DE102018200873A1

DE102018200873A1 - Autostereoscopic field of view display device for a vehicle, vehicle with an autostereoscopic field of view display device and method for generating an autostereoscopic image

Info

Publication number: DE102018200873A1
Application number: DE102018200873.6A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Fiess; Tobias Werner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2019-07-25

Abstract

Der hier vorgestellte Ansatz betrifft ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät (105) für ein Fahrzeug (100). Das autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät (105) weist zumindest eine Bildgebereinheit (110) mit einer Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen (115) und eine Abbildungsoptik (120) auf. Die zylinderförmigen Linsen (115) sind jeweils dazu ausgeformt, um ein von der Bildgebereinheit (110) abgestrahltes stereoskopisches erstes Teilbild (125) in eine erste Richtung zu lenken, die einem ersten Augenpositionsbereich (130) eines Fahrers des Fahrzeugs (100) zugeordnet ist und ein von der Bildgebereinheit (110) abgestrahltes stereoskopisches zweites Teilbild (135) in eine zweite Richtung zu lenken, die einem zweiten Augenpositionsbereich (140) zugeordnet ist. Die Abbildungsoptik (120) ist dazu ausgebildet, um das erste Teilbild (125) und das zweite Teilbild (135) nach dem Lenken durch die Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen (115), beispielsweise in gemeinsamer Wirkung mit einer Windschutzscheibe (107) oder einer Combinerscheibe zu vergrößern.

The approach presented here relates to an autostereoscopic visual field display device (105) for a vehicle (100). The autostereoscopic visual field display device (105) has at least one imaging unit (110) with a plurality of cylindrical lenses (115) and imaging optics (120). The cylindrical lenses (115) are each formed to direct a stereoscopic first field (125) radiated from the imaging unit (110) in a first direction associated with a first eye position area (130) of a driver of the vehicle (100) and to direct a stereoscopic second partial image (135) emitted by the imaging unit (110) in a second direction, which is associated with a second eye position area (140). The imaging optic (120) is configured to surround the first sub-image (125) and the second sub-image (135) after being directed through the plurality of cylindrical lenses (115), for example in cooperation with a windshield (107) or combiner disc enlarge.

Description

Stand der TechnikState of the art

Der Ansatz geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The approach is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims.

Aktuelle Blickfeldanzeigegeräte, engl. „Head-Up Displays“, bilden eine Bildebene einer Bildgebereinheit, engl. kurz „PGU“ für „Picture Generating Unit“, mithilfe einer Optik (HUD-Optik) auf ein virtuelles, vor dem Fahrzeug befindliches Bild ab. Der Fahrer nimmt dadurch ein vergrößertes Bild wahr, das von der Bildgebereinheit erzeugt wurde. Dieses Bild ist mit der Fahrszene überlagert und befindet sich in definiertem Abstand von der Frontscheibe auf einer virtuellen Leinwand. Stand der Technik ist die Verwendung von LCD-Modulen als bildgebendes Element in der PGU.Current field of view displays, engl. "Head-Up Displays", form an image plane of an imaging unit, engl. short "PGU" for "Picture Generating Unit", using an optic (HUD optics) on a virtual, located in front of the vehicle image. The driver thereby perceives an enlarged image generated by the imager unit. This image is superimposed on the driving scene and is located at a defined distance from the windscreen on a virtual screen. The prior art is the use of LCD modules as an imaging element in the PGU.

Die DE 10 2009 054 232 A1 beschreibt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät auf Basis eines direkt abgebildeten Lentikularlinsendisplays.The DE 10 2009 054 232 A1 describes an autostereoscopic field of view display based on a direct imaging lenticular lens display.

Die DE 102 24 016 A1 beschreibt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät auf Basis eines Projektors mit integrierter Prismenstruktur zur stereoskopischen Bildtrennung.The DE 102 24 016 A1 describes an autostereoscopic visual field display device based on a projector with integrated prism structure for stereoscopic image separation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät für ein Fahrzeug, weiterhin ein Fahrzeug mit einem autostereoskopischen Blickfeldanzeigegerät und ein Verfahren zum Erzeugen eines autostereoskopischen Bilds gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, an autostereoscopic visual field display device for a vehicle, furthermore a vehicle with an autostereoscopic visual field display device and a method for generating an autostereoscopic image according to the main claims are presented with the approach presented here. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.

Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass durch ein hier vorgestelltes autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät für einen Fahrer eines Fahrzeugs ein autostereoskopisches Bild bereitgestellt werden kann, deren stereoskopische Teilbilder durch eine Abbildungsoptik vergrößert auf einer weit entfernten virtuellen Leinwand für den Fahrer sichtbar ist und ein großer Tiefenbereich für den 3D Effekt genutzt und als angenehm empfunden werden kann. Das autostereoskopische Bild setzt sich aus zwei Teilbildern zusammen, die vom Nutzer zu einem Bild fusioniert werden. Einzelne Elemente im Bild können dadurch in verschiedenen Abständen (auch außerhalb der virtuellen Leinwand) wahrgenommen werden.The achievable with the approach presented advantages are that an autostereoscopic image can be provided by a presented here autostereoscopic field of view display device for a driver of a vehicle whose stereoscopic partial images enlarged by an imaging optics on a distant virtual screen for the driver is visible and a large Depth range used for the 3D effect and can be perceived as pleasant. The autostereoscopic image consists of two partial images, which are fused by the user into an image. Individual elements in the image can thus be perceived at different distances (even outside the virtual screen).

Ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät für ein Fahrzeug weist zumindest eine Bildgebereinheit mit einer Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen und eine Abbildungsoptik auf. Die zylinderförmigen Linsen sind jeweils dazu ausgeformt, um ein von der Bildgebereinheit abgestrahltes stereoskopisches erstes Teilbild in eine erste Richtung zu lenken, die einem ersten Augenpositionsbereich eines Fahrers des Fahrzeugs zugeordnet ist und ein von der Bildgebereinheit abgestrahltes stereoskopisches zweites Teilbild in eine zweite Richtung zu lenken, die einem zweiten Augenpositionsbereich zugeordnet ist. Die Abbildungsoptik ist dazu ausgebildet, um das erste Teilbild und das zweite Teilbild nach dem Lenken durch die Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen zu vergrößern.An autostereoscopic field of view display device for a vehicle has at least one imaging unit with a plurality of cylindrical lenses and imaging optics. The cylindrical lenses are each configured to direct a stereoscopic first field radiated from the imaging unit in a first direction associated with a first eye position area of a driver of the vehicle and to direct a stereoscopic second field radiated from the imaging unit in a second direction, which is associated with a second eye position area. The imaging optics are configured to enlarge the first partial image and the second partial image after being guided by the plurality of cylindrical lenses.

Bei den zylinderförmigen Linsen kann es sich um Lentikularlinsen handeln, die zur Bereitstellung eines dreidimensionalen Linsenrasterbilds ausgebildet sind. Als die Augenpositionsbereiche sind jene zwei Bereiche in dem Fahrzeug zu verstehen, in denen jeweils eines der Augen eines in dem Fahrzeug angeordneten Fahrers erwartet wird. In diese Augenpositionsbereiche sollen die autostereoskopischen Teilbilder geführt werden. Ein solcher Augenpositionsbereich kann auch als „Eyebox“ bezeichnet werden.The cylindrical lenses may be lenticular lenses configured to provide a three-dimensional lenticular image. The eye-position areas are those two areas in the vehicle in which each one of the eyes of a driver located in the vehicle is expected. The autostereoscopic partial images are to be guided into these eye position areas. Such an eye position area can also be referred to as an "eyebox".

