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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fresnel-Linse, eine Fresnel-Linsenbaugruppe und ein Head-up-Display.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Zum Beispiel war ein Head-up-Display (HUD) eines Fahrzeugs als eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes bekannt (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Die so genannte Augmented Reality (AR) wird in dem Head-up-Display verwendet und ein virtuelles Bild eines Bildes, das auf einem beweglichen Bildschirm erzeugt ist, wird in einem Raum vor einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs dargestellt. Mit dieser Anordnung kann ein Fahrer Informationen zum Fahren (beispielsweise Autonavigationsinformationen) betrachten, überlagert über eine Szene vor der Windschutzscheibe.
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Patentdokument 2 legt eine Beugungsgitterlinse offen, diese umfasst einen Linsenkörper und ein Beugungsgitter, die auf der Oberfläche des Linsenkörpers vorgesehen sind, wobei das Beugungsgitter mehrere ringförmige Zonen mit entlang einer Breitenrichtung geneigten Steigungen und mehrere jeweils angeordnete Stufenflächen umfasst zwischen der Vielzahl von ringförmigen Zonen. Mindestens eine der mehreren ringförmigen Zonen ist über ihre gesamte Fläche entlang der Breitenrichtung lichtdurchlässig, und in der mindestens einen ringförmigen Zone ist eine Lichtdurchlässigkeit nahe mindestens einem von zwei Enden entlang der Breitenrichtung kleiner als eine Lichtdurchlässigkeit in der Nähe eines zentralen Abschnitts entlang der Breitenrichtung.
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Patentdokument 3 legt einen Übertragungsbildschirm offen, welcher die Verringerung des Kontrasts in Bildern aufgrund von externem Licht, wie es von internen Beleuchtungskörpern emittiert wird, verhindern kann. Der Übertragungsbildschirm umfasst ein Fresnellinsenblatt mit einer dem Betrachter zugewandten Vorderseite, die mit Fresnellinsenelementen versehen ist, und ein Schattierungsblatt, das zusammenhängend mit der Vorderseite des Fresnellinsenblatts angeordnet ist. Das Schattierungsblatt ist mit Schattierungselementen zum Absorbieren von externem Licht versehen, das auf die Vorderseite des Schattierungsblatts fällt und in einem Totalreflexionsmodus von der Rückseite des Fresnellinsenblatts reflektiert wird, die einer Projektionslichtquelle in Richtung des Betrachters zugewandt ist. Vorzugsweise übertragen die Beschattungselemente mindestens externes Licht, das auf das Beschattungsblatt fällt, unter einem Einfallswinkel Theta, der eine Bedingung erfüllt, ausgedrückt durch: Theta <24 + 0,018 × F, wobei Theta der Einfallswinkel des externen Lichts ist, das auf das Schattierungsblatt fällt, und F ist die Brennweite der Fresnellinsenelemente in Millimeter.
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Patentdokument 4 legt eine Anzeigevorrichtung, eine Bildprojektionseinheit, einen ersten Emitter und einen zweiten Emitter offen. Die Bildprojektionseinheit ist konfiguriert, um einen Lichtstrom einschließlich eines Bildes in Richtung eines Betrachters zu projizieren. Der erste Emitter ist so konfiguriert, dass er ein erstes Markierungslicht aussendet. Der erste Emitter wird entlang einer Vorwärtsrichtung des Lichtstroms eingestellt. Der zweite Emitter ist so konfiguriert, dass er ein zweites Markierungslicht aussendet. Der zweite Emitter befindet sich auf einer Seite, die näher am Betrachter liegt als der erste Emitter entlang der Vorwärtsrichtung.
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Literaturverzeichnis
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Patentliteratur
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- Patentdokument 1: JP 2014-43205 A
- Patentdokument 2: US 8 649 095 B2
- Patentdokument 3: US 2005 / 0 237 611 A1
- Patentdokument 4: US 2012 / 0 075 708 A1
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Technische Aufgabe
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Fresnel-Linse, die die Erzeugung konzentrischen Streulichts reduzieren kann, bereit.
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Lösung der Aufgabe
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Fresnel-Linse eine sägezahngerippte Fläche, die ausgebildet ist, indem alternierend eine erste, gegenüber einer optischen Achse geneigte Fläche und eine zweite, im Wesentlichen parallel zu der optischen Achse stehende Fläche angeordnet sind. Eine Lichtabschirmmaske befindet sich auf Kantenbereichen der ersten Fläche, wobei die Kantenbereiche jeweils in Kontakt mit einer entsprechenden der zweiten Flächen stehen, wobei die zweiten Flächen jeweils die zweite Fläche sind und wobei eine Kante eines Maskenmusters der Lichtabschirmmaske eine mäandernde Form aufweist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Fresnel-Linsenbaugruppe eine Fresnel-Linse, enthaltend eine sägezahngerippte Fläche, die ausgebildet ist, indem alternierend eine erste, gegenüber einer optischen Achse geneigte Fläche und eine zweite, parallel zu der optischen Achse stehende Fläche angeordnet sind, und ein transparentes plattenförmiges Element, das gegenüber der Fresnel-Linse angeordnet ist. Jeweils eine Lichtabschirmmaske ist an einer Position in dem plattenförmigen Element gegenüber jeder der zweiten Flächen ausgebildet. Eine Kante eines Maskenmusters der Lichtabschirmmaske weist eine mäandernde Form auf.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Head-up-Display eine Lichtquelle, die einen Lichtstrahl aussendet, einen Scanner, der den Lichtstrahl von der Lichtquellescannt, einen Bildschirm, auf dem ein Bild durch ein Durchstrahlen des Lichtstrahls vom Scanner durch den Bildschirm ausgebildet wird, und ein optisches System, das ein virtuelles Bild des auf dem Bildschirm ausgebildeten Bildes in einem Raum darstellt. Das optische System enthält eine Fresnel-Linse oder eine Fresnel-Linsenbaugruppe.
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Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
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Die Erzeugung des konzentrischen Streulichts kann in der Fresnel-Linse der vorliegenden Erfindung reduziert sein.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die ein Nutzbeispiel eines Head-Up-Displays gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 2 ist eine Ansicht, die einen Bereich eines Bildes darstellt, das durch das Head-Up-Display der ersten beispielhaften Ausführungsform angezeigt wird.
- 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Bildes darstellt, das durch das Head-Up-Display der ersten beispielhaften Ausführungsform angezeigt wird.
