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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Head-up-Display-Vorrichtung.
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[Technischer Hintergrund]
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Z. B. wird bei einer Anzeigevorrichtung gemäß Patentdokument 1 auf Basis einer Steuerung eines Steuerabschnitts ein Bild auf einem Anzeigeabschnitt angezeigt. In diesem Fall gibt ein Steuerabschnitt auf Basis eines in einer Speichervorrichtung gespeicherten Verbiegungsparameters im Voraus verzerrte Bilddaten derart an einen Anzeigeabschnitt aus, dass eine Verzerrung, die durch ein optisches Bauteil, bei dem ein Anzeigelicht projiziert wird, entsteht, aufgehoben wird. Der Steuerabschnitt steuert auch eine Verbiegung in der Tiefenrichtung, wenn er eine Steuerung bei einem Anzeigeabschnitt, der eine 3D-Anzeige durchführen kann, durchführt.
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[Dokument zum Stand der Technik]
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[Patentdokument]
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[Patentdokument 1]
JP 2022-114602 A -
[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Zu lösende Aufgabe der Erfindung]
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Bei dem Aufbau gemäß dem obigen Patentdokument 1 generiert der Steuerabschnitt jedes Mal ein verzerrtes Bild auf Basis eines Verbiegungsparameters, weshalb die Tendenz bestand, dass die für eine Berechnung notwendigen Ressourcen zunehmen.
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Die vorliegende Offenbarung wurde unter dem Gesichtspunkt des obigen Sachverhalts geschaffen und das Ziel ist es, eine Head-up-Display-Vorrichtung bereitzustellen, bei der unter Reduzieren der Last eines Steuerabschnitts eine Reduzierung einer Verzerrung eines virtuellen Bildes bewirkt werden kann.
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[Mittel zum Lösen der Aufgabe]
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Um das obige Ziel zu erreichen, zeigt eine Head-up-Display-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung dadurch, dass sie ein Anzeigelicht zu einem in einem Fahrzeug installierten transparenten Reflexionsbauteil ausstrahlt, ein virtuelles Bild an, wobei sie versehen ist mit
einem Anzeigegerät, das eine Anzeigefläche aufweist, die das Anzeigelicht ausstrahlt, und
einem Prisma, durch das das von der Anzeigefläche ausgestrahlte Anzeigelicht dringt, wobei
das Prisma versehen ist mit
einer Einstrahlfläche, bei der das Anzeigelicht von der Anzeigefläche eingestrahlt wird, und
einer Ausstrahlfläche, bei der das von der Einstrahlfläche in das Prisma eingestrahlte Anzeigelicht ausgestrahlt wird, wobei
zwischen der Einstrahlfläche und der Ausstrahlfläche angenommene Displayflächen ausgebildet sind, die scheinbare Positionen der Anzeigefläche sind, die aufgrund einer Brechung durch die Ausstrahlfläche entstehen, und wobei
die angenommenen Displayflächen
derart ausgebildet werden, dass eine Verzerrung der Tiefenrichtung des virtuellen Bildes, die durch eine Reflexion durch das transparente Reflexionsbauteil entsteht, reduziert wird.
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Um das obige Ziel zu erreichen, zeigt eine Head-up-Display-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung dadurch, dass sie ein Anzeigelicht zu einem in einem Fahrzeug installierten transparenten Reflexionsbauteil ausstrahlt, ein virtuelles Bild an, wobei sie versehen ist mit
einem Anzeigegerät, das eine Anzeigefläche aufweist, die das Anzeigelicht ausstrahlt, und
einem Prisma, durch das das von der Anzeigefläche ausgestrahlte Anzeigelicht dringt, wobei
das Prisma versehen ist mit
einer Einstrahlfläche, bei der das Anzeigelicht von der Anzeigefläche eingestrahlt wird, und
einer Ausstrahlfläche, bei der das von der Einstrahlfläche in das Prisma eingestrahlte Anzeigelicht ausgestrahlt wird, wobei
zwischen der Einstrahlfläche und der Ausstrahlfläche angenommene Displayflächen ausgebildet sind, die scheinbare Positionen der Anzeigefläche sind, die aufgrund einer Brechung durch die Ausstrahlfläche entstehen, und wobei
die Ausstrahlfläche in einer konvexen Form gebildet ist, die zu einer Richtung, die der Breitenrichtung des virtuellen Bildes entspricht, symmetrisch ist.
