DE112018000885T5

DE112018000885T5 - Optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung

Info

Publication number: DE112018000885T5
Application number: DE112018000885.1T
Authority: DE
Inventors: Chuan-Pin Hsiung
Original assignee: Sitronix Technology Corp
Current assignee: Sitronix Technology Corp
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2019-10-31
Also published as: WO2018149414A1; JP2020510861A; JP7114612B2; CN108459414A; CN108459414B

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung. Eine erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung und eine zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung sind an der Seitenwand des Gehäuses zum Erzeugen, in zugeordneter Weise, eines ersten Ausrichtungsstrahls und eines zweiten Ausrichtungsstrahls angeordnet. Für jeden Fahrer besitzen der erste Ausrichtungsstrahl und der zweite Ausrichtungsstrahl nur in einem sichtbaren Bereich identische Reflexionswinkel. Dadurch kann sich die optische Abbildungsvorrichtung gemäß dem Sichtfeld des Fahrers ausrichten zum Anzeigen von optischen Bilder an der Stelle, welche zu dem Sichtfeld des Fahrers korrespondiert.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine optische Abbildungsvorrichtung und insbesondere eine optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Head-up-Displays (HUDs) werden von Flugzeugen zu Haushaltsfahrzeugen, wie zum Beispiel Autos, populär gemacht. Um die Fahrsicherheit zu erhöhen, können die einfachen Informationen, die mittels traditioneller HUDs bereitgestellt werden, die Nachfrage zum Fahren von Automobilen nicht befriedigen. Mit Hilfe der Technologie von Erweiterter-Realität (AR) HUD können Fahrern mehr Sicherheitsinformationen, einschließlich der Entfernung zum Vorderauto, dem Fahrspur-Verlassen und dem Fahrspur-Wechsel, zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus werden die Informationen mit den von den Fahrern gesehenen Straßenstatus, wie zum Beispiel Fahrbahnmarkierungen, Autos, Fußgängern oder Ampeln, überlagert, um die Praktikabilität und das Ins-Auge-Springen-Niveau zu verbessern und damit die Fahrsicherheit zu erhöhen.
Wie in 1 gezeigt, schaut ein Fahrer aus einem Auto heraus, um die Straßenbedingungen zu sehen. Die horizontalen Linien, die sich von den Augen bis zur Unendlichkeit erstrecken, als die erste horizontale Blickrichtung LH1 und die zweite horizontale Blickrichtung LH2 in 1. Falls die horizontalen Linien, die sich von den Augen erstrecken, um 1 Grad nach unten geneigt sind, wie die erste Neige-Blickrichtung L11 und die zweite Neige-Blickrichtung L12 in 1, ist der Erstreckungsbereich etwa 50 bis 55 Meter. Falls die horizontalen Linien, die sich von den Augen erstrecken, um 1 Grad nach unten geneigt sind, wie die erste Neige-Blickrichtung L11 und die zweite Neige-Blickrichtung L12 in 1, ist der Erstreckungsbereich etwa 50 bis 55 Meter. Falls die horizontalen Linien, die sich von den Augen erstrecken, um 7 Grad nach unten geneigt sind, wie die dritte Neige-Blickrichtung L31 und die vierte Neige-Blickrichtung L32 in 1, ist der Erstreckungsbereich etwa 6 bis 8 Meter. Um Informationen sicher und klar darzustellen, beginnt das eingestellte vertikale Sichtfeld für die Gestaltung eines AR-HUD mit einer Abwärtsneigung von 1 Grad von den horizontalen Linien, die sich von den Augen erstrecken, zu einer Abwärtsneigung von 7 Grad. Der Bereich des vertikalen Sichtfeldes ist etwa 6 Grad und der Bereich des horizontalen Sichtfeldes ist etwa 12 Grad, was den Anzeigebereich zum Darstellen von AR-Informationen bildet.
Nichtsdestotrotz, wie in 1 gezeigt, werden unterschiedliche Höhen, Fahrstellungen und Gewohnheiten zu unterschiedlichen Sichtfeldern führen. Zum Beispiel, falls die Höhen von Blickrichtungen des ersten Augapfels Auge1 und des zweiten Augapfels Auge2 eines Fahrers unterschiedlich sind, ist der Bereich, der mittels des Sichtfeldes aufgespannt wird, deutlich unterschiedlich. Wie in 2 gezeigt, kann ein erstes optisches Projektionselement M1 in einen ersten Projektionsbereich A1 der Windschutzscheibe W projizieren. Falls von dem ersten Augapfel Auge1 betrachtet, können die vom ersten Projektionsbereich A1 reflektierten Bildinformationen mit der Straßenbedingung korrekt überlappen. Andererseits, falls von dem zweiten Augapfel Auge2 betrachtet, aufgrund des Einflusses eines Höhenunterschiedes in den Blickrichtungen, kann das reflektierte Bild aus dem ersten Projektionsbereich nicht korrekt mit der Straßenbedingung überlappen.
