特許 7114612 投影位置合わせ付き光学イメージング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-29

(45)【発行日】2022-08-08

(54)【発明の名称】投影位置合わせ付き光学イメージング装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20220801BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20220801BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20220801BHJP

   G09G 5/38 20060101ALI20220801BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20220801BHJP

【ＦＩ】

G02B27/01

B60K35/00 A

G09G5/00 510G

G09G5/38 Z

G09G5/00 X

H04N5/64 521P

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019544608

(86)(22)【出願日】2018-02-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-09

(86)【国際出願番号】 CN2018076855

(87)【国際公開番号】W WO2018149414

(87)【国際公開日】2018-08-23

【審査請求日】2020-01-08

(31)【優先権主張番号】62/460,177

(32)【優先日】2017-02-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518253554

【氏名又は名称】シトロニックス テクノロジー コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】熊全賓

【審査官】鈴木 俊光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１２８４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２５０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４９７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０１５９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２７８７６５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｇ０９Ｇ ５／００

Ｇ０９Ｇ ５／３２

Ｇ０９Ｇ ５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動機構に配置されているハウジングと、
画像を投影するために前記ハウジング内に配置されている光学的投影装置と、
前記ハウジングの第１側壁上に配置されており、第１位置合わせビームを生成する第１位置合わせ発光装置と、
前記第１側壁上で前記第１位置合わせ発光装置の上方に配置されており、第２位置合わせビームを生成する第２位置合わせ発光装置とを備え、
前記ハウジングの位置は、前記第１位置合わせビームおよび第２位置合わせビームが可視領域で重なるときに、前記画像が可視領域に投影されるように調整される、投影位置合わせ付き光学イメージング装置。

【請求項2】

前記第１側壁上に配置されており、第１補助ビームを生成する第１補助発光装置と、
前記第１側壁上に配置されており、第２補助ビームを生成する第２補助発光装置とをさらに備え、
前記第１補助ビーム及び第２補助ビームが、前記ハウジングの調整方向を特定するために、前記第１位置合わせビームの両側に位置するように、前記第１補助発光装置および前記第２補助発光装置は、前記第１位置合わせ発光装置の両側にそれぞれ位置している、請求項１に記載の光学イメージング装置。

【請求項3】

前記ハウジングの第２側壁上に配置されており、第３位置合わせビームを生成する第３位置合わせ発光装置と、
前記ハウジングの前記第２側壁上に配置されており、第４位置合わせビームを生成する第４位置合わせ発光装置とをさらに備え、
前記ハウジングの前記位置は、前記第３位置合わせビームおよび第４位置合わせビームが前記可視領域で重なるときに、前記画像が前記可視領域に投影されるように更に調整される、請求項１に記載の光学イメージング装置。

【請求項4】

前記第２側壁上に配置されており、第３補助ビームを生成する第３補助発光装置と、
前記第２側壁上に配置されており、第４補助ビームを生成する第４補助発光装置とをさらに備え、
前記第３補助ビーム及び第４補助ビームが、前記ハウジングの調整方向を特定するために、前記第３位置合わせビームの両側に位置するように、第３補助発光装置および前記第４補助発光装置は、前記第３位置合わせ発光装置の両側にそれぞれ位置している、請求項３に記載の光学イメージング装置。

【請求項5】

前記光学的投影装置は、
前記ハウジング内に配置されている反射ミラーと、
前記ハウジング内に配置されており、前記反射ミラーの反射経路上に位置している光学投影部とを備え、
前記光学投影部が前記画像を投影するように、前記反射ミラーは前記画像を前記光学投影部に反射する、
請求項１に記載の光学イメージング装置。

【請求項6】

前記移動機構は、
前記第１側壁の外側に配置されており、複数の第１摺動部を有する第１移動部材と、
第２側壁の外側に配置されており、複数の第２摺動部を有する第２移動部材とを有し、
前記第１側壁がその外側に、前記複数の第１摺動部に配置されている複数の第１接続部材を備え、
前記第２側壁がその外側に、前記複数の第２摺動部に配置されている複数の第２接続部材を備える、請求項１に記載の光学イメージング装置。

