DE112022001951T5

DE112022001951T5 - Bilderzeugungsvorrichtung, Bildbestrahlungsvorrichtung, die mit dieser Bilderzeugungsvorrichtung ausgestattet ist, und Bildbestrahlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112022001951T5
Application number: DE112022001951.4T
Authority: DE
Inventors: Takatomo Fujiyoshi; Masahiro Hori; Kohei Mochizuki; Takashi Ito
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2024-01-25
Also published as: WO2022209792A1; US20240184125A1; JPWO2022209792A1

Abstract

Eine Bilderzeugungsvorrichtung 30 zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Bildes ist mit einer Bilderzeugungseinheit 31 zum Emittieren von Licht zum Erzeugen eines vorgeschriebenen Bildes, einem ersten Spiegel 32 zum Reflektieren des Lichts und einem Träger 33 zum Befestigen der Bilderzeugungseinheit 31 ausgestattet. Der erste Spiegel 32 wird von der Halterung 33 gehalten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung, eine Bildbestrahlungsvorrichtung, die mit der Bilderzeugungsvorrichtung ausgestattet ist, und eine Bildbestrahlungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Es wird erwartet, dass in Zukunft Fahrzeuge, die in einem autonomen Fahrmodus fahren, und Fahrzeuge, die in einem manuellen Fahrmodus fahren, auf einer öffentlichen Straße koexistieren.
In einer zukünftigen autonomen Fahrgesellschaft wird erwartet, dass die visuelle Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Menschen immer wichtiger wird. Zum Beispiel wird erwartet, dass die visuelle Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Fahrzeuginsassen immer wichtiger wird. In diesem Zusammenhang kann die visuelle Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Insassen durch die Verwendung einer Head-up-Anzeige (ein HUD) erreicht werden. Das Head-up-Display kann die so genannte erweiterte Realität (AR) erreichen, indem es ein Bild oder ein Video auf eine Windschutzscheibe oder einen Kombinator projiziert und es dem Insassen ermöglicht, das Bild visuell zu erkennen, während es durch die Windschutzscheibe oder den Kombinator in einen realen Raum eingeblendet wird.
Patentliteratur 1 offenbart eine Head-up-Anzeigevorrichtung, die eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung, die Anzeigelicht emittiert, einen ebenen Spiegel, der das Anzeigelicht von der lichtemittierenden Anzeigevorrichtung reflektiert, und einen Hohlspiegel, der das vom ebenen Spiegel reflektierte Anzeigelicht reflektiert und das Anzeigelicht zu einer Windschutzscheibe oder einem Kombinator leitet, umfasst. Die Head-up-Anzeigevorrichtung umfasst ein Gehäuse, in dem die lichtemittierende Anzeigevorrichtung, der ebene Spiegel, ein Hohlspiegel und dergleichen untergebracht sind.
Patentliteratur 2 offenbart eine Head-up-Anzeige, die Licht zur Erzeugung eines Bildes, das von einer Bilderzeugungseinheit emittiert wird, durch einen Hohlspiegel reflektiert und das Licht auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs projiziert. Ein Teil des auf die Windschutzscheibe projizierten Lichts wird von der Windschutzscheibe reflektiert und wandert in Richtung der Augen des Fahrers. Der Fahrer erkennt ein tatsächliches Objekt, das er durch die Windschutzscheibe sieht, als Hintergrund, und er erkennt das reflektierte Licht, das in die Augen eintritt, als virtuelles Bild, das er als Bild eines Objekts auf der gegenüberliegenden Seite (einer Außenseite des Fahrzeugs) über die Windschutzscheibe sieht.
Der Hohlspiegel ist so konfiguriert, dass er drehbar ist. Der Hohlspiegel wird so gedreht, dass er einer Blickwinkelposition des Fahrers entspricht, so dass das virtuelle Bild an einer Position angezeigt wird, die der Blickwinkelposition des Fahrers entspricht. Dementsprechend wird eine Position des auf die Windschutzscheibe projizierten Lichts geändert.
Patentliteratur 3 offenbart eine Head-up-Anzeige, die Licht zur Erzeugung eines Bildes, das von einer Bilderzeugungsvorrichtung emittiert wird, durch einen Hohlspiegel reflektiert und das Licht auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs projiziert. Die Bilderzeugungsvorrichtung umfasst eine Lichtquelle, eine Linse, die von der Lichtquelle emittiertes Licht durchlässt, und eine Anzeigevorrichtung, die Licht zur Erzeugung eines Bildes unter Verwendung des durch die Linse durchgelassenen Lichts erzeugt.
Des Weiteren offenbart Patentliteratur 4 ein Head-up-Display, das Licht zur Erzeugung eines Bildes, das von einer Bilderzeugungseinheit emittiert wird, durch einen Hohlspiegel reflektiert und das Licht auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs projiziert.
ZITATELISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2020-117106 A
Patentliteratur 2: JP 2018-205509 A
Patentliteratur 3: JP 2020-170067 A
Patentliteratur 4: WO 2020/110580

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Gemäß der Head-up-Anzeige im verwandten Stand der Technik, wie in der Patentliteratur 1 offenbart, kann die Positionsgenauigkeit des Projektors (einer Bilderzeugungsvorrichtung) und des Planspiegels abnehmen, da eine Projektorvorrichtung und der Planspiegel individuell am Gehäuse befestigt sind.
Ein Ziel der Erfindung ist es daher, eine Bilderzeugungsvorrichtung und eine Bildbestrahlungsvorrichtung, die mit der Bilderzeugungsvorrichtung ausgestattet ist, bereitzustellen, die in der Lage sind, die Positionsgenauigkeit einer Bilderzeugungseinheit und eines ersten Spiegels zu verbessern und eine Miniaturisierung des ersten Spiegels zu erreichen.
Wenn der Hohlspiegel gedreht wird, um der Blickposition des Fahrers zu entsprechen, ändert sich die Länge des optischen Weges zwischen der Reflexionsposition des Lichts auf dem Hohlspiegel und der Einfallsposition des Lichts auf der Windschutzscheibe, und damit ändert sich die Qualität des virtuellen Bildes.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Bildbestrahlungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Anzeigeposition eines Bildes zu ändern, um einer Blickwinkelposition eines Insassen zu entsprechen und eine Änderung der Bildqualität zu reduzieren.
Darüber hinaus kann bei der Head-up-Anzeige in Patentliteratur 3 die Anzeigevorrichtung so angeordnet sein, dass sie in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu einer optischen Achse der Lichtquelle im Hinblick auf Formen und eine Anordnungsbeziehung anderer Komponenten wie dem Hohlspiegel geneigt ist. In diesem Fall wird ein Bereich der Anzeigevorrichtung in der Nähe einer emittierenden Oberfläche der Linse hell beleuchtet und ein Bereich der Anzeigevorrichtung, der weit von der emittierenden Oberfläche der Linse entfernt ist, dunkel beleuchtet. Infolgedessen kann es zu einer ungleichmäßigen Lichtverteilung des von der Linse ausgestrahlten Lichts kommen, das in Richtung der Anzeigevorrichtung abgestrahlt wird.
Daher ist es ein Ziel der Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung und eine Bildbestrahlungsvorrichtung bereitzustellen, die eine ungleichmäßige Lichtverteilung von Licht, das auf eine Anzeigevorrichtung gestrahlt wird, die in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu einer optischen Achse einer Lichtquelle geneigt ist, unterdrücken.
Ferner ist beispielsweise in der Head-up-Anzeige aus der Patentliteratur 4 ein Kühlkörper vorgesehen, um die bei der Lichtemission einer Lichtquelle der Bilderzeugungseinheit entstehende Wärme abzuführen, aber die Struktur der Wärmeableitung ist verbesserungswürdig.
Ein Ziel der Erfindung ist es daher, eine Bildbestrahlungsvorrichtung mit hervorragender Wärmeableitungseffizienz bereitzustellen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um eine der oben genannten Aufgaben zu lösen, ist eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines vorbestimmten Bildes, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung umfasst:

eine Bilderzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um Licht zum Erzeugen des vorbestimmten Bildes zu emittieren;
einen ersten Spiegel, der konfiguriert ist, das Licht zu reflektieren; und
eine Halterung zum Befestigen der Bilderzeugungseinheit, in der
der erste Spiegel von der Halterung gehalten wird.

Ferner umfasst eine Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung:

die Bilderzeugungseinheit; und
einen zweiten Spiegel, der so konfiguriert ist, dass er das von der Bilderzeugungseinheit emittierte und von dem ersten Spiegel reflektierte Licht so reflektiert, dass das Licht in Richtung eines Übertragungselements gestrahlt wird.

Um eine der oben genannten Aufgaben zu lösen, ist eine Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Bildbestrahlungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ein vorbestimmtes Bild anzeigt, wobei die Bildbestrahlungsvorrichtung umfasst:

eine Bilderzeugungseinheit, die konfiguriert ist, Licht zur Erzeugung des vorbestimmten Bildes zu emittieren; und
einen drehbar angeordneten reflektierenden Bereich mit einer reflektierenden Oberfläche zum Reflektieren des von der Bilderzeugungseinheit emittierten Lichts, wobei
die reflektierende Oberfläche eine gekrümmte Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweist, und
der reflektierende Bereich sich so dreht, dass das auf den reflektierenden Bereich einfallende Licht in Richtung der gekrümmten Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien gestrahlt wird.

Wenn der reflektierende Bereich gedreht wird, ändert sich die Reflexionsrichtung des von der reflektierenden Oberfläche reflektierten Lichts. Dementsprechend ändert sich eine Länge eines optischen Weges zwischen einer Reflexionsposition des Lichts auf der reflektierenden Oberfläche und einer Einfallsposition des Lichts auf einem Element, auf das das reflektierte Licht projiziert wird, und eine Verzerrung tritt in dem vorbestimmten Bild auf. Gemäß den obigen Konfigurationen wird das auf die reflektierende Oberfläche einfallende Licht von der gekrümmten Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien in Übereinstimmung mit der Drehung des reflektierenden Bereichs reflektiert, so dass die Verzerrung des vorbestimmten Bildes, die durch die Änderung der Länge des optischen Weges verursacht wird, reduziert wird. Daher kann eine Anzeigeposition des Bildes so geändert werden, dass sie der Blickposition eines Insassen entspricht, und eine Änderung der Bildqualität wird reduziert.
Um eines der oben genannten Ziele zu erreichen, umfasst eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung ferner:

eine Lichtquelle;
eine Linse, die so konfiguriert ist, dass sie von der Lichtquelle emittiertes Licht überträgt; und
eine Anzeigevorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Licht zum Erzeugen eines Bildes unter Verwendung des durch die Linse übertragenen Lichts erzeugt, wobei
die Anzeigevorrichtung in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu einer optischen Achse der Lichtquelle geneigt ist, und
die Lichtquelle von einer vorbestimmten Position abweicht und an einer der Neigung entsprechenden Position angeordnet ist.

Um eines der oben genannten Ziele zu erreichen, ist eine Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Bildbestrahlungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ein vorbestimmtes Bild anzeigt, wobei die Bildbestrahlungsvorrichtung umfasst:

die Bilderzeugungsvorrichtung; und
mindestens einen reflektierenden Bereich, der so konfiguriert ist, dass er das von der Bilderzeugungsvorrichtung emittierte Licht reflektiert.

Gemäß den obigen Konfigurationen wird ein Teil des von der Lichtquelle emittierten und durch die Linse übertragenen Lichts in Richtung eines Bereichs der Anzeigevorrichtung emittiert, der weit von der emittierenden Oberfläche der Linse entfernt ist. Daher ist es möglich, die Ungleichmäßigkeit der Lichtverteilung des auf die Anzeigevorrichtung abgestrahlten Lichts zu begrenzen, die in Bezug auf die Richtung senkrecht zur optischen Achse der Lichtquelle geneigt ist.
Weiter, um eines der oben genannten Ziele zu erreichen, ist eine Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Bildbestrahlungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ein vorbestimmtes Bild anzeigt, wobei die Bildbestrahlungsvorrichtung beinhaltet:

eine Bilderzeugungseinheit, die eine Lichtquelle enthält und so konfiguriert ist, dass sie Licht zur Erzeugung des vorbestimmten Bildes unter Verwendung von Licht aus der Lichtquelle emittiert; und
einen Hohlspiegel, der so konfiguriert ist, dass er das von der Bilderzeugungseinheit emittierte Licht reflektiert, bei dem
eine optische Achse der Lichtquelle in einem Zustand, in dem die Bildbestrahlungsvorrichtung an einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs angebracht ist, nach unten in Richtung des Hohlspiegels geneigt ist.

