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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine optische Bilderzeugungsvorrichtung, die ein virtuelles Bild anzeigt.
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Technischer Hintergrund
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Die japanische nicht geprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-166845 offenbart ein flaches optisches Bilderzeugungselement. Das optische Bilderzeugungselement weist eine Hauptfläche, die eine Lichteinfallsfläche bildet, und die andere Hauptfläche auf, die eine Lichtabgabefläche bildet. Das optische Bilderzeugungselement umfasst eine Vielzahl von lichtdurchlässigen Elementen, die jeweils eine rechteckige Säulenform besitzen. Das optische Bilderzeugungselement wird durch Anordnen einer Vielzahl von lichtdurchlässigen Elementen sowohl entlang der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung in einer Matrix gebildet.
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Auf einer der beiden Seitenflächen jedes lichtdurchlässigen Elements, das in die erste Richtung weist, und auf einer der beiden Seitenflächen jedes lichtdurchlässigen Elements, das in die zweite Richtung weist, ist eine Reflexionsfolie vorgesehen. Die arithmetische mittlere Rauheit jeder der vorstehend beschriebenen Seitenflächen jedes lichtdurchlässigen Elements ist auf 0,1 nm oder weniger festgelegt. Als Reflexionsfolie wird eine Metallfolie, die aus einem Metall wie Aluminium oder Silber gebildet ist, eine mehrlagige Folie, in der abwechselnd eine Folie mit hohem Brechungsindex, die einen relativ hohen Brechungsindex aufweist, und eine Folie mit niedrigem Brechungsindex geschichtet sind, die einen relativ niedrigen Brechungsindex aufweist, und Ähnliches verwendet.
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In dem optischen Bilderzeugungselement ist jedes lichtdurchlässige Element von einer Reflexionsfläche umgeben. Aus diesem Grund ist es schwierig für Licht, auf einen Abschnitt der Reflexionsfläche auf der Seite der Lichtabgabefläche zu fallen, und der Großteil des einfallenden Lichts wird von der Reflexionsfläche an dem Abschnitt auf der Seite der Lichteinfallsfläche reflektiert. Indem es erschwert wird, dass das primäre reflektierte Licht von der Lichtabgabefläche abgegeben wird, ist es daher möglich, das Auftreten eines Geisterbilds mit hoher Helligkeit zu unterdrücken, das durch das primäre reflektierte Licht verursacht wird.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Japanische nicht geprüfte Patentoffenbarung Nr. 2015-166845
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Wie in 7 gezeigt, ist ein Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 100 bekannt, das ein in der Luft schwebendes Bild (virtuelles Bild) anzeigt, indem es Licht L20, das von einer Anzeigevorrichtung 101 wie einer Anzeige abgegeben wird, eine Vielzahl von Malen reflektiert. Das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 100 umfasst eine Vielzahl von Lichtsteuerplatten 102, und jede Lichtsteuerplatte 102 weist eine Vielzahl von Reflexionsflächen 102a auf. Durch die Anzeige des in der Luft schwebenden Bilds durch das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 100 wird das in der Luft schwebende Bild angezeigt, als würde das in der Luft schwebende Bild an einer Position schweben, die ebenensymmetrisch zu dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 100 ist.
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In dem vorstehend beschriebenen Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 100 wird Licht L22, das von der Reflexionsfläche 102a jeder Lichtsteuerplatte 102 zweimal reflektiert wird, zu der Seite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 100 abgegeben, die der Anzeigevorrichtung 101 gegenüberliegt, um zu der Erzeugung eines in der Luft schwebenden Bilds beizutragen. Licht L21, das von der Reflexionsfläche 102a einer Lichtsteuerplatte 102 der Vielzahl von Lichtsteuerplatten 102 einmal reflektiert wird, bewegt sich jedoch in Links-rechts-Richtung entlang der in der Ebene liegenden Richtung der Lichtsteuerplatte 102. Das Licht L21, das sich in Links-rechts-Richtung bewegt, kann auf beiden Seiten des in der Luft schwebenden Bilds Blendung verursachen. In der Folge kann das Problem auftreten, dass das in der Luft schwebende Bild schwer erkennbar ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine optische Bilderzeugungsvorrichtung vorzusehen, die dazu in der Lage ist, Blendung zu unterdrücken und die Sichtbarkeit eines in der Luft schwebenden Bilds zu verbessern.
