WO2023072484A1 - Reducing installation space in a head-up display by means of a transmitting concave mirror - Google Patents

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WO2023072484A1
WO2023072484A1 PCT/EP2022/076247 EP2022076247W WO2023072484A1 WO 2023072484 A1 WO2023072484 A1 WO 2023072484A1 EP 2022076247 W EP2022076247 W EP 2022076247W WO 2023072484 A1 WO2023072484 A1 WO 2023072484A1
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Michael Arthur Janzer
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    • G02B2027/015Head-up displays characterised by mechanical features involving arrangement aiming to get less bulky devices

Definitions

  • the concavely curved front side of the concave mirror 8, which faces the folding mirror 7, is also designed here in such a way that the light beam L leaves the projection unit 5 in a suitable shape and direction by reflection thereon, and then reflects from the front pane 3 to the eyebox E to become.

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Abstract

The invention relates to a compact projection unit for a visual-field display device for use in a vehicle, comprising: - an imaging unit designed to generate a light beam having a desired display content; - a fold mirror arranged in the beam path of the generated light beam; and - a concave mirror which is designed and arranged in the beam path of the light beam reflected by the fold mirror in such a way that the light beam leaves the projection unit in a predetermined shape and direction in order subsequently to be reflected by a reflective pane, which is partially transparent and is arranged in the visual field of a user, to the eyebox of the user and to thus present to the user the display content in the form of a virtual image behind the reflective pane; - wherein the concave mirror is arranged in the beam path between the imaging unit and the fold mirror and at least partially transmits the light beam which emerges from the imaging unit and is incident on the rear face of the concave mirror.

Description

Beschreibung Description
Bauraumreduktion im Head-up-Display durch transmittierenden Konkavspiegel Reduction in installation space in the head-up display thanks to a transmitting concave mirror
Die Erfindung betrifft Blickfeldanzeigevorrichtungen für ein Kraftfahrzeug oder ein anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, die auch unter der Bezeichnung Head-up-Display (HUD) bekannt sind. Derartige Vorrichtungen sind ausgebildet zur Erzeugung eines ins Blickfeld eines Benutzers eingeblendeten virtuellen Bilds über Reflexion an einer teiltransparenten Reflexionsscheibe, wie beispielsweise einer Front-, Heck- oder Seitenscheibe des Fahrzeugs, oder an einer eigens hierzu vorgesehenen Combinerscheibe, die im Blickfeld des Benutzers angeordnet ist. Die Erfindung richtet sich insbesondere auf eine Projektionseinheit, die zum Ausgeben eines geeigneten Lichtstrahlenbündels mit gewünschtem Anzeigeinhalt ausgebildet ist, sowie ein damit ausgestattetes Fahrzeug. The invention relates to head-up display devices for a motor vehicle or other land, air or water vehicle, which are also known under the name head-up display (HUD). Devices of this type are designed to generate a virtual image that is displayed in the user's field of vision via reflection on a partially transparent reflective pane, such as a front, rear or side window of the vehicle, or on a combiner pane specially provided for this purpose, which is arranged in the user's field of vision. The invention relates in particular to a projection unit which is designed to emit a suitable light beam with the desired display content, and a vehicle equipped therewith.
Mit einem Head-up-Display werden in einem Kraftfahrzeug beispielsweise Geschwindigkeitsangaben und andere nützliche Navigations- und Fahrzeugbedienungshinweise oder auch Entertainment-Inhalte in Form eines virtuellen Bilds dem vom Fahrer oder einem anderen Insassen beobachteten realen Umgebungsbild vor dem Fahrzeug überlagert. Wie in Fig. 1 schematisch skizziert, umfasst hierzu eine Blickfeldanzeigevorrichtung (HUD) 200 in klassischer Spiegel-Bauweise eine unterhalb einer Oberseite der Instrumententafel 4 eines Fahrzeugs 1 untergebrachte Projektionseinheit 500. Diese enthält eine bildgebende Einheit 600, beispielsweise ein Display, zur Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels L mit dem gewünschten Anzeigeinhalt. Ferner umfasst die Projektionseinheit 500 eine Abbildungs- und Projektionsoptik, um das Lichtstrahlenbündel L in geeigneter Form und Richtung auf die Frontscheibe 3 des Fahrzeugs 1 zu werfen, damit das virtuelle Bild (nicht dargestellt) in einer gewünschten Größe, Entfernung und Qualität aus einem für die Benutzeraugen bestimmten Raumbereich, der Eyebox E, im Fahrzeug 1 gesehen werden kann. With a head-up display, for example, speed information and other useful navigation and vehicle operating instructions or entertainment content in the form of a virtual image are superimposed on the real environmental image in front of the vehicle observed by the driver or another occupant in a motor vehicle. As schematically sketched in Fig. 1, a head-up display device (HUD) 200 in a classic mirror design includes a projection unit 500 accommodated below an upper side of the instrument panel 4 of a vehicle 1. This contains an imaging unit 600, for example a display, for generating a light beam L with the desired display content. Furthermore, the projection unit 500 includes imaging and projection optics to the light beam L in a suitable form and To throw the direction of the windscreen 3 of the vehicle 1, so that the virtual image (not shown) can be seen in a desired size, distance and quality from a specific area for the user's eyes, the eyebox E, in the vehicle 1.