Gemäß der obigen Konfiguration wird die von der Lichtquelle erzeugte Wärme an die Luft übertragen und steigt zusammen mit der Luft auf. Da die optische Achse der Lichtquelle nach unten in Richtung des Hohlspiegels geneigt ist, steigt die an die Luft übertragene Wärme zusammen mit der Luft auf, ohne von den Komponenten der Bilderzeugungseinheit blockiert zu werden. Dementsprechend ist es möglich, eine Bildbestrahlungsvorrichtung mit ausgezeichneter Wärmeableitungseffizienz bereitzustellen.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Bilderzeugungsvorrichtung und eine mit der Bilderzeugungsvorrichtung ausgestattete Head-up-Anzeige bereitzustellen, die in der Lage sind, die Positionsgenauigkeit einer Bilderzeugungseinheit und eines ersten Spiegels zu verbessern und eine Miniaturisierung des ersten Spiegels zu erreichen.
Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, eine Bildbestrahlungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Anzeigeposition eines Bildes zu ändern, um einer Blickposition eines Insassen zu entsprechen und eine Änderung der Bildqualität zu verringern.
Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, die Ungleichmäßigkeit der Lichtverteilung des auf die Anzeigevorrichtung abgestrahlten Lichts zu begrenzen, die in Bezug auf die Richtung senkrecht zur optischen Achse der Lichtquelle geneigt ist.
Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß möglich, eine Bildbestrahlungsvorrichtung mit hervorragender Wärmeableitungseffizienz bereitzustellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsystems, das eine Bilderzeugungsvorrichtung und eine Head-up-Anzeige (ein HUD, Head-up-Display) gemäß einer ersten Ausführungsform enthält.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration der HUD in 1 illustriert.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Bilderzeugungsvorrichtung und einen Hohlspiegel des HUD in 1 illustriert.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration der Bilderzeugungsvorrichtung in 1 illustriert.
5 ist eine Schnittansicht, die einen befestigten Zustand eines Planspiegels in 4 illustriert.
6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Head-up-Anzeige (ein HUD) gemäß einer zweiten Ausführungsform illustriert.
7 ist ein Diagramm, das die optischen Pfade des Lichts zur Bildung eines virtuellen Bildobjekts illustriert, das an verschiedenen Positionen angezeigt werden soll, die den Blickpunktpositionen eines Insassen entsprechen.
8 ist ein Diagramm, das eine Region illustriert, die mit Licht bestrahlt wird, das auf den Hohlspiegel auf einer reflektierenden Oberfläche eines Hohlspiegels in 6 einfällt.
9 ist ein Diagramm, das ein virtuelles Bildobjekt illustriert, das vom Benutzer visuell erkannt wird, wenn sich der Blickpunkt des Benutzers an einer Referenzposition befindet.
10 ist ein Diagramm, das ein virtuelles Bildobjekt illustriert, das vom Insassen visuell erkannt wird, wenn sich der Blickpunkt des Insassen an einer höheren Position als der Referenzposition befindet.
11 ist ein Diagramm, das ein virtuelles Bildobjekt illustriert, das vom Insassen visuell erkannt wird, wenn sich der Blickpunkt des Insassen an einer Position befindet, die niedriger als die Referenzposition ist.
12 ist ein Diagramm, das die optischen Pfade des Lichts zur Bildung des virtuellen Bildobjekts illustriert, das an verschiedenen Positionen angezeigt werden soll, die den Blickpunktpositionen des Insassen entsprechen.
13 ist ein Diagramm, das die optischen Pfade des Lichts zur Bildung des virtuellen Bildobjekts illustriert, das an den verschiedenen Positionen angezeigt werden soll, die den Blickpunktpositionen des Insassen entsprechen.
14 ist ein Diagramm, das die Region zeigt, der mit dem auf den Hohlspiegel einfallenden Licht auf der reflektierenden Oberfläche des Hohlspiegels in 6 bestrahlt wird.
15 ist ein Diagramm, das das virtuelle Bildobjekt illustriert, das vom Insassen visuell erkannt wird, wenn sich der Blickpunkt des Insassen an der Referenzposition befindet.
16 ist ein Diagramm, das das virtuelle Bildobjekt illustriert, das vom Insassen visuell erkannt wird, wenn sich der Blickpunkt des Insassen an einer Position befindet, die höher als die Referenzposition ist.
17 ist ein Diagramm, das das virtuelle Bildobjekt illustriert, das von dem Insassen visuell erkannt wird, wenn sich der Blickpunkt des Insassen an einer Position befindet, die niedriger ist als die Referenzposition.
18 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Head-up-Displays (HUD) gemäß einer dritten Ausführungsform illustriert.
19 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Konfiguration einer Bilderzeugungsvorrichtung in 18 illustriert.
20 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Konfiguration einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Referenzausführungsform illustriert.
21 ist eine schematische Schnittansicht, die einen optischen Pfad des von einer Lichtquelle in der Bilderzeugungsvorrichtung in 19 emittierten Lichts illustriert.
22 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Head-up-Anzeige (HUD) gemäß einer vierten Ausführungsform illustriert.
23 ist ein schematisches Diagramm zur Illustrierung einer Konfiguration einer Bilderzeugungseinheit der HUD in 22.
24 ist ein schematisches Diagramm, das ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Bilderzeugungseinheit illustriert.
25 ist ein schematisches Diagramm, das ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Bilderzeugungseinheit illustriert.
26 ist eine perspektivische Ansicht zur Illustrierung einer Konfiguration eines Kühlkörpers in 25.
27 ist ein schematisches Diagramm, das ein anderes Beispiel für die Konfiguration der HUD illustriert.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der Erfindung (im Folgenden als die vorliegende Ausführungsform bezeichnet) wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Einfachheit halber auf eine „Links-Rechts-Richtung“, eine „Oben-Unten-Richtung“ und eine „Vorne-Hinten-Richtung“ verwiesen werden. Jede dieser Richtungen ist eine relative Richtung, die für eine Head-up-Anzeige (HUD) 20 in 2 festgelegt ist. Hier ist die „Links-Rechts-Richtung“ eine Richtung, die eine „linke Richtung“ und eine „rechte Richtung“ umfasst. Die „Auf-Ab-Richtung“ ist eine Richtung, die eine „Aufwärtsrichtung“ und eine „Abwärtsrichtung“ umfasst. Die „Vorne-Hinten-Richtung“ ist eine Richtung, die eine „Vorne-Richtung“ und eine „Hinten-Richtung“ einschließt. Obwohl in 2 nicht illustriert, ist die Links-Rechts-Richtung eine Richtung, die orthogonal zur Aufwärts-Abwärts-Richtung und zur Vorne-Hinten-Richtung verläuft.
Ein Fahrzeugsystem 2 mit der HUD 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Ein Fahrzeug 1, an dem das Fahrzeugsystem 2 montiert ist, kann beispielsweise ein Fahrzeug (ein Automobil) sein, das in einem autonomen Fahrmodus fahren kann.
Wie in 1 illustriert, umfasst das Fahrzeugsystem 2 eine Fahrzeugsteuereinheit 3, einen Sensor 5, eine Kamera 6, ein Radar 7, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 8, ein globales Positionierungssystem (GPS) 9, eine drahtlose Kommunikationseinheit 10 und eine Speichervorrichtung 11. Ferner umfasst das Fahrzeugsystem 2 einen Lenkaktuator 12, eine Lenkvorrichtung 13, einen Bremsaktuator 14, eine Bremsvorrichtung 15, einen Gaspedalaktuator 16 und eine Gasvorrichtung 17. Das Fahrzeugsystem 2 umfasst außerdem das HUD 20.
Die Fahrzeugsteuereinheit 3 steuert die Fahrt des Fahrzeugs 1. Die Fahrzeugsteuereinheit 3 umfasst z.B. mindestens ein elektronisches Steuergerät (ECU).
Der Sensor 5 umfasst mindestens einen Beschleunigungssensor, einen Geschwindigkeitssensor und einen Kreiselsensor. Der Sensor 5 erfasst einen Fahrzustand des Fahrzeugs 1 und gibt Informationen über den Fahrzustand an die Fahrzeugsteuereinheit 3 aus. Der Sensor 5 kann ferner einen Sitzsensor enthalten, der erkennt, ob ein Fahrer auf einem Fahrersitz sitzt, einen Gesichtsrichtungssensor, der eine Richtung des Gesichts des Fahrers erkennt, einen Außenwettersensor, der eine äußere Wetterbedingung erkennt, einen Personensensor, der erkennt, ob sich eine Person im Fahrzeug befindet, und dergleichen.
Die Kamera 6 beinhaltet eine oder mehrere externe Kameras 6A und eine interne Kamera 6B. Die externe Kamera 6A erfasst Bilddaten, die die Umgebung des Fahrzeugs 1 anzeigen, und überträgt die Bilddaten dann an die Fahrzeugsteuereinheit 3. Die interne Kamera 6B ist im Inneren des Fahrzeugs 1 angeordnet und erfasst Bilddaten, die einen Insassen anzeigen. Die interne Kamera 6B fungiert beispielsweise als Eye-Tracking-Kamera, die einen Blickpunkt E (wird später in 2 beschrieben) des Insassen verfolgt. Die interne Kamera 6B ist beispielsweise in der Nähe eines Raumspiegels oder im Inneren einer Instrumententafel angebracht.
Das Radar 7 beinhaltet mindestens ein Millimeterwellenradar, ein Mikrowellenradar oder ein Laserradar (z.B. eine LiDAR-Einheit). Die LiDAR-Einheit erfasst beispielsweise 3D-Kartierungsdaten (Punktwolkendaten), die die Umgebung des Fahrzeugs 1 anzeigen, und überträgt dann die 3D-Kartierungsdaten an die Fahrzeugsteuereinheit 3.
Die HMI 8 beinhaltet eine Eingabeeinheit, die eine Eingabeoperation vom Fahrer empfängt, und eine Ausgabeeinheit, die Fahrinformationen und dergleichen an den Fahrer ausgibt. Die Eingabeeinheit umfasst ein Lenkrad, ein Gaspedal, ein Bremspedal, einen Fahrmodus-Umschalter zum Umschalten eines Fahrmodus des Fahrzeugs 1 und dergleichen. Die Ausgabeeinheit ist eine Anzeige (außer dem HUD), die verschiedene Fahrinformationen anzeigt.
Das GPS 9 erfasst die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 und gibt die erfasste aktuelle Position an die Fahrzeugsteuereinheit 3 aus.
Die drahtlose Kommunikationseinheit 10 empfängt Informationen über ein anderes Fahrzeug in der Umgebung des Fahrzeugs 1 von dem anderen Fahrzeug und sendet Informationen über das Fahrzeug 1 an das andere Fahrzeug (Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation). Darüber hinaus empfängt die drahtlose Kommunikationseinheit 10 Infrastrukturinformationen von Infrastruktureinrichtungen, wie z.B. einer Ampel und einer Markierungsleuchte, und überträgt die Fahrinformationen über das Fahrzeug 1 an die Infrastruktureinrichtungen (Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation). Darüber hinaus empfängt die drahtlose Kommunikationseinheit 10 Informationen über einen Fußgänger von einem mobilen elektronischen Gerät, das von dem Fußgänger getragen wird, und sendet Host-Fahrzeug-Fahrinformationen über das Fahrzeug 1 an das mobile elektronische Gerät (Fußgänger-Fahrzeug-Kommunikation).
Die Speichervorrichtung 11 ist eine externe Speichervorrichtung wie ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder ein Solid-State-Laufwerk (SSD). Die Speichervorrichtung 11 gibt Karteninformationen und ein Fahrzeugsteuerungsprogramm an die Fahrzeugsteuereinheit 3 aus, und zwar als Reaktion auf eine Anforderung aus der Fahrzeugsteuerungseinheit 3.
Wenn das Fahrzeug 1 im autonomen Fahrmodus fährt, empfängt der Lenkaktuator 12 ein Lenksteuersignal aus der Fahrzeugsteuereinheit 3 und steuert die Lenkvorrichtung 13. Der Bremsaktuator 14 empfängt ein Bremssteuersignal aus der Fahrzeugsteuereinheit 3 und steuert die Bremsvorrichtung 15. Der Gaspedalaktuator 16 empfängt ein Gaspedalsteuersignal aus der Fahrzeugsteuereinheit 3 und steuert die Gaspedalvorrichtung 17.
Die Fahrzeugsteuereinheit 3 steuert automatisch die Fahrt des Fahrzeugs 1 auf Basis der Fahrzustandsinformationen, der Umgebungsinformationen, der aktuellen Positionsinformationen, der Karteninformationen und dergleichen. Der Fahrmodus umfasst den autonomen Fahrmodus und einen manuellen Fahrmodus. Im autonomen Fahrmodus wird die Fahrt des Fahrzeugs 1 automatisch durch das Fahrzeugsystem 2 gesteuert. Andererseits werden im manuellen Fahrmodus das Lenksteuersignal, das Gaspedalsteuersignal und das Bremssteuersignal durch eine manuelle Betätigung des Fahrers erzeugt, und somit wird die Fahrt des Fahrzeugs 1 durch den Fahrer gesteuert. Der autonome Fahrmodus umfasst zum Beispiel einen vollständig autonomen Fahrmodus, einen fortgeschrittenen Fahrunterstützungsmodus und einen Fahrunterstützungsmodus.
Das HUD 20 zeigt dem Insassen des Fahrzeugs 1 vorbestimmte Informationen (im Folgenden HUD-Informationen genannt) als Bild an, so dass die HUD-Informationen einem realen Raum außerhalb des Fahrzeugs 1 (insbesondere der Umgebung vor dem Fahrzeug 1) überlagert werden. Bei den vom HUD 20 angezeigten HUD-Informationen handelt es sich beispielsweise um Informationen über die Fahrt des Fahrzeugs 1 und/oder um Umgebungsinformationen über die Umgebung des Fahrzeugs 1 (insbesondere Informationen über ein außerhalb des Fahrzeugs 1 befindliches Objekt). Das HUD 20 ist eine AR-Anzeige, die als visuelle Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Insassen fungiert.
Das HUD 20 umfasst eine Bilderzeugungsvorrichtung (IGD, oder Bilderzeugungseinheit) 30 und eine Steuereinheit 25.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 strahlt Licht aus, um ein vorbestimmtes Bild zu erzeugen, das dem Insassen des Fahrzeugs 1 angezeigt wird. Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 kann beispielsweise Licht ausstrahlen, um ein veränderbares Bild zu erzeugen, das sich je nach Situation des Fahrzeugs 1 ändert.
Die Steuereinheit 25 steuert den Betrieb der Teile des HUD 20. Die Steuereinheit 25 ist mit der Fahrzeugsteuereinheit 3 verbunden, erzeugt ein Steuersignal zum Steuern eines Betriebs der Bilderzeugungsvorrichtung 30 auf Basis von beispielsweise der Fahrzeugfahrinformation, der Umgebungsinformation und dergleichen, die von der Fahrzeugsteuereinheit 3 übertragen werden, und überträgt das erzeugte Steuersignal an die Bilderzeugungsvorrichtung 30. Die Steuereinheit 25 ist mit mindestens einem Prozessor, wie etwa einer Zentraleinheit (CPU) und mindestens einem Speicher ausgestattet, und der Prozessor führt ein aus dem Speicher gelesenes Computerprogramm aus, um den Betrieb der Bilderzeugungsvorrichtung 30 und dergleichen zu steuern. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Fahrzeugsteuereinheit 3 und die Steuereinheit 25 als separate Komponenten vorgesehen, und die Fahrzeugsteuereinheit 3 und die Steuereinheit 25 können einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise können die Fahrzeugsteuereinheit 3 und die Steuereinheit 25 durch eine einzige elektronische Steuereinheit realisiert werden.