Die vergrößernde Abbildungsoptik ermöglicht vorteilhafterweise, dass das autostereoskopische Bild in einem vergrößerten Abstand von beispielsweise 5 Metern zu dem Fahrer auf der virtuellen Leinwand abbildbar ist. Dies ermöglicht eine realistische Einbindung des autostereoskopischen Bilds in eine vom Fahrer beim Fahren wahrgenommene Fahrzeugumgebung. Bei der Abbildungsoptik kann es sich um ein im verbauten Zustand des Blickfeldanzeigegerät beabstandet zu der Windschutzscheibe angeordnetes Element handeln.The magnifying imaging optics advantageously makes it possible to image the autostereoscopic image at an enlarged distance of, for example, 5 meters from the driver on the virtual screen. This enables a realistic integration of the autostereoscopic image into a vehicle environment perceived by the driver while driving. The imaging optics may be an element that is arranged at a distance from the windshield in the installed state of the field of view display device.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Abbildungsoptik dazu ausgebildet, um das erste Teilbild und das zweite Teilbild nach dem Lenken durch die Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen in gemeinsamer Wirkung mit einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs oder einer Combinerscheibe zu vergrößern. Beispielsweise kann die Frontscheibe des Fahrzeugs selbst geringfügig zur Vergrößerung beitragen. Gemäß einer Ausführungsform sind die Spiegel der Abbildungsoptik so designt, dass sie die Verzerrung durch die Frontscheibe kompensieren und die astigmatische Vergrößerung der Frontscheibe mit einbinden, sodass insgesamt die gewünschte Vergrößerung möglichst ohne Verzerrungen entsteht. Zusätzlich oder alternativ kann auf die Möglichkeit von Combiner-HUDs zurückgegriffen werden, bei denen statt der Frontscheibe eine Combinerscheibe, in Form einer separaten, vor der Frontscheibe aufgestellte Scheibe, zur Einspiegelung des Bildes genutzt wird.According to an embodiment, the imaging optics are configured to enlarge the first field and the second field after being directed by the plurality of cylindrical lenses in cooperation with a windshield of the vehicle or a combiner disc. For example, the windscreen of the vehicle itself may contribute slightly to the increase. According to one embodiment, the mirrors of the imaging optics are designed so that they compensate for the distortion caused by the windshield and incorporate the astigmatic magnification of the windshield so that overall the desired magnification is created without distortion as far as possible. Additionally or alternatively, recourse can be made to the possibility of combiner HUDs, in which instead of the windscreen, a combiner disk, in the form of a separate windscreen placed in front of the windscreen, is used to image the image.

Die Bildgebereinheit kann zum Abstrahlen des ersten Teilbilds im Bereich zumindest einer Linse der Mehrzahl von Linsen zumindest ein erstes Pixel aufweisen, das dem ersten Augenpositionsbereich zugeordnet oder zuordenbar ist und/oder zum Abstrahlen des zweiten Teilbilds im Bereich der zumindest einen Linse der Mehrzahl von Linsen zumindest ein zweites Pixel aufweisen, das dem zweiten Augenpositionsbereich zugeordnet oder zuordenbar ist. For emitting the first partial image in the region of at least one lens of the plurality of lenses, the image generator unit can have at least one first pixel which is assigned or assignable to the first eye-position region and / or for emitting the second partial image in the region of the at least one lens of the plurality of lenses a second pixel associated with or assignable to the second eye position area.

Um ein Nachführen der Augenpositionsbereiche zu ermöglichen, wenn sich die Augen der Person beispielsweise aus den Augenpositionsbereichen herausbewegen, ist es von Vorteil, wenn das Blickfeldanzeigegerät eine elektronische Nachführungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, um das erste Teilbild auf einen einer aktuellen ersten Augenposition der Person zugeordneten Pixelbereich der Bildgebereinheit aufzuschalten und/oder das zweite Teilbild auf einen der aktuellen zweiten Augenposition der Person zugeordneten Pixelbereich der Bildgebereinheit aufzuschalten. Hierzu können die aktuellen Augenpositionen der Person beispielsweise mittels einer Kameraeinrichtung überwacht werden.In order to enable the eye position areas to be tracked, for example when the person's eyes move out of the eye position areas, it is advantageous if the field of view display device has an electronic tracking device which is designed to move the first partial picture to one of the person's current first eye position associated pixel area of the image generator unit aufzuschalten and / or aufzuschalten the second partial image to one of the current second eye position of the person associated pixel area of the image generator unit. For this purpose, the current eye positions of the person can be monitored, for example, by means of a camera device.

Eine Abstrahlrichtung des ersten Pixels und/oder des zweiten Pixels kann beispielsweise um +/- 5° veränderbar sein, um das Nachführen der Augenpositionsbereiche zu ermöglichen.An emission direction of the first pixel and / or of the second pixel may be variable by +/- 5 °, for example, in order to enable tracking of the eye position regions.

