DE102017211691A1 - Visual field display device for a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blickfeldanzeigevorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die eine Projektionseinheit (2) zum Erzeugen eines divergierenden oder nicht konvergierenden Lichtstrahlenbündels (3) mit einer Anzeigeinformation umfasst. Dabei ist die Projektionseinheit (2) zur Erzeugung eines Projektionslichts einer vorbestimmten ersten Polarisationsart ausgebildet und weist in einem Strahlengang (6) des Projektionslichts der ersten Polarisationsart ein um eine Ausbreitungsrichtung des Projektionslichts drehbares Polarisationselement (24) auf, wobei das Polarisationselement (24) zu einer Änderung der Polarisationsart des Projektionslichts ausgebildet ist und das Bewirken und/oder die Art einer Polarisationsänderung durch das Drehen des Polarisationselements (24) einstellbar ist.The invention relates to a visual field display device (1), in particular for a motor vehicle, comprising a projection unit (2) for generating a diverging or non-converging light beam (3) with a display information. In this case, the projection unit (2) is designed to generate a projection light of a predetermined first polarization type and has in a beam path (6) of the projection light of the first polarization on a propagation direction of the projection light rotatable polarizing element (24), wherein the polarization element (24) to a Changing the polarization of the projection light is formed and the effect and / or the type of polarization change by the rotation of the polarization element (24) is adjustable.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Blickfeldanzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die eine Projektionseinheit zum Erzeugen eines nicht konvergierenden, insbesondere eines divergierenden Lichtstrahlenbündels mit einer Anzeigeinformation umfasst, wobei die Projektionseinheit zur Erzeugung Projektionslichts einer vorbestimmten ersten Polarisationsart ausgebildet ist. Die Erfindung richtet sich auch auf ein Kraftfahrzeug mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung dieser Art sowie auf ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrzeugs.The invention relates to a visual field display device, in particular for a motor vehicle, comprising a projection unit for generating a non-converging, in particular a diverging light beam with a display information, wherein the projection unit is designed to generate projection light of a predetermined first polarization. The invention is also directed to a motor vehicle with a visual field display device of this type and to a method for operating such a vehicle.

Technischer HintergrundTechnical background

Blickfeldanzeigevorrichtungen in einem Fahrzeug sind üblicherweise unter der Bezeichnung Head-Up-Display (HUD) bekannt. Damit wird eine Anzeigeinformation, beispielsweise eine Angabe über eine Geschwindigkeitsbegrenzung, als ein virtuelles Bild dem vom Fahrer beobachteten realen Umgebungsbild vor dem Fahrzeug überlagert. Hierzu umfasst eine Blickfeldanzeigevorrichtung in der Regel eine Projektionseinheit, die Licht mit gewünschter Anzeigeinformation erzeugt und es typischerweise auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs projiziert, von der es zum Fahrer hin reflektiert wird.Visual field displays in a vehicle are commonly known as head-up display (HUD). Thus, a display information, for example an indication of a speed limit, as a virtual image is superimposed on the real environmental image in front of the vehicle observed by the driver. For this purpose, a visual field display device typically comprises a projection unit that generates light with desired display information and typically projects it onto the windshield of the vehicle, from which it is reflected towards the driver.

Da der Einfallswinkel des auf die Windschutzscheibe projizierten Lichts bei gängigen HUD-Konfigurationen nahe des Brewster-Winkels liegt, wird an der Grenzfläche von Luft zur Windschutzscheibe aus Glas oder Kunststoff überwiegend s-polarisiertes Licht reflektiert (d. h. linear polarisiertes Licht, dessen Polarisationsrichtung senkrecht zur typischerweise vertikalen Einfallsebene der Windschutzscheibe liegt, also horizontal parallel zur Windschutzscheibe ist). Aus diesem Grund werden die Projektionseinheiten vieler bekannter Blickfeldanzeigevorrichtungen auch zur bevorzugten Abstrahlung s-polarisierten Lichts konstruiert. Ohne weitere Maßnahmen wäre folglich eine HUD-Anzeige bei Verwendung p-polarisierender Sonnenbrillen allerdings allenfalls stark abgeschwächt sichtbar. P-polarisierende Sonnenbrillen sind darauf ausgelegt, primär s-polarisiertes Licht zu absorbieren, um Blendungen an Reflexionsflächen, wie Oberflächen von Pfützen und dergleichen, an denen ebenfalls s-polarisiertes Licht bevorzugt reflektiert wird, zu vermeiden.Since the angle of incidence of the light projected onto the windshield is close to the Brewster angle in conventional HUD configurations, predominantly s-polarized light is reflected at the interface of air to the glass or plastic windshield (ie, linearly polarized light whose polarization direction is perpendicular to typically vertical plane of incidence of the windshield is so horizontal parallel to the windshield is). For this reason, the projection units of many known field of view display devices are also designed for the preferred emission of s-polarized light. Consequently, without further measures, a HUD display using p-polarizing sunglasses would at best be greatly attenuated. P-polarizing sunglasses are designed to absorb primarily s-polarized light to avoid glare on reflective surfaces, such as puddle surfaces and the like, which also preferentially reflect s-polarized light.

Um eine HUD-Anzeige auch beim Tragen p-polarisierender Sonnenbrillen sichtbar zu machen, sind daher beispielsweise aus DE 10 2015 205 243 A1 und DE 10 2013 206 505 A1 Maßnahmen zur Erhöhung des an einer Windschutzscheibe reflektierten Anteils eines p-polarisierten Projektionslichts bekannt.To make a HUD display even when wearing p-polarizing sunglasses, therefore, for example, from DE 10 2015 205 243 A1 and DE 10 2013 206 505 A1 measures for increasing the reflected at a windshield portion of a p-polarized projection light known.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blickfeldanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art, ein entsprechendes Kraftfahrzeug und ein geeignetes Verfahren zu dessen Betrieb anzugeben, die es ermöglichen, die Sichtbarkeit der Anzeigeinformation der Blickfeldanzeigevorrichtung beim wechselnden Einsatz von Polarisationsfiltern, wie polarisierender Sonnenbrillen, durch den Fahrer derart deutlich und flexibel zu verbessern, dass damit auch grundsätzlich keine Kompromisse bei der Sichtbarkeit der Anzeigeinformation ohne den Polarisationsfilter einhergehen müssen.It is an object of the present invention to provide a visual field display device of the type mentioned, a corresponding motor vehicle and a suitable method for its operation, which allow the visibility of the display information of the visual field display device with the alternating use of polarizing filters, such as polarizing sunglasses by the driver so To improve significantly and flexibly, so that in principle no compromise on the visibility of the display information without the polarization filter must go hand in hand.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch eine Blickfeldanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zu dessen Betrieb gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.This object is achieved by a visual field display device according to claim 1 and a motor vehicle and a method for its operation according to the independent claims.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der Beschreibung für die Blickfeldanzeigevorrichtung genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf das Fahrzeug oder dessen Betriebsverfahren, und umgekehrt.Further embodiments are specified in the dependent claims. All further features and effects mentioned in the claims and the description for the visual field display device also apply with respect to the vehicle or its operating method, and vice versa.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Blickfeldanzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen, die eine Projektionseinheit zum Erzeugen eines nicht konvergierenden (d. h. eines nicht in einer bildgebenden Art auf eine Bildebene fokussierten), insbesondere eines divergierenden Lichtstrahlenbündels mit einer Anzeigeinformation umfasst. Dabei ist die Projektionseinheit zur Erzeugung eines Projektionslichts einer vorbestimmten ersten Polarisationsart ausgebildet. Ferner weist die Projektionseinheit in einem Strahlengang des Projektionslichts der ersten Polarisationsart ein um eine Ausbreitungsrichtung des Projektionslichts (d. h. um eine optische Achse eines entsprechenden optischen Systems innerhalb der Projektionseinheit) drehbares Polarisationselement auf, wobei das Polarisationselement zu einer Änderung der Polarisationsart des Projektionslichts ausgebildet ist und das Bewirken und/oder die Art der Polarisationsänderung durch das Drehen des Polarisationselements einstellbar und daher insbesondere variierbar ist.According to a first aspect, a visual field display device, in particular for a motor vehicle, is provided, which comprises a projection unit for generating a non-converging (i.e., not focused in an imaging manner on an image plane), in particular a diverging light beam with a display information. In this case, the projection unit is designed to generate a projection light of a predetermined first polarization type. Further, in a beam path of the projection light of the first polarization type, the projection unit has a polarization element rotatable about a propagation direction of the projection light (ie, about an optical axis of a corresponding optical system within the projection unit), the polarization element being configured to change the polarization type of the projection light and Effect and / or the type of polarization change by the rotation of the polarization element is adjustable and therefore particularly variable.

