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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stabilisieren eines Bilds, das in ein Blickfeld projiziert wird, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein Blickfeldanzeigegerät.
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Bei einem Head-Up Display kann eine Bilddarstellung durch Schwingungen des Head-Up Displays verschlechtert werden. Dabei kann eine Darstellung eines Punkts aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges eine Bahnkurve beschreiben, bei einer einachsigen Schwingung beispielsweise in Form einer Linie. Um eine Projektion auf einer Projektionsfläche zu vereinfachen, beschreibt beispielsweise die
JP 2011 048 039 A einen Projektor, der über einen Beschleunigungssensor am Projektor eine Ausrichtung der Erdbeschleunigung relativ zum Projektor erfasst, um ein Bild des Projektors entsprechend einer Schrägstellung des Projektors zu verdrehen, um damit eine Justierung des Projektors beim Aufstellen unnötig zu machen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Stabilisieren eines Bilds, das in ein Blickfeld projiziert wird, eine entsprechende Vorrichtung sowie ein Blickfeldanzeigegerät gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Wenn ein reflektierendes, strahlformendes Element, wie beispielsweise ein Spiegel in einem Projektionsstrahl eines Bilds, relativ zu dem Projektionsstrahl bewegt wird, verändert sich der Projektionsstrahl, und das Bild verändert beispielsweise seine Lage und seine Form. Wenn das reflektierende Element eine Schwingung ausführt, dann bewegt sich das Bild entsprechend der Schwingung. Wenn das reflektierende Element vibriert oder eine schnelle Schwingung ausführt, dann verschmiert das Bild. Dabei verschmiert beispielsweise eine Darstellung eines Punkts zu einer Line.
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Eine Bewegung des strahlformenden Elements kann gemessen werden, um die daraus resultierende Bewegung des Bilds mit einer gezielten Gegenbewegung zu kompensieren. Dazu kann beispielsweise ein Bewegungssensor an dem strahlformenden Element befestigt sein. Charakteristische Merkmale der Bewegung, wie Frequenz und Amplitude können über eine Verarbeitungsvorschrift, beispielsweise Formeln und/oder Tabellen, in Bezug zu einer Ausgleichsbewegung des Bilds gesetzt werden. Die Ausgleichsbewegung des Bilds kann den Effekt der Bewegung des strahlformenden Elements kompensieren.
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Durch eine Kompensation von Relativbewegungen strahlformender Elemente in einem Strahlengang zu einer Bildquelle kann ein resultierendes Bild trotz existierender Schwingungen ruhig dargestellt werden. Dadurch kann das Bild mit einer höheren Auflösung dargestellt werden. Informationen in dem Bild können schneller wahrgenommen werden. Beispielsweise bei einem Head-Up Display kann eine Verkehrssicherheit erhöht werden.
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Ein Verfahren zum Stabilisieren eines Bilds, das in ein Blickfeld projiziert wird, weist die folgenden Schritte auf:
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Erfassen einer Bewegung einer Projektionsfläche, auf der das Bild in das Blickfeld projiziert wird, um ein Auslenkungssignal zu erhalten, das die Bewegung der Projektionsfläche repräsentiert;
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Ermitteln eines Korrekturwerts für das Bild unter Verwendung des Auslenkungssignals; und
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Anpassen des Bilds unter Verwendung des Korrekturwerts, um das projizierte Bild zu stabilisieren.
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Das Blickfeld kann ein Blickfeld eines Betrachters eines Blickfeldanzeigegeräts sein. In das Blickfeld kann ein Bild eingespiegelt werden, das visuelle Informationen aus einer Umgebung des Betrachters überlagert. Das Bild kann Informationen für den Betrachter enthalten. Beispielsweise kann der Betrachter ein Fahrer eines Fahrzeugs sein. Dann kann das Blickfeldanzeigegerät in einer Hauptblickrichtung des Fahrers vor dem Fahrer angeordnet sein. Das Blickfeldanzeigegerät kann zumindest in einen Ausschnitt aus einem Sichtfeld des Fahrers das Bild einblenden. Das Bild kann Teile der Umgebung überlagern und/oder Informationen ergänzen. Das Bild kann über eine teilreflektierende Projektionsfläche, die vor dem Fahrer angeordnet ist, in das Blickfeld eingeblendet werden. Die Projektionsfläche kann beispielsweise eine Frontscheibe eines Fahrzeugs sein. Die Projektionsfläche kann auch eine separate teildurchlässige Scheibe sein. Eine Bewegung der Projektionsfläche kann beispielsweise eine lineare Bewegung oder eine Drehbewegung sein. Die Bewegung kann eine Schwingung sein, die eine Frequenz und eine Amplitude aufweisen kann. Ein Auslenkungssignal kann eine Repräsentation der Bewegung sein. Das Auslenkungssignal kann beispielsweise die Amplitude der Bewegung über die Zeit darstellen. Ein Korrekturwert kann abhängig von der Amplitude und/oder der Frequenz des Auslenkungssignals eine Größe einer Gegenbewegung repräsentieren, die notwendig ist, um das Bild innerhalb eines Toleranzbereichs zu stabilisieren. Der Korrekturwert kann unter Verwendung einer Verarbeitungsvorschrift ermittelt werden. Der Korrekturwert kann auch aus einer Vergleichstabelle abhängig von Amplitude und/oder Frequenz ausgelesen werden. Der Korrekturwert kann auf Erfahrungswerten aus beispielsweise einem Kalibrierlauf beruhen. Der Korrekturwert kann beispielsweise diskrete Werte aufweisen. Unter einem Anpassen kann ein Verändern eines Einfallswinkels und/oder eines Einfallsorts des Bilds auf die Projektionsfläche verstanden werden. Eine Größe der Veränderung kann proportional zu dem Korrekturwert sein.
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Im Schritt des Erfassens kann zumindest eine rotatorische Komponente der Bewegung der Projektionsfläche erfasst werden. Unter einer rotatorischen Komponente kann eine Drehbewegung oder eine Pendelbewegung der Projektionsfläche verstanden werden. Wenn die Projektionsfläche beispielsweise an einem unteren Ende befestigt ist, ist eine Bewegung der Projektionsfläche wahrscheinlich überwiegend eine Drehbewegung. Durch einen Drehwinkelsensor oder einen Gierratensensor kann eine Drehung besonders genau erfasst werden.
