DE102011084530A1

DE102011084530A1 - Method of reducing speckle effect of image displayed on display element of display device, involves moving a projection screen or a deflecting mirror of display device, in at least one direction, to reduce the speckle effect of image

Info

Publication number: DE102011084530A1
Application number: DE102011084530A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Fiess; Eladio Lopez
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-04-18
Also published as: CN103048799A; FR2981464A1; FR2981464B1

Abstract

The method involves moving the projection screen (220) of the display device (210) having an optical apparatus (215) for projecting the image on the projection screen, or a deflecting mirror (225) of the display device, used for deflecting the image of projection screen, in at least one direction, to reduce the speckle effect of the image. An excitation signal is output with respect to an electro-active actuator of the display device, and the projection screen or the deflecting mirror is moved in response to the excitation signal. Independent claims are included for the following: (1) a device for reducing speckle effect of image displayed on display element of display device; (2) a controller for reducing speckle effect of image displayed on display element of display device; and (3) a computer program product for reducing speckle effect of image displayed on display element of display device.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, eine Vorrichtung zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.The present invention relates to a method for reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device, a device for reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device, to a corresponding control device and to a corresponding computer program product.

Frontsichtanzeigen, die auf einem Laserprojektionssystem basieren, benötigten eine flache Oberfläche, die als Projektionsfläche, den sogenannten Schirm, verwendet werden kann. Die für den Schirm vorgesehenen Abmessungen sind häufig größer als 3 × 6 cm, wobei hier eine optische Relation zwischen den Abmessungen des Schirms, der Pixelzahl und der Entfernung zwischen dem Projektor und dem Schirm relevant ist. Dieser Punkt wird beim optischen Design entschieden, so dass durchaus auch Schirme mit kleineren als den genannten Abmessungen zum Einsatz kommen können.Front-view displays based on a laser projection system require a flat surface that can be used as a projection screen, the so-called screen. The dimensions provided for the screen are often greater than 3 × 6 cm, and here an optical relation between the dimensions of the screen, the number of pixels and the distance between the projector and the screen is relevant. This point is decided in the optical design, so that it is quite possible to use umbrellas with smaller dimensions than those mentioned.

Die flache Oberfläche enthält in der Regel intrinsische – also mit bloßem Auge nicht sichtbare – Unebenheiten, die den so genannten Speckle-Effekt erzeugen. Dieser Effekt führt auf dem projizierten Bild zu unerwünschten sichtbaren kleinen Bereichen mit zufallsbedingten Lichtstärkeabweichungen, die als Bild-Speckle (engl. speckle = Fleck, Sprenkel) bezeichnet werden. The flat surface usually contains intrinsic - so with the naked eye invisible - bumps that produce the so-called speckle effect. This effect results in unwanted visible small areas on the projected image with random intensity variations called "speckle" (speckle).

Lösungen zur Speckle-Reduzierung folgen im Allgemeinen technischen Ansätzen, bei denen zwischen den optischen Apparat, z.B. ein Laserprojektionssystem, und die Projektionsfläche eingegriffen wird.Solutions for speckle reduction generally follow technical approaches in which between the optical apparatus, e.g. a laser projection system, and the projection surface is intervened.

Die US 20100232005 A1 offenbart eine Laserstrahlanzeige für eine Rechenanlage mit einem räumlichen Phasenmodulator, der zwischen eine Lichtquelle und ein Abtastmodul geschaltet ist, um mittels Phasenmodulierung von Lichtstrahlen eine Speckle-Reduzierung in einem auf eine Projektionsfläche projizierten Anzeigebild zu erzielen.The US 20100232005 A1 discloses a laser beam display for a computer system having a spatial phase modulator connected between a light source and a scanning module to achieve speckle reduction in a display image projected on a projection surface by phase modulation of light beams.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, eine Vorrichtung zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides a method of reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device, a device for reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device, a controller using this method, and finally a corresponding computer program product according to the main claims presented. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Der Speckle-Effekt lässt sich verringern, indem optische Elemente der Anzeigevorrichtung bewegt werden. Beispielsweise kann der Schirm der Anzeigevorrichtung fortlaufend bewegt werden. Zur Erzeugung der Bewegung können geeignete Aktoren eingesetzt werden, die beispielsweise auf elektroaktiven Materialien basieren. So können beispielsweise mit dem Einsatz elektroaktiver Materialien Bewegungen an einem Material vorgesehen werden, das beispielsweise als Schirm in einer Frontsichtanzeigevorrichtung verwendet wird.The speckle effect can be reduced by moving optical elements of the display device. For example, the screen of the display device can be moved continuously. To generate the movement, suitable actuators may be used which are based, for example, on electroactive materials. For example, with the use of electro-active materials, movements can be provided on a material which is used, for example, as a screen in a front-view display device.

Gemäß dem hier vorgeschlagenen Ansatz kann es sich bei den elektroaktiven Materialien z.B. um Piezo-Aktoren, elektroaktive Polymere oder irgendeinen anderen geeigneten Materialtyp handeln. Als Piezo-Aktor kommt beispielsweise ein wellenförmig gebogener flexibler Piezo-Flachaktor in Frage, bei den elektroaktiven Polymeren kann es sich um dielektrische oder Ionen-EAPs (Elektroaktive Polymere) handeln. According to the approach proposed here, the electroactive materials may be e.g. to act piezo actuators, electroactive polymers or any other suitable type of material. As a piezoelectric actuator, for example, a wavy bent flexible piezo-flat actuator in question, in the electroactive polymers may be dielectric or ion EAPs (electroactive polymers).

Der hier vorgeschlagene Ansatz bietet den Vorteil, dass lediglich in eine Projektionsfläche, z.B. einen Projektionsschirm oder einen Umlenkspiegel, einer Anzeigevorrichtung einzugreifen ist. Auf eine Zwischenschaltung eines separaten Geräts zwischen einzelne optische Elemente der Anzeigevorrichtung kann verzichtet werden. So können Bauraum und Kosten gespart werden.The approach proposed here offers the advantage that only in a projection surface, e.g. a projection screen or a deflection mirror, a display device is to intervene. An intermediate circuit of a separate device between individual optical elements of the display device can be dispensed with. So space and costs can be saved.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, die einen optischen Apparat zum Projizieren des Bildes auf einen Projektionsschirm und einen Umlenkspiegel zum Umlenken des Bildes von dem Projektionsschirm zu dem Darstellungselement umfasst, wobei das Verfahren den folgenden Schritt aufweist:
Bewegen des Projektionsschirms und/oder des Umlenkspiegels in zumindest einer Richtung, um den Speckle-Effekt zu reduzieren.The present invention provides a method for reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device comprising an optical apparatus for projecting the image onto a projection screen and a deflection mirror for redirecting the image from the projection screen to the presentation element, the method comprising the following step:
Moving the projection screen and / or the deflecting mirror in at least one direction to reduce the speckle effect.

Das Verfahren kann beispielsweise eingesetzt werden, um ein von einem Laser erzeugtes virtuelles Bild für das menschliche Auge möglichst störungsfrei sichtbar zu machen, indem der Speckle-Effekt ausgeschaltet oder zumindest erheblich reduziert wird. Bei dem sogenannten Speckle-Effekt (speckle = Sprenkel, Fleck) handelt es sich um ein optisches Interferenzmuster, das entsteht, wenn hinreichend kohärentes Licht von einer unebenen Oberfläche reflektiert wird. Dieser Effekt zeigt sich auch, wenn eine Unebenheit oder Körnigkeit einer Oberfläche sehr fein, also für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Beim Betrachten eines von einer derartigen Oberfläche reflektierten Bildes sieht der Betrachter dann beispielsweise das Bild von einer Vielzahl weißer Flecken durchsetzt. The method can be used, for example, to make a virtual image generated by a laser visible to the human eye as trouble-free as possible by eliminating or at least significantly reducing the speckle effect. The so-called speckle effect (speckle = speckle) is an optical interference pattern that arises when sufficiently coherent light is reflected by an uneven surface. This effect is also evident when a bump or graininess of a surface is very fine, so not for the human eye is perceptible. When viewing an image reflected from such a surface, the viewer then sees, for example, the image interspersed with a multitude of white spots.

Die Anzeigevorrichtung kann in Form einer Frontsichtanzeigevorrichtung bzw. eines HUD (HUD = Head-Up Device) vorliegen. Eine derartige Vorrichtung kann z.B. in einem Fahrzeug eingesetzt werden, um einen Fahrer des Fahrzeugs auf Sichthöhe mit relevanten optischen Informationen zu versorgen. Entsprechend kann es sich bei dem Darstellungselement um eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs oder ein auf der Windschutzscheibe angeordnetes transparentes Material, etwa einen Combiner, zu Deutsch Kombinierer von Informationen, handeln. Bei Verwendung eines HUD mit einem Combiner als optisches Element wird das Bild nicht direkt auf die Windschutzscheibe, sondern auf den Combiner projiziert. Auf dem Darstellungselement können die relevanten Informationen beispielsweise in Form eines virtuellen Bildes angezeigt werden, das z.B. einen Text oder grafische Elemente enthalten kann. The display device may be in the form of a front-view display device or a HUD (Head-Up Device). Such a device may e.g. be used in a vehicle to provide a driver of the vehicle at sight with relevant optical information. Accordingly, the display element may be a windshield of the vehicle or a transparent material disposed on the windshield, such as a combiner, for example, a combiner of information. When using a HUD with a combiner as an optical element, the image is not projected directly onto the windshield but onto the combiner. On the display element, the relevant information can be displayed, for example, in the form of a virtual image, e.g. may contain a text or graphic elements.