Wie eingangs erwähnt, kann die Blickfeldanzeigevorrichtung zusätzlich zu der Projektionseinheit eine Projektionsscheibe umfassen, die beispielsweise einen Teil der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs darstellen kann. Die hierin dargestellte Projektionseinheit ist zum Projizieren des divergierenden oder nicht konvergierenden Lichtstrahlenbündels mit einer Anzeigeinformation auf eine zumindest teilweise reflektierende Grenzfläche der Projektionsscheibe ausgebildet, von der mindestens ein Anteil des projizierten Lichts in Richtung des Benutzers reflektiert wird.As mentioned above, in addition to the projection unit, the visual field display device may comprise a projection screen, which may for example represent a part of the windshield of a motor vehicle. The projection unit shown here is designed for projecting the diverging or non-converging light beam with a display information onto an at least partially reflecting interface of the projection screen, of which at least a portion of the projected light is reflected in the direction of the user.

Eine Idee der Erfindung besteht darin, durch das Vorsehen eines gemäß einem Benutzerwunsch drehbaren Polarisationselements innerhalb der Projektionseinheit dem Benutzer der Blickfeldanzeigevorrichtung eine wahlweise Änderung der Polarisationsart des von der Projektionseinheit erzeugten Lichtstrahlenbündels zu ermöglichen. Dadurch kann die Polarisationsart des von der Projektionseinheit erzeugten Lichtstrahlenbündels im Betrieb in einer einfachen und robusten Weise an einen wechselnden Einsatz eines Polarisationsfilters, wie beispielsweise einer polarisierenden Sonnenbrille beim Benutzer, angepasst werden.An idea of the invention is to allow the user of the visual field display device to selectively change the polarization type of the light beam generated by the projection unit by providing a polarization element rotatable according to a user request within the projection unit. This allows the type of polarization of the light beam generated by the projection unit to be adjusted in operation in a simple and robust manner to a changing use of a polarizing filter, such as polarizing sunglasses for the user.

Die Drehbarkeit des Polarisationselements um die Ausbreitungsrichtung des Projektionslichts - d. h. beispielsweise um eine interne optische Achse der Polarisationseinheit, entlang welcher sich das Projektionslicht der ersten Polarisationsart ausbreitet, - bietet dabei eine grundsätzlich unbegrenzte Flexibilität der einstellbaren Polarisationsänderung. So ist es beispielsweise mittels eines Polarisationselements in Form einer λ/2-Verzögerungsplatte möglich, die Polarisationsrichtung eines linear polarisierten Projektionslichts grundsätzlich ohne Intensitätsverlust um einen beliebigen Winkel α zu drehen, indem durch Drehung des Polarisationselements ein Winkel a/2 zwischen der Polarisationsrichtung des Projektionslichts und einer bauteilspezifischen Achse der λ/2-Verzögerungsplatte eingestellt wird. Ähnlich ist es mit einem Polarisationselement in Form einer λ/4-Verzögerungsplatte möglich, eine lineare Polarisation des Projektionslichts je nach diesbezüglicher Winkelstellung der λ/4-Verzögerungsplatte unverändert zu lassen oder aber in eine zirkulare oder eine elliptische Polarisation mit einem gewünschten Achslängenverhältnis der Ellipse zu ändern.The rotatability of the polarization element about the propagation direction of the projection light - d. H. For example, an internal optical axis of the polarization unit, along which the projection light of the first polarization type propagates, offers a fundamentally unlimited flexibility of the adjustable polarization change. For example, by means of a polarization element in the form of a λ / 2 retardation plate, it is possible to rotate the polarization direction of a linearly polarized projection light by any angle α without loss of intensity, by rotating the polarization element at an angle a / 2 between the polarization direction of the projection light and a component-specific axis of the λ / 2-delay plate is set. Similarly, with a polarizing element in the form of a λ / 4 retardation plate, it is possible to leave a linear polarization of the projection light unchanged depending on the angular position of the λ / 4 retardation plate or in a circular or elliptical polarization with a desired axial length ratio of the ellipse to change.

Die Drehbarkeit des Polarisationselements im Betrieb kann daher insbesondere zu einer effektiveren Nutzung der verfügbaren Gesamtintensität des Projektionslichts genutzt werden, indem die Polarisationsart des Projektionslichts an einen wechselnden Einsatz eines Polarisationsfilters flexibel angepasst wird. Führt beispielsweise das Hinzufügen eines Polarisationsfilters dazu, dass die Intensität des virtuellen Anzeigebilds abnimmt, so kann durch das Drehen des Polarisationselements eine geeignete Änderung der Polarisationsart des Projektionslichts bewirkt werden, die zu einer höheren bis hin zur ursprünglichen maximal möglichen Intensität des virtuellen Anzeigebilds für den Benutzer führen kann.The rotatability of the polarization element in operation can therefore be used in particular for a more effective use of the available total intensity of the projection light by the type of polarization of the projection light is flexibly adapted to an alternating use of a polarizing filter. For example, if the addition of a polarizing filter causes the intensity of the virtual display image to decrease, rotating the polarizing element may cause a suitable change in the polarization type of the projection light to a higher to the original maximum possible intensity of the virtual display image for the user can lead.

