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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug.
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Eine Blickfeldanzeige ist ein Anzeigegerät, mit dem Informationen in ein Sichtfeld eines Insassen eines Fahrzeugs eingeblendet werden können. Beispielsweise können Informationen eines Fahrerassistenzsystems in die Sicht des Fahrers eingeblendet werden. Blickfeldanzeigen sind auch als Head-up Display oder als Abkürzung HUD bekannt. Eine Blickfeldanzeige beleuchtet eine transparente Fläche oder Fensterfläche mit dem Bild einer Information, sodass das abbildende Licht der Information in die Augen eines Betrachters, der durch die transparente Fläche blickt, gespiegelt wird. Gegenüber einer konventionellen Anzeige über eine Instrumententafel bieten Blickfeldanzeigen den Vorteil, dass der Betrachter den Blick nicht von einer realen Verkehrssituation abwenden muss, um die mittels der Blickfeldanzeige übermittelten Informationen zu erfassen. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Fahrer zwischen Fahrszene und HUD-Bildinhalt nicht refokussieren muss. Die Brennweite der einzelnen Augen des Fahrers bleibt beim Ablesen nahezu auf unendlich. Die genannten Vorteile führen zur immer größeren Verbreitung von Blickfeldanzeigen. Zur Darstellung kontaktanaloger Funktionen in der Blickfeldanzeige wird eine Abbildungsoptik benötigt, die ein im Vergleich zu konventionellen Blickfeldanzeigen größeres Blickfeld (z. B. 8 ° × 5 °) und eine größere Bilddistanz (z. B. > 10m) realisiert. Dies hat zur Folge, dass die Anzahl der optischen Elemente und der optische Weg sich vergrößern. Ein vergrößerter optischer Weg und eine höhere Anzahl an optischen Elementen führen dazu, dass die Blickfeldanzeige mehr Bauraum beansprucht.
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Die
DE 10 2007 047 232 A1 beschreibt eine Blickfeldanzeige für ein Kraftfahrzeug mit einer Projektionseinheit mit einem Bildgeber zum Erzeugen eines virtuellen Bildes und einem Combiner zum Betrachten des virtuellen Bildes.
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Die
DE 3879044 T2 beschreibt optische Systeme für Blickfeldanzeigen zum Projizieren eines kollimierten Bildes eines Objekts, etwa einer auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre angezeigten Information auf das äußere Gesichtsfeld beispielsweise eines Flugzeugpiloten und ist insbesondere anwendbar bei solchen Systemen, die eine optische Übertragung verwenden zur Bildung eines Zwischenbilds des Objekts in der Brennebene einer Kollimationslinse oder eines Kollimationsspiegels.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug gemäß dem Hauptanspruch vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Ein Zwischenfokus zwischen zwei optischen Elementen einer Blickfeldanzeige kann den von der Blickfeldanzeige beanspruchten Bauraum verringern. Wenn ein in zwei Raumrichtungen wirksamer Zwischenfokus zu Abbildungsfehlern führt, so können diese mit weiteren optischen Elementen korrigiert werden. Wenn der Zwischenfokus nur in einer Raumrichtung wirksam ist, sinken die Anforderungen an die optischen Elemente. Insbesondere reduziert sich die Zahl der Abbildungsfehler bei gleichzeitig maximalem Bauraumgewinn in einer Richtung, insbesondere in vertikaler Richtung. Kontaktanaloge Blickfeldanzeigen können im Vergleich zu konventionellen Blickfeldanzeigen ein größeres Blickfeld aufweisen, was zu einer größeren Anzahl von optischen Elementen und einem größeren Bauraum führen kann. Hier bietet sich ein Zwischenfokus zur Reduzierung des Bauraums an.
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Es wird eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug zum Darstellen von Bildinformationen in Blickrichtung eines Fahrzeuginsassen vorgestellt, wobei die Blickfeldanzeige die folgenden Merkmale aufweist:
Optische Elemente, die ausgebildet sind, ein die Bildinformation tragendes Strahlvolumen mit einem in einer Raumrichtung wirksamen Zwischenfokus zu formen.