【請求項7】

前記第１移動部材および前記第２移動部材は、前記ハウジングに組み立て可能な構造であって、前記第１移動部材および前記第２移動部材は前記ハウジングの外側に組み立てられる請求項６に記載の光学イメージング装置。

【請求項8】

前記第１移動部材が第１湾曲摺動部を備え、前記第２移動部材が第２湾曲摺動部を備え、前記ハウジングが、前記第１湾曲摺動部及び前記第２湾曲摺動部に沿ってフロントガラスの曲率に対応する湾曲方向に移動する、請求項６に記載の光学イメージング装置。

【請求項9】

前記第１位置合わせ発光装置が第１基部と第１発光部材とを備え、前記第２位置合わせ発光装置が第２基部と第２発光部材とを備え、
前記第１発光部材が前記第１基部上に配置されており、前記第２発光部材が前記第２基部上に配置されており、
前記第１基部と前記第２基部とが、それぞれ、Ｘ方向に沿って前記第１側壁から突き出て配置されており、
前記第１発光部材の中心が前記第１側壁から前記Ｘ方向に沿って第１距離だけ離れており、前記第２発光部材の中心が前記第１側壁から前記Ｘ方向に沿って第２距離だけ離れており、前記第１距離が前記第２距離よりも長く、
前記Ｘ方向は、前記光学的投影装置の投影方向に垂直である請求項１に記載の光学イメージング装置。

【請求項10】

前記第１位置合わせ発光装置が第１基部と第１発光部材とを備え、前記第２位置合わせ発光装置が第２基部と第２発光部材とを備え、
前記第１発光部材が前記第１基部上に配置されており、前記第２発光部材が前記第２基部上に配置されており、
前記第１基部と前記第２基部とが、それぞれ、前記第１側壁から突き出て、Ｙ方向に沿って配置されており、
前記Ｙ方向に沿って前記第１発光部材と前記第２発光部材とがある距離だけ離間しており、
前記Ｙ方向は、前記光学的投影装置の投影方向に平行である請求項１に記載の光学イメージング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は一般に、光学イメージング装置に関し、特に、投影位置合わせ付き光学イメージング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）は、航空機から自動車などの家庭用車両にまで普及している。運転の安全性を高めるために、従来のＨＵＤによって提供される単純な情報では、自動車運転用の需要を満たすことができない。拡張現実（ＡＲ）ＨＵＤの技術によって、前方車間距離、車線逸脱、車線変更などを含むより多くの安全情報が運転手に提供され得る。さらに、実用性および目を引く度合を向上させて運転の安全性を向上させるため、車線マーキング、自動車、歩行者、信号機などの、運転手が見る道路の状態と上記情報が重ねられる。

【0003】

図１に示すように、運転手は道路状況を見るために、車から外側を見る。運転手の目から無限に延びる水平線は、図１において第１水平視線ＬＨ１および第２水平視線ＬＨ２として示されている。図１における第１傾斜視線Ｌ１１および第２傾斜視線Ｌ１２のように、上記運転手の目から延びる水平線が１度下方に傾いた場合、第１拡張範囲は約５０～５５メートルとなる。図１における第１傾斜視線Ｌ１１および第２傾斜視線Ｌ１２のように、上記運転手の目から延びる水平線が１度下方に傾いた場合、第１拡張範囲は約５０～５５メートルとなる。図１における第３傾斜視線Ｌ３１および第４傾斜視線Ｌ３２のように、上記運転手の目から延びる水平線が７度下方に傾いた場合、拡張範囲は約６～８メートルである。情報を安全かつ明確に表示するために、ＡＲ－ＨＵＤの設計用に設定された垂直方向の視野は、上記運転手の目から延びる水平線から１度の下方傾斜から７度の下方傾斜までである。垂直方向の視野範囲は約６度であり、水平方向の視野の範囲は約１２度であり、これによりＡＲ情報を提示するための表示範囲を形成する。

