DE112018000274T5 - Anzeigevorrichtung - Google Patents

Anzeigevorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112018000274T5
DE112018000274T5 DE112018000274.8T DE112018000274T DE112018000274T5 DE 112018000274 T5 DE112018000274 T5 DE 112018000274T5 DE 112018000274 T DE112018000274 T DE 112018000274T DE 112018000274 T5 DE112018000274 T5 DE 112018000274T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
screen
display
image
self
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112018000274.8T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112018000274B4 (de
Inventor
Kosuke Kubota
Ken'ichi Kasazumi
Toshiya Mori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of DE112018000274T5 publication Critical patent/DE112018000274T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112018000274B4 publication Critical patent/DE112018000274B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/02—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof
    • B60R11/0229—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof for displays, e.g. cathodic tubes
    • B60R11/0235—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof for displays, e.g. cathodic tubes of flat type, e.g. LCD
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/28—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor characterised by the type of the output information, e.g. video entertainment or vehicle dynamics information; characterised by the purpose of the output information, e.g. for attracting the attention of the driver
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/16—Type of output information
    • B60K2360/167—Vehicle dynamics information
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/16—Type of output information
    • B60K2360/177—Augmented reality
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/23—Optical features of instruments using reflectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/20—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of display used
    • B60R2300/205—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of display used using a head-up display
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0127—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the depth of field
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0161—Head-up displays characterised by mechanical features characterised by the relative positioning of the constitutive elements
    • G02B2027/0163—Electric or electronic control thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0185—Displaying image at variable distance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

Eine Anzeigevorrichtung, die durch Projizieren eines Bildes auf ein Anzeigemedium ein virtuelles Bild anzeigt, weist auf: eine Lichtquelleneinheit; einen Bildschirm, der in einem optischen Pfad von der Lichtquelleneinheit zu dem Anzeigemedium beweglich angeordnet ist; eine selbstleuchtende Anzeigeeinheit, die angrenzend an den optischen Pfad angeordnet ist; eine Abtasteinheit, die den Bildschirm mit dem von der Lichtquelleneinheit emittierten Licht abtastet; und eine Antriebseinheit, die den Bildschirm entlang des optischen Pfades bewegt. Der Bildschirm ist so angeordnet, dass ein auf dem Bildschirm abgebildetes Bild durch Abtasten mittels der Abtasteinheit auf das Anzeigemedium projiziert wird. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit ist so angeordnet, dass ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit erzeugtes Bild auf das Anzeigemedium projiziert wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein Head-up-Display (im Folgenden auch mit HUD abgekürzt), das Informationen direkt in ein Sichtfeld eines Menschen spiegelt, ist bekannt. Das HUD wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, wie im Automobilbereich und im Flugzeugbereich. Im Fall der Verwendung in einem Fahrzeug, wie z.B. einem Automobil, zeigt das HUD verschiedene Arten von Informationen über die Zustände und die Fahrtrouten eines Fahrzeugs an, wobei beispielsweise Abbildungen von Ziffern, Zeichen und Grafiken wie z.B. Pfeilen verwendet werden. Einige der Fahrzeug-HUDs präsentieren einem Fahrer virtuelle Bilder, die vor einer Windschutzscheibe abgebildet werden. So offenbart beispielsweise PTL 1 eine Fahrzeug-HUD-Vorrichtung, die Informationen wie z.B. Fahrinformationen als virtuelles Bild in einer großen Entfernung über eine Windschutzscheibe anzeigt.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2009-150947
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung schafft eine Anzeigevorrichtung, die ein Bild klar anzeigt.
  • Eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Anzeigevorrichtung, die ein virtuelles Bild anzeigt durch Projizieren eines Bildes auf ein Anzeigemedium, und weist eine Lichtquelleneinheit, einen Bildschirm, eine selbstleuchtende (selbstemittierende) Anzeigeeinheit, eine Abtasteinheit, den Bildschirm und eine Antriebseinheit auf. Die Lichtquelleneinheit sendet Licht aus. Der Bildschirm ist in einem optischen Pfad von der Lichtquelleneinheit zum Anzeigemedium beweglich angeordnet. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit ist angrenzend an den optischen Pfad angeordnet. Die Abtasteinheit tastet den Bildschirm mit dem von der Lichtquelleneinheit emittierten Licht ab. Die Antriebseinheit bewegt den Bildschirm entlang des optischen Pfads. Der Bildschirm ist so angeordnet, dass ein auf dem Bildschirm abgebildetes Bild durch Abtasten der Abtasteinheit auf das Anzeigemedium projiziert wird, wobei die selbstleuchtende Anzeigeeinheit so angeordnet ist, dass ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit erzeugtes Bild auf das Anzeigemedium projiziert wird.
  • Es ist zu beachten, dass die obengenannten umfassenden oder spezifischen Aspekte durch ein System, ein Verfahren, eine integrierte Schaltung, ein Computerprogramm oder ein Aufzeichnungsmedium wie z.B. eine computerlesbare CD-ROM implementiert werden können, oder durch eine beliebige Kombination aus einem System, einem Verfahren, einer integrierten Schaltung, einem Computerprogramm und einem (nicht vorübergehenden) Aufzeichnungsmedium implementiert werden können.
  • Gemäß der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Bild klar anzuzeigen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Ansicht, die ein Anwendungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform für ein Fahrzeug zeigt.
    • 2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Bereich eines Bildes zeigt, das mittels der in 1 gezeigten Anzeigevorrichtung auf einer Windschutzscheibe angezeigt wird.
    • 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Bild zeigt, das von der in 1 gezeigten Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
    • 4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration der Anzeigevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt.
    • 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration zeigt, in der die in 4 gezeigte Anzeigevorrichtung in einem Fahrzeug montiert ist.
    • 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Positionsbeziehungen zwischen einer Abtasteinheit, einem Bildschirm und einer selbstleuchtenden Anzeigeeinheit in der in 4 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
    • 7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Anzeigebild auf der Anzeigevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt, bei der ein tatsächlich vorhandener Vordergrund, der durch eine Windschutzscheibe gesehen wird, aus dem in 3 gezeigten Anzeigebild entfernt ist.
    • 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Lichtübertragungseigenschaften eines reflektierenden Spiegels zeigt, der auf ein optisches System in der Anzeigevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform angewendet wird.
    • 9 ist ein Diagramm, das eine Modifikation der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit in der Anzeigevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform in der gleichen Weise wie in 6 zeigt.
    • 10 ist ein Diagramm, das eine weitere Modifikation der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit in der Anzeigevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform in der gleichen Weise wie in 6 zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • (Forschungsergebnisse der Erfinder der vorliegenden Erfindung)
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben folgende Ergebnisse in Bezug auf die im Abschnitt „STAND DER TECHNIK“ beschriebene Technologie erzielt. Die in PTL 1 beschriebene Fahrzeug-HUD-Vorrichtung projiziert Informationen als ein virtuelles Bild, das dem Vordergrund im vorderen Sichtfeld zu überlagern ist, aus der Sicht eines Fahrers auf der gegenüberliegenden Seite der Windschutzscheibe. Die Fahrzeug-HUD-Vorrichtung bewegt einen Bildschirm, der mit Abtastlicht abgetastet wird, um ein Bild auszubilden, in Optikachsenrichtung, um dadurch eine Projektionsposition des virtuellen Bildes zu ändern. Die Projektionsposition des virtuellen Bildes befindet sich aus der Sicht des Fahrers in einer Tiefenrichtung des virtuellen Bildes, die auch als Anzeigeabstand des virtuellen Bildes bezeichnet wird. So führt beispielsweise die in PTL 1 beschriebene Fahrzeug-HUD-Vorrichtung eine Steuerung durch, um den Anzeigeabstand des virtuellen Bildes entsprechend einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu ändern, um die Bewegung des Sichtpunktes des Fahrers während der Fahrt zu reduzieren. Genauer, der Anzeigeabstand des virtuellen Bildes wird größer gemacht, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs hoch ist, als wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs niedrig ist.
  • Die in PTL 1 beschriebene Fahrzeug-HUD-Vorrichtung weist mehrere Bildschirme zum Anzeigen eines virtuellen Bildes über die Windschutzscheibe auf. Die mehreren Bildschirme sind ausgerichtet und unabhängig beweglich. Die Positionen der mehreren Bildschirme, in Richtung der optischen Achse gesehen, sind voneinander verschieden, so dass die mehreren Bildschirme gleichzeitig mehrere virtuelle Bilder anzeigen, die sich im Anzeigeabstand unterscheiden. Die Bildschirme können sich entlang der optischen Achse bewegen, um die Anzeigeabstände der virtuellen Bilder im Laufe der Zeit zu ändern. Dementsprechend zeigt die Fahrzeug-HUD-Vorrichtung die virtuellen Bilder von Objekten rund um das Fahrzeug an, z.B. Kreuzungen, an denen das Fahrzeug abbiegen soll, andere Fahrzeuge und Hindernisse, während sie die Anzeigeabstände entlang der Fahrt des Fahrzeugs ändert.
  • Die vom HUD angeforderten Anzeigeinformationen umfassen Informationen, die entsprechend der Fahrt des Fahrzeugs erzeugt wurden, sowie Informationen, die während der Fahrt des Fahrzeugs ständig angezeigt werden. So sind beispielsweise die entsprechend der Fahrt des Fahrzeugs erzeugten Informationen vorübergehend angezeigte Informationen wie z.B. die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, der Abstand zu einer Rechts- oder Linkskurve und eine Warnung vor einem Hindernis, wobei die Informationen vorzugsweise im vorderen Sichtfeld des Fahrers dem Vordergrund überlagert werden. So sind beispielsweise Informationen, die während der Fahrt des Fahrzeugs ständig angezeigt werden, Informationen über die Zustände des Fahrzeugs, wie z.B. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die verbleibende Kraftstoffmenge, die Wassertemperatur und die Öltemperatur.
  • Die wie oben beschrieben entsprechend der Fahrt des Fahrzeugs erzeugten Informationen können als virtuelles Bild gezeigt werden, das ca. 10 bis 200 m vom Fahrer entfernt angeordnet ist, d.h. als ein virtuelles Fernbild. Der Abstand vom Fahrer zum virtuellen Fernbild ändert sich vorzugsweise entsprechend der Fahrt des Fahrzeugs. Die Informationen, die während der Fahrt des Fahrzeugs ständig angezeigt werden, können in einem Abstand von etwa zwei bis drei Metern vom Fahrer angezeigt werden, d.h. als ein virtuelles Nahbild. Der Abstand vom Fahrer zum virtuellen Nahbild ist vorzugsweiseunabhängig von der Fahrt des Fahrzeugs konstant.
  • In der in PTL 1 beschriebenen Fahrzeug-HUD-Vorrichtung sind jedoch alle Bildschirme beweglich und somit ändern sich die Anzeigeabstände aller virtuellen Bilder. Genauer, wenn sich der Anzeigeabstand der Informationen über die Zustände des Fahrzeugs ändert, hat der Fahrer Schwierigkeiten, die Informationen visuell zu erkennen. Der Fahrer kann beispielsweise die Informationen über den Zustand des Fahrzeugs mit Informationen verwechseln, die im vorderen Sichtfeld im Vordergrund enthalten sind.