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Im Schritt des Erfassens kann zumindest eine Beschleunigungskomponente der Bewegung der Projektionsfläche erfasst werden. Die Bewegung kann über einen Beschleunigungssensor erfasst werden. Beschleunigungssensoren weisen eine besonders kurze Ansprechzeit auf. Damit kann eine Bewegung mit hoher Frequenz besonders gut erfasst werden. Die Beschleunigung kann in mehreren Achsen erfasst werden, um Winkelfehler im Beschleunigungssignal aufgrund einer schrägen Sensoranordnung auszugleichen. Bei einer einachsigen Erfassung der Beschleunigung kann eine, aus einer Schräglage des Beschleunigungssensors resultierende Verzerrung des Beschleunigungssignals über eine Koordinatentransformation kompensiert werden.
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Im Schritt des Anpassens kann eine Position des Bilds auf einer Bildquelle verschoben werden. Eine Position des Bilds auf der Bildquelle, beispielsweise einem Display kann entsprechend der Bewegung verändert werden, sodass das projizierte Bild trotz der Bewegung stabil dargestellt wird. Die Position des Bilds kann beispielsweise über einen Koordinaten-Offset von Bilddaten des Bilds verändert werden.
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Im Schritt des Anpassens kann ein Strahlengang des Bilds verkippt werden. Unter einem Verkippen kann eine Winkeländerung verstanden werden. Das Bild kann mittels eines ansteuerbaren Spiegels und/oder einer ansteuerbaren Linse im Strahlengang verkippt werden. Durch das Verkippen kann das Bild trotz der Bewegung stabil dargestellt werden. Zum Verkippen kann ein Winkel einer Projektionsachse des Bilds verändert werden.
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Im Schritt des Erfassens kann eine Bewegung einer Bildquelle des Bilds erfasst werden, um ein Bewegungssignal zu erhalten, wobei im Schritt des Ermittelns der Korrekturwert ferner unter Verwendung des Bewegungssignals ermittelt wird. Durch ein Erfassen einer Bewegung der Bildquelle kann eine Bewegungsdifferenz zu der Bewegung der Projektionsfläche bestimmt werden.
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Der Korrekturwert kann geringer ermittelt werden, wenn die Bildquelle und die Projektionsfläche korrespondierende Bewegungen ausführen.
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Im Schritt des Erfassens kann eine Lage der Projektionsfläche erfasst werden, um ein Basissignal zu erhalten, das die Lage der Projektionsfläche repräsentiert. Im Schritt des Ermittelns kann ein Basiskorrekturwert unter Verwendung des Basissignals ermittelt werden. Im Schritt des Anpassens kann das Bild ferner unter Verwendung des Basiskorrekturwerts angepasst werden, um das projizierte Bild zu justieren. Unter einer Lage der Projektionsfläche kann eine Winkelstellung der Projektionsfläche verstanden werden. Das Basissignal kann die Winkelstellung repräsentieren. Ein Basiskorrekturwert kann ein Offset für das Bild sein. Der Basiskorrekturwert kann unter Verwendung eines hinterlegten Kennlinienfelds ermittelt werden. Beispielsweise kann das Bild um einen vorbestimmten Betrag auf einer Bildquelle verschoben dargestellt werden. Ebenso kann das Bild um einen vorbestimmten Winkel ausgelenkt werden. Durch den Basiskorrekturwert kann eine Verformung eines Blickfeldanzeigegeräts aufgrund von äußeren Einwirkungen, wie Wärme oder Gravitation kompensiert werden. Beispielsweise wenn ein Fahrzeug auf einer Schräge abgestellt ist oder Wärmespannungen einen Winkel der Projektionsfläche verändern.
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Die Schritte des Verfahrens können zyklisch mit einer vorgegebenen Wiederholrate wiederholt werden. Durch ein Wiederholen kann das Bild regelmäßig an die Bewegung angepasst werden. Das Bild kann beispielsweise mit einer regelmäßigen Bewegung auf der Bildquelle verschoben werden. Oder das Bild kann fortlaufend im Abstrahlwinkel verändert werden. Dadurch kann das projizierte Bild innerhalb eines Toleranzbereichs gehalten werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen 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.
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Unter einer 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.
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Die Vorrichtung zum Stabilisieren kann einen Sensor, eine Auswerteeinrichtung und eine Korrektureinrichtung aufweisen. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, ein Auslenkungssignal bereitzustellen. Das Auslenkungssignal kann eine Bewegung einer Projektionsfläche, auf der das Bild in das Blickfeld projiziert wird, repräsentieren. Die Auswerteeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, einen Korrekturwert für das Bild unter Verwendung des Auslenkungssignals zu ermitteln. Die Korrektureinrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Bild unter Verwendung des Korrekturwerts anzupassen, um das projizierte Bild zu stabilisieren.
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Der Sensor kann ein mehrachsiger Sensor sein. Der Sensor kann an der Projektionsfläche angeordnet sein. Der Sensor kann eine Sensorstruktur aus Si-Mikromechanik aufweisen.
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Ein Blickfeldanzeigegerät zum Projizieren eines Bilds in ein Blickfeld weist die folgenden Merkmale auf:
eine Bildquelle zum Aussenden des Bilds;
eine Projektionsfläche zum projizieren des Bilds in dem Blickfeld, wobei die Projektionsfläche in dem Blickfeld angeordnet ist;
einen Umlenkspiegel zum Spiegeln des Bilds von der Bildquelle auf die Projektionsfläche; und
eine Vorrichtung zum Stabilisieren des Bilds gemäß dem hier vorgestellten Ansatz.
