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QUERVERWEIS ZUR VERWANDTEN ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung 2012-123541 , eingereicht am 30. Mai 2012, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildschirmteil, auf welchem eine Anzeigeabbildung durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl abgebildet ist, sowie eine Head-Up-Anzeigevorrichtung, die dieses Bildschirmteil verwendet.
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Herkömmlicherweise sind Head-Up-Anzeigevorrichtungen bekannt, die eine Anzeigeabbildung auf eine Windschutzscheibe oder dergleichen eines Fahrzeugs projizieren, so dass eine virtuelle Abbildung der Anzeigeabbildung von einem angenommenen Betrachtungsraum aus betrachtet werden kann. Als eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise in der Patentliteratur 1 eine Head-Up-Anzeigevorrichtung, die einen Abtaststrahl verwendet, (scanned-beam head-up display apparatus) mit einem Mikrolinsen-Array, auf welchem eine Anzeigeabbildung durch einen Abtaststrahl abgebildet wird, der von einem Strahlengenerator erzeugt wird, offenbart. Der Mikrolinsen-Array bzw. die Mikrolinsenanordnung besteht aus einer Mehrzahl von sehr kleinen Linsen (lenslets), die zum Erweitern bzw. Ausdehnen eines Laserstrahls in Richtung des Betrachtungsraums verwendet werden.
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Wenn der Abtaststrahl auf den Mikrolinsen-Array der Patentliteratur 1 angewendet wird, in welcher die Minilinsen mit der gleichen Form in einem Array angeordnet sind, interferieren ein Laserstrahl, der von einer Minilinse gebeugt bzw. abgelenkt wird, und ein Laserstrahl, der von einer anderen, benachbarten Minilinse gebeugt bzw. abgelenkt wird, und verstärken sich. Für den Fall, bei dem die Minilinsen die gleiche Form aufweisen, sind die Positionen, an welchen die Laserstrahlen durch das miteinander Interferieren verstärkt sind, regelmäßig in der Anzeigeabbildung ausgerichtet. Selbst wenn daher die Laserstrahlen darüberstreichen bzw. scannen, bleibt die Position, an welcher die Laserstrahlen durch Interferieren verstärkt werden, im Wesentlichen die gleiche und bewegt sich praktisch nicht. Im Ergebnis hat die Intensitätsverteilung der Laserstrahlen, die den Betrachtungsraum erreichen, eine Ungleichmäßigkeit und somit erscheint auch die Anzeigeabbildung für einen Betrachter ungleichmäßig.
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Bei dem in der Patentliteratur 1 offenbarten Aufbau ist ein Paar von Mikrolinsen-Arrays in einander gegenüberliegender Art und Weise angeordnet. Bei dieser Struktur wird ein Laserstrahl, der durch einen der Mikrolinsen-Arrays durchlaufen hat, durch den anderen Mikrolinsen-Array gestreut bzw. vermischt sich mit diesem, wodurch die Ungleichmäßigkeit der durch die Interferenz verursachten Intensitätsverteilung verringert wird. Bei der Vorrichtung der Patentliteratur 1 werden jedoch mehrere Mikrolinsen-Arrays verwendet und somit ist es notwendig, die Positionen der Mehrzahl an Mikrolinsen-Arrays mit großer Genauigkeit einzustellen. Im Ergebnis wird der mit den Mikrolinsen-Arrays assoziierte Aufbau damit kompliziert.
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STAND DER TECHNIK
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP 2007-523369 A (korrespondierend zu WO2005/078511 A1 )
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorhergehenden Probleme geschaffen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technologie bereitzustellen, die ein Schirmteil bzw. Bildschirmteil, wie etwa einen Mikrolinsen-Array, betrifft, welcher zum Reduzieren der durch die Interferenz von Laserstrahlen verursachten Ungleichmäßigkeit in der Helligkeit einer Anzeigeabbildung unter gleichzeitiger Beibehaltung eines einfachen Aufbaus in der Lage ist.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung bzw. Offenbarung weist ein Bildschirmteil eine zu scannende bzw. abzutastende Oberfläche bzw. eine Abtastoberfläche auf, auf welcher eine Anzeigeabbildung, die von einem vorbestimmten Betrachtungsraum aus betrachtet werden soll, durch Scannen eines Laserstrahls auf die abzutastende Oberfläche bzw. Abtastoberfläche abgebildet wird. Das Bildschirmteil enthält eine Vielzahl von optischen Elementen, die jeweils einen gekrümmten Oberflächenabschnitt aufweisen, der zum Vergrößern eines Laserstrahls in Richtung des Betrachtungsraums gekrümmt ist. Die gekrümmten Oberflächenabschnitte sind zu einer abzutastenden Oberfläche bzw. Abtastoberfläche angeordnet. In einem Abtastoberfläche schneidenden Querschnitt haben benachbarte gekrümmte Oberflächenabschnitte unterschiedliche Krümmungsformen.