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[Vorteile der Erfindung]
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann bei einer Head-up-Display-Vorrichtung unter Reduzieren der Last eines Anzeigeabschnitts eine Reduzierung einer Verzerrung eines angezeigten virtuellen Bildes bewirkt werden.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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- [1] ist eine skizzierte Ansicht einer Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- [2] ist eine Ansicht, die ein virtuelles Bild gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das sich mit einer tatsächlichen Landschaft überlappt, zeigt.
- [3] ist eine perspektivische Ansicht eines Prismas und eines Anzeigegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- [4] ist ein Längsschnitt des Prismas und des Anzeigegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- [5] ist eine Seitenansicht des Prismas und des Anzeigegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- [6] ist eine schematische Ansicht des Anzeigegeräts, des Prismas, eines Hohlspiegels und einer Windschutzscheibe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- [7] ist eine schematische Ansicht eines Anzeigegeräts, eines Hohlspiegels und einer Windschutzscheibe gemäß einem Vergleichsbeispiel.
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[Ausführungsformen der Erfindung]
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(Erste Ausführungsform)
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Eine Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird anhand der Zeichnungen erläutert.
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Wie in 1 gezeigt, ist eine Head-up-Display-Vorrichtung 100 unter einem Armaturenbrett usw. eines Fahrzeugs 200 installiert. Die Head-up-Display-Vorrichtung 100 projiziert ein Anzeigelicht L auf eine Windschutzscheibe 201, die ein Beispiel eines Projektionsbauteils (transparenten Reflexionsbauteils) ist, wodurch mehrere virtuelle Bilder V1, V2, die Fahrzeuginformationen umfassen, angezeigt werden. Wenn sich ein Blickpunkt EP eines visuell Erkennenden 1 in einem sichtbaren Bereich R befindet, kann der visuell Erkennende 1 die virtuellen Bilder V1, V2 visuell erkennen. Das virtuelle Bild V1 wird in einem angenommenen Bereich K1 der Anzeige des virtuellen Bildes angezeigt. Das virtuelle Bild V2 wird in einem angenommenen Bereich K2 der Anzeige des virtuellen Bildes angezeigt. Die mehreren angenommenen Bereiche K1, K2 der Anzeige des virtuellen Bildes werden jeweils an einer substanzlosen Fläche ausgebildet und werden in voneinander unterschiedlichen Ausrichtungen ausgebildet.
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Der angenommene Bereich K1 der Anzeige des virtuellen Bildes erstreckt sich entlang der Höhenrichtung. Entlang der Höhenrichtung verweist hierbei darauf, dass der angenommene Bereich K1 der Anzeige des virtuellen Bildes in Bezug auf die Höhenrichtung bei weniger als ± 45° liegt. Der angenommene Bereich K2 der Anzeige des virtuellen Bildes ist geneigt vorhanden, während er sich an das Untere des angenommenen Bereichs K1 der Anzeige des virtuellen Bildes anschließt. Z. B. erstreckt sich der angenommene Bereich K2 der Anzeige des virtuellen Bildes entlang der Straßenoberfläche. Entlang der Straßenoberfläche verweist hierbei darauf, dass der angenommene Bereich K2 der Anzeige des virtuellen Bildes in Bezug auf die horizontale Richtung bei weniger als ± 45° liegt.
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Wie in 2 gezeigt, wird das virtuelle Bild V2 derart angezeigt, dass es vom visuell Erkennenden 1 aus gesehen entlang einer Straßenoberfläche, die eine tatsächliche Landschaft ist, verläuft. Das virtuelle Bild V1 wird derart angezeigt, dass es vom visuell Erkennenden 1 aus gesehen in Bezug auf die Straßenoberfläche aufgestellt wird. Im virtuellen Bild V2 sind mit der Straßenoberfläche in Beziehung gesetzte Informationen, z. B. Symbolinformationen wie ein Routenführungspfeil usw., umfasst. Im virtuellen Bild V1 sind Schriftinformationen wie die Fahrzeuggeschwindigkeit usw. oder Markierungsinformationen umfasst. Bei der Schrift handelt es sich um Zahlen, Buchstaben, Hiragana, Katakana, Kanji usw.
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Im virtuellen Bild V1 können auch Zeichen umfasst sein, die auf der Erdoberfläche aufgestellte Strukturen wie Gebäude oder Bäume usw. zeigen. Durch einen Vergleich mit diesen Zeichen kann von dem visuell Erkennenden 1 leicht wahrgenommen werden, dass außer diesen Zeichen auch die Anzeige des virtuellen Bildes V1 entlang der Höhenrichtung angezeigt ist.
