DE102004050064A1

DE102004050064A1 - Head-Up-Display

Info

Publication number: DE102004050064A1
Application number: DE200410050064
Authority: DE
Inventors: Heinz-Bernhard Dr. Abel; Dieter Dr. Albrecht; Leo Glasenhardt; Ulrich Dr. Kabatek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) und ein Verfahren zur Anzeige eines virtuellen Anzeigebildes (25), insbesondere in der Art eines Head-Up-Displays, bei welchem eine elektronische Vorverzerrung eines Urbildes (13) unter Berücksichtigung der Abbildungscharakteristik der zwischengeschalteten Optik (6), insbesondere der Windschutzscheibe (20), eine einem Sollbild (26) entsprechende Darstellung gewährleistet. Bisherige Anordnungen vermögen nicht die Leistungspotenziale verwendeter Lichtquellen (3) zu nutzen. Die Erfindung schlägt daher vor, unter Verwendung eines optischen Elementes (16) das Größenformat des Anzeigebildes (25) verstellbar zu machen. Dies eröffnet die Möglichkeit, bei zunehmender Umgebungshelligkeit den Darstellungskontrast zu erhalten, indem das Größenformat reduziert wird. Hierbei soll die elektronische Vorverzerrung die aus der Größenformatsveränderung sich ergebenden Randbedingungen der geometrischen Optik berücksichtigen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige eines einem Sollbild entsprechenden Anzeigebildes, mit einer Bilderzeugungseinheit und einer in einem von der Bilderzeugungseinheit ausgehenden Strahlengang nachgeordneten Optik umfassend mindestens ein reflektierendes Element, das von der Bilderzeugungseinheit erzeugte Strahlung in einem optischen Wahrnehmungsbereich reflektiert, wobei die Optik derart ausgebildet ist, dass sie ein von der Bilderzeugungseinheit dargestelltes Urbild im Strahlengang nach der Bilderzeugungseinheit verzerrt, so dass ein von dem Urbild unterschiedliches Anzeigebild von einem Betrachter in dem Wahrnehmungsbereich wahrnehmbar ist und die Bilderzeugungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie das Urbild in der Weise mit einer Vorverzerrung generiert, dass das Anzeigebild von dem Betrachter nahezu ohne Abweichung vom Sollbild wahrnehmbar ist. Daneben beschäftigt sich die Erfindung mit einer Gruppe von Anordnungen dieser Art sowie einem Verfahren zur Kalibrierung einer derartigen Anordnung und einem Verfahren zur Anzeige eines einem Sollbild entsprechenden Anzeigebildes mittels einer Anordnung der eingangs genannten Art.
Eine derartige Anordnung bzw. ein derartiges Verfahren ist bereits aus der europäischen Patentschrift EP 0 946 893 B1 bekannt, welches eine flächengetreue Abbildung mittels einer elektronischen Vorverzerrung auf dem Videodisplay einer Bilderzeugungseinheit erreicht. Hierzu wird vorgeschlagen, dass für jede Sitzposition des Betrachters eine andere elektronische Vorverzerrung des Bildes vorgenommen wird und eine Vi deokamera den Fahrer beobachtet, so dass stets eine an dessen Positionskoordinaten angepasste Darstellung erfolgt.
Eine der größten zu überwindenden Schwierigkeiten bei einer Darstellung mittels eines Head-Up-Displays liegt darin, bei allen denkbaren Fremdlichtbedingungen stets eine gute Erkennbarkeit des Anzeigebildes zu gewährleisten. Hierzu wird eine außerordentlich leistungsstarke Lichtquelle der Bilderzeugungseinheit, welche regelmäßig ein Display hinterleuchtet, benötigt. Die Anforderungen an die Lichtquelle richten sich hierbei nach den denkbar ungünstigsten Fremdlichtbedingungen – also einem besonders hellen Umgebungslicht. Auf Grund der Sicherheitsrelevanz einer Anzeige im Kraftfahrzeug muss auch hier die Ablesbarkeit sicher gewährleistet sein. Andererseits darf das Head-Up-Display auch bei nächtlichem Einsatz den Betrachter infolge starker Helligkeit nicht ungebührlich blenden, so dass eine Dimmung der hinterleuchtenden Lichtquelle bei dunklem Hintergrund unabdingbar ist.