Um auch stereoblinden Personen ein Bild bereitstellen zu können, kann die Bildgebereinheit dazu ausgebildet sein, um ein Umschalten zwischen einer Ausstrahlung der stereoskopischen Teilbilder zu einer Ausstrahlung von zwei identischen Teilbildern zu ermöglichen.In order to be able to provide an image to stereo-blind persons, the imaging unit can be designed to enable a switchover between an emission of the stereoscopic partial images and an emission of two identical partial images.

Die Abbildungsoptik kann zumindest einen Spiegel und/oder eine weitere Linse und/oder ein Hologramm aufweisen. Somit kann auf bekannte Elemente zurückgegriffen werden.The imaging optics can have at least one mirror and / or a further lens and / or a hologram. Thus, known elements can be used.

Um auch ein mechanisches Nachführen der Augenpositionsbereiche zu ermöglichen, kann die Abbildungsoptik beweglich gelagert sein. Beispielsweise kann die Abbildungsoptik oder auch nur einzelne Elemente der Abbildungsoptik drehbar und/oder linear beweglich gelagert sein.In order to enable a mechanical tracking of the eye position areas, the imaging optics may be movably mounted. For example, the imaging optics or only individual elements of the imaging optics can be rotatably mounted and / or linearly movable.

Die zylinderförmigen Linsen können schräg verlaufend angeordnet sein, um störende Streueffekte zu vermeiden, die dadurch entstehen können, dass die zylinderförmigen Linsen nicht ideal aneinandergrenzen. Die zylinderförmigen Linsen können hierbei beispielsweise an der Bildgebereinheit schräg verlaufend angeordnet sein, beispielsweise schräg bezogen auf Seitenkanten der Bildgebereinheit.The cylindrical lenses can be arranged obliquely in order to avoid disturbing scattering effects, which can arise because the cylindrical lenses do not adjoin one another ideally. The cylindrical lenses may in this case be arranged, for example, at an angle on the imaging unit, for example obliquely relative to side edges of the imaging unit.

Die Bildgebereinheit kann ein Heizelement, beispielsweise ein aktives Heizelement wie einen Infrarotstrahler und/oder ein passives Heizelement wie eine Indium-Zinn-Oxid-Schicht und/oder Saphir-Scheibe aufweisen, um die Bildgebereinheit zu beheizen oder beheizbar zu machen. Wenn die Bildgebereinheit beispielsweise eine LCD-Zelle aufweist, kann ein solches Heizelement verhindern, dass bei geringen Temperaturen die Flüssigkristalle der LCD-Zelle träge werden. Insbesondere bei Verwendung von stark vergrößernden Abbildungsoptiken kann eingestrahltes Sonnenlicht fokussiert werden und die LCD-Zelle lokal aufheizen. Umgekehrt kann eine solche thermisch aktiv regulierbare Schicht genutzt werden, um die LCD-Zelle zu kühlen, sollte diese beispielsweise zu hohe Temperaturen erreichen. Somit kann die Bildgebereinheit ein Kühlelement aufweisen, das dazu ausgebildet ist, um die Bildgebereinheit zu kühlen oder kühlbar zu machen.The imager unit may comprise a heating element, for example an active heating element such as an infrared radiator and / or a passive heating element such as an indium-tin-oxide layer and / or sapphire disc, to heat or heat the imager unit. For example, if the image-forming unit has an LCD cell, such a heating element can prevent the liquid crystal of the LCD cell from becoming sluggish at low temperatures. In particular, when using magnifying imaging optics irradiated sunlight can be focused and locally heat the LCD cell. Conversely, such a thermally active layer can be used to cool the LCD cell, for example, if it reaches too high temperatures. Thus, the imager unit may include a cooling element configured to cool or cool the imager unit.

Das Blickfeldanzeigegerät kann auch eine angepasste Hinterleuchtungseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, um die Bildgebereinheit zu hinterleuchten. Die Hinterleuchtungseinrichtung kann eine LED mit einer zusätzlichen Linse und/oder einen oder mehrere Laser aufweisen.The field of view display device may also have an adapted backlighting device which is designed to backlight the imaging device. The backlighting device may comprise an LED with an additional lens and / or one or more lasers.

Die Bildgebereinheit kann zumindest eine LCD-Zelle und/oder einen Projektor aufweisen.The imager unit may have at least one LCD cell and / or a projector.

