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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Projektionseinrichtungen zum Projizieren einer Information auf einen Bereich einer Windschutzscheibe in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung so genannte Blickfeldanzeigevorrichtungen bzw. Head-up-Anzeigeeinrichtungen, und Maßnahmen zum Bereitstellen einer Tiefeninformation für solche Blickfeldanzeigevorrichtungen.
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Technischer Hintergrund
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Blickfeldanzeigevorrichtungen, die Fahrzeuginformationen in einen Bereich der Windschutzscheibe projizieren, so genannte Head-up-Anzeigeeinrichtungen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei wird durch eine Projektionseinheit ein Bild über ein Optiksystem auf einen Projektionsschirm projiziert und dieses auf einen Reflexionsbereich der Windschutzscheibe oder eine zusätzliche Combiner-Scheibe abgebildet. Auf diese Weise kann ein Fahrer das abgebildete Bild durch den Reflexionsbereich der Windschutzscheibe wahrnehmen. Das Bild wird durch das Optiksystem in einer virtuelle Abbildungsebene dargestellt, die außerhalb des Fahrzeugs typischerweise zwischen 2 bis 15 m vor dem Fahrzeug angeordnet ist, um ein Refokussieren der Augen des Fahrers möglichst zu vermeiden oder zu minimieren. Dadurch können die virtuelle Abbildung und die Fahrzeugumgebung vom Fahrer als überlagert wahrgenommen werden.
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Ein solches Abbildungssystem ist in der Lage, ein durch die Projektionseinheit projiziertes zweidimensionales Bild auf eine zweidimensionale virtuelle Abbildungsebene zu projizieren. Eine Darstellung einer dreidimensionalen Abbildung ist dadurch prinzipbedingt nicht möglich. Ein dreidimensionaler Eindruck kann nur durch den Einsatz von 3D-Graphikeffekten, wie perspektivische Verzerrung, Größenskalierung und dergleichen erreicht werden.
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Zur Erzeugung von zwei räumlich angeordneten virtuellen Abbildungsebenen bei einer Projektionsanzeigeeinrichtung der oben beschriebenen Art schlägt die Druckschrift
DE 10 2009 046 935 vor, zwei Reflektoren vorzusehen, die in unterschiedlichem Abstand von einer Projektionseinheit angeordnet sind. Der der Projektionseinheit nähere Reflektor ist ausgebildet, um Licht zumindest einer ersten Wellenlänge zu reflektieren und Licht von zumindest einer zweiten Wellenlänge zu transmittieren, so dass das Licht der zweiten Wellenlänge an dem zweiten Reflektor reflektiert wird. Durch den unterschiedlichen Abstand der Reflektoren von der Projektionseinheit können verschiedene virtuelle Abbildungsebenen mit unterschiedlichem Abstand von einem Benutzer dargestellt werden.
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Alternativ schlägt die Druckschrift
DE 10 2012 210 445 A1 vor, zwei in Blickrichtung hintereinander angeordnete virtuelle Abbildungsebenen durch Überlagerung von zwei Projektionsbildern von einer ersten und einer zweiten Lichtquelle über einen halbdurchlässigen Spiegel zu erreichen (siehe auch
JP 2003/237412 und
US 6,359,737 ).
