DE112018004062B4

DE112018004062B4 - Dreidimensionale anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112018004062B4
Application number: DE112018004062.3T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Ishihara; Hiroshi Ando
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2038-08-07
Also published as: CN110998416A; JP6791058B2; JP2019032467A; WO2019031443A1; DE112018004062T5; US20200174279A1

Abstract

Dreidimensionale Anzeigevorrichtung (10), die für eine Head-Up-Anzeige (1) verwendet wird, umfassend:eine Bildanzeige (21), die dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Farbgeneratoren (21R, 21G, 21B) zu verwenden, die in einer Längsrichtung und einer Querrichtung angeordnet sind, um eine Vielzahl von Parallaxenbildern anzuzeigen, wobei zwei oder mehr der Farbgeneratoren als ein Pixelelement für einen einzelnen Pixel wirken;einen oder mehrere farberzeugende Refraktoren (23, 26, 32B, 32C, 32D, 32E, 32F, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F), die, während sie über die Vielzahl von Farbgeneratoren emittiertes Licht übertragen, dazu konfiguriert sind, das Licht für jeden der Farbgeneratoren zu konvergieren oder zu divergieren, wobei das Licht in einem vorgegebenen Winkel konvergiert oder divergiert wird; undeinen Blickpunktrefraktor (16, 17), der, während er das durch den farberzeugenden Refraktor übertragene Licht überträgt, dazu konfiguriert ist, das Licht zu den jeweiligen Blickpunkten hin abzulenken, wobeider farberzeugende Refraktor beinhaltet:einen ersten Refraktor (23, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F), der dazu konfiguriert ist, das Licht in zumindest einer einer vertikalen oder einer horizontalen Richtung abzulenken; undeinen zweiten Refraktor (26, 32B, 32C, 32D, 32E, 32F), der dazu konfiguriert ist, das Licht nur in der horizontalen Richtung abzulenken.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dreidimensionale Anzeigevorrichtung, die für eine Head-Up-Anzeige verwendet wird.
Für eine Konfiguration der vorstehend beschriebenen dreidimensionalen Anzeigevorrichtung schlägt die JP H08 – 322 067 A eine Lentikular-Linse vor, um das Licht für jeden Pixel abzulenken.
Außerdem offenbart die US 2011 / 0 090 419 A1 eine elektrooptische Vorrichtung und elektronische Vorrichtung. Die elektrooptische Vorrichtung, eine autostereoskopische Anzeigevorrichtung für ein HUD mit einzelnen Pixeln zugeordneten Mikrolinsen, beinhaltet ein Anzeigeelement mit einer Vielzahl von Pixeln, eine Lentikular-Linse, die an einer Sichtseite des Anzeigeelements angeordnet ist und die Pixel räumlich trennt, und ein optisches Beobachtungssystem, das an der Sichtseite in Bezug auf die Lentikular-Linse angeordnet ist. Zwischen der Beobachtungsoptik und einem vorderen Brennpunkt der Beobachtungsoptik wird ein Bild der Pixel durch die Lentikular-Linse erzeugt.
Eine dreidimensionale Anzeigevorrichtung muss die Helligkeit von Bildern gewährleisten und darüber hinaus ein Übersprechen reduzieren, bei dem sich Licht zu einem bestimmten Blickpunkt mit Licht zu einem anderen Blickpunkt vermischt. Ausführliche Studien der Erfinder haben ergeben, dass das Übersprechen bei der Technologie der JP H08 – 322 067 A durch Abschirmen eines Teils des über jeden Pixel emittierten Lichts und Verringern eines Öffnungsverhältnisses, das ein Verhältnis einer Öffnung ist, reduziert werden kann; dies stellt jedoch ein Problem der Verringerung der Helligkeit von Bildern dar.
Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, eine Technologie zum Unterdrücken von Übersprechen in einer dreidimensionalen Anzeigevorrichtung, die für eine Head-Up-Anzeige verwendet wird, bereitzustellen und gleichzeitig die Bildhelligkeit zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch eine dreidimensionale Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
Eine dreidimensionale Anzeigevorrichtung in einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Bildanzeige, einen oder mehrere farberzeugende Refraktoren bzw. Lichtbrechungskörper und einen Blickpunktrefraktor.
Die Bildanzeige ist dazu konfiguriert, mehrere Farbgeneratoren, die in einer longitudinalen Richtung bzw. Längsrichtung und einer lateralen Richtung bzw. Querrichtung angeordnet sind, zu verwenden, um einen Satz oder mehrere Sätze von Parallaxenbildern anzuzeigen, wobei zwei oder mehr der Farbgeneratoren als ein Pixelelement für einen einzelnen Pixel wirken.
Der farberzeugende Refraktor ist, während er durch die Vielzahl von Farbgeneratoren emittiertes Licht überträgt, dazu konfiguriert, das Licht für jeden der Farbgeneratoren zu divergieren oder zu konvergieren, wobei das Licht in einem vorgegebenen Winkel divergiert oder konvergiert wird.
Der Blickpunktrefraktor ist, während er das durch den farberzeugenden Refraktor übertragene Licht überträgt, dazu konfiguriert, das Licht in Richtung jeweiliger Blickpunkte zu brechen bzw. abzulenken.
Bei dieser dreidimensionalen Anzeigevorrichtung lenkt der farberzeugende Refraktor das Licht für jeden der Farbgeneratoren ab. Folglich können Punktbilder, die Farb- und Helligkeitsinformationen jeweiliger Farbgeneratoren zeigen, in der Nähe einer Brennweite des farberzeugenden Refraktors gebildet werden, und kann ein Zwischenbild der Bildanzeige mit einem pseudo-reduzierten Öffnungsverhältnis gebildet werden. Daher kann Übersprechen, bei dem Licht zu einem bestimmten Blickpunkt mit Licht zu einem anderen Blickpunkt gemischt wird, unterdrückt werden. Ferner kann, obwohl das Übersprechen durch Abschirmen eines Teils des über die Farbgeneratoren emittierten Lichts und Reduzieren des Öffnungsverhältnisses unterdrückt werden kann, eine erfindungsgemäße Konfiguration nahe der Brennweite des farberzeugenden Refraktors das Zwischenbild der Bildanzeige mit pseudo-reduziertem Öffnungsverhältnis bilden, und kann folglich ein relativ hohes Öffnungsverhältnis des Farbgenerators festlegen. Dadurch kann die Helligkeit der von der dreidimensionalen Anzeigevorrichtung erzeugten Bilder erhöht werden.
Es wird angemerkt, dass sich das Öffnungsverhältnis auf ein Verhältnis eines Öffnungsabschnitts zu einer gesamten Region bezieht, wobei die gesamte Region eine blickpunktseitige Region eines jeweiligen Farbgenerators ist, ein Teil der gesamten Region abgeschirmt ist und der Rest der gesamten Region der Öffnungsabschnitt ist. Ferner weisen in den Ansprüchen beschriebene Bezugszeichen in Klammern auf Entsprechungsbeziehungen mit bestimmten Mitteln hin, die in den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen als ein Aspekt beschrieben werden, und beschränken den technischen Umfang der Erfindung nicht.

1 ist ein Diagramm, das eine dreidimensionale Anzeigevorrichtung veranschaulicht, die auf eine Head-Up-Anzeige angewendet ist.
2 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration der dreidimensionalen Anzeigevorrichtung veranschaulicht, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Anordnung eines Flüssigkristallpanels und einer Anordnung von Linsen veranschaulicht, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 ist eine Seitenansicht eines Bildgenerators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 ist eine Frontansicht einer Lochrasterplatte.
6 ist eine Draufsicht, die einen Zusammenhang zwischen einer Größe einer Lichtquelle und einer Größe eines erzeugten Bilds veranschaulicht.