- 4 ist eine Ansicht, die eine Anordnung des Head-Up-Displays der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 5 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Anordnung des Head-Up-Displays der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
- 6 ist eine Draufsicht, die eine Fresnel-Linse der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, wenn die Fresnel-Linse aus einer Richtung der optischen Achse gesehen ist.
- 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6.
- 8 ist eine Schnittansicht, die eine Fresnel-Linse gemäß einer ersten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, und eine der 7 entsprechende Schnittansicht ist.
- 9 ist eine Schnittansicht, die eine Fresnel-Linse gemäß einer zweiten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, und eine der 7 entsprechende Schnittansicht ist.
- 10 ist eine Draufsicht, die eine Fresnel-Linse gemäß einer dritten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, wenn die Fresnel-Linse aus der Richtung der optischen Achse gesehen ist.
- 11 ist eine Schnittansicht, die eine Fresnel-Linse gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt, und eine der 7 entsprechende Schnittansicht ist.
- 12 ist eine Schnittansicht, die eine Fresnel-Linse gemäß einer ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt, und eine der 7 entsprechende Schnittansicht ist.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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(Der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Kenntnisse)
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Die Erfinder stellten fest, dass sich das folgende Problem bei der im Abschnitt „Technischer Hintergrund“ beschriebenen Technik ergibt.
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In dem Head-up-Display des Patentdokumentes 1 wird eine Fresnel-Linse in einem optischen System (beispielsweise einem optischen Okularsystem) eines Videosystems verwendet. Aus diesem Grund wird in dem Head-up-Display des Patentdokumentes 1 konzentrisches Streulicht aufgrund von gestreutem Licht und reflektiertem Licht erzeugt, die durch eine Stufenform der Fresnel-Linse hervorgerufen werden. Aus diesem Grund wird in dem Head-up-Display des Patentdokumentes 1 das konzentrische Streulicht dem Bild überlagert, sodass es die Bildqualität verschlechtert.
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Um die Probleme zu lösen, umfasst gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Fresnel-Linse eine sägezahngerippte Fläche, die ausgebildet ist, indem alternierend eine erste, gegenüber einer optischen Achse geneigte Fläche und eine zweite, im Wesentlichen parallel zu der optischen Achse stehende Fläche angeordnet sind. Eine Lichtabschirmmaske befindet sich auf Kantenbereichen der ersten Fläche, wobei die Kantenbereiche jeweils in Kontakt mit einer entsprechenden der zweiten Flächen stehen, wobei die zweiten Flächen jeweils die zweite Fläche sind.
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Demgemäß fällt unter den einfallenden Lichtstrahlen der einfallende Lichtstrahl, der durch die zweite, im Wesentlichen parallel zu der optischen Achse stehende Fläche reflektiert wird, auf die Lichtabschirmmaske, sodass verhindert sein kann, dass der einfallende Lichtstrahl aus der Fresnel-Linse nach außen austritt. Unter den einfallenden Lichtstrahlen fällt der einfallende Lichtstrahl, der nicht durch die zweite, im Wesentlichen parallel zu der optischen Achse stehende Fläche reflektiert wird, nicht auf die Lichtabschirmmaske, sodass der einfallende Lichtstrahl aus der Fresnel-Linse nach außen austreten kann. Daher kann die Erzeugung des Streulichts aufgrund der Reflexion des Lichtstrahls durch die zweite Fläche wirksam reduziert sein.
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Die Lichtabschirmmaske kann in einem Teil eines Bereichs in der ersten Fläche ausgebildet sein, der der zweiten Fläche benachbart ist.
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Eine Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite zur gerippten Fläche der Fresnel-Linse ist eine flache Fläche, und die Lichtabschirmmaske kann an einer Position gegenüber der zweiten Fläche in der Fläche der gegenüberliegenden Seite ausgebildet sein.
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Eine Kante eines Maskenmusters der Lichtabschirmmaske weist eine mäandernde Form auf.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Fresnel-Linsenbaugruppe eine Fresnel-Linse, die eine sägezahngerippte Fläche enthält, die ausgebildet ist, indem alternierend eine erste, gegenüber einer optischen Achse geneigte Fläche und eine zweite, im Wesentlichen parallel zu der optischen Achse stehende Fläche angeordnet sind, wobei die Fresnel-Linsenbaugruppe ein transparentes plattenförmiges Element enthält, das gegenüber der Fresnel-Linse angeordnet ist, wobei jeweils eine Lichtabschirmmaske an einer Position in dem plattenförmigen Element gegenüber jeder der zweiten Flächen ausgebildet ist.
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Eine Kante eines Maskenmusters der Lichtabschirmmaske weist eine mäandernde Form auf.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Head-up-Display eine Lichtquelle, die einen Lichtstrahl aussendet, einen Scanner, der den Lichtstrahl von der Lichtquelle scannt, einen Bildschirm, auf dem ein Bild durch ein Durchstrahlen des Lichtstrahls vom Scanner durch den Bildschirm ausgebildet wird, und ein optisches System, das ein virtuelles Bild des auf dem Bildschirm ausgebildeten Bildes in einem Raum darstellt. Das optische System umfasst die Fresnel-Linse oder die Fresnel-Linsenbaugruppe.
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Nachstehend sind beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben.
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Die folgenden beispielhaften Ausführungsformen sehen umfassende oder spezielle Beispiele der vorliegenden Erfindung vor. Zahlenwerte, Formen, Materialien, Bestandteile, Anordnungspositionen und Verbindungsarten der Bestandteile, Schritte und Reihenfolge der Schritte, die beispielsweise in den folgenden beispielhaften Ausführungsformen dargestellt sind, sind nur Beispiele und sollen daher die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Unter den Bestandteilen in den folgenden beispielhaften Ausführungsformen sind Bestandteile, die in dem unabhängigen Anspruch, der das breiteste Konzept angibt, nicht erwähnt sind, als optionale Bestandteile beschrieben.
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(Erste beispielhafte Ausführungsform)
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[Schematische Anordnung des Head-Up-Displays]
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Eine schematische Anordnung des Head-Up-Displays 2 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. 1 ist eine Ansicht, die ein Nutzbeispiel eines Head-Up-Displays 2 der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt. 2 ist eine Ansicht, die einen Bereich 11 eines Bildes 8 darstellt, das durch das Head-Up-Display 2 der ersten beispielhaften Ausführungsform angezeigt wird. 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Bildes 8 darstellt, das durch das Head-Up-Display 2 der ersten beispielhaften Ausführungsform angezeigt wird.
