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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Head-Up-Display-Vorrichtung, die ein virtuelles Bild auf eine Projektionsfläche einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs projiziert, so dass das projizierte virtuelle Bild auf einem Vordergrund des Fahrzeugs eingeblendet wird, der von einem Augpunkt des Fahrzeugs durch die Windschutzscheibe hindurch visuell erkannt wird, und es visuell erkannt wird.
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Technischer Hintergrund
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Die
US 5 313 326 A zeigt eine Head-Up-Display-Vorrichtung, die bewirkt, dass ein virtuelles Bild erzeugt wird, indem Anzeigelicht auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs projiziert wird. Die Head-Up-Display-Vorrichtung enthält ein Gehäuse, eine Anzeigeeinrichtung, die in dem Gehäuse vorhanden ist, und einen Reflektor, der in dem Gehäuse vorhanden ist und eine Vielzahl reflektierender Flächen enthält, die parallel zueinander angeordnet und im gleichen Winkel geneigt sind, so dass ein Anzeigelicht, das von der Anzeigeeinrichtung ausgestrahlt wird, durch die reflektierenden Flächen reflektiert wird.
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Eine ähnliche Head-Up-Display-Vorrichtung ist auch aus der
DE 689 28 334 T2 bekannt.
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Die
DE 691 19 017 T2 beschreibt eine Head-Up-Display-Vorrichtung, die bewirkt, dass ein virtuelles Bild erzeugt wird, indem Anzeigelicht auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs reflektiert wird. Die Head-Up-Display-Vorrichtung enthält ein Gehäuse, eine Anzeigeeinrichtung, die in dem Gehäuse vorhanden ist, und einen Reflektor, der in dem Gehäuse vorhanden ist und einen holografischen Spiegel mit nicht-gerichteter Reflexion enthält, der bewirkt, dass von der Anzeigeeinrichtung ausgestrahltes Licht in einem Reflexionswinkel reflektiert wird, der sich von einem Auftreffwinkel unterscheidet.
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Die
US 2005/0157398 A1 liefert einen Hinweis darauf, eine entfernbare Korrekturlinse entsprechend eines geänderten Fahrzeugtyps in einem Gehäuse zu befestigen bzw. auszutauschen.
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Aus der
DE 27 53 600 A1 ist eine Head-Up-Display-Vorrichtung bekannt, die bewirkt, dass ein virtuelles Bild erzeugt wird, indem Anzeigelicht auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs projiziert wird. Die Head-Up-Display-Vorrichtung enthält ein Gehäuse, eine Anzeigeeinrichtung, die in dem Gehäuse vorhanden ist, und einen Reflektor, der in dem Gehäuse vorhanden ist.
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In den letzten Jahren ist aufgrund der Zunahme und Diversifikation von Informationen, die für einen Fahrer beim Fahren erforderlich sind, eine Head-Up-Display-Vorrichtung, die bewirkt, dass wichtige Informationen oder dergleichen als ein virtuelles Bild an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angezeigt werden, und bewirkt, dass das virtuelle Bild auf einem Vordergrund des Fahrzeugs, der durch die Windschutzscheibe hindurch visuell erkannt wird, eingeblendet und visuell erkannt wird, an dem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder einem Zug, angebracht worden.
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Bei diesem Typ von Head-Up-Display-Vorrichtung wird ein auf einem Anzeigebildschirm angezeigtes Bild durch einen Planspiegel und einen Hohlspiegel reflektiert und vergrößert, und das vergrößerte Bild wird ausgestrahlt und auf einen Anzeigebereich der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs reflektiert, so dass ein virtuelles Bild des Bildes von dem Fahrer des Fahrzeugs visuell erkannt wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
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Liste der Anführungen
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Patentdokument
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Patentdokument 1:
JP 2009-222881 A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der oben erwähnten Head-Up-Display-Vorrichtung wird das Gehäuse verkleinert, indem ein Planspiegel in einem Gehäuse bereitgestellt wird und ein Lichtweg mit dem Planspiegel in der Mitte umgekehrt wird.
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Da die Neigung der Windschutzscheibe, auf die ein virtuelles Bild projiziert wird, bei verschiedenen Typen von Fahrzeugen variiert, kommt es bei jedem Typ Fahrzeug, wenn ein- und dieselbe Head-Up-Display-Vorrichtung angebracht wird, zu einer Verschiebung der Position, an der das virtuelle Bild erzeugt wird.