Dabei ist der Bauraum für ein Head-Up-Display 200 und dessen Projektionseinheit 500 an Bord eines Fahrzeugs 1 sehr kostbar. Deshalb wird bei den bekannten HUD-Konstruktionen versucht, durch geschickte Faltung des optischen Strahlengangs ein möglichst kompaktes System zu erzeugen. Hierzu umfasst die Abbildungs- und Projektionsoptik im Strahlengang des Lichtstrahlenbündels L typischerweise einen Faltspiegel 700 zu einer raumsparenden Faltung des Strahlengangs und weiterhin einen Konkavspiegel 800, der beispielsweise einer Bildvergrößerung und/oder Kompensation einer Frontscheibenkrümmung dient. Wie in Fig. 1 gezeigt, muss allerdings jegliche Faltung des Strahlengangs immer dem Konkavspiegel 800 ausweichen, um keinen Bildbeschnitt zu erhalten. Damit erreicht man jedoch nie das kleinstmögliche Bauraumvolumen. The installation space for a head-up display 200 and its projection unit 500 on board a vehicle 1 is very expensive. Therefore, in the known HUD constructions, an attempt is made to create a system that is as compact as possible by skillful folding of the optical beam path. For this purpose, the imaging and projection optics in the beam path of the light beam L typically includes a folding mirror 700 for a space-saving folding of the beam path and also a concave mirror 800, which is used, for example, to enlarge an image and/or to compensate for a curvature of the windshield. However, as shown in FIG. 1, any folding of the beam path must always avoid the concave mirror 800 in order to avoid cropping the image. However, this never achieves the smallest possible installation volume.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative oder im Hinblick auf den Bauraum, die Bildqualität und/oder andere Gesichtspunkte verbesserte Projektionseinheit für eine Blickfeldanzeigevorrichtung anzugeben, die sich insbesondere zum Einsatz in einem Fahrzeug eignet. It is the object of the present invention to specify an alternative projection unit or one that is improved in terms of installation space, image quality and/or other aspects for a head-up display device, which is particularly suitable for use in a vehicle.
Diese Aufgabe wird durch eine kompakte Projektionseinheit gemäß Anspruch 1 sowie durch eine diese enthaltende Blickfeldanzeigevorrichtung und ein damit ausgestattetes Fahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der nachfolgen Beschreibung für die Projektionseinheit genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf die Blickfeldanzeigevorrichtung und das Fahrzeug, wie auch umgekehrt. This object is achieved by a compact projection unit according to claim 1 and by a head-up display device containing it and a vehicle equipped therewith according to the independent claims. Further developments are specified in the dependent claims. All further features and effects mentioned in the claims and the following description for the projection unit also apply in relation to the visual field display device and the vehicle, and vice versa.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine kompakte, d. h. im Hinblick auf den Bauraum optimierte Projektionseinheit für eine Blickfeldanzeigevorrichtung vorgesehen, die insbesondere in einem Fahrzeug zum Einsatz kommen kann. Die Blickfeldanzeigevorrichtung kann beispielsweise als ein Head-up-Display (HUD) ausgebildet sein. Beim Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, aber auch um ein beliebiges anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug handeln. According to a first aspect, there is a compact projection unit, ie one that is optimized in terms of installation space, for a visual field display device provided, which can be used in particular in a vehicle. The head-up display device can be embodied as a head-up display (HUD), for example. The vehicle can be a motor vehicle, but also any other land, air or water vehicle.
Die Projektionseinheit besitzt zunächst eine zur Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels mit gewünschtem Anzeigeinhalt ausgebildete bildgebende Einheit (Picture Generating Unit, PGU), die beispielsweise als ein Flüssigkristallbildschirm (LCD, liquid crystal display) oder ein andersartiges Display oder vieles mehr ausgebildet sein kann. The projection unit first has an imaging unit (Picture Generating Unit, PGU) designed to generate a light beam with the desired display content, which can be designed, for example, as a liquid crystal screen (LCD, liquid crystal display) or a different type of display or much more.
Im Strahlengang des von der bildgebenden Einheit erzeugten Lichtstrahlenbündels ist zu seiner Faltung ein Faltspiegel angeordnet, der im einfachsten Fall als ein Planspiegel ausgeführt sein kann. Der Faltspiegel kann aber auch gekrümmt, d. h. im Allgemeinen ein Freiformspiegel mit einer konvexen oder konkaven Spiegelfläche sein, um zusätzliche Bildkorrektur- und/oder Strahlformungsfunktionen zu erfüllen. In the beam path of the light beam generated by the imaging unit, a folding mirror is arranged for its folding, which in the simplest case can be designed as a plane mirror. However, the folding mirror can also be curved, i. H. generally a free-form mirror with a convex or concave mirror surface to perform additional image correction and/or beam shaping functions.
Im Strahlengang des vom Faltspiegel reflektierten Lichtstrahlenbündels umfasst die Projektionseinheit weiterhin einen derart angeordneten und ausgebildeten Konkavspiegel, dass das Lichtstrahlenbündel die Projektionseinheit danach in einer vorbestimmten Form und Richtung verlässt, um anschließend von einer im Blickfeld eines Benutzers angeordneten zumindest teilweise transparenten Reflexionsscheibe zu seiner Eyebox reflektiert zu werden und dem Benutzer dadurch den Anzeigeinhalt in Form eines virtuellen Bilds hinter der Reflexionsscheibe darzustellen. Die Reflexionsscheibe kann beispielsweise durch einen Abschnitt einer Frontscheibe des Fahrzeugs oder durch eine extra davor angeordnete Combinerscheibe gebildet sein. Sie ist also Bestandteil der weiter unten angegebenen Blickfeldanzeigevorrichtung, jedoch nicht zwingend auch Bestandteil der Projektionseinheit, die beispielsweise bei der Nutzung der Fahrzeugfrontscheibe als Reflexionsscheibe auch ohne diese hergestellt und vertrieben werden kann. Im Fall einer extra vorgesehenen Combinerscheibe kann diese jedoch in bekannter Weise auch in der Projektionseinheit integriert sein. Als Eyebox der Blickfeldanzeigevorrichtung wird wie üblich ein zwei- oder dreidimensionaler Raumbereich verstanden, aus dem das virtuelle Bild uneingeschränkt sichtbar ist. In the beam path of the light beam reflected by the folding mirror, the projection unit also includes a concave mirror that is arranged and designed in such a way that the light beam then leaves the projection unit in a predetermined shape and direction, in order to then be reflected by an at least partially transparent reflection pane arranged in the user's field of vision to his eyebox and thereby present the display content to the user in the form of a virtual image behind the reflection screen. The reflecting pane can be formed, for example, by a section of a front pane of the vehicle or by a combiner pane arranged in front of it. It is therefore a component of the field of view display device specified below, but not necessarily also a component of the projection unit, which can also be manufactured and sold without this, for example when the vehicle windscreen is used as a reflection screen. In the case of an extra combiner disc However, this can also be integrated in the projection unit in a known manner. As usual, the eyebox of the visual field display device is understood to be a two-dimensional or three-dimensional spatial area from which the virtual image can be seen without restriction.
