DE102008044334A1 - Projektionseinrichtung und Verfahren zur Projektion - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionseinrichtung zur Erzeugung eines virtuellen Bildes, mit einer ersten Anzeigefläche (11, 21) zur Erzeugung eines reellen Zwischenbildes und mit einer Abbildungsoptik (3) zur Lenkung des Lichtes des reallen Zwischenbildes auf eine für die Erzeugung des virtuellen Bildes geeignete Reflexionsfläche (4), gekennzeichnet durch eine zweite Anzeigefläche (12, 27) zur Erzeugung eines reellen Zwischenbildes sowie durch eine derartige optische Umschalteinrichtung (13, 24), dass wahlweise Licht von der ersten (11, 21) oder von der zweiten (12, 27) Anzeigefläche auf die Abbildungsoptik (3) gegeben wird, wobei der Lichtweg von der ersten (11, 21) und der zweiten Anzeigefläche (12, 27) zu der Abbildungsoptik (3) unterschiedlich lang ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Projektionseinrichtung und einem Verfahren zur Projektion eines virtuellen Bildes. Aus der DE 43 19 904 A1 ist bereits ein Warngerät zum Anzeigen einer Information in einem Kraftfahrzeug bekannt. Hierbei weist das Warngerät eine Anzeige auf, die beispielsweise als eine LCD ausgeführt ist und in der ein darzustellendes Bild angezeigt wird. Die Information, die in der Anzeige dargestellt ist, wird als virtuelles Bild in einem sichtbaren Bereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs eingespiegelt. Die Information wird mit einer zunehmenden Warnintensität mit größerem Maßstab in die Windschutzscheibe eingespiegelt. Hierzu weist die Anzeige ein Linsensystem auf, wobei eine Veränderung des Abbildungsmaßstabes der Information durch eine Verschiebung des Linsensystems relativ zur Anzeige oder durch eine Verschiebung innerhalb der Linsen des Linsensystems erfolgt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Projektionseinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine geänderte Darstellung eines virtuellen Bildes dadurch erzeugt wird, dass wahlweise Licht von einer ersten oder einer zweiten Anzeigefläche auf eine Abbildungsoptik zur Erzeugung des virtuellen Bildes gegeben wird, wobei der Lichtweg von der ersten und der zweiten Anzeigefläche zu der Abbildungsoptik unterschiedlich lang ist. Die wahlweise Abgabe des auf den jeweiligen Anzeigeflächen erzeugten Zwischenbildes auf die Abbildungsoptik wird dabei durch eine optische Umschalteinrichtung herbeigeführt. Durch die unterschiedlichen Lichtwege ist es möglich, insbesondere bei zumindest nahezu gleich ausgebildeten Anzeigeflächen ein virtuelles Bild zu erzeugen, dass für einen Betrachter unterschiedlich groß und/oder in einer unterschiedlichen Entfernung erscheint. Somit ist es auf einfache Weise schnell und bei einem geringen erforderlichen Bauraum möglich, zwischen unterschiedlichen Darstellungen eines virtuellen Bildes umzuschalten. Zudem kann für unterschiedliche virtuelle Bilder die gleiche Abbildungsoptik verwendet werden.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Projektionseinrichtung möglich. So ist vorteilhaft eine Lichtquelleneinrichtung vorgesehen, die wahlweise Licht auf die erste Anzeigefläche oder auf die zweite Anzeigefläche abgibt. Hierdurch ist es möglich, mit einer Lichtquelleneinrichtung sowohl das reelle Zwischenbild auf der ersten, als auch das reelle Zwischenbild auf der zweiten Anzeigefläche zu erzeugen.