Als nächstes wird eine spezifische Konfiguration des HUD 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 beschrieben. 2 ist eine schematische Darstellung des am Fahrzeug 1 montierten HUD 20, gesehen von einer Seitenfläche des Fahrzeugs 1. 3 ist ein Diagramm, das die Bilderzeugungsvorrichtung 30 und einen Hohlspiegel 40 zeigt. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration der Bilderzeugungsvorrichtung 30 zeigt.
Wie in 2 illustriert, ist zumindest ein Teil des HUD 20 innerhalb des Fahrzeugs 1 lokalisiert. Insbesondere ist das HUD 20 an einer vorbestimmten Position im Innenraum des Fahrzeugs 1 angeordnet. Beispielsweise kann das HUD 20 innerhalb eines Armaturenbretts des Fahrzeugs 1 angeordnet sein.
Das HUD 20 umfasst einen HUD-Hauptkörper 21. Der HUD-Hauptkörper 21 umfasst einen Gehäuseteil 22 und ein Emissionsfenster 23. Das Emissionsfenster 23 ist durch eine transparente Platte implementiert, die sichtbares Licht durchlässt. Der HUD-Hauptkörper 21 umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung 30 und den Hohlspiegel 40 (ein Beispiel für einen zweiten Spiegel) innerhalb des Gehäuseteils 22. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuereinheit 25 des HUD 20 in der Bilderzeugungsvorrichtung 30 untergebracht.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist der Hohlspiegel 40 vor der Bilderzeugungsvorrichtung 30 im Gehäuseteil 22 vorgesehen. Der Hohlspiegel 40 ist in einem optischen Pfad des von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 emittierten Lichts angeordnet. Der Hohlspiegel 40 reflektiert das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 abgestrahlte Licht in Richtung eines Übertragungselements 18 (z.B. einer Frontscheibe des Fahrzeugs 1). Der Hohlspiegel 40 hat eine reflektierende Oberfläche, die in einer vertieften Form gekrümmt ist, um ein vorbestimmtes Bild zu bilden, und reflektiert ein Bild, das durch das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 ausgestrahlte Licht mit einer vorbestimmten Vergrößerung gebildet wird. Auf der reflektierenden Oberfläche (einer der Bilderzeugungsvorrichtung 30 zugewandten Oberfläche) des Hohlspiegels 40 wird ein reflektierender Film gebildet, indem beispielsweise ein Metall wie Aluminium aufgebracht wird.
Der Hohlspiegel 40 umfasst sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite Stützwellen 41. Der Hohlspiegel 40 wird von dem Gehäuseteil 22 über die Stützwellen 41 getragen. Darüber hinaus ist der Hohlspiegel 40 um die Stützwellen 41 drehbar und in der Lage, durch Drehen eine Ausrichtung in Bezug auf die Bilderzeugungsvorrichtung 30 zu ändern. Der Hohlspiegel 40 umfasst zum Beispiel einen Antriebsmechanismus 42. Der Antriebsmechanismus 42 kann eine Position und die Ausrichtung des Hohlspiegels 40 basierend auf dem von der Steuereinheit 25 übertragenen Steuersignal ändern.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 ist so vorgesehen, dass sie dem Hohlspiegel 40 im Gehäuseteil 22 gegenüberliegt. Das aus der Bilderzeugungsvorrichtung 30 emittierte Licht wird von dem Hohlspiegel 40 reflektiert und von dem Emissionsfenster 23 des HUD-Hauptkörpers 21 emittiert. Das vom Emissionsfenster 23 des HUD-Hauptkörpers 21 abgestrahlte Licht wird auf das Übertragungselement 18 gestrahlt. Ein Teil des von dem Emissionsfenster 23 auf das Übertragungselement 18 abgestrahlten Lichts wird in Richtung des Blickpunkts E des Insassen reflektiert. Infolgedessen erkennt der Insasse das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 ausgestrahlte Licht als ein virtuelles Bild (das vorgegebene Bild), das in einem vorgegebenen Abstand vor dem Übertragungselement 18 entsteht. Auf diese Weise kann der Insasse, da das vom HUD 20 angezeigte Bild dem realen Raum vor dem Fahrzeug 1 durch das Übertragungselement 18 überlagert wird, visuell erkennen, dass ein virtuelles Bildobjekt I, das durch das vorbestimmte Bild gebildet wird, auf einer außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Straße schwebt.
Dabei kann der Blickpunkt E des Insassen entweder ein Blickpunkt des linken Auges oder ein Blickpunkt des rechten Auges des Insassen sein. Alternativ kann der Blickpunkt E auch als Mittelpunkt eines Liniensegments definiert werden, das den Blickpunkt des linken Auges und den Blickpunkt des rechten Auges verbindet. Die Position des Blickpunkts E des Insassen wird z.B. auf Basis der von der internen Kamera 6B erfassten Bilddaten festgelegt. Die Position des Blickpunkts E des Insassen kann in einer vorgegebenen Zeitspanne aktualisiert werden oder nur einmal beim Starten des Fahrzeugs 1 festgelegt werden.
Wenn ein 2D-Bild (ein ebenes Bild) als virtuelles Bildobjekt I gebildet wird, wird das vorbestimmte Bild als virtuelles Bild in einem beliebigen bestimmten Einzelabstand projiziert. Wenn ein 3D-Bild (ein stereoskopisches Bild) als virtuelles Bildobjekt I gebildet wird, wird eine Vielzahl der vorbestimmten Bilder, die gleich oder verschieden voneinander sind, als virtuelle Bilder in unterschiedlichen Abständen projiziert. Der Abstand des virtuellen Bildobjekts I (ein Abstand vom Blickpunkt E des Insassen zum virtuellen Bild) kann in geeigneter Weise eingestellt werden, indem ein Abstand von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 zum Blickpunkt E des Insassen eingestellt wird (zum Beispiel durch Einstellen eines Abstands zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung 30 und dem Hohlspiegel 40).
Wie in den 3 und 4 dargestellt, umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Bilderzeugungseinheit 31, einen ebenen bzw. Planspiegel 32 (ein Beispiel für einen ersten Spiegel), eine Halterung 33 und einen Kühlkörper 36.
Die Bilderzeugungseinheit 31 emittiert das Licht zur Erzeugung eines vorgegebenen Bildes. Die Bilderzeugungseinheit 31 ist an der Halterung 33 befestigt.
Der Planspiegel 32 ist ein Element zum Reflektieren des von der Bilderzeugungseinheit 31 emittierten Lichts in Richtung des Hohlspiegels 40. Der Planspiegel 32 ist zwischen der Bilderzeugungseinheit 31 und dem Hohlspiegel 40 auf dem optischen Pfad des von der Bilderzeugungseinheit 31 emittierten Lichts vorgesehen. Der Planspiegel 32 wird von der Halterung 33 gehalten, an der die Bilderzeugungseinheit 31 befestigt ist. Der Planspiegel 32 ist so angeordnet, dass er einen bestimmten Winkel in Bezug auf eine lichtemittierende Fläche der Bilderzeugungseinheit 31 bildet, um das von der Bilderzeugungseinheit 31 emittierte Licht in Richtung des Hohlspiegels 40 zu reflektieren. Auf einer reflektierenden Oberfläche (einer unteren, der Bilderzeugungseinheit 31 zugewandten Oberfläche) des Planspiegels 32 wird ein reflektierender Film gebildet, indem beispielsweise ein Metall wie Aluminium aufgebracht wird. Anstatt den reflektierenden Film auf dem Planspiegel 32 durch Abscheidung von Aluminium oder ähnlichem zu bilden, kann der Planspiegel 32 selbst aus einem Harzmaterial auf weißer Basis hergestellt werden, das Licht reflektieren kann.
Die Halterung 33 ist ein Element zur Befestigung der Bilderzeugungseinheit 31 an dem Gehäuseteil 22. Die Halterung 33 ist beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Die Halterung 33 umfasst einen Basisabschnitt 34 und ein Paar von Vorsprüngen 35A und 35B, die aus dem Basisabschnitt 34 herausragen.
Der Basisabschnitt 34 wird durch ein flaches Plattenelement mit rechteckiger Form gebildet. Eine Öffnung 34a ist in einem zentralen Abschnitt des Basisabschnitts 34 vorgesehen, und die Bilderzeugungseinheit 31 ist in einem Zustand angebracht, in dem sie in die Öffnung 34a eingesetzt ist. Ferner sind am linken und rechten Endabschnitt des Basisteils 34 Schraubenlöcher 34b zur Befestigung der Halterung 33 am Gehäuseteil 22 vorgesehen. Die Halterung 33 ist so an dem Gehäuseteil 22 befestigt, dass eine obere Fläche des Basisabschnitts 34 parallel zu einer Befestigungsfläche des Gehäuseteil 22 (z.B. einer Bodenfläche des Gehäuseteils 22) verläuft.
Jeder der beiden Vorsprünge 35A und 35B ist durch ein flaches, trapezförmiges Plattenelement realisiert. Das Paar von Vorsprüngen 35A und 35B ist so angeordnet, dass es die Bilderzeugungseinheit 31, die an dem zentralen Abschnitt des Basisabschnitts 34 befestigt ist, in der Links-Rechts-Richtung einschließt. Jeder der Vorsprünge 35A und 35B ragt von dem Basisteil 34 in Richtung einer Ausstrahlungsrichtung des von der Bilderzeugungseinheit 31 ausgestrahlten Lichts, d.h. in Richtung einer Aufwärtsrichtung des HUD 20, hervor. Ein distaler Endabschnitt jedes der Vorsprünge 35A und 35B ist so geformt, dass er geneigt ist, so dass eine hintere Seite niedriger ist als eine vordere Seite. Ferner ist der Planspiegel 32 an den distalen Endabschnitten der Vorsprünge 35A und 35B entlang der Neigung der distalen Endabschnitte angebracht. Der Planspiegel 32 ist so angebracht, dass er eine Oberseite zwischen dem Vorsprung 35A und dem Vorsprung 35B abdeckt. Die Vorderseite und die Rückseite zwischen dem Vorsprung 35A und dem Vorsprung 35B befinden sich in einem offenen Zustand. Die Seitenflächen der Vorsprünge 35A und 35B auf der Seite der Bilderzeugungseinheit 31 sind vorzugsweise z.B. schwarz beschichtet, um das von der Bilderzeugungseinheit 31 emittierte Licht nicht zu reflektieren.
5 ist eine Schnittansicht der Bilderzeugungsvorrichtung 30, die einen Zustand zeigt, in dem der Planspiegel 32 an der Halterung 33 befestigt ist. Wie in 5 dargestellt, umfasst die Bilderzeugungseinheit 31 eine auf einem Substrat 102 montierte Lichtquelle 101, eine über der Lichtquelle 101 angeordnete Linse 103 und eine über der Linse 103 angeordnete Anzeigevorrichtung 104. Der Kühlkörper 36 ist unterhalb des Substrats 102 angebracht.
Die Linse 103 überträgt oder reflektiert das von der Lichtquelle 101 ausgestrahlte Licht und gibt es an die Anzeigevorrichtung 104 ab. Die Anzeigevorrichtung 104 ist beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige oder eine digitale Spiegelvorrichtung (DMD). Eine obere Fläche der Anzeigevorrichtung 104 bildet die lichtemittierende Fläche der Bilderzeugungseinheit 31, die Licht von der Lichtquelle 101, das durch die Linse 103 übertragen wird, in Richtung des Planspiegels 32 emittiert.
Wie in 4 illustriert, ist der distale Endabschnitt jedes der Vorsprünge 35A und 35B so geneigt, dass er einen bestimmten Winkel θ1 in Bezug auf eine Montagefläche des Basisteils 34 aufweist. Der Planspiegel 32 ist entlang der Neigung der distalen Endabschnitte der Vorsprünge 35A und 35B angebracht. Das heißt, dass der Planspiegel 32 an den distalen Endabschnitten der Vorsprünge 35A und 35B so angebracht ist, dass er den Winkel θ1 in Bezug auf die Montagefläche des Basisabschnitts 34 hat, auf dem die Bilderzeugungseinheit 31 montiert ist.
Ferner ist die Anzeigevorrichtung 104, die als lichtemittierende Fläche der Bilderzeugungseinheit 31 dient, so angebracht, dass sie einen Winkel θ3 in Bezug auf die Montagefläche des Basisteils 34 aufweist, auf dem die Bilderzeugungseinheit 31 montiert ist. Dementsprechend wird verhindert, dass das reflektierte Licht des von der Lichtquelle 101 emittierten Lichts direkt auf die Lichtquelle 101 fällt. Der Winkel θ3 kann ein Winkel sein, bei dem das reflektierte Licht, das direkt auf die Lichtquelle 101 fällt, zurückgehalten werden kann.
Der Winkel θ1, der durch den Planspiegel 32 und die Montagefläche des Basisteils 34 gebildet wird, ist größer als der Winkel θ3, der durch die Anzeigevorrichtung 104, die als die lichtemittierende Oberfläche der Bilderzeugungseinheit 31 dient, und die Montagefläche des Basisteils 34 gebildet wird. Das heißt, der Planspiegel 32 ist so angebracht, dass er einen vorbestimmten Winkel θ2 in Bezug auf die Anzeigevorrichtung 104 bildet. Dabei gilt: θ2 + θ3 = θ1. Da der Planspiegel 32, wie oben beschrieben, an den Vorsprüngen 35A und 35B der Halterung 33 so angebracht ist, dass er einen bestimmten Winkel θ1 bildet, wird das von der Lichtquelle 101 emittierte Licht von dem Planspiegel 32 reflektiert, weiter von dem Hohlspiegel 40 reflektiert und zum Übertragungselement 18 abgestrahlt.
Darüber hinaus ist, wie in 5 dargestellt, der Abstand zwischen der Anzeigevorrichtung 104 und dem Planspiegel 32 kürzer als der Abstand zwischen dem Planspiegel 32 und dem Hohlspiegel 40. Das heißt, wenn der Abstand von der Anzeigevorrichtung 104, die als die lichtemittierende Oberfläche der Bilderzeugungseinheit 31 dient, zu der reflektierenden Oberfläche des Planspiegels 32 auf L1 und der Abstand von der reflektierenden Oberfläche des Planspiegels 32 zu der reflektierenden Oberfläche des Hohlspiegels 40 auf L2 eingestellt ist, werden die Befestigungspositionen der jeweiligen Elemente so eingestellt, dass L1 < L2 erfüllt wird.
Wie oben beschrieben, umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bilderzeugungseinheit 31, die das Licht zum Erzeugen des vorbestimmten Bildes emittiert, den Planspiegel 32 (das Beispiel des ersten Spiegels), der das von der Bilderzeugungseinheit 31 emittierte Licht reflektiert, und die Halterung 33 zum Befestigen der Bilderzeugungseinheit 31, und der Planspiegel 32 wird von der Halterung 33 gehalten. Da der Planspiegel 32 von der Halterung 33 gehalten wird, sind bei dieser Konfiguration die Bilderzeugungseinheit 31 und der Planspiegel 32 integriert. Daher kann eine Veränderung der Anbringungsposition des Planspiegels 32 in Bezug auf die Bilderzeugungseinheit 31 begrenzt werden, und die Positionsgenauigkeit des Planspiegels 32 in Bezug auf die Bilderzeugungseinheit 31 kann verbessert werden. Darüber hinaus kann der Planspiegel 32, obwohl er ein relativ teures Bauteil ist, das einem Aluminiumabscheidungsprozess oder ähnlichem unterzogen wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Positionsgenauigkeit des Planspiegels 32 in Bezug auf die Bilderzeugungseinheit 31 verbessert wird, miniaturisiert werden, und die Kosten für die Komponenten können reduziert werden.
Gemäß der Bilderzeugungsvorrichtung 30 umfasst die Halterung 33 den Basisabschnitt 34, auf dem die Bilderzeugungseinheit 31 montiert ist, und das Paar von Vorsprüngen 35A und 35B, die so angeordnet sind, dass sie die Bilderzeugungseinheit 31 sandwichartig einschließen und vom Basisabschnitt 34 in der Ausstrahlungsrichtung des Lichts von der Bilderzeugungseinheit 31 vorstehen. Ferner ist der Planspiegel 32 an dem Paar von Vorsprüngen 35A und 35B angebracht. Durch die Verwendung der Halterung 33, die eine solch einfache Konfiguration aufweist, kann die Positionsgenauigkeit des Planspiegels 32 in Bezug auf die Bilderzeugungseinheit 31 verbessert und die Miniaturisierung des Planspiegels 32 erreicht werden.