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Ein Fahrzeug kann eine Blickfeldanzeige aufweisen. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug handeln. Die Blickfeldanzeige kann auch als Head-up Display oder HUD bezeichnet werden. Unter einer Blickfeldanzeige kann auch eine Blickfelddarstellung oder alternativ eine Blickrichtungsanzeige verstanden werden. Unter einer Blickfeldanzeige kann ein Anzeigegerät verstanden werden, mit dem in einem Fahrzeug Informationen in Form einer Bildinformation, beispielsweise eine Information eines Fahrerassistenzsystems, in die Blickrichtung eines Fahrzeuginsassen eingeblendet werden kann. Die Blickfeldanzeige kann zumindest zwei optische Elemente aufweisen. Die Blickfeldanzeige kann eine Projektionsfläche aufweisen. Die Projektionsfläche kann als ein Combiner bezeichnet werden. Ein transparentes Fahrzeugelement, beispielsweise eine Windschutzscheibe, kann als Projektionsfläche verwendet werden. Eine Projektionsfläche kann auch als Kombinierer von Informationen bezeichnet werden. Eine Projektionsfläche kann ein spiegelndes, lichtdurchlässiges Element sein. Die Projektionsfläche kann Informationen der Umwelt mit der Bildinformation, das heißt künstlich erzeugten Informationen, überlagern bzw. kombinieren. Eine Blickfeldanzeige kann eine Projektionseinheit mit einem Bildgeber zum Erzeugen der Bildinformationen als virtuelles Bild und eine Projektionsfläche zum Betrachten des virtuellen Bildes aufweisen, wobei die zumindest zwei optischen Elemente im Strahlengang zwischen dem Bildgeber und der Projektionsfläche angeordnet sind. Bei dem Fahrzeuginsassen kann es sich um einen Fahrer und gleichzeitig oder alternativ um einen Beifahrer des Fahrzeugs handeln. Unter optischen Elementen können Mittel zum Leiten von Licht verstanden werden. Ein optisches Element kann lichtdurchlässig oder reflektierend, beispielsweise als eine Linse, ein Spiegel oder ein Beugungselement ausgeführt sein. Von einem Bildgeber können Lichtstrahlen durch die optischen Elemente auf eine Projektionsfläche geleitet werden. Die optischen Elemente können zusammenfassend als Optikmodul bezeichnet werden. Die Eigenschaften der optischen Elemente können die eines Kollimators und gleichzeitig oder alternativ die einer Umlenkung sein. Die optischen Elemente können ein die Bildinformation tragendes Strahlvolumen von einem Bildgeber auf eine Projektionsfläche leiten. Eine maximale räumliche Ausbreitung von Lichtstrahlen, die durch die optischen Elemente geleitet werden, kann als Strahlvolumen bezeichnet werden. Unter einem Zwischenfokus kann eine Fokussierung des Strahlvolumens zwischen zwei optischen Elementen verstanden werden.
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Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Zwischenfokus senkrecht zur optischen Achse der Blickfeldanzeige im Bereich des Zwischenfokus stehen. Als optische Achse kann die gerade Linie bezeichnet werden, die durch die Achsen der einzelnen optischen Elemente gebildet wird und mit der Symmetrieachse der einzelnen optischen Elemente übereinstimmen kann. Streng genommen sind die optischen Systeme im Falle der Verwendung einer Windschutzscheibe als Projektionsfläche nicht wirklich symmetrisch. Dabei sind die verwendeten Spiegel bis auf Faltspiegel meist Freiformoptiken. Bei Verwendung eines separaten Combiners als Projektionsfläche sind die Systeme meistens achsensymmetrisch.
