DE102024126419A1 - Head-up display device - Google Patents
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Abstract
[Aufgabe] Eine Head-up-Display-Vorrichtung wird zur Verfügung gestellt, bei der entsprechend der Fahrsituation augenblicklich zwischen einem reellen Bild und einem virtuellen Bild umgeschaltet und differenziert werden kann.
[Lösung] Die erfindungsgemäße Head-up-Display-Vorrichtung ist mit einem Anzeigeteil 12, das die Polarisation des ausgestrahlten Lichts zwischen einem ersten polarisierten Licht und einem zweiten polarisierten Licht, die voneinander verschieden sind, umschalten kann, einem ersten Spiegel 131, der ein Anzeigelicht L1, das das erste polarisierte Licht bildet, reflektiert und daneben ein Anzeigelicht L2, das das zweite polarisierte Licht bildet, durchlässt, einem zweiten Spiegel 132 zur Reflexion des Anzeigelichts L2, und einem Steuerteil 15 zur Steuerung des Anzeigeteils 12 versehen, wobei der zweite Spiegel 132 eine konkave Form aufweist, wodurch, wenn der Polarisationslichtzustand eines vom Anzeigeteil 12 ausgestrahlten Anzeigelicht L umgeschaltet wurde, die Distanz (Lichtweglänge) zwischen dem Anzeigeteil 12 und dem Spiegel geändert wird und zwischen einem virtuellen Bild VI und einem reellen Bild RI umgeschaltet wird.
[Task] A head-up display device is provided which can instantly switch and differentiate between a real image and a virtual image according to the driving situation.
[Solution] The head-up display device according to the present invention is provided with a display part 12 that can switch the polarization of the emitted light between a first polarized light and a second polarized light that are different from each other, a first mirror 131 that reflects a display light L1 constituting the first polarized light and besides transmits a display light L2 constituting the second polarized light, a second mirror 132 for reflecting the display light L2, and a control part 15 for controlling the display part 12, wherein the second mirror 132 has a concave shape, whereby, when the polarized light state of a display light L emitted from the display part 12 is switched, the distance (light path length) between the display part 12 and the mirror is changed, and switching is carried out between a virtual image VI and a real image RI.
Description
[Technisches Gebiet][Technical field]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Head-up-Display-Vorrichtung, bei der die gewünschte Anzeige unter Umschaltung zwischen einem virtuellen Bild und einem reellen Bild zum visuell Erkennenden erfolgt.The present invention relates to a head-up display device in which the desired display is made by switching between a virtual image and a real image to the visually discerning person.
[Technischer Hintergrund][Technical background]
Bisher ist z. B. eine Head-up-Display-Vorrichtung gemäß Patentdokument 1 bekannt. Diese Head-up-Display-Vorrichtung hat eine Struktur, bei der ein durch Licht von einem Anzeigegerät auf einem Bildschirm angezeigtes Anzeigebild auf ein lichtdurchlässiges Bauelement reflektiert wird, wobei die Umschaltung der Anzeige zwischen einem Zustand, in dem ein virtuelles Bild auf der Außenseite des lichtdurchlässigen Bauelements visuell erkannt wird, und einem Zustand, in dem ein reelles Bild auf der Innenseite des lichtdurchlässigen Bauelements visuell erkannt wird, dadurch erfolgt, dass die Positionsbeziehung zwischen dem optischen Brennpunkt des abbildenden optischen Systems und dem Bildschirm in Vor- und Rückwärtsrichtung verändert wird.For example, a head-up display device according to Patent Document 1 has been known so far. This head-up display device has a structure in which a display image displayed on a screen by light from a display device is reflected onto a light-transmitting member, and switching of the display between a state in which a virtual image on the outer side of the light-transmitting member is visually recognized and a state in which a real image on the inner side of the light-transmitting member is visually recognized is performed by changing the positional relationship between the optical focal point of the imaging optical system and the screen in the front and rear directions.
[Dokument zum Stand der Technik][State of the art document]
[Patentdokument][Patent document]
[Patentdokument 1]
[Zusammenfassung der Erfindung][Summary of the invention]
[Zu lösende Aufgabe der Erfindung][Problem to be solved by the invention]
Bei der Technik gemäß Patentdokument 1 ist es jedoch notwendig, die gegenseitigen Positionsbeziehungen des betrachteten Objekts, des Zweiflächen-Winkelreflektor-Arrays und des Reflexionsbauteils mechanisch zu verändern, wenn der Betrachter ein virtuelles Bild oder ein reelles Bild umschaltet und betrachtet, und es ist schwierig, das Umschalten zwischen dem virtuellen Bild und dem reellen Bild reibungslos durchzuführen und zugleich besteht das Problem, dass die Größe der Vorrichtung groß und damit die Einbaubarkeit schlecht wird.However, in the technique of Patent Document 1, when the viewer switches and observes a virtual image or a real image, it is necessary to mechanically change the mutual positional relationships of the observed object, the two-surface corner reflector array, and the reflection member, and it is difficult to perform the switching between the virtual image and the real image smoothly, and at the same time, there is a problem that the size of the device becomes large and thus the installability becomes poor.
Unter Berücksichtigung der obengenannten Probleme zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Head-up-Display-Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der es möglich ist, entsprechend der Fahrsituation augenblicklich das reelle Bild und das virtuelle Bild umzuschalten und zu differenzieren.Taking the above-mentioned problems into consideration, the present invention aims to provide a head-up display device in which it is possible to instantly switch and differentiate the real image and the virtual image according to the driving situation.