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Bei dem zuvor erwähnten Bildschirmteil ist in dem die Abtastungsoberfläche durchschneidenden Querschnitt gesehen die Krümmungsform des gekrümmten Oberflächenabschnitts zwischen benachbarten optischen Elementen verschieden. Somit sind Positionen, bei welchen die Laserstrahlen, welche durch die gekrümmten Oberflächenabschnitte gebeugt bzw. abgelenkt worden sind und aufgrund der Interferenz miteinander verstärkt sind, unregelmäßig bzw. ungleichmäßig angeordnet. Wenn somit Laserstrahlen zum Abbilden einer Anzeigeabbildung gescannt bzw. ausgestrahlt werden, bewegt sich die Position, bei welcher die Laserstrahlen aufgrund der Interferenz miteinander verstärkt werden, mit der Zeit mit einer Geschwindigkeit, die der Betrachter nicht wahrnehmen kann. Damit kann die Intensitätsverteilung der Laserstrahlen, die den Betrachtungsraum erreichen, wesentlich vergleichmäßigt werden. Da die gekrümmten Oberflächenabschnitte in der Querschnittsrichtung mit unterschiedlichen Krümmungsformen angeordnet sind, ist es daher, wie zuvor beschrieben, möglich, die durch die Interferenz der Laserstrahlen verursachte Ungleichmäßigkeit in der Helligkeit der Anzeigeabbildung zu verringern, während die Verkomplizierung des Aufbaus des Bildschirmteils verhindert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung/Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung besser ersichtlich. Es zeigt:
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1A ein Diagramm zum Erläutern einer Anordnung einer Head-Up-Anzeigevorrichtung in einem Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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1B ein Diagramm, das einen Aufbau der in 1A gezeigten Head-Up-Anzeigevorrichtung schematisch darstellt;
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2 ein Diagramm zum eingehenden Erläutern eines Aufbaus und eines Betriebs eine Laserscanners;
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3 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines Mikrospiegel-Arrays, der als ein Bildschirm der Head-Up-Anzeigevorrichtung verwendet wird, schematisch darstellt;
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4 ein Diagramm, das eine Anordnung von zwei Arten von Mikrospiegeln in dem Mikrospiegel-Array, der als der Bildschirm verwendet wird, schematisch darstellt;
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5 ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang einer Linie V-V in 4 darstellt;
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6 ein Diagramm zum Erläutern der Form eines Mikrospiegels;
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7 einen Graphen zum Erläutern einer Beziehung zwischen der Form des Mikrospiegels und einer Energieverteilung eines Laserstrahls;
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8 ein Diagramm, das eine Seitenansicht des Mikrospiegels darstellt;
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9 ein Diagramm, das eine Vorderansicht des Mikrospiegels darstellt;
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10 ein Diagramm, das eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X in 6 darstellt;
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11 ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang einer Linie XI-XI in 6 darstellt;
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12 ein Diagramm, das eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XII-XII in 6 darstellt;
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13 ein Diagramm zum Erläutern einer Bedingung, unter welcher Laserstrahlen miteinander aufgrund von Beugung interferieren;
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14 ein Diagramm, das eine positionelle Beziehung von Abschnitten darstellt, bei denen die normalen Richtungen mit einer gescannten Oberfläche zusammenfallen;
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15 ein Diagramm, das Beispiele von Helligkeitsabschnittsmustern, die durch die Interferenz der Laserstrahlen verursacht werden, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
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16 ein Diagramm zum Erläutern einer virtuellen Abbildung, die durch Überlappen der Muster von Helligkeitsabschnitten gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entstehen;
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17 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines Mikrospiegel-Arrays, der als ein Bildschirm verwendet wird, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch darstellt;
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18 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht des Mikrospielgel-Arrays mit einer Anordnung von drei Arten von Mikrospiegeln gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch darstellt; und
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19 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines Mikrospiegel-Arrays, der als ein Bildschirm gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, schematisch darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Dabei ist festzuhalten, dass die einander entsprechenden Komponenten bzw. Bauteile in den Ausführungsformen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und ihre Beschreibung daher nicht wiederholt wird. Für den Fall, dass lediglich ein Teil des Aufbaus einer Ausführungsform beschrieben wird, werden die anderen Teile des Aufbaus der Ausführungsform durch die gleichen Teile des Aufbaus, der in einer vorhergehenden Ausführungsform beschrieben worden ist, vorgesehen. Jede der Ausführungsformen wird nicht notwendigerweise durch den explizit beschriebenen Aufbau beschränkt, sondern kann vielmehr durch beliebiges Kombinieren von Strukturen der Ausführungsformen vorgesehen werden, obwohl diese nicht explizit beschrieben wurden, solange keine Schwierigkeiten in den Kombinationen vorliegen.
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(Erste Ausführungsform)
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1A und 1B zeigen eine Head-Up-Anzeigevorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Head-Up-Displayvorrichtung 100 kann beispielsweise in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs aufgenommen sein. Die Head-Up-Anzeigevorrichtung 100 projiziert eine Anzeigeabbildung 71, welche eine transparente Staubschutzabdeckung 50, die eine Öffnung 51 abdeckt, passiert hat, auf ein Anzeigeteil, wie etwa eine Windschutzscheibe 90 des Fahrzeugs, sodass einen virtuelle Abbildung 70 der Anzeigeabbildung 71 durch einen angenommenen Augenkasten 60 betrachtet werden kann. Der Augenkasten 60 wird mit einer Größe definiert, in welchem seine horizontale Abmessung ungefähr 100 bis 200 mm und seine vertikale Abmessung ungefähr 40 bis 90 mm beträgt. Die Projektionsoberfläche 91, auf welcher die Anzeigeabbildung 71 durch die Head-Up-Anzeigevorrichtung 100 projiziert wird, wird an einer Innenoberfläche der Windschutzscheibe 90 vorgesehen, die einem Fahrgastraum des Fahrzeugs gegenüberliegt. Die Projektionsoberfläche 91 ist mit einer konkaven Form gekrümmt, sodass ein Vergrößerungseffekt vorgesehen ist. Ein Licht der Anzeigeabbildung 71, welche auf die Projektionsoberfläche 91 projiziert worden ist, wird in Richtung des Augenkastens 60 durch die Projektionsoberfläche 91 reflektiert, um einen Augenpunkt 61 eines Betrachters zu erreichen. Der Betrachter, der das Licht der Anzeigeabbildung 71 wahrnimmt, kann die virtuelle Abbildung 70 der Anzeigeabbildung 71, die vor der Windschutzscheibe 90 abgebildet wird, betrachten. Die Anzeigeabbildung 71, die auf der Projektionsoberfläche 91 projiziert ist, ist eine Abbildung, in welcher eine horizontale Abmessung größer als eine vertikale Abmessung ist, da der Augenpunkt 61 des Betrachters sich leichter in einer horizontalen Richtung als in einer vertikalen Richtung bewegt. Die Anzeigeabbildung 71 enthält Abbildungsabschnitte, die beispielsweise eine Fahrzeugreisegeschwindigkeit anzeigen, oder Richtungsangaben eines Navigationssystems oder eine Warnmeldung des Fahrzeugs sind, das mit der Head-Up-Anzeigevorrichtung 100 ausgerüstet ist.
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(Grundsätzlicher Aufbau)
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Als erstes wird ein grundsätzlicher Aufbau der Head-Up-Anzeigevorrichtung 100 unter Bezugnahme auf die 1A bis 3 beschrieben. Die Head-Up-Anzeigevorrichtung 100 enthält einen Laserscanner 10, einen Bildschirm 30 und einen konkaven Spiegel 40.