Ausgehend von den Problemen und Nachteilen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine gute Ablesbarkeit auch bei hellen Fremdlichtbedingungen ermöglicht und gleichzeitig die Potenziale einer leistungsstarken Lichtquelle auch bei günstigeren Fremdlichtbedingungen zu nutzen vermag.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine Anordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Daneben löst die Erfindung die gestellte Aufgabe mittels eines Verfahrens nach Anspruch 22. Rückbezogene Unteransprüche beinhalten jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Der Schwerpunkt der Erfindung liegt im Bereich der so genannten Head-Up-Displays, wobei das reflektierende Element, welches der Bilderzeugungseinheit im Strahlengang nachgeordnet ist, insbesondere die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges umfasst. Auf Grund der Wölbung der Windschutzscheibe, welche unter anderem auch den Kriterien der Aerodynamik und des Designs genügt, ergeben sich Verzerrungen des Anzeigebildes, das von einem Betrachter wahrgenommen wird, gegenüber dem von der Bilderzeugungseinheit dargestellten Urbild. Darüber hinaus ergeben sich weitere Verzerrungen dieser beiden Bilder infolge der regelmäßig mehrfachen Reflektionen zur Faltung des Strahlenganges, damit das als virtuelles Bild wahrgenommene Anzeigebild dem Betrachter in einer bestimmten Entfernung in Blickrichtung erscheint. Nach dem Stand der Technik ist eine Standardisierung der optischen Elemente einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Anzeige bzw. eines Head-Up-Displays außer mittels der elektronischen Vorverzerrung kaum möglich, da die Geometrie der Optik stets kostenintensiv an die speziellen Randbedingungen der Einbausituation in beispielsweise einem Kraftfahrzeug angepasst werden muss. Der Wahrnehmungsbereich, der häufig auch als Eye-Box bezeichnet wird, bedarf keiner besonders großen Ausbildung, da der Betrachter bzw. Fahrzeugführer in der Regel keine größeren Bewegungen des Kopfes während des Fahrzeugbetriebes durchführt.
Der besondere Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist in dem optischen Element begründet, welches eine Änderung der Größe des Anzeigebildes ermöglicht und damit die Einstellung der Anzeige auf die spezifischen Vorlieben und Bedürfnisse des Betrachters. Gleichzeitig eröffnet die erfindungsgemäße Ausbildung der Anordnung weitere technische Optionen, die insbesondere für ein Head-Up-Display sehr interessant sind. So ist es zum Beispiel möglich, dass der Betrach ter bei geringer Umgebungshelligkeit ein größeres Format des Anzeigebildes wählt oder sogar eine automatische Anpassung des Formates in diesem Sinne in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit erfolgt. Hierbei kann das Anzeigebild automatisch bei zunehmender Helligkeit der Umgebung in der Größe reduziert werden, so dass stets eine kontrastreiche und ausreichend erkennbare Anzeige der gewünschten Information erfolgt. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Abhängigkeit zumindest eines Teiles der Parameter der Vorverzerrung von der Größe des Anzeigebildes, so dass sich stets eine korrekte Entzerrung auch bei unterschiedlichen Zoomfaktoren auf Grund des optischen Elementes ergibt. Eine stets gute Darstellung mittels des Anzeigebildes ergibt sich, wenn das optische Element eine Linse ist, die entlang eines mittleren Strahlenganges verschieblich ausgebildet ist. Zur weiteren Reduktion der Unterschiede zwischen dem Anzeigebild und der Solldarstellung wird beigetragen, wenn zumindest ein Teil der Parameter der Vorverzerrung von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches zu der Anordnung abhängig ist, so dass einerseits der Betrachter seine Position ändern kann, ohne eine Beeinträchtigung der Anzeigequalität zu erleben und andererseits auch Betrachter, beispielsweise im Kraftfahrzeug, unterschiedlicher Körpergröße nicht zwangsweise eine unterschiedliche Darstellungsqualität erhalten. Mit Vorteil kann die Vorverzerrung dynamisch der Position des nachgeführten Wahrnehmungsbereiches gegenüber der Anordnung angepasst werden.