  • Ferner ist es vorteilhaft, dass die optische Umschalteinrichtung nicht nur das Licht, das von dem reellen Zwischenbild an die Abbildungsoptik gegeben wird, wahlweise umgeschaltet wird, sondern dass korrespondierend hierzu durch die optischen Umschalteinrichtung auch das von der gemeinsamen Lichtquelleneinrichtung abgegebene Licht entweder auf die erste oder auf die zweite Anzeigefläche gegeben wird. Hierdurch ist sowohl für die Umschaltung einer Beleuchtung der Anzeigeflächen zur Erzeugung des reellen Zwischenbildes, als auch für die wahlweise Lenkung des Lichtes auf die Abbildungsoptik von den jeweiligen Anzeigeflächen nur eine einzige optische Umschalteinrichtung erforderlich.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, die optische Umschalteinrichtung derart auszuführen, dass sie Licht einer ersten Polarisationsrichtung transmittiert und dass sie Licht einer zweiten Polarisationsrichtung reflektiert. Somit ist es möglich, dass durch eine Veränderung einer linearen Polarisierung des von der Lichtquelleneinrichtung abgegebenen Lichtes zwischen einer Einbeziehung der ersten Anzeigefläche in einen Strahlengang für die Erzeugung des virtuellen Bildes und einer Einbeziehung der zweiten Anzeigefläche in einen Strahlengang zur Erzeugung des virtuellen Bildes auf einfache Weise umgeschaltet werden kann. Insbesondere ist es hierbei nicht erforderlich, an der Umschaltvorrichtung selbst mechanische Teile zu bewegen.
  • Es ist ferner vorteilhaft, an den Anzeigeflächen jeweils eine Verzögerungsfolie zur optischen Drehung der Polarisation derart anzubringen, dass nach einer Reflexion an der Anzeigefläche und zweifachem Durchgang durch die Verzögerungsfolie die Polarisationsrichtung von auf die Anzeigefläche abgegebenem, linear polarisierten Licht um 90° gedreht wird. Hiermit wird erreicht, dass für den Fall, dass das Licht an der optischen Umlenkeinrichtung zunächst reflektiert wurde, es nunmehr nach Reflexion an der Anzeigefläche transmittiert wird. Entsprechend wird auch umgekehrt erreicht, dass Licht, das vor der Reflexion transmittiert wurde, nunmehr reflektiert wird. Der Aufbau der Projektionseinrichtung kann hierdurch vereinfacht werden.
  • Es ist ferner vorteilhaft, an der Lichtquelleneinrichtung wenigstens eine Flüssigkristallanzeige vorzusehen, mit der die Polarisationsrichtung des ausgestrahlten Lichtes in Abhängigkeit von ihrer Ansteuerung verändert wird. Durch die Verwendung einer Flüssigkristallanzeige kann auf mechanisch bewegte Bauteile zur Beeinflussung der Polarisationsrichtung des ausgestrahlten Lichtes verzichtet werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Lichtquelleneinrichtung wenigstens einen Laser und eine zugehörige Ablenkeinheit zur Bildabtastung des reellen Zwischenbildes aufweist. Mit einem Laser steht eine besonders helle Lichtquelle zur Verfügung. Ferner können Laser bei entsprechender Ausrichtung bereits so ausgelegt werden, dass sie polarisiertes Licht abgeben. Bei der Verwendung von polarisiertem Licht im weiteren Aufbau der Projektionseinrichtung kann daher auf zusätzliche Polarisatoren, die Licht der Lichtquelle absorbieren, verzichtet werden.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenigstens eine der Anzeigeflächen als ein Mikrolinsenarray auszuführen, da hierdurch eine besonders verlustarme Darstellung eines reellen Zwischenbildes auf eine Anzeigefläche möglich ist.
  • Mikrolinsenarrays haben zudem den Vorteil, dass sie durch Interferenzen bei der Laserprojektion hervorgerufene Störungen, sogenannte Speckles, verhindern helfen.