[Mittel zum Lösen der Aufgabe][Means of solving the task]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Head-up-Display-Vorrichtung 1, die eine Ausstrahlungsöffnung 17 aufweist, von der ein Anzeigelicht L gegen ein lichtdurchlässiges Bauelement WS ausgestrahlt wird, um ein virtuelles Bild VI und ein reelles Bild RI eines durch das Anzeigelicht L dargestellten Anzeigebildes visuell erkennen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Anzeigeteil 12, das mit einem Anzeigeelement 121 und einem Umschaltungselement 122, das entlang dem Strahlengang näher an der Ausstrahlungsöffnung 17 als das Anzeigeelement 121 vorgesehen ist und daneben die Polarisation des ausgestrahlten Lichts zwischen einem ersten polarisierten Licht und einem zweiten polarisierten Licht, die voneinander verschieden sind, umschalten kann, versehen ist sowie ein von einer Lichtquelle 11 abgegebenes Licht durchlässt und daneben das Anzeigebild anzeigt, ein Reflexionsteil 13 zur Reflexion des Lichts, das das am Anzeigeteil 12 angezeigte Anzeigebild darstellt, gegen das lichtdurchlässige Bauelement WS, und ein Steuerteil 15 zur Steuerung des Umschaltungselements 122 aufweist, dass das Reflexionsteil 13 einen ersten Spiegel 131, der einen ersten Strahl L1, der das erste polarisierte Licht bildet, reflektiert und daneben einen zweiten Strahl L2, der das zweite polarisierte Licht bildet, durchlässt, und einen zweiten Spiegel 132 zur Reflexion des zweiten Strahls L2 umfasst, dass der erste Spiegel 131 und der zweite Spiegel 132 derart angeordnet sind, dass sich die Positionsbeziehung zwischen einem optischen Brennpunkt F eines abbildenden optischen Systems, das das lichtdurchlässige Bauelement WS und das Reflexionsteil 13 umfasst, und dem Anzeigeteil 12 bei der Abgabe des ersten Strahls L1 durch das Anzeigeelement 121 in einem ersten Zustand, in dem das Anzeigeteil 12 näher an der Ausstrahlungsöffnung 17 als dem optischen Brennpunkt F liegt, und bei der Abgabe des zweiten Strahls L2 durch das Anzeigeelement 121 in einem zweiten Zustand, in dem das Anzeigeteil 12 näher an der Lichtquelle 11 als dem optischen Brennpunkt F liegt, befindet, und dass der zweite Spiegel 132 mit einer konkaven Form versehen ist.The present invention relates to a head-up display device 1 having an
[Vorteile der Erfindung][Advantages of the invention]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dadurch, dass der Polarisierungszustand des vom Anzeigeteil ausgestrahlten Anzeigelichts umgeschaltet wird, ohne dass das Anzeigeteil mechanisch bewegt wird, die Distanz (Lichtweglänge) zwischen dem Anzeigeteil und dem Spiegel zu ändern und reibungslos zwischen dem virtuellen Bild und dem reellen Bild umzuschalten.According to the present invention, by switching the polarization state of the display light emitted from the display part without mechanically moving the display part, it is possible to change the distance (light path length) between the display part and the mirror and smoothly switch between the virtual image and the real image.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen][Brief description of the drawings]
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1 ] Eine Ansicht zur Darstellung der Konstitution im Fall, in dem ein virtuelles Bild an einer Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet wird.[1 ] A view showing the constitution in the case where a virtual image is formed on a head-up display device according to a first embodiment of the present invention. -
[
2 ] Eine Ansicht zur Darstellung der Konstitution im Fall, in dem ein reelles Bild an der Head-up-Display-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet wird.[2 ] A view showing the constitution in the case where a real image is formed on the head-up display device according to the first embodiment of the present invention. -
[
3 ] Eine schematische Ansicht zur Darstellung der Struktur einer Lichtquelle und eines Anzeigeteils an der Head-up-Display-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.[3 ] A schematic view showing the structure of a light source and a display part in the head-up display device according to the first embodiment of the present invention. -
[
4 ] Ein Funktionsblockdiagramm zur Darstellung der Konstitution eines Bildbildungsteils an der Head-up-Display-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.[4 ] A functional block diagram showing the constitution of an image forming part in the head-up display device according to the first embodiment of the present invention. -
[
5 ] Eine erste Schnittansicht, die (A) die Struktur eines ersten Spiegels und (B) die Struktur eines zweiten Spiegels der Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.[5 ] A first sectional view showing (A) the structure of a first mirror and (B) the structure of a second mirror of the head-up display device according to a second embodiment of the present invention. -
[
6 ] Eine zweite Schnittansicht, die (A) die Struktur des ersten Spiegels und (B) die Struktur des zweiten Spiegels der Head-up-Display-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.[6 ] A second sectional view showing (A) the structure of the first mirror and (B) the structure of the second mirror of the head-up display device according to the second embodiment of the present invention. -
[
7 ] Eine Ansicht, die eine Konstitution in einem Fall zeigt, in dem bei der Head-up-Display-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des ersten Spiegels und des zweiten Spiegels, die in6 gezeigt sind, ein virtuelles Bild gebildet wird.[7 ] A view showing a constitution in a case where, in the head-up display device according to the second embodiment of the present invention using the first mirror and the second mirror shown in6 shown, a virtual image is formed.
[Ausführungsformen der Erfindung][Embodiments of the invention]
(Erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung)(First Embodiment of the Present Invention)
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren erläutert.
In
Die HUD-Vorrichtung 1 ist unterhalb der Windschutzscheibe WS (z. B. in einem Armaturenbrett) eines Fahrzeugs C angeordnet, gibt das Anzeigelicht L (L1, L2) ab und projiziert es auf die Windschutzscheibe WS. Das Anzeigelicht L wird durch die Lichtquelle 11 und das Anzeigeteil 12 in der HUD-Vorrichtung 1 erzeugt. Das von dem Anzeigeteil 12 ausgestrahlte Anzeigelicht L wird über das Reflexionsteil 13 durch das Deckglas 18 an der Öffnung 17 des Gehäuses 16 hindurch abgegeben. Ein Fahrzeuginsasse DR des Fahrzeugs C kann ein virtuelles Bild VI hinter der Windschutzscheibe WS, wie in
Am virtuellen Bild VI gemäß
Hieran wird die Konstitution der Lichtquelle 11 und des Anzeigeteils 12 erläutert.
Beispielsweise kann das erste polarisierte Licht ein s-polarisiertes Licht und das zweite polarisierte Licht ein p-polarisiertes Licht oder umgekehrt sein. Das erste polarisierte Licht und das zweite polarisierte Licht werden nicht auf das s- und p-polarisierte Licht beschränkt, sofern sie sich in einem Zustand befinden, in dem die einzelnen Polarisationswinkel des ersten polarisierten Lichts und des zweiten polarisierten Lichts verschieden sind. Es ist wünschenswert, dass z. B. die beiden Polarisationswinkel um mindestens 22,5 Grad oder mehr verschieden sind.For example, the first polarized light may be s-polarized light and the second polarized light may be p-polarized light, or vice versa. The first polarized light and the second polarized light are not limited to s- and p-polarized light, as long as they are in a state where the individual polarization angles of the first polarized light and the second polarized light are different. For example, it is desirable that the two polarization angles differ by at least 22.5 degrees or more.