【0004】

とはいえ、図１に示されるように、異なる（目の）高さ、運転姿勢、および習癖により、視野は異なるものとなってしまう。例えば、運転手の第１眼球ｅｙｅ１と第２眼球ｅｙｅ２との視線の高さが異なる場合、視野が及ぶ範囲は著しく異なってしまう。図２に示すように、第１光学投影部材Ｍ１はフロントガラスＷの第１投影領域Ａ１に投影することができる。第１眼球ｅｙｅ１から見た場合、第１投影領域Ａ１から反射された画像情報は道路状況に正しく重なることができる。一方、第２眼球ｅｙｅ２から見た場合、視線の高低差の影響により、第１投影領域からの反射像は道路状況に正しく重なることはできない。

【0005】

第１投影領域Ａ１の位置は、光学投影部材Ｍ１の角度を調整することにより、画像の高さを調整するために変更することができる。中国特許出願公開第ＣＮ１０６４６１９４８Ａ号公報の特許出願は、ＨＵＤ用に同様の画像調整方法を開示している。残念ながら、光学投影部材Ｍ１の角度を調整すると、画像をフロントガラスＷに投影する光学投影部材Ｍ１の角度が変化してしまう。この調整方法は、画像と道路状況とを的確に重ねることができないため、ＡＲ－ＨＵＤには適用できない。さらに、中国特許出願公開第ＣＮ１０６４５８０５９Ａ号公報の特許出願は、ＨＵＤ画像を自動的に調整する方法を開示している。とはいえ、複数の検出器およびシートアクチュエータを含む複雑な構造が必要とされる。また、運転手の運転姿勢が限定されてしまうので、上記ＨＵＤ画像を自動的に調整する方法が適用できないことは明らかである。

【0006】

まとめると、上記の技術的欠点を考慮して、本発明は投影位置合わせ付き光学イメージング装置を提供する。光学イメージング装置により、運転手の視野が調整された位置に存在することが可能となる。ハウジングの位置は、運転手の（目の）高さに応じて調整することができる。これにより、上記光学的投影装置によって投影される画像を、運転手の可視領域内に正確に入れることができる。

【発明の概要】

【0007】

本発明は、移動機構に配置されているハウジングと、画像を投影するために前記ハウジング内に配置されている光学的投影装置と、前記ハウジングの第１側壁上に配置されており、第１位置合わせビームを生成する第１位置合わせ発光装置と、前記第１側壁上に配置されており、第２位置合わせビームを生成する第２位置合わせ発光装置とを備える、投影位置合わせ付き光学イメージング装置を提供する。

【0008】

本発明の目的は、投影位置合わせ付き光学イメージング装置を提供することである。複数の位置合わせ発光素子を用いることにより、上記光学イメージング装置の位置を合わせるために、複数の位置合わせビームが発せられる。

【0009】

本発明の別の目的は、投影位置合わせ付き光学イメージング装置を提供することである。複数の位置合わせ発光素子の位置合わせを補助し、上記光学イメージング装置の投影角度の調整を確実にするために、複数の補助発光アセンブリが採用される。

【0010】

本発明は、投影位置合わせ付き光学イメージング装置に関する。ハウジングは、移動機構に配置される。第１位置合わせ発光装置および第２位置合わせ発光装置は、上記ハウジングの第１側壁上に配置される。第１位置合わせ発光装置および第２位置合わせ発光装置は、運転手が第１位置合わせビームおよび第２位置合わせビームに従って上記ハウジングの位置を合わせるように、第１位置合わせビームおよび第２位置合わせビームをそれぞれ生成する。その結果、光学的投影装置によって投影される画像が運転手の可視領域内に的確に入ることができるように、上記ハウジングを可動機構によって移動させることができる。これにより、本発明の光学イメージング装置によれば、光学的投影装置によって投影される画像が運転手の可視領域内に的確に入るように、運転手の（目の）高さに応じて上記ハウジングの位置を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】可視領域の概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る光学イメージング装置の概略図である。