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Wie beispielsweise in 1 dargestellt, ist das Head-up-Display 2 der ersten beispielhaften Ausführungsform ein Fahrzeug-Head-up-Display und ist im Armaturenbrett 6 des Automobils 4 (eines Beispiels für ein Fahrzeug) angeordnet.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, projiziert das Head-up-Display 2 einen Laserstrahl (ein Beispiel eines Lichtstrahls) zum Anzeigen des Bildes 8, das ein virtuelles Bild ist, beispielsweise zu dem Bereich 11, der sich in einem unteren Teilbereich der Windschutzscheibe 10 und nahe einem Fahrersitz im Fahrzeug 4 befindet, was ermöglicht, dass der Laserstrahl durch die Windschutzscheibe 10 zum Fahrer 12 hin reflektiert wird. Folglich kann der Fahrer 12, wie in 3 dargestellt, das Bild 8, das das virtuelle Bild ist, betrachten, überlagert der Szene 14 vor der Windschutzscheibe 10. Das heißt, das Head-up-Display 2 zeigt das Bild 8, das das virtuelle Bild ist, im Raum 16 vor der Windschutzscheibe 10 an (projiziert es).
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In dem Beispiel von 3 enthält das durch das Head-up-Display 2 dargestellte Bild 8 ein vertikales Bild 18 und ein Tiefenbild 20. Das vertikale Bild 18 ist ein in einer vertikalen Richtung (einer Auf-Ab-Richtung in 1) dargestelltes virtuelles Bild im Raum 16 vor der Windschutzscheibe 10. Zum Beispiel ist das vertikale Bild 18 eine Markierung mit einer vertikal langen, im Wesentlichen elliptischen Form. Das vertikale Bild 18 ist so dargestellt, dass es einem vor dem Automobil 4 befindlichen Fußgänger 22 überlagert ist. Dies befähigt den Fahrer 12, leicht von der Anwesenheit des Fußgängers 22 Kenntnis zu nehmen.
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Andererseits ist das Tiefenbild 20 ein virtuelles Bild, das in einer Tiefenrichtung (einer Links-Rechts-Richtung in 1) dargestellt ist, die eine Richtung ist, die die vertikale Richtung im Raum 16 vor der Windschutzscheibe 10 schneidet. Zum Beispiel ist das Tiefenbild 20 ein Pfeil zum Leiten einer Fahrtroute zu einem Bestimmungsort (in dem Beispiel von 3 ein Pfeil zum Anweisen, an einer Kreuzung rechts abzubiegen) und ist der vor dem Fahrzeug 4 vorhandenen Straße 24 überlagert dargestellt. Dies befähigt den Fahrer 12, die Fahrtroute zu dem Bestimmungsort leicht zu finden.
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[Genaue Anordnung des Head-Up-Displays]
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Eine genaue Anordnung des Head-Up-Displays 2 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist nachstehend unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. 4 ist eine Ansicht, die eine Anordnung des Head-Up-Displays 2 der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Anordnung des Head-Up-Displays 2 der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
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Wie in 4 und 5 dargestellt, enthält das Head-up-Display 2 eine Lichtprojektionseinheit 26, einen beweglichen Bildschirm 28, eine Antriebseinheit 30, eine Bildprojektionseinheit 32 (ein Beispiel des optischen Systems) und eine Steuerung 34.
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Die Lichtprojektionseinheit 26 enthält eine Lichtquelle 36 und einen Scanner 38. Die Lichtquelle 36 enthält eine rote Laserdiode, die einen Laserstrahl mit einer roten Komponente (R) aussendet, eine grüne Laserdiode, die einen Laserstrahl mit einer grünen Komponente (G) aussendet, und eine blaue Laserdiode, die einen Laserstrahl mit einer blauen Komponente (B) aussendet. Der Laserstrahl mit der roten Komponente, der Laserstrahl mit der grünen Komponente und der Laserstrahl mit der blauen Komponente, die von der Lichtquelle 36 ausgesendet werden, fallen auf den Scanner 38, nachdem sie beispielsweise durch einen dichroitischen Spiegel (nicht dargestellt) zusammengefasst wurden.
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Der Scanner 38 ist zum Beispiel mit einem Spiegel aus einem mikroelektromechanischen System (MEMS-Spiegel) aufgebaut. Der Scanner 38 reflektiert den einfallenden Laserstrahl in eine Richtung gemäß einem Ablenkwinkel des Scanners 38 und tastet dadurch mit dem Laserstrahl von der Lichtquelle 36 zum beweglichen Bildschirm 28 zweidimensional rastermäßig ab. Zum Beispiel tastet der Scanners 38 mit dem Laserstrahl rastermäßig in einer Richtung von einer Kante zur anderen Kante des beweglichen Bildschirms 28 ab.
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Der bewegliche Bildschirm 28 ist ein rechteckiger durchscheinender Bildschirm (beispielsweise mit Halbtransparenz). Wie in 5 dargestellt, ist der bewegliche Bildschirm 28 in einem optischen Pfad des Laserstrahls vom Scanner 38 angeordnet, während er hin und her beweglich ist in einer Richtung, die ihn vom Scanner 38 entfernt (einer durch den Pfeil X in 5 angezeigten Richtung [der X-Richtung]), und einer Richtung, die ihn dem Scanner 38 nähert (einer durch den Pfeil Y in 5 angezeigten Richtung [der Y-Richtung]). Der bewegliche Bildschirm 28 bewegt sich hin und her in einer bezüglich der Bewegungsrichtungen (der X-Richtung und der Y-Richtung) des beweglichen Bildschirms 28 geneigten Stellung.
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Wenn der Laserstrahl vom Scanner 38 zum beweglichen Bildschirm 28 rastermäßig scannt, während sich der bewegliche Bildschirm 28 in der X-Richtung bewegt, wird ein Bild auf dem beweglichen Bildschirm 28 gebildet. Wenn andererseits der Laserstrahl vom Scanner 38 zum beweglichen Bildschirm 28 rastermäßig scannt, während sich der bewegliche Bildschirm 28 in der Y-Richtung bewegt, wird ein weiteres Bild auf dem beweglichen Bildschirm 28 gebildet. Ein feststehender Bildschirm kann anstelle des beweglichen Bildschirms 28 verwendet sein.