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Ein Blickfeldanzeigegerät kann ein Head-Up Display sein. Das Blickfeldanzeigegerät kann beispielsweise zum Einbau in ein Fahrzeug vorgesehen sein. Ein Bild einer Bildquelle, beispielsweise eines Displays, kann über einen Umlenkspiegel auf eine Projektionsfläche geworfen werden, und von der Projektionsfläche in ein Blickfeld eingeblendet werden. Die Projektionsfläche kann ein teilverspiegelter Reflektor sein, der einen Strahlengang des Bilds in eine Blickrichtung einspiegelt. Ein Winkel des Umlenkspiegels kann über eine Antriebseinheit verstellbar sein. Das Bild kann auf der Bildquelle verschiebbar sein.
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Die beschriebene Stabilisierung kann in Kombination mit bekannten Maßnahmen zur optischen Schärfeeinstellung von Abbildungen eingesetzt werden, wie sie an Projektoren beispielsweise über Laser oder andere Abstandsmesssysteme angewandt werden. Diese Methoden erzielen für statische Systeme gute Ergebnisse. Eine manuelle Einstellung am Objektiv der Lichtquelle, wie an Diaprojektoren zur Leinwand ist eine kostengünstige Methode für Abbildungen von Gegenständen. Durch die beschriebene Stabilisierung können auch nicht feststehende Systeme, wie schnelle hoch dynamische Systeme bei unterschiedlichem Weg oder unterschiedlichen Frequenzen zwischen Lichtquelle und Projektionsfläche, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Resonanzen der Befestigungsanordnung, stabilisiert werden. Des Weiteren können Verzerrungen durch Winkelmaße wie sie bei Aufstellung oder Montage entstehen können korrigiert werden, wenn sie größer oder kleiner als die vorberechnete Korrektur sind.
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Durch die beschriebene Stabilisierung wird eine Korrektur bei horizontaler Bewegung, sowie eine Winkelkorrektur ermöglicht. So liegt der Hauptvorteil bei der Erfassung des Winkels einer Projektionsfläche zu einer Lage einer Lichtquelle, die durch gegebene Einbautoleranzen nicht ausreichend zueinander positionierbar sind, wie es bei einer Windschutzscheibe in einem Fahrzeug vorkommt. Zudem wird im funktionalen Zustand oder Betrieb ein Lichtstrahl bei dynamischer Beanspruchung auf der schiefen Projektionsfläche konstant gehalten. Die Lichtquelle kann ein Display sein, dass über einen Umlenkspiegel auf eine durchsichtige Projektionsfläche abgebildet wird. Ein Beschleunigungssensor wird auf der Projektionsfläche aufgebracht, der unter Dynamik ein Signal aussendet. Das Signal ist abhängig von der Beschleunigung und vom Einbauwinkel. Die Kenndaten des Sensors im rechten Winkel sind bekannt und verändern sich proportional mit dem Winkel. Die Daten können erfasst werden und zur Korrektur der Lichtquelle benutzt werden. Es sind weitere Ausführungsformen möglich, in denen mehrere Beschleunigungs-Achsen ausgewertet werden. Weiterhin ist die Verwendung entwickelter und in Serie gefertigter erprobter Sensoren vorteilhaft. Die Sensoren können eine günstige Baugröße aufweisen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Stabilisieren eines Bilds, das in ein Blickfeld projiziert wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Stabilisieren eines Bilds, das in ein Blickfeld projiziert wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Darstellung eines Blickfeldanzeigegeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ohne Bildstabilisierung;
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4 eine Darstellung eines Blickfeldanzeigegeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bildstabilisierung;
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5 einen Signallaufplan von mehreren Auslenkungssignalen und eines Korrekturwerts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 eine Darstellung eines optischen Systems mit schwingenden Komponenten und einer Stabilisierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7a bis 7d Darstellungen eines Beschleunigungssensors in verschiedenen Lagen relativ zu einer Beschleunigung;
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8 eine Darstellung eines Versuchsaufbaus zum Stabilisieren eines Bilds gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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9a und 9b Kompensationsdiagramme zum Stabilisieren eines Bilds gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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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.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 100 zum Stabilisieren eines Bilds, das in ein Blickfeld projiziert wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung kann beispielsweise im Zusammenhang mit dem in 4 gezeigten Blickfeldanzeigegerät eingesetzt werden, um eine Bildstabilisierung zu bewirken.
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Die Vorrichtung 100 weist einen Sensor 102, eine Auswerteeinrichtung 104 und eine Korrektureinrichtung 106 auf. Der Sensor 102 ist an einer Projektionsfläche, auf der das Bild in das Blickfeld projiziert wird, befestigt. Der Sensor 102 ist dazu ausgebildet, ein Auslenkungssignal bereitzustellen. Das Auslenkungssignal repräsentiert eine Bewegung der Projektionsfläche. Die Auswerteeinrichtung 104 ist dazu ausgebildet, einen Korrekturwert für das Bild unter Verwendung des Auslenkungssignals zu ermitteln. Die Korrektureinrichtung 106 ist dazu ausgebildet, das Bild unter Verwendung des Korrekturwerts anzupassen, um das projizierte Bild zu stabilisieren.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Stabilisieren eines Bilds, das in ein Blickfeld projiziert wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 200 kann beispielsweise von der in 1 gezeigten Vorrichtung ausgeführt werden.
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Das Verfahren 200 weist einen Schritt 202 des Erfassens, einen Schritt 204, des Ermittelns und einen Schritt 206 des Anpassens auf. Im Schritt 202 des Erfassens wird eine Bewegung einer Projektionsfläche, auf der das Bild in das Blickfeld projiziert wird, erfasst, um ein Auslenkungssignal zu erhalten. Im Schritt 204 des Ermittelns wird ein Korrekturwert für das Bild unter Verwendung des Auslenkungssignals ermittelt. Im Schritt 206 des Anpassens wird das Bild unter Verwendung des Korrekturwerts angepasst, um das projizierte Bild zu stabilisieren.
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Mit anderen Worten zeigt 2 ein Verfahren 200 zum Toleranzausgleich an optischen Systemen unter Dynamik beziehungsweise zum Projektions-Toleranzausgleich an dynamischen Systemen.
