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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildprojektionsvorrichtung und insbesondere eine Bildprojektionsvorrichtung, die Projektionslicht von einer Bildprojektionseinheit von einer Vielzahl von freiformgekrümmten Spiegeln reflektieren lässt und einen Sichtpunkt erreichen lässt.
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Hintergrundtechnik
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In der verwandten Technik wird ein Armaturenbrett, das ein Symbol durch Beleuchten anzeigt, als eine Vorrichtung verwendet, die verschiedene Arten von Information in einem Fahrzeug anzeigt. Mit einer Zunahme in einer anzuzeigenden Informationsmenge wurde auch vorgeschlagen, dass eine Bildanzeigevorrichtung in dem Armaturenbrett eingebettet ist, oder das gesamte Armaturenbrett als eine Bildanzeigevorrichtung konfiguriert ist.
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Jedoch muss ein Fahrer, da das Armaturenbrett unter der Vorderscheibe (einer Windschutzscheibe) des Fahrzeugs gelegen ist, eine Sichtlinie nach unten bewegen während des Fahrens, um an dem Armaturenbrett angezeigte Information zu sehen, was nicht erwünscht ist. Deshalb wurde eine Bildprojektionsvorrichtung wie beispielsweise ein Head-up-Display (hiernach als ein HUD bezeichnet) vorgeschlagen, das es einem Fahrer ermöglichen kann, beim Sehen der Vorderseite des Fahrzeugs Information zu lesen, indem ein Bild auf die Vorderscheibe projiziert wird.
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Bei solch einer Bildprojektionsvorrichtung nach der verwandten Technik emittiert eine Bildprojektionseinheit Projektionslicht, das ein Bild enthält, lässt einen oder mehrere freiformgekrümmte Spiegel das Projektionslicht zu reflektieren, und lässt das Projektionslicht eine Sichtpunktposition eines Fahrers oder dergleichen erreichen, sodass das Bild in einem Raum gebildet wird.
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Demnach kann der Fahrer oder dergleichen das Bild erkennen, wie wenn das Bild an einer Bildposition in einer Tiefenrichtung angezeigt wäre, indem das Projektionslicht auf den Sichtpunkt einfällt.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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[Patentliteratur 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichungsnr.
2019-119 262 (
JP 2019-119 262 A )
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Zusammenfassung der Erfindung
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Jedoch ist es bei der Bildprojektionsvorrichtung nach der verwandten Technik schwierig, da eine Vielzahl von freiformgekrümmten Spiegeln abwechselnd angeordnet werden müssen, um einander zugewandt zu sein, und ein Raum sichergestellt werden muss, sodass ein Element wie beispielsweise die Bildprojektionsvorrichtung durch die freiformgekrümmten Spiegel reflektiertes Licht nicht blockt, Platzersparnis zu erzielen. Wenn die Größe der freiformgekrümmten Spiegel verringert wird, um Platzersparnis zu erzielen, gibt es ein Problem darin, dass die Krümmung der freiformgekrümmten Spiegel zunimmt und daher nimmt eine Abweichung zu.
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Deshalb wurde die Erfindung in Anbetracht des Problems in der verwandten Technik gemacht und stellt eine Bildprojektionsvorrichtung bereit, die einen Raum effektiv verwenden kann, um Platzersparnis zu erzielen, sogar wenn Projektionslicht von einer Bildprojektionseinheit durch eine Vielzahl von freiformgekrümmten Spiegeln reflektiert wird, um einen Sichtpunkt zu erreichen.
