光学扫描设备、图像显示设备和车辆制造技术

根据本发明专利技术的光学扫描设备具有：光源单元，其发射光束；光偏转单元，其在主扫描方向上和与主扫描方向正交的副扫描方向上使光束二维地偏转；以及图像形成单元，其通过由光偏转单元执行的使用光束进行的二维扫描来形成图像。在光偏转单元与图像形成单元之间的光束光路上布置有平板，入射到光偏转单元的光和来自光偏转单元的经偏转和反射的光透过该平板，并且该平板在副扫描方向上的截面中相对于图像形成单元进行倾斜。因此，即使不需要的光进入，也能够形成高对比度的中间图像，并且能够稳定地显示高图像质量的虚拟图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学扫描设备、图像显示设备和车辆
本专利技术涉及光学扫描设备、图像显示设备和车辆。
技术介绍
已知存在一种图像显示设备，其使得操作者(驾驶员)在该操作者操纵移动物体时能够以小的视线移动在视觉上识别出有用的信息，该设备安装在诸如车辆、飞机以及轮船的移动物体上。这样的图像显示设备通常被称为平视显示器(此后称为“HUD”)。HUD基于移动物体有关的信息来形成中间图像，并且将该中间图像作为虚拟图像显示在驾驶员的视野中。已知在HUD中形成中间图像的几种系统。这些系统的示例包括使用诸如液晶的成像设备的面板系统、二维地扫描从激光二极管发射的激光光束的激光扫描系统(此后称为LD)，等等。在面板系统中，整个屏幕的光发射被部分遮蔽以形成中间图像。在激光扫描系统中，“光发射”或“非光发射”被分配给每个像素以形成中间图像(例如，见专利文献1)。激光扫描系统能够形成比面板系统具有更高对比度的中间图像。为了增大中间图像的对比度并且增强虚拟图像的可视性，期望的是，除了形成中间图像的激光光束以外的不必要的光不到达形成中间图像的部分。另外，在激光扫描系统中，为了在期望位置形成中间图像，需要控制LD的光发射的定时。为此，使用了检测扫描光的光接收元件，其中的扫描光包括来自LD的激光光束。当如上所述的不必要的光入射到该光接收元件时，中间图像的形成位置被干扰，这引起中间图像的图像质量下降。另外，在一些情况下，根据背景亮度，待显示在HUD上的虚拟图像的可视性可能降低。因此，期望的是能够相对于虚拟图像的背景亮度来调整中间图像的亮度。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的是提供一种光学扫描设备，该光学扫描设备即使在不必要的光侵入时也能够形成高对比度的中间图像并且能够稳定地显示高图像质量的虚拟图像。解决问题所使用的手段根据本专利技术的光学扫描设备包括：光源单元，其发射光束；光偏转单元，其在主扫描方向上和与主扫描方向正交的副扫描方向上使光束二维地偏转；以及图像形成单元，其通过由光偏转单元执行的光束的二维扫描来形成图像，其中在光偏转单元与图像形成单元之间的光束光路上布置有平板，该平板用于透过入射到光偏转单元的光和来自光偏转单元的经偏转的反射光，并且该平板在副扫描方向上的截面中相对于图像形成单元倾斜。专利技术的效果根据本专利技术，即使在不必要的光侵入时也能够形成高对比度的中间图像并且能够稳定地显示高图像质量的虚拟图像。附图说明[图1]图1是示出根据本专利技术的图像显示设备的实施例的示例的配置示意图。[图2]图2是示出根据图像显示设备的光源单元的示例的配置示意图。[图3]图3是示出根据图像显示设备的扫描光学系统的示例的配置示意图。[图4]图4是示出根据图像显示设备的光学扫描装置的示例的平视图。[图5]图5是示出根据图像显示设备的中间图像形成单元的示例的透视图。[图6]图6是示出图像显示设备的硬件配置的示例的框图。[图7]图7是示出图像显示设备的功能配置的示例的功能框图。[图8]图8是在主扫描方向上的截面中的根据本专利技术的光学扫描设备的实施例的光学布置示意图。[图9]图9是在副扫描方向上的截面中的根据本专利技术的光学扫描设备的实施例的光学布置示意图。[图10]图10是用于描述根据本专利技术的光学扫描设备的实施例的示意图。[图11]图11是用于描述根据本专利技术的光学扫描设备的实施例的效果的示意图。[图12]图12是在副扫描方向上的截面中的根据本专利技术的光学扫描设备的另一实施例的光学布置示意图。[图13]图13是用于描述根据本专利技术的光学扫描设备的另一实施例的效果的示意图。[图14]图14是在副扫描方向上的截面中的根据本专利技术的光学扫描设备的又一实施例的光学布置示意图。[图15]图15是用于描述与本专利技术有关的不必要的光的示意图。具体实施方式此后，将参考附图描述根据本专利技术的光学扫描设备、图像显示设备和车辆的实施例。首先，将描述包括光学扫描设备的图像显示设备的实施例。(实施例)[图像显示设备的概述]如图1所示，作为根据本专利技术的图像显示设备的实施例的HUD1是安装在车辆中并且在车辆中使用的设备。HUD1将对于驾驶员3有用的信息作为虚拟图像2显示在车辆的驾驶员3的视野中。