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3 zeigt eine Darstellung eines Blickfeldanzeigegeräts 300 ohne Bildstabilisierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Blickfeldanzeigegerät 300 weist eine Bildquelle 302, eine Projektionsfläche 304 und eine Vorrichtung 100 zum Stabilisieren eines Bilds gemäß dem hier vorgestellten Ansatz auf. Die Bildquelle 302 ist ein Display, das horizontal ausgerichtet ist. Das Bild wird über einen Umlenkspiegel 306 auf die Projektionsfläche 304 geworfen, die in einem Blickfeld angeordnet ist. Wenn die Projektionsfläche 304 eine Relativbewegung zu der Bildquelle 302 ausführt, wird ein Punkt 308 auf der Bildquelle 302 als Strich 310 auf der Projektionsfläche 304 abgebildet. Die Relativbewegung kann aus einer Differenz einer Beschleunigung a´ der Projektionsfläche 304 und einer Beschleunigung a´´ der Bildquelle 302 resultieren. Die Beschleunigung a´ kann mittels eines an der Projektionsfläche 304 angebrachten Beschleunigungssensors 102a aufgenommen werden. Die Beschleunigung a´´ kann mittels eines an der Bildquelle 302 angebrachten Beschleunigungssensors 102b aufgenommen werden. Eine Beschleunigung des Umlenkspiegels 306 kann über einen weiteren, an dem Umlenkspiegel 306 angebrachten Beschleunigungssensor 102c aufgenommen werden. Die Beschleunigungssensoren 102a, 102b und 102c sind über ein flexibles Kabel 312 mit der Vorrichtung 100 verbunden. Die Beschleunigungsdifferenz kann in Auswerteeinrichtung der Vorrichtung 100 aus Auslenkungssignalen der Sensoren ermittelt werden. Die Korrektureinrichtung der Vorrichtung 100 ist hier deaktiviert, um den Effekt der Bewegung der Projektionsfläche 304 darzustellen.
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4 zeigt eine Darstellung des Blickfeldanzeigegeräts 300 mit Bildstabilisierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Blickfeldanzeigegerät 300 entspricht dem Blickfeldanzeigegerät 300 aus 3. Im Gegensatz zu 3 ist hier die Vorrichtung 100 zum Stabilisieren in aktiviertem Zustand dargestellt. Die Beschleunigungssensoren 102a, 102b und 102c übermitteln ihre Auslenkungssignale an die Auswerteeinrichtung der Vorrichtung 100. Die Auswerteeinrichtung ermittelt einen Korrekturwert und die Korrektureinrichtung passt das Bild auf der Bildquelle 302 so an, dass eine Punktdarstellung 400 im Gegentakt zu der Bewegung der Projektionsfläche 304 oszilliert. Dadurch erscheint der Punkt 402 auf der Projektionsfläche 304 stillzustehen. Bei einer Darstellung eines ganzen Bilds 404 wird das ganze Bild 404 ruhig dargestellt, obwohl die Projektionsfläche 304 schwingt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in den 3 und 4 ein horizontal liegendes Display 302 gezeigt, das mit einer Elektronik-Leiterplatte fest verbunden ist. Auf dieser Leiterplatte ist ein Beschleunigungssensor 102b aufgebracht. Auf die Projektionsfläche 304 wird an einer beliebigen Fläche ebenfalls ein, auf einer Platine bestückter Sensor 102a aufgebracht. In dem Ausführungsbeispiel wird ebenso der Umlenkspiegel 306 mit einem Sensor 102c bestückt. Die drei elektrischen Signale, die im Ausführungsbeispiel über eine Frequenz mit einer Spannung als Amplitude verfügen, werden in einer Auswerteelektronik 100 ausgewertet, die in die Grafikgenerierung eingreift. Wie im Beispiel einer Punktprojektion auf der Projektionsfläche 304, kann bei der auf und ab Bewegung des Projektionssystems im Display 302, eben abhängig von der Auswerteelektronik 100 der Punkt auf dem Display 302 so auf und ab wandern, dass auf der Projektionsfläche 304 bei Dynamik nur ein stehender Punkt zu sehen ist. Die Auswertelektronik 100 besteht aus einer Spannungsstabilisierung, CPU, Speicher für die Kennlinien zur Erkennung/Berechnung der Winkel und Beschleunigungswerte. Treiber und Beschaltung der Schnittstelle zum Grafik Controller sind nicht dargestellt. Elektrische Verbindungen werden von den Sensoren 102 zur Auswerteschaltung 100 über "Flexleiterplatten" 312 hergestellt. Die Sensorleiterplatten werden im Ausführungsbeispiel geklemmt.
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Mit anderen Worten zeigt das Ausführungsbeispiel in den 3 und 4 eine Projektionsfläche 304, die in einem Winkel toleranzbehaftet angeordnet ist. a´ deutet einen Beschleunigungswert der Projektionsfläche 304 an, der zur Beschleunigung a" von der Lichtquelle 302 unterschiedlich sein kann. Die Projektionsfläche 304 kann eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges sein. Die Lichtquelle 302 erzeugt einen Lichtpunkt 308, der über einen Umlenkspiegel 306 auf der Projektionsfläche 304 eine Abbildung 310 erzeugt. Der Lichtpunkt 308 stellt sich bei Dynamik als vertikale Linienabbildung 310 dar. In einem dynamischen Umfeld wird durch die Sensoren 102 bei Bewegung je eine Ausgangsspannung und Frequenz ausgegeben. Diese Sensoren 102 sind über eine Flex-Leiterplatte 312 mit einer Auswerte-Elektronik 100 verbunden. Die Elektronik 100 wertet die Sensorspannungen aus und gibt ein Ausgangssignal an die Lichtquellen-Elektronik 302 bzw. den Grafikcontroller weiter. Das Ausgangssignal dient als Korrektur-Signal, das den Lichtpunkt 400 so verstellt, dass der projizierte Lichtpunkt 402 einen stehenden Punkt darstellt. Der Korrekturfaktor wird einem ermittelten Kennfeld entnommen, das die Spannungswerte der Sensoren 102 enthält. Die Werte können über durchschnittliche Mittelwerte von Spannung und Frequenz bestimmt werden. Aus der Berechnung entsteht das Controller-Ausgangssignal. Das Signal wird dem Grafikcontroller zur Verfügung gestellt. Der Lichtpunkt 308 ergibt ohne die Stabilisierung einen Streifen 310 beispielsweise unter Beschleunigung oder Fahrt eines Fahrzeuges über eine Kopfsteinpflasterstrecke. Der Lichtpunkt 400 wird gemäß dem hier vorgestellten Ansatz so verändert, dass auf der Projektionsfläche 304 ein stehender Punkt 402 entsteht. Die elektronische Verschaltung des Displays 302 ist hier nicht dargestellt.