7 ist ein gebeugtes Licht erläuterndes Diagramm.
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Wirkung einer horizontalen Streuplatte veranschaulicht.
9 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration einer dreidimensionalen Anzeigevorrichtung veranschaulicht, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
10 ist eine Frontansicht eines Bildgenerators gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
11 ist eine Draufsicht auf einen Bildgenerator gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
12 ist eine Seitenansicht eines Bildgenerators gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
13 ist eine Draufsicht auf einen Bildgenerator gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
14 ist eine Seitenansicht eines Bildgenerators gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
15 ist eine Draufsicht auf einen Bildgenerator gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
16 ist eine Seitenansicht des Bildgenerators gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
17 ist eine Draufsicht auf einen Bildgenerator gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
18 ist eine Seitenansicht des Bildgenerators gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
19 ist eine Draufsicht auf einen Bildgenerator gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
20 ist eine Seitenansicht des Bildgenerators gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel.
21 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Anordnung eines Flüssigkristallpanels und einer Anordnung von Linsen gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
<1. Erstes Ausführungsbeispiel>
<1-1. Gesamtaufbau>
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Head-Up-Anzeige 1 gemäß einem Beispiel der Erfindung an einem beweglichen Körper wie beispielsweise einem Fahrzeug AM montiert und hat die Funktion, ein dreidimensionales Bild bereitzustellen. Die Head-Up-Anzeige 1 beinhaltet eine dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10. Ferner kann die Head-Up-Anzeige 1 eine Steuerschaltung 50 beinhalten.
Die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 hat zwei oder mehrere Blickpunkte an Positionen, die einen gewissen Abstand von der Anzeigevorrichtung haben, und kann je nach Blickpunkt Parallaxenbilder bereitstellen. Das Parallaxenbild ist eine perspektivische Projektion eines dreidimensionalen Anzeigezielobjekts von einer festgelegten Blickpunktposition zu einem zweidimensionalen Bild.
Die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 emittiert einen bildbasierten Lichtstrahl in Richtung einer Windschutzscheibe G, die als ein Projektionszielelement dient. Dieser Lichtstrahl wird an der Windschutzscheibe G reflektiert und bewegt sich in Richtung der Sichtlinie des Fahrers, das heißt eines Augenbereichs ER, fort. Dann wird in dem Augenbereich ER ein virtuelles Bild VI vor dem Fahrzeug AM erzeugt und von dem Fahrer visuell erkannt.
Eine Vielzahl von Informationen, die als das virtuelle Bild VI angezeigt wird, beinhaltet Fahrzeuginformationen und Vordergrundinformationen. Die Fahrzeuginformationen beinhalten beispielsweise numerische Informationen, die einen Fortbewegungszustand des Fahrzeugs AM anzeigen, insbesondere Informationen wie eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motordrehzahl und eine Restkraftstoffmenge. Die Vordergrundinformationen beinhalten Informationen, die den von dem Fahrer über die Windschutzscheibe G visuell erkannten Vordergrund ergänzen, und beinhalten insbesondere Informationen über die Positionen und die Fortbewegungsrichtungen von Fußgängern und anderen Fahrzeugen, Informationen über zu fahrende Routen und dergleichen.
Das Projektionszielelement ist nicht auf die Windschutzscheibe G beschränkt und kann ein gut bekannter Kombinierer sein. Eine optische Achse B in 1 zeigt schematisch z.B. einen Abschnitt im Zentrum oder dergleichen des optischen Pfads des von der dreidimensionalen Anzeigevorrichtung 10 angezeigten Lichts.
Die Steuerschaltung 50 sendet ein Steuersignal zum Steuern einer Lichtquelle 11, die in der dreidimensionalen Anzeigevorrichtung 10 enthalten ist, und eines Flüssigkristallpanels bzw. einer Flüssigkristallplatte 21, gezeigt in 2, und dergleichen. Konkret erzeugt die Steuerschaltung 50 ein Steuersignal zum Spezifizieren der Helligkeit der Lichtquelle 11, der Art des von dem Flüssigkristallpanel 21 anzuzeigenden Bilds und dergleichen, in Übereinstimmung mit einem bekannten Sensor in dem Fahrzeug AM oder einem von einem Fahrer oder dergleichen eingegebenen Befehl. Dieses Steuersignal wird an die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 gesendet.
Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 einen Bildgenerator 20A, ein Lentikular bzw. Linsenraster 16 für dreidimensionales Sehen und eine Projektionslinse 17. Die dreidimensionale Anzeigeeinrichtung 10 kann eine Lichtquelle 11 und eine Beleuchtungslinse 12 beinhalten.
<1-2. Konfiguration des Bildgenerators>
Der Bildgenerator 20A beinhaltet eine Bildanzeige 22 und eine lichtabschirmende Streuplatte 24. Die Bildanzeigeeinheit 22 umfasst ein Flüssigkristallpanel 21 und eine Sub-Pixel MLA 23. MLA ist eine Abkürzung für Microlens Array bzw. Mikrolinsenanordnung.
Der Bildgenerator 20A des vorliegenden Ausführungsbeispiels entspricht einer dreidimensionalen Super-Mehrfachsicht-Anzeige. Ein Super-Mehrfachsicht-System bezieht sich auf ein System zum Anzeigen mehrerer Sätze von Parallaxenbildern in Intervallen gleich oder kleiner als der Durchmesser einer menschlichen Pupille. Ein gewöhnliches Mehrfachsicht-System induziert Konvergenz, binokulare Disparität und Bewegungsparallaxe als Entfernungswahrnehmungsfunktionen, wohingegen das Super-Mehrfachsicht-System ferner eine Einstellungs- bzw. Anpassungsfunktion induzieren kann. Was das Super-Mehrfachsicht-System anbelangt, ist es möglich, die Technologien zu verwenden, die z.B. in der Druckschrift JP 2012 - 18 245 A und der Arbeit „Y. Takaki, Y. Urano, S. Kashiwada, H. Ando und K. Nakamura“, „Super multi-view windshield display for long-distance in image information presentation“, „Opt. Express 19, 704-716 (2011)“ beschrieben sind.
Obwohl die Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Super-Mehrfachsicht-Anzeige unterstützt, kann die Erfindung auch andere dreidimensionale Anzeigen als die Super-Mehrfachsicht-Anzeige unterstützen, wie beispielsweise eine gewöhnliche Mehrfachsicht-Anzeige und eine integrale Bildgebung.
Das Flüssigkristallpanel 21, die Sub-Pixel MLA 23 und die lichtabschirmende Streuplatte 24 sind jeweils plattenförmig ausgebildet.
Das Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und die Projektionslinse 17 sind dazu konfiguriert, das von dem Bildgenerator 20A emittierte Licht in Richtung jeweiliger Blickpunkte abzulenken. Das Linsenraster 16 für dreidimensionales Sehen ist als eine gut bekannte Lentikular- bzw. Linsenraster-Linse konfiguriert, und die Projektionslinse 17 ist als eine gut bekannte konvexe oder konkave Linse konfiguriert. Die Krümmungen und die Brechungsindizes dieser Linsen sind so festgelegt, dass die von der dreidimensionalen Anzeigevorrichtung 10 erzeugten Bilder günstigerweise im Augenbereich ER erzeugt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und die Projektionslinse 17 dazu konfiguriert, unterschiedliche Funktionen zu haben, welche eine Funktion der Aufteilung in Blickpunkte und eine Funktion der Bildung der Blickpunkte in dem Augenbereich ER sind; die Funktionen können jedoch durch Änderung der Neigung des Lentikulars 16 für dreidimensionales Sehen integriert werden.