Ferner ist es wünschenswert, dass, wie in
Das Anzeigeelement 121 ist mit einem später in
Die Umschaltung der Polarisation durch das Umschaltungselement 122 kann entweder durch eine elektrische Behandlung oder dadurch erfolgen, dass eine Polarisationsplatte bzw. Wellenplatte auf der der Ausstrahlungsöffnung zugewandten Seite des Anzeigeelements 121 angeordnet und in einem bestimmten Winkel zu der Mittelachse, deren Richtung der optischen Achsenrichtung entspricht, physikalisch gedreht wird. In jedem Fall wird die Umschaltung der Polarisation durch Steuerung durch das obige Anzeigeteilantriebsteil 22 durchgeführt.The polarization switching by the
Das Reflexionsteil 13 ist mit einem ersten Spiegel 131, einem zweiten Spiegel 132 und einem dritten Spiegel 133 versehen, die jeweils aus einem Spiegel mit einer konkaven Form bestehen. Der erste Spiegel 131 reflektiert das Anzeigelicht L1 (ersten Strahl), das das erste polarisierte Licht bildet, und lässt daneben das Anzeigelicht L2 (zweiten Strahl), das das zweite polarisierte Licht bildet, durch. Beim zweiten Spiegel 132 handelt es sich um einen Spiegel zur Reflexion des durch den ersten Spiegel 131 durchgelassenen Anzeigelichts L2 (zweiten Strahls). Das durch den ersten Spiegel 131 und zweiten Spiegel 132 reflektierte Anzeigelicht L1 und L2 werden jeweils zum dritten Spiegel 133 geführt, am dritten Spiegel 133 reflektiert und gegen die Windschutzscheibe WS ausgestrahlt, wodurch jedes Anzeigebild vom Fahrzeuginsassen DR visuell erkannt werden kann. Das Anzeigelicht L1 ist ein Beispiel des ersten Strahls und das Anzeigelicht L2 ein Beispiel des zweiten Strahls.The
Tatsächlich treten unzählige Strahlen aus dem Anzeigeteil 12 aus, aber um die Erläuterung zu vereinfachen, wird das Licht, das von der Mitte des Anzeigeteils 12 ausgestrahlt wird und die Mitte des Augenkastens durchquert, als stellvertretender Strahl bezeichnet und das Bezugszeichen wird als L angegeben. Ferner sind in
Ferner handelt es sich, wie in
Hierzu ist z. B. vorausgesetzt, dass das erste polarisierte Licht ein s-polarisiertes Licht (ein zum ersten Spiegel 131 s-polarisiertes Licht), das zweite polarisierte Licht ein p-polarisiertes Licht (ein zum ersten Spiegel 131 p-polarisiertes Licht), der erste Spiegel 131 einen Spiegel, der den zum ersten Spiegel 131 s-polarisierten Strahl reflektiert und den p-polarisierten Strahl durchlässt, und der zweite Spiegel 132 einen Spiegel, der den zum ersten Spiegel 131 p-polarisierten Strahl reflektiert und den s-polarisierten Strahl durchlässt, darstellt. Bei dieser Konstitution wird das Anzeigelicht L1, das das s-polarisierte Licht ist, am ersten Spiegel 131 reflektiert und zum dritten Spiegel 133 geführt. Das Anzeigelicht L2, das das p-polarisierte Licht ist, wird durch den ersten Spiegel 131 durchgelassen, am zweiten Spiegel 132 reflektiert und zum dritten Spiegel 133 geführt. Durch diese Konstitution des Reflexionsteils 13 und die Bestimmung der Polarisation des Anzeigelichts L1, L2 kann jedes Anzeigelicht L1, L2 verschiedene Anzeigebilder erzeugen.For example, assume that the first polarized light is s-polarized light (light s-polarized toward the first mirror 131), the second polarized light is p-polarized light (light p-polarized toward the first mirror 131), the
Das durch das Anzeigelicht L1 dargestellte Anzeigebild gemäß
Ferner weist, wie in
D. h., im Fall, in dem z. B. ein virtuelles Bild VI auf der vom Fahrzeuginsassen DR gesehenen Tiefenseite der Windschutzscheibe WS visuell erkannt werden soll, schaltet das Umschaltungselement 122 des Anzeigeteils 12 das Anzeigelicht L derart um, dass es als das Anzeigelicht L1, das ein erstes polarisiertes Licht ist, ausgestrahlt wird, damit das durch das Anzeigelicht L1 dargestellte Anzeigebild durch das abbildende optische System, das aus dem ersten Spiegel 131, dem dritten Spiegel 133 und der Windschutzscheibe WS ausgebildet ist, an der Windschutzscheibe WS angezeigt wird. Im Fall, in dem z. B. ein reelles Bild RI auf der vom Fahrzeuginsassen DR gesehenen vorderen Seite der Windschutzscheibe WS visuell erkannt werden soll, schaltet das Umschaltungselement 122 des Anzeigeteils 12 das Anzeigelicht L derart um, dass es als das Anzeigelicht L2, das ein zweites polarisiertes Licht ist, ausgestrahlt wird, damit das durch das Anzeigelicht L2 dargestellte Anzeigebild durch das abbildende optische System, das aus dem zweiten Spiegel 132, dem dritten Spiegel 133 und der Windschutzscheibe WS ausgebildet ist, an der Windschutzscheibe WS angezeigt wird.That is, in the case where, for example, a virtual image VI on the depth side of the windshield WS seen by the vehicle occupant DR is to be visually recognized, the switching
In
Dadurch, dass eine solche Form und Anordnung des ersten Spiegels 131 und des zweiten Spiegels 132 ausgeführt werden und darüber hinaus das polarisierte Licht eines Anzeigelichts L1 und eines Anzeigelichts L2 gesteuert wird, kann das vom Fahrzeuginsassen DR visuell erkannte Anzeigebild zwischen dem virtuellen Bild VI und dem reellen Bild RI umgeschaltet und angezeigt werden.By implementing such a shape and arrangement of the
In
Ferner ist es, wenn der dritte Spiegel 133 eine konkave Form aufweist, wünschenswert, dass er einen Krümmungsradius R3 aufweist, bei dem sein Krümmungsradius R3 größer ist als ein Krümmungsradius R1 des ersten Spiegels 131 und ein Krümmungsradius R2 des zweiten Spiegels 132 (R3>R1, R3>R2). Der Grund dafür ist, dass, wenn die Vergrößerung des dritten Spiegels 133 hoch ist, die Brennweite des gesamten optischen Systems sich dem dritten Spiegel 133 nähert, wodurch es zu einem Zustand kommt, in dem das virtuelle Bild VI an der vom Fahrzeuginsassen DR entfernten Seite groß angezeigt wird und es zugleich zu einem Zustand kommt, in dem das reelle Bild RI vom Fahrzeuginsassen DR entfernt klein angezeigt wird, weshalb insbesondere die Möglichkeit besteht, dass die visuelle Erkennbarkeit des reellen Bildes RI verringert wird, und dadurch, dass der dritte Spiegel 133 wie oben aufgebaut wird, kann eine solche Verringerung der visuellen Erkennbarkeit verhindert werden.Furthermore, when the
Das Anzeigeteil 12 ist mit einem Anzeigeelement 121 vom TFT-Typ, das nach dem vom Anzeigesteuerteil 21 gesendeten Signal Licht zur Darstellung einer Figur in beliebiger Form erzeugt, und einem Umschaltungselement 122, das nach dem vom Anzeigeteilantriebsteil 22 gesendeten Signal das ausgestrahlte Anzeigelicht L auf das Anzeigelicht L1 des ersten polarisierten Lichts oder das Anzeigelicht L2 des zweiten polarisierten Lichts umschaltet, versehen.The
Bei der Konstitution gemäß