Mit dem Vorteil der Zeitersparnis bei der Festlegung der Parameter der Vorverzerrung sieht eine zweckmäßig Weiterbildung der Erfindung vor, dass eine Steuerung der Anordnung derart ausgebildet ist, dass den Parametern der Vorverzerrung, die von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches zu der Anordnung oder von der Größe des Anzeigebildes abhängig sind, für Abschnitte des Wahrnehmungsbereiches bzw. für bestimmte Größenverhältnisse jeweils ein fester Wert zugeordnet ist, der in einem Datenspeicher abgelegt ist und sich der jeweilige Parameter bei dem Übergang von einem ersten Abschnitt zu einem zweiten Abschnitt bzw. einer ersten Größe zu einer zweiten Größe des Anzeigebildes stufenartig ändert. Ist eine besonders präzise Wiedergabe des Anzeigebildes gewünscht, ist es zweckmäßig, wenn eine Steuerung der Anordnung derart ausgebildet ist, dass die Parameter der Vorverzerrung, die von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches zu der Anordnung oder von der Größe des Anzeigebildes abhängig sind, sich jeweils in Abhängigkeit von der Relativposition bzw. der Größe in stetiger Weise ändern. Diese Lösung benötigt zwar ausreichende Prozessorkapazität, insbesondere bei einer schnellen Dynamik der Vorverzerrung folgend der Bewegung des Wahrnehmungsbereiches, bietet dem Betrachter aber eine besonders hohe Darstellungsqualität.
Eine solide Möglichkeit, den Wahrnehmungsbereich der Anordnung zu verlagern, sieht vor, dass die Optik hierzu verstellbar ausgebildet ist. Eine andere Möglichkeit zur Verlagerung des Wahrnehmungsbereiches relativ zu der Anordnung unter Vermeidung eines größeren Umfanges einer Verstellmechanik sieht vor, dass eine Steuerung der Anordnung derart ausgebildet ist, dass das Urbild in der Bilderzeugungseinheit in Abhängigkeit von einer Sollposition des Wahrnehmungsbereiches in der Weise in seiner Position verlagerbar ist, dass das Anzeigebild in der Sollposition des Wahrnehmungsbereiches wahrnehmbar wird. Hierzu muss einerseits die Lichtquelle bzw. deren Emissionsrichtung leicht verschwenkt werden und andererseits ein zu durchleuchtendes Display der Bilderzeugungseinheit derart angesteuert werden, dass das Urbild im Bezug auf die neue Emissionsrichtung der Lichtquelle eine korrekte Aus richtung aufweist und sich das eingespiegelte Anzeigebild im Wahrnehmungsbereich an der gewünschten Stelle befindet. Sowohl bei einer im Wesentlichen mechanischen Lösung einer Verlagerung des Anzeigebereiches als auch einer im Wesentlichen mittels einer Steuerung realisierten Lösung ist es sinnvoll, wenn die Steuerung oder die Mechanik der Anordnung derart ausgebildet ist, dass eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches manuell vorgebbar ist. In gleicher Weise kann für einen Betrachter ein verstellbarer Sitz vorgesehen sein und eine Steuerung der Anordnung derart ausgebildet sein, dass eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches von mindestens einer Einstellung dieses Sitzes abhängt.