  • Somit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung zwei Bildschirme in Betracht gezogen, d.h. einen beweglichen Bildschirm zur Ausbildung eines virtuellen Fernbildes und einen feststehenden Bildschirm zur Ausbildung eines virtuellen Nahbildes. Der Abstand zwischen dem Fahrer und dem Bildschirm, der für die Ausbildung eines virtuellen Bildes erforderlich ist, variiert jedoch stark zwischen einem Fall eines virtuellen Fernbildes und einem Fall eines virtuellen Nahbildes. Beispielsweise haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass es, um in beiden Fällen ein klares virtuelles Bild zu erhalten, das Problem gibt, dass das HUD so weit vergrößert werden muss, dass das HUD nicht in einem Fahrzeug montiert werden kann. Wenn außerdem die zwei Bildschirme mit Abtastlicht abgetastet werden, das von einer einzigen Lichtquelle projiziert wird, sind die Abstände zwischen der Abtasteinheit als Abtastlichtemissionseinheit und den Bildschirmen sehr unterschiedlich, so dass der Punktdurchmesser des Abtastlichts zwischen den Bildschirmen variiert und die Auflösungen der auf den Bildschirmen erzeugten Bilder sehr unterschiedlich sind. Dementsprechend haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass die Konfiguration der Abtasteinheit zur Minimierung des Punktdurchmessers auf dem Fernbildschirm das Problem hervorruft, dass der Punktdurchmesser auf dem Nahbildschirm groß wird und die Auflösung des virtuellen Nahbildes geringer wird. Außerdem haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass das Abtasten von zwei Bildschirmen mit von einer Lichtquelle projiziertem Abtastlicht das Problem hervorruft, dass unnötiges Licht in das virtuelle Bild einmischt wird oder das virtuelle Bild unklar wird aufgrund des Einflusses des Abtastlichts, das zwischen den beiden Bildschirmen austritt, oder aufgrund der Einflusses des Abtastlichts, das an den Stirnflächen des Bildschirms zwischen den beiden Bildschirmen gestreut wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Technik erfunden, mit der ein Bild klar angezeigt werden kann, wie in Folgenden beschrieben wird.
  • Eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Anzeigevorrichtung, die ein virtuelles Bild anzeigt durch Projizieren eines Bildes auf ein Anzeigemedium, und eine Lichtquelleneinheit, einen Bildschirm, eine selbst leuchtende Anzeigeeinheit, eine Abtasteinheit, den Bildschirm und eine Antriebseinheit aufweist. Die Lichtquelleneinheit emittiert Licht. Der Bildschirm ist in einem optischen Pfad von der Lichtquelleneinheit zum Anzeigemedium beweglich angeordnet. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit ist angrenzend an den optischen Pfad angeordnet. Die Abtasteinheit tastet den Bildschirm mit dem von der Lichtquelleneinheit emittierten Licht ab. Die Antriebseinheit bewegt den Bildschirm entlang des optischen Pfades. Der Bildschirm ist so angeordnet, dass ein auf dem Bildschirm abgebildetes Bild durch Abtasten der Abtasteinheit auf das Anzeigemedium projiziert wird, wobei die selbstleuchtende Anzeigeeinheit so angeordnet ist, dass ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit erzeugtes Bild auf das Anzeigemedium projiziert wird.
  • Gemäß dem vorangehenden Aspekt werden zwei Bilder, die von dem Bildschirm und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit auf das Anzeigemedium projiziert werden, auf dem Anzeigemedium reflektiert und gelangen zu den Augen einer Person, die das Anzeigemedium betrachtet. Zu diesem Zeitpunkt erkennt die Person visuell zwei virtuelle Bilder der beiden Bilder auf einer gegenüberliegenden Seite des Anzeigemediums. Die Anzeigeabstände der beiden virtuellen Bilder hängen jeweils von einem Abstand entlang eines optischen Pfades vom Anzeigemedium zum Bildschirm und einem Abstand entlang eines optischen Pfades vom Anzeigemedium zur selbstleuchtenden Anzeigeeinheit ab. Der Bildschirm und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit beeinträchtigen nicht die Qualität der vom Bildschirm und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit erzeugten Bilder. Dementsprechend ist es möglich, zwei klare virtuelle Bilder zu erhalten, indem der Bildschirm und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit so positioniert werden, dass sie den jeweiligen für die beiden virtuellen Bilder erforderlichen Anzeigeabständen entsprechen. Die Abtasteinheit muss nicht die selbstleuchtende Anzeigeeinheit abtasten, sondern nur den Bildschirm, so dass es möglich ist, die Fokustiefe eines von der Abtasteinheit emittierten Lichtstrahls zu verflachen. Dementsprechend wird ein Punktdurchmesser des Lichts auf dem Bildschirm klein, so dass es möglich ist, die Auflösung des virtuellen Bildes zu verbessern.
  • In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können der Bildschirm und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit so angeordnet sein, dass sie einander teilweise überlappen, wenn sie aus einer Richtung entlang des optischen Pfades betrachtet werden. Gemäß dem vorangehenden Aspekt ist es möglich, eine Lücke zwischen dem vom Bildschirm projizierten Bild und dem von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit projizierten Bild zu verringern. Dadurch wird das Austreten des Abtastlichts aus der Abtasteinheit durch die Lücke reduziert.
  • In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Abtasteinheit so angeordnet sein, dass der Punktdurchmesser an einer nahezu mittigen Position in einem Bewegungsbereich des Bildschirms minimal wird. Gemäß dem vorangehenden Aspekt kann ein maximaler Punktdurchmesser im Bewegungsbereich des Bildschirms verringert werden, so dass der Punktdurchmesser des Lichts auf dem Bildschirm klein wird, und dementsprechend die Auflösung des Bildes verbessert wird. Dies ergibt eine Verbesserung der Auflösung des virtuellen Bildes.
  • In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können ein von dem Bildschirm auf das Anzeigemedium projiziertes Bild und ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit auf das Anzeigemedium projiziertes Bild nebeneinander liegen. Gemäß dem vorangehenden Aspekt ist es möglich, die Augenbewegung für ein visuelles Erkennen eines virtuellen Bildes des vom Bildschirm projizierten Bildes und eines virtuellen Bildes des von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit projizierten Bildes zu verringern. Dies erleichtert es, die beiden virtuellen Bilder visuell zu erkennen.
  • Die Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein optisches System aufweisen, das in dem optischen Pfad zwischen dem Bildschirm und dem Anzeigemedium angeordnet ist. Das optische System kann das von dem Bildschirm projizierte Bild in einer geänderten Projektionsrichtung auf das Anzeigemedium projizieren. Gemäß dem vorangehenden Aspekt ist es möglich, den Anzeigeabstand des virtuellen Bildes entsprechend dem Abstand vom Anzeigemedium zum Bildschirm entlang des optischen Pfades zu vergrößern und gleichzeitig die Vergrößerung der Anzeigevorrichtung zu vermeiden.
  • Die Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auf einem beweglichen Körper montiert sein, ein auf dem Bildschirm erzeugtes Bild kann ein Bild sein, das temporär gemäß der Bewegung des beweglichen Körpers angezeigt wird, und ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit erzeugtes Bild kann ein kontinuierlich angezeigtes Bild sein. Gemäß dem vorangehenden Aspekt bleibt der Anzeigeabstand eines virtuellen Bildes des von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit kontinuierlich erzeugten Bildes unverändert, was die Einstellung des Augenfokus zur visuellen Erkennung des kontinuierlich angezeigten virtuellen Bildes erleichtert und somit die visuelle Erkennung des virtuellen Bildes erleichtert. Ein virtuelles Bild des auf dem beweglichen Bildschirm erzeugten Bildes kann beispielsweise dreidimensional mit Tiefe dargestellt werden. Dadurch ist es möglich, gemäß der Bewegung des beweglichen Körpers ein dreidimensionales virtuelles Bild auszubilden und anzuzeigen. Ein solches virtuelles Bild eignet sich für die Überlagerung auf dem Vordergrund in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers.
  • In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die selbstleuchtende Anzeigeeinheit eine Flachbildschirmanzeige sein. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit kann ein lichtleitendes Element aufweisen, das auf einer Seite gegenüber einer Anzeigeoberfläche eines Bildes angeordnet ist, sowie eine Lichtquelle, die Licht auf eine Kante des lichtleitenden Elements projiziert. Gemäß dem vorangehenden Aspekt ist es möglich, einen beanspruchten Raum auf der Rückseite einer Anzeigeoberfläche der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit zu reduzieren. Dadurch werden gegenseitige Beeinträchtigungen zwischen den einzelnen Elementen auf der Rückseite der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit und dem bewegten Bildschirm vermieden. Außerdem ist es möglich, den Abstand zwischen der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit und dem Bildschirm zu verringern, wodurch eine Verkleinerung der Anzeigevorrichtung erreicht wird.
  • Es ist zu beachten, dass die umfassenden oder spezifischen Aspekte der Anzeigevorrichtung durch ein System, ein Verfahren, eine integrierte Schaltung, ein Computerprogramm oder ein Aufzeichnungsmedium wie z.B. eine computerlesbare CD-ROM implementiert werden können, oder durch eine beliebige Kombination aus einem System, einem Verfahren, einer integrierten Schaltung, einem Computerprogramm und einem Aufzeichnungsmedium implementiert werden können.
  • Im Folgenden wird eine Anzeigevorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Anzeigevorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsform, die im Folgenden beschrieben wird, umfassende oder spezifische Beispiele für die vorliegende Erfindung bietet. Zahlenwerte, Formen, Materialien, Bestandteile, Anordnungspositionen und Verbindungsarten der Bestandteile, Schritte, Reihenfolge der Schritte und dergleichen, die in der folgenden beispielhaften Ausführungsform gezeigt sind, sind nur Beispiele und sollen daher die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Unter den Bestandteilen in der nachfolgend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform sind Bestandteile, die nicht in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben sind, welche das Konzept auf höchster Ebene zeigen, als frei wählbare Bestandteile beschrieben.
  • Beispielhafte Ausführungsform
  • [Schematische Konfiguration der Anzeigevorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform]
  • Eine schematische Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. In der nachfolgend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 10 als Head-up-Display (HUD) am Fahrzeug 300 als Beispiel eines beweglichen Körpers montiert. Die Anzeigevorrichtung 10 ist jedoch nicht darauf beschränkt, an einem Fahrzeug montiert zu werden. 1 ist eine Ansicht, die ein Anwendungsbeispiel für die Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform für ein Fahrzeug 300 zeigt. 2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Bereich eines Bildes zeigt, das auf der Windschutzscheibe 201 mittels der in 1 gezeigten Anzeigevorrichtung 10 angezeigt wird. 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Bild zeigt, das von der in 1 gezeigten Anzeigevorrichtung 10 angezeigt wird.