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Als Nächstes wird der Aufbau der Head-up-Display-Vorrichtung 100 erläutert.
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Wie in 1 gezeigt, ist die Head-up-Display-Vorrichtung 100 versehen mit einem Hohlspiegel 12, der ein optisches Relais ist, einem Anzeigegerät 20, einem Steuerabschnitt 25, einem Gehäuse 30 und einem Prisma 40, das ein Beispiel für ein Einstellmittel für das virtuelle Bild ist.
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Das Gehäuse 30 ist aus einem lichtabschirmenden Harz oder Metall kastenförmig ausgebildet. Im Gehäuse 30 sind der Hohlspiegel 12, das Anzeigegerät 20 und das Prisma 40 aufgenommen. Das Gehäuse 30 ist mit einem aus einem lichtdurchlässigen Bauteil bestehenden Fensterabschnitt 31 versehen, durch den das Anzeigelicht L, das im Innenraum des Gehäuses 30 erzeugt wurde, zur Windschutzscheibe 201 hin dringt.
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Das Anzeigegerät 20 weist eine Anzeigefläche 21 auf, die das Anzeigelicht L, das ein Bild darstellt, aussendet. Das Anzeigegerät 20 kann ein Typ sein, der ein Flüssigkristallpanel und eine Beleuchtungsvorrichtung aufweist, oder kann auch ein Typ sein, der ein Anzeigeelement vom Reflexionstyp wie ein DMD (Digital Micro mirror Device)-Element und einen Projektor aufweist. Die Anzeigefläche 21 ist auf die vordere Unterseite des Fahrzeugs 200 gerichtet. Bei dem auf der Anzeigefläche 21 angezeigten Bild wird eine Verzerrungskorrektur durchgeführt, bei der eine Verzerrung, die in der Richtung des Flächeninneren der virtuellen Bilder V1, V2, die der visuell Erkennende 1 visuell erkennt, entsteht, korrigiert wird. Diese Verzerrungskorrektur wird Verbiegungsverarbeitung genannt. Die Anzeigefläche 21 ist in Bezug auf eine optische Achsenmitte La des Anzeigelichts L geneigt. Die optische Achsenmitte La ist an der Mitte des Querschnitts des Anzeigelichts L positioniert.
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Wie in 4 gezeigt, ist die Anzeigefläche 21 versehen mit einem ersten Bereich 20a, bei dem das Anzeigelicht L, das dem virtuellen Bild V1 entspricht, ausgestrahlt wird, und einem zweiten Bereich 20b, bei dem das Anzeigelicht L, das dem virtuellen Bild V2 entspricht, ausgestrahlt wird. Im ersten Bereich 20a werden Schriftinformationen angezeigt und im zweiten Bereich 20b werden Symbolinformationen angezeigt. In einem Raum im Inneren des Prismas 40, der jeweils dem ersten Bereich 20a und dem zweiten Bereich 20b entspricht, werden eine erste angenommene Displayfläche und eine zweite angenommene Displayfläche ausgebildet.
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Wie in 1 gezeigt, weist der Steuerabschnitt 25 eine CPU (Central Processing Unit), einen GDC (Graphics Display Controller), ein ROM (Read Only Memory) und ein RAM (Random Access Memory) usw. auf. Der Steuerabschnitt 25 erwirbt von außen Informationen, die mit Informationen wie Fahrzeuggeschwindigkeit und Routenführung usw. zusammenhängen, und generiert auf Basis dieser Informationen ein Bild, das auf der Anzeigefläche 21 angezeigt wird.
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Das Prisma 40 wird an der Anzeigefläche 21 angeordnet und das von der Anzeigefläche 21 ausgestrahlte Anzeigelicht L durchdringt es. Das Prisma 40 wird später ausführlich beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, weist der Hohlspiegel 12 eine Reflexionsfläche 12a auf, die entlang der Höhenrichtung und der Breitenrichtung des Fahrzeugs konkav gewölbt ist. Der Hohlspiegel 12 reflektiert das Anzeigelicht L, das das Prisma 140 durchdrungen hat, zur Windschutzscheibe 201 hin. Der Hohlspiegel 12 reflektiert das Anzeigelicht L von der Anzeigefläche 21 derart zur Windschutzscheibe 201 hin, dass es vergrößert wird. Die Reflexionsfläche 12a des Hohlspiegels 12 ist auf die hintere Oberseite des Fahrzeugs 200 gerichtet. Der Hohlspiegel 12 weist eine Funktion auf, dass eine Verzerrung des virtuellen Bildes durch die Reflexion durch die Windschutzscheibe 201 unterdrückt wird.