Im einzelnen kann die Vorverzerrung in der Weise vonstatten gehen, dass eine Steuerung, welche die Bilderzeugungseinheit steuert, derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit von Parametern betreffend die Verzerrung der Optik und/oder betreffend eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches einzelne Pixel der als Anzeigebild darzustellenden Sollbilder zur Erzeugung des Urbildes verändert und/oder verschoben werden. Hierzu kann die Anordnung eine Steuerung mit einer Hardwareschaltung umfassen, welche die Pixel von Videodaten ändert oder verschiebt. Des Weiteren ist es kostengünstig und sehr flexibel, wenn die Steuerung einen Softwarealgorithmus aufweist, welcher die als Bitmap vorliegenden Pixel verändert. Demgegenüber kann Rechenaufwand reduziert werden, wenn die Steuerung einen Softwarealgorithmus umfasst, welcher Vektoren und Vektorfonts vor dem Umwandeln in Bitmaps – also vor dem Rendern – verändert.
Insbesondere, um dem Betrachter Anzeigebilder stereoskopisch anzuzeigen, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Anordnung und eine Steuerung der Anordnung derart ausgebildet sind, dass zwei Wahrnehmungsbereiche vorgesehen sind, von welchen ein erster Wahrnehmungsbereich einem ersten Auge eines Betrachters zugeordnet ist und ein zweiter Wahrnehmungsbereich einem zweiten Auge des Betrachters zugeordnet ist. Hierbei ist es sinnvoll, wenn jedem Wahrnehmungsbereich jeweils ein Urbild, ein Sollbild und ein Anzeigebild zugeordnet sind. Insbesondere, wenn mit längeren Bewegungswegen des Kopfes des Betrachters zu rechnen ist, ist es sinnvoll, wenn die Wahrnehmungsbereiche der Änderung der Position der Augen jeweils nachführbar sind. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Anordnung eine Sensorik aufweist, die die Position der Betrachteraugen permanent ortet und an die Steuerung übermittelt.
In besonders vorteilhafter Weise eröffnet die Erfindung rationelle Wege der Massenproduktion bei einer Gruppe von Anordnungen, die zum Teil unterschiedliche Optiken aufweisen, wobei den Anordnungen mit gleicher Optik die gleichen Parameter der Vorverzerrung fest zugeordnet sind und den Anordnungen mit unterschiedlicher Optik zumindest teilweise unterschiedliche Parameter der Vorverzerrung fest zugeordnet sind. Gegebenenfalls können bei einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung als Head-Up-Display für ein Kraftfahrzeug für völlig unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen im Wesentlichen von der Hardware her identische Anordnungen benutzt werden, die sich lediglich durch eine vorzugsweise in Software programmierte Steuerung unterscheiden. Ebenfalls eine besondere Eignung für den Massenfertigungsprozess bietet ein Verfahren zur Kalibrierung einer Anordnung der zuvor beschriebenen Art, welches vorsieht, dass das Urbild einer Referenzdarstellung entspricht, mindestens ein optischer Sensor das Anzeigebild oder Teile davon aufzeichnen, das Anzeigebild mit dem Sollbild verglichen wird und Parameter der Vorverzerrung in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen dem Sollbild und dem Anzeigebild bestimmt werden.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung zur Verdeutlichung näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung bzw. der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 1, welche nach 10 dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. Die erfindungsgemäße Anordnung 1 umfasst eine Bilderzeugungseinheit mit einer Lichtquelle 3 und einer Flüssigkristallanzeige 4. Weitere wichtige Bestandteile der Anordnung 1 sind eine Steuerung 5, eine Optik 6, ein Sensor 7 und ein Sitz 8, in dessen Nähe 15 sich ein erster Wahrnehmungsbereich 9 und ein zweiter Wahrnehmungsbereich 10 befinden. Von einer nicht dargestellten Quelle empfängt die Steuerung 5 anzuzeigende Videodaten 11. Entsprechend bestimmter in einem mit der Steuerung 5 in Verbindung stehenden Datenspeicher 12 abgelegter Parameter P1–PN verändert die Steuerung 5 die übermittelten Videodaten 11 zu Urbildern 13, die auf der Flüssigkristallanzeige 4 zur Anzeige gelangen. Die von der Flüssigkristallanzeige 4 transmittierten Anteile des Lichtes der Lichtquelle 3 treffen in der Folge des Strahlenganges 15 zunächst auf ein entlang des Strahlenganges 15 verschiebliches optisches Element 16, welches als bündelnde Linse 17 ausgebildet ist. Im Anschluss wird der Strahlengang 15 an einem planaren Spiegel 18 auf eine Optik 6 bzw. Windschutzscheibe 20 umgelenkt, welche zumindest einen Teil des Lichtes des Strahlenganges 15 in einen Wahrnehmungsbereich 21 einspiegelt. In dem Wahrnehmungsbereich 21 befindet sich ein erstes Auge 22 eines Betrachters 23, welches das eingespiegelte Licht aus dem Strahlengang 15 als ein Anzeigebild 25 wahrnimmt. Die Parameter P1–PN wurden bei der Transformation der Videodaten 11 zu dem Urbild 13 so gewählt, dass die Verzerrung auf Grund der Optik 6 das Urbild 13 genau in der Weise verändern, dass das Anzeigebild 15 einem mit den Videodaten 11 identischen Sollbild 26 entspricht.