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Daher ist es, um die Verschiebung der Position auszugleichen, an der das virtuelle Bild in unterschiedlichen Fahrzeug-Typen erzeugt wird, erforderlich, die Verschiebung zu korrigieren, indem der Winkel des Planspiegels geändert wird oder die Position einer Anzeigeeinrichtung geändert wird, die Anzeigelicht ausstrahlt.
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Wenn jedoch die Änderung des Winkels des Planspiegels bzw. die Änderung der Position der Anzeigeeinrichtung auf diese Weise durchgeführt wird, muss der Aufbau oder die Form eines Anbringungsteils des Planspiegels oder der Anzeigeeinrichtung geändert werden, und dadurch muss ein anderes Gehäuse für jeden der verschiedenen Fahrzeugtypen gefertigt werden, so dass dadurch die Kosten zunehmen.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Situation gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Head-Up-Display-Vorrichtung zu schaffen, die bei verschiedenen Typen von Fahrzeugen eingesetzt werden kann, ohne dass die Kosten zunehmen.
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Lösung des Problems
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Die obige Aufgabe wird durch die Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 und die Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Patentansprüchen beansprucht.
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Gemäß dem Patentanspruch 2 enthält der Reflektor eine lineare Fresnel-Linse, in der eine Vielzahl schräger Stufen ausgebildet sind, die parallel zueinander angeordnet und im gleichen Winkel geneigt sind, und wobei die schrägen Stufen die reflektierenden Flächen bilden.
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Gemäß dem Patentanspruch 3 ist der Reflektor so aufgebaut, dass vordere Flächen der schrägen Stufen der Fresnel-Linse die reflektierenden Flächen bilden, und das Anzeigelicht durch die reflektierenden Flächen reflektiert wird, die die vorderen Flächen der schrägen Stufen enthalten.
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Gemäß dem Patentanspruch 4 ist der Reflektor so aufgebaut, dass vordere Flächen der schrägen Stufen der linearen Fresnel-Linse gegenüberliegende hintere Flächen die reflektierenden Flächen bilden, und das Anzeigelicht, das über die hinteren Flächen der linearen Fresnel-Linse eintritt, durch die reflektierenden Flächen reflektiert wird, die die hinteren Flächen der schrägen Stufen enthalten.
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Gemäß Patentanspruch 5 ist die hintere Fläche der linearen Fresnel-Linse relativ zu einer bearbeiteten Fläche geneigt, die mit den schrägen Stufen gebildet wird.
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Bei der Head-Up-Display-Vorrichtung mit dem Aufbau gemäß Patentanspruch 1 kann, da der Reflektor integriert wird, der reflektierende Flächen eines geeigneten Neigungswinkels aufweist, der der Neigung der Windschutzscheibe entspricht, die an dem Fahrzeug angebracht ist, die Head-Up-Display-Vorrichtung sehr einfach an das Fahrzeug mit der Vorrichtung angepasst werden.
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Daher ist im Unterschied zum Einsatz des Planspiegels als der Reflektor keine Korrektur durch Änderung des Winkels eines Planspiegels entsprechend dem Typ eines Fahrzeugs oder Änderung der Position der Anzeigeeinrichtung erforderlich, die ein Bild ausstrahlt, und so kann die Kostenzunahme aufgrund der Tatsache, dass für alle verschiedenen Fahrzeugtypen jeweils ein anderes Gehäuse gefertigt werden muss, vermieden werden.
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Bei der Head-Up-Display-Vorrichtung mit dem Aufbau gemäß Patentanspruch 2 kann das Anzeigelicht von der Anzeigeeinrichtung durch die reflektierenden Flächen, die aus den schrägen Stufen der linearen Fresnel-Linse bestehen, in der die Vielzahl von schrägen Stufen ausgebildet sind, die parallel zueinander angeordnet und im gleichen Winkel geneigt sind, in einer geeigneten Richtung reflektiert werden.
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Bei der Head-Up-Display-Vorrichtung mit dem Aufbau gemäß Patentanspruch 3 kann das Anzeigelicht von der Anzeigeeinrichtung durch die reflektierenden Flächen, die aus den vorderen Flächen der schrägen Stufen der linearen Fresnel-Linse bestehen, die gespiegelt angeordnet sind, in einer geeigneten Richtung reflektiert werden.
