DE112012000002B4

DE112012000002B4 - Reflektierendes Anzeigegerät

Info

Publication number: DE112012000002B4
Application number: DE112012000002.1T
Authority: DE
Inventors: Manabu Kobayashi
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2021-02-25
Anticipated expiration: 2032-03-01
Also published as: DE112012000002T5; JP2012179935A; US8867138B2; WO2012118125A1; US20130242404A1; DE102012206962A1; CN104039578A

Abstract

Ein reflektierendes Anzeigegerät, umfassend:eine Beleuchtungseinrichtung (6) mit mehreren Lichtquellen (61, 62, 63), die Licht emittiert, zum Präsentieren eines virtuellen Bildes für einen Beobachter;einen Reflektor (2), der ein Anzeigebild reflektiert, das projiziert wird von der Beleuchtungseinrichtung (6), und angeordnet auf einer Windschutzscheibe (1); undeine Reflektionseinheit (4, 14), die angeordnet ist zwischen der Beleuchtungseinrichtung (6) und dem Reflektor (2), und eine Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) mit unterschiedlichen Wellenlängenselektivitäten zum selektiven Reflektieren von Licht einer vorbestimmten Wellenlänge aufweist,wobei die Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) der Reflektionseinheit (4, 14) reflektierende Flächen mit unterschiedlichen Brennweiten aufweist, undBildlicht von dem Anzeigebild reflektiert wird von jeder der Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) und geführt wird an den Reflektor (2), was die virtuellen Bilder in unterschiedlichen Positionen anzeigt, wobeidas reflektierende Anzeigegerät ferner umfasst Anzeigeeinheiten (51, 52, 53), die das Anzeigebild erzeugen, wobeidie Anzahl der Anzeigeeinheiten (51, 52, 53) der Anzahl der Lichtquellen entspricht, und wobeidie Anzahl der Anzeigeeinheiten (51, 52, 53) gleich ist zu oder größer als die Anzahl der Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) in der Reflektionseinheit (4, 14).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein reflektierendes Anzeigegerät und beispielsweise ein reflektierendes Anzeigegerät, das Fahrinformation einem Fahrer anzeigt durch eine entfernte Anzeige bzw. Fernanzeige unter Verwendung eines virtuellen Bildes.
Technischer Hintergrund
Als ein reflektierendes Anzeigegerät wird ein sogenanntes Head-Up-Anzeigegerät bzw. Blickfeld-Anzeigegerät vorgeschlagen, welches ein Fernanzeigesystem annimmt, das eine Sichtlinienbewegung eines Fahrers während eines Fahrens minimiert.
Die Head-Up-Anzeige bzw. Head-Up-Display präsentiert ein virtuelles Bild für einen Beobachter durch Hervorrufen, dass ein Reflektor, der an einer Windschutzscheibe oder ähnlichem installiert ist, Licht von einer Head-Up-Einheit (Projektor) reflektiert. Eine Head-Up-Einheit enthält eine Lichtquelle, die Licht emittiert zum Darstellen eines Videos, das vorgesehen ist, angezeigt zu werden, sowie einen Spiegel, der den optischen Lichtpfad steuert, und eine konkave Linse für eine Anzeige auf der Windschutzscheibe. Ein Verfahren zum Variieren des Abstands zu einem virtuellen Bild, beobachtet durch einen Beobachter, wird beschrieben in Patentdokument 1 und Patentdokument 2 beispielsweise.
Referenzliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung offengelegte Veröffentlichung JP H06- 144 082 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung offengelegte Veröffentlichung JP 2004- 168 230 A

JP H06- 144 082 A bezieht sich auf ein Fahrzeuganzeigegerät, das einen schwenkbaren Spiegel verwendet, um den Lichtweg eines von einem Projektor ausgesandten Lichtstrahls zu verändern.
US 2004 / 0 017 763 A1 betrifft eine optische Speichervorrichtung. Die dort beschriebene Reflexionseinheit wird verwendet, um den Brennpunkt eines ersten Laserstrahls an einer anderen Stelle der optischen Achse einer Objektlinse zu fokussieren als den Brennpunkt eines zweiten Laserstrahls.
DE 10 2009 046 935 A1 betrifft eine optische Vorrichtung zur Anzeige von zwei unterschiedlichen Bildern und Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung.