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Lösung der Aufgabe
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Eine optische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine Anzeigevorrichtung, die Licht abgibt, um Informationen anzuzeigen; ein Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft, das Licht von der Anzeigevorrichtung eine Vielzahl von Malen reflektiert, um ein virtuelles Bild anzuzeigen; und ein Element zur Regelung der Lichtrichtung, das auf einem optischen Weg von der Anzeigevorrichtung zu dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft angeordnet ist und eine Richtung von Licht regelt, das von der Anzeigevorrichtung abgegeben wird.
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Die optische Bilderzeugungsvorrichtung umfasst das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft, das Licht von der Anzeigevorrichtung, die Informationen anzeigt, eine Vielzahl von Malen reflektiert, um ein virtuelles Bild anzuzeigen. Indem das virtuelle Bild auf der Vorderseite der Anzeigevorrichtung angezeigt wird, kann daher das virtuelle Bild als ein in der Luft schwebendes Bild angezeigt werden, das auf der Vorderseite schwebt. Da das virtuelle Bild durch das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft als ein in der Luft schwebendes Bild angezeigt wird, ist es in der Folge möglich, die Wirkung der angezeigten Informationen zu erhöhen. Zusätzlich umfasst die optische Bilderzeugungsvorrichtung das Element zur Regelung der Lichtrichtung auf dem optischen Weg zwischen der Anzeigevorrichtung und dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft, und das Element zur Regelung der Lichtrichtung regelt die Richtung des Lichts, das von der Anzeigevorrichtung abgegeben wird. Dementsprechend kann die Bewegungsrichtung des Lichts, das auf das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft fällt, geregelt werden, indem die Richtung des Lichts, das von der Anzeigevorrichtung abgegeben wird, unter Verwendung des Elements zur Regelung der Lichtrichtung geregelt wird. Daher kann verhindert werden, dass das Licht von der Anzeigevorrichtung sich in Links-rechts-Richtung entlang der in der Ebene liegenden Richtung des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft bewegt. In der Folge kann die Sichtbarkeit des in der Luft schwebenden Bilds verbessert werden, da es möglich ist, Blendung zu unterdrücken, die auf beiden Seiten des in der Luft schwebenden Bilds erscheint.
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Das Element zur Regelung der Lichtrichtung kann eine Vielzahl von Wandabschnitten aufweisen, die einen Teil des Lichts, das von der Anzeigevorrichtung abgegeben wird, blockieren. In diesem Fall wird ein Teil des Lichts von der Anzeigevorrichtung durch die Vielzahl von Wandabschnitten des Elements zur Regelung der Lichtrichtung blockiert. Daher kann die Bewegungsrichtung des Lichts, das auf das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft fällt, zuverlässiger geregelt werden.
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Die optische Bilderzeugungsvorrichtung kann ein Antireflexionselement umfassen, das auf einer Seite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft vorgesehen ist, die der Anzeigevorrichtung gegenüberliegt. In diesem Fall ist das Antireflexionselement vom Benutzer aus betrachtet auf der Vorderseite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft vorgesehen. Daher kann die Reflexion des Lichts auf der Vorderseite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft unterdrückt werden, da das Antireflexionselement vorgesehen ist. In der Folge kann die Sichtbarkeit des in der Luft schwebenden Bilds weiter verbessert werden.
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Die optische Bilderzeugungsvorrichtung kann ein Blendschutzelement umfassen, das auf einer Seite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft vorgesehen ist, die der Anzeigevorrichtung gegenüberliegt. In diesem Fall ist das Blendschutzelement vom Benutzer aus betrachtet auf der Vorderseite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft vorgesehen. Da das Blendschutzelement vorgesehen ist, ist es dementsprechend möglich, die Blendschutzeigenschaft zu verbessern, indem weiße Flecken oder Blendung, die auf die Vorderseite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft reflektiert werden, unterdrückt werden. Daher kann die Sichtbarkeit des in der Luft schwebenden Bilds weiter verbessert werden.
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Figurenliste
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, Blendung zu unterdrücken und die Sichtbarkeit eines in der Luft schwebenden Bilds zu verbessern. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
- 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine optische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Element zur Regelung der Lichtrichtung und eine Anzeigevorrichtung der in 1 gezeigten optischen Bilderzeugungsvorrichtung zeigt.