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Die Antriebseinheit 30 ist beispielsweise mit einem Aktor aufgebaut. Auf Grundlage eines Ansteuersignals von der Steuerung 34 bewegt die Antriebseinheit 30 den beweglichen Bildschirm 28 in der X-Richtung und der Y-Richtung mit einer konstanten Frequenz (beispielsweise 60 Hz) und einer konstanten Amplitude (beispielsweise 1 mm) hin und her (lässt ihn schwingen). Auf Grundlage des Ansteuersignals von der Steuerung 34 bewegt die Antriebseinheit 30 den beweglichen Bildschirm 28 so hin und her, dass ein Zeitraum, während dessen sich der bewegliche Bildschirm 28 in die X-Richtung (oder die Y-Richtung) bewegt, kleiner oder gleich beispielsweise 25 ms beträgt.
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Die Bildprojektionseinheit 32 enthält eine Vergrößerungslinse 44, eine erste reflektierende Platte 46, eine zweite reflektierende Platte 48, eine Fresnel-Linse 50 und die Windschutzscheibe 10.
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Die Vergrößerungslinse 44 ist im optischen Pfad des durch den beweglichen Bildschirm 28 gestrahlten Laserstrahls angeordnet. Die Vergrößerungslinse 44 vergrößert das auf dem beweglichen Bildschirm 28 gebildete Bild.
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Die erste reflektierende Platte 46 und die zweite reflektierende Platte 48 sind im optischen Pfad des Laserstrahls von der Vergrößerungslinse 44 angeordnet und reflektieren den Laserstrahl von der Vergrößerungslinse 44 zur Windschutzscheibe 10. Folglich projizieren die erste reflektierende Platte 46 und die zweite reflektierende Platte 48 das durch die Vergrößerungslinse 44 vergrößerte Bild durch die Fresnel-Linse 50 zur Windschutzscheibe 10.
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Die Fresnel-Linse 50 engt einen Öffnungswinkel des Bildes ein, das durch die Vergrößerungslinse 44 vergrößert und verbreitert ist, wodurch das Bild projiziert wird, während es auf eine Größe mit einem Bereich eingestellt ist, der dem Augenfeld 80 auf der Windschutzscheibe 10 entspricht. Wie es hier verwendet ist, bedeutet Augenfeld 80 einen vorgegebenen Bereich, in dem sich die Augen des Fahrers 12 (Betrachters) vermutlich befinden.
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Die Windschutzscheibe 10 ist im optischen Pfad des Laserstrahls von der Fresnel-Linse 50 angeordnet und reflektiert den Laserstrahl von der Fresnel-Linse 50 zum Augenfeld 80. Folglich wird in dem Fall, in dem ein vorgegebenes Bild auf dem beweglichen Bildschirm 28 ausgebildet ist, ein vertikales Bild 18, das ein virtuelles Bild des vorgegebenen Bildes ist, im Raum 16 vor der Windschutzscheibe 10 dargestellt.
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Die Steuerung 34 weist eine Funktion, das Ansteuersignal zur Antriebseinheit 30 auszugeben, eine Funktion, einen der Lichtquelle 36 zugeführten Ansteuerstrom zu steuern, und eine Funktion auf, den Ablenkwinkel des Scanners 38 zu steuern. Zum Beispiel ist die Steuerung 34 mit einer Zentraleinheit (CPU) oder einem Prozessor aufgebaut. Die Steuerung 34 liest ein in einem Speicher (nicht dargestellt) gespeichertes Computerprogramm aus und führt es aus und führt dadurch die obigen Funktionen durch.
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[Gestaltung der Fresnel-Linse]
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Eine genaue Gestaltung der Fresnel-Linse 50 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist nachstehend unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben. 6 ist eine Draufsicht, die die Fresnel-Linse der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, wenn die Fresnel-Linse aus einer Richtung der optischen Achse gesehen ist. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6. Teil (a) von 7 ist eine Ansicht, die ein Ganzes der Schnittansicht der Fresnel-Linse 50 darstellt, und Teil (b) von 7 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil der Schnittansicht der Fresnel-Linse 50 darstellt.
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Wie in 6 und 7 dargestellt, ist die Fresnel-Linse 50 ein rechteckiges plattenförmiges Element und enthält eine flache Fläche 52, die auf einer Einfallsseite des Lichtstrahls angeordnet ist, und eine sägezahngerippte Fläche 51, die auf einer Austrittsseite des Lichtstrahls angeordnet ist. Das heißt, eine Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite zur gerippten Fläche 51 der Fresnel-Linse 50 ist eine flache Fläche 52. Zum Beispiel besteht die Fresnel-Linse 50 aus einem Kunststoff, wie etwa Acryl. Die gerippte Fläche 51 der Fresnel-Linse 50 ist ausgebildet, indem alternierend eine erste, gegenüber einer optischen Achse A geneigte Fläche 51a und eine zweite, im Wesentlichen parallel zu der optischen Achse A stehende Fläche 51b angeordnet sind. Die gerippte Fläche 51 ist konzentrisch ausgebildet, wie in 6 dargestellt.
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Die erste Fläche 51a ist ein Licht fokussierende Fläche, die den auf die Fresnel-Linse 50 fallenden Lichtstrahl auf einen vorgegebenen Brennpunkt fokussiert. Das heißt, die erste Fläche 51a bricht den auf die Fresnel-Linse 50 fallenden Lichtstrahl zu dem vorgegebenen Brennpunkt hin. Eine Vielzahl erster Flächen 51a ist konzentrisch ausgebildet, und ein Neigungswinkel bezüglich der optischen Achse A wird größer, je weiter innen (auf der Seite der optischen Achse A) die erste Fläche 51a in der Vielzahl ersten Flächen 51a angeordnet ist.
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Die zweite Fläche 51b ist eine Wandfläche, die den Lichtstrahl nicht auf den vorgegebenen Brennpunkt fokussiert. Die zweite Fläche 51b ist eine Wandfläche, die ausgebildet ist, um die erste Fläche 51a zu versetzen, die die Licht fokussierende Fläche ist, um eine konvexe Linse dünn zu machen.
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Bei einer ersten Fläche 51a und einer zweiten Fläche 51b, die benachbart sind und eine vorspringende Form bilden, die zur Austrittsseite ragt, ist die erste Fläche 51a eine Fläche, die von der zweiten Fläche 51b aus außen angeordnet ist.