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Um das oben erwähnte Problem zu lösen, wird nach der Erfindung eine Bildprojektionsvorrichtung vorgesehen, die enthält: eine Bildprojektionseinheit, die Projektionslicht enthaltend ein Bild emittiert; einen ersten freiformgekrümmten Spiegel, der das Projektionslicht, das von der Bildprojektionseinheit einfällt, reflektiert; und einen zweiten freiformgekrümmten Spiegel, der das Projektionslicht, das von dem ersten freiformgekrümmten Spiegel einfällt, reflektiert, und das Projektionslicht einen Sichtpunkt erreichen lässt, wobei, wenn ein optischer Pfad des Projektionslichts von der Bildprojektionseinheit zu dem Sichtpunkt als ein Referenzlichtstrahl definiert ist, eine Reflexionsrichtung des Referenzlichtstrahls von dem ersten freiformgekrümmten Spiegel als eine z-Achse definiert ist, eine Richtung senkrecht zu der z-Achse in einer Ebene enthaltend den Referenzlichtstrahl und die z-Achse in dem zweiten freiformgekrümmten Spiegel als eine y-Achse definiert ist, und eine Richtung senkrecht zu der y-Achse und der z-Achse als eine x-Achse definiert ist, nur eine von einer x-Achsenkomponente und einer y-Achsenkomponente des von dem ersten freiformgekrümmten Spiegel reflektierten Projektionslichts ein Bild zwischen dem ersten freiformgekrümmten Spiegel und dem zweiten freiformgekrümmten Spiegel bildet.
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Bei der Bildprojektionsvorrichtung nach der Erfindung ist es möglich, da der erste freiformgekrümmte Spiegel nur eine von der x-Achsenkomponente und der y-Achsenkomponente ein Bild zwischen dem ersten freiformgekrümmten Spiegel und dem zweiten freiformgekrümmten Spiegel bilden lässt, einen Platz, in dem ein optisches Element in einem Raum zwischen dem ersten freiformgekrümmten Spiegel und dem zweiten freiformgekrümmten Spiegel angeordnet ist, sicherzustellen und den Raum effektiv zu verwenden, um Platzersparnis zu erzielen.
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In einem Aspekt der Erfindung kann die y-Achsenkomponente ein Bild zwischen dem ersten freiformgekrümmten Spiegel und dem zweiten freiformgekrümmten Spiegel bilden.
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In einem Aspekt der Erfindung kann eine Bildposition des von dem zweiten freiformgekrümmten Spiegel reflektierten Projektionslichts dieselbe für die x-Achsenkomponente und die y-Achsenkomponente sein.
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In einem Aspekt der Erfindung kann die Bildprojektionseinheit an einer anderen Position als einem Bereich angeordnet sein, in dem das Projektionslicht zwischen dem ersten freiformgekrümmten Spiegel und dem zweiten freiformgekrümmten Spiegel propagiert.
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In einem Aspekt der Erfindung kann die Bildprojektionsvorrichtung weiterhin einen Übertragungs-und-Reflexionsteil enthalten, der das auf eine Oberfläche von dem zweiten freiformgekrümmten Spiegel einfallende Projektionslicht in Richtung des Sichtpunkts reflektiert und auf eine andere Oberfläche einfallendes externes Licht in Richtung des Sichtpunkts überträgt.
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In einem Aspekt der Erfindung kann der Übertragungs-und-Reflexionsteil eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs sein.
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Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine Bildprojektionsvorrichtung vorzusehen, die einen Raum effektiv verwenden kann, um Platzersparnis zu erzielen, sogar wenn Projektionslicht von der Bildprojektionseinheit von einer Vielzahl von freiformgekrümmten Spiegeln reflektiert wird, um einen Sichtpunkt zu erreichen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- [1] 1 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Bildprojektionsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei 1 (a) eine schematische Draufsicht ist, und 1 (b) eine schematische Seitenansicht ist.
- [2] 2 ist ein Diagramm, das schematisch eine Anordnung von optischen Elementen und einen Referenzlichtstrahl in der Bildprojektionsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
- [3] 3 ist ein Diagramm, das schematisch einen Referenzlichtstrahl und ein lokales Koordinatensystem in freiformgekrümmten Spiegeln darstellt, wobei 3(a) einen freiformgekrümmten Spiegel 20 darstellt und 3(b) einen freiformgekrümmten Spiegel 30 darstellt.
- [4] 4 ist ein Diagramm, das schematisch eine Anordnung einer Bildprojektionseinheit 10 und der freiformgekrümmten Spiegel 20 und 30 nach der ersten Ausführungsform darstellt, wobei 4(a) eine schematische Seitenansicht ist und 4(b) eine schematische Draufsicht ist.
- [5] 5 ist ein Diagramm, das schematisch eine Anordnung einer Bildprojektionseinheit 10 und der freiformgekrümmten Spiegel 20 und 30 nach einer zweiten Ausführungsform darstellt, wobei 5(a) eine schematische Seitenansicht ist und 5(b) eine schematische Draufsicht ist.