Ausgehend von der Lichtquelle 3 ist ein Strahlengang 15' gestrichelt dargestellt, der im Wesentlichen parallel zu dem Strahlengang 15 verläuft und in einen zweiten Wahrnehmungsbereich 10 führt, der einem zweiten Auge 27 des Betrachters 23 10 zugeordnet ist. Die Steuerung 5 sorgt für eine Ansteuerung der Lichtquelle 3 und der Flüssigkristallanzeige 4 in der Weise, dass dem ersten Wahrnehmungsbereich 9 und dem zweiten Wahrnehmungsbereich 10 zwei unterschiedliche Anzeigebilder 25 im Multiplexverfahren eingespiegelt werden, die für den Betrachter 23 eine stereoskopische Darstellung ergeben. Die Parameter P1–PN sind hierbei abhängig von der Position der Linse 17 entlang des Strahlenganges 15 und von den Positionen des ersten Wahrnehmungsbereiches 9 und zweiten Wahrnehmungsbereiches 10, die unter anderem von einer Einstellung 30 des Sitzes 8 abhängen. Mittels eines Bedienelementes 31 eröffnet sich dem Betrachter 23 die Möglichkeit, die Parameter P1–PN zur Verlagerung des Wahrnehmungsbereiches 21 manuell zu beeinflussen. Damit die Position des ersten Wahrnehmungsbereiches 9 und des zweiten Wahrnehmungsbereiches 10 jeweils eine korrekte Nachführung in Abhängigkeit der Positionen des ersten Auges 22 und des zweiten Auges 27 des Betrachters 23 erfährt, nimmt der Sensor 7 die Positionen der Augen 22, 27 auf und übermittelt diese an die Steuerung 5. In Abhängigkeit dieser Positionen richtet die Steuerung 5 die Darstellung auf der Flüssigkristallanzeige 4 und die Lichtquelle 3 entsprechend aus. Gleichzeitig werden die Parameter P1–PN entsprechend angepasst bzw. ausgewählt, so dass für jede Position der Wahrnehmungsbereiche 9, 10 eine Vorverzerrung des Urbildes 13 vorgenommen wird, die zu einem dem Sollbild 26 entsprechenden Anzeigebild 25 führt. Neben der Augenposition nimmt der Sensor 7 gleichzeitig die Umgebungshelligkeit auf und übermittelt einen entsprechenden Wert der Lichtintensität an die Steuerung 5. Die Steuerung 5 passt die Größe des Anzeigebildes 25, welches dem Betrachter 23 dargestellt wird, mittels einer Verstellung der Position des optischen Elementes 16 bzw. der Linse 17 in der Weise an, dass das Anzeigebild 15 sich bei zunehmender Umgebungshelligkeit verkleinert und bei abnehmender Umgebungshelligkeit vergrößert. Auf diese Weise bleibt einerseits bei starkem Umgebungslicht eine ausreichend helle Anzeigequalität erhalten und andererseits wird das Leistungspotenzial der Lichtquelle 3 bei schwachem Umgebungslicht mit dem größeren Format des Anzeigebildes 25 ausgenutzt.