Auf diese Weise wird bei der HUD-Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn das virtuelle Bild VI angezeigt werden soll, der Polarisationslichtzustand der Lichtquelle 11 durch das Anzeigeteil 12, das das polarisierte Licht steuert, in einen Polarisationslichtzustand versetzt, in dem eine Reflexion durch den ersten Spiegel 131 vorgenommen wird, wodurch das Anzeigelicht L1 durch den ersten Spiegel 131 reflektiert wird, zum dritten Spiegel 133 eingestrahlt wird, durch den dritten Spiegel 133 reflektiert wird, zur Windschutzscheibe WS eingestrahlt wird, durch die betreffende Windschutzscheibe WS reflektiert wird und zu dem virtuellen Bild VI wird, bei dem eine ferne Anzeige möglich ist. Wenn das reelle Bild RI angezeigt werden soll, wird der Polarisationszustand der Lichtquelle 11 durch das Anzeigeteil 12, das das polarisierte Licht steuert, in einen Polarisationszustand versetzt, bei dem es beim ersten Spiegel 131 durchgeht, wodurch das Anzeigelicht L2 durch den ersten Spiegel 131 durchgeht, durch den zweiten Spiegel 132 reflektiert wird und nochmal durch den ersten Spiegel 131 durchgeht, zum dritten Spiegel 133 eingestrahlt wird, durch den dritten Spiegel 133 reflektiert wird, zur Windschutzscheibe WS eingestrahlt wird, durch die betreffende Windschutzscheibe WS reflektiert wird und zum reellen Bild RI wird. Dabei weist der zweite Spiegel 132 eine konkave Form auf und die Brennweite des optischen Systems der Spiegel wird kürzer als die Distanz zwischen dem Anzeigeteil 12 und dem optischen System der Spiegel gemacht, wodurch das reelle Bild RI gebildet wird. D. h., dadurch, dass der Polarisationslichtzustand des vom Anzeigeteil 12 ausgestrahlten Anzeigelichts L umgeschaltet wird, ohne dass das Anzeigeteil 12 mechanisch bewegt wird, ist es möglich, die Distanz (Lichtweglänge) zwischen dem Anzeigeteil 12 und dem Spiegel zu ändern und reibungslos zwischen dem virtuellen Bild VI und dem reellen Bild RI umzuschalten.In this way, in the HUD device 1 according to the present embodiment, when the virtual image VI is to be displayed, the polarized light state of the
Wenn ferner der erste Spiegel 131 und der zweite Spiegel 132 die Form einer gekrümmten Fläche aufweisen, ist der Krümmungsradius R1 des ersten Spiegels 131 größer als der Krümmungsradius R2 des zweiten Spiegels 132, weshalb im Lichtweg des Anzeigelichts L1, das das virtuelle Bild VI anzeigt, die Brennweite des ersten Spiegels 131 länger ist als die Distanz zwischen dem Anzeigeteil 12 und dem ersten Spiegel 131 und es möglich ist, das virtuelle Bild VI zu bilden, wobei im Lichtweg des Anzeigelichts L2, das das reelle Bild RI anzeigt, die Brennweite des zweiten Spiegels 132 kürzer ist als die Distanz zwischen dem Anzeigeteil 12 und dem zweiten Spiegel 132 und es möglich ist, das reelle Bild RI zu bilden.Further, when the
Wenn darüber hinaus die Vergrößerung des dritten Spiegels 133 zu hoch ist, nähert sich die Brennweite des gesamten optischen Systems dem Spiegel an, das virtuelle Bild VI wird größer und wird in der Ferne angezeigt und außerdem wird das reelle Bild RI kleiner und wird vom Fahrzeuginsassen DR entfernt angezeigt und es besteht die Gefahr, dass die visuelle Erkennbarkeit verringert wird, aber dadurch, dass wie in der vorliegenden Ausführungsform der Krümmungsradius R3 des dritten Spiegels 133 größer gemacht wird als der Krümmungsradius R1 des ersten Spiegels 131 und der Krümmungsradius R2 des zweiten Spiegels 132, kann das obige Problem vermieden werden.Moreover, if the magnification of the
(Zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung)(Second Embodiment of the Present Invention)
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren erläutert. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Erläuterungen, die sich mit der ersten Ausführungsform überschneiden, weggelassen.A second embodiment of the present invention will be explained below with reference to the figures. In this embodiment, explanations overlapping with the first embodiment will be omitted.
Wie bei der HUD-Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform kommt es vor, dass, wenn entsprechend der Situation zwischen dem virtuellen Bild VI und dem reellen Bild RI umgeschaltet wird, der Anzeigebereich des sich in der Ferne befindenden virtuellen Bildes VI in einem in Bezug auf die Straßenoberfläche geneigten Zustand (z. B. liegender Zustand, in dem der Winkel zur Straßenoberfläche weniger als 45° beträgt), angezeigt und der Anzeigebereich des sich in der Nähe befindenden reellen Bildes RI in einem in Bezug auf die Straßenoberfläche stehenden Zustand (z. B: beträgt der Winkel zur Straßenoberfläche 45° oder mehr, noch konkreter handelt es sich um einen senkrecht stehenden Zustand) angezeigt werden soll. Z. B. sieht der Anzeigebereich des virtuellen Bildes VI, bei dem der Winkel zur Straßenoberfläche weniger als 45° beträgt, so aus, als ob der Anzeigeinhalt auf der Straßenoberfläche ausgeweitet ist, weshalb es bei der Durchführung der Navigation so aussieht, als ob sich der Anzeigeinhalt mit der Straßenoberfläche überlappt, und der Vorteil besteht, dass eine intuitive Informationspräsentation möglich ist. Andererseits wird angenommen, dass der Anzeigebereich des reellen Bildes RI in der Nähe, bei dem der Winkel zur Straßenoberfläche 45° oder mehr beträgt, in einer Situation benutzt wird, in der Unterhaltungsinhalte usw. beim autonomen Fahren bzw. beim Halten gesehen werden, und dadurch, dass er in einem in Bezug auf die Straßenoberfläche stehenden Zustand angezeigt wird, besteht der Vorteil, dass die visuelle Erkennbarkeit erhöht wird.As with the HUD device 1 according to the first embodiment, when switching between the virtual image VI and the real image RI according to the situation, the display area of the distant virtual image VI is to be displayed in a tilted state with respect to the road surface (e.g., a lying state where the angle to the road surface is less than 45°), and the display area of the nearby real image RI is to be displayed in a standing state with respect to the road surface (e.g., the angle to the road surface is 45° or more, more specifically, a perpendicular state). For example, the display area of the virtual image VI with the angle to the road surface is less than 45° appears as if the display content is expanded on the road surface. Therefore, when performing navigation, it appears as if the display content overlaps with the road surface, and there is an advantage in enabling intuitive information presentation. On the other hand, it is assumed that the near real image display area RI, in which the angle to the road surface is 45° or more, is used in a situation where entertainment contents, etc., are viewed during autonomous driving or stopping, and by displaying it in a stationary state with respect to the road surface, there is an advantage of increasing the visual recognizability.