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Der Laserscanner 10 ist gegenüberliegend der Projektionsoberfläche 91 bezüglich des Bildschirms 30 in der vertikalen Richtung angeordnet. Der Laserscanner 10 enthält eine Lichtquelleneinheit 13, eine optische Einheit 20, eine Mikro-Elektro-Magnetische-Spiegelsystemeinheit (MEMS-Spiegeleinheit) 26 und einen Controller 11.
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Die Lichtquelleneinheit 13 besteht unter anderem aus drei laserprojizierenden Abschnitten 14, 15 und 16. Die laserprojizierenden Abschnitte 14, 15 und 16 projizieren Laserstrahlen mit unterschiedlichen Frequenzen, d. h. mit unterschiedlichen Farbtönen. Insbesondere projiziert der laserprojizierende Abschnitt 14 einen roten Laserstrahl. Der laserprojizierende Abschnitt 15 projiziert einen blauen Laserstrahl. Der laserprojizierende Abschnitt 16 projiziert einen grünen Laserstrahl. Verschiedene Farben können durch das Addieren und Mixen der Laserstrahlen mit den unterschiedlichen Farbtönen erzeugt werden. Jede der Laserprojektionsabschnitte 14, 15 und 16 ist mit dem Controller 11 verbunden. Jede der laserprojizierenden Abschnitte 14, 15 und 16 projizieren den Laserstrahl mit dem jeweiligen Farbton gemäß einem Steuersignal, das von dem Controller 11 vorgesehen wird.
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Die optische Einheit 20 enthält unter anderem drei kollimatisierende Linsen 21, dichroitische Filter 22, 23 und 24 und eine Kondensatorlinse 25. Die kollimatisierenden Linsen 21 werden entsprechend zu den Projektionsabschnitten 14, 15 und 16 in einer Richtung angeordnet, in der die Laserstrahlen projiziert werden. Die kollimatisierenden Linsen 21 beugen den Laserstrahl, um ein paralleles Licht zu erzeugen.
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Die dichroitischen Filter 22, 23 und 24 sind entsprechend gegenüberliegend den Laserprojektionsabschnitten 14, 15 und 16 bezüglich der kollimatisierenden Linse 21 in Projektionsrichtung angeordnet. Der dichroitische Filter 22, der in der Projektionsrichtung des Laserprojektionsabschnitts 14 angeordnet ist, lässt Licht mit der Frequenz, die rot anzeigt, durch und reflektiert Licht mit anderen Frequenzen. Der dichroitische Filter 23, der in einer Positionsrichtung des Laserprojektionsabschnitts 15 angeordnet ist, reflektiert Licht mit einer Wellenlänge, die blau anzeigt und lässt Licht mit anderen Frequenzen durch. Der dichroitische Filter 24, der in der Projektionsrichtung des Laserprojektionsabschnitts 16 angeordnet ist, reflektiert das Licht mit einer Frequenz, die grün anzeigt und lässt Licht mit anderen Frequenzen durch. Die Laserstrahlen, die von den jeweiligen Laserprojektionsabschnitten 14, 15 und 16 projiziert werden, erreichen die Kondensatorlinse 25 über die jeweiligen dichroitischen Filter 22, 23 und 24.
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Die Kondensatorlinse 25 ist eine plan-konvexe Linse mit einer ebenen Einfallsoberfläche und einer konvexen Emissionsoberfläche. Die Kondensatorlinse 25 beugt die auf die Einfallsoberfläche kommenden Laserstrahlen, um sie zu konvergieren. Daher werden die Laserstrahlen, die durch die Kondensatorlinse 25 passieren, auf einer Abtastoberfläche 31 des Bildschirms 30, der später beschrieben wird, konzentriert.
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Die MEMS-Spiegeleinheit 26 enthält unter anderem einen horizontalen Scanner 27 und einen vertikalen Scanner 28. Der horizontale Scanner 27 und der vertikale Scanner 28 sind jeweils mit dem Controller 11 verbunden. Der horizontale Scanner 27 ist mit einer Drehwelle 27a vorgesehen, sowie einer MEMS-Reflektionsoberfläche 27b, auf welcher eine Metallschicht durch Dampfabscheidung von beispielsweise Aluminium ausgebildet ist. Der vertikale Scanner 28 ist mit einer Rotationswelle 28a vorgesehen, sowie mit einer MEMS-Reflektionsoberfläche 28b, auf welchem eine Metallschicht durch Dampfabscheidung von beispielsweise Aluminium ausgebildet ist.
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Der Horizontalscanner 27 ist derart angeordnet, dass die MEMS-Reflektionsoberfläche 27b der optischen Einheit 20 und dem vertikalen Scanner 28 gegenüberliegt. Die MEMS-Reflektionsoberfläche 27b wird durch die Drehwelle 27a gehalten, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt. Die MEMS-Reflektionsoberfläche 27b ist um die Drehwelle 27a drehbar. Ein Antriebsteil des horizontalen Scanners 27 dreht die MEMS-Reflektionsoberfläche 27b um die Drehwelle 27a gemäß einem Ansteuersignal, das von dem Controller 11 vorgesehen wird.
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Andererseits ist der vertikale Scanner 28 derart angeordnet, dass die MEMS-Reflektionsoberfläche 28b der MEMS-Reflektionsoberfläche 27b des horizontalen Scanners 27 und dem Bildschirm 30 gegenüberliegt bzw. zugewandt ist. Die MEMS-Reflektionsoberfläche 28b wird durch die Drehwelle 28a gehalten, die sich in der horizontalen Richtung erstreckt, und die um die Drehwelle 28a drehbar ist. Ein Antriebsteil des Vertikalscanners 28 dreht die MEMS-Reflektionsoberfläche 28b um die Drehwelle 28a gemäß einem Ansteuersignal, das von dem Controller 11 vorgesehen wird.