  • Entsprechende Vorteile ergeben sich auch für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung eines virtuellen Bildes.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
  • 1 einen Prinzipaufbau einer Einrichtung zur Erzeugung eines virtuellen Bildes mit einer Darstellung des Verlaufs der Lichtstrahlen,
  • 2 einen Prinzipaufbau einer erfindungsgemäßen Projektionseinrichtung mit der Darstellung eines Strahlenverlaufs,
  • 3 und 4 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Projektionseinrichtung in zwei verschiedenen Zuständen,
  • 5 eine Lichtquelleneinrichtung zur Verwendung einer erfindungsgemäßen Projektionseinrichtung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der 1 ist eine Projektionseinrichtung zur Darstellung eines virtuellen Bildes gezeigt. Die Darstellung virtueller Bilder kann für verschiedene Anwendungszwecke verwendet werden. Jedoch ist die Verwendung in einem Fahrzeug besonders vorteilhaft, da hier ein virtuelles Bild 1 erzeugt werden kann, das aus Sicht eines Betrachters im Fahrzeug, insbesondere des Fahrers, vor dem Fahrzeug zu schweben scheint. Um den Informationsinhalt des Bildes wahrzunehmen, ist es daher für den Fahrer nicht erforderlich, seinen Blick von der Fahrszenerie vor dem Fahrzeug abzuwenden. Darüber hinaus scheint das virtuelle Bild für den Fahrer auch in einer Entfernung vorzuliegen, die vorzugsweise außerhalb eines Nahraums seines Auges liegt. So kann mit einer entsprechenden Auslegung einer Projektionseinrichtung ein virtuelles Bild 1 erzeugt werden, das beispielsweise 8 Meter vor dem Fahrzeug zu schweben scheint. Somit ist es zudem für den Fahrer nicht mehr erforderlich, für ein Ablesen einer Information beispielsweise in einer Instrumententafel des Fahrzeugs sein Auge auf den Nahbereich zu akkomodieren, sondern eine Akkomodation des Auges kann im Fernbereich während einer Fahrt verbleiben, wobei der Fahrer gleichzeitig die entsprechende, in dem virtuellen Bild 1 dargestellte Information wahrnehmen kann.
  • In der hier gezeigten Ausführungsform wird zunächst ein reelles Zwischenbild 2 erzeugt, dessen Licht auf eine Abbildungsoptik gegeben wird, die in der beschriebenen Ausführungsform als eine Spiegeloptik 3 ausgeführt ist. Hierzu ist ein vorzugsweise asphärischer Spiegel in einer Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet. Es kann auch eine anderer Abbildungsoptik verwendet werden. Die Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung des reellen Zwischenbildes sowie der Abbildungsoptik 3 sind dabei Teil einer Projektionseinrichtung, deren Licht auf eine geeignete reflektierende Fläche im Fahrzeug abgegeben wird. Die reflektierende Fläche kann in einer ersten Ausführungsform beispielsweise als ein sogenannter Combiner ausgeführt sein. Unter einem Combiner ist hierbei eine zumindest teiltransmissive Umlenkplatte zu verstehen, von der aus Licht in Richtung eines Betrachters umgelenkt wird. In der hier gezeigten Ausführungsform wird dagegen Licht unmittelbar auf die Windschutzscheibe 4 gegeben, die als Glasfläche zumindest ebenfalls teilweise das auf sie gestrahlte Licht reflektiert. In der hier gezeigten Ausführungsform sind ein erster äußerer Strahlenverlauf 5, ein zweiter, gegenüberliegender äußerer Strahlenverlauf 6 und ein Mittelpunktstrahl 7 dargestellt. Die Strahlen werden durch die Reflexion an der Spiegeloptik 3 und durch die Reflexion an der Windschutzscheibe 4 in Richtung eines Auges 8 eines Betrachters umgelenkt. Durch eine entsprechende Auslegung des Umlenkspiegels 3 kommt es dabei zusätzlich zu einer Vergrößerung, so dass die Darstellung des reellen Zwischenbildes 2 als virtuelles Bild 1 für einen Betrachter größer erscheint als die Abmaße des tatsächlichen, reellen Zwischenbildes 2.