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Bei der Head-Up-Display-Vorrichtung mit dem Aufbau gemäß Patentanspruch 4 kann das Anzeigelicht von der Anzeigeeinrichtung, das über die hintere Fläche der linearen Fresnel-Linse eintritt, durch die reflektierenden Flächen, die aus den hinteren Flächen gegenüber den vorderen Flächen der schrägen Stufen der linearen Fresnel-Linse bestehen, in einer geeigneten Richtung reflektiert werden.
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Da die Täler der linearen Fresnel-Linse, die leicht in einem spitzen Winkel ausgebildet werden können, wenn die bearbeitete Fläche mit einer Metallform geformt wird, von der Seite der hinteren Fläche aus gesehen, zu Spitzen werden, kann verhindert werden, dass das Anzeigelicht an den Spitzen diffus reflektiert wird, und so kann vermieden werden, dass das virtuelle Bild aufgrund des Auftretens von Streulicht unscharf wird.
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Bei der Head-Up-Display-Vorrichtung mit dem Aufbau gemäß Patentanspruch 5 wird, da die hintere Fläche zu der bearbeiteten Fläche geneigt ist, an der die schrägen Stufen der linearen Fresnel-Linse ausgebildet sind, das reflektierte Licht des Anzeigelichtes, das mit der hinteren Fläche der linearen Fresnel-Linse reflektiert wird, in eine Richtung geleitet, die sich erheblich von der des Anzeigelichtes unterscheidet, das durch die reflektierenden Flächen reflektiert wird, und es gelangt nicht zu dem Projektionsbereich der Windschutzscheibe. Daher kann das Problem vermieden werden, dass das virtuelle Bild aufgrund des durch die hintere Fläche der linearen Fresnel-Linse reflektierten Lichtes unscharf wird.
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Bei der Head-Up-Display-Vorrichtung mit dem Aufbau gemäß Patentanspruch 6 kann, da der Reflektor integriert wird, der den holografischen Spiegel mit nicht-gerichteter Reflexion mit einem geeigneten Reflexionswinkel enthält, der der Neigung der Windschutzscheibe entspricht, die an dem Fahrzeug angebracht ist, die Head-Up-Display-Vorrichtung sehr einfach an das Fahrzeug mit der Vorrichtung angepasst werden.
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Daher ist im Unterschied zum Einsatz des Planspiegels als der Reflektor keine Korrektur durch Änderung des Winkels eines Planspiegels entsprechend dem Typ eines Fahrzeugs oder Änderung der Position der Anzeigeeinrichtung erforderlich, die ein Bild ausstrahlt, und so kann die Kostenzunahme aufgrund der Tatsache, dass für alle verschiedenen Fahrzeugtypen jeweils ein anderes Gehäuse gefertigt werden muss, vermieden werden.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Head-Up-Display-Vorrichtung geschaffen werden, die ohne höhere Kosten bei verschiedenen Typen von Fahrzeugen eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung wurde oben kurz erläutert. Weitere Details der Erfindung werden besser ersichtlich, wenn die untenstehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren gelesen wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem eine Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Fahrzeug installiert ist.
- 2 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung, die einen Innenaufbau der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 3 ist eine Perspektivansicht, die einen Reflektor der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
- 4 ist eine Schnittansicht eines Teils des Reflektors der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
- 5 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung, die eine Art der Korrektur beim Installieren in einem anderen Fahrzeugtyp darstellt.
- 6 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung, die die Korrektur der Strahlungsrichtung des Anzeigelichts in der Head-Up-Display-Vorrichtung darstellt.
- 7 ist eine Perspektivansicht, die einen Reflektor der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
- 8 ist eine Schnittansicht eines Teils des Reflektors der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
- 9 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Verfahren zum Formen einer linearen Fresnel-Linse darstellt, die den Reflektor bildet.
- 10 ist eine Schnittansicht eines Teils des Reflektors, die das Auftreten von Streulicht bei dem Reflektor darstellt.
- 11 ist eine Schnittansicht eines Teils des Reflektors, die das Auftreten von reflektiertem Licht an der Rückseite des Reflektors der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
- 12 ist eine Schnittansicht, die eine Abwandlung des Reflektors der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
- 13 zeigt schematische Darstellungen, die einen Reflektor der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß eines Beispiels darstellt, wobei 13(a) seine Perspektivansicht ist, und 13(b) seine Seitenansicht ist. Dieses Beispiel ist kein Teil der Erfindung, ist aber nützlich für das Verständnis der Erfindung.
- 14 zeigt schematische Darstellungen, die den Reflektor der Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß dem Beispiel darstellen, wobei 14(a) seine Perspektivansicht ist und 14(b) seine Seitenansicht ist.