JP H02- 186 319 A bezieht sich auf ein Anzeigesystem. Bei dem Anzeigesystem wird nur das unter einem vorgegebenen Einfallswinkel projizierte Bildsignal einer bestimmten Wellenlänge als gebeugtes und reflektiertes Licht in eine vorgegebene Austrittswinkelrichtung emittiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Abstand von der Position der Augen eines Beobachters zu einem virtuellen Bild zu variieren, das angezeigt wird durch ein Fahrzeuganzeigegerät, und zum Anzeigen einer Vielzahl von virtuellen Bildern zur gleichen Zeit in Positionen, wo die Abstände von der Position der Augen des Beobachters unterschiedlich sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein reflektierendes Anzeigegerät bereit, das ein Leuchtmittel (5, 6, 7) enthält, das Licht emittiert, um ein virtuelles Bild einem Beobachter zu präsentieren; sowie einen Reflektor (2), der ein Anzeigebild reflektiert, das projiziert wird von dem Leuchtmittel, und angeordnet auf einer Windschutzscheibe; und eine Reflektionseinheit (4, 14), die angeordnet ist zwischen dem Leuchtmittel und dem Reflektor, und eine Vielzahl von reflektierenden Oberflächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) mit unterschiedlichen Wellenlängenselektivitäten bzw. Wellenlängenselektionen aufweist zum selektiven Reflektieren von Licht einer vorbestimmten Wellenlänge, wobei die Vielzahl der reflektierenden Oberflächen bzw. Flächen der Reflektionseinheit reflektierende Flächenformen von unterschiedlichen Fokuslängen bzw. Brennweiten aufweist, und Bildlicht des Anzeigebilds reflektiert wird von jeder der Vielzahl von reflektierenden Flächen und geführt wird zu dem Reflektor, der die virtuellen Bilder in unterschiedlichen Positionen (X1, X2, X3) anzeigt.
In der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Anzeigeeinheit (51, 52, 53) bereitgestellt, die das Anzeigebild erzeugt, wobei die Anzahl der Anzeigeeinheiten gleich ist zu oder größer als die Anzahl der Vielzahl von reflektierenden Oberflächen bzw. Flächen in der Reflektionseinheit.
Ferner entsprechen in der vorliegenden Erfindung der Bereich der Wellenlängen der Anzeigefarben und der Bereich der vorbestimmten Wellenlängen, selektiv reflektiert in der Reflektionseinheit mit der Vielzahl von reflektierenden Flächen, einander.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der Reflektionseinheit vorbestimmtes Licht reflektiert von einer Vielzahl von reflektierenden Oberflächen mit unterschiedlichen Wellenlängenselektivitäten bzw. Trennschärfen zum selektiven Reflektieren von Licht einer vorbestimmten Wellenlänge, und dabei ist es möglich, virtuelle Bilder mit unterschiedlichen Brennweiten einem Beobachter bereitzustellen.
Figurenliste

1 zeigt ein Diagramm, das eine Blockkonfigurierung zeigt, die eine beispielhafte Ausführungsform eines reflektierenden Anzeigegeräts der vorliegenden Erfindung darstellt, sowie Positionen von virtuellen Bildern, die ein Fahrer beobachtet.
2 zeigt ein Diagramm, das eine Blockkonfigurierung zeigt, die eine andere beispielhafte Ausführungsform eines reflektierenden Anzeigegeräts der vorliegenden Erfindung darstellt, sowie Positionen von virtuellen Bildern, die ein Fahrer beobachtet.
3 zeigt ein Diagramm, das eine Skizze eines Fahrersitzes in einem Fahrzeug zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Hier im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen. In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen wird das gleiche oder ähnliche Symbol am gleichen oder ähnlichen Teil angebracht. Die Zeichnung bezüglich einer Struktur ist schematisch und es gibt einen Fall, in dem Teile, in denen die Beziehung und das Verhältnis der Dimension unterschiedlich sind, enthalten sind in den Zeichnungen.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines reflektierenden bzw. reflektiven Anzeigegeräts der vorliegenden Erfindung. Das reflektierende Anzeigegerät der vorliegenden Erfindung ist ein reflektierendes Anzeigegerät eines Head-Up-Anzeigesystems. Es wird ein Fall gezeigt, in dem das reflektierende Anzeigegerät der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug installiert ist. 3 zeigt ein Diagramm, das eine Skizze eines Fahrersitzes in einem Fahrzeug zeigt. Wie in 3 gezeigt, enthält der Fahrersitz in dem Fahrzeug einen Reflektor 2, angeordnet an der inneren Oberfläche der Windschutzscheibe, ein Instrumentenpaneel bzw. Armaturenbrett 3, ein Lenkrad 21, eine Sitzfläche 23 und eine Rückenlehne 24 des Fahrersitzes, eine Blickrichtung 20 eines Fahrers, ein Bremspedal 22a, ein Gaspedal 22b und ähnliches. Ferner sind, wie in 1 gezeigt, innerhalb des Armaturenbretts 3 ein konkaver Spiegel 4, ein Anzeigekörper 5, eine Beleuchtungseinrichtung 6, eine Anzeigesteuerschaltung 7, ein Fahrparameter-Detektionsgerät 8 und ähnliches angeordnet. Die Konfigurierung innerhalb des Armaturenbretts 3 wird eine Head-Up-Einheit genannt. Die Head-Up-Einheit kann alle die Konfigurierungen, die oben beschrieben sind, enthalten oder kann nur einen Teil der Konfigurierungen enthalten.