Was die Projektionslinse 17 anbelangt, kann eine Fresnel-Linse oder ein diffraktives optisches Element verwendet werden, um die Dicke zu reduzieren. Es kann bevorzugt sein, ein optisches Element mit einer frei gekrümmten Oberflächenform zum Korrigieren einer durch die Form der Windschutzscheibe erzeugten Aberration zu verwenden, oder ein diffraktives optisches Element mit Phaseninformation entsprechend der frei gekrümmten Oberflächenform zu verwenden.
Wie in 2 gezeigt ist, emittiert die Lichtquelle 11 Licht, das eine Hintergrundbeleuchtung des Flüssigkristallpanels 21 bereitstellt, im Ansprechen auf ein Steuersignal von der Steuerschaltung 50, und liefert das Licht über die Beleuchtungslinse 12 an das Flüssigkristallpanel 21. Die Beleuchtungslinse 12 ist als eine konvexe Linse konfiguriert, die das von der Lichtquelle 11 emittierte Licht so ablenkt, dass paralleles Licht erzeugt wird, wobei eine solche konvexe Linse gut bekannt ist. Als die Beleuchtungslinse 12 kann eine Fresnel-Linse oder ein diffraktives optisches Element verwendet werden, im die Dicke zu reduzieren. Als die Lichtquelle 11 kann jedes beliebige Leuchtmittel wie z.B. eine LED oder eine Laservorrichtung verwendet werden.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, beinhaltet das Flüssigkristallpanel 21 eine Vielzahl von Farbgeneratoren 21R, 21G, 21 B, die in einer longitudinalen Richtung bzw. Längsrichtung und einer lateralen Richtung bzw. Querrichtung angeordnet sind, und wirken zwei oder mehr der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21 B als ein Pixelelement eines einzelnen Pixels. Das Flüssigkristallpanel 21 ist dazu konfiguriert, die Lichtmenge, die durch jeden der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21 B übertragen wird, in Übereinstimmung mit einem Steuersignal von der Steuerschaltung 50 so zu steuern, dass mehrere Sätze von Parallaxenbildern angezeigt werden.
Das Flüssigkristallpanel 21 ist dazu konfiguriert, das Licht von der Lichtquelle 11 zu übertragen. Die Anordnung der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B unterschiedlicher Farben in der Längsrichtung und der Querrichtung bewirkt, dass die Vielzahl der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B Pixelelemente bilden.
Hierin ist die longitudinale Richtung bzw. Längsrichtung, wie in 3 gezeigt ist, eine Richtung, die der vertikalen Richtung entspricht, aber ist die Längsrichtung keine Richtung, die mit der vertikalen Richtung übereinstimmt, und ist die Längsrichtung in einem vorgegebenen leichten Winkel in Bezug auf die vertikale Richtung abgewinkelt. Die laterale Richtung bzw. Querrichtung ist eine Richtung senkrecht zu der Längsrichtung und ist in dem vorgegebenen leichten Winkel zu der horizontalen Richtung abgewinkelt.
In dem in 3 gezeigten Beispiel entsprechen die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B, bei welchen die gleichen Zahlen unter den Farbgeneratoren 21R, 21G, 21 B dargestellt sind, dem gleichen Parallaxenbild. Das heißt, die drei Farbgeneratoren 21R, 21G, 21 B von R, G und B, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind, bilden einen einzelnen Pixel.
In dieser Konfiguration ist es, da die Anzahl generierbarer Parallaxenbilder der in 3 dargestellten Anzahl entspricht, möglich, die Auflösung in der horizontalen Richtung im Vergleich zu einem typischen Flüssigkristallpanel, bei welchem die Längsrichtung und die Vertikalrichtung miteinander übereinstimmen, zu erhöhen. Beispielsweise ist es dann, wenn eine große Anzahl von Parallaxenbildern erzeugt wird, möglich, die Auflösung in der Horizontalrichtung leicht sicherzustellen.
Darüber hinaus ist das Flüssigkristallpanel 21 derart konfiguriert, dass ein Abschnitt einer gesamten Region, wobei die gesamte Region eine Region eines dem Lentikular 16 für das dreidimensionale Sehen zugewandten jeweiligen Farbgenerators 21 R, 21G, 21 B ist, abgeschirmt ist, und der restliche Abschnitt des jeweiligen Farbgenerators ein Öffnungsabschnitt ist. Das Verhältnis des Öffnungsabschnitts zu der gesamten Region ist als das Öffnungsverhältnis definiert. Dieses Öffnungsverhältnis ist geeigneterweise so festgelegt, dass Übersprechen nur schwer auftritt.
Die lichtabschirmende Streuplatte 24 beinhaltet eine Lochrasterplatte 25 und eine horizontalen Streuplatte 26, wie in 4 gezeigt ist. Die Lochrasterplatte 25 und die horizontale Streuplatte 26 sind jeweils plattenförmig ausgebildet. Während sie das durch die Vielzahl der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B emittierte Licht übertragen, divergieren oder konvergieren die Sub-Pixel MLA 23 und die horizontale Streuplatte 26 das Licht für jeden der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21 B, wobei das Licht in einem vorgegebenen Winkel divergiert oder konvergiert wird. Die in 4, 8 und 11 bis 20 gezeigten Pfeile repräsentieren die Fortbewegungsrichtungen des von der Lichtquelle 11 emittierten Lichts.
Die Sub-Pixel MLA 23 ist als eine Mikrolinsen-Anordnung konfiguriert, in welcher eine große Anzahl von Mikrolinsen jeweils zur Lichtbrechung eines entsprechend jeweiligen Farbgenerators 21R, 21G, 21B in Zeilen und Spalten angeordnet ist. Eine jeweilige Mikrolinse ist als eine konvexe Linse ausgebildet, die Licht in Bezug auf die vertikale und die horizontale Richtung konvergiert. Die Mikrolinsen haben in der vertikalen und der horizontalen Richtung den gleichen Brechungsindex. Die Mikrolinse kann durch eine asphärische Linse, ein diffraktives optisches Element oder ein holografisches optisches Element bereitgestellt sein. Die horizontale Streuplatte bzw. Streuscheibe 26 hat die Funktion, das über die Sub-Pixel MLA 23 transmittierte Licht abzulenken, um das Licht nur in der horizontalen Richtung zu streuen. Die verwendete horizontale Streuplatte 26 kann z.B. ein holografisches Element, eine Lentikular-Linse oder dergleichen sein.
Wie in 4 und 5 gezeigt ist, ist die Lochrasterplatte 25 auf einer Seite der Sub-Pixel MLA 23 angeordnet, wobei die Seite der Brenn- bzw. Fokuspunktposition F der Sub-Pixel MLA 23 zugewandt ist. Die Lochrasterplatte 2 weist eine Anzahl von Löchern 25H auf, durch die das von der Sub-Pixel MLA 23 konvergierte Licht hindurchtreten kann.
Die große Anzahl von Löchern 25H sind entsprechend jeweiligen Mikrolinsen, die die Sub-Pixel MLA 23 bilden, erzeugt und sind so groß festgelegt, dass das meiste andere Licht als das von der Sub-Pixel MLA 23 konvergierte Licht abgeschirmt wird.
Es wird angemerkt, dass zur Unterdrückung des Übersprechens das vom der Sub-Pixel MLA 23 erzeugte Bild vorzugsweise kleiner ist als die Größe des Sub-Pixels, das heißt, die Größe eines jeden einzelnen Farbgenerators 21R, 21G, 21B.
Dies kann erreicht werden, wenn die folgenden Beziehungen erfüllt sind: $d_{sx} \times f_{MLA} / f_{IL} < p_{x}, UND, d_{sy} \times f_{MLA} / f_{IL} < p_{y}$
worin, wie in 6 gezeigt ist: x die laterale Richtung bzw. Querrichtung des Farbgenerators 21R, 21G, 21B bezeichnet; y die Längsrichtung bezeichnet; p_x und p_y Abstände bezeichnen, die Intervalle sind, in welchen die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B angeordnet sind; d_sx und d_sy die Größe der Lichtquelle in der Querrichtung und in der Längsrichtung bezeichnen; f_IL die Brennweite der Beleuchtungslinse 12 bezeichnet; und f_MLA die Brennweite der Sub-Pixel MLA 23 bezeichnet.