Bei dem optischen Apparat kann es sich um einen Laser-Projektor zum Erzeugen von einfarbigem oder farbigem Licht handeln. Der optische Apparat kann ausgebildet sein, um Informationen des auf dem Darstellungselement anzuzeigenden virtuellen Bildes mittels gerichteter Lichtstrahlen auf den Projektionsschirm zu werfen, um ein Urbild des virtuellen Bildes auf diesem darzustellen.The optical apparatus may be a laser projector for producing monochrome or colored light. The optical apparatus can be designed to throw information of the virtual image to be displayed on the display element by means of directed light beams onto the projection screen in order to display a prototype image of the virtual image thereon.

Entsprechend kann es sich bei dem Projektionsschirm um ein flaches z.B. rechteckiges Element handeln, dessen Oberfläche geeignet ist, um die aus dem optischen Apparat emittierten Strahlen so zu reflektieren, dass das Urbild des virtuellen Bildes entsteht. Dazu ist der Projektionsschirm in geeigneter Entfernung gegenüber einer Strahlenaustrittsöffnung des optischen Apparates positioniert. Die Reflexionsfläche des Projektionsschirms kann eine für das Auge nicht sichtbare feinkörnige Struktur aufweisen, auf der der Speckle-Effekt beruhen kann. Der Projektionsschirm kann Abmessung von einigen Quadratzentimetern, beispielsweise eine Fläche von näherungsweise drei mal sechs Zentimeter aufweisen. Accordingly, the projection screen may be a flat e.g. act rectangular element whose surface is suitable to reflect the rays emitted from the optical apparatus so that the original image of the virtual image is formed. For this purpose, the projection screen is positioned at a suitable distance with respect to a radiation exit opening of the optical apparatus. The reflection surface of the projection screen may have a fine grain structure, invisible to the eye, on which the speckle effect can be based. The screen may have dimensions of a few square centimeters, for example, an area of approximately three by six centimeters.

Der Umlenkspiegel wiederum kann ausgebildet sein, um eine Reflexion des auf dem Projektionsschirm dargestellten Urbildes zu erstellen und diese unter Umständen vergrößert auf das Darstellungselement umzulenken, durch das dann schließlich das virtuelle Bild für das Auge des Betrachters sichtbar erscheint. Aus Sicht des Betrachters kann das virtuelle Bild so erscheinen, als ob das virtuelle Bild hinter dem Darstellungselement, bei einem Fahrzeug beispielsweise im Bereich der Motorhaube des Fahrzeugs oder im Vorfeld des Fahrzeugs angeordnet ist. Dazu kann der Umlenkspiegel in einem geeigneten Winkel zu dem Projektionsschirm positioniert sein. Bei dem Umlenkspiegel kann es sich z.B. um einen Faltspiegel handeln, der aufgrund seiner robusteren Beschichtung besonders für eine Verwendung in Zusammenhang mit einem Lasergerät geeignet ist. In turn, the deflection mirror can be designed to create a reflection of the original image displayed on the projection screen and, under certain circumstances, to redirect it to the display element, through which the virtual image finally appears visible to the viewer's eye. From the viewpoint of the observer, the virtual image may appear as if the virtual image is arranged behind the display element, in the case of a vehicle, for example, in the region of the hood of the vehicle or in front of the vehicle. For this purpose, the deflecting mirror can be positioned at a suitable angle to the projection screen. The deflection mirror may be e.g. to act a folding mirror, which is particularly suitable for use in connection with a laser device due to its more robust coating.

Die Anzeigevorrichtung kann sich aus dem optischen Apparat, dem Projektionsschirm und dem Umlenkspiegel zusammensetzten. Ferner kann das Darstellungselement Teil der Anzeigevorrichtung sein oder als separates Element von der Anzeigevorrichtung verwendet werden. Dabei können der optische Apparat, der Projektionsschirm und der Umlenkspiegel in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse wiederum benachbart zu dem Darstellungselement angeordnet ist. In einem Strahlengang zwischen dem optischen Apparat, dem Projektionsschirm, dem Umlenkspiegel und dem Darstellungselement kann zumindest ein weiteres optisches Element, beispielsweise eine Linse oder ein weiterer Spiegel angeordnet sein.The display device may be composed of the optical apparatus, the projection screen and the deflection mirror. Furthermore, the display element may be part of the display device or used as a separate element of the display device. In this case, the optical apparatus, the projection screen and the deflection mirror can be arranged in a common housing, wherein the housing is in turn arranged adjacent to the display element. At least one further optical element, for example a lens or a further mirror, may be arranged in a beam path between the optical apparatus, the projection screen, the deflection mirror and the display element.

Es können sowohl der Projektionsschirm als auch der Umlenkspiegel bewegt werden, oder es kann der Umlenkspiegel bewegt werden, während der Projektionsschirm starr bleibt, oder alternativ der Projektionsschirm bewegt werden, während der Umlenkspiegel starr bleibt. Das Bewegen kann durch ein Verschieben des Projektionsschirms bzw. des Umlenkspiegels in vertikaler oder horizontaler Richtung erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann das Bewegen auch eine Drehbewegung des Projektionsschirms bzw. des Umlenkspiegels repräsentieren. Das Bewegen kann in einer Richtung und gleich anschließend in einer dazu entgegengesetzten weiteren Richtung erfolgen. Dabei kann das Bewegen kleinste Positionsveränderungen des Projektionsschirms bzw. des Umlenkspiegels im Mikro- oder Nanometerbereich repräsentieren und sich periodisch wiederholen, z.B. über einen vorbestimmten Zeitraum hinweg, oder aber über eine Dauer hinweg, in der die Anzeigevorrichtung eingeschaltet ist. Der Speckle-Effekt kann reduziert oder eliminiert werden, indem durch die Bewegung des Projektionsschirms bzw. des Umlenkspiegels eine quasi ungeordnete Lichtstrahlenreflexion entsteht. Die Bewegung kann so ausgeführt werden, dass der Projektionsschirm bzw. des Umlenkspiegel entweder durchgängig in Bewegung ist oder Ruhepausen zwischen einzelnen Bewegungen so kurz sind, dass sie für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind. Werden sowohl der Projektionsschirm als auch der Umlenkspiegel bewegt, so können die Bewegungen der beiden Elemente so aufeinander abgestimmt sein, dass ständig eines der beiden Elemente eine Bewegung ausführt. Auf diese Weise kann der Speckle-Effekt auch dann eliminiert werden, wenn sich eines der Elemente aufgrund einer Umkehr der Bewegungsrichtung gerade in Ruhe befindet. Eine Abstimmung der Bewegung kann dabei durch ein Steuergerät zum Ansteuern von Aktoren zur Erzeugung der Bewegungen gesteuert werden. Both the projection screen and the deflection mirror can be moved, or the deflection mirror can be moved while the projection screen remains rigid, or alternatively the projection screen can be moved while the deflection mirror remains rigid. The movement can be done by moving the projection screen or the deflection mirror in the vertical or horizontal direction. Additionally or alternatively, the movement may also represent a rotational movement of the projection screen or of the deflection mirror. The movement can take place in one direction and then immediately in a direction opposite thereto. In this case, the movement may represent the smallest changes in position of the projection screen or of the deflection mirror in the micro or nanometer range and repeat periodically, for example over a predetermined period of time, or over a period in which the display device is turned on. The speckle effect can be reduced or eliminated by creating a quasi-disordered light beam reflection by the movement of the projection screen or the deflecting mirror. The movement can be carried out so that the projection screen or the deflection mirror is either continuously in motion or rest periods between individual movements are so short that they are imperceptible to the human eye. If both the projection screen and the deflecting mirror are moved, the movements of the two elements can be coordinated with one another in such a way that one of the two elements constantly performs a movement. In this way, the speckle effect can be eliminated even if one of the elements is due to a reversal of the direction of motion just at rest. A vote of the movement can be done by a control unit for driving Actuators are controlled to generate the movements.