Das Fahrparameter-Detektionsgerät 8 detektiert Parameter, von denen gewünscht wird, dass sie bestätigt werden während eines Fahrens, wie zum Beispiel die Geschwindigkeit und Drehzahl während eines Fahrens und der Menge an übrigbleibendem Kraftstoff. Die Anzeigesteuerschaltung 7 steuert den Anzeigekörper 5, installiert innerhalb des Armaturenbretts 3, und wählt notwendige Daten aus von Daten, die ausgegeben werden von dem Fahrparameter-Detektionsgerät 8, und überträgt die Daten an den Anzeigekörper 5, wodurch ein Anzeigebild geformt bzw. gebildet wird. Das Anzeigebild, das angezeigt wird auf dem Anzeigekörper 5, wird projiziert auf den Reflektor 2 über den konkaven Spiegel 4, welches eine Reflektionseinheit ist. Der Reflektor 2 wird bereitgestellt auf der Innenseite einer Windschutzscheibe 1 in dem Fahrzeug. Der Reflektor 2 wird ein Kombinierer genannt und reflektiert wieder das reflektierte Licht von dem konkaven Spiegel 4 und führt das Licht zu dem Beobachtungstpunkt bzw. Blickrichtung 20 des Fahrers, wodurch der Fahrer visuell virtuelle Bilder X1 und X2 der Anzeigebilder vor der Windschutzscheibe erkennt.
Die Beleuchtungseinrichtung 6 enthält Lichtquellen 61 und 62, und der Anzeigekörper 5 und der konkave Spiegel 4 sind installiert. Der konkave Spiegel 4 ist angeordnet bei vorbestimmten Winkeln, und geneigt mit Bezug zu dem Bildlicht von dem Anzeigekörper 5, so dass das Bildlicht von dem Anzeigekörper 5 reflektiert wird und geführt an den Reflektor 2.
Der konkave Spiegel 4 enthält eine Vielzahl von optischen reflektierenden Flächen in einem Basismaterial, das Licht überträgt, und enthält eine Vorderfläche 4a als erste reflektierende Fläche und eine Rückfläche 4b als zweite reflektierende Fläche. Die Vorderfläche 4a und die Rückfläche 4b, welches Grenzoberflächen sind, funktionieren als eine reflektierende Fläche. Ein optischer Dünnfilm, der Wellenlängenselektivität aufweist zum selektiven Reflektieren von Licht einer vorbestimmten Wellenlänge, wird gebildet auf der Vorderfläche 4a. Ein optischer Dünnfilm, der eine Wellenlängenselektivität bzw. Wellenlängenselektion aufweist zum Übertragen von Licht, das durch die Vorderfläche 4a durchgeht, und in die Rückfläche 4b eintritt, wird gebildet auf der Rückfläche 4b. Alternativ kann ein optischer Dünnfilm mit der Wellenlängenselektivität zum Reflektieren allen sichtbaren Lichts gebildet werden. Aufgrund dessen ist es möglich, einen Film zu bilden, der alles sichtbare Licht auf der entferntesten Grenzfläche reflektiert, wenn dies von dem Anzeigekörper 5 gesehen wird, das bedeutet, die Rückfläche 4b.
Wie oben beschrieben, werden die optischen Dünnfilme derart gebildet, dass die Wellenlängenselektion der ersten reflektierenden Fläche bzw. Oberfläche und die Wellenlängenselektivität der zweiten reflektierenden Fläche unterschiedlich sind voneinander. Ferner sind die Vorderfläche 4a und die Rückfläche 4b des konkaven Spiegels 4 beide derart konfiguriert, dass sie konkave Flächen aufweisen und derart gebildet werden, dass die Krümmungsradien der konkaven Flächen, das heißt, die Brennweiten der Vorderfläche 4a und der Rückfläche 4, unterschiedlich zueinander sind mit Bezug auf einfallendes Licht von dem Anzeigekörper 5
Andererseits werden in dem Anzeigekörper 5 Anzeigeeinheiten 51 und 52, die in der Lage sind, ein Bild anzuzeigen, gebildet in der vertikalen Richtung. Die Beleuchtungseinrichtung 6, die den Anzeigekörper 5 mit Licht bestrahlt, ist angeordnet hinter dem Anzeigekörper 5. Die Beleuchtungseinrichtung 6 enthält die Lichtquellen 61 und 62. Die Lichtquelle 61, die die Anzeigeeinheit 51 bestrahlt, ist hinter der Anzeigeeinheit 51 angeordnet, und die Lichtquelle 62, die die Anzeigeeinheit 52 bestrahlt, ist hinter der Anzeigeeinheit 52 angeordnet. Durch Variieren der Farben von Licht, das emittiert wird von den Lichtquellen 61 und 62, ist es möglich, die Anzeigeeinheit 51 und 52 in unterschiedlichen Anzeigefarben zu konfigurieren.
