DE112018001048T5

DE112018001048T5 - Anzeigevorrichtung, Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung, Programm, Aufzeichnungsmedium und mit Anzeigevorrichtung ausgestatteter bewegter Körper

Info

Publication number: DE112018001048T5
Application number: DE112018001048.1T
Authority: DE
Inventors: Yoshiteru Mino; Kosuke Kubota; Masahito OGATA; Yuta Yamamoto
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2038-02-15
Also published as: DE112018001048B4; US20190373230A1; WO2018159286A1; US10819963B2

Abstract

Eine Anzeigevorrichtung umfasst einen beweglichen Bildschirm, der in einer Bewegungsrichtung beweglich ist, eine Antriebssteuervorrichtung, einen Projektor und einen Positionsdetektor. Die Antriebssteuervorrichtung bewegt den beweglichen Bildschirm relativ zu einer Referenzposition, die an einer vorgegebenen Position in einem Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms festgelegt ist. Der Projektor führt das Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm aus, indem er den beweglichen Bildschirm mit Licht bestrahlt, das zum Abtasten des beweglichen Bildschirms verwendet wird, und projiziert ein virtuelles Bild auf einen Zielraum, basierend auf Licht, das durch den beweglichen Bildschirm hindurchtritt. Der Positionsdetektor führt eine Positionserfassungsverarbeitung aus, um zu erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm an einer Erfassungsposition befindet, die in Bezug auf die vorgegebene Position festgelegt ist. Der Positionsdetektor bewegt den beweglichen Bildschirm und führt die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode aus, in der der bewegliche Bildschirm nicht mit Licht von dem Projektor bestrahlt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Anzeigevorrichtung, ein Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung, ein Programm, ein Aufzeichnungsmedium und einen mit der Anzeigevorrichtung ausgestatteten bewegten Körper, und insbesondere auf eine Anzeigevorrichtung, die ein virtuelles Bild auf einen Zielraum projiziert, indem sie Licht verwendet, das durch einen Bildschirm hindurchtritt, ein Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung, ein Programm, ein Aufzeichnungsmedium und einen mit der Anzeigevorrichtung ausgestatteten bewegten Körper.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise ist eine Blickfeld-Anzeigevorrichtung (Head-up-Anzeigevorrichtung) für ein Fahrzeug, die beispielsweise ein Fahrinformationsbild, das für das Fahren an einem fernen Ort erforderlich ist, als virtuelles Bild durch eine Windschutzscheibe anzeigt, als eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug bekannt (siehe z.B. PTL 1).
Die in PTL 1 beschriebene Anzeigevorrichtung weist einen Abtaster (Scanner) auf, der mit Licht zweidimensional abtastet, sowie einen Bildschirm, auf dem durch das vom Abtaster abgegebene Abtastlicht ein Bild gezeichnet wird. Da das auf dem Bildschirm gebildete Bild durch einen Projektor von einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs reflektiert wird und die Augen des Fahrers erreicht, erkennt der Fahrer visuell ein virtuelles Bild weit vor der Windschutzscheibe. Gemäß der in PTL 1 beschriebenen Anzeigevorrichtung kann ein Abstand von den Augen des Fahrers zu dem virtuellen Bild verändert werden, indem der Bildschirm in einer Richtung orthogonal zu einer Oberfläche des Bildschirms bewegt wird.
Zitatliste
Patentliteratur
PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2009-150947
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In der oben beschriebenen Anzeigevorrichtung wird eine Position, die als Referenz dient (eine Referenzposition), als eine Position des Bildschirms festgelegt, und der Bildschirm wird relativ zu dieser Referenzposition bewegt. Dementsprechend besteht in einem Fall, in dem die Referenzposition des Bildschirms verschoben wird, die Möglichkeit, dass Veränderungen des Abstands zwischen den Augen des Benutzers (Fahrers) und einem virtuellen Bild auftreten, selbst wenn die Anzeigevorrichtung ein gleichbleibendes virtuelles Bild anzeigt. Insbesondere in einem Fall, in dem die Referenzposition jedes Mal abweicht, wenn der Bildschirm bewegt wird, wird ein Betrag der Abweichung der Referenzposition akkumuliert. Dies kann den Betrag der Abweichung der Referenzposition unerwünscht erhöhen, wodurch die Veränderungen des Abstands zwischen den Augen des Benutzers und einem virtuellen Bild zunehmen.
Die vorliegende Offenbarung schafft eine Anzeigevorrichtung, die eine Veränderung des Abstands zwischen den Augen des Benutzers und einem virtuellen Bild reduzieren kann, ein Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung, ein Programm, ein Aufzeichnungsmedium und einen mit der Anzeigevorrichtung ausgestatteten bewegten Körper.
Eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen beweglichen Bildschirm, der in einer Bewegungsrichtung beweglich ist, eine Antriebssteuervorrichtung, einen Projektor und einen Positionsdetektor. Die Antriebssteuervorrichtung bewegt den beweglichen Bildschirm relativ zu einer Referenzposition, die an einer vorgegebenen Position in einem Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms festgelegt ist. Der Projektor führt das Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm aus, indem er den beweglichen Bildschirm mit Licht bestrahlt, das zum Abtasten des beweglichen Bildschirms verwendet wird, und projiziert ein virtuelles Bild auf einen Zielraum, basierend auf Licht, das durch den beweglichen Bildschirm hindurchtritt. Der Positionsdetektor führt eine Positionserfassungsverarbeitung aus, um zu erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm an einer Erfassungsposition befindet, die in Bezug auf die vorgegebene Position festgelegt ist. Der Positionsdetektor bewegt den beweglichen Bildschirm und führt die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode aus, in der der bewegliche Bildschirm nicht mit Licht von dem Projektor bestrahlt wird.
Ein Steuerverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern einer Anzeigevorrichtung, die einen beweglichen Bildschirm, eine Antriebssteuervorrichtung, einen Projektor und einen Positionsdetektor aufweist. Der bewegliche Bildschirm ist in einer Bewegungsrichtung beweglich. Die Antriebssteuervorrichtung bewegt den beweglichen Bildschirm relativ zu einer Referenzposition, die an einer vorgegebenen Position in einem Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms festgelegt ist. Der Projektor führt das Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm aus, indem er den beweglichen Bildschirm mit Licht bestrahlt, das zum Abtasten des beweglichen Bildschirms verwendet wird, und projiziert ein virtuelles Bild auf einen Zielraum, basierend auf Licht, das durch den beweglichen Bildschirm hindurchtritt. Der Positionsdetektor führt eine Positionserfassungsverarbeitung durch, um zu erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm an einer Erfassungsposition befindet, die in Bezug auf die vorgegebene Position festgelegt ist. In dem Steuerverfahren wird der bewegliche Bildschirm in einer Nichtanzeigeperiode bewegt, in der der bewegliche Bildschirm nicht mit Licht von dem Projektor bestrahlt wird, wobei die Positionserfassungsverarbeitung vom Positionsdetektor in der gleichen Nichtanzeigeperiode ausgeführt wird.
Ein Programm gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Programm, das einen Computer veranlasst, das Steuerungsverfahren auszuführen. Ein nichtflüchtiges Aufzeichnungsmedium gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung speichert das Programm.
Ein bewegter Körper gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Anzeigevorrichtung, ein reflektierendes Element, das Licht von einem Projektor reflektiert, einen Hauptkörper, der die Anzeigevorrichtung und das reflektierende Element aufnimmt, und eine Antriebseinheit, die den Hauptkörper bewegt.
Die vorliegende Offenbarung hat den Vorteil, dass eine Veränderung des Abstandes von den Augen des Benutzers zu einem virtuellen Bild reduziert wird.
Figurenliste

1 ist ein konzeptionelles Schaubild eines Fahrzeugs, das eine Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist.
2 ist ein konzeptionelles Schaubild, das ein Blickfeld eines Benutzers in einem Fall zeigt, in dem die Anzeigevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
3 ist ein konzeptionelles Schaubild, das eine Konfiguration der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4A ist ein konzeptionelles Schaubild, das die Bewegung eines Leuchtflecks auf einer Vorderfläche eines Bildschirms auf einem Vorwärtsweg in der in 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
4B ist ein konzeptionelles Schaubild, das die Bewegung eines Leuchtflecks auf der Vorderfläche des Bildschirms auf einem Rückweg in der in 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
5 ist ein konzeptionelles Schaubild, das eine Konfiguration eines Bestrahlers in der in 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
6 ist ein konzeptionelles Schaubild zur Erläuterung einer Funktionsweise der in 3 gezeigten Anzeigevorrichtung.
7 ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch eine Funktionsweise zum Projizieren eines ersten virtuellen Bildes in der in 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
8 ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch eine Funktionsweise zum Projizieren eines zweiten virtuellen Bildes in der in 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
9A ist ein Graph, der eine zeitliche Änderung einer Position des Bildschirms in der in 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
9B ist ein Graph, der eine zeitliche Änderung der Position eines Bildschirms in einem Vergleichsbeispiel zeigt.
9C ist ein weiterer Graph, der eine zeitliche Änderung der Position des Bildschirms in der in 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
10A ist ein Graph, der eine zeitliche Änderung der Position eines Bildschirms in einem Fall zeigt, in dem die Positionserfassungsverarbeitung vor einer Bewegt-Anzeigeperiode in einer Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird.
10B ist ein Graph, der eine zeitliche Änderung der Position eines Bildschirms in einem Fall zeigt, in dem die Positionserfassungsverarbeitung nach der Bewegt-Anzeigeperiode in der Anzeigevorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird.
10C ist ein weiterer Graph, der eine zeitliche Änderung der Position eines Bildschirms in einem Fall zeigt, in dem die Positionserfassungsverarbeitung vor einer Bewegt-Anzeigeperiode in der Anzeigevorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird.
10D ist ein weiterer Graph, der eine zeitliche Änderung der Position eines Bildschirms in einem Fall zeigt, in dem die Positionserfassungsverarbeitung nach einer Bewegt-Anzeigeperiode in der Anzeigevorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird.
11 ist ein Graph, der eine zeitliche Änderung einer Position eines Bildschirms in einem Fall zeigt, in dem die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode ausgeführt wird, in der eine Antriebssteuervorrichtung eine Rücklaufverarbeitung in der Anzeigevorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt.
12 ist ein konzeptionelles Schaubild, das eine Konfiguration der Anzeigevorrichtung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Erste beispielhafte Ausführungsform)
Überblick
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Anzeigevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform beispielsweise eine Blickfeld-Anzeigevorrichtung (engl. Head-up-Display, HUD) für den Einsatz in einem Fahrzeug 100, das ein bewegter Körper ist. 1 ist ein konzeptionelles Schaubild des Fahrzeugs 100 mit der Anzeigevorrichtung 10. Das Fahrzeug 100 weist einen Hauptkörper 104, eine Antriebseinheit 106 für bewegte Körper, die den Hauptkörper 104 bewegt, eine im Hauptkörper 104 montierte Anzeigevorrichtung 10 und eine am Hauptkörper 104 befestigte Windschutzscheibe 101 auf. Die Antriebseinheit 106 des bewegten Körpers umfasst eine Antriebsquelle 108, wie beispielsweise eine Maschine oder einen Motor, und Antriebsräder 110, die von der Antriebsquelle 108 angetrieben werden.
Die Anzeigevorrichtung 10 ist in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100 installiert, um ein Bild von unten auf die Windschutzscheibe 101 des Fahrzeugs 100 zu projizieren. In dem Beispiel der 1 ist die Anzeigevorrichtung 10 in einem Armaturenbrett 102 unterhalb der Windschutzscheibe 101 angeordnet. Wenn ein Bild von der Anzeigevorrichtung 10 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird, erkennt der Benutzer 200 visuell das Bild, das von der als reflektierendes Element dienenden Windschutzscheibe 101 reflektiert wird.
Gemäß einer solchen Anzeigevorrichtung 10 erkennt der Benutzer 200 durch die Windschutzscheibe 101 visuell das virtuelle Bild 300, das auf den Zielraum 400 projiziert wird, der vor dem Fahrzeug 100 (außerhalb) liegt. Das „virtuelle Bild“, wie es hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Bild, das aus divergierendem Licht gebildet wird, als ob ein Objekt tatsächlich vorhanden wäre, wenn das von der Anzeigevorrichtung 10 emittierte Licht divergiert, indem es von einem Objekt wie z.B. der Windschutzscheibe 101 reflektiert wird. Daher kann der Benutzer 200, der das Fahrzeug 100 fährt, das virtuelle Bild 300 sehen, das von der Anzeigevorrichtung 10 projiziert wird, während es einem tatsächlichen Raum überlagert wird, der sich vor dem Fahrzeug 100 erstreckt. Somit können gemäß der Anzeigevorrichtung 10 verschiedene Arten von Fahrassistenzinformationen wie z.B. Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, Navigationsinformationen, Fußgängerinformationen, Vorderfahrzeuginformationen, Spurhalteinformationen und Fahrzeugzustandsinformationen als virtuelles Bild 300 angezeigt werden, so dass der Benutzer 200 das virtuelle Bild 300 visuell erkennen kann. Dementsprechend kann der Benutzer 200 die Fahrassistenzinformationen visuell erfassen, indem er seine Blickrichtung aus dem Zustand der Ausrichtung vor die Windschutzscheibe 101 nur leicht bewegt.
In der Anzeigevorrichtung 10 umfasst das im Zielraum 400 gebildete virtuelle Bild 300 wenigstens zwei Arten von virtuellen Bildern, nämlich ein erstes virtuelles Bild 301 und ein zweites virtuelles Bild 302. Das erste virtuelle Bild 301 ist das virtuelle Bild 300 (301), das auf einer ersten virtuellen Ebene 501 gebildet wird. Die erste virtuelle Ebene 501 ist eine virtuelle Ebene, deren Neigungswinkel α in Bezug auf die optische Achse 500 der Anzeigevorrichtung 10 kleiner als vorgegebener Wert γ ist (α < γ). Ferner ist das zweite virtuelle Bild 302 ein virtuelles Bild 300 (302), das auf einer zweiten virtuellen Ebene 502 gebildet wird. Die zweite virtuelle Ebene 502 ist eine virtuelle Ebene, deren Neigungswinkel β in Bezug auf die optische Achse 500 der Anzeigevorrichtung 10 größer als der vorgegebene Wert γ ist (β > γ). Die optische Achse 500 bezeichnet eine optische Achse eines optischen Systems des Projektionsoptiksystems 4 (siehe 3), das später beschrieben wird, und eine Achse, die durch ein Zentrum des Zielraums 400 entlang eines optischen Pfades des virtuellen Bildes 300 verläuft. Der vorgegebene Wert γ beträgt beispielsweise 45 Grad, und der Neigungswinkel β beträgt beispielsweise 90 Grad.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst bei der Anzeigevorrichtung 10 das im Zielraum 400 gebildete virtuelle Bild 300 neben dem ersten virtuellen Bild 301 und dem zweiten virtuellen Bild 302 ein drittes virtuelles Bild 303. 2 ist ein konzeptionelles Schaubild, das ein Blickfeld des Benutzers 200 zeigt. Das dritte virtuelle Bild 303 ist ein virtuelles Bild, das auf der in 1 gezeigten zweiten virtuellen Ebene 502 gebildet wird, wie im Fall des zweiten virtuellen Bildes 302. In dem virtuellen Bild 300, das auf der zweiten virtuellen Ebene 502 gebildet wird, ist ein virtuelles Bild, das aus Licht gebildet wird, das durch den in 3 gezeigten beweglichen Bildschirm 1a hindurchtritt, das zweite virtuelle Bild 302. Genaueres hierzu wird später mit Bezug auf 3 und andere Zeichnungen beschrieben. Ein virtuelles Bild, das aus Licht gebildet wird, das durch den in 3 gezeigten ortsfesten Bildschirm 1b hindurchtritt, ist das dritte virtuelle Bild 303.
Die optische Achse 500 erstreckt sich entlang der Fahrbahnoberfläche 600 vor dem Fahrzeug 100 im Zielraum 400 vor dem Fahrzeug 100. Das erste virtuelle Bild 301 wird auf der ersten virtuellen Ebene 501 im Wesentlichen parallel zu der Fahrbahnoberfläche 600 gebildet, und das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 werden auf der zweiten virtuellen Ebene 502 im Wesentlichen senkrecht zu der Fahrbahnoberfläche 600 gebildet. In einem Fall, in dem die Fahrbahnoberfläche 600 eine horizontale Ebene ist, wird beispielsweise das erste virtuelle Bild 301 entlang der horizontalen Ebene angezeigt und das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 werden entlang einer vertikalen Ebene angezeigt.
Wie in 2 gezeigt ist, kann die Anzeigevorrichtung 10 das erste virtuelle Bild 301, das mit einer Tiefe entlang der Fahrbahnoberfläche 600 gesehen wird, und das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303, die aufrecht auf der Fahrbahnoberfläche 600 in einem bestimmten Abstand vom Benutzer 200 gesehen werden, anzeigen. Dementsprechend sieht der Benutzer 200 das erste virtuelle Bild 301 so, als ob sich das erste virtuelle Bild 301 auf einer Ebene im Wesentlichen parallel zur Fahrbahnoberfläche 600 befindet, und sieht das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 so, als ob sich das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 auf einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der Fahrbahnoberfläche 600 befinden. Das erste virtuelle Bild 301 zeigt beispielsweise eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 als Navigationsinformation. Die Anzeigevorrichtung 10 kann als erstes virtuelles Bild 301 beispielsweise auf der Fahrbahnoberfläche 600 einen Pfeil darstellen, der eine Rechtskurve oder Linkskurve anzeigt. Das zweite virtuelle Bild 302 zeigt beispielsweise einen Abstand zu einem Vorderfahrzeug oder einem Fußgänger. Die Anzeigevorrichtung 10 kann als zweites virtuelles Bild 302 beispielsweise eine Entfernung (einen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand) zu einem Vorderfahrzeug an dem Vorderfahrzeug darstellen. Das dritte virtuelle Bild 303 zeigt beispielsweise eine aktuelle Uhrzeit, Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und Fahrzeugzustandsinformationen. Die Anzeigevorrichtung 10 kann diese Informationen als drittes virtuelles Bild 303 darstellen, beispielsweise durch Verwendung eines Textes, einer Zahl und eines Symbols oder eines Messgeräts wie z.B. eines Kraftstoffmessgeräts.
Konfiguration
3 ist ein konzeptionelles Schaubild, das eine Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 zeigt. Die Anzeigevorrichtung 10 weist mehrere Bildschirme 1, eine Antriebseinheit 2, einen Bestrahler 3, ein Projektionsoptiksystem 4, eine Steuerschaltung 5 und einen Positionssensor 6 auf.
Die mehreren Bildschirme 1 umfassen einen ortsfesten Bildschirm 1b und einen beweglichen Bildschirm 1a. Der ortsfeste Bildschirm 1b ist an einer vorgegebenen Position eines Gehäuses oder dergleichen der Anzeigevorrichtung 10 befestigt. Der bewegliche Bildschirm 1a ist in Bewegungsrichtung X (eine durch den Pfeil X1-X2 in 3 angedeutete Richtung) in Bezug auf das Gehäuse oder dergleichen der Anzeigevorrichtung 10 beweglich. Das heißt, in einem Fall, in dem die Anzeigevorrichtung 10 im Armaturenbrett 102 angeordnet ist, ist der ortsfeste Bildschirm 1b an einer vorgegebenen Position im Armaturenbrett 102 befestigt, und der bewegliche Bildschirm 1a ist in Bewegungsrichtung X im Armaturenbrett 102 beweglich. Im Folgenden wird jeder der mehreren Bildschirme 1 in einem Fall, in dem bewegliche Bildschirme 1a und ortsfeste Bildschirme 1b nicht voneinander unterschieden werden, manchmal als Bildschirm 1 bezeichnet.