  • In der 2 ist nun eine Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Projektionseinrichtung gezeigt. Entsprechend der Anordnung in der 1 wird Licht von reellen Zwischenbildern auf einen Umlenkspiegel 3 gegeben. In der Projektionseinrichtung wird ein erstes reelles Zwischenbild 11 oder ein zweites reelles Zwischenbild 12 wahlweise erzeugt. Eine Umschaltung, ob das Licht des ersten Zwischenbildes 11 und das Licht des zweiten Zwischenbildes 12 auf den Umlenkspiegel 3 gegeben wird, wird durch eine schaltbare Umlenkeinrichtung 13 realisiert. Entsprechend der Darstellung in der 1 ist für ein erstes Zwischenbild 11 ein erster äußerer Strahlenverlauf 14, ein zweiter äußerer Strahlenverlauf 15 und ein Strahlenverlauf für einen Mittelpunktstrahl 16 dargestellt. Als gestrichelte Linien sind ferner ein erster äußerer Strahlenverlauf 17, ein Mittelpunktstrahlenverlauf 18 und ein zweiter äußerer Strahlenverlauf 19 für das zweite reelle Bild 12 dargestellt. Der Lichtweg, den das Licht der Strahlen 17, 18, 19 jeweils zu der Abbildungsoptik 3 zurücklegt, ist dabei kürzer als derjenige Lichtweg, den das Licht von dem ersten reellen Zwischenbild anhand der Strahlen 14, 15, 16 zu der Abbildungsoptik 3 zurücklegt. Da die Abbildungsoptik 3 unabhängig von einer Umschaltung zwischen dem ersten reellen Zwischenbild 11 und dem zweiten reellen Zwischenbild 12 ist, führt die Umschaltung dazu, dass das durch die beiden reellen Zwischenbilder 11, 12 erzeugte virtuelle Bild sich in seinem von einem Betrachter empfundenen Abstand jeweils unterscheidet. Gegebenenfalls ist es auch möglich, dass sich auch die von dem Betrachter empfundenen Größen unterscheiden. Durch die Umschaltung kann damit der virtuelle Abstand zwischen Positionen, an denen der Betrachter das virtuelle Bild zu sehen empfindet, variiert werden. Gegebenenfalls kann auch eine Größe des virtuellen Bildes angepasst werden.
  • In den 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Projektionseinrichtung dargestellt. In dem ersten Zustand gemäß der 3 wird Licht von einer Lichtquelleneinrichtung 20 auf eine erste Anzeigefläche 21 gegeben und von dort in Pfeilrichtung 22 auf eine in der 3 nicht dargestellte Abbildungsoptik, beispielsweise den Umlenkspiegel 3, abgegeben. Hierzu ist die Lichtquelleneinrichtung 20 vorzugsweise dazu ausgelegt, polarisiertes Licht auszusenden. In der hier gezeigten Ausführungsform wird vertikal polarisiertes Licht von der Lichtquelleneinrichtung 20 ausgestrahlt. In einer ersten Ausführungsform kann die Lichtquelleneinrichtung eine Lichtquelle aufweisen, die unpolarisiertes Licht aufweist, das durch einen nachgeschalteten Filter polarisiert wird. In einer weiteren Ausführungsform kann die Lichtquelleneinrichtung auch wenigstens eine Laserlichtquelle aufweisen, die bereits so ausgerichtet ist, dass sie bereits ausgerichtet ist, vertikal polarisiertes Licht auszustrahlen. Die Polarisationsrichtung des Lichtes ist durch ein entsprechendes Symbol 23 in der 3 gekennzeichnet.
  • Das vertikal polarisierte Licht trifft nun auf eine Umlenkeinrichtung, die als ein teiltransmissiver Spiegel 24 ausgeführt ist. Der Spiegel 24 ist dabei derart aufgebaut, dass er beispielsweise durch eine geeignete Beschichtung vertikal polarisiertes Licht reflektiert. Daher wird das auf den Spiegel 24 von der Lichtquelleneinrichtung 20 aufgebrachte Licht in Richtung der ersten Anzeigefläche 21 umgelenkt. Die Anzeigefläche 21 ist beispielsweise als eine streuend reflektierende Anzeigefläche ausgeführt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Anzeigefläche auch als ein Mikrolinsenarray ausgeführt sein. Das auf die Anzeigefläche 21 aufgebrachte Licht erzeugt auf der Anzeigefläche 21 ein reelles Zwischenbild. Auf die Anzeigefläche 21 aufgebracht oder in sehr kurzem Abstand hierzu ist eine Verzögerungsfolie 25 vorgesehen. Die Verzögerungsfolie 25 ist beispielsweise als eine Lambda-Viertel-Folie ausgeführt. Die Verzögerungsfolie 25 sorgt dafür, dass zwischen dem hin- und rücklaufenden polarisierten Lichtstrahl eine Drehung der Polarisationsrichtung um 90° erreicht wird. Entsprechend weist das reflektierte Licht nun eine horizontale Polarisationsrichtung auf, die durch das Symbol 26 gekennzeichnet ist. Das reflektierte Licht trifft nunmehr wieder auf den teiltransmissiven Spiegel 24. Der teiltransmissive Spiegel 24 ist jedoch dazu ausgelegt, horizontal polarisiertes Licht durchzulassen. Das horizontal polarisierte Licht passiert nunmehr den Spiegel und wird in Pfeilrichtung 22 auf die Abbildungsoptik zur Erzeugung des virtuellen Bildes gegeben. Eine zweite Anzeigefläche 27 mit einer entsprechenden Verzögerungsfolie 28 wird in dieser Einstellung von Lichtstrahlen der Lichtquelleneinrichtung 20 nicht erreicht.