  • Wie in 1 gezeigt, ist die Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform als HUD für das Fahrzeug vorgesehen und ist am Fahrzeug 300 unter der Windschutzscheibe 201 befestigt, genauer in der Nähe einer Oberseite des Armaturenbretts 301. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist die Windschutzscheibe 201 Front-Windschutzscheibenglas, kann jedoch Windschutzscheibenglas an jedem anderen Abschnitt sein.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die Anzeigevorrichtung 10 dafür konfiguriert, Licht zum Erzeugen eines virtuellen Bildes B auf den Bereich D der Windschutzscheibe 201 als Anzeigemedium zu projizieren. Das projizierte Licht wird auf der Windschutzscheibe 201 reflektiert und läuft in Richtung zum Gesicht des Fahrers A im Fahrzeug 300 und wird vom Fahrer A visuell wahrgenommen. Der Fahrer A ist ein Benutzer der Anzeigevorrichtung 10, der auf einem Fahrersitz des Fahrzeugs 300 sitzt. Ein vom Fahrer A visuell erkannter Lichtstrahl umfasst verschiedene Lichtstrahlen, die sich in einem Abstand zwischen einer lichtemittierenden Position und dem Fahrer A unterscheiden. Der Fahrer A erfasst ein Bild, das durch das visuell wahrgenommene Licht gebildet wird, als dreidimensionales virtuelles Bild B, das Abschnitte mit unterschiedlichem Abstand vom Fahrer A aufweist. Der Fahrer A erfasst das virtuelle Bild B als ein Bild, das außerhalb des Fahrzeugs gegenüberliegend der Windschutzscheibe 201 existiert mit einem Vordergrund eines vorderen Sichtfeldes, das durch die Windschutzscheibe 201 gesehen wird, d.h. eines tatsächlich vorhandenen Objekts, als Hintergrund. In der folgenden Beschreibung kann eine Situation, in der die Anzeigevorrichtung 10 Licht auf die Windschutzscheibe 201 projiziert und der Fahrer A das virtuelle Bild B visuell erkennt, ausgedrückt werden als Anzeigevorrichtung 10, die das virtuelle Bild B mittels der Windschutzscheibe 201 anzeigt. Das Anzeigemedium der Anzeigevorrichtung 10 ist nicht auf die Windschutzscheibe 201 beschränkt, sondern kann jedes andere Anzeigemedium sein, auf dem der Benutzer das von der Anzeigevorrichtung 10 projizierte und reflektierte Licht visuell wahrnehmen kann.
  • Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, projiziert die Anzeigevorrichtung 10 Licht auf den Bereich D, der von einer abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie umgeben ist, z.B. auf der Windschutzscheibe 201. Der Bereich D befindet sich in einem unteren Teil vor dem Fahrer A auf der Windschutzscheibe 201. Der Fahrer A, der auf dem Fahrersitz sitzt, erkennt visuell ein Bild, das durch auf den Bereich D projiziertes Licht erzeugt wird, als virtuelles Bild B außerhalb des Fahrzeugs gegenüberliegend der Windschutzscheibe 201. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann das virtuelle Bild B als perspektivisches Bild ausgebildet werden. Ein solches virtuelles Bild B erscheint näher am Fahrer A, wenn es sich an einer niedrigeren Position im Bereich D befindet, und weiter vom Fahrer A entfernt, wenn es sich an einer höheren Position im Bereich D befindet.
  • 3 zeigt ein Beispiel, in dem der Vordergrund des vorderen Sichtfeldes des Fahrzeugs 300 und das von der Anzeigevorrichtung 10 angezeigte virtuelle Bild B aus der Sicht des Fahrers A im Fahrzeug 300 während der Fahrt überlagert werden. 3 zeigt Bilder im Bereich D, die vom Fahrer A nahe dem Bereich D visuell erkannt werden. Die Anzeigevorrichtung 10 zeigt verschiedene Bilder im Bereich D1 und im Bereich D2 an, die durch Längshalbierung des Bereichs D erhalten werden. Der Bereich D1 befindet sich oberhalb des Bereichs D2. Die Anzeigevorrichtung 10 zeigt ein erstes virtuelles Bild im Bereich D1 und ein zweites virtuelles Bild im Bereich D2 an. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt die Anzeigevorrichtung 10 ein virtuelles Bild gemäß der Perspektive im Bereich D1 an. Dieses virtuelle Bild variiert im Abstand des virtuellen Bildes, das vom Fahrer A visuell erkannt wird, entsprechend der Längsposition im Bereich D1, wie oben beschrieben worden ist. Die Anzeigevorrichtung 10 zeigt ein virtuelles Bild in einem konstanten Abstand an, das vom Fahrer A im Bereich D2 visuell erkannt wird, unabhängig von der Position im Bereich D2.
  • Beispielsweise zeigt die Anzeigevorrichtung 10 im Bereich D1 das erste virtuelle Bild mit einer Änderung des Anzeigeabstandes entsprechend der Fahrt des Fahrzeugs 300 an. Das erste virtuelle Bild enthält eine Kreuzung, an der abgebogen werden soll, einen Abstand zur Kreuzung, eine Richtung der Rechts- oder Linkskurve, eine zu fahrende Richtung oder eine Fahrspur, andere Fahrzeuge, Hindernisse und weiteres. Ein temporäres Bild kann als virtuelles Bild im Bereich D1 angezeigt werden. Die Anzeigevorrichtung 10 zeigt im Bereich D2 auch das zweite virtuelle Bild als Information über die Zustände des Fahrzeugs in einem konstanten Zustand an, unabhängig von der Fahrt des Fahrzeugs 300, beispielsweise ohne Veränderung von Form, Abmessungen und Position. Informationen, die während der Fahrt des Fahrzeugs ständig angezeigt werden sollen, werden im Bereich D2 angezeigt, wobei die Informationen im Bereich D2 ständig angezeigt werden können.
  • [Konfiguration der Anzeigevorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsform]
  • Eine detaillierte Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform wird anhand der 4 bis 6 beschrieben. 4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt. 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Konfiguration der in 4 gezeigten Anzeigevorrichtung 10 zeigt, die im Fahrzeug 300 montiert ist. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Positionsbeziehungen zwischen der Abtasteinheit 120, dem Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 in der in 4 gezeigten Anzeigevorrichtung 10 zeigt.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist die Anzeigevorrichtung 10 die Lichtquelleneinheit 110, die Abtasteinheit 120, den Bildschirm 130, die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140, die Antriebseinheit 150 und die Steuervorrichtung 100 auf. In 4 zeigen Pfeile mit abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linien ausgehend von der Lichtquelleneinheit 110 einzelne optische Pfade in der Anzeigevorrichtung 10 an. Insbesondere zeigen die Pfeile der abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linien einen optischen Pfad des Projektionslichts von der Lichtquelleneinheit 110 zur Abtasteinheit 120 und einzelne optische Pfade von der Abtasteinheit 120 zum Bildschirm 130 an.
  • Die Lichtquelleneinheit 110 emittiert Licht zur Erzeugung eines virtuellen Bildes. Das von der Lichtquelleneinheit 110 emittierte Licht wird auf die Windschutzscheibe 201, d.h. das Anzeigemedium 200, projiziert, um somit ein virtuelles Bild zu erzeugen, das vom Fahrer A visuell erkennbar ist. Beispielsweise ist die Lichtquelleneinheit 110 mit einem Projektor konfiguriert, der Halbleiterlaserlichtquellen enthält, die als lichtemittierende Körper rotes (R), grünes (G) und blaues (B) Licht emittieren. Dieser Projektor ermöglicht die Bildung eines gut erkennbaren virtuellen Bildes, unabhängig von Objekten um das Fahrzeug 300, der Karosseriefarbe des Fahrzeugs 300 und der Helligkeit der Umgebung des Fahrzeugs 300. Die Anzeigevorrichtung 10, die die Halbleiterlaserlichtquellen enthält, ermöglicht eine kompakte Konfiguration, so dass es möglich ist, den von der Anzeigevorrichtung 10 beanspruchten Raum im dem Armaturenbrett 301 zu minimieren.
  • Der Abtaster (Scanner) 120 ist in dem optischen Pfad des von der Lichtquelleneinheit 110 emittierten Lichts angeordnet. Der Abtaster 120 emittiert das von der Lichtquelleneinheit 110 empfangene Licht als Abtastlicht auf den Bildschirm 130, um den Bildschirm 130 mit dem Abtastlicht abzutasten. Der Abtaster 120 kann das als Abtastlicht empfangene Licht in eine beliebige Richtung emittieren, was beispielsweise mittels mikro-elektromechanischer Spiegelsysteme (MEMS) implementiert wird. Das Abtastlicht der Abtasteinheit 120 bildet ein Bild ab, das als virtuelles Bild auf dem Bildschirm 130 angezeigt werden soll. Das Abtasten des Bildschirms 130 durch die Abtasteinheit 120 kann ein zweidimensionales Abtasten sein, wie z.B. ein Rasterabtasten, bei dem ein horizontales Abtasten schrittweise in eine vertikale Richtung verschoben wird.
  • In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist der Bildschirm 130 ein rechteckiges platten-, scheiben- oder folienförmiges Element, jedoch ist die Form des Bildschirms 130 nicht auf die obengenannten beschränkt. Der Bildschirm 130 ist so konfiguriert, dass das auf dem Bildschirm 130 angekommene Licht ein Bild auf dem Bildschirm 130 ausbilden kann. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist der Bildschirm 130 mittels eines lichtdurchlässigen Elements konfiguriert, kann jedoch mittels eines lichtreflektierenden Elements konfiguriert sein. Der lichtdurchlässige Bildschirm 130 ist beispielsweise mittels eines halbtransparenten Elements konfiguriert. Der Bildschirm 130 kann z.B. ein streuender Bildschirm sein. Der Bildschirm 130 projiziert auf das optische System 160 das Bild, das durch das Abtastlicht der Abtasteinheit 120 auf dem Bildschirm 130 abgebildet wird.
  • Der Bildschirm 130 ist innerhalb eines Bestrahlungsbereichs des Abtastlichts der Abtasteinheit 120, d.h. eines Abtastbereichs, angeordnet. Der Bildschirm 130 kann parallel entlang des gesamten optischen Pfades L des Abtastlichts hin- und herbewegt werden, wie durch einen hohlen Pfeil in 4 gezeigt ist. So oszilliert beispielsweise der Bildschirm 130 hin und her. Der „gesamte optische Pfad L“ enthält hier einen optischen Pfad, der aus dem gesamten Licht gebildet wird, das von der Lichtquelleneinheit 110 zum optischen System 160 läuft, und enthält auch einen gesamten optischen Pfad des Lichts, das von der Lichtquelleneinheit 110 über die Abtasteinheit 120, den Bildschirm 130, das optischen System 160 und Weiteres zum Fahrer A im Fahrzeug 300 läuft. In der folgenden Beschreibung kann der „gesamte optische Pfad“ einfach als „optischer Pfad“ bezeichnet werden.
  • Die Antriebseinheit 150 bewirkt, dass sich der Bildschirm 130 parallel zur oben beschriebenen Richtung entsprechend einem Signal von der später beschriebenen Steuervorrichtung 100 hin- und herbewegt. Die Antriebseinheit 150 ist beispielsweise mittels eines elektromagnetischen oder hydraulischen Stellglieds oder eines Ultraschallstellglieds konfiguriert.
  • Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 emittiert selbstständig Licht, um ein Bild anzuzeigen. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 umfasst beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung. Genauer kann die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine Flachbildschirmanzeige (FPD) wie z.B. eine organische oder anorganische Elektrolumineszenzanzeige (EL) sein. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 zeigt anzuzeigende Informationen gemäß dem Signal der Steuervorrichtung 100 an, wie beispielsweise Informationen, die Zustände des Fahrzeugs 300 anzeigen. Eine Anzeigefläche der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 ist auf das optische System 160 gerichtet. Ein Anzeigebild auf der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 wird über das optische System 160 auf das Anzeigemedium 200 projiziert.