Die Position des ersten Projektionsbereichs A1 kann zum Einstellen der Bildhöhe verändert werden mittels Einstellens des Winkels des optischen Projektionselements M1. Die Patentanmeldung der China-Patent-Publikation-Nummer CN106461948A offenbart ein ähnliches Bild-Einstellung-Verfahren für HUD. Leider wird das Einstellen des Winkels des optischen Projektionselements M1 den Winkel des optischen Projektionselements M1, welches Bilder auf die Windschutzscheibe W projiziert, verändern. Dieses Einstellung-Verfahren ist für AR-HUDs nicht anwendbar, weil die Bilder und Straßenbedingungen nicht präzise überlagert werden können. Darüber hinaus offenbart die Patentanmeldung der China-Patent-Publikation-Nummer CN106458059A ein Verfahren zum automatischen Einstellen von HUD-Bildern. Nichtsdestotrotz sind komplizierte Strukturen, welche mehrere Detektoren und Sitz-Aktuatoren aufweisen, erforderlich. Außerdem werden die Fahrhaltungen der Fahrer eingeschränkt sein, was sie nicht offensichtlich anwendbar sein lässt.
Um zusammenzufassen, in Anbetracht der obigen technologischen Defizite stellt die vorliegende Erfindung eine optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung bereit. Mittels der optischen Abbildungsvorrichtung kann das Sichtfeld eines Fahrers ausgerichtet werden. Die Position des Gehäuses kann gemäß der Höhe eines Fahrers eingestellt werden. Dadurch können die mittels der optischen Projektionsvorrichtung projizierten Bilder akkurat in den sichtbaren Bereich des Fahrers fallen.
ERLÄUTERUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung bereit, welche aufweist: ein Gehäuse, welches an einem Mobil-Mechanismus angeordnet ist, eine optische Projektionsvorrichtung, welche in dem Gehäuse zum Projizieren eines Bildes angeordnet ist, eine erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an einer ersten Seitenwand des Gehäuses angeordnet ist und welche einen ersten Ausrichtungsstrahl erzeugt, und eine zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an der ersten Seitenwand angeordnet ist und welche einen zweiten Ausrichtungsstrahl erzeugt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung bereitzustellen. Mittels Verwendens von einer Mehrzahl von Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtungen werden eine Mehrzahl von Ausrichtungsstrahlen zum Ausrichten der Position der optischen Abbildungsvorrichtung emittiert.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung bereitzustellen. Eine Mehrzahl von Zusatz-Lichtemittier-Anordnungen sind angepasst zum Unterstützen der Ausrichtung von einer Mehrzahl von Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtungen und zum Sicherstellen des Einstellens des Projektionswinkels der optischen Abbildungsvorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung. Ein Gehäuse ist an einem Mobil-Mechanismus angeordnet. Eine erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung und eine zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung sind an einer ersten Seitenwand des Gehäuses angeordnet. Die erste und die zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung produzieren in zugeordneter Weise einen ersten Ausrichtungsstrahl und einen zweiten Ausrichtungsstrahl für einen Fahrer zur Ausrichtung der Position des Gehäuses gemäß dem ersten und dem zweiten Ausrichtungsstrahl. Dann kann das Gehäuse mittels des Mobil-Mechanismus bewegt werden, sodass das Bild, welches mittels der optischen Projektionsvorrichtung projiziert wird, präzise in den sichtbaren Bereich des Fahrers fallen kann. Dadurch, gemäß der optischen Abbildungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, kann die Position des Gehäuses gemäß der Höhe des Fahrers eingestellt werden, sodass das Bild, welches mittels der optischen Projektionsvorrichtung projiziert wird, präzise in den sichtbaren Bereich des Fahrers fallen kann.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung des sichtbaren Bereichs,
2 zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3A zeigt eine stereoskopische Ansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3B zeigt eine weitere stereoskopische Ansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3C zeigt eine Seitenansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3D zeigt eine Querschnittansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3E zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teilbereichs in 3D,
4A zeigt eine Draufsicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4B zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A in 4A,
4C zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B in 4A,
4D zeigt ein Blockdiagramm der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5A zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung, welche ein Bild projiziert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5B zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung, welche ein Bild in den ersten sichtbaren Bereich projiziert, gemäß der vorliegenden Erfindung,
5C zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung, welche ein Bild in den zweiten sichtbaren Bereich projiziert, gemäß der vorliegenden Erfindung,
6A zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung, welche einen Ausrichtungsstrahl projiziert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6B zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung, welche über den ersten sichtbaren Bereich hinausgeht, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6C zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung, welche mit dem ersten sichtbaren Bereich ausgerichtet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7A zeigt eine stereoskopische Ansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7B zeigt eine weitere stereoskopische Ansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7C zeigt eine Seitenansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8A zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung, welche ein Bild in den ersten sichtbaren Bereich projiziert, gemäß der vorliegenden Erfindung, und
8B zeigt eine schematische Darstellung der optischen Abbildungsvorrichtung, welche ein Bild in den zweiten sichtbaren Bereich projiziert, gemäß der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bitte nehme Bezug auf 3A bis 3D, welche eine stereoskopische, eine Seiten- und eine Querschnitt-Ansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. Wie in 3A bis 3D gezeigt, weist eine optische Abbildungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Gehäuse 14 und eine optische Projektionsvorrichtung 16 auf. Das Gehäuse 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Öffnung O auf. Darüber hinaus sind eine Mehrzahl von ersten Verbindungselementen 142a an einer ersten Seitenwand 142 des Gehäuses 14 angeordnet, sind eine Mehrzahl von zweiten Verbindungselementen 144a an einer zweiten Seitenwand 144 des Gehäuses 14 angeordnet. Die optische Projektionsvorrichtung 16 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist auf, ist aber nicht beschränkt auf, einen Reflexionsspiegel 162 und eine optische Projektionsvorrichtung 164.