Der Bildschirm 1 weist Lichtübertragungseigenschaften auf, wobei für das Bilden eines virtuellen Bildes 300 in dem in 1 gezeigten Zielraum 400 auf dem Bildschirm 1 gebildet wird. Das heißt, ein Bild wird auf dem Bildschirm 1 durch das von dem Bestrahler 3 emittierte Licht gezeichnet, und das virtuelle Bild 300 wird im Zielraum 400 durch das durch den Bildschirm 1 hindurchtretende Licht gebildet. Der Bildschirm 1 ist z.B. ein rechteckiges plattenförmiges Element, das Lichtstreuungseigenschaften aufweist. Der Bildschirm 1 weist eine Vorderfläche 11 und eine Rückfläche 12 auf beiden Oberflächen des Bildschirms 1 in einer Dickenrichtung auf. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist beispielsweise eine große Anzahl von Mikrolinsen auf der Vorderfläche 11 des Bildschirms 1 vorgesehen. Entsprechend dieser Struktur weist der Bildschirm 1 auf der Vorderfläche 11 Lichtstreuungseigenschaften auf. Der Bildschirm 1 ist zwischen dem Bestrahler 3 und dem Projektionsoptiksystem 4 angeordnet und weist eine Stellung auf, in der die Vorderfläche 11 dem Bestrahler 3 zugewandt ist. Das heißt, die Vorderfläche 11 ist eine Einfalloberfläche, auf die das Licht des Bestrahlers 3 einfällt.
Die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a ist um den Winkel θ bezüglich der Bezugsebene 503 geneigt. Ferner ist der bewegliche Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X orthogonal zu der Bezugsebene 503 beweglich. Die Bezugsebene 503 ist eine virtuelle Ebene, die eine Bewegungsrichtung des beweglichen Bildschirms 1a definiert und keine tatsächliche Ebene ist. Der bewegliche Bildschirm 1a ist dafür konfiguriert, in Bewegungsrichtung X geradlinig beweglich zu sein, während er die Stellung beibehält, in der die Vorderfläche 11 um den Winkel θ bezüglich der Bezugsebene 503 geneigt ist.
Der bewegliche Bildschirm 1a hat einen ersten Endteil 111 und einen zweiten Endteil 112 an beiden Enden der Vorderfläche 11 in einer Richtung, die bezüglich der Bezugsebene 503 geneigt ist. Die Richtung, die bezüglich der Bezugsebene 503 geneigt ist, ist eine Richtung parallel zu der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a auf dem Papier, auf dem 3 gezeichnet ist. Eine Richtung, die den ersten Endteil 111 und den zweiten Endteil 112 entlang der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a verbindet, wird auch als „Längsrichtung“ des beweglichen Bildschirms 1a bezeichnet. Der erste Endteil 111 ist dem Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 am nächsten und der zweite Endteil 112 ist von dem Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 am weitesten entfernt. Das heißt, der bewegliche Bildschirm 1a ist so konfiguriert, dass ein Abschnitt, der in Längsrichtung näher an dem ersten Endabschnitt 111 liegt, dem Bestrahler 3 näher ist, und ein Abschnitt, der in Längsrichtung näher an dem zweiten Endabschnitt 112 liegt, weiter vom Bestrahler 3 entfernt ist.
Die Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b ist parallel zu der Bezugsebene 503. Das heißt, die Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b ist im Wesentlichen orthogonal zu der Bewegungsrichtung X des beweglichen Bildschirms 1a. Ferner ist der ortsfeste Bildschirm 1b nicht beweglich, sondern ist im Gegensatz zum beweglichen Bildschirm 1a an einer vorgegebenen Position in der Anzeigevorrichtung 10 befestigt. Der ortsfeste Bildschirm 1b ist angrenzend an den zweiten Endteil 112 des beweglichen Bildschirms 1a in Längsrichtung des beweglichen Bildschirms 1a angeordnet. Es ist zu beachten, dass eine Richtung (eine Aufwärts-Abwärts-Richtung in 3), in der der ortsfeste Bildschirm 1b und der bewegliche Bildschirm 1a entlang der Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b angeordnet sind, auch als „Längsrichtung“ des ortsfesten Bildschirms 1b bezeichnet wird. Ein Abstand von der Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b zu dem Bestrahler 3 ist an beiden Enden in Längsrichtung des ortsfesten Bildschirms 1b im Wesentlichen identisch.
Die Antriebseinheit 2 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X. Das heißt, die Antriebseinheit 2 kann den beweglichen Bildschirm 1a entlang der Bewegungsrichtung X sowohl in einer ersten Richtung X1 als auch in einer zweiten Richtung X2 bewegen, die einander entgegengesetzt sind. Die erste Richtung X1 ist die durch den Pfeil „X1“ in 3 angedeutete Richtung nach rechts und ist eine Richtung, in der sich der bewegliche Bildschirm 1a vom Bestrahler 3 wegbewegt, mit anderen Worten, eine Richtung, in der sich der bewegliche Bildschirm 1a dem Projektionsoptiksystem 4 nähert. Die zweite Richtung X2 ist die durch den Pfeil „X2“ in 3 angezeigte Richtung nach links und ist eine Richtung, in der sich der bewegliche Bildschirm 1a dem Bestrahler 3 nähert, mit anderen Worten, eine Richtung, in der sich der bewegliche Bildschirm 1a vom Projektionsoptiksystem 4 wegbewegt. Die Antriebseinheit 2 umfasst beispielsweise ein elektrisch angetriebenes Betätigungselement, wie beispielsweise einen Schwingspulenmotor, und arbeitet entsprechend einem ersten Steuersignal von der Steuerschaltung 5.
Der Bestrahler 3 des Abtastungstyps bestrahlt den beweglichen Bildschirm 1a oder den ortsfesten Bildschirm 1b mit Licht. Das heißt, der Bestrahler 3 bestrahlt den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht, das zum Abtasten der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a verwendet wird, so dass sich eine Lichtbestrahlungsposition auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a ändert. In ähnlicher Weise bestrahlt der Bestrahler 3 den ortsfesten Bildschirm 1b mit Licht, das zum Abtasten der Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b verwendet wird, so dass sich eine Lichtbestrahlungsposition auf der Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b ändert. Genauer weist der Bestrahler 3 eine Lichtquelle 31 und einen Abtaster (Scanner) 32 auf. Der Bestrahler 3 ist so konfiguriert, dass die Lichtquelle 31 und der Abtaster 32 entsprechend einem zweiten Steuersignal von der Steuerschaltung 5 arbeiten.
Die Lichtquelle 31 umfasst ein Lasermodul, das Laserlicht ausgibt. Die Lichtquelle 31 umfasst eine rote Laserdiode, die rotes (R) Laserlicht ausgibt, eine grüne Laserdiode, die grünes (G) Laserlicht ausgibt, und eine blaue Laserdiode, die blaues (B) Laserlicht ausgibt. Die Laserlichtstrahlen der drei Farben, die von diesen drei Arten von Laserdioden ausgegeben werden, werden beispielsweise durch einen dichroitischen Spiegel synthetisiert und fallen auf den Abtaster 32.
Der Abtaster 32 bestrahlt den beweglichen Bildschirm 1a oder den ortsfesten Bildschirm 1b mit dem von der Lichtquelle 31 ausgegebenen Licht, um die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a oder des ortsfesten Bildschirms 1b abzutasten. Der Abtaster 32 führt eine Rasterabtastung zum Abtasten der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a oder des ortsfesten Bildschirms 1b zweidimensional in der Längsrichtung und in einer Querrichtung mit Licht durch. Die „Querrichtung“ ist eine Richtung parallel zu sowohl der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a oder des ortsfesten Bildschirms 1b als auch der Bezugsebene 503 und ist eine Richtung orthogonal zu der „Längsrichtung“ der Vorderfläche 11 (eine Richtung orthogonal zu dem Papier, auf dem 3 gezeichnet ist). Die „Querrichtung“ ist eine gemeinsame Richtung für den beweglichen Bildschirm 1a und den ortsfesten Bildschirm 1b.
4A ist ein konzeptionelles Schaubild, das die Bewegung eines Leuchtflecks B1 auf einem Vorwärtsweg auf der Vorderfläche des Bildschirms 1 in der Anzeigevorrichtung 10 zeigt, und 4B ist ein konzeptionelles Schaubild, das die Bewegung des Leuchtflecks B1 auf einem Rückweg auf der Vorderfläche 11 des Bildschirms 1 zeigt. Der Abtaster 32 bildet eine Abtastlinie, indem er das Abtasten mit dem Leuchtfleck B1, der auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a oder des ortsfesten Bildschirms 1b erzeugt wird, eindimensional in Querrichtung ausführt, und bildet ein zweidimensionales Bild durch Ausführen des Abtastens mit dem Leuchtfleck B1 in der Längsrichtung. Der Abtaster 32 führt das Abtasten mit dem Leuchtfleck B1 so durch, dass der Leuchtfleck B1 zwischen beiden Enden der Vorderfläche 11 in Längsrichtung hin- und herbewegt wird, während er diesen Vorgang wiederholt.
Das heißt, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Betriebszustand des Bestrahlers 3 einen ersten Abtastzustand, der der Vorwärtsweg ist, und einen zweiten Abtastzustand, der der Rückweg ist. Im ersten Abtastzustand tastet beispielsweise der Bestrahler 3 (Abtaster 32) die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a von dem ersten Endteil 111 in Richtung zu dem zweiten Endteil 112 ab. Im zweiten Abtastzustand tastet beispielsweise der Bestrahler 3 (Abtaster 32) die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a von dem zweiten Endteil 112 in Richtung zu dem ersten Endteil 111.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind der bewegliche Bildschirm 1a und der feste Bildschirm 1b in Längsrichtung des beweglichen Bildschirms 1a nebeneinander angeordnet. Dementsprechend springt in einem Fall, in dem der Bestrahler 3 im ersten Abtastzustand arbeitet, der Leuchtfleck B1, der den zweiten Endteil 112 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a erreicht hat, von dem beweglichen Bildschirm 1a auf den ortsfesten Bildschirm 1b und fährt mit dem Abtasten der Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b fort. Ebenso springt in einem Fall, in dem der Bestrahler 3 im zweiten Abtastzustand arbeitet, der Leuchtfleck B1 vom ortsfesten Bildschirm 1b zum beweglichen Bildschirm 1a und fährt mit der Abtastung der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a fort.
Dementsprechend wird beispielsweise in einem Fall, in dem sich der Abtaster 32 einmal in Längsrichtung beginnend mit dem ersten Endteil 111 des beweglichen Bildschirms 1a hin- und herbewegt, die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a zunächst vom ersten Endteil 111 in Richtung zu dem zweiten Endteil 112 mit Licht von dem Bestrahler 3 abgetastet. Anschließend wird die Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b mit Licht von dem Bestrahler 3 von einem Ende auf einer Seite, die in Längsrichtung näher am beweglichen Bildschirm 1a liegt, zu einem Ende auf einer Seite, die dem beweglichen Bildschirm 1a in Längsrichtung gegenüberliegt, abgetastet. Anschließend wird die Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b mit Licht von dem Bestrahler 3 von dem Ende auf der dem beweglichen Bildschirm 1a in Längsrichtung gegenüberliegenden Seite in Richtung zu dem Ende auf der Seite, die dem beweglichen Bildschirm 1a in Längsrichtung näher liegt, abgetastet. Anschließend wird die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a mit Licht von dem Bestrahler 3 von dem zweiten Endteil 112 in Richtung zu dem ersten Endteil 111 abgetastet. Auf diese Weise tastet der Bestrahler 3 abwechselnd den beweglichen Bildschirm 1a und den ortsfesten Bildschirm 1b ab.
5 ist ein konzeptionelles Schaubild, das eine Konfiguration des Bestrahlers 3 zeigt. Der Abtaster 32 weist beispielsweise einen Mikroabtasterspiegel auf, der eine Technologie mikro-elektromechanischer Systeme (MEMS) verwendet. Der Abtaster 32 umfasst eine Spiegeleinheit 321, die das Laserlicht reflektiert, und dreht die Spiegeleinheit 321, um das Licht von der Lichtquelle 31 in eine Richtung entsprechend einem Drehwinkel (Ablenkwinkel) der Spiegeleinheit 321 zu reflektieren. Dies erlaubt dem Abtaster 32, das Scannen mit dem Licht von der Lichtquelle 31 auszuführen. Der Abtaster 32 dreht die Spiegeleinheit 321 um zwei zueinander orthogonale Achsen, um die Rasterabtastung zu erreichen, die das zweidimensionales Abtasten mit Licht ausführt.
Der Abtaster 32 weist ferner eine erste Linse 322 und eine zweite Linse 323 auf. Die erste Linse 322 ist zwischen der Lichtquelle 31 und der Spiegeleinheit 321 angeordnet und bewirkt, dass paralleles Licht auf die Spiegeleinheit 321 einfällt. Die zweite Linse 323 ist eine telezentrische Linse und ist zwischen der Spiegeleinheit 321 und dem Bildschirm 1 angeordnet. Das heißt, die zweite Linse 323 ist ein optisches System, das über die gesamte Linse einen Hauptlichtstrahl parallel zu einer optischen Achse macht. Das durch die zweite Linse 323 hindurchtretende Licht wird parallel zu der optischen Achse ausgegeben (eine gerade Linie, die die zweite Linse 323 mit dem Bildschirm 1 verbindet). 5 ist lediglich eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Konfiguration des Bestrahlers 3, wobei sich einige Punkte in 5 von der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform unterscheiden. Beispielsweise weicht ein vom Bestrahler 3 emittierter Lichtbrennpunkt deutlich von der Vorderfläche 11 des Bildschirms 1 ab.
Licht, das von Bestrahler 3 abgegeben wird und durch den Bildschirm 1 hindurchtritt, fällt als einfallendes Licht auf das in 3 gezeigte Projektionsoptiksystem 4. Das Projektionsoptiksystem 4 projiziert das virtuelle Bild 300 auf den in 1 gezeigten Zielraum 400 basierend auf dem einfallenden Licht. Das Projektionsoptiksystem 4 ist in Bewegungsrichtung X des beweglichen Bildschirms 1a auf einer Linie mit dem Bildschirm 1 angeordnet. Das Projektionsoptiksystem 4 projiziert das virtuelle Bild 300 basierend auf dem Licht, das durch den Bildschirm 1 hindurchtritt und von dem Bildschirm 1 entlang der Bewegungsrichtung X ausgegeben wird. Das Projektionsoptiksystem 4 weist eine Vergrößerungslinse 41, einen ersten Spiegel 42 und einen zweiten Spiegel 43 auf, wie in 3 gezeigt ist.
Die Vergrößerungslinse 41, der erste Spiegel 42 und der zweite Spiegel 43 sind in dieser Reihenfolge auf dem Pfad des durch den Bildschirm 1 hindurchgetretenen Lichts angeordnet. Die Vergrößerungslinse 41 ist auf einer gegenüberliegenden Seite (in einer Seite entlang der ersten Richtung X1) des Bildschirms 1 vom Bestrahler 3 in Bewegungsrichtung X angeordnet, um das vom Bildschirm 1 entlang der Bewegungsrichtung X ausgegebene Licht zu empfangen. Die Vergrößerungslinse 41 vergrößert das auf dem Bildschirm 1 durch das Licht vom Bestrahler 3 gebildete Bild 700 (siehe 7) und gibt das vergrößerte Bild an den ersten Spiegel 42 aus. Der erste Spiegel 42 reflektiert das Licht von der Vergrößerungslinse 41 in Richtung zu dem zweiten Spiegel 43. Der zweite Spiegel 43 reflektiert das Licht vom ersten Spiegel 42 in Richtung zu der in 1 gezeigten Windschutzscheibe 101. Das heißt, das Projektionsoptiksystem 4 projiziert das virtuelle Bild 300 auf den Zielraum 400, indem es das auf dem Bildschirm 1 durch Licht vom Bestrahler 3 gebildete Bild 700 unter Verwendung der Vergrößerungslinse 41 vergrößert und das Bild 700 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert. Eine optische Achse der Vergrößerungslinse 41 dient als optische Achse 500 des Projektionsoptiksystems 4.
Das Projektionsoptiksystem 4 bildet zusammen mit dem Bestrahler 3 einen Projektor 40. Mit anderen Worten, der Projektor 40 weist den Bestrahler 3 und das Projektionsoptiksystem 4 auf. Dementsprechend dient eine optische Achse (einschließlich einer verlängerten Linie einer optischen Achse, die von einem Spiegel und dergleichen reflektiert wird) der Vergrößerungslinse 41, die als optische Achse 500 des Projektionsoptiksystems 4 dient, auch als optische Achse 500 des Projektors 40.
Der Projektor 40 wählt als Zielbildschirm einen Bildschirm 1 (1a oder 1b) unter den mehreren Bildschirmen 1 aus. Der Projektor 40 führt das Zeichnen auf dem Zielbildschirm durch, indem er den Zielbildschirm mit Licht bestrahlt, das zum Abtasten des Zielbildschirms verwendet wird. Auf diese Weise projiziert der Projektor 40 das virtuelle Bild 300 auf den Zielraum 400, basierend auf dem Licht, das durch den Zielbildschirm hindurchtritt. Eine Richtung des Lichts von Lichtquelle 31 wird durch den Abtaster 32 des Bestrahlers 3 verändert, und welcher von dem beweglichem Bildschirm 1a und dem festem Bildschirm 1b mit dem Licht von Lichtquelle 31 bestrahlt wird, wird durch den Bestrahler 3 bestimmt.
Ein Zustand, in dem der bewegliche Bildschirm 1a mit Licht von der Lichtquelle 31 durch den Abtaster 32 bestrahlt wird, bedeutet, dass der bewegliche Bildschirm 1a vom Projektor 40 als Zielbildschirm ausgewählt wird. In diesem Zustand führt der Projektor 40 das Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm 1a aus, der als Zielbildschirm dient, indem er den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht zum Abtasten des beweglichen Bildschirms 1a bestrahlt. Indessen bedeutet ein Zustand, in dem der ortsfeste Bildschirm 1b mit Licht von der Lichtquelle 31 durch den Abtaster 32 bestrahlt wird, dass der ortsfeste Bildschirm 1b vom Projektor 40 als Zielbildschirm ausgewählt wird. In diesem Zustand führt der Projektor 40 das Zeichnen auf dem ortsfesten Bildschirm 1b aus, der als Zielbildschirm dient, indem er den ortsfesten Bildschirm 1b mit Licht zum Abtasten des ortsfesten Bildschirms 1b bestrahlt. Da der Bestrahler 3 abwechselnd den beweglichen Bildschirm 1a und den ortsfesten Bildschirm 1b abtastet, ist eine Bewegt-Anzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm 1a vom Projektor 40 mit Licht bestrahlt wird, intermittierend festgelegt.