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Blickfeldanzeigesystem für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, bei der eine Abbildung auf mehreren hintereinander angeordneten virtuellen Abbildungsebenen möglich ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch die Anzeigevorrichtung für ein Blickfeldanzeigesystem zum Einsatz als Head-Up-Anzeige gemäß Anspruch 1, die Blickfeldanzeigevorrichtung, das Blickfeldanzeigesystem und das Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Anzeigevorrichtung für ein Blickfeldanzeigesystem zum Einsatz als Head-Up-Anzeige in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:
- – eine Schirmanordnung mit mehreren schaltbaren Projektionsschirmen, die in einem Strahlengang eines abzubildenden Projektionsbildes jeweils mit einem vorgegebenem Abstand hintereinander angeordnet sind, wobei die schaltbaren Projektionsschirme zwischen einem diffusen Zustand und einem transparenten Zustand schaltbar sind; und
- – eine Steuereinheit die ausgebildet ist, um die mehrere Projektionsschirme so zu schalten, dass mindestens einer der Projektionsschirme diffus geschaltet wird, während die übrigen der Projektionsschirme transparent geschaltet sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Blickfeldanzeigesystem zum Einsatz als Head-Up-Anzeige in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:
- – die obige Anzeigevorrichtung; und
- – eine Projektionseinheit, die ausgebildet ist, um mindestens ein Projektionsbild zur Darstellung auf einem der Projektionsschirme in Richtung des Strahlengangs auszugeben.
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Eine Idee des obigen Blickfeldanzeigesystems besteht darin, mehrere in Blickrichtung hintereinander angeordnete virtuelle Abbildungsebenen zu erhalten, indem im Strahlengang einer bildgebenden Projektionseinheit mehrere schaltbare Projektionsschirme mit verschieden Abständen angeordnet werden.
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Die schaltbaren Projektionsschirme sind als schaltbare Diffusoren ausgebildet, die in Abhängigkeit eines elektrischen Steuersignals ihre optischen Eigenschaften zwischen transparent und diffus ändern können. Die Projektionsschirme können so geschaltet werden, dass stets nur einer der Projektionsschirme diffus oder die übrigen Projektionsschirme transparent geschaltet sind. Der diffus geschaltete Projektionsschirm dient dann als Projektionsebene des zu projizierenden Bildes, wobei der Abstand zwischen der bildgebenden Projektionseinheit und dem diffus geschalteten Projektionsschirm den Abstand der virtuellen Abbildungsebene von dem Reflexionsbereich auf der Anzeigescheibe, insbesondere auf der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, bestimmt.
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Durch die obige Anzeigevorrichtung lassen sich mehrere virtuelle Abbildungsebenen definieren, auf denen sich Informationen, die von der bildgebenden Projektionseinheit bereitgestellt werden, darstellen lassen. Insbesondere eignet sich das obige Blickfeldanzeigesystem dafür, im schnellen Wechsel Informationen auf den verschiedenen virtuellen Abbildungsebenen darzustellen, so dass ein räumlicher Eindruck bei der Darstellung von Informationen in unterschiedlichem Abstand der virtuellen Abbildungsebene vom Auge des Benutzers dargestellt werden kann.
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Weiterhin können die Projektionsschirme senkrecht oder verkippt in dem Strahlengang angeordnet sein, so dass eine Kombination aus entsprechend senkrechten und verkippten virtuellen Abbildungsebenen dargestellt wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Projektionsschirme zueinander flächenparallel sind. Dadurch werden im Wesentlichen senkrechte hintereinander angeordnete virtuelle Abbildungsebenen dargestellt.
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Insbesondere können die Projektionsschirme gegeneinander geneigt in dem Strahlengang angeordnet sein, insbesondere so dass zwei der Projektionsschirme in senkrechter Richtung zueinander verkippt sind.
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Weiterhin können die Projektionsschirme mit einer PSCT-LC-Anzeigefläche und/oder mit einer PD-LC-Anzeigefläche ausgebildet sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Blickfeldanzeigevorrichtung für ein Blickfeldanzeigesystem zum Einsatz als Head-Up-Anzeige in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:
- – eine Schirmanordnung mit mehreren schaltbaren Projektionsschirmen, die in einem Strahlengang eines abzubildenden Projektionsbildes jeweils mit einem vorgegebenem Abstand hintereinander angeordnet sind, wobei die schaltbaren Projektionsschirme zwischen einem diffusen Zustand und einem transparenten Zustand schaltbar sind;
- – eine Projektionseinheit, die ausgebildet ist, um mindestens ein Projektionsbild zur Darstellung auf einem der Projektionsschirme in Richtung des Strahlengangs auszugeben; und
- – ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden der auf den Projektionsschirmen dargestellten Projektionsbilder über einen Reflexionsbereich einer Anzeigescheibe.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein optisches Abbildungssystem vorgesehen sein, um auf den Projektionsschirmen abgebildete Projektionsbilder auf einen Reflexionsbereich einer Anzeigescheibe zu richten und so zu fokussieren, dass das Projektionsbild jeder der Projektionsschirme auf separaten virtuellen Abbildungsebenen dargestellt wird, die bezüglich einer Blickrichtung durch den Reflexionsbereich hintereinander liegen.