Da das drehbare Polarisationselement zum Einstellen (d. h. zum Bewirken und/oder Variieren) einer Polarisationsänderung beim Projektionslicht nicht aus dem Strahlengang des Projektionslichts bewegt werden muss, ist die hierin dargelegte Lösung trotz deren hoher Flexibilität äußerst platzsparend. Eine weitere Besonderheit des um eine optische Achse der Projektionseinheit drehbaren Polarisationselements besteht darin, dass der Anzahl möglicher Drehpositionen und damit der Anzahl mit einer einzigen geeigneten mechanischen Verstelleinrichtung einstellbarer unterschiedlicher Polarisationsänderungen grundsätzlich keine Grenzen gesetzt sind.Since the rotatable polarizing element does not have to be moved out of the beam path of the projection light for setting (i.e., effecting and / or varying) a polarization change in the projection light, the solution set forth herein is extremely space-saving despite its high flexibility. Another peculiarity of the polarization element rotatable about an optical axis of the projection unit is that the number of possible rotational positions and thus the number of adjustable different polarization changes which can be set with a single suitable mechanical adjustment device are fundamentally unlimited.

Insbesondere kann die hierin dargelegte Projektionseinheit mit einer Projektionsscheibe kombiniert werden, die neben der Reflexion s-polarisierten Lichts (d. h. senkrecht zur Einfallsebene, in der Regel also horizontal und parallel zur Projektionsscheibe polarisierten Lichts) auch zu einer erhöhten Reflexion p-polarisierten Lichts (d. h. parallel zur Einfallsebene, in der Regel also mit einer vertikalen Komponente linear polarisierten Lichts) ausgelegt ist. Wie eingangs erwähnt, sind Maßnahmen zu einer erhöhten Reflexion p-polarisierten Lichts bei Projektionsscheiben von Blickfeldanzeigevorrichtungen an sich bekannt.In particular, the projection unit set forth herein can be combined with a projection screen, which in addition to the reflection of s-polarized light (ie perpendicular to the plane of incidence, usually horizontal and parallel to the projection screen polarized light) also to an increased reflection p-polarized light (ie parallel to the plane of incidence, so usually with a vertical component of linearly polarized light) is designed. As mentioned above, measures for an increased reflection of p-polarized light in projection screens of visual field display devices are known per se.

Bei einer spezifischen Ausgestaltung entspricht die erste Polarisationsart linearer, insbesondere horizontaler oder im Wesentlichen horizontaler Polarisation des Projektionslichts. Alternativ ist auch eine zyklische oder elliptische Polarisation möglich. (Hier und nachfolgend bedeutet „im Wesentlichen“ insbesondere eine herstellungs- oder konstruktionsbedingte mögliche Abweichung von bis zu etwa 10% von betreffenden Raumrichtungen oder Abmessungen.)In a specific embodiment, the first polarization type corresponds to linear, in particular horizontal or substantially horizontal polarization of the projection light. Alternatively, a cyclic or elliptical polarization is possible. (Here and below, "substantially" means, in particular, a possible production or design-related possible deviation of up to about 10% of the relevant spatial directions or dimensions.)

Bei einer möglichen Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist das Polarisationselement zwischen einer ersten Drehposition, in welcher die Polarisationsart des Projektionslichts beim Durchgehen durch das Polarisationselement im Wesentlichen unverändert bleibt (neutrale Drehposition), und mindestens einer zweiten Drehposition, in welcher die Polarisationsart des Projektionslichts beim Durchgehen durch das Polarisationselement zu einer vorbestimmten zweiten Polarisationsart geändert wird, drehbar. Die zweite Polarisationsart kann dabei beispielsweise einer linearen Polarisation mit einer geänderten Polarisationsrichtung oder aber einer zyklischen oder elliptischen Polarisation entsprechen.In a possible development of this embodiment, the polarization element between a first rotational position in which the polarization of the projection light when passing through the polarization element remains substantially unchanged (neutral rotational position), and at least one second rotational position in which the polarization of the projection light when passing through the Polarization element is changed to a predetermined second polarization, rotatable. The second type of polarization may correspond, for example, to a linear polarization with a changed polarization direction or else a cyclic or elliptical polarization.

So kann die Projektionseinheit beispielsweise aus den eingangs genannten Gründen, d. h. bei Verwendung einer Windschutzscheibe, die mindestens eine Grenzfläche mit bevorzugter Reflexion s-polarisierten Lichts aufweist, zur Erzeugung eines s-polarisierten Projektionslichts ausgebildet sein. Ohne polarisierende Brille würde diese Polarisationsart daher zu einer hohen Intensität des für den Benutzer der Blickfeldanzeigevorrichtung sichtbaren virtuellen Anzeigebilds führen, sodass die erste, neutrale Drehposition des Polarisationselements, in der es keine Polarisationsänderung des s-polarisierten Projektionslichts bewirkt, geeignet ist. Beim Aufsetzen p-polarisierender Sonnenbrillen kann der Benutzer der Blickfeldanzeigevorrichtung hingegen durch eine geeignete Drehung des Polarisationselements einen p-polarisierten Anteil des Projektionslichts von 0% auf bis zu 100% - beispielsweise durch Drehung einer λ/2-Verzögerungsplatte aus der obigen neutralen Drehposition um 45° (zweite Drehposition) - erhöhen (s. 3). Insbesondere durch die letztgenannte nahezu vollständige Transformation der Polarisationsart des Projektionslichts von der ursprünglichen ersten Polarisationsart zu der zweiten Polarisationsart, die dem eingesetzten Polarisationsfilter entspricht, kann eine besonders hohe Intensität des von der Blickfeldanzeigevorrichtung erzeugten virtuellen Anzeigebilds erzielt werden.For example, for the reasons mentioned above, ie when using a windscreen which has at least one interface with preferred reflection of s-polarized light, the projection unit can be designed to generate an s-polarized projection light. Without polarizing glasses, this type of polarization would therefore lead to a high intensity of the virtual display image visible to the user of the visual field display device, so that the first, neutral Rotational position of the polarization element in which it causes no polarization change of the s-polarized projection light is suitable. On the other hand, when putting on p-polarizing sunglasses, the user of the visual field display device can obtain a p-polarized portion of the projection light of 0% up to 100% by appropriate rotation of the polarizing element, for example by rotating a λ / 2 retardation plate from the above neutral rotational position by 45 ° ° (second rotational position) - increase (s. 3 ). In particular, by the latter almost complete transformation of the polarization type of the projection light from the original first polarization mode to the second polarization mode corresponding to the polarization filter used, a particularly high intensity of the virtual display image generated by the visual field display device can be achieved.

Insbesondere kann die Projektionseinheit eine Lichtquelle und eine Bildgebungseinheit zum Erzeugen des Projektionslichts mit der Anzeigeinformation sowie eine Abbildungsoptik zum Projizieren des erzeugten Projektionslichts mit der Anzeigeinformation (in Form des divergierenden oder nicht konvergierenden Lichtstrahlenbündels) auf eine Reflexionsfläche einer oben erwähnten Projektionsscheibe umfassen. Dabei kann das Polarisationselement insbesondere zwischen der Bildgebungseinheit und der Abbildungsoptik, beispielsweise zum zuverlässigen Beibehalten der optischen Qualität der gesamten Anzeigeinformation unmittelbar nach der Bildgebungseinheit angeordnet sein.In particular, the projection unit may comprise a light source and an imaging unit for generating the projection light with the display information, and imaging optics for projecting the generated projection light with the display information (in the form of the diverging or non-converging light beam) onto a reflection surface of a projection screen mentioned above. In this case, the polarization element can be arranged in particular between the imaging unit and the imaging optics, for example for reliably maintaining the optical quality of the entire display information immediately after the imaging unit.