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Der Controller 11 ist eine Steuereinheit, die unter anderem aus einem Prozessor besteht. Der Controller 11 ist mit den jeweiligen Laserprojektionsabschnitten 14, 15 und 16 und den jeweiligen Scannern 27 und 28 verbunden. Der Controller 11 gibt Steuersignale zu den jeweiligen Laserprojektionsabschnitten 14, 15 und 16 aus, um die Laserstrahlen intermittierend in Impulsen auszugeben. Außerdem gibt der Controller 11 Ansteuersignal zu den jeweiligen Scannern 27 und 28 aus, um die Richtung der Laserstrahlen, die durch die jeweiligen MEMS-Reflektionsoberflächen 27b und 28b als die in 2 gezeigten Scanlinien SL reflektiert werden, zu steuern.
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Der Laserscanner 10, welche den zuvor beschriebenen Aufbau aufweist, projiziert unter der Steuerung des Controllers 11 das Licht, das auf die später beschriebene Abtastoberfläche 31 des Bildschirms 30 abgebildet werden soll. Genauer gesagt besteht die Anzeigeabbildung 71 aus Lichtpunkten, wie etwa Pixel, die durch Scannen eines Laserstrahlpunkts projiziert werden. Die Anzeigeabbildung 71 wird erzeugt und auf einer Abtastoberfläche 31 des Bildschirms 30 abgebildet.
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Wie in den 1A, 1B und 3 gezeigt, ist der Bildschirm 30 ein Reflektionsschirm, der beispielsweise ausgebildet wird, indem Aluminium durch Dampfabscheidung auf einer Oberfläche eines Substrats, das beispielsweise aus Glas besteht, abgeschieden wird. Der Bildschirm 30 ist ein sogenannter Mikrospiegel-Array mit einer Vielzahl von feinen Mikrospiegeln 34, die in einer x-Richtung und einer y-Richtung angeordnet sind. Die Abtastoberfläche 31 des Bildschirms 30 wird durch eine dünne Metallschicht, die beispielsweise aus Aluminium besteht, das beispielsweise mittels Dampfabscheidung abgeschieden wurde. Jeder der Mikrospiegel 34 weist einen konvexen Oberflächenabschnitt 32 auf, der so gekrümmt ist, dass er einen Laserstrahl in Richtung einer Reflektionsoberfläche 41 (siehe beispielsweise 1B) reflektiert und gebeugt wird, sowie um den Laserstrahl in Richtung des Augenkastens 60 zu vergrößern. Die Abtastoberfläche 31 wird durch einen Array aus einer Vielzahl von konvexen Oberflächenabschnitten 32 vorgesehen.
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Wie in 1A und 1B gezeigt, wird der konkave Spiegel 40 beispielsweise durch Dampfabscheiden von Aluminium auf einer Oberfläche eines Substrats, das beispielsweise aus Glas besteht, ausgebildet. Der konkave Spiegel 40 ist relativ zu dem Bildschirm 30 in der horizontalen Richtung angeordnet. Der konkave Spiegel 40 weist eine Reflektionsoberfläche 41 auf, die einen Laserstrahl reflektiert, der durch die Abtastoberfläche 31 des Bildschirms 30 in Richtung der Projektionsoberfläche 91 der Windschutzscheibe 90 reflektiert worden ist. Die Reflektionsoberfläche 41 weist eine konkave Form auf, die leicht gekrümmt ist, und ihr Mittelabschnitt ist in Richtung weg von der Abtastoberfläche 31 und der projizierten Oberfläche 91 konkav ausgebildet. Die Reflektionsoberfläche 41 reflektiert die Anzeigeabbildung 71, die durch die Abtastoberfläche 31 reflektiert worden ist, während sie sie vergrößert, wodurch die Anzeigeabbildung 71 auf der Projektionsoberfläche 91 projiziert wird. Ein Maß der Vergrößerung der Anzeigeabbildung 71 durch die Krümmung der Reflektionsoberfläche 41 unterscheidet sich in der horizontalen Richtung von der vertikalen Richtung der Anzeigeabbildung 71. Insbesondere ist in der Reflektionsoberfläche 41 die Krümmung in der horizontalen Richtung größer als die Krümmung in der vertikalen Richtung, sodass die Anzeigeabbildung 71 in der horizontalen Richtung stärker vergrößert wird als in der vertikalen Richtung.
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(Charakteristischer Aufbau)
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Als nächstes wird der Bildschirm 30, welcher ein charakteristischer Aufbau der Head-Up-Anzeigevorrichtung 100 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist, beschrieben. Wie in den 3 bis 5 gezeigt, enthalten die Mikrospiegel 34 erste Mikrospiegel 35 (wie in 4 lediglich durch den Umriss angedeutet) und zweite Mikrospiegel 36 (wie in 4 durch die Punkte angedeutet). Die ersten Mikrospiegel 35 weisen eine Form auf, die plansymmetrisch zu dem zweiten Mikrospiegel 36 bezüglich einer z-x-Ebene ist. Die ersten Mikrospiegel 35 und die zweiten Mikrospiegel 36 sind in der x- und y-Achsenrichtung abwechselnd angeordnet. Da die Mikrospiegel 35 und 36 in dieser Art angeordnet sind, sind die gekrümmten Formen der benachbarten konvexen Oberflächenabschnitte 32 im Querschnitt entlang der z-x-Ebene, die die Abtastebene 31, wie in 5 gezeigt, schneidet, in der x-Achsenrichtung reziprok unterschiedlich. In ähnlicher Weise sind die gekrümmten Formen der benachbarten konvexen Oberflächenabschnitte 32 im Querschnitt entlang einer y-z-Ebene, die die Abtastoberfläche 31 schneidet, in der y-Achsenrichtung reziprok unterschiedlich. Wie zuvor beschrieben ist die Abtastoberfläche 31 derart ausgebildet, dass die konvexen Oberflächenabschnitte 32 mit zwei unterschiedlich gekrümmten Formen bzw. unterschiedlichen Krümmungsformen abwechselnd zueinander angeordnet sind.
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Wie in 6 gezeigt, weist jeder der konvexen Oberflächenabschnitte 32 der Mikrospiegel 35 und 36 einen viereckigen und trapezförmigen Umriss 39 auf. Bei dem konvexen Oberflächenabschnitt 32 ist, wenn eine Fläche, die durch den Umriss 39 umfasst wird, als eine Öffnung 38 jeder der Mikrospiegel 35 und 36 bezeichnet wird, die Fläche der Öffnung 38 unter den Mikrospiegeln 35 und 36 gleich. Da die Fläche der Öffnung 38 von jedem der konvexen Oberflächenabschnitten 32 im Wesentlichen gleich ist, werden Variationen bzw. Abweichungen in der Quantität der Laserstrahlen, die von den konvexen Oberflächenabschnitten 32 in Richtung des Augenkastens 60 (siehe 1B) emittiert werden, verringert.