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Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, um einen Wechsel zwischen mehreren auszugebenden Projektionsbildern zu einem Wechsel zwischen jeweils diffus zu schaltenden Projektionsschirmen zu synchronisieren.
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Weiterhin kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um den Wechsel zwischen mehreren auszugebenden Projektionsbildern so durchzuführen, dass Projektionsbilder auf den mehreren virtuellen Abbildungsebenen gleichzeitig wahrgenommen werden, insbesondere mit einer Wechselfrequenz von 16Hz oder mehr.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Projektionseinheit mit einer Laserprojektionseinheit ausgebildet sein, um ein Projektionsbild durch eine Abtastbewegung auszugeben, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, um den Wechsel zwischen dem Diffus-Schalten mehrerer Projektionsschirme während eines Aufbaus eines Projektionsbildes durch die Laserprojektionseinheit einmalig oder mehrmalig durchzuführen, so dass Bildbereiche des Projektionsbildes auf mehreren Projektionsschirmen bzw. auf mehreren virtuellen Abbildungsebenen dargestellt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Verfahren zum Betreiben der obigen Blickfeldanzeigevorrichtung, der obigen Anzeigevorrichtung oder des obigen Blickfeldanzeigesystems vorgesehen sein, wobei die mehreren Projektionsschirme so angesteuert werden, dass zu einem Zeitpunkt nur einer der Projektionsschirme diffus geschaltet ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blickfeldanzeigesystem mit zwei Projektionsschirmen; und
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2 verschiedene Schaltzustände des Blickfeldanzeigesystems der 1;
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3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des Blickfeldanzeigesystems; und
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4a und 4b schematische Darstellungen der virtuellen Abbildungsebenen bei planparallelen Projektionsschirmen und bei zueinander geneigten Projektionsschirmen.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 ist ein Blickfeldanzeigesystem 1 dargestellt, um eine Abbildung über eine Reflexion in einem Reflexionsbereich 2 einer Anzeigescheibe 3, insbesondere einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, auf das Auge 4 eines Benutzers zu richten. Das Blickfeldanzeigesystem 1 umfasst eine bildgebende Projektionseinheit 11, die eine Lichtquelle und zum Beispiel eine LCD-Abbildungseinheit aufweisen können, so dass die Projektionseinheit 11 zur Projektion ein definiertes Projektionsbild mit einer Information und eine Bildfolge mit mehreren Bildern zeitlich nacheinander emittieren kann.
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Die Projektionseinheit 11 richtet das abzubildende Projektionsbild in Richtung einer Schirmanordnung 12, die mehrere Projektionsschirme 13a, 13b umfasst. Die Projektionsschirme 13a, 13b sind im Strahlengang des durch die Projektionseinheit 11 ausgesandten Projektionsbildes hintereinander mit einem Abstand angeordnet.
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Die Projektionsschirme 13a, 13b weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Projektionsschirm 13a und einen zweiten Projektionsschirm 13b auf, wobei auch mehr als zwei Projektionsschirme 13a, 13b vorgesehen werden können. Der erste Projektionsschirm 13a ist mit einem größeren Abstand von der Projektionseinheit 11 angeordnet als der zweite Projektionsschirm 13b. dadurch sind die Projektionsschirme 13a, 13b voneinander beabstandet.