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Modi zum Ausführen der Erfindung
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(Erste Ausführungsform)
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Hiernach wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Dieselben oder entsprechende Elemente, Glieder und Prozesse in den Zeichnungen werden durch dieselben Bezugszeichen Bezug bezeichnet, und wiederholte Beschreibung davon wird in geeigneter Weise weggelassen. 1 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Bildprojektionsvorrichtung nach dieser Ausführungsform darstellt, wobei 1 (a) eine schematische Draufsicht ist, und 1 (b) eine schematische Seitenansicht ist. Wie in 1 dargestellt, enthält die Bildprojektionsvorrichtung eine Bildprojektionseinheit 10, freiformgekrümmte Spiegel 20 und 30, und eine Windschutzscheibe 40 und ermöglicht es, dass ein virtuelles Bild 60 an einer Position eines Sichtpunkts 50 über die Windschutzscheibe 40 zu sehen ist.
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Die Bildprojektionseinheit 10 ist eine Vorrichtung, die Projektionslicht enthaltend Bildinformationen in Erwiderung auf die Bereitstellung eines Signals enthaltend die Bildinformation von einer Informationsverarbeitungseinheit (nicht dargestellt) emittiert. Das von der Bildprojektionseinheit 10 emittierte Projektionslicht fällt auf den freiformgekrümmten Spiegel 20. Beispiele der Bildprojektionseinheit 10 enthalten eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, eine organische EL-Anzeigevorrichtung, eine Mikro-LED-Anzeigevorrichtung und eine Projektorvorrichtung unter Verwendung einer Laserlichtquelle.
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Der freiformgekrümmte Spiegel 20 ist ein konkaver Spiegel, auf den von der Bildprojektionseinheit 10 emittiertes Projektionslicht einfällt und der das einfallende Projektionslicht auf den freiformgekrümmten Spiegel 30 reflektiert, und entspricht einem ersten freiformgekrümmten Spiegel in der Erfindung. Eine reflektierende Oberfläche des freiformgekrümmten Spiegels 20 ist so festgelegt, dass die Brennweiten für eine x-Achsenkomponente und eine y-Achsenkomponente in der Oberfläche unterschiedlich sind und nur eine der x-Achsenkomponente und der y-Achsenkomponente intermediär ein Bild bilden, bevor die Komponenten den freiformgekrümmten Spiegel 30 erreichen, wie später beschrieben wird.
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Der freiformgekrümmte Spiegel 30 ist ein konkaver Spiegel, auf den vom freiformgekrümmten Spiegel 20 reflektiertes Projektionslicht einfällt und der das einfallende Projektionslicht auf die Windschutzscheibe 40 reflektiert, und entspricht einem zweiten freiformgekrümmten Spiegel in der Erfindung. Eine reflektierende Oberfläche des freiformgekrümmten Spiegels 30 ist ebenfalls so festgelegt, dass die Brennweiten für eine x-Achsenkomponente und eine y-Achsenkomponente in der Oberfläche unterschiedlich sind und die x-Achsenkomponente und die y-Achsenkomponente ein Bild an derselben Position bilden, nachdem die Komponenten durch den freiformgekrümmten Spiegel 30 reflektiert wurden.
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Die Windschutzscheibe 40 ist vor einem Fahrersitz des Fahrzeugs vorgesehen und hat die Funktion eines optischen Elements, das an der Oberfläche innerhalb des Fahrzeugs von dem freiformgekrümmten Spiegel 30 einfallendes Projektionslicht in Richtung des Sichtpunkts 50 reflektiert und Licht von der Außenseite des Fahrzeugs in Richtung des Sichtpunkts 50 durchlässt. Dementsprechend entspricht die Windschutzscheibe 40 einem Übertragungs-und-Reflexionsteil in der Erfindung. Hierin wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Windschutzscheibe 40 als der Übertragungs-und-Reflexionsteil verwendet wird, aber ein Kombinierer kann als der Übertragungs-und-Reflexionsteil separat von der Windschutzscheibe 40 vorgesehen werden, sodass Licht von dem freiformgekrümmten Spiegel 30 in Richtung des Sichtpunkts 50 reflektiert wird. Der Übertragungs-und-Reflexionsteil ist nicht auf die Stelle auf der Vorderseite des Fahrzeugs beschränkt und kann an einer lateralen Seite oder der Rückseite vorgesehen sein, solange er ein Bild auf den Sichtpunkt 50 eines Insassen projiziert.