Stärker bevorzugt kann es sein, die folgende Beziehung zu erfüllen: $d_{sx} \times f_{MLA} / f_{IL} \times cos θ + d_{sy} \times f_{MLA} / f_{IL} \times sin θ< P_{L} / N,$
worin: P_L den Abstand der Lentikular-Linse 16 für dreidimensionales Sehen bezeichnet; θ den Winkel der Lentikular-Linse bezeichnet und N die Anzahl von Blickpunkten bezeichnet, die für die Super-Mehrfachsicht-Anzeige festgelegt sind. Es wird angemerkt, dass der Winkel θ der Lentikular-Linse die Winkeldifferenz zwischen der lateralen bzw. seitlichen Richtung und der horizontalen Richtung ist, gezeigt in 3. Durch Erfüllen des vorstehenden Ausdrucks ist es möglich, Übersprechen zu reduzieren, weil die Länge des durch die Sub-Pixel MLA 23 erzeugten Bilds, das in die Pitch- bzw. Abstandsrichtung der Lentikular-Linse 16 für dreidimensionales Sehen projiziert wird, kleiner ist als der Pitch bzw. Abstand der Lentikular-Linse 16 geteilt durch die Anzahl von Blickpunkten, d.h. die einem jeden jeweiligen Blickpunkt zugeordnete Projektionslänge.
Es ist bekannt, dass an den Öffnungen des Flüssigkristallpanels 21 leicht Lichtbeugung auftritt. Insbesondere auch dann, wenn paralleles Licht auf das Flüssigkristallpanel 21 einfällt, wird aufgrund der Beugung leicht divergentes Licht erzeugt. Diese Tendenz wird umso signifikanter, je größer der Abstand L zwischen dem Flüssigkristallpanel 21 und der Sub-Pixel MLA 23 ist, wie in 7 gezeigt ist. In Anbetracht dessen sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Flüssigkristallpanel 21 und die Sub-Pixel MLA 23 in Kontakt miteinander angeordnet. Zusätzlich zu dieser Konfiguration ist die Lochrasterplatte 25 dazu angeordnet, unnötiges Licht zu unterdrücken.
<1-3. Technische Wirkung>
Das vorstehend im Einzelnen beschriebene erste Ausführungsbeispiel stellt die folgenden technischen Wirkungen bereit.
(1a) Die erfindungsgemäße Head-Up-Anzeige 1 beinhaltet das Flüssigkristallpanel 21, die Sub-Pixel MLA 23, die horizontale Streuplatte 26, das Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und die Projektionslinse 17.
Das Flüssigkristallpanel 21 ist dazu konfiguriert, die Vielzahl von Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B zu verwenden, die in der Längsrichtung und in der Querrichtung angeordnet sind, um einen Satz oder mehrere Sätze von Parallaxenbildern anzuzeigen, wobei zwei oder mehr der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B als ein Pixelelement für einen einzelnen Pixel wirken.
Der Sub-Pixel MLA 23 und die horizontale Streuplatte 26 sind dazu konfiguriert, dass sie, während sie das über die mehreren Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B emittierte Licht übertragen, das Licht für jeden der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B ablenken, wobei das Licht in einer vorgegebenen Richtung abgelenkt wird.
Das Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und die Projektionslinse 17 sind dazu konfiguriert, das durch die Sub-Pixel MLA 23 und die horizontale Streu- bzw. Streuplatte 26 übertragene Licht in Richtung jeweiliger Blickpunkte abzulenken.
Bei einer solchen Head-Up-Anzeige 1 ist es aufgrund der horizontalen Streuplatte 26 und der Sub-Pixel MLA 23 zum Ablenken des Lichts für jeden der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B möglich, in der Nähe der Brennpunkte der Sub-Pixel MLA 23 eine Gruppe von Punktbildern zu erzeugen, die Informationen über die jeweiligen Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B enthalten. Da in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Flüssigkristallpanel 21 mit im wesentlichen parallelem Licht beleuchtet wird und dadurch die Größe des Punktbilds ausreichend reduziert wird, kann die Gruppe von Punktbildern als das Flüssigkristallpanel 21 mit einem reduzierten Öffnungsverhältnis betrachtet werden. Selbst wenn das Öffnungsverhältnis des Flüssigkristallpanels 21 erhöht wird, erhöht sich das Öffnungsverhältnis der Gruppe der Punktbilder nicht, so dass das Übersprechen verringert werden kann, während die Helligkeit der Bilder erhöht wird. Daher ist es möglich, die Helligkeit der von der Head-Up-Anzeige 1 erzeugten Bilder zu erhöhen.
(1b) Bei der Head-Up-Anzeige 1 ist die Sub-Pixel MLA 23 dazu konfiguriert, das Licht in zumindest einer der vertikalen Richtung oder der horizontalen Richtung abzulenken, und ist der horizontale Diffusor bzw. die horizontale Streuplatte 26 dazu konfiguriert, das Licht nur in der horizontalen Richtung abzulenken.
Da die horizontale Streuplatte 26 das Licht nur in der horizontalen Richtung ablenkt, kann bei dieser Head-Up-Anzeige 1 die Breite des Sichtfelds, das heißt die Länge des Augenbereichs in der horizontalen Richtung, leicht eingestellt werden.
Genauer gesagt sind, wie in 8 gezeigt ist, die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B in Längsrichtung lang. Somit kann bei Fehlen der horizontalen Streuplatte 26 ein in Längsrichtung langer Augenbereich ER bereitgestellt werden. Konkret kann eine Beziehung θh1 < θv realisiert werden. Die horizontale Streuplatte 26, welche das Licht in der horizontalen Richtung streut, kann jedoch den horizontalen Winkel des Augenbereichs ER auf θh2 vergrößern, wodurch sich der horizontal lange Augenbereich ER ergibt. Das heißt, es ist möglich, eine Beziehung θv < θh2 zu realisieren.
(1c) Bei der vorstehend beschriebenen Head-Up-Anzeige 1 ist die Sub-Pixel MLA 23 als eine Mikrolinsenanordnung konfiguriert, bei welcher Mikrolinsen jeweils zur Lichtbrechung eines entsprechenden Farbgenerators 21R, 21G, 21B angeordnet sind. Die horizontale Streuplatte 26 ist dazu konfiguriert, durch die Sub-Pixel MLA 23 hindurchtretendes Licht nur in der horizontalen Richtung zu streuen.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 1 ist es möglich, Elemente mit einem im Wesentlichen flachen Erscheinungsbild zu verwenden, um die Head-Up-Anzeige 1 aufzubauen, und ist es möglich, die Assemblierung der Head-Up-Anzeige 1 im Vergleich zu einer Konfiguration, die mit einer Vielzahl von lentikulären Linsen versehen ist, zu erleichtern. Genauer gesagt ist es dann, wenn der Bildgenerator 20A mehrere Lentikular-Linsen beinhaltet, notwendig, die Positionen und Winkel des Flüssigkristallpanels und der mehreren Lentikular-Linsen einzustellen. Demgegenüber muss bei der Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der Sub-Pixel MLA 23 und der horizontalen Streuplatte 25 nur eine wechselseitige Positions- und Winkeleinstellung für das Flüssigkristallpanel 21 und die Sub-Pixel MLA 23 durchgeführt werden, und muss nur eine Winkeleinstellung für die horizontale Streuplatte durchgeführt werden. Demgemäß wird der Zusammenbau erleichtert.