Außerdem bildet gemäß der Bilderzeugungsvorrichtung 30 der distale Endabschnitt jedes der Vorsprünge 35A und 35B den bestimmten Winkel θ1 in Bezug auf die Montagefläche des Basisabschnitts 34 der Halterung 33, an der die Bilderzeugungseinheit 31 montiert ist, und der Planspiegel 32 ist an den distalen Endabschnitten angebracht. Daher kann der Planspiegel 32 mit der Bilderzeugungseinheit 31 integriert werden, so dass der Winkel, der durch die Anzeigevorrichtung 104, die als die lichtemittierende Oberfläche der Bilderzeugungseinheit 31 dient, und die reflektierende Oberfläche des Planspiegels 32 gebildet wird, der gewünschte Winkel θ2 wird.
Darüber hinaus umfasst die Head-up-Anzeige 20 (ein Beispiel für eine Bildbestrahlungsvorrichtung) gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bilderzeugungsvorrichtung 30 und den Hohlspiegel 40 (das Beispiel für den zweiten Spiegel), der das von der Bilderzeugungseinheit 31 emittierte und von dem Planspiegel 32 reflektierte Licht so reflektiert, dass das Licht in Richtung des Übertragungselements 18 abgestrahlt wird. Gemäß dieser Konfiguration wird das von der Bilderzeugungseinheit 31 emittierte Licht von einer Vielzahl von Spiegelelementen wie dem Planspiegel 32 und dem Hohlspiegel 40 reflektiert, und somit ist es möglich, eine Länge eines optischen Pfades von der Bilderzeugungseinheit 31 in dem Gehäuseteil 22 zu dem Übertragungselement 18 zu erhöhen, während die Positionsgenauigkeit des Planspiegels 32 beibehalten wird. Dementsprechend ist es möglich, die Miniaturisierung der gesamten Head-up-Anzeige zu erreichen und gleichzeitig die Länge des optischen Weges zu gewährleisten, der für die Erzeugung des virtuellen Bildes (des vorbestimmten Bildes) erforderlich ist.
Ferner ist gemäß der Head-up-Anzeige 20 der Abstand L1 zwischen der Anzeigevorrichtung 104, die als Lichtemissionsfläche der Bilderzeugungseinheit 31 dient, und der reflektierenden Oberfläche des Planspiegels 32 kürzer als der Abstand L2 zwischen der reflektierenden Oberfläche des Planspiegels 32 und der reflektierenden Oberfläche des Hohlspiegels 40. Wie oben beschrieben, kann durch die Verkürzung des Abstands L1 zwischen der Bilderzeugungseinheit 31 und dem Planspiegel 32 die Streuung des emittierten Lichts zum Zeitpunkt des Erreichens des Planspiegels 32 begrenzt werden, und eine Abweichung der Ankunftsposition des emittierten Lichts zum Zeitpunkt des Erreichens des Planspiegels 32 kann begrenzt werden. Daher kann der Planspiegel 32 weiter miniaturisiert werden.
Gemäß der obigen Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, in dem die Halterung 33 der Bilderzeugungsvorrichtung 30 aus einem Polymer hergestellt ist, aber die Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Beispielsweise kann die Halterung 33 aus einem Metallmaterial (z.B. einem Aluminiumelement) mit hervorragender Wärmeableitung hergestellt sein. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Halterung 33 selbst als Kühlkörper wirken zu lassen. In diesem Fall kann z.B. der Kühlkörper 36 wie in der oben beschriebenen Ausführungsform nicht vorgesehen sein. Zusätzlich zu dem Kühlkörper 36 oder anstelle des Kühlkörpers 36 kann beispielsweise eine Wärmeableitungsrippe an einer äußeren Seitenfläche jedes der Vorsprünge 35A und 35B vorgesehen sein.
Ferner wurde gemäß der obigen Ausführungsform die Konfiguration beschrieben, bei der der Hohlspiegel 40 von dem Gehäuseteil 22 des HUD-Hauptkörpers 21 getragen wird, aber die Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann der Hohlspiegel 40 von der Halterung 33 der Bilderzeugungsvorrichtung 30 getragen werden. Im Falle einer Konfiguration, bei der der Hohlspiegel 40 von der Halterung 33 der Bilderzeugungsvorrichtung 30 getragen wird, kann das von der Bilderzeugungseinheit 31 emittierte Licht nur von dem Hohlspiegel 40 reflektiert und auf das Übertragungselement 18 abgestrahlt werden, ohne den Planspiegel 32 bereitzustellen.
Darüber hinaus wird gemäß der obigen Ausführungsform die Frontscheibe (eine Windschutzscheibe) des Fahrzeugs 1 als ein Beispiel für das Übertragungselement 18 angegeben, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Übertragungselement 18 ein Kombinator (nicht dargestellt) sein, der innerhalb der Frontscheibe vorgesehen ist. Der Kombinator wird zum Beispiel durch eine transparente Kunststoffscheibe realisiert. Ein Teil des Lichts, das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 des HUD-Hauptkörpers 21 in Richtung des Kombinators abgestrahlt wird, wird ähnlich wie in dem Fall, in dem das Licht zur Frontscheibe abgestrahlt wird, in Richtung des Blickpunkts E des Insassen reflektiert.
Weiter können die Klassifizierungen und Anzeigeformen des Fahrmodus des Fahrzeugs entsprechend den Gesetzen oder Vorschriften in Bezug auf das autonome Fahren in einzelnen Ländern geändert werden. In ähnlicher Weise sind die Definitionen des „vollständig autonomen Fahrmodus“, des „erweiterten Fahrunterstützungsmodus“ und des „Fahrunterstützungsmodus“, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden, lediglich Beispiele, und ihre Definitionen können entsprechend den Gesetzen oder Vorschriften in Bezug auf das autonome Fahren in einzelnen Ländern geändert werden.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zur Vereinfachung der Beschreibung können die in den Zeichnungen dargestellten Abmessungen der jeweiligen Elemente von den tatsächlichen Abmessungen der jeweiligen Elemente abweichen. In den Zeichnungen zeigt ein Pfeil U eine Aufwärtsrichtung der dargestellten Struktur an. Ein Pfeil D zeigt die Abwärtsrichtung der abgebildeten Struktur an. Ein Pfeil F zeigt die Vorderseite der abgebildeten Struktur an. Ein Pfeil B weist auf die Rückseite der abgebildeten Struktur hin. Ein Pfeil L zeigt eine linke Richtung der abgebildeten Struktur an. Ein Pfeil R weist auf eine rechte Richtung der abgebildeten Struktur hin. Jede dieser Richtungen ist eine relative Richtung, die für das HUD 20 in 6 festgelegt wurde.
6 ist eine schematische Darstellung des HUD 20 gemäß der zweiten Ausführungsform, gesehen von der Seitenfläche des Fahrzeugs 1. Das HUD 20 ist in dem Fahrzeug 1 angeordnet. Zum Beispiel ist das HUD 20 im Armaturenbrett des Fahrzeugs 1 angeordnet. Das HUD 20 ist ein Beispiel für eine Bildbestrahlungsvorrichtung.
Das HUD 20 fungiert als visuelle Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Insassen des Fahrzeugs 1. Spezifisch zeigt das HUD 20 die vorbestimmten Informationen als das vorbestimmte Bild an, so dass die Informationen dem realen Raum außerhalb des Fahrzeugs 1 (insbesondere der Umgebung vor dem Fahrzeug 1) überlagert werden. Das Bild kann ein Standbild oder ein bewegtes Bild (ein Video) sein. Bei den vom HUD 20 angezeigten Informationen handelt es sich beispielsweise um Informationen über die Fahrt des Fahrzeugs 1 und/oder um Umgebungsinformationen über die Umgebung des Fahrzeugs 1 (insbesondere Informationen über das außerhalb des Fahrzeugs 1 befindliche Objekt).
Wie in 6 dargestellt, umfasst das HUD 20 den HUD-Hauptkörper 21. Der HUD-Hauptkörper 21 umfasst den Gehäuseteil (ein Gehäuse) 22 und das Emissionsfenster 23. Das Emissionsfenster 23 ist durch eine transparente Platte realisiert, die sichtbares Licht durchlässt. Der HUD-Hauptkörper 21 umfasst eine Bilderzeugungseinheit (IGU, oder Bilderzeugungseinheit) 24, die Steuereinheit 25, einen Hohlspiegel 26 und einen Antriebsmechanismus 28 innerhalb des Gehäuseteils 22. Der Hohlspiegel 26 ist ein Beispiel für einen reflektierenden Bereich.
Die Bilderzeugungseinheit 24 emittiert Licht zur Erzeugung eines vorbestimmten Bildes. Die Bilderzeugungseinheit 24 ist an dem Gehäuseteil 22 befestigt. Das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht ist z.B. sichtbares Licht. Die Bilderzeugungseinheit 24 umfasst eine Lichtquelle, eine optische Komponente und eine Anzeigevorrichtung, auch wenn sie nicht im Detail dargestellt ist. Die Lichtquelle ist z.B. eine LED-Lichtquelle oder eine Laserlichtquelle. Die LED-Lichtquelle ist z. B. eine weiße LED-Lichtquelle. Die Laserlichtquelle ist beispielsweise eine RGB-Laserlichtquelle, die einen roten Laserstrahl, einen grünen Laserstrahl und einen blauen Laserstrahl aussendet. Die optische Komponente umfasst ein Prisma, eine Linse, eine Streuscheibe, ein Vergrößerungsglas und dergleichen. Die optische Komponente überträgt das von der Lichtquelle emittierte Licht und gibt es an die Anzeigevorrichtung ab. Die Anzeigevorrichtung ist eine Flüssigkristallanzeige, eine DMD oder ähnliches. Ein Plotverfahren der Bilderzeugungseinheit 24 kann ein Rasterabtastverfahren, ein digitales Lichtprozessierungs-(DLP) Verfahren oder ein Flüssigkristall-auf-Silizium- (LCOS) Verfahren sein. Wenn das DLP-Verfahren oder das LCOS-Verfahren angewandt wird, kann die Lichtquelle der Bilderzeugungseinheit 24 eine LED-Lichtquelle sein. Wenn ein Flüssigkristallanzeigeverfahren angewandt wird, kann die Lichtquelle der Bilderzeugungseinheit 24 eine weiße LED-Lichtquelle sein.
Die Steuereinheit 25 steuert den Betrieb der Teile des HUD 20. Die Steuereinheit 25 ist mit der Fahrzeugsteuereinheit (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 1 verbunden, erzeugt ein Steuersignal zur Steuerung eines Betriebs der Bilderzeugungseinheit 24 auf Basis von beispielsweise der Fahrzeugfahrinformation, der Umgebungsinformation und dergleichen, die von der Fahrzeugsteuereinheit übertragen werden, und überträgt das erzeugte Steuersignal an die Bilderzeugungseinheit 24. Die Steuereinheit 25 ist mit dem Prozessor, wie z.B. einer CPU, und dem Speicher verbunden, und der Prozessor führt ein aus dem Speicher gelesenes Computerprogramm aus, um den Betrieb der Bilderzeugungseinheit 24 und dergleichen zu steuern.
Der Hohlspiegel 26 ist in einem optischen Pfad des von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten Lichts angeordnet. Insbesondere ist der Hohlspiegel 26 an einer Vorderseite der Bilderzeugungseinheit 24 innerhalb des Gehäuseteils 22 angeordnet. Der Hohlspiegel 26 reflektiert das von der Bilderzeugungseinheit 24 ausgestrahlte Licht nach oben in Richtung des Übertragungselements 18 (z.B. der Frontscheibe des Fahrzeugs 1). Der Hohlspiegel 26 reflektiert durch eine reflektierende Oberfläche 261 ein Bild, das durch das aus der Bilderzeugungseinheit 24 ausgestrahlte Licht mit einer vorbestimmten Vergrößerung gebildet wird. Der Hohlspiegel 26 hat eine vertieft gekrümmte Reflexionsfläche 261. Die reflektierende Oberfläche 261 hat eine gekrümmte Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien. Beispielsweise kann die spiegelnde Oberfläche 261 so geformt sein, dass sie entlang der Auf-Ab-Richtung unterschiedliche Krümmungsradien aufweist. Der Krümmungsradius kann sich kontinuierlich oder schrittweise für jeden vorgegebenen Bereich ändern.
Der Antriebsmechanismus 28 kann eine Position des Hohlspiegels 26 (eine Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche 261) basierend auf dem von der Steuereinheit 25 übertragenen Steuersignal ändern. Der Hohlspiegel 26 wird in eine vorbestimmte Position verlagert, indem er durch den Antriebsmechanismus 28 um eine Drehwelle 26A rotiert wird.
Das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht wird von dem Hohlspiegel 26 reflektiert und von dem Emissionsfenster 23 des HUD-Hauptkörpers 21 emittiert. Das vom Emissionsfenster 23 des HUD-Hauptkörpers 21 emittierte Licht wird auf das Übertragungselement 18 abgestrahlt. Ein Teil des von dem Emissionsfenster 23 auf das Übertragungselement 18 abgestrahlten Lichts wird in Richtung des Blickpunkts E des Insassen reflektiert. Infolgedessen erkennt der Insasse das vom HUD-Hauptkörper 21 abgestrahlte Licht als ein virtuelles Bild (das vorgegebene Bild), das in einem vorgegebenen Abstand vor dem Übertragungselement 18 entsteht. Auf diese Weise kann der Insasse, da das vom HUD 20 angezeigte Bild dem realen Raum vor dem Fahrzeug 1 durch das Übertragungselement 18 überlagert wird, visuell wahrnehmen, dass ein virtuelles Bildobjekt I, das durch das vorbestimmte Bild gebildet wird, auf einer außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Straße schwebt.
Wenn ein 2D-Bild (ein ebenes Bild) als virtuelles Bildobjekt I gebildet wird, wird das vorbestimmte Bild als virtuelles Bild in einem beliebigen bestimmten Einzelabstand projiziert. Wenn ein 3D-Bild (ein stereoskopisches Bild) als virtuelles Bildobjekt I gebildet wird, wird eine Vielzahl der vorbestimmten Bilder, die gleich oder verschieden voneinander sind, als virtuelle Bilder in unterschiedlichen Abständen projiziert. Der Abstand des virtuellen Bildobjekts I (der Abstand zwischen dem Blickpunkt E des Insassen und dem virtuellen Bild) kann in geeigneter Weise eingestellt werden, indem der Abstand zwischen der Bilderzeugungseinheit 24 und dem Blickpunkt E des Insassen angepasst wird. Zum Beispiel kann der Abstand des virtuellen Bildobjekts I durch Einstellen der Länge eines optischen Weges zwischen der Bilderzeugungseinheit 24 und dem Hohlspiegel 26 angemessen angepasst werden.
Eine Anzeigeposition des virtuellen Bildobjekts I wird entsprechend der Position des Blickpunkts E des Insassen geändert. Beispielsweise kann die Position des Blickpunkts E des Insassen von der Steuereinheit 25 auf Basis der von der im Fahrzeug 1 angeordneten Kamera erfassten Bilddaten festgelegt werden. Der Blickpunkt E des Insassen kann entweder der Blickpunkt des linken Auges oder der Blickpunkt des rechten Auges des Insassen sein. Alternativ kann der Blickpunkt E auch als Mittelpunkt eines Liniensegments definiert werden, das den Blickpunkt des linken Auges und den Blickpunkt des rechten Auges verbindet.
Die Steuereinheit 25 erzeugt ein Steuersignal auf Basis der vorgegebenen Position des Blickpunkts E des Insassen. Der Antriebsmechanismus 28 dreht den Hohlspiegel 26 auf Basis des Steuersignals. Wenn die Position des Hohlspiegels 26 (die Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche 261) verschoben wird, wird eine Einfallsposition des auf das Übertragungselement 18 projizierten Lichts verändert. Infolgedessen wird das virtuelle Bildobjekt I an einer Position angezeigt, die der Position des Blickpunkts E des Insassen entspricht. Die Position des Blickpunkts E des Insassen kann auf Basis einer Eingabeoperation des Insassen festgelegt werden.