Wie in
Bei der in
Ferner ist bei der in
Ferner kommt es auch vor, dass der Anzeigebereich des sich in der Ferne befindenden virtuellen Bildes VI in Bezug auf die Straßenoberfläche senkrecht angezeigt und der Anzeigebereich des sich in der Nähe befindenden reellen Bildes RI auch in Bezug auf die Straßenoberfläche senkrecht angezeigt werden soll. Ein solcher Fall kann dadurch verwirklicht werden, dass der erste Spiegel 131 und der zweite Spiegel 132 die in
Ferner ist in
Dadurch, dass der erste Spiegel 131 und der zweite Spiegel 132 die in
Auf diese Weise ist bei der HUD-Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Krümmungsradius R1U der oberen Seite des ersten Spiegels 131 größer als der Krümmungsradius R1L der unteren Seite und der Krümmungsradius R2U der oberen Seite des zweiten Spiegels 132 ist größer als der Krümmungsradius R2L der unteren Seite, wodurch bei einem einzelnen Anzeigeteil 12 das in Bezug auf die Straßenoberfläche geneigte virtuelle Bild VI und das in Bezug auf die Straßenoberfläche senkrechte reelle Bild RI angezeigt werden können, ohne den Kippwinkel zu ändern.In this way, in the HUD device 1 according to the present embodiment, the radius of curvature R1U of the upper side of the
Ferner wird der Krümmungsradius R1U der oberen Seite des ersten Spiegels 131 kleiner als der Krümmungsradius R1L der unteren Seite gemacht und der Krümmungsradius R2U der oberen Seite des zweiten Spiegels 132 wird größer als der Krümmungsradius R2L der unteren Seite gemacht, wodurch bei einem einzelnen Anzeigeteil 12 das virtuelle Bild VI und das reelle Bild RI, die in Bezug auf die Straßenoberfläche senkrecht sind, angezeigt werden können, ohne den Kippwinkel zu ändern.Further, the radius of curvature R1U of the upper side of the
Ferner kann dadurch, dass das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen des Anzeigelichts L geneigt angeordnet wird, Streulicht bzw. Außenlicht aus dem Lichtweg des Anzeigelichts L ausgeschlossen werden und die Anzeigequalität kann gesteigert werden.Furthermore, by arranging the
In jeder Ausführungsform wird eine Anordnung gezeigt, bei der das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen des Anzeigelichts L geneigt ist, aber es kann auch orthogonal in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen angeordnet werden, ohne dass es geneigt wird. D. h., wenn der Neigungswinkel des virtuellen Bildes VI groß gemacht werden soll, wird es, wie in
Bezüglich des Krümmungsradius des ersten Spiegels 131 und des zweiten Spiegels 132 kann ferner auch ein Aufbau genügen, bei dem bei zumindest einem Spiegel von dem ersten Spiegel 131 oder dem zweiten Spiegel 132 der Krümmungsradius der oberen Seite und der Krümmungsradius der unteren Seite unterschiedlich gemacht werden, wodurch der Neigungswinkel des virtuellen Bildes VI (erster Winkel) und der Neigungswinkel des reellen Bildes RI (zweiter Winkel) voneinander unterschiedlich gemacht werden. D. h., aus acht Musterkombinationen (1) R1U>R1L, (2) R1U<R1L, (3) R2U>R2L, (4) R2U<R2L, (5) R1U>R1L und R2U>R2L, (6) R1U>R1L und R2U<R2L, (7) R1U<R1L und R2U>R2L, (8) R1U<R1L und R2U<R2L kann eine Kombination, bei der das Anzeigebild die gewünschte Neigung hat, optional ausgewählt werden. Dabei kann das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen des Anzeigelichts L geneigt (z. B. derart geneigt, dass die obere Seite des Anzeigeteils 12 die Seite des ersten Spiegels 131 ist) angeordnet werden, oder es kann in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen des Anzeigelichts L orthogonal angeordnet werden.Furthermore, regarding the radius of curvature of the
Bezüglich des Krümmungsradius des ersten Spiegels 131 und des zweiten Spiegels 132 kann es sich darüber hinaus auch um einen Aufbau handeln, bei dem bei zumindest einem Spiegel von dem ersten Spiegel 131 oder dem zweiten Spiegel 132 der Krümmungsradius der oberen Seite und der Krümmungsradius der unteren Seite unterschiedlich gemacht werden, wodurch der Neigungswinkel des virtuellen Bildes VI (erster Winkel) und der Neigungswinkel des reellen Bildes RI (zweiter Winkel) im Wesentlichen identisch sind. D. h., aus acht Musterkombinationen (1) R1U>R1L, (2) R1U<R1L, (3) R2U>R2L, (4) R2U<R2L, (5) R1U>R1L und R2U>R2L, (6) R1U>R1L und R2U<R2L, (7) R1U<R1L und R2U>R2L, (8) R1U<R1L und R2U<R2L kann eine Kombination, bei der das Anzeigebild die gewünschte Neigung hat, optional ausgewählt werden. Dabei kann das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen des Anzeigelichts L geneigt (z. B. derart geneigt, dass die obere Seite des Anzeigeteils 12 die Seite des ersten Spiegels 131 ist) angeordnet werden, oder es kann in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen des Anzeigelichts L orthogonal angeordnet werden.Furthermore, with regard to the radius of curvature of the
Bezüglich der Kombinationsart des Krümmungsradius des ersten Spiegels 131 und des zweiten Spiegels 132 sowie des Neigungswinkels des Anzeigeteils 12 werden im Folgenden einige konkrete Beispiele abgesehen von den in
Als zweites Beispiel besteht eine Struktur, bei der das Anzeigeteil 12 derart geneigt angeordnet wird, dass die obere Seite die Seite des ersten Spiegels 131 ist, wobei sowohl beim ersten Spiegel 131 als auch beim zweiten Spiegel 132 der Krümmungsradius der oberen Seite kleiner als der Krümmungsradius der unteren Seite gemacht wird (R1U<R1L, R2U<R2L), wodurch, während das virtuelle Bild VI bei 90° oder mehr (erster Winkel) in Bezug auf die Straßenoberfläche (z. B. ein Zustand, in dem es vom Fahrzeuginsassen DR aus gesehen ein wenig vorgebeugt steht) angezeigt wird, das reelle Bild RI bei 45° oder mehr (zweiter Winkel) in Bezug auf die Straßenoberfläche (z. B. ein Zustand, in dem es vom Fahrzeuginsassen DR aus gesehen nur ein wenig zur Tiefenseite geneigt wird) angezeigt werden kann.As a second example, there is a structure in which the
Als drittes Beispiel besteht eine Struktur, bei der das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen des Anzeigelichts L orthogonal angeordnet wird, wobei nur bezüglich des ersten Spiegels 131 der Krümmungsradius der oberen Seite größer als der Krümmungsradius der unteren Seite gemacht wird (Struktur der
Als viertes Beispiel besteht eine Struktur, bei der das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung der Strahlen des Anzeigelichts L orthogonal angeordnet wird, wobei bezüglich des ersten Spiegels 131 der Krümmungsradius der oberen Seite größer als der Krümmungsradius der unteren Seite gemacht wird (Struktur des
Im Obigen wurden Strukturen erläutert, bei denen der Krümmungsradius der oberen Seite und der Krümmungsradius der unteren Seite des ersten Spiegels 131 und des zweiten Spiegels 132 unterschiedlich gemacht werden, aber es kann auch eine Struktur bestehen, bei dem sich der Krümmungsradius von dem Ende der oberen Seite in Richtung auf das Ende der unteren Seite jedes Spiegels kontinuierlich verändert.In the above, structures were explained in which the radius of curvature of the upper side and the radius of curvature of the lower side of the
(Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung)(Other embodiments of the present invention)
Es werden die folgenden Zusätze als weitere Ausführungsformen der HUD-Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gezeigt.The following additions are shown as further embodiments of the HUD device 1 according to the present embodiment.
