DE202018002875U1 - Head-up-display-vorrichtung für ein fahrzeug - Google Patents
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Abstract
Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug, die umfasst:
einen Lichtquellenteil, der derart ausgeführt ist, dass er Licht erzeugt;
einen Linsenteil, der derart ausgeführt ist, dass er das Licht, das aus dem Lichtquellenteil ausgestrahlt wird, konzentriert;
einen Filmteil, der derart ausgeführt ist, dass er bewirkt, dass ein Streuwinkel des Lichts in der horizontalen und der vertikalen Richtung unterschiedlich ist, wenn das Licht den Linsenteil durchlaufen hat; und
einen Bilderzeugungsteil, der derart ausgeführt ist, dass er Bildinformationen unter Verwendung des Lichts, das den Filmteil durchlaufen hat, erzeugt.
einen Lichtquellenteil, der derart ausgeführt ist, dass er Licht erzeugt;
einen Linsenteil, der derart ausgeführt ist, dass er das Licht, das aus dem Lichtquellenteil ausgestrahlt wird, konzentriert;
einen Filmteil, der derart ausgeführt ist, dass er bewirkt, dass ein Streuwinkel des Lichts in der horizontalen und der vertikalen Richtung unterschiedlich ist, wenn das Licht den Linsenteil durchlaufen hat; und
einen Bilderzeugungsteil, der derart ausgeführt ist, dass er Bildinformationen unter Verwendung des Lichts, das den Filmteil durchlaufen hat, erzeugt.
Description
- QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
- Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität der
Koreanischen Anmeldung Nummer 10-2017-0079086 - HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug, bei der die Helligkeit und die Gleichförmigkeit eines Bilds verbessert werden können, wodurch eine Bildqualität erhöht wird und gleichzeitig die Herstellkosten verringert werden.
- Generell stellt eine Head-up-Display-Vorrichtung ein System dar, das Fahrinformationen oder andere Informationen innerhalb eines Bereichs bereitstellt, der nicht von der Sicht eines Fahrers nach vorn, d. h. der Hauptsichtlinie des Fahrers, während des Fahrens eines Fahrzeugs oder eines Flugzeugs abweicht.
- Generell dauert es ungefähr zwei Sekunden, bis ein Fahrer nach dem Prüfen eines Armaturenbretts seinen Blick wieder auf die Straße richtet. In diesem Fall bewegt sich ein Fahrzeug ungefähr 55 m unter der Annahme, dass das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 100 km/h gefahren wird. Daher besteht unweigerlich ein Risiko. Als eines der Verfahren zum Verringern eines solchen Risikos kann eine Head-up-Display-Vorrichtung gewählt werden.
- Die Head-up-Display-Vorrichtung zeigt Informationen (Geschwindigkeit, gefahrene Strecke, UpM und dergleichen) des Armaturenbretts auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs an, so dass der Fahrer die Fahrinformationen leicht erkennen kann.
- Die dem Stand der Technik entsprechende Head-up-Display-Vorrichtung weist eine Vielzahl von Linsen mit unterschiedlichen Funktionen zum Implementieren von Bildinformationen auf der Windschutzscheibe auf. Daher sind die Herstellkosten unweigerlich erhöht. Ferner kann dann, wenn die Augen des Fahrers direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind, der Fahrer aufgrund einer geringen Bildhelligkeit Schwierigkeiten beim gleichbleibenden Erkennen von Bildinformationen haben. Daher besteht Bedarf an einer Vorrichtung, die in der Lage ist, das Problem zu lösen.
- Der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Stand der Technik ist in der
Koreanischen Patenteintragung Nr. 10-0813492 - ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
- Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug, mit der die Helligkeit und die Gleichförmigkeit eines Bilds verbessert werden können, wodurch eine Bildqualität erhöht wird und gleichzeitig die Herstellkosten verringert werden.