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Der Sichtpunkt 50 ist ein Auge (ein Augenkasten) eines Fahrers oder eines Insassen des Fahrzeugs, und der Fahrer oder der Insasse erkennt visuell ein gebildetes virtuelles Bild 60, wenn Projektionslicht auf den Augenkasten fällt und die Netzhaut erreicht.
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Das virtuelle Bild 60 wird so angezeigt, dass es in einem Raum gebildet wird, wenn Projektionslicht, das von der Windschutzscheibe 40 reflektiert wird, den Sichtpunkt (Augenkasten) 50 des Fahrers oder dergleichen erreicht. Die Position, an der das virtuelle Bild 60 gebildet wird, wird durch einen Ausbreitungswinkel bestimmt, wenn das von der Bildprojektionseinheit 10 emittierte Licht zu dem Sichtpunkt 50 propagiert, nachdem das Licht von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 reflektiert wurde. Wie in 1(a) und 1(b) dargestellt, wird das von dem freiformgekrümmten Spiegel 30 reflektierte Projektionslicht von der Windschutzscheibe 40 reflektiert und erreicht dann den Sichtpunkt 50, während sich ein Lichtstrahl ausbreitet.
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Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Fahrer oder der Insasse des Sichtpunkts 50 das virtuelle Bild 60 so, als ob es sich an einer Bildposition befände, die weiter entfernt ist als die Windschutzscheibe 40. Hier hängt die Bildposition des virtuellen Bildes 60 hauptsächlich von einer kombinierten Brennweite des freiformgekrümmten Spiegels 20 und des freiformgekrümmten Spiegels 30 ab. Selbst wenn die Windschutzscheibe 40 keine ebene, sondern eine gekrümmte Oberfläche hat, ist der Krümmungsradius größer als die des freiformgekrümmten Spiegels 20 und des freiformgekrümmten Spiegels 30, und daher kann ein Einfluss der optischen Leistung der Windschutzscheibe 40 ignoriert werden.
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2 ist ein Diagramm, das schematisch eine Anordnung der optischen Elemente und eines Referenzlichtstrahls in der Bildprojektionsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 2 dargestellt, wird das von der Bildprojektionseinheit 10 emittierte Projektionslicht von den freiformgekrümmten Spiegeln 20 und 30 und der Windschutzscheibe 40 reflektiert und erreicht den Sichtpunkt 50. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Ortskurve des Lichts, das den Sichtpunkt 50 in der Richtung erreicht, in der das virtuelle Bild 60 gesehen wird, als Referenzlichtstrahl definiert und ist in 2 durch eine gepunktete Linie dargestellt. Mit anderen Worten kann der Referenzlichtstrahl als im Wesentlichen derselbe angesehen werden wie eine Ortskurve des Lichts, das von dem Zentrum eines effektiven Bereichs emittiert wird, von dem Licht in der Bildprojektionseinheit 10 emittiert wird, bis das Licht den Sichtpunkt 50 erreicht. Tatsächliches Projektionslicht ist Licht, das mit einem vorbestimmten Bereich von der Bildprojektionseinheit 10 emittiert wird und von dem sich ein Lichtstrahl von Positionen einer Anzeigeoberfläche davon ausbreitet und mit einer positiven Leistung der reflektierenden Oberflächen des freiformgekrümmten Spiegels 20 und des freiformgekrümmten Spiegels 30 fokussiert wird. Dementsprechend stellt der in 2 dargestellte Referenzlichtstrahl keinen Pfad dar, entlang dessen das Projektionslicht im gesamten Bereich der Bildprojektionseinheit 10 propagiert. Ein Abstand von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 zu dem freiformgekrümmten Spiegel 30 entlang des Referenzlichtstrahls ist als D definiert.