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Die Projektionsschirme 13a, 13b sind als schaltbare Diffusoren ausgebildet, die in Abhängigkeit eines von einer Steuereinheit 14 jeweils bereitgestellten elektrischen Schirm-Steuersignals ihre optischen Eigenschaften zwischen transparent und diffus ändern können. Projektionsschirme in herkömmlichen Projektionsanzeigevorrichtungen sind in der Regel diffus und dienen dazu, eine Abbildung des Projektionsbildes zu erzeugen.
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Im diffusen Zustand des Projektionsschirms 13a, 13b wird die Bildinformation des Projektionsbildes gestreut und damit dient dieser als Abbildungsfläche für die optische Ausgabe an den Benutzer. Durch das Schalten in einen transparenten Zustand lassen die Projektionsschirme 13a, 13b das Licht der Projektionseinheit 11 passieren/transmittieren und verlieren dadurch ihre Funktion als Projektionsschirm, d.h. als bildgebende Einrichtung.
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Die schaltbaren Projektionsschirme 13a, 13b können beispielsweise basierend auf Technologien, wie PSCT-LC (Polymer-Stabilized Cholesteric Textures Liquid Crystal) oder PD-LC (Polymer-Dispersed Liquid Crystal) realisiert werden. Die schaltbaren Projektionsschirme 13a, 13b sind so ausgebildet, dass diese ganzflächig oder bereichsweise zwischen einem diffusen und einem transparenten Zustand geschaltet werden können.
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Zur Abbildung der auf der Abbildungsfläche des ersten bzw. zweiten Projektionsschirms 13a, 13b dargestellten Bildinformation ist ein optisches Abbildungssystem 15 mit Spiegeln 15a, 15b und ggfs. einer (nicht gezeigten) Abbildungsoptik vorgesehen, das zum einen das auf dem betreffenden Projektionsschirm 13a, 13b abgebildete Projektionsbild auf den Reflexionsbereich 2 der Anzeigescheibe 3 richtet und zum anderen durch Fokussierung eine entsprechende vom Auge 4 des Benutzers wahrnehmbare Abbildung erzeugt. Die Fokussierung des optischen Abbildungssystems 15 ist so eingestellt, dass die Bildinformation des Projektionsbildes vom Auge 4 des Benutzers in virtuellen Abbildungsebenen 5a, 5b wahrgenommen wird. Die virtuellen Abbildungsebenen 5a, 5b entsprechen Abbildungsebenen, die vom Auge 4 des Benutzers weiter entfernt sind als der Reflexionsbereich 2 der Anzeigescheibe 3. Der wahrgenommene Abstand der virtuellen Abbildungsebene 5a, 5b ergibt sich aus dem Abstand des ausgewählten Projektionsschirms 13a, 13b von der Projektionseinheit 11, d.h. dem diffus geschalteten Projektionsschirm 13a, 13b.
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Insbesondere führt ein Diffus-Schalten des ersten Projektionsschirms 13a und ein Transparentschalten des zweiten Projektionsschirms 13b zu einer Abbildung auf der ersten virtuellen Abbildungsebene 5a; gleichermaßen führt ein Diffus-Schalten des zweiten Projektionsschirms 13b und ein Transparentschalten des ersten Projektionsschirms 13a zu einer Abbildung der Bildinformation auf der zweiten Abbildungsebene 5b. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die erste Abbildungsebene 5a mit einem geringeren Abstand vom Auge 4 des Benutzers wahrgenommen als die zweite virtuelle Abbildungsebene 5b.
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Die Steuereinheit 14 ist mit den Projektionsschirmen 13, d.h. dem ersten Projektionsschirm 13a und dem zweiten Projektionsschirm 13b gekoppelt, um durch Anlegen eines geeigneten Steuersignals diese transparent oder diffus zu schalten. Weiterhin ist die Steuereinheit 14 mit der Projektionseinheit 11 verbunden, um das Projektionsbild mit der auszugebenden Bildinformation bereitzustellen.