Das Polarisationselement kann beispielsweise eine doppelbrechende Polymerschicht, eine doppelbrechende Kristallscheibe, eine doppelbrechende Flüssigkristallschicht oder eine andersartige optisch anisotrope Schicht wie auch eine beliebige Kombination derartiger Komponenten umfassen. Insbesondere kann eine grundsätzlich beliebige Polymerfolie, der durch eine mechanische Streckung eine optische Anisotropie verliehen wurde, als Polarisationselement der hierin dargelegten Art verwendet werden. Da ein doppelbrechendes oder optisch anisotropes Material unterschiedliche Lichtgeschwindigkeiten für parallel zu einer bauteilspezifischen Achse polarisiertes Licht und für senkrecht hierzu polarisiertes Licht aufweist, kann je nach Ausrichtung der bauteilspezifischen Achse relativ zur Polarisationsrichtung des Projektionslichts eine unterschiedliche Änderung der Polarisationsart des Projektionslichts bewirkt werden. Mit anderen Worten kann durch Drehung der bauteilspezifischen Achse um die Ausbreitungsrichtung des Projektionslichts die Art der erzielten Polarisationsänderung geändert werden. Insbesondere bleibt eine lineare Polarisation des Projektionslichts beim Durchgang durch das Polarisationselement unverändert, wenn die Polarisationsrichtung genau parallel oder senkrecht zur genannten bauteilspezifischen Achse des doppelbrechenden Elements liegt.The polarizing element may comprise, for example, a birefringent polymer layer, a birefringent crystal disk, a birefringent liquid crystal layer, or another type of optically anisotropic layer, as well as any combination of such components. In particular, a basically arbitrary polymer film, which has been given a mechanical anisotropy by a mechanical stretching, can be used as polarization element of the type set forth herein. Since a birefringent or optically anisotropic material has different light velocities for light polarized parallel to a component-specific axis and light polarized perpendicular thereto, a different change in the polarization mode of the projection light can be effected depending on the orientation of the component-specific axis relative to the polarization direction of the projection light. In other words, by rotating the component-specific axis about the propagation direction of the projection light, the type of polarization change achieved can be changed. In particular, a linear polarization of the projection light as it passes through the polarization element remains unchanged when the polarization direction is exactly parallel or perpendicular to said component-specific axis of the birefringent element.

Insbesondere kann das Polarisationselement eine λ/4-Verzögerungsplatte und/oder eine λ/2-Verzögerungsplatte umfassen, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Mit anderen Worten können die hierin dargelegten Effekte vom Prinzip her auch mit doppelbrechenden Schichten anderer Dicken erzielbar sein. Insbesondere kann das Projektionslicht zwar eine bestimmte Wellenlänge haben, insbesondere Laserlicht darstellen. Es kann sich beim Projektionslicht aber grundsätzlich um jede Art sichtbaren Lichts handeln.In particular, the polarization element can comprise a λ / 4 retardation plate and / or a λ / 2 retardation plate, but this is not absolutely necessary. In other words, the effects set forth herein can in principle also be achieved with birefringent layers of other thicknesses. In particular, the projection light may indeed have a certain wavelength, in particular represent laser light. However, the projection light can basically be any kind of visible light.

Es kann vorgesehen sein, dass das Polarisationselement um mindestens 15°, um mindestens 30° oder um mindestens 45° drehbar ist, wodurch bereits ein Großteil der in den Beispielen erwähnten Arten der Polarisationsänderung erreichbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Polarisationselement noch weiter, also um mindestens 60°, um mindestens 75° oder um mindestens 90° drehbar ist, wodurch noch weitere zusätzliche Arten der Polarisationsänderung ermöglicht werden können.It can be provided that the polarization element is rotatable by at least 15 °, by at least 30 ° or by at least 45 °, whereby a large part of the types of polarization change mentioned in the examples can already be achieved. It can also be provided that the polarization element can be rotated even further, ie by at least 60 °, by at least 75 ° or by at least 90 °, whereby further additional types of polarization change can be made possible.

Insbesondere kann die Projektionseinheit derart ausgebildet sein, dass das Polarisationselement

  • - zwischen mindestens zwei, mindestens drei, mindestens vier oder mindestens fünf verschiedenen vorbestimmten Drehpositionen drehbar ist, von denen jede eine jeweils unterschiedliche Polarisationsänderung beim Projektionslicht bewirkt, oder
  • - kontinuierlich zwischen mehreren verschiedenen Drehpositionen drehbar ist, von denen jede eine jeweils unterschiedliche Polarisationsänderung beim Projektionslicht bewirkt.
In particular, the projection unit can be designed such that the polarization element
  • is rotatable between at least two, at least three, at least four or at least five different predetermined rotational positions, each of which causes a respectively different polarization change in the projection light, or
  • - Is continuously rotatable between a plurality of different rotational positions, each of which causes a different polarization change in the projection light.

Durch das Drehen des Polarisationselements zwischen mehr als zwei im Hinblick auf die bewirkte Polarisationsänderung unterschiedlichen, von einer oben erwähnten neutralen Drehposition verschiedenen Drehpositionen kann die Polarisationsart des Projektionslichts an mehr als zwei verschiedene wechselnd eingesetzte Polarisationsfilter, beispielsweise an unterschiedlich polarisierende Sonnenbrillen, flexibel angepasst werden.By rotating the polarization element between more than two different rotational positions from the above-mentioned neutral rotational position with respect to the induced polarization change, the polarization mode of the projection light can be flexibly adapted to more than two different alternately used polarization filters, for example differently polarized sunglasses.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Projektionseinheit eine mechanische Verstelleinrichtung zum Drehen des Polarisationselements, die insbesondere von einem Benutzer der Blickfeldanzeigevorrichtung manuell ansteuerbar ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann die Verstelleinrichtung zumindest teilweise elektrisch, etwa durch Bedienung eines entsprechenden elektronischen Bedienungsfelds oder eines mechanischen Bedienungsschalters durch den Benutzer, oder aber rein mechanisch, insbesondere durch einen geeigneten Drehknopf, ansteuerbar sein.According to one embodiment, the projection unit comprises a mechanical adjustment device for rotating the polarization element, which may be designed to be manually controllable, in particular, by a user of the field of vision display device. For example, the adjustment at least partially electrically, such as by operating a corresponding electronic control panel or a mechanical control switch be controlled by the user, or purely mechanically, in particular by a suitable knob.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kraftfahrzeug mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art vorgesehen, wobei die Blickfeldanzeigevorrichtung zum Einblenden einer Anzeigeinformation in ein Blickfeld des Fahrers ausgebildet ist. Insbesondere kann dabei die Projektionseinheit eine oben erwähnte mechanische Verstelleinrichtung zum Drehen des Polarisationselements umfassen, die vom Fahrer manuell ansteuerbar ausgebildet ist.According to a further aspect, a motor vehicle is provided with a visual field display device of the type set forth herein, wherein the visual field display device is designed for fading in a display information into a field of vision of the driver. In particular, the projection unit may comprise an abovementioned mechanical adjusting device for rotating the polarization element, which is designed to be manually controllable by the driver.

Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugs, wobei der Fahrer je nach Einsatz zusätzlicher Polarisationsfilter, insbesondere einer polarisierenden Sonnenbrille, durch Betätigung der mechanischen Verstelleinrichtung eine derartige Änderung der Polarisationsart des Projektionslichts bewirkt, dass sich die für den Fahrer (objektiv, also mit optischen Instrumenten messbar) sichtbare Lichtintensität der von der Blickfeldanzeigevorrichtung eingeblendeten Anzeigeinformation erhöht.Another aspect is a method for operating such a motor vehicle, the driver depending on the use of additional polarizing filter, in particular a polarizing sunglasses, by actuation of the mechanical adjustment such a change in the polarization of the projection light causes that for the driver (objectively, ie measurable with optical instruments) increases visible light intensity of the display information displayed by the visual field display device.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Die Zeichnungen sind rein schematisch, sie sind insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu lesen. Es zeigen:

  • 1 eine schematische vertikale Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art;
  • 2 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips eines drehbaren Polarisationselements (in dessen neutraler Drehposition) in einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art ohne eingesetzten Polarisationsfilter;
  • 3 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips des drehbaren Polarisationselements in der Blickfeldanzeigevorrichtung der 2 mit eingesetztem Polarisationsfilter und dementsprechend um 45° aus der neutralen Drehposition gedrehtem Polarisationselement.
Embodiments are explained in more detail below with reference to the examples shown in the accompanying drawings. The drawings are purely schematic, in particular they are not to be read as true to scale. Show it:
  • 1 a schematic vertical cross-sectional view of a visual field display device of the type set forth herein;
  • 2 a schematic representation of the operating principle of a rotatable polarization element (in its neutral rotational position) in a field of view display device of the type set forth herein without polarization filter inserted;
  • 3 a schematic representation of the principle of operation of the rotatable polarizing element in the visual field display device of 2 with inserted polarization filter and accordingly by 45 ° from the neutral rotational position rotated polarization element.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen vertikalen Querschnittsansicht eine Blickfeldanzeigevorrichtung 1 der hierin dargelegten Art, die insbesondere ein Head-Up-Display in einem Kraftfahrzeug darstellen kann. Die Blickfeldanzeigevorrichtung 1 umfasst eine Projektionseinheit 2, die im Betrieb ein nicht konvergierendes (d. h. einen nicht in einer bildgebenden Art auf eine Bildebene fokussiertes) Lichtstrahlenbündel 3 mit einer gewünschten Anzeigeinformation (nicht gezeigt) erzeugt und auf eine über der Projektionseinheit 2 angeordnete teilweise lichtdurchlässige Projektionsscheibe 4 projiziert. 1 shows in a highly simplified schematic vertical cross-sectional view of a visual field display device 1 the type set forth herein, which may in particular constitute a head-up display in a motor vehicle. The visual field display device 1 includes a projection unit 2 in operation, a non-converging (ie, not focused in an imaging manner on an image plane) light beam 3 generated with a desired display information (not shown) and on one above the projection unit 2 arranged partially translucent projection screen 4 projected.

Von der Projektionsscheibe 4, die insbesondere als Teil einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein kann, wird zumindest ein Anteil des Lichtstrahlenbündels 3 zum Auge 5 des Benutzers, in diesem Beispiel des Fahrers des Kraftfahrzeugs, reflektiert. Im Betrieb sieht der Fahrer die Anzeigeinformation als ein virtuelles Bild (nicht gezeigt), das in einiger Entfernung von der Windschutzscheibe vor dem Fahrzeug wahrgenommen wird. Da die Projektionsscheibe 4 transparent ist, überlagert das virtuelle Bild die durch den Fahrer sichtbare reale Umgebung.From the projection screen 4 , which may be formed in particular as part of a windshield of the motor vehicle, is at least a portion of the light beam 3 to the eye 5 of the user, in this example the driver of the motor vehicle, reflected. In operation, the driver sees the display information as a virtual image (not shown) perceived at some distance from the windshield in front of the vehicle. Because the projection screen 4 is transparent, the virtual image superimposes the driver's visible real environment.

Die Projektionseinheit 2 ist mit einer Lichtquelle 21 und einer Bildgebungseinheit 22 z. B. in Form eines LCD (d. h. eines Flüssigkristallschirms) oder eines transparenten Displays zur Erzeugung eines Projektionslichts mit der Anzeigeinformation versehen. Zum Projizieren des erzeugten Projektionslichts mit der Anzeigeinformation (in Form des Lichtstrahlenbündels 3) auf die Projektionsscheibe 4 ist in der Projektionseinheit 2 üblicherweise ferner eine Abbildungsoptik 23 vorgesehen, die unter anderem einen oder mehrere Umlenkspiegel (nicht gezeigt) umfassen kann.The projection unit 2 is with a light source 21 and an imaging unit 22 z. B. in the form of an LCD (ie, a liquid crystal panel) or a transparent display for generating a projection light with the display information provided. For projecting the generated projection light with the display information (in the form of the light beam 3 ) on the projection screen 4 is in the projection unit 2 usually also an imaging optics 23 provided, which may include, among other things, one or more deflection mirrors (not shown).

Wie weiter oben ausführlich dargelegt, ist ferner innerhalb der Projektionseinheit 2 im Strahlengang 6 (siehe 2) des Projektionslichts, in 1 rein beispielhaft zwischen der Bildgebungseinheit 22 und der Abbildungsoptik 23 unmittelbar nach der Bildgebungseinheit 22 ein drehbares Polarisationselement 24 vorgesehen. Dieses ist dazu ausgebildet, je nach seiner einstellbaren Drehposition die Polarisationsart des durch das Polarisationselement 24 gehenden Projektionslichts zu ändern.As detailed above, further is within the projection unit 2 in the beam path 6 (please refer 2 ) of the projection light, in 1 purely exemplary between the imaging unit 22 and the imaging optics 23 immediately after the imaging unit 22 a rotatable polarizing element 24 intended. This is designed, depending on its adjustable rotational position, the polarization of the polarization by the element 24 changing projection light.