7 illustriert die optischen Pfade des von einem Hohlspiegel 126 reflektierten Lichts in einem Fall, in dem die Anzeigepositionen der virtuellen Bildobjekte I1 bis I3 so verändert werden, dass sie den Blickpunkten E1 bis E3 des Insassen in verschiedenen Höhen entsprechen, was eine Referenzausführung ist. 7 veranschaulicht die optischen Pfade des Lichts, die entstehen, wenn eine Drehwelle 126A eine optische Achse des auf den Hohlspiegel 126 einfallenden Lichts kreuzt. Die „optische Achse des Lichts“ bedeutet eine Lichtachse im Zentrum eines Lichtstroms, und jeder der optischen Pfade in 7 zeigt einen Pfad der optischen Achse des Lichts.
Wenn sich der Hohlspiegel 126 beispielsweise in einer vorbestimmten Position befindet (eine Position, die als Rotationsreferenz dient), bewegt sich das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht entlang eines optischen Weges L0 und fällt auf einen vorbestimmten Punkt R0 auf dem Hohlspiegel 126. Wie in 8 dargestellt, wird auf einer reflektierenden Oberfläche 1261 eine vorbestimmte Region A1, der auf den Punkt R0 zentriert ist, mit dem von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten Licht bestrahlt. Das von dem Hohlspiegel 126 reflektierte Licht bewegt sich entlang eines optischen Weges L1 und fällt auf einen Punkt P1 des Übertragungselements 18. Ein Teil des Lichts, das auf den Punkt P1 des Übertragungselements 18 fällt, wird in Richtung des Blickpunkts E1 des Insassen reflektiert. Infolgedessen wird das virtuelle Bildobjekt I1 von dem Insassen, der den Blickpunkt E1 hat, visuell erkannt. Wie in 9 dargestellt, hat das virtuelle Bildobjekt I1 eine rechteckige Form, die der vorbestimmten Region A1 entspricht.
Andererseits wird, wie in 7 dargestellt, der Hohlspiegel 126 auf einer Seite der Bilderzeugungseinheit 24 gedreht, wenn sich der Blickpunkt E2 des Insassen an einer höheren Position als der Blickpunkt E1 befindet. Da die Drehwelle 126A des Hohlspiegels 126 die optische Achse des auf den Hohlspiegel 126 einfallenden Lichts schneidet, fällt das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht auf den vorbestimmten Punkt R0 des Hohlspiegels 126, selbst wenn der Hohlspiegel 126 gedreht wird. Das heißt, wie in 8 dargestellt, wird auf der reflektierenden Oberfläche 1261, ähnlich wie die Region A1, eine vorbestimmte Region A2, die auf den Punkt R0 zentriert ist, mit dem von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten Licht bestrahlt. Das von dem Hohlspiegel 126 reflektierte Licht wandert entlang eines optischen Weges L2 und fällt auf einen Punkt P2 des Übertragungselements 18. Ein Teil des Lichts, das auf den Punkt P2 des Übertragungselements 18 fällt, wird in Richtung des Blickpunkts E2 des Insassen reflektiert. Im Ergebnis wird das virtuelle Bildobjekt I2 von dem Insassen, der den Blickpunkt E2 hat, visuell wahrgenommen.
Wenn sich der Blickpunkt E3 des Insassen an einer niedrigeren Position als der Blickpunkt E1 befindet, wird der Hohlspiegel 126 auf einer der Bilderzeugungseinheit 24 gegenüberliegenden Seite gedreht. Da die Drehwelle 126A des Hohlspiegels 126 die optische Achse des auf den Hohlspiegel 126 einfallenden Lichts schneidet, fällt das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht auf den vorbestimmten Punkt R0 auf dem Hohlspiegel 126. Das heißt, wie in 8 illustriert, wird auf der reflektierenden Oberfläche 1261, ähnlich wie die Region A1, eine vorbestimmte Region A3, die auf den Punkt R0 zentriert ist, mit dem von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten Licht bestrahlt. Das von dem Hohlspiegel 126 reflektierte Licht wandert entlang eines optischen Weges L3 und fällt auf einen Punkt P3 des Übertragungselements 18. Ein Teil des auf den Punkt P3 des Übertragungselements 18 einfallenden Lichts wird in Richtung des Blickpunkts E3 des Insassen reflektiert. Infolgedessen wird das virtuelle Bildobjekt I3 von dem Insassen, der den Blickpunkt E3 hat, visuell erkannt.
Wenn sich jedoch die Blickpunkte E2 und E3 des Insassen an Positionen befinden, die sich vom Blickpunkt E1 unterscheiden, wie später beschrieben wird, ändern sich die Längen der optischen Wege zwischen dem Punkt (Reflexionsposition) R0 auf dem Hohlspiegel 126, auf den das Licht einfällt, und den Punkten (Einfallspositionen) P2 und P3 auf dem Übertragungselement 18, auf die das Licht einfällt. Dementsprechend kommt es zu einer Verzerrung der angezeigten virtuellen Bildobjekte I2 und I3.
Zum Beispiel ist im Fall des Blickpunktes E2 des Insassen die Länge des optischen Weges zwischen dem Punkt R0 auf dem Hohlspiegel 126 und dem Punkt P2 auf dem Übertragungselement 18 länger als eine Länge eines optischen Weges zwischen einem Punkt R0 auf dem Hohlspiegel 126, auf den das Licht einfällt, und dem Punkt P1 auf dem Übertragungselement 18, auf den das Licht einfällt. Dementsprechend tritt, wie in 10 dargestellt, die Verzerrung in dem virtuellen Bildobjekt I2 auf, und das virtuelle Bildobjekt I2 hat eine Form, bei der eine obere Seite und eine untere Seite in einer hervorstehenden Form nach oben gebogen sind.
Alternativ dazu ist im Fall des Blickpunktes E3 des Insassen die Länge des optischen Weges zwischen dem Punkt R0 auf dem Hohlspiegel 126, auf den das Licht einfällt, und dem Punkt P3 auf dem Übertragungselement 18, auf den das Licht einfällt, kürzer als die Länge des optischen Weges zwischen dem Punkt R0 auf dem Hohlspiegel 126, auf den das Licht einfällt, und dem Punkt P1 auf dem Übertragungselement 18, auf den das Licht einfällt. Dementsprechend tritt, wie in 11 dargestellt, die Verzerrung in dem virtuellen Bildobjekt I3 auf, und das virtuelle Bildobjekt I3 hat eine Form, bei der eine obere Seite und eine untere Seite in einer hervorstehenden Form nach unten gebogen sind.
Im Gegensatz dazu dreht sich der Hohlspiegel 26 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so, dass das auf den Hohlspiegel 26 einfallende Licht auf die gekrümmte Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien abgestrahlt wird. Beispielsweise ist der Hohlspiegel 26 so angeordnet, dass die Drehwelle 26A die optische Achse des von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten und auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Lichts nicht schneidet. In diesem Beispiel, wie in 6 dargestellt, hat die reflektierende Oberfläche 261 unterschiedliche Krümmungsradien entlang der Auf-Ab-Richtung, und die Drehwelle 26A ist in Bezug auf die optische Achse des auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Lichts nach oben abgelenkt.
12 und 13 illustrieren optische Pfade des vom Hohlspiegel 26 reflektierten Lichts gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in den 12 und 13 illustriert, bewegt sich das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht entlang des optischen Weges L0 und fällt auf den vorbestimmten Punkt R1 auf dem Hohlspiegel 26, wenn sich der Hohlspiegel 26 in einer vorbestimmten Position B1 befindet (eine Position, die als Referenz für die Rotation dient). Wie in 14 illustriert, wird auf der reflektierenden Oberfläche 261 eine vorbestimmter Region A11, der auf den Punkt R1 unterhalb der Drehwelle 26A zentriert ist, mit dem von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten Licht bestrahlt. Das von dem Hohlspiegel 26 reflektierte Licht bewegt sich entlang eines optischen Weges L11 und fällt auf einen Punkt P11 des Übertragungselements 18. Ein Teil des Lichts, das auf den Punkt P11 des Übertragungselements 18 fällt, wird in Richtung des Blickpunkts E1 des Insassen reflektiert. Infolgedessen wird ein virtuelles Bildobjekt I11 von dem Insassen, der den Blickpunkt E1 hat, visuell erkannt. Wie in 15 illustriert, hat das virtuelle Bildobjekt I11 eine rechteckige Form, die der vorbestimmten Region A11 entspricht.
Andererseits wird, wie in 12 illustriert, der Hohlspiegel 26 auf der Seite der Bilderzeugungseinheit 24 gedreht, wenn sich der Blickpunkt E2 des Insassen an einer höheren Position als der Blickpunkt E1 befindet. Wie in 13 illustriert, wird der Hohlspiegel 26 in eine Position B2 verschoben, die um etwa -θ gegenüber der Position B1 gedreht ist. Da die Drehwelle 26A in Bezug auf die optische Achse des auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Lichts nach oben abgelenkt ist, fällt das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht auf den Punkt R2, der sich oberhalb des Punktes R1 auf dem Hohlspiegel 26 befindet. Wie in 14 illustriert, wird auf der reflektierenden Oberfläche 261 eine auf den Punkt R2 zentrierter Region A12 mit dem von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten Licht bestrahlt. Das von dem Hohlspiegel 26 reflektierte Licht bewegt sich entlang eines optischen Weges L12 und fällt auf einen Punkt P12 des Übertragungselements 18. Ein Teil des Lichts, das auf den Punkt P12 des Übertragungselements 18 fällt, wird in Richtung des Blickpunkts E2 des Insassen reflektiert. Infolgedessen wird ein virtuelles Bildobjekt 112 von dem Insassen, der den Blickpunkt E2 hat, visuell erkannt.
Wenn sich der Blickpunkt E3 des Insassen an der Position befindet, die niedriger ist als der Blickpunkt E1, wird der Hohlspiegel 26 auf der der Bilderzeugungseinheit 24 gegenüberliegenden Seite gedreht. Wie in 13 illustriert, wird der Hohlspiegel 26 in eine Position B3 verschoben, die um etwa +θ gegenüber der Position B1 gedreht ist. Da die Drehwelle 26A in Bezug auf die optische Achse des auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Lichts nach oben abgelenkt ist, fällt das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht auf den Punkt R3, der sich unterhalb des Punktes R1 auf dem Hohlspiegel 26 befindet. Wie in 14 illustriert, wird auf der reflektierenden Oberfläche 261 eine auf den Punkt R3 zentrierte Region A13 mit dem aus der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten Licht bestrahlt. Das von dem Hohlspiegel 26 reflektierte Licht bewegt sich entlang eines optischen Weges L13 und fällt auf einen Punkt P13 des Übertragungselements 18. Ein Teil des Lichts, das auf den Punkt P13 des Übertragungselements 18 fällt, wird in Richtung des Blickpunkts E3 des Insassen reflektiert. Infolgedessen wird ein virtuelles Bildobjekt 113 von dem Insassen, der den Blickpunkt E3 hat, visuell wahrgenommen.
Wenn sich die Blickpunkte E2 und E3 des Insassen an Positionen befinden, die sich von dem Blickpunkt E1 unterscheiden, ändern sich die Längen der optischen Wege zwischen den Punkten R12 und R13 auf dem Hohlspiegel 26, auf die das Licht einfällt, und den Punkten P12 und P13 auf dem Übertragungselement 18, auf die das Licht einfällt. Das auf die reflektierende Oberfläche 261 des Hohlspiegels 26 einfallende Licht wird jedoch von den Regionen A12 und A13 reflektiert, die jeweils eine gekrümmte Oberfläche mit einem Krümmungsradius aufweisen, der sich von einem Krümmungsradius einer gekrümmten Oberfläche der Region A11 unterscheidet. Dementsprechend wird die Verzerrung der virtuellen Bildobjekte 112 und 113, die durch die Längenänderungen der optischen Pfade verursacht wird, reduziert. Daher kann die Anzeigeposition des virtuellen Bildes so geändert werden, dass sie der Position des Blickpunktes E des Insassen entspricht, und eine Änderung der Qualität des virtuellen Bildes wird verringert.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 14 illustriert, kann das HUD 20 eine Konfiguration aufweisen, bei der sich die Regionen A11 und A12, die mit dem auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Licht bestrahlt werden, teilweise überlappen. In ähnlicher Weise kann das HUD 20 eine Konfiguration aufweisen, bei der sich die Regionen A11 und A13, die mit dem auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Licht bestrahlt werden, teilweise überlappen. Die Regionen A11 und A12 oder die Regionen A11 und A13 sind Beispiele für einen ersten Bestrahlungsbereich und einen zweiten Bestrahlungsbereich. Bei einer solchen Konfiguration wird die Vergrößerung des Hohlspiegels 26 begrenzt, während die Verzerrung der virtuellen Bildobjekte 112 und 113 reduziert wird.
Ferner kann das HUD 20 eine Konfiguration aufweisen, wo sich die Regionen A11, A12 und A13 nicht überlappen. In diesem Fall wird die Größe des Hohlspiegels 26 erhöht, aber die Verzerrung der virtuellen Bildobjekte 112 und 113 kann im Vergleich zu einem Fall, in dem sich die Regionen A11, A12 und A13 teilweise überlappen, weiter reduziert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die reflektierende Oberfläche 261 so geformt sein, dass der Krümmungsradius eines Bereichs auf der Oberseite größer ist als der Krümmungsradius eines Bereichs auf der Unterseite. Der Krümmungsradius kann sich so ändern, dass er nach oben hin zunimmt, oder er kann sich schrittweise für jeden vorbestimmten Bereich ändern.
Gemäß einer solchen Konfiguration kann beispielsweise in einem Fall, in dem eine Länge eines optischen Weges zwischen dem Punkt R2 auf der reflektierenden Oberfläche 261, auf den das Licht einfällt, und dem Punkt P12 auf dem Übertragungselement 18, auf den das Licht einfällt, lang ist, die Verzerrung des virtuellen Bildobjekts 112 durch Reflektieren des Lichts in dem Bereich auf der Oberseite der reflektierenden Oberfläche 261, wo der Krümmungsradius groß ist, eingeschränkt werden. Wie in 16 illustriert, kann beispielsweise das virtuelle Bildobjekt I12 gebildet werden, bei dem die Verzerrung auf der unteren Seite reduziert ist.
Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem eine Länge eines optischen Weges zwischen dem Punkt R3 auf der reflektierenden Oberfläche 261, auf den das Licht einfällt, und dem Punkt P13 auf dem Übertragungselement 18, auf den das Licht einfällt, kurz ist, die Verzerrung des virtuellen Bildobjekts I13 durch Reflexion des Lichts im Bereich auf der unteren Seite der reflektierenden Oberfläche 261, wo der Krümmungsradius klein ist, eingeschränkt werden. Wie in 17 dargestellt, kann beispielsweise das virtuelle Bildobjekt I13 gebildet werden, bei dem die Verzerrung auf der Oberseite reduziert ist.
In der obigen Ausführungsform kann das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht über das optische Bauteil, z.B. einen Planspiegel, auf den Hohlspiegel 26 fallen.
In der obigen Ausführungsform ist die gesamte reflektierende Oberfläche 261 in einer vertieften Form gekrümmt. Die reflektierende Oberfläche 261 kann jedoch eine Konfiguration annehmen, bei der zumindest ein Teilbereich davon in einer vertieften Form gekrümmt ist und eine gekrümmte Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien in dem in einer vertieften Form gekrümmten Bereich ausgebildet ist.
In der obigen Ausführungsform ist die Drehwelle 26A in Bezug auf die optische Achse des auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Lichts nach oben abgelenkt. Das HUD 20 kann jedoch eine Konfiguration aufweisen, bei der die Drehwelle 26A in Bezug auf die optische Achse des auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Lichts nach unten abgelenkt ist.
In der obigen Ausführungsform ist der Hohlspiegel 26 so angeordnet, dass die Drehwelle 26A die optische Achse des von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten und auf den Hohlspiegel 26 einfallenden Lichts nicht schneidet. Solange der Hohlspiegel 26 jedoch so konfiguriert ist, dass er sich so dreht, dass das auf den Hohlspiegel 26 einfallende Licht auf die gekrümmte Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien abgestrahlt wird, kann das HUD 20 auch andere Konfigurationen aufweisen.
In der obigen Ausführungsform wird das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht von dem Hohlspiegel 26 reflektiert und zum Übertragungselement 18 abgestrahlt. Das von dem Hohlspiegel 26 reflektierte Licht kann jedoch beispielsweise zu dem Kombinator (nicht dargestellt) im Inneren des Übertragungselements 18 abgestrahlt werden. Der Kombinator wird z.B. durch eine transparente Kunststoffscheibe realisiert. Ein Teil des Lichts, das von der Bilderzeugungseinheit 24 des HUD-Hauptkörpers 21 auf den Kombinator gestrahlt wird, wird ähnlich wie in dem Fall, in dem das Licht auf das Übertragungselement 18 gestrahlt wird, auf den Blickpunkt E des Insassen reflektiert.
Dritte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 18 ist eine schematische Darstellung des HUD 20 gemäß der dritten Ausführungsform, gesehen von der Seitenfläche des Fahrzeugs 1. Wie in 18 illustriert, umfasst das HUD 20 den HUD-Hauptkörper 21. Der HUD-Hauptkörper 21 umfasst den Gehäuseteil 22 und das Emissionsfenster 23. Das Emissionsfenster 23 ist durch eine transparente Platte realisiert, die sichtbares Licht durchlässt. Der HUD-Hauptkörper 21 umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung (IGD oder Bilderzeugungseinheit) 30, die Steuereinheit 25, den Hohlspiegel 26 und einen Planspiegel 27 innerhalb des Gehäuseteils 22. Der Hohlspiegel 26 ist ein Beispiel für einen reflektierenden Bereich.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 emittiert das Licht zur Erzeugung eines vorgegebenen Bildes. Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 ist an dem Gehäuseteil 22 befestigt. Das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 emittierte Licht ist zum Beispiel sichtbares Licht.
Die Steuereinheit 25 steuert den Betrieb der Teile des HUD 20. Die Steuereinheit 25 ist mit der Fahrzeugsteuereinheit (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 1 verbunden, erzeugt ein Steuersignal zum Steuern eines Betriebs der Bilderzeugungsvorrichtung 30 auf Basis von beispielsweise der Fahrzeugfahrinformation, der Umgebungsinformation und dergleichen, die von der Fahrzeugsteuereinheit übertragen werden, und überträgt das erzeugte Steuersignal an die Bilderzeugungsvorrichtung 30. In die Steuereinheit 25 ist der mindestens eine Prozessor, wie z.B. eine CPU, und der mindestens einen Speicher montiert, und der Prozessor führt ein aus dem Speicher gelesenes Computerprogramm aus, um den Betrieb der Bilderzeugungsvorrichtung 30 und dergleichen zu steuern.
Der Planspiegel 27 ist im optischen Pfad des von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 ausgestrahlten Lichts angeordnet. Insbesondere ist der Planspiegel 27 oberhalb der Bilderzeugungsvorrichtung 30 angeordnet und reflektiert das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 emittierte Licht in Richtung des Hohlspiegels 26. Der Planspiegel 27 hat eine ebene reflektierende Oberfläche und reflektiert ein Bild, das durch das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 emittierte Licht bei der gleichen Vergrößerung gebildet wird.
Der Hohlspiegel 26 ist auf dem optischen Pfad des von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 ausgestrahlten und von dem Planspiegel 27 reflektierten Lichts angeordnet. Insbesondere ist der Hohlspiegel 26 auf einer Vorderseite der Bilderzeugungsvorrichtung 30 und des Planspiegels 27 innerhalb des Gehäuseteils 22 angeordnet. Der Hohlspiegel 26 reflektiert das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 ausgestrahlte Licht in Richtung des Übertragungselements 18 (z. B. der Frontscheibe des Fahrzeugs 1). Die reflektierende Oberfläche des Hohlspiegels 26 ist vertieft gekrümmt. Der Hohlspiegel 26 reflektiert ein Bild, das durch das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 ausgestrahlte Licht mit einer vorgegebenen Vergrößerung gebildet wird. Der Hohlspiegel 26 kann durch den Antriebsmechanismus 28 rotierbar sein.
In dem wie oben beschrieben konfigurierten HUD 20, wie in 18 illustriert, wird das aus der Bilderzeugungsvorrichtung 30 emittierte Licht L1 von dem Hohlspiegel 26 und dem Planspiegel 27 reflektiert und von dem Emissionsfenster 23 des HUD-Hauptkörpers 21 emittiert. Das vom Emissionsfenster 23 des HUD-Hauptkörpers 21 abgestrahlte Licht wird auf das Übertragungselement 18 gestrahlt. Ein Teil des von dem Emissionsfenster 23 auf das Übertragungselement 18 abgestrahlten Lichts wird in Richtung des Blickpunkts E des Insassen reflektiert. Infolgedessen erkennt der Insasse das vom HUD-Hauptkörper 21 abgestrahlte Licht als ein virtuelles Bild (das vorgegebene Bild), das in einem vorgegebenen Abstand vor dem Übertragungselement 18 entsteht. Auf diese Weise kann der Insasse, da das vom HUD 20 angezeigte Bild dem realen Raum vor dem Fahrzeug 1 durch das Übertragungselement 18 überlagert wird, visuell erkennen, dass ein virtuelles Bildobjekt I, das durch das vorbestimmte Bild gebildet wird, auf einer außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Straße schwebt.
Wenn ein 2D-Bild (ein ebenes Bild) als das virtuelle Bildobjekt I gebildet wird, wird das vorbestimmte Bild als virtuelles Bild in einem beliebigen bestimmten Abstand projiziert. Wenn ein 3D-Bild (ein stereoskopisches Bild) als virtuelles Bildobjekt I gebildet wird, wird eine Vielzahl der vorbestimmten Bilder, die gleich oder verschieden voneinander sind, als virtuelle Bilder in unterschiedlichen Abständen projiziert. Der Abstand des virtuellen Bildobjekts I (der Abstand zwischen dem Blickpunkt E des Insassen und dem virtuellen Bild) kann in geeigneter Weise eingestellt werden, indem der Abstand zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung 30 und dem Blickpunkt E des Insassen eingestellt wird (z.B. durch Einstellen der Länge eines optischen Weges zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung 30 und dem Hohlspiegel 26).
Als nächstes wird die Konfiguration der Bilderzeugungsvorrichtung 30 unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. Wie in 19 dargestellt, umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung 30 eine Lichtquelle 241, ein Objektiv 242 und eine Anzeigevorrichtung 243. Die Linse 242 ist oberhalb der Lichtquelle 241 angeordnet. Die Anzeigevorrichtung 243 ist oberhalb der Linse 242 angeordnet. Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 kann ferner einen Linsenhalter, einen Kühlkörper und dergleichen umfassen.
Die Lichtquelle 241 ist z.B. eine LED-Lichtquelle oder eine Laserlichtquelle. Die LED-Lichtquelle ist z.B. eine weiße LED-Lichtquelle. Die Laserlichtquelle ist beispielsweise eine RGB-Laserlichtquelle, die einen roten Laserstrahl, einen grünen Laserstrahl und einen blauen Laserstrahl aussendet. Die Lichtquelle 241 ist auf einem Substrat 244 montiert. Bei dem Substrat 244 handelt es sich beispielsweise um eine gedruckte Leiterplatte aus einem Isolator, bei der die Verdrahtung eines elektrischen Schaltkreises auf eine Oberfläche des oder in den Isolator gedruckt ist.
Die Linse 242 überträgt das von der Lichtquelle 241 emittierte Licht und strahlt das Licht in Richtung der Anzeigevorrichtung 243 ab. Die Linse 242 ist beispielsweise eine asphärische konvexe Linse, bei der sowohl eine Einfallsfläche 242A, auf die das Licht von der Lichtquelle 241 einfällt, als auch eine Emissionsfläche 242B, von der das einfallende Licht emittiert wird, in Form einer vorstehenden Fläche ausgebildet sind.
Die Anzeigevorrichtung 243 bildet Licht zur Erzeugung eines vorbestimmten Bildes, indem sie das durch die Linse 242 übertragene Licht der Lichtquelle 241 verwendet. Die Anzeigevorrichtung 243 ist z.B. eine Flüssigkristallanzeige, eine DMD oder ähnliches.
Die Anzeigevorrichtung 243 ist so angeordnet, dass sie in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu einer optischen Achse Ax1 der Lichtquelle 241 (in diesem Beispiel die Richtung von vorne nach hinten) geneigt ist. Insbesondere ist eine Einfallsfläche 243A der Anzeigevorrichtung 243, auf die das von der Linse 242 emittierte Licht einfällt, um etwa einen Winkel θ in Bezug auf die Richtung senkrecht zur optischen Achse Ax1 der Lichtquelle 241 geneigt. Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Ausdruck „optische Achse der Lichtquelle 241“ bedeutet eine Lichtlinie mit der höchsten Leuchtdichte unter dem von der Lichtquelle 241 emittierten Licht. Wenn die Lichtquelle 241 beispielsweise eine LED-Lichtquelle ist, bedeutet eine optische Achse der LED-Lichtquelle eine gerade Linie, die durch einen Mittelpunkt mit der höchsten Leuchtdichte in einer lichtemittierenden Oberfläche 241A der LED-Lichtquelle verläuft und parallel zu einer normalen Linie der lichtemittierenden Oberfläche 241A ist.
Die Lichtquelle 241 ist an einer Position angeordnet, die der Neigung der Anzeigevorrichtung 243 entspricht. Die Position, an der die Lichtquelle 241 angeordnet ist, weicht von einer vorgegebenen Position ab. Die „vorbestimmte Position“ ist zum Beispiel eine Position, die einer hinteren Brennpunktposition der Linse 242 entspricht. Die Abweichung (ein Abstand) der Position der Lichtquelle 241 in Bezug auf die vorbestimmte Position kann entsprechend dem Neigungswinkel θ der Anzeigevorrichtung 243 in Bezug auf die Richtung senkrecht zur optischen Achse Ax1 der Lichtquelle 241 angemessen eingestellt werden. Beispielsweise wird die Lichtquelle 241 an einer Position angeordnet, die mit zunehmendem Neigungswinkel θ der Anzeigevorrichtung 243 weiter von der vorgegebenen Position entfernt ist.
Die Lichtquelle 241 weicht aufgrund der Neigung der Anzeigevorrichtung 243 von der vorbestimmten Position in einer Richtung ab, in der die einfallende Oberfläche 243A der Anzeigevorrichtung 243 nahe an der emittierenden Oberfläche 242B der Linse 242 liegt (die Frontrichtung in 19). Das heißt, die Lichtquelle 241 ist so angeordnet, dass sie von der vorgegebenen Position in einer Richtung abweicht, die einer Neigungsrichtung der Anzeigevorrichtung 243 entspricht. In diesem Beispiel ist die optische Achse Ax1 der Lichtquelle 241 parallel zu einer optischen Achse Ax2 der Linse 242, und die Einfallsfläche 243A der Anzeigevorrichtung 243 ist in Bezug auf die optische Achse Ax2 in Richtung einer Seite nahe der Emissionsfläche 242B der Linse 242 abgelenkt. Beispielsweise beträgt ein Abstand D der Abweichung der optischen Achse Ax1 in Bezug auf die optische Achse Ax2 0,5 mm, wenn der Neigungswinkel θ etwa 15 [Grad] beträgt und die Lichtquelle 241 eine LED-Lichtquelle mit einer quadratischen Form in einer Draufsicht ist, bei der eine Breite W in jeder der Längs- und Querrichtungen 1 mm beträgt.
Wenn die Lichtquelle 241 beispielsweise an der hinteren Brennpunktposition des Objektivs 242 angeordnet ist, wie in 20 dargestellt, fällt das von der Lichtquelle 241 einer Bilderzeugungsvorrichtung 30Z gemäß der Referenzausführungsform emittierte Licht auf die Einfallsfläche 242A des Objektivs 242. Da die Linse 242 eine asphärische konvexe Linsenform hat, fällt das von der Lichtquelle 241 emittierte Licht auf die Linse 242, wird von der Emissionsfläche 242B zu Licht parallel zur optischen Achse Ax1 und fällt auf die Anzeigevorrichtung 243.
Da jedoch die Anzeigevorrichtung 243 in Bezug auf die Richtung senkrecht zur optischen Achse Ax1 der Lichtquelle 241 geneigt ist, ist in der Einfallsfläche 243A der Anzeigevorrichtung 243 eine Lichtmenge, die auf einen Bereich R1 entfernt von der Emissionsfläche 242B der Linse 242 einfällt, kleiner als eine Lichtmenge, die auf einen Bereich R2 nahe der Emissionsfläche 242B der Linse 242 einfällt. Infolgedessen kann es zu einer ungleichmäßigen Lichtverteilung des von der Linse 242 abgestrahlten Lichts kommen, das auf die Anzeigevorrichtung 243 gestrahlt wird.
Im Hinblick auf das Vorstehende ist in der Bilderzeugungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Lichtquelle 241 von der vorbestimmten Position abgewichen und an der Position angeordnet, die der Neigung der Anzeigevorrichtung 243 entspricht. Dementsprechend wird, wie in 21 dargestellt, ein Teil des von der Lichtquelle 241 emittierten Lichts, das von der Emissionsfläche 242B der Linse 242 emittiert wird, in eine Richtung emittiert, die der Richtung der Abweichung von der vorbestimmten Position der Lichtquelle 241 entgegengesetzt ist (die hintere Richtung in diesem Beispiel). Daher ist es möglich, die Ungleichmäßigkeit der Lichtverteilung des auf die Anzeigevorrichtung 243 abgestrahlten Lichts zu begrenzen, die in Bezug auf die Richtung senkrecht zur optischen Achse Ax1 der Lichtquelle 241 geneigt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die optische Achse Ax1 der Lichtquelle 241 in Bezug auf die optische Achse Ax2 der Linse 242 in einen Zustand abgelenkt, in dem die optische Achse Ax1 parallel zur optischen Achse Ax2 verläuft. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Ungleichmäßigkeit der Lichtverteilung mit einer einfachen Konfiguration einzudämmen, ohne die Form oder die Ausrichtung der Linse 242 zu ändern, indem nur die Position der Lichtquelle 241 auf dem Substrat 244 abweichend gemacht wird.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 kann zwei oder mehr Lichtquellen 241 enthalten.