Der in 3 gezeigte Positionssensor 6 erfasst eine Position des beweglichen Bildschirms 1a. Der Positionssensor 6 erfasst eine „absolute Position“ des beweglichen Bildschirms 1a, ausgedrückt auf der Grundlage eines ortsfesten Elements, wie beispielsweise des Gehäuses der Anzeigevorrichtung 10. Die „absolute Position“ ist eine Position des beweglichen Bildschirms 1a, die von einem einzigen fest vorgegebenen Punkt aus betrachtet wird, und ist eine Position in absoluten Koordinaten unter Verwendung dieses einzelnen Punktes als Ursprung. Dementsprechend bleibt die absolute Position unverändert solange sich der bewegliche Bildschirm 1a nicht bewegt. Indessen bewegt die Antriebssteuervorrichtung 51, die später beschrieben wird, den beweglichen Bildschirm 1a relativ zu einer Referenzposition. Die „Referenzposition“, wie sie hier verwendet wird, ist eine Position, die an einer vorgegebenen Position innerhalb eines Bewegungsbereichs des beweglichen Bildschirms 1a festgelegt ist. Die „vorgegebene Position“ ist irgendeine Position, die innerhalb des Bewegungsbereichs des beweglichen Bildschirms 1a vorgegeben wird, und wird als unveränderte Position in den absoluten Koordinaten vorgegeben. Das heißt, die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a so, dass eine „relative Position“ des beweglichen Bildschirms 1a relativ zu dieser Referenzposition verändert wird, wenn eine bestimmte Position (absolute Position) des beweglichen Bildschirms 1a in den absoluten Koordinaten als Referenzposition verwendet wird. Die „relative Position“ ist eine relative Position des beweglichen Bildschirms 1a relativ zu einer beliebigen Referenzposition in den absoluten Koordinaten, und ist eine Position in relativen Koordinaten unter Verwendung dieser Referenzposition als Ursprung. Dementsprechend ändert sich auch in einem Fall, in dem sich der bewegliche Bildschirm 1a nicht bewegt, die relative Position, wenn sich die Referenzposition ändert.
Der Positionssensor 6 umfasst beispielsweise einen absoluten optischen Geber, der ein lichtemittierendes Element und ein Lichtempfangselement aufweist. Der Positionssensor 6 erfasst eine Position des beweglichen Bildschirms 1a durch Erfassen einer Position eines Schlitzes, der in einem Halter vorgesehen ist, der den beweglichen Bildschirm 1a hält, basierend auf einem Lichtempfangszustand des Lichts von dem lichtemittierenden Element seitens des Lichtempfangselements. Es ist jedoch zu beachten, dass der Positionssensor 6 nicht auf den optischen Geber beschränkt ist und beispielsweise einen magnetischen Geber oder einen Kontaktsensor umfassen kann, der die Position basierend auf einem Leitzustand einer Kontaktstelle erfasst.
Der Positionssensor 6 erfasst eine Position des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X des beweglichen Bildschirms 1a. Der Positionssensor 6 muss nur erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an wenigstens einer Erfassungsposition befindet, und muss nicht unbedingt eine Position des beweglichen Bildschirms 1a über den gesamten Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms 1a erfassen. Die „Erfassungsposition“, wie sie hier verwendet wird, ist eine Position in den absoluten Koordinaten, die in Bezug auf die vorgegebene Position festgelegt ist. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird die in den absoluten Koordinaten vorgegebene Position selbst als Erfassungsposition festgelegt, und die vorgegebene Position und die Erfassungsposition stimmen überein. Dementsprechend bewegt die später beschriebene Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a relativ zu der Erfassungsposition, sofern nicht die Referenzposition von der vorgegebenen Position abweicht. Es ist zu beachten, dass der Positionssensor 6 geeignet sein kann, eine Bewegungsrichtung und ein Bewegungsbetrag des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X zu erfassen, zusätzlich dazu, ob sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet oder nicht.
Die Steuerschaltung 5 steuert die Antriebseinheit 2, den Bestrahler 3 und den Positionssensor 6. Die Steuerschaltung 5 steuert die Antriebseinheit 2 basierend auf einem ersten Steuersignal und steuert den Bestrahler 3 basierend auf einem zweiten Steuersignal. Genauer steuert die Steuerschaltung 5 sowohl die Lichtquelle 31 als auch den Abtaster 32 basierend auf dem zweiten Steuersignal. Ferner empfängt die Steuerschaltung 5 ein Erfassungssignal vom Positionssensor 6. Die Steuerschaltung 5 ist dafür konfiguriert, die Funktion der Antriebseinheit 2 und die Funktion des Bestrahlers 3 zu synchronisieren. Einzelheiten hierzu werden später beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, weist die Steuerschaltung 5 Funktionen als Antriebssteuervorrichtung 51, Positionsdetektor 52 und Korrektor 53 auf. Beispielsweise entscheidet die Steuerschaltung 5 über den Inhalt des projizierten virtuellen Bildes 300 nach Erhalt eines Signals von einem im Fahrzeug 100 montierten Fahrassistenzsystem.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a relativ zu der Referenzposition durch Steuern der Antriebseinheit 2. Das heißt, die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a in den relativen Koordinaten unter Verwendung einer beliebigen Referenzposition in den absoluten Koordinaten als Ursprung, wie oben beschrieben worden ist. Die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a, um das zweite virtuelle Bild 302 auf den Zielraum 400 zu projizieren, basierend auf dem Licht, das durch den beweglichen Bildschirm 1a hindurchtritt. Einzelheiten hierzu werden später beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 51 steuert die Antriebseinheit 2 synchron zu dem Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm 1a durch den Bestrahler 3.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 steuert die Antriebseinheit 2, um den beweglichen Bildschirm 1a intermittierend zu bewegen. Die Antriebssteuervorrichtung 51 führt eine Rücklaufverarbeitung durch, um den beweglichen Bildschirm 1a so zu bewegen, dass der bewegliche Bildschirm 1a jedes Mal, wenn der bewegliche Bildschirm 1a bewegt wird, in die Referenzposition zurückkehrt. Auf diese Weise bewegt die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a relativ zu der Referenzposition, während sie eine Steuerung (mit offenem Wirkungskreis) der Antriebseinheit 2 durchführt.
Es ist jedoch zu beachten, dass nach der Rücklaufverarbeitung die Möglichkeit besteht, dass eine Änderung der Position (absolute Position) des beweglichen Bildschirms 1a auftritt. Das heißt, es besteht die Möglichkeit, dass die Position des beweglichen Bildschirms 1a in den absoluten Koordinaten bei jeder Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a verschoben wird und folglich eine Veränderung der Referenzposition in den absoluten Koordinaten auftritt. Die Anzeigevorrichtung 10 weist einen Positionsdetektor 52 und einen Korrektor 53 auf und reduziert somit eine solche Veränderung der Referenzposition.
Der Positionsdetektor 52 erfasst, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet, die in Bezug auf die vorgegebene Position festgelegt ist. Das heißt, der Positionsdetektor 52 führt die Positionserfassungsverarbeitung aus. Genauer ist der Positionsdetektor 52 dafür konfiguriert, den beweglichen Bildschirm 1a zu bewegen und die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode auszuführen, in der der bewegliche Bildschirm 1a nicht mit Licht von dem Projektor 40 (Projektionsoptiksystem 4 und Bestrahler 3) bestrahlt wird. Mit anderen Worten, der Positionsdetektor 52 ist dafür konfiguriert, den beweglichen Bildschirm 1a zu bewegen und die Positionserfassungsverarbeitung in einer Fest-Anzeigeperiode auszuführen, in der der ortsfeste Bildschirm 1b vom Projektor 40 (Projektionsoptiksystem 4 und Bestrahler 3) als Zielbildschirm ausgewählt ist. Wie oben beschrieben worden ist, hat der Positionsdetektor 52 die Funktion, durch Steuern der Antriebseinheit 2 den beweglichen Bildschirm 1a in den absoluten Koordinaten zu bewegen. Der Positionsdetektor 52 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a so, dass der bewegliche Bildschirm 1a die Erfassungsposition in der Nichtanzeigeperiode (Fest-Anzeigeperiode) durchläuft, und erfasst während dieser Periode, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet. Einzelheiten hierzu werden später beschrieben.
Der Korrektor 53 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position, basierend auf wenigstens einem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52. Das heißt, der Korrektor 53 hat die Funktion, durch Steuern der Antriebseinheit 2 den beweglichen Bildschirm 1a in den absoluten Koordinaten zu bewegen. Bei dieser Konfiguration wird auch in einem Fall, in dem eine Veränderung der Referenzposition in den absoluten Koordinaten auftritt, die Referenzposition durch den Positionsdetektor 52 und den Korrektor 53 wieder auf die vorgegebene Position gesetzt, so dass die Referenzposition mit der vorgegebenen Position übereinstimmt. Der Korrektor 53 ist dafür konfiguriert, den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position zu bewegen, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52 und einem Bewegungsbetrag des beweglichen Bildschirms 1a nach Durchlaufen der Erfassungsposition. Einzelheiten hierzu werden später beschrieben.
Die Steuerschaltung 5 wird gebildet von einem Mikrocomputer, der hauptsächlich eine Zentraleinheit (CPU, engl. central processing unit) und einen Speicher umfasst. Mit anderen Worten, die Steuerschaltung 5 ist durch einen Computer implementiert, der die CPU und den Speicher umfasst. Die CPU führt ein im Speicher gespeichertes Programm aus, das dem Computer erlaubt, als Steuerschaltung 5 (Antriebssteuervorrichtung 51, Positionsdetektor 52 und Korrektor 53) zu fungieren. Dabei wird das Programm vorab im Speicher der Steuerschaltung 5 gespeichert. Das Programm kann jedoch über eine Telekommunikationsleitung wie z.B. das Internet bereitgestellt werden, oder indem es auf verschiedenen Arten von Platten oder auf einem nichtflüchtigen Aufzeichnungsmedium wie z.B. einer Speicherkarte gespeichert wird. Die Steuerschaltung 5 kann von einer zweckbestimmten Schaltung gebildet werden, statt von einer Mehrzweck-CPU und einem in einem Speicher gespeicherten Programm.
Funktionsweise
Grundlegende Funktionsweise
Als nächstes wird die grundlegende Funktionsweise der Anzeigevorrichtung 10 mit Bezug auf 6 beschrieben.
Die Steuerschaltung 5 steuert den Bestrahler 3, um den beweglichen Bildschirm 1a mit dem Licht vom Bestrahler 3 zu bestrahlen. In diesem Moment bestrahlt der Bestrahler 3 den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht, das zum Abtasten der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a verwendet wird. Bei dieser Konfiguration wird das Bild 700 (siehe 7) auf der Vorderfläche 11 oder der Rückfläche 12 des beweglichen Bildschirms 1a gebildet (projiziert). In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist beispielsweise die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a lichtstreuende Eigenschaften auf, wodurch das Bild 700 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a gebildet wird. Ferner tritt das Licht vom Bestrahlers 3 durch den beweglichen Bildschirm 1a hindurch, und die Windschutzscheibe 101 wird mit Licht von dem Projektionsoptiksystem 4 (Vergrößerungslinse 41, erster Spiegel 42 und zweiter Spiegel 43) bestrahlt. Auf diese Weise wird das auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildete Bild 700 von unten auf die Windschutzscheibe 101 in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100 projiziert.
Wenn das Bild 700 von dem Projektionsoptiksystem 4 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird, reflektiert die Windschutzscheibe 101 das Licht von dem Projektionsoptiksystem 4 in Richtung zu dem Benutzer 200 in der Fahrgastzelle. Dies ermöglicht dem Benutzer 200, das von der Windschutzscheibe 101 reflektierte Bild 700 visuell zu erkennen. Folglich erkennt der Benutzer 200 durch die Windschutzscheibe 101 visuell das virtuelle Bild 300 (erstes virtuelles Bild 301 oder zweites virtuelles Bild 302), das auf den Bereich vor dem Fahrzeug 100 (außerhalb) projiziert wird.
Ferner bewirkt die Steuerschaltung 5, dass die Antriebssteuervorrichtung 51 die Antriebseinheit 2 so steuert, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a in einer Bewegt-Anzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm 1a vom Projektor 40 (Projektionsoptik 4 und Bestrahlungsgerät 3) als Zielbildschirm ausgewählt wird, in Bewegungsrichtung X bewegt. In einem Fall, in dem eine Bestrahlungsposition des Lichts vom Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a, d.h. eine Position des Leuchtflecks B1, konstant ist, wird ein Abstand von den Augen (Augenpunkt) des Benutzers 200 zu dem virtuellen Bild 300 kürzer, wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a in der ersten Richtung X1 bewegt. Im Folgenden wird dieser Abstand auch als „Betrachtungsabstand“ bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird in einem Fall, in dem die Position des Leuchtflecks B1 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a konstant ist, der visuelle Abstand zu dem virtuellen Bild 300 größer, wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a in der zweiten Richtung X2 bewegt. Kurz, der Betrachtungsabstand zu dem virtuellen Bild 300 ändert sich entsprechend einer Position des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X. Wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a näher am Bestrahler 3 befindet, ist der Betrachtungsabstand zu dem projizierten virtuellen Bild 300, das dem leuchtenden Punkt B1 auf dem beweglichen Bildschirm 1a entspricht, größer. Mit anderen Worten, wenn sich die Bestrahlungsposition des Lichts vom Bestrahler 3 auf dem beweglichem Bildschirm 1a von dem Projektionsoptiksystem 4 in Bewegungsrichtung X weiter entfernt, wird der Betrachtungsabstand zu dem virtuellen Bild 300, das mit diesem Licht projiziert wird, größer.
Die Steuerschaltung 5 steuert den Bestrahler 3, um den ortsfesten Bildschirm 1b mit dem Licht von dem Bestrahler 3 zu bestrahlen. In diesem Moment bestrahlt der Bestrahler 3 den ortsfesten Bildschirm 1b mit Licht, das zum Abtasten der Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b verwendet wird. Daher wird ähnlich wie in einem Fall, in dem ein beweglicher Bildschirm 1a mit Licht bestrahlt wird, ein Bild auf der Vorderfläche 11 (oder der Rückfläche 12) des ortsfesten Bildschirms 1b erzeugt und das Bild auf die Windschutzscheibe 101 projiziert. Folglich erkennt der Benutzer 200 durch die Windschutzscheibe 101 visuell das virtuelle Bild 300 (drittes virtuelles Bild 303), das auf den Bereich vor dem Fahrzeug 100 (außerhalb) projiziert wird.
Spezifische Anzeigefunktion
Als nächstes wird eine spezifische Funktionsweise zur Projektion des virtuellen Bildes 300 in der Anzeigevorrichtung 10 mit Bezug auf die 7 und 8 beschrieben. 7 ist ein schematisches Schaubild, das eine Funktionsweise der Anzeigevorrichtung 10 zum Projizieren des ersten virtuellen Bildes 301 zeigt. 8 ist ein schematisches Schaubild, das eine Funktionsweise der Anzeigevorrichtung 10 zum Projizieren eines zweiten virtuellen Bildes 302 zeigt. In den 7 und 8 sind Elemente wie z.B. der ortsfeste Bildschirm 1b weggelassen.
Wie in 7 gezeigt ist, steuert die Steuerschaltung 5 den Bestrahler 3, um den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht zu bestrahlen, wenn das erste virtuelle Bild 301 projiziert wird. In diesem Fall fixiert die Steuerschaltung 5 den beweglichen Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X, ohne den beweglichen Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X zu bewegen (siehe 6). Das heißt, die Steuerschaltung 5 steuert die Antriebseinheit 2 und den Bestrahler 3, um den beweglichen Bildschirm 1a an der festen Position mit Licht zu bestrahlen. Wie oben beschrieben worden ist, ist der bewegliche Bildschirm 1a bezüglich der Bewegungsrichtung X geneigt. Dementsprechend variiert ein Abstand zu dem Projektionsoptiksystem 4 in Bewegungsrichtung X in Abhängigkeit von einer Position auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a in Längsrichtung, selbst wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a an der festen Position befindet. Selbst wenn der bewegliche Bildschirm 1a fixiert ist, ändert sich daher die Bestrahlungsposition des Lichts vom Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X, wenn sich die Bestrahlungsposition des Lichts vom Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a in Längsrichtung ändert. Folglich wird das erste Bild 701 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet. Das erste Bild 701 ist das Bild 700, das auf der Vorderfläche 11 (oder der Rückfläche 12) des beweglichen Bildschirms 1a gebildet wird, welches entlang der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a gebildet wird, d.h. es ist bezüglich der Bezugsebene 503 geneigt. Wenn das erste Bild 701 von dem Projektionsoptiksystem 4 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird, erkennt der Benutzer 200 durch die Windschutzscheibe 101 visuell das erste virtuelle Bild 301, das vor das Fahrzeug 100 projiziert wird.
Wenn beispielsweise die Bestrahlungsposition des Lichts von dem Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a näher an den ersten Endteil 111 in Längsrichtung rückt, wird der Abstand von dem Projektionsoptiksystem 4 zu der Bestrahlungsposition in Bewegungsrichtung X größer. Dementsprechend wird der Betrachtungsabstand zu dem virtuellen Bild 300, das mit diesem Licht projiziert wird, größer. Im Gegensatz dazu wird der Abstand von dem Projektionsoptiksystem 4 zu der Bestrahlungsposition in Bewegungsrichtung X kürzer, wenn die Bestrahlungsposition des Lichts von dem Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a näher an den zweiten Endteil 112 in Längsrichtung rückt. Dementsprechend wird der Betrachtungsabstand zum virtuellen Bild 300, das mit diesem Licht projiziert wird, kürzer. Mit dieser Konfiguration wird das erste virtuelle Bild 301, das als virtuelles Bild 300 dient, auf der ersten virtuellen Ebene 501 gebildet, die mit dem Neigungswinkel α bezüglich der optischen Achse 500 geneigt ist.
Wenn dementsprechend der Bestrahler 3 den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht abtastet, beispielsweise von dem ersten Endteil 111 zu dem zweiten Endteil 112 in einem Zustand, in dem der bewegliche Bildschirm 1a fixiert ist, wird das erste virtuelle Bild 301 projiziert. Das erste virtuelle Bild 301 wird vom Benutzer 200 visuell mit einer Tiefe entlang der Fahrbahnoberfläche 600 erkannt. Wie in 7 gezeigt ist, wird der Betrachtungsabstand vom Augenpunkt Pe1 zu dem ersten in diesem Fall gebildeten virtuellen Bild 301 am ersten Endteil 111 (einem oberen Endteil) des beweglichen Bildschirms 1a größer als am zweiten Endteil 112 (einem unteren Endteil) des beweglichen Bildschirms 1a. Mit anderen Worten, der bewegliche Bildschirm 1a ist so konfiguriert, dass dann, wenn der erste Endteil 111 mit dem Licht des Bestrahlers 3 bestrahlt wird, eine optische Weglänge von einem Zeichnungspunkt auf dem ersten virtuellen Bild 301 zu dem Projektionsoptiksystem 4 maximiert wird. Der bewegliche Bildschirm 1a ist so konfiguriert, dass dann, wenn das zweite Endteil 112 mit dem Licht des Bestrahlers 3 bestrahlt wird, die optische Weglänge von dem Zeichnungspunkt auf dem ersten virtuellen Bildes 301 zu dem Projektionsoptiksystem 4 minimiert wird. Mit anderen Worten, das erste virtuelle Bild 301 ist so gestaltet, dass es ein virtuelles Bild ist, das bezüglich der optischen Achse 500 geneigt ist, so dass vom Benutzer 200 aus betrachtet der Betrachtungsabstand auf der oberen Endseite in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung (die Aufwärts-Abwärts-Richtung in 2) maximiert wird.