Beispielsweise kann in dem Schritt des Bewegens der Projektionsschirm in Bezug auf eine Ursprungsebene des Projektionsschirms in der Ursprungsebene und/oder orthogonal zu der Ursprungsebene verschoben werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Projektionsschirm um eine in der Ursprungsebene liegende Achse gedreht werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Umlenkspiegel in Bezug auf eine Ursprungsebene des Umlenkspiegels orthogonal zu der Ursprungsebene verschoben werden und/oder um eine in der Ursprungsebene liegende Achse gedreht werden. Die Ursprungsebene kann eine Ebene definieren, in der sich der Projektionsschirm bzw. der Umlenkspiegel befinden, wenn sich in Ruhe befinden. Die Ursprungsebene kann somit eine Ruhelage oder Ausgangsposition repräsentieren. Kann eines der Elemente zumindest zwei unterschiedliche Bewegungen ausführen, beispielsweise eine Linearbewegung und eine Drehbewegung oder zwei Linearbewegungen entlang unterschiedlicher Bewegungsachsen so kann ein Stillstand des Elements aufgrund eines Umkehrpunkts einer der Bewegungen vermieden werden. Dazu können Aktoren zur Bewegung des jeweiligen Elements so angesteuert werden, das Umkehrpunkte der zumindest zwei unterschiedlichen Bewegungen zeitlich versetzt zueinander auftreten. For example, in the step of moving, the projection screen may be shifted with respect to an origin plane of the screen in the origin plane and / or orthogonal to the origin plane. Alternatively or additionally, the projection screen can be rotated about an axis lying in the original plane. Additionally or alternatively, the deflection mirror may be displaced orthogonal to the origin plane with respect to an origin plane of the deflection mirror and / or rotated about an axis lying in the origin plane. The originating plane may define a plane in which the projection screen or deflecting mirrors are located when at rest. The origin plane can thus represent a rest position or starting position. If one of the elements can execute at least two different movements, for example a linear movement and a rotary movement or two linear movements along different axes of movement, a standstill of the element due to a reversal point of one of the movements can be avoided. For this purpose, actuators for the movement of the respective element can be controlled such that reversal points of the at least two different movements occur with a time offset from one another.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner einen Schritt des Ausgebens eines Anregungssignals an zumindest einen elektroaktiven Aktor aufweisen. Der elektroaktive Aktor kann ausgebildet sein, um ansprechend auf das Anregungssignal den Schritt des Bewegens auszuführen. Das Anregungssignal kann beispielsweise von einem mit dem elektroaktiven Aktor verbundenen Steuergerät erzeugt und ausgegeben werden. Das Anregungssignal kann vorgegeben oder beispielsweise basierend auf einem Sensorsignal ausgegeben werden. Dazu kann das hier vorgeschlagene Verfahren einen Schritt des Erfassens des Bildes auf dem Projektionsschirm und/oder dem Umlenkspiegel und des Ausgebens eines auf dem Bild basierenden Bildsignals an das Steuergerät aufweisen. Basierend auf diesem Bildsignal kann das Steuergerät anschließend ein geeignetes Anregungssignal an den elektroaktiven Aktor ausgeben. Der elektroaktive Aktor kann ein Bauelement der Anzeigevorrichtung sein, der das elektronische Anregungssignal in eine mechanische Bewegung umsetzt, um so den Projektionsschirm und/oder den Umlenkspiegel zu bewegen. Dazu kann ein Aktor in direktem Kontakt zu einer Oberfläche des Projektionsschirms und/oder des Umlenkspiegels angeordnet sein. Beispielsweise kann der elektroaktive Aktor so angeordnet sein, dass er z.B. einen Randbereich des Projektionsschirms und/oder des Umlenkspiegels kontaktiert. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine genau kontrollierte Bewegung des Projektionsschirms bzw. des Umlenkspiegels erfolgen kann. So können Anfang und Ende der Bewegung sowie eine Bewegungsrate genau auf aktuelle Erfordernisse eingestellt werden.According to one embodiment, the method may further comprise a step of outputting an excitation signal to at least one electroactive actuator. The electroactive actuator may be configured to perform the moving step in response to the excitation signal. The excitation signal can be generated and output, for example, by a control device connected to the electroactive actuator. The excitation signal can be preset or output based on a sensor signal, for example. For this purpose, the method proposed here may comprise a step of capturing the image on the projection screen and / or the deflection mirror and outputting an image-based image signal to the control device. Based on this image signal, the control unit can then output a suitable excitation signal to the electroactive actuator. The electroactive actuator may be a component of the display device that converts the electronic excitation signal into a mechanical movement so as to move the projection screen and / or the deflection mirror. For this purpose, an actuator can be arranged in direct contact with a surface of the projection screen and / or the deflection mirror. For example, the electroactive actuator may be arranged to be e.g. contacted an edge region of the projection screen and / or the deflection mirror. This embodiment offers the advantage that a precisely controlled movement of the projection screen or the deflecting mirror can take place. Thus, the beginning and end of the movement as well as a movement rate can be adjusted precisely to current requirements.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, die einen optischen Apparat zum Projizieren des Bildes auf einen Projektionsschirm und einen Umlenkspiegel zum Umlenken des Bildes von dem Projektionsschirm zu dem Darstellungselement umfasst, wobei die Vorrichtung das folgende Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Bewegen des Projektionsschirms und/oder des Umlenkspiegels in zumindest einer Richtung, um den Speckle-Effekt zu reduzieren.The present invention further provides an apparatus for reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device comprising an optical apparatus for projecting the image onto a projection screen and a deflection mirror for redirecting the image from the projection screen to the display element the following feature comprises:
a device for moving the projection screen and / or the deflection mirror in at least one direction in order to reduce the speckle effect.

Die Einrichtung kann den elektroaktiven Aktor umfassen oder durch diesen gebildet sein. The device may comprise or be formed by the electroactive actuator.

Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in der entsprechenden Einrichtung durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The device can be designed to carry out or implement the steps of the method according to the invention in the corresponding device. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.

Unter der Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, the device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Einrichtung zum Bewegen des Projektionsschirms und/oder des Umlenkspiegels zumindest einen ersten elektroaktiven Aktor aufweisen. Dieser kann ausgebildet sein, um ansprechend auf ein erstes Anregungssignal eine Schwingung auszuführen, um den Projektionsschirm zu bewegen. Zusätzlich oder alternativ kann die Einrichtung zumindest einen zweiten elektroaktiven Aktor aufweisen. Dieser kann ausgebildet sein, um ansprechend auf ein zweites Anregungssignal eine Schwingung auszuführen, um den Umlenkspiegel zu bewegen. Dabei kann der erste Aktor so in der Anzeigevorrichtung positioniert sein, dass er beispielsweise an einer Seitenfläche oder einer unteren Hauptseite des Projektionsschirms anliegt. Der zweite Aktor kann in gleicher oder ähnlicher Weise bezüglich des Umlenkspiegels angeordnet sein. Der Projektionsschirm bzw. der Umlenkspiegel können bewegt werden, indem die Schwingung des ersten Aktors auf den Projektionsschirm übertragen wird bzw. die Schwingung des zweiten Aktors auf den Umlenkspiegel übertragen wird. Selbstverständlich kann auch eine Mehrzahl von ersten und zweiten elektroaktiven Aktoren verwendet werden, die beispielsweise gleichmäßig um den Projektionsschirm und/oder den Umlenkspiegel herum verteilt angeordnet sein können. Die Verwendung von elektroaktiven Aktoren bietet den Vorteil, dass einfache und kostengünstig zu fertigende Bauteile für das Bewegen des Projektionsschirms bzw. des Umlenkspiegels eingesetzt werden können. According to one embodiment, the device for moving the projection screen and / or the deflection mirror may have at least one first electroactive actuator. This may be configured to oscillate in response to a first excitation signal to move the projection screen. Additionally or alternatively, the device may have at least one second electroactive actuator. This may be configured to make a vibration in response to a second excitation signal to move the deflection mirror. In this case, the first actuator may be positioned in the display device in this way, that it rests, for example, on a side surface or a lower main side of the projection screen. The second actuator may be arranged in the same or similar manner with respect to the deflection mirror. The projection screen or the deflection mirror can be moved by the vibration of the first actuator is transmitted to the projection screen or the vibration of the second actuator is transmitted to the deflection mirror. Of course, a plurality of first and second electroactive actuators may be used, which may for example be distributed uniformly around the projection screen and / or the deflection mirror. The use of electroactive actuators has the advantage that simple and inexpensive to be manufactured components for moving the projection screen or the deflection mirror can be used.

Beispielsweise kann der erste elektroaktive Aktor und/oder der zweite elektroaktive Aktor ein Piezo-Element umfassen. Bei dem Piezo-Element kann es sich um ein Bauteil handeln, das den Piezoeffekt ausnutzt, um hier durch Anlegen des elektrischen Anregungssignals an das Piezo-Element eine mechanische Bewegung des Aktors in Form einer Schwingung auszuführen. Die Energie der Schwingung kann wiederum auf den Projektionsschirm bzw. den Umlenkspiegel übertragen werden, um diese wie bereits erläutert zu bewegen. Bei dem Piezo-Effekt handelt es sich um das physikalische Phänomen, dass sich bestimmte Materialien bei Anlegen einer elektrischen Spannung verformen und umgekehrt. Beispielsweise kann das erste bzw. zweite Piezo-Element mittels des Anregungssignals in Schwingung versetzt werden. Der erste und/oder der zweite elektroaktive Aktor können z.B. aus dem Piezo-Element und einem Metallplättchen, auf dem das Piezo-Element z.B. durch Aufkleben befestigt ist, gebildet sein. Ein Einsatz von Aktoren mit einem Piezo-Element ist hier vorteilhaft, da diese ansprechend auf ein elektrisches Signal eine sehr geringe maximale Auslenkung vollziehen und somit für die erwünschte Bewegung des Projektionsschirms bzw. des Umlenkspiegels im Mikrometer- und Nanometerbereich besonders geeignet sind.For example, the first electroactive actuator and / or the second electroactive actuator may comprise a piezo element. The piezoelectric element may be a component that utilizes the piezoelectric effect in order to carry out a mechanical movement of the actuator in the form of a vibration by applying the electrical excitation signal to the piezoelectric element. The energy of the vibration can in turn be transmitted to the projection screen or the deflection mirror, in order to move them as already explained. The piezo effect is the physical phenomenon that certain materials deform when an electrical voltage is applied and vice versa. For example, the first or second piezo element can be set in vibration by means of the excitation signal. The first and / or second electroactive actuator may be e.g. from the piezo element and a metal plate on which the piezo element is e.g. is attached by gluing, be formed. A use of actuators with a piezoelectric element is advantageous here, since they perform a very small maximum deflection in response to an electrical signal and are therefore particularly suitable for the desired movement of the projection screen or the deflection mirror in the micrometer and nanometer range.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Einrichtung zum Bewegen des Projektionsschirms und/oder des Umlenkspiegels ferner ein erstes Trägerelement aufweisen. Dabei kann der erste elektroaktive Aktor zwischen dem der Projektionsschirm und dem ersten Trägerelement angeordnet sein, um den Projektionsschirm mit dem ersten Trägerelement zu verbinden. Die Einrichtung kann ferner ein zweites Trägerelement aufweisen, wobei der zweite elektroaktive Aktor zwischen dem der Umlenkspiegel und dem zweiten Trägerelement angeordnet sein kann, um den Umlenkspiegel mit dem zweiten Trägerelement zu verbinden. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass durch die Verwendung des ersten bzw. zweiten Trägerelements, an denen z.B. der erste und/oder zweite Aktor befestigt sind, ein Gegendruck aufgebaut werden kann, der geeignet ist, um die Bewegung des Projektionsschirms bzw. des Umlenkspiegels zu ermöglichen. According to one embodiment, the device for moving the projection screen and / or the deflection mirror may further comprise a first carrier element. In this case, the first electro-active actuator can be arranged between the projection screen and the first carrier element in order to connect the projection screen to the first carrier element. The device can furthermore have a second carrier element, wherein the second electroactive actuator can be arranged between the deflecting mirror and the second carrier element in order to connect the deflecting mirror to the second carrier element. This embodiment offers the advantage that through the use of the first and second support elements, to which e.g. the first and / or second actuator are mounted, a counter-pressure can be built up, which is suitable to allow the movement of the projection screen or the deflection mirror.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung einen Sensor zum Erfassen des Bildes auf dem Projektionsschirm und/oder dem Umlenkspiegel und Ausgeben eines auf dem Bild basierenden Bildsignals aufweisen. Ferner kann die Vorrichtung ein Steuergerät zur Steuerung der Einrichtung zum Bewegen des Projektionsschirms und/oder des Umlenkspiegels basierend auf dem Bildsignal umfassen. Beispielsweise kann der Sensor ausgebildet sein, um Kontrastwerte des erfassten Bildes an das Steuergerät zu übermitteln. Dort kann basierend auf den Kontrastwerten eine geeignete Schwingung des elektroaktiven Aktors ermittelt werden. So kann vorteilhafterweise z.B. eine Dauer und/oder eine Frequenz der Schwingung genau auf aktuelle Erfordernisse eingestellt und so der Speckle-Effekt noch wirksamer unterdrückt werden.According to a further embodiment, the device may comprise a sensor for capturing the image on the projection screen and / or the deflection mirror and outputting an image-based image signal. Furthermore, the device may comprise a control device for controlling the device for moving the projection screen and / or the deflection mirror based on the image signal. For example, the sensor can be designed to transmit contrast values of the captured image to the control unit. There, based on the contrast values, a suitable oscillation of the electroactive actuator can be determined. Thus, advantageously, e.g. a duration and / or a frequency of the oscillation adjusted precisely to current requirements and so the speckle effect can be suppressed more effectively.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, die einen optischen Apparat zum Projizieren des Bildes auf einen Projektionsschirm und einen Umlenkspiegel zum Umlenken des Bildes von dem Projektionsschirm zu dem Darstellungselement umfasst, wobei das Steuergerät die folgenden Merkmale aufweist:
eine Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Bildsignals, wobei das Bildsignal von einem Sensor zum Erfassen des Bildes auf dem Projektionsschirm und/oder dem Umlenkspiegel geliefert wird;
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines auf dem Bildsignal basierenden Anregungssignals; und
eine Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben des Anregungssignals an zumindest einen elektroaktiven Aktor, der ausgebildet ist, um ansprechend auf das Anregungssignal den Projektionsschirm und/oder den Umlenkspiegel zu bewegen.The present invention further provides a controller for reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device comprising an optical apparatus for projecting the image onto a projection screen and a deflection mirror for redirecting the image from the projection screen to the presentation element, wherein the control device having the following features:
an input interface for receiving an image signal, the image signal being provided by a sensor for capturing the image on the projection screen and / or the deflection mirror;
determining means for determining an excitation signal based on the image signal; and
an output interface for outputting the excitation signal to at least one electroactive actuator, which is designed to move the projection screen and / or the deflection mirror in response to the excitation signal.