1: Anordnung
2: Bilderzeugungseinheit
3: Lichtquelle
4: Flüssigkristallanzeige
5: Steuerung
6: Optik
7: Sensor
8: Sitz
9: erster Wahrnehmungsbereich
10: zweiter Wahrnehmungsbereich
11: Videodaten
12: Datenspeicher
13: Urbild
15, 15': Strahlengang
16: optisches Element
17: Linse
18: Spiegel
20: Windschutzscheibe
21: Wahrnehmungsbereich
22: erstes Auge
23: Betrachter
25: Anzeigebild
26: Sollbild
27: zweites Auge
30: Einstellung
31: Bedienelement
P1–PN: Parameter

Claims

Anordnung (1) zur Anzeige eines einem Sollbild (26) entsprechenden Anzeigebildes (25), mit einer Bilderzeugungseinheit (2) und einer in einem von der Bilderzeugungseinheit (2) ausgehenden Strahlengang (15, 15') nachgeordneten Optik (6) umfassend mindestens ein reflektierendes Element (16), das von der Bilderzeugungseinheit (2) erzeugte Strahlung in einen optischen Wahrnehmungsbereich (21) reflektiert, wobei die Optik (6) derart ausgebildet ist, dass sie ein von der Bilderzeugungseinheit (2) dargestelltes Urbild (13) im Strahlengang (15, 15') nach der Bilderzeugungseinheit (2) verzerrt, so dass ein von dem Urbild (13) unterschiedliches Anzeigebild (25) von einem Betrachter (23) in dem Wahrnehmungsbereich (21) wahrnehmbar ist und die Bilderzeugungseinheit (2) derart ausgebildet ist, dass sie das Urbild (13) in der Weise mit einer Vorverzerrung generiert, dass das Anzeigebild (25) von dem Betrachter (23) nahezu ohne Abweichung vom Sollbild (26) wahrnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (6) ein optisches Element (16) aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass mittels dessen die Größe des Anzeigebildes (25) veränderlich ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (16) eine Linse (17) ist, die entlang eines mittleren Strahlenganges (15, 15') verschieblich ausgebildet ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (6) mehrere Spiegel (18) umfasst, die den Strahlengang (15, 15') je weils umlenken und der Strahlengang (15, 15') divergent ist, so dass das Anzeigebild (25) im Verhältnis zum Urbild (13) vergrößert ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (18) zumindest teilweise planar ausgebildet sind.
Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches (21) zu der Anordnung (1) abhängig sind.
Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung von der Größe des Anzeigebildes (25) abhängig sind, so dass sich stets eine korrekte Entzerrung auch bei unterschiedlichen Zoomfaktoren auf Grund des optischen Elementes (16) ergibt.
Anordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (5) der Anordnung (1) derart ausgebildet ist, dass den Parametern (P1–PN) der Vorverzerrung, die von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches (21) zu der Anordnung (1) oder von der Größe des Anzeigebildes (25) abhängig sind, für Abschnitte des Wahrnehmungsbereiches (21) bzw. für bestimmte Größenverhältnisse jeweils ein fester Wert zugeordnet ist, der in einem Datenspeicher (12) abgelegt ist und sich der jeweilige Parameter (P1–PN) bei dem Übergang von einem ersten Abschnitt (9) zu einem zweiten Abschnitt (10) bzw. einer ersten Größe zu einer zweiten Größe stufenartig ändert.
Anordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (5) der Anordnung (1) derart ausgebildet ist, dass die Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung, die von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches (21) zu der Anordnung (1) oder von der Größe des Anzeigebildes (25) abhängig sind, sich jeweils in Abhängigkeit von der Relativposition bzw. der Größe in stetiger Weise ändern.
Anordnung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (6) in der Weise verstellbar ausgebildet ist, dass sich der Wahrnehmungsbereich (21) verlagert.