  • Das optische System 160 projiziert auf den Bereich D der Windschutzscheibe 201 als Anzeigemedium 200 die von dem Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 projizierten Bilder auf das optische System 160. Das optische System 160 kann einen reflektierenden Spiegel sein, der Licht reflektiert, eine Linse, die das zu übertragende Licht vergrößert oder verkleinert, und dergleichen. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist das optische System 160 einen reflektierenden Spiegel auf, wie beispielsweise einen konkaven Spiegel oder einen Planspiegel. Genauer weist das optische System 160 zwei reflektierende Spiegel 160a und 160b auf, wie in 5 gezeigt ist. Die reflektierenden Spiegel 160a und 160b können klein dimensionierte reflektierende Spiegel sein, die in einem Gehäuse kleiner Größe untergebracht sind, das bei der Anzeigevorrichtung 10 nicht gezeigt ist. Die reflektierenden Spiegel 160a und 160b liegen einander gegenüber. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind die beiden reflektierenden Spiegel 160a und 160b konkave Spiegel. Jedoch können einer oder auch beide reflektierende Spiegel Planspiegel oder Konvexspiegel sein.
  • Ein Bild auf dem Bildschirm 130 und ein Bild auf der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 werden auf den ersten reflektierenden Spiegel 160a projiziert. Jedes der Bilder wird durch den ersten Reflexionsspiegel 160a reflektiert und vergrößert und auf den zweiten Reflexionsspiegel 160b projiziert. Jedes der Bilder wird durch einen zweiten Spiegel 160b weiter reflektiert und nochmals vergrößert und auf das Anzeigemedium 200 projiziert. Die Verwendung von reflektierenden Spiegeln 160a und 160b ermöglicht, die Bilder in einem vergrößerten Zustand in die gewünschten Richtungen zu projizieren. Das Anzeigemedium 200 als Windschutzscheibe 201 bildet eine gekrümmte Anzeigeoberfläche. Die Verwendung von reflektierenden Spiegeln 160a und 160b als gekrümmte Spiegel ermöglicht jedoch, eine Verzerrung eines auf die Anzeigeoberfläche projizierten Bildes einzustellen. Eine Ausrichtung eines Bildes nach der Reflexion an dem konkaven Spiegel kann sich um 180° gegenüber dem Bild vor der Reflexion ändern. Die Verwendung von zwei reflektierenden Spiegeln 160a und 160b ermöglicht jedoch, eine durch die Reflexion verursachte Änderung der Ausrichtung eines Bildes zu vermeiden. Das optische System 160 kann eine Linse enthalten, wobei die Linse ein Bild vergrößern und eine Ausrichtung des Bildes anpassen kann. Alle oder einige Komponenten des optischen Systems 160 können als Bestandteile in der Anzeigevorrichtung 10 enthalten sein.
  • Die Steuervorrichtung 100 steuert die gesamte Anzeigevorrichtung 10. Beispielsweise nimmt die Steuervorrichtung 100 Informationen von einer externen Vorrichtung an und berechnet ein Bild, das als virtuelles Bild angezeigt werden soll, und eine Position des Bildes auf der Grundlage der erfassten Informationen. Die externe Vorrichtung kann ein Autonavigationssystem, ein Geschwindigkeitsmesser, ein Wassertemperaturmesser, ein Körperdetektor, ein Augenortdetektor, ein Hindernisdetektor oder dergleichen sein, die z.B. in einem Fahrzeug montiert sind. Die Steuervorrichtung 100 gibt Informationen, die die Berechnungsergebnisse anzeigen, als Signal an die Lichtquelleneinheit 110 aus, um die Lichtemission der Lichtquelleneinheit 110 zu steuern. Die Steuervorrichtung 100 gibt auch Steuersignale an die Abtasteinheit 120 und die Antriebseinheit 150 aus, um die Funktionen der Abtasteinheit 120 und des Bildschirms 130 zu steuern. Auf der Grundlage der von der externen Vorrichtung aufgenommenen Informationen bewirkt die Steuervorrichtung 100, dass die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 die anzuzeigenden Informationen anzeigt. Die Steuerung der Lichtquelleneinheit 110, der Abtasteinheit 120, der Antriebseinheit 150 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 kann unabhängig voneinander durchgeführt werden, kann aber auch Anpassungen zur Synchronisation zwischen diesen Komponenten enthalten, und dergleichen. Die Steuervorrichtung 100 kann mittels eines (nicht gezeigten) Computersystems konfiguriert sein, das eine Zentraleinheit (CPU), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und Weiteres umfasst. Alle oder einige der Funktionen der Steuervorrichtung 100 können durch Ausführung von Programmen, die auf dem ROM aufgezeichnet wurden, durch die CPU unter Verwendung des RAM als Arbeitsspeicher implementiert werden. Außerdem können alle oder einige der Funktionen der Steuervorrichtung 100 durch eine zweckbestimmte Hardware-Schaltung implementiert werden. Die Steuervorrichtung 100 kann mittels eines einzelnen Bestandteils konfiguriert sein, das eine zentrale Steuerung durchführt, oder kann mittels eine Vielzahl von Bestandteilen konfiguriert sein, die in Zusammenarbeit eine dezentrale Steuerung durchführen. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist die Steuervorrichtung 100 ein Bestandteil der Anzeigevorrichtung 10, kann aber auch ein Bestandteil der externen Vorrichtung sein.
  • In der Anzeigevorrichtung 10, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden ein durch das Abtastlicht auf dem Bildschirm 130 abgebildetes Bild und ein durch die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 angezeigtes Bild auf das optische System 160 projiziert, wobei die projizierten Bilder durch das optische System 160 in der Ausrichtung verändert, vergrößert und auf die Windschutzscheibe 201 als Anzeigemedium 200 projiziert werden. Das auf dem Bildschirm 130 abgebildete Bild wird auf den in 3 gezeigten Bereich D1 der Windschutzscheibe 201 projiziert, und das Bild der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 wird auf den in 3 gezeigten Bereich D2 der Windschutzscheibe 201 projiziert. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform entspricht das Anzeigemedium 200 der Windschutzscheibe 201 an einer Vorderseite des Fahrzeugs 300, kann aber auch eine Windschutzscheibe an jeder anderen Position im Fahrzeug 300 oder irgendein anderer Abschnitt sein.
  • 6 zeigt die Positionsbeziehungen zwischen der Abtasteinheit 120, dem Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140. Der Abtaster 120 enthält eine Linse 120a. Die Linse 120a kann eine konvexe Linse sein. Der Abtaster 120 emittiert das von der Lichtquelleneinheit 110 empfangene Licht als Abtastlicht über die Linse 120a. Der Bildschirm 130 weist eine erste Hauptoberfläche 130a auf, die eine der Linse 120a gegenüberliegende lichtempfindliche Oberfläche bildet. Genauer ist die erste Hauptoberfläche 130a des Bildschirms 130 vor der Linse 120a angeordnet. Der Bildschirm 130 ist parallel zu einer Richtung der Annäherung an die Linse 120a und einer Richtung der Entfernung von der Linse 120a hin und her bewegbar. Das heißt, der Bildschirm 130 ist innerhalb eines vorgegebenen Bewegungsbereichs entlang des gesamten optischen Pfades L von der Abtasteinheit 120 zum ersten reflektierenden Spiegel 160a hin und her bewegbar (siehe 5), wobei die lichtaufnehmende Oberfläche 130a des Bildschirms 130 nahezu senkrecht zum gesamten optischen Pfad L ist.
  • Ein Strahldurchmesser des von der Linse 120a emittierten Abtastlichts wird mit abnehmender Nähe zur Linse 120a allmählich kleiner, wird dann an einer Strahltaille minimal und wird dann allmählich größer. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist die Abtasteinheit 120 in Bezug auf den Bildschirm 130 so angeordnet, dass die Strahltaille des Abtastlichts in einer nahezu mittleren Position angeordnet ist, d.h. in einer Mitte des vorgegebenen Bewegungsbereichs des Bildschirms 130 aus der Sicht des gesamten optischen Pfades L. Wenn sich dementsprechend der Bildschirm 130 in der Position S1 befindet, die der nächstgelegenen Abtasteinheit 120 am nächsten liegt, und sich in der Position S2 befindet, die am weitesten von der Abtasteinheit 120 entfernt ist, wird ein Punktdurchmesser des Abtastlichts auf dem Bildschirm 130 maximal. Wenn sich der Bildschirm 130 in der mittleren Position S3 zwischen der Position S1 und der Position S2 innerhalb des vorgegebenen Bewegungsbereichs befindet, wird der Punktdurchmesser des Abtastlichts auf dem Bildschirm 130 minimal. Wenn der Bildschirm 130 innerhalb des vorgegebenen Bewegungsbereichs angeordnet ist, kann eine Fokustiefe des Abtastlichts flach sein, was einen maximalen Punktdurchmesser des Abtastlichts vermeidet.
  • Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 in Plattenform ist angrenzend an den gesamten optischen Pfad L angeordnet. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 ist entlang des gesamten optischen Pfades L positioniert. Ferner ist die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 entlang des optischen Gesamtwegs L, d.h. in der Nähe des ersten reflektierenden Spiegels 160a, weiter von der Abtasteinheit 120 entfernt als der Bildschirm 130. Dementsprechend ist im gesamten optischen Pfad L die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 näher an den Augen des Fahrers A angeordnet als der Bildschirm 130. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 weist eine Anzeigefläche 140a auf, die auf den ersten reflektierenden Spiegel 160a ausgerichtet ist. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 ist teilweise der zweiten Hauptoberfläche 130b des Bildschirms 130 gegenübergestellt. Die zweite Hauptoberfläche 130b ist eine Oberfläche des Bildschirmes 130 gegenüberliegend der ersten Hauptoberfläche 130a. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140, wenn auch nicht hierauf beschränkt, näherungsweise parallel zum Bildschirm 130 angeordnet. Wenn der Bildschirm 130 von der Abtasteinheit 120 entlang des gesamten optischen Pfades L betrachtet wird, überlappen die Kante 130c als Teil einer Umfangskante des Bildschirms 130 und ein Bereich M neben der Kante 130c des Bildschirms 130 die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140. Wenn der Bildschirm 130 von der Abtasteinheit 120 entlang des gesamten optischen Pfades L betrachtet wird, bildet die Kante 130c eine Umfangskante des Bildschirms 130 angrenzend an die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140.
  • Der Abtaster 120 kann die gesamte erste Hauptoberfläche 130a des Bildschirms 130 abtasten, indem er die Richtung des Abtastlichts beliebig ändert. Der Bildschirm 130 und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 überlappen einander im Bereich M, was vermeidet, dass das Abtastlicht aus der Kante 130c zwischen Bildschirm 130 und selbstleuchtender Anzeigeeinheit 140 austritt und den ersten reflektierenden Spiegel 160a erreicht. Außerdem wird dadurch verhindert, dass das Abtastlicht von der Kante 130c gestreut wird und den ersten reflektierenden Spiegel 160a erreicht.
  • In der Abtasteinheit 120 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform entspricht die Fokustiefe des von der Linse 120a emittierten Abtastlichts einem Bewegungsabstand des Bildschirms 130 zwischen den Positionen S1 und S2. Wenn beispielsweise die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 ebenfalls ein Bildschirm ist, entspricht die Fokustiefe des Abtastlichts einem Abstand zwischen dem Bildschirm 130 an Position S1 und dem Bildschirm anstelle der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140. Im letzteren Fall wird die Fokustiefe des Abtastlichts groß, und somit nimmt der Punktdurchmesser des Abtastlichts auf dem Bildschirm anstelle der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 zu, um die Auflösung des Bildes zu verschlechtern. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform tastet die Abtasteinheit 120 nur den Bildschirm 130 ab, und daher kann die Anordnung der Abtasteinheit 120 und des abzutastenden Bildschirms 130 so bestimmt werden, dass der Punktdurchmesser des gesamten Lichts optimal wird.