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Vorteilhafterweise ergeben sich eine einfache robuste Montage, eine Verwendung vorhandener Technik und ein Kostenvorteil gegenüber den Alternativen. Gezeigt ist ein Aufbau eines neuen Elektronik-Moduls 100 zur Verknüpfung von Spannungs- bzw. Frequenzwerten zur Steuerung eines Grafikcontrollers zur Erzeugung von "antizyklischen Wackelbildern", die auf der Projektionsfläche 304 ein stehendes Bild 404 erzeugen.
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Vibrationen können durch Bildverschiebung ausgeglichen werden. Für eine problemlose Funktion kann die Frame Rate des Displays 302 deutlich über der Schwingungsfrequenz eingestellt werden. Bei einem typischen Combiner-HUD (Head-up Display) ist die Resonanzfrequenz des Combiner 304 > 100 Hz. Die Idee kann daher besonders gut bei einem sehr großen Combiner 304 angewandt werden, z. B. für kontaktanaloge HUD.
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Somit wird eine Kompensation von Vibrationen des Combiners 304 eines HUD durch entsprechende Verschiebung der Bilddarstellung auf dem Display 302 ermöglicht, wobei die Vibrationen mit Beschleunigungssensor(en) 102 mindestens am Combiner 304 erfasst werden.
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Es können mehrachsige Beschleunigungssensoren 102 verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können Winkelbeschleunigungs-Sensoren bzw. Gierraten-Sensoren (Gyros) verwendet werden, die vorteilhaft am Fuß des Combiners 304 angeordnet sind. Die Sensoren 102 können aus Si-Mikromechanik hergestellt sein. Die Verwendung eines Gyros ist vorteilhaft, da die größten Bildverschiebungen nicht aus der Verschiebung, sondern aus der Verkippung des Combiners 304 resultieren.
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5 zeigt einen Signallaufplan von mehreren Auslenkungssignalen 500a, 500b, 500c und eines Korrekturwerts 502 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Auslenkungssignale 500a, 500b, 500c sind ein Auslenkungssignal 500a einer Projektionsfläche einer Blickfeldanzeige, wie sie in 4 dargestellt ist, ein Auslenkungssignal 500b eines Umlenkspiegels der Blickfeldanzeige und ein Auslenkungssignal 500c einer Bildquelle der Blickfeldanzeige. Die Auslenkungssignale 500a, 500b, 500c können beispielsweise mit Beschleunigungssensoren, wie in 4 gezeigt, aufgenommen werden. Die Auslenkungssignale 500a, 500b, 500c werden von einer Auswerteeinrichtung 104 empfangen, die ein Bestandteil einer Vorrichtung zum Stabilisieren ist, wie sie beispielsweise anhand von 1 beschrieben ist. An einem Ausgang 504 der Auswerteeinrichtung 104 wird der Korrekturwert 502 für einen Eingang eines Display Controllers der Bildquelle 302 bereitstellt. Das Auslenkungssignal 500a und das Auslenkungssignal 500b weisen einen ähnlichen, sinusähnlichen Signalverlauf bei unterschiedlicher Amplitude auf. Das Auslenkungssignal 500b weist eine höhere Frequenz und eine geringe Amplitude auf. Der Korrekturwert 502 weist die Form eines Rechtecksignals diskreten Werten und veränderlicher Amplitude und Frequenz auf.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein System, wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist, montiert und justiert sich durch das beispielsweise anhand von 2 beschriebene Verfahren bei "Vibrations" Dynamik selbst. Durch Abfrage der Auslenkungssignale 500a, 500b, 500c, die jeweils Sensorwerte repräsentieren, und der Verknüpfung der Auslenkungssignale 500a, 500b, 500c wird über einen berechneten Ausgangswert 502 eine optimale Abbildung auf eine sich selbst bewegende Projektionsfläche erstellt.
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Alternativ kann eine Kamera als Sensor verwendet werden, die eine Positioniermarke beobachtet, während die Steuerung eine schnelle Nachjustierung über einen geschlossenen Regelkreis vornimmt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuerung aus einem Mikrocomputer und einer entsprechenden Peripherie bestehen. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Steuerung zur Lichtpunktbewegung handeln. Die 5 zeigt, welche Auslenkungssignale 500a, 500b, 500c dem Mikrocomputer von Sensoren zugeleitet werden können, damit der Bildgenerator 302 optimal arbeitet. Gezeigt ist die Ansteuerung und der Eingriff auf den Grafik Controller.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann hardwareseitig ein Duo aus 32-Bit-Prozessor, 100 MHz und 64-Bit-Grafik-Engine, mit einer Taktfrequenz von 240 MHz für eine ausreichende Bildfolge sorgen. Zur Ausgestaltung der Bildgrafiken kann ein Speicher 16 MByte REM zum Einsatz kommen. Der schnelle Datenaustausch mit den Sensoren/Aktoren (Ablenkspiegel) kann unter Echtzeitbedingungen erfolgen. Die Ausgestaltung kann über LlN-Schnittstelle (Local lnterconnect Network) erfolgen, die die Verdrahtung von Sensoren und Aktoren vereinfacht. Zur Anwendung können Autosar-kompatible Komponenten (Automotive Open System Architecture) und Standard-Funktionen wie Netzwerkmanagement oder Diagnose kommen. Dargestellt ist die Generierung des Korrekturfaktors 502 von sich unterschiedlich bewegenden, aber abhängigen optischen Systemen bei zufälligen Bewegungsabläufen. Vorgesehen sind die Kommunikation zum Fahrzeug-Netzwerk mit CAN-Bussystem (Controller Area Network) und eine optische MOST-Verbindung (Media Oriented Systems Transport) zum Navigationssystem.