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3 ist ein Diagramm, das schematisch einen Referenzlichtstrahl und eine lokale Koordinate in den freiformgekrümmten Spiegeln darstellt, wobei 3(a) den freiformgekrümmten Spiegel 20 und 3(b) den freiformgekrümmten Spiegel 30 darstellt. Eine in 3(a) und 3(b) dargestellte gestrichelte Linie ist der Referenzlichtstrahl des Projektionslichts, der durch die gestrichelte Linie in 2 angezeigt wird. Der Referenzlichtstrahl in einer Richtung, in der Projektionslicht auf den freiformgekrümmten Spiegel 20 und den freiformgekrümmten Spiegel 30 einfällt, wird als ein einfallender Lichtstrahl definiert, und der Referenzlichtstrahl in einer Richtung, in der Projektionslicht von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 einfällt, wird als ein einfallender Lichtstrahl definiert.
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Wie in 3(a) und 3(b) dargestellt, ist die Reflexionsrichtung des Referenzlichtstrahls in dem freiformgekrümmten Spiegel 20 als eine z-Achse definiert. Eine Richtung senkrecht zur z-Achse in einer Ebene, die die Reflexionsrichtung des Referenzlichtstrahls und die z-Achse in dem freiformgekrümmten 30 enthält, ist als eine y-Achse definiert. Eine Richtung, die senkrecht zur y-Achse und zur z-Achse ist, wird als eine x-Achse bezeichnet.
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Der freiformgekrümmte Spiegel 20 enthält eine gekrümmte Oberfläche, die unterschiedliche Krümmungen in der x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung aufweist, Projektionslicht, das davon reflektiert wird, wird auf Brennweiten fokussiert, die in einer x-Achsenkomponente und einer y-Achsenkomponente unterschiedlich sind, und nur eine der x-Achsenkomponente und der y-Achsenkomponente bildet intermediär ein Bild zwischen dem freiformgekrümmten 20 und dem freiformgekrümmten 30. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist eine im Wesentlichen horizontale Richtung des Fahrzeugs die x-Achsenrichtung und eine im Wesentlichen vertikale Richtung ist die y-Achsenrichtung. Dementsprechend bildet nur eine der x-Achsenkomponente, die die horizontale Richtung des Fahrzeugs ist, und der y-Achsenkomponente, die die vertikale Richtung des Projektionslichts ist, intermediär ein Bild.
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Wenn paralleles Licht von der Bildprojektionseinheit 10 auf den freiformgekrümmten Spiegel 20 einfällt und ein Abstand zu einer Position, auf die Licht, das der positiven Leistung durch den freiformgekrümmten Spiegel 20 unterworfen ist, fokussiert wird, wird hier als eine Brennweite f1 definiert, eine Brennweite der x-Achsenkomponente wird als fx1 definiert, und die Brennweite der y-Achsenkomponente wird als fy1 definiert. Dementsprechend ist eine Beziehung 0<fy1≤D≤fx1 oder 0<fx1≥D≤fy1 erfüllt, wenn sie mit dem Abstand D zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 entlang des Referenzlichtstrahls verglichen wird.
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In ähnlicher Weise enthält der freiformgekrümmte Spiegel 30 auch eine gekrümmte Oberfläche, die unterschiedliche Krümmungen in der x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung aufweist, und das davon reflektierte Projektionslicht hat unterschiedliche Brennweiten für die x-Achsenkomponente und die y-Achsenkomponente. Hier wird, wenn paralleles Licht auf den freiformgekrümmten Spiegel 30 einfällt und ein Abstand zu einer Position, auf die Licht, das der positiven Leistung durch den freiformgekrümmten Spiegel 30 unterworfen ist, fokussiert wird, als eine Brennweite f2 definiert, eine Brennweite der x-Achsenkomponente wird als fx2 definiert und die Brennweite der y-Achsenkomponente wird als fy2 definiert.
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Wie oben beschrieben, sind die Brennweitefx1 und die Brennweite fy1 im freiformgekrümmten Spiegel 20 so festgelegt, dass nur eine der Brennweiten intermediär ein Bild zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 bildet.
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Die Brennweite fx2 und die Brennweite fy2 im freiformgekrümmten Spiegel 30 sind so festgelegt, dass die x-Achsenkomponente und die y-Achsenkomponente des vom freiformgekrümmten Spiegel 30 reflektierten Projektionslichts ein Bild an derselben Position bilden. Dementsprechend ist das virtuelle Bild 60, das vom Sichtpunkt 50 aus gesehen wird, ein Bild, das die x-Achsenkomponente und die y-Achsen-Komponente an derselben Position bilden, und das virtuelle Bild 60 kann in geeigneter Weise als ein Bild erkannt werden, als ob es an der Bildposition vorhanden wäre. Durch geeignetes Festlegen der gekrümmten Oberflächenform des freiformgekrümmten Spiegels 30 ist es auch möglich, eine Abweichung zu korrigieren, die in dem von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 reflektierten Projektionslicht erzeugt wird.