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Ein Betrieb der Projektionsschirme 13a, 13b sowie der Projektionseinheit 11 mit Hilfe der Steuereinheit 14 ist in 2 schematisch dargestellt. Man erkennt die Ansteuerung der Bildschirme 13a, 13b im Wechsel mit einem entsprechenden ersten Steuersignal ST1 (für ein Diffus-Schalten des ersten Projektionsschirms 13a bei einem High-Pegel und einem Transparent-Schalten des ersten Projektionsschirms 13b bei einem Low-Pegel) und einem entsprechenden zweiten Steuersignal ST2 (für ein Diffus-Schalten des zweiten Projektionsschirms 13b bei einem High-Pegel und einem Transparent-Schalten des zweiten Projektionsschirms 13b bei einem Low-Pegel), so dass eine Bildinformation im Wechsel auf der ersten virtuellen Abbildungsebene 5a und der zweiten virtuellen Abbildungsebene 5b angezeigt werden kann.
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Gleichzeitig mit dem Wechsel der Schaltzustände zwischen den Projektionsschirmen 13a, 13b kann die Steuereinheit 14 die Projektionseinheit 11 anweisen, im Wechsel ein erstes Projektionsbild B1 zur Darstellung auf dem ersten Projektionsschirm 13a und ein zweites Projektionsbild B2 zur Darstellung auf dem zweiten Projektionsschirm 13b synchron zu dem entsprechenden Diffus- und Transparent-Schalten der Projektionsschirme 13a, 13b durch die entsprechenden Steuersignale ST1, ST2 auszugeben. Dadurch werden die Projektionsbilder B1, B2 auf verschiedenen virtuellen Abbildungsebenen 5a, 5b dargestellt.
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Erfolgt der Wechsel zwischen den Darstellungen der Bildinformation ausreichend schnell, so werden beide Bildinformationen des ersten und zweiten Projektionsbildes B1, B2 in beiden virtuellen Abbildungsebenen 5a, 5b gleichzeitig und überlagert wahrgenommen. Insbesondere kann dafür eine Wechselfrequenz von 20 Hz oder höher gewählt werden. Alternativ können die Wechsel zwischen der Ausgabe der ersten und zweiten Bildinformation auf einer Zeitskala stattfinden, so dass vom Benutzer beide Bildinformationen getrennt wahrgenommen werden. Daraus ergibt sich eine Anzeige, in der der Benutzer entweder die Bildinformation auf der ersten oder zweiten virtuellen Abbildungsebene 5a, 5b sieht.
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In 3 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Ansteuern der Projektionsschirme 13a, 13b und der Projektionseinheit 11 dargestellt. In Schritt S1 wird der erste Projektionsschirm 13a durch Anlegen eines High-Pegels des ersten Steuersignals ST1 diffus geschaltet und in Schritt S2 der zweite Projektionsschirm 13b durch Anlegen eines Low-Pegels des zweiten Steuersignals ST2 transparent geschaltet.
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In Schritt S3 wird nun eine Bildinformation für die Ausgabe des ersten Projektionsbildes B1 zur Darstellung auf der ersten virtuellen Abbildungsebene 5a ausgegeben.
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In Schritt S4 wird geprüft, ob nun eine Abbildung auf der zweiten virtuellen Abbildungsebene 5b dargestellt werden soll. Ist dies nicht der Fall (Alternative: Nein), so wird zu Schritt S3 zurückgesprungen und dort die entsprechend darzustellende Bildinformation für das erste Projektionsbild B1 ausgegeben. Da sich das erste Projektionsbild B1 zeitlich ändern kann (Bewegt-Bild), wird dadurch eine kontinuierliche Darstellung des ersten Projektionsbildes ermöglicht. Anderenfalls (Alternative: Ja) wird das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt.
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In Schritt S5 wird nun der zweite Projektionsschirm 13b durch Anlegen eines High-Pegels des zweiten Steuersignals ST2 diffus geschaltet und in Schritt S6 der erste Projektionsschirm 13b durch Anlegen eines Low-Pegels des ersten Steuersignals ST1 transparent geschaltet.