Das Gehäuse ist an einem Mobil-Mechanismus 12 angeordnet, welcher ein erstes Bewegungselement 122 und ein zweites Bewegungselement 124 aufweist. Das erste Bewegungselement 122 ist an der Außenseite der ersten Seitenwand 142 angeordnet und weist eine Mehrzahl von Gleit-Teilen 122a auf. Die Außenseite der ersten Seitenwand 142 weist die Mehrzahl von Verbindungselementen 142a auf, welche an der Mehrzahl von ersten Gleit-Teilen 122a angeordnet sind.
Das zweite Bewegungselement 124 ist an der Außenseite der zweiten Seitenwand 144 angeordnet und weist eine Mehrzahl von Gleit-Teilen 124a auf. Die Außenseite der zweiten Seitenwand 144 weist die Mehrzahl von Verbindungselementen 144a auf, welche an der Mehrzahl von zweiten Gleit-Teilen 124a angeordnet sind. Die Anzahl der ersten Verbindungselemente 142a, der ersten Gleit-Teile 122a, der zweiten Verbindungselemente 144a und der zweiten Gleit-Teile 124 ist zum Beispiel zwei. Nichtsdestotrotz. Die Anzahl kann eins oder drei oder mehr sein. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anzahl von zwei beschränkt. Darüber hinaus sind der erste Gleit-Teil 122a und der zweite Gleit-Teil 124a gemäß der vorliegenden Ausführungsform horizontale Gleit-Nuten zum Anordnen von der Mehrzahl von ersten Verbindungselementen 142a und der Mehrzahl von zweiten Verbindungselementen 144a. Darüber hinaus sind das erste Bewegungselement 122 und das zweite Bewegungselement 124 Montage-Strukturen, welche an der Außenseite des Gehäuses 14 montiert sind.
Bitte nehme wieder Bezug auf 3A bis 3D. Die optische Projektionsvorrichtung 16 ist in dem Gehäuse zum Projizieren eines Bildes (wie der in 5A gezeigte Projektionspfad) angeordnet. Die erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1 ist an der ersten Seitenwand 142 angeordnet und erzeugt einen ersten Ausrichtungsstrahl L1. Die zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS1 ist an der ersten Seitenwand 142 angeordnet, befindet sich oberhalb der ersten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1 und erzeugt einen zweiten Ausrichtungsstrahl L2.
Die optische Abbildungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ferner eine erste Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG1 und eine zweite Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG2 aufweisen, welche beide an der ersten Seitenwand 142 angeordnet sind und in zugeordneter Weise einen ersten Zusatzstrahl R1 und einen zweiten Zusatzstrahl R2 erzeugen. Die erste und die zweite ZusatzVorrichtung LG1, LG2 befinden sich in zugeordneter Weise auf beiden Seiten der ersten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1.
Bitte nehme wieder Bezug auf 3B. Zusätzlich zum Anordnen der ersten und der zweiten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1, LGT2 an der ersten Seitenwand 142, kann die optische Abbildungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine dritte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT2 und eine vierte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS2 an der zweiten Seitenwand 144 anordnen. Die dritte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT2 erzeugt einen dritten Ausrichtungsstrahl L3, die vierte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS2 erzeugt einen vierten Ausrichtungsstrahl L4.