Anordnung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (5) der Anordnung (1) derart ausgebildet ist, dass das Urbild (13) in der Bilderzeugungseinheit (2) in Abhängigkeit von einer Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) in der Weise in seiner Position verlagerbar ist, dass das Anzeigebild (25) in der Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) wahrnehmbar ist.
Anordnung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (5) der Anordnung (1) derart ausgebildet ist, dass eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) manuell vorgebbar ist.
Anordnung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichne, dass für einen Betrachter (23) ein verstellbarer Sitz (8) vorgesehen ist und dass eine Steuerung (5) der Anordnung (1) derart ausgebildet ist, dass eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) von mindestens einer Einstellung des Sitzes (8) abhängt.
Anordnung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Steuerung (5) das optische Element (16) in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit in der Weise verstellt, dass sich das in dem Wahrnehmungsbereich (21) wahrnehmbare Anzeigebild (25) bei zunehmender Helligkeit verkleinert und bei abnehmender Helligkeit vergrößert.
Anordnung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (5), welche die Bilderzeugungseinheit (2) steuert, derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit von Parametern (P1–PN) betreffend die Verzerrung der Optik (6) und/oder betreffend eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) einzelne Pixel der als Anzeigebild (25) darzustellenden Sollbilder (26) zur Erzeugung des Urbildes (13) verändert und/oder verschiebt.
Anordnung (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (5) eine Hardwareschaltung umfasst, welche die Pixel von Videodaten (11) verändert und/oder verschiebt.
Anordnung (1) nach Anspruch 13 oder 14 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (5) einen Softwarealgorithmus umfasst, welcher die als Bitmap vorliegenden Pixel verändert und/oder verschiebt.
Anordnung (1) nach Anspruch 13 oder 14 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (5) einen Softwarealgorithmus umfasst, welcher Vektoren und Vektorfonts vor dem Umwandeln in Bitmaps (vor dem Rendern) verändert und/oder verschiebt.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) und eine Steuerung (5) der Anordnung (1) derart ausgebildet sind, dass zwei Wahrnehmungsbereiche (21) vorgesehen sind, von welchen ein erster Wahrnehmungsbereich (9) einem ersten Auge (22) eines Betrachters (23) zugeordnet ist und ein zweiter Wahrnehmungsbereich (10) einem zweiten Auge (27) eines Betrachters (23) zugeordnet ist, wobei jedem Wahrnehmungsbereich (9, 10) jeweils ein Urbild (13), ein Sollbild (26) und ein Anzeigebild (25) zugeordnet sind und die Anordnung (1) derart ausgebildet ist, dass die Wahrnehmungsbereiche (9, 10) der Änderung der Position der Augen (22, 27) nachführbar sind.
Anordnung (1) nach Anspruch 18 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (5) der Anordnung (1) derart ausgebildet ist und eine Steuerung (5) derart ausgebildet ist, dass die Bilderzeugungseinheit (2) derart angesteuert wird, dass die beiden Anzeigebilder (25) dem Betrachter (23) eine Stereodarstellung anzeigen.
Gruppe von Anordnungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Anordnungen (1) der Gruppe zum Teil unterschiedliche Optiken (6) aufweisen und den Anordnungen (1) mit gleicher Optik (6) die gleichen Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung fest zugeordnet sind und den Anordnungen (1) mit unterschiedlicher Optik (6) zumindest teilweise unterschiedliche Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung fest zugeordnet sind.
Verfahren zur Kalibrierung einer Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Urbild (13) einer Referenzdarstellung entspricht, mindestens ein optischer Sensor (7) das Anzeigebild (25) oder Teile davon aufzeichnet, dass das Anzeigebild (25) mit dem Sollbild (26) verglichen wird und Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen dem Sollbild (26) und dem Anzeigebild (25) bestimmt werden.