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In Schritt S7 wird nun eine Bildinformation für die Ausgabe des zweiten Projektionsbildes B2 zur Darstellung auf der zweiten virtuellen Abbildungsebene 5b ausgegeben. Der erste Projektionsschirm 13b wird transparent geschaltet, um die Abbildung der auf dem zweiten Projektionsschirm 13b dargestellten zweiten Bildinformation über das optische Abbildungssystem 15 in der zweiten virtuellen Abbildungsebene 5b zu ermöglichen.
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In Schritt S8 wird überprüft, ob ein Wechsel der Anzeige der Bildinformation auf die erste virtuelle Abbildungsebene 5a gewünscht ist. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S1 fortgesetzt. Anderenfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S7 zurückgesprungen.
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In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Projektionsschirme 13a, 13b im Wesentlichen senkrecht zum Strahlengang der von der Projektionseinheit 11 ausgegebenen Bildinformation angeordnet, insbesondere so, dass die Bildflächen der Projektionsschirme 13a, 13b parallel zueinander und etwa senkrecht zur Richtung des Strahlengangs der Projektionsbilder (zwischen ca. 70° bis 110° zur Richtung des Strahlengangs) liegen. Jedoch kann auch wie in 4a dargestellt eine leichte Verkippung der flächenparallelen Projektionsschirme 13a, 13b im Strahlengang der Projektionseinheit 11 gegenüber der Richtung des Strahlengangs vorgesehen sein, um die Off-Axis-Abbildungseigenschaften des Blickfeldanzeigesystems 1 zu berücksichtigen. Dadurch werden die virtuellen Abbildungsebenen 5a, 5b senkrecht zur Waagerechten dargestellt.
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In einer in 4b dargestellten alternativen Ausführungsform kann jedoch einer oder mehrere der Projektionsschirme 13a, 13b zum Strahlengang gekippt sein, so dass auch die resultierende Abbildung auf der entsprechenden virtuellen Abbildungsebene 5a, 5b eine entsprechende Kippung aufweist. In 4b ist dargestellt, dass der zweite Projektionsschirm 13b gegenüber dem Strahlengang einen anderen Kippwinkel aufweist als der erste Projektionsschirm 13a und entsprechend die zweite virtuelle Abbildungsebene 5b verkippt dargestellt wird. Erfolgt die Verkippung so, dass die in der virtuellen Abbildungsebene 5a, 5b dargestellte Abbildung in vertikaler Richtung kippt, so ist es möglich, eine senkrechte und eine im virtuellen Raum quasi auf der Fahrbahn liegende Bildebene darzustellen. Insbesondere auf der verkippten zweiten virtuellen Abbildungsebene 5b können Bildinformationen abhängig vom Anzeigeort auf dem zweiten Projektionsschirm 13b in unterschiedlicher Entfernung zum Benutzer dargestellt werden. Auf diese Weise kann eine Annäherung oder ein Entfernen eines darzustellenden virtuellen Objekts durch entsprechende Bewegung der Bildinformation entlang der Richtung der Verkippung dargestellt werden.
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Um eine scharfe Abbildung der ersten und zweiten Bildinformationen auf den verschiedenen virtuellen Abbildungsebenen 5a, 5b zu erreichen, sollte eine Optik der Projektionseinheit 11 so ausgelegt sein, dass die Tiefenschärfe größer ist als der Abstand zwischen den Projektionsschirmen 13a, 13b bzw. des Abstands zwischen dem der Projektionseinheit 11 nächsten und entferntesten Projektionsschirms, um auf die auf den Projektionsschirmen 13a, 13b abgebildete Bildinformationen über das optische Abbildungssystem 15 scharf darstellen zu können.
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Alternativ kann die Projektionseinheit 11 eine Laserprojektionseinheit umfassen, die eine sehr hohe Tiefenschärfe hat, so dass die Beabstandung der Projektionsschirme 13a, 13b keine Auswirkungen auf die Abbildungsschärfe in den virtuellen Abbildungsebenen hat.