在此，“对于驾驶员3有用的信息”是包括存在于驾驶员3的视野中的物体等有关的信息、车辆运行有关的信息等的信息。另外，“对于驾驶员3有用的信息”还包括警告等有关的信息以提供车辆运行中的异常的通知。此后，在本说明书的描述中，在一些情况下，上述“对于驾驶员3有用的信息”可以被称为“信息”。图1中所示的HUD1的形式是将作为车辆的前风挡的风挡50作为光学混合器32来使用的形式。光学混合器32是如下的透射反射元件，随后描述的中间图像投影到其上，并且其将所投影的中间图像231朝向驾驶员反射并透过来自环境或者存在于驾驶员3的视野中的物体的光(外部光)。顺便提及，与风挡50分开的透射反射类型的光学元件可以作为光学混合器32来使用。HUD1包括光源单元10、扫描光学系统20以及观察光学系统30。光源单元10和扫描光学系统20组成作为根据本专利技术的光学扫描设备的光学扫描单元100。中间图像231形成在光学扫描单元100中。在光学扫描单元100中，中间图像231出现在靠近凹面反射镜31的一侧，凹面反射镜31形成观察光学系统30的一部分。凹面反射镜31反射待投影到光学混合器32上的中间图像231。光学混合器32显示中间图像231使得驾驶员3能够视觉上识别虚拟图像2。[光源单元10的概述]光源单元10发射用于形成中间图像231的光束。当将虚拟图像2设置为彩色图像时，从光源单元10发射与该彩色图像所需的光的三原色对应的光束。[扫描光学系统20的概述]扫描光学系统20基于从光源单元10发射的光束形成中间图像231。扫描光学系统20朝向观察光学系统30发射所形成的中间图像231。顺便提及，中间图像231的一般外部形状是矩形等。[观察光学系统30的概述]观察光学系统30包括作为反射光学元件的凹面反射镜31，以及光学混合器32。形成在扫描光学系统20中的中间图像231在凹面反射镜31中被放大并且投影到光学混合器上。经放大并投影的中间图像231由光学混合器32朝向驾驶员3反射。在驾驶员3的视野中的不同于光学混合器32的物理位置的位置处(远离驾驶员3的方向的位置处)，由光学混合器32反射的中间图像231被视觉地识别为虚拟图像2。如上所述，虚拟图像2所显示的信息是与车辆前方有关的信息、与车辆运行有关的信息、诸如车辆的速度和行驶距离的导航信息、目的地显示等。顺便提及，将用作参考的视点位置(参考视点)简单示出为驾驶员3的视点。驾驶员3的视点范围等于或小于驾驶员对于车辆的人眼范围(JISD0021)。在此，将定义根据本实施例的描述的“方向”。中间图像231是通过由扫描光学系统20执行的二维扫描而生成的图像。这里，二维扫描是通过将主扫描方向和副扫描方向的两个方向上的扫描进行组合而获得的扫描。另外，主扫描方向和副扫描方向对应于中间图像231的左右方向和上下方向。中间图像231的左右方向与如下方向对应：当驾驶员3视觉上识别虚拟图像2时与被视为左右方向的方向相同的方向。类似地，中间图像231的上下方向与如下方向对应：当驾驶员3视觉上识别虚拟图像2时与被视为上下方向的方向相同的方向。中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学扫描设备，其包括：光源单元，其用于发射光束；光偏转单元，其用于在主扫描方向上和与所述主扫描方向正交的副扫描方向上使所述光束二维地偏转；以及图像形成单元，其用于通过由所述光偏转单元执行的所述光束的二维扫描来形成图像，其中在所述光偏转单元与所述图像形成单元之间的所述光束的光路中布置有平板，所述平板用于透过入射到所述光偏转单元的光和来自所述光偏转单元的经偏转的反射光，并且所述平板在所述副扫描方向上的截面中相对于所述图像形成单元倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.10 JP 2015-2407921.一种光学扫描设备，其包括：光源单元，其用于发射光束；光偏转单元，其用于在主扫描方向上和与所述主扫描方向正交的副扫描方向上使所述光束二维地偏转；以及图像形成单元，其用于通过由所述光偏转单元执行的所述光束的二维扫描来形成图像，其中在所述光偏转单元与所述图像形成单元之间的所述光束的光路中布置有平板，所述平板用于透过入射到所述光偏转单元的光和来自所述光偏转单元的经偏转的反射光，并且所述平板在所述副扫描方向上的截面中相对于所述图像形成单元倾斜。2.根据权利要求1所述的光学扫描设备，其中在所述副扫描方向上的截面中，所述平板发生倾斜使得所述平板的垂线相对于虚拟线在所述平板与所述图像形成单元所形成的角度增大的方向上进行倾斜，所述虚拟线是对角连接所述平板的端部和所述图像形成单元的端部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫武直树，中村直树，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本,JP