Zum Drehen des Polarisationselements 24 weist die Projektionseinheit 2 eine mechanische Verstelleinrichtung 25 der weiter oben genannten Art auf, die in diesem Beispiel vom Benutzer der Blickfeldanzeigevorrichtung 1 von außerhalb der Blickfeldanzeigevorrichtung 1 manuell verstellbar oder durch einen vom Benutzer steuerbaren Stellgeber verstellbar ausgebildet ist. Zum Bewirken einer gewünschten Drehung des Polarisationselements 24 um die Ausbreitungsrichtung des Projektionslichts, d. h. um eine interne optische Achse der Projektionseinheit 2 (siehe 2 und 3), kann die erforderliche Kraftübertragung mittels eines geeigneten Kraftübertragungselements 26 der mechanischen Verstelleinrichtung 25, beispielsweise mittels eines Bowdenzugs oder Spindelantriebs, implementiert werden. Insbesondere kann als Kraftübertragungselement 26 oder als ein Teil davon eine in der Projektionseinheit 2 bereits zur Bewegung eines Umlenkspiegels der Abbildungsoptik 23 vorgesehene Mechanik genutzt werden, beispielsweise indem mittels eines in dieser Mechanik vorgesehenen „Gangschalters“ wahlweise zwischen der Verstellung des Umlenkspiegels und des Polarisationselements 24 gewechselt wird. Insbesondere kann man dadurch ohne einen zusätzlichen Motor für die mechanische Verstelleinrichtung 25 auskommen.To rotate the polarizing element 24 indicates the projection unit 2 a mechanical adjustment 25 of the type mentioned above, in this example by the user of the visual field display device 1 from outside the field of view display device 1 manually adjustable or adjustable by a controllable by the user positioner is designed. To effect a desired rotation of the polarizing element 24 around the propagation direction of the projection light, ie around an internal optical axis of the projection unit 2 (please refer 2 and 3 ), the required power transmission by means of a suitable power transmission element 26 of the mechanical adjustment 25 be implemented, for example by means of a Bowden cable or spindle drive. In particular, as a power transmission element 26 or as a part thereof, one in the projection unit 2 already to the movement of a deflection mirror of the imaging optics 23 provided mechanism can be used, for example, by means of a provided in this mechanics "gear switch" either between the adjustment of the deflection mirror and the polarization element 24 is changed. In particular, you can thereby without an additional motor for the mechanical adjustment 25 get along.

2 und 3 zeigen zur Erläuterung des grundlegenden Funktionsprinzips des drehbaren Polarisationselements der hierin dargelegten Art vereinfachte schematische Darstellungen des Strahlengangs 6 (als eine durchgehende Pfeilgerade angedeutet) des Projektionslichts von der Lichtquelle der Projektionseinheit 2 einer Blickfeldanzeigevorrichtung 1 der hierin dargelegten Art bis zum Auge 5 eines Betrachters des virtuellen Anzeigebilds (nicht gezeigt). Die Blickfeldanzeigevorrichtung 1 der 2 und 3 kann insbesondere diejenige der 1 sein, wobei zur Übersichtlichkeit die Abbildungsoptik 23 und die Projektionsscheibe 4 weggelassen sind. 2 and 3 In order to explain the basic principle of operation of the rotatable polarizing element of the type set forth herein, simplified schematic representations of the beam path are shown 6 (indicated as a solid arrow straight line) of the projection light from the light source of the projection unit 2 a visual field display device 1 of the kind set forth herein to the eye 5 a viewer of the virtual display image (not shown). The visual field display device 1 of the 2 and 3 In particular, that of the 1 be, for clarity, the imaging optics 23 and the projection screen 4 are omitted.

Das Funktionsprinzip wird in 2 und 3 rein beispielhaft anhand einer Projektionseinheit 2 erläutert, die zur Erzeugung s-polarisierten Lichts (senkrecht zur in der Regel vertikalen Einfallsebene auf der Projektionsscheibe 4 wie in 1, also horizontal polarisierten Lichts) ausgebildet ist (als oben genannte erste Polarisationsart). Rein symbolisch erzeugt dabei in 2 eine Lichtquelle 21 nicht polarisiertes Licht (durch nach allen Richtungen gerichtete Pfeile angedeutet), während nur s-polarisiertes Licht eine Bildgebungseinheit 22 in Form eines LCD verlässt (symbolisch durch vertikales Metallgitter angedeutet, das p-polarisiertes Licht mit vertikal schwingendem elektrischem Feld absorbiert und daher nur s-polarisiertes Licht durchlässt).The functional principle is in 2 and 3 purely by way of example with reference to a projection unit 2 which is used to generate s-polarized light (perpendicular to the usually vertical plane of incidence on the projection screen 4 as in 1 , ie, horizontally polarized light) is formed (as the above-mentioned first polarization mode). Purely symbolically generated in 2 a light source 21 unpolarized light (indicated by arrows pointing in all directions) while only s-polarized light is an imaging unit 22 in the form of an LCD (symbolically indicated by a vertical metal grid that absorbs p-polarized light with a vertically oscillating electric field and therefore lets through only s-polarized light).

Im Strahlengang 6 des Projektionslichts ist ein drehbares Polarisationselement 24 angeordnet, das hier rein beispielhaft eine λ/2-Verzögerungsplatte aus gestreckter Polymerfolie darstellen kann, die eine Phasenverzögerung um eine halbe Periode (beispielsweise für eine mittlere Wellenlänge bei nicht monochromatischem Licht) für parallel zur bauteilspezifischen Achse A (durch gestrichelte Linie angedeutet) polarisiertes Licht gegenüber dem senkrecht hierzu polarisierten Licht bewirken kann. Eine Drehposition des Polarisationselements 24 und damit seiner bauteilspezifischen Achse A in der zur Ausbreitungsrichtung des Projektionslichts senkrechten Ebene kann mittels einer mechanischen Verstelleinrichtung 25 eingestellt und geändert werden.In the beam path 6 of the projection light is a rotatable polarization element 24 Here, purely by way of example, this may be a stretched polymer film λ / 2 retardation plate having a half period retardation (eg, for a medium wavelength in non-monochromatic light) for light polarized parallel to the component specific axis A (indicated by dashed line) can cause relative to the perpendicular polarized light. A rotational position of the polarization element 24 and thus its component-specific axis A in the plane perpendicular to the propagation direction of the projection light level can by means of a mechanical adjustment 25 be set and changed.

In 2 ist ein Fall dargestellt, in dem der Benutzer keine polarisierende Sonnenbrille trägt. Es sind also keine zusätzlichen Polarisationsfilter auf dem Weg des von der Projektionseinheit 2 erzeugten Lichtstrahlenbündels 3 zum Auge 5 des Benutzers vorhanden. Daher ist in 2 eine neutrale Drehposition des Polarisationselements 24 eingestellt, bei der dessen bauteilspezifische Achse A parallel zur Polarisationsrichtung (s-Polarisation in Richtung der eingezeichneten Horizontalachse x) des Projektionslichts ausgerichtet ist und daher keine Polarisationsänderung des Projektionslichts beim Durchgang durch das Polarisationselement 24 bewirkt. S-polarisiertes Projektionslicht des Lichtstrahlenbündels 3 erreicht daher das Auge 5 des Benutzers mit gut sichtbarer Intensität, was in 2 rein symbolisch mit einem über die gesamte Breite (nicht gezeigt) des Lichtstrahlenbündels 3 hell ausgeleuchtetem gedanklichem Wahrnehmungsschirm 7 veranschaulicht ist.In 2 a case is shown in which the user does not wear polarized sunglasses. So there are no additional polarization filters on the way of the projection unit 2 generated light beam 3 to the eye 5 the user exists. Therefore, in 2 a neutral rotational position of the polarization element 24 adjusted, whose component-specific axis A parallel to the polarization direction (s-polarization in the direction of the drawn horizontal axis x ) of the projection light and therefore no polarization change of the projection light as it passes through the polarization element 24 causes. S-polarized projection light of the light beam 3 therefore reaches the eye 5 the user with well visible intensity, what in 2 purely symbolic with a over the entire width (not shown) of the light beam 3 brightly illuminated mental perception screen 7 is illustrated.