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Als Nächstes wird der Aufbau des Prismas 40 erläutert.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, ist das Prisma 40 aus einem Material, bei dem ein Brechungsindex n größer als derjenige der Luft ist (n = 1), z. B. aus Glas oder optischem Harz ausgebildet. Das Prisma 40 ist im Wesentlichen in einer Plattenform ausgebildet, die die Anzeigefläche 21 abdeckt.
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Das Prisma 40 ist versehen mit einer Einstrahlfläche 41i, die der Anzeigefläche 21 gegenüberliegend positioniert ist und bei der das Anzeigelicht von der Anzeigefläche 21 eingestrahlt wird, und einer Ausstrahlfläche 41o, die auf der der Einstrahlfläche 41i entgegengesetzten Seite positioniert ist und bei der das eingestrahlte Anzeigelicht L ausgestrahlt wird. Die Einstrahlfläche 41i ist in einer rechteckigen ebenen Form ausgebildet. Die Einstrahlfläche 41i des Prismas 40 kann durch Optical Bonding an der Anzeigefläche 21 fixiert sein und das Prisma 40 kann auch durch einen nicht dargestellten Stützmechanismus gestützt sein.
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Das Prisma 40 und das Anzeigegerät 20 sind in der Höhenrichtung in einer langen Plattenform gebildet. Das Prisma 40 ist versehen mit der Einstrahlfläche 41i, die entsprechend der Anzeigefläche 21 positioniert ist und bei der das Anzeigelicht von der Anzeigefläche 21 eingestrahlt wird, und der Ausstrahlfläche 41o, bei der das über die Einstrahlfläche 41i in das Prisma 40 eingestrahlte Anzeigelicht L ausgestrahlt wird. Die Ausstrahlfläche 41o ist versehen mit einer ersten Deckenfläche 42, die in einer Halbzylinderform gebildet ist, die sich entlang der Anzeigefläche 21 erstreckt, und einer Neigungsfläche 43, die in einer Halbzylinderform gebildet ist, die in Bezug auf die erste Deckenfläche 42 geneigt ist. Die erste Deckenfläche 42 und die Neigungsfläche 43 setzen sich in der Höhenrichtung fort. Die erste Deckenfläche 42 ist weiter in der Aufwärtsrichtung als die Neigungsfläche 43 positioniert. Die Neigungsfläche 43 ist derart geneigt, dass sie sich dem Anzeigegerät 20 nach unten hin annähert. Die Halbzylinderformen der ersten Deckenfläche 42 und der Neigungsfläche 43 sind in einer zu der dem Anzeigegerät 20 entgegengesetzten Richtung konvexen Form gebildet. Mit anderen Worten sind die erste Deckenfläche 42 und die Neigungsfläche 43 in Form einer gekrümmten Fläche gebildet, die in der Richtung, in der das Anzeigelicht L ausgestrahlt wird, konvex ist.
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Bei dem Prisma 40 werden eine erste angenommene Displayfläche 48A und eine zweite angenommene Displayfläche 48B, die an der Mitte der Dickenrichtung des Prismas 40 positioniert sind, ausgebildet. Das Prisma 40 lässt durch den eigenen Brechungsindex n die Anzeigefläche 21 so funktionieren, als ob sie sozusagen an der ersten angenommenen Displayfläche 48A und der zweiten angenommenen Displayfläche 48B positioniert ist. Daher wird durch das Prisma 40 mit einer einzigen Anzeigefläche 21 die gleiche Wirkung wie mit mehreren Anzeigeflächen ermöglicht. Die erste angenommene Displayfläche 48A ist zwischen der ersten Deckenfläche 42 und der Einstrahlfläche 41i positioniert und wird in einer ähnlichen Flächenform wie die erste Deckenfläche 42 ausgebildet. Die zweite angenommene Displayfläche 48B wird zwischen der Neigungsfläche 43 und der Einstrahlfläche 41i ausgebildet. Die zweite angenommene Displayfläche 48B erstreckt sich derart, dass sie einen Winkel α, den die Einstrahlfläche 41i und die Neigungsfläche 43 bilden, halbiert. Die erste angenommene Displayfläche 48A entspricht dem angenommenen Bereich K1 der Anzeige des virtuellen Bildes. Die zweite angenommene Displayfläche 48B entspricht dem angenommenen Bereich K2 der Anzeige des virtuellen Bildes.