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Ein Verhältnis einer Länge P1 einer oberen Seite 32u und einer Länge P2 einer unteren Seite 32l des konvexen Oberflächenabschnitts 32 wird vorzugsweise in einem Bereich von 1:1 bis 1:2 definiert. Bei der ersten Ausführungsform beträgt das Verhältnis der Länge P1 zu der Länge P2 ungefähr 1:2. Wenn das Verhältnis der oberen Seite 32u und der unteren Seite 32l in dem zuvor beschriebenen Bereich definiert wird, kann ein Abfall in der Verwendungseffizienz des Laserstrahls, der auf jede der konvexen Oberflächenabschnitte 32 angewandt wird und der zum Anzeigen der Abbildung 71 (siehe 2) verwendet wird, begrenzt werden.
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Wie in 7 gezeigt, verringert sich genauer gesagt die Energie des Laserstrahls von der Mitte zu der äußeren Peripherie des Laserstrahls gemäß der Gaußschen Verteilung. Im Allgemeinen kann ein Energiebereich, der größer als 1/(e^2) (siehe punktierter Bereich in 7) verwendet werden. Der Effekt der Verringerung der Ungleichmäßigkeit aufgrund von Beugungsinterferenz, wie er im Folgenden beschrieben wird, verbessert sich mit der Zunahme des Verhältnisses der Länge P1 der oberen Seite 32u zu der Länge P2 der unteren Seite 32l. Wenn jedoch die Länge P1 der oberen Seite 32u so definiert wird, dass die Energie des Laserstrahls sich in einem Bereich befindet, der größer als 0,9 ist (siehe Bereich mit diagonalen Linien in 7), und das Verhältnis der Länge P2 zu der Länge P1 erhöht wird, wird die Energie des Laserstrahls, der auf eine Umgebung der unteren Seite 32l angewendet wird, niedriger als 1/(e^2). In diesem Fall ist der in der Umgebung der unteren Seite 32l reflektierte Laserstrahl schwach. Im Ergebnis weisen die Laserstrahlen, die den Augenkasten 60 (siehe 1B) erreichen, eine Ungleichmäßigkeit in der Intensitätsverteilung auf. Um diesen Umstand zu vermeiden, wird es bevorzugt, dass das Verhältnis der Länge P1 und der Länge P2 auf ungefähr 1:2 eingestellt wird, sodass die Länge P2 der unteren Seite 32l kürzer ist als ein Abstand zwischen zwei Punkten, die sich auf der Energie von 1/(e^2) befinden.
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Wie in 8 und 9 gezeigt, verändert sich ein Radius der Krümmung des konvexen Oberflächenabschnitts 32 kontinuierlich in der y-Achsenrichtung in einem Querschnitt entlang der z-x-Ebene. Wie in 1 gezeigt, wird ein Radius der Krümmung des konvexen Oberflächenabschnitts 32 an einem Mittelabschnitt entlang der y-Richtung im Querschnitt entlang der z-x-Ebene als R0 definiert. In diesem Fall ist, wie in 10 gezeigt, ein Krümmungsradius R1 eines Oberseitenabschnittes in dem Querschnitt entlang der z-x-Ebene als R1 = 2 × P1/(P1 + P2) × R0 eingestellt. Andererseits ist, wie in 12 gezeigt, ein Krümmungsradius R2 eines unteren Seitenabschnitts im Querschnitt entlang der z-x-Ebene als R2 = 2 × P2/(P1 + P2) × R0 eingestellt. Wenn die Radien der Krümmungen R0 bis R2 auf die zuvor beschriebene Art und Weise eingestellt wird, ist es möglich die Erzeugung einer Stufenoberfläche entlang der z-Achsenrichtung an einer Grenze zwischen benachbarten Mikrospiegeln 35 und 36 zu begrenzen bzw. zu verhindern.
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Als nächstes wird der Grund dafür erläutert, warum die Ungleichmäßigkeit in der Helligkeit in der Anzeigeabbildung 71 auftritt. Wie in 13 gezeigt, ist ein Durchmesser eines Laserstrahls LB, der auf die Abtastoberfläche 31 angewendet wird, größer als der der Mikrospiegel 35 und 36. Auf den benachbarten konvexen Oberflächenabschnitten 32 der Abtastoberfläche 31 gibt es Abschnitte, an welchen die Normalenrichtungen zueinander übereinstimmen, (wie durch Bi in 13 angedeutet). Somit wird ein Teil des Laserstrahls LB, der auf die Abtastoberfläche 31 angewendet wird, von den benachbarten Mikrospiegeln 35 und 36 reflektiert und in die gleiche Richtung gebeugt. Wenn eine optische Pfaddifferenz ΔL zwischen den Laserstrahlen, die in die gleiche Richtung reflektiert werden, die Gleichung ΔL = P × sin(2θ) = n × λ erfüllt, interferieren diese Laserstrahlen miteinander und verstärken sich. Im Ergebnis tritt eine Intensitätsverteilung in der virtuellen Abbildung 70 der Anzeigeabbildung 71 auf. Bei der zuvor beschriebenen Gleichung ist P ein Abstand bzw. Intervall zwischen den Abschnitten Bi der benachbarten konvexen Oberflächenabschnitte 32, bei denen die Normalrichtungen miteinander übereinstimmen, θ ein Einfallswinkel des Laserstrahls, λ eine Wellenlänge des Laserstrahls und n ein Grad.