Das Steuergerät kann ausgebildet sein, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in den entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The control unit may be designed to carry out or implement the steps of the method according to the invention in the corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.

Unter dem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, the control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control signals in dependence thereon. The control unit may have an interface that is hardware and / or software can be trained. In the case of a hardware-based design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is installed on a computer or a device is also of advantage is performed.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung des Speckle-Effekts; 1 a schematic diagram for explaining the speckle effect;

2 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs mit einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic diagram of a vehicle with a display device according to an embodiment of the present invention;

3A bis 3D Prinzipdarstellungen einer Einrichtung zum Reduzieren eines Speckle-Effekts durch Bewegen eines Projektionsschirms der Anzeigevorrichtung, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; 3A to 3D Schematic illustrations of a device for reducing a speckle effect by moving a projection screen of the display device, according to embodiments of the present invention;

4 eine Prinzipdarstellung eines elektroaktiven Aktors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 a schematic diagram of an electroactive actuator according to an embodiment of the present invention;

5 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung einer Reduzierung des Speckle-Effekts; 5 a schematic diagram for explaining a reduction of the speckle effect;

6A bis 6C Prinzipdarstellungen einer Einrichtung zum Reduzieren eines Speckle-Effekts durch Bewegen eines Umlenkspiegels der Anzeigevorrichtung, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; 6A to 6C Schematic diagrams of a device for reducing a speckle effect by moving a deflection mirror of the display device, according to embodiments of the present invention;

7 eine Prinzipdarstellung einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 7 a schematic diagram of a display device according to an embodiment of the present invention; and

8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 8th a flow chart of a method for reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device, according to an embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt entsprechend eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung des Speckle-Effekts. Gezeigt ist ein Ausschnitt aus einem Schnitt durch eine Projektionsfläche 100, deren Oberfläche eine körnige bzw. raue Struktur aufweist. Entgegen der Darstellung in 1 befindet sich die Körnigkeit der Oberfläche im mikroskopisch kleinen Bereich und ist hier zu besseren Verständlichkeit vergrößert dargestellt. 1 shows accordingly a schematic diagram for explaining the speckle effect. Shown is a section of a section through a projection screen 100 whose surface has a granular or rough structure. Contrary to the illustration in 1 the graininess of the surface is in the microscopically small area and is enlarged here for better comprehensibility.

Aufgrund der beschriebenen intrinsischen Unebenheiten weist die Oberfläche der Projektionsfläche 100 eine Vielzahl punktförmiger Streuzentren 110 auf. Wird nun die Oberfläche des als Projektionsfläche 100 bzw. Schirm verwendeten Materials, die diese intrinsischen Unebenheiten aufweist, mit kohärentem Licht 120, wie es beispielsweise von einem Laser emittiert wird, beleuchtet, wird dieses von den Streuzentren 110 in Form konzentrischer Kugelwellen 130 reflektiert. Eine gegenseitige Interferenz benachbarter Kugelwellen 130 hat zur Folge, dass ein Auge 140 eines Betrachters, das nur über einen begrenzten Blendendurchmesser verfügt, kleine Bereiche mit unterschiedlichen Lichtstärken, genannt Bildspeckles, wahrnimmt.Due to the described intrinsic unevenness, the surface of the projection surface points 100 a variety of punctiform scattering centers 110 on. Will now be the surface of the screen as a projection 100 or screen of material used, which has these intrinsic irregularities, with coherent light 120 , as it is emitted, for example, by a laser illuminated, this is from the scattering centers 110 in the form of concentric spherical waves 130 reflected. Mutual interference of adjacent spherical waves 130 has the consequence that one eye 140 an observer who has only a limited aperture diameter, small areas with different light levels, called Bildspeckles perceives.

Auf Laser basierende Projektionsgeräte erzeugen gegenseitige Interferenzen zwischen Wellenfronten mit unterschiedlichen Phasen und der Projektionsfläche 100, z.B. einem Schirm. Diese Interferenzen können aufgrund einer Körnigkeit der Schirmoberfläche zu einer fleckigen Lichtstärkeverteilung führen. Laser-based projection devices create mutual interference between wavefronts with different phases and the projection surface 100 , eg a screen. These interferences can lead to a spotty light distribution due to a graininess of the screen surface.

Anhand der nachfolgenden Figuren werden gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung schwingende optische Elemente sowie ein Anti-Speckle-Verfahren für Head-Up-Displays mit Laserprojektionsgerät erläutert.Using the following figures, oscillating optical elements and an anti-speckle method for head-up displays with laser projection apparatus will be explained according to different embodiments of the present invention.

2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs 200 mit einer Anzeigevorrichtung 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigevorrichtung 210 ist in dem Fahrzeug 200 installiert und liegt hier in Form einer Frontsichtanzeige bzw. eines Head-up Displays vor. Das Head-up Display 210 umfasst einen optischen Apparat 215, einen Projektionsschirm 220, einen Umlenkspiegel 225, ein Darstellungselement 230 und ein Steuergerät 235. 2 shows a schematic diagram of a vehicle 200 with a display device 210 according to an embodiment of the present invention. The display device 210 is in the vehicle 200 installed and is here in the form of a front-view display or a head-up display. The head-up display 210 includes an optical apparatus 215 , a projection screen 220 , a deflecting mirror 225 , a presentation element 230 and a controller 235 ,

In der Darstellung in 2 ist ein Projektionsweg oder Strahlengang eines virtuellen Bildes (in 2 nicht dargestellt) bzw. von Daten desselben mittels mehrerer gestrichelter Pfeile 240 mit unterschiedlichen Richtungen dargestellt. So wird ein Urbild des virtuellen Bildes mittels gerichteter Lichtstrahlen von dem optischen Apparat 215, der hier in Form eines Laserprojektors vorliegt, auf den Projektionsschirm 220 geworfen. Von der Oberfläche des Projektionsschirms 220 wird das Bild auf den Umlenkspiegel bzw. Faltspiegel 225 reflektiert. Dieser leitet das Bild auf das Darstellungselement 230 um, wo das Bild schließlich als das für einen Betrachter 245 sichtbare virtuelle Bild angezeigt wird. Das Darstellungselement 230 liegt hier in Form einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 200 vor. Bei dem Betrachter 245 handelt es sich hier um einen Fahrer oder allgemein um einen Insassen des Fahrzeugs 200. Aus der Darstellung in 2 ist gut ersichtlich, dass das virtuelle Bild in etwa auf einer Augenhöhe des Betrachters 245 auf dem Darstellungselement 230 angezeigt wird, so dass es in einer Blickrichtung 250 des Betrachters 245 liegt. In the illustration in 2 is a projection path or beam path of a virtual image (in 2 not shown) or data thereof by means of several dashed arrows 240 shown in different directions. Thus, a prototype of the virtual image by means of directed light rays from the optical apparatus 215 , which is present here in the form of a laser projector, on the projection screen 220 thrown. From the surface of the projection screen 220 the picture is on the deflection mirror or folding mirror 225 reflected. This directs the image on the presentation element 230 around where the picture is finally considered to be for a viewer 245 visible virtual image is displayed. The presentation element 230 is here in the form of a windshield of the vehicle 200 in front. At the viewer 245 this is a driver or generally an occupant of the vehicle 200 , From the illustration in 2 It is clear that the virtual image is at about the eye level of the viewer 245 on the presentation element 230 is displayed, so it looks in a direction 250 the viewer 245 lies.

Um den Speckle-Effekt aufgrund der unebenen Oberfläche des Projektionsschirms 220, wie sie oben anhand von 1 erläutert wurde, zu reduzieren bzw. zu vermeiden, weist das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Anzeigevorrichtung 210 eine hierin vorgestellte Vorrichtung 255 zum Reduzieren eines Speckle-Effekts auf. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 255 zwei Einrichtungen 260 zum Bewegen des Projektionsschirms 220 und des Umlenkspiegels 225 auf. Alternativ kann auch nur eine Einrichtung 260 zum Bewegen des Projektionsschirms 220 oder nur eine Einrichtung 260 zum Bewegen des Umlenkspiegels 225 vorgesehen sein. Das Steuergerät 235 liefert über Leitungen 270 ein Anregungssignal an – in 2 nicht gezeigte – Aktoren der Einrichtung 260, die ansprechend auf das Anregungssignal den Projektionsschirm 220 und den Umlenkspiegel 225 so in schneller Folge bewegen bzw. vibrieren lassen, dass der Speckle-Effekt ganz oder teilweise ausgeschaltet wird. So kann der Betrachter 245 das virtuelle Bild ohne Bild-Speckle auf dem Darstellungselement 230 betrachten.To the speckle effect due to the uneven surface of the projection screen 220 as stated above by 1 has been explained to reduce or avoid the in 2 illustrated embodiment of the display device 210 a device presented herein 255 to reduce a speckle effect. In the embodiment shown here, the device 255 two facilities 260 to move the projection screen 220 and the deflecting mirror 225 on. Alternatively, only one device 260 to move the projection screen 220 or just one device 260 for moving the deflecting mirror 225 be provided. The control unit 235 supplies via lines 270 an excitation signal on - in 2 not shown - actuators of the device 260 responsive to the excitation signal the projection screen 220 and the deflecting mirror 225 move or vibrate in quick succession so that the speckle effect is completely or partially switched off. That way the viewer can 245 the virtual image without image speckle on the presentation element 230 consider.

3A bis 3C erläutern anhand von Prinzipdarstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Einrichtung 260 der in 2 gezeigten Vorrichtung zum Reduzieren eines Speckle-Effekts. 3A bis 3C zeigen die Einrichtung 260 in Ausführungen zum Bewegen des Projektionsschirms 220. 3A to 3C explain on the basis of schematic representations of various embodiments of the device 260 the in 2 shown apparatus for reducing a speckle effect. 3A to 3C show the device 260 in embodiments for moving the projection screen 220 ,

3A zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Einrichtung 260 in einer Ausführung zum Bewegen des Projektionsschirms 220 in Form einer Projektionsscheibe. Die Einrichtung 260 umfasst hier ein Trägerelement 300 und vier elektroaktive Aktoren 310. Der Projektionsschirm 220 und das Trägerelement 300 weisen jeweils eine Rechteckform auf, wobei ein Umfang des Trägerelements 300 größer ist, so dass die Aktoren 310 zwischen dem Trägerelement 300 und Seitenflächen des Projektionsschirms 200 anordenbar sind. Die Darstellung zeigt die Einrichtung 260 in einer Draufsicht, also mit Blick auf die intrinsisch unebene Projektionsfläche 100 des Projektionsschirms. 3A shows a first embodiment of the device 260 in an embodiment for moving the projection screen 220 in the form of a projection screen. The device 260 here comprises a carrier element 300 and four electroactive actuators 310 , The projection screen 220 and the carrier element 300 each have a rectangular shape, wherein a circumference of the support element 300 is bigger, so the actuators 310 between the carrier element 300 and side surfaces of the projection screen 200 can be arranged. The illustration shows the device 260 in a plan view, ie with a view of the intrinsically uneven projection surface 100 of the projection screen.

Die vier Aktoren 310 sind so an dem Rahmen bzw. Trägerelement 300 angeordnet und befestigt, dass sie einen Randbereich des Projektionsschirms 220 kontaktieren. Der Rahmen 300 ist ausgebildet, um über die Aktoren 310 den in der Frontsichtanzeige verwendeten Projektionsschirm 220 zu tragen. Bei dem in 3A gezeigten Ausführungsbeispiel sind die elektroaktiven Aktoren 310 so an dem Trägerelement 300 befestigt, dass sie gleichmäßig um den Projektionsschirm 220 angeordnet sind, wobei sich jeweils zwei Aktoren 310 gegenüberliegen. Jedem Seitenrand des Projektionsschirms 220 ist ein Aktor 310 zugeordnet, wobei die Aktoren 310 jeweils mittig an dem jeweiligen Seitenrand angeordnet sind. Die Aktoren 310 können durch ein Anregungssignal in eine Schwingung versetzt werden, die sich auf den Projektionsschirm 220 überträgt, so dass dieser sich in schneller Folge hin und her bewegt, quasi also schwingt. Auf eine Funktionsweise der elektroaktiven Aktoren 310 wird in der nachfolgenden 4 noch genauer eingegangen. The four actuators 310 are so on the frame or support element 300 arranged and fastened to a border area of the projection screen 220 to contact. The frame 300 is trained to talk about the actuators 310 the projection screen used in the front view display 220 to wear. At the in 3A embodiment shown are the electroactive actuators 310 so on the support element 300 attached them evenly around the projection screen 220 are arranged, each having two actuators 310 are opposite. Each side of the screen 220 is an actor 310 assigned, the actuators 310 are each arranged centrally on the respective side edge. The actors 310 can be set in vibration by an excitation signal, which is reflected on the projection screen 220 transmits, so that this moves in rapid succession back and forth, so to speak, vibrates. On a functioning of electroactive actuators 310 will in the following 4 discussed in more detail.

Gemäß der Anordnung der Aktoren 310 bei dem in 3A gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 260 wird der Projektionsschirm 220 bei einer Schwingung der elektroaktiven Aktoren 310 horizontal, also in einer Ursprungsebene des Projektionsschirms 220 bewegt. Die Vibration des Projektionsschirms 220 kann in einer Längserstreckungsrichtung und/oder einer Quererstreckungsrichtung des Projektionsschirms 220 erfolgen, wie es durch ein Pfeilsymbol 320 in der Darstellung gekennzeichnet ist.According to the arrangement of the actuators 310 at the in 3A shown embodiment of the device 260 becomes the projection screen 220 at a vibration of the electroactive actuators 310 horizontally, ie in an original plane of the projection screen 220 emotional. The vibration of the projection screen 220 can in a longitudinal direction and / or a transverse direction of extension of the projection screen 220 done as indicated by an arrow icon 320 is marked in the illustration.

3B zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Einrichtung 260. Die hier gezeigte Einrichtung 260 entspricht der in 3A dargestellten mit dem Unterschied, dass hier acht elektroaktive Aktoren 310, von denen der Übersichtlichkeit halber lediglich zwei mit dem Bezugszeichen 310 versehen sind, zum Einsatz kommen. Diese sind so um den Projektionsschirm 220 herum verteilt, dass jeweils eine Ecke des rechteckigen Projektionsschirms 220 zwischen zwei über Eck in dem Rahmen 300 befestigten elektroaktiven Aktoren 310 angeordnet ist. Jedem Seitenrand des Projektionsschirms 220 sind somit zwei Aktoren 310 zugeordnet, wobei die zwei Aktoren 310 eines Seitenrands jeweils außermittig an dem jeweiligen Seitenrand angeordnet sind. Entsprechend ermöglicht diese Ausführungsform der Einrichtung 260 neben der mittels des Pfeilelements 320 beschriebenen Schwingbewegung auch eine Drehbewegung des Projektionsschirms 220 in der Ursprungsebene um eine orthogonal zur Ursprungsebene verlaufende Mittelachse des Projektionsschirms 220 herum. Diese Verschiebung des Projektionsschirms 220 mittels einer Drehschwingung ist in der Darstellung in 3B durch ein weiteres Pfeilsymbol 330 gekennzeichnet. 3B shows an alternative embodiment of the device 260 , The device shown here 260 corresponds to the in 3A presented with the difference that here eight electroactive actuators 310 of which, for the sake of clarity, only two with the reference numeral 310 are used, are used. These are so around the projection screen 220 distributed around each one corner of the rectangular projection screen 220 between two over corner in the frame 300 attached electroactive actuators 310 is arranged. Each side of the screen 220 are thus two actuators 310 assigned, the two actuators 310 a side edge respectively off-center on the respective side edge are arranged. Accordingly, this embodiment allows the device 260 in addition to the means of the arrow element 320 described swinging motion also a rotational movement of the projection screen 220 in the origin plane about a central axis of the projection screen which is orthogonal to the origin plane 220 around. This shift of the projection screen 220 by means of a torsional vibration is shown in FIG 3B by another arrow symbol 330 characterized.