Eine dritte Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG3 und eine vierte Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG4 ist ferner an der zweiten Seitenwand 144 angeordnet. Die dritte Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG3 erzeugt einen dritten Zusatzstrahl R3, die vierte Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG4 erzeugt einen vierten Zusatzstrahl R4. Zudem befinden sich die dritte Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG3 und die vierte Zusatz-Lichtem ittier-Vorrichtung LG4 in zugeordneter Weise auf beiden Seiten der dritten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT2.
Bitte nehme wieder Bezug auf 3D. In der optischen Abbildungsvorrichtung 10 ist der Reflexionsspiegel 162 in dem Gehäuse 14 angeordnet. Die optische Projektionsvorrichtung 164 ist in dem Gehäuse 14 angeordnet und befindet sich auf einem Reflexionspfad des Reflexionsspiegels 162. Der Reflexionsspiegel 162 reflektiert ein Bild IMG, wie in 5A gezeigt, auf die optische Projektionsvorrichtung 164, sodass die optische Projektionsvorrichtung 164 das Bild IMG projizieren kann.
Darüber hinaus weist die optische Abbildungsvorrichtung 10 ferner einen Aktuator 20 auf, welcher eine Betätigungsvorrichtung sein kann, wie zum Beispiel ein Motor. Der Aktuator weist eine Betätigungswelle 202 auf, welche ein Führungselement 146 durchläuft. Das Führungselement 146 ist mit dem Gehäuse 14 verbunden. Dadurch, wenn der Aktuator 20 das Führungselement 146 antreibt, sich linear mittels eines Drehens der Betätigungswelle 202 zu bewegen, können sich die Mehrzahl von ersten Verbindungselementen 142a und die Mehrzahl von zweiten Verbindungselementen 144a linear entlang der Mehrzahl von ersten Gleit-Teilen 122a und der Mehrzahl von zweiten Gleit-Teilen 124a bewegen.
Bitte nehme Bezug auf 4A bis 4C, welche Draufsichten der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Wie in den Figuren gezeigt, weisen die erste Seitenwand 142 und die zweite Seitenwand 144 des Gehäuses 144 die erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1, die zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS1, die dritte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT2 und die vierte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS2 auf. Die erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1 weist eine erste Basis LGT12 und ein erstes Lichtemittier-Element LGT14 auf. Das erste Lichtemittier-Element LGT14 ist an der ersten Basis LGT12 angeordnet. Die zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS1 weist eine zweite Basis LGS12 und ein zweites Lichtemittier-Element LGS14 auf. Die dritte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT2 weist eine dritte Basis LGT22 und ein drittes Lichtemittier-Element LGT24 auf. Die vierte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS2 weist eine vierte Basis LGS22 und ein viertes Lichtemittier-Element LGS24 auf.
Bitte nehme wieder Bezug auf 4B. Die erste Basis LGT12 und die zweite Basis LGS12 sind jeweilig vorstehend von der ersten Seitenwand 142 entlang einer X-Richtung angeordnet. Die Zentren des ersten Lichtemittier-Elements LGT14 und des zweiten Lichtemittier-Elements LGS14 sind von der ersten Seitenwand 142 entlang der X-Richtung in zugeordneter Weise einen ersten Abstand D1 und einen zweiten Abstand D2 entfernt. Der erste Abstand D1 ist größer als der zweite Abstand D2, was einen ersten zentralen Abstand DD1 zwischen den Zentren des ersten und des zweiten Lichtemittier-Elements LGT14, LGS14 ergibt zum Vermeiden von Blockierung des ersten Ausrichtungsstrahls L1, welcher mittels des ersten Lichtemittier-Elements LGT14 erzeugt wird, mittels der zweiten Basis LGS12.