  • Die Bilder auf dem Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140, die sich wie vorangehend beschrieben teilweise überlappen, werden jeweils in den Bereichen D1 und D2 auf der Windschutzscheibe 201 angezeigt, wie in 7 gezeigt ist. 7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Anzeigebild auf der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt, bei der ein tatsächlich vorhandener Vordergrund, der durch die Windschutzscheibe 201 gesehen wird, aus dem in 3 gezeigten Anzeigebild entfernt ist. Der Fahrer A, der die Windschutzscheibe 201 betrachtet, sieht die in den Bereichen D1 und D2 angezeigten Bilder als virtuelle Bilder. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 ist entlang des gesamten optischen Pfades L näher als der Bildschirm 130 am Fahrer A positioniert, so dass der Fahrer A visuell erkennt, dass das virtuelle Bild im Bereich D2 näher ist als das virtuelle Bild im Bereich D1. Eine Grenze zwischen Bereich D1 und Bereich D2 entspricht einem überlappenden Abschnitt zwischen dem Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140. An der Grenze zwischen Bereich D1 und Bereich D2 liegen die Bereiche D1 und D2 lückenlos nebeneinander. Dies vermeidet das Auftreten einer Blendung, die durch das zwischen dem Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 austretende Abtastlicht hervorgerufen werden könnte, und vermeidet die Verschlechterung eines Kontrasts des virtuellen Bildes, die durch die Diffusion des Abtastlichts am Rand 130c des Bildschirms 130 hervorgerufen wird.
  • Wie in den 3 und 7 gezeigt, zeigt die Anzeigevorrichtung 10 die Bilder P1 bis P3 z.B. im Bereich D1 an und zeigt die Bilder P4 und P5 z.B. im Bereich D2 an. Die Bilder P1 und P2 sind Bilder, in denen vom Fahrzeug 300 erfasste Fußgänger vor dem Fahrzeug 300 hervorgehoben werden. Bild P3 ist ein Bild einer Fahrtroute des Fahrzeugs 300, das einen Pfeil enthält, der beispielsweise eine Richtung des Rechts- oder Linksabbiegens und eine Entfernung zu einem Punkt des Rechts- oder Linksabbiegens anzeigt. In einem Beispiel der 7 zeigt das Bild P3 an, dass ein Linksabbiegepunkt 80 m voraus liegt. Die Bilder P4 bis P6 sind Bilder, die jeweils eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 300, eine Kühlwassertemperatur und eine verbleibende Kraftstoffmenge anzeigen. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 zeigt Bilder an, die die Fahrgeschwindigkeit, die Temperatur des Kühlwassers und die verbleibende Kraftstoffmenge basierend auf Signalen anzeigen, die von einem Geschwindigkeitssensor, einem Wassertemperatursensor und einem Kraftstoffsensor des Fahrzeugs 300 empfangen werden.
  • Die Bilder P1 und P2 werden z.B. wie nachfolgend beschrieben erzeugt. Ein im Fahrzeug 300 montierter Körperdetektor (nicht gezeigt) detektiert eine Person, die sich in einem Bereich mit konstantem Abstand zum Fahrzeug 300 befindet, und erfasst Informationen über eine Position der Person. Verschiedene bekannte Verfahren, wie z.B. die Verwendung einer Kamera oder eines Millimeterwellenradars, sind verwendbar für die Erkennung einer Person und die Erfassung von Informationen über die Position der Person. Ferner erfasst ein im Fahrzeug 300 montierter Augenortdetektor (nicht gezeigt) die Bewegung der Augen des Fahrers A und erfasst Informationen über die Sichtlinie. Verschiedene bekannte Verfahren, wie z.B. die Verwendung einer Kamera oder von Infrarotstrahlen, sind verwendbar für die Bewegungserkennung der Augen des Fahrers A und die Erfassung der Informationen über die Sichtlinie. Auf der Grundlage der Ergebnisse der Erfassung durch den Körperdetektor und den Augenortdetektor berechnet die Anzeigevorrichtung 10 die Positionen der Bilder P1 und P2 so, dass die virtuellen Bilder der Bilder P1 und P2 die Fußgänger überlappen und die Bilder P1 und P2 an den Positionen angezeigt werden.
  • Das Bild P3 wird z.B. wie im Folgenden beschrieben erzeugt. Ein im Fahrzeug 300 montiertes Fahrzeugnavigationssystem (nicht gezeigt) bestimmt eine Route zu einem eingegebenen Ziel. Anschließend bestimmt das Fahrzeugnavigationssystem basierend auf Informationen über einen ermittelten Weg die Leitinformationen, die in Bezug auf die Fahrtroute während der Fahrt des Fahrzeugs 300 angezeigt werden sollen. Außerdem erfasst der Augenortsensor die Bewegung der Augen des Fahrers A und erfasst Informationen über die Sichtlinie. Basierend auf den Leitinformationen und den Ergebnissen der Erfassung durch den Augenortdetektor berechnet die Anzeigevorrichtung 10 eine Position des Bildes P3, so dass das virtuelle Bild des Bildes P3 den Linksabbiegepunkt überlappend oder vor dem Linksabbiegepunkt liegend visuell wahrgenommen wird, und zeigt das Bild P3 an dieser Position an. Das Bild P3 ist dreidimensional so ausgebildet, dass das virtuelle Bild eine Tiefe in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 300 aufweist, d.h. dass der Anzeigeabstand des virtuellen Bildes kontinuierlich zunimmt.
  • Im Folgenden wird ein Bilderzeugungsvorgang durch die Abtasteinheit 120 und den Bildschirm 130 beschrieben. Wie in 6 gezeigt ist, bewegt sich der Bildschirm 130 entlang des gesamten optischen Pfades L innerhalb eines vorgegebenen Bewegungsbereichs entlang des gesamten optischen Pfades L. Der Bildschirm 130 kann einen Abstand zwischen dem Bildschirm 130 und dem Anzeigemedium 200 entlang des gesamten optischen Pfades L ändern. Wenn der Abstand zwischen dem Bildschirm 130 und dem Anzeigemedium 200 klein wird, wird auch ein Anzeigeabstand eines virtuellen Bildes des auf das Anzeigemedium 200 projizierten Bildes klein. Das heißt, der Fahrer A nimmt das virtuelle Bild visuell näher wahr. Wenn andererseits der Abstand zwischen dem Bildschirm 130 und dem Anzeigemedium 200 groß wird, wird auch der Anzeigeabstand des virtuellen Bildes des auf das Anzeigemedium 200 projizierten Bildes groß. Das heißt, der Fahrer A nimmt das virtuelle Bild visuell weiter entfernt wahr.
  • Während sich der Bildschirm 130 innerhalb des vorgegebenen Bewegungsbereichs bewegt, projiziert die Abtasteinheit 120 das Abtastlicht, um ein Bild auf dem Bildschirm 130 abzubilden. Wenn das so gebildete Bild auf das Anzeigemedium 200 projiziert wird, wird das virtuelle Bild des projizierten Bildes vom Fahrer A visuell als virtuelles Bild erkannt, das im Anzeigeabstand zwischen den Abschnitten variiert. Wenn sich beispielsweise der Bildschirm 130 innerhalb des vorgegebenen Bewegungsbereichs an der Position S1 befindet, die entlang des gesamten optischen Pfades L vom Anzeigemedium 200 am weitesten entfernt ist, tastet die Abtasteinheit 120 den Bildschirm 130 nahe der Kante 130d mit dem Abtastlicht entlang der Kante 130d ab. Die Kante 130d ist eine Kante, die der Kante 130c und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 gegenüberliegt. Die Position S2 des Bildschirms 130 ist eine Position, die entlang des gesamten optischen Pfades L innerhalb des vorgegebenen Bewegungsbereichs dem Anzeigemedium 200 am nächsten liegt. Wenn der Bildschirm 130 dem Anzeigemedium 200 entlang des gesamten optischen Pfades L näher kommt, tastet der Bildschirm 130 die Kante 130d in einer Richtung entlang der Kante 130d ab und bringt die Abtastposition näher an die Kante 130c. Das so abgebildete Bild wird auf den Bereich D1 des Anzeigemediums 200 projiziert. Das projizierte Bild wird vom Fahrer A visuell als virtuelles Bild erkannt, dessen Anzeigeabstand von unten nach oben in einer Richtung vom Bereich D2 zum Bereich D1 größer wird.
  • Obwohl nicht beschränkt, wird in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der Bildschirm 130 mit hoher Geschwindigkeit entlang des gesamten optischen Pfades L zwischen den Positionen S1 und S2 hin- und herbewegt und geschwungen. Zu diesem Zeitpunkt schwingt beispielsweise das Bildschirm 130 mit einer Frequenz von 60 Hz. Der Abtaster 120 tastet auch den Bildschirm 130 mit hoher Geschwindigkeit zusammen mit der Bewegung des Bildschirms 130 ab. In einem Zeitraum, in dem der Bildschirm 130 eine Auswärtsbewegung von Position S1 zu Position S2 macht, tastet die Abtasteinheit 120 den Bildschirm 130 von der Kante 130d zu der Kante 130c ab. In einem Zeitraum, in dem der Bildschirm 130 eine Rückbewegung von Position S2 zu Position S1 macht, tastet die Abtasteinheit 120 den Bildschirm 130 von der Kante 130c zu der Kante 130d ab. Dementsprechend wird auf Bildschirm 130 jeweils durch die Hin- und Rückbewegung ein Einzelbild abgebildet. Dann wird das Video der virtuellen Bilder, die sich im Anzeigeabstand ändern, durch Bilder von 120 Einzelbildern pro Sekunde angezeigt.
  • Beispielsweise wird das in den 3 und 7 gezeigte Bild P3 aus einem Bild gebildet, das bei der Auswärtsbewegung des Bildschirms 130 abgebildet wird, und einem Bild, das bei der Rückwärtsbewegung des Bildschirms 130 abgebildet wird. Bei der Auswärtsbewegung wird die Abtastposition in einer Richtung bewegt, die der Richtung von Bereich D1 zu Bereich D2 entspricht, um ein Bild abzubilden. Bei der Rückwärtsbewegung wird die Abtastposition in einer Richtung bewegt, die der Richtung von Bereich D2 zu Bereich D1 entspricht, um ein Bild abzubilden. Das Bild P3 wird vom Fahrer A visuell als dreidimensionales virtuelles Bild erkannt, das sich bei der Bewegung von einem unteren Teil zu einem oberen Teil auf kürzeren bis längeren Abstände zu befinden scheint. Das heißt, der Pfeil im Bild P3 wird als virtuelles Bild angezeigt, das sich im Anzeigeabstand in einem dreidimensionalen Raum kontinuierlich ändert. Durch die Anpassung des Zeitpunkts für das Abbilden eines Bildes auf dem Bildschirm 130 kann der Anzeigeabstand des virtuellen Bildes des Pfeils zeitlich verändert werden, wenn sich das Fahrzeug 300 dem durch den Pfeil des Bildes P3 angezeigten Linksabbiegepunkt nähert. Das heißt, die Position des abzutastenden Bildschirms 130 kann zwischen den Positionen S1 und S2 entsprechend dem Abstand zwischen dem Fahrzeug 300 und dem Pfeil eingestellt werden. Die Position des abzutastenden Bildschirms 130 kann zwischen den Positionen S1 und S2 entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 300 eingestellt werden. Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 300 hoch ist, kann der Anzeigeabstand des virtuellen Bildes erhöht werden, und wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 300 niedrig ist, kann der Anzeigeabstand des virtuellen Bildes verringert werden. Bei der Erzeugung der Bilder P1 und P2 wird ein Bild abgebildet, wenn sich der Bildschirm 130 in einer oder beiden der Hin- und Rückbewegungen an einer Position befindet, an der der Anzeigeabstand des virtuellen Bildes dem Abstand vom Fahrzeug 300 zum Fußgänger entspricht.