Indes bewegt die Steuerschaltung 5, wie in 8 gezeigt ist, den beweglichen Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X, während sie den Bestrahler 3 steuert, um den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht zu bestrahlen, wenn ein zweites virtuelles Bild 302 projiziert wird. Das heißt, die Steuerschaltung 5 steuert die Antriebseinheit 2 und den Bestrahler 3, um den beweglichen Bildschirm 1a, der sich bewegt, mit Licht zu bestrahlen. Da der bewegliche Bildschirm 1a bezüglich der Bewegungsrichtung X geneigt ist, wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a an der festen Position befindet, variiert der Abstand zu dem Projektionsoptiksystem 4 in Bewegungsrichtung X in Abhängigkeit von einer Position auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a in Längsrichtung. Wenn der bewegliche Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X synchron mit einer Änderung der Bestrahlungsposition des Lichts vom Bestrahler 3 in Längsrichtung bewegt wird, um die Abstandsdifferenz aufzuheben, bleibt die Bestrahlungsposition des Lichts vom Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 im beweglichen Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X unverändert. Folglich wird das zweite Bild 702 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet (projiziert). Das zweite Bild 702 ist das Bild 700, das auf der Vorderfläche 11 (oder der Rückfläche 12) des beweglichen Bildschirms 1a gebildet wird, welches entlang der Bezugsebene 503 gebildet wird. Wenn das zweite Bild 702 von dem Projektionsoptiksystem 4 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird, erkennt der Benutzer 200 durch die Windschutzscheibe 101 visuell das zweite virtuelle Bild 302, das vor das Fahrzeug 100 projiziert wird.
Es sei beispielsweise angenommen, dass eine Bestrahlungsposition des Lichts von dem Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a in Längsrichtung dem ersten Endteil 111 näher kommt. In diesem Fall wird ein Abstand von dem Projektionsoptiksystem 4 zu der Bestrahlungsposition in Bewegungsrichtung X im Wesentlichen konstant, wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a in der ersten Richtung X1 bewegt. Im Gegensatz dazu sei angenommen, dass eine Bestrahlungsposition des Lichts von dem Bestrahler 3 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a in Längsrichtung dem zweiten Endteil 112 näher kommt. In diesem Fall wird ein Abstand von dem Projektionsoptiksystem 4 zu der Bestrahlungsposition in Bewegungsrichtung X im Wesentlichen konstant, wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a in der zweiten Richtung X2 bewegt. Mit dieser Konfiguration wird das zweite virtuelle Bild 302, das als virtuelles Bild 300 dient, auf der zweiten virtuellen Ebene 502 gebildet, die unter dem Neigungswinkel β (z.B. 90 Grad) bezüglich der optischen Achse 500 geneigt ist.
Wenn beispielsweise der Bestrahler 3 den beweglichen Bildschirm 1a, der sich entlang der zweiten Richtung X2 bewegt, von dem ersten Endteil 111 zu dem zweiten Endteil 112 mit Licht bestrahlt, wird dementsprechend das zweite virtuelle Bild 302 projiziert, das visuell als aufrecht auf der Fahrbahnoberfläche 600 in einem bestimmten Abstand vom Benutzer 200 aufgestellt erkannt wird. Wie in 8 gezeigt ist, wird der Betrachtungsabstand vom Augenpunkt Pe1 zu dem zweiten virtuellen Bild 302, das in diesem Fall gebildet wird, am ersten Endteil 111 (einem oberen Endteil) des beweglichen Bildschirms 1a und am zweiten Endteil 112 (einem unteren Endteil) des beweglichen Bildschirms 1a im Wesentlichen gleich. Mit anderen Worten, vom Benutzer 200 aus betrachtet wird das zweite virtuelle Bild 302 zu einem virtuellen Bild, dessen Betrachtungsabstand am oberen Ende und am unteren Ende in der Aufwärts-Abwärts-Richtung (die Aufwärts-Abwärts-Richtung in 2) im Wesentlichen gleich ist.
Es ist zu beachten, dass ein Abtastbereich des Bestrahlers 3 in Längsrichtung schmaler eingestellt ist, wenn das zweite virtuelle Bild 302 gebildet wird, als wenn das erste virtuelle Bild 301 gebildet wird. Mit anderen Worten, wie bei dem Bild 700, das auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a gebildet wird, ist eine Abmessung in Längsrichtung des zweiten Bildes 702 kleiner als diejenige des ersten Bildes 701. Mit dieser Konfiguration, wie beispielsweise in 2 gezeigt ist, wird im Blickfeld des Benutzers 200 eine Abmessung jedes zweiten virtuellen Bildes 302 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung kleiner als eine Abmessung des ersten virtuellen Bildes 301 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung.
Die Steuerschaltung 5 steuert den Bestrahler 3, um den ortsfesten Bildschirm 1b mit Licht zu bestrahlen, wenn das dritte virtuelle Bild 303 projiziert wird. Der ortsfeste Bildschirm 1b ist bezüglich Bewegungsrichtung X im Wesentlichen orthogonal zu der Bewegungsrichtung X. Dementsprechend ist in Bewegungsrichtung X ein Abstand von der Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b zu dem Projektionsoptiksystem 4 im Wesentlichen konstant, unabhängig von einer Position auf der Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b in Längsrichtung. Folglich wird ein drittes Bild auf dem ortsfesten Bildschirm 1b entlang der Bezugsebene 503 gebildet. Wenn dieses dritte Bild von dem Projektionsoptiksystem 4 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird, erkennt der Benutzer 200 durch die Windschutzscheibe 101 visuell das dritte virtuelle Bild 303, das vor das Fahrzeug 100 projiziert wird. Das dritte virtuelle Bild 303, das durch Licht gebildet wird, das durch den ortsfesten Bildschirm 1b hindurchtritt, wird auf der zweiten virtuellen Ebene 502 gebildet, die unter dem Neigungswinkel β (z.B. 90 Grad) bezüglich der optischen Achse 500 geneigt ist, wie im Fall des zweiten virtuellen Bildes 302. Mit anderen Worten, vom Benutzer 200 aus betrachtet wird das dritte virtuelle Bild 303 zu einem virtuellen Bild, dessen Betrachtungsabstand am oberen Ende und am unteren Ende in Aufwärts-Abwärts-Richtung (die Aufwärts-Abwärts-Richtung in 2) im Wesentlichen gleich ist.
Die Anzeigevorrichtung 10 kann sowohl das erste virtuelle Bild 301 als auch das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 während eines einzigen Zyklus projizieren, in welchem der Abtaster 32 in Längsrichtung des beweglichen Bildschirms 1a einmal hin- und herbewegt wird. Im Folgenden wird beispielhaft ein Fall beschrieben, in dem das erste virtuelle Bild 301, das dritte virtuelle Bild 303 und das zweite virtuelle Bild 302 in dieser Reihenfolge projiziert werden, wenn sich der Abtaster 32 in Längsrichtung beginnend bei dem ersten Endteil 111 des beweglichen Bildschirms 1a einmal hin- und herbewegt. Genauer, auf dem „Vorwärtsweg“, bei dem das Abtasten mit Licht von dem ersten Endteil 111 zu dem zweiten Endteil 112 ausgeführt wird, bestrahlt der Projektor 40 zunächst den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht, um das erste virtuelle Bild 301 zu projizieren, und bestrahlt dann den ortsfesten Bildschirm 1b mit Licht, um das dritte virtuelle Bild 303 anzuzeigen. Anschließend, auf dem „Rückweg“, bei dem das Abtasten mit Licht von dem zweiten Endteil 112 zu dem ersten Endteil 111 ausgeführt wird, bestrahlt der Projektor 40 zunächst den ortsfesten Bildschirm 1b mit Licht, um das dritte virtuelle Bild 303 anzuzeigen, und bestrahlt dann den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht, um das zweite virtuelle Bild 302 zu projizieren.
Das heißt, wenn eine Anzeigefunktion gestartet wird (Projektion des virtuellen Bildes 300), führt die Anzeigevorrichtung 10 zunächst eine Verarbeitung zur Bildung des ersten virtuellen Bildes 301 im „Vorwärtsweg“ durch. Das heißt, die Steuerschaltung 5 zeichnet das erste Bild 701, indem sie bewirkt, dass der Bestrahler 3 im ersten Abtastzustand arbeitet und die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a von dem ersten Endteil 111 zu dem zweiten Endteil 112 abtastet (Rasterabtastung). In diesem Fall bewirkt die Steuerschaltung 5, dass die Antriebssteuervorrichtung 51 die Antriebseinheit 2 so steuert, dass der bewegliche Bildschirm 1a an der Referenzposition fixiert ist. Auf diese Weise wird auf dem „Vorwärtsweg“ zunächst das erste Bild 701 auf dem beweglichen Bildschirm 1a in einem Zustand gezeichnet, in dem der bewegliche Bildschirm 1a an der Referenzposition fixiert ist. Dementsprechend wird das erste virtuelle Bild 301 auf den Zielraum 400 entlang der Fahrbahnoberfläche 600 auf dem „Vorwärtsweg“ in der Bewegt-Anzeigeperiode projiziert, in der der bewegliche Bildschirm 1a vom Projektor 40 als Zielbildschirm ausgewählt ist.
Als nächstes führt die Anzeigevorrichtung 10 auf dem „Vorwärtsweg“ eine Verarbeitung zur Bildung des dritten virtuellen Bildes 303 durch. Das heißt, die Steuerschaltung 5 bewirkt, dass der Bestrahler 3 im ersten Abtastzustand arbeitet und die Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b von einem Ende, das dem beweglichen Bildschirm 1a am nächsten liegt, in Richtung zu einem Ende auf einer dem beweglichen Bildschirm 1a gegenüberliegenden Seite abtastet. Auf diese Weise wird ein drittes Bild gezeichnet. Wenn der Vorwärtsweg abgeschlossen ist, fährt die Anzeigevorrichtung 10 fort, indem sie eine Verarbeitung zum Bilden (Projizieren) des dritten virtuellen Bildes 303 auf dem „Rückweg“ ausführt. Das heißt, die Steuerschaltung 5 zeichnet das dritte Bild, indem sie bewirkt, dass der Bestrahler 3 im zweiten Abtastzustand arbeitet und die Vorderfläche 11 des ortsfesten Bildschirms 1b von dem Ende auf der dem beweglichen Bildschirm 1a gegenüberliegenden Seite in Richtung zu dem dem beweglichen Bildschirm 1a nächstgelegenen Ende abtastet. Auf diese Weise wird in der Fest-Anzeigeperiode, in der vom Projektor 40 der ortsfeste Bildschirm 1b als Zielbildschirm ausgewählt wird, das dritte Bild sowohl auf dem „Vorwärtsweg“ als auch auf dem „Rückweg“ auf dem ortsfesten Bildschirm 1b gezeichnet. Dementsprechend wird in der Fest-Anzeigeperiode das dritte virtuelle Bild 303, das auf der Fahrbahn 600 in einem bestimmten Abstand vom Benutzer 200 aufgerichtet ist, unabhängig vom „Vorwärtsweg“ oder „Rückweg“ auf den Zielraum 400 projiziert.
Als nächstes führt die Anzeigevorrichtung 10 auf dem „Rückweg“ eine Verarbeitung zur Bildung des zweiten virtuellen Bildes 302 durch. Das heißt, die Steuerschaltung 5 zeichnet das zweite Bild 702, indem sie bewirkt, dass der Bestrahler 3 im zweiten Abtastzustand arbeitet und die Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a von dem zweiten Endteil 112 in Richtung zu dem ersten Endteil 111 abtastet (Rasterabtastung). In diesem Fall bewirkt die Steuerschaltung 5, dass die Antriebssteuervorrichtung 51 die Antriebseinheit 2 so steuert, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a in der ersten Richtung X1 bewegt. Während einer Zeitspanne, in der das zweite Bild 702 gezeichnet wird, ist eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bildschirms 1a, der sich entlang der ersten Richtung X1 bewegt, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit konstant. Mit anderen Worten, auf dem „Rückweg“ wird das zweite Bild 702 gezeichnet, während der bewegliche Bildschirm 1a jedes Mal vom Bestrahler 3 weg in Richtung zu dem Projektionsoptiksystem 4 bewegt wird, wenn eine Abtastlinie auf dem beweglichen Bildschirm 1a entlang der Lateralrichtung gezeichnet wird. Dementsprechend wird das zweite virtuelle Bild 302, das auf der Fahrbahnoberfläche 600 in einem bestimmten Abstand vom Benutzer 200 aufgerichtet ist, auf dem „Rückweg“ und in der Bewegt-Anzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm 1a vom Projektor 40 als Zielbildschirm ausgewählt wird, auf den Zielraum 400 projiziert.
Folglich werden während eines Zeitraums, in dem sich die Bestrahlungsposition des Lichts von dem Bestrahlungsgerät 3 einmal in Längsrichtung auf Vorderflächen 11 des beweglichem Bildschirms 1a und des festem Bildschirms 1b hin- und herbewegt, das erste virtuelle Bild 301, das dritte virtuelle Bild 303 und das zweite virtuelle Bild 302 auf den Zielraum 400 projiziert. Das Abtasten in Längsrichtung erfolgt in dem Bestrahler 3 relativ schnell, so dass der Benutzer 200 das erste virtuelle Bild 301, das dritte virtuelle Bild 303 und das zweite virtuelle Bild 302 so sieht, als ob sie gleichzeitig angezeigt würden. Eine Abtastfrequenz in Längsrichtung in dem Bestrahler 3 ist beispielsweise nicht kleiner als 60 Hz.
Positionserfassungsverarbeitung
Als nächstes wird die Funktion des Positionsdetektors 52 und des Korrektors 53 zum Reduzieren einer Veränderung der Referenzposition in der Anzeigevorrichtung 10 mit Bezug auf die 9A bis 9C beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass das erste virtuelle Bild 301, das dritte virtuelle Bild 303 und das zweite virtuelle Bild 302 in dieser Reihenfolge projiziert werden, während sich der Abtaster 32 einmal in Längsrichtung hin- und herbewegt, wie in „(3.2) Spezifische Anzeigefunktion“ beschrieben worden ist.
Die 9A und 9C sind Graphen, die eine zeitliche Änderung einer Position des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X im Betrieb der Anzeigevorrichtung 10 veranschaulichen. 9B ist ein ähnlicher Graph eines Vergleichsbeispiels, in dem der Positionsdetektor 52 und der Korrektor 53 weggelassen sind. In den 9A bis 9C ist eine horizontale Achse eine Zeitachse, wobei die Position des beweglichen Bildschirms 1a entlang einer vertikalen Achse dargestellt ist.
In der Anzeigevorrichtung 10 ist jeder Rahmen F1, F2 oder F3, der einem einzelnen Zyklus entspricht, in dem sich der Abtaster 32 einmal in Längsrichtung des beweglichen Bildschirms 1a hin- und herbewegt, in die ersten bis siebten Perioden T1 bis T7 unterteilt, wie in den 9A und 9C gezeigt ist. In einem Fall, in dem ein Startzeitpunkt des „Vorwärtsweges“ ein Startpunkt jedes Rahmens F1, F2 oder F3 ist, werden die erste Periode T1, die zweite Periode T2, die dritte Periode T3, die vierte Periode T4, die fünfte Periode T5, die sechste Periode T6 und die siebte Periode T7 in dieser Reihenfolge ab dem Startpunkt jedes Rahmens F1, F2 oder F3 festgelegt. Die erste Periode T1, die vierte Periode T4 und die siebte Periode T7 sind Austastperioden, in denen der Bestrahler 3 keinen der mehreren Bildschirme 1 mit Licht bestrahlt. Während der Austastperioden bestrahlt der Bestrahler 3 weder den beweglichen Bildschirm 1a noch den ortsfesten Bildschirm 1b mit Licht. Die Austastperioden werden z.B. dann festgelegt, wenn eine Drehrichtung der Spiegeleinheit 321 in Abtaster 32 in Längsrichtung umgekehrt wird (d.h. wenn der Vorwärtsweg und der Rückweg gewechselt werden). Die zweite Periode T2 ist eine Periode zum Projizieren des ersten virtuellen Bildes 301. Die dritte Periode T3 und die fünfte Periode T5 sind Fest-Anzeigeperioden zum Projizieren des dritten virtuellen Bildes 303. Die sechste Periode T6 ist eine Bewegt-Anzeigeperiode zum Projizieren des zweiten virtuellen Bildes 302. Die Umschaltung vom „Vorwärtsweg“ auf den „Rückweg“ erfolgt in der Mitte der vierten Periode T4 (Nichtanzeigeperiode). Das heißt, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden das erste virtuelle Bild 301 und das dritte virtuelle Bild 303 in dieser Reihenfolge in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“ projiziert, und das dritte virtuelle Bild 303 und das zweite virtuelle Bild 302 werden in dieser Reihenfolge in der Periode Ty des „Rückweges“ projiziert.
Im Beispiel der 9A wird davon ausgegangen, dass eine „Referenzposition“, die als Referenz für die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 dient, mit der vorgegebenen Position Ps1 am Startpunkt des Rahmens F1 übereinstimmt. Während der ersten Periode T1, die eine Nichtanzeigeperiode des Rahmens F1 ist, werden die Positionserfassungsverarbeitung (Periode T11) und die Korrekturverarbeitung (Periode T12) wie in den Rahmen F2 und F3 ausgeführt. Dies wird später beschrieben. Der bewegliche Bildschirm 1a befindet sich an einem Endpunkt der Korrekturverarbeitung (an einem Endpunkt der Periode T12) an der vorgegebenen Position Ps1. Dementsprechend wird nach einem Endpunkt der ersten Periode T1 in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“ des Rahmens F1 der bewegliche Bildschirm 1a an der Referenzposition (vorgegebene Position Ps1) fixiert. Mit anderen Worten, während der zweiten Periode T2 in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“, wenn der bewegliche Bildschirm 1a an der Referenzposition fixiert ist, wird das erste Bild 701 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet, wodurch das erste virtuelle Bild 301 auf den Zielraum 400 projiziert wird.
Andererseits wird in der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F1 die Position des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X synchron mit dem Zeitablauf verändert, wenn das zweite Bild 702 gezeichnet wird. In 9A ist die Periode T61 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) eine Periode, in der das zweite Bild 702 gezeichnet wird. Mit anderen Worten, wenn der bewegliche Bildschirm 1a ausgehend von der Referenzposition (vorgegebene Position Ps1) in der erste Richtung X1 bewegt wird, wird das zweite Bild 702 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet, wodurch das zweite virtuelle Bild 302 auf den Zielraum 400 projiziert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bildschirms 1a konstant. Jedes Mal, wenn das zweite Bild 702 gebildet wird, wird der bewegliche Bildschirm 1a entlang der zweiten Richtung X2 bewegt, um unmittelbar nach der Periode T61 in der Periode T62 zu der Referenzposition zurückzukehren. Im Beispiel der 9A wird davon ausgegangen, dass die Referenzposition nach der Rückkehr geringfügig von der vorgegebenen Position Ps1 in den absoluten Koordinaten in der zweiten Richtung X2 abweicht. Dementsprechend befindet sich an einem Endpunkt des Rahmens F1 (am Startpunkt des Rahmens F2) der bewegliche Bildschirm 1a an einer von der vorgegebenen Position Ps1 abweichenden Position.