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Die optische Achsenmitte La des Anzeigelichts L geht durch einen Grenzabschnitt der ersten angenommenen Displayfläche 48A und der zweiten angenommenen Displayfläche 48B hindurch. Die optische Achsenmitte La des Anzeigelichts L kann auch durch die erste angenommene Displayfläche 48A und die zweite angenommene Displayfläche 48B hindurchgehen, ohne dass sie durch den Grenzabschnitt hindurchgeht.
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Ein Winkel θ1 einer verlängerten Linie (durch eine gestrichelte Linie gezeigte Linie in 4) der ersten angenommenen Displayfläche 48A in Bezug auf die optische Achsenmitte La ist ein Winkel, der kleiner als ein Winkel θ2 der zweiten angenommenen Displayfläche 48B in Bezug auf die optische Achsenmitte La ist. Je größer der Winkel θ2 (vgl. 4) wird, desto größer wird der Neigungswinkel des angenommenen Bereichs K2 der Anzeige des virtuellen Bildes in Bezug auf die Höhenrichtung.
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Wie in 1 und 4 gezeigt, entspricht die erste angenommene Displayfläche 48A dem angenommenen Bereich K1 der Anzeige des virtuellen Bildes. Die zweite angenommene Displayfläche 48B entspricht dem angenommenen Bereich K2 der Anzeige des virtuellen Bildes, der in Bezug auf den angenommenen Bereich K1 der Anzeige des virtuellen Bildes geneigt ist. Das obere Ende der ersten angenommenen Displayfläche 48A entspricht dem unteren Ende des angenommenen Bereichs K1 der Anzeige des virtuellen Bildes und das untere Ende der zweiten angenommenen Displayfläche 48B entspricht dem oberen Ende des angenommenen Bereichs K2 der Anzeige des virtuellen Bildes. D. h. die jeweiligen Bilder der ersten angenommenen Displayfläche 48A und der zweiten angenommenen Displayfläche 48B werden in der Höhenrichtung und der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umgedreht als virtuelle Bilder V1, V2 angezeigt.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, ist der angenommene Bereich K2 der Anzeige des virtuellen Bildes vom visuell Erkennenden 1 aus gesehen weiter oben als der angenommene Bereich K1 der Anzeige des virtuellen Bildes positioniert. Das obere Ende des angenommenen Bereichs K1 der Anzeige des virtuellen Bildes kommt mit dem unteren Ende des angenommenen Bereichs K2 der Anzeige des virtuellen Bildes in Kontakt. Der angenommene Bereich K2 der Anzeige des virtuellen Bildes ist derart geneigt, dass er sich vom visuell Erkennenden 1 entfernend zur Aufwärtsrichtung richtet.
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(Zur Form der Deckenfläche)
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5 ist eine Ansicht, die das Aussehen des Prismas 40 und des Anzeigegeräts 20 in einer Draufsicht von der Höhenrichtung zeigt. Die Ausstrahlfläche 42o weist in diesem Blickpunkt die erste Deckenfläche 42, die in Form einer gekrümmten Fläche gebildet ist, auf. Bis hierhin wurden die angenommenen Displayflächen 48A, 48B auf Basis einer Form in einer Draufsicht von der Breitenrichtung des Fahrzeugs erläutert. Allerdings sind die tatsächlichen angenommenen Displayflächen 48A, 48B durch die Wirkung aufgrund der Formen der ersten Deckenfläche 42 und der Neigungsfläche 43 wie bei der gepunkteten Linie in der Zeichnung in Form einer gekrümmten Fläche gebildet.
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Hier wird anhand von 7 ein bisheriger Aufbau erläutert. 7 ist eine Ansicht, die schematisch einen Aufbau in einem Fall zeigt, in dem auf ein Head-up-Display, das mit dem Anzeigegerät 20, dem Hohlspiegel 12 und der Windschutzscheibe 201 versehen ist, senkrecht nach unten herabgesehen wird. Dieses Head-up-Display ist nicht mit dem Prisma 40 versehen.
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Das Anzeigelicht L wird von dem Anzeigegerät 20, das eine rechteckige und eben gebildete Anzeigefläche aufweist, ausgestrahlt. Nachdem das Anzeigelicht L durch den Hohlspiegel 12 und die Windschutzscheibe 201 reflektiert wurde, erreicht es einen sichtbaren Bereich. Gleichzeitig wird ein von dem sichtbaren Bereich visuell erkennbares virtuelles Bild Vo vorderhalb der Windschutzscheibe 201 abgebildet.