【図3A】本発明の一実施形態に係る光学イメージング装置の斜視図である。

【図3B】本発明の一実施形態に係る光学イメージング装置の別の斜視図である。

【図3C】本発明の一実施形態に係る光学イメージング装置の側面図である。

【図3D】本発明の一実施形態に係る光学イメージング装置の断面図である。

【図3E】図３Ｄの一部の領域の拡大図である。

【図4A】本発明の一実施形態に係る光学イメージング装置の上面図である。

【図4B】図４Ａの領域Ａの拡大図である。

【図4C】図４Ａの領域Ｂの拡大図である。

【図4D】本発明の一実施形態に係る光学イメージング装置のブロック図である。

【図5A】本発明の一実施形態に係る、画像を投影する光学イメージング装置の概略図である。

【図5B】本発明に係る、第１可視領域に画像を投影する光学イメージング装置の概略図である。

【図5C】本発明に係る、第２可視領域に画像を投影する光学イメージング装置の概略図である。

【図6A】本発明の一実施形態に係る、位置合わせビームを投影する光学イメージング装置の概略図である。

【図6B】本発明の一実施形態に係る、第１可視領域を超える光学イメージング装置の概略図である。

【図6C】本発明の一実施形態に係る、第１可視領域に位置合わせされた光学イメージング装置の概略図である。

【図7A】本発明の他の実施形態に係る光学イメージング装置の斜視図である。

【図7B】本発明の他の実施形態に係る光学イメージング装置の別の斜視図である。

【図7C】本発明の他の実施形態係る光学イメージング装置の側面図である。

【図8A】本発明に係る、第１可視領域に画像を投影する光学イメージング装置の概略図である。

【図8B】本発明に係る、第２可視領域に画像を投影する光学イメージング装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図３Ａ～図３Ｄを参照されたい。図３Ａ～図３Ｄは、本発明に係る光学イメージング装置の斜視図、側面図、および断面図である。図３Ａ～図３Ｄに示すように、本実施形態に係る光学イメージング装置１０は、ハウジング１４と光学的投影装置１６とを備える。本実施形態に係るハウジング１４は、開口部Ｏを有する。さらに、複数の第１接続部材１４２ａがハウジング１４の第１側壁１４２上に配置されており、複数の第２接続部材１４４ａがハウジング１４の第２側壁１４４上に配置されている。本実施形態に係る光学的投影装置１６は、反射ミラー１６２と、光学投影部１６４とを備えるが、これらに限定されない。

【0013】

上記ハウジングは、第１移動部材１２２および第２移動部材１２４を備える可動機構１２に配置される。第１移動部材１２２は、第１側壁１４２の外側に配置され、複数の摺動部１２２ａを備える。第１側壁１４２は、その外側に、複数の第１摺動部１２２ａに配置された複数の接続部材１４２ａを備える。

【0014】

第２移動部材１２４は、第２側壁１４４の外側に配置され、複数の摺動部１２４ａを含む。第２側壁１４４は、その外側に、複数の第２摺動部１２４ａに配置された複数の接続部材１４４ａを備える。第１接続部材１４２ａの数、第１摺動部１２２ａの数、第２接続部材１４４ａの数、および第２摺動部１２４の数は、例えば、２つである。とはいえ、それらの数は、１つまたは３つ以上であってもよい。本発明では、上記数は２つに限定されない。また、本実施形態に係る第１摺動部１２２ａは、複数の第１接続部材１４２ａを配置するための水平摺動溝であり、本実施形態に係る第２摺動部１２４ａは、複数の第２接続部材１４４ａを配置するための水平摺動溝である。さらに、第１移動部材１２２および第２移動部材１２４は、ハウジング１４の外側に組み付けられた組立構造である。

【0015】

再び図３Ａから図３Ｄを参照されたい。光学的投影装置１６は、（図５Ａに示す投影経路として）画像を投影するためにハウジング内に配置される。第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１は、第１側壁１４２上に配置され、第１位置合わせビームＬ１を生成している。第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１は、第１側壁１４２上に配置され、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１の上方に位置している。そして、第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１は、第２位置合わせビームＬ２を生成している。