Als ein Konfigurierungsbeispiel der Anzeigebereiche in unterschiedlichen Anzeigefarben wird beispielsweise die Lichtquelle 62 konfiguriert durch eine lichtemittierende Diode oder ähnliches, die rotes Licht emittiert, und die Lichtquelle 61 konfiguriert durch eine lichtemittierende Diode oder ähnliches, die blaues Licht emittiert. In dieser Konfigurierung wird die Anzeigeeinheit 52 in rot angezeigt und die Anzeigeeinheit 51 wird in blau angezeigt. In Entsprechung zu diesem wird die Wellenlängenselektivität des optischen Dünnfilms, gebildet auf der Vorderfläche 4a des konkaven Spiegels 4, dazu gebracht, Eigenschaften von reflektierendem sichtbaren Licht einer Wellenlänge von 600 nm oder mehr (Rotlicht), und von durchgehendem sichtbaren Licht von anderen Wellenlängen beispielsweise aufzuweisen. In diesem Fall wird das Bildlicht der Anzeigeeinheit 52, beleuchtet mit Rotlicht von der Lichtquelle 62 der Beleuchtungseinrichtung 6, reflektiert von der Vorderfläche 4a und erreicht nicht die Rückfläche 4b. Ferner wird der optische Dünnfilm gebildet auf der Vorderfläche 4a des konkaven Spiegels 4, und deshalb wird die Reflektivität in dem Reflektionsband im Wesentlichen auf 100% eingestellt, und die Durchlässigkeit in dem Transmissionsband wird eingestellt auf im Wesentlichen 100%.
Der optische Dünnfilm, der vollständig sichtbares Licht reflektiert, wird gebildet auf der Rückfläche 4b des konkaven Spiegels 4, und deshalb wird das Bildlicht der Anzeigeeinheit 5, beleuchtet mit dem blauen Licht von der Lichtquelle 61 der Beleuchtungseinrichtung 6 reflektiert von der Rückfläche 4b nach einem Durchgehen durch die Vorderfläche 4a, die selektiv rotes Licht reflektiert, und geht wieder durch die Vorderfläche 4a und erreicht den Reflektor 2. Ferner wird der optische Dünnfilm gebildet auf der Rückfläche 4b des konkaven Spiegels 4, und deshalb wird die Reflektivität eingestellt auf im Wesentlichen 100% in dem Reflektionsband entsprechend dem blauen Licht von der blauen lichtemittierenden Diode oder ähnlichem. Alternativ wird, selbst wenn ein optischer Dünnfilm mit der Wellenlängenselektivität eines reflektierenden vollständig sichtbaren Lichts gebildet wird, die Reflektivität eingestellt auf im Wesentlichen 100% in dem Reflektionsband entsprechend dem blauen Licht von der blauen lichtemittierenden Diode oder ähnlichem. Deshalb ist es möglich, die Abschwächung des Anzeigelichts in dem konkaven Spiegel 4 auf im Wesentlichen Null zu unterdrücken.
Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird unten beschrieben. Anzeigebilddaten von dem Fahrparameter-Detektionsgerät 8 werden eingegeben an die Anzeigesteuerschaltung 7, die den Anzeigekörper 5 innerhalb des Armaturenbretts 3 steuert zum Anzeigen eines Anzeigebildes auf der Anzeigeeinheit 51 und der Anzeigeeinheit 52.
Das Bildlicht von dem Anzeigebild, angezeigt auf den Anzeigeeinheiten 51 und 52, erreicht die Vorderfläche 4a des konkaven Spiegels 4. Wie oben beschrieben, reflektiert die Vorderfläche 4a selektiv rotes Licht, und deshalb wird das rote Bildlicht von der Anzeigeeinheit 52 reflektiert von der Vorderfläche 4a und geht in Richtung des Reflektors 2. Andererseits wird das blaue Bildlicht von der Anzeigeeinheit 51 nicht von der Vorderfläche 4a reflektiert, und geht durch die Innenseite des konkaven Spiegels 4 und erreicht die Rückfläche 4b.
Das blaue Bildlicht wird reflektiert von der Rückfläche 4b und geht wieder durch die Vorderfläche 4a und läuft in Richtung des Reflektors 2. Der Reflektor 2 enthält einen Halbspiegel oder optischen Dünnfilm, dessen Eigenschaften von Reflektion/Transmission passend eingestellt sind, wobei ein Teil des Bildlichts hindurchgeht und der Rest davon reflektiert wird, und das reflektierte Licht erreicht den Beobachtungspunkt bzw. Blickrichtung 20 des Fahrers.