Das Blickfeldanzeigegerät kann auch einen Umlenkungsspiegel aufweisen, der zwischen der als ein Projektor ausgeformten Bildgebereinheit und einer zwischen dem Projektor und den zylinderförmigen Linsen angeordneten Projektionsfläche angeordnet sein kann. Der Umlenkungsspiegel kann hierbei angeordnet sein, um einen Bildteil des Projektorbilds auf eine Detektorfläche abzulenken, um so eventuelle Abweichungen der Position des vom Projektor projizierten Bildes auf der Projektionsfläche erkennen und ausgleichen zu können.The field of view display device may also comprise a deflection mirror which may be arranged between the image generator unit formed as a projector and a projection surface arranged between the projector and the cylindrical lenses. In this case, the deflection mirror can be arranged in order to deflect an image part of the projector image onto a detector surface so as to be able to detect and compensate for any deviations in the position of the image projected by the projector on the projection surface.

Ein Fahrzeug mit einer Windschutzscheibe weist eines der vorgestellten Blickfeldanzeigegeräte auf. Das Fahrzeug kann ferner eine Combinerscheibe aufweisen.A vehicle with a windshield has one of the presented visual field display devices. The vehicle may further comprise a combiner disc.

Ein Verfahren zum Erzeugen eines autostereoskopischen Bilds umfasst die folgenden Schritte:

Abstrahlen eines stereoskopischen ersten Teilbilds durch eine Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen, um das erste Teilbild in eine erste Richtung zu lenken, die einem ersten Augenpositionsbereich eines Fahrers des Fahrzeugs zugeordnet ist und eines zweiten stereoskopischen Teilbilds durch die Mehrzahl der zylinderförmigen Linsen, um das zweite Teilbild in eine zweite Richtung zu lenken, das einem zweiten Augenpositionsbereich des Fahrers zugeordnet ist; und
Vergrößern des ersten Teilbilds und des zweiten Teilbilds nach dem Lenken durch die Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen, beispielsweise vor einem Kontakt mit einer Fahrzeugscheibe, um das autostereoskopische Bild zu erzeugen. Die Fahrzeugscheibe kann dabei durch die Frontscheibe des Fahrzeugs oder durch eine zusätzliche, dem Anzeigesystem zugehörige Combinerscheibe realisiert sein.

A method for generating an autostereoscopic image includes the following steps:

Radiating a stereoscopic first field through a plurality of cylindrical lenses to direct the first field in a first direction associated with a first eye position range of a driver of the vehicle and a second stereoscopic field through the plurality of cylindrical lenses around the second field in FIG to direct a second direction associated with a second eye position area of the driver; and
Magnifying the first field and the second field after steering through the plurality of cylindrical lenses, for example, prior to contact with a vehicle window, to produce the autostereoscopic image. The vehicle window can be realized by the front window of the vehicle or by an additional, the display system associated Combinerscheibe.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 ein Fahrzeug mit einem autostereoskopischen Blickfeldanzeigegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 bis 9 ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines autostereoskopischen Bilds gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Embodiments of the approach presented here are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:

1 a vehicle with an autostereoscopic visual field display device according to an embodiment;
2 to 9 an autostereoscopic field of view display device according to an embodiment; and
10 a flowchart of a method for generating an autostereoscopic image according to an embodiment.

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

1 zeigt ein Fahrzeug mit 100 einem autostereoskopischen Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows a vehicle with 100 an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment.

Das autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 ist in dem Fahrzeug 100 angeordnet, das eine Windschutzscheibe 107 aufweist. Das autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 weist eine Bildgebereinheit 110 mit einer Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen 115 und eine Abbildungsoptik 120 auf. Die zylinderförmigen Linsen 115 sind jeweils dazu ausgeformt, um ein von der Bildgebereinheit 110 abgestrahltes stereoskopisches erstes Teilbild 125 in eine erste Richtung zu lenken, die einem ersten Augenpositionsbereich 130 eines Fahrers des Fahrzeugs 100 zugeordnet ist und ein von der Bildgebereinheit 110 abgestrahltes stereoskopisches zweites Teilbild 125 in eine zweite Richtung zu lenken, die einem zweiten Augenpositionsbereich 140 zugeordnet ist. Die Abbildungsoