DE112014000528B4

DE112014000528B4 - Fahrzeuganzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112014000528B4
Application number: DE112014000528.2T
Authority: DE
Inventors: Naohito Kanamori
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2034-01-23
Also published as: US9678340B2; JP2014142474A; JP5772841B2; US20150268466A1; DE112014000528T5; WO2014115542A1

Abstract

Fahrzeuganzeigevorrichtung (1), die in einem Fahrzeug (2) eingebaut ist und ein Anzeigebild liefert, umfassend:eine Lichtquelleneinheit (20), die Laserlicht aussendet;ein erstes optisches System (30), das ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit (20) auf eine erste Projektionsfläche (32, 2032) projiziert und eine erste Anzeige eines virtuellen Bildes (9a) des Anzeigebildes so durchführt, dass das virtuelle Bild im Fahrzeug (2) erkennbar ist;ein zweites optisches System (40), das ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit (20) auf eine zweite Projektionsfläche (42) projiziert und eine zweite Anzeige eines reellen Bildes (9b) des Anzeigebildes so durchführt, dass das reelle Bild in dem Fahrzeug (2) erkennbar ist; undeinen Schaltabschnitt (10, 50, 2050), der zwischen der ersten Anzeige durch das erste optische System (30) und der zweiten Anzeige durch das zweite optische System (40) umschaltet, um durch Ändern eines Lichtwegs des durch die Lichtquelleneinheit (20) ausgesendeten Laserlichts wahlweise entweder die erste Anzeige des virtuellen Bildes oder die zweite Anzeige des reellen Bildes durchzuführen,wobei:ein Abstand (L1) zwischen der Lichtquelleneinheit (20) und der ersten Projektionsfläche (32, 2032) kleiner als ein Abstand (L2) zwischen der Lichtquelleneinheit (20) und der zweiten Projektionsfläche (42) ist,dadurch gekennzeichnet, dass:der Schaltabschnitt (10, 50, 2050) die Lichtquelleneinheit (20) steuert und dreht.

Description

Die vorliegende Offenbarung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-10517 , eingereicht am 23. Januar 2013, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme enthalten ist.
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, die in einem Fahrzeug eingebaut ist und ein Anzeigebild bereitstellt.
Herkömmlich wird eine Fahrzeuganzeigevorrichtung vorgeschlagen, die zwischen (i) einer Anzeige für ein virtuelles Bild, die ein virtuelles Bild eines Anzeigebildes in einem Fahrzeug erkennbar anzeigt, und (ii) einer Anzeige für ein reelles Bild, die ein reelles Bild des Anzeigebildes erkennbar in dem Fahrzeug anzeigt, umschaltet. Zum Beispiel offenbart die JP H05-18948 U eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, die zwischen der Anzeige für das virtuelle Bild und der Anzeige für das reelle Bild durch Schwenken eines Anzeigekörpers selbst, der das Anzeigebild präsentiert, umschaltet.
Die in der JP H05-18948 U offenbarte Fahrzeuganzeigevorrichtung verwendet einen einzigen Anzeigekörper, um sowohl die Anzeige des virtuellen Bilds als auch die Anzeige des reellen Bilds zu erhalten. Wenn die Größe des Anzeigekörpers auf eine Größe eingestellt ist, die für ein optisches System für die Anzeige des virtuellen Bilds vorteilhaft ist, so wird die Anzeige des reellen Bild kleiner, was für einen Insassen des Fahrzeugs schwierig zu erkennen ist. Demgegenüber wird, wenn die Größe des Anzeigekörpers auf eine Größe eingestellt wird, die für ein optisches System für die Anzeige des reellen Bilds vorteilhaft ist, die Fahrzeuganzeigevorrichtung groß. Dies kann dazu führen, dass die Gewährleistung eines Einbauraums erschwert ist.
Eine Fahrzeuganzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 ist in der US 2011 / 0 175 798 A1 offenbart.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei ferner auf die JP 2010 - 274 803 A und die US 2012 / 0 050 139 A1 verwiesen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Fahrzeuganzeigevorrichtung bereitzustellen, die sowohl eine Leichtigkeit der Erkennbarkeit eines Anzeigebildes als auch die Leichtigkeit der Gewährleistung eines Einbauraums realisiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, die in einem Fahrzeug eingebaut ist und ein Anzeigebild liefert, eine Lichtquelleneinheit, ein erstes optisches System, ein zweites optisches System und einen Schaltabschnitt. Die Lichtquelleneinheit sendet Laserlicht aus. Das erste optische System projiziert ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit auf eine erste Projektionsfläche und führt eine erste Anzeige eines virtuellen Bildes des Anzeigebildes so durch, dass das virtuelle Bild in dem Fahrzeug erkennbar ist. Das zweite optische System projiziert das Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit auf eine zweite Projektionsfläche und führt eine zweite Anzeige eines virtuellen Bildes des Anzeigebildes so durch, dass das reelle Bild in dem Fahrzeug erkennbar ist. Der Schaltabschnitt schaltet zwischen der ersten Anzeige durch das erste optische System und der zweiten Anzeige durch das zweite optische System um, um durch Ändern eines Lichtwegs des durch die Lichtquelleneinheit ausgesendeten Laserlichts wahlweise entweder die erste Anzeige des virtuellen Bildes oder die zweite Anzeige des reellen Bildes durchzuführen. Ferner ist ein Abstand zwischen der Lichtquelleneinheit und der ersten Projektionsfläche kleiner als ein Abstand zwischen der Lichtquelleneinheit und der zweiten Projektionsfläche. Die Fahrzeuganzeigevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltabschnitt die Lichtquelleneinheit steuert und dreht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, die in einem Fahrzeug eingebaut ist und ein Anzeigebild liefert, eine Lichtquelleneinheit, ein erstes optisches System, ein zweites optisches System und einen Schaltabschnitt. Die Lichtquelleneinheit sendet Laserlicht aus. Das erste optische System projiziert ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit auf eine erste Projektionsfläche und führt eine erste Anzeige eines virtuellen Bildes des Anzeigebildes so durch, dass das virtuelle Bild in dem Fahrzeug erkennbar ist. Das zweite optische System projiziert das Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit auf eine zweite Projektionsfläche und führt eine zweite Anzeige eines virtuellen Bildes des Anzeigebildes so durch, dass das reelle Bild in dem Fahrzeug erkennbar ist. Der Schaltabschnitt schaltet zwischen der ersten Anzeige durch das erste optische System und der zweiten Anzeige durch das zweite optische System um, um durch Ändern eines Lichtwegs des durch die Lichtquelleneinheit ausgesendeten Laserlichts wahlweise entweder die erste Anzeige des virtuellen Bildes oder die zweite Anzeige des reellen Bildes durchzuführen. Ferner (i) ist ein Abstand zwischen der Lichtquelleneinheit und der ersten Projektionsfläche kleiner als ein Abstand zwischen der Lichtquelleneinheit und der zweiten Projektionsfläche. Die Fahrzeuganzeigevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltabschnitt ein Element steuert und dreht, das die erste Projektionsfläche bildet, die verwendet wird, um das virtuelle Bild anzuzeigen.
Die oben beschriebene Konfiguration schaltet zwischen der Anzeige durch das erste optische System und der Anzeige durch das zweite optische System um, um so das Anzeigen eines virtuelles Bild oder eines realen Bildes eines Anzeigebildes bei einer Position, bei der ein Insasse eines Fahrzeugs das Bild leicht erkennen kann, zu ermöglichen. Ferner ist der Abstand zwischen der Lichtquelleneinheit und der ersten Projektionsfläche kleiner gemacht als der Abstand zwischen der Lichtquelleneinheit und der zweiten Projektionsfläche. Dadurch wird eine Verkleinerung erreicht, die die Gewährleistung eines Einbauraums erleichtert. Somit kann eine Fahrzeuganzeigevorrichtung bereitgestellt werden, die sowohl eine Leichtigkeit der Erkennbarkeit eines Anzeigebildes als auch eine Leichtigkeit der Gewährleistung des Einbauraums realisiert.
Die oben genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden ersichtlich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen ist:

1 ein schematisches Diagramm, das einen in ein Fahrzeug eingebauten Zustand einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Kontrollers in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration einer Lichtquelleneinheit in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ein perspektivisches Diagramm, das einen Teil eines Projektionsflächenelements eines ersten optischen Systems in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ein Flussdiagramm, das eine Umschaltverarbeitung in der ersten Ausführungsform beschreibt;
7 eine Vorderansicht, die einen Anzeigezustand zeigt, der in der ersten Ausführungsform während der Anzeige durch das erste optische System gewonnen wird;
8 eine Vorderansicht, die einen Anzeigezustand zeigt, der in der ersten Ausführungsform während der Anzeige durch ein zweites optisches System gewonnen wird; und
9 ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

Nachfolgend sind mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen sind entsprechenden Komponenten der Ausführungsformen zugeordnet, wodurch eine wiederholende Beschreibung vermieden werden kann. Wenn nur ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform beschrieben ist, kann für den weiteren Teil der Konfiguration die Konfiguration jeder anderen, zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet werden. Bei einer Beschreibung von jeder der Ausführungsformen kann nicht nur eine explizite Kombination von Komponenten, sondern auch eine Kombination von Teilen der Komponenten der mehreren Ausführungsformen, die nicht explizit beschrieben sind, verwendet werden, sofern die Kombination nicht nachteilig ist.
(ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
Wie es in 1 gezeigt ist, ist eine Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem Fahrzeug 2 (das als das eigene Fahrzeug 2 bezeichnet werden kann) eingebaut und in einem Armaturenbrett 3 verstaut. Ein erstes optisches System 30 der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 zeigt ein virtuelles Bild 9a eines Anzeigebildes so an, dass das virtuelle Bild 7 im Fahrzeug 2 durch das Medium einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 2 erkennbar ist. Insbesondere erreicht ein von der Windschutzscheibe 7 reflektiertes Licht einen Augpunkt 8 eines Insassen des Fahrzeugs 2 (nachfolgend als Fahrzeuginsasse bezeichnet). Der Fahrzeuginsasse nimmt das den Augpunkt 8 erreichende Licht wahr und erkennt das virtuelle Bild 9a des Anzeigebildes, das vor der Windschutzscheibe 7 erzeugt ist.
Die Windschutzscheibe 7 des Fahrzeugs 2 ist in Form einer Platte aus einem durchsichtigen Glassubstrat gebildet und wird als ein integrales Teil des Fahrzeugs 2 gehalten. Die Windschutzscheibe 7 hat eine innenseitige Oberfläche, auf die ein Anzeigebild projiziert wird und die eine gewellte, konkave Oberfläche oder eine flache Ebene ist. Zwischen einer innenseitigen Oberfläche und einer außenseitigen Oberfläche der Windschutzscheibe 7 kann eine Winkeldifferenz zum Zwecke der Vermeidung einer optischen Wegdifferenz bestehen, oder es kann die innenseitige Oberfläche mit einem aufgedampften Film oder einem anderen Film beschichtet sein, um die optische Wegdifferenz zu verhindern. Ferner kann statt vor der Windschutzscheibe 7 ein Kombinierer, der als ein von dem Fahrzeug 2 separater Körper vorgesehen ist, in dem Fahrzeug 2 eingebaut sein, so dass das Anzeigebild auf den Kombinierer projiziert werden kann.
Ein zweites optisches System 40 der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 zeigt ein reelles Bild 9b eines Anzeigebildes so, dass das reelle Bild im Fahrzeug 2 durch das Medium eines Projektionsflächenelements 44, das eine zweite Projektionsfläche 42 bildet, erkannt wird, wobei es an einer Lenksäule 4 des Fahrzeugs 2 angeordnet ist. Insbesondere erreicht ein durch das Projektionsflächenelement 44 transmittiertes Licht den Augpunkt 8 eines Fahrzeuginsassen. Der Fahrzeuginsasse nimmt das den Augpunkt 8 erreichende Licht wahr und kann somit das reelle Bild 9b des auf dem Projektionsflächenelement 44 gebildeten Anzeigebildes erkennen.
(Konkrete Konfiguration)
Nachfolgend ist eine konkrete Konfiguration der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 zum Implementieren eines Anzeigemerkmals für das virtuelle Bild 9a oder das reelle Bild 9b beschrieben. Die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 umfasst, wie es in 2 gezeigt ist, einen Kontroller 10, eine Lichtquelleneinheit 20, das erste optische System 30, das zweite optische System 40 und a Schaltmechanismus 50.
Der Kontroller 10 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Kontrollerschaltung mit einem Arithmetikprozessor und einem Speicher. Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Kontroller 10 elektrisch mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5 und Auswahlschalter 6 des Fahrzeugs 2 verbunden. Der Kontroller 10 führt in Antwort auf ein Eingangssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5 oder dem Auswahlschalter 6 eine Schaltverarbeitung 60 durch, die weiter unten beschrieben ist.
The Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5 ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 erfasst. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5 erzeugt ein pulsierendes Signal im Verhältnis zu der Drehzahl einer Achse zum Beispiel eines Autos und sendet die Information, die angibt, dass eine Fahrzeugbewegung proportional zu der Anzahl von Impulsen des pulsierenden Signals zugenommen hat, an den Kontroller 10. Der Auswahlschalter 6 wird durch einen Fahrzeuginsasse von Hand betätigt. Der Fahrzeuginsasse betätigt den Auswahlschalter 6, um entweder einen Modus, in dem die Anzeigen entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch umgeschaltet werden, oder einen Modus, in dem die Anzeigen entsprechend eine Betätigung mit der Hand manuell umgeschaltet werden. Bei der Auswahl des letzteren betätigt der Fahrzeuginsasse ferner den Auswahlschalter 6 von Hand, um dadurch zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 umzuschalten. Immer dann, wenn die Betätigung durchgeführt wird, sendet der Auswahlschalter 6 die Information an den Kontroller 10 unter Verwendung eines Signals.
Die Lichtquelleneinheit 20 der vorliegenden Ausführungsform verwendet einen Laserabtaster 22. Der Laserabtaster 22 umfasst, wie es in 4 gezeigt ist, ein Oszillationsblock 24, ein Lichteinleitungsblock 26 und ein mikro-elektromechanisches System (MEMS) 28.
Der Oszillationsblock 24 umfasst drei Laseroszillatoren 240a, 240b, 240c. Die Laseroszillatoren 240a, 240b, 240c sind elektrisch mit dem Kontroller 10 verbunden. Die Laseroszillatoren 240a, 240b, 240c oszillieren jeweils, entsprechend einem Steuersignal von dem Kontroller 10, einen Laserlichtstrahl mit einer einzigen Wellenlänge, wobei die Farben der Wellenlängen verschieden sind, in Form eines Lichtstroms. Insbesondere oszilliert der Laseroszillator 240a rotes Laserlicht, dessen Peakwellenlänge zum Beispiel von 600 nm bis 650 nm variiert oder vorzugsweise 635 nm beträgt. Der Laseroszillator 240b oszilliert blaues Laserlicht, dessen Peakwellenlänge zum Beispiel von 430 nm bis 470 nm variiert oder vorzugsweise 450 nm beträgt. Der Laseroszillator 240c oszilliert grünes Laserlicht, dessen Peakwellenlänge zum Beispiel von 490 nm bis 530 nm variiert oder vorzugsweise 510 nm beträgt. Die Addition und Mischung von Laserlichtstrahlen der drei Farben, die von den Laseroszillatoren 240a, 240b bzw. 240c oszilliert werden, können verschiedene Farben erzeugen.
Der Lichteinleitungsblock 26 umfasst drei Kollimatorlinsen 260, drei dichroitische Filter 262a, 262b, 262c und eine Kondensorlinse 264. Jede der Kollimatorlinsen 260 ist in einem Abstand von zum Beispiel 0.5 mm in der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts von dem jeweiligen der Laseroszillator 240a, 240b, 240c angeordnet. Jede Kollimatorlinse 260 bricht das von dem jeweiligen der Laseroszillator 240a, 240b, 240c ausgesendete Laserlicht und formt den Lichtstrom des jeweiligen der Laserlichtstrahlen um.
Jedes dichroitische Filter 262a, 262b, 262c ist in einem Abstand von zum Beispiel 4 mm in der Ausbreitungsrichtung des Laserlicht von der jeweiligen Kollimatorlinse 260 angeordnet. Jedes dichroitische Filter 262a, 262b, 262c reflektiert Laserlicht einer bestimmten Wellenlänge aus einem Laserlicht, das durch die jeweilige Kollimatorlinse 260 transmittiert wird, und lässt Laserlicht der anderen Wellenlängen passieren. Insbesondere reflektiert das dichroitisch Filter 262a, das in der Ausbreitungsrichtung des Laseroszillators 240a angeordnet ist, rotes Laserlicht und lässt Laserlicht der anderen Farben passieren. Das dichroitische Filter 262b, das in der Ausbreitungsrichtung des Laseroszillators 240b angeordnet ist, reflektiert blaues Laserlicht und lässt Laserlicht der anderen Farben passieren. Das dichroitische Filter 262c, das in der Ausbreitungsrichtung des Laseroszillators 240c angeordnet ist, reflektiert grünes Laserlicht und lässt Laserlicht der anderen Farben passieren.
Das dichroitische Filter 262b ist in einem Abstand von zum Beispiel 6 mm in der Ausbreitungsrichtung des von dem dichroitischen Filter 262c reflektierten grünen Laserlichts angeordnet. Das dichroitisch Filter 262a ist in einem Abstand von zum Beispiel 6 mm in der Ausbreitungsrichtung des von dem dichroitischen Filter 262b reflektierten blauen Laserlichts angeordnet. Aufgrund dieses Layouts wird das von dem dichroitischen Filter 262c reflektierte grüne Laserlicht durch das dichroitische Filter 262b transmittiert und dann mit dem von dem dichroitischen Filter 262b reflektierten blauen Laserlicht gemischt. Das grüne Laserlicht und das blaue Laserlicht werden durch das dichroitisch Filter 262a transmittiert und dann mit dem von dem dichroitischen Filter 262a reflektierten roten Laserlicht gemischt. Die Laserlichtstrahlen aus drei können somit aufaddiert und gemischt werden.
Die Kondensorlinse 264 ist in einem Abstand von zum Beispiel 4 mm in der Ausbreitungsrichtung des grünen Laserlichts und des blauen Laserlichts, die durch das dichroitische Filter 262a transmittiert werden, an dem das rote Laserlicht reflektiert wird, angeordnet. Die Kondensorlinse 264 ist eine plankonvexe Linse mit einer planaren Lichteintrittsoberfläche und einer konvexen Austrittsoberfläche. Die Kondensorlinse 264 bündelt einen Lichtstrom einfallender Laserlichtstrahlen durch einen mittels der Oberflächenform ausgeübten Brechungseffekt. Das Laserlicht, das durch die Kondensorlinse 264 hindurchgetreten ist, wird in Richtung des MEMS 28 gestrahlt.
Das MEMS 28 umfasst einen horizontalen Abtaster 280, einen vertikalen Abtaster 282 und einen Treiber (nicht gezeigt). Der horizontale Abtaster 280 liefert durch Metallabscheidung von Aluminium eine dünnschichtartige Reflexionsoberfläche auf einer Oberfläche, deren Mittelteil der Kondensorlinse 264 in einem Abstand von zum Beispiel 5 mm gegenüberliegt. Der horizontale Abtaster 280 kann um eine Drehachse, die sich in vertikaler Richtung des Fahrzeugs 2 erstreckt, gedreht werden. Der vertikale Abtaster 282 liefert durch die Metallabscheidung von Aluminium eine dünnschichtartige Reflexionsoberfläche auf einer Oberfläche, deren Mittenabschnitt dem horizontalen Abtaster 280 in einem Abstand von zum Beispiel 1 mm gegenüberliegt. Der vertikale Abtaster 282 kann um eine Drehachse, die sich in horizontaler Richtung des Fahrzeugs 2 erstreckt, gedreht werden. Der Treiber des MEMS 28 steuert und dreht den horizontalen Abtaster 280 und den vertikalen Abtaster 282 unabhängig voneinander in Antwort auf ein Steuersignal von dem elektrisch verbundenen Kontroller 10.
Ein von der Kondensorlinse 264 in Richtung des MEMS 28 ausgesendetes Laserlicht wird nacheinander von der Reflexionsoberfläche des horizontalen Abtasters 280 und der Reflexionsoberfläche des vertikalen Abtasters 282 reflektiert und entweder auf das Projektionsflächenelement 34 des ersten optischen Systems 30 oder das Projektionsflächenelement 44 des zweiten optischen Systems 40 projiziert.
Der Laserabtaster 22 pulsiert und oszilliert intermittierend Laserlicht von den jeweiligen Laseroszillatoren 240a, 240b, 240c in Antwort auf Steuersignale von dem elektrisch verbundenen Kontroller 10. Ferner steuert und dreht der Treiber des MEMS 28 den horizontalen Abtaster 280 und den vertikalen Abtaster 282 in Antwort auf Steuersignale von dem Kontroller 10 und ändert somit die Richtung, in der das Laserlicht auf die jeweiligen Projektionsoberflächen 32, 42 projiziert wird, aufeinanderfolgend entsprechend der Pfeilrichtungen in 4 entlang mehrerer Abtastlinien SL. Die oben genannte Regelung verschiebt durch Führen des Laserstrahls schließlich den Bereich der jeweiligen Projektionsoberflächen 32, 42, auf den der Laserstrahl projiziert wird, um so ein Anzeigebild darzustellen. Ein solches Anzeigebild wird auf den jeweiligen Projektionsoberflächen 32, 42 mit 60 Rahmen pro Sekunde als ein Bild mit 480 Pixeln in einer horizontalen Richtung x und 240 Pixeln in einer vertikalen Richtung y erzeugt.
Das erste optische System 30 der vorliegenden Ausführungsform umfasst, wie es in 2 gezeigt ist, das Projektionsflächenelement 34, das die erste Projektionsfläche 32 bildet, und einen konkaven Spiel 36.
Das Projektionsflächenelement 34 ist eine reflektierende Projektionsfläche, der durch Abscheiden von Aluminium auf der Oberfläche eines Harzsubstrats oder eines Glassubstrats mit Dampf gebildet ist. Das Projektionsflächenelement 34 ist über dem Laserabtaster 22 in dem Fahrzeug 2 angeordnet (siehe 1 und 2). Die erste Projektionsfläche 32 des Projektionsflächenelements 34, auf die das Laserlicht projiziert wird, hat eine gekrümmte, konvexe Form, eine gekrümmte, konkave Form oder eine flache, ebene Form und ist durch Metallabscheidung von Aluminium als eine dünnschichtartige Oberfläche gebildet. Wenn Laserlicht von dem Laserabtaster 22 auf die erste Projektionsfläche 32 projiziert wird, wird ein Anzeigebild dargestellt. Das Projektionsflächenelement 34 reflektiert das Laserlicht, das auf die erste Projektionsfläche 32 projiziert wird, in einem vorbestimmten Winkel.
Wie es in 5 gezeigt ist, können mehrere optische Elemente 340 als Mikrospiegel, die in Form eines Gitters angeordnet sind, auf dem Projektionsflächenelement 34 ausgebildet sein. Die optischen Elemente 340 sind als ein integraler Teil des Projektionsflächenelements 34 gebildet. Alternativ können die optischen Elemente 340 separat von dem Projektionsflächenelement 34 ausgebildet und bei dem Körper des Projektionsflächenelements 34 gehalten sein. Das optische Elemente 340 reflektiert Laserlicht, das auf die erste Projektionsfläche 32 projiziert wird, durch einen Beugungseffekt in einem vorbestimmten Winkel.
Der konkave Spiegel 36 kann als ein Vergrößerungsglas 36 bezeichnet und durch Abscheiden von Aluminium auf der Oberfläche eines Harzsubstrats oder Glassubstrats gebildet sein. Der konkave Spiegel 36 hat eine Reflexionsoberfläche, die das von dem optischen Elemente 340 reflektierte Laserlicht zu der Windschutzscheibe 7 reflektiert. Die Reflexionsoberfläche in der vorliegenden Ausführungsform ist auf einer gleichmäßig gekrümmten Oberfläche als einer konkaven Oberfläche gebildet, deren Mittelteil in eine Richtung von dem Projektionsflächenelement 34 und der Windschutzscheibe 7 weg gezackt ist. Eine solche Form ermöglicht es der Reflexionsoberfläche, das von der ersten Projektionsfläche 32 kommende Laserlicht zu vergrößern und zu reflektieren. Ein Treiber (nicht gezeigt) des konkaven Spiegels 36 steuert und schwingt den konkaven Spiegel 36 in Antwort auf ein Steuersignal von dem elektrisch verbundenen Kontroller 10. Der konkave Spiegel 36 schwingt somit. Dies ermöglicht die Auf- und Abwärtsbewegung der Position der Bildinformation des virtuellen Bildes 9a.
Das zweite optische System 40 der vorliegenden Ausführungsform umfasst, wie es in 2 gezeigt ist, das Projektionsflächenelement 44, das die zweite Projektionsfläche 42 bildet. Das Projektionsflächenelement 44 ist ein durchsichtiger oder milchig-weiß durchscheinender Bildschirm, der aus einem Harzsubstrat oder einem Glassubstrat gebildet ist. Das Projektionsflächenelement 44 streut einfallendes Licht, wenn ein Lichtstreumittel in das Substrat eingearbeitet ist. Statt das Lichtstreumittel in das Substrat eingearbeitet zu haben, kann das Projektionsflächenelement 44 auch Blasen enthalten. Alternativ ist es auch möglich, dass das Projektionsflächenelement 44 keine Blasen enthält, sondern einen Film aufweist, mit dem die Oberfläche beschichtet ist, um so das einfallende Licht zu steuern.
Das Projektionsflächenelement 44 ist von einer Bildschirmhalterung 46 des Armaturenbretts 3 umgeben und wird von dieser gehalten.
In dem ersten optischen System 30 wird ein von dem konkaven Spiegel 36 reflektiertes Laserlicht auf die innenseitige Oberfläche vor der Windschutzscheibe 7 projiziert. Die Windschutzscheibe 7 reflektiert das Laserlicht, das dann den Augpunkt 8 eines Fahrzeuginsasse erreicht. Im Gegensatz dazu wird in dem zweiten optischen System 40 ein Laserlicht auf das Projektionsflächenelement 44 projiziert. Das Projektionsflächenelement 44 transmittiert das projizierte Laserlicht und streut es. Das Licht erreicht dann den Augpunkt 8 des Fahrzeuginsassen.
In den durch die optischen Systeme 30, 40 verwirklichten Anzeigen ist die Energieeffizienz des Laserlichts in dem ersten optischen System 30 so eingestellt, dass sie höher als die Energieeffizienz des Laserlichts in dem zweiten optischen System 40 ist. Die Energieeffizienz in dem ersten optischen System 30 bedeutet ein Verhältnis der Energie des Laserlichts, das von dem ersten optischen System 30 ausgesendet wird und den Augpunkt 8 erreicht, zu der Energie des Laserlichts, das in das erste optische System 30 eintritt. Die Energieeffizienz in dem zweiten optischen System 40 bedeutet ein Verhältnis der Energie des Laserlichts, das von dem zweiten optischen System 40 ausgesendet wird und den Augpunkt 8 erreicht, zu der Energie des Laserlichts, das in das zweite optische System 40 eintritt. Zum Beispiel beträgt die Energieeffizienz des Laserlichts in dem ersten optischen System 30 30 %, während die Energieeffizienz des Laserlichts in dem zweiten optischen System 40 15 % beträgt. Die Einstellungen der Energieeffizienzen werden zum Beispiel mit den Materialien und Strukturen der Projektionsflächenelemente 34, 44 und des konkaven Spiegel 36 bestimmt.
Nachfolgend ist die Beziehung zwischen dem Projektionsflächenelement 34, das die erste Projektionsfläche 32 bildet, und dem Projektionsflächenelement 44, das die zweite Projektionsfläche 42 bildet, beschrieben. Die Projektionsflächenelemente 34, 44 sind in verschiedenen Richtungen bezüglich des Laserabtasters 22 in der Lichtquelleneinheit 20 angeordnet. Insbesondere sind die Projektionsflächenelemente 34, 44 so angeordnet, dass die Strecke zwischen dem Mittelpunkt der ersten Projektionsfläche 32 auf dem Projektionsflächenelement 34 und einem Austrittsfenster 220 des Laserabtasters 22 die Strecke zwischen dem Mittelpunkt der zweiten Projektionsfläche 42 auf dem Projektionsflächenelement 44 und dem Austrittsfenster 220 in einem vorbestimmten Winkel, zum Beispiel 60 Grad, schneidet.
Die Projektionsflächenelemente 34, 44 sind so angeordnet, dass der Abstand L1 zwischen der Laserabtaster 22 und der ersten Projektionsfläche 32 kleiner als der Abstand L2 zwischen dem Laserabtaster 22 und der zweiten Projektionsfläche 42 ist. Zum Beispiel beträgt die Differenz L2 - L1 zwischen den Abständen L1, L2 30 mm. Somit sind die Projektionsflächenelemente 34, 44 so angeordnet, dass ein durch die Projektionsflächenelement 34 - Unterbrechungsanordnung des Projektionsflächenelements 44 und der Bildschirmhalterung 46 verursachter Totraum verkleinert ist.
Ferner ist die erste Projektionsfläche 32 innerhalb eines fokusfreien Bereichs bezüglich des von dem Laserabtaster 22 ausgesendeten und in das Projektionsflächenelement 34 eintretenden Laserlichts angeordnet. Ebenso ist die zweite Projektionsfläche 42 innerhalb eines fokusfreien Bereichs bezüglich des von dem Laserabtaster 22 ausgesendeten und in das Projektionsflächenelement 44 eintretenden Laserlichts angeordnet.
Allgemein streut ein Lichtstrom von Laserlichtstrahlen durch einen Beugungseffekt in Verbindung mit einer Vergrößerung eines Abstands auf einem Lichtweg von einer Lichtquelle. Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Lichtstrom von von dem Laserabtaster 22 ausgesendeten Laserlichtstrahlen durch die Kollimatorlinsen 260 und die Kondensorlinse 264 des Laserabtasters 22 gebündelt, wodurch ein Streuungsphänomen beseitigt wird. Dies erzeugt eine Strahlverengung, bei der ein Lichtstromdurchmesser einen mikroskopischen Wert annimmt. Der fokusfreie Bereich ist als ein Bereich entlang des Lichtwegs zwischen einer Position vor der Strahlverengung und einer Position hinter der Strahlverengung definiert. Der fokusfreie Bereich in der vorliegenden Ausführungsform bedeutet einen Bereich in dem Lichtweg, innerhalb dessen der Lichtstromdurchmesser gleich groß wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn ein von einer Lichtquelle ausgesendeter Lichtstrom auf die Projektionsoberfläche 32, 42 gesendet wird. Die Anordnung der Projektionsoberflächen 32, 42 innerhalb des fokusfreien Bereichs ermöglicht es einem Fahrzeuginsassen, ein Anzeigebild als in dem fokusfreien Bereich liegend zu erkennen.
Der fokusfreie Bereich kann durch Modifizieren der Oberflächenformen der Kollimatorlinse 260 und der Kondensorlinse 264 des Laserabtasters 22 eingestellt werden. Somit kann die Verwendung eines Lichtstroms aus Laserlichtstrahlen, der ein kohärenter Gauss'scher Strahl ist, einen weiten fokusfreien Bereich definieren. Zum Beispiel ist der vorbestimmte Wert des Lichtstromdurchmessers in Abhängigkeit von der Verwendung oder einer einsehbaren Umgebung auf einen Durchmesser von 400 µm eingestellt, während der fokusfreie Bereich auf einen Bereich von 90 mm bis 120 mm mit dem Austrittsfenster 220 des Laserabtasters 22 als Ursprung eingestellt ist. In diesem Fall ist zum Beispiel der Abstand L1 zwischen dem Austrittsfenster 220 des Laserabtasters 22 und der ersten Projektionsfläche 32 auf 90 mm eingestellt, wodurch es ermöglicht ist, dass die erste Projektionsfläche innerhalb des fokusfreien Bereichs liegt, während der Abstand L2 zwischen dem Austrittsfenster 220 des Laserabtasters 22 und der zweiten Projektionsfläche 42 auf 120 mm eingestellt, so dass die zweite Projektionsfläche innerhalb des fokusfreien Bereichs liegt.
Wenn die optischen Elemente 340 in Form eines Gitters auf dem Projektionsflächenelement 34 gebildet sind, ist das Projektionsflächenelement 34 vorzugsweise unter Berücksichtigung der jeweiligen Teilung der optischen Elemente 340 sowie innerhalb des fokusfreien Bereichs angeordnet. Das heißt, der Lichtstromdurchmesser auf dem Projektionsflächenelement 34 ist größer als die jeweiligen Teilungen P1, P2 der optischen Elemente 340.
In der vorliegenden Ausführungsform ist in Anbetracht der wie oben beschrieben bestimmten Beziehung L2>L1 bezüglich des fokusfreien Bereichs die zweite Projektionsfläche 42, die weiter weg angeordnet ist, größer eingestellt als die erste Projektionsfläche 32. Die Größen der Projektionsoberflächen 32, 42 beziehen sich auf die Flächeninhalte der mit dem Laserlicht abzutastenden Projektionsoberflächen 32 bzw. 42. Es ist zu beachten, dass, wenn die optischen Elemente 340 gitterartig auf dem Projektionsflächenelement 34 ausgebildet sind, die Oberfläche des Projektionsflächenelements 34 aufgrund der Unregelmäßigkeiten der optischen Elemente 340 vergrößert ist. Die Grö-ßen der Projektionsoberflächen 32, 42 sind unter der Annahme definiert, dass die Projektionsoberflächen keine Unregelmäßigkeiten aufweisen. Zum Beispiel hat die erste Projektionsfläche 32 eine Größe von 56 mm x 90 mm (4.2 Zoll) und die zweite Projektionsfläche 42 eine Größe von 100 mm x 270 mm (11.3 Zoll). Solche Größeneinstellungen können eine Vergrößerung eines Einbauraums aufgrund der Ablenkungswinkel des horizontalen Abtasters 280 und des vertikalen Abtasters 283, die größer werden, verhindern, während die große zweite Projektionsfläche 42 erzeugt wird.
Wie es in 2 gezeigt ist, steuert und dreht der Schaltmechanismus 50 der vorliegenden Ausführungsform den gesamten Laserabtaster 22 um einen vorbestimmten Winkel in Antwort auf ein Steuersignal von dem elektrisch verbundenen Kontroller 10. Der gesamte Laserabtaster 22 kann um eine Drehachse, die sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs 2 erstreckt, gedreht werden und so gesteuert werden, dass er sich um 60° in eine vertikale Richtung dreht. Zusammen mit der Drehung des gesamten Laserabtasters 22 wird die Richtung des von dem Laserabtaster 22 projizierten Laserlichts in die Richtung des Projektionsflächenelements 34 des ersten optischen Systems 30 oder die Richtung des Projektionsflächenelements 44 des zweiten optischen Systems 40 geändert. Dadurch wird zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 umgeschaltet. In diesem Fall gibt der Kontroller 10 das Steuersignal an den Treiber des MEMS 28 aus, um so die Ablenkungswinkel zu bestimmen oder Abtastgeschwindigkeiten des horizontalen Abtasters 280 bzw. des vertikalen Abtasters 282 entsprechend der Größe des ausgewählten Projektionsflächenelements 34 oder des Projektionsflächenelements 44 des optischen Systems 30 bzw. des optischen Systems 40 zu bestimmen. Somit ist die Projektionsoberfläche 32 oder die Projektionsoberfläche 42, die zu der Größe des ausgewählten Projektionsflächenelements 34 bzw. Projektionsflächenelements 44 passt, gebildet, und ein Bild wird angezeigt.
Der Kontroller 10 sendet ein Steuersignal an den Schaltmechanismus 50, um so zwischen den Anzeigen umzuschalten. Insbesondere wird ein Umschalten der Anzeigen durch eine Schaltverarbeitung 60 durch den Kontroller 10 realisiert.
Nachfolgend ist die Schaltverarbeitung 60 durch den Kontroller 10 unter Verwendung des Flussdiagramms von 6 erläutert. In S10 wird bestimmt, ob eine Modusumschaltung, die automatisch in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt wird, unter Verwendung des Auswahlschalters 6 des Fahrzeugs 2 verwendet wird. Erfolgt in S10 eine positive Entscheidung, wird die Regelung mit der automatischen Schaltverarbeitung 62 fortgesetzt, die mit S20 startet. Wenn hingegen in S10 eine negative Entscheidung erfolgt, wird die Regelung mit der manuellen Schaltverarbeitung 64 in S30 fortgesetzt.
Nachfolgend ist zuerst die automatische Schaltverarbeitung 62 beschrieben. In S20, wird auf der Grundlage eines Eingangssignals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5 des Fahrzeugs 2 bestimmt, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Wert ist. Der vorbestimmte Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit wird zum Beispiel auf 0 km/h eingestellt. Ob das Fahrzeug 2 fährt oder stillsteht, wird mit dem vorbestimmten Wert als Referenz entschieden. Der vorbestimmte Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit kann zum Beispiel auf 10 km/h eingestellt sein. In diesem Fall werden selbst dann, wenn im Stau bei niedriger Geschwindigkeit gefahren oder gehalten wird, die Anzeigen nicht häufig umgeschaltet.
Wenn in S20 eine positive Entscheidung getroffen wird, wird in S21 die Verwendung der Anzeige durch das erste optische System 30 bestimmt. Wenn hingegen in S20a eine negative Entscheidung getroffen wird, wird in S22 die Verwendung der Anzeige durch das zweite optische System 40 bestimmt.
Wenn das optische System 30 oder das optische System 40, das die Anzeige durchführt, in S21 oder S22 bestimmt ist, wird entschieden, ob das optische System 30 oder das optische System 40, das neu bestimmt worden ist, die Anzeige durchzuführen, von dem optischen System 30 oder dem optischen System 40, das momentan die Anzeige durchführt, verschieden ist.
Wenn in S23 eine positive Entscheidung getroffen wird, wird die Regelung mit S40 fortgesetzt. Wenn hingegen in S23 eine negative Entscheidung getroffen wird, ist die Schaltverarbeitung 60 beendet.
Nachfolgend ist die Schaltverarbeitung 64 beschrieben. In S30 wird entschieden, ob eine Signal, das die Anzeige durch das erste optische System 30 und die Anzeige durch das zweite optische System 40 umschaltet, von dem Auswahlschalter des Fahrzeugs 2 eingegeben wird. Wenn in S30 eine positive Entscheidung getroffen wird, wird die Regelung mit S40 fortgesetzt. Wenn hingegen in S30 eine negative Entscheidung getroffen wird, ist die Schaltverarbeitung 60 beendet.
In S40, von S23 oder S30 kommend, sendet der Kontroller 10 ein Steuersignal an den Schaltmechanismus 50. Der Schaltmechanismus 50 schaltet somit zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 um.
Ferner werden in dem auf S40 folgenden S50 Anzeigeinhalte in Abhängigkeit von dem optischen System 30 oder dem optischen System 40 geändert, welches auch immer die Anzeige durchführt, und zwar zum gleichen Zeitpunkt, zu dem die Anzeigen umgeschaltet werden. Wenn die sich aus der Umschaltung ergebende Anzeige die Anzeige durch das erste optische System 30 ist, wie es in 7 gezeigt ist, repräsentiert das virtuelle Bild 9a Anzeigen von Informationen, die zum Fahren erforderlich sind, wie etwa eine Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige, eine Straßeninformationsanzeige, eine Verkehrszeichenanzeige, eine Sicherheitsinformationsanzeige über ein vorausfahrendes Fahrzeug in Form einer Annäherungswarnung oder eines Spurabweichungsalarms, oder eine Ansichtsunterstützungsinformationsanzeige. Im Gegensatz dazu repräsentiert das reelle Bild 9b, wenn die sich aus der Umschaltung ergebende Anzeige die Anzeige durch das zweite optische System 40 ist, wie es in 8 gezeigt ist, die Anzeigen von Informationen, die während eines Stopps erforderlich sind, wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige, eine TV- oder Videoanzeige oder eine Email-Anzeige. In S50 ist die Schaltverarbeitung 60 beendet.
(Vorteilhafte Effekte)
Nachfolgend sind vorteilhafte Effekte der Ausführungsform beschrieben.
Gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, die in dem Fahrzeug 2 eingebaut ist und ein Anzeigebild bereitstellt, die Lichtquelleneinheit 20, das erste optische System 30, das zweite optische System 40 und den Schaltabschnitt. Die Lichtquelleneinheit 20 sendet Laserlicht aus. Das erste optische System 30 projiziert (mit anderen Worten: stellt dar) ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit 20 auf die erste Projektionsfläche 32 und zeigt somit das virtuelle Bild 9a des Anzeigebildes so an, dass das virtuelle Bild im Fahrzeug 2 erkennbar ist. Das zweite optische System 40 projiziert (mit anderen Worten: stellt dar) das Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit 20 auf die zweite Projektionsfläche 42 und zeigt somit das reelle Bild 9b des Anzeigebildes so an, dass das reelle Bild im Fahrzeug 2 erkennbar ist. Der Schaltabschnitt schaltet zwischen der Anzeige durch das erste optische System und der Anzeige durch das zweite optische System um. Der Abstand L1 zwischen der Lichtquelleneinheit 20 und der ersten Projektionsfläche 32 ist kleiner gemacht als der Abstand L2 zwischen der Lichtquelleneinheit und der zweiten Projektionsfläche 42. Der Schaltabschnitt, der zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 umschaltet, ist durch den Kontroller 10 und Schaltmechanismus 50 implementiert. Eine Kombination aus dem Kontroller 10 und dem Schaltmechanismus 50 kann nicht nur als der Schaltabschnitt, sondern auch als eine Schaltvorrichtung oder ein Schaltmittel bezeichnet werden.
Um zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 umschalten zu können, wird das virtuelle Bild 9a oder das reelle Bild 9b des Anzeigebildes an einer Position angezeigt, bei der der ein Fahrzeuginsasse das Bild leicht erkennen kann. Da der Abstand L1 zwischen der Lichtquelleneinheit 20 und der ersten Projektionsfläche 32 kleiner gemacht ist als der Abstand L2 zwischen der Lichtquelleneinheit 20 und der zweiten Projektionsfläche 42, kann eine Verkleinerung, die es leicht macht, einen Einbauraum zu gewährleisten, realisiert werden. Ferner sind die erste Projektionsfläche 32 und die zweite Projektionsfläche 42 innerhalb eines fokusfreien Bereichs bezüglich des Laserlichts, das von der Lichtquelleneinheit 20 ausgesendet wird und in das jeweilige der optischen Systeme 30, 40 eintritt, das für die Anzeige verwendet wird, angeordnet. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines scharfen Anzeigebildes, das leicht erkennbar ist. Es kann somit die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 bereitgestellt werden, durch die eine leichte Erkennbarkeit des Anzeigebildes und eine leichte Gewährleistung des Einbauraums erreicht wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist die zweite Projektionsfläche 42, die das reelle Bild 9b anzeigt, groß genug ausgelegt, damit das zweite optische System 40 ein großes Anzeigebild anzeigen kann, dass leicht zu erkennen ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird das auf die erste Projektionsfläche 32 in dem ersten optischen System 30, die das virtuelle Bild 9a anzeigt, projizierte Anzeigebild durch das Vergrößerungsglas 36 vergrößert. Selbst wenn die erste Projektionsfläche 32 verkleinert wird, um einen Einbauraum zu gewährleisten, kann somit die Anzeige durch das erste optische System 30 aufgrund der Vergrößerung ein leicht erkennbares Anzeigebild bereitstellen.
Ferner ist die die Energieeffizienz des Laserlichts in dem ersten optischen System 30 höher als die Energieeffizienz des Laserlichts in dem zweiten optischen System 40 eingestellt.
Im Allgemeinen ist die Umgebung der Anzeige des virtuellen Bildes 9a heller als die Umgebung der Anzeige des realen Bildes 9b durch das zweite optische System 40, da die Position der Bildinformation des durch das erste optische System 30 angezeigten virtuellen Bildes 9a eine im Raum schwebende Position ist. Wenn die Energieeffizienzen in dem ersten und dem zweiten optischen System identisch sind, wird die Anzeige des realen Bildes 9b relativ heller wahrgenommen als die Anzeige des virtuellen Bildes 9a. Im Gegensatz dazu liefert die Ausführungsform die Energieeffizienz des Laserlicht, das in das erste optische System 30 eintritt, so, dass sie höher als die Energieeffizienz des Laserlichts ist, das in das zweite optische System 40 eintritt. Dies ermöglicht es, dass die Helligkeit der Anzeige des virtuellen Bildes 9a an die der Helligkeit der Anzeige des realen Bildes 9b angeglichen ist. Dies kann ein leicht erkennbares Anzeigebild liefern, ohne zu bewirken, dass sich ein Fahrzeuginsasse zum Zeitpunkt einer Umschaltung der Anzeige unbehaglich fühlt.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird zwischen den Anzeigen auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 2 umgeschaltet. Daher kann eine notwendige Information entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit an einer Position angezeigt werden, bei der die Information leicht erkennbar ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform werden die Anzeige durch das erste optische System 30 und die Anzeige durch das zweite optische System 40 durch Steuern und Drehen des gesamten Laserabtasters 22, der als ein Ursprung der optischen Systeme 30, 40 dient, umgeschaltet. Dies ermöglicht eine leichte Entwicklung oder Auslegung der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1 mit dem Schaltmechanismus 50.
(ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM)
Wie es in 9 gezeigt ist, ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Variante der ersten Ausführungsform.
(Konkrete Konfiguration)
Nachfolgend ist im Wesentlichen ein Punkt beschrieben, in dem sich die konkrete Konfiguration der zweiten Ausführungsform von der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Es wird ein Schaltmechanismus 2050 der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt, wie er in 9 gezeigt ist. Hier wird die Umschaltung zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 durch den Kontroller 10 und den Schaltmechanismus 2050 realisiert. Eine Kombination aus dem Kontroller 10 und dem Schaltmechanismus 2050 kann als ein Schaltabschnitt, eine Schaltvorrichtung oder ein Schaltmittel bezeichnet werden. Der Schaltmechanismus 2050 steuert und dreht ein Projektionsflächenelement 2034 in Antwort auf ein Steuersignal von dem elektrisch verbundenen Kontroller 10. Das Projektionsflächenelement 2034 kann zum Beispiel um eine Drehachse, die sich in der Querrichtung des Fahrzeugs 2 erstreckt und an dem oberen Teil des Elements 2034 befestigt ist, gedreht werden. Während der Anzeige durch das erste optische System 30 ist das Projektionsflächenelement 2034 aufgrund einer Drehung in dem Lichtweg des Laserlichts angeordnet, das von einem Laserabtaster 2022, der die Lichtquelleneinheit 20 verwirklicht, projiziert wird. Das Projektionsflächenelement 2034 reflektiert somit alle Laserlichtstrahlen, die auf die erste Projektionsfläche 2032 projiziert werden, in einem vorbestimmten Winkel, um so die Laserlichtstrahlen zu dem konkaven Spiegel 36 zu leiten. Im Gegensatz dazu wird während der Anzeige durch das zweite optische System 40 das Projektionsflächenelement 2034 aufgrund einer Drehung außerhalb des Lichtwegs des Laserlichts verstaut, das von dem Laserabtaster 2022 ausgesendet wird. Dies ermöglicht eine Projektion des Laserlichts auf das Projektionsflächenelement 44. Der Schaltmechanismus 2050 schaltet somit zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 um. Der Laserabtaster 2022 wird feststehend gehalten, so dass er nicht beweglich ist.
Das Projektionsflächenelement 2034, das die erste Projektionsfläche 2032 bildet, und das Projektionsflächenelement 44, das die zweite Projektionsfläche 42 bildet, sind nachfolgend beschrieben. Wie es in 9 gezeigt ist, sind während der Anzeige durch das erste optische System 30 das Projektionsflächenelement 2034 und das Projektionsflächenelement 44 in der gleichen Richtung bezüglich des Laserabtasters 2022, der die Lichtquelleneinheit 20 verwirklicht, angeordnet. Insbesondere sind während der Anzeige durch das erste optische System 30 die Projektionsflächenelemente 2034, 44 so angeordnet, dass die Strecke zwischen dem Mittelpunkt der ersten Projektionsfläche 2032 auf dem Projektionsflächenelement 2034 und einem Austrittsfenster 220 des Laserabtasters 2022 die Strecke zwischen dem Mittelpunkt der zweiten Projektionsfläche 42 auf dem Projektionsflächenelement 44 und dem Austrittsfenster 220 zum Beispiel in einem Winkel von Null Grad schneidet.
Während der Anzeige durch das erste optische System 30 sind die Projektionsflächenelemente 2034 und 44 so angeordnet, dass der Abstand L1 zwischen dem Laserabtaster 22 und der ersten Projektionsfläche 2032 kleiner als der Abstand L2 zwischen dem Laserabtaster 22 und der zweiten Projektionsfläche 42 ist. Zum Beispiel beträgt die Differenz L2-L1 zwischen den Abständen 30 mm. Dies verringert einen Totraum, der durch die Projektionsflächenelement 2034 - Unterbrechungsanordnung des Projektionsflächenelements 44 und der Bildschirmhalterung 46 verursacht wird, wobei ein Teil des Raums geteilt wird, der für die beiden Lichtwege des ersten und des zweiten optischen Systems 30, 40 notwendig ist.
Die Schaltverarbeitung 60 durch den Kontroller 10 ist identisch mit derjenigen in der ersten Ausführungsform. Daher kann auch die zweite Ausführungsform mit den oben genannten Komponenten vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der ersten Ausführungsform ausüben.
In der zweiten Ausführungsform wird das Projektionsflächenelement 2034, das die erste Projektionsfläche 2032 bildet, so gesteuert, dass es sich so dreht, dass es zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 umschaltet. Die Lichtwege des ersten und des zweiten optischen Systems 30, 40 teilen einen Teil eines Raums, was durch eine Verkleinerung erreicht wird und die Gewährleistung eines Einbauraums erleichtert.
(WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN)
Bisher sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben worden. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht so auszulegen, dass sie auf die Ausführungsformen beschränkt ist, sondern kann auf verschiedene Ausführungsformen und Kombinationen angewendet werden, ohne vom Wesentlichen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In einer ersten Variante kann die zweite Projektionsfläche 42 gleich groß wie oder kleiner als die erste Projektionsfläche 32, 2032 sein.
In einer zweiten Variante kann es sein, dass das erste optische System 30 das Vergrößerungsglas 36 nicht umfasst, das ein von der Lichtquelleneinheit 20 auf die erste Projektionsfläche 32, 2032 projiziertes Anzeigebild vergrößert.
In einer dritten Variante kann die Energieeffizienz des Laserlichts in dem ersten optischen System 30 gleich hoch oder niedriger als die Energieeffizienz des Laserlichts in dem zweiten optischen System 40 sein.