- Bei einer Ausführungsform kann eine Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug aufweisen: einen Lichtquellenteil, der derart ausgeführt ist, dass er Licht erzeugt; einen Linsenteil, der derart ausgeführt ist, dass er Licht, das aus dem Lichtquellenteil ausgestrahlt wird, konzentriert; einen Filmteil, der derart ausgeführt ist, dass er bewirkt, dass ein Streuwinkel des Lichts in der horizontalen und der vertikalen Richtung unterschiedlich ist, wenn das Licht den Linsenteil durchlaufen hat; und einen Bilderzeugungsteil, der derart ausgeführt ist, dass er Bildinformationen unter Verwendung des Lichts, das den Filmteil durchlaufen hat, erzeugt.
- Der Lichtquellenteil kann eine LED aufweisen.
- Der Linsenteil kann einen Kollimator aufweisen, der bewirkt, dass das Licht in einer geraden Richtung läuft.
- Der Linsenteil kann eine Fresnel-Linse aufweisen, die bewirkt, dass das Licht in einer geraden Richtung läuft.
- Der Filmteil kann eine Mikrolinsenarray-Folie aufweisen.
- Der Filmteil kann aufweisen: einen Folienteil; und eine Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen, die auf einer Seite des Folienteils ausgebildet sind und in einer Schachbrettform angeordnet sind.
- Der Auftreff-Mikrolinsenteil kann eine horizontale und eine vertikale Krümmung aufweisen, die sich voneinander unterscheiden.
- Ein horizontaler und ein vertikaler Abstand zwischen den Auftreff-Mikrolinsen können gleich oder voneinander verschieden sein.
- Der Filmteil kann ferner eine Vielzahl von Emissions-Mikrolinsenteilen aufweisen, die auf der anderen Seite des Folienteils ausgebildet sind und in einer Schachbrettform angeordnet sein.
- Der Emissions-Mikrolinsenteil kann in Richtung des Bilderzeugungsteils vorstehen, um Licht zu leiten.
- Die Head-up-Display-Vorrichtung kann ferner einen Antireflexionsteil aufweisen, der auf einem des Linsenteils und des Filmteils aufgebracht ist, um eine Lichtreflexion zu verhindern.
- Figurenliste
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1 ist eine schematische Draufsicht mit Darstellung einer Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine schematische Seitenansicht mit Darstellung der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt schematisch einen Filmteil der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
4A und4B sind eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von3 . -
5A und5B sind eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B von3 . -
6 zeigt schematisch eine Streuenergieverteilung durch den Filmteil in der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
7 zeigt schematisch, dass Emissions-Mikrolinsenteile zu dem Filmteil in der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hinzugefügt worden sind. -
8 zeigt schematisch einen Antireflexionsteil in der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Nachstehend wird eine Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen nicht genau maßstabgetreu sind und nur zur einfacheren Beschreibung und Klarheit die Dicke der Linien oder Größe der Komponenten übertrieben dargestellt sein können. Ferner sind die hier verwendeten Ausdrücke derart definiert, dass die Funktionen der Erfindung berücksichtigt werden, und sie können je nach Gebrauch oder Absicht von Benutzern oder Betreibern verändert werden. Daher sollte die Definition der Ausdrücke entsprechend den hier dargelegten Gesamtoffenbarungen festgelegt werden.