- 15 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung, die ein Bezugsbeispiel einer Head-Up-Display-Vorrichtung zeigt.
- 16 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung, die ein Bezugsbeispiel einer Head-Up-Display-Vorrichtung zeigt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Zunächst wird eine Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
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Eine Head-Up-Display-Vorrichtung 11 wird, wie in 1 gezeigt, eingesetzt, nachdem sie in einem Armaturenbrett oder an dem Armaturenbrett unterhalb einer Windschutzscheibe (Windschutzscheiben-Glas) 12 installiert worden ist.
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Die Head-Up-Display-Vorrichtung 11 projiziert Anzeigelicht L auf einen Projektionsbereich E der Windschutzscheibe 12 und erzeugt ein virtuelles Bild von Anzeige-Informationen auf dem Projektionsbereich E, so dass das virtuelle Bild auf einem Vordergrund eines Fahrzeugs, der durch die Windschutzscheibe 12 hindurch visuell erkannt wird, eingeblendet und durch einen Fahrer von einem Augpunkt des Fahrers aus visuell erkannt wird.
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Die Head-Up-Display-Vorrichtung 11 weist, wie in 2 gezeigt, ein Gehäuse 21 auf, das unterhalb der Windschutzscheibe 12 des Fahrzeugs vorhanden ist, und eine Anzeigeeinrichtung 22, die das Anzeigelicht L ausstrahlt, ist in dem Gehäuse 21 vorhanden. Eine beliebige optische Vorrichtung (beispielsweise ein Feldemissions-Display, eine Fluoreszenzanzeige-Röhre, eine Luminiszenzanzeige oder dergleichen), ein Flüssigkristall-Display mit einer Hintergrundbeleuchtung oder dergleichen wird als die Anzeigeeinrichtung 22 eingesetzt.
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Ein Reflektor 23, der das von der Anzeigeeinrichtung 22 ausgestrahlte Anzeigelicht L reflektiert, ist in dem Gehäuse 21 vorhanden, und das durch den Reflektor 23 reflektierte Anzeigelicht L wird durch einen Vergrößungsspiegel 24 vergrößert und zu der Windschutzscheibe 12 geleitet. Der Reflektor 23 ist an einer vorgegebenen Position in dem Gehäuse 21 befestigt und kann aus dem Gehäuse 21 entnommen werden. Da das von der Anzeigeeinrichtung 22 ausgestrahlte Anzeigelicht L durch den Reflektor 23 reflektiert und so gebrochen wird, dass die Richtung des Anzeigelichtes L geändert wird, wird die Größe des Gehäuses 21 der Head-Up-Anzeige-Vorrichtung 21 verringert.
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Der Reflektor 23 hat, wie in 3 und 4 gezeigt, eine Vielzahl reflektierender Flächen 31, die parallel zueinander angeordnet und in dem gleichen Winkel geneigt sind, und das von der Anzeigeeinrichtung 22 ausgestrahlte Anzeigelicht L wird jeweils durch die reflektierenden Flächen 31 reflektiert.
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Der Reflektor 23 enthält eine lineare Fresnel-Linse 34, die aus einer Vielzahl schräger Stufen 32, die parallel zueinander angeordnet und in dem gleichen Winkel geneigt sind, sowie aus vertikalen Flächen 33 besteht, die die Grenzen zwischen benachbarten schrägen Stufen 32 sind. Eine bearbeitete Fläche 34a, die mit den schrägen Stufen 32 und den vertikalen Flächen 33 der linearen Fresnel-Linse 34 versehen ist, erhält über Aluminium-Aufdampfung eine spiegelnde Oberfläche, so dass die vorderen Flächen der schrägen Stufen 32 der linearen Fresnel-Linse 34 jeweils die reflektierenden Flächen 31 bilden.
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Die lineare Fresnel-Linse 34 besteht aus einem lichtdurchlässigen Material und wird beispielsweise durch Spritzgießen von transparentem Harz hergestellt. Das lichtdurchlässige Material kann beispielsweise ein Material auf Kunststoffbasis sein. Thermoplast-Harz, wärmehärtendes Harz oder Harze, die durch Energiestrahlung, wie beispielsweise ultraviolette Strahlen oder Elektronenstrahlen, ausgehärtet werden können, können als der Kunststoff eingesetzt werden. Beispielsweise schließt dies im Einzelnen Polyolefin-Harz, wie z. B. Polyethylen und Polypropylen, Polyolefin-Harz, wie Polyethylen-Terephthalat, Zellulose-Harz, wie beispielsweise Triacetyl-Zellulose und Butyl-Zellulose, Polystyrol, Polyurethan, Vinylchlorid, Acryl-Harz, Polycarbonat-Harz und Polyester-Harz ein.