【0016】

本実施形態による光学イメージング装置１０は、第１補助発光装置ＬＧ１および第２補助発光装置ＬＧ２をさらに備えることができる。第１補助発光装置ＬＧ１および第２補助発光装置ＬＧ２はいずれも、第１側壁１４２に配置され、第１補助発光装置ＬＧ１は第１の補助ビームＲ１を生成し、第２補助発光装置ＬＧ２は第２補助ビームＲ２を生成する。第１補助発光装置ＬＧ１および第２補助発光装置ＬＧ２は、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１の両側にそれぞれ位置する。

【0017】

再び図３Ｂを参照されたい。本発明に係る光学イメージング装置１０は、第１側壁１４２上に第１位置合わせ発光素子ＬＧＴ１および第２位置合わせ発光素子ＬＧＳ１を配置することに加えて、第２側壁１４４上に第３位置合わせ発光素子ＬＧＴ２および第４位置合わせ発光素子ＬＧＳ２をさらに配置することができる。第３位置合わせ発光装置ＬＧＴ２は第３位置合わせビームＬ３を生成し、第４位置合わせ発光装置ＬＧＳ２は第４位置合わせビームＬ４を生成する。

【0018】

第２側壁１４４上には、第３補助発光装置ＬＧ３および第４補助発光装置ＬＧ４がさらに配置されている。第３補助発光装置ＬＧ３は第３補助ビームＲ３を生成し、第４補助発光装置ＬＧ４は第４補助ビームＲ４を生成する。また、第３補助発光装置ＬＧ３および第４補助発光装置ＬＧ４は、発光装置ＬＧＴ２の両側にそれぞれ位置する。

【0019】

再び図３Ｄを参照されたい。光学イメージング装置１０において、反射ミラー１６２は、ハウジング１４内に配置されている。光学投影部１６４は、ハウジング１４内に配置され、反射ミラー１６２の反射経路上に位置している。光学投影部１６４が画像ＩＭＧを投影することができるように、反射ミラー１６２は、図５Ａに示すように、画像ＩＭＧを光学投影部１６４に反射する。

【0020】

さらに、光学イメージング装置１０は、モータのような作動装置であり得るアクチュエータ２０をさらに備える。上記アクチュエータは、ガイド部材１４６を貫通する作動軸２０２を備える。ガイド部材１４６は、ハウジング１４に接続されている。これにより、作動軸２０２を回転させることによってガイド部材１４６が直線移動するようにアクチュエータ２０が駆動すると、複数の第１接続部材１４２ａおよび複数の第２接続部材１４４ａは、複数の第１摺動部１２２ａおよび複数の第２摺動部１２４ａに沿って直線移動することができる。

【0021】

図４Ａ～図４Ｃを参照されたい。図４Ａ～図４Ｃは、本発明の一実施形態に係る光学イメージング装置の上面図である。図示するように、ハウジング１４の第１側壁１４２および第２側壁１４４は、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１、第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１、第３位置合わせ発光装置ＬＧＴ２および第４位置合わせ発光装置ＬＧＳ２を備える。第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１は、第１基部ＬＧＴ１２と第１発光部材ＬＧＴ１４とを備える。第１発光部材ＬＧＴ１４は、第１基部ＬＧＴ１２上に配置されている。第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１は、第２基部ＬＧＳ１２と第２発光部材ＬＧＳ１４とを備える。第３位置合わせ発光装置ＬＧＴ２は、第３基部ＬＧＴ２２と第３発光部材ＬＧＴ２４とを備える。第４位置合わせ発光装置ＬＧＳ２は、第４基部ＬＧＳ２２と、第４発光部材ＬＧＳ２４とを備える。

【0022】

再び図４Ｂを参照されたい。第１基部ＬＧＴ１２および第２基部ＬＧＳ１２はそれぞれ、Ｘ方向に沿って第１側壁１４２から突き出て配置されている。第１発光部材ＬＧＴ１４の中心および第２発光部材ＬＧＳ１４の中心は、Ｘ方向に沿って第１側壁１４２からそれぞれ第１距離Ｄ１および第２距離Ｄ２離れている。第１距離Ｄ１は第２距離Ｄ２よりも長い。これにより、第１発光部材ＬＧＴ１４によって生成された第１位置合わせビームＬ１が第２基部ＬＧＳ１２によって遮られるのを回避するために、第１発光部材ＬＧＴ１４の中心と第２発光部材ＬＧＳ１４の中心とは、第１中心距離ＤＤ１離されている。