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4 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der Bildprojektionseinheit 10 und der freiformgekrümmten Spiegeln 20 und 30 gemäß dieser Ausführungsform darstellt, wobei 4(a) eine schematische Seitenansicht ist, und 4(b) eine schematische Draufsicht ist. Wie in 4(a) und 4(b) dargestellt, bildet in dieser Ausführungsform die y-Achsenkomponente des Projektionslichts, das von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 reflektiert wird, ein Bild an einer Position f zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30, und die x-Achsenkomponente bildet kein Bild.
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Dementsprechend wird, wie durch eine gestrichelte Linie in 4(a) angezeigt, Projektionslicht, das von der gesamten Anzeigefläche der Bildprojektionseinheit 10 emittiert wird, von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 reflektiert und dann an der Position f in der y-Achsenrichtung fokussiert, und ein Raum zum Anordnen eines optischen Elements ist in einem Raum in der y-Achsenrichtung zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 vorhanden. Dementsprechend kann die Bildprojektionseinheit 10 an einer anderen Position als einem Bereich angeordnet werden, in dem Projektionslicht zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 propagiert. Wie in 4(a) dargestellt, ist es durch teilweises Zwischenschalten der Bildprojektionseinheit 10 zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 möglich, den Raum effektiv zu nutzen, um eine Platzersparnis zu erreichen.
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Wenn sowohl die x-Achsenkomponente als auch die y-Achsenkomponente des Projektionslichts in der Bildprojektionsvorrichtung intermediär ein Bild bilden, nehmen die Abweichungen sowohl der x-Achsenkomponente als auch der y-Achsenkomponente zu, und die Schwierigkeit, die Abweichungen unter Verwendung des freiformgekrümmten Spiegels 30 zu korrigieren, erhöht sich. Um zu verursachen, dass sowohl die x-Achsenkomponente als auch die y-Achsenkomponente intermediär ein Bild bilden, müssen die Krümmungsradien in der x-Achsenrichtung und in der y-Achsenrichtung des freiformgekrümmten Spiegels 20 verringert werden. Dementsprechend nimmt die Verschiebung in einer Dickenrichtung des freiformgekrümmten Spiegels 20 zu und eine Verringerung der Bildprojektionsvorrichtung wird schwierig.
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Andererseits bildet in dieser Ausführungsform nur eine der x-Achsenkomponente und der y-Achsenkomponente intermediär ein Bild zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30. Dementsprechend nimmt bezüglich einer Abweichung, die mit der positiven Leistung des freiformgekrümmten Spiegels 20 erzeugt wird, nur eine der x-Achsenkomponente und der y-Achsenkomponente zu, und ein optisches Design zur Korrektur der Abweichung unter Verwendung des freiformgekrümmten Spiegels 30 wird vereinfacht. Da der Krümmungsradius in der x-Achsenrichtung oder in der y-Achsenrichtung des freiformgekrümmten Spiegels 20 erhöht werden kann, ist es möglich, die Verschiebung in der Dickenrichtung des freiformgekrümmten Spiegels 20 zu verringern und eine Verringerung in der Größe der Bildprojektionsvorrichtung zu erreichen.
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Wie in 4(b) dargestellt, stimmen in dieser Ausführungsform die Mittelpositionen in der x-Achsenrichtung der Bildprojektionseinheit 10 und des freiformgekrümmten Spiegels 20 im Wesentlichen überein, und der Referenzlichtstrahl des Projektionslichts propagiert entlang eines Pfades in nur der yz-Ebene und hat keine Verschiebung in der x-Achsenrichtung. Dementsprechend ist es möglich, die Abweichung der x-Achsen-Komponente im freiformgekrümmten Spiegel 20 zu reduzieren. Da der Referenzlichtstrahl vom freiformgekrümmten Spiegel 30 zur Windschutzscheibe 40 ebenfalls in nur der yz-Ebene propagiert und nur die Verschiebung der y-Achsenkomponente berücksichtigt werden muss, ist es möglich, die Abweichung leicht zu korrigieren.