- Teil (a) von 3 ist eine Darstellung, die ein Simulationsergebnis eines Bilds von der optischen Bilderzeugungsvorrichtung zeigt, die das in 2 gezeigte Element zur Regelung der Lichtrichtung umfasst.
- Teil (b) von 3 ist eine Darstellung, die als Vergleichsbeispiel ein Simulationsergebnis eines Bilds von einer optischen Bilderzeugungsvorrichtung zeigt, die kein Element zur Regelung der Lichtrichtung umfasst.
- 4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine optische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, die ein Element zur Regelung der Lichtrichtung und eine Anzeigevorrichtung einer optischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
- Teil (a) von 6 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Anzeigevorrichtung einer optischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
- Teil (b) von 6 ist eine Seitenansicht, die schematisch Kollimatorlinsen der in Teil (a) von 6 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft einer herkömmlichen optischen Bilderzeugungsvorrichtung zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Darstellungen Ausführungsformen einer optischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. In der Beschreibung der Darstellungen sind gleiche oder äquivalente Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine wiederholte Beschreibung wird verzichtet. Zum besseren Verständnis sind Teile der Darstellungen vereinfacht oder übertrieben dargestellt, und die Abmessungsverhältnisse und Ähnliches sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in den Darstellungen beschrieben sind.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt eine optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 ist beispielsweise in einem Fahrzeug wie einem Auto montiert. Beispielsweise zeigt die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 Fahrzeuginformationen bezüglich des Fahrzeugs an, wie beispielsweise Geschwindigkeitsinformationen, Routeninformationen wie Informationen einer Route zum Ziel und Risikoinformationen, die das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Fußgängers in der Nähe des Fahrzeugs umfassen, und kann ferner weitere Informationen anzeigen. Die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 liefert Informationen für einen Benutzer U in einer benutzerfreundlicheren Form, sodass die Informationen einfach verständlich sind.
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Die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 umfasst eine Anzeigevorrichtung 11 wie einen Monitor, ein Element zur Regelung der Lichtrichtung 12, das die Richtung von Licht L1 von der Anzeigevorrichtung 11 regelt, ein Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13, das Licht L2 von dem Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 empfängt und ein virtuelles Bild K anzeigt, ein Antireflexionselement 14, das auf der nachgelagerten Seite des optischen Wegs von Licht L3 vorgesehen ist, das von dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 abgegeben wird, und eine Glasplatte 15, mit der das Antireflexionselement 14 verbunden ist.
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Die Anzeigevorrichtung 11 ist beispielsweise ein Flüssigkristallfeld, das dazu in der Lage ist, die vorstehend beschriebenen Informationen anzuzeigen. Die Anzeigevorrichtung 11 kann eine Anzeige eines PCs (Personal Computers), ein Tablet-Endgerät oder ein mobiles Endgerät wie ein Mobiltelefon sein. Das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 zeigt an einer Position vor dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 und der Anzeigevorrichtung 11 (das heißt, der Seite des Benutzers U) ein Bild der Anzeigevorrichtung 11 als das virtuelle Bild K an.
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Das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft
13 umfasst zwei Lichtsteuerplatten
13a. Beispielsweise wird das Licht
L2, das von dem Element zur Regelung der Lichtrichtung
12 nach oben abgegeben wird und auf das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft
13 fällt, zweimal von dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft
13 reflektiert. Das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft
13 erzeugt das virtuelle Bild
K in einem Raum, der auf der Seite des Benutzers U angeordnet ist, indem es das Licht
L2 zweimal reflektiert. Da die Dicke jeder Lichtsteuerplatte
13a beispielsweise etwa 1,5 mm beträgt, beträgt die Dicke des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft
13 etwa 3,0 mm. Wie vorstehend beschrieben, ist das virtuelle Bild
K leicht erkennbar, da die Position, an der das virtuelle Bild
K erzeugt wird, eine Position ist, die näher an dem Benutzer U liegt als an der Anzeigevorrichtung
11 und dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft
13. Das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft
13 ist beispielsweise eine Platte zur Abbildung in der Luft (Aerial Imaging (AI) Plate, eingetragene Marke) zur Erzeugung eines Bilds in der Luft, und die AI Plate wird unter Verwendung der Technik hergestellt, die in dem
japanischen Patent Nr. 4865088 beschrieben wird.