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Die Fresnel-Linse 50 enthält eine Lichtabschirmmaske 53 in einem Teil des Bereichs in der ersten Fläche 51a, der der zweiten Fläche 51b benachbart ist. Genauer ist die Lichtabschirmmaske 53 eine Beschichtung, die durch ein Aufsprühen von Farbe mit einer Lichtabschirmeigenschaft durch Tintenstrahldruck oder dergleichen ausgebildet ist. Die Lichtabschirmmaske 53 ist in einem Teil des inneren Bereichs (auf der Seite der optischen Achse A) und einem Teil des äußeren Bereichs in der ersten Fläche 51a ausgebildet. Eine Vielzahl von Lichtabschirmmasken 53 ist konzentrisch ausgebildet, gesehen aus der Richtung der optischen Achse A.
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[Wirkung]
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Gemäß der Fresnel-Linse 50 der ersten beispielhaften Ausführungsform fallen unter den einfallenden Lichtstrahlen die durch die zweite Fläche 51b im Wesentlichen parallel zur optischen Achse A reflektierten einfallenden Lichtstrahlen a1, a2 auf die Lichtabschirmmaske 53, sodass verhindert sein kann, dass die einfallenden Lichtstrahlen a1, a2 aus der Fresnel-Linse 50 nach außen austreten. Unter den einfallenden Lichtstrahlen fällt der einfallende Lichtstrahl a3, der nicht durch die zweite Fläche 51b reflektiert wird, nicht auf die Lichtabschirmmaske 53, sodass der einfallende Lichtstrahl a3 aus der Fresnel-Linse 50 nach außen austreten kann. Daher kann die Erzeugung des Streulichts aufgrund der Reflexion des Lichts durch die zweite Fläche 51b wirksam reduziert sein.
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[Erste Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform]
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In der Fresnel-Linse 50 der ersten beispielhaften Ausführungsform ist die Lichtabschirmmaske 53 auf der Seite der gerippten Fläche 51 vorgesehen. Alternativ kann die Lichtabschirmmaske 53 auf der Seite der flachen Fläche 52 vorgesehen sein.
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Eine genaue Gestaltung der Fresnel-Linse 50A gemäß einer ersten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist eine Schnittansicht, die die Fresnel-Linse gemäß der ersten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, und ist eine der 7 entsprechende Schnittansicht. Es ist angenommen, dass die Anordnung außer der Lichtabschirmmaske 53A in der Fresnel-Linse 50A der ersten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform ähnlich der Anordnung außer der Lichtabschirmmaske 53 in der Fresnel-Linse 50 der ersten beispielhaften Ausführungsform ist.
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Wie oben beschrieben, unterscheidet sich die Fresnel-Linse 50A von der Fresnel-Linse 50 der ersten beispielhaften Ausführungsform darin, dass die Fläche, in der die Lichtabschirmmaske 53A ausgebildet ist, die flache Fläche 52 auf der Einfallsseite ist. Das heißt, in der flachen Fläche 52 ist die Lichtabschirmmaske 53A an einer Position gegenüber der zweiten Fläche 51b ausgebildet. Zum Beispiel ist, wie in Teil (b) von 8 dargestellt, die Lichtabschirmmaske 53A in einem Bereich ausgebildet, wo verhindert ist, dass die einfallenden Lichtstrahlen a4, a5, die auf die Fresnel-Linse 50A in einem Winkel einfallen würden, bei dem die einfallenden Lichtstrahlen a4, a5 durch die zweite Fläche 51b reflektiert werden würden, auf die Fresnel-Linse 50A in dem Bereich der flachen Fläche 52 fallen. Andererseits ist die Lichtabschirmmaske 53A nicht ausgebildet in einem Bereich, wo der einfallende Lichtstrahl a6, der auf die Fresnel-Linse 50A in einem Winkel einfällt, bei dem der einfallende Lichtstrahl a6 nicht durch die zweite Fläche 51b reflektiert werden würde, auf die Fresnel-Linse 50A in dem Bereich der flachen Fläche 52 fällt. In Teil (b) von 8 ist durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen ein Weg des Lichtstrahls in dem Fall angegeben, in dem die einfallenden Lichtstrahlen a4, a5 nicht durch die Lichtabschirmmaske 53A abgeschirmt werden würden.
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Ein Bereich, in dem die Lichtabschirmmaske 53A ausgebildet wird, kann erhalten werden durch den Winkel des einfallenden Lichtstrahls, den Winkel, mit dem der einfallende Lichtstrahl durch die flache Fläche 52 gebrochen wird, und die Form der Fresnel-Linse 50A.
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Ähnlich wie bei der ersten beispielhaften Ausführungsform ist eine Vielzahl von Lichtabschirmmasken 53A konzentrisch ausgebildet, gesehen aus der Richtung der optischen Achse A.
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[Zweite Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform]
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In den Fresnel-Linsen 50, 50A der ersten beispielhaften Ausführungsform und der ersten Modifikation ist die Lichtabschirmmaske 53 auf der Vorderseite der Fresnel-Linsen 50, 50A vorgesehen. Alternativ kann eine Fresnel-Linsenbaugruppe 70 verwendet sein, bei der die Lichtabschirmmaske 61 auf einem benachbart zu einer Fresnel-Linse und auf der optischen Achse der Fresnel-Linse angeordneten transparenten plattenförmigen Element 60 ausgebildet ist. Das heißt, die Fresnel-Linsenbaugruppe 70, enthaltend eine Fresnel-Linse 50B, in der die Lichtabschirmmaske nicht ausgebildet ist, und ein transparentes plattenförmiges Element 60, in dem die Lichtabschirmmaske 61 ausgebildet ist, kann anstelle der Fresnel-Linsen 50, 50A verwendet sein.
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Eine genaue Gestaltung der Fresnel-Linseneinheit 70 gemäß einer zweiten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist eine Schnittansicht, die eine Fresnel-Linse der zweiten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, und ist eine 7 entsprechende Schnittansicht. Es ist angenommen, dass die Fresnel-Linse 50B eine ähnliche Anordnung aufweist wie die Anordnung außer der Lichtabschirmmaske 53 in der Fresnel-Linse 50 der ersten beispielhaften Ausführungsform.
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Wie in 9 dargestellt, enthält die Fresnel-Linsenbaugruppe 70 die Fresnel-Linse 50B, in der die Lichtabschirmmaske nicht ausgebildet ist, und das transparente plattenförmige Element 60.