Darüber hinaus, nehme bitte wieder Bezug auf 4C. Die dritte Basis LGT22 und die vierte Basis LGS22 sind ähnlich zu der ersten und der zweiten Basis LGT12, LGS12 angeordnet. Die Zentren des dritten Lichtemittier-Elements LGT24 und des vierten Lichtemittier-Elements LGS24, wie das erste und das zweite Licht-Emittier-Element LGT14, LGS 14, sind von der zweiten Seitenwand 144 in zugeordneter Weise einen dritten Abstand D3 und einen vierten Abstand D4 entfernt. Der dritte Abstand D3 ist größer als der vierte Abstand D4, was einen zweiten zentralen Abstand DD2 zwischen den Zentren des dritten und des vierten Lichtemittier-Elements LGT24, LGS24 ergibt zum Vermeiden von Blockierung des dritten Ausrichtungsstrahls L3, welcher mittels des dritten Lichtemittier-Elements LGT24 erzeugt wird, mittels der vierten Basis LGS22. Zudem kann der erste Abstand D1 identisch zu oder verschieden von dem dritten Abstand D3 sein, der zweite Abstand D2 kann identisch zu oder verschieden von dem vierten Abstand D4 sein. Die erste Basis LGT12 und die zweite Basis LGS12 sind vorstehend von der ersten Seitenwand 142 entlang der X-Richtung angeordnet. Bitte nehme wieder Bezug auf 3E. Es gibt einen Abstand DY entlang einer Y-Richtung zwischen der ersten Basis LGT12 und der zweiten Basis LGS12. Die dritte Basis LGT22 und die vierte Basis LGS22 sind ebenso angeordnet wie das Verfahren für die erste Basis LGT12 und die zweite Basis LGS12. Daher werden die Details nicht erneut beschrieben. Die Y-Richtung kann senkrecht zu der X-Richtung und einer Projektionsrichtung der optischen Projektionsvorrichtung 164 sein. Wie in 4D gezeigt, weist die optische Abbildungsvorrichtung 10 ferner einen Steuerungsschaltkreis CTR auf, welcher mit einer Anzeige 18, dem Aktuator 20, der ersten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1, der zweiten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS1, der dritten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT2 und der vierten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS2 elektrisch verbunden ist. Der Steuerungsschaltkreis CTR kann ferner mit der ersten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG1, der zweiten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG2, der dritten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG3 und der vierten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG4 elektrisch verbunden sein. Der Steuerungsschaltkreis CTR steuert die Schalter der ersten Ausrichtungs-Lichtem ittier-Vorrichtung LGT1, der zweiten Ausrichtungs-Lichtem ittier-Vorrichtung LGS1, der dritten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT2 und der vierten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS2, der ersten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG1, der zweiten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG2, der dritten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG3 und der vierten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG4 sowie der Anzeige 18 und des Aktuators 20.
Darüber hinaus, wie in 5A bis 5C gezeigt, erzeugt die Anzeige 18 der optischen Abbildungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung das Bild IMG, welches auf die optische Projektionsvorrichtung 164 mittels des Reflexionsspiegels 162 entlang des Reflexionspfades RF reflektiert wird. Dadurch wird gemäß einem visuellen optischen Pfad P1 das Bild IMG projiziert. Der Winkel θ zwischen dem visuellen optischen Pfad P1 und der linearen Richtung, entlang mit sich das Gehäuse 14 bewegt, wird konstant gehalten. Nachdem das Projektionsbild IMG mittels der Windschutzscheibe W reflektiert wird, wird ein Reflexion-Optischer-Pfad P2 gebildet, welcher zu dem visuellen optischen Pfad P1 korrespondiert. Der erste Augapfel Auge1 und der zweite Augapfel Auge2 haben unterschiedliche visuelle Höhen, welche zu dem jeweiligen visuellen optischen Pfad P1 und Reflexion-Optischer-Pfad P2 korrespondieren. Dadurch, nachdem sich die optische Abbildungsvorrichtung 10 linear bewegt, wird das Bild IMG, welches in den ersten Projektionsbereich A1 und den zweiten Projektionsbereich A2 projiziert wird, in zugeordneter Weise in den korrespondierenden ersten sichtbaren Bereich V1 und den zweiten sichtbaren Bereich V2 reflektiert. Folglich kann der erste Augapfel Auge1 des projizierte Bild IMG in dem ersten sichtbaren Bereich V1 sehen, während der zweite Augapfel Auge2 das projizierte Bild IMG in dem zweiten sichtbaren Bereich V2 sehen kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Ausrichtung, welche zu dem ersten Augapfel Auge1 korrespondiert, als ein Beispiel genommen. Wie in 6A bis 6C gezeigt, ist anzunehmen, dass die erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1 und die zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGS1 aus der Blickrichtung des Fahrers überlappt sind. Der Ausrichtung-Optischer-Pfad P3 wird verwendet, um die überlappten Ausrichtungsstrahlen L1, L2 darzustellen. Nachdem die überlappten Ausrichtungsstrahlen L1, L2 mittels der Windschutzscheibe W reflektiert werden, laufen sie entlang des Ausrichtung-Reflexion-Pfades P4. Wie in 6B gezeigt, der Ausrichtung-Reflexion-Pfad P4 fällt nicht in den ersten sichtbaren Bereich V1, welcher zu dem ersten Augapfel Auge1 korrespondiert. Es bedeutet, dass die Ausrichtungsstrahlen L1, L2 außerhalb des ersten sichtbaren Bereichs V1 sind. Dadurch kann der erste Augapfel Auge 1 in dem ersten sichtbaren Bereich V1 die überlappten Ausrichtungsstrahlen L1, L2 nicht sehen.