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Das Antireflexionselement 14 ist beispielsweise ein Folienelement, das eine AR-(Anti Reflection, Antireflexions-)Beschichtung aufweist. Das Antireflexionselement 14 ist beispielsweise eine Antireflexionsfolie, die mit der Seite des Benutzers U der Glasplatte 15 verbunden ist. Das Antireflexionselement 14 wird beispielsweise hergestellt, indem eine Basisfolie, auf der eine Hartbeschichtungsschicht gebildet ist, mit einer dielektrischen mehrlagigen Folie beschichtet wird. Das Antireflexionselement 14 ist vorgesehen, um Reflexion von Licht von der Seite, die dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 gegenüberliegt (das heißt, der Seite des Benutzers U) zu verhindern. Das Antireflexionselement 14 kann die Bewegung des reflektierten Lichts zu dem Benutzer U unterbinden.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, ist das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 beispielsweise mit einem Klebstoff 17 mit einer Fläche 11a der Anzeigevorrichtung 11 verbunden, die zur Seite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 weist. Der Klebstoff 17 kann beispielsweise ein optisch klarer Klebstoff (optical clear adhesive - OCA) oder ein optisch klares Klebeharz (optical clear adhesive resin - OCR) sein. Der Brechungsindex von Licht des Klebstoffs 17 ist beispielsweise ungefähr der gleiche wie der Brechungsindex von Glas.
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Das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 kann mit der gesamten Fläche 11a verbunden sein oder kann teilweise mit der Fläche 11a, wie beispielsweise dem äußeren Rand der Fläche 11a, verbunden sein. Das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 kann mit anderen Mitteln als dem Klebstoff 17, wie beispielsweise einem doppelseitigen Klebeband, verbunden sein. Das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 kann nicht mit der Fläche 11a verbunden sein und kann beispielsweise mittels eines Befestigungselements an der Fläche 11a befestigt sein. Auf diese Weise kann die Anordnung des Elements zur Regelung der Lichtrichtung 12 angemessen geändert werden.
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Die folgende Beschreibung wird unter der Annahme gegeben, dass eine Richtung, in der das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 in Bezug auf die Anzeigevorrichtung 11 vorgesehen ist, eine Z-Richtung ist, eine Richtung entlang einer Ebene senkrecht zur Z-Richtung eine X-Richtung ist und eine Richtung senkrecht sowohl zur Z-Richtung als auch zur X-Richtung eine Y-Richtung ist. Diese Richtungen dienen jedoch nur zur besseren Beschreibung und beschränken nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.
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Das Licht L1 von der Anzeigevorrichtung 11 wird von der Fläche 11a, die in Z-Richtung weist, als divergentes Licht abgegeben, und fällt auf das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12. Das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 weist eine Plattenform auf, die sich in X-Richtung und Y-Richtung erstreckt. Die Dicke (beispielsweise die Länge in Z-Richtung) des Elements zur Regelung der Lichtrichtung 12 beträgt beispielsweise 0,1 mm oder mehr und 0,8 mm oder weniger, vorzugsweise 0,2 mm oder mehr und 0,6 mm oder weniger, und bevorzugter 0,4 mm. Da die Dicke des Elements zur Regelung der Lichtrichtung 12 0,1 mm oder mehr beträgt, ist es möglich, die Lichtrichtung zuverlässig zu regeln. Da die Dicke des Elements zur Regelung der Lichtrichtung 12 0,8 mm oder weniger beträgt, ist es möglich, eine Verringerung der Menge an Licht L2 (das heißt, eine Verringerung der Helligkeit des virtuellen Bilds K) zu unterbinden.
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Das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 umfasst eine Vielzahl von Wandabschnitten 12a, die einen Teil des Lichts L1 von der Anzeigevorrichtung 11 absorbieren, und einen Hauptflächenabschnitt 12b, der in jedem der Vielzahl von Wandabschnitten 12a in Z-Richtung vorgesehen ist. Der Hauptflächenabschnitt 12b weist entlang der X-Richtung und der Y-Richtung eine flache Form auf. Beispielsweise ist das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 eine Lamellenfolie. Die Vielzahl von Wandabschnitten 12a sind beispielsweise nebeneinander entlang der X-Richtung angeordnet. Jeder Wandabschnitt 12a weist eine lichtabsorbierende Fläche 12c auf, die sich in Z-Richtung erstreckt. Jeder Wandabschnitt 12a erstreckt sich linear in Y-Richtung. Von dem Paar Hauptflächenabschnitte 12b weist ein Hauptflächenabschnitt 12b zur Fläche 11a und der andere Hauptflächenabschnitt 12b liegt zur Seite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 frei.