Dabei ist der Konkavspiegel im Strahlengang zwischen der bildgebenden Einheit und dem Faltspiegel angeordnet und für das von der bildgebenden Einheit ausgehende Lichtstrahlenbündel, das auf seine Rückseite trifft, zumindest teilweise transmittierend ausgebildet. Mit anderen Worten passiert das Lichtstrahlenbündel auf seinem Weg von der bildgebenden Einheit zu dem Faltspiegel den Konkavspiegel durch dessen Rückseite hindurch. The concave mirror is arranged in the beam path between the imaging unit and the folding mirror and is designed to be at least partially transmissive for the light beam bundle emanating from the imaging unit and impinging on its rear side. In other words, on its way from the imaging unit to the folding mirror, the bundle of light rays passes through the rear side of the concave mirror.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, den Konkavspiegel für das rückseitig einfallende Licht, das von der bildgebenden Einheit ausgeht, transmittierend zu gestalten. Dadurch ist es ermöglicht, die bildgebende Einheit hinter den Konkavspiegel zu positionieren und auf diese Weise den verfügbaren Bauraum für einen gefalteten Strahlengang optimal, nämlich doppelt, auszunutzen, ohne das Lichtstrahlenbündel im Querschnitt zu beschneiden. One idea of the present invention is therefore to design the concave mirror to be transmissive for the light incident on the rear, which emanates from the imaging unit. This makes it possible to position the imaging unit behind the concave mirror and in this way to optimally utilize the available installation space for a folded beam path, namely twice, without cutting the cross section of the light beam bundle.
Dieser Aufbau der Projektionseinheit ermöglicht eine deutliche Bauraumreduktion gegenüber dem herkömmlichen Spiegel-HUD der Fig. 1 durch eine kompaktere Bauweise der Projektionseinheit, die eine Volumenreduktion von ca. 25-35% erlaubt. Der Konkavspiegel dient dabei zudem (insbesondere durch seine jeweilige Beschichtung gemäß den nachfolgend angegebenen Ausführungsformen) gleichzeitig als eine Wärmeschutzmaßnahme für die bildgebende Einheit (beispielsweise Display), da dadurch in jeweiliger Ausführungsform 50% des einfallenden Sonnenlichts nicht auf das Display gelangen können. Die Integration von HUDs mit größeren Bildern wird damit insgesamt erheblich vereinfacht. This design of the projection unit enables a significant reduction in installation space compared to the conventional mirror HUD of FIG. 1 through a more compact design of the projection unit, which allows a volume reduction of approximately 25-35%. The concave mirror also serves (in particular due to its respective coating according to the embodiments specified below) at the same time as a heat protection measure for the imaging unit (e.g. display), since in the respective embodiment 50% of the incident sunlight cannot reach the display. The integration of HUDs with larger images is thus considerably simplified overall.
Es gibt unzählige Möglichkeiten, dieses optische System durch eine spezifische Wahl der Reflexionseigenschaften am Konkavspiegel und/oder am Faltspiegel, beispielsweise mittels geeigneter optischer Beschichtungen, besonders einfach und/oder besonders effizient zu gestalten. Nachfolgend werden rein beispielhaft zwei verschiedene Varianten dafür angegeben, von denen die erstere besonders einfach in der Realisierung und die zweite besonders effizient im Hinblick auf die Leistungsaufnahme der Blickfeldanzeigevorrichtung ist: There are innumerable ways of making this optical system particularly simple through a specific selection of the reflection properties on the concave mirror and/or on the folding mirror, for example by means of suitable optical coatings and/or to make it particularly efficient. Two different variants are given below, purely by way of example, of which the first is particularly simple to implement and the second is particularly efficient with regard to the power consumption of the visual field display device:
Gemäß einer ersten Ausführungsform weist der Konkavspiegel auf seiner konkav gekrümmten Vorderseite eine 50%R-Beschichtung auf, derart dass er rückseitig etwa 50% des von der bildgebenden Einheit einfallenden Lichts transmittiert und vorderseitig etwa 50% des vom Faltspiegel reflektierten Lichts reflektiert. Damit ergibt sich nach Durchlaufen des optischen Systems eine Gesamteffizienz von etwa 0,5*0,5=0,25, was 25% entspricht. According to a first embodiment, the concave mirror has a 50%R coating on its concavely curved front side, such that it transmits about 50% of the light incident from the imaging unit on the back and reflects about 50% of the light reflected by the folding mirror on the front. After passing through the optical system, this results in an overall efficiency of about 0.5*0.5=0.25, which corresponds to 25%.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist die bildgebende Einheit zur Erzeugung linear p-polarisierten (oder s-polarisierten) Lichts ausgebildet, während der Konkavspiegel auf seiner konkav gekrümmten Vorderseite mit einer Beschichtung versehen ist, die einen etwa 100%-Reflexionskoeffizienten für s-polarisiertes (oder p-polarisiertes) Licht, d. h. eine 100%Rs-Beschichtung (oder 100%Rp-Beschichtung) besitzt. Damit lässt sich erzielen, dass der Konkavspiegel rückseitig das von der bildgebenden Einheit einfallende Licht nahezu verlustfrei transmittiert. According to a second embodiment, the imaging unit is designed to generate linearly p-polarized (or s-polarized) light, while the concave mirror is provided with a coating on its concavely curved front side that has an approximately 100% reflection coefficient for s-polarized (or p-polarized) light, i. H. has a 100%Rs coating (or 100%Rp coating). It can thus be achieved that the concave mirror transmits the light incident from the imaging unit on the back with almost no loss.