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Günstig ist es auch, wenn in einer Ausführungsform die Blickfeldanzeige als eine kontaktanaloge Blickfeldanzeige ausgeführt ist. Als kontaktanaloge Informationen können Anzeigeelemente einer kontaktanalogen Blickfeldanzeige verstanden werden, die in die aktuelle Sicht eines Fahrzeuginsassen derart eingeblendet werden, als seien sie fester Bestandteil der Umwelt. Beispielsweise kann ein ein Navigationspfeil derart erscheinen, als läge er direkt auf der Straße.
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In einer Ausführungsform kann der Zwischenfokus länglich geformt sein. Der Zwischenfokus kann somit eine Fläche darstellen, deren Länge größer als deren Breite ist. Dies kann durch ein geeignet ausgeformtes optisches Element erreicht werden. Beispielsweise kann die Fläche des Zwischenfokus oval oder rechteckig sein.
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Dabei kann der länglich geformte Zwischenfokus eine Haupterstreckungsrichtung aufweisen, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung der Bildinformationen ausgerichtet ist. Die Bildinformationen können eine im Wesentlichen rechteckige äußere Form aufweisen.
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Die optischen Elemente können reflektiv ausgeführt sein. Die optischen Elemente können refraktiv ausgeführt sein. Die optischen Elemente können diffraktiv ausgeführt sein. Die optischen Elemente können reflektiv und gleichzeitig oder alternativ refraktiv und gleichzeitig oder alternativ diffraktiv ausgeführt sein. Die optischen Elemente können zusammenfassend als eine Optik bezeichnet werden.
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Der Zwischenfokus kann ausschließlich in einer Raumrichtung ausgebildet sein. Die Raumrichtung kann senkrecht zur optischen Achse ausgerichtet sein. Darunter kann verstanden werden, dass die Bildinformation aufgrund des Zwischenfokus einer Achsenspiegelung unterzogen wird. Eine Spiegelachse der Achsenspiegelung kann dabei senkrecht zur Raumrichtung und senkrecht zur optischen Achse ausgerichtet sein. Ein solcher Zwischenfokus kann beispielsweise durch ein zylinderförmiges optisches Element hervorgerufen.
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Ferner kann gemäß einer Ausführungsform der Zwischenfokus ausschließlich in der Sagittalebene ausgebildet sein. Alternativ kann der Zwischenfokus ausschließlich in der Meridionalebene ausgebildet sein.
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Ferner kann die Blickfeldanzeige einen Bildgeber zum Erzeugen der Bildinformationen und eine Projektionsfläche zum Betrachten des virtuellen Bildes aufweisen, wobei die zumindest zwei optischen Elemente im Strahlengang zwischen dem Bildgeber und der Projektionsfläche angeordnet sind. Der Bildgeber und die Projektionsfläche können als Anzeigemittel bezeichnet werden. Der Bildgeber kann als eine Projektionseinheit ausgebildet sein. Die von dem Bildgeber erzeugten Bildinformationen werden über die Optik und die Projektionsfläche betrachtet zum virtuellen Bild. In diesem Sinne „erzeugt“ der Bildgeber kein virtuelles Bild, sondern nur der Bildgeber zusammen mit der Optik.
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Die Blickfeldanzeige kann zumindest ein weiteres optisches Element aufweisen. Dabei kann das zumindest eine weitere optische Element reflektiv ausgeführt sein. Ein reflektives optisches Element kann den Strahlengang der Blickfeldanzeige umlenken und eine kompaktere Bauform ermöglichen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Blickfeldanzeige zumindest ein drittes optisches Element aufweisen, wobei das zumindest eine zusätzliche optische Element reflektiv ausgeführt ist. Auch eine Ausführungsform mit einem vierten, reflektiven, optischen Element kann eine günstige und gleichzeitig oder alternativ kompaktere Bauform erzielen.