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1 ist eine schematische Draufsicht mit Darstellung einer Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und2 ist eine schematische Seitenansicht mit Darstellung der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß1 und2 kann die Head-up-Display-Vorrichtung 1 für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Lichtquellenteil10 , einen Linsenteil20 , einen Filmteil30 und einen Bilderzeugungsteil40 aufweisen. - Der Lichtquellenteil
10 kann Licht erzeugen, und der Linsenteil20 kann das Licht, das aus dem Lichtquellenteil10 emittiert wird, konzentrieren. Der Filmteil30 kann eine Gleichförmigkeit der Beleuchtung dadurch sicherstellen, dass er bewirkt, dass sich der Streuwinkel von Licht in der horizontalen und der vertikalen Richtung unterscheidet, wenn das Licht den Linsenteil20 durchlaufen hat. Der Bilderzeugungsteil40 kann Bildinformationen unter Verwendung des Lichts erzeugen, das den Filmteil30 durchlaufen hat. Zum Beispiel kann der Bilderzeugungsteil40 ein LCD-Panel aufweisen. - Der Lichtquellenteil
10 kann eine LED aufweisen. Ferner kann Laserlicht als Lichtquellenteil10 verwendet werden. Des Weiteren können verschiedene Lichtquellen als Lichtquellenteil10 verwendet werden. - Der Linsenteil
20 kann als Kollimator dienen, der bewirkt, dass die Richtung des Lichts in einer geraden Richtung ausgerichtet wird. Insbesondere kann der Linsenteil20 , der eine Art von Konzentrierungslinse ist, eine Vielzahl von konstanten Dicken zum Verringern einer Dicke aufweisen, und kann eine Fresnel-Linse zum Bewirken, dass das Licht in einer geraden Richtung läuft, als Linsenteil 20 verwendet werden. - Dabei können die Lichtquellenteile
10 und die Linsenteile20 derart angeordnet sein, dass sie einander eins zu eins entsprechen. Ferner können die Lichtquellenteile10 und die Linsenteile20 entsprechend einer Beleuchtungsregion des Bilderzeugungsteils40 vertikal und horizontal angeordnet sein. -
3 zeigt schematisch den Filmteil in der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,4A und4B sind eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von3 , und5A und5B sind eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B von3 .6 zeigt schematisch eine Streuenergieverteilung durch den Filmteil in der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß3 bis6 kann der Filmteil30 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Mikrolinsenarray-Folie mit unterschiedlichen Streuwinkeln in der horizontalen und der vertikalen Richtung aufweisen. - Das heißt, dass Licht, das den Filmteil
30 durchlaufen hat, ein virtuelles Bild durch ein spiegeloptisches System implementieren kann und die Streuwinkel des Filmteils30 in der horizontalen und der vertikalen Richtung die Haupt-Strahlwinkel des spiegeloptischen Systems in der horizontalen und der vertikalen Richtung kompensieren können, wodurch es möglich wird, die Bildgleichförmigkeit und -helligkeit des virtuellen Bilds zu verbessern. - Der Filmteil
30 kann eine anisotrope Streuung in der horizontalen und der vertikalen Richtung bewirken und kann eine Streuenergieverteilung aufweisen, die in Bezug auf das Zentrum symmetrisch ist. Ferner kann die Streuenergieverteilung in einem vorbestimmten Winkelbereich eine gleichförmige zylinderförmige Verteilung zeigen (siehe6 ), so dass die gleichförmige Lichtgleichförmigkeit in einem Bereich sichergestellt werden kann, der von dem Fahrer erkannt wird. Das Licht, das in der horizontalen und der vertikalen Richtung des Filmteils30 gestreut wird, kann rechteckförmig abgestrahlt werden, wodurch die Beleuchtungseffizienz maximiert wird. - Der Filmteil
30 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Folienteil31 und eine Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen32 aufweisen. Der Folienteil31 kann in einem Gehäuse montiert sein, in dem der Lichtquellenteil10 und der Linsenteil20 eingebettet sind. Die Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen32 kann auf einer Fläche des Folienteils31 ausgebildet sein und in einer Schachbrettform angeordnet sein. - Zum Beispiel können die Auftreff-Mikrolinsenteile
32 in Richtung des Linsenteils20 vorstehen, um Licht zu leiten. Die Auftreff-Mikrolinsenteile32 können in einer Sechseckform sowie einer Schachbrettform angeordnet sein. Ferner können die Auftreff-Mikrolinsenteile32 in verschiedenen Formen angeordnet sein, um eine anisotrope Streuung zu bewirken, bei der sich Streuwinkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung voneinander unterscheiden, und eine Größe von 20 bis 40 µm aufweisen. - Gemäß
4 und5 kann sich eine horizontale Krümmung r1 des Auftreff-Mikrolinsenteils32 von einer vertikalen Krümmung r2 desselben unterscheiden, und kann ein horizontaler Abstand p1 zwischen den Auftreff-Mikrolinsenteilen32 gleich einem oder verschieden von einem vertikalen Abstand p2 zwischen den Auftreff-Mikrolinsenteilen32 sein. - Insbesondere kann eine Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen
32 in der horizontalen Richtung angeordnet sein und kann eine Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen32 in der vertikalen Richtung angeordnet sein. Dabei können sich die horizontale Krümmung r1 und die vertikale Krümmung r2 jedes der Auftreff-Mikrolinsenteile32 voneinander unterscheiden und können der horizontale Abstand p1 und der vertikale Abstand p2 gleich oder verschieden voneinander sein. - Das heißt, dass die horizontalen und vertikalen Höhen, Krümmungen und Abstände der Auftreff-Mikrolinsenteile
32 derart eingestellt sein können, dass sich die Streuwinkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung voneinander unterscheiden. - Des Weiteren können sich die horizontale Höhe h1, die horizontale Krümmung r1 und der horizontale Abstand p1 der Auftreff-Mikrolinsenteile
32 , die in einer ungeradzahligen Reihe zwischen der Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen 32 angeordnet sind, welche in einem Schachbrettmuster angeordnet sind, von denjenigen der Auftreff-Mikrolinsenteile32 unterscheiden, die in einer geradzahligen Reihe angeordnet sind. - Auf im Wesentlichen gleiche Weise können sich die vertikale Höhe h2, die vertikale Krümmung r2 und der vertikale Abstand p2 der Auftreff-Mikrolinsenteile
32 , die in einer ungeradzahligen Reihe zwischen der Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen32 angeordnet sind, welche in einem Schachbrettmuster angeordnet sind, von denjenigen der Auftreff-Mikrolinsenteile32 unterscheiden, die in einer geradzahligen Reihe angeordnet sind. -
7 zeigt schematisch, dass Emissions-Mikrolinsenteile zu dem Filmteil in der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hinzugefügt worden sind. Gemäß7 kann der Filmteil30 ferner eine Vielzahl von Emissions-Mikrolinsenteilen33 aufweisen. - Die Vielzahl von Emissions-Mikrolinsenteilen
33 kann auf der anderen Fläche des Folienteils31 ausgebildet sein und in einer Schachbrettform angeordnet sein. Zum Beispiel können die Emissions-Mikrolinsenteile33 in Richtung des Bilderzeugungsteils40 vorstehen, um Licht zu leiten. Die Emissions-Mikrolinsenteile 33 können in einer Sechseckform sowie einer Schachbrettform angeordnet sein. Ferner können die Emissions-Mikrolinsenteile33 in verschiedenen Formen angeordnet sein, um eine anisotrope Streuung zu bewirken, bei der sich Streuwinkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung voneinander unterscheiden. Der Emissions-Mikrolinsenteil33 kann auf die gleiche Weise ausgelegt sein wie der Auftreff-Mikrolinsenteil32 von4 und5 . -
8 zeigt schematisch einen Antireflexionsteil in der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß8 kann die Head-up-Display-Vorrichtung 1 für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner einen Antireflexionsteil50 aufweisen. Der Antireflexionsteil50 kann ein Antireflexionsmaterial aufweisen, das auf einen oder mehrere des Linsenteils20 und des Filmteils30 aufgebracht ist, um eine Lichtreflexion zu verhindern. Der Linsenteil20 und der Filmteil 30 können ein Kunstharz- oder ein Glasmaterial aufweisen. - Die Operation der Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird wie folgt beschrieben.
- Wenn Strom angelegt wird, kann Licht, das von dem Lichtquellenteil 10 erzeugt wird, den Linsenteil
20 und den Filmteil30 sequenziell durchlaufen und den Bilderzeugungsteil40 erreichen. - Dabei kann der Linsenteil
20 das Licht konzentrieren, um zu bewirken, dass das Licht in einer geraden Richtung läuft, und kann der Filmteil30 eine Gleichförmigkeit der Beleuchtung dadurch sicherstellen, dass er bewirkt, dass der Streuwinkel des Lichts in der vertikalen und der horizontalen Richtung unterschiedlich ist. - Der Bilderzeugungsteil
40 kann durch selektives Durchlassen des ausgestrahlten Lichts Bildinformationen erzeugen. Die Bildinformationen, die von dem Bilderzeugungsteil40 erzeugt werden, können durch das spiegeloptische System zu der Windschutzscheibe übertragen werden, so dass der Fahrer die Bildinformationen erkennt. - Der Filmteil
30 kann Licht durch die Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen32 , die in einer Schachbrettform auf einer Seite des in dem Gehäuse montierten Folienteils31 angeordnet sind, streuen. Dabei kann die Vielzahl von Emissions-Mikrolinsenteilen33 in einer Schachbrettform auf der anderen Seite des Folienteils31 angeordnet sein, wodurch die Gleichförmigkeit von emittiertem Licht verbessert wird. - Da die Head-up-Display-Vorrichtung 1 für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bildinformationen durch den Lichtquellenteil
10 , den Linsenteil20 , den Filmteil30 und den Bilderzeugungsteil40 implementiert, kann die Gesamtlänge verkürzt werden, wobei gleichzeitig die Kosten verringert werden. - Bei der Head-up-Display-Vorrichtung 1 für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Filmteil
30 die Gleichförmigkeit der Beleuchtung dadurch verbessern, dass er bewirkt, dass der Streuwinkel von Licht in der horizontalen und der vertikalen Richtung unterschiedlich ist. - Bei der Head-up-Display-Vorrichtung 1 für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Beleuchtungseffizienz durch den Antireflexionsteil
50 , der auf den Linsenteil20 und den Filmteil30 aufgebracht ist, verbessert werden. - Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zu Veranschaulichungszwecken offenbart worden sind, erkennen Fachleute auf dem Sachgebiet, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne dass dadurch vom Umfang und Geist der Erfindung, die in den beiliegenden Ansprüchen offenbart ist, abgewichen wird.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- KR 1020170079086 [0001]
- KR 100813492 [0007]
Claims (11)
- Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug, die umfasst: einen Lichtquellenteil, der derart ausgeführt ist, dass er Licht erzeugt; einen Linsenteil, der derart ausgeführt ist, dass er das Licht, das aus dem Lichtquellenteil ausgestrahlt wird, konzentriert; einen Filmteil, der derart ausgeführt ist, dass er bewirkt, dass ein Streuwinkel des Lichts in der horizontalen und der vertikalen Richtung unterschiedlich ist, wenn das Licht den Linsenteil durchlaufen hat; und einen Bilderzeugungsteil, der derart ausgeführt ist, dass er Bildinformationen unter Verwendung des Lichts, das den Filmteil durchlaufen hat, erzeugt.
- Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 1 , bei der der Lichtquellenteil eine LED aufweist. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 1 , bei der der Linsenteil einen Kollimator aufweist, der bewirkt, dass das Licht in einer geraden Richtung läuft. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 1 , bei der der Linsenteil eine Fresnel-Linse aufweist, die bewirkt, dass das Licht in einer geraden Richtung läuft. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 1 , bei der der Filmteil eine Mikrolinsenarray-Folie aufweist. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 5 , bei der der Filmteil umfasst: einen Folienteil; und eine Vielzahl von Auftreff-Mikrolinsenteilen, die auf einer Seite des Folienteils ausgebildet sind und in einer Schachbrettform angeordnet sind. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 6 , bei der der Auftreff-Mikrolinsenteil eine horizontale und eine vertikale Krümmung aufweist, die sich voneinander unterscheiden. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 6 , bei der ein horizontaler und ein vertikaler Abstand zwischen den Auftreff-Mikrolinsen gleich oder voneinander verschieden sind. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 6 , bei der der Filmteil ferner eine Vielzahl von Emissions-Mikrolinsenteilen aufweist, die auf der anderen Seite des Folienteils ausgebildet sind und in einer Schachbrettform angeordnet sind. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 9 , bei der der Emissions-Mikrolinsenteil in Richtung des Bilderzeugungsteils vorsteht, um Licht zu leiten. - Head-up-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach
Anspruch 1 , die ferner einen Antireflexionsteil aufweist, der auf einem des Linsenteils und des Filmteils aufgebracht ist, um eine Lichtreflexion zu verhindern.
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