Verfahren zur Anzeige eines einem Sollbild (26) entsprechenden Anzeigebildes (25) mittels einer Anordnung (1) umfassend eine Bilderzeugungseinheit (2) und eine in einem von der Bilderzeugungseinheit (2) ausgehenden Strahlengang (15, 15') nachgeordneten Optik (6) umfassend mindestens ein reflektierendes Element, das von der Bilderzeugungseinheit (2) erzeugte Strahlung in einen optischen Wahrnehmungsbereich (21) reflektiert, wobei die Optik (6) ein von der Bilderzeugungseinheit (2) dargestelltes Urbild (13) im Strahlengang (15, 15') nach der Bilderzeugungseinheit (2) verzerrt, so dass ein von dem Urbild (13) unterschiedliches Anzeigebild (25) von einem Betrachter (23) in dem Wahrnehmungsbereich (21) wahr nehmbar ist und die Bilderzeugungseinheit (2) das Urbild (13) in der Weise mit einer Vorverzerrung generiert, dass das Anzeigebild (25) von dem Betrachter (23) in dem Wahrnehmungsbereich (21) nahezu ohne Abweichung vom Sollbild (26) wahrnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (6) ein optisches Element (16) aufweist mittels dessen die Größe des Anzeigebildes (25) veränderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigebild (25) im Verhältnis zum Urbild (13) vergrößert wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches (21) zu der Anordnung (1) abhängig sind.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass den Parametern (P1–PN) der Vorverzerrung, die von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches (21) zu der Anordnung (1) abhängig sind, für Abschnitte des Wahrnehmungsbereiches (21) jeweils ein fester Wert zugeordnet ist, der in einem Datenspeicher (12) abgelegt ist und sich der jeweilige Parameter (P1–PN) bei dem Übergang von einem ersten Abschnitt (9) zu einem zweiten Abschnitt (10) stufenartig ändert.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung, die von der Relativposition des Wahrnehmungsbereiches (21) zu der Anordnung (1) abhängig sind, sich jeweils in Abhängigkeit von der Relativposition in stetiger Weise ändern.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 26, dadurch ge kennzeichnet, dass die Optik (6) in der Weise verstellbar ist, dass sich der Wahrnehmungsbereich (21) verlagert.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Urbild (13) in der Bilderzeugungseinheit (2) in Abhängigkeit von einer Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) in der Weise in seiner Position verlagerbar ist, dass das Anzeigebild (25) in der Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) wahrnehmbar ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichne, dass eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) manuell vorgebbar ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Betrachter (23) ein Sitz (8) vorgesehen ist und eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) von mindestens einer Einstellung des Sitzes (8) abhängt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch ge kennzeichnet, dass die Anordnung (1) in einem Verkehrsmittel angeordnet ist und eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) von Vorgaben eines Fahrerassistenzsystems abhängt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch ge kennzeichnet, dass sich das in dem Wahrnehmungsbereich (21) wahrnehmbare Anzeigebild (25) bei zunehmender Helligkeit verkleinert und bei abnehmender Helligkeit vergrößert.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 32, dadurch gekennzeichne,, dass in Abhängigkeit von Parametern (P1–PN) betreffend die Verzerrung der Optik (6) und/oder betreffend eine Sollposition des Wahrnehmungsbereiches (21) einzelne Pixel der als Anzeigebild (25) darzustellenden Sollbilder (26) zur Erzeugung des Urbildes (13) verändert und/oder verschoben werden.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel von Videodaten (11) verändert und/oder verschoben werden.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein Softwarealgorithmus die als Bitmap vorliegenden Pixel verändert und/oder verschiebt.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein Softwarealgorithmus Vektoren und Vektorfonts vor dem Umwandeln in Bitmaps (vor dem Rendern) verändert und/oder verschiebt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (16) eine Linse (17) ist, die entlang eines mittleren Strahlenganges (15, 15') verschieblich ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Parameter (P1–PN) der Vorverzerrung von der Größe des Anzeigebildes (25) abhängig ist, so dass sich stets eine korrekte Entzerrung auch bei unterschiedlichen Zoomfaktoren des optischen Elementes (16) ergibt.