Bei dieser Variante muss der Faltspiegel jedoch ebenfalls eine optisch aktive Beschichtung erhalten, damit das Licht am Konkavspiegel auch möglichst effektiv reflektiert wird. Die Beschichtung des Faltspiegels ist demnach eine A/4- Schicht, die insbesondere sowohl im Winkel- als auch im Wellenlängenspektrum möglichst breitbandig gestaltet sein kann. Das Licht wird also beim Durchlaufen dieser Beschichtung um 2*0,25A=0,5A verzögert, d. h. linear polarisiertes Licht wird von p auf s (oder s auf p) gedreht. Damit ist nun die lineare Polarisation des Lichts so eingestellt, dass die oben genannte vorderseitige Beschichtung auf dem Konkavspiegel diese möglichst effizient reflektiert. Somit kann sich bei dieser Ausführungsform eine Gesamteffizienz des optischen Systems von über 80% erreichen. Diese Effizienz lässt sich durch eine Antireflexbeschichtung auf der (beispielsweise konvexen) Rückseite des Konkavspiegels noch weiter steigern. In this variant, however, the folding mirror must also have an optically active coating so that the light is reflected as effectively as possible on the concave mirror. The coating of the folding mirror is accordingly a λ/4 layer, which can be designed to be as broad-band as possible, in particular both in the angle spectrum and in the wavelength spectrum. The light is thus delayed by 2*0.25A=0.5A when passing through this coating, ie linearly polarized light is rotated from p to s (or s to p). The linear polarization of the light is now set in such a way that the above-mentioned front-side coating on the concave mirror reflects it as efficiently as possible. Thus, with this embodiment, an overall efficiency of the optical system of over 80% can be achieved. This efficiency can be can be increased even further by an anti-reflection coating on the (e.g. convex) rear side of the concave mirror.
Da der Einfallswinkel des auf die Frontscheibe von Kraftfahrzeugen projizierten Lichts bei gängigen HUD-Konfigurationen nahe des Brewster-Winkels liegt, wird an der Grenzfläche von Luft zur Frontscheibe aus Glas oder Kunststoff überwiegend s-polarisiertes Licht reflektiert (d. h. linear polarisiertes Licht, dessen Polarisationsrichtung senkrecht zur typischerweise vertikalen Einfallsebene der Frontscheibe liegt, also parallel zur Frontscheibe und in der Regel horizontal ist). Aus diesem Grund werden die Projektionseinheiten vieler bekannter Blickfeldanzeigevorrichtungen auch zur bevorzugten Abstrahlung s- polarisierten Lichts konstruiert. Since the angle of incidence of the light projected onto the windscreen of motor vehicles is close to Brewster's angle in common HUD configurations, predominantly s-polarized light is reflected at the interface between air and the windscreen made of glass or plastic (i.e. linearly polarized light whose polarization direction is vertical to the typically vertical plane of incidence of the windscreen, i.e. parallel to the windscreen and usually horizontal). For this reason, the projection units of many known head-up display devices are also designed to preferably emit s-polarized light.
Für eine möglichst hohe Reflexionseffizienz am Faltspiegel ist die A/4-Schicht idealerweise in einem der bildgebenden Einheit entsprechenden Spektralbereich, beispielsweise bei einer breitbandigen Lichtquelle in einem breiten Wellenlängenbereich von etwa 380-780 nm, möglichst breitbandig gestaltet. Das Gleiche gilt entsprechend für den relevanten Einfallswinkelbereich des Lichtstrahlenbündels am Faltspiegel. For the highest possible reflection efficiency on the folding mirror, the λ/4 layer is ideally designed to be as broadband as possible in a spectral range corresponding to the imaging unit, for example with a broadband light source in a broad wavelength range of about 380-780 nm. The same applies accordingly to the relevant angle of incidence range of the light beam on the folding mirror.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Blickfeldanzeigevorrichtung zum Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen. Die Blickfeldanzeigevorrichtung umfasst neben der Projektionseinheit der hierin dargelegten Art auch eine im Strahlengang des von der Projektionseinheit ausgegebenen Lichtstrahlenbündels angeordnete, zumindest teilweise transparente Reflexionsscheibe, die insbesondere als Teilflächenabschnitt einer Frontscheibe des Fahrzeugs oder eine extra davor vorgesehene Combinerscheibe ausgebildet sein kann. Dabei ist die Reflexionsscheibe derart im Blickfeld eines Benutzers angeordnet und ausgebildet, dass sie das Lichtstrahlenbündel zu einer für den Benutzer vorbestimmten Eyebox reflektiert, wodurch ihm der Anzeigeinhalt in Form eines virtuellen Bilds hinter der Reflexionsscheibe darstellbar ist und im Betrieb der Blickfeldanzeigevorrichtung auch dargestellt wird. Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder ein beliebiges anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug vorgesehen. Die hierin verwendeten räumlichen Orientierungsbegriffe wie „oberhalb“, „unterhalb“, „vor“, „seitlich“, „horizontal“, „vertikal“ etc. beziehen sich dabei auf das übliche fahrzeugfeste kartesische Koordinatensystem mit zueinander senkrechten Längs-, Quer- und Höhenachsen des Fahrzeugs. According to another aspect, there is provided a head-up display device for use in a vehicle. In addition to the projection unit of the type presented here, the visual field display device also includes an at least partially transparent reflection pane which is arranged in the beam path of the light beam emitted by the projection unit and which can be designed in particular as a partial surface section of a front pane of the vehicle or as a combiner pane provided separately in front of it. The reflective disk is arranged and designed in a user's field of vision in such a way that it reflects the light beam to an eyebox predetermined for the user, as a result of which the display content can be displayed in the form of a virtual image behind the reflective disk and is also displayed during operation of the visual field display device. According to a further aspect, a vehicle, in particular a motor vehicle or any other land, air or water vehicle is provided. The spatial orientation terms used herein such as "above", "below", "in front of", "sideways", "horizontal", "vertical" etc. refer to the usual Cartesian coordinate system fixed to the vehicle with longitudinal, transverse and vertical axes perpendicular to one another of the vehicle.
Das Fahrzeug ist mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art ausgestattet, deren Projektionseinheit beispielsweise direkt unterhalb einer Oberseite einer Instrumententafel des Fahrzeugs verbaut sein kann, derart dass das Lichtstrahlenbündel von der Projektionseinheit auf eine über der Instrumententafel angeordnete Frontscheibe oder eine im Blickfeld des Fahrers oder eines anderen Insassen positionierte Combinerscheibe geworfen wird. The vehicle is equipped with a head-up display device of the type set out here, the projection unit of which can be installed, for example, directly below an upper side of an instrument panel of the vehicle, such that the light beam from the projection unit onto a windscreen arranged above the instrument panel or in the field of vision of the driver or someone else occupants positioned combiner disc is thrown.
Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand von in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind als rein schematische Illustrationen des grundsätzlichen optischen Aufbauprinzips, d. h. nicht als maßstabsgetreu, zu verstehen. Es zeigen, jeweils in einem vertikalen Längsschnitt: The above aspects of the invention and its embodiments and specific configurations are explained in more detail below with reference to examples shown in the attached drawings. The drawings are intended as purely schematic illustrations of the basic optical construction principle, i. H. not to be understood as true to scale. They show, each in a vertical longitudinal section:
Figur 1 ein herkömmliches Spiegel-HUD in einem Kraftfahrzeug mit einem mittels eines Faltspiegels und eines Konkavspiegels gefalteten Strahlengang nach Stand der Technik; FIG. 1 shows a conventional mirror HUD in a motor vehicle with a beam path folded by means of a folding mirror and a concave mirror according to the prior art;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art in einem Kraftfahrzeug mit einem teiltransparenten Konkavspiegel im Strahlengang zwischen der bildgebenden Einheit und dem Faltspiegel; FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a visual field display device of the type presented here in a motor vehicle with a partially transparent concave mirror in the beam path between the imaging unit and the folding mirror;
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel der Blickfeldanzeigevorrichtung der Fig. 2 mit einer 50%R-Beschichtung auf der konkav gekrümmten Vorderseite des Konkavspiegels; und Figur 4 ein zu Fig. 3 alternatives Ausführungsbeispiel der Blickfeldanzeigevorrichtung der Fig. 2 mit einer 100%Rs- Beschichtung auf der konkav gekrümmten Vorderseite des Konkavspiegels. Figure 3 shows an embodiment of the head-up display of Figure 2 having a 50%R coating on the concave curved face of the concave mirror; and Figure 4 shows an alternative embodiment to Figure 3 of the head-up display of Figure 2 having a 100% Rs coating on the concave curved face of the concave mirror.
Während Fig. 1 , die eingangs ausführlich beschrieben wurde, zum Vergleich eine herkömmliche Blickfeldanzeigevorrichtung 200 in Form eines sogenannten Spiegel-HUDs in einem Fahrzeug 1 (in diesem Beispiel einem Kraftfahrzeug) zeigt, ist in Fig. 2 in einer zu Fig. 1 analogen stark vereinfachten schematischen Längsschnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung 2 der hierin dargelegten Art dargestellt. While FIG. 1 , which was described in detail at the outset, shows a conventional head-up display device 200 in the form of a so-called mirror HUD in a vehicle 1 (in this example a motor vehicle) for comparison, FIG. 2 is analogous to FIG. 1 simplified schematic longitudinal sectional view of an embodiment of a motor vehicle with a field of view display device 2 of the type presented herein.
Das Kraftfahrzeug ist in Fig. 2 nur durch seine Frontscheibe 3 angedeutet. Darunter ist in einer nicht näher dargestellten Instrumententafel 4 eine Projektionseinheit 5 der Blickfeldanzeigevorrichtung 2 angeordnet. Es handelt sich rein beispielhaft um ein Head-up-Display (HUD). Die Frontscheibe 3 dient in diesem Beispiel als eine teiltransparente Reflexionsscheibe der Blickfeldanzeigevorrichtung 2, damit ein virtuelles Bild (nicht dargestellt) für einen Fahrer oder anderen Insassen fahrzeugaußenseitig vor der Frontscheibe 3 dargestellt wird. The motor vehicle is only indicated by its windscreen 3 in FIG. A projection unit 5 of the visual field display device 2 is arranged underneath in an instrument panel 4 that is not shown in detail. It is purely an example of a head-up display (HUD). In this example, the front pane 3 serves as a partially transparent reflection pane of the head-up display device 2 so that a virtual image (not shown) is displayed for a driver or other occupants on the vehicle outside in front of the front pane 3 .
Die Projektionseinheit 5 enthält eine zur Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels L (verkürzt einfach „Licht“ genannt) mit gewünschtem Anzeigeinhalt ausgebildete bildgebende Einheit 6 (auch Picture Generating Unit, PGU genannt, in diesem Beispiel ein LCD). Das von der bildgebenden Einheit 6 ausgehende Lichtstrahlenbündel L, das den Anzeigeinhalt zu einer im Kraftfahrzeug an einer vorbestimmten Position gegenüber der Frontscheibe 3 liegenden Eyebox E eines Benutzers (hier Fahrer, nicht dargestellt) transportiert, ist vereinfacht durch seinen Mittenstrahl angedeutet, der etwa aus einer Mitte der bildgebende Einheit 6 in eine Mitte der Eyebox E führt. Ähnlich zu Fig. 1 ist auch in Fig. 2 im Strahlengang des erzeugten Lichtstrahlenbündels L ein Faltspiegel 7 und diesem gegenüber ein Konkavspiegel 8 angeordnet. Die konkav gekrümmte Vorderseite des Konkavspiegels 8, die dem Faltspiegel 7 zugewandt ist, ist dabei auch hier derart ausgebildet, dass das Lichtstrahlenbündel L durch Reflexion daran die Projektionseinheit 5 in einer geeigneten Form und Richtung verlässt, um anschließend von der Frontscheibe 3 zur Eyebox E reflektiert zu werden. The projection unit 5 contains an imaging unit 6 (also called Picture Generating Unit, PGU, in this example an LCD) designed to generate a light beam L (abbreviated to simply “light”) with the desired display content. The bundle of light rays L emanating from the imaging unit 6, which transports the display content to an eyebox E of a user (here driver, not shown) located in the motor vehicle at a predetermined position opposite the windscreen 3, is indicated in simplified form by its central beam, which consists of a Center of the imaging unit 6 leads to a center of the eyebox E. Similar to FIG. 1, a folding mirror 7 is also arranged in FIG. The concavely curved front side of the concave mirror 8, which faces the folding mirror 7, is also designed here in such a way that the light beam L leaves the projection unit 5 in a suitable shape and direction by reflection thereon, and then reflects from the front pane 3 to the eyebox E to become.