Die Linse 242 ist eine asphärische konvexe Linse, bei der sowohl die einfallende Fläche 242A als auch die emittierende Fläche 242B in der Form der Projektionsfläche ausgebildet sind, kann aber auch eine Linse mit einer anderen Form sein.
Das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 emittierte Licht wird von dem Hohlspiegel 26 reflektiert und zum Übertragungselement 18 abgestrahlt, aber die Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Beispielsweise kann das von dem Hohlspiegel 26 reflektierte Licht zu dem Kombinator (nicht dargestellt) gestrahlt werden, der innerhalb des Übertragungselements 18 vorgesehen ist. Der Kombinator wird z.B. durch eine transparente Kunststoffscheibe realisiert. Ein Teil des Lichts, das von der Bilderzeugungsvorrichtung 30 des HUD-Hauptkörpers 21 auf den Kombinator gestrahlt wird, wird ähnlich wie in dem Fall, in dem das Licht auf das Übertragungselement 18 gestrahlt wird, auf den Blickpunkt E des Insassen reflektiert.
Vierte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 22 ist eine schematische Darstellung des HUD 20 gemäß der vierten Ausführungsform, gesehen von der Seitenfläche des Fahrzeugs 1. Wie in 22 illustriert, umfasst das HUD 20 den HUD-Hauptkörper 21. Der HUD-Hauptkörper 21 umfasst den Gehäuseteil 22 und das Emissionsfenster 23. Das Emissionsfenster 23 ist durch eine transparente Platte realisiert, die sichtbares Licht durchlässt. Der HUD-Hauptkörper 21 umfasst die Bilderzeugungseinheit (IGU oder Picture Generation Unit) 24, die Steuereinheit 25 und den Hohlspiegel 26. Die Bilderzeugungseinheit 24, die Steuereinheit 25 und der Hohlspiegel 26 sind in dem Gehäuseteil 22 untergebracht. Der Hohlspiegel 26 ist ein Beispiel für einen reflektierenden Bereich.
Die Bilderzeugungseinheit 24 emittiert Licht L zur Erzeugung eines vorgegebenen Bildes. Die Bilderzeugungseinheit 24 ist an dem Gehäuseteil 22 befestigt. Das von der Bilderzeugungseinheit 24 ausgestrahlte Licht ist z.B. sichtbares Licht.
Das Steuergerät 25 steuert die Operationen der Teile des HUD 20. Das Steuergerät 25 ist mit dem Fahrzeugsteuergerät (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 1 verbunden. Die Steuereinheit 25 erzeugt das Steuersignal zur Steuerung des Betriebs der Bilderzeugungseinheit 24 auf Basis von z.B. der Fahrzeugfahrinformation und/oder der Umgebungsumweltinformation, die von der Fahrzeugsteuereinheit übertragen wird, und überträgt das erzeugte Steuersignal an die Bilderzeugungseinheit 24.
Die Steuereinheit 25 ist mit dem mindestens einen Prozessor, wie einer CPU, und dem mindestens einen Speicher verbunden. Der Betrieb der Bilderzeugungseinheit 24 und dergleichen wird durch den Prozessor gesteuert, der das aus dem Speicher gelesene Computerprogramm ausführt. Die Steuereinheit 25 kann integral mit dem Fahrzeugsteuergerät ausgebildet sein. In dieser Hinsicht können die Steuereinheit 25 und die Fahrzeugsteuereinheit durch eine einzelne elektronische Steuereinheit realisiert werden.
Der Hohlspiegel 26 ist in einem optischen Pfad des von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierten Lichts angeordnet. Insbesondere ist der Hohlspiegel 26 auf einer Vorderseite der Bilderzeugungseinheit 24 innerhalb des Gehäuseteils 22 angeordnet. Der Hohlspiegel 26 reflektiert das von der Bilderzeugungseinheit 24 abgestrahlte Licht L in Richtung des Übertragungselements 18 (z. B. der Frontscheibe des Fahrzeugs 1). Die reflektierende Oberfläche des Hohlspiegels 26 ist vertieft gekrümmt. Der Hohlspiegel 26 reflektiert das Bild, das durch das von der Bilderzeugungseinheit 24 ausgestrahlte Licht gebildet wird, mit der vorgegebenen Vergrößerung. Der Hohlspiegel 26 kann durch den Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) drehbar sein.
Wie in 22 illustriert, wird in einem Zustand, in dem das HUD 20 an einer Fahrzeugkarosserie 19 des Fahrzeugs 1 befestigt ist, das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht L schräg nach vorne und nach unten in Richtung des Hohlspiegels 26 emittiert. Das von der Bilderzeugungseinheit 24 ausgestrahlte Licht L wird von dem Hohlspiegel 26 reflektiert und aus dem Emissionsfenster 23 des HUD-Hauptkörpers 21 ausgestrahlt. Das vom Emissionsfenster 23 des HUD-Hauptkörpers 21 emittierte Licht wird auf das Übertragungselement 18 abgestrahlt. Ein Teil des von dem Emissionsfenster 23 auf das Übertragungselement 18 abgestrahlten Lichts wird in Richtung des Blickpunkts E des Insassen reflektiert. Infolgedessen erkennt der Insasse das vom HUD-Hauptkörper 21 abgestrahlte Licht als ein virtuelles Bild (das vorgegebene Bild), das in einem vorgegebenen Abstand vor dem Übertragungselement 18 entsteht. Da das vom HUD 20 angezeigte Bild dem realen Raum vor dem Fahrzeug 1 durch das Übertragungselement 18 überlagert wird, kann der Insasse auf diese Weise visuell erkennen, dass ein virtuelles Bildobjekt I, das durch das vorbestimmte Bild gebildet wird, auf einer Straße außerhalb des Fahrzeugs schwebt.
Wie in 23 illustriert, umfasst die Bilderzeugungseinheit 24 die Lichtquelle 241, die Linse 242 als Beispiel für die optische Komponente, die Anzeigevorrichtung 243 und das Substrat (eine Leiterplatte) 244. Die Lichtquelle 241 ist zum Beispiel eine LED-Lichtquelle oder eine Laserlichtquelle. Die LED-Lichtquelle ist z.B. eine weiße LED-Lichtquelle. Die Laserlichtquelle ist z.B. eine RGB-Laserlichtquelle, die einen roten, einen grünen und einen blauen Laserstrahl aussendet. Die Lichtquelle 241 ist auf einem Substrat 244 montiert.
Die Linse 242 umfasst angemessenerweise ein Prisma, eine Linse, eine Streuscheibe, ein Vergrößerungsglas und dergleichen. In diesem Beispiel enthält die Bilderzeugungseinheit 24 eine Linse als Objektiv 242. Die Linse 242 überträgt das von der Lichtquelle 241 ausgestrahlte Licht und gibt es an die Anzeigevorrichtung 243 ab. Die Anzeigevorrichtung 243 ist eine Flüssigkristallanzeige, eine digitale Spiegelvorrichtung (DMD) oder ähnliches. Die Anzeigevorrichtung 243 erzeugt mit dem durch die Linse 242 übertragenen Licht der Lichtquelle 241 Licht zur Erzeugung eines vorgegebenen Bildes.
Wie in 23 illustriert, ist die optische Achse Ax der Lichtquelle 241 in dem Zustand, in dem das HUD 20 an der Fahrzeugkarosserie 19 befestigt ist, nach unten in Richtung des Hohlspiegels 26 geneigt. Der Ausdruck „optische Achse der Lichtquelle 241“, der in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, bedeutet eine Lichtlinie mit der höchsten Leuchtdichte unter dem von der Lichtquelle 241 emittierten Licht. Wenn es sich bei der Lichtquelle 241 beispielsweise um eine LED-Lichtquelle handelt, bedeutet die optische Achse der LED-Lichtquelle die gerade Linie, die durch den Mittelpunkt mit der höchsten Leuchtdichte der lichtemittierenden Oberfläche der LED-Lichtquelle verläuft und parallel zur Normalen der lichtemittierenden Oberfläche ist.
Die Lichtquelle 241 erzeugt beim Ausstrahlen von Licht Wärme. Die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme wird an die Luft A1 übertragen und steigt zusammen mit der Luft auf. Da eine optische Achse Ax der Lichtquelle 241 nach unten in Richtung des Hohlspiegels 26 geneigt ist, steigt die an die Luft übertragene Wärme zusammen mit der Luft A1 auf, ohne durch die Linse 242 und die Anzeigevorrichtung 243 blockiert zu werden. Dementsprechend ist es möglich, das HUD 20 mit einer hervorragenden Wärmeableitungseffizienz zu versehen. Darüber hinaus kann verhindert werden, dass die Linse 242 und die Anzeigevorrichtung 243 durch die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme beeinträchtigt werden.
Das Substrat 244 der Bilderzeugungseinheit 24 kann eine Grundplatte aus einem Metall enthalten. Die Grundplatte kann zum Beispiel aus Aluminium bestehen. Auf der Grundplatte ist eine Isolierschicht und auf der Isolierschicht ist eine Verdrahtungsschicht ausgebildet. Wenn die Grundplatte aus einem Metall besteht, fungiert das Substrat 244 als Wärmeableitungselement, das die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme ableitet. Das heißt, dass die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme auf das Substrat 244 übertragen und durch die Grundplatte des Substrats 244 effizienter abgeleitet wird.
Wie in 24 illustriert, kann die Bilderzeugungseinheit 24 einen Kühlkörper 245 enthalten, der die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme ableitet. Der Kühlkörper 245 kann so angeordnet sein, dass sich in dem Zustand, in dem das HUD 20 an der Fahrzeugkarosserie 19 befestigt ist, zumindest ein Teil des Kühlkörpers 245 oberhalb der Lichtquelle 241 befindet. In diesem Beispiel ist der Kühlkörper 245 so vorgesehen, dass er eine gesamte Fläche des Substrats 244 abdeckt, die der Fläche, auf der die Lichtquelle 241 angebracht ist, gegenüberliegt.
Die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme wird an den Kühlkörper 245 übertragen und durch diesen effizienter abgeleitet. Da ein Teil des Kühlkörpers 245 oberhalb der Lichtquelle 241 lokalisiert ist, wird die vom Kühlkörper 245 an die Luft übertragene Wärme nicht von der Bilderzeugungseinheit 24 blockiert und steigt zusammen mit der Luft A2 auf. Daher wird die Effizienz der Wärmeableitung verbessert.
Wie in 25 und 26 illustriert, kann ein Kühlkörper 245A eine Vielzahl von Rippen 245A1 umfassen. Jede der Vielzahl von Rippen 245A1 ragt in eine Richtung entgegengesetzt zur Ausstrahlungsrichtung des Lichts der Lichtquelle 241 vor. Jede der mehreren Rippen 245A1 kann so geformt sein, dass eine Länge L (26) in einer vorstehenden Richtung zu einer Oberseite hin zunimmt, wenn das HUD 20 an der Fahrzeugkarosserie 19 befestigt ist.
Die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme wird von dem Kühlkörper 245A an die Luft übertragen und steigt zusammen mit der Luft A3 nach oben. Da die Länge an einem oberen Abschnitt jeder der Rippen 245A1 in der vorspringenden Richtung lang ist, wird die auf den Kühlkörper 245A übertragene Wärme leicht und effizient von einem oberen Abschnitt des Kühlkörpers 245A abgeleitet.
Die Anzahl der Lichtquellen 241 und die Anzahl der auf dem Substrat 244 angebrachten Lamellen 245A1 sind nicht auf die in 26 dargestellten beschränkt.
Wie in 27 dargestellt, kann der Gehäuseteil 22 eines HUD 20A eine Öffnung 221 aufweisen. Die Öffnung 221 kann in einem oberen Teil des Gehäuseteils 22 in einem Zustand vorgesehen sein, in dem das HUD 20A an der Fahrzeugkarosserie 19 des Fahrzeugs 1 befestigt ist. In diesem Beispiel ist die Öffnung 221 oberhalb der Bilderzeugungseinheit 24 lokalisiert.
Die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme wird zusammen mit der Luft A1 aus der Öffnung 221 des Gehäuseteils 22 abgeleitet. Insbesondere wenn sich die Öffnung 221 oberhalb der Bilderzeugungseinheit 24 befindet, kann die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme schnell zusammen mit der Luft aus der Öffnung 221 abgeleitet werden. Daher wird die Effizienz der Wärmeableitung verbessert.
Darüber hinaus kann in einem unteren Teil des Gehäuseteils 22 eine Öffnung 222 vorgesehen sein. Wenn die aufsteigende Luft A1 strömt, wird die Luft durch die Öffnung 222 in den Gehäuseabschnitt 22 gesaugt, und es wird eine Konvektion A4 der im Gehäuseteil 22 aufsteigenden Luft erzeugt, so dass die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme zusammen mit der Luft A1 leicht aus der Öffnung 221 abgeleitet wird.
Zusätzlich zu oder anstelle der Öffnung 222 kann das HUD 20A ein Gebläse 29 aufweisen, um eine Konvektion der Luft im Gehäuseteil 22 zu bewirken. Da das Gebläse 29 eine erzwungene Konvektion A5 der Luft im Gehäuseteil 22 bewirkt, wird die von der Lichtquelle 241 erzeugte Wärme zusammen mit der Luft leicht abgeführt.
Ferner kann die Bilderzeugungseinheit 24 des HUD 20A einen Kühlkörper enthalten, wie in den 24 und 25 dargestellt.
Jeder der Kühlkörper 245 und 245A ist so vorgesehen, dass er die gesamte Oberfläche des Substrats 244 bedeckt, und ein Teil davon befindet sich unterhalb der Lichtquelle 241. Die Kühlkörper 245 und 245A können jedoch so angeordnet sein, dass sich die gesamten Kühlkörper 245 und 245A oberhalb der Lichtquelle 241 befinden.
Das von der Bilderzeugungseinheit 24 emittierte Licht wird von dem Hohlspiegel 26 reflektiert und auf das Übertragungselement 18 gestrahlt, aber die vorliegende Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Beispielsweise kann das von dem Hohlspiegel 26 reflektierte Licht zu dem Kombinator (nicht gezeigt) gestrahlt werden, der innerhalb des Übertragungselements 18 vorgesehen ist. Der Kombinator wird z.B. durch eine transparente Kunststoffscheibe realisiert. Ein Teil des Lichts, das von der Bilderzeugungseinheit 24 des HUD-Hauptkörpers 21 auf den Kombinator gestrahlt wird, wird ähnlich wie in dem Fall, in dem das Licht auf das Übertragungselement 18 gestrahlt wird, auf den Blickpunkt E des Insassen reflektiert.
Obwohl die erste bis vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, versteht es sich von selbst, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die Beschreibung der vorliegenden Ausführungsformen beschränkt werden sollte. Es sollte dem Fachmann klar sein, dass die vorliegenden Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass verschiedene Modifikationen innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Erfindungsumfangs möglich sind. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung sollte auf Basis des in den Ansprüchen beschriebenen Erfindungsumfangs und des äquivalenten Umfangs der Erfindung bestimmt werden.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2021-060971 A , die am 31. März 2021 eingereicht wurde, der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2021-060972 A , die am 31. März 2021 eingereicht wurde, der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2021-060973 A , die am 31. März 2021 eingereicht wurde, und der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2021-060974 A , die am 31. März 2021 eingereicht wurde, und deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020117106 A [0008]
JP 2018205509 A [0008]
JP 2020170067 A [0008]
WO 2020110580 [0008]
JP 2021060971 A [0156]
JP 2021060972 A [0156]
JP 2021060973 A [0156]
JP 2021060974 A [0156]