  • In der 4 ist die gleiche Anordnung dargestellt, wobei jedoch die Polarisationsrichtung des von der Lichtquelleneinrichtung 20 ausgestrahlten Lichtes nunmehr um 90° gedreht wurde. Die Lichtquelleneinrichtung 20 gibt jetzt horizontal polarisiertes Licht ab, das den teiltransmissiven Spiegel 24 passieren kann. Es trifft dabei auf die dahinter liegende zweite Anzeigefläche 27, auf der entsprechend ein reelles Bild projiziert wird. Durch die Verzögerungsfolie 28, die in entsprechender Weise vor der zweiten Anzeigefläche 27 angeordnet ist, wird die Ausrichtung des polarisierten Lichtes wiederum um 90° gedreht, so dass nunmehr horizontal polarisiertes Licht auf den teiltransmissiven Spiegel 24 zurückreflektiert wird. Da der teiltransmissive Spiegel 24 dieses Licht reflektiert, wird das Licht in Richtung 22 auf die Abbildungsoptik, beispielsweise den Spiegel 3, abgegeben.
  • Die Anzeigeflächen 21, 27 weisen dabei einen unterschiedlichen Abstand zu dem teiltransmissiven Spiegel 24 auf. Hierdurch wird auch durch die entsprechende Umschaltung ein unterschiedlicher Lichtweg zu dem bei dem Aufbau in den 3 und 4 nicht gezeigten Umlenkspiegel 3 erreicht. Entsprechend wird der bei der Betrachtung des virtuellen Bildes von einem Betrachter empfundene Abstand zu dem virtuellen Bild durch die Umschaltung verändert.
  • Zur Anpassung an eine gegebenenfalls andere, ausgesendete Polarisationsrichtung ist es entsprechend auch möglich, durch Anpassung einer Ausrichtung des teiltransmissiven Spiegels 24 bei einem entsprechenden Kalibriervorgang eine Anpassung der Anordnung an die andere Ausrichtung der Lichtquelleneinrichtung 20 und an das von der Lichtquelleneinrichtung 20 ausgegebene Licht vorzunehmen.
  • Bei der Umschaltung zwischen einer Abbildung des reellen Zwischenbildes auf die erste Anzeigefläche 21 und die zweite Anzeigefläche 27 kann jeweils von der Lichtquelleneinrichtung die gleiche Bildinformation auf eine jeweilige Anzeigefläche geschrieben werden. Ferner ist es auch möglich, mit der Umschaltung einen Bildinhalt des dargestellten Bildes zu verändern.
  • Bei einer entsprechenden Drehung der Polarisationsrichtung des Lichtes der Lichtquelle ist es auch möglich, einen Mischbetrieb oder eine Überblendung zwischen den unterschiedlichen Anzeigeflächen zu erreichen. Wird beispielsweise Licht eingestrahlt, das um 45° gegenüber der vertikalen Polarisationsausrichtung gedreht wird, so kann Licht auf beide Anzeigeflächen gestrahlt werden. Gegebenenfalls reduziert sich hiermit jedoch die Helligkeit der einzelnen dargestellten Symbole.