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Bei dem Bildschirm 30 der ersten Ausführungsform haben wie zuvor beschrieben benachbarte konvexe Oberflächenabschnitte 32 unterschiedliche Krümmungsformen. Daher ist der Abstand zwischen benachbarten Abschnitten Bi, bei welchen die Normalrichtungen miteinander übereinstimmen, ungleichmäßig unter den konvexen Oberflächenabschnitten 32 verteilt. Beispielsweise wird eine Mitte eines konvexen Oberflächenabschnittes 32 mit der Normalrichtung in der z-Achsenrichtung als ein Abschnitt Ba bezeichnet Abstände. bzw. Intervalle von dem Abschnitt Ba eines bestimmten ersten Mikrospiegels 35c zu den Abschnitten Ba des zweiten Mikrospiegels 36u, 36r, 36d und 36l, die den bestimmten ersten Mikrospiegel 35c umgeben, werden jeweils als Pa_u, Pa_r, Pa_d und Pa_l bezeichnet. Unter den Abständen Pa_u, Pa_r, Pa_d und Pa_l sind die Werte der Abstände Pa_u, Pa_r (Pa_l) und Pa_d zueinander unterschiedlich, obgleich der Wert des Intervalls Pa_r gleich dem Wert des Intervalls bzw. Abstands Pa_l ist.
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Des Weiteren werden Abschnitte, bei denen die Normalrichtungen miteinander übereinstimmen, die jedoch nicht die Mitten der konvexen Oberflächenabschnitte 32 sind, als Abschnitte Bb bezeichnet. Die Intervalle des Abschnitts Bb eines bestimmten zweiten Mikrospiegels 36d zu den Abschnitten Bb der ersten Mikrocomputer 35c, 35r, 35d und 35l die den bestimmten zweiten Mikrospiegel 35d umgeben, werden jeweils als Pb_u, Pb_r, Pb_d und Pb_l bezeichnet. Unter diesen Intervallen Pa_u, Pa_r, Pa_d and Pa_l sind die Werte der Intervalle Pa_u, Pa_r (Pa_l), and Pa_d zueinander unterschiedlich, obwohl der Wert des Intervalls Pa_r gleich dem Wert des Intervalls Pa_l ist.
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Die durch den Bildschirm 30 reflektierten und gebeugten Laserstrahlen interferieren miteinander und verursachen gepunktete helle Abschnitte BP. Beispiele von Mustern der hellen Abschnitte BP werden unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. Wenn der erste Mikrospiegel 35c und der zweite Mikrospiegel 36u mit dem Laserstrahl bestrahlt werden, werden helle Abschnitte BP in einem in (a) der 15 gezeigten Muster erzeugt. Wenn der erste Mikrospiegel 35c und der zweite Mikrospiegel 35d (siehe 14) durch den Laserstrahl bestrahlt werden, der durch den in 2 gezeigten Laserscanner 10 ausgesendet wird, werden die hellen Abschnitte BP in einem in (b) der 15 gezeigten Muster erzeugt. Wenn der erste Mikrospiegel 35c und der zweite Mikrospiegel 36r (siehe 14) durch den Laserstrahl bestrahlt werden, werden die hellen Abschnitte BP in einen in (c) der 15 gezeigten Muster erzeugt. Wenn der erste Mikrospiegel 35c und der zweite Mikrospiegel 36l (siehe 14) mit dem Laserstrahl bestrahlt werden, werden helle Abschnitte BP in einem Muster wie in (d) in 15 gezeigt, erzeugt.
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Wie zuvor beschrieben werden helle Abschnitte BP, an welchen die Laserstrahlen, die durch die konvexen Oberflächenabschnitte 32 (siehe 14) gebeugt werden, durch die Interferenz verstärkt und in einer ungleichmäßigen Anordnung ausgebildet. Wenn daher der Laserstrahl mit hoher Geschwindigkeit abtastet, um die Anzeigeabbildung 71 auszubilden, bewegen sich die Positionen der hellen Abschnitte BP, bei welchen die Laserstrahlen durch Interferenz intensiviert werden bzw. verstärkt werden, mit einer hohen Geschwindigkeit, die nicht von einem Betrachter wahr genommen werden kann. Folglich sieht der Betrachter die virtuelle Abbildung 70, die durch die Überlappung der Muster der unregelmäßig angeordneten hellen Abschnitte BP vorgesehen wird, wie in 16 gezeigt.
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Ein Durchschnitt der Intervalle P, die zwischen den Abschnitten Bi, an welchen die Normalrichtungen von zwei benachbarten konvexen Oberflächenabschnitten 32 übereinstimmen, wie in 13 gezeigt, wird als ein Durchschnittsintervall Pav bezeichnet. Ein Maß für die Vergrößerung der Anzeigeabbildung 71 durch die Reflektionsoberfläche 41 des konkaven Spiegels und der Projektionsoberfläche 91 der Windschutzscheibe 90, wie in 1B gezeigt, wird als Vergrößerungsmaß M bezeichnet. Ein Abstand eines optischen Pfades von der Abtastoberfläche 31 zu dem Augenkasten 60 wird als eine optische Pfadlänge L bezeichnet, und eine maximale Wellenlänge des Laserstrahls wird als eine maximale Wellenlänge λmax bezeichnet. Ein Durchmesser einer angenommenen Pupille des Auges des Betrachters wird als ein Durchmesser d bezeichnet. Der Durchschnittsintervall Pav, das Vergrößerungsmaß M, die optische Pfadlänge L, die maximale Wellenlänge λmax und der Durchmesser d sind so definiert, dass sie den folgenden Ausdruck 1 erfüllen. d > L × tan{sin–1(λ/Pav)/M} (Ex. 1)
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Im Allgemeinen beträgt der Durchmesser d der Pupille ungefähr 2 Millimeter. Wenn der Durchschnittsintervall Pav so definiert wird, dass die rechte Seite des Ausdrucks 1 kleiner als 2 Millimeter ist, ist der Durchschnitt der Intervalle a (siehe 15) der hellen Abschnitte BP, bei welchem die Laserstrahlen, die den Augenkasten 60 erreichen, miteinander aufgrund von Interferenz verstärkt werden, kleiner als der angenommene Durchmesser d der Pupille des Betrachters. Somit ist es möglich, einen Zustand aufrecht zu erhalten, bei dem eine Mehrzahl von hellen Punkten BP in der Pupille des Auges wahrgenommen werden.
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Gemäß der im Folgenden beschriebenen ersten Ausführungsform ergänzen sich bei der virtuellen Abbildung 70, die durch Überlappen der Muster von ungleichmäßig angeordneten hellen Abschnitten BP, wie in 16 gezeigt, entsteht, Helligkeit und Dunkelheit der Muster zueinander. Daher kann die Intensitätsverteilung der Laserstrahlen, die den Augenkasten 60 (siehe 1B) erreichen, im Wesentlichen vergleichmäßigt werden. Demgemäß ist es möglich, bei dem Bildschirm, bei welchem die konvexen Oberflächenabschnitte 32 mit unterschiedlich gekrümmten Formen angeordnet sind, die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit der Anzeigeabbildung 71, die durch die Indifferenz der Laserstrahlen verursacht ist, zu verringern, wobei verhindert wird, dass der Aufbau des Bildschirms kompliziert wird.
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Bei der ersten Ausführungsform ist der Umriss jedes konvexen Oberflächenabschnitts 32 viereckig. Da die Mikrospiegel 35 und 36 in der x- und der y-Achse abwechselnd angeordnet sind, weisen benachbarte konvexe Oberflächenabschnitte 32 unterschiedlich gekrümmte Formen auf der Abtastoberfläche 31 auf. Da die Komplikation der Form der Abtastoberfläche 31 verringert ist, ist es möglich, den Bildschirm 30 so herzustellen, dass er in der Lage ist, die Ungleichmäßigkeiten der Anzeigeabbildung 71 zu verringern.
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Bei der ersten Ausführungsform weist der Umriss 39 eine Trapezform auf, bei welchem die Länge P1 der oberen Seite 32u und die Länge P2 der unteren Seite 32l ein Verhältnis von ungefähr 1:2 aufweisen. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass die Ungleichmäßigkeit in der Intensitätsverteilung des Laserstrahls, der den Augenkasten 60 erreicht, vergrößert wird. Da die Verschlechterung der Verwendungseffizienz der Laserstrahlen für die Anzeigeabbildung 71 begrenzt wird, ist es möglich, die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit der Anzeigeabbildung 71 zu verringern, während die Gesamthelligkeit der Anzeigeabbildung 71 weiterhin hoch bleibt. Somit ist die Anzeigequalität der virtuellen Abbildung 70 weiter verbessert.
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Bei der ersten Ausführungsform ist die Fläche der Öffnung 38 bei den Mikrolinsen 34 ausgeglichen bzw. vergleichmäßigt. Daher können Abweichungen in der Helligkeit der Pixel, die die virtuelle Abbildung 70 bilden, verringert werden. Somit kann nicht nur die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit aufgrund der Beugungsindifferenz, sondern ebenso die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit von jedem Pixel verringert werden.
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Bei der ersten Ausführungsform ist es zudem möglich, den Zustand beizubehalten, bei dem die Mehrzahl der hellen Abschnitte BP durch die Pupille des Auges betrachtet werden können. Daher ist es weiterhin schwierig für den Betrachter, die Helligkeit und Dunkelheit in der virtuellen Abbildung 70 der Anzeigeabbildung 71 wahrzunehmen. Es ist daher möglich, die Anzeigequalität der virtuellen Abbildung 70 weiter zu verbessern.
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Bei der ersten Ausführungsform entspricht der Laserscanner 10 einer ”Laserscanvorrichtung” der Ansprüche. Der konkave Spiegel 40 entspricht einem ”optischen System” der Ansprüche. Der Bildschirm 30 entspricht einem ”Bildschirmteil” der Ansprüche. Der Mikrocomputer 34 entspricht den ”optischen Elementen” der Ansprüche. Die konvexen Oberflächenabschnitte 32 entsprechen den ”gekrümmten Oberflächenabschnitten” der Ansprüche. Der Augenkasten 60 entspricht einem ”Betrachtungsraum” der Ansprüche. Die Windschutzscheibe 90 entspricht einem ”Anzeigeteil” der Ansprüche.
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(Zweite Ausführungsform)
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Die in 17 und 18 gezeigte zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Ein Bildschirm 230 der zweiten Ausführungsform ist ein sogenannter hexagonal dicht gepackter Mikrospiegelarray. Bei dem Bildschirm 230 enthalten Mikrospiegel 234 erste Mikrospiegel 235 (in 18 lediglich durch einen Umriss angedeutet), zweite Mikrospiegel 236 (in 18 durch Punkte angedeutet) und dritte Mikrospiegel 237 (in 18 durch diagonale Linien angedeutet).
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Die ersten bis dritten Mikrospiegel 235, 236 und 237 sind in einer bestimmten Reihenfolge sich wiederholend in der y-Achsenrichtung angeordnet. Mit anderen Worten, ein erster Mikrospiegel 235 wird von den zweiten Mikrospiegeln 236 und den dritten Mikrospiegeln 237, welche abwechselnd angeordnet sind, umgeben (siehe 18). Da die ersten bis dritten Mikrospiegel 235, 236 und 237 in einem solchen Array angeordnet sind, weisen benachbarte konvexe Oberflächenabschnitte 232 verschieden gekrümmte Formen auf. Bei der zweiten Ausführungsform weisen die konvexen Oberflächenabschnitte 232 drei verschiedene gekrümmte Formen auf und eine Abtastoberfläche 231 wird durch die konvexen Oberflächenabschnitte 232 vorgesehen.
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Außerdem weist jeder konvexe Oberflächenabschnitt 232 von jedem der ersten bis dritten Mikrospiegel 235, 236 und 237 einen hexagonalen Umriss 239 auf, wie in 17 gezeigt. Auch bei der zweiten Ausführungsform ist die Fläche der Öffnung 238 von jedem der Mikrospiegel 235, 236 und 237 vergleichmäßigt bzw. ausgeglichen. Daher werden Abweichungen in der Quantität der Laserstrahlen, die von den konvexen Oberflächenabschnitten 232 in Richtung des Augenkastens 60 (siehe 1B) emittiert werden, verringert.
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Ebenso kann bei der hier beschriebenen zweiten Ausführungsform die virtuelle Abbildung 70 (siehe 1B), die durch Überlappen der Vielzahl an Muster der ungleichmäßig angeordneten hellen Abschnitte entsteht, von einem Betrachter betrachtet werden. Da die Helligkeit und Dunkelheit der Muster sich einander ergänzen, kann die Intensitätsverteilung der Laserstrahlen, die den Augenkasten 60 (siehe 1B) erreichen, im Wesentlichen vergleichmäßigt werden. Daher kann auch bei dem hexagonal dicht gepackten Mikrospiegelarray die Komplikation des Aufbaus durch den Array bzw. die Anordnung der drei oder mehr Arten von konvexen Oberflächenabschnitten 232 verringert sein. Ferner ist es möglich, die Helligkeitsungleichmäßigkeit der Anzeigeabbildung 71, die durch die Interferenz der Laserstrahlen verursacht wird, zu verringern.