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In diesem Fall wird das virtuelle Bild Vo, wie in 7 gezeigt, wie bei der gepunkteten Linie in der Zeichnung gewölbt abgebildet. Konkret werden, wenn durch den Hohlspiegel 12 bzw. durch die Windschutzscheibe 201, deren Reflexionsfläche jeweils eine konkave Form hat, reflektiert wird, beide Enden des virtuellen Bildes Vo an einer Position abgebildet, die im Vergleich zur mittleren Position näher am sichtbaren Bereich ist. Dies kommt dadurch zustande, dass, im Fall, in dem die optische Weglänge der Innenseite mit der optischen Weglänge der Außenseite verglichen wurde, wenn der Hohlspiegel 12 mit einer konkaven Reflexionsfläche und die Windschutzscheibe 201 mit einer ebenfalls konkaven Reflexionsfläche sich gegenüberstehen und geerdet sind, die optische Weglänge der Außenseite sich erheblich verkürzt.
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Auf diese Wiese kommt es vor, dass, selbst wenn die Anzeigefläche eben ist, das virtuelle Bild nicht unbedingt als Ebene abgebildet wird und in der Tiefenrichtung des virtuellen Bildes eine Verzerrung entsteht.
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Bei der bisherigen Technik bestand zwar ein Aufbau, bei dem dadurch, dass bei dem auf dem Anzeigegerät angezeigten Bild eine Verbiegungsverarbeitung getätigt wurde, eine Verzerrung in der Fläche des virtuellen Bildes vermindert wird, aber solange kein Anzeigegerät, bei dem eine stereoskopische Anzeige möglich ist, verwendet wird, war es schwierig, eine Verzerrung in der Tiefenrichtung des virtuellen Bildes zu reduzieren.
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Deshalb wird bei der vorliegenden Offenbarung eine Head-up-Display-Vorrichtung wie bei der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut. Konkret ist die Head-up-Display-Vorrichtung 100 versehen mit
dem Prisma 40,
der Einstrahlfläche 41i, bei der das Anzeigelicht L von der Anzeigefläche 21 eingestrahlt wird, und
der Ausstrahlfläche 41o, bei der das von der Einstrahlfläche 41i in das Prisma 40 eingestrahlte Anzeigelicht L ausgestrahlt wird, wobei
zwischen der Einstrahlfläche 41i und der Ausstrahlfläche 41o die angenommenen Displayflächen 48A, 48B ausgebildet sind, die scheinbare Positionen der Anzeigefläche 21 sind, die aufgrund der Brechung bei der Ausstrahlfläche 41o entstehen, wobei die angenommenen Displayflächen 48A, 48B
derart ausgebildet werden, dass eine Verzerrung der Tiefenrichtung der virtuellen Bilder V1, V2, die durch die Reflexion durch die Windschutzscheibe 201 entsteht, reduziert wird.
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In der ersten Ausführungsform sind die angenommenen Displays durch die Wirkung des Prismas 40 in der Ausstrahlrichtung des Anzeigelichts L konvex (d. h. zu einem sichtbaren Bereich R hin konvex). Durch die Reflexion eines optischen Relais (Hohlspiegel 12 bzw. Windschutzscheibe 201) außer dem Prisma müsste sich das virtuelle Bild ursprünglich zum sichtbaren Bereich R hin so verzerren, dass es konkav wird, weshalb bei einem solchen Head-up-Display eine Verzerrung in der Tiefenrichtung der virtuellen Bilder V1, V2 reduziert werden kann.
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Unter einem anderen Gesichtspunkt ist bei der Head-up-Display-Vorrichtung 100 das Prisma 40 versehen mit
der Einstrahlfläche 41i, bei der das Anzeigelicht L von der Anzeigefläche 21 eingestrahlt wird, und
der Ausstrahlfläche 41o, bei der das von der Einstrahlfläche 41i in das Prisma 40 eingestrahlte Anzeigelicht L ausgestrahlt wird, wobei
zwischen der Einstrahlfläche 41i und der Ausstrahlfläche 41o die angenommenen Displayflächen 48A, 48B ausgebildet sind, die scheinbare Positionen der Anzeigefläche 21 sind, die aufgrund der Brechung bei der Ausstrahlfläche 41o entstehen, wobei die Ausstrahlfläche 41o in einer Richtung, die der Breitenrichtung der virtuellen Bilder V1, V2 entspricht, in einer konvexen Form gebildet ist.