Claims

Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines vorbestimmten Bildes, umfassend: eine Bilderzeugungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie Licht zur Erzeugung des vorbestimmten Bildes emittiert; einen ersten Spiegel, der so konfiguriert ist, dass er das Licht reflektiert; und eine Halterung zum Befestigen der Bilderzeugungseinheit, wobei der erste Spiegel von der Halterung gehalten wird.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Halterung enthält einen Basisabschnitt, auf dem die Bilderzeugungseinheit montiert ist, und ein Paar von Vorsprüngen, die so angeordnet sind, dass sie die Bilderzeugungseinheit umschließen und von dem Basisabschnitt in Richtung einer Ausstrahlungsrichtung des Lichts aus der Bilderzeugungseinheit vorstehen, und der erste Spiegel an dem Paar von Vorsprüngen angebracht ist.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei ein distaler Endabschnitt von jedem des Paars von Vorsprüngen einen bestimmten Winkel in Bezug auf eine Oberfläche des Basisabschnitts bildet, auf dem die Bilderzeugungseinheit montiert ist, und der erste Spiegel an den distalen Endabschnitten angebracht ist.
Bildbestrahlungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3; und einen zweiten Spiegel, der so konfiguriert ist, dass er das von der Bilderzeugungseinheit emittierte und von dem ersten Spiegel reflektierte Licht so reflektiert, dass das Licht in Richtung eines Übertragungselements abgestrahlt wird.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei ein Abstand zwischen einer lichtemittierenden Oberfläche der Bilderzeugungseinheit und einer reflektierenden Oberfläche des ersten Spiegels kürzer ist als ein Abstand zwischen der reflektierenden Oberfläche des ersten Spiegels und einer reflektierenden Oberfläche des zweiten Spiegels.
Bildbestrahlungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ein vorbestimmtes Bild anzeigt, umfassend: eine Bilderzeugungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie Licht zur Erzeugung des vorbestimmten Bildes emittiert; und einen drehbar angeordneten reflektierenden Bereich mit einer reflektierenden Oberfläche zum Reflektieren des aus der Bilderzeugungseinheit emittierten Lichts, wobei die reflektierende Oberfläche eine gekrümmte Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweist, und der reflektierende Bereich sich so dreht, dass das auf den reflektierenden Bereich einfallende Licht in Richtung der gekrümmten Oberfläche mit unterschiedlichen Krümmungsradien abgestrahlt wird.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der reflektierende Bereich durch die Drehung zumindest zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschiebbar ist, und ein erster Bestrahlungsbereich der reflektierenden Oberfläche, der mit dem auf den reflektierenden Bereich einfallenden Licht bestrahlt wird, wenn sich der reflektierende Bereich in der ersten Position befindet, einen zweiten Bestrahlungsbereich der reflektierenden Oberfläche teilweise überlappt, der mit dem auf den reflektierenden Bereich einfallenden Licht bestrahlt wird, wenn sich der reflektierende Bereich in der zweiten Position befindet.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei der reflektierende Bereich das von der Bilderzeugungseinheit emittierte Licht durch die reflektierende Oberfläche nach oben reflektiert, und die reflektierende Oberfläche so ausgebildet ist, dass ein Krümmungsradius eines oberen Bereichs größer ist als ein Krümmungsradius eines unteren Bereichs.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der reflektierende Teil ein Hohlspiegel ist, und die reflektierende Oberfläche einen vertieft gekrümmten Bereich aufweist.
Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend: eine Lichtquelle; eine Linse, die so konfiguriert ist, dass sie von der Lichtquelle emittiertes Licht überträgt; und eine Anzeigevorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Licht zum Erzeugen eines Bildes unter Verwendung des durch die Linse übertragenen Lichts bildet, wobei die Anzeigevorrichtung in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu einer optischen Achse der Lichtquelle geneigt ist, und die Lichtquelle von einer vorbestimmten Position abweicht und an einer der Neigung entsprechenden Position angeordnet ist.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Positionsabweichung einer vorderen Lichtquelle in Bezug auf die vorbestimmte Position entsprechend einem Neigungswinkel der Anzeigevorrichtung in Bezug auf die Richtung senkrecht zur optischen Achse der Lichtquelle eingestellt wird.
Bildbestrahlungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ein vorbestimmtes Bild anzeigt, umfassend: eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11; und mindestens einen reflektierenden Bereich, der so konfiguriert ist, dass er das aus der Bilderzeugungsvorrichtung emittierte Licht reflektiert.
Bildbestrahlungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ein vorbestimmtes Bild anzeigt, umfassend: eine Bilderzeugungseinheit, die eine Lichtquelle enthält und so konfiguriert ist, dass sie Licht zur Erzeugung des vorbestimmten Bildes unter Verwendung von Licht von der Lichtquelle emittiert; und einen Hohlspiegel, der so konfiguriert ist, dass er das von der Bilderzeugungseinheit emittierte Licht reflektiert, wobei eine optische Achse der Lichtquelle in einem Zustand, in dem die Bildbestrahlungsvorrichtung an einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs angebracht ist, nach unten in Richtung des Hohlspiegels geneigt ist.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Bilderzeugungseinheit einen Kühlkörper enthält, der von der Lichtquelle erzeugte Wärme ableitet, und zumindest ein Teil des Kühlkörpers in dem Zustand, in dem die Bildbestrahlungsvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs angebracht ist, oberhalb der Lichtquelle angeordnet ist.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der Kühlkörper eine Vielzahl von Rippen enthält, die jeweils in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Ausstrahlungsrichtung des Lichts von der Lichtquelle vorstehen, und jede der Vielzahl von Rippen so ausgebildet ist, dass eine Länge in einer vorstehenden Richtung zu einer Oberseite hin in dem Zustand zunimmt, in dem die Bildbestrahlungsvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs angebracht ist.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Bilderzeugungseinheit eine Verdrahtungsplatte enthält, auf der die Lichtquelle montiert ist, und die Verdrahtungsplatine eine Grundplatine aus einem Metall umfasst.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Bildbestrahlungsvorrichtung ein Gehäuse enthält, in dem die Bilderzeugungseinheit und der Hohlspiegel untergebracht sind, und eine Öffnung in einem oberen Abschnitt des Gehäuses in dem Zustand vorgesehen ist, in dem die Bildbestrahlungsvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs angebracht ist.
Bildbestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 17, ferner umfassend: ein Gebläse zur Erzeugung von Konvektion von Luft im Gehäuse.