(Zusatz 1) Head-up-Display-Vorrichtung 1, die eine Ausstrahlungsöffnung 17 aufweist, von der ein Anzeigelicht L gegen ein lichtdurchlässiges Bauelement WS ausgestrahlt wird, um ein virtuelles Bild VI und ein reelles Bild RI eines durch das Anzeigelicht L dargestellten Anzeigebildes visuell erkennen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Anzeigeteil 12, das mit einem Anzeigeelement 121 und einem Umschaltungselement 122, das entlang dem Strahlengang näher an der Ausstrahlungsöffnung 17 als dem Anzeigeelement 121 vorgesehen ist und daneben die Polarisation des ausgestrahlten Lichts zwischen einem ersten polarisierten Licht und einem zweiten polarisierten Licht, die voneinander verschieden sind, umschalten kann, versehen ist sowie ein von einer Lichtquelle 11 abgegebenes Licht durchlässt und daneben das Anzeigebild anzeigt, ein Reflexionsteil 13 zur Reflexion des Lichts, das das am Anzeigeteil 12 angezeigte Anzeigebild darstellt, gegen das lichtdurchlässige Bauelement WS und ein Steuerteil 15 zur Steuerung des Umschaltungselements 122 aufweist, dass das Reflexionsteil 13 einen ersten Spiegel 131, der einen ersten Strahl L1, der das erste polarisierte Licht bildet, reflektiert und daneben einen zweiten Strahl L2, der das zweite polarisierte Licht bildet, durchlässt, und einen zweiten Spiegel 132 zur Reflexion des zweiten Strahls L2 umfasst, dass der erste Spiegel 131 und der zweite Spiegel 132 derart angeordnet sind, dass sich die Positionsbeziehung zwischen einem optischen Brennpunkt F eines abbildenden optischen Systems, das das lichtdurchlässige Bauelement WS und das Reflexionsteil 13 umfasst, und dem Anzeigeteil 12 bei der Abgabe des ersten Strahls L1 durch das Anzeigeelement 121 in einem ersten Zustand, in dem das Anzeigeteil 12 näher an der Ausstrahlungsöffnung 17 als dem optischen Brennpunkt F liegt, und bei der Abgabe des zweiten Strahls L2 durch das Anzeigeelement 121 in einem zweiten Zustand, in dem das Anzeigeteil 12 näher an der Lichtquelle 11 als dem optischen Brennpunkt F liegt, befindet, und dass der zweite Spiegel 132 mit einer konkaven Form versehen ist.(Addition 1) Head-up display device 1, which has an emission opening 17 from which an indication light L is emitted against a light-transmitting component WS to visually recognize a virtual image VI and a real image RI of a display image represented by the indication light L, characterized in that it comprises a display part 12 provided with a display element 121 and a switching element 122 arranged along the beam path closer to the emission opening 17 than the display element 121 and, besides, can switch the polarization of the emitted light between a first polarized light and a second polarized light, which are different from each other, and transmits a light emitted from a light source 11 and, besides, displays the display image, a reflection part 13 for reflecting the light representing the display image displayed on the display part 12 against the light-transmitting component WS and a control part 15 for controlling the switching element 122, that the reflection part 13 comprises a first mirror 131 which reflects a first beam L1 forming the first polarized light and, besides, transmits a second beam L2 forming the second polarized light, and a second mirror 132 for reflecting the second beam L2, that the first mirror 131 and the second mirror 132 are arranged such that the positional relationship between an optical focal point F of a imaging optical system comprising the light-transmitting component WS and the reflection part 13, and the display part 12 when the first beam L1 is emitted by the display element 121 in a first state in which the display part 12 is closer to the emission opening 17 than the optical focal point F, and when the second beam L2 is emitted by the display element 121 in a second state in which the display part 12 is closer to the light source 11 than the optical focal point F, and that the second mirror 132 is provided with a concave shape.
(Zusatz 2) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spiegel mit einer konkaven Form versehen ist.(Addition 2) Head-up display device according to Addition 1, characterized in that the first mirror is provided with a concave shape.
(Zusatz 3) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsteil 13 darüber hinaus einen dritten Spiegel 133 umfasst, der den durch den ersten Spiegel 131 reflektierten ersten Strahl L1 und den zweiten Strahl L2, der durch den ersten Spiegel 131 durchgegangen ist und durch den zweiten Spiegel 132 reflektiert wurde, in Richtung auf das lichtdurchlässige Bauelement WS reflektiert, wobei der dritte Spiegel 133 mit einer konkaven Form versehen ist.(Addition 3) The head-up display device according to Addition 2, characterized in that the
(Zusatz 4) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spiegel 131 mit einer konkaven Form versehen ist und der Krümmungsradius des ersten Spiegels 131 größer als der Krümmungsradius des zweiten Spiegels 132 ist.(Addition 4) The head-up display device according to Addition 1, characterized in that the
(Zusatz 5) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsteil 13 darüber hinaus einen dritten Spiegel 133 umfasst, der den durch den ersten Spiegel 131 reflektierten ersten Strahl L1 und den zweiten Strahl L2, der durch den ersten Spiegel 131 durchgegangen ist und durch den zweiten Spiegel 132 reflektiert wurde, in Richtung auf das lichtdurchlässige Bauelement WS reflektiert, wobei der Krümmungsradius des dritten Spiegels 133 größer als der Krümmungsradius des ersten Spiegels 131 ist.(Addition 5) The head-up display device according to Addition 4, characterized in that the
(Zusatz 6) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius des dritten Spiegels 133 größer als der Krümmungsradius des zweiten Spiegels 132 ist.(Addition 6) Head-up display device according to Addition 5, characterized in that the radius of curvature of the
(Zusatz 7) Head-up-Display-Vorrichtung 1, die eine Ausstrahlungsöffnung 17 aufweist, von der ein Anzeigelicht L gegen ein lichtdurchlässiges Bauelement WS ausgestrahlt wird, um ein virtuelles Bild VI und ein reelles Bild RI eines durch das Anzeigelicht L dargestellten Anzeigebildes visuell erkennen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Anzeigeteil 12, das mit einem Anzeigeelement 121 und einem Umschaltungselement 122, das entlang dem Strahlengang näher an der Ausstrahlungsöffnung 17 als dem Anzeigeelement 121 vorgesehen ist und daneben die Polarisation des ausgestrahlten Lichts zwischen einem ersten polarisierten Licht und einem zweiten polarisierten Licht, die voneinander verschieden sind, umschalten kann, versehen ist sowie ein von einer Lichtquelle 11 abgegebenes Licht durchlässt und daneben das Anzeigebild anzeigt, ein Reflexionsteil 13 zur Reflexion des Lichts, das das am Anzeigeteil 12 angezeigte Anzeigebild darstellt, gegen das lichtdurchlässige Bauelement WS und ein Steuerteil 15 zur Steuerung des Umschaltungselements 122 aufweist, dass das Reflexionsteil 13 einen ersten Spiegel 131, der einen ersten Strahl L1, der das erste polarisierte Licht bildet, reflektiert und daneben einen zweiten Strahl L2, der das zweite polarisierte Licht bildet, durchlässt, und einen zweiten Spiegel 132 zur Reflexion des zweiten Strahls