In einer vierten Variante kann die Schaltverarbeitung 60 so sein, dass zwischen der Anzeige durch das erste optische System 30 und der Anzeige durch das zweite optische System 40 in Antwort auf einen anderen Trigger als die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 2 umgeschaltet wird, zum Beispiel eine Eingabe durch einen Fahrzeuginsassen.
In einer fünften Variante kann als das MEMS 28 des Laserabtasters 22, das die Lichtquelleneinheit 20 verwirklicht, ein MEMS, das statt des horizontalen Abtasters 280 und des vertikalen Abtasters 282 einen bi-axialen Abtaster umfasst, der eine Reflexionsoberfläche aufweist, die ein von dem Lichteinleitungsblock ausgesendetes Laserlicht reflektiert, und das den bi-axialen Abtaster so steuert, dass der bi-axiale Abtaster um eine Drehachse gedreht wird, die sich in der horizontalen Richtung erstreckt, und um eine Drehachse gedreht wird, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, verwendet werden.
In einer sechsten Variante kann die vorliegende Offenbarung an verschiedene Bewegungsobjekte (Transportausrüstung), die neben dem Fahrzeug 2 Schiffe und Flugzeuge umfassen, angepasst werden.
Während die vorliegende Offenbarung oben mit Bezug auf ihre Ausführungsformen beschrieben ist, ist klar, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, auch verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Ferner liegen neben den genannten Kombinationen und Konfigurationen weitere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr oder weniger Elemente als ein einziges Element umfassen, ebenfalls innerhalb des Geistes und Umfangs der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Fahrzeuganzeigevorrichtung (1), die in einem Fahrzeug (2) eingebaut ist und ein Anzeigebild liefert, umfassend: eine Lichtquelleneinheit (20), die Laserlicht aussendet; ein erstes optisches System (30), das ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit (20) auf eine erste Projektionsfläche (32, 2032) projiziert und eine erste Anzeige eines virtuellen Bildes (9a) des Anzeigebildes so durchführt, dass das virtuelle Bild im Fahrzeug (2) erkennbar ist; ein zweites optisches System (40), das ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit (20) auf eine zweite Projektionsfläche (42) projiziert und eine zweite Anzeige eines reellen Bildes (9b) des Anzeigebildes so durchführt, dass das reelle Bild in dem Fahrzeug (2) erkennbar ist; und einen Schaltabschnitt (10, 50, 2050), der zwischen der ersten Anzeige durch das erste optische System (30) und der zweiten Anzeige durch das zweite optische System (40) umschaltet, um durch Ändern eines Lichtwegs des durch die Lichtquelleneinheit (20) ausgesendeten Laserlichts wahlweise entweder die erste Anzeige des virtuellen Bildes oder die zweite Anzeige des reellen Bildes durchzuführen, wobei: ein Abstand (L1) zwischen der Lichtquelleneinheit (20) und der ersten Projektionsfläche (32, 2032) kleiner als ein Abstand (L2) zwischen der Lichtquelleneinheit (20) und der zweiten Projektionsfläche (42) ist, dadurch gekennzeichnet, dass: der Schaltabschnitt (10, 50, 2050) die Lichtquelleneinheit (20) steuert und dreht.
Fahrzeuganzeigevorrichtung (1), die in einem Fahrzeug (2) eingebaut ist und ein Anzeigebild liefert, umfassend: eine Lichtquelleneinheit (20), die Laserlicht aussendet; ein erstes optisches System (30), das ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit (20) auf eine erste Projektionsfläche (32, 2032) projiziert und eine erste Anzeige eines virtuellen Bildes (9a) des Anzeigebildes so durchführt, dass das virtuelle Bild im Fahrzeug (2) erkennbar ist; ein zweites optisches System (40), das ein Anzeigebild von der Lichtquelleneinheit (20) auf eine zweite Projektionsfläche (42) projiziert und eine zweite Anzeige eines reellen Bildes (9b) des Anzeigebildes so durchführt, dass das reelle Bild in dem Fahrzeug (2) erkennbar ist; und einen Schaltabschnitt (10, 50, 2050), der zwischen der ersten Anzeige durch das erste optische System (30) und der zweiten Anzeige durch das zweite optische System (40) umschaltet, um durch Ändern eines Lichtwegs des durch die Lichtquelleneinheit (20) ausgesendeten Laserlichts wahlweise entweder die erste Anzeige des virtuellen Bildes oder die zweite Anzeige des reellen Bildes durchzuführen, wobei: ein Abstand (L1) zwischen der Lichtquelleneinheit (20) und der ersten Projektionsfläche (32, 2032) kleiner als ein Abstand (L2) zwischen der Lichtquelleneinheit (20) und der zweiten Projektionsfläche (42) ist, dadurch gekennzeichnet, dass: der Schaltabschnitt (10, 50, 2050) ein Element steuert und dreht, das die erste Projektionsfläche (32, 2032) bildet, die verwendet wird, um das virtuelle Bild anzuzeigen.
Fahrzeuganzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: während der ersten Anzeige durch das erste optische System (30) die erste Projektionsfläche (32) innerhalb eines ersten Bereichs bezüglich des Laserlichts angeordnet ist, das von der Lichtquelleneinheit (20) ausgesendet wird und in das erste optische System (30) eintritt, wobei der erste Bereich ein Bereich des Lichtwegs ist, innerhalb dessen ein Lichtstromdurchmesser gleich groß wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn ein von der Lichtquelleneinheit (20) ausgesendeter Lichtstrom auf die erste Projektionsfläche (32) projiziert wird; und während der zweiten Anzeige durch das zweite optische System (40) die zweite Projektionsfläche (42) innerhalb eines zweiten Bereichs bezüglich des Laserlichts angeordnet ist, das von der Lichtquelleneinheit (20) ausgesendet wird und in das zweite optische System (40) eintritt, wobei der zweite Bereich ein Bereich des Lichtwegs ist, innerhalb dessen ein Lichtstromdurchmesser gleich groß wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn ein von der Lichtquelleneinheit (20) ausgesendeter Lichtstrom auf die zweite Projektionsfläche (32) projiziert wird.
Fahrzeuganzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Projektionsfläche (42) größer als die erste Projektionsfläche (32) ist.
Fahrzeuganzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste optische System (30) ein Vergrößerungsglas (36) umfasst, das das von der Lichtquelleneinheit (20) auf die erste Projektionsfläche (32) projizierte Anzeigebild vergrößert.
Fahrzeuganzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Energieeffizienz des Laserlichts in dem ersten optischen System (30) höher als eine Energieeffizienz des Laserlichts in dem zweiten optischen System (40) ist.
Fahrzeuganzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schaltabschnitt zwischen der Anzeige durch das erste optische System (30) und der Anzeige durch das zweite optische System (40) auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs (2) umschaltet.
Fahrzeuganzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelleneinheit (20), die das Laserlicht aussendet, ausgelegt ist, um gedreht zu werden und so eine Richtung zu ändern, in die die Lichtquelleneinheit (20) das Laserlicht aussendet; und der Schaltabschnitt die Lichtquelleneinheit (20), die das Laserlicht aussendet, so steuert, dass sie um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, um dem Lichtweg des durch die Lichtquelleneinheit (20) ausgesendeten Laserlichts zu ändern und dadurch zwischen der ersten Anzeige des virtuellen Bildes und der zweiten Anzeige des reellen Bildes umzuschalten.