Zu dieser Zeit, der erste Strahl P32, welcher mittels der ersten Ausrichtung-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1 aus einem anderen Winkel erzeugt wird, und der zweite Strahl P34, welcher mittels der zweiten Ausrichtung-Lichtemittier-Vorrichtung LGS1 aus einem anderen Winkel erzeugt wird, können in den ersten Projektionsbereich A1 projiziert werden und daher in den ersten sichtbaren Bereich V1 eintreten. Dann kann der erste Augapfel Auge1 die korrespondierenden Leuchtflecken von der ersten Ausrichtung-Lichtem ittier-Vorrichtung LGT1 und der zweiten Ausrichtung-Lichtemittier-Vorrichtung LGS1 in dem ersten sichtbaren Bereich V1 sehen. Dadurch kann der Fahrer, welcher zu dem ersten Augapfel Auge1 korrespondiert, wissen, dass sich das Bild IMG, welches mittels der optischen Abbildungsvorrichtung 10 projiziert wird, außerhalb des ersten sichtbaren Bereichs V1 projizieren wird.
Wie in 6C gezeigt, nachdem der Fahrer Ausrichtung und Einstellung durchführt, stellt der Aktuator 20 die Position des Gehäuses 14 derart ein, dass die korrespondierenden Leuchtflecken der ersten und der zweiten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1, LGS1 überlappen. Zu dieser Zeit überlappt der Ausrichtung-Optischer-Pfad P3 den visuellen optischen Pfad P1. Dadurch ist in der Figur nur der Ausrichtung-Optischer-Pfad P3 benannt zum Darstellen des Überlappens des visuellen optischen Pfads P1. Darüber hinaus überlappt der Ausrichtung-Reflexion-Pfad P4 ebenso den Reflexion-Optischer-Pfad P2. Dadurch kann der erste Augapfel Auge1 die überlappten Ausrichtungsstrahlen L1, L2 in dem ersten sichtbaren Bereich V1 sehen. Dann kann der Fahrer, welcher zu dem ersten Augapfel Auge1 korrespondiert, wissen, dass das Bild IMG, welches mittels der optischen Abbildungsvorrichtung 10 projiziert wird, in den ersten sichtbaren Bereich V1 projiziert wird. Das Ausrichtungsverfahren für den zweiten Augapfel Auge2 ist das gleiche wie das für den Augapfel Auge1, wie oben beschrieben. Daher werden die Details nicht erneut beschrieben.
Darüber hinaus können der erste Zusatzstrahl R1 und der zweite Zusatzstrahl R2, welche mittels der ersten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG1 und der zweiten Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG2 in zugeordneter Weise erzeugt werden, gleichermaßen in den ersten sichtbaren Bereich V1 eintreten und Leuchtflecken in den Augen des Fahrers bilden, um den Fahrer zu unterstützen, die Einstellung-Richtung für das Gehäuse 14 zu beurteilen. Dadurch kann der Fahrer den Aktuator 20 verwenden, um die korrespondierenden Leuchtflecken der ersten und der zweiten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1, LGS1 zu überlappen. Andererseits können die erste und die zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1, LGS1 Strahlen mit unterschiedlichen Farben emittieren. Alternativ können die erste Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG1 und die zweite Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung LG2 Strahlen mit Farben emittieren, welche verschieden sind von den Farben der ersten und der zweiten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung LGT1, LGS1. Beides kann den Fahrer unterstützen, um die Einstellung-Richtung für das Gehäuse effektiv zu identifizieren.
Bitte nehme Bezug auf 7A bis 7C, welche stereoskopische Ansichten und eine Seitenansicht der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Unterschiede zwischen 3A bis 3C und 7A bis 7C sind, dass sich der erste Gleit-Teil 122a des ersten Bewegungselements 122 und der zweite Gleit-Teil 124a des zweiten Bewegungselements 124, die in 3A bis 3C gezeigt sind, linear bewegen und das erste Verbindungselement 142a und das zweite Verbindungselement 144a des Gehäuses 14 in zugeordneter Weise an dem ersten Gleit-Teil 122a des ersten Bewegungselements 122 und dem zweiten Gleit-Teil 124a des zweiten Bewegungselements 124 angeordnet sind. In 7A bis 7C weist das erste Bewegungselement 222 einen ersten gekrümmten Gleit-Teil 222b auf und das zweite Bewegungselement 224 weist einen zweiten gekrümmten Gleit-Teil 224b auf. Sowohl der erste als auch der zweite gekrümmte Gleit-Teil 222b, 224b ist nicht-linear. Der verbleibende erste Gleit-Teil 222a und der zweite Gleit-Teil 224a sind immer noch linear. Darüber hinaus ist der Aktuator 30 mit einem Gleit-Block 32 mittels einer Betätigungswelle 302 verbunden. Der Gleit-Block 32 gleitet entlang des Gleit-Elements 246. Das Gleit-Element 246 ist mit dem Gehäuse 24 durch ein Schwenkelement 248 schwenkbar verbunden.
Wie in 7A bis 7C gezeigt, zusätzlich zu einer ebenen Fläche kann die Windschutzscheibe eine gekrümmte Fläche sein. Um zu einer gekrümmten Windschutzscheibe zu passen, bewegen sich der erste gekrümmte Gleit-Teil 222b des ersten Bewegungselements 222 und der zweite gekrümmte Gleit-Teil 222b des zweiten Bewegungselements 224 nicht-linear. Stattdessen bewegen sie sich in einer gekrümmten Richtung. Dadurch, wenn der Aktuator 30 das Gleit-Element 264 durch Drehen der Betätigungswelle 302 betätigt, kann sich das Korrespondierende des ersten und des zweiten gekrümmten Verbindungselements 242b, 244b des Gehäuses 24 in einer gekrümmten Richtung bewegen.
Die Betätigungswelle 302 durchläuft den Gleit-Block 32. Der Gleit-Block 32 gleitet entlang einer Gleit-Schiene 264a des Gleit-Elements 264. Dadurch, wenn das erste und das zweite Bewegungselement 222, 224 unbeweglich sind, wird eine Seite des Gehäuses 24, welche das Gleit-Element 264 hat, in gekrümmter Weise der gekrümmten Bewegung des ersten und des zweiten gekrümmten Verbindungselements 242b, 244b folgen. Daher, zusätzlich zu linearer Bewegung kann sich das Gehäuse 24 weiter in gekrümmter Weise bewegen, um den Projektionswinkel der optischen Projektionsvorrichtung 16 einzustellen und zu der optischen Abbildung für eine gekrümmte Windschutzscheibe zu passen. Wie in 8A und 8B gezeigt, wenn der Aktuator 30 die Betätigungswelle 302 dreht, wird sich die optische Abbildungsvorrichtung 10 zu einer ersten gekrümmten Bewegungsrichtung C1 bewegen und daher mit der Krümmung der gekrümmten Windschutzscheibe Wa übereinstimmen. Wenn sich die optische Abbildungsvorrichtung 10 zu einer zweiten gekrümmten Bewegungsrichtung C2 bewegt, wird die zweite gekrümmte Bewegungsrichtung C2 ebenso mit der Krümmung der gekrümmten Windschutzscheibe Wa übereinstimmen.
Um zusammenzufassen, das optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung setzt eine Mehrzahl von Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtungen ein, welche an der Seitenwand des Gehäuses angeordnet sind, um eine Mehrzahl von Ausrichtungsstrahlen zu erzeugen, auf welche ein Fahrer Bezug nimmt, um das Bild, welches mittels der optischen Abbildungsvorrichtung projiziert wird, auf den sichtbaren Bereich richtig einzustellen. Dadurch kann die optische Projektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Bilder in sichtbare Bereiche mit unterschiedlichen visuellen Höhen projizieren. Darüber hinaus kann die optische Projektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Bewegungsmechanismus modifizieren, um zu einer ebenen oder gekrümmten Windschutzscheibe zu passen, in welchem sich das Gehäuse zu einer vorbestimmten Richtung gemäß dem Typ der Windschutzscheibe bewegen kann. Somit kann die optische Projektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Anforderung an AR-HUDs im Überlappen der Bilder und des Straßenzustandes akkurat erfüllen, ohne teure Sensoren oder komplizierte Einstellung-Mechanismen zu verwenden.
Dementsprechend entspricht die vorliegende Erfindung aufgrund ihrer Neuheit, Nicht-Offensichtlichkeit und ihres Gebrauchswertes den gesetzlichen Anforderungen. Indes, die vorstehende Beschreibung ist nur Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wird nicht verwendet, um den Umfang und die Reichweite der vorliegenden Erfindung einzuschränken. Die gleichwertigen Änderungen oder Modifikationen, die gemäß der Form, Struktur, Eigenschaft oder dem Geist vorgenommen werden, die in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, sind in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Erfindung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 106461948 A [0005]
CN 106458059 A [0005]

Claims

Eine optische Abbildungsvorrichtung mit Projektionsausrichtung, welche aufweist: ein Gehäuse, welches an einem Mobil-Mechanismus angeordnet ist, eine optische Projektionsvorrichtung, welche in dem besagten Gehäuse zum Projizieren eines Bildes angeordnet ist, eine erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an einer ersten Seitenwand des besagten Gehäuses angeordnet ist und welche einen ersten Ausrichtungsstrahl erzeugt, und eine zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an der besagten ersten Seitenwand und oberhalb der besagten ersten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung angeordnet ist und welche einen zweiten Ausrichtungsstrahl erzeugt.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, welche ferner aufweist: eine erste Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an der besagten ersten Seitenwand angeordnet ist und welche einen ersten Zusatzstrahl erzeugt, und eine zweite Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an der besagten ersten Seitenwand angeordnet ist und welche einen zweiten Zusatzstrahl erzeugt, wobei sich die besagte erste Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung und die besagte zweite Zusatz-Lichtem ittier-Vorrichtung in zugeordneter Weise auf beiden Seiten der besagten ersten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung befinden.