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Die Neigung der Windschutzscheibe 12, auf die ein virtuelles Bild projiziert wird, variiert, wie in 5 gezeigt, bei verschiedenen Fahrzeugtypen, in denen die Head-Up-Display-Vorrichtung 11 installiert wird. Daher ist es, um das virtuelle Bild auf einen vorgegebenen Projektionsbereich E der Windschutzscheibe 12 zu projizieren, erforderlich, die Position der Head-Up-Display-Vorrichtung 11 so zu verschieben, dass die Strahlungsrichtung des Anzeigelichtes L von der Head-Up-Display-Vorrichtung 11 geändert wird.
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Bei der Head-Up-Display-Vorrichtung 11 der vorliegenden Ausführungsform wird zunächst, um die Strahlungsrichtung des Anzeigelichtes L zu ändern, der Reflektor 23, dessen Strahlungsrichtung nicht geeignet ist, aus dem Gehäuse 21 entfernt. Dann wird der Reflektor 23 durch einen Reflektor 23 ersetzt, der reflektierende Flächen 31 mit einem geeigneten Neigungswinkel hat, der der Neigung der Windschutzscheibe 12 entspricht, die an dem Fahrzeug angebracht ist.
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Auf diese Weise kann, wie in 6 gezeigt, der Reflexionswinkel des Anzeigelichtes L an dem Reflektor 23 einfach auf einen Winkel korrigiert werden, der für die Windschutzscheibe 12 des Fahrzeugs geeignet ist.
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Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform ist es sehr einfach, die Head-Up-Display-Vorrichtung 11 an das tragende Fahrzeug anzupassen, indem der Reflektor 23 aus dem Gehäuse 21 entfernt wird und ein Reflektor 23 eingebaut wird, der reflektierende Flächen 31 mit einem Neigungswinkel hat, der der Neigung der Windschutzscheibe 12 entspricht, die an dem Fahrzeug angebracht ist.
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Daher ist es nicht notwendig, Korrektur durch Änderung des Winkels eines Planspiegels entsprechend dem Typ eines Fahrzeugs oder durch Ändern der Position der Anzeigeeinrichtung durchzuführen, die ein Bild ausstrahlt, wie dies der Fall ist, wenn der Planspiegel als der Reflektor eingesetzt wird, und so kann die Kostenzunahme aufgrund der Fertigung unterschiedlicher Gehäuse für verschiedene Fahrzeugtypen vermieden werden.
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Zweite Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Head-Up-Display-Vorrichtung 11 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben.
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Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleiche Konstruktion und die gleichen Komponenten wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform verwendet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
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Es wird, wie in 6 und 7 gezeigt, bei der zweiten Ausführungsform ein Reflektor 41, der ausgebildet wird, indem die vordere und die hintere Fläche des in der ersten Ausführungsform eingesetzten Reflektors 23 umgekehrt werden, nach Anbringung in dem Gehäuse 21 der Head-Up-Display-Vorrichtung 11 eingesetzt.
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So bilden bei dem Reflektor 41 die den vorderen Flächen der schrägen Stufen 32 gegenüberliegenden hinteren Flächen der linearen Fresnel-Linse 34, die durch Aufdampfen von Aluminium eine spiegelnde Oberfläche erhalten, die reflektierenden Flächen 31.
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Daher tritt das Anzeigelicht L von der Anzeigeeinrichtung 22 über die hintere Fläche 34b der linearen Fresnel-Linse 34, die den Reflektor 41 bildet, ein, wird durch die reflektierenden Flächen 31 reflektiert, die mit den hinteren Flächen der schrägen Stufen 32 gebildet werden, tritt des Weiteren über die hintere Fläche 34b der linearen Fresnel-Linse 34 aus und wird über den Vergrößerungsspiegel 24 zu der Windschutzscheibe 12 geleitet.