In 3 ist im Unterschied zu 2 der Fall dargestellt, in dem ein Polarisationsfilter 8 auf dem Weg des von der Projektionseinheit 2 erzeugten Lichtstrahlenbündels 3 zum Auge 5 des Benutzers vorhanden ist. Der Polarisationsfilter 8 ist hier rein beispielhaft eine p-polarisierende (d. h. parallel zur vertikalen Einfallsebene auf der Projektionsscheibe 4 wie in 1 polarisierende) Sonnenbrille beim Fahrer des Fahrzeugs. Die s-polarisierende Bildgebungseinheit 22 und der p-polarisierende Polarisationsfilter 8 stellen gekreuzte Polarisatoren dar, sodass ohne eine Polarisationsänderung des Projektionslichts kein virtuelles Bild durch den Benutzer wahrnehmbar wäre, was symbolisch durch schraffiert dargestellte Bereiche 7b des gedanklich veranschaulichten Wahrnehmungsschirms 7 angedeutet ist.In 3 is different from 2 the case illustrated in which a polarizing filter 8th on the way of the projection unit 2 generated light beam 3 to the eye 5 the user exists. The polarization filter 8th Here, by way of example, a p-polarizing (ie parallel to the vertical plane of incidence on the projection screen 4 as in 1 polarizing) sunglasses at the driver of the vehicle. The s-polarizing imaging unit 22 and the p-polarizing polarizing filter 8th represent crossed polarizers, so that no virtual image would be perceptible by the user without a polarization change of the projection light, which symbolically represented by hatched areas 7b mentally illustrated perception screen 7 is indicated.

Wie in 3 gezeigt, ist die vom Lichtstrahlenbündel 3 zum Auge 5 des Benutzers transportierte Anzeigeinformation durch das passende Drehen des Polarisationselements 24 um 45° aus der neutralen Drehposition der 2 wieder sichtbar gemacht worden, d. h. durch das Drehen der λ/2-Verzögerungsplatte in eine zweite Drehposition, bei der deren bauteilspezifische Achse A etwa 45° mit der eingezeichneten Horizontalachse x einschließt. Bei dieser Drehposition des Polarisationselements 24 gegenüber dem in x-Richtung s-polarisierten Projektionslicht dreht die λ/2-Verzögerungsplatte dessen Polarisation um etwa 90° (grundsätzlich ohne Intensitätsverlust), so dass p-polarisiertes Projektionslicht gleicher Intensität das Polarisationselement 24 verlässt und daher ebenfalls grundsätzlich ohne Intensitätsverlust den p-polarisierenden Polarisationsfilter 8 passieren kann. Als Ergebnis wird in 3 im Auge 5 des Benutzers ein dem Polarisationselement 24 entsprechenden Bereich 7a des Wahrnehmungsschirms 7 hell ausgeleuchtet, d. h. der Benutzer kann das virtuelle Anzeigebild der Blickfeldanzeigevorrichtung 1 sehen.As in 3 shown is that of the light beam 3 to the eye 5 the user transported display information by the appropriate rotation of the polarization element 24 by 45 ° from the neutral rotational position of 2 again made visible, ie by rotating the λ / 2-retardation plate in a second rotational position, in which the component-specific axis A is about 45 ° with the horizontal axis x includes. In this rotational position of the polarization element 24 In contrast to the x-direction s-polarized projection light, the λ / 2 retardation plate rotates its polarization by approximately 90 ° (in principle without loss of intensity), so that p-polarized projection light of the same intensity is the polarization element 24 Leaves and therefore also basically without loss of intensity, the p-polarizing polarizing filter 8th can happen. As a result, in 3 in the eye 5 the user a the polarization element 24 corresponding area 7a of the perception screen 7 brightly lit, ie the user can display the virtual display image of the visual field display device 1 see.

Das Drehen des Polarisationselements 24 kann beispielsweise vom Benutzer manuell durch Ansteuerung/Betätigung der mechanischen Verstelleinrichtung 25 über ein elektronisches Bedienelement, einen mechanischen Drehknopf oder jede andere geeignete Ansteuerungseinrichtung bewirkt werden.Rotating the polarizing element 24 For example, the user can manually through Activation / actuation of the mechanical adjustment device 25 be effected via an electronic control element, a mechanical knob or any other suitable control device.

Jede der weiter oben in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen erwähnten anderen Varianten und spezifischen Ausgestaltungen der Blickfeldanzeigevorrichtung und des Fahrzeugs kann bei den in 1, 2 und 3 gezeigten Beispielen implementiert sein. Insbesondere kann anstelle der λ/2-Verzögerungsplatte eine λ/4-Verzögerungsplatte als das Polarisationselement 24 verwendet werden, die bei der in 3 gezeigten Drehposition das s-polarisierte Projektionslicht in ein zirkular polarisiertes Licht umwandeln würde. Es ist aber sofort erkennbar, dass zum Erreichen einer objektiv gut sichtbaren Visualisierung des virtuellen Anzeigebilds für den Benutzer auch Verzögerungsplatten mit einer vom in den Figuren gezeigten sehr spezifischen Beispiel abweichenden Dicke und/oder Drehposition geeignet sein können.Each of the other variants and specific embodiments of the visual field display device and of the vehicle mentioned above in the description and in the following claims may be used in accordance with the embodiments described in US Pat 1 . 2 and 3 be implemented examples shown. In particular, instead of the λ / 2 retardation plate, a λ / 4 retardation plate may be used as the polarization element 24 used in the in 3 shown rotational position would convert the s-polarized projection light into a circularly polarized light. However, it is immediately apparent that delay plates with a thickness and / or rotational position deviating from the very specific example shown in the figures can also be suitable for achieving an objectively highly visible visualization of the virtual display image for the user.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BlickfeldanzeigevorrichtungHead-up display device
2two
Projektionseinheitprojection unit
33
LichtstrahlenbündelLight beam
44
Projektionsscheibeprojection screen
55
Auge des BenutzersEye of the user
66
Strahlengang des Projektionslichts in der ProjektionseinheitBeam path of the projection light in the projection unit
77
Wahrnehmungsschirmperception screen
88th
Polarisationsfilter (Sonnenbrille)Polarizing filter (sunglasses)
2121
Lichtquellelight source
2222
Bildgebungseinheitimaging unit
2323
Abbildungsoptikimaging optics
2424
drehbares Polarisationselementrotatable polarization element
2525
mechanische Verstelleinrichtung zur Drehung des Polarisationselementsmechanical adjusting device for rotating the polarization element
2626
Kraftübertragungselement der mechanischen VerstelleinrichtungPower transmission element of the mechanical adjusting device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015205243 A1 [0004]DE 102015205243 A1 [0004]

Claims (12)

Blickfeldanzeigevorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Projektionseinheit (2) zum Erzeugen eines divergierenden oder nicht konvergierenden Lichtstrahlenbündels (3) mit einer Anzeigeinformation, wobei die Projektionseinheit (2) - zur Erzeugung eines Projektionslichts einer vorbestimmten ersten Polarisationsart ausgebildet ist; und - in einem Strahlengang (6) des Projektionslichts der ersten Polarisationsart ein um eine Ausbreitungsrichtung des Projektionslichts drehbares Polarisationselement (24) aufweist, wobei das Polarisationselement (24) zu einer Änderung der Polarisationsart des Projektionslichts ausgebildet ist, so dass das Bewirken und/oder die Art einer Polarisationsänderung durch das Drehen des Polarisationselements (24) einstellbar ist.A visual field display device (1), in particular for a motor vehicle, comprising a projection unit (2) for generating a diverging or non-converging light beam (3) with a display information, wherein the projection unit (2) - Is formed for generating a projection light of a predetermined first polarization type; and - In a beam path (6) of the projection light of the first polarization a rotatable about a propagation direction of the projection light polarization element (24), wherein the polarization element (24) is adapted to change the polarization of the projection light, so that the effecting and / or the Art a polarization change by the rotation of the polarization element (24) is adjustable. Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Polarisationsart einer linearen Polarisation, insbesondere einer horizontalen Polarisation, des Projektionslichts entspricht.Visual field display device (1) after Claim 1 , wherein the first type of polarization corresponds to a linear polarization, in particular a horizontal polarization, of the projection light. Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polarisationselement (24) zwischen einer ersten Drehposition, in welcher die Polarisationsart des Projektionslichts beim Durchgehen durch das Polarisationselement (24) im Wesentlichen unverändert bleibt, und mindestens einer zweiten Drehposition, in welcher die Polarisationsart des Projektionslichts beim Durchgehen durch das Polarisationselement (24) zu einer vorbestimmten zweiten Polarisationsart geändert wird, insbesondere um die Achse des Strahlengangs, drehbar ausgebildet ist.Visual field display device (1) after Claim 1 or 2 wherein the polarization element (24) between a first rotational position in which the polarization of the projection light when passing through the polarization element (24) remains substantially unchanged, and at least one second rotational position in which the polarization of the projection light when passing through the polarization element (24 ) is changed to a predetermined second polarization, in particular around the axis of the beam path, is rotatable. Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Projektionseinheit (2) eine Lichtquelle (21) und eine Bildgebungseinheit (22) zum Erzeugen des Projektionslichts mit der Anzeigeinformation sowie eine Abbildungsoptik (23) zum Projizieren des erzeugten Projektionslichts mit der Anzeigeinformation auf eine Reflexionsfläche einer Projektionsscheibe (4), insbesondere einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, umfasst; und - das Polarisationselement (24) zwischen der Bildgebungseinheit (22) und der Abbildungsoptik (23), vorzugsweise unmittelbar nach der Bildgebungseinheit (22), angeordnet ist.A visual field display device (1) according to any one of the preceding claims, wherein - The projection unit (2) a light source (21) and an imaging unit (22) for generating the projection light with the display information and an imaging optics (23) for projecting the generated projection light with the display information on a reflection surface of a projection screen (4), in particular a windshield of a motor vehicle; and - The polarization element (24) between the imaging unit (22) and the imaging optics (23), preferably immediately after the imaging unit (22), is arranged. Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polarisationselement (24) eine doppelbrechende Polymerschicht und/oder eine doppelbrechende Kristallscheibe und/oder eine doppelbrechende Flüssigkristallschicht und/oder eine andersartige optisch anisotrope Schicht umfasst.A visual field display device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the polarization element (24) comprises a birefringent polymer layer and / or a birefringent crystal disk and / or a birefringent liquid crystal layer and / or a different type of optically anisotropic layer. Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polarisationselement (24) eine λ/4-Verzögerungsplatte und/oder eine λ/2-Verzögerungsplatte umfasst.A visual field display device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the polarization element (24) comprises a λ / 4 retardation plate and / or a λ / 2 retardation plate. Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polarisationselement (24) um mindestens 15°, um mindestens 30°, um mindestens 45°, um mindestens 60°, um mindestens 75° oder um mindestens 90° drehbar ist.A visual field display device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the polarization element (24) is rotatable at least 15 °, at least 30 °, at least 45 °, at least 60 °, at least 75 ° or at least 90 °. Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Projektionseinheit (2) derart ausgebildet ist, dass das Polarisationselement (24) - zwischen mindestens zwei, mindestens drei, mindestens vier oder mindestens fünf verschiedenen vorbestimmten Drehpositionen drehbar ist, von denen jede eine jeweils unterschiedliche Polarisationsänderung des Projektionslichts bewirkt, oder - kontinuierlich zwischen mehreren verschiedenen Drehpositionen drehbar ist, von denen jede eine jeweils unterschiedliche Polarisationsänderung des Projektionslichts bewirkt.Visual field display device (1) according to one of the preceding claims, wherein the projection unit (2) is designed such that the polarization element (24) is rotatable between at least two, at least three, at least four or at least five different predetermined rotational positions, each of which causes a respectively different polarization change of the projection light, or - Is continuously rotatable between a plurality of different rotational positions, each of which causes a different polarization change of the projection light. Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Projektionseinheit (2) eine mechanische Verstelleinrichtung (25) zum Drehen des Polarisationselements (24) umfasst, die vorzugsweise von einem Benutzer der Blickfeldanzeigevorrichtung (1) manuell verstellbar oder entsprechend einer Benutzervorgabe ansteuerbar ausgebildet ist.A visual field display device (1) according to one of the preceding claims, wherein the projection unit (2) comprises a mechanical adjustment device (25) for rotating the polarization element (24), which is preferably manually adjustable by a user of the visual field display device (1) or controllable in accordance with a user specification , Kraftfahrzeug mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Blickfeldanzeigevorrichtung (1) zum Einblenden einer Anzeigeinformation in ein Blickfeld des Benutzers ausgebildet ist.Motor vehicle with a visual field display device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the visual field display device (1) is designed for fading a display information in a field of view of the user. Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Projektionseinheit (2) eine mechanische Verstelleinrichtung (25) zum Drehen des Polarisationselements (24) umfasst, die vom Benutzer manuell verstellbar oder entsprechend einer Benutzervorgabe durch einen Stellgeber verstellbar ausgebildet ist.Motor vehicle after Claim 10 wherein the projection unit (2) comprises a mechanical adjustment device (25) for rotating the polarization element (24), which is manually adjustable by the user or adjustable according to a user specification by a positioner. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 11, wobei der Benutzer je nach Einsatz zusätzlicher Polarisationsfilter (8), insbesondere einer polarisierenden Sonnenbrille, durch Betätigung der mechanischen Verstelleinrichtung (25) eine derartige Änderung der Polarisationsart des Projektionslichts bewirkt, dass sich die für den Benutzer sichtbare Lichtintensität der von der Blickfeldanzeigevorrichtung (1) eingeblendeten Anzeigeinformation erhöht.Method for operating a motor vehicle according to Claim 11 wherein, depending on the use of additional polarizing filters (8), in particular polarizing sunglasses, by actuating the mechanical adjusting device (25) such a change in the polarization type of the projection light causes the user to see the light intensity of the visual field display device (1) displayed information increased.
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