DE102013218088A1

DE102013218088A1 - Head-up Display

Info

Publication number: DE102013218088A1
Application number: DE102013218088.8A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Finger; Thorsten Alexander Kern; Thomas Schaper
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-03-12

Abstract

Bei einem Head-up Display (1), bei dem ein von einer Bilderzeugungsvorrichtung (2) erzeugtes reales Bild von einem Combiner (4) zu einem Beobachter reflektiert wird und so ein Strahlengang (SG1) zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung (2) und dem Combiner (4) erzeugt wird und der Beobachter das erzeugte reale Bild als imaginäres Bild I hinter dem Combiner (4) wahrnehmen kann, ist vorgesehen, dass die Lichtstrahlen der Bilderzeugungsvorrichtung (2), die auf den Combiner (4) treffen p-polarisiert sind und dass der Combiner (4) mit einer breitbandig reflektierenden, zumindest teiltransparenten Schicht beschichtet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Head-up Display, bei dem ein von einer Bilderzeugungsvorrichtung erzeugtes reales Bild von einem Combiner zu einem Beobachter reflektiert wird und so ein Strahlengang zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung und dem Combiner erzeugt wird und der Beobachter das erzeugte reale Bild als imaginäres Bild hinter dem Combiner wahrnehmen kann.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Flüssigkristalldisplays zu verwenden, die aufgrund der bei Flüssigkristalldisplays erforderlichen Polfilter polarisiertes Licht aussenden. Hierbei ordnet man die Polarisationsfilter derart an, dass die Lichtstrahlen, die von dem Flüssigkristalldisplay auf den Combiner treffen, eine s-Polarisation aufweisen. Hierdurch wird erreicht, dass die Anzahl der reflektierten Strahlen sehr groß und das wahrnehmbare Bild besonders hell ist. Nachteilig bei dieser Gestaltung ist es, dass das Gehäuse und die Gehäuseinnenteile des Head-up Displays derart ausgestaltet sein müssen, dass keine Lichtstrahlen vorhanden sind, die außerhalb des Combinerbereiches von der Windschutzscheibe zu einem Beobachter des Head-up Displays reflektiert werden, und so möglicherweise zu einer Ablenkung des Fahrers führen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Head-up Display mit einem Combiner anzugeben, bei dem unerwünschte Reflektionen weitgehend vermieden werden. Diese Aufgabe wird dadurch erreicht, dass die Lichtstrahlen der Bilderzeugungsvorrichtung die auf den Combiner treffen p-polarisiert sind und, dass der Combiner mit einer breitbandig reflektierenden und zumindest teiltransparenten Schicht beschichtet ist. Durch die breitbandig reflektierende Schicht wird erreicht, dass auch die p-polarisierten Strahlen der Bilderzeugungsvorrichtung von dem Combiner in Richtung auf das Auge eines Beobachters in großer Helligkeit reflektiert werden und die Lichtstrahlen, die außerhalb des Combiners möglicherweise auf die Windschutzscheibe treffen von der Windschutzscheibe absorbiert und weitgehend nicht reflektiert werden. Somit muss bei dem Aufbau des Head-up Displays nicht auf sonstiges Streulicht geachtet werden, da nur Lichtstrahlen in Richtung eines Beobachters reflektiert werden, die zuvor auf den Combiner treffen. Besonders einfach ist die Realisierung, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung ein LCD aufweist und die Polfilter derart angeordnet sind, dass dieses LCD p-polarisierte Lichtstrahlen in Richtung des Combiners aussendet. Es können auch andere Bilderzeugungsvorrichtungen verwendet werden. Für diese muss dann aber noch zusätzlich eine Vorrichtung verwendet werden, die dafür sorgt, dass nur p-polarisierte Lichtstrahlen in Richtung des Combiners ausgesendet werden. Dies kann beispielsweise ein Polarisationsfilter sein. Besonders wenig Raum wird für das Head-up Display benötigt, wenn der Combiner als Teil einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges ausgestaltet ist. Hierdurch wird kein zusätzlicher Bauraum für den Combiner benötigt.
Wenn der Combiner als separates Bauteil zwischen dem Beobachter und der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges ausgestaltet ist, kann der Combiner in seiner Oberfläche derart ausgestaltet sein, dass möglichst wenig Verzerrungen auftreten und so der Ausgleich der auftretenden Verzerrungen vereinfacht ist.
Wenn im Strahlengang zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung und dem Combiner ein oder mehrere Spiegel angeordnet sind, kann der Strahlengang gefaltet und so verlängert werden, dass der Abstand des imaginären Bildes von dem Combiner vergrößert wird.
Wenn ein oder mehrere Spiegel asphärisch ausgestaltet sind, können zum einen Verzerrungen, die durch den Combiner auftreten, reduziert oder sogar ausgeglichen werden und zum anderen der optisch wirksame Strahlengang verlängert werden.
Wenn das reale Bild verzerrt darstellbar ist, kann das Bild derart verzerrbar sein, dass das imaginäre Bild einem Beobachter verzerrt erscheint.
Die Erfindung wird anhand der Figur näher erläutert.
In 1 erkennt man ein Head-up Display (1), welches eine Bilderzeugungsvorrichtung (2), einen Spiegel (3) und einen Combiner (4) aufweist. Weiterhin erkennt man ein Auge (E) eines Beobachters, eine Windschutzscheibe (WS) eines Kraftfahrzeuges, in welches das Head-up Display (1) eingebaut ist und ein imaginäres Bild (I), welches hinter dem Combiner (4) außerhalb des Kraftfahrzeuges für den Beobachter wahrnehmbar ist. Weiterhin ist ein Strahlengang (SG1) eingezeichnet, der den Weg der p-polarisierten Strahlen von der Bilderzeugungsvorrichtung (2) von zu dem Auge (E) zeigt. Weiterhin erkennt man einen hypothetischen Strahlengang (SG2), der auftreten könnte, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung (2) nicht, wie erfindungsgemäß beschrieben, p-polarisierte Strahlen aussenden würde, sondern s-polarisierte Strahlen.
Die von der Bilderzeugungsvorrichtung (2) erzeugten Strahlen werden von dem Spiegel (3) auf dem Combiner (4) reflektiert und von dort in das Auge (E) des Beobachters reflektiert, sodass der Beobachter das imaginäre Bild (I) hinter dem Combiner (4) außerhalb der Windschutzscheibe (WS) wahrnehmen kann. Sendete die Bilderzeugungsvorrichtung (2) s-polarisierte Strahlen aus, könnte es passieren, dass, wie dargestellt, mit dem Strahlengang (SG2) Strahlen von der Windschutzscheibe (WS) direkt in Richtung des Auges (E) des Beobachters reflektiert werden könnten und so eine Störung des Beobachters eintreten könnte. Wenn p-polarisierte Strahlen den Weg des Strahlenganges (SG2) zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung (2) und der Windschutzscheibe (WS) nehmen würden, würden diese von der Windschutzscheibe (WS) absorbiert, so dass sich ein Strahlengang (SG3) ergeben würde und so der Beobachter nicht durch ein zusätzliches Bild irritiert werden würde.
Die Erfindung kann leicht abgewandelt werden. So ist nicht unbedingt ein Spiegel (3) erforderlich. Es ist auch möglich, nicht nur einen sondern mehrere Spiegel (3) zu verwenden. Es ist auch möglich, anstelle des dargestellten Combiners (4) den Combiner in die Windschutzscheibe (WS) zu integrieren. Wichtig ist bei beiden Combinern aber, dass sie jeweils mit einer breitbandig reflektierenden Schicht beschichtet sind, damit sie die p-polarisierten Lichtstrahlen der Bilderzeugungsvorrichtung (2) reflektieren. Bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, die nicht von sich aus bereits polarisiertes Licht zur Verfügung stellt, kann ein entsprechender Polfilter grundsätzlich überall im Strahlengang verwendet werden, doch es ist insbesondere sinnvoll, diesen Polfilter möglichst nah an der Bilderzeugungsvorrichtung anzuordnen, damit möglichst wenige sonstige nicht p-polariserte Strahlen an die Windschutzscheibe (WS) gelangen.