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Im Folgenden wird anhand eines Ausführungsbeispiels die Erzeugung des Steuersignals 502, wie in der 5 dargestellt, erklärt. Auslenkungssignale 500a, 500b, 500c, deren zeitlicher Verlauf etwa sinusförmig ist, wandelt ein Impulsformer, beispielsweise ein Schmitt-Trigger im Eingang des Steuerteils 104 in digitale Signale um. Das Auslenkungssignal 500b eines Sensors repräsentiert die Übertragung der Beschleunigungsgröße, wobei die Beschleunigung proportional zum Weg ist, wie es im Diagramm in 9 dargestellt ist. Über dieses Verfahren kann der Weg in der Y-Achse in Abhängigkeit der Frequenz ausgewertet werden. Eine Abfrage der Elemente erfolgt über piezoelektrische Keramik oder Halleffekt und steht als das Auslenkungssignal 500b in Form eines analogen elektrischen Signals zur Verfügung. Dieses wird wiederum mit einem Analog-Digital-Umwandler in ein digitales Signal umgewandelt. Das Auslenkungssignal 500a wird von einem weiteren an definierter Position aufgebrachten, beispielsweise geklebten oder geklemmten Sensor bereitgestellt. Bezüglich des Auslenkungssignals 500c eines weiteren Sensors wäre eine drahtlose Verbindung zur zentralen Auswerte-Einheit 104 wünschenswert. Die die Auslenkungssignale 500a, 500b, 500c bereitstellenden Sensoren weisen mikroelektromechanische Systeme (MEMS) auf, die aus einer dicken Polysilikonschicht hergestellt werden, um bewegliche Strukturen zu realisieren. Dabei werden vorgegebenen Strukturen eingebracht, die in vertikaler Richtung freie Beweglichkeit der Massen und schwingende Führungselemente ermöglichen. Außerdem können sie die Sensoren mit der elektronischen Auswertungsfunktion verbinden, und ihre Elemente gegen Umweltfaktoren mit ultradünnem Siegel schützen. Die Sensoren weisen Mikron-Niveau Strukturen auf, die viel feiner sind als ein menschliches Haar, und mit denen bei geringen Kosten sogar komplizierte Sensor-Systeme hergestellt werden können. Die Sensoren sind sehr funktional und zuverlässig.
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Beispielsweise ist ein digitaler Dreiachsen-Sensor beschrieben. Der dreiachsige, frei programmierbare Beschleunigungssensor ist ein digitaler Sensor in einem besonders kleinen Gehäuse, beispielsweise 3 × 3 × 0,9 mm. Sein Stromverbrauch von unter 200 μA kann im Standby-Modus auf unter 1 μA reduziert werden. Zudem verfügt der Sensor über besondere Eigenschaften wie z. B. einen programmierbaren Interrupt-Pin. Dank seiner Eigenschaften lässt sich der Sensor besonders flexibel einsetzen. So erzeugt er ein digitales 10-Bit-Ausgangssignal, das über eine serielle Schnittstelle ausgegeben wird, die im 12C- oder SPI-Modus konfiguriert werden kann. Zusätzlich steht ein Interrupt-Signal zur Verfügung, für das sich mittels der seriellen Schnittstelle die Messbereiche ±2, ±4 und ±8 g konfigurieren lassen.
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6 zeigt eine Darstellung eines optischen Systems mit schwingenden Komponenten und einer Stabilisierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Bild von einer Bildquelle 302 über einen ersten Umlenkspiegel 600 und einen zweiten Umlenkspiegel 602 auf eine nicht dargestellte Projektionsfläche projiziert. Die Bildquelle oder Lichtquelle/-senke 302 sendet in der Darstellung einen Lichtstrahl schräg nach unten aus, der auf den ersten Umlenkspiegel 600 in einem flachen Winkel einfällt und unter einem flachen Winkel näherungsweise waagerecht ausfällt. Der Lichtstrahl fällt anschließend flach auf den zweiten Umlenkspiegel 602. Vom zweiten Umlenkspiegel 602 wird der Lichtstrahl schräg nach oben reflektiert und bewirkt dort die Projektion oder Bildaufnahme. Der Ausfallwinkel aus dem zweiten Umlenkspiegel 602 ist größer als der Ausfallwinkel aus dem ersten Umlenkspiegel 600. Die Umlenkspiegel 600 und 602 sind steuerbar ausgeführt und können durch eine kontrollierte Winkelveränderung das Bild auslenken. Da die Projektionsfläche eine Bewegung ausführt, gleicht die Auslenkung des Bilds die aus der Bewegung resultierende Verwacklung des Bilds auf der Projektionsfläche aus. Der erste Umlenkspiegel 600 lenkt dabei das Bild um einen ersten Winkel aus, der zweite Umlenkspiegel 602 lenkt das Bild um einen zweiten Winkel aus. Der erste Winkel und der zweite Winkel addieren sich zu der Winkelveränderung. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Umlenkspiegel 600 und 602 je eine gleich ausgerichtete Schwenkachse auf. Die Schwenkachsen können auch unter einem Winkel zueinander ausgerichtet sein, dann kann das Bild in zwei Achsen geschwenkt werden.
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Im Beispiel werden die zwei Umlenkspiegel 600, 602 sensiert. Eine gesteuerte bewegliche Lichtquelle 302 wird über den Ausgang eines Mikrocontrollers so gesteuert, dass ein mittlerer stehender Punkt an der Projektionswand entsteht. Die bewegliche Lichtquelle 302 kann ein Display mit laufendem Lichtpunkt oder ein steuerbarer beweglicher Mikrospiegel sein, der von einer fix positionierten LED angestrahlt wird. Bekannt sind durch den System-Aufbau die Störgrößen beispielsweise Montagetoleranz, Einbaulage, Resonanzfrequenz und Bewegung von Temperaturbelastung und Maßabweichung durch Alterung. Das Prinzip ist bei vielen dynamische Anwendungen einsetzbar, beispielsweise stark vibrierende Anlagen, Robotertechnik, Alarmanlagen, Messtechnik allgemein.
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Die Ausarbeitung ergibt ein System einer Steuerung ohne Rückkopplung trotz Eliminierung von Störgrößen.