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Von dem Licht L1, das divergentes Licht von der Anzeigevorrichtung 11 ist, wird Licht L11, dessen Winkel in Bezug auf die Z-Richtung größer ist als ein vorgegebener Wert, von jedem der Vielzahl von Wandabschnitten 12a (insbesondere der lichtabsorbierenden Fläche 12c) blockiert, und das Licht L2, dessen Winkel in Bezug auf die Z-Richtung kleiner oder gleich dem vorgegebenen Wert ist, wird von dem Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 abgegeben. Wie vorstehend beschrieben blockiert jeder der Vielzahl von Wandabschnitten 12a das Licht L11 und gibt nur das Licht L2 ab, sodass das Licht L2, das den geregelten Winkel aufweist, abgegeben werden kann. Die lichtabsorbierende Fläche 12c kann nicht alle Komponenten des Lichts L11 absorbieren oder kann einen Teil des Lichts L11 reflektieren.
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Im Übrigen fällt Licht in allen Richtungen auf das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft, wenn das divergente Licht der Anzeigevorrichtung direkt auf das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft fällt. Wenn Licht in allen Richtungen auf das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft fällt, kann Licht erzeugt werden, das ursprünglich zweimal an dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft hätte reflektiert werden sollen, doch nur einmal reflektiert wird (siehe Licht L21 in 7). Das Licht, das nur einmal an dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft reflektiert wird, bewegt sich in Links-rechts-Richtung entlang der in der Ebene liegenden Richtung der Lichtsteuerplatte, und dies kann Blendung verursachen.
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Wie in dem Simulationsergebnis von einem Teil (b) von 3 gezeigt, bewegt sich das Licht, das nur einmal an dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft reflektiert wird, insbesondere in Links-rechts-Richtung entlang der in der Ebene liegenden Richtung der Lichtsteuerplatte, und auf beiden Seiten eines virtuellen Bilds M, das ein in der Luft schwebendes Bild ist, kann aufgrund des Lichts, das sich in Links-rechts-Richtung bewegt, Blendung N erscheinen. Das vorstehend beschriebene Erscheinen der Blendung N kann zu dem Problem führen, dass das virtuelle Bild M schwer erkennbar ist. Andererseits werden in der optischen Bilderzeugungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die vorstehend beschriebenen Probleme gelöst. Insbesondere werden die folgenden Betriebswirkungen erzielt.
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Nachfolgend werden die Betriebswirkungen der optischen Bilderzeugungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13, das das virtuelle Bild K anzeigt, indem es das Licht L2, das von der Anzeigevorrichtung 11 für die Anzeige von Informationen durch das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 abgegeben wird, eine Vielzahl von Malen reflektiert. Daher kann das virtuelle Bild K als ein in der Luft schwebendes Bild angezeigt werden, das auf der Vorderseite schwebt, indem das virtuelle Bild auf einer Seite angezeigt wird, die an einer Position, die ebenensymmetrisch zu dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 ist, näher an dem Benutzer U liegt. Da das virtuelle Bild K durch das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 als ein in der Luft schwebendes Bild angezeigt wird, ist es in der Folge möglich, die Wirkung der angezeigten Informationen zu erhöhen.
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Zusätzlich umfasst die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 auf dem optischen Weg zwischen der Anzeigevorrichtung 11 und dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13, und das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 regelt die Richtung des Lichts L1, das von der Anzeigevorrichtung 11 abgegeben wird. Dementsprechend kann die Bewegungsrichtung des Lichts L2, das auf das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 fällt, geregelt werden, indem die Richtung des Lichts L1, das von der Anzeigevorrichtung 11 abgegeben wird, unter Verwendung des Elements zur Regelung der Lichtrichtung 12 geregelt wird. Daher kann verhindert werden, dass das Licht von der Anzeigevorrichtung 11 sich in Links-rechts-Richtung entlang der in der Ebene liegenden Richtung des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 bewegt. In der Folge ist es, wie in einem Teil (a) von 3 gezeigt, möglich, Blendung zu unterdrücken, die auf beiden Seiten des virtuellen Bilds K erscheint, das ein in der Luft schwebendes Bild ist, sodass die Sichtbarkeit des in der Luft schwebenden Bilds verbessert werden kann.
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Teil (a) von 3 zeigt ein Simulationsergebnis, wenn ein Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 angeordnet ist. Selbst wenn zwei oder mehr Elemente zur Regelung der Lichtrichtung 12 angeordnet sind, kann die gleiche Wirkung wie in Teil (a) von 3 erhalten werden. Insbesondere kann die gleiche Wirkung erhalten werden, selbst wenn zwei Elemente zur Regelung der Lichtrichtung 12, in denen eine Vielzahl von Wandabschnitten 12a sich in dieselbe Richtung erstrecken, derart angeordnet sind, dass sie einander überlappen, wenn zwei Elemente zur Regelung der Lichtrichtung 12, in denen eine Vielzahl von Wandabschnitten 12a sich in Richtungen erstrecken, die zueinander senkrecht sind, derart angeordnet sind, dass sie einander überlappen, und wenn zwei Elemente zur Regelung der Lichtrichtung 12, in denen eine Vielzahl von Wandabschnitten 12a sich in Richtungen erstrecken, die um 45 ° zueinander versetzt sind, derart angeordnet sind, dass sie einander überlappen.
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Wenn die zwei Elemente zur Regelung der Lichtrichtung 12 jedoch derart angeordnet sind, dass sie einander überlappen, wird das virtuelle Bild K etwas dünn angezeigt. Andererseits kann Blendung auf beiden Seiten des virtuellen Bilds K unterdrückt werden, wenn ein Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 angeordnet ist, und das virtuelle Bild K kann klar angezeigt werden, indem die Helligkeit erhöht wird. In der Folge kann schließlich die Sichtbarkeit weiter erhöht werden, da die Sichtbarkeit des virtuellen Bilds K zuverlässig aufrechterhalten werden kann.
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Das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 weist eine Vielzahl von Wandabschnitten 12a auf, die einen Teil des Lichts L1, das von der Anzeigevorrichtung 11 abgegeben wird, blockieren. Dementsprechend wird ein Teil des Lichts L1 von der Anzeigevorrichtung 11 durch die Vielzahl von Wandabschnitten 12a des Elements zur Regelung der Lichtrichtung 12 blockiert. Daher kann die Bewegungsrichtung des Lichts L2, das auf das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 fällt, zuverlässiger geregelt werden.
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Die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 umfasst das Antireflexionselement 14, das auf der Seite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 vorgesehen ist, die der Anzeigevorrichtung 11 gegenüberliegt. Das heißt, das Antireflexionselement 14 ist vom Benutzer U aus betrachtet auf der Vorderseite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 vorgesehen. Da das Antireflexionselement 14 vorgesehen ist, kann daher die Reflexion von Licht auf der Vorderseite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 unterdrückt werden. In der Folge kann die Sichtbarkeit des in der Luft schwebenden Bilds weiter verbessert werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 eine optische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Eine optische Bilderzeugungsvorrichtung 31 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst anstatt des Antireflexionselements 14 ein Blendschutzelement 34. Das Blendschutzelement 34 ist, ähnlich dem Antireflexionselement 14, beispielsweise mit der Glasplatte 15 verbunden. In der folgenden Beschreibung wird auf eine Beschreibung, die sich mit der ersten Ausführungsfonn überschneidet, entsprechend verzichtet.
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Das Blendschutzelement 34 ist beispielsweise ein Folienelement, das aus einem Material gebildet ist, das einer AG-(Anti Glare, Blendschutz-)Behandlung unterzogen wird. Das Blendschutzelement 34 kann Unebenheiten auf der Oberfläche aufweisen. In diesem Fall können die Unebenheiten es ermöglichen, Licht zu streuen, um Blendung zu unterdrücken. Auf diese Weise streut das Blendschutzelement 34 einfallendes Licht, um die Blendung des Bilds zu unterdrücken und die Schärfe des Bilds zu verbessern.