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Wie oben beschrieben, ist es mit der Bildprojektionsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform möglich, da der freiformgekrümmte Spiegel 20 ermöglicht, dass nur eine der x-Achsenkomponente und der y-Achsenkomponente des Projektionslichts ein Bild zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 zu bilden, einen Raum zum Anordnen eines optischen Elements in einem Raum zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 sicherzustellen und den Raum effektiv zu verwenden, um eine Platzersparnis zu erreichen. Es ist möglich, eine Abweichung der Bildprojektionsvorrichtung leicht zu korrigieren und eine Verringerung in der Größe zu erreichen.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Beschreibung derselben Details wie bei der ersten Ausführungsform wird weggelassen. 5 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung einer Bildprojektionseinheit 10 und freiformgekrümmte Spiegel 20 und 30 gemäß dieser Ausführungsform darstellt, wobei 5(a) eine schematische Seitenansicht und 5(b) eine schematische Draufsicht ist.
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Wie in 5(a) und 5(b) dargestellt, bildet in dieser Ausführungsform die x-Achsenkomponente des Projektionslichts, das von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 reflektiert wird, ein Bild an einer Position f zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30, und die y-Achsenkomponente bildet kein Bild an dieser Position.
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Dementsprechend wird, wie durch eine gestrichelte Linie in 5(a) angezeigt, Projektionslicht, das von der gesamten Anzeigefläche der Bildprojektionseinheit 10 emittiert wird, von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 reflektiert und dann auf die Position f in der x-Achsenrichtung fokussiert, und ein Raum zum Anordnen eines optischen Elements ist in einem Raum in der x-Achsenrichtung zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 vorhanden. Dementsprechend kann die Bildprojektionseinheit 10 an einer anderen Position als einem Bereich angeordnet werden, in dem Projektionslicht zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 propagiert. Wie in 5(b) dargestellt, ist es durch teilweises Zwischenschalten der Bildprojektionseinheit 10 zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 möglich, den Raum effektiv zu verwenden, um eine Platzersparnis zu erreichen.
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In dieser Ausführungsform wird der Referenzlichtstrahl in der x-Achsenrichtung zwischen der Bildprojektionseinheit 10 und dem freiformgekrümmten Spiegel 20 verschoben und wird nicht in der x-Achsenrichtung von dem freiformgekrümmten Spiegel 20 zu dem freiformgekrümmten Spiegel 30, der Windschutzscheibe 40 und dem Sichtpunkt 50 verschoben. Dementsprechend wird die Korrektur einer Abweichung der x-Achsenkomponente in dem freiformgekrümmten Spiegel 30 schwieriger als in der ersten Ausführungsform, aber da die Bildprojektionsvorrichtung oft ein Bild projiziert, das horizontal lang ist, kann ein Raum, der zwischen dem freiformgekrümmten Spiegel 20 und dem freiformgekrümmten Spiegel 30 sichergestellt werden kann, vergrößert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt und kann im Umfang der Ansprüche in verschiedenen Formen modifiziert werden. Ausführungsformen, die durch geeignete Kombination von technischen Mitteln, die in unterschiedlichen Ausführungsformen offenbart sind, erhalten werden, sind im technischen Umfang der Erfindung enthalten.
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Diese Anmeldung beansprucht Priorität für die japanische Patentanmeldungsnr.
2021-059579 , die am 31. März 2021 eingereicht wurde und durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in dieser Anmeldung aufgenommen wird.
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Die vorstehende Beschreibung spezifischer Ausführungsformen der Erfindung wird zum Zweck der Veranschaulichung präsentiert. Die Ausführungsformen sind weder abschließend noch sollen sie die Erfindung, wie sie beschrieben ist, einschränken. Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, dass viele Modifikationen oder Änderungen davon in Anbetracht der Beschreibungsdetails möglich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bildprojektionseinheit
- 20, 30
- Freiformgekrümmter Spiegel
- 40
- Windschutzscheibe
- 50
- Sichtpunkt
- 60
- Virtuelles Bild
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2019119262 [0006]
- JP 2019119262 A [0006]
- JP 2021059579 [0044]