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Kann nur eine Projektionseinheit 11 eingesetzt werden, deren Tiefenschärfe geringer ist als der Abstand der Projektionsschirme 13a, 13b, so kann eine schaltbare Fokussierung in der Projektionseinheit 11 vorgesehen werden, die von der Steuereinheit 14 angesteuert wird und die mit der Ausgabe der ersten und zweiten Bildinformation auf den ersten bzw. zweiten Projektionsschirmen 13a, 13b synchronisiert ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die Projektionseinheit 11 immer auf den aktiven, d.h. diffus geschalteten Projektionsschirm 13a, 13b fokussiert ist. Eine solche Umfokussierung der Projektionseinheit 11 kann beispielsweise durch eine elektromechanische Verstellung eines Projektionsobjektives oder auch eine elektrisch schaltbare Linse erfolgen.
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Wird in der Projektionseinheit 11 eine Laserprojektionseinheit verwendet, wird mit Hilfe eines Laserstrahls der betreffende Projektionsschirm 13a, 13b in einer Scan- bzw. Abtastbewegung bewegt. Die einzelnen Bildpunkte werden durch zeitlich synchronisiertes Ein- und Ausschalten des Laserstrahls erzeugt. Dabei kann das anzuzeigende Bild in mehrere Bereiche aufgeteilt werden. Es können ein erster Bildbereich auf dem ersten Projektionsschirm 13a und ein zweiter Bildbereich B2 auf dem zweiten Projektionsschirm 13b angezeigt werden, wenn ein Umschalten in den diffusen Zustand zwischen dem ersten und dem zweiten Projektionsschirm 13a, 13b angesteuert wird, wenn das Beschreiben d.h. das Abtasten zum Schreiben mit dem Laserstrahl einer Bildinformation zwischen dem ersten und dem zweiten Bildbereich wechselt.
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Wenn der Laserstrahl der Projektionseinheit 11 den ersten Bildbereich beschreibt, wird die Abbildung auf dem ersten Projektionsschirm 13a (durch Diffus-Schalten) vorgenommen und der zweite Projektionsschirm 13b transparent geschaltet. Beschreibt die Projektionseinheit 11 mit ihrem Laserstrahl den zweiten Bildbereich, wird die Konfiguration der Projektionsschirme 13a, 13b angepasst, so dass der erste Projektionsschirm 13a transparent und der zweite Projektionsschirm 13b diffus geschaltet ist. Durch diese Darstellungsart kann ein Pixel bzw. ein Bildbereich der Bildinformation entweder auf dem ersten oder zweiten Projektionsschirm 13a, 13b bzw. in der ersten bzw. zweiten virtuellen Abbildungsebene 5a, 5b dargestellt werden.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Projektionseinheit 11 durch eine oder mehrere weitere Projektionseinheiten ergänzt werden, die über halbdurchlässige Spiegel so angeordnet werden, dass sich deren Strahlengänge überlagern und auf die Projektionsschirme 13a, 13b gerichtet sind.
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Insbesondere kann die Projektionseinheit als DMD-Projektionseinheit ausgebildet sein, da diese eine ausreichend hohe Bildwiederholrate aufweist, um bei einer Aufteilung auf zwei Projektionsschirme 13a, 13b eine flackerfreie Darstellung zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blickfeldanzeigesystem
- 2
- Reflexionsbereich
- 3
- Anzeigescheibe
- 4
- Auge
- 5a, 5b
- virtuelle Abbildungsebenen
- 11
- Projektionseinheit
- 12
- Schirmanordnung
- 13a, 13b
- Projektionsschirme
- 14
- Steuereinheit
- 15
- optisches Abbildungssystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009046935 [0004]
- DE 102012210445 A1 [0005]
- JP 2003/237412 [0005]
- US 6359737 [0005]