  • Die Schwingfrequenz des Bildschirmes 130 ist nicht auf 60 Hz beschränkt. Die Schwingfrequenz des Bildschirms 130 kann eine Frequenz sein, bei der die Aktualisierung von Einzelbildern durch Abtasten entsprechend der Frequenz von den Augen eines Menschen nicht als Flackern erkannt wird. Wenn beispielsweise Bilder mit einer Rate von 60 Bildern pro Sekunde aktualisiert werden, kann die Bewegung von bewegten Bildern von einer Person als flüssig erkannt werden. Die Schwingfrequenz muss nicht konstant sein. Beispielsweise kann die Frequenz während der Bewegung des Fahrzeugs 300 vorübergehend gesenkt werden. Beispielsweise scheint ein virtuelles Bild, das auf einem Bild basiert, das mit einer niedrigeren Frequenz abgebildet wird, für den Fahrer A eine flachere Tiefe zu haben im Vergleich zu einem virtuellen Bild, das auf einem Bild basiert, das auf dem mit einer normalen Frequenz bewegten Bildschirm 130 abgebildet wird. Der Bildschirm 130 kann vorübergehend oder intermittierend angehalten werden. In diesem Fall wird ein virtuelles Bild erzeugt, das senkrecht zum Fahrer A zu stehen scheint. Beispielsweise kann jedes der Bilder P1 und P2, das keine Tiefenwahrnehmung erfordert, als ein solches virtuelles Bild angezeigt werden.
  • Wenn die Anzeigevorrichtung 10 wie in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform als Fahrzeug-HUD verwendet wird, kann externes Licht wie z.B. Sonnenlicht in den gesamten optischen Weg L eintreten und rückwärts durchlaufen. Genauer kann das externe Licht durch die Windschutzscheibe 201 hindurchtreten und in den Innenraum des Fahrzeugs eintreten, um dann am optischen System 160 reflektiert zu werden und den Bildschirm 130 und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 zu erreichen. Das externe Licht beleuchtet den gesamten Bildschirm 130 und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140, so dass ein Helligkeitsunterschied zwischen dem Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 verringert wird, wodurch der Kontrast eines virtuellen Bildes verringert wird. Insbesondere in einem Fall, in dem das externe Licht Sonnenlicht ist, können Infrarotstrahlen die Innentemperatur der Anzeigevorrichtung 10 erhöhen und ultraviolette Strahlen können Komponenten des Bildschirms 130, der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 und Weiteres beeinträchtigen. Um diese Probleme zu vermeiden, kann das optische System 160 zumindest teilweise so beschichtet sein, dass das optische System 160 als Ganzes nur Licht mit einer bestimmten Wellenlänge durchlässt. Die Verwendung einer Laserlichtquelle mit einer schmalen Wellenlängen-Spektralbreite des Lichts als Lichtquelle 110 in Kombination mit dem optischen System 160 ermöglicht dem optischen System 160, ultraviolettes Licht, Infrarotlicht und gelbes Licht effizienter durchzulassen, das für die Darstellung eines virtuellen Bildes unnötig ist.
  • Beispielsweise können die reflektierenden Spiegel 160a und 160b, wie z.B. konkave Spiegel, die das optische System 160 bilden, Lichttransmissionseigenschaften aufweisen, wie in 8 gezeigt ist. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Lichttransmissionseigenschaften eines für das optische System 160 in der Anzeigevorrichtung 10 verwendeten Reflexionsspiegels gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt. Wie in 8 gezeigt ist, weist der Reflexionsspiegel eine optische Eigenschaft auf, nahezu sämtliches ultraviolettes Licht (mit einer Wellenlänge von 410 nm oder weniger) und Infrarotlicht (mit einer Wellenlänge von 700 nm oder mehr) durchzulassen. Das optische System 160 lässt ultraviolettes Licht und Infrarotlicht durch, und das ultraviolette Licht und das Infrarotlicht erreichen den Bildschirm 130 und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 nicht. Dadurch ist es möglich, den Temperaturanstieg und die Verschlechterung von Komponenten aufgrund des Einflusses von Infrarotlicht und anderem in der Anzeigevorrichtung 10 zu vermeiden. Andererseits reflektiert der reflektierende Spiegel sichtbares Licht fast aller Wellenlängen zwischen ultraviolettem Licht und Infrarotlicht. Genauer reflektiert der reflektierende Spiegel fast 100 % des Lichts in den Wellenlängen der drei Grundfarben, die von der Lichtquelleneinheit 110 emittiert werden, d.h. Licht in und um die Wellenlängen von R, G und B, wie in 8 gezeigt ist. Das heißt, der maximale Teil des Lichts, der von der Lichtquelleneinheit 110 über den Bildschirm 130 gelangt ist, läuft entlang des gesamten optischen Pfades L und erreicht die Windschutzscheibe 201. Die Verwendung des optischen Systems 160, das den Reflexionsspiegel mit solchen Lichtübertragungseigenschaften aufweist, ermöglicht, eine Kontrastreduzierung eines virtuellen Bildes aufgrund des Einflusses des Fremdlichts auch dann zu verhindern, wenn die Anzeigevorrichtung 10 als Fahrzeug-HUD verwendet wird. Wie in 8 gezeigt ist, lässt der Reflexionsspiegel bis zu 60 % oder mehr des gelben Lichts und des Lichts im Wellenlängenspektrum (550 bis 600 nm) nahe dem gelben Licht durch. Das oben beschriebene Licht ist für die Darstellung eines virtuellen Bildes unnötig, da es den Helligkeitsunterschied des Lichts auf dem Anzeigemedium 200 verringert, wobei die Reduzierung des Lichts eine Verringerung des Kontrasts eines virtuellen Bildes so weit wie möglich vermeidet.
  • Als spezifisches Beispiel können die oben genannten Eigenschaften wenigstens einem der in 5 gezeigten reflektierenden Spiegel 160a und 160b durch Auftragen einer Beschichtung oder dergleichen verliehen werden. Wenn das optische System 160 mehrere Spiegel, wie beispielsweise reflektierende Spiegel, aufweist, können Funktionen auf die mehreren Spiegel verteilt werden, wie beispielsweise einen ersten Spiegel veranlassen, Infrarotlicht und ultraviolettes Licht durchzulassen, und einen zweiten Spiegel veranlassen, sichtbares Licht durchzulassen, das für die Anzeige eines virtuellen Bildes unnötig ist. Das unnötige Licht, das durch den Spiegel hindurchgetreten ist, wird in einem nicht gezeigten Spiegelhalter in Wärme umgesetzt. Wenn Funktionen auf die mehreren Spiegel verteilt sind, wird die Wärme an mehreren getrennten Stellen absorbiert. In diesem Fall ist es daher möglich, eine Wirkung der Vermeidung eines Temperaturanstiegs an den verschiedenen Stellen zu erzielen, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Wärme nur an einer Stelle absorbiert wird.
  • Auch in diesem Fall hat der erste Spiegel vorzugsweise eine größere Fläche als der zweite Spiegel. Ein Spiegel zum Durchlassen von sichtbarem Licht wird beispielsweise unter Verwendung einer dielektrischen Mehrschichtfolie hergestellt, so dass höhere Herstellungskosten anfallen. Daher ermöglicht die Verwendung des zweiten Spiegels mit kleinerer Fläche, eine Wirkung der Senkung der Herstellungskosten zu erzielen. Außerdem hat ein Spiegel zum Durchlassen von Infrarotlicht und ultraviolettem Licht eine größere Wärmeabsorptionsmenge, und somit ermöglicht das Durchlassen von Infrarotlicht und ultraviolettem Licht durch den Spiegel mit größerer Fläche, eine Wirkung der Vermeidung eines Temperaturanstiegs zu erzielen.
  • [Funktionen der Anzeigevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform] .
  • Die Funktionsweise der Anzeigevorrichtung 10 wird mit Bezug auf die 3 bis 7 beschrieben. Auf der Grundlage der Informationen von einer externen Vorrichtung sendet die Steuervorrichtung 100 der Anzeigevorrichtung 10 an die Lichtquelleneinheit 110 ein Steuersignal zum Emittieren von Licht für die Erzeugung eines Bildes, das auf den Bereich D1 der Windschutzscheibe 201 zu projizieren ist, und sendet an die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 ein Steuersignal für die Erzeugung eines Bildes, das auf den Bereich D1 der Windschutzscheibe 201 zu projizieren ist. Die Steuervorrichtung 100 sendet auch an die Abtasteinheit 120 ein Steuersignal für die Abtastung des Bildschirms 130, um ein projiziertes Bild im Bereich D1 auf dem Bildschirm 130 abzubilden, und an die Antriebseinheit 150 ein Steuersignal für das Betreiben des Bildschirms 130, um einen Anzeigeabstand, für ein virtuelles Bild des projizierten Bildes im Bereich D1 erforderlich ist, einzuhalten. Ein erstes Bild, das auf dem Bildschirm 130 durch Abtasten des Lichts der Abtasteinheit 120 abgebildet wird, und ein zweites Bild, das durch die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 erzeugt wird, werden auf das optische System 160 projiziert, wobei das optische System 160 das erste Bild und das zweite Bild auf die jeweiligen Bereiche D1 und D2 der Windschutzscheibe 201 projiziert. Das projizierte erste Bild und das projizierte zweite Bild werden auf der Windschutzscheibe 201 reflektiert und gelangen in Richtung zu dem Fahrer A zu und werden dann vom Fahrer A visuell wahrgenommen. Der Fahrer A erkennt das zweite Bild im Bereich D2 als ein virtuelles Bild, das näherungsweise vertikal vor dem Fahrer A steht, und erkennt das erste Bild im Bereich D1 als ein dreidimensionales virtuelles Bild, das weiter entfernt vor dem Fahrer A positioniert ist als das zweite Bild und eine Tiefe aufweist.
  • In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt die Anzeigevorrichtung 10 im Bereich D2 ständig Informationen über die Zustände eines Fahrzeugs, die sich nicht auf die Fahrt des Fahrzeugs 300 beziehen, Änderungen im Vordergrund durch die Windschutzscheibe 201 und Weiteres an. Die Anzeigevorrichtung 10 hält den Anzeigeabstand des virtuellen Bildes im Bereich D2, das durch den Fahrer A visuell erkannt wird, konstant. Der Fahrer A kann das virtuelle Bild der im Bereich D2 immer im gleichen Abstand angezeigten Fahrzeuginformationen visuell erkennen und den Augenfokus leicht einstellen, so dass es möglich ist, eine Fehlerkennung der Fahrzeuginformationen zu vermeiden. Die Anzeigevorrichtung 10 zeigt vorübergehend im Bereich D1 Informationen an, die mit der Fahrt des Fahrzeugs 300 und gegebenenfalls mit Änderungen im Vordergrund hinter Windschutzscheibe 201 variieren. Die Anzeigevorrichtung 10 ändert den Anzeigeabstand des virtuellen Bildes im Bereich D1, der vom Fahrer A visuell erkannt wird, beispielsweise entsprechend einem Abstand vom Fahrer A zu einem Ziel, das die Informationen liefert. Ferner ändert die Anzeigevorrichtung 10 den Anzeigeabstand des virtuellen Bildes im Bereich D1, der vom Fahrer A visuell erkannt wird, entsprechend einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 300. Dementsprechend kann der Fahrer A das virtuelle Bild der im Bereich D1 angezeigten Informationen in einem Zustand visuell erkennen, in dem sie durch die Windschutzscheibe 201 dem Vordergrund überlagert sind. Der Fahrer A kann die im Bereich D2 ständig angezeigten Fahrzeuginformationen in der Nähe visuell erkennen, so dass es möglich ist, eine Fehlerkennung der Fahrzeuginformationen zu vermeiden.