3C zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung 260. Hier befinden sich im Gegensatz zu den anhand von 3A und 3B erläuterten Beispielen die elektroaktiven Aktoren 310 unterhalb eines Randbereichs einer der die Projektionsfläche bildenden Oberseite gegenüber liegenden Unterseite des Schirms 220. Der Rahmen 300 ist so angeordnet, dass die Unterseite des Schirms 220 vollständig überspannt wird. Alternativ können sich der Rahmen 300 und die Unterseite des Schirms 220 teilweise überlappen. Zwischen dem Rahmen 300 und der Unterseite des Schirms 220 befindet sich ein Spalt. Der Rahmen 300 und die Unterseite des Schirms 220 sind über die elektroaktiven Aktoren 310 verbunden. 3C shows a further embodiment of the device 260 , Here are in contrast to those based on 3A and 3B illustrated examples of electroactive actuators 310 below an edge region of an underside of the screen opposite the upper side forming the projection surface 220 , The frame 300 is arranged so that the bottom of the screen 220 is completely overstretched. Alternatively, the frame may be 300 and the bottom of the screen 220 partially overlap. Between the frame 300 and the bottom of the screen 220 there is a gap. The frame 300 and the bottom of the screen 220 are via the electroactive actuators 310 connected.

Gemäß der in 3C gezeigten Anordnung wird der Projektionsschirm 220 mittels einer Schwingung der elektroaktiven Aktoren 310 gekippt bzw. in einer Drehbewegung um eine in der Ursprungsebene des Projektionsschirms 220 gelegene Achse verschoben. Die Drehbewegung kann in Abhängigkeit von den jeweils angeregten Aktoren 310 um eine in der Ursprungsebene in der Längserstreckung oder in der Quererstreckung des Projektionsschirms verlaufende Achse oder um beide Achsen abwechselnd oder zeitgleich erfolgen. Diese Bewegungsrichtungen des Projektionsschirms 220 sind in der Darstellung in 3C mittels zwei nach oben gerichteter Pfeile 340 gekennzeichnet. Auch können die elektroaktiven Aktoren 310 so angesteuert werden, dass der Projektionsschirm 220 eine Linearbewegung orthogonal zu der Ursprungsebene ausführt.According to the in 3C shown arrangement is the projection screen 220 by means of a vibration of the electroactive actuators 310 tilted or in a rotational movement about one in the origin plane of the projection screen 220 shifted axis shifted. The rotational movement can be dependent on the respective excited actuators 310 about an axis running in the original plane in the longitudinal extension or in the transverse extent of the projection screen axis or both axes take place alternately or simultaneously. These directions of movement of the projection screen 220 are in the illustration in 3C by means of two arrows pointing upwards 340 characterized. Also, the electroactive actuators 310 be controlled so that the projection screen 220 performs a linear motion orthogonal to the origin plane.

3D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung 260. Wie bei dem in 3A gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier elektroaktive Aktoren 310 zwischen jeweils einer Seite des rechteckförmigen Projektionsschirms 220 und dem diesen umgebenden Trägerelement 300 angeordnet. Wie aus der Darstellung in 3D ersichtlich, sind die hier verwendeten Aktoren 310 im Gegensatz zu den in den vorangegangenen Figuren beschriebenen so gebogen, dass jeweils ein Endbereich an dem Rahmen 300 und ein gegenüberliegender Endbereich an dem Projektionsschirm 220 anliegt. Dabei können die Aktoren 310 mit einem durch einen ersten Kreis in der Darstellung gekennzeichneten ersten Endbereich 332 mit dem Trägerelement 300 fest verbunden sein und mit einem durch einen zweiten Kreis in der Darstellung gekennzeichneten zweiten Endbereich 334 mit dem Projektionsschirm 220 fest verbunden sein. Die Verbindung der elektroaktiven Aktoren 310 mit dem Rahmen 300 bzw. dem Projektionsschirm 220 kann beispielsweise über eine Klebung mit einem Haftmittel erfolgen. Die Position und Ausführung der bei dem in 3D gezeigten Ausführungsbeispiel verwendeten Aktoren 310 erlaubt eine durch das Pfeilsymbol 330 gekennzeichnete Drehschwingung des Projektionsschirms 220, wie sie bereits im Zusammenhang mit 3B beschrieben wurde. 3D shows a further embodiment of the device 260 , As with the in 3A shown embodiment are four electroactive actuators 310 between each one side of the rectangular projection screen 220 and the surrounding support element 300 arranged. As from the illustration in 3D can be seen, are the actuators used here 310 in contrast to those described in the preceding figures so bent that in each case an end region on the frame 300 and an opposite end portion on the projection screen 220 is applied. The actuators can do this 310 with a first end region indicated by a first circle in the illustration 332 with the carrier element 300 be firmly connected and with a marked by a second circle in the illustration second end 334 with the projection screen 220 be firmly connected. The connection of electroactive actuators 310 with the frame 300 or the projection screen 220 can be done for example via a bond with an adhesive. The position and execution of the in 3D shown actuators used 310 allows one by the arrow symbol 330 characterized torsional vibration of the projection screen 220 as they are already related to 3B has been described.

4 zeigt in einer Prinzipdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines elektroaktiven Aktors 310, wie er in der anhand der 3A bis 3C beschriebenen Einrichtung verwendet wird. Der Aktor 310 setzt sich aus einem streifenförmigen elektroaktiven Element 400 und einem Metallplättchen, hier in Form eines Stahlplättchens 410 zusammen. Das elektroaktive Element 400 ist flächig fest mit dem Stahlplättchen 410 verbunden oder geklebt, beispielsweise über ein Haftmittel. Bei dem elektroaktiven Element 400 kann es sich um ein Piezo-Element handeln. Der Aktor 310 ist über das elektroaktive Element 400 mittels elektrischer Leitungen 420 mit einem Steuergerät 235 oder einer Steuereinheit, beispielsweise dem Steuergerät 235 der in 2 vorgestellten Anzeigevorrichtung verbunden. Ansprechend auf ein elektrisches Signal, das über die Leitungen 420 von dem Steuergerät 235 an das elektroaktive Element 400 angelegt wird, wird eine Bewegung oder Schwingung des elektroaktiven Elements 400 und damit des Aktors 310 ausgelöst. 4 shows a schematic diagram of an embodiment of an electroactive actuator 310 as in the basis of the 3A to 3C described device is used. The actor 310 consists of a strip-shaped electroactive element 400 and a metal plate, here in the form of a steel plate 410 together. The electroactive element 400 is flat with the steel plate 410 connected or glued, for example via an adhesive. In the electroactive element 400 it can be a piezo element. The actor 310 is over the electroactive element 400 by means of electrical lines 420 with a control unit 235 or a control unit, for example the control unit 235 the in 2 connected display device connected. In response to an electrical signal coming through the wires 420 from the controller 235 to the electroactive element 400 is applied, a movement or oscillation of the electroactive element 400 and with it the actor 310 triggered.

Das Steuergerät 235 ist ausgebildet, um entsprechend einer vorbestimmten Spannung und Frequenz ein Anregungssignal zu erzeugen und an das elektroaktive Element 400 auszugeben. Das Anregungssignal ist ausgebildet, um den Aktor 310 zu biegen, wodurch eine Schwingung des Aktors 310 in den gezeigten Richtungen 430 erzeugt wird. Eine maximale Auslenkung der Schwingung hängt hauptsächlich von der über das Anregungssignal an das elektroaktive Element 400 angelegten Spannung und Frequenz ab. Eine geringe Schwingung des Aktors 310 ist ausreichend, um die anhand der 3A bis 3C beschriebene Bewegung des Projektionsschirms zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine benötigte maximale Biegeauslenkung des Aktors 310, die weniger als 1 mm beträgt, bestimmt werden, indem dreimal die Pixelgröße einer HUD-Vorrichtung, also etwa 150 µm, zugrunde gelegt wird. Im Gegensatz zu einem bestehenden ferroelektrischen Piezo-Element, das auf einem herkömmlichen Wandler basiert, ist es mit dem hier verwendeten elektroaktiven Piezo-Element möglich, die für diese Abmessungen (näherungsweise 3 × 6 cm) benötigte maximale Biegeauslenkung zu erreichen.The control unit 235 is configured to generate an excitation signal in accordance with a predetermined voltage and frequency and to the electroactive element 400 issue. The excitation signal is designed to be the actuator 310 to bend, causing a vibration of the actuator 310 in the directions shown 430 is produced. A maximum excursion of the oscillation depends mainly on the excitation signal to the electroactive element 400 applied voltage and frequency. A slight vibration of the actuator 310 is sufficient to the basis of the 3A to 3C allow described movement of the projection screen. For example, a required maximum bending deflection of the actuator 310 , which is less than 1 mm can be determined by three times the pixel size of a HUD device, ie about 150 microns, is based. Unlike an existing ferroelectric piezo element, which is based on a conventional transducer, it is possible with the electroactive piezo element used here to achieve the maximum bending deflection required for these dimensions (approximately 3 × 6 cm).

5 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung einer Reduzierung des Speckle-Effekts, wie sie gemäß den vorab beschriebenen Elementen und Funktionen möglich ist. Wie in 1 ist hier wiederum die intrinsisch unebene Oberfläche 100, hier des Projektionsschirms 220, gezeigt. Eine Schar paralleler Pfeile kennzeichnet einen Einfall kohärenter Laserlichtstrahlen 130 auf die Oberfläche 100. Im Gegensatz zur Darstellung in 1 zeigt sich hier, dass aufgrund der beschriebenen unterschiedlicher Schwingungen, die an den Schirm 220 angelegt werden und den Schirm 220 in Bewegung versetzen, die intrinsischen Unebenheiten der Projektionsfläche 100 das projizierte kohärente Licht 130 ungeordnet in alle Richtungen zurück streuen, wodurch ein Anti-Speckle-Effekt ermöglicht wird. 5 shows a schematic diagram for explaining a reduction of the speckle effect, as is possible according to the elements and functions described above. As in 1 here again is the intrinsically uneven surface 100 , here the projection screen 220 , shown. A bevy of parallel arrows indicates an incidence of coherent laser light rays 130 on the surface 100 , In contrast to the representation in 1 shows up here that, due to the described different oscillations, attached to the screen 220 be put on and the screen 220 move, the intrinsic unevenness of the projection surface 100 the projected coherent light 130 scattered disorderly in all directions, allowing an anti-speckle effect.