【0023】

さらに、再び図４Ｃを参照されたい。第３基部ＬＧＴ２２および第４基部ＬＧＳ２２は、第１基部ＬＧＴ１２および第２基部ＧＳ１２と同様に配置される。第１発光部材ＬＧＴ１４および第２発光部材ＬＧＳ１４と同様に、第３発光部材ＬＧＴ２４の中心および第４発光部材ＬＧＳ２４の中心は、第２側壁１４４からそれぞれ第３距離Ｄ３および第４距離Ｄ４離れている。第３距離Ｄ３は第４距離Ｄ４よりも長い。これにより、第３発光部材ＬＧＴ２４によって生成された第３位置合わせビームＬ３が第４基部ＬＧＳ２２によって遮られるのを回避するために、第３発光部材ＬＧＴ２４の中心と第４発光部材ＬＧＳ２４の中心とは、第２中心距離ＤＤ２離されている。さらに、第１距離Ｄ１は、第３距離Ｄ３と同一であっても異なっていてもよく、第２距離Ｄ２は第４距離Ｄ４と同一であっても異なっていてもよい。第１基部ＬＧＴ１２および第２基部ＬＧＳ１２は、Ｘ方向に沿って第１側壁１４２から突き出て配置されている。再び図３Ｅを参照されたい。第１基部ＬＧＴ１２と第２基部ＬＧＳ１２とは、Ｙ方向に沿って距離ＤＹ離れている。第３基部ＬＧＴ２２および第４基部ＬＧＳ２２も、第１基部ＬＧＴ１２および第２基部ＬＧＳ１２と同様に配置される。したがって、詳細について再説明はしない。Ｘ方向は、Ｙ方向および光学投影部１６４の投影方向に対して垂直である。図４Ｄに示すように、光学イメージング装置１０はさらに、ディスプレイ１８と、アクチュエータ２０と、第１位置合わせ発光素子ＬＧＴ１と、第２位置合わせ発光素子ＬＧＳ１と、第３位置合わせ発光素子ＬＧＴ２と、第４位置合わせ発光素子ＬＧＳ２とに電気的に接続された制御回路ＣＴＲを備える。制御回路ＣＴＲはさらに、第１補助発光装置ＬＧ１と、第２補助発光装置ＬＧ２と、第３補助発光装置ＬＧ３と、および第４補助発光装置ＬＧ４とに電気的に接続することができる。制御回路ＣＴＲは、ディスプレイ１８およびアクチュエータ２０だけでなく、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１、第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１、第３位置合わせ発光装置ＬＧＴ２および第４位置合わせ発光装置ＬＧＳ２と、第１補助発光装置ＬＧ１、第２補助発光装置ＬＧ２、第３補助発光装置ＬＧ３および第４補助発光装置ＬＧ４とのスイッチも制御する。

【0024】

さらに、図５Ａ～図５Ｃに示すように、本発明に係る光学イメージング装置１０のディスプレイ１８は、反射経路ＲＦに沿って反射ミラー１６２を介して光学投影部１６４に反射される画像ＩＭＧを生成する。これにより、視覚光路Ｐ１に従って、画像ＩＭＧが投影される。視覚光路Ｐ１とハウジング１４が移動する直線方向とが成す角度θは一定に保たれる。投影像ＩＭＧがフロントガラスＷに反射された後、視覚光路Ｐ１に対応する反射光路Ｐ２が形成される。高さが異なる第１眼球ｅｙｅ１と第２眼球ｅｙｅ２のそれぞれは、視覚光路Ｐ１と反射光路Ｐ２とに対応する。これにより、光学イメージング装置１０が直線移動した後、第１投影領域Ａ１に投影された画像ＩＭＧおよび第２投影領域Ａ２に投影された画像ＩＭＧは、対応する第１可視領域Ｖ１および対応する第２可視領域Ｖ２にそれぞれ反射される。その結果、第１眼球ｅｙｅ１は第１可視領域Ｖ１において投影画像ＩＭＧを見ることができ、第２眼球ｅｙｅ２は、第２可視領域Ｖ２において投影画像ＩＭＧを見ることができる。