  • [Vorteilhafte Wirkungen]
  • Die Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt ein virtuelles Bild an durch Projizieren eines Bildes auf das Anzeigemedium 200. Die Anzeigevorrichtung 10 enthält die Lichtquelleneinheit 110, die Licht emittiert; den Bildschirm 130, der auf einem optischen Pfad von der Lichtquelleneinheit 110 bis zum Anzeigemedium 200 beweglich angeordnet ist; die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140, die angrenzend an den optischen Pfad angeordnet ist; die Abtasteinheit 120, die den Bildschirm 130 mit dem von der Lichtquelleneinheit 110 emittierten Licht abtastet; und die Antriebseinheit 150, die den Bildschirm 130 entlang des optischen Pfades bewegt. Der Bildschirm 130 ist so angeordnet, dass ein auf dem Bildschirm 130 abgebildetes Bild durch Abtasten mittels der Abtasteinheit 120 auf das Anzeigemedium 200 projiziert wird, und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 ist so angeordnet, dass ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 erzeugtes Bild auf das Anzeigemedium 200 projiziert wird.
  • In der vorangehenden Konfiguration werden zwei Bilder, die vom Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 auf das Anzeigemedium 200 projiziert werden, auf dem Anzeigemedium 200 reflektiert und gelangen zu den Augen einer Person, die das Anzeigemedium 200 betrachtet. Zu diesem Zeitpunkt erkennt die Person visuell zwei virtuelle Bilder der beiden Bilder auf einer gegenüberliegenden Seite des Anzeigemediums 200. Der jeweilige Anzeigeabstand der beiden virtuellen Bilder hängt von einem Abstand vom Anzeigemedium 200 zum Bildschirm 130 entlang eines optischen Pfades und einem Abstand vom Anzeigemedium 200 zur selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 entlang eines optischen Pfades ab. Der Bildschirm 130 und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 beeinträchtigen nicht die Qualität der von dem Bildschirm 130 und der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 erzeugten Bilder. Dementsprechend ist es möglich, zwei klare virtuelle Bilder zu erhalten, indem der Bildschirm 130 und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 so positioniert werden, dass sie den jeweiligen Anzeigeabständen entsprechen, die für die beiden virtuellen Bilder erforderlich sind. Die Abtasteinheit 120 muss nicht die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 abtasten, sondern nur den Bildschirm 130, so dass es möglich ist, die Fokustiefe eines von der Abtasteinheit 120 emittierten Lichtstrahls zu verflachen. Dementsprechend wird ein Punktdurchmesser des Lichts auf dem Bildschirm 130 klein, so dass es möglich ist, die Auflösung des virtuellen Bildes zu verbessern.
  • In der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform sind der Bildschirm 130 und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 so angeordnet, dass sie sich aus einer Richtung entlang des optischen Pfades gesehen teilweise überlappen. In der vorgenannten Konfiguration ist es möglich, eine Lücke zwischen dem von dem Bildschirm 130 projizierten Bild und dem von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 projizierten Bild zu verringern. Dadurch wird ein Austreten des Abtastlichts der Abtasteinheit 120 durch die Lücke reduziert.
  • In der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform ist die Abtasteinheit 120 so angeordnet, dass der Punktdurchmesser an einer nahezu mittigen Position in einem Bewegungsbereich des Bildschirms 130 minimal wird. In der vorangehenden Konfiguration kann ein maximaler Punktdurchmesser im Bewegungsbereich des Bildschirms 130 verringert werden, so dass der Punktdurchmesser des Lichts auf dem Bildschirm 130 klein wird und entsprechend die Auflösung des Bildes verbessert wird. Dies ergibt eine Verbesserung der Auflösung des virtuellen Bildes.
  • In der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform sind ein vom Bildschirm 130 auf das Anzeigemedium 200 projiziertes Bild und ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 auf das Anzeigemedium 200 projiziertes Bild nebeneinander angeordnet. In der vorangehenden Konfiguration ist es möglich, die Augenbewegung für eine visuelle Erkennung eines virtuellen Bildes des vom Bildschirm 130 projizierten Bildes und eines virtuellen Bildes des von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 projizierten Bildes zu verringern. Dadurch ist es einfach, die beiden virtuellen Bilder visuell zu erkennen.
  • Die Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform weist ferner das optische System 160 auf, das in dem optischen Weg zwischen dem Bildschirm 130 und dem Anzeigemedium 200 angeordnet ist. Das optische System 160 projiziert das vom Bildschirm 130 projizierte Bild in einer geänderten Projektionsrichtung auf das Anzeigemedium 200. Gemäß der vorangehenden Konfiguration ist es möglich, den Anzeigeabstand des virtuellen Bildes entsprechend dem Abstand vom Anzeigemedium 200 zum Bildschirm 130 entlang des optischen Pfades zu vergrößern und gleichzeitig eine Vergrößerung der Anzeigevorrichtung 10 zu vermeiden.
  • Die Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform ist am Fahrzeug 300 als einem beweglichen Körper montiert. Ein auf dem Bildschirm 130 gebildetes Bild ist ein Bild, das während der Fahrt des Fahrzeugs 300 vorübergehend angezeigt wird, wobei ein Bild, das von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 erzeugt wird, ein Bild ist, das kontinuierlich angezeigt wird. In der vorangehenden Konfiguration bleibt der Anzeigeabstand eines virtuellen Bildes des durch die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 kontinuierlich erzeugten Bildes unverändert, was die Einstellung des Augenfokus zur visuellen Erkennung des kontinuierlich angezeigten virtuellen Bildes erleichtert und somit die visuelle Erkennung des virtuellen Bildes erleichtert. Ein virtuelles Bild des auf dem beweglichen Bildschirm 130 abgebildeten Bildes kann beispielsweise dreidimensional mit Tiefe dargestellt werden. Dadurch ist es möglich, mit der Bewegung des beweglichen Körpers ein dreidimensionales virtuelles Bild zu bilden und anzuzeigen. Ein solches virtuelles Bild ist geeignet für eine Überlagerung des Vordergrunds in einer Fahrtrichtung des beweglichen Körpers.
  • [Sonstiges]
  • Die Anzeigevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform wurde als Beispiel für eine in der vorliegenden Anmeldung offenbarte Technik beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Die Technik in der vorliegenden Offenbarung ist auch auf Modifikationen der beispielhaften Ausführungsform anwendbar, bei denen gegebenenfalls Änderungen, Ersetzungen, Ergänzungen oder Weglassungen vorgenommen werden, oder andere beispielhafte Ausführungsformen. Außerdem können neue beispielhafte Ausführungsformen oder Modifikationen durch die Kombination von Bestandsteilen in der beispielhaften Ausführungsform geschaffen werden.
  • Wie vorangehend beschrieben worden ist, können die umfassenden oder spezifischen Aspekte der vorliegenden Offenbarung durch ein System, ein Verfahren, eine integrierte Schaltung, ein Computerprogramm oder ein Aufzeichnungsmedium wie z.B. eine computerlesbare CD-ROM implementiert werden. Außerdem können die umfassenden oder spezifischen Aspekte der vorliegenden Offenbarung durch eine beliebige Kombination aus einem System, einem Verfahren, einer integrierten Schaltung, einem Computerprogramm und einem Aufzeichnungsmedium implementiert werden.
  • Beispielsweise werden Verarbeitungseinheiten, die gemäß der vorangehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform in den Anzeigevorrichtungen enthalten sind, typischerweise als Großintegrationsschaltungen (LSI) implementiert. Jede der Schaltungen kann in einen einzigen Chip integriert sein, oder einige oder alle Schaltungen können in einen einzigen Chip integriert sein.
  • Die Schaltungsintegration ist nicht auf LSI beschränkt und kann durch eine zweckbestimmte Schaltung oder einen Universalprozessor erreicht werden. Es können verwendet werden: ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), das nach der Herstellung des LSI programmierbar ist; oder ein rekonfigurierbarer Prozessor, bei dem Verbindungen und Einstellungen von Schaltzellen im LSI rekonfigurierbar sind.
  • In den obigen beispielhaften Ausführungsformen können die Bestandteile mittels spezieller Hardware oder mittels Ausführung von Softwareprogrammen, die individuell für die Bestandteile geeignet sind, implementiert sein. Die Bestandteile können durch einen Programmausführungsabschnitt implementiert sein, wie beispielsweise eine CPU oder einen Prozessor, die Softwareprogramme lesen und ausführen, welche auf einem Aufzeichnungsmedium wie z.B. einer Festplatte oder einem Halbleiterspeicher gespeichert sind.
  • Die Aufteilung des Funktionsblocks im Blockdiagramm erfolgt nur beispielhaft, wobei eine Vielzahl von Funktionsblöcken als ein Funktionsblock implementiert sein kann, ein Funktionsblock in eine Vielzahl von Funktionsblöcken aufgeteilt sein kann, oder ein Teil der Funktionen auf einen anderen Funktionsblock übertragen werden kann. Funktionen einer Vielzahl von Funktionsblöcken mit ähnlichen Funktionen können parallel oder zeitverteilt durch ein einziges Teil der Hardware oder Software verarbeitet werden.
  • In der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform ist die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 zwischen dem ersten reflektierenden Spiegel 160a und dem Bildschirm 130 angeordnet, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 zwischen dem ersten Reflexionsspiegel 160a und dem zweiten Reflexionsspiegel 160b angeordnet sein, um ein Bild für den zweiten Reflexionsspiegel 160b anzuzeigen. Alternativ kann die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 zwischen dem Anzeigemedium 200 und dem ersten reflektierenden Spiegel 160a angeordnet sein, um ein Bild für das Anzeigemedium 200 anzuzeigen. Diese Konfigurationen ermöglichen es, den Abstand zwischen der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 und dem Anzeigemedium 200 zu verkürzen und den Anzeigeabstand des virtuellen Bildes im Bereich D2 zu reduzieren. Das heißt, der Fahrer A kann das virtuelle Bild im Bereich D2 in der Nähe visuell erkennen. Wenn beispielsweise der für das virtuelle Bild im Bereich D2 erforderliche Anzeigeabstand größer ist als der für das virtuelle Bild im Bereich D1 erforderliche Anzeigeabstand, ist eine Verkürzung des Abstands zwischen der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 und dem Anzeigemedium 200 wie vorangehend beschrieben wirksam.
  • In der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann dann, wenn die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 eine LCD ist, die Lichtquelle 141 als Hintergrundbeleuchtung vorgesehen sein, um die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 mit Licht auf der der der Anzeigefläche 140a gegenüberliegenden Seite zu bestrahlen, wie in 9 gezeigt ist. Alternativ, wenn es sich bei der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 um eine LCD handelt, kann die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 ein Lichtleitelement 142 in rechteckiger Plattenform auf der der der Anzeigefläche 140a gegenüberliegenden Oberfläche enthalten, und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 kann ferner eine Lichtquelle 141 enthalten, die Licht auf den Umfangsrand 142a des Lichtleitelements 142 projiziert, wie in 10 gezeigt ist. Die Lichtquelle 141 kann beispielsweise eine weiße Leuchtdiode (LED) sein. Eine Form des Lichtleitelements 142 kann eine beliebige Form annehmen.