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In der ersten Ausführungsform sind die angenommenen Displays durch die Wirkung des Prismas 40 in der Ausstrahlrichtung des Anzeigelichts konvex (d. h. zu einem sichtbaren Bereich R hin konvex). Durch die Reflexion eines optischen Relais (Hohlspiegel 12 bzw. Windschutzscheibe 201) außer dem Prisma müsste sich das virtuelle Bild ursprünglich zum sichtbaren Bereich R hin so verzerren, dass es konkav wird, weshalb bei einem solchen Head-up-Display eine Verzerrung in der Tiefenrichtung der virtuellen Bilder V1, V2 reduziert werden kann. Es ist noch besser, wenn diese konvexe Form eine konvexe Form ist, die zu einer Richtung, die der Breitenrichtung entspricht, symmetrisch ist. Gemäß diesem Aufbau wird sowohl, wenn das Fahrzeug ein Fahrzeug mit Rechtslenkung ist als auch wenn es ein Fahrzeug mit Linkslenkung ist, die Verwendung eines gemeinsamen Bauteils ermöglicht und es kommt eine Head-up-Display-Vorrichtung zustande, bei der die Herstellbarkeit hervorragend ist.
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Außerdem kann, wenn es sich auf diese Weise um eine konvexe Form handelt, die zu einer Richtung, die der Breitenrichtung der virtuellen Bilder V1, V2 entspricht, symmetrisch ist, auch wenn sich die Lenkerposition des Fahrzeugs 200 in Bezug auf die Mitte nach rechts oder links verschiebt, ein gemeinsames Prisma 40 benutzt werden, weshalb es als ein im Fahrzeug installiertes Head-up-Display besonders angemessen ist.
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Die vorliegende Offenbarung wird nicht durch die obenstehende Ausführungsform und die Zeichnungen beschränkt. Im Umfang, in dem das Wesen der vorliegenden Offenbarung nicht verändert wird, können den Umständen entsprechend Änderungen (einschließlich der Streichung von Bestandteilen) hinzugefügt werden. Im Folgenden wird ein Beispiel einer Abwandelung erläutert.
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(Abgewandeltes Beispiel)
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In der obigen Ausführungsform wurde das mit der Neigungsfläche 43 versehene Prisma 40 gezeigt, aber es wird nicht darauf beschränkt und die Gesamtheit der Ausstrahlfläche 41o kann auch durch die erste Deckenfläche 42 aufgebaut werden.
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In der obigen Ausführungsform wurden die erste Deckenfläche 42 und die Neigungsfläche 43, die gekrümmte Flächen mit einer gleichmäßigen Krümmung sind, gezeigt, aber sie werden nicht darauf beschränkt und die Krümmung kann teilweise oder insgesamt auch geändert werden. Insbesondere ist bei der Krümmung einer herkömmlichen Windschutzscheibe die obere Seite vergleichsweise groß. Folglich kann, wenn auch die Krümmung der Ausstrahlfläche 41o beim Teil, der der betreffenden Stelle entspricht, eine hohe Krümmung ist, noch effektiver eine Verzerrung reduziert werden.
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In der obigen Ausführungsform wurde das Anzeigelicht L von der Anzeigefläche 21 direkt zum Hohlspiegel 12 gestrahlt, aber sie wird nicht darauf beschränkt und es kann auch ein Korrekturspiegel bzw. ein Planspiegel, der das von der Anzeigefläche 21 gestrahlte Anzeigelicht L zum Hohlspiegel 12 hin reflektiert, neu vorgesehen werden. Dieser Korrekturspiegel ist z. B. ein Hohlspiegel mit einem konkaven Längsschnitt. Durch diesen Korrekturspiegel und den Hohlspiegel 12 kann ein optisches Relais aufgebaut werden, das das Anzeigelicht L von der Anzeigefläche 21 zur Windschutzscheibe 201 leitet.
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Bei den jeweiligen obigen Ausführungsformen kann der Hohlspiegel 12 auch um eine Drehachse, die sich entlang der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, rotierbar aufgebaut werden. Dadurch, dass der Hohlspiegel 12 um diese Drehachse rotiert, wird die Höhe, in der das Anzeigelicht L in Bezug auf den visuell Erkennenden 1 projiziert wird, eingestellt.