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Wie vorstehend beschrieben, umfasst die optische Bilderzeugungsvorrichtung 31 gemäß der zweiten Ausführungsform das Blendschutzelement 34, das auf der Seite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 vorgesehen ist, die der Anzeigevorrichtung 11 gegenüberliegt. Das Blendschutzelement 34 ist vom Benutzer U aus betrachtet auf der Vorderseite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 vorgesehen. Da das Blendschutzelement 34 vorgesehen ist, ist es dementsprechend möglich, die Blendschutzeigenschaft zu verbessern, indem weiße Flecken oder Blendung, die auf die Vorderseite des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 reflektiert werden, unterdrückt werden. Daher kann die Sichtbarkeit des in der Luft schwebenden Bilds weiter verbessert werden. Es ist auch möglich, das Blendschutzelement 34 zusammen mit dem Antireflexionselement 14 der ersten Ausführungsform zu verwenden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 eine optische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. In der optischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich die Ausgestaltung eines Wandabschnitts 42a eines Elements zur Regelung der Lichtrichtung 42 von derjenigen der ersten Ausführungsform. Das Element zur Regelung der Lichtrichtung 42 umfasst eine Vielzahl von Wandabschnitten 42a, die entlang der X-Richtung angeordnet sind, und den Hauptflächenabschnitt 12b, der vorstehend beschrieben wurde. Jeder Wandabschnitt 42a weist eine Lichtreflexionsfläche 42c auf, die in Bezug auf die Z-Richtung geneigt ist. Beispielsweise ist die Lichtreflexionsfläche 42c in eine Richtung geneigt, in der der Wandabschnitt 42a entlang der Z-Richtung dünner wird, und der Neigungswinkel θ der Lichtreflexionsfläche 42c in Bezug auf die Z-Richtung ist größer als 0 ° und 15 ° oder weniger. Die Lichtreflexionsfläche 42c reflektiert das Licht L2, das ein Teil des Lichts L1 von der Anzeigevorrichtung 11 ist, und absorbiert das verbleibende Licht L11 des Lichts L1.
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Wie vorstehend beschrieben, weist das Element zur Regelung der Lichtrichtung 42 der optischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform eine Vielzahl von Wandabschnitten 42a auf, die die Lichtreflexionsfläche 42c umfassen, die einen Teil des Lichts L1 reflektiert, das von der Anzeigevorrichtung 11 abgegeben wird, und jede Lichtreflexionsfläche 42c ist in Bezug auf die Dickenrichtung (Z-Richtung) des Elements zur Regelung der Lichtrichtung 42 geneigt. Da die Bewegungsrichtung des Lichts L2 geregelt werden kann und das reflektierte Licht L2 abgegeben werden kann, kann dementsprechend das virtuelle Bild K klarer angezeigt werden, indem die Menge an Licht L2 erhöht wird, um die Helligkeit zu erhöhen. Daher kann die Sichtbarkeit des virtuellen Bilds K weiter verbessert werden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf Teile (a) und (b) von 6 eine optische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben. In der optischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich die Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung 51 von denjenigen der Ausführungsformen, die vorstehend beschrieben wurden. Die Anzeigevorrichtung 51 ist eine Anzeige, die eine höhere Helligkeit aufweist als die vorstehend beschriebene Anzeigevorrichtung 11. Wie in Teilen (a) und (b) von 6 gezeigt, ist die Anzeigevorrichtung 51 eine Flüssigkristallanzeige und umfasst eine Vielzahl von Mikrolinsen 51a. Eine Vielzahl von Mikrolinsen 51a sind beispielsweise für jeweilige Pixel der Anzeigevorrichtung 51 vorgesehen, und sind in einem Gittermuster angeordnet. Das heißt, für jeden Flüssigkristall der Anzeigevorrichtung 51 ist die Mikrolinse 51a angeordnet. Jede Mikrolinse 51a wandelt das Licht L1, das divergentes Licht ist, in paralleles Licht um, und gibt das Licht L1, das in paralleles Licht umgewandelt wurde, zu dem Element zur Regelung der Lichtrichtung ab.
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Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Anzeigevorrichtung 51 in der optischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform eine Vielzahl von Mikrolinsen 51a, und jede Mikrolinse 51a gibt das Licht L1 als paralleles Licht zu dem Element zur Regelung der Lichtrichtung ab. Da die Richtung des Lichts L1 geregelt werden kann, bevor das Licht L1 auf das Element zur Regelung der Lichtrichtung fällt, ist es dementsprechend möglich, die Menge an Licht L2 zu erhöhen, das von dem Element zur Regelung der Lichtrichtung zu dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft abgegeben wird. Daher kann die Sichtbarkeit des virtuellen Bilds K weiter verbessert werden, da das virtuelle Bild K klarer angezeigt werden kann.