L2 umfasst, dass der erste Spiegel 131 und der zweite Spiegel 132 derart angeordnet sind, dass sich die Positionsbeziehung zwischen einem optischen Brennpunkt F eines abbildenden optischen Systems, das das lichtdurchlässige Bauelement WS und das Reflexionsteil 13 umfasst, und dem Anzeigeteil 12 bei der Abgabe des ersten Strahls L1 durch das Anzeigeelement 121 in einem ersten Zustand, in dem das Anzeigeteil 12 näher an der Ausstrahlungsöffnung 17 als dem optischen Brennpunkt F liegt, und bei der Abgabe des zweiten Strahls L2 durch das Anzeigeelement 121 in einem zweiten Zustand, in dem das Anzeigeteil 12 näher an der Lichtquelle 11 als dem optischen Brennpunkt F liegt, befindet, und dass der der Krümmungsradius der oberen Seite (R1U, R2U) und der Krümmungsradius der unteren Seite (R1L, R2L) zumindest von einem des ersten Spiegels 131 und des zweiten Spiegels 132 sich voneinander unterscheiden, wodurch der betreffende erste Spiegel 131 und der betreffende zweite Spiegel 132 derart aufgebaut sind, dass ein erster Winkel des im ersten Zustand visuell erkannten virtuellen Bildes VI in Bezug auf die Straßenoberfläche und ein zweiter Winkel des im zweiten Zustand visuell erkannten reellen Bildes RI in Bezug auf die Straßenoberfläche sich voneinander unterscheiden.(Addition 7) A head-up display device 1 having an emission aperture 17 from which an indicator light L is emitted against a light-transmitting member WS to visually recognize a virtual image VI and a real image RI of a display image represented by the indicator light L, characterized in that it comprises a display part 12 provided with a display element 121 and a switching element 122 provided along the optical path closer to the emission aperture 17 than the display element 121 and capable of switching the polarization of the emitted light between a first polarized light and a second polarized light that are different from each other, and transmitting a light emitted from a light source 11 and displaying the display image, a reflection part 13 for reflecting the light representing the display image displayed on the display part 12 against the light-transmitting member WS, and a control part 15 for controlling the switching element 122 that the reflection part 13 comprises a first mirror 131 which reflects a first beam L1 forming the first polarized light and also transmits a second beam L2 forming the second polarized light, and a second mirror 132 for reflecting the second beam L2, that the first mirror 131 and the second mirror 132 are arranged such that the positional relationship between an optical focal point F of an imaging optical system comprising the light-transmitting component WS and the reflection part 13 and the display part 12 when the first beam L1 is emitted by the display element 121 is in a first state in which the display part 12 is closer to the emission opening 17 than the optical focal point F, and when the second beam L2 is emitted by the display element 121 is in a second state in which the display part 12 is closer to the light source 11 than the optical focal point F, and that the Radius of curvature of the upper side (R1U, R2U) and the radius of curvature of the lower side (R1L, R2L) of at least one of the first mirror 131 and the second mirror 132 are different from each other, whereby the respective first mirror 131 and the respective second mirror 132 are constructed such that a first angle of the virtual image VI visually recognized in the first state with respect to the road surface and a second angle of the real image RI visually recognized in the second state with respect to the road surface are different from each other.
(Zusatz 8) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung des Lichtwegs geneigt angeordnet ist.(Addition 8) Head-up display device according to Addition 1, characterized in that the
(Zusatz 9) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart aufgebaut ist, dass das Anzeigeteil 12 derart geneigt angeordnet ist, dass die obere Seite die Seite des ersten Spiegels 131 ist, wobei ein Krümmungsradius R2U der oberen Seite des zweiten Spiegels 132 größer als ein Krümmungsradius R2L der unteren Seite ist, wodurch der erste Winkel des virtuellen Bildes VI im ersten Zustand weniger als 45° und der zweite Winkel des reellen Bildes RI im zweiten Zustand 45° oder mehr beträgt.(Addition 9) The head-up display device according to Addition 2, characterized in that it is constructed such that the
(Zusatz 10) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Krümmungsradius R1U der oberen Seite des ersten Spiegels 131 größer als ein Krümmungsradius R1L der unteren Seite ist.(Addition 10) The head-up display device according to Addition 3, characterized in that a radius of curvature R1U of the upper side of the
(Zusatz 11) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart aufgebaut ist, dass das Anzeigeteil 12 derart geneigt angeordnet ist, dass die obere Seite die Seite des ersten Spiegels 131 ist, wobei ein Krümmungsradius R1U der oberen Seite des ersten Spiegels 131 kleiner als ein Krümmungsradius R1L der unteren Seite ist und ein Krümmungsradius R2U der oberen Seite des zweiten Spiegels 132 kleiner als ein Krümmungsradius R2L der unteren Seite ist, wodurch der erste Winkel des virtuellen Bildes VI im ersten Zustand 90° oder mehr und der zweite Winkel des reellen Bildes RI im zweiten Zustand 45° oder mehr beträgt.(Addition 11) The head-up display device according to Addition 2, characterized in that it is constructed such that the
(Zusatz 12) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung des Lichtwegs orthogonal angeordnet ist.(Addition 12) Head-up display device according to Addition 1, characterized in that the
(Zusatz 13) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart aufgebaut ist, dass ein Krümmungsradius R1U der oberen Seite des ersten Spiegels 131 größer als ein Krümmungsradius R1L der unteren Seite ist, wodurch der erste Winkel des virtuellen Bildes VI im ersten Zustand weniger als 45° und der zweite Winkel des reellen Bildes RI im zweiten Zustand 45° oder mehr beträgt.(Addition 13) The head-up display device according to Addition 6, characterized in that it is constructed such that a radius of curvature R1U of the upper side of the