  • Bei der Anordnung gemäß der 3 und 4 weisen die Anzeigeflächen unterschiedliche Gegenstandsweiten auf. Über die gleiche, nachgeschaltete Abbildungsoptik werden somit unterschiedliche Bildentfernungen des virtuellen Bildes realisiert. Eine folgende, beispielhafte Auslegung der Projektionseinrichtung ist möglich:
    Brennweite des gewölbten Spiegels 3: 37,5 cm,
    Gegenstandsweise (also Lichtweg des Mittelpunktstrahls von der Anzeigefläche zu dem Umlenkspiegel) 30 cm,
    Gegenstandsweite der ersten Anzeigefläche 36 cm,
    gewünschter Blinkwinkel eines Betrachters von 8°,
    so ergibt sich bei einer Gegenstandsgröße von etwa 6–7 cm auf den beiden Anzeigeflächen eine ca. 0,3 m große Bilddarstellung in 2,4 m Entfernung in dem virtuellen Bild bei einer Nutzung der zweiten Anzeigefläche 27 und eine etwa 1,2 m große Bildgröße in einer Entfernung von 9 m (Bildweite) bei einer Verwendung der ersten Anzeigefläche 21. Durch eine Umschaltung kann zwischen diesen beiden Bilddarstellungen – virtuelles Bild, 1,2 m groß in 9 m Entfernung und virtuelles Bild in 2,4 m Entfernung, 0,3 m groß- umgeschaltet werden. Ein großer Unterschied der Gegenstandsweiten ist dabei nicht erforderlich, bzw. mit einem kleinen Unterschied in der Gegenstandsweite kann ein großer Effekt bei der Darstellung des virtuellen Bildes erreicht werden.
  • In einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, anstelle des polarisierenden Strahlteilers in Form des teiltransmissiven Spiegels auch andere optische Elemente vorzusehen. So ist es beispielsweise möglich, einen mechanisch gesteuerten Umlenkspiegel zwischen einer Lichtlenkung auf die erste Anzeigefläche und die zweite Anzeigefläche 27 vorzusehen. Gegebenenfalls ist es auch möglich, die Lichtumlenkung von der Lichtquelle einerseits durch einen ersten Umlenkspiegel und die Weiterleitung von der Anzeigeflächen zu der Abbildungsoptik 3 durch einen zweiten Spiegel zu gewährleisten.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, anstelle der über eine Lichtquelle in Auflichtbeleuchtung beleuchteten Anzeigeflächen 21, 27 Anzeigen zu verwenden, die ein reelles Bild unmittelbar darstellen. So ist es beispielsweise möglich, eine oder beide Anzeigeflächen 21, 27 durch Flüssigkristallanzeigen zu ersetzen, die jeweils hinterleuchtet sind und somit ein reelles Bild darstellen. Eine Flüssigkristallanzeigeneinrichtung ist gegebenenfalls preisgünstiger realisierbar als eine Lasereinrichtung, benötigt jedoch im Allgemeinen mehr Bauraum und kann mitunter die Bildhelligkeit, die Farbsättigung und den Farbraum einer Laserprojektion nicht vollumfänglich erreichen.