Bildlicht L1, das reflektiert wird von der Vorderfläche 4a des konkaven Spiegels 4, geht durch eine Öffnung 3a des Armaturenbretts 3, und erreicht den Reflektor 2, und reflektiertes Licht L2, das von dem Reflektor 2 reflektiert wird, tritt ein in den Beobachtungspunkt 20 und zur gleichen Zeit wird das Anzeigebild desselben projiziert als das virtuelle Bild X1 in einer niedrigen Position voraus. Dies bedeutet, dass das Anzeigebild der Anzeigeeinheit 52 präsentiert wird als das virtuelle Bild X1 in der Position einer Verlängerung des Pfads des reflektierten Lichts L2 in der Richtung in Richtung der Vorderseite vor dem Fahrzeug.
Der optische Pfadabstand von dem Beobachtungspunkt 20 zu dem virtuellen Bild X1 wird optisch bestimmt durch den optischen Pfadabstand von dem Anzeigekörper 5 zu dem konkaven Spiegel 4 und der Brennweite bzw. Fokuslänge der Vorderfläche 4a des konkaven Spiegels 4. Dies wird ausgedrückt durch einen mathematischen Ausdruck unten. ${S=f}^{2} / (f - B) - f+D$

S: Optischer Pfadabstand von dem Beobachtungspunkt 20 zu dem virtuellen Bild X1 auf dem virtuellen Bild X2
f: Brennweite der Vorderfläche 4a oder der Rückfläche 4b des konkaven Spiegels 4
B: Optischer Pfadabstand von dem Anzeigekörper 5 zu dem konkaven Spiegel 4
D: Optischer Pfadabstand von dem konkaven Spiegel zu dem Beobachtungspunkt 20

Ähnlich geht Bildlicht L3, reflektiert von der Rückfläche 4b des konkaven Spiegels 4, durch die Öffnung 3a des Armaturenbretts 3 und erreicht den Reflektor 2, und reflektiertes Licht L4, reflektiert von dem Reflektor 2, tritt ein in den Beobachtungspunkt 20 und zur gleichen Zeit wird das Anzeigebild desselben projiziert als das virtuelle Bild X2 in einer niedrigen Position vorne. Dies bedeutet, dass das Anzeigebild der Anzeigeeinheit 51 präsentiert wird als das virtuelle Bild X2 in der Position einer Verlängerung des Pfades des reflektierten Lichts L4 in der Richtung in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs. Der optische Pfadabstand von dem Beobachtungspunkt 20 zu dem virtuellen Bild X2 wird optisch bestimmt durch den optischen Pfadabstand von dem Anzeigekörper 5 zu dem konkaven Spiegel 4 und der Brennweite der Rückfläche 4b des konkaven Spiegels 4.
Wie vorher beschrieben, werden die Vorderfläche 4a und die Rückfläche 4b derart gebildet, dass die Brennweiten der konkaven Oberflächen unterschiedlich voneinander sind, und deshalb sind der optische Pfadabstand von dem virtuellen Bild X1 von dem Bildlicht L1 und dem Bildlicht L2 zu dem Beobachtungspunkt 20 und der optische Pfadabstand von dem virtuellen Bild X2 von dem Bildlicht L3 und dem Bildlicht L4 zu dem Beobachtungspunkt 20 unterschiedlich. Deshalb ist es möglich, den Abstand von der Position der Augen des Fahrers zu der Position zu variieren, wo das virtuelle Bild angezeigt wird; und deshalb ist es möglich, eine Vielzahl von virtuellen Bildern zur gleichen Zeit in Positionen anzuzeigen, bei denen die Abstände von den Augen des Fahrers unterschiedlich sind.
Mit der oben beschriebenen Konfigurierung tritt auch Außenlicht, das durch den Reflektor 2 geht, ein in den Beobachtungspunkt 20 des Fahrers zur selben Zeit; und deshalb ist es möglich, dass der Fahrer Bildinformation des Anzeigekörpers 5 zusammen mit dem normalen Beobachtungsfeld in einem vorderen Bereich in einer überlagernden Art und Weise beobachtet.
Als Nächstes wird eine andere beispielhafte Ausführungsform des Fahrzeuganzeigegeräts der vorliegenden Erfindung in 2 gezeigt. In dem Fall von der Ausführungsform in 2 enthält die Beleuchtungseinrichtung 6 drei Lichtquellen, das bedeutet die Lichtquellen 61 und 62 und eine Lichtquelle 63, und der Anzeigekörper 5 enthält die Anzeigeeinheit 51 und 52 und eine Anzeigeeinheit 53. Unterschiedliche Bilder, Symbole oder ähnliches werden entsprechend angezeigt auf den Anzeigeeinheiten 51, 52 und 53. Ein konkaver Spiegel 14 enthält zwei Basismaterialien 141 und 142, die Licht übertragen und enthält optische Grenzflächen 14a, 14b und 14c. Das Basismaterial 141 und das Basismaterial 142 enthalten Materialien, die Licht übertragen. Ferner werden die optischen Grenzflächen 14a, 14b und 14c derart konfiguriert, dass jede eine konkave Oberfläche aufweist, und derart gebildet wird, dass die Krümmungsradien der konkaven Oberflächen, das heißt, die Brennweiten der konkaven Oberflächen der Grenzflächen 14a, 14b und 14c, unterschiedlich voneinander sind mit Bezug zu einfallendem Licht von dem Anzeigekörper 5.