(1d) Die Head-Up-Anzeige 1 beinhaltet ferner die Lochrasterplatte 25. Die Lochrasterplatte 25 ist auf einer Seite der Sub-Pixel MLA 23 angeordnet, und zwar auf der Seite, die der Brennpunktposition F der Sub-Pixel MLA 23 zugewandt ist. Die Lochrasterplatte 25 hat eine Anzahl von Löchern 25H, durch die das von der Sub-Pixel MLA 23 konvergierte Licht hindurchtreten kann.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 1 kann, da die Lochrasterplatte 25 Streulicht und dergleichen außer dem von der Sub-Pixel MLA 23 konvergierten Licht abschirmt, das Übersprechen weiter unterdrückt werden. Die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel offenbarte Lochrasterplatte 25 ist auf die Konfigurationen der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele anwendbar.
(1e) Die Head-Up-Anzeige 1 beinhaltet ferner die Lichtquelle 11 und die Beleuchtungslinse 12, die dazu konfiguriert sind, die mehreren Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B mit parallelem Licht zu beleuchten.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 1 ist aufgrund von Beugung an dem Bildgenerator 20A divergentes Licht bzw. Streulicht reduzierbar.
<2. Zweites Ausführungsbeispiel>
<2-1. Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel>
Da eine Grundkonfiguration des zweiten Ausführungsbeispiels die gleiche ist wie die des ersten Ausführungsbeispiels, werden im Folgenden Unterschiede beschrieben. Es werden die gleichen Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, um auf die gleichen Konfigurationen und die vorangehende Beschreibung zu verweisen.
Die Head-Up-Anzeige 1 des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels beinhaltet den Bildgenerator 20A mit der Sub-Pixel MLA 23 und der horizontalen Streuplatte 26. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass eine Head-Up-Anzeige 2 des zweiten Ausführungsbeispiels anstelle des Bildgenerators 20A einen Bildgenerator 20B mit einem Pixel-Lentikular bzw. Pixel-Linsenraster 31B und einem Sub-Pixel-Linsenraster 32B beinhaltet.
<2-2. Konfiguration>
Bei der Head-Up-Anzeige 2 des zweiten Ausführungsbeispiels beinhaltet die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 den Bildgenerator 20B wie in 9 gezeigt. Der Bildgenerator 20B beinhaltet zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Flüssigkristallpanel 21 ein Pixel-Lentikular 31B und ein Sub-Pixel-Lentikular 32B.
Das Pixel-Lentikular 31B und das Sub-Pixel-Lentikular 32B sind auf einer bestimmten Seite des Flüssigkristallpanels 21 stapelartig angeordnet, wobei die bestimmte Seite dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und der Projektionslinse 17 zugewandt ist. Insbesondere sind das Flüssigkristallpanel 21, das Pixel-Lentikular 31B und das Sub-Pixel-Lentikular 32B in dieser Reihenfolge in dem Bildgenerator 20B gestapelt.
Das Pixel-Lentikular 31B und das Sub-Pixel-Lentikular 32B sind jeweils konvexe Linsen und sind als gut bekannte Lentikular-Linsen bzw. Linsenraster-Linsen konfiguriert. Die Lentikular-Linse ist durch Anordnen halbzylindrischer Linsen in einem vorbestimmten Abstand konfiguriert, beinhaltet einen Linsenabschnitt mit einem vorbestimmten Krümmungsradius und einen flachen Abschnitt mit einer im Wesentlichen flachen Form auf der dem Linsenabschnitt gegenüberliegenden Seite. Die Lentikular-Linse ist eine transparente Struktur mit einer vorbestimmten Dicke. Die Lentikular-Linse besteht z.B. aus Glas oder Harz.
Das Pixel-Lentikular 31B ist derart konfiguriert, dass die halbzylindrischen Linsen, deren Breite jeweils dem Anordnungsabstand der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B in der Längsrichtung entspricht, in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Das Sub-Pixel-Linsenraster 32B ist derart konfiguriert, dass die halbzylindrischen Linsen, deren Breite jeweils dem Anordnungsabstand der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B in der lateralen Richtung bzw. Querrichtung entspricht, in der horizontalen Richtung angeordnet sind. Das Sub-Pixel-Linsenraster 32B lenkt das Licht für jeden der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B ab.
Die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 beinhaltet einen Abstandshalter 41 zwischen dem Pixel-Lentikular 31B und dem Sub-Pixel-Lentikular 32B, wie in 10, 11 und 12 gezeigt. Der Abstandshalter 41 beinhaltet prismatische Elemente gleicher Dicke, die an einem oberen Ende, einem rechten Ende und einem linken Ende des Pixel-Lentikulars 31B und des Sub-Pixel-Lentikulars 32B angeordnet sind. Durch den Abstandshalter 41 werden das Pixel-Lentikular 31B und das Sub-Pixel-Lentikular 32B in einem konstanten Abstand zueinander gehalten.
Die so von dem Pixel--Lentikular 31B und dem Sub-Pixel-Lentikular 32B gehaltenen Brennpunktpositionen F, das heißt, die Bilderzeugungspositionen, liegen auf der gleichen Ebene senkrecht zu der optischen Achse des Pixel-Lentikulars 31B und des Sub-Pixel-Lentikulars 32B.
Die Brennpunktpositionen F in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegen auf einer bestimmten Seite des Sub-Pixel-Lentikulars 32B, wobei die bestimmte Seite dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen zugewandt ist. Folglich kann dann, wenn die in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigte Lochrasterplatte 25 angeordnet ist, die Lochrasterplatte 25 zwischen dem Sub-Pixel-Lentikular 32B und dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen angeordnet sein.
Um das Übersprechen zu unterdrücken, kann es bevorzugt sein, dass das von dem Sub-Pixel-Lentikular 32B erzeugte Bild kleiner ist als die Größe des Sub-Pixels, d.h. jedes einzelnen Farbgenerators 21R, 21G, 21B wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird bevorzugt die folgende Beziehung erfüllt: $d_{sx} \times f_{lentix} / f_{IL} < p_{x} {UND d}_{sy} \times f_{lentix} / f_{IL} < p_{y},$
wobei f_lentiy die Brennweite des Pixel-Lentikulars 31B und f_lentix diejenige des Sub-Pixel-Lentikulars 32B bezeichnet.
Darüber hinaus kann bevorzugt die folgende Beziehung erfüllt sein: $d_{sx} \times f_{lentix} / f_{IL} \times cos θ+ d_{sy} \times f_{lentix} / f_{IL} \times sin θ< P_{L} / N .$
Diese Konfiguration kann das Übersprechen wie vorstehend beschrieben reduzieren.
<2-3. Technische Wirkung>
Das vorstehend speziell beschriebene zweite Ausführungsbeispielstellt die technischen Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels bereit, und stellt darüber hinaus die nachstehenden technischen Wirkungen bereit.
(2a) Bei der vorstehend beschriebenen Head-Up-Anzeige 2 bilden die mehreren Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B die Pixelelemente so, dass die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B unterschiedlicher Farben in der lateralen Richtung bzw. Querrichtung angeordnet sind. Darüber hinaus sind das Pixel-Lentikular 31B und das Sub-Pixel-Lentikular 32B bereitgestellt.
Das Pixel-Lentikular 31B ist derart konfiguriert, dass die halbzylindrischen Linsen mit jeweils einer Breite, die einem Anordnungsabstand der Farbgeneratoren 21 R, 21G, 21B in der Längsrichtung entspricht, in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Das Sub-Pixel-Lentikular 32B ist derart konfiguriert, dass halbzylindrische Linsen mit jeweils einer Breite, die einem Anordnungsabstand der Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B in der Querrichtung entspricht, in der horizontalen Richtung angeordnet sind.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 2 wird das Licht unter Verwendung mehrerer Lentikular-Linsen, die Licht in zueinander senkrechten Richtungen brechen bzw. ablenken, in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung abgelenkt, so dass es daher möglich ist, das Licht in einer günstigen Weise zu streuen.