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Das plattenförmige Element 60 ist ein transparentes plattenförmiges Element (Substrat), angeordnet gegenüber der Fresnel-Linse 50B, und die Lichtabschirmmaske 61 ist gegenüber der zweiten Fläche 51b der Fresnel-Linse 50B angeordnet. Wie beispielsweise in Teil (b) von 9 dargestellt, ist die Lichtabschirmmaske 61 in der Oberfläche auf der Einfallsseite des plattenförmigen Elements 60 ausgebildet und in dem Bereich, auf den die durch die zweite Fläche 51b der Fresnel-Linse 50B reflektierten Lichtstrahlen a7, a8 fallen, in der Oberfläche der Einfallsseite des plattenförmigen Elements 60 ausgebildet. Das heißt, die Lichtabschirmmaske 61 ist in dem Bereich ausgebildet, in dem verhindert wird, dass die durch die zweite Fläche 51b der Fresnel-Linse 50B reflektierten Lichtstrahlen a7, a8 aus der Fresnel-Linsenbaugruppe 70 austreten. Andererseits ist die Lichtabschirmmaske 61 nicht ausgebildet in dem Bereich der Oberfläche auf der Einfallsseite des plattenförmigen Elements 60, auf den der Lichtstrahl a9 fällt, der austritt, ohne durch die zweite Fläche 51b reflektiert zu sein.
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Der Bereich, wo die Lichtabschirmmaske 61 ausgebildet ist, kann erhalten werden durch den Winkel des auf die Fresnel-Linse 50B einfallenden Lichtstrahls, den Winkel, mit dem der Lichtstrahl durch die flache Fläche 52 gebrochen wird, den Winkel, mit dem der Lichtstrahl durch die zweite Fläche 51b reflektiert wird, den Winkel, mit dem der Lichtstrahl durch die gerippte Fläche 51 gebrochen wird, und die Form der Fresnel-Linse 50B.
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[Dritte Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform]
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Obwohl bei der Fresnel-Linse 50 der ersten beispielhaften Ausführungsform nicht speziell beschrieben, kann die Lichtabschirmmaske 53 eine Form aufweisen wie in 10 dargestellt.
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10 ist eine Draufsicht, die eine Fresnel-Linse gemäß einer dritten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, wenn die Fresnel-Linse aus der Richtung der optischen Achse gesehen ist. Teil (a) von 10 ist eine Draufsicht, die die Fresnel-Linse 50C darstellt, wenn die Fresnel-Linse 50C aus der Richtung der optischen Achse gesehen ist, und Teil (b) von 10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Teil (a) von 10.
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Wie in Teil (b) von 10 dargestellt, weist eine Kante eines Maskenmusters der Lichtabschirmmaske 53C eine mäandernde Form auf. Genauer weisen die radial inneren und äußeren Kanten die mäandernde Form im Maskenmuster der kreisförmigen Lichtabschirmmaske 53C auf.
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Bei der Fresnel-Linse 50 der ersten beispielhaften Ausführungsform, bei der die Lichtabschirmmaske 53 verwendet ist, wird der einfallende Lichtstrahl oder der austretende Lichtstrahl durch die Lichtabschirmmaske 53 abgeschirmt, sodass der Lichtstrahl an einer Kante des Maskenmusters der Lichtabschirmmaske 53 gebeugt wird, sodass er ein leichtes Streulicht erzeugt. Das leicht schimmernde Maskenmuster ist für den Betrachter zu sehen. Andererseits kann bei der Lichtabschirmmaske 53C der dritten Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform die Richtung, in die das Streulicht gebeugt wird, je nach dem Winkel der Kante variieren, sodass das gebeugte Licht in einem breiten Winkel gestreut werden kann. Folglich kann das durch den Betrachter visuell bemerkte gebeugte Licht reduziert sein.
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Die Form der Lichtabschirmmaske 53C kann auf die Fresnel-Linse 50A der ersten und der zweiten Modifikation der beispielhaften Ausführungsform und die Lichtabschirmmasken 53A, 61 der Fresnel-Linsenbaugruppe 70 angewendet sein.
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(Zweite beispielhafte Ausführungsform)
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Die Fresnel-Linse 150 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform ist nachstehend beschrieben.
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Um den durch die zweite Fläche 51b reflektierten Lichtstrahl nicht austreten zu lassen, der das Streulicht verursacht, sind die Lichtabschirmmasken 53, 53A, 61, die den reflektierten Lichtstrahl abschirmen, bei den Fresnel-Linsen 50, 50A und der Fresnel-Linsenbaugruppe 70 der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen ausgebildet. Andererseits wird in der zweiten beispielhaften Ausführungsform das Streulicht nicht durch die Lichtabschirmmasken 53, 53A, 61 abgeschirmt.
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[Gestaltung der Fresnel-Linse]
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Eine genaue Gestaltung der Fresnel-Linse 150 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. 11 ist eine Schnittansicht, die die Fresnel-Linse der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt, und ist eine 7 entsprechende Schnittansicht.
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Wie in 11 dargestellt, enthält die Fresnel-Linse 150 der zweiten beispielhaften Ausführungsform eine flache Fläche 152 auf der Einfallsseite des Lichtstrahls und eine sägezahngerippte Fläche 151 auf der Austrittsseite des Lichtstrahls. Das heißt, die Fläche auf der gegenüberliegenden Seite zur gerippten Fläche 151 der Fresnel-Linse 150 ist eine flache Fläche 152. Zum Beispiel besteht die Fresnel-Linse 150 aus einem Kunststoff, wie etwa Acryl. Die gerippte Fläche 151 der Fresnel-Linse 150 ist konzentrisch ausgebildet.
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Die erste Fläche 151a ist ein Licht fokussierende Fläche, die den auf die Fresnel-Linse 150 fallenden Lichtstrahl auf einen vorgegebenen Brennpunkt fokussiert. Das heißt, die erste Fläche 151a bricht den auf die Fresnel-Linse 150 fallenden Lichtstrahl zu dem vorgegebenen Brennpunkt hin. Eine Vielzahl erster Flächen 151a ist konzentrisch ausgebildet, und ein Neigungswinkel bezüglich der optischen Achse A wird größer, je weiter innen (auf der Seite der optischen Achse A) die erste Fläche 151a in der Vielzahl ersten Flächen 151a angeordnet ist.
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Die zweite Fläche 151b ist eine Wandfläche, die den Lichtstrahl nicht auf den vorgegebenen Brennpunkt fokussiert. Die zweite Fläche 151b ist eine Wandfläche, die durch ein Versetzen der ersten Fläche 151a, die die Licht fokussierende Fläche ist, ausgebildet ist, um eine konvexe Linse dünn zu machen.