Ein erster optischer Dünnfilm mit einer ersten Wellenlängenselektivität wird angewandt auf die reflektierende Fläche 14a, welches eine erste Grenzfläche ist. Ein zweiter optischer Dünnfilm mit einer zweiten Wellenlängenselektivität wird angewandt auf die reflektierende Fläche 14b, welches eine zweite reflektierende Fläche ist. Ein dritter optischer Dünnfilm mit einer dritten Wellenlängenselektivität wird angewandt auf die reflektierende Fläche 14c, welches eine dritte reflektierende Fläche ist. Der dritte optische Dünnfilm mit einer Wellenlängenselektivität eines Reflektierens des gesamten sichtbaren Lichtes kann angewandt werden. Aufgrund dessen kann ein optischer Dünnfilm mit Wellenlängenselektivität eines Reflektierens des gesamten sichtbaren Lichtes gebildet werden auf der reflektierenden Fläche am Weitesten entfernt, wenn von dem Anzeigekörper 5 gesehen, das heißt, die reflektierende Fläche 14c.
Die Wellenlängenselektivität der reflektierenden Fläche 14a wird hervorgerufen, Eigenschaften eines Reflektierens sichtbaren Lichts mit einer Wellenlänge von 600 nm oder mehr (rotes Licht) aufzuweisen, und eines Durchlassens von sichtbaren Licht mit anderen Wellenlängen beispielsweise. Die Wellenlängenselektivität der Grenzfläche 14b wird dazu gebracht, Eigenschaften eines Reflektierens von sichtbaren Licht mit einer Wellenlänge zwischen 500 nm und 600 nm (grünes Licht) aufzuweisen, sowie eines Durchlassens von sichtbarem Licht mit anderen Wellenlängen beispielsweise. Gemäß dieser Wellenlängenselektivitäten bzw. Selektionen der reflektierenden Flächen 14a, 14b und 14c wird die Lichtquelle 61 beispielsweise konfiguriert durch eine blaue lichtemittierende Diode, die Lichtquelle 62 konfiguriert durch eine grüne lichtemittierende Diode und die Lichtquelle 63 konfiguriert durch eine rote lichtemittierende Diode.
In diesem Fall wird das Bildlicht der Anzeigeeinheit 53, beleuchtet mit rotem Licht von der Lichtquelle 63, reflektiert von der reflektierenden Fläche 14a und tritt nicht ein in das Basismaterial 141. Andererseits wird das Bildlicht der Anzeigeeinheit 52, bestrahlt mit grünem Licht von der Lichtquelle 62, nicht reflektiert von der reflektierenden Fläche 14a und tritt ein in das Innere des Basismaterials 141 und wird reflektiert von der reflektierenden Fläche 14b und tritt nicht ein in das Innere des Basismaterials 142. Das Bildlicht der Anzeigeeinheit 51, bestrahlt mit blauem Licht von der Lichtquelle 61, wird nicht reflektiert von der reflektierenden Fläche 14a, und der reflektierenden Fläche 14b, und tritt ein in das Innere des Basismaterials 141 und 142, und wird reflektiert von der reflektierenden Fläche 14c. Wie oben beschrieben, entsprechen der Bereich der Wellenlängen der Anzeigefarben und der Bereich der vorbestimmten Wellenlängen, die selektiv reflektiert werden von den reflektierenden Flächen, einander; und deshalb ist es möglich, die Abschwächung des Anzeigelichts in dem konkaven Spiegel 4 auf im Wesentlichen Null zu drücken.
Der Betrieb des Fahrzeuganzeigegeräts von 2 wird unten beschrieben. Anzeigebilddaten von dem Fahrparameter-Detektionsgerät 8 werden eingegeben in die Anzeigesteuerschaltung 7, die den Anzeigekörper 5 innerhalb des Armaturenbretts 3 steuert und ein Anzeigebild auf den Anzeigeeinheit 51, 52 und 53 anzeigt.