Im Gegensatz zu Fig. 1 ist aber in Fig. 2 der Konkavspiegel 8 für das von der bildgebenden Einheit 6 erzeugte Licht L zumindest teilweise transmittierend gestaltet. Damit kann man, wie in Fig. 2 skizziert, die bildgebende Einheit 6 hinter den Konkavspiegel 8 positionieren, sodass der verfügbare Bauraum für den Strahlengang an dieser Stelle doppelt, und damit optimal ausgenutzt wird. In contrast to FIG. 1 , however, the concave mirror 8 in FIG. 2 is designed to be at least partially transmissive for the light L generated by the imaging unit 6 . In this way, as outlined in FIG. 2, the imaging unit 6 can be positioned behind the concave mirror 8, so that the available installation space for the beam path is used twice at this point and is therefore optimally utilized.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, das in Fig. 2 skizzierte optische System durch eine spezifische Wahl der Reflexionseigenschaften am Konkavspiegel 8 und/oder am Faltspiegel 7, beispielsweise mittels geeigneter optischer Beschichtungen, besonders einfach und/oder besonders effizient zu gestalten. Nachfolgend werden anhand von Fig. 3 und 4 zwei verschiedene Beispiele dafür angegeben, von denen das erste besonders einfach in der Realisierung und das zweite besonders effizient im Hinblick auf die Leistungsaufnahme der Blickfeldanzeigevorrichtung 2 sein kann: There are several ways of making the optical system sketched in FIG. 2 particularly simple and/or particularly efficient by specifically selecting the reflection properties on the concave mirror 8 and/or on the folding mirror 7, for example by means of suitable optical coatings. Two different examples of this are given below with reference to FIGS.
So zeigt Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Blickfeldanzeigevorrichtung 2 der Fig. 2 gemäß der weiter oben genannten ersten Ausführungsform der Erfindung. Hier weist der Konkavspiegel 8 auf seiner konkav gekrümmten Vorderseite eine 50%R-Beschichtung 9 auf, derart dass er rückseitig etwa 50% des von der bildgebenden Einheit 6 einfallenden Lichts L transmittiert und vorderseitig etwa 50% des vom Faltspiegel 7 reflektierten Lichts L reflektiert. Damit ergibt sich nach Durchlaufen des optischen Systems eine Gesamteffizienz von etwa 0,5*0,5=0,25, was 25% entspricht. Im Übrigen wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obige Beschreibung der Fig. 2 verwiesen. Fig. 4 zeigt ein zu Fig. 3 alternatives Ausführungsbeispiel der Blickfeldanzeigevorrichtung 2 der Fig. 2 gemäß der weiter oben genannten zweiten Ausführungsform der Erfindung. Hier ist die bildgebende Einheit 6 zur Erzeugung p-polarisierten Lichts Lp ausgebildet, während der Konkavspiegel 8 auf seiner konkav gekrümmten Vorderseite mit einer Beschichtung versehen ist, die einen etwa 100%-Reflexionskoeffizienten für s-polarisiertes Licht, d. h. eine 100%Rs-Beschichtung 10 besitzt. Das Licht Lp der bildgebenden Einheit 6 kann daher (abgesehen von etwaigen Fresnel-Verlusten, die beispielsweise durch geeignet gewählte rückseitige Geometrie und/oder Antireflexbeschichtungen des Konkavspiegels 8 reduziert oder sogar eliminiert werden können) ohne Abschwächung durch den Konkavspiegel 8 treten und zum Faltspiegel 7 gelangen. Thus, FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the head-up display device 2 of FIG. 2 according to the first embodiment of the invention mentioned above. Here, the concave mirror 8 has a 50%R coating 9 on its concavely curved front side, such that it transmits about 50% of the light L incident from the imaging unit 6 on the back and reflects about 50% of the light L reflected by the folding mirror 7 on the front. After passing through the optical system, this results in an overall efficiency of about 0.5*0.5=0.25, which corresponds to 25%. Otherwise, to avoid repetition, reference is made to the description of FIG. 2 above. FIG. 4 shows an alternative to FIG. 3 embodiment of the head-up display device 2 of FIG. 2 according to the above-mentioned second embodiment of the invention. Here the imaging unit 6 is designed to generate p-polarized light Lp, while the concave mirror 8 is provided with a coating on its concavely curved front side which has an approximately 100% reflection coefficient for s-polarized light, ie a 100% Rs coating owns 10 The light Lp of the imaging unit 6 can therefore (apart from any Fresnel losses, which can be reduced or even eliminated, for example, by suitably selected rear geometry and/or anti-reflection coatings of the concave mirror 8) without attenuation through the concave mirror 8 and reach the folding mirror 7 .
Bei dieser Variante muss der Faltspiegel 7 jedoch ebenfalls eine optisch aktive Beschichtung erhalten, damit das Lichtstrahlenbündel anschließend am Konkavspiegel 8 auch möglichst effektiv reflektiert wird. Die Beschichtung des Faltspiegels 7 ist demnach eine A/4-Schicht 11 , die insbesondere sowohl im Winkel- als auch im Wellenlängenspektrum möglichst breitbandig gestaltet sein kann. Das Licht Lp wird also beim Durchlaufen dieser A/4-Schicht 11 um 2*0,25A=0,5A verzögert, d. h. linear polarisiertes Licht wird von p auf s gedreht. Damit ist nun die lineare Polarisation des Lichts Ls so eingestellt, dass die vorderseitige 100%Rs-Beschichtung 10 auf dem Konkavspiegel 8 dieses möglichst effizient reflektiert. Somit kann sich bei dieser Ausführungsform eine Gesamteffizienz des optischen Systems von über 80% erreichen. Diese Effizienz lässt sich beispielsweise durch eine oben erwähnte Antireflexbeschichtung auf der in Fig. 4 rein beispielhaft konvexen Rückseite des Konkavspiegels 8 noch weiter steigern. Im Übrigen wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obige Beschreibung der Fig. 2 verwiesen. In this variant, however, the folding mirror 7 must also receive an optically active coating so that the light beam is then also reflected as effectively as possible on the concave mirror 8 . The coating of the folding mirror 7 is accordingly a λ/4 layer 11, which can be designed with as broad a bandwidth as possible, in particular, both in the angle spectrum and in the wavelength spectrum. The light Lp is thus delayed by 2*0.25λ=0.5λ when passing through this λ/4 layer 11, i. H. linearly polarized light is rotated from p to s. The linear polarization of the light Ls is now set in such a way that the front-side 100% Rs coating 10 on the concave mirror 8 reflects it as efficiently as possible. Thus, with this embodiment, an overall efficiency of the optical system of over 80% can be achieved. This efficiency can be further increased, for example, by an above-mentioned antireflection coating on the rear side of the concave mirror 8, which is convex in FIG. 4 purely by way of example. Otherwise, to avoid repetition, reference is made to the description of FIG. 2 above.