Die 6A bis 6C erläutern entsprechend anhand von weiteren Prinzipdarstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Einrichtung 260 der in 2 gezeigten Vorrichtung zum Reduzieren eines Speckle-Effekts. 6A bis 6C zeigen die Einrichtung 260 in Ausführungen zum Bewegen des Faltspiegels 225.The 6A to 6C explain accordingly with reference to further schematic representations of various embodiments of the device 260 the in 2 shown apparatus for reducing a speckle effect. 6A to 6C show the device 260 in versions for moving the folding mirror 225 ,

Gemäß diesen Ausführungsbeispielen können Aktoren zusätzlich oder alternativ an dem Faltspiegel 225 des in 1 gezeigten Head-up Displays platziert werden. Auch auf diese Weise kann der Anti-Speckle-Effekt erzeugt werden, wobei hier lediglich eine Verschiebung und Drehung des Spiegels 225 in der Vertikalen in Betracht gezogen wird.According to these embodiments, actuators may additionally or alternatively be attached to the folding mirror 225 of in 1 placed head-up displays are placed. Also in this way, the anti-speckle effect can be generated, in which case only a shift and rotation of the mirror 225 is considered in the vertical.

6A zeigt eine Darstellung zur Erläuterung von Funktionsweisen der Einrichtung 260, wenn sie zum Bewegen des Faltspiegels bzw. Umlenkspiegels 225 eingesetzt wird. Die Darstellung in 6A entspricht der aus 3C mit dem Unterschied, dass hier das Trägerelement 300 ausgebildet ist, um neben den Aktoren 310 anstelle des Projektionsschirms den Umlenkspiegel 225 zu tragen. Der Umlenkspiegel 225 ist ebenfalls rechteckig ausgeführt, wobei seine Größe in etwa einer Größe des darunter liegenden Rahmens 300 entspricht. Die Darstellung in 6A zeigt ferner einen Mittelpunkt 600 des Umlenkspiegels 225, der mit Hilfe eines nach oben gerichteten Pfeils gekennzeichnet ist. Durch den Mittelpunkt 600 gezogene Linien kennzeichnen eine in einer Ursprungsebene des Umlenkspiegels gelegene Längserstreckungsachse 610 und eine in der Ursprungsebene des Umlenkspiegels gelegene Quererstreckungsachse 620, um die der Umlenkspiegel gemäß nachfolgend erläuterter Ausbildungsbeispiele rotiert werden kann, um den Speckle-Effekt zu reduzieren. Dabei kennzeichnet ein Winkel 630 eine Drehung des Umlenkspiegels 225 um die Längserstreckungsachse 610 und ein Winkel 640 eine Drehung des Umlenkspiegels 225 um die Quererstreckungsachse 620. 6A shows a diagram for explaining operations of the device 260 when moving the folding mirror or deflecting mirror 225 is used. The representation in 6A corresponds to the 3C with the difference that here the carrier element 300 is designed to be next to the actuators 310 instead of the projection screen, the deflection mirror 225 to wear. The deflection mirror 225 is also rectangular, its size being approximately one size of the underlying frame 300 equivalent. The representation in 6A also shows a midpoint 600 the deflecting mirror 225 , which is indicated by an upward arrow. Through the center 600 drawn lines indicate a longitudinal extension axis located in an origin plane of the deflection mirror 610 and a transverse extension axis located at the origin plane of the deflection mirror 620 about which the deflecting mirror can be rotated according to the below-explained embodiment examples to reduce the speckle effect. It marks an angle 630 a rotation of the deflection mirror 225 around the longitudinal axis 610 and an angle 640 a rotation of the deflection mirror 225 around the transverse extension axis 620 ,

Bei dem in 6A gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 260 sind die Aktoren 310 so an dem Rahmen 300 angeordnet, dass sie einen Randbereich einer langen Seite und einen Randbereich einer kurzen Seite oder Randbereiche aller Seiten (in 6A nicht gezeigt) des Faltspiegels 225 kontaktieren. Entsprechend ist die Einrichtung 260 hier ausgebildet, um eine vertikale Bewegung des Umlenkspiegels auszuführen, die hier mittels zweier Pfeilsymbole 650 gekennzeichnet ist.At the in 6A shown embodiment of the device 260 are the actors 310 so on the frame 300 arranged to have a margin of a long side and a margin of a short side or margins of all sides (in 6A not shown) of the folding mirror 225 to contact. Accordingly, the device 260 here designed to perform a vertical movement of the deflecting mirror, here by means of two arrow symbols 650 is marked.

Durch Befestigen eines einzigen Aktors 310 am Rand der langen Seite oder der kurzen Seite des Faltspiegels 225, wobei im verbauten Zustand des Faltspiegels 225 die lange Seite horizontal und die kurze Seite vertikal ausgerichtet sein kann, kann eine Drehung des Faltspiegels 225 erhalten werden, die ebenso eine Abweichung des reflektierten Bildes erzeugt, die von dem Betrachter als ein geglättetes Bild wahrgenommen wird.By attaching a single actuator 310 at the edge of the long side or the short side of the folding mirror 225 , wherein in the installed state of the folding mirror 225 The long side can be horizontally aligned and the short side can be vertically aligned, a rotation of the folding mirror 225 which also produces a deviation of the reflected image which is perceived by the viewer as a smoothed image.

Entsprechend zeigen die 6B und 6C Ausführungsbeispiele der Einrichtung 260, die eine Rotation des Umlenkspiegels 225 bewirken. In beiden Figuren entspricht die Darstellung im Wesentlichen der aus 6A mit dem Unterschied, dass jeweils nur ein Aktor 310 zum Einsatz kommt. Accordingly, the show 6B and 6C Embodiments of the device 260 , which is a rotation of the deflecting mirror 225 cause. In both figures, the representation essentially corresponds to 6A with the difference that only one actor at a time 310 is used.

Bei dem in 6B gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 260 befindet sich der Aktor 310 unterhalb eines Randbereichs einer langen Seite des Umlenkspiegels 225. Entsprechend findet bei einer Anregung des Aktors 310 eine Drehung des Spiegels 225 um die in 6A gezeigte Längserstreckungsachse oder eine parallel dazu angeordnete Achse statt. Pfeile 660 kennzeichnen entgegengesetzte Richtungen, in die der Umlenkspiegel 225 abwechselnd schwingt. Der Winkel 630 zeigt einen möglichen Bewegungsradius des Spiegels 225 bei einer Aktivierung der Einrichtung 260 an. At the in 6B shown embodiment of the device 260 is the actuator 310 below an edge region of a long side of the deflecting mirror 225 , Accordingly takes place at a suggestion of the actor 310 a turn of the mirror 225 around the in 6A shown longitudinal axis or an axis parallel thereto instead. arrows 660 indicate opposite directions in which the deflection mirror 225 alternately swinging. The angle 630 shows a possible movement radius of the mirror 225 upon activation of the device 260 at.

Bei dem in 6C gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 260 befindet sich der Aktor 310 unterhalb einer kurzen Seite des Umlenkspiegels 225. Entsprechend findet bei einer Anregung des Aktors 310 hier eine Drehung des Faltspiegels 225 um die in 6A gezeigte Quererstreckungsachse oder eine parallel dazu angeordnete Achse statt. Pfeile 670 kennzeichnen hierbei entgegengesetzte Richtungen, in die der Umlenkspiegel 225 abwechselnd schwingt. Der Winkel 640 zeigt einen möglichen Bewegungsradius des Spiegels 225 bei einer Aktivierung der Einrichtung 260 an. At the in 6C shown embodiment of the device 260 is the actuator 310 below a short side of the deflecting mirror 225 , Accordingly takes place at a suggestion of the actor 310 here a rotation of the folding mirror 225 around the in 6A shown transverse extension axis or an axis arranged parallel thereto instead. arrows 670 indicate here opposite directions, in which the deflection mirror 225 alternately swinging. The angle 640 shows a possible movement radius of the mirror 225 upon activation of the device 260 at.

7 zeigt anhand einer Prinzipdarstellung eine Anordnung zur Erläuterung eines grundlegenden Prinzips für ein weiteres Ausführungsbeispiels eines hier vorgeschlagenen Head-up Displays 210. Gezeigt sind hier einige der wichtigsten Elemente der hier vorgeschlagenen Frontsichtanzeige bzw. des Head-up Displays 210, nämlich der optische Apparat 215 in Form eines Laserprojektionsgeräts, die als Projektionsschirm 220 verwendeten Oberfläche und der Umlenkspiegel 225 als eines der möglichen verschiedenen optischen Elemente, um das virtuelle Bild, das von dem Betrachter wahrgenommen wird, zu erzeugen. Mehrere Scharen von Geraden zwischen den einzelnen Elementen kennzeichnen einen Weg des virtuellen Bildes von seinem Ursprung bis zur finalen Darstellung, wie er anhand der 2 genauer erläutert wurde. Bei der Oberfläche, auf der das virtuelle Bild schließlich erzeugt wird (in 7 nicht gezeigt), kann es sich entweder um die Windschutzscheibe oder ein transparentes Material handeln, das als Kombinator verwendet wird. Ferner zeigt die Darstellung in 7 einen Sensor 700, der hier vorgesehen ist, um Daten des auf dem Faltspiegel 225 reflektierten Bildes zu erfassen. 7 shows a schematic diagram of an arrangement for explaining a basic principle for another embodiment of a head-up display proposed here 210 , Shown here are some of the most important elements of the proposed front-view display or of the head-up display 210 namely, the optical apparatus 215 in the form of a laser projection device used as a projection screen 220 used surface and the deflection mirror 225 as one of the possible different optical elements to create the virtual image perceived by the viewer. Several flocks of lines between the individual elements mark a path of the virtual image from its origin to the final representation, as shown by the 2 has been explained in more detail. At the surface on which the virtual image is finally created (in 7 not shown) may be either the windshield or a transparent material used as a combiner. Furthermore, the illustration in FIG 7 a sensor 700 , which is provided here for data on the folding mirror 225 to capture the reflected image.