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Wenn die lineare Fresnel-Linse 34 mittels Spritzgießen oder dergleichen unter Verwendung einer Metallform 42 hergestellt wird, werden, wie in 9 gezeigt, an einer bearbeiteten Fläche 34a der linearen Fresnel-Linse 34 Spitzen 34c mit Tälern 42a der Metallform 42 ausgebildet, und Täler 34d werden mit Spitzen 42b der Metallform 42 ausgebildet. Wenn die Metallform 42 mittels maschineller Bearbeitung, wie beispielsweise Schneiden, hergestellt wird, können die Spitzen 42b leicht so ausgebildet werden, dass sie einen spitzen Winkel haben, jedoch ist es schwierig, die Täler 42a so auszubilden, dass sie einen spitzen Winkel haben, da ein Schneidwerkzeug nicht in sie hinein gelangt. Daher können bei der mit der Metallform 42 hergestellten linearen Fresnel-Linse 34, obwohl die Täler 34d leicht mit einem spitzen Winkel ausgebildet werden können, die Spitzen 34c abgerundet sein und verglichen mit den Tälern 24d ohne spitzen Winkel ausgebildet sein. Dann wird, wie in 10 gezeigt, wenn das Anzeigelicht L an der bearbeiteten Fläche 34a der Fresnel-Linse 34 reflektiert wird, das Anzeigelicht L durch die abgerundeten Spitzen 34c diffus reflektiert, und es ist möglich, dass es Streulicht durch das diffus reflektierte Licht La entsteht, so dass das virtuelle Bild möglicherweise unscharf ist.
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Im Unterschied dazu bilden bei dem Reflektor 41 gemäß der zweiten Ausführungsform, da die den vorderen Flächen der schrägen Stufen 32 gegenüberliegenden hinteren Flächen der linearen Fresnel-Linse 34, die mittels Aufdampfen von Aluminium eine spiegelnde Oberfläche erhalten, die reflektierenden Flächen 31 bilden, die Täler 34d mit einem spitzen Winkel an der Seite der bearbeiteten Fläche 34a, von der Seite der hinteren Fläche 34b aus gesehen, Spitzen. Daher kann bei dem Reflektor 41 dieser zweiten Ausführungsform verhindert werden, dass das Anzeigelicht L an den Spitzen diffus reflektiert wird, und so kann vermieden werden, dass das virtuelle Bild aufgrund des Auftretens von Streulicht unscharf wird.
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Bei dem Reflektor 41 der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform bilden die hinteren Flächen der linearen Fresnel-Linse 34, die den vorderen Flächen der schrägen Stufen 32 gegenüberliegen und die mittels Aufdampfen von Aluminium eine spiegelnde Oberfläche erhalten, die reflektierenden Flächen 31, und das Anzeigelicht L von der Anzeigeeinrichtung 22 wird über die hintere Fläche 34b der linearen Fresnel-Linse 34 eingeleitet und durch die reflektierenden Flächen 31 reflektiert, die mit den hinteren Flächen der schrägen Stufen 32 gebildet werden. Daher wird das Anzeigelicht L, wie in 11 gezeigt, auch durch die hintere Fläche 34b der linearen Fresnel-Linse 34 reflektiert, und das virtuelle Bild auf der Windschutzscheibe 12 kann aufgrund dieses reflektierten Lichtes Lb unscharf werden.
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Daher ist, wenn die hinteren Flächen der linearen Fresnel-Linse 34, die den vorderen Flächen der schrägen Stufen 32 gegenüberliegen und die durch Aufdampfen von Aluminium eine spiegelnde Oberfläche erhalten, die reflektierenden Flächen 31 bilden, wie in 12 gezeigt, die hintere Fläche 34b bei der linearen Fresnel-Linse 34 vorzugsweise zu der bearbeiteten Fläche 34a geneigt, an der die schrägen Stufen 32 ausgebildet sind.
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So wird, wenn die hintere Fläche 34b zu der bearbeiteten Fläche 34a geneigt ist, das reflektierte Licht Lb des Anzeigelichtes L, das durch die hintere Fläche 34b reflektiert wird, in eine Richtung geleitet, die sich erheblich des Anzeigelichtes L unterscheidet, das durch die reflektierenden Flächen 31 reflektiert wird, und es gelangt nicht in den Projektionsbereich E der Windschutzscheibe 12. Daher kann das Problem vermieden werden, dass das virtuelle Bild aufgrund des durch die hintere Fläche 34b der linearen Fresnel-Linse 34 reflektierte Licht Lb unscharf wird.