In der Anzeigevorrichtung 10 bewegt der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a und führt die Positionserfassungsverarbeitung in der ersten Periode T1 (Nichtanzeigeperiode) des Rahmens F2 aus. In 9A ist die Periode T11 in der ersten Periode T1 eine Periode, in der die Positionserfassungsverarbeitung ausgeführt wird. In diesem Fall bewegt der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a so, dass der bewegliche Bildschirm 1a eine Erfassungsposition (vorgegebene Position Ps1) passiert, indem er den beweglichen Bildschirm 1a mit vorgegebener Amplitude in Bewegungsrichtung X bewegt. Anschließend erfasst der Positionsdetektor 52, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a in einem Moment, in dem der bewegliche Bildschirm 1a die Erfassungsposition (vorgegebene Position Ps1) passiert, in der Erfassungsposition befindet. Das heißt, im Beispiel der 9A erfasst der Positionsdetektor 52, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a zum Zeitpunkt t0, zu dem der bewegliche Bildschirm 1a die vorgegebene Position Ps1 passiert, an der Erfassungsposition befindet.
Der Positionsdetektor 52 ist dafür konfiguriert, den beweglichen Bildschirm 1a in einem Steuerungsmuster zu bewegen, das verschiedenen ist von der Antriebssteuervorrichtung 51 in einer Nichtanzeigeperiode. Das heißt, die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a, um die Projektion des zweiten virtuellen Bildes 302 zu erreichen. Dementsprechend bewegt die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in eine vorgegebene Richtung (erste Richtung X1), indem sie die Funktion der Antriebseinheit 2 mit der Funktion des Bestrahlers 3 synchronisiert, wie in Periode T61 der sechsten Periode T6. Indes bewegt der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a in einer Nichtanzeigeperiode unabhängig von der Projektion des virtuellen Bildes 300. Dementsprechend kann der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a in einem von der Antriebssteuervorrichtung 51 verschiedenen Steuerungsmuster (Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung) bewegen.
Ferner führt der Korrektor 53 in der ersten Periode T1 (Nichtanzeigeperiode) des Rahmens F2 eine Korrekturverarbeitung durch, um den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position Ps1 zu bewegen, basierend auf einem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52. Die Periode T12 in der ersten Periode T1 ist eine Periode, in der die Korrekturverarbeitung ausgeführt wird. In diesem Fall bewegt der Korrektor 53 den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position Ps1, indem er den beweglichen Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X bewegt, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52 und einem Bewegungsbetrag des beweglichen Bildschirms 1a nach Durchlaufen der Erfassungsposition. Das heißt, der Korrektor 53 korrigiert die Referenzposition, indem er den beweglichen Bildschirm 1a zu der vorgegebenen Position Ps1 bewegt, die eine legitime Referenzposition in den absoluten Koordinaten basierend auf dem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52 ist.
Genauer erkennt der Korrektor 53 eine Richtung und einen Bewegungsbetrag des beweglichen Bildschirms 1a ab dem Zeitpunkt t0, an dem der Positionsdetektor 52 erkennt, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet, beispielsweise basierend auf einer Ausgabe des Positionssensors 6. Der Korrektor 53 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a in die legitime Referenzposition (vorgegebene Position Ps1), indem er den beweglichen Bildschirm 1a in Richtung zu einer Seite entgegengesetzt zu der erfassten Bewegungsrichtung um den so erfassten Bewegungsbetrag bewegt. Im Beispiel der 9A bewegt der Korrektor 53 im Rahmen F2 den beweglichen Bildschirm 1a in die zweite Richtung X2, da sich der bewegliche Bildschirm 1a ab dem Zeitpunkt t0 in die erste Richtung X1 bewegt hat. Dementsprechend befindet sich die Position des beweglichen Bildschirms 1a am Endpunkt der ersten Periode T1 (Startpunkt der zweiten Periode T2) des Rahmens F2 an der legitimen Referenzposition (vorgegebene Position Ps1).
Dementsprechend wird nach dem Startpunkt der zweiten Periode T2 in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“ des Rahmens F2 der bewegliche Bildschirm 1a an der legitimen Referenzposition (vorgegebene Position Ps1) fixiert. Mit anderen Worten, während der zweiten Periode T2, wenn der bewegliche Bildschirm 1a an der vorgegebenen Position Ps1 fixiert ist, wird das erste Bild 701 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet, wodurch das erste virtuelle Bild 301 auf den Zielraum 400 projiziert wird.
Während der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F2 bewegt sich der bewegliche Bildschirm 1a in den Perioden T61, T62 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) wie in Rahmen F1. Der bewegliche Bildschirm 1a befindet sich vor der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a (vor Beginn der Periode T61) an der legitimen Referenzposition (vorgegebene Position Ps1). Indes befindet sich der bewegliche Bildschirm 1a nach der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a (nach Ablauf der Periode T62) an einer Position, die von der vorgegebenen Position Ps1 abweicht. Folglich weicht die Referenzposition am Endpunkt des Rahmens F2 von der vorgegebenen Position Ps1 in den absoluten Koordinaten ab.
Anschließend, also im Rahmen F3, wird die Referenzposition korrigiert und durch Ausführen der Positionserfassungsverarbeitung und der Korrekturverarbeitung in der ersten Periode T1 (Nichtanzeigeperiode) wie in Rahmen F2 wieder auf die vorgegebene Position Ps1 gesetzt. In der Anzeigevorrichtung 10 wird die Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 in jedem Rahmen modifiziert durch Wiederholen des Vorgangs ähnlich dem oben beschriebenen Vorgang in den Rahmen F1, F2 und F3. Dies reduziert eine Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps in den absoluten Koordinaten.
Im Beispiel der 9C wird davon ausgegangen, dass eine „Referenzposition“, die als Referenz für die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 dient, mit der vorgegebenen Position Ps1 am Startpunkt des Rahmens F1 übereinstimmt. Dementsprechend ist in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“ des Rahmens F1 der bewegliche Bildschirm 1a an der Referenzposition (vorgegebene Position Ps1) fixiert. Mit anderen Worten, während der zweiten Periode T2 in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“, wenn der bewegliche Bildschirm 1a an der Referenzposition fixiert ist, wird das erste Bild 701 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet, wodurch das erste virtuelle Bild 301 auf den Zielraum 400 projiziert wird.
Andererseits wird in der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F1 die Position des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X synchron mit dem Zeitablauf verändert, wenn das zweite Bild 702 gezeichnet wird. In 9C ist die Periode T61 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) eine Periode, in der das zweite Bild 702 gezeichnet wird. Mit anderen Worten, wenn der bewegliche Bildschirm 1a von der Referenzposition (vorgegebene Position Ps1) in der ersten Richtung X1 bewegt wird, wird das zweite Bild 702 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet, wodurch das zweite virtuelle Bild 302 auf den Zielraum 400 projiziert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bildschirms 1a konstant. Jedes Mal dann, wenn das zweite Bild 702 gebildet wird, wird der bewegliche Bildschirm 1a in der zweiten Richtung X2 bewegt, um in der Periode T62 unmittelbar nach der Periode T61 in die Referenzposition zurückzukehren. Im Beispiel der 9C wird davon ausgegangen, dass die Referenzposition nach der Rückkehr geringfügig von der vorgegebenen Position Ps1 in den absoluten Koordinaten in der zweiten Richtung X2 abweicht. Dementsprechend befindet sich am Endpunkt des Rahmens F1 (am Startpunkt des Rahmens F2) der bewegliche Bildschirm 1a an einer von der vorgegebenen Position Ps1 abweichenden Position.
Dementsprechend ist wenigstens bis zum Endpunkt der zweiten Periode T2 in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“ des Rahmens F2 der bewegliche Bildschirm 1a an der von der vorgegebenen Position Ps1 abweichenden Referenzposition fixiert. Mit anderen Worten, während der zweiten Periode T2, wenn der bewegliche Bildschirm 1a an einer von der vorgegebenen Position Ps1 abweichenden Position fixiert ist, wird das erste Bild 701 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet, wodurch das erste virtuelle Bild 301 auf den Zielraum 400 projiziert wird.
In der Anzeigevorrichtung 10 bewegt der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a und führt die der Positionserfassungsverarbeitung in der dritten Periode T3 (Fest-Anzeigeperiode) des Rahmens F2 aus. Wie oben beschrieben worden ist, wird in der Fest-Anzeigeperiode der ortsfeste Bildschirm 1b vom Projektor 40 als Zielbildschirm ausgewählt. Das heißt, die Fest-Anzeigeperiode ist identisch mit der Nichtanzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm 1a nicht mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird, der in der Beschreibung der 9A verwendet wird.
In 9C ist die Periode T31 in der dritten Periode T3 eine Periode, in der die Positionserfassungsverarbeitung ausgeführt wird. In diesem Fall bewegt der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a so, dass der bewegliche Bildschirm 1a eine Erfassungsposition (vorgegebene Position Ps1) passiert, indem er den beweglichen Bildschirm 1a mit vorgegebener Amplitude in der Bewegungsrichtung X bewegt. Der Positionsdetektor 52 erfasst, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet, in einem Moment, in dem der bewegliche Bildschirm 1a die Erfassungsposition (vorgegebene Position Ps1) passiert. Das heißt, im Beispiel der 9C erfasst der Positionsdetektor 52, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet, zu dem Zeitpunkt t0, zu dem der bewegliche Bildschirm 1a die vorgegebene Position Ps1 passiert.
Ferner führt der Korrektor 53 in der dritten Periode T3 (Fest-Anzeigeperiode) des Rahmens F2 eine Korrekturverarbeitung durch, um den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position Ps1 zu bewegen, basierend auf einem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52. In 9C ist die Periode T32 in der dritten Periode T3 eine Periode, in der die Korrekturverarbeitung ausgeführt wird. In diesem Fall bewegt der Korrektor 53 den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position Ps1, indem er den beweglichen Bildschirm 1a in der Bewegungsrichtung X bewegt, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52 und einem Bewegungsbetrag des beweglichen Bildschirms 1a nach Durchlaufen der Erfassungsposition. Das heißt, der Korrektor 53 korrigiert die Referenzposition, indem er den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position Ps1 bewegt, die eine legitime Referenzposition in den absoluten Koordinaten ist, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52.
Genauer erkennt der Korrektor 53 eine Richtung und einen Betrag der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a ab dem Zeitpunkt t0, zu dem der Positionsdetektor 52 erkennt, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet, beispielsweise basierend auf einer Ausgabe des Positionssensors 6. Der Korrektor 53 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a in die legitime Referenzposition (vorgegebene Position Ps1), indem er den beweglichen Bildschirm 1a in Richtung zu einer Seite entgegengesetzt zu der erfassten Bewegungsrichtung um den so erfassten Bewegungsbetrag bewegt. Im Beispiel der 9C bewegt der Korrektor 53 im Rahmen F2 den beweglichen Bildschirm 1a in der zweiten Richtung X2, da sich der bewegliche Bildschirm 1a ab dem Zeitpunkt t0 in der ersten Richtung X1 bewegt hat. Dementsprechend befindet sich am Endpunkt der Periode Tx des „Vorwärtsweges“ (Startpunkt des „Rückweges“) des Rahmens F2 die Position des beweglichen Bildschirms 1a an der legitimen Referenzposition (vorgegebene Position Ps1).
Während der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F2 bewegt sich der bewegliche Bildschirm 1a in den Perioden T61, T62 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) wie im Rahmen F1. Der bewegliche Bildschirm 1a befindet sich vor der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a (vor Beginn der Periode T61) an der legitimen Referenzposition (vorgegebene Position Ps1). Indes befindet sich der bewegliche Bildschirm 1a nach der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a (nach Ablauf der Periode T62) an einer Position, die von der vorgegebwenen Position Ps1 abweicht. Folglich weicht die Referenzposition am Endpunkt des Rahmens F2 von der vorgegebenen Position Ps1 in den absoluten Koordinaten ab.
Anschließend wird auch im Rahmen F3 die Referenzposition korrigiert und wieder auf die vorgegebene Position Ps1 gesetzt, indem die Positionserfassungsverarbeitung und die Korrekturverarbeitung in der dritten Periode T3 (Fest-Anzeigeperiode) wie im Rahmen F2 ausgeführt wird. In der Anzeigevorrichtung 10 wird die Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 in jedem Rahmen durch Wiederholung des Vorgangs ähnlich dem oben beschriebenen Vorgang in den Rahmen F2 und F3 modifiziert. Die reduziert eine Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps in den absoluten Koordinaten.
In dem in 9B gezeigten Vergleichsbeispiel wird die Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 indes nicht in jedem Rahmen modifiziert. Dementsprechend besteht die Möglichkeit, dass ein Abweichungsbetrag von der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 groß wird. Das heißt, im Vergleichsbeispiel wird durch die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a in den Perioden T61, T62 in der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F1 die Referenzposition an dem Endpunkt des Rahmens F1 von der vorgegebenen Position Ps1 in den absoluten Koordinaten abweichen. Im Beispiel der 9B wird die Referenzposition am Endpunkt des Rahmens F1 geringfügig von der vorgegebenen Position Ps1 in der ersten Richtung X1 abweichen. In einem Fall, in dem die Referenzposition immer abweicht, wenn sich ein Bildschirm bewegt, wird ein Betrag der Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 akkumuliert, so dass die Möglichkeit besteht, dass ein Betrag der Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 allmählich zunimmt.
Während der zweiten Periode T2 in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“, wenn der bewegliche Bildschirm 1a an der Referenzposition fixiert ist, wird das erste Bild 701 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet, wodurch das erste virtuelle Bild 301 auf den Zielraum 400 projiziert wird. Während der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“, wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a basierend auf der Referenzposition bewegt, wird das zweite Bild 702 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet, wodurch das zweite virtuelle Bild 302 auf den Zielraum 400 projiziert wird. In einem Fall, in dem eine Veränderung der Referenzposition bezüglich der vorgegebenen Position Ps1 wie im Vergleichsbeispiel groß wird, besteht die Möglichkeit, dass eine Veränderung des Abstands von den Augen des Fahrers zu einem virtuellen Bild groß wird. Indes wird in der Anzeigevorrichtung 10 eine Veränderung der Referenzposition reduziert, und es ist daher möglich, eine Veränderung des Abstandes von den Augen des Fahrers zu dem virtuellen Bild 300 (erstes virtuelles Bild 301 oder zweites virtuelles Bild 302) zu reduzieren. Ferner kann in einem Fall, in dem eine Veränderung der Referenzposition reduziert wird, eine Größenveränderung des auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a gebildeten Leuchtflecks B1 (siehe 4A) relativ klein gehalten werden. Folglich kann in der Anzeigevorrichtung 10 eine Verringerung der Auflösung des Bildes 700, das auf dem beweglichen Bildschirm 1a durch das Licht von dem Bestrahler 3 gebildet wird, unterdrückt werden, wodurch vorteilhaft die Verringerung der Auflösung des virtuellen Bildes 300 unterdrückt wird.
Obwohl im Beispiel der 9A und 9C davon ausgegangen wird, dass das zweite virtuelle Bild 302 einmal während der sechsten Periode T6 projiziert wird, kann das zweite virtuelle Bild 302 während der sechsten Periode T6 mehrmals projiziert werden. Das heißt, die Verarbeitung (Perioden T61, T62) zum Bilden des zweiten Bildes 702 wird mehrfach (z.B. dreimal) ausgeführt, wodurch mehrere (z.B. drei Stück) zweite virtuelle Bilder 302 mit unterschiedlichen Betrachtungsabständen auf den Zielraum 400 projiziert werden (siehe 2). In diesem Fall wird der Betrachtungsabstand des zweiten virtuellen Bildes 302 größer, wenn eine Position, an der das zweite Bild 702 auf dem beweglichen Bildschirm 1a gebildet wird, näher an den ersten Endteil 111 rückt. In einem Fall, in dem das zweite virtuelle Bild 302 während der sechsten Periode T6 mehrmals projiziert wird, bewegt sich der bewegliche Bildschirm 1a während der sechsten Periode T6 mehrmals, und daher kann jedes Mal dann, wenn sich der bewegliche Bildschirm 1a bewegt, eine Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 auftreten. In der Anzeigevorrichtung 10 wird die Referenzposition in jedem Zyklus (Rahmen) korrigiert, in dem sich der Abtaster 32 in Längsrichtung des beweglichen Bildschirms 1a einmal hin- und herbewegt, wodurch die Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 reduziert wird.
Abwandlungen
Die erste beispielhafte Ausführungsform ist nur eine von mehreren beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die erste beispielhafte Ausführungsform kann beispielsweise gemäß einer Gestaltung unterschiedlich abgewandelt werden, solange die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung gelöst werden kann. Ferner ist der Aspekt gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform nicht darauf beschränkt, nur mittels einer Anzeigevorrichtung ausgeführt zu werden. Der Aspekt gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform kann beispielsweise durch ein System, ein Verfahren zum Steuern einer Anzeigevorrichtung, ein Computerprogramm oder ein Aufzeichnungsmedium, das ein Programm speichert, ausgeführt werden.
Im Folgenden werden Abwandlungen der ersten beispielhaften Ausführungsform aufgeführt. Die nachfolgend beschriebenen Abwandlungen können angewendet werden, während sie geeignet kombiniert werden.
In einer ersten Abwandlung der ersten beispielhaften Ausführungsform kann der Positionsdetektor 52 dafür konfiguriert sein, einen Suchbereich ändern zu können. Der „Suchbereich“ ist ein Bereich, in dem sich der bewegliche Bildschirm 1a bewegt, wenn der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung ausführt. Das heißt, zunächst erfasst der Positionsdetektor 52 in der Positionserfassungsverarbeitung, ob sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition (vorgegebene Position Ps1) befindet oder nicht, indem er den beweglichen Bildschirm 1a, der sich an der Referenzposition befindet, in Bewegungsrichtung X mit spezifizierter Amplitude (im Suchbereich) bewegt. In einem Fall, in dem der Positionsdetektor 52 nicht erfasst, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet, führt der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung durch, indem er den beweglichen Bildschirm 1a nach Änderung des Suchbereichs erneut bewegt.
Als konkretes Beispiel für die Änderung des Suchbereichs in der ersten Abwandlung vergrößert beispielsweise der Positionsdetektor 52 den Suchbereich in Bewegungsrichtung X, indem er die Amplitude des beweglichen Bildschirms 1a in der Positionserfassungsverarbeitung erhöht. Alternativ kann der Positionsdetektor 52 beispielsweise den Suchbereich ändern, indem er eine Bewegungsstartposition des beweglichen Bildschirms 1a in der Positionserfassungsverarbeitung ändert und dadurch den Suchbereich in Bewegungsrichtung X verschiebt. Ferner kann der Positionsdetektor 52 den Suchbereich ändern, indem er die Vergrößerung des Suchbereichs und die Verschiebung des Suchbereichs kombiniert. Gemäß dieser Abwandlung kann in der Positionserfassungsverarbeitung der Suchbereich, in dem der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a zum ersten Mal bewegt, relativ klein eingestellt werden. Dies führt zu einer Reduzierung des Stromverbrauchs der Antriebseinheit 2, einer Senkung des Betriebsgeräusches der Antriebseinheit 2 und dergleichen, die durch die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a in der Positionserfassungsverarbeitung hervorgerufen werden.