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Die Darstellung kontaktanaloger Informationen kann ein im Vergleich zu konventionellen Blickfeldanzeigen größeres Blickfeld und damit einhergehend eine größere Anzahl optischer Elemente erforderlich machen. Aus diesem Grund kann die Abbildungsoptik einer kontaktanalogen Blickfeldanzeige (Kontaktanaloges Heads-up Display oder kaHUD) ein deutlich größeres Volumen als eine herkömmliche Blickfeldanzeige beanspruchen. Um Kollisionen mit anderen Baugruppen im Armaturenbrett, insbesondere mit der Lenksäule, der Klimaanlage, den Lüftungsschläuchen usw. zu vermeiden, kann der notwendige Bauraum einer kontaktanalogen Blickfeldanzeige reduziert werden, indem der Abbildungsmaßstab erhöht und dadurch der optische Weg verkürzt wird. Bei gleichbleibender Anzahl optischer Elemente kann sich dadurch jedoch die Bildgüte verringern. Weiterhin kann ein hoher Abbildungsmaßstab (> 20) zu hohen Anforderungen bezüglich der Oberflächengüte und von Toleranzen führen.
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Um dies zu vermeiden und dennoch das Strahlvolumen einer mehrelementigen Abbildungsoptik zu minimieren bietet sich die Verwendung des Zwischenfokus an. Um eine Auswirkung des Zwischenfokus auf die Bildgüte zu vermeiden, kann die zur Realisierung des Zwischenfokus erforderliche stärkere Oberflächenkrümmung wieder herauskompensiert werden. Dabei kann berücksichtigt werden, dass das rechteckige Aspektverhältnis von Blickfeldanzeigen-Bild und Eyebox dazu führt, dass entlang der längeren Bildausdehnung die den Zwischenfokus realisierende Oberflächenkrümmung signifikant stärker ausfällt als entlang der kürzeren Achse. Sofern dies zu Abbildungsfehlern führt, können diese durch weitere optische Elemente kompensiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Verwendung eines lediglich in eine Raumrichtung wirksamen Zwischenfokus senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts. Dabei kann der Zwischenfokus länglich geformt und in Bezug auf seine Längsachse parallel zur längeren Ausdehnung des Blickfeldanzeigen-Bildes ausgerichtet sein. Der Zwischenfokus kann somit in Sagittal- oder Meridionalebene, jedoch nicht in beiden Ebenen gleichzeitig realisiert werden.
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Das heißt, dass die zur Realisierung des Zwischenfokus benötigte zusätzliche Oberflächenkrümmung lediglich entlang der kürzeren Ausdehnung der optischen Elemente erfolgt, wodurch die oben erwähnten zusätzlich entstehenden Abbildungsfehler gering gehalten werden können. Weiterhin kann der Bauraumgewinn in vertikaler Richtung maximal sein, wodurch eine Kollision mit der Lenksäule vermieden werden kann. Mit dieser Methode können sehr kompakte kontaktanaloge Blickfeldanzeigen realisiert werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Blickfeldanzeige in einem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung optischer Elemente einer Blickfeldanzeige;
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4 eine schematische Darstellung optischer Elemente einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5a und 5b eine schematische Darstellung optischer Elemente einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 eine Optik für eine kontaktanaloge Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 eine kontaktanaloge Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 eine kontaktanaloge Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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9 eine kontaktanaloge Blickfeldanzeige 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 eine schematische Darstellung einer Blickfeldanzeige 100 in einem Fahrzeug 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Blickfeldanzeige 100 ist als ein Head-up Display in dem Fahrzeug 110 angeordnet. Die dargestellte Blickfeldanzeige 100 umfasst einen Bildgeber 120, ein erstes optisches Element 130, ein zweites optisches Element 132, ein drittes optisches Element 134 und benutzt eine Windschutzscheibe 140 des Fahrzeugs 110 als Projektionsfläche. Die Windschutzscheibe 140 ist eine spiegelnde, lichtdurchlässige Scheibe.
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Die Blickfeldanzeige 100 weist eine optische Achse 150 auf. Der Bildgeber 120 ist ausgebildet, um Bildinformationen bereitzustellen, die in einem Strahlvolumen 153, welches von den Rändern 156 des Strahlvolumens 153 begrenzt wird, in die Blickrichtung 160 eines Fahrzeuginsassen 170 projiziert wird. Zwischen dem ersten optischen Element 130 und dem zweiten optischen Element 132 weist die Blickfeldanzeige einen Zwischenfokus 180 auf. Die Bildinformationen sind im Bereich der Eyebox 190 für den Fahrzeuginsassen 170 sichtbar. Der Fahrzeuginsasse 170 sieht die in der Windschutzscheibe 140 gespiegelten Informationen des Bildgebers als bildgebende Einheit und gleichzeitig die reale Welt hinter der Windschutzscheibe 140.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer Blickfeldanzeige 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Blickfeldanzeige 100 weist zwei optische Elemente 130, 132 auf. Bei den optischen Elementen 130, 132 kann es sich um das in 1 gezeigte erste optische Element 130 und das zweite optische Element 132 handeln. Die optischen Elemente 130, 132 bilden eine optische Achse 150. Ein Strahlvolumen 153 trägt eine Bildinformation. Das Strahlvolumen 153 wird von Rändern 156 begrenzt. Die optischen Elemente 130, 132 sind ausgebildet, das Strahlvolumen 153 mit einem in einer Raumrichtung wirksamen Zwischenfokus 180 zu formen. Der Zwischenfokus 180 liegt auf der optischen Achse 150 der optischen Elemente 130, 132, beziehungsweise liegt der Zwischenfokus 180 auf der optischen Achse 150 der Blickfeldanzeige 100.
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3 zeigt eine schematische Darstellung optischer Elemente 330, 332, 334 einer Blickfeldanzeige 100, die ein Strahlvolumen 153 formen. Drei optische Elemente 330, 332, 334 formen Strahlvolumina 153. Ein Bildgeber 120 ist ausgebildet, ein auf einer Projektionsfläche zu projizierendes Bild bereitzustellen. Das zu projizierende Bild wird durch die optischen Elemente der Blickfeldanzeige 100 abgebildet. Die optischen Elemente 330, 332, 334 spannen eine optische Achse 150 auf. Die optische Achse 150 entspricht beziehungsweise ist parallel zur dargestellten z-Achse. Das von dem Bildgeber 120 emittierte Licht breitet sich in negativer z-Achsenrichtung aus. Eine x-Achse und eine y-Achse spannen eine zur z-Achse senkrechte Fläche auf. Die x-Achse und die y-Achse werden übereinandergelagert dargestellt, da die Ansicht des optischen Systems von beiden Seiten übereinstimmt. Die Strahlvolumina 153 weisen keinen Zwischenfokus auf. Mit anderen Worten stellt 3 das durch optische Elemente 330, 332, 334 geformte Strahlvolumen 153 einer konventionellen Blickfeldanzeige ohne Zwischenfokus dar. Optische Elemente 330, 332, 334 können dabei sowohl reflektiv, refraktiv als auch diffraktiv ausgeführt sein. Der Bildgeber 120 stellt die Anzeige dar, welche das reelle Bild generiert, welches durch die Blickfeldanzeigenoptik abgebildet wird. Die z-Achse entspricht der optischen Achse 150, das Licht breitet sich in negative z-Achsenrichtung aus. Die x-Achse und die y-Achse spannen die dazu senkrechte Oberfläche auf. Die Abbildungsfunktion der konventionellen Blickfeldanzeige 100 wird ohne einen Zwischenfokus realisiert. Die dargestellten Ränder 156 der Strahlvolumina 153 überkreuzen sich nicht.