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Vorstehend wurde jede Ausführungsform der optischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann abgewandelt oder auf andere Dinge angewandt werden, ohne von dem in den Ansprüchen beschriebenen Schutzumfang abzuweichen. Das heißt, die Ausgestaltung jeder Einheit der optischen Bilderzeugungsvorrichtung kann angemessen geändert werden, ohne von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.
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Beispielsweise wurden in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wie in 1 und 4 gezeigt, die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1, die das Antireflexionselement 14 umfasst, und die optische Bilderzeugungsvorrichtung 31 beschrieben, die das Blendschutzelement 34 umfasst. In der optischen Bilderzeugungsvorrichtung kann anstatt des Antireflexionselements 14 und des Blendschutzelements 34 jedoch ein Antifingerabdruckelement (Anti Finger) mit der Glasplatte 15 verbunden sein, das Flecken aufgrund von Fingerabdrücken verhindert. Das Antifingerabdruckelement kann die Funktion haben, Fingerabdrücke weniger auffällig und leichter abwischbar zu machen, oder kann ein Fingerabdruckentfernungselement zur Entfernung von anhaftenden Fingerabdrücken sein.
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Das Antifingerabdruckelement kann gebildet sein, indem ein fingerabdruckresistentes Beschichtungsadditiv (oder ein Fingerabdruck-Antihaftmittel) auf die Oberfläche eines folienförmigen Substrats aufgebracht ist. Aus den Funktionsfolien, die das vorstehend beschriebene Antireflexionselement 14, das Blendschutzelement 34 und das Antifingerabdruckelement umfassen, können eine Vielzahl von beliebigen Elementen mit der Glasplatte 15 verbunden sein. Zudem kann mindestens eines, das Antireflexionselement 14, das Blendschutzelement 34 und/oder das Antifingerabdruckelement, anstatt mit der Glasplatte 15 mit dem Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 verbunden sein. In diesem Fall kann auf die Glasplatte 15 verzichtet werden.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12 eine Lamellenfolie ist. Das Element zur Regelung der Lichtrichtung kann jedoch ein anderes Element als die Lamellenfolie sein. Das Element zur Regelung der Lichtrichtung kann beispielsweise ein Element sein, das eine Vielzahl von Löchern aufweist und in dem ein Teil der Innenfläche jedes Lochs eine lichtabsorbierende Fläche ist und der verbleibende Teil eine Lichtreflexionsfläche ist, und die Ausgestaltung des Elements zur Regelung der Lichtrichtung kann angemessen geändert werden.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13 eine AI Plate zur Erzeugung eines Bilds in der Luft ist. Das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft kann jedoch beispielsweise ein Element zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bilds sein, das vom Benutzer U aus betrachtet auf der Vorderseite ein dreidimensionales virtuelles Bild erzeugt, oder kann ein anderes Element als die AI Plate sein.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 beschrieben, die die Anzeigevorrichtung 11, das Element zur Regelung der Lichtrichtung 12, das Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft 13, das Antireflexionselement 14 und die Glasplatte 15 umfasst. Die Art, Form, Größe, Anzahl, das Material und die Anordnung der Anzeigevorrichtung, des Elements zur Regelung der Lichtrichtung, des Elements zur Erzeugung eines Bilds in der Luft, des Antireflexionselements und der Glasplatte können jedoch angemessen geändert werden. Zudem wurde in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die optische Bilderzeugungsvorrichtung 1 beschrieben, die in einem Fahrzeug wie einem Auto montiert ist. Die optische Bilderzeugungsvorrichtung kann jedoch auch auf verschiedene andere Vorrichtungen als dem Fahrzeug angewandt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 31:
- optische Bilderzeugungsvorrichtung,
- 11, 51:
- Anzeigevorrichtung,
- 12, 42:
- Element zur Regelung der Lichtrichtung
- 12a, 42a:
- Wandabschnitt,
- 13:
- Element zur Erzeugung eines Bilds in der Luft,
- 14:
- Antireflexionselement,
- 34:
- Blendschutzelement,
- K:
- virtuelles Bild,
- L1, L2, L3, L11:
- Licht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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