Ferner kann die Nichtanzeigeperiode, in der der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung ausführt, die Fest-Anzeigeperiode enthalten, in der der ortsfeste Bildschirm 1b vom Projektor 40 (Projektionsoptiksystem 4 und Bestrahler 3) als Zielbildschirm ausgewählt wird. Das heißt, da der bewegliche Bildschirm 1a auch in der Fest-Anzeigeperiode nicht mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird, kann für die Durchführung der Positionserfassungsverarbeitung die Fest-Anzeigeperiode in der Nichtanzeigeperiode enthalten sein. Im Beispiel der 9A kann der Positionsdetektor 52 beispielsweise die Positionserfassungsverarbeitung in der dritten Periode T3 oder in der fünften Periode T5, die die Fest-Anzeigeperiode ist, ausführen.
Ferner kann der Positionsdetektor 52 erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet, basierend auf einem Erfassungssignal des Positionssensors 6 während einer anderen Zeitperiode als der Nichtanzeigeperiode oder der Fest-Anzeigeperiode, beispielsweise während der Projektion des ersten virtuellen Bildes 301 oder des zweiten virtuellen Bildes 302. Das heißt, in einem Fall, in dem als Folge der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 der bewegliche Bildschirm 1a die Erfassungsposition passiert, kann der Positionsdetektor 52 erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a in der Erfassungsposition befindet, basierend auf einem Erfassungssignal des Positionssensors 6, das zu diesem Zeitpunkt erhalten wird. In dieser Abwandlung kann der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode oder in der Fest-Anzeigeperiode nur in dem Fall ausführen, in dem infolge der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 der bewegliche Bildschirm 1a die Erfassungsposition nicht passiert hat. In einigen Fällen braucht beispielsweise der Positionsdetektor 52 nur erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a einmalig je vorgegebener Zeitperiode an der Erfassungsposition befindet. In solchen Fällen braucht der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode oder in der Fest-Anzeigeperiode nur in dem Fall ausführen, in dem ein Zustand, in dem der bewegliche Bildschirm 1a die Erfassungsposition nicht passiert, für eine vorbestimmte Zeitperiode andauert.
Ferner ist die vom Korrektor 53 ausgeführte Korrekturverarbeitung für die Anzeigevorrichtung 10 nicht unbedingt erforderlich und kann gegebenenfalls entfallen. In diesem Fall kann beispielsweise der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition (vorgegebene Position Ps1) gestoppt werden, indem die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch den Positionsdetektor 52 zu einem Zeitpunkt beendet wird, zu dem der Positionsdetektor 52 erfasst, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet. Dies reduziert die Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 ohne die Korrekturverarbeitung.
Obwohl die vorgegebene Position Ps1 und die Erfassungsposition in der ersten beispielhaften Ausführungsform übereinstimmen, braucht die Erfassungsposition nur in Bezug auf die vorgegebene Position Ps1 festgelegt werden. Beispielsweise kann die Erfassungsposition eine Position sein, die um einen vorbestimmten Betrag in der ersten Richtung X1 oder der zweiten Richtung X2 von der vorgegebenen Position Ps1 abweicht. In diesem Fall, wenn die Erfassungsposition durch den Positionsdetektor 52 spezifiziert werden kann, kann der Korrektor 53 die vorgegebene Position Ps1 basierend auf der Erfassungsposition und dem vorbestimmten Betrag spezifizieren.
Die Steuerschaltung 5 braucht nur zum Steuern der Antriebseinheit und des Bestrahlers 3 konfiguriert zu sein, und eine Funktion zum Steuern der Antriebseinheit 2 und eine Funktion zum Steuern des Bestrahlers 3 muss nicht integriert sein. So können beispielsweise eine Steuerung, die die Antriebseinheit 2 steuert, und eine Steuerung, die die Bestrahlungsvorrichtung 3 steuert, separat bereitgestellt werden und können miteinander synchronisiert werden.
Ferner kann die Anzeigevorrichtung 10 drei oder mehr Bildschirme 1 anstelle von zwei Bildschirmen 1 aufweisen, die einen einzigen beweglichen Bildschirm 1a und einen einzigen ortsfesten Bildschirm 1b umfassen. So können beispielsweise drei oder mehr Bildschirme 1 zwei oder mehr ortsfeste Bildschirme 1b und einen einzelnen beweglichen Bildschirm 1a umfassen, oder können zwei oder mehr bewegliche Bildschirme 1a und einen einzelnen ortsfesten Bildschirm 1b umfassen. Ferner können vier oder mehr Bildschirme 1 zwei oder mehr bewegliche Bildschirme 1a und zwei oder mehr ortsfeste Bildschirme 1b umfassen. Auch in diesem Fall bewegt der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a und führt die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode durch, in der der bewegliche Bildschirm 1a nicht mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird. Mit anderen Worten, der Positionsdetektor 52 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a und führt die Positionserfassungsverarbeitung in der Fest-Anzeigeperiode durch, in der der ortsfeste Bildschirm 1b von dem Projektor 40 als Zielbildschirm ausgewählt wird. Der Korrektor 53 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position, basierend auf einem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52. Dadurch ist es möglich, die Abweichung der Referenzposition von einem oder zwei oder mehr beweglichen Bildschirmen 1a von der vorgegebenen Position Ps1 zu reduzieren.
Obwohl im Beispiel der 9A ein Beispiel beschrieben wurde, in dem der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung während der ersten Periode T1 ausführt, die eine Nichtanzeigeperiode des „Vorwärtsweges“ ist, ist die vorliegende beispielhafte Ausführungsform nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und der Positionsdetektor 52 braucht nur die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode ausführen. Beispielsweise kann der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in der siebten Periode T7 ausführen, die eine Nichtanzeigeperiode des „Rückweges“ ist, oder in der vierten Periode T4, die eine Nichtanzeigeperiode ist, die den „Vorwärtsweg“ und den „Rückweg“ überspannt. Ferner kann der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in zwei oder mehr der ersten Periode T1, der vierten Periode T4 und der siebten Periode T7 ausführen. Die vom Korrektor 53 ausgeführte Korrekturverarbeitung muss nicht in derselben Nichtanzeigeperiode ausgeführt werden wie die vom Positionsdetektor 52 ausgeführte Positionserfassungsverarbeitung. Beispielsweise kann der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in der ersten Periode T1 ausführen und der Korrektor 53 kann die Korrekturverarbeitung in der vierten Periode T4 ausführen.
Obwohl in dem Beispiel der 9C ein Beispiel beschrieben wurde, in dem der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung während der dritten Periode T3 ausführt, die die Fest-Anzeigeperiode des „Vorwärtsweges“ ist, ist in ähnlicher Weise die vorliegende beispielhafte Ausführungsform nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und der Positionsdetektor 52 braucht lediglich die Positionserfassungsverarbeitung innerhalb der Fest-Anzeigeperiode ausführen. Beispielsweise kann der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in der fünften Periode T5 ausführen, die die Fest-Anzeigeperiode des „Rückweges“ ist, oder kann die Positionserfassungsverarbeitung sowohl in der dritten Periode T3 als auch in der fünften Periode T5 ausführen. Die vom Korrektor 53 ausgeführte Korrekturverarbeitung muss nicht in derselben Fest-Anzeigeperiode ausgeführt werden wie die vom Positionsdetektor 52 ausgeführte Positionserfassungsverarbeitung. Beispielsweise kann der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in der dritten Periode T3 ausführen und der Korrektor 53 kann die Korrekturverarbeitung in der fünften Periode T5 ausführen.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 ist nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt, dass beim Bilden des ersten virtuellen Bildes 301 der bewegliche Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X fixiert ist. Es kann eine solche Konfiguration angewendet werden, bei der sich der bewegliche Bildschirm 1a beim Bilden des ersten virtuellen Bildes 301 in Bewegungsrichtung X bewegt. Die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt beispielsweise in der Periode Tx des „Vorwärtsweges“ weiterhin den beweglichen Bildschirm 1a in der ersten Richtung X1. Andererseits bewirkt die Antriebssteuervorrichtung 51 in der Periode Ty des „Rückweges“ nur in einer Periode, in der das zweite Bild 702 gezeichnet wird, eine Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a in der ersten Richtung X1, wobei die Antriebssteuervorrichtung 51 in anderen Perioden eine Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a in der zweiten Richtung X2 bewirkt. Gemäß dieser Abwandlung ist es möglich, einen Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms 1a enger zu halten als in einer Konfiguration, in der der bewegliche Bildschirm 1a parallel zu der Bezugsebene 503 verläuft.
Ferner kann der bewegliche Bildschirm 1a parallel zur Bezugsebene 503 sein. Auch in diesem Fall bewegt der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a und führt die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode aus, in der der bewegliche Bildschirm 1a nicht mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird. Mit anderen Worten, der Positionsdetektor 52 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a und führt die Positionserfassungsverarbeitung in der Fest-Anzeigeperiode aus, in der der ortsfeste Bildschirm 1b vom Projektor 40 als Zielbildschirm ausgewählt wird. Der Korrektor 53 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position, basierend auf einem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52. Dadurch ist es möglich, die Abweichung der Referenzposition des beweglichen Bildschirms 1a von der vorgegebenen Position Ps1 zu reduzieren. Ferner ist der ortsfeste Bildschirm 1b nicht auf die Konfiguration beschränkt, in der der ortsfeste Bildschirm 1b parallel zu der Bezugsebene 503 ist, und der ortsfeste Bildschirm 1b kann bezüglich der Bezugsebene 503 geneigt sein, wie im Fall des beweglichen Bildschirms 1a.
Die Anzeigevorrichtung 10 ist nicht auf die Konfiguration beschränkt, die das erste virtuelle Bild 301, das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 gleichzeitig projiziert, und kann beispielsweise einen Modus zum Projizieren nur des ersten virtuellen Bildes 301 und einen Modus zum Projizieren nur des zweiten virtuellen Bildes 302 aufweisen. In ähnlicher Weise kann die Anzeigevorrichtung 10 einen Modus zum Projizieren nur des ersten virtuellen Bildes 301 und des dritten virtuellen Bildes 303, einen Modus zum Projizieren nur des zweiten virtuellen Bildes 302 und des dritten virtuellen Bildes 303, und einen Modus zum Projizieren nur des dritten virtuellen Bildes 303 aufweisen.
Der Betriebszustand des Bestrahlers 3 kann nur entweder der erste Abtastzustand (Vorwärtsweg) oder der zweite Abtastzustand (Rückweg) sein. In diesem Fall werden das erste virtuelle Bild 301, das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 entweder im ersten Abtastzustand (Vorwärtsweg) oder im zweiten Abtastzustand (Rückweg) gebildet.
Ferner wurde in der ersten beispielhaften Ausführungsform die Konfiguration beschrieben, in der das erste virtuelle Bild 301 nur im ersten Abtastzustand (Vorwärtspfad) gebildet wird und das zweite virtuelle Bild 302 nur im zweiten Abtastzustand (Rückkanal) gebildet wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann das erste virtuelle Bild 301 nur im zweiten Abtastzustand (Rückweg) erzeugt werden und das zweite virtuelle Bild 302 kann nur im ersten Abtastzustand (Vorwärtsweg) gebildet werden. Alternativ können das erste virtuelle Bild 301 oder das zweite virtuelle Bild 302 sowohl im ersten Abtastzustand (Vorwärtsweg) als auch im zweiten Abtastzustand (Rückweg) gebildet werden. Ferner können sowohl das erste virtuelle Bild 301 als auch das zweite virtuelle Bild 302 sowohl im ersten Abtastzustand (Vorwärtsweg) als auch im zweiten Abtastzustand (Rückweg) gebildet werden. In diesem Fall kann, wie bei wenigstens Teilen des ersten virtuellen Bildes 301 und des zweiten virtuellen Bildes 302, die Leuchtdichte des virtuellen Bildes 300 durch Bilden eines identischen virtuellen Bildes 300 sowohl im ersten Abtastzustand (Vorwärtsweg) als auch im zweiten Abtastzustand (Rückweg) erhöht werden. Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform beschränkt sich nicht auf eine Konfiguration, in der sowohl im ersten Abtastzustand (Vorwärtsweg) als auch im zweiten Abtastzustand (Rückweg) das dritte virtuelle Bild 303 gebildet wird, wobei das dritte virtuelle Bild 303 auch nur im ersten Abtastzustand (Vorwärtsweg) oder auch nur im zweiten Abtastzustand (Rückweg) gebildet werden kann.
Der Abtastbereich des Bestrahlers 3 auf der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a in Längsrichtung, der bezüglich der Bezugsebene 503 geneigt ist, kann bei der Bildung des zweiten virtuellen Bildes 302 größer sein als bei der Bildung des ersten virtuellen Bildes 301.
Wie in 2 gezeigt ist, ist das Projizieren der mehreren (in diesem Fall drei Stück) zweiten virtuellen Bilder 302 mit den unterschiedlichen Betrachtungsabständen auf den Zielraum 400 für die Anzeigevorrichtung 10 nicht unbedingt erforderlich. Es kann auch nur ein zweites virtuelles Bild 302 auf den Zielraum 400 projiziert werden.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 kann die Antriebssteuereinheit 2 so steuern, dass eine schnelle Beschleunigung und Verzögerung des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X unterdrückt wird. Genauer definiert die Antriebssteuervorrichtung 51 ein Steuerungsmuster der Antriebseinheit 2, um die dem beweglichen Bildschirm 1a auferlegte Beschleunigung auf einen vorgegebenen Wert oder niedriger zu drücken, z. B. nach dem Umschalten zwischen einem Zustand, in dem der bewegliche Bildschirm 1a gestoppt ist, und einem Zustand, in dem der bewegliche Bildschirm 1a bewegt wird.
Im Bildschirm 1 kann eine „Anzeigeebene“ wenigstens eine Ebene sein, die zur Bildung von Bild 700 verwendet wird. Die Anzeigeebene ist nicht auf die Vorderfläche 11 des Bildschirms 1 beschränkt, sondern kann beispielsweise die Rückfläche 12 des Bildschirms 1 sein. Ferner muss die Vorderfläche 11 (oder die Rückfläche 12) des Bildschirms 1 nicht vollständig als „Anzeigeebene“ dienen. Die „Anzeigeebene“ kann ein Teilbereich auf der Vorderfläche 11 (oder der Rückfläche 12) des Bildschirms 1 sein, wobei in diesem Fall das Bild 700 auf dem Teilbereich auf der Vorderfläche 11 (oder der Rückfläche 12) des Bildschirms 1 zu bilden ist.
Der Bildschirm 1 ist nicht auf die Konfiguration beschränkt, in der nur die Vorderfläche 11 des Bildschirms 1 lichtstreuende Eigenschaften aufweist. Beispielsweise können auch nur die Rückfläche 12 oder sowohl die Vorderfläche 11 als auch die Rückfläche 12 lichtstreuende Eigenschaften aufweisen. In einem Fall, in dem die Rückfläche 12 des Bildschirms 1 lichtstreuende Eigenschaften aufweist, wird Bild 700 auf der Rückfläche 12 des Bildschirms 1 gebildet.
Ferner ist die Anzeigevorrichtung 10 nicht auf die Konfiguration der Projektion des virtuellen Bildes 300 auf den in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 festgelegten Zielraum 400 beschränkt. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung 10 das virtuelle Bild 300 auf einen Seitenabschnitt, einen hinteren Abschnitt, einen oberen Abschnitt und dergleichen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 projizieren.
Der bewegliche Bildschirm 1a wird nicht nur geradlinig in Bewegungsrichtung X bewegt. Beispielsweise kann der bewegliche Bildschirm 1a drehbar sein, um den Neigungswinkel θ der Vorderfläche 11 bezüglich der Bezugsebene 503 zu ändern.
Das Projektionsoptiksystem 4 kann ein optisches Relaissystem zum Erzeugen eines Zwischenbildes aufweisen oder nicht.
Ferner ist die Anzeigevorrichtung 10 nicht auf die Blickfeld-Anzeigevorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug 100 beschränkt. Beispielsweise ist die Anzeigevorrichtung 10 auch als Anzeige für einen anderen bewegten Körper als das Fahrzeug 100 anwendbar, wobei der andere bewegte Körper ein Motorrad mit Windschutz, einen Zug, ein Flugzeug, eine Baumaschine, ein Schiff und dergleichen umfasst. Außerdem ist der Einsatzort der Anzeigevorrichtung 10 nicht auf den bewegten Körper beschränkt. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung 10 in einer Unterhaltungsanlage verwendet werden. Die Anzeigevorrichtung 10 kann auch als tragbares Endgerät verwendet werden, wie beispielsweise als eine am Kopf befestigte Anzeigevorrichtung (HMD = head mounted display). Ferner kann die Anzeigevorrichtung 10 in einer medizinischen Einrichtung und als stationäre Vorrichtung verwendet werden.
(Zweite beispielhafte Ausführungsform)
Gemäß der Anzeigevorrichtung 10 einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung führt der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung aus, während er als Auslöser eine Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 in einer Bewegt-Anzeigeperiode verwendet. Insofern unterscheidet sich die Anzeigevorrichtung 10 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform von der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform. Eine Grundkonfiguration in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist ähnlich der Konfiguration der 3, auf die in der ersten beispielhaften Ausführungsform Bezug genommen worden ist. Im Folgenden sind Bestandteile, die mit denen der ersten beispielhaften Ausführungsform identisch sind, mit identischen Bezugszeichen versehen, wobei deren Erläuterungen weggelassen sind.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform eine Bewegt-Anzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm 1a mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird, intermittierend festgelegt. Das heißt, eine Bewegt-Anzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm 1a von dem Projektor 40 als Zielbildschirm ausgewählt wird, wird intermittierend festgelegt. In der so intermittierend festgelegten Bewegt-Anzeigeperiode bewegt die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a nur in einem Fall, in dem ein zweites virtuelles Bild 302 projiziert wird, anstatt jedes Mal den beweglichen Bildschirm 1a zu bewegen. Das heißt, in der intermittierend festgelegten Bewegt-Anzeigeperiode projiziert die Anzeigevorrichtung 10 beispielsweise das zweite virtuelle Bild 302 nur zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Anweisung von einem im Fahrzeug 100 montierten Fahrassistenzsystem gegeben wird, anstatt jedes Mal ein zweites virtuelles Bild 302 zu projizieren. In einer Bewegt-Anzeigeperiode, in der das zweite virtuelle Bild 302 nicht projiziert wird, bewegt sich der bewegliche Bildschirm 1a nicht, und daher weicht eine Referenzposition nicht von der vorgegebenen Position Ps1 ab.
In Anbetracht dessen führt der Positionsdetektor 52 in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Positionserfassungsverarbeitung aus, während er als Auslöser die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 in einer Bewegt-Anzeigeperiode verwendet. Das heißt, die Positionserfassungsverarbeitung wird nur in einem Fall ausgeführt, in dem sich der bewegliche Bildschirm 1a in der Bewegt-Anzeigeperiode bewegt. Mit anderen Worten, der Positionsdetektor 52 führt die Positionserfassungsverarbeitung nicht aus, wenn die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a in einer Bewegt-Anzeigeperiode nicht bewegt.
Genauer, in einem Fall, in dem die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a in einer Bewegt-Anzeigeperiode bewegt, führt der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode vor oder nach dieser Bewegt-Anzeigeperiode aus. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 10A bis 10D ein Fall beschrieben, in dem die Positionserfassungsverarbeitung vor der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt wird, und ein Fall, in dem die Positionserfassungsverarbeitung nach der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt wird. Die 10A und 10C sind Graphen, die eine zeitliche Änderung einer Position des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X in einem Fall veranschaulichen, in dem die Positionserfassungsverarbeitung vor der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt wird. Die 10B und 10D sind ähnliche Graphen in einem Fall, in dem die Positionserfassungsverarbeitung nach der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt wird. In den 10A bis 10D ist eine horizontale Achse eine Zeitachse, und die Position des beweglichen Bildschirms 1a ist entlang einer vertikalen Achse angegeben.