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4 zeigt eine schematische Darstellung optischer Elemente 130, 132, 330 einer Blickfeldanzeige 100, die ein Strahlvolumen 153 mit einem in zwei Raumrichtungen wirksamen Zwischenfokus 180 formen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung in 4 entspricht weitgehend der Darstellung in 3, mit dem Unterschied, dass zwischen dem dritten optischen Element 132 und dem zweiten optischen Element 130 ein Zwischenfokus 180, wirksam in x-Richtung wie auch in y-Richtung, realisiert und dargestellt ist. Dadurch kann eine zwischen den optischen Elementen 130, 132 übertragene Bildinformation zumindest annähernd einer Punktspiegelung unterworfen werden. Das Strahlvolumen 153 ist durch Ränder 156 begrenzt. Das Strahlvolumen 153 zwischen dem Bildgeber 120 und dem ersten optischen Element 330 weitet sich auf. Zwischen dem ersten optischen Element 330 und dem zweiten optischen Element 130 verlaufen die Ränder 156 des Strahlvolumens 153 parallel. Zwischen dem zweiten optischen Element 130 und dem dritten optischen Element 132 ist ein Zwischenfokus 180 ausgebildet. Die Ränder 156 des Strahlvolumens 153 zwischen dem zweiten optischen Element 130 und dem dritten optischen Element 132 kreuzen sich im Zwischenfokus 180. In dem idealen Fall kreuzen sich die Ränder 156 des Strahlvolumens 153 im Zwischenfokus 180 in einem Punkt. Der Punkt, in welchem sich die Ränder 156 des Strahlvolumens 153 im Zwischenfokus 180 kreuzen, liegt auf der optischen Achse 150 der optischen Elemente 130, 132, 330. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsfläche des Strahlvolumens 153 im Zwischenfokus 180 kreisförmig ausgebildet. Mit anderen Worten stellt 4 den Strahlenverlauf einer Blickfeldanzeigen-Optik mit Zwischenfokus 180 dar, der beispielhaft zwischen dem dritten optischen Element 132 und dem zweiten optischen Element 130 realisiert wird. Der Zwischenfokus 180 ist sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung realisiert. Idealerweise würde die Querschnittsfläche des Strahlvolumens 153 am Ort des Zwischenfokus 180 punktförmig bis kreisförmig aussehen.
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5a und 5b zeigen eine schematische Darstellung optischer Elemente 130, 132, 330 einer Blickfeldanzeige 100, die ein Strahlvolumen 153 mit einem in einer Raumrichtung wirksamen Zwischenfokus 180 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5a zeigt neben der z-Achse die senkrecht zur z-Achse ausgerichtete x-Achse. 5b zeigt neben der z-Achse die senkrecht zur z-Achse ausgerichtete y-Achse. 5b kann eine Seitenansicht der in 5a dargestellten Blickfeldanzeige zeigen. Drei optische Elemente 130, 132, 330 formen Strahlvolumina 153. Die Strahlvolumina 153 sind von Rändern 156 begrenzt. Die optischen Elemente 130, 132, 330 spannen eine optische Achse 150 auf. Die optische Achse 150 entspricht beziehungsweise ist parallel zur dargestellten z-Achse. Ein Bildgeber 120 ist ausgebildet, ein auf einer Projektionsfläche zu projizierendes Bild bereitzustellen. Das zu projizierende Bild wird durch die optischen Elemente 130, 132, 330 der Blickfeldanzeige 100 abgebildet. Das von dem Bildgeber 120 emittierte Licht breitet sich in negativer z-Achsenrichtung aus. Die x-Achse und die y-Achse spannen eine zur z-Achse senkrechte Fläche auf, das heißt, die in 5a dargestellte x-Achse steht senkrecht zu der in 5b dargestellten y-Achse. In 5a ist kein Zwischenfokus 180 zwischen den optischen Elementen ersichtlich. In 5b ist ein Zwischenfokus 180 zwischen dem zweiten optischen Element 130 und dem dritten optischen Element ersichtlich. Die Kombination aus 5a und 5b zeigt einen in nur einer Raumrichtung wirksamen Zwischenfokus 180 zwischen dem zweiten optischen Element 130 und dem dritten optischen Element 132. Mit anderen Worten stellen 5a und 5b ein optisches System dar, bei dem lediglich in eine Richtung, beispielhaft in y-Richtung, ein Zwischenfokus 180 realisiert wird. Die Querschnittsfläche des Strahlvolumens 153 am Zwischenfokus 180 sieht dabei in diesem Fall rechteckig aus. Durch einen nur in eine Raumrichtung wirkenden Zwischenfokus kann eine zwischen den optischen Elementen 130, 132 übertragene Bildinformation bzw. das zu projizierende Bild einer Achsenspiegelung unterworfen werden.