(Zusatz 14) Head-up-Display-Vorrichtung 1, die eine Ausstrahlungsöffnung 17 aufweist, von der ein Anzeigelicht L gegen ein lichtdurchlässiges Bauelement WS ausgestrahlt wird, um ein virtuelles Bild VI und ein reelles Bild RI eines durch das Anzeigelicht L dargestellten Anzeigebildes visuell erkennen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Anzeigeteil 12, das mit einem Anzeigeelement 121 und einem Umschaltungselement 122, das entlang dem Strahlengang näher an der Ausstrahlungsöffnung 17 als dem Anzeigeelement 121 vorgesehen ist und daneben die Polarisation des ausgestrahlten Lichts zwischen einem ersten polarisierten Licht und einem zweiten polarisierten Licht, die voneinander verschieden sind, umschalten kann, versehen ist sowie ein von einer Lichtquelle 11 abgegebenes Licht durchlässt und daneben das Anzeigebild anzeigt, ein Reflexionsteil 13 zur Reflexion des Lichts, das das am Anzeigeteil 12 angezeigte Anzeigebild darstellt, gegen das lichtdurchlässige Bauelement WS und ein Steuerteil 15 zur Steuerung des Umschaltungselements 122 aufweist, dass das Reflexionsteil 13 einen ersten Spiegel 131, der einen ersten Strahl L1, der das erste polarisierte Licht bildet, reflektiert und daneben einen zweiten Strahl L2, der das zweite polarisierte Licht bildet, durchlässt, und einen zweiten Spiegel 132 zur Reflexion des zweiten Strahls L2 umfasst, dass der erste Spiegel 131 und der zweite Spiegel 132 derart angeordnet sind, dass sich die Positionsbeziehung zwischen einem optischen Brennpunkt F eines abbildenden optischen Systems, das das lichtdurchlässige Bauelement WS und das Reflexionsteil 13 umfasst, und dem Anzeigeteil 12 bei der Abgabe des ersten Strahls L1 durch das Anzeigeelement 121 in einem ersten Zustand, in dem das Anzeigeteil 12 näher an der Ausstrahlungsöffnung 17 als dem optischen Brennpunkt F liegt, und bei der Abgabe des zweiten Strahls L2 durch das Anzeigeelement 121 in einem zweiten Zustand, in dem das Anzeigeteil 12 näher an der Lichtquelle 11 als dem optischen Brennpunkt F liegt, befindet, und dass die Krümmungsradien der oberen Seite (R1U, R2U) und die Krümmungsradien (R1L, R2L) der unteren Seite des ersten Spiegels 131 und des zweiten Spiegels 132 sich voneinander unterscheiden, wodurch der betreffende erste Spiegel 131 und der betreffende zweite Spiegel 132 derart aufgebaut sind, dass ein erster Winkel des im ersten Zustand visuell erkannten virtuellen Bildes VI in Bezug auf die Straßenoberfläche und ein zweiter Winkel des im zweiten Zustand visuell erkannten reellen Bildes RI in Bezug auf die Straßenoberfläche sich voneinander unterscheiden.(Addition 14) A head-up display device 1 having an emission aperture 17 from which an indicator light L is emitted against a light-transmitting member WS to visually recognize a virtual image VI and a real image RI of a display image represented by the indicator light L, characterized in that it comprises a display part 12 provided with a display element 121 and a switching element 122 provided along the optical path closer to the emission aperture 17 than the display element 121 and capable of switching the polarization of the emitted light between a first polarized light and a second polarized light that are different from each other, and transmitting a light emitted from a light source 11 and displaying the display image, a reflection part 13 for reflecting the light representing the display image displayed on the display part 12 against the light-transmitting member WS, and a control part 15 for controlling the switching element 122, that the reflection part 13 comprises a first mirror 131, which reflects a first beam L1, which forms the first polarized light, and next to it transmits a second beam L2, which forms the second polarized light, and a second mirror 132 for reflecting the second beam L2, that the first mirror 131 and the second mirror 132 are arranged such that the positional relationship between an optical focal point F of an imaging optical system, which includes the light-transmitting component WS and the reflection part 13, and the display part 12, when the first beam L1 is emitted by the display element 121, is in a first state in which the display part 12 is closer to the emission opening 17 than the optical focal point F, and when the second beam L2 is emitted by the display element 121, is in a second state in which the display part 12 is closer to the light source 11 than the optical focal point F, and that the Radii of curvature of the upper side (R1U, R2U) and the radii of curvature (R1L, R2L) of the lower side of the first mirror 131 and the second mirror 132 differ from each other, whereby the respective first mirror 131 and the respective second mirror 132 are constructed such that a first angle of the virtual image VI visually recognized in the first state with respect to the road surface and a second angle of the real image RI visually recognized in the second state with respect to the road surface differ from each other.
(Zusatz 15) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung des Lichtwegs geneigt angeordnet ist.(Addition 15) Head-up display device according to Addition 8, characterized in that the
(Zusatz 16) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart aufgebaut ist, dass das Anzeigeteil 12 derart geneigt angeordnet ist, dass die obere Seite die Seite des ersten Spiegels 131 ist, wobei der Krümmungsradius R1U der oberen Seite des ersten Spiegels 131 kleiner als der Krümmungsradius R1L der unteren Seite ist und der Krümmungsradius R2U der oberen Seite des zweiten Spiegels 132 größer als der Krümmungsradius R2L der unteren Seite ist, wodurch der erste Winkel des virtuellen Bildes VI im ersten Zustand 45° oder mehr und der zweite Winkel des reellen Bildes RI im zweiten Zustand 45° oder mehr beträgt.(Addition 16) The head-up display device according to Addition 9, characterized in that it is constructed such that the
(Zusatz 17) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeteil 12 in Bezug auf die Achsenrichtung des Lichtwegs orthogonal angeordnet ist.(Addition 17) A head-up display device according to Addition 8, characterized in that the
(Zusatz 18) Head-up-Display-Vorrichtung nach Zusatz 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius R1U der oberen Seite des ersten Spiegels 131 größer als der Krümmungsradius R1L der unteren Seite ist und der Krümmungsradius R2U der oberen Seite des zweiten Spiegels 132 kleiner als der Krümmungsradius R2L der unteren Seite ist, wodurch der erste Winkel des virtuellen Bildes VI im ersten Zustand weniger als 45° und der zweite Winkel des reellen Bildes RI im zweiten Zustand weniger als 45° beträgt.(Addition 18) The head-up display device according to
[Bezugszeichenliste][List of reference symbols]
- CC
- Fahrzeugvehicle
- DRDR
- FahrzeuginsasseVehicle occupant
- FF
- Optischer BrennpunktOptical focal point
- L (L1, L2)L (L1, L2)
- AnzeigelichtIndicator light
- VIVI
- Virtuelles BildVirtual image
- RIRI
- Reelles BildReal picture
- R1 bis R3R1 to R3
- Krümmungsradiusradius of curvature
- WSWS
- Windschutzscheibewindshield
- 11
- HUD-VorrichtungHUD device
- 1010
- PGUPGU
- 1111
- Lichtquellelight source
- 1212
- AnzeigeteilDisplay part
- 1313
- ReflexionsteilReflection part
- 1515
- SteuerteilControl unit
- 1616
- GehäuseHousing
- 1717
- Öffnungopening
- 1818
- DeckglasCover glass
- 2020
- SchalterSwitch
- 2121
- AnzeigesteuerteilDisplay control unit
- 2222
- AnzeigeteilantriebsteilDisplay part drive part
- 3030
- Verschiedene GeräteVarious devices
- 121121
- AnzeigeelementDisplay element
- 122122
- UmschaltungselementSwitching element
- 131131
- Erster SpiegelFirst Mirror
- 132132
- Zweiter SpiegelSecond Mirror
- 133133
- Dritter SpiegelThird Mirror
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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|---|---|---|---|
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2024
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- 2024-09-13 DE DE102024126419.5A patent/DE102024126419A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011070074A (en) | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Stanley Electric Co Ltd | Head-up display |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JP2025042055A (en) | 2025-03-27 |
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