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Bei den Reflektoren 23 und 42, bei denen die lineare Fresnel-Linse 34 eingesetzt wird, werden, um das Auftreten von Streulicht so weit wie möglich zu vermeiden, die Spitzen an der Reflexionsseite des Anzeigelichtes L vorzugsweise so ausgebildet, dass sie einen Winkel haben, der so spitz wie möglich ist, und, um die Reflexion von Licht an den vertikalen Flächen 33 zu verhindern, werden die vertikalen Flächen 33 vorzugsweise schwarz oder ähnlich eingefärbt, so dass das Licht nur schwer reflektiert wird. Wenn die schrägen Stufen 32, die als die reflektierenden Flächen 31 dienen, so glatt wie möglich ausgeführt werden, kann das Auftreten von Streulicht aufgrund der diffusen Reflexion an den reflektierenden Flächen 31 unterdrückt werden.
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Beispiel
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Im Folgenden wird eine Head-Up-Display-Vorrichtung 11 gemäß eines Beispiels beschrieben, das nicht Teil der Erfindung ist, aber nützlich für das Verständnis der Erfindung ist.
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Für den gleichen Aufbau und die gleichen Komponenten wie bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
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In dem Beispiel wird, wie in 13(a) und 13(b) gezeigt, ein Reflektor 51 in der Head-Up-Display-Vorrichtung 11 eingesetzt, der eine Vielzahl reflektierender Platten 52 aufweist. Jede dieser reflektierenden Platten 52 enthält einen Spiegel, der, von oben gesehen, in einer rechteckigen Form ausgebildet ist, und die vorderen Flächen dieser reflektierenden Platten 52 bilden reflektierende Flächen 53. Die kurzen Kanten dieser reflektierenden Platten 52 sind über Gelenkmechanismen 54 miteinander verbunden und sind daher parallel zueinander angeordnet und in dem gleichen Winkel geneigt.
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Jeder der Gelenkmechanismen 54 enthält ein festes Gelenk 55, das ein Ende jeder der kurzen Kanten der reflektierenden Platten 52 trägt, sowie ein bewegliches Gelenk 56, das das andere Ende jeder der kurzen Kanten der reflektierenden Platten 52 trägt. Ein Loch (in der Figur nicht dargestellt) ist an einem Ende jeder der kurzen Kanten der reflektierenden Platten 52 ausgebildet, und ein Drehstift 57, der in dem festen Gelenk 55 vorhanden ist, ist in das Loch eingeführt. So sind die reflektierenden Platten 52 drehbar mit den festen Gelenken 55 verbunden. Eine Langnut 58, die in der Breitenrichtung der reflektierenden Platte 52 verläuft, ist an dem anderen Ende jeder der kurzen Kanten der reflektierenden Platten 52 ausgebildet, und ein Gleitstift 59, der in dem beweglichen Gelenk 56 vorhanden ist, ist verschiebbar in die Langnut 58 eingeführt.
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Bei dem Reflektor 51, der derartige Gelenkmechanismen 54 enthält, dreht sich, da die beweglichen Gelenke 56 verschoben werden können, jede der reflektierenden Platten 52 um die Position der Verbindung mit den festen Gelenken 55. Bei dem Reflektor 51 dreht sich, wenn die beweglichen Gelenke 56 in der Richtung von Pfeil A in 13(a) und (13(b) bewegt werden, jede der reflektierenden Platten 52 in der Richtung von Pfeil B, wobei die Parallelität und der gleiche Neigungswinkel aufrechterhalten werden, so dass jede der reflektierenden Platten 52 abgesenkt wird und der Neigungswinkel abnimmt. Umgekehrt dreht sich, wenn die beweglichen Gelenke 56, wie in 14(a) und 14(b) gezeigt, in der Richtung von Pfeil C bewegt werden, jede der reflektierenden Platten 52 in der Richtung von Pfeil D, wobei die Parallelität und der gleiche Neigungswinkel aufrechterhalten werden, und so wird jede der reflektierenden Platten 52 angehoben, so dass der Neigungswinkel zunimmt.
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So kann gemäß dem oben beschriebenen Beispiel die Head-Up-Display-Vorrichtung sehr einfach an das tragende Fahrzeug angepasst werden, indem der Neigungswinkel der Vielzahl reflektierender Platten 52 reguliert wird, die parallel zueinander angeordnet und in dem gleichen Winkel geneigt sind.
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Die beweglichen Gelenke 56 des Reflektors 51 können manuell oder elektrisch bewegt werden.
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Zur weiteren Beschreibung von Vorteilen der vorliegenden Erfindung sind in 15 und 16 Bezugsbeispiele dargestellt.