  • In der 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Lichtquelleneinrichtung 20 gezeigt, die als eine Laserprojektionseinheit ausgeführt ist. Ein Videokontroller 30 steuert eine erste Lasereinrichtung 31, beispielsweise einen roten Laser, eine zweite Lasereinrichtung 32, beispielsweise einen Infrarotlaser zur Erzeugung von grünem Laserlicht, und eine dritte Lasereinrichtung, einen blauen Laser 33 an. Vor dem Infrarotlaser 32 ist ein frequenzverdoppelnder Kristall 34 zur Erzeugung von grünem Licht aus dem Infrarotlicht angeordnet. Die Lasereinrichtungen 31, 32, 33 sind vorzugsweise als Halbleiterlaser ausgeführt. Im Strahlengang vor den Lasereinrichtungen sind jeweils zugeordnete Flüssigkristallanzeigen 35 angeordnet, die beispielsweise ebenfalls durch den Videokontroller 30 gesteuert werden und die dazu ausgelegt sind, die Polarisationsrichtung des von den Lasereinrichtungen 31, 32, 33 ausgestrahlten Lichtes zu beeinflussen. So kann die Polarisationsrichtung entsprechend derart gewählt werden, dass ein von der Lichtquelleneinrichtung ausgegebener Lichtstrahl 36 in einer Polarisationsrichtung derart ausgerichtet werden kann, dass er in Zusammenwirken mit dem polarisierenden Strahlteiler entweder auf die erste Anzeigefläche oder auf die zweite Anzeigefläche gelenkt wird. Die die Flüssigkristallanzeigen 35 jeweils verlassenden, farbigen Laserstrahlen werden zu dem auszusendenden Lichtstrahl 36 durch entsprechende Reflexions- und Spiegeleinrichtungen 37 zusammengeführt. Der Lichtstrahl 36 trifft nun, bevor er die Lichtquelleneinrichtung 20 verlässt, auf einen ansteuerbaren Ablenkspiegel 38, der ebenfalls von dem Videokontroller 30 angesteuert wird. Über den vorzugsweise in zwei Achsen schwenkbaren Ablenkspiegel 38 kann ein Bild 39 abgetastet werden, das durch die Lichtquelleneinrichtung eine der Anzeigeflächen 21, 27 abgebildet wird. Ein damit erzeugtes, reelles Bild wird bildpunktweise in Zeilen- und Spaltenabfolge durch die Ansteuerung des Ablenkspiegels 38 abgetastet. Die Helligkeit der einzelnen Laser-Lichtquellen 31, 32, 33 wird in Abhängigkeit von der Helligkeit und dem Farbort des jeweiligen Bildpunktes durch den Videokontroller 30 variiert. Der Videokontroller 30 wird wiederum von einer Fahrzeugeinrichtung 40 angesteuert, die eine Darstellung von insbesondere auf das Fahrzeug bezogenen Informationen in einer Bilddarstellung veranlasst. Hierzu ist die Fahrzeugeinrichtung mit verschiedenen Fahrzeugeinrichtungen verbunden, beispielsweise einer Umfelderfassungseinheit 41 oder einer Navigationseinrichtung 42. Befindet sich beispielsweise ein Hindernis sehr nahe am Fahrzeug, so kann ein entsprechendes Warnsymbol, das sich auf das erfasste Hindernis bezieht, in einer nahen Entfernung zu dem Fahrzeug dargestellt werden. Ist eine Fahrhandlung durch einen Fahrer durchzuführen, so kann ein entsprechendes Richtungssymbol in einer größeren Entfernung in einem virtuellen Bild vor dem Fahrer dargestellt werden.
  • Die Fahrzeugeinrichtung veranlasst nunmehr durch die Ansteuerung des Videokontrollers 30, ein Warnsymbol in einer nahen Entfernung vor dem Fahrzeug mittels einer Projektion des Warnsymbols auf die zweite Anzeigefläche 27 darzustellen. Soll zu einem anderen Zeitpunkt ein Navigationshinweis, beispielsweise ein Richtungspfeil zum Hinweis auf einen vorzunehmenden Abbiegevorgang, dargestellt werden, so veranlasst die Fahrzeugeinrichtung durch entsprechende Abgabe von Befehlen an den Videokontroller 30, ein entsprechendes Abbiegesymbol in einer größeren Entfernung durch eine Projektion des Abbiegesymbols auf die erste Anzeigefläche 21 darzustellen.