Das Bildlicht von dem Anzeigebild, angezeigt auf den Anzeigeeinheit 51, 52 und 53, erreicht die Vorderfläche 14a des konkaven Spiegels 14. Wie oben beschrieben, reflektiert die Vorderfläche 14a selektiv rotes Licht, und deshalb erreicht das rote Bildlicht von der Anzeigeeinheit 53 nicht die reflektierenden Oberflächen 14b und 14c und wird reflektiert von der reflektierenden Fläche 14a. Das Bildlicht, reflektiert von der reflektierenden Fläche 14a, läuft in Richtung des Reflektors 2. Andererseits wird das grüne Bildlicht von der Anzeigeeinheit 52 nicht reflektiert von der reflektierenden Fläche 14a und geht durch die Innenseite des Basismaterials 141 des konkaven Spiegels 14, und erreicht die reflektierende Fläche 14b, und wird reflektiert von der reflektierenden Fläche 14b. Das reflektierte Bildlicht geht durch die Innenseite des Basismaterials 141 und geht in Richtung des Reflektors 2 nach einem Durchgehen der reflektierenden Fläche 14a. Das blaue Bildlicht von der Anzeigeeinheit 51 wird nicht reflektiert von den reflektierenden Flächen 14a und 14b und geht durch die Innenseite der Basismaterialien 141 und 142 des konkaven Spiegels 14, und erreicht die reflektierende Fläche 14c und wird reflektiert von der reflektierenden Fläche 14c. Das reflektierte Bildlicht geht durch die Innenseite der Basismaterialien 142 und 141 und läuft in Richtung des Reflektors 2 nach einem Durchgehen durch die reflektierenden Flächen 14b und 14a.
Der Reflektor 2 enthält einen Halbspiegel oder einen optischen Dünnfilm, von denen die Eigenschaften der Reflektion/Transmission passend eingestellt sind, und ein Teil des Bildlichts geht dadurch, und der Rest wird reflektiert davon , und das reflektierte Licht erreicht den Beobachtungspunkt 20 des Fahrers.
Bildlicht L1, reflektiert von der Grenzfläche 14a des konkaven Spiegels 14, geht durch die Öffnung 3a des Armaturenbretts 3, und erreicht den Reflektor 2, und reflektiertes Licht L2, reflektiert von dem Reflektor 2, tritt ein in den Beobachtungspunkt 20, und zur gleichen Zeit wird das Anzeigebild desselben projiziert als das virtuelle Bild X1 in einer niedrigen Position voraus. Dies bedeutet, dass das Anzeigebild der Anzeigeeinheit 53 präsentiert wird als das virtuelle Bild X1 in der Position einer Verlängerung bzw. Erweiterung des Pfads des reflektierten Lichts L2 in der Richtung in Richtung der Vorderseite bzw. vorderen Bereich von dem Fahrzeug.
Ähnlich geht das Bildlicht L3, reflektiert von der Grenzfläche 14b des konkaven Spiegels 14, durch die Öffnung 3a des Armaturenbretts 3 und erreicht den Reflektor 2, und reflektiertes Licht L4, reflektiert von dem Reflektor 2, tritt ein in den Beobachtungspunkt 20 und zur gleichen Zeit wird das Anzeigebild desselben projiziert als das virtuelle Bild X2 in einer niedrigen Position im vorderen Bereich. Dies bedeutet, dass das Anzeigebild der Anzeigeeinheit 52 präsentiert wird als virtuelles Bild X2 in der Position einer Verlängerung des Pfades des reflektierten Lichts L4 in der Richtung in Richtung eines vorderen Bereichs des Fahrzeugs.
Ähnlich geht Bildlicht L5, reflektiert von der Grenzfläche 14c des konkaven Spiegels 14 durch die Öffnung 3a des Armaturenbretts 3, und erreicht den Reflektor 2, und reflektiertes Licht L6, reflektiert von dem Reflektor 2, tritt ein in den Beobachtungspunkt 20, und zur gleichen Zeit wird das Anzeigebild desselben projiziert als virtuelles Bild X3 in einer niedrigen Position in einem vorderen Bereich. Das bedeutet, dass das Anzeigebild der Anzeigeeinheit 51 präsentiert wird als das virtuelle Bild X3 in der Position einer Verlängerung des Pfads des reflektierten Lichts L6 in der Richtung in Richtung eines vorderen Bereichs des Fahrzeugs.
Ferner werden die Grenzflächen 14a, 14b und 14c derart gebildet, dass die Brennweite von jeder konkaven Oberfläche unterschiedlich ist von den anderen, und deshalb sind der optische Pfadabstand von dem virtuellen Bild X1 von dem Bildlicht L1 und dem Bildlicht L2 zu dem Beobachtungspunkt 20, der optische Pfadabstand von dem virtuellen Bild X2 von dem Bildlicht L3 und dem Bildlicht L4 zu dem Beobachtungspunkt 20, und der optische Pfadabstand von dem virtuellen Bild X3 von dem Bildlicht L5 und dem Bildlicht L6 zu dem Beobachtungspunkt 20 unterschiedlich. Deshalb ist es möglich, den Abstand von der Position der Augen des Fahrers zu der Position, in der das virtuelle Bild angezeigt wird, zu variieren, und deshalb ist es möglich, eine Vielzahl von virtuellen Bildern zur gleichen Zeit in Positionen zu präsentieren, bei denen die Abstände von der Position der Augen des Fahrers unterschiedlich sind.