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Bei den benachbarten ersten Fläche 151a und zweiten Fläche 151b, die eine vorspringende Form bilden, die zur Austrittsseite ragt, ist die erste Fläche 151a eine Fläche, die von der zweiten Fläche 151b aus außen angeordnet ist.
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Die zweite Fläche 151b ist schräg bezüglich der optischen Achse A der Fresnel-Linse 150 in einem Winkel ausgebildet, bei dem der auf die zweite Fläche 151b fallende Lichtstrahl nach außerhalb des Bereichs des Augenfeldes 80 reflektiert wird. Die zweite Fläche 151b ist derart schräg bezüglich der optischen Achse A ausgebildet, dass sich der Lichtstrahl von der Einfallsseite zur Austrittsseite nach außen verbreitert. Das heißt, die erste Fläche 151a und die zweite Fläche 151b sind in einem Bereich ausgebildet, wo die erste Fläche 151a und die zweite Fläche 151b einander nicht überlappen, gesehen aus der Richtung der optischen Achse A.
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Die Vielzahl zweiter Flächen 151b, die die gerippte Fläche 151 bilden, ist schräg bezüglich der optischen Achse ausgebildet, je weiter die zweite Fläche 151b außen angeordnet ist.
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Genauer kann die Fresnel-Linse 150 wie folgt gestaltet sein.
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Es wird angenommen, dass ein Abstand vom Fahrer 12 zum Bild 8, dass das virtuelle Bild ist, 2 m beträgt, dass ein Abstand vom Fahrer 12 zur Fresnel-Linse 1 m beträgt, dass eine horizontale Breite des Bildes 8 400 mm beträgt, und dass eine horizontale Breite des Augenfeldes 80 130 mm beträgt. In diesem Fall wird eine horizontale Breite der Fresnel-Linse 150 270 mm, und ein Einfallswinkel θin der Fresnel-Linse 150 wird ungefähr ±4 Grad in einer Nähe der optischen Achse A der Fresnel-Linse 150 und wird 4 Grad bis 12 Grad an einer horizontalen Kante der Fresnel-Linse 150. An diesem Punkt ist der Neigungswinkel θs der zweiten Fläche 151b der Fresnel-Linse 150 auf 4 Grad oder mehr in der Nähe der optischen Achse A der Fresnel-Linse 150 festgelegt, und ist auf 12 Grad oder mehr an der horizontalen Kante der Fresnel-Linse 150 festgelegt, was ermöglicht, dass der durch die zweite Fläche 151b reflektierte Lichtstrahl aus dem Bereich des Augenfeldes 80 weggedreht wird.
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[Wirkung]
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Gemäß der Fresnel-Linse 150 der zweiten beispielhaften Ausführungsform tritt unter den einfallenden Lichtstrahlen der durch die zweite Fläche 151b, die die Wandfläche ist, die nicht den Lichtstrahl auf den Brennpunkt fokussiert, reflektierte einfallende Lichtstrahl a11 nach außerhalb des Bereichs des Augenfeldes 80 aus (Austrittswinkel θο1), sodass verhindert sein kann, dass der einfallende Lichtstrahl a11 durch den Fahrer 12, der der Betrachter ist, visuell erfasst wird. Unter den einfallenden Lichtstrahlen tritt der einfallende Lichtstrahl a12, der nicht durch die zweite Fläche 151b reflektiert ist, innerhalb des Bereichs des Augenfeldes 80 (Austrittswinkel θο2) aus, sodass der einfallende Lichtstrahl a12 durch den Fahrer 12 visuell erfasst werden kann. Daher kann das visuelle Erfassen des Streulichts durch den Fahrer aufgrund der Reflexion des Lichtstrahls durch die zweite Fläche 151b wirksam reduziert sein.
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[Erste Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform]
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In der Fresnel-Linse 150 der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind die erste Fläche 151a und die zweite Fläche 151b in dem Bereich ausgebildet, wo die erste Fläche 151a und die zweite Fläche 151b einander nicht überlappen, gesehen aus der Richtung der optischen Achse A. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Fresnel-Linse 150 der zweiten beispielhaften Ausführungsform beschränkt.
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Eine genaue Gestaltung der Fresnel-Linse 150A gemäß einer ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform ist nachstehend unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. 12 ist eine Schnittansicht, die die Fresnel-Linse der erstem Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt, und ist eine 7 entsprechende Schnittansicht.
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Wie in 12 dargestellt, unterscheidet sich die Fresnel-Linse 150A von der Fresnel-Linse 150 der zweiten beispielhaften Ausführungsform darin, dass die erste Fläche 15lAa und die zweite Fläche 15lAb einander überlappen, gesehen aus der Richtung der optischen Achse. Das heißt, die zweite Fläche 151Ab ist schräg bezüglich der optischen Achse A der Fresnel-Linse 150A in einem Winkel ausgebildet, bei dem der auf die Fresnel-Linse 150A fallende Lichtstrahl nicht direkt auf die Wandfläche fällt.
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Daher wird verhindert, dass der auf die Fresnel-Linse 150A auftreffende Lichtstrahl direkt auf die zweite Fläche 15lAb trifft, sodass die visuelle Erkennung des Streulichts durch den Fahrer aufgrund der Reflexion des Lichtstrahls durch die zweite Fläche 151Ab wirksam reduziert sein kann.
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(Andere beispielhafte Ausführungsformen)
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Die Head-up-Displays gemäß einem oder mehreren Aspekten sind oben auf Grundlage der beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Anordnungen, in denen verschiedene durch Fachleute ersonnene Abwandlungen an der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform angebracht sind, und Anordnungen, die durch ein Kombinieren von Bestandteilen in unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsformen oder Modifikationen erstellt sind, können auch in den Geltungsbereich eines oder mehrerer Aspekte fallen, ohne vom Erfindungsgeist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Im typischen Head-up-Display weist, weil ein Sichtwinkel mit 20 Grad oder weniger relativ klein ist, der auf die Fresnel-Linse fallende Lichtstrahl eine relativ kleine Einfallswinkelverteilung auf, und der Neigungswinkel der Wandfläche ist mit 20 Grad oder weniger relativ klein festgelegt, sodass ein Lichtverlust verringert sein kann, um das Streulicht aufgrund des reflektierten Lichtstrahls wirksam zu verhindern. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt.
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Obwohl zum Beispiel in den obigen beispielhaften Ausführungsformen der Fall beschrieben ist, dass das Head-up-Display 2 (2A) in einem Automobil 4 montiert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt. Das Head-up-Display 2 (2A), kann an Motorrädern, Flugzeugen, Zügen oder Schiffen montiert sein.