(2b) Bei der vorstehend beschriebenen Head-Up-Anzeige 2 sind das Pixel-Lentikular 31B und das Sub-Pixel-Lentikular 32B auf einer bestimmten Seite des Flüssigkristallpanels 21 stapelartig angeordnet, wobei die bestimmte Seite dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und der Projektionslinse 17 zugewandt ist.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 2 ist es möglich, den Abstand zwischen dem Pixel-Lentikular 31B und dem Sub-Pixel-Lentikular 32B frei einzustellen, wobei die Einstellung der Position des durch das Pixel-Lentikular 31B und das Sub-Pixel-Lentikular 32B konvergierten Bilds in Richtung der optischen Achse leicht möglich ist.
(2c) Bei der vorstehend beschriebenen Head-Up-Anzeige 2 liegen die Brennpunktpositionen F, die von dem Pixel-Lentikular 31B und dem Sub-Pixel-Lentikular 32B bereitgestellt werden, auf derselben Ebene senkrecht zu der optischen Achse des Pixel-Lentikulars 31B und des Sub-Pixel-Lentikulars 32B.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 2 kann Bildunschärfe in einer die Vielzahl von Lentikularen bzw. Linsenraster 31B und 32B verwendenden Konfiguration unterdrückt werden.
<3. Drittes Ausführungsbeispiel>
<3-1. Unterschiede zu dem zweiten Ausführungsbeispiel>
Die Head-Up-Anzeige 2 des vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels beinhaltet den Bildgenerator 20B mit dem Pixel-Lentikular 31B und dem Sub-Pixel-Lentikular 32B, die jeweils konvexe Linsen sind. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Head-Up-Anzeige 3 des dritten Ausführungsbeispiels einen Bildgenerator 20C beinhaltet, der mit einem Pixel-Lentikular 31C mit konkaven Linsen versehen ist.
<3-2. Konfiguration>
Bei der Head-Up-Anzeige 3 des dritten Ausführungsbeispiels beinhaltet die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 den Bildgenerator 20C wie in 13 und 14 gezeigt. Der Bildgenerator 20C beinhaltet zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Flüssigkristallpanel 21 ein Pixel-Lentikular 31C und ein Sub-Pixel-Lentikular 32C.
Das Pixel-Lentikular 31C und das Sub-Pixel-Lentikular 32C sind auf einer bestimmten Oberflächenseite des Flüssigkristallpanels 21 stapelartig angeordnet, wobei die bestimmte Oberfläche dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und der Projektionslinse 17 zugewandt ist. Insbesondere das Flüssigkristallpanel 21, das Sub-Pixel-Lentikular 32C und das Pixel-Lentikular 31C sind in dieser Reihenfolge in dem Bildgenerator 20C gestapelt.
Das Pixel-Lentikular 31C besteht aus konkaven Linsen und das Sub-Pixel-Lentikular 32C besteht aus konvexen Linsen, und das Pixel-Lentikular 31C und das Sub-Pixel-Lentikular 32C sind als Lentikular-Linsen konfiguriert, wobei die Lentikular-Linsen gut bekannt sind. Die von dem Pixel-Lentikular 31C und dem Sub-Pixel-Lentikular 32C gehaltenen Brennpunktpositionen F sind so festgelegt, dass sie zwischen dem Pixel-Lentikular 31C und dem Sub-Pixel-Lentikular 32C liegen. Die Brennpunktpositionen F liegen in der gleichen Ebene senkrecht zu der optischen Achse des Pixel-Lentikulars 31C und des Sub-Pixel-Lentikulars 32C.
<3-3. Technische Wirkung>
Das dritte Ausführungsbeispiel, das vorstehend spezifisch beschrieben wurde, stellt die technische Wirkung (1a) des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels bereit, und stellt darüber hinaus die folgenden technischen Wirkungen bereit.
(3a) Das Flüssigkristallpanel 21, das Sub-Pixel-Lentikular 32C mit konvexen Linsen und das Pixel-Lentikular 31C mit konkaven Linsen sind in dieser Reihenfolge in der Head-Up-Anzeige 3 gestapelt.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 3 kann der Abstand zwischen dem Flüssigkristallpanel 21 und dem Sub-Pixel-Lentikular 32C in einer Konfiguration, die mehrere Lentikular-Linsen verwendet, reduziert werden, und ist es somit möglich, die Erzeugung der Lichtbeugung an der Öffnung des Flüssigkristallpanels 21 zu unterdrücken.
<4. Viertes Ausführungsbeispiel>
<4-1. Unterschied zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel>
Die Head-Up-Anzeigen 2 und 3 des vorstehend beschriebenen zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels beinhalten die Bildgeneratoren 20B und 20C mit jeweils zumindest einer Lentikular-Linse, die als konvexe Linse ausgeführt ist. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass eine Head-Up-Anzeige 4 des vierten Ausführungsbeispiels einen Bildgenerator 20D beinhaltet, der eine Vielzahl von Lentikular-Linsen beinhaltet, die jeweils konkave Linsen sind.
<4-2. Konfiguration>
Bei der Head-Up-Anzeige 4 des vierten Ausführungsbeispiels beinhaltet die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 einen Bildgenerator 20D wie in 15 und 16 gezeigt. Der Bildgenerator 20D beinhaltet zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Flüssigkristallpanel 21 ein Pixel-Lentikular 31D und ein Sub-Pixel-Lentikular 32D.
Das Pixel-Lentikular 31D und das Sub-Pixel-Lentikular 32D sind jeweils konkave Linsen und sind als Lentikular-Linsen konfiguriert. Die von dem Pixel-Lentikular 31D und dem Sub-Pixel-Lentikular 32D gehaltenen Brennpunktpositionen F sind so festgelegt, dass sie auf der Oberfläche des Flüssigkristallpanels 21 liegen, d.h. auf einer Oberfläche des Flüssigkristallpanels 21, wobei die eine Oberfläche dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen zugewandt ist.
<4-3. Technische Wirkung>
Das vierte Ausführungsbeispiel, das vorstehend spezifisch beschrieben wurde, stellt die technische Wirkung (1a) des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels bereit, und stellt darüber hinaus die folgenden technischen Wirkungen bereit.
(4a) Die Head-Up-Anzeige 4 des vierten Ausführungsbeispiels ist derart konfiguriert, dass die Brennpunktpositionen F des Pixel-Lentikulars 31D und des Sub-Pixel-Lentikulars 32D auf der Oberfläche des Flüssigkristallpanels 21 liegen.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 3, die mehrere Lentikular-Linsen verwendet, sind die Brennpunktpositionen F der Lentikular-Linsen auf die Oberfläche der Flüssigkristallpanel 21 gesetzt.
<5. Fünftes Ausführungsbeispiel>
<5-1. Unterschied zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel>
Bei den Head-Up-Anzeigen 2, 3 und 4 der vorstehend beschriebenen zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiele sind die Bildgeneratoren 20B, 20C und 20D derart konfiguriert, dass eine Vielzahl von Lentikular-Linsen auf einer Oberflächenseite des Flüssigkristallpanels 21 gestapelt sind. Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass ein Bildgenerator 20E des fünften Ausführungsbeispiels eine Vielzahl von Lentikular-Linsen beinhaltet, zwischen welchen das Flüssigkristallpanel 21 angeordnet ist.
<5-2. Aufbau>
Bei der Head-Up-Anzeige 5 des fünften Ausführungsbeispiels beinhaltet die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 den Bildgenerator 20E wie in 17 und 18 gezeigt. Der Bildgenerator 20E beinhaltet zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Flüssigkristallpanel 21 ein Pixel-Lentikular 31E und ein Sub-Pixel-Lentikular 32E.