Zunächst wird ein Fall beschrieben, in dem der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung vor der Bewegt-Anzeigeperiode ausführt, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt. Im Beispiel der 10A wird das zweite virtuelle Bild 302 nur im Rahmen F2 unter den Rahmen F1, F2 und F3 projiziert. Das heißt, der bewegliche Bildschirm 1a wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 nur in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F2 bewegt und wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ der Rahmen F1, F3 nicht bewegt. In diesem Fall werden die Positionserfassungsverarbeitung durch den Positionsdetektor 52 und die Korrekturverarbeitung durch den Korrektor 53 in einer Nichtanzeigeperiode (erste Periode T1 des Rahmens F2) vor der sechsten Periode T6 des Rahmens F2 ausgeführt. Dementsprechend wurde die Referenzposition in der Bewegt-Anzeigeperiode (sechste Periode T6 des Rahmens F2), in der der bewegliche Bildschirm 1a von der Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt wird, korrigiert und wieder auf die vorgegebene Position Ps1 gesetzt.
Im Beispiel der 10C wird das zweite virtuelle Bild 302 nur im Rahmen F2 unter den Rahmen F1, F2 und F3 projiziert. Das heißt, der bewegliche Bildschirm 1a wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 nur in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F2 bewegt und wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ der Rahmen F1, F3 nicht bewegt. In diesem Fall werden die Positionserfassungsverarbeitung durch den Positionsdetektor 52 und die Korrekturverarbeitung durch den Korrektor 53 in einer Fest-Anzeigeperiode (dritte Periode T3 des Rahmens F2) unmittelbar vor der sechsten Periode T6 des Rahmens F2 ausgeführt. Dementsprechend wurde die Referenzposition in der Bewegt-Anzeigeperiode (sechste Periode T6 des Rahmens F2), in der der bewegliche Bildschirm 1a von der Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt wird, korrigiert und wieder auf die vorgegebene Position Ps1 gesetzt.
Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung nach der Bewegt-Anzeigeperiode ausführt, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt hat. Im Beispiel der 10B wird das zweite virtuelle Bild 302 nur im Rahmen F2 unter den Rahmen F1, F2 und F3 projiziert. Das heißt, der bewegliche Bildschirm 1a wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 nur in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F2 und wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ der Rahmen F1, F3 nicht bewegt. In diesem Fall werden die Positionserfassungsverarbeitung durch den Positionsdetektor 52 und die Korrekturverarbeitung durch den Korrektor 53 in einer Nichtanzeigeperiode (erste Periode T1 des Rahmens F3) nach der sechsten Periode T6 des Rahmens F2 ausgeführt. Dementsprechend wird die Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1, die in der Bewegt-Anzeigeperiode (sechste Periode T6 des Rahmens F2) auftritt, in der der bewegliche Bildschirm 1a von der Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt wird, nach dieser Bewegt-Anzeigeperiode modifiziert.
Im Beispiel der 10D wird das zweite virtuelle Bild 302 nur im Rahmen F2 unter den Rahmen F1, F2 und F3 projiziert. Das heißt, der bewegliche Bildschirm 1a wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 nur in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F2 bewegt und wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ der Rahmen F1, F3 nicht bewegt. In diesem Fall werden die Positionserfassungsverarbeitung durch den Positionsdetektor 52 und die Korrekturverarbeitung durch den Korrektor 53 in einer Fest-Anzeigeperiode (dritte Periode T3 des Rahmens F3) unmittelbar nach der sechsten Periode T6 des Rahmens F2 ausgeführt. Dementsprechend wird die Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1, die in der Bewegt-Anzeigeperiode (sechste Periode T6 des Rahmens F2) auftritt, in der der bewegliche Bildschirm 1a von der Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt wird, unmittelbar nach dieser Bewegt-Anzeigeperiode modifiziert.
In einem Fall, in dem die Positionserfassungsverarbeitung vor der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt wird, bestimmt beispielsweise der Positionsdetektor 52, ob ein zweites virtuelles Bild 302 basierend auf einem Signal eines im Fahrzeug 100 montierten Fahrassistenzsystems projiziert wird oder nicht, und entscheidet, ob die Positionserfassungsverarbeitung ausgeführt wird oder nicht. In einem Fall, in dem die Positionserfassungsverarbeitung nach Ablauf der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt wird, entscheidet der Positionsdetektor 52, ob die Positionserfassungsverarbeitung in Verbindung mit der Antriebssteuervorrichtung 51 ausgeführt wird oder nicht. Dementsprechend wird in einem Fall, in dem die Positionserfassungsverarbeitung nach Ablauf der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt wird, die Verarbeitung zur Entscheidung, ob der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung ausführt oder nicht, in der Anzeigevorrichtung 10 abgeschlossen, ohne dass ein Signal von außerhalb der Anzeigevorrichtung 10 (z.B. von einem Fahrassistenzsystem) benötigt wird.
Ferner kann als spezifisches Beispiel, in dem die Ausführung der Positionserfassungsverarbeitung durch Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a mittels der Antriebssteuervorrichtung 51 in der Bewegt-Anzeigeperiode ausgelöst wird, der Positionsdetektor 52 dafür konfiguriert sein, die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode auszuführen, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 die Rücklaufverarbeitung ausführt. Das heißt, da die Antriebssteuervorrichtung 51 dafür konfiguriert ist, die Rücklaufverarbeitung zum Zurückbringen des beweglichen Bildschirms 1a in die Referenzposition auszuführen, kann der Positionsdetektor 52 die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a in der Rücklaufverarbeitung für die Positionserfassungsverarbeitung nutzen. Ein Beispiel, in dem die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode ausgeführt wird, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 die Rücklaufverarbeitung ausführt, wird mit Bezug auf 11 beschrieben. 11 ist ein Graph ähnlich der 10B, der eine zeitliche Änderung einer Position des beweglichen Bildschirms 1a in Bewegungsrichtung X zeigt. In 11 ist eine horizontale Achse eine Zeitachse, wobei eine Position des beweglichen Bildschirms 1a entlang einer vertikalen Achse angegeben ist.
Im Beispiel der 11 wird das zweite virtuelle Bild 302 nur im Rahmen F2 unter den Rahmen F1, F2 und F3 projiziert. Das heißt, der bewegliche Bildschirm 1a wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 nur in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ des Rahmens F2 bewegt und wird von der Antriebssteuervorrichtung 51 in der sechsten Periode T6 (Bewegt-Anzeigeperiode) in der Periode Ty des „Rückweges“ der Rahmen F1, F3 nicht bewegt. In diesem Fall bewegt die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a relativ zu der Referenzposition in der Periode T61 des Rahmens F2 und führt eine Rücklaufverarbeitung durch, um den beweglichen Bildschirm 1a in der Periode T62 unmittelbar nach der Periode T61 in die Referenzposition zurückzubringen. Die Positionserfassungsverarbeitung durch den Positionsdetektor 52 und die Korrekturverarbeitung durch den Korrektor 53 werden in der Periode T62 ausgeführt, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 die Rücklaufverarbeitung ausführt.
Das heißt, die Periode T62 ist weiter in die Perioden T621, T622 unterteilt, und der Positionsdetektor 52 führt die Positionserfassungsverarbeitung in der Periode T621 aus, und der Korrektor 53 führt die Korrekturverarbeitung in der Periode T622 basierend auf dem Ergebnis der Positionserfassungsverarbeitung aus. Dementsprechend wird die Abweichung der Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1, die in der Bewegt-Anzeigeperiode (sechste Periode T6 des Rahmens F2) auftritt, in der der bewegliche Bildschirm 1a von der Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt wird, innerhalb der sechsten Periode T6 modifiziert. Das heißt, die gesamte sechste Periode T6 entspricht nicht einer Bewegt-Anzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm 1a mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird, und die Periode T62, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 die Rücklaufverarbeitung ausführt, entspricht einer Nichtanzeigeperiode, in der der der bewegliche Bildschirm 1a nicht mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird. Dementsprechend kann der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in der Periode T62 ausführen.
Wie oben beschrieben worden ist, wird bei der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Ausführung der Positionserfassungsverarbeitung durch Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 in einer Bewegt-Anzeigeperiode ausgelöst, wodurch eine Häufigkeit der Positionserfassungsverarbeitung reduziert werden kann. Das heißt, in einer Bewegt-Anzeigeperiode, in der das zweite virtuelle Bild 302 nicht projiziert wird, weicht die Referenzposition nicht von der ursprünglich vorgegebenen Position Ps1 ab, so dass eine Abweichung der Referenzposition selbst dann nicht beeinflusst wird, wenn die Positionserfassungsverarbeitung nicht ausgeführt wird. Dies führt zu einer Reduzierung des Stromverbrauchs der Antriebseinheit 2, einer Senkung des Betriebsgeräusches der Antriebseinheit 2 und dergleichen, die durch die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a in der Positionserfassungsverarbeitung hervorgerufen werden. Genauer kann in einer Konfiguration, in der der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode ausführt, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 die Rücklaufverarbeitung ausführt, eine Bewegungshäufigkeit des beweglichen Bildschirms 1a reduziert werden im Vergleich zu einem Fall, in dem die Antriebseinheit 2 den beweglichen Bildschirm 1a nur für die Positionserfassungsverarbeitung bewegt.
Wie oben mit Bezug auf die 10A und 10B beschrieben worden ist, wird die Positionserfassungsverarbeitung durch den Positionsdetektor 52 in einer Nichtanzeigeperiode im Rahmen F2, die identisch ist mit der Bewegt-Anzeigeperiode, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt, oder im Rahmen F3 nach der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt. Ferner wird in den 10C und 10D die Positionserfassungsverarbeitung durch den Positionsdetektor 52 in einer Fest-Anzeigeperiode unmittelbar vor oder unmittelbar nach der Bewegt-Anzeigeperiode ausgeführt, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt. Eine Periode, in der die Positionserfassungsverarbeitung ausgeführt wird, ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Positionserfassungsverarbeitung durch den Positionsdetektor 52 in einer Nichtanzeigeperiode ausgeführt werden, die eine bestimmte Periode vor oder nach einer Bewegt-Anzeigeperiode ist, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt.
Die Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform (einschließlich der Abwandlungen) kann mit der Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform (einschließlich der Abwandlungen) kombiniert werden.
(Dritte beispielhafte Ausführungsform)
12 ist ein konzeptionelles Schaubild, das eine Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10A gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Anzeigevorrichtung 10A unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform dadurch, dass die Anzeigevorrichtung 10A nur den beweglichen Bildschirm 1a als Bildschirm 1 aufweist. Im Folgenden sind die Bestandteile, die mit denen der ersten beispielhaften Ausführungsform identisch sind, mit identischen Bezugszeichen versehen, wobei deren Erläuterungen weggelassen sind.
Das heißt, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist der in 3 gezeigte ortsfeste Bildschirm 1b weggelassen, und der Projektor 40 (Projektionsoptik 4 und Bestrahler 3) führt das Zeichnen nur auf dem beweglichen Bildschirm 1a durch. Das heißt, der Projektor 40 wählt immer den beweglichen Bildschirm 1a als Zielbildschirm aus und zeichnet auf dem beweglichen Bildschirm 1a, indem er den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht bestrahlt, das zum Abtasten des beweglichen Bildschirms 1a verwendet wird. Anschließend projiziert der Projektor 40 das virtuelle Bild 300 (erstes virtuelles Bild 301 oder zweites virtuelles Bild 302) auf den Zielraum 400, basierend auf dem Licht, das durch den beweglichen Bildschirm 1a hindurchtritt.
Die Funktion der Anzeigevorrichtung 10A ist beispielsweise identisch mit der in 9A dargestellten Funktion, mit Ausnahme, dass die dritte Periode T3 und die fünfte Periode T5, die Fest-Anzeigeperioden sind, entfallen. In diesem Fall wird die zweite Periode T2 um die dritte Periode T3 verlängert, und die sechste Periode T6 wird um die fünfte Periode T5 verlängert. Auch in diesem Fall bewegt der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a und führt die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode (erste Periode T1, vierte Periode T4 oder siebte Periode T7) durch, in der der bewegliche Bildschirm 1a nicht mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird.
In der dritten beispielhaften Ausführungsform hat die Anzeigevorrichtung 10A nur einen beweglichen Bildschirm 1a, jedoch ist die dritte beispielhafte Ausführungsform nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Anzeigevorrichtung 10A kann mehrere bewegliche Bildschirme 1a aufweisen.
Die Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10A gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform (einschließlich der Abwandlungen) kann mit der Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform (einschließlich der Abwandlungen) und der zweiten beispielhaften Ausführungsform (einschließlich der Abwandlungen) kombiniert werden.
Die in jeder der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen gezeigten Zeichnungen sind lediglich konzeptionelle Schaubilder zur Erläuterung eines Beispiels der Anzeigevorrichtungen 10, 10A und unterscheiden sich gegebenenfalls in Formen, Größen, Positionsbeziehungen und dergleichen der Elemente von tatsächlichen Anzeigevorrichtungen 10, 10A.
(Überblick)
Wie oben beschrieben worden ist, weisen die Anzeigevorrichtungen 10, 10A einen beweglichen Bildschirm 1a, eine Antriebssteuervorrichtung 51, einen Projektor 40 und einen Positionsdetektor 52 auf. Der bewegliche Bildschirm 1a ist in Bewegungsrichtung X beweglich. Die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a relativ zu einer Referenzposition, die auf eine vorgegebene Position Ps1 gesetzt ist, in Bewegungsrichtung X des beweglichen Bildschirms 1a. Der Projektor 40 führt das Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm 1a durch, indem er den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht bestrahlt, das zum Abtasten des beweglichen Bildschirms 1a verwendet wird, und projiziert das virtuelle Bild 300 auf den Zielraum 400, basierend auf Licht, das durch den beweglichen Bildschirm 1a hindurchtritt. Der Positionsdetektor 52 führt eine Positionserfassungsverarbeitung aus, um zu erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an einer Erfassungsposition befindet, die in Bezug auf die vorgegebene Position Ps1 festgelegt ist. Der Positionsdetektor 52 ist dafür konfiguriert, den beweglichen Bildschirm 1a zu bewegen und die Positionserfassungsverarbeitung in einer Nichtanzeigeperiode auszuführen, in der der bewegliche Bildschirm 1a nicht mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Positionserfassungsverarbeitung zum Erfassen einer Erfassungsposition des beweglichen Bildschirms 1a unter Verwendung einer Nichtanzeigeperiode ausgeführt, in der die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a die Projektion des virtuellen Bildes 300 nicht beeinflusst. Dementsprechend kann der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a bewegen und eine Erfassungsposition des beweglichen Bildschirms 1a erfassen, ohne die Projektion des virtuellen Bildes 300 zu beeinflussen. Daher kann in einem Fall, in dem die Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 abweicht, diese Abweichung erkannt werden und eine Veränderung der Referenzposition kann reduziert werden. Folglich ist es möglich, eine Veränderung des Abstandes von den Augen des Benutzers 200 zu dem virtuellen Bild 300, die durch die Abweichung der Referenzposition hervorgerufen wird, zu reduzieren.
Der Positionsdetektor 52 kann dafür konfiguriert sein, den beweglichen Bildschirm 1a in einem von der Antriebssteuervorrichtung 51 verschiedenen Steuerungsmuster in einer Nichtanzeigeperiode zu bewegen. Gemäß dieser Konfiguration kann selbst in einem Fall, in dem die Positionserfassungsverarbeitung nicht effizient ausgeführt werden kann, indem lediglich der bewegliche Bildschirm 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt wird, die Positionserfassungsverarbeitung effizient ausgeführt werden, indem der bewegliche Bildschirm 1a durch den Positionsdetektor 52 bewegt wird.
Die Anzeigevorrichtungen 10, 10A können ferner den Korrektor 53 aufweisen. Der Korrektor 53 ist dafür konfiguriert, den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position Ps1 zu bewegen, basierend auf wenigstens einem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52. Gemäß dieser Konfiguration wird in einem Fall, in dem die Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 abweicht, die Referenzposition durch den Korrektor 53 korrigiert, so dass eine Veränderung der Referenzposition weiter reduziert werden kann.
Der Positionsdetektor 52 kann die Positionserfassungsverarbeitung ausführen, indem er den beweglichen Bildschirm 1a so bewegt, dass der bewegliche Bildschirm 1a eine Erfassungsposition in einer Nichtanzeigeperiode passiert. Der Korrektor 53 kann den beweglichen Bildschirm 1a in die vorgegebene Position Ps1 bewegen, basierend auf einem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors 52 und einem Bewegungsbetrag des beweglichen Bildschirms 1a nach Durchlaufen der Erfassungsposition. Da gemäß dieser Konfiguration der bewegliche Bildschirm 1a die Erfassungsposition einmalig in der Positionserfassungsverarbeitung passiert und anschließend durch den Korrektor 53 in die Erfassungsposition zurückgeführt wird, kann die Beschleunigung des beweglichen Bildschirms 1a im Vergleich zu einem Fall, in dem der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition schnell stoppt, reduziert werden. Folglich wird das Auftreten einer impulsförmigen Hochfrequenzkomponente in einem Antriebsstrom der Antriebseinheit 2 unterdrückt. Dies kann die Auswirkungen auf den beweglichen Bildschirm 1a und die Antriebseinheit 2 verringern und die Geräuschentwicklung durch die Hochfrequenzkomponente unterdrücken.
Der Positionsdetektor 52 kann dafür konfiguriert sein, den Durchgang des beweglichen Bildschirms 1a durch die Erfassungsposition zu erfassen. Gemäß dieser Konfiguration kann der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung mit einer relativ einfachen Konfiguration unter Verwendung des Positionssensors 6, wie beispielsweise eines optischen Gebers, ausführen.
In den Anzeigevorrichtungen 10, 10A kann eine Bewegt-Anzeigeperiode, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt und der bewegliche Bildschirm 1a mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird, intermittierend festgelegt sein. Der Positionsdetektor 52 kann dafür konfiguriert sein, die Positionserfassungsverarbeitung auszuführen, während als Auslöser die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a durch die Antriebssteuervorrichtung 51 in der Bewegt-Anzeigeperiode verwendet wird. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Häufigkeit der Positionserfassungsverarbeitung zu reduzieren. Das heißt, in einer Bewegt-Anzeigeperiode, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a nicht bewegt, weicht die Referenzposition nicht von der ursprünglich vorgegebenen Position Ps1 ab, so dass eine Veränderung der Referenzposition auch dann nicht beeinflusst wird, wenn die Positionserfassungsverarbeitung nicht ausgeführt wird. In einer solchen Bewegt-Anzeigeperiode führt der Positionsdetektor 52 die Positionserfassungsverarbeitung nicht aus. Dies führt zu einer Verringerung des Stromverbrauchs der Antriebseinheit 2, einer Verringerung des Betriebsgeräusches der Antriebseinheit 2 und dergleichen, die der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a in der Positionserfassungsverarbeitung zuzuordnen sind.
Der Positionsdetektor 52 kann dafür konfiguriert sein, die Positionserfassungsverarbeitung vor einer Bewegt-Anzeigeperiode auszuführen, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Abweichung einer Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 vor Beginn der Bewegt-Anzeigeperiode zu erfassen, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt, und somit ist es möglich, eine Veränderung der Referenzposition zu reduzieren.