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, welche ferner aufweist: eine dritte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an einer zweiten Seitenwand des besagten Gehäuses angeordnet ist und welche einen dritten Ausrichtungsstrahl erzeugt, und eine vierte Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an der besagten zweiten Seitenwand des besagten Gehäuses angeordnet ist und welche einen vierten Ausrichtungsstrahl erzeugt.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, welche ferner aufweist: eine dritte Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an der besagten zweiten Seitenwand angeordnet ist und welche einen dritten Zusatzstrahl erzeugt, und eine vierte Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung, welche an der besagten zweiten Seitenwand angeordnet ist und welche einen vierten Zusatzstrahl erzeugt, wobei sich die besagte dritte Zusatz-Lichtemittier-Vorrichtung und die besagte vierte Zusatz-Lichtem ittier-Vorrichtung in zugeordneter Weise auf beiden Seiten der besagten dritten Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung befinden.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die besagte optische Projektionsvorrichtung aufweist: einen Reflexionsspiegel, welcher in dem besagten Gehäuse angeordnet ist, eine optische Projektionsvorrichtung, welche in dem besagten Gehäuse angeordnet ist und sich auf einem Reflexionspfad des besagten Reflexionsspiegels befindet, und wobei der besagte Reflexionsspiegel das besagte Bild auf die besagte optische Projektionsvorrichtung reflektiert, damit die besagte optische Projektionsvorrichtung das besagte Bild projiziert.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der besagte Bewegungsmechanismus aufweist: ein erstes Bewegungselement, welches eine Mehrzahl von ersten Gleit-Teilen hat, welche an der Außenseite der besagten ersten Seitenwand angeordnet sind, wobei die besagte erste Seitenwand eine Mehrzahl von ersten Verbindungselementen an der Außenseite aufweist, und wobei die besagte Mehrzahl von ersten Verbindungselementen an der besagten Mehrzahl von ersten Gleit-Teilen angeordnet sind, und ein zweites Bewegungselement, welches eine Mehrzahl von zweiten Gleit-Teilen hat, welche an der Außenseite der besagten zweiten Seitenwand angeordnet sind, wobei die besagte zweite Seitenwand eine Mehrzahl von zweiten Verbindungselementen an der Außenseite aufweist, und wobei die besagte Mehrzahl von zweiten Verbindungselementen an der besagten Mehrzahl von zweiten Gleit-Teilen angeordnet sind.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das besagte erste Bewegungselement und das besagte zweite Bewegungselement montierbare Mechanismen sind, welche außerhalb von dem besagten Gehäuse montiert sind.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das besagte erste Bewegungselement und das besagte zweite Bewegungselement in zugeordneter Weise ferner ein erstes gekrümmtes Gleit-Teil und ein zweites gekrümmtes Gleit-Teil aufweisen, welche sich in einer gekrümmten Richtung bewegen, welche zu der Krümmung einer Windschutzscheibe korrespondiert.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die besagte erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung eine erste Basis und ein erstes Lichtemittier-Element aufweist und die besagte zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung eine zweite Basis und ein zweites Lichtemittier-Element aufweist, das besagte erste Lichtemittier-Element an der besagten ersten Basis angeordnet ist, das besagte zweite Lichtemittier-Element an der besagten zweiten Basis angeordnet ist, die besagte erste Basis und die besagte zweite Basis jeweils vorstehend von der besagten ersten Seitenwand entlang einer X-Richtung angeordnet sind, die Zentren des besagten ersten Lichtemittier-Elements und des besagten zweiten Lichtemittier-Elements von der besagten ersten Seitenwand entlang der besagten X-Richtung in zugeordneter Weise einen ersten Abstand und einen zweiten Abstand entfernt sind, und der besagte erste Abstand größer als der besagte zweite Abstand ist.
Die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die besagte erste Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung eine erste Basis und ein erstes Lichtemittier-Element aufweist und die besagte zweite Ausrichtungs-Lichtemittier-Vorrichtung eine zweite Basis und ein zweites Lichtemittier-Element aufweist, das besagte erste Lichtemittier-Element an der besagten ersten Basis angeordnet ist, das besagte zweite Lichtemittier-Element an der besagten zweiten Basis angeordnet ist, die besagte erste Basis und die besagte zweite Basis jeweils vorstehend von der besagten ersten Seitenwand entlang einer Y-Richtung angeordnet sind, und sich ein Abstand zwischen dem besagten ersten Lichtemittier-Element und dem besagten zweiten Licht-Emittier-Element entlang der besagten Y-Richtung befindet.