Falls der Einfallswinkel des auf die Frontscheibe 3 des Fahrzeugs 1 projizierten Lichts L in Fig. 2 bis 4, wie auch bei gängigen HUD-Konfigurationen gemäß Fig. If the angle of incidence of the light L projected onto the windshield 3 of the vehicle 1 in Figs. 2 to 4, as is also the case with conventional HUD configurations according to Fig.
1 , nahe des Brewster-Winkels liegt, wird an der Grenzfläche von Luft zur Frontscheibe 3 aus Glas oder Kunststoff überwiegend s-polarisiertes Licht reflektiert (d. h. linear polarisiertes Licht, dessen Polarisationsrichtung senkrecht zur in den Figuren gezeigten vertikalen Einfallsebene der Frontscheibe 3 liegt, also parallel zur Frontscheibe 3 und in der Regel horizontal ist). Aus diesem Grund kann es besonders vorteilhaft sein, die Projektionseinheit 5 beispielsweise nach dem Prinzip der Fig. 4 zur Abstrahlung s-polarisierten Lichts Ls zu konstruieren. Bei anderen geometrischen Konstellationen im Fahrzeug 1 kann aber auch eine jeweils anders gewählte lineare Polarisation des Lichtstrahlenbündels, d. h. überall p statt s und s statt p, eine gangbare oder sogar besonders günstige Lösung im Rahmen der vorliegenden Erfindung darstellen. 1 , close to Brewster's angle, becomes at the interface of air to Front pane 3 made of glass or plastic predominantly reflects s-polarized light (ie linearly polarized light whose direction of polarization is perpendicular to the vertical plane of incidence of front pane 3 shown in the figures, i.e. parallel to front pane 3 and is usually horizontal). For this reason, it can be particularly advantageous to construct the projection unit 5, for example, according to the principle of FIG. 4 for the emission of s-polarized light Ls. With other geometric constellations in the vehicle 1, however, a different linear polarization of the light beam, ie p instead of s and s instead of p everywhere, can represent a viable or even particularly favorable solution within the scope of the present invention.
Insgesamt lässt sich in Fig. 2-4 eine deutliche Bauraumreduktion durch kompaktere Bauweise der Projektionseinheit 5 (ca. 25-35% Volumenreduktion) im Vergleich zur herkömmlichen HUD-Bauweise gemäß Fig. 1 erzielen. Der Konkavspiegel 8 dient mit seiner Beschichtung 9 bzw. 10 gleichzeitig als eine Wärmeschutzmaßnahme für die bildgebende Einheit 6, indem etwa 50% des einfallenden Sonnenlichts dadurch nicht auf das Display der bildgebenden Einheit 6 gelangen können. Die Integration von HUDs mit größeren Bildern wird damit vereinfacht. Overall, a significant reduction in installation space can be achieved in FIGS. 2-4 through a more compact design of the projection unit 5 (approx. 25-35% volume reduction) compared to the conventional HUD design according to FIG. The concave mirror 8, with its coating 9 or 10, serves at the same time as a thermal protection measure for the imaging unit 6, in that about 50% of the incident sunlight cannot reach the display of the imaging unit 6 as a result. This simplifies the integration of HUDs with larger images.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Fahrzeug 1 vehicle
2 Blickfeldanzeigevorrichtung 2 head-up display device
3 Frontscheibe 3 windscreen
4 Instrumententafel 4 instrument panel
5 Projektionseinheit 5 projection unit
6 bildgebende Einheit 6 imaging unit
7 Faltspiegel 7 folding mirrors
8 Konkavspiegel 8 concave mirrors
9 50%R-Beschichtung 9 50%R coating
10 100%Rs-Beschichtung 10 100%Rs coating
11 A/4-Schicht L Lichtstrahlenbündel, auch kurz „Licht“ genannt Lp Lichtstrahlenbündel mit p-polarisiertem Licht11 A/4-layer L light beam, also called “light” for short Lp light beam with p-polarized light
Ls Lichtstrahlenbündel mit s-polarisiertem Licht E Eyebox Ls light beam with s-polarized light E Eyebox

Claims

Ansprüche Kompakte Projektionseinheit (5) für eine Blickfeldanzeigevorrichtung (2) zum Einsatz in einem Fahrzeug (1 ), umfassend: eine zur Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels (L; Lp) mit gewünschtem Anzeigeinhalt ausgebildete bildgebende Einheit (6); einen im Strahlengang des erzeugten Lichtstrahlenbündels (L; Lp) angeordneten Faltspiegel (7); sowie einen im Strahlengang des vom Faltspiegel (7) reflektierten Lichtstrahlenbündels (L; Ls) derart angeordneten und ausgebildeten Konkavspiegel (8), dass das Lichtstrahlenbündel (L; Ls) die Projektionseinheit (5) in einer vorbestimmten Form und Richtung verlässt, um anschließend von einer im Blickfeld eines Benutzers angeordneten teiltransparenten Reflexionsscheibe zu seiner Eyebox (E) reflektiert zu werden und dem Benutzer dadurch den Anzeigeinhalt in Form eines virtuellen Bilds hinter der Reflexionsscheibe darzustellen; wobei der Konkavspiegel (8) im Strahlengang zwischen der bildgebenden Einheit (6) und dem Faltspiegel (7) angeordnet ist und das von der bildgebenden Einheit (6) ausgehende Lichtstrahlenbündel (L; Lp), das auf seine Rückseite einfällt, zumindest teilweise transmittiert. Projektionseinheit (5) nach Anspruch 1 , wobei der Konkavspiegel (8) auf seiner dem Faltspiegel (7) zugewandten konkav gekrümmten Vorderseite eine 50% R- Beschichtung (9) aufweist, derart dass er rückseitig etwa 50% des von der bildgebenden Einheit (6) einfallenden Lichts (L) transmittiert und vorderseitig etwa 50% des vom Faltspiegel (7) reflektierten Lichts (L) reflektiert. seinheit (5) nach Anspruch 1 , wobei die bildgebende Einheit (6) zur Erzeugung p-polarisierten Lichts (Lp) ausgebildet ist; der Konkavspiegel (8) auf seiner dem Faltspiegel (7) zugewandten konkav gekrümmten Vorderseite eine Beschichtung (10) mit einem etwa 100%- Reflexionskoeffizienten für s-polarisiertes Licht aufweist, derart dass er rückseitig das von der bildgebenden Einheit (6) einfallende Licht (Lp) nahezu verlustfrei transmittiert; und der Faltspiegel (7) auf seiner dem Konkavspiegel (8) zugewandten Spiegelseite eine A/4-Schicht (11 ) aufweist, sodass der Konkavspiegel (8) vorderseitig das vom Faltspiegel (7) einfallende Licht (Ls) nahezu verlustfrei reflektiert. seinheit (5) nach Anspruch 1 , wobei die bildgebende Einheit (6) zur Erzeugung s-polarisierten Lichts ausgebildet ist; der Konkavspiegel (8) auf seiner dem Faltspiegel (7) zugewandten konkav gekrümmten Vorderseite eine Beschichtung mit einem etwa 100%-Reflexionskoeffizienten für p-polarisiertes Licht aufweist, derart dass er rückseitig das von der bildgebenden Einheit (6) einfallende Licht nahezu verlustfrei transmittiert; und der Faltspiegel (7) eine A/4-Schicht (11 ) aufweist, sodass der Konkavspiegel (8) vorderseitig das vom Faltspiegel (7) einfallende Licht nahezu verlustfrei reflektiert. 