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Die obigen Ausführungsformen sind auch als ein Aufbau möglich, bei dem das Anzeigelicht L von einem Nicht-Anzeigebereich 21a, der einem Grenzteil der angenommenen Displayflächen 48A, 48B von der Anzeigefläche 21 entspricht, nicht ausgestrahlt wird. Dadurch wird, wenn der Blickpunkt des visuell Erkennenden in einem sichtbaren Bereich bewegt wird, unterdrückt, dass bei der Anzeige die virtuellen Bilder V1, V2 wechseln, und es kann reduziert werden, dass dem visuell Erkennenden ein fremdartiges Gefühl vermittelt wird. Es wird keine Beschränkung auf dieses abgewandelte Beispiel vorgenommen und es ist auch ein Aufbau möglich, bei dem ein lichtabschirmendes Mittel wie ein lichtabschirmendes Bauteil usw. verwendet wird und das Anzeigelicht L den Grenzteil der angenommenen Displayflächen 48A, 48B nicht erreicht.
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Das obige Prisma 40 kann auch aus Ulexit, d. h. einem Fernsehstein, ausgebildet sein. Dadurch kann an der Lichtausstrahlfläche des Prismas 40 eine angenommene Displayfläche ausgebildet werden.
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Das Prisma 40 kann, wie durch eine Strichpunktlinie der 4 gezeigt, auch mit einem Vorsprungabschnitt 49 versehen sein, der von der Anzeigefläche 21 vorspringt. Bei dem Vorsprungabschnitt 49 dringt von dem Anzeigelicht L das Licht durch, das sich von der Anzeigefläche 21 zum oberen Endabschnitt des Hohlspiegels 12 richtet. Der Vorsprungabschnitt 49 ist an der oberen Seitenfläche des Prismas 40 der obigen Ausführungsform vorgesehen und ist derart ausgebildet, dass die Höhe sich von der Anzeigefläche 21 an die Ausstrahlfläche 41o annähernd erhöht. Dadurch kann der gesamte Bereich der Reflexionsfläche 12a des Hohlspiegels 12 wirkungsvoll benutzt werden und die Größe des angenommenen Bereichs K1 der Anzeige des virtuellen Bildes kann vergrößert werden.
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Ferner kann ein Kantenabschnitt zwischen der Deckenfläche und der Neigungsfläche des obigen Prismas 40 auch abgerundet werden.
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Der Abschnitt der Deckenfläche und der Abschnitt der Neigungsfläche des obigen Prismas 40 können auch separat ausgebildet werden.
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In den jeweiligen obigen Ausführungsformen wurde die Head-up-Display-Vorrichtung 100 in ein Fahrzeug eingebaut, aber sie wird nicht darauf beschränkt und kann auch in einem Verkehrsmittel wie einem Flugzeug, einem Schiff usw. installiert werden. Ferner ist das Projektionsbauteil nicht auf die Windschutzscheibe 201 beschränkt und kann auch ein spezieller Combiner sein.
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Ferner kann sich das Anzeigelicht L auch durch die Fokussierwirkung eines Spiegels bzw. einer Linse in einem optischen Weg kreuzen. Auch in diesem Fall wird, wenn entsprechend der gewünschten Form des virtuellen Bildes den Umständen entsprechend ein Prisma bzw. ein Anzeigegerät aufgebaut wird, der Effekt der vorliegenden Erfindung entfaltet.
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Wenn sich z. B. das Anzeigelicht L in einem optischen Weg einmal in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung kreuzt, ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem es sich nicht kreuzt, gut, wenn das Prisma bzw. das Anzeigegerät aufwärts und abwärts umgedreht vorgesehen werden.
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[Bezugszeichen liste]
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- 1
- visuell Erkennender
- 12
- Hohlspiegel
- 20
- Anzeigegerät
- 21
- Anzeigefläche
- 21a
- Nicht-Anzeigebereich
- 25
- Steuerabschnitt
- 30
- Gehäuse
- 31
- Fensterabschnitt
- 40
- Prisma
- 41i
- Einstrahlfläche
- 41o
- Ausstrahlfläche
- 42
- erste Deckenfläche
- 43
- Neigungsfläche
- 48A, 48B
- Angenommene Displayflächen
- 49
- Vorsprungabschnitt
- 100
- Head-up-Display-Vorrichtung
- 200
- Fahrzeug
- 201
- Windschutzscheibe
- 205
- Blickpunkterfassungsabschnitt
- α, θ1, θ2
- Winkel
- C
- Mittellinie
- L
- Anzeigelicht
- K1, K2
- angenommene Bereiche der Anzeige des virtuellen Bildes
- R
- sichtbarer Bereich
- V1, V2
- virtuelle Bilder
- X
- Abszissenachse
- Z
- Längsachse
- EP
- Blickpunkt
- La
- optische Achsenmitte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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