7 zeigt einen Teil des Ausführungsbeispiels eines einfachen HUDs 210, bei dem der optische Apparat mit Laser bzw. der Laserprojektor 215, der Projektionsschirm 220 und der Faltspiegel 225 als einziger Umlenkspiegel als wichtigste Elemente verwendet werden. Es werden hier lediglich die optischen Teile des Head-up Displays 210, die für den Projektionsschirm 220 relevant sind, näher betrachtet. 7 shows a part of the embodiment of a simple HUDs 210 in which the optical apparatus with laser or the laser projector 215 , the projection screen 220 and the folding mirror 225 be used as the only deflection mirror as the most important elements. There are only the optical parts of the head-up display here 210 that for the projection screen 220 relevant, closer look.

Der optische Apparat 215 mit monochromatischem Laser oder Farblaser projiziert ein Bild auf den Schirm 220, der unter Verwendung des elektroaktiven Materials in Form der oben erläuterten Aktoren in Schwingung versetzt wird. Der Faltspiegel 225 sendet das Bild an die anderen optischen Elemente, die in dem Head-Up-Display 210 enthalten sind und das so genannte virtuelle Bild erzeugen, das von dem Betrachter wahrgenommen wird. Der Sensor 700 wird hier zusätzlich eingefügt, um das Bild auf dem Spiegel zu erfassen, den Kontrast zu berechnen und die geeigneten anzulegenden Schwingungen zu bestimmen. Alternativ und in 7 nicht gezeigt kann der Sensor 700 auch auf die Oberfläche des Reflexionsschirms 220 ausgerichtet sein, um Kontrastwerte des Bildes dort zu erfassen. Dazu kann der Sensor 700 einen geeigneten Bildsensor aufweisen.The optical apparatus 215 a monochromatic laser or color laser projects an image onto the screen 220 which is vibrated using the electroactive material in the form of the above-described actuators. The folding mirror 225 sends the image to the other optical elements in the head-up display 210 contained and produce the so-called virtual image, which is perceived by the viewer. The sensor 700 is also inserted here to capture the image on the mirror, to calculate the contrast and to determine the appropriate vibrations to be applied. Alternative and in 7 not shown, the sensor 700 also on the surface of the reflection screen 220 be aligned to capture contrast values of the image there. This can be done by the sensor 700 have a suitable image sensor.

8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens 800 zum Reduzieren eines Speckle-Effekts eines Bildes auf einem Darstellungselement einer Anzeigevorrichtung, die einen optischen Apparat zum Projizieren des Bildes auf einen Projektionsschirm und einen Umlenkspiegel zum Umlenken des Bildes von dem Projektionsschirm zu dem Darstellungselement umfasst. 8th shows an embodiment of a flowchart of a method 800 for reducing a speckle effect of an image on a display element of a display device comprising an optical apparatus for projecting the image onto a projection screen and a deflection mirror for redirecting the image from the projection screen to the presentation element.

Das Anti-Speckle-Verfahren für Laserprojektionssysteme 800 kann beispielsweise von der anhand der 7 erläuterten Anzeigevorrichtung durchgeführt werden. In einem ersten Schritt 810 werden Kontrastwerte eines Urbildes des auf dem Darstellungselement anzuzeigenden virtuellen Bildes auf dem Projektionsschirm und/oder dem Umlenkspiegel der Anzeigevorrichtung erfasst. Das Bild kann beispielsweise durch den Sensor der Anzeigevorrichtung erfasst werden. In einem zweiten Schritt werden die erfassten Kontrastwerte von dem Sensor an das Steuergerät der Anzeigevorrichtung übermittelt und dort ausgewertet. In einem dritten Schritt 830 gibt das Steuergerät basierend auf der Kontrastwerteauswertung ein Anregungssignal an den oder die Aktoren der Einrichtung zum Bewegen des Projektionsschirms und/oder des Umlenkspiegels aus. In einem folgenden Schritt 840 führen die Aktoren basierend auf einer Spannung und/ oder Frequenz des Anregungssignals eine Schwingung aus, mittels der der Projektionsschirm und/oder der Umlenkspiegel bewegt wird. So kann das Verfahren 800 eingesetzt werden, um in Abhängigkeit der Kontrastwerte des Urbildes eine angemessene Frequenz und Spannung des Anregungssignals zu bestimmen, um den Speckle-Effekt des finalen virtuellen Bildes auf dem Darstellungselement der Anzeigevorrichtung optimal zu unterdrücken.The anti-speckle method for laser projection systems 800 For example, from the basis of the 7 explained display device are performed. In a first step 810 Contrast values of an original image of the virtual image to be displayed on the display element are detected on the projection screen and / or the deflection mirror of the display device. The image can be detected, for example, by the sensor of the display device. In a second step, the detected contrast values are transmitted from the sensor to the control device of the display device and evaluated there. In a third step 830 Based on the contrast value evaluation, the control unit outputs an excitation signal to the actuator (s) of the device for moving the projection screen and / or the deflection mirror. In a following step 840 the actuators execute a vibration based on a voltage and / or frequency of the excitation signal, by means of which the projection screen and / or the deflection mirror is moved. So can the procedure 800 be used to determine an appropriate frequency and voltage of the excitation signal depending on the contrast values of the original image in order to optimally suppress the speckle effect of the final virtual image on the display element of the display device.

Der hierin vorgeschlagene erfinderische Ansatz betrifft den Projektionsschirm und/oder den Faltspiegel und beschreibt Bewegungen oder Schwingungen des Schirms und des Faltspiegels, die von den Aktoren erzeugt werden, um den Speckle-Effekt, der von dem Laserprojektionssystem erzeugt wird, zu verwischen bzw. zu reduzieren.The inventive approach proposed herein relates to the screen and / or folding mirror and describes movements or vibrations of the screen and folding mirror produced by the actuators to blur the speckle effect produced by the laser projection system ,

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20100232005 A1 [0005]

Claims

Procedure ( 800 ) for reducing a speckle effect of an image on a display element ( 230 ) a display device ( 210 ) comprising an optical apparatus ( 215 ) for projecting the image onto a projection screen ( 220 ) and a deflection mirror ( 225 ) for redirecting the image from the screen to the display element, the method comprising the step of: moving ( 840 ) of the projection screen and / or the deflection mirror in at least one direction to reduce the speckle effect.

Procedure ( 800 ) according to claim 1, wherein in the step of moving ( 840 ) the projection screen ( 220 ) with respect to an origin plane of the screen in the origin plane and / or orthogonal to the origin plane and / or rotated about an axis lying in the origin plane and / or the deflection mirror ( 225 ) is shifted orthogonal to the origin plane with respect to an origin plane of the deflection mirror and / or about an axis lying in the origin plane ( 610 . 620 ) is rotated.

Procedure ( 800 ) according to any one of the preceding claims, further comprising a step ( 830 ) of outputting an excitation signal to at least one electroactive actuator ( 310 ) configured to move in response to the excitation signal ( 840 ).

Contraption ( 255 ) for reducing a speckle effect of an image on a display element ( 230 ) a display device ( 210 ) comprising an optical apparatus ( 215 ) for projecting the image onto a projection screen ( 220 ) and a deflection mirror ( 225 ) for redirecting the image from the screen to the display element, the device comprising: means ( 260 ) for moving the projection screen and / or the deflecting mirror in at least one direction to reduce the speckle effect.

Contraption ( 255 ) according to claim 4, wherein the device ( 260 ) for moving the projection screen ( 220 ) and / or the deflection mirror ( 225 ) at least one first electroactive actuator ( 310 ) configured to oscillate in response to a first excitation signal to move the projection screen and / or at least one second electroactive actuator ( 310 ) configured to oscillate in response to a second excitation signal to move the deflection mirror

Contraption ( 255 ) according to claim 5, wherein the first electroactive actuator ( 310 ) and / or the second electroactive actuator ( 310 ) a piezo element ( 400 ).

Contraption ( 255 ) according to claim 5 or 6, in which the device ( 260 ) for moving the projection screen ( 220 ) and / or the deflection mirror ( 225 ) further comprises a first carrier element ( 300 ), wherein the first electroactive actuator ( 310 ) between which the projection screen and the first carrier element is arranged in order to connect the projection screen with the first carrier element and / or furthermore a second carrier element ( 300 ), wherein the second electroactive actuator is arranged between the deflecting mirror and the second carrier element in order to connect the deflecting mirror to the second carrier element.

Contraption ( 255 ) according to one of claims 4 to 7, with a sensor ( 700 ) for capturing the image on the projection screen ( 220 ) and / or the deflection mirror ( 225 ) and outputting an image-based image signal and having a controller ( 235 ) for controlling the device ( 260 ) for moving the projection screen and / or the deflection mirror based on the image signal.

Control unit ( 235 ) for reducing a speckle effect of an image on a display element ( 230 ) a display device ( 210 ) comprising an optical apparatus ( 215 ) for projecting the image onto a projection screen ( 220 ) and a deflection mirror ( 225 ) for redirecting the image from the projection screen to the display element, the control device comprising the following features: an input interface for receiving an image signal, the image signal from a sensor ( 700 ) is supplied for capturing the image on the projection screen and / or the deflection mirror; determining means for determining an excitation signal based on the image signal; and an output interface for outputting the excitation signal to at least one electroactive actuator ( 310 ) configured to move the projection screen and / or the deflection mirror in response to the excitation signal.

Computer program product with program code for carrying out the method ( 800 ) according to one of claims 1 to 3, when the program is stored on a control unit ( 235 ) is performed.