【0025】

本実施形態では、第１眼球ｅｙｅ１に対応する位置合わせを例として挙げる。図６Ａ～図６Ｃに示すように、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１および第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１が、運転手の視線から見て重っていると仮定する。重なり合った位置合わせビームＬ１、Ｌ２を表すために、位置合わせ光路Ｐ３が用いられる。重なり合った位置合わせビームＬ１、Ｌ２は、フロントガラスＷによって反射された後、位置合わせ反射経路Ｐ４に沿って進む。図６Ｂに示すように、位置合わせ反射経路Ｐ４は、第１眼球ｅｙｅ１に対応する第１可視領域Ｖ１内には入らない。これは、位置合わせビームＬ１、Ｌ２は、第１可視域Ｖ１外にあることを意味する。これにより、第１可視領域Ｖ１の第１眼球ｅｙｅ１は、重なり合った位置合わせビームＬ１、Ｌ２を見ることができない。

【0026】

このとき、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１によって別の角度から生成された第１ビームＰ３２と、第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１によって別の角度から生成された第２ビームＰ３４とは、第１投影領域Ａ１内に投影されて、第１可視領域Ｖ１に入射することができる。その結果、第１眼球ｅｙｅ１は、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１および第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１からの対応光点を第１可視領域Ｖ１内に見ることができる。これにより、第１眼球ｅｙｅ１に対応する運転手は、光学イメージング装置１０によって投影された画像ＩＭＧが第１可視領域Ｖ１外に投影されることを知ることができる。

【0027】

図６Ｃに示すように、運転手が位置合わせおよび調整を行った後、アクチュエータ２０は第１位置合わせ用発光装置ＬＧＴ１の対応光点と第２位置合わせ用発光装置ＬＧＳ１の対応光点とが重なるように、ハウジング１４の位置を調整する。このとき、位置合わせ光路Ｐ３は、視覚光路Ｐ１に重なる。図６Ｃにおいて、視覚光路Ｐ１への重複を説明するため、位置合わせ光路Ｐ３のみに符号を付す。さらに、位置合わせ反射光路Ｐ４も反射光路Ｐ２と重なっている。これにより、第１眼球ｅｙｅ１は、第１可視領域Ｖ１内に重なり合った位置合わせビームＬ１、Ｌ２を視認することができる。その結果、第１眼球ｅｙｅ１に対応する運転手は、光学イメージング装置１０によって投影される画像ＩＭＧが第１可視領域Ｖ１内に投影されることを知ることができる。第２眼球ｅｙｅ２用の位置合わせ方法は、上述した眼球ｅｙｅ１の位置合わせ方法と同様である。したがって、詳細について再説明はしない。

【0028】

さらに、同様に、第１補助発光装置ＬＧ１および第２補助発光装置ＬＧ２によってそれぞれ生成される第１補助ビームＲ１および第２補助ビームＲ２は、第１可視領域Ｖ１に入り、運転手がハウジング１４の調整方向を判断するのを助けるために運転手の目に光点を形成することができる。これにより、運転手は、アクチュエータ２０を用いて、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１および第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１の対応光点を重ねることができる。一方、第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１および第２位置合わせ発光装置ＬＧＳ１は、異なる色の光を発することができる。あるいは、第１補助発光素子ＬＧ１および第２補助発光素子ＬＧ２が第１位置合わせ発光装置ＬＧＴ１および第２位置合わせ発光素子ＬＧＳ１の色とは異なる色の光を発することができる。両方とも、運転手がハウジングの調整方向を特定するのを効果的に補助することができる。