Das Pixel-Lentikular 31E ist so angeordnet, dass es mit einer Fläche des Flüssigkristallpanels 21 in Kontakt steht, wobei die eine Fläche zu der Lichtquelle 11 hin zeigt. Die horizontale Streuplatte 26 und das Sub-Pixel-Lentikular 32E sind so angeordnet, dass sie mit einer anderen Oberfläche des Flüssigkristallpanels 21 in Kontakt ist, wobei die andere Oberfläche dem Lentikular 16 dreidimensionales Sehen und der Projektionslinse 17 zugewandt ist. Genauer sind die Lentikulare 31E und 32E direkt mit dem Flüssigkristallpanel 21 verbunden, so dass folglich der Abstandshalter 41 nicht erforderlich ist.
Jedes des Pixel-Lentikulars 31E und des Sub-Pixel-Lentikulars 32E ist jeweils eine konvexe Linse und als eine Lentikular-Linse konfiguriert. Die von dem Pixel-Lentikular 31D und dem Sub-Pixel-Lentikular 32D folglich gehaltenen Brennpunktpositionen F sind so festgelegt, dass sie näher an dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen als an dem Sub-Pixel-Lentikular 32D sind.
<5-3. Technische Wirkung>
Das vorstehend genauer beschriebene fünfte Ausführungsbeispiel stellt die technische Wirkung (1a) des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels bereit, und stellt darüber hinaus die folgenden technischen Wirkungen bereit.
(5a) Bei der vorstehend beschriebenen Head-Up-Anzeige 5 ist das Flüssigkristallpanel 21 dazu konfiguriert, das Licht von der Lichtquelle zu übertragen, und ist das Pixel-Lentikular 31E auf einer Seite des Flüssigkristallpanels 21 angeordnet, wobei die eine Seite der Lichtquelle 11 zugewandt ist. Das Sub-Pixel-Lentikular 32E ist auf einer anderen Seite des Flüssigkristallpanels 21 angeordnet, wobei die andere Seite dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und der Projektionslinse 17 zugewandt ist.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 5 ist es nicht notwendig, einen Abstand zwischen dem Pixel-Lentikular 31E und dem Sub-Pixel-Lentikular 32E zu gewährleisten, und es ist daher nicht notwendig, den Abstandshalter 41 zur Gewährleistung des Abstands anzuordnen.
<6. Sechstes Ausführungsbeispiel>
<6-1. Unterschied zu dem fünften Ausführungsbeispiel>
In dem vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel mit der Konfiguration, in welcher das Flüssigkristallpanel 21 zwischen der Vielzahl von Lentikular-Linsen angeordnet ist, ist die Bilderzeugungseinheit 20E einschließlich der Vielzahl der Lentikular-Linsen mit den konvexen Linsen bereitgestellt. Das sechste Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem fünften Ausführungsbeispiel dadurch, dass das sechste Ausführungsbeispiel mit einem Bildgenerator 20F versehen ist, der eine Vielzahl von Lentikular-Linsen mit konkaven Linsen und konvexen Linsen beinhaltet.
<6-2. Konfiguration>
Bei der Head-Up-Anzeige 6 des sechsten Ausführungsbeispiels beinhaltet die dreidimensionale Anzeigevorrichtung 10 den Bildgenerator 20F wie in 19 und 20 gezeigt. Der Bildgenerator 20F beinhaltet zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Flüssigkristallpanel 21 ein Pixel-Lentikular 31F und ein Sub-Pixel-Lentikular 32F.
Das Pixel-Lentikular 31F ist zwischen der Lichtquelle 11 und dem Flüssigkristallpaneel 21 so angeordnet, dass es mit dem Flüssigkristallpaneel 21 in Kontakt steht, und ist als konvexe Linsen konfiguriert. Das Sub-Pixel-Lentikular 32E ist zwischen dem Flüssigkristallpanel 21 und dem Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen so angeordnet, dass es mit dem Flüssigkristallpanel 21 in Kontakt steht, und ist als konkave Linsen konfiguriert.
Die Brennpunktpositionen F des Pixel-Lentikulars 31F und des Sub-Pixel-Lentikulars 32F liegen auf einer Fläche des Flüssigkristallpanels 21.
<6-3. Technische Wirkung>
Das sechste Ausführungsbeispiel, das vorstehend spezifisch beschrieben wurde, stellt die technischen Wirkung (1a) des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels bereit, und stellt darüber hinaus die folgenden technischen Wirkungen bereit.
(6a) Die Head-Up-Anzeige 6 des sechsten Ausführungsbeispiels ist derart konfiguriert, dass die Brennpunktpositionen F der Pixel-Lentikulars 31F und des Sub-Pixel-Lentikulars 32F auf der Oberfläche des Flüssigkristallpanels 21 liegen.
Bei dieser Head-Up-Anzeige 6 mit einer Konfiguration, die mehrere Lentikular-Linsen verwendet, sind die Brennpunktpositionen F der Lentikular-Linsen auf die Oberfläche der Flüssigkristallpanel 21 gesetzt, so dass daher ein Einfluss der Lichtbeugung an dem Öffnungsabschnitt des Flüssigkristallpanels 21 unterdrückbar ist.
<7. Andere Ausführungsbeispiele>
Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt wurden, beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiele und sind verschiedene Modifikationen möglich.
(7a) Die vorstehenden Ausführungsbeispiele verwenden das Flüssigkristallpanel 21, in welchem die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B wie in 3 gezeigt angeordnet sind, wobei dies jedoch nicht beschränkend ist. Zum Beispiel kann ein Flüssigkristallpanel 21A wie in 21 gezeigt verwendet werden.
Bei dem Flüssigkristallpanel 21A sind dann, wenn die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B in der obersten Reihe ausgehend von links in einer Reihenfolge von R, G, B, R, G und B angeordnet sind, die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B in der zweitobersten Reihe in einer Reihenfolge von G, B, R, G, B und R angeordnet. Ferner sind in der nächstniedrigeren Reihe die Farbgeneratoren 21R, 21G und 21B in einer Reihenfolge von B, R, G, B, R und G angeordnet.
In dieser Konfiguration sind die in der Längsrichtung angeordneten Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B dazu verwendbar, ein Pixelelement für einen einzelnen Pixel zu bilden. Daher ist es nicht notwendig, das Flüssigkristallpanel 21A und die Linsen 23 und 32 schräg anzuordnen, und ist es möglich, die Längsrichtung und die Vertikalrichtung aufeinander abzustimmen und die Querrichtung und die Horizontalrichtung aufeinander abzustimmen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Nutzungseffizienz der Pixel, die das Flüssigkristallpanel 21A bilden, zu verbessern.
Wenn die Auflösung in der horizontalen Richtung nicht berücksichtigt wird, können das Flüssigkristallpanel 21A und die Linsen 23, 32 eine typische Anordnung haben, ohne eine schräge Anordnung zu haben, indem ein typisches Flüssigkristallpanel verwendet wird, in welchem die in der horizontalen Richtung angeordneten Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B dazu verwendet werden, ein Pixelelement für einen einzelnen Pixel zu bilden.
(7b) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Flüssigkristallpanel 21 verwendet, und sind die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B dazu konfiguriert, Farben durch Übertragen der Hintergrundbeleuchtung zu erzeugen. Dies ist jedoch nicht beschränkend. Zum Beispiel können die Farbgeneratoren 21R, 21G, 21B, die selbst Licht aussenden, wie z.B. eine organische EL-Anzeige, verwendet werden. Diese Konfiguration ist auf die Konfigurationen der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele anwendbar.