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Ein Zwischenfokus, wie er in den 4, 5a und 5b gezeigt ist, kann beispielsweise bei einer Blickfeldanzeige 100 eingesetzt werden, wie sie anhand von 1 beschrieben ist.
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6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Optik für eine kontaktanaloge Blickfeldanzeige 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Bildgeber 120 stellt ein Bild dar, welches von drei optischen Elementen 130, 132, 330 in Richtung einer Eyebox 190 dargestellt wird. Die optischen Elemente 130, 132, 330 formen Strahlvolumina zwischen den optischen Elementen 130, 132, 330. Die optischen Elemente 130, 132, 330 sind in dem Ausführungsbeispiel als reflektive optische Elemente 130, 132, 330 ausgeführt. Zwischen dem ersten optischen Element 330 und dem zweiten optischen Element 130 ist ein in einer Raumrichtung wirkender Zwischenfokus 180 ausgebildet. Die Lichtstrahlen werden von dem dritten optischen Element 132 auf eine Projektionsfläche 140 gelenkt, welche in dem Ausführungsbeispiel eine Windschutzscheibe 140 ist. Von dort werden die Lichtstrahlen in die Eyebox 190 gelenkt. Unter „lenken“ soll hier eine Brechung und/oder eine Reflexion verstanden werden. Der Zwischenfokus ist wie bei dem in den 5a und 5b gezeigten Ausführungsbeispielen nur in Raumrichtung der y-Achse wirkend ausgebildet. Mit anderen Worten stellt 6, wie auch die nachfolgende 7, eine reale Ausführung eines kontaktanalogen Optikdesigns, beziehungsweise ein Optikdesign einer kontaktanalogen Blickfeldanzeige, dar, bei dem solch ein Zwischenfokus 180 in eine Richtung realisiert wurde.
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7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer kontaktanalogen Blickfeldanzeige 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Blickfeldanzeige 100 weist drei optische Elemente 330, 130, 143 auf. Von einem Bildgeber bereitgestellte Bildinformationen werden über eine Windschutzscheibe 140, die als Projektionsfläche dient, in einer Eyebox 190 sichtbar. Die Eyebox 190 kann in einem Ausführungsbeispiel an eine Sitzposition eines Fahrzeuginsassen angepasst werden.
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8 und 9 zeigen eine kontaktanaloge Blickfeldanzeige 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 8 zeigt eine Seitenansicht und 9 eine Ansicht von unten der gleichen kontaktanalogen Blickfeldanzeige 100. Die Blickfeldanzeige 100 weist einen Bildgeber 120 sowie drei optische Elemente 130, 132, 330 auf. Als Projektionsfläche 140 dient eine Windschutzscheibe. Die in einem Strahlenvolumen 153 von dem Bildgeber 120 bereitgestellte Bildinformation wird in einer Eyebox 190 für einen Fahrzeuginsassen sichtbar. Mit anderen Worten stellen die 8 und 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Optikdesigns mit Zwischenfokus 180 in eine Richtung dar. Die Anzahl der optischen Elemente 130, 132, 330 kann dabei variieren. 8 und 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bildfeldanzeige-Optik mit Zwischenfokus 180 in y-Richtung. Hierbei stellt 8 eine Seitenansicht und 9 eine Ansicht von unten dar.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007047232 A1 [0003]
- DE 3879044 T2 [0004]