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Obwohl der Fall beschrieben ist, dass das Head-up-Display 2 (2A) in dem Fahrzeug montiert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt. Zum Beispiel kann das Head-up-Display 2 (2A) an einer Brille montiert sein, gestaltet als eine tragbare Vorrichtung.
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In den obigen beispielhaften Ausführungsformen können die Bestandteile durch zweckbestimmte Hardware oder durch eine Ausführung von für die Bestandteile geeigneten Softwareprogrammen ausgeführt sein. Die Bestandteile können durch eine Programmausführungseinheit, wie etwa eine CPU oder einen Prozessor, ausgeführt sein, die Softwareprogramme ausliest und ausführt, die auf einem Datenträger, wie etwa einer Festplatte oder einem Halbleiterspeicher, gespeichert sind.
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Die folgenden Fälle sind auch in die vorliegende Erfindung eingeschlossen.
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(1) Genauer können die oben beschriebenen Vorrichtungen unter Verwendung eines Computersystems ausgeführt sein, gestaltet mit einem Mikroprozessor, einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einer Festplatteneinheit, einer Anzeigeeinheit, einer Tastatur, einer Maus und dergleichen. Ein Computerprogramm ist im RAM oder in der Festplatteneinheit gespeichert. Der Mikroprozessor arbeitet gemäß dem Computerprogramm, wodurch die Vorrichtungen die jeweiligen Funktionen erzielen. An diesem Punkt ist das Computerprogram gestaltet durch ein Kombinieren einer Vielzahl von Anweisungscodes, die Anweisungen an einen Computer angeben, um vorgegebene Funktionen zu erzielen.
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(2) Ein Teil oder alle der Bestandteile, die die oben beschriebenen Vorrichtungen bilden, können mit einem Einchipsystem-LSI-Chip gestaltet sein. Der System-LSI-Chip ist ein supermultifunktionaler LSI-Chip, so gefertigt, dass eine Vielzahl von Bestandteilen in einen einzigen Chip integriert ist, und ist insbesondere ein Computersystem, enthaltend den Mikroprozessor, das ROM, das RAM und dergleichen. Das ROM speichert das Computerprogramm. Der Mikroprozessor lädt das Computerprogramm aus dem ROM in das RAM und führt Operationen, wie etwa Berechnung, gemäß dem geladenen Computerprogramm durch, wodurch der System-LSI-Chip seine Funktionen erzielt.
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(3) Ein Teil oder alle der Bestandteile, die die oben beschriebenen Vorrichtungen bilden, können mit einer Karte mit integrierten Schaltungen (IC), die jeder der Vorrichtungen entnehmbar ist, oder einem einzigen Modul gestaltet sein. Die IC-Karte oder das Modul ist das mit dem Mikroprozessor, dem ROM, dem RAM und dergleichen eingerichtete Computersystem. Die IC-Karte oder das Modul kann den oben beschriebenen supermultifunktionalen LSI-Chip enthalten. Der Mikroprozessor arbeitet gemäß dem Computerprogramm, und somit erzielt die IC-Karte oder das Modul die jeweiligen Funktionen. Die IC-Karte oder das Modul kann eine Manipulationsfestigkeit aufweisen.
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(4) Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung der obigen Verfahren ausgeführt werden. Diese Verfahren können unter Verwendung des Computerprogramms ausgeführt werden, das durch den Computer umgesetzt wird, oder können unter Verwendung digitaler Signale gemäß dem Computerprogramm ausgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung einer Anordnung, die das Computerprogram oder die digitalen Signale in einen computerlesbaren Datenträger speichert, wie etwa einer flexiblen Platte, einer Festplatte, einer CD-ROM, einer magnetooptischen Platte (MO), einer DVD, einer DVD-ROM, einer DVD-RAM, einer Blue-ray-Platte (eingetragenes Warenzeichen) (BD) und einem Halbleiterspeicher, ausgeführt sein. Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung der auf diesen Datenträgern gespeicherten digitalen Signale ausgeführt sein.
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Die vorliegende Erfindung kann das Computerprogramm oder die digitalen Signale über ein Netzwerk übertragen, verkörpert durch eine Telekommunikationsleitung, eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsleitung und das Internet, Datenrundfunk und dergleichen.
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Die vorliegende Erfindung kann das Computersystem sein, enthaltend den Mikroprozessor und den Speicher. Der Speicher kann das Computerprogramm speichern, und der Mikroprozessor kann gemäß dem Computerprogramm arbeiten.
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Das Programm oder die digitalen Signale können durch ein anderes Computersystem ausgeführt werden, das unabhängig vorgesehen ist, indem es auf einem Datenträger gespeichert wird, um zu dem anderen Computer transportiert zu werden, oder indem es zu dem anderen Computer über Netzwerke und dergleichen transportiert wird.
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(5) Die obigen beispielhaften Ausführungsformen und die obigen Modifikationen können kombiniert werden.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die Fresnel-Linse der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise für ein Fahrzeug-Head-up-Display anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 2:
- Head-Up-Display
- 4:
- Automobil
- 6:
- Armaturenbrett
- 8:
- Bild
- 10:
- Windschutzscheibe
- 11:
- Bereich
- 12:
- Fahrer
- 14:
- Szene
- 16:
- Raum
- 18:
- vertikales Bild
- 20:
- Tiefenbild
- 22:
- Fußgänger
- 24:
- Straße
- 26:
- Lichtprojektionseinheit
- 28:
- beweglicher Bildschirm
- 30:
- Antriebseinheit
- 32:
- Bildprojektionseinheit
- 34:
- Steuerung
- 36:
- Lichtquelle
- 38:
- Scanner
- 44:
- Vergrößerungslinse
- 46:
- erste reflektierende Platte
- 48:
- zweite reflektierende Platte
- 50, 50A, 50B, 50C, 150, 150A:
- Fresnel-Linse
- 51, 151:
- gerippte Fläche
- 51a, 151a, 151Aa:
- erste Fläche
- 51b, 151b, 151Ab:
- zweite Fläche
- 52, 152:
- flache Fläche
- 53, 53A, 53C, 61:
- Lichtabschirmmaske
- 60:
- plattenförmiges Element
- 70:
- Fresnel-Linsenbaugruppe
- 80:
- Augenfeld
- a1 bis a6, a11, a12:
- einfallender Lichtstrahl
- a7 bis a9:
- Lichtstrahl