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Bei einem System mit fixer Lichtquelle 302 bietet sich folgende Alternative an. So kann eine Ausgestaltung von beweglichen Umlenkspiegeln 602, 600 verwendet werden. Im Spiegel 600, 602 integriert kann eine Ausgleichssteuerung zur flatterfreien Bildpunktdarstellung angeordnet sein. Der Ausgleich der Spiegelansteuerung kann ein Flattern, Flimmern, Zittern im Projektionssystem ausgleichen. Das Prinzip beruht auf der Erfassung von Frequenz, Weg, Winkel, Temperatur. Die bei Dynamik die unterschiedlichen Sensorsignale erfassen und den Bildpunkt auf der Projektionsfläche in einem Zielkorridor halten. Die Winkelerkennung kann durch einen Beschleunigungsaufnehmer erfolgen.
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Alternativ ist eine pulsartige Lichtquellenunterbrechung möglich. Die Lichtquellenunterbrechung kann immer dann erfolgen, wenn die größte störende Ablenkung erfolgt. Dadurch ergibt sich eine Reduzierung bzw. Einschränkung des sichtbaren Fehlerbildes. Die Lichtpunkterzeugung (Bilderzeugung) erfolgt über den Punkt an dem sich zwei Objekte mit unterschiedlichem Weg und Frequenzbewegungen überschneidenden. Wenn das Projektionsfenster am oberen Wendepunkt und zur selben Zeit t1 die Lichtpunktquelle 302 am unteren Wendepunkt ist, so stellt sich eine größtmögliche Abweichung ein. Dadurch ergibt sich der Eindruck einer ungünstigen Abbildung. Zur Vermeidung des Eindrucks kann die Lichtpunkterzeugung kurzzeitig, im ms Bereich, unterbrochen werden. t1 kann auf +/– ausgeweitet werden. So ist die Unterbrechungszeit verlängert. Das Fehlerbild kann aber, je nach dargestellter Abbildung, optimiert werden. Eine Stehende Abbildung, wie eine digitale Uhranzeige, toleriert ein größeres T1 als eine bewegte Abbildung, bei der stockende Bildfolgen resultieren können.
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Weiterhin kann eine dem Fahrer/Bediener abgewandte Fläche mit Beschleunigungssensoren bestückt werden. Auf Druck an definierter Position ändert sich die Resonanzfrequenz definiert. Dadurch lassen sich neuartige Bedienkonzepte realisieren. Wie z. B. an durchsichtig gestalteten Designflächen, an denen mittels Aufbringen einer Kraft mit dem Finger, die Resonanzfrequenz gezielt verändert wird. So kann eine Funktionsänderung durchgeführt werden. Als Ausführungsbeispiel kann an einer quadratischen Abdeckung im nicht sichtbaren Bereich, mindestens ein Beschleunigungsaufnehmer angebracht werden. Bei mindestens zwei Beschleunigungsaufnehmern kann eine Differenzauswertung vorgenommen werden, die Rückschlüsse auf einen bestimmten Berührungspunkt zulässt. So kann eine Schaltfunktion wie Licht EIN/AUS realisiert werden. Die Funktion ist besonders gut bei Anwendungen mit Eigenschwingungen anwendbar, beispielsweise bei laufenden Turbinen oder laufendem Motor, bei denen die Abdeckfläche schwingt.
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Zusätzlich zu der Darstellung der Umlenkspiegel 600, 602 ist für eine Prinzipdarstellung verschiedener Stabilitätszustände eine Kurve 604 mit Kugeln dargestellt. Oberhalb der Umlenkspiegel 600, 602 liegen die Kugeln 606 und 608, 610 auf. Die Kugeln 606, 608 sind an zwei Tiefpunkten der Kurve 604 angeordnet. Im Bereich der Kugel 606 weist die Kurve 604 eine geringe Krümmung auf, deshalb kann die Kugel 606 mit einer großen Amplitude und kleiner Frequenz in stabiler Lage hin und her schwingen. Im Bereich der Kugel 608 weist die Kurve 604 eine große Krümmung auf. Dort kann die Kugel 608 mit geringer Amplitude und großer Frequenz entgegen der Kugel 606 in stabiler Lage hin und her schwingen. Im Bereich der Kugel 610 weist die Kurve 604 einen Hochpunkt auf. Die Kugel 610 liegt in einer instabilen Lage angeordnet und kann lediglich mit einer sehr großen Frequenz und sehr geringer Amplitude schwingen, um nicht aus dem Gleichgewicht zu geraten und somit die instabile Lage zu verlassen. Die Kugeln 606, 608, 610 sind zur Verdeutlichung der Anforderungen an die Ansteuerung der Umlenkspiegel 600, 602 dargestellt, um zu zeigen, dass eine große Regelleistung erforderlich ist, um das Bild stabil auf der Projektionsfläche zu projizieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Umlenkspiegel 600 eine größere Toleranz und damit eine größere Bewegungsmöglichkeit als der Umlenkspiegel 602 auf. Dadurch weisen die Umlenkspiegel 600, 602, wie durch die Kugeln 606, 608 verdeutlicht, ein unterschiedliches Frequenzverhalten auf. Die geringere Toleranz des Umlenkspiegels 602 ergibt sich dadurch, dass die Einbausituation des Umlenkspiegels 602 stabiler ist, wodurch sich die höhere Frequenz ergibt.
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Die Projektionsfläche selbst soll stabil sein, wie es durch die Kugel 610 angedeutet ist.
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Durch beschriebene Stabilisierung können bei Anzeigesystemen mit gebundener oder abhängiger Quelle oder Senke 302 Projektionen in dynamischen Umfeld ermöglicht werden.
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Die 7a bis 7d zeigen Darstellungen eines Beschleunigungssensors 700 in einem SO 16 Package in verschiedenen Lagen relativ zu einer angreifenden Beschleunigung. Der Sensor 700 ist als integrierte Schaltung mit einer schwingfähigen Masse 702 aufgebaut. Die schwingfähige Masse 702 ist als mikroelektromechanisches System gestaltet. Eine Auslenkung der Masse 702 resultiert in einem Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors 700.