Ferner tritt Außenlicht, das durch den Reflektor 2 durchgeht, auch in die Augen des Fahrers zur selben Zeit ein, und deshalb ist es möglich, dass der Fahrer Bildinformation des Anzeigekörpers 5 zusammen mit dem vorne liegenden normalen Gesichtfeld auf eine überlappende Art und Weise beobachtet.
In den obigen Ausführungsformen wird der Fall beschrieben, in dem die Anzahl der Anzeigefarben des Anzeigekörpers 5 zwei oder drei ist, aber es ist auch möglich, die Anzahl von Farben auf N zu erhöhen. In diesem Fall werden N Lichtquellen für N Farben entsprechend bereitgestellt und angeordnet hinter den N Anzeigeeinheiten des Anzeigekörpers. Ferner werden N optische Grenzflächen des konkaven Spiegels gebildet, und ein optischer Dünnfilm mit Wellenlängenselektivität eines selektiven Reflektierens einer Wellenlänge einer spezifischen Farbe wird gebildet auf jeder der Grenzflächen entsprechend zu den N Farben. Als optischer Dünnfilm mit der Wellenlängenselektivität wird ein gesamt reflektierender Film ohne Wellenlängenselektivität gebildet auf der reflektierenden Fläche, die am weitesten entfernt ist, wenn von dem Anzeigekörper ausgesehen. Ferner werden die N reflektierenden Flächen derart gebildet, dass die Brennweiten unterschiedlich sind voneinander. Mit solch einer Konfigurierung wie sie oben beschrieben wurde, ist es möglich, die Konfigurierung anzuwenden auf ein Fahrzeuganzeigegerät, wenn der Anzeigekörper angezeigt wird in N Farben.
In den obigen Ausführungsformen wird der Fall beschrieben, in dem die Anzahl der Anzeigeeinheiten gleich ist zu der Anzahl der reflektierenden Flächen in der Reflektionseinheit, aber die Anzahl von Anzeigeeinheiten kann größer sein als die Anzahl von reflektierenden Flächen in der Reflektionseinheit.
In der vorliegenden Erfindung werden die Anzeigesteuerschaltung 7, der Anzeigekörper 5 und die Beleuchtungseinrichtung 6 zusammen ein Leuchtmittel genannt.
Bezugszeichenliste

1: Windschutzscheibe
2: Reflektor
3: Armaturenbrett
3a: Öffnung
4: konkaver Spiegel (Reflektionseinheit)
4a: Vorderfläche
4b: Rückfläche
5: Anzeigekörper
51: Anzeigeeinheit
52: Anzeigeeinheit
6: Beleuchtungseinrichtung
61: Lichtquelle
62: Lichtquelle
7: Anzeigesteuerschaltung
8: Fahrparameter-Detektionsgerät

Claims

Ein reflektierendes Anzeigegerät, umfassend: eine Beleuchtungseinrichtung (6) mit mehreren Lichtquellen (61, 62, 63), die Licht emittiert, zum Präsentieren eines virtuellen Bildes für einen Beobachter; einen Reflektor (2), der ein Anzeigebild reflektiert, das projiziert wird von der Beleuchtungseinrichtung (6), und angeordnet auf einer Windschutzscheibe (1); und eine Reflektionseinheit (4, 14), die angeordnet ist zwischen der Beleuchtungseinrichtung (6) und dem Reflektor (2), und eine Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) mit unterschiedlichen Wellenlängenselektivitäten zum selektiven Reflektieren von Licht einer vorbestimmten Wellenlänge aufweist, wobei die Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) der Reflektionseinheit (4, 14) reflektierende Flächen mit unterschiedlichen Brennweiten aufweist, und Bildlicht von dem Anzeigebild reflektiert wird von jeder der Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) und geführt wird an den Reflektor (2), was die virtuellen Bilder in unterschiedlichen Positionen anzeigt, wobei das reflektierende Anzeigegerät ferner umfasst Anzeigeeinheiten (51, 52, 53), die das Anzeigebild erzeugen, wobei die Anzahl der Anzeigeeinheiten (51, 52, 53) der Anzahl der Lichtquellen entspricht, und wobei die Anzahl der Anzeigeeinheiten (51, 52, 53) gleich ist zu oder größer als die Anzahl der Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c) in der Reflektionseinheit (4, 14).
Das reflektierende Anzeigegerät nach Anspruch 1, wobei der Bereich von Wellenlängen von Anzeigefarben und der Bereich von vorbestimmten Wellenlängen, selektiv reflektiert von der Reflektionseinheit (4, 14) mit der Vielzahl von reflektierenden Flächen (4a, 4b, 14a, 14b, 14c), einander entsprechen oder wobei die Beleuchtungseinrichtung (6) N Lichtquellen (61, 62, 62) für N Farben umfasst, die angeordnet sind hinter N Anzeigeeinheiten (51, 52, 53) eines Anzeigekörpers (5).