  • Bei der Nutzung der zweiten Anzeigefläche kann es aufgrund der großen Vergrößerung gegebenenfalls zu Verzerrungen der dargestellten Bildinformationen kommen. Aufgrund der großen, von dem Betrachter empfundenen Bildentfernung werden entsprechende Verzerrungen jedoch für einen Betrachter kaum sichtbar sein. Ferner ist es auch möglich, durch die Abbildungsoptik bedingte Verzerrungen der Bilder gezielt für eine realistische Darstellung zu verwenden. So ist es beispielsweise möglich, eine Bilddarstellung zu wählen, bei der ein in einer Anzeigefläche als flächiger Gegenstand dargestelltes Bild als auf einer Straße liegender Gegenstand in ein virtuelles Bild projiziert wird, beispielsweise ein Richtungspfeil.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4319904 A1 [0001]

Claims (10)

  1. Projektionseinrichtung zur Erzeugung eines virtuellen Bildes, mit einer ersten Anzeigefläche (11, 21) zur Erzeugung eines reellen Zwischenbildes und mit einer Abbildungsoptik (3) zur Lenkung des Lichtes des reellen Zwischenbildes auf eine für die Erzeugung des virtuellen Bildes geeignete Reflexionsfläche (4), gekennzeichnet durch eine zweite Anzeigefläche (12, 27) zur Erzeugung eines reellen Zwischenbildes sowie durch eine derartige optische Umschalteinrichtung (13, 24), dass wahlweise Licht von der ersten (11, 21) oder von der zweiten (12, 27) Anzeigefläche auf die Abbildungsoptik (3) gegeben wird, wobei der Lichtweg von der ersten (11, 21) und der zweiten Anzeigefläche (12, 27) zu der Abbildungsoptik (3) unterschiedlich lang ist.
  2. Projektionseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lichtquelleneinrichtung (20), die wahlweise Licht auf die erste Anzeigefläche (21) oder auf die zweite Anzeigefläche (27) abgibt.
  3. Projektionseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Umschalteinrichtung (24) auch das Licht der Lichtquelleneinrichtung derart umlenkt, dass für den Fall dass Licht von der Lichtquelleneinrichtung (20) auf die erste Anzeigefläche (21) gegeben wird auch Licht von der ersten Anzeigefläche (21) auf die Abbildungsoptik (3) gegeben wird und dass für den Fall dass Licht von der Lichtquelleneinrichtung (20) auf die zweite Anzeigefläche (27) gegeben wird auch Licht von der zweiten Anzeigefläche (27) auf die Abbildungsoptik (3) gegeben wird
  4. Projektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 2–3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Umschalteinrichtung einen teildurchlässigen Spiegel (24) aufweist, der Licht in Abhängigkeit von der Polarisationsrichtung reflektiert oder transmittiert, und dass Mittel (35) zur Veränderung der Polarisationsrichtung des von der Lichtquelleneinrichtung (20) ausgegebenen Lichtes derart vorhanden sind, dass abhängig von der Polarisationsrichtung des ausgegebenen Lichtes Licht wahlweise auf die erste (21) oder auf die zweite Anzeigefläche (27) gelenkt wird.
  5. Projektionseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Anzeigeflächen (21, 27) jeweils eine Verzögerungsfolie (25, 28) zur optischen Drehung der Polarisation des Lichtes um 90° bei der Abbildung auf die Anzeigefläche (21, 27) vorgesehen ist.
  6. Projektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallanzeigeneinrichtung (35), die zwischen der Lichtquelleneinrichtung (20) und der Umschalteinrichtung (24) derart angeordnet ist, dass eine Polarisationsrichtung des von der Lichtquelleneinrichtung (20) ausgesendeten Lichtes durch die Flüssigkristallanzeigeneinrichtung (35) verändert wird.
  7. Projektionseinrichtung nach einem der 2–7 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelleneinrichtung (20) wenigstens einen Laser (31, 32, 33) und eine zugehörige Ablenkeinheit (38) zur Bildabtastung umfasst.
  8. Projektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anzeigefläche (21, 27) als ein Mikrolinsenarray ausgeführt ist.
  9. Verwendung eine Projektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug zur Erzeugung eines virtuellen Bildes vor dem Kraftfahrzeug.
  10. Verfahren zur Erzeugung eines virtuellen Bildes, wobei auf einer ersten Anzeigefläche (11, 21) ein reelles Zwischenbild erzeugt und mit einer Abbildungsoptik (3) auf eine für die Erzeugung des virtuellen Bildes geeignete Reflexionsfläche (4) gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Umschalteinrichtung (13, 24) wahlweise Licht auf die erste Anzeigefläche (11, 21) oder auf eine zweiten Anzeigefläche (12, 27) zur Erzeugung eines reellen Zwischenbilds gibt, wobei der Lichtweg von der ersten und der zweiten Anzeigefläche zu der Abbildungsoptik unterschiedlich lang ist.
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