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7a zeigt den Beschleunigungssensor 700 in einer vertikalen Sensorlage um null Grad verdreht. Eine horizontale Beschleunigung a wirkt entlang einer Messrichtung des Beschleunigungssensors 700. Die Masse 702 kann unmittelbar ausgelenkt werden. Dabei handelt es sich um eine ideale Einbaulage (Aa) als Referenzpunkt bzw. Basis. Hier wird die maximale Auslenkung erreicht. Die Beschleunigung a wirkt ungehindert auf die Masse 702.
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Die Amplitude beinhaltet in der idealen Einbaulage (Aa) den Richtungswechsel der Beschleunigung. Die Länge/Zeitdauer/Höhe der Auslenkung ist gleich der Amplitude, ist die Beschleunigungs-Dauer in eine Richtung. Die Abwechslung der Beschleunigungs-Richtung ist die Frequenz.
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7b zeigt den Beschleunigungssensor 700 um 15° gegenüber der Vertikalen verdreht. Von der horizontalen Beschleunigung a kann nur noch ein Anteil in Messrichtung aufgenommen werden. Gezeigt ist eine gehinderte Wirkung (B) auf die Masse 702. Bei nicht orthogonalem Anliegen der Beschleunigung a. Die Ausgangs-Amplitude wird winkelabhängig. Bei grundsätzlicher Abweichung der Einbaulage als Referenzpunkt (Ab), wie sie bei Schwankungen beim Aufstellungs-Ort auftreten, wird ein Lagefaktor-Faktor auf alle weiteren Sensoren 700 übernommen. Eine Sensorreferenz (Aa) ändert die absolute Lage in (Ab). Die Sensordaten (Ba) sind um den Schräglagenfaktor bzw. einen Basiskorrekturwert korrigiert.
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7c zeigt den Beschleunigungssensor 700 wie in 7b. Hier ist die Schräglage um 15° durch aufgrund einer Systemschräglage einen Lagefaktor korrigiert. Das Signal des Beschleunigungssensors 700 wird verstärkt, um erneut eine Soll-Signalstärke zu erreichen.
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7d zeigt den Beschleunigungssensor 700 aus 7c weiter aus der vertikalen gekippt. Wie in 7b wird im Beschleunigungssignal nur der Anteil in Messrichtung repräsentiert, obwohl das Signal verstärkt wird.
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8 zeigt eine Darstellung eines Versuchsaufbaus zur Validierung eines Simulationsprogramms zum Stabilisieren eines Bilds über Spiegelverstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Versuchsaufbau besteht aus einer Lichtquelle 800, einer Ablenkfläche 802 und einer Projektionsfläche 304. Von der Lichtquelle 800, die als feststehender Laserpointer ausgeführt ist, fällt ein Lichtstrahl auf die Ablenkfläche 802. An der Ablenkfläche 802 wird der Lichtstrahl reflektiert und auf die Projektionsfläche 304 geworfen, wo ein Lichtpunkt 804 abgebildet wird. Die Lichtquelle 800 weist eine Austrittsöffnung für den Lichtstrahl auf, die eine Höhe h über einer Referenzebene aufweist. Die Referenzebene ist in diesem Versuchsaufbau die Oberfläche eines Versuchstischs. Von der Lichtquelle 800 verläuft der Lichtstrahl parallel zu der Referenzebene und ein Reflexionspunkt auf der Ablenkfläche 802 weist ebenfalls die Höhe h über der Referenzebene auf. Wenn die Ablenkfläche 802 senkrecht zu der Referenzebene ausgerichtet ist, verläuft der reflektierte Lichtstrahl ebenfalls parallel zu der Referenzebene und der Lichtpunkt 804 auf der Projektionsfläche 304 weist ebenfalls die Höhe h über der Referenzebene auf. Wenn die Ablenkfläche 802 beispielsweise einen Winkel von 92° zu der Referenzebene aufweist, dann verläuft der reflektierte Lichtstrahl nicht mehr parallel zu der Referenzebene. Ein resultierender weiterer Lichtpunkt 806 (Ziel) weist dann eine Höhe größer h auf, die abhängig von dem Winkel der Ablenkfläche 802 und einer Entfernung zwischen der Ablenkfläche 802 und der Projektionsfläche 304 ist.
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Die 9a und 9b zeigen Kompensationsdiagramme zum Stabilisieren eines Bilds gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dargestellt ist auf der Abszisse jeweils eine logarithmisch aufgetragene Frequenz in Hertz.
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Die Diagramme sind bezogen auf die Frequenz übereinander ausgerichtet. Die Graphen repräsentieren eine Ausarbeitung über mikromechanische Beschleunigungsaufnehmer und mikromechanische Ablenkspiegel.
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9a zeigt auf der Ordinate eine logarithmisch aufgetragene Beschleunigung in m/s2. Ein Zusammenhang zwischen der Frequenz und der Beschleunigung ist als Graph 900 dargestellt. Der Graph 900 weist zwei ausgeprägte Maxima auf. Eine Trendlinie des Graphen 900 ist konstant.
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9b zeigt auf der Ordinate einen logarithmisch angetragenen Weg in Millimeter. Ein Zusammenhang zwischen der Frequenz und dem Weg ist als Graph 902 dargestellt. Der Graph 902 weist übereinstimmend mit dem Graphen 900 aus 9a die zwei ausgeprägten Maxima auf. Eine Trendlinie des Graphen 902 ist fallend.
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Aus den Diagrammen in den 9a und 9b ist erkennbar, dass die Beschleunigung und der Weg proportional sind.
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Die Kennlinie 900, 902 des Einbauorts lässt sich an die Charakteristik der Einbauverhältnisse anpassen. Durch Messreihen können die absoluten Ausgangs-Amplituden ermittelt werden. So werden im System die Sensorlagen berücksichtigt. Die Messreihen ergeben ein Kennlinienfeld, das von einem Mikrocontroller ausgewertet wird. Der Ausgang dient der Steuerung zur mittleren Stabilisierung aus dem Angreifen der Beschleunigung in Bezug zum Winkel, bei zusätzlicher Auswertung von Frequenz und Amplitude.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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