  • In der in 10 gezeigten selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 projiziert die Lichtquelle 141 das Licht von der Umfangskante 142a in das Innere des Lichtleitelements 142. Das Lichtleitelement 142 emittiert das von der Umfangskante 142a einfallende Licht von der Oberfläche 142b, die der zur selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 gegenüberliegt, und bestrahlt die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 mit dem Licht. Das Lichtleitelement 142 kann ein diffuses Lichtleitelement sein, das beispielsweise das von der Umfangskante 142a einfallende Licht streut und von der Oberfläche 142b emittiert. Das streuende Lichtleitelement kann eine Vielzahl von streuenden Partikeln enthalten, oder es kann eine Vielzahl von Aussparungen und Vorsprüngen auf der Oberfläche 142b aufweisen, oder es kann eine Vielzahl von auf der Oberfläche 142b aufgedruckten Punkten aufweisen. Die selbstleuchtende Anzeigeeinheit 140 mit Lichtquelle 141 und Lichtleitelement 142, wie vorangehend beschrieben worden ist, ermöglicht eine stärkere Reduzierung eines beanspruchten Raumes auf einer Rückseite der Anzeigefläche 140a als eine selbstleuchtende Anzeigeeinheit mit nur einer unmittelbar darunter befindlichen Lichtquelle 141. Dadurch werden gegenseitige Störungen zwischen den einzelnen Bestandteilen auf der Rückseite der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 und des sich in Bewegung befindlichen Bildschirms 130 vermieden. Ferner ist es möglich, den Abstand zwischen der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit 140 und dem Bildschirm 130 zu verringern, wodurch eine Verkleinerung der Anzeigevorrichtung 10 erreicht wird.
  • Die Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt wurde vorangehend auf der Grundlage der beispielhaften Ausführungsform beschrieben, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Konfigurationen, in denen verschiedene von Fachleuten konzipierte Variationen auf die vorliegende beispielhafte Ausführungsform angewendet werden, und Konfigurationen, die durch Kombination der Bestandteile verschiedener beispielhafter Ausführungsformen konstruiert werden, können ebenfalls in den Umfang eines Aspekts fallen, ohne vom Inhalt der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Offenbarung kann auf eine Anzeigevorrichtung angewendet werden, die ein virtuelles Bild unter Verwendung eines Anzeigemediums anzeigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Anzeigevorrichtung
    100
    Steuervorrichtung
    110
    Lichtquelleneinheit
    120
    Abtasteinheit
    120a
    Linse
    130
    Bildschirm
    130a
    erste Hauptoberfläche
    130b
    zweite Hauptoberfläche
    130c
    Kante
    130d
    Kante
    140
    selbstleuchtende Anzeigeeinheit
    140a
    Anzeigefläche
    141
    Lichtquelle
    142
    Lichtleitelement
    142a
    Umfangskante
    142b
    Oberfläche
    150
    Antriebseinheit
    160
    optisches System
    160a
    erster reflektierender Spiegel
    160b
    zweiter reflektierender Spiegel
    200
    Anzeigemedium
    201
    Windschutzscheibe
    300
    Fahrzeug (beweglicher Körper)
    301
    Armaturenbrett

Claims (7)

  1. Anzeigevorrichtung, die durch Projizieren eines Bildes auf ein Anzeigemedium ein virtuelles Bild anzeigt, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Lichtquelleneinheit, die Licht emittiert; einen Bildschirm, der in einem optischen Pfad von der Lichtquelleneinheit zu dem Anzeigemedium beweglich angeordnet ist; eine selbstleuchtende Anzeigeeinheit, die angrenzend an den optischen Pfad angeordnet ist; eine Abtasteinheit, die den Bildschirm mit dem von der Lichtquelleneinheit emittierten Licht abtastet; und eine Antriebseinheit, die den Bildschirm entlang des optischen Pfades bewegt, wobei der Bildschirm so angeordnet ist, dass ein auf dem Bildschirm abgebildetes Bild durch Abtasten mittels der Abtasteinheit auf das Anzeigemedium projiziert wird, und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit so angeordnet ist, dass ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit erzeugtes Bild auf das Anzeigemedium projiziert wird.
  2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bildschirm und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit so angeordnet sind, dass sie aus einer Richtung entlang des optischen Pfades gesehen einander teilweise überlappen.
  3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abtasteinheit so angeordnet ist, dass ein Punktdurchmesser an einer nahezu mittleren Position in einem Bewegungsbereich des Bildschirms minimal wird.
  4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein von dem Bildschirm auf das Anzeigemedium projiziertes Bild und ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit auf das Anzeigemedium projiziertes Bild nebeneinander liegen.
  5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner ein optisches System aufweisend, das in dem optischen Pfad zwischen dem Bildschirm und dem Anzeigemedium angeordnet ist, wobei das optische System das von dem Bildschirm auf das Anzeigemedium projizierte Bild in einer geänderten Projektionsrichtung projiziert.
  6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Anzeigevorrichtung auf einem beweglichen Körper montiert ist, ein auf dem Bildschirm abgebildetes Bild ein Bild ist, das während einer Bewegung des beweglichen Körpers vorübergehend angezeigt wird, und ein von der selbstleuchtenden Anzeigeeinheit erzeugtes Bild ein kontinuierlich angezeigtes Bild ist.
  7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die selbstleuchtende Anzeigeeinheit eine Flachbildschirmanzeige ist, und die selbstleuchtende Anzeigeeinheit ein Lichtleitelement, das auf einer Seite gegenüberliegend zu einer Anzeigefläche eines Bildes angeordnet ist, und eine Lichtquelle, die Licht auf eine Kante des Lichtleitelements projiziert, aufweist.
DE112018000274.8T 2017-01-18 2018-01-12 Anzeigevorrichtung Active DE112018000274B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-007124 2017-01-18
JP2017007124A JP6524541B2 (ja) 2017-01-18 2017-01-18 表示装置
PCT/JP2018/000603 WO2018135399A1 (ja) 2017-01-18 2018-01-12 表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112018000274T5 true DE112018000274T5 (de) 2019-09-12
DE112018000274B4 DE112018000274B4 (de) 2023-07-06

Family

ID=62908827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112018000274.8T Active DE112018000274B4 (de) 2017-01-18 2018-01-12 Anzeigevorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190329716A1 (de)
JP (1) JP6524541B2 (de)
DE (1) DE112018000274B4 (de)
WO (1) WO2018135399A1 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6839889B2 (ja) * 2016-12-02 2021-03-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置
JP6692939B2 (ja) * 2017-02-15 2020-05-13 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6947705B2 (ja) * 2018-08-07 2021-10-13 本田技研工業株式会社 表示装置、表示制御方法、およびプログラム
JP2020034603A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 日本精機株式会社 車両用表示装置
JP2020042154A (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 コニカミノルタ株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP7120963B2 (ja) * 2019-05-21 2022-08-17 矢崎総業株式会社 表示ユニット
JP2021047234A (ja) * 2019-09-17 2021-03-25 株式会社小糸製作所 画像表示装置
KR20210091580A (ko) * 2020-01-14 2021-07-22 삼성전자주식회사 3차원 영상 표시 장치 및 방법
JP7327253B2 (ja) * 2020-04-06 2023-08-16 株式会社デンソー 虚像表示装置
JPWO2022209926A1 (de) * 2021-03-31 2022-10-06
JP2022184350A (ja) * 2021-06-01 2022-12-13 マツダ株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN115113437B (zh) * 2022-08-03 2024-05-14 奇瑞汽车股份有限公司 车载显示屏及车辆
DE102022128238A1 (de) 2022-10-25 2024-04-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dachkonsole für einen Innenraum eines Kraftwagens
JP2024086354A (ja) * 2022-12-16 2024-06-27 株式会社デンソー 虚像表示装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009150947A (ja) 2007-12-19 2009-07-09 Hitachi Ltd 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
JP2009288388A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Nippon Seiki Co Ltd 表示装置
US9030749B2 (en) * 2012-08-01 2015-05-12 Microvision, Inc. Bifocal head-up display system
JP6075248B2 (ja) 2013-09-03 2017-02-08 株式会社デンソー 情報表示装置
WO2015159521A1 (ja) * 2014-04-14 2015-10-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ、およびヘッドアップディスプレイを搭載した移動体
DE112015004377T5 (de) 2014-09-26 2017-06-08 Yazaki Corporation Head-up-displayvorrichtung
JP6516223B2 (ja) * 2015-06-30 2019-05-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置
JP6707666B2 (ja) * 2016-12-19 2020-06-10 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018116164A (ja) 2018-07-26
JP6524541B2 (ja) 2019-06-05
WO2018135399A1 (ja) 2018-07-26
US20190329716A1 (en) 2019-10-31
DE112018000274B4 (de) 2023-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112018000274B4 (de) Anzeigevorrichtung
DE112014003685B4 (de) Informationsanzeigevorrichtung
DE112017006376B4 (de) Blickfeldanzeigevorrichtung
DE102017217193B4 (de) Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, sowie Fahrzeug mit einer solchen Anzeigevorrichtung
EP3007439B1 (de) Multiapertur-projektionsdisplay und einzelbilderzeuger für ein solches
DE102015216794B4 (de) Projektionsanzeigeeinrichtung
DE112015006563B4 (de) Projektionsanzeigevorrichtung und Projektionsanzeigeverfahren
EP3847499B1 (de) Verfahren zum betreiben einer blickfeldanzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE19930710C2 (de) Bilddarstellungssystem und -verfahren für Fahrzeuge
DE102010038825B4 (de) Bildanzeigesteuervorrichtung
DE112017004616T5 (de) Anzeigevorrichtung
DE112015002814T5 (de) Anzeigevorrichtung für virtuelle Bilder
DE112018003314B4 (de) Anzeigesystem, Informationsdarstellungssystem, Verfahren zum Steuern eines Anzeigesystems, Programm und Aufzeichnungsmedium für ein Anzeigesystem und mobiler Körper
EP3254152A2 (de) Verfahren und vorrichtungen zur dateneinspiegelung mittels holografischer optischer elemente
DE102014215453A1 (de) Head-up-anzeigevorrichtung
DE112015000349T5 (de) Bildprojektionsvorrichtung und Einstellverfahren und Steuerverfahrenfür eine Bildprojektionsvorrichtung
DE102018102575B4 (de) Intelligentes Multifunktions-Kraftfahrzeugscheinwerfermodul
DE112014003428T5 (de) Head-up-Anzeigevorrichtung
DE112017002186B4 (de) Head-up-display-vorrichtung
DE112018003346B4 (de) Anzeigesystem, Informationsdarstellungssystem, Verfahren zum Steuern eines Anzeigesystems, Aufzeichnungsmedium und mobiler Körper
DE112015004377T5 (de) Head-up-displayvorrichtung
DE112017000945T5 (de) Head-up-anzeigevorrichtung
WO2020035264A2 (de) Verfahren zum betreiben einer blickfeldanzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE112017006596T5 (de) Anzeigevorrichtung, Verfahren zum Steuern einer Anzeigevorrichtung und sich bewegender Körper mit einer Anzeigevorrichtung
DE112017006117B4 (de) Anzeigevorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: PANASONIC AUTOMOTIVE SYSTEMS CO., LTD., YOKOHA, JP

Free format text: FORMER OWNER: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT CO., LTD, OSAKA-SHI, OSAKA, JP

R020 Patent grant now final