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Bei der zweiten Ausführungsform weist der Umriss 239 von jedem der konvexen Oberflächenabschnitte 232 die Hexagonalform auf. Die Mikrospiegel 235, 236 und 237 sind in der x-Achsenrichtung wiederholend angeordnet. Auf der Abtastoberfläche 231 weisen daher benachbarte konvexe Oberflächenabschnitte 232 unterschiedlich gekrümmte Formen auf. Da die Komplikation der Form der Abtastoberfläche 231 begrenzt ist, ist es möglich den Bildschirm 230 einfach herzustellen.
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Bei der zweiten Ausführungsform entspricht der Bildschirm 230 einem ”Bildschirmteil” der Ansprüche. Die Mikrospiegel 234 entsprechen den ”optischen Elementen” der Ansprüche. Die konvexen Oberflächenabschnitte 232 entsprechen den ”gekrümmten Oberflächenabschnitten” der Ansprüche.
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(Dritte Ausführungsform)
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Die in 19 gezeigte dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Ein Bildschirm 330 der dritten Ausführungsform weist einen Schildabschnitt 339 zwischen den ersten Mikrospiegeln 35 und den zweiten Mikrospiegeln 36 auf. Der Schildabschnitt 339 ist aus einem lichtbeständigen Harz hergestellt und in einer Gitterform ausgebildet. Der Schildabschnitt 339 deckt die Grenze 337 zwischen den benachbarten konvexen Oberflächenabschnitten 32 ab. Der Schildabschnitt 339 blockiert das Senden von Laserstrahlen. Daher begrenzt der Schildabschnitt 339 die Reflektion des Laserstrahls in der Nähe der Grenze 337. Der Schildabschnitt 339 kann beispielsweise durch einen lichtbeständigen Aufdruck oder dergleichen ausgebildet sein. Die von dem Schildabschnitt 339 bedeckte Fläche beträgt vorzugsweise weniger als 10% der Fläche der Öffnung 38.
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Bei der hierin beschriebenen dritten Ausführungsform ist die Grenze 337 zwischen den konvexen Oberflächenabschnitten 32, an welchen die Form der Abtastoberfläche 31 sich möglicherweise stark verändert, mit dem Schildabschnitt 339 abgedeckt. Daher kann eine lokale Ungleichmäßigkeit der Helligkeit in der virtuellen Abbildung 70 (siehe 1B) aufgrund des durch die Grenze 337 reflektierten Laserstrahls vermieden werden. Demgemäß wird zusätzlich zu dem Effekt der Vergleichmäßigung der Intensitätsverteilung der Laserstrahlen, die den Augenkasten 60 (siehe 1B) erreichen, die Anzeigequalität der virtuellen Abbildung 70 weiter verbessert.
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Bei der dritten Ausführungsform entspricht der Bildschirm 330 einem ”Bildschirmteil” der Ansprüche.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind vielmehr zahlreiche Ausführungsformen und Kombinationen davon denkbar, ohne von dem grundsätzlichen Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist der Bildschirm der Mikrospiegelarray, der durch einen Array aus Mikrospiegeln als die optischen Elemente vorgesehen wird. Alternativ dazu kann der Bildschirm auch durch einen Mikrolinsenarray vorgesehen werden, der durch einen Array aus Mikrolinsen als die optischen Elemente vorgesehen wird.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist das Vergrößerungsmaß der Anzeigeabbildung 71 der Wert, der durch das Maß der Vergrößerung durch die Reflektionsoberfläche 41 der konkaven Spiegel 40 und des Maßes der Vergrößerung durch die Projektionsoberfläche 91 der Windschutzscheibe 90 vorgesehen wird. Wenn beispielsweise die Projektionsoberfläche eine ebene Form aufweist, ist das Vergrößerungsmaß M des Ausdrucks 1 im Wesentlichen gleich dem Vergrößerungsmaß durch die Reflektionsoberfläche des konkaven Spiegels, i. e. des optischen Systems. Wenn in ähnlicher Weise dazu die Reflektionsoberfläche bei dem optischen System eine ebene Form aufweist, ist das Vergrößerungsmaß M des Ausdrucks 1 im Wesentlichen gleich dem Vergrößerungsmaß der Projektionsoberfläche des Fahrzeugs, welches als mit der Head-Up-Anzeigevorrichtung ausgestattet angenommen wird.
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Bei den ersten und dritten zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist der Bildschirm der gitterförmige Mikrolinsenarray, in welchen zwei Arten von Mikrolinsen abwechselnd angeordnet sind. Alternativ dazu können auch drei oder mehr Arten von unterschiedlich geformten Mikrolinsen angeordnet sein. Wenn der Bildschirm wie bei der zweiten Ausführungsform ein hexagonal dicht gepackter Mikrolinsenarray ist, kann der Bildschirm durch Kombinieren von vier oder mehr Arten von Mikrolinsen vorgesehen sein. Die Form der Öffnung der Mikrolinsen ist nicht auf viereckig oder hexagonal begrenzt. Beispielsweise kann der Bildschirm eine Abtastoberfläche aufweisen, auf welcher Polygone mit unregelmäßigen Formen aber gleicher Öffnungsfläche angeordnet sind.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die Fläche der Öffnung jeder Mikrolinse vergleichmäßigt. Alternativ dazu ist es nicht immer notwendig, dass die Öffnungsflächen exakt gleich sind, solange die Abweichungen bei der Öffnungsfläche weniger als ungefähr 15% betragen.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung für die Head-Up-Anzeigevorrichtung verwendet, mit der das Fahrzeug ausgerüstet ist und projiziert die Anzeigeabbildung 71 auf die Windschutzscheibe 90. Jedoch kann die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung für zahlreiche Head-Up-Anzeigevorrichtungen benutzt werden, die in jeglicher Art von Transportmittel montiert sind, und die Anzeigeabbildung 71 erzeugen, so dass die virtuelle Abbildung 70 von einem Betrachter betrachtet werden kann.