Der Positionsdetektor 52 kann dafür konfiguriert sein, die Positionserfassungsverarbeitung nach einer Bewegt-Anzeigeperiode auszuführen, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 den beweglichen Bildschirm 1a bewegt hat. Gemäß dieser Konfiguration kann die Verarbeitung zur Entscheidung, ob der Positionsdetektor 52 die Positionsdetektionsverarbeitung ausführt oder nicht, in der Anzeigevorrichtung 10, 10A ohne ein Signal von außerhalb der Anzeigevorrichtung 10, 10A (z.B. von einem Fahrassistenzsystem) abgeschlossen werden.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 kann dafür konfiguriert sein, eine Rücklaufverarbeitung durchzuführen, um den beweglichen Bildschirm 1a jedes Mal, wenn der bewegliche Bildschirm 1a bewegt wird, in einer Nichtanzeigeperiode in die Referenzposition zurückzubringen. Der Positionsdetektor 52 kann dafür konfiguriert sein, die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode auszuführen, in der die Antriebssteuervorrichtung 51 die Rücklaufverarbeitung ausführt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Bewegungshäufigkeit des beweglichen Bildschirms 1a im Vergleich zu einem Fall zu reduzieren, in dem der bewegliche Bildschirm 1a lediglich für die Positionserfassungsverarbeitung bewegt wird. Dies führt zu einer Verringerung des Stromverbrauchs der Antriebseinheit 2, einer Verringerung des Betriebsgeräusches der Antriebseinheit 2 und dergleichen, die der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a zuzuordnen sind.
Der Positionsdetektor 52 kann dafür konfiguriert sein, in einem Fall, in dem der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a innerhalb eines Suchbereichs in einer Nichtanzeigeperiode bewegt und nicht erfasst, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an der Erfassungsposition befindet, die Positionserfassungsverarbeitung durchzuführen, indem er den beweglichen Bildschirm 1a nach Änderung des Suchbereichs erneut bewegt. Gemäß dieser Konfiguration kann ein Suchbereich, in dem der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a zum ersten Mal in der Positionserfassungsverarbeitung bewegt, relativ klein festgelegt werden. Dies führt zu einer Verringerung des Stromverbrauchs der Antriebseinheit 2, einer Verringerung des Betriebsgeräusches der Antriebseinheit 2 und dergleichen, die der Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a in der Positionserfassungsverarbeitung zuzuordnen sind.
Der bewegliche Bildschirm 1a kann so konfiguriert sein, dass die Vorderfläche 11 bezüglich der Bewegungsrichtung X geneigt ist, und der Projektor 40 kann dafür konfiguriert sein, den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht zum Abtasten der Vorderfläche 11 des beweglichen Bildschirms 1a zu bestrahlen. Gemäß dieser Konfiguration kann ein Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms 1a bei einem virtuellen Bild 300, dessen Neigungswinkel in Bezug auf die optische Achse 500 des Projektors 40 relativ klein ist, relativ eng gehalten werden. Der reduzierte Bewegungsbetrag des beweglichen Bildschirms 1a führt beispielsweise zu einer Verkleinerung der Antriebseinheit 2 (Betätigungselement) zum Bewegen des beweglichen Bildschirms 1a, zu einer Verringerung des Stromverbrauchs der Antriebseinheit 2 und zu einer Verringerung des Betriebsgeräusches der Antriebseinheit 2.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 kann den beweglichen Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X fixieren, wenn das erste virtuelle Bild 301, das als virtuelles Bild 300 dient, auf der ersten virtuellen Ebene 501 gebildet wird. Der Neigungswinkel α der ersten virtuellen Ebene 501 bezüglich der optischen Achse 500 des Projektors 40 ist kleiner als ein vorgegebener Wert γ. Die Antriebssteuervorrichtung 51 kann dafür konfiguriert sein, den beweglichen Bildschirm 1a in Bewegungsrichtung X zu bewegen, wenn das zweite virtuelle Bild 302, das als virtuelles Bild 300 dient, auf der zweiten virtuellen Ebene 502 gebildet wird. Der Neigungswinkel β der zweiten virtuellen Ebene 502 bezüglich der optischen Achse 500 des Projektors 40 ist größer als der vorgegebene Wert y. Gemäß dieser Konfiguration wird das erste virtuelle Bild 301, dessen Neigungswinkel α in Bezug auf die optische Achse 500 des Projektors 40 relativ klein ist, d.h. das erste virtuelle Bild 301, dessen Winkel bezüglich der Fahrbahnoberfläche 600 vom Benutzer 200 aus betrachtet flach ist, projiziert, während der bewegliche Bildschirm 1a fixiert ist. Somit kann der Bewegungsbereich des Bildschirms 1 im Vergleich zu einem Fall, in dem der bewegliche Bildschirm 1a bewegt wird, wenn das erste virtuelle Bild 301 projiziert wird, eng gehalten werden.
Der bewegliche Bildschirm 1a kann einer von mehreren Bildschirmen 1 sein, einschließlich des ortsfesten Bildschirms 1b, und die Anzeigevorrichtungen 10, 10A können mehrere Bildschirme 1 aufweisen. In diesem Fall wählt der Projektor 40 einen unter den mehreren Bildschirmen 1 als Zielbildschirm aus. Der Projektor 40 führt das Zeichnen auf dem Zielbildschirm durch, indem er den Zielbildschirm mit Licht bestrahlt, das zum Abtasten des Zielbildschirms verwendet wird, und projiziert das virtuelle Bild 300 auf den Zielraum 400, basierend auf dem Licht, das durch den Zielbildschirm tritt. Wie oben beschrieben worden ist, ist die Nichtanzeigeperiode identisch mit einer Fest-Anzeigeperiode, in der der ortsfeste Bildschirm 1b als Zielbildschirm ausgewählt wird.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Positionserfassungsverarbeitung zum Erfassen einer Erfassungsposition des beweglichen Bildschirms 1a unter Verwendung einer Fest-Anzeigeperiode ausgeführt, in der die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a die Projektion des virtuellen Bildes 300 nicht beeinflusst. Daher kann der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a bewegen und die Erfassungsposition des beweglichen Bildschirms 1a erfassen, ohne die Projektion des virtuellen Bildes 300 zu beeinflussen. Daher kann in einem Fall, in dem die Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 abweicht, diese Abweichung erfasst werden und eine Veränderung der Referenzposition kann reduziert werden. Folglich ist es möglich, eine Veränderung des Abstandes von den Augen des Benutzers 200 zu dem virtuellen Bild 300, die durch die Veränderung der Referenzposition hervorgerufen wird, zu reduzieren.
Ein Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung 10, 10A ist ein Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung 10, 10A, die einen beweglichen Bildschirm 1a, eine Antriebssteuervorrichtung 51, einen Projektor 40 und einen Positionsdetektor 52 aufweist. Der bewegliche Bildschirm 1a ist in Bewegungsrichtung X beweglich. Die Antriebssteuervorrichtung 51 bewegt den beweglichen Bildschirm 1a relativ zu einer Referenzposition, die auf die vorgegebenen Position Ps1 festgelegt ist, in einem Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms 1a. Der Projektor 40 führt das Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm 1a durch, indem er den beweglichen Bildschirm 1a mit Licht bestrahlt, das zum Abtasten des beweglichen Bildschirms 1a verwendet wird, und projiziert das virtuelle Bild 300 auf den Zielraum 400, basierend auf Licht, das durch den beweglichen Bildschirm 1a hindurchtritt. Der Positionsdetektor 52 führt eine Positionserfassungsverarbeitung aus, um zu erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm 1a an einer Erfassungsposition befindet, die bezüglich der vorgegebenen Position Ps1 festgelegt ist. Bei dem Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung 10, 10A wird der bewegliche Bildschirm 1a bewegt, und die Positionserfassungsverarbeitung wird durch den Positionsdetektor 52 in einer Nichtanzeigeperiode ausgeführt, in der der bewegliche Bildschirm 1a nicht mit Licht von dem Projektor 40 bestrahlt wird.
Gemäß diesem Verfahren wird die Positionserfassungsverarbeitung zum Erfassen der Erfassungsposition des beweglichen Bildschirms 1a unter Verwendung einer Nichtanzeigeperiode ausgeführt, in der die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a die Projektion des virtuellen Bildes 300 nicht beeinflusst. Daher kann der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a bewegen und die Erfassungsposition des beweglichen Bildschirms 1a erfassen, ohne die Projektion des virtuellen Bildes 300 zu beeinflussen. Daher kann in einem Fall, in dem die Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 abweicht, diese Abweichung erkannt werden und eine Veränderung der Referenzposition kann reduziert werden. Folglich ist es möglich, eine Veränderung des Abstandes von den Augen des Benutzers 200 zu dem virtuellen Bild 300, die durch die Veränderung der Referenzposition hervorgerufen wird, zu reduzieren.
Ein Programm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranlasst einen Computer, das obenerwähnte Steuerungsverfahren auszuführen. Gemäß diesem Programm kann eine Veränderung des Abstands von den Augen des Benutzers 200 zu dem virtuellen Bild 300 auch dann reduziert werden, wenn ein Universalcomputer verwendet wird. Ferner kann dieses Programm in einem Zustand verwendet werden, in dem das Programm auf einem nichtflüchtigen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist.
Das Fahrzeug 100, das ein Beispiel für einen bewegten Körper gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist, weist die oben beschriebene Anzeigevorrichtung 10, 10A, eine Windschutzscheibe 101, einen Hauptkörper 104 und eine Antriebseinheit 106 für den bewegten Körper auf. Die Windschutzscheibe 101, die als reflektierendes Element dient, reflektiert das Licht vom Projektor 40 der Anzeigevorrichtung 10, 10A. Der Hauptkörper 104 enthält die Anzeigevorrichtung 10, 10A und die Windschutzscheibe 101. Die Antriebseinheit 106 des bewegten Körpers bewegt den Hauptkörper 104.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Positionserfassungsverarbeitung zum Erfassen einer Erfassungsposition des beweglichen Bildschirms 1a unter Verwendung einer Nichtanzeigeperiode ausgeführt, in der die Bewegung des beweglichen Bildschirms 1a die Projektion des virtuellen Bildes 300 nicht beeinflusst. Daher kann der Positionsdetektor 52 den beweglichen Bildschirm 1a bewegen und die Erfassungsposition des beweglichen Bildschirms 1a erfassen, ohne die Projektion des virtuellen Bildes 300 zu beeinflussen. Daher kann in einem Fall, in dem die Referenzposition von der vorgegebenen Position Ps1 abweicht, diese Abweichung erfasst werden und eine Veränderung der Referenzposition kann reduziert werden. Folglich ist es möglich, eine Veränderung des Abstandes von den Augen des Benutzers 200 zu dem virtuellen Bild 300, die durch die Veränderung der Referenzposition hervorgerufen wird, zu reduzieren.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Eine Anzeigevorrichtung, ein Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung, ein Programm, ein Aufzeichnungsmedium und ein bewegter Körper mit der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung haben den Vorteil, dass sie eine Veränderung des Abstands von den Augen des Benutzers zu einem virtuellen Bild reduzieren. Daher sind die Anzeigevorrichtung, das Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung, das Programm, das Aufzeichnungsmedium und der bewegte Körper mit der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung für eine Fahrzeuganzeigevorrichtung verwendbar.
Bezugszeichenliste

1:: Bildschirm
la:: beweglicher Bildschirm
1b:: fester Bildschirm
2:: Antriebseinheit
3:: Bestrahler
4:: Optisches Projektionssystem
5:: Steuerschaltung
6:: Positionssensor
10,10A:: Anzeigevorrichtung
11:: Vorderfläche
12:: Rückfläche
31:: Lichtquelle
32:: Abtaster
40:: Projektor

41:: Vergrößerungslinse
42:: erster Spiegel
43:: zweiter Spiegel
51:: Antriebssteuervorrichtung
52:: Positionsdetektor
53:: Korrektor
100:: Fahrzeug
101:: Windschutzscheibe
102:: Armaturenbrett
104:: Hauptkörper
106:: Antriebseinheit für bewegten Körper
108:: Antriebsquelle
110:: Antriebsrad
111:: erster Endteil
112:: zweiter Endteil
200:: Benutzer
300:: virtuelles Bild
301:: erstes virtuelles Bild
302:: zweites virtuelles Bild
303:: drittes virtuelles Bild
321:: Spiegeleinheit
322:: erste Linse
323:: zweite Linse
400:: Zielraum
500:: optische Achse
501:: erste virtuelle Ebene
502:: zweite virtuelle Ebene
503:: Bezugsebene
600:: Fahrbahnoberfläche
700:: Bild
701:: erstes Bild
702:: zweites Bild
Ps1:: vorgegebene Position

Claims

Anzeigevorrichtung, umfassend: einen beweglichen Bildschirm, der in einer Bewegungsrichtung beweglich ist; eine Antriebssteuervorrichtung, die den beweglichen Bildschirm relativ zu einer Referenzposition bewegt, die an einer vorgegebenen Position in einem Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms festgelegt ist; einen Projektor, der ein Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm ausführt durch Bestrahlung des beweglichen Bildschirms mit Licht, das zum Abtasten des beweglichen Bildschirms verwendet wird, und ein virtuelles Bild auf einen Zielraum projiziert, basierend auf Licht, das durch den beweglichen Bildschirm hindurchtritt; und einen Positionsdetektor, der eine Positionserfassungsverarbeitung ausführt, um zu erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm an einer Erfassungsposition befindet, die in Bezug auf die vorgegebene Position festgelegt ist, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, in einer Nichtanzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm nicht mit Licht von dem Projektor bestrahlt wird, den beweglichen Bildschirm zu bewegen und die Positionserfassungsverarbeitung auszuführen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, den beweglichen Bildschirm in einem von der Antriebssteuervorrichtung verschiedenen Steuerungsmuster in der Nichtanzeigeperiode zu bewegen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner einen Korrektor umfassend, der den beweglichen Bildschirm basierend auf wenigstens einem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors in die vorgegebene Position bewegt.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Positionsdetektor die Positionserfassungsverarbeitung ausführt, indem er den beweglichen Bildschirm so bewegt, dass dieser die Erfassungsposition in der Nichtanzeigeperiode passiert, und der Korrektor dafür konfiguriert ist, den beweglichen Bildschirm in die vorgegebene Position zu bewegen, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Positionsdetektors und einem Bewegungsbetrag des beweglichen Bildschirms nach dem Durchlaufen der Erfassungsposition.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, den Durchlauf des beweglichen Bildschirms durch die Erfassungsposition zu erfassen.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Bewegt-Anzeigeperiode, in der die Antriebssteuervorrichtung den beweglichen Bildschirm bewegt und der bewegliche Bildschirm, der sich bewegt, mit Licht von dem Projektor bestrahlt wird, intermittierend festgelegt ist, und der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, die Positionserfassungsverarbeitung auszuführen, während als Auslöser die Bewegung des beweglichen Bildschirms durch die Antriebssteuervorrichtung in der Bewegt-Anzeigeperiode verwendet wird.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, die Positionserfassungsverarbeitung vor der Bewegt-Anzeigeperiode auszuführen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, die Positionserfassungsverarbeitung nach der Bewegt-Anzeigeperiode auszuführen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Antriebssteuervorrichtung dafür konfiguriert ist, eine Rücklaufverarbeitung durchzuführen, um in der Nichtanzeigeperiode jedes Mal, wenn der bewegliche Bildschirm bewegt wird, den beweglichen Bildschirm in die Referenzposition zurückzubringen, und der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode auszuführen, in der die Antriebssteuervorrichtung die Rücklaufverarbeitung ausführt.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode auszuführen, indem er den beweglichen Bildschirm innerhalb eines Suchbereichs bewegt und in einem Fall, in dem der Positionsdetektor nicht erfasst, dass sich der bewegliche Bildschirm an der Erfassungsposition befindet, den beweglichen Bildschirm nach Änderung des Suchbereichs erneut bewegt.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der bewegliche Bildschirm eine Vorderfläche aufweist, die bezüglich der Bewegungsrichtung geneigt ist, und der Projektor dafür konfiguriert ist, den beweglichen Bildschirm mit Licht zu bestrahlen, das zum Abtasten der Vorderfläche des beweglichen Bildschirms verwendet wird.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Antriebssteuervorrichtung dafür konfiguriert ist, den beweglichen Bildschirm in Bewegungsrichtung zu fixieren, falls ein erstes virtuelles Bild, das als virtuelles Bild dient, auf einer ersten virtuellen Ebene gebildet wird, deren Neigungswinkel bezüglich der optischen Achse des Projektors kleiner als ein vorgegebener Wert ist, und den beweglichen Bildschirm in Bewegungsrichtung zu bewegen, falls ein zweites virtuelles Bild, das als virtuelles Bild dient, auf einer zweiten virtuellen Ebene gebildet wird, deren Neigungswinkel bezüglich der optischen Achse des Projektors größer als der vorgegebene Wert ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 8 und 10 bis 12, wobei der bewegliche Bildschirm einer von mehreren Bildschirmen ist, die einen ortsfesten Bildschirm umfassen, und die Anzeigevorrichtung die mehreren Bildschirme umfasst, der Projektor einen der mehreren Bildschirme als Zielbildschirm auswählt und das Zeichnen auf dem Zielbildschirm ausführt durch Bestrahlung des Zielbildschirms mit Licht, das zum Abtasten des Zielbildschirms verwendet wird, um das virtuelle Bild auf den Zielraum zu projizieren, basierend auf Licht, das durch den Zielbildschirm hindurchtritt, und die Nichtanzeigeperiode eine Fest-Anzeigeperiode ist, in der der ortsfeste Bildschirm als Zielbildschirm ausgewählt wird.
Verfahren zum Steuern einer Anzeigevorrichtung, die umfasst: einen beweglichen Bildschirm, der in einer Bewegungsrichtung beweglich ist, eine Antriebssteuervorrichtung, die den beweglichen Bildschirm relativ zu einer Referenzposition bewegt, die an einer vorgegebenen Position in einem Bewegungsbereich des beweglichen Bildschirms festgelegt ist, einen Projektor, der das Zeichnen auf dem beweglichen Bildschirm ausführt durch Bestrahlung des beweglichen Bildschirms mit Licht, das zum Abtasten des beweglichen Bildschirms verwendet wird, und ein virtuelles Bild auf einen Zielraum projiziert, basierend auf Licht, das durch den beweglichen Bildschirm hindurchtritt, und einen Positionsdetektor, der eine Positionserfassungsverarbeitung ausführt, um zu erfassen, dass sich der bewegliche Bildschirm an einer Erfassungsposition befindet, die in Bezug auf die vorgegebene Position festgelegt ist, wobei das Verfahren umfasst: Bewegen des beweglichen Bildschirms in einer Nichtanzeigeperiode, in der der bewegliche Bildschirm nicht mit Licht von dem Projektor bestrahlt wird; und Bewirken, dass der Positionsdetektor die Positionserfassungsverarbeitung in der Nichtanzeigeperiode ausführt.
Programm, das einen Computer veranlasst, das Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14 auszuführen.
Nichtflüchtiges Aufzeichnungsmedium, das ein Programm speichert, das einen Computer veranlasst, das Verfahren zum Steuern der Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14 auszuführen.
Bewegter Körper, umfassend: die Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13; ein reflektierendes Element, das Licht von dem Projektor reflektiert; einen Hauptkörper, der die Anzeigevorrichtung und das reflektierende Element aufnimmt; und eine Antriebseinheit für den bewegten Körper, die den Hauptkörper bewegt.