(7c) In dem ersten Ausführungsbeispiel haben die Mikrolinsen, die die Sub-Pixel MLA 23 bilden, in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung die gleiche Krümmung. Dies ist jedoch nicht beschränkend. Die Mikrolinsen können z.B. als eine MLA mit unterschiedlichen Krümmungen in vertikaler und horizontaler Richtung konfiguriert sein. Wenn der Divergenzwinkel in der horizontaler Richtung auf denjenigen festgelegt wird, der sich aus der Kombination der Sub-Pixel MLA 23 und der horizontalen Streuplatte 26 des ersten Ausführungsbeispiels ergibt, kann die horizontale Streuplatte 26 weggelassen werden.
(7d) Eine Vielzahl von Funktionen eines bestandteilbildenden Elements in den vorstehenden Ausführungsbeispielen kann durch eine Vielzahl von bestandteilbildenden Elementen realisiert sein, oder eine Funktion eines bestandteilbildenden Elements kann durch eine Vielzahl von bestandteilbildenden Elementen realisiert sein. Ferner kann eine Vielzahl von Funktionen, die durch eine Vielzahl von bestandteilbildenden Elementen realisiert sind, durch ein bestandteilbildendes Element realisiert sein, oder kann eine Funktion, die durch mehrere bestandteilbildende Elemente realisiert ist, durch ein bestandteilbildendes Element realisiert sein. Außerdem können Konfigurationen der Ausführungsbeispiele teilweise weggelassen sein. Ferner kann zumindest ein Teil der Konfiguration des vorstehenden Ausführungsbeispiels zu der Konfiguration eines anderen Ausführungsbeispiels hinzugefügt oder durch diese ersetzt sein. Darüber hinaus sind alle Aspekte, die von den aus den Formulierungen der Ansprüche spezifizierten technischen Gedanken abgedeckt werden, Ausführungsbeispiele der Erfindung.
(7c) Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Head-Up-Anzeigen 1 bis 6 kann die Erfindung als verschiedene Systeme verkörpert sein, wie z.B. ein System, das die Head-Up-Anzeigen 1 bis 6 als seine Komponente beinhaltet, ein Bilderzeugungsverfahren zur Erzeugung von Parallaxenbildern unter Verwendung eines oder mehrerer farberzeugenden Refraktoren und dergleichen.
<8. Entsprechungen zwischen Konfigurationen von Ausführungsbeispielen und Konfigurationen der Erfindung>
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen entsprechen die Lichtquelle 11 und die Beleuchtungslinse 12 einem Lichtgeber gemäß der Erfindung. Das Flüssigkristallpanel 21 entspricht einer Bildanzeige gemäß der Erfindung. Die Sub-Pixel MLA 23, die horizontale Streuplatte 26, das Sub-Pixel-Lentikular 32B, 32C, 32D, 32E, 32F und das Pixel-Lentikular 31B, 31C, 31D, 31E, 31F entsprechen einem farberzeugenden Refraktor gemäß der Erfindung. Das Lentikular 16 für dreidimensionales Sehen und die Projektionslinse 17 entsprechen einem Blickpunktrefraktor gemäß der Erfindung. Die Sub-Pixel MLA 23 und das Pixel-Lentikular 31B, 31C, 31D, 31E, 31F entsprechen einem ersten Refraktor gemäß der Erfindung.
Darüber hinaus entsprechen die horizontale Streuplatte 26 und das Sub-Pixel-Lentikular 32B, 32C, 32D, 32E, 32F einem zweiten Refraktor gemäß der Erfindung. Das Pixel-Lentikular 31B, 31C, 31D, 31E, 31F entspricht einer longitudinalen Lentikular-Linse gemäß der Erfindung. Das Sub-Pixel-Lentikular 32B, 32C, 32D, 32E, 32F entspricht einer lateralen Lentikular-Linse gemäß der Erfindung. Die Sub-Pixel MLA 23 entspricht einer Mikrolinsenanordnung gemäß der Erfindung.

Claims

Dreidimensionale Anzeigevorrichtung (10), die für eine Head-Up-Anzeige (1) verwendet wird, umfassend: eine Bildanzeige (21), die dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Farbgeneratoren (21R, 21G, 21B) zu verwenden, die in einer Längsrichtung und einer Querrichtung angeordnet sind, um eine Vielzahl von Parallaxenbildern anzuzeigen, wobei zwei oder mehr der Farbgeneratoren als ein Pixelelement für einen einzelnen Pixel wirken; einen oder mehrere farberzeugende Refraktoren (23, 26, 32B, 32C, 32D, 32E, 32F, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F), die, während sie über die Vielzahl von Farbgeneratoren emittiertes Licht übertragen, dazu konfiguriert sind, das Licht für jeden der Farbgeneratoren zu konvergieren oder zu divergieren, wobei das Licht in einem vorgegebenen Winkel konvergiert oder divergiert wird; und einen Blickpunktrefraktor (16, 17), der, während er das durch den farberzeugenden Refraktor übertragene Licht überträgt, dazu konfiguriert ist, das Licht zu den jeweiligen Blickpunkten hin abzulenken, wobei der farberzeugende Refraktor beinhaltet: einen ersten Refraktor (23, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F), der dazu konfiguriert ist, das Licht in zumindest einer einer vertikalen oder einer horizontalen Richtung abzulenken; und einen zweiten Refraktor (26, 32B, 32C, 32D, 32E, 32F), der dazu konfiguriert ist, das Licht nur in der horizontalen Richtung abzulenken.
Dreidimensionale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der erste Refraktor beinhaltet eine longitudinale Lentikular-Linse (31B, 31C, 31D, 31E, 31F), in welcher in der vertikalen Richtung halbzylindrische Linsen mit jeweils einer Breite, die einem Anordnungsabstand der Farbgeneratoren in der Längsrichtung entspricht, angeordnet sind; und der zweite Refraktor beinhaltet eine laterale Lentikular-Linse (32B, 32C, 32D, 32E, 32F), in welcher in der horizontalen Richtung halbzylindrische Linsen mit jeweils einer Breite, die einem Anordnungsabstand der Farbgeneratoren in der lateralen Richtung entspricht, angeordnet sind.
Dreidimensionale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Bildanzeige dazu konfiguriert ist, Licht von einer Lichtquelle zu übertragen; der erste Refraktor zwischen der Lichtquelle und der Bildanzeige angeordnet ist; und der zweite Refraktor zwischen der Bildanzeige und dem Blickpunktrefraktor angeordnet ist.
Dreidimensionale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Refraktor und der zweite Refraktor stapelartig zwischen dem Blickpunktrefraktor und der Bildanzeige angeordnet sind.
Dreidimensionale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Refraktor eine Mikrolinsen-Anordnung (23) beinhaltet, in welcher Mikrolinsen, die dazu konfiguriert sind, das Licht von entsprechend jeweiligen Farbgeneratoren zu brechen, angeordnet sind; und der zweite Refraktor eine horizontale Streuplatte (36) beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, das durch die Mikrolinsen-Anordnung übertragene Licht nur in der horizontalen Richtung zu streuen.
Dreidimensionale Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: eine Lochrasterplatte (25) mit einer Anzahl von Löchern, durch die das von dem ersten Refraktor konvergierte Licht hindurchtreten kann, wobei die Lochrasterplatte auf einer Seite des ersten Refraktors angeordnet ist, und wobei die Seite Brennpunktpositionen des ersten Refraktors zugewandt ist.
Dreidimensionale Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die dreidimensionale Anzeigevorrichtung derart konfiguriert ist, dass: Brennpunktpositionen des ersten Refraktors und des zweiten Refraktors in einer gleichen Ebene senkrecht zu einer optischen Achse des ersten Refraktors und des zweiten Refraktors liegen.
Dreidimensionale Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: eine Lichtquelle (11, 12), die dazu konfiguriert ist, der Vielzahl von Farbgeneratoren paralleles Licht zur Verfügung zu stellen.