Claims

Head-up Display (1), bei dem ein von einer Bilderzeugungsvorrichtung (2) erzeugtes reales Bild von einem Combiner (4) zu einem Beobachter reflektiert wird und so ein Strahlengang (SG1) zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung (2) und dem Combiner (4) erzeugt wird und der Beobachter das erzeugte reale Bild als imaginäres Bild I hinter dem Combiner (4) wahrnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen der Bilderzeugungsvorrichtung (2), die auf den Combiner (4) treffen p-polarisiert sind, dass der Combiner (4) mit einer breitbandig reflektierenden, zumindest teiltransparenten Schicht beschichtet ist.
Head-up Display (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungsvorrichtung (2) ein LCD aufweist, welches p-polarisierte Lichtstrahlen in Richtung des Combiners (4) aussendet.
Head-up Display (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Combiner (4) als separates Bauteil zwischen dem Beobachter und der Windschutzscheibe(WS) eines Kraftfahrzeuges ausgestaltet ist.
Head-up Display (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Combiner (4) Teil der Windschutzscheibe(WS) eines Kraftfahrzeuges ist.
Head-up Display (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang (SG1) zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung (2) und dem Combiner (4) ein oder mehrere Spiegel (3) angeordnet sind.
Head-up Display (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Spiegel (3) asphärisch ausgestaltet sind.
Head-up Display (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reale Bild vorverzerrt darstellbar ist.