【0029】

図７Ａ～図７Ｃを参照されたい。図７Ａ～図７Ｃは、本発明の他の実施形態に係る光学イメージング装置の斜視図および側面図である。図３Ａ～図３Ｃと図７Ａ～図７Ｃとの相違点は、図３Ａ～図３Ｃに示す第１移動部材１２２の第１摺動部１２２ａおよび第２移動部材１２４の第２摺動部１２４ａが直線移動し、ハウジング１４の第１接続部材１４２ａおよび第２接続部材１４４ａが、第１移動部材１２２の第１摺動部１２２ａおよび第２移動部材１２４の第２摺動部１２４ａにそれぞれ配置されていることである。図７Ａ～図７Ｃにおいては、第１移動部材２２２が第１湾曲摺動部２２２ｂを備え、第２移動部材２２４は第２湾曲摺動部２２４ｂを備える。第１湾曲摺動部２２２ｂおよび第２湾曲摺動部２２４ｂは共に非線形である。残りの第１摺動部２２２ａおよび第２摺動部２２４ａは、直線状のままである。さらに、アクチュエータ３０は、作動軸３０２を介して摺動ブロック３２に接続されている。摺動ブロック３２は、摺動部材２４６に沿って摺動する。摺動部材２４６は、枢動部材２４８を介してハウジング２４に枢動可能に接続されている。

【0030】

図７Ａ～図７Ｃに示すように、フロントガラスは、平面に加えて、曲面であってもよい。湾曲フロントガラスに適合するために、第１移動部材２２２の第１湾曲摺動部２２２ｂおよび第２移動部材２２４の第２湾曲摺動部２２４ｂは、非線形に移動する。代わりに、第１湾曲摺動部２２２ｂおよび第２湾曲摺動部２２４ｂは、湾曲方向に移動する。これにより、アクチュエータ３０が作動軸３０２の回転により摺動部材２６４を作動させると、ハウジング２４の対応する第１接続部材２４２ｂおよび第２湾曲接続部材２４４ｂが湾曲方向に移動できる。

【0031】

作動軸３０２は、摺動ブロック３２を貫通している。摺動ブロック３２は、摺動部材２６４の摺動トラック２６４ａに沿って摺動する。これにより、第１移動部材２２２および第２移動部材２２４が固定されている場合、摺動部材２６４を有するハウジング２４の一方の側は、第１湾曲接続部材２４２ｂおよび第２湾曲接続部材２４４ｂの曲線運動に追従して曲線運動する。したがって、直線移動に加えて、ハウジング２４は、光学的投影装置１６の投影角度を調整するように曲線運動し、湾曲フロントガラス用に光学画像を適合させることができる。図８Ａおよび図８Ｂに示すように、アクチュエータ３０が作動軸３０２を回転させると、光学イメージング装置１０は、第１曲線運動方向Ｃ１に向かって動き、これにより、湾曲フロントガラスＷａの曲率に適合する。光学イメージング装置１０が、第２曲線運動方向Ｃ２に向かって動くと、第２曲線運動方向Ｃ２も湾曲フロントガラスＷａの曲率に適合する。

【0032】

要約すると、本発明に係る投影位置合わせ付き光学イメージング装置は、複数の位置合わせビームを生成するために、ハウジングの側壁に配置される複数の位置合わせ発光素子を採用する。上記複数の位置合わせビームは、光学イメージング装置によって投影される画像を可視領域に正しく調整するために運転手によって参照される。これにより、本発明に係る光学的投影装置は、異なる視高の可視領域に画像を投影することができる。さらに、本発明に係る光学的投影装置は、平坦または湾曲フロントガラスに適合するように移動機構を変更することができる。この移動機構においては、フロントガラスの種類に応じて、ハウジングが所定の方向に移動することができる。したがって、本発明に係る光学的投影装置は、高価なセンサまたは複雑な調整機構を使用することなく、画像と道路状態とを正確に重ね合わせる際に、ＡＲ－ＨＵＤに求められる必要条件を満たすことができる。

【0033】

したがって、本発明はその新規性、非自明性、および有用性により、法的要件に適合する。しかし、前述の説明は、本発明の実施形態に過ぎず、本発明の範囲および幅を限定するために用いられるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載された形状、構造、特徴、または精神に従ってなされた同等の変更または修正は、本発明の特許請求の範囲に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】