15 Projektionseinheit (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Konkavspiegel (8) auf seiner der bildgebenden Einheit (6) zugewandten Rückseite eine Antireflexbeschichtung aufweist. Blickfeldanzeigevorrichtung (2) zum Einsatz in einem Fahrzeug (1 ), umfassend: eine Projektionseinheit (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und eine im Strahlengang des von der Projektionseinheit (5) ausgegebenen Lichtstrahlenbündels (L; Ls) angeordnete, zumindest teilweise transparente Reflexionsscheibe; wobei die Reflexionsscheibe derart im Blickfeld eines Benutzers angeordnet und ausgebildet ist, dass sie das Lichtstrahlenbündel (L; Ls) zu einer für den Benutzer vorbestimmten Eyebox (E) reflektiert, wodurch ihm der Anzeigeinhalt in Form eines virtuellen Bilds in einer virtuellen Bildebene hinter der Reflexionsscheibe darstellbar ist. Fahrzeug (1 ), insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit zueinander senkrechten Längs-, Quer- und Höhenachsen eines fahrzeugeigenen kartesischen Koordinatensystems, umfassend: eine Frontscheibe (3) und eine darunter angeordnete Instrumententafel (4); sowie eine Blickfeldanzeigevorrichtung (2) nach Anspruch 6, deren Projektionseinheit (5) im Inneren der Instrumententafel (4) oder auf deren Oberseite angeordnet ist und deren Reflexionsscheibe als ein Abschnitt der Frontscheibe (3) oder als eine fahrzeuginnenseitig davor angeordneteClaims Compact projection unit (5) for a visual field display device (2) for use in a vehicle (1), comprising: an imaging unit (6) designed to generate a light beam (L; Lp) with the desired display content; a folding mirror (7) arranged in the beam path of the generated light beam (L; Lp); and a concave mirror (8) arranged and designed in the beam path of the light beam (L; Ls) reflected by the folding mirror (7) in such a way that the light beam (L; Ls) leaves the projection unit (5) in a predetermined shape and direction in order to then be a partially transparent reflection disc arranged in the field of vision of a user to be reflected to his eyebox (E) and thereby to show the user the display content in the form of a virtual image behind the reflection disc; wherein the concave mirror (8) is arranged in the beam path between the imaging unit (6) and the folding mirror (7) and at least partially transmits the light beam (L; Lp) emanating from the imaging unit (6) and incident on its rear side. Projection unit (5) according to claim 1, wherein the concave mirror (8) has a 50% R coating (9) on its front side facing the folding mirror (7) such that it has about 50% on the rear side. of the light (L) incident on the imaging unit (6) is transmitted and about 50% of the light (L) reflected by the folding mirror (7) is reflected at the front. unit (5) according to claim 1, wherein the imaging unit (6) is designed to generate p-polarized light (Lp); the concave mirror (8) has a coating (10) with an approximately 100% reflection coefficient for s-polarized light on its concavely curved front side facing the folding mirror (7), such that it reflects the light ( Lp) transmitted with almost no loss; and the folding mirror (7) has a λ/4 layer (11) on its mirror side facing the concave mirror (8), so that the concave mirror (8) reflects the light (Ls) incident from the folding mirror (7) almost without loss. unit (5) according to claim 1, wherein the imaging unit (6) is designed to generate s-polarized light; the concave mirror (8) has a coating with an approximately 100% reflection coefficient for p-polarized light on its concavely curved front side facing the folding mirror (7), such that it transmits the light incident from the imaging unit (6) almost loss-free on the back; and the folding mirror (7) has an λ/4 layer (11), so that the concave mirror (8) reflects the light incident from the folding mirror (7) almost without loss at the front. 15 projection unit (5) according to any one of the preceding claims, wherein the concave mirror (8) on its the imaging unit (6) facing back has an anti-reflective coating. Head-up display device (2) for use in a vehicle (1), comprising: a projection unit (5) according to any one of the preceding claims; and an at least partially transparent reflection disk arranged in the beam path of the light beam (L; Ls) emitted by the projection unit (5); wherein the reflection disc is arranged and designed in a user's field of vision in such a way that it reflects the light beam (L; Ls) to an eyebox (E) predetermined for the user, whereby the display content in the form of a virtual image in a virtual image plane behind the reflection disc is shown to him is representable. Vehicle (1), in particular a motor vehicle, with mutually perpendicular longitudinal, transverse and vertical axes of an on-board Cartesian coordinate system, comprising: a windscreen (3) and a dashboard (4) arranged underneath; and a head-up display device (2) according to claim 6, the projection unit (5) of which is arranged inside the instrument panel (4) or on the upper side thereof and the reflecting plate arranged as a portion of the windshield (3) or as one arranged in front of it on the inside of the vehicle
Combinerscheibe ausgebildet ist. Combiner disc is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08197981A (en) * 1995-01-23 1996-08-06 Aqueous Res:Kk Display device for vehicle
US20200249480A1 (en) * 2019-02-06 2020-08-06 Google Llc Multi-focal catadioptric head mounted display with lc switch

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