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15 und 16 zeigen eine Head-Up-Display-Vorrichtung, bei der ein aus einem Teil bestehender Planspiegel 61 in einem Gehäuse 21 als ein Reflektor vorhanden ist.
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Wenn der Planspiegel 61 auf diese Weise als der Reflektor eingesetzt wird, muss zur Montage an verschiedenen Typen von Fahrzeugen, bei denen die Neigung der Windschutzscheiben 12, auf die ein virtuelles Bild projiziert werden soll, variiert, die Position der Anzeigeeinrichtung 22, wie in 15 gezeigt, verschoben werden, um die Strahlungsrichtung des Anzeigelichtes L zu ändern, oder der Winkel des Planspiegels 61 muss, wie in 16 gezeigt, geändert werden.
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Das heißt, bei der Head-Up-Display-Vorrichtung, bei der der Planspiegel 61 eingesetzt wird, muss bei der Änderung von Aufbau oder Form bezüglich des Gehäuses 21 für alle verschiedenen Fahrzeugtypen jeweils ein anderes Gehäuse 21 gefertigt werden, wodurch es zur Kostenzunahme kommt.
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Im Unterschied dazu ist bei der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn die Head-Up-Display-Vorrichtung in verschiedenen Typen von Fahrzeugen montiert wird, bei denen die Neigung der Windschutzscheiben 12 variiert, auf die ein virtuelles Bild projiziert werden soll, da die Reflektoren 23 oder 41 angebracht werden können, die einen Reflexionswinkel haben, der an die Neigung der Windschutzscheibe angepasst ist, oder die reflektierenden Platten 52 des Reflektors 51 an einen Winkel angepasst werden können, der der Neigung der Windschutzscheibe 12 entspricht, die Änderung des Aufbaus oder der Form bezüglich des Gehäuses 21 nicht erforderlich. Daher kann die Kostenzunahme aufgrund der Tatsache, dass jeweils ein anderes Gehäuse 21 für alle verschiedenen Fahrzeugtypen gefertigt wird, vermieden werden.
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Obwohl in dem oben beschriebenen Beispiel der Reflektor 51 eingesetzt wird, der die Reflektoren 23 oder 41 oder eine Vielzahl reflektierender Platten 52 aufweist, die die lineare Fresnel-Linse 34 bilden, ist es auch möglich, einen holografischen Spiegel mit nicht-gerichteter Reflexion, bei dem sich der Auftreffwinkel von dem Reflexionswinkel unterscheidet, als einen Reflektor einzusetzen, und den Reflektor, der den holografischen Spiegel mit nicht-gerichteter Reflexion enthält, so auszuführen, dass er aus dem Gehäuse 21 entnommen werden kann.
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Wenn der Reflektor, der den holografischen Spiegel mit nicht-gerichteter Reflexion enthält, enthalten ist, kann die Head-Up-Display-Vorrichtung 11 sehr einfach an das Fahrzeug angepasst werden, an dem sie angebracht wird, indem der Reflektor, der den holografischen Spiegel mit nicht-gerichteter Reflexion eines geeigneten Reflexionswinkels enthält, der der Neigung der an einem Fahrzeug angebrachten Windschutzscheibe 12 entspricht, in ein Gehäuse integriert wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und geeignete Abwandlungen, Verbesserungen und dergleichen können im Rahmen der Patentansprüche vorgenommen werden. Des Weiteren werden die Materialien, Formen, Abmessungen, Mengen, Installationspositionen und dergleichen der Komponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen beliebig festgelegt, solange die Erfindung umgesetzt werden kann, und sie unterliegen keinen speziellen Einschränkungen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben wird, ist klar, dass vom Fachmann verschiedene Abwandlungen und Veränderungen im Rahmen der Patentansprüche vorgenommen werden können. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die Patentansprüche festgelegt.
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Industrielle Einsetzbarkeit
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Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Head-Up-Display-Vorrichtung, die bei verschiedenen Fahrzeugtypen eingesetzt werden kann, ohne Kostenzunahme geschaffen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Head-Up-Display-Vorrichtung
- 12
- Windschutzscheibe
- 21
- Gehäuse
- 22
- Anzeigeeinrichtung
- 23, 41, 51
- Reflektor
- 31, 53
- reflektierende Fläche
- 32
- schräge Stufe
- 34
- lineare Fresnel-Linse
- 34a
- bearbeitete Fläche
- 34b
- hintere Fläche
- 52
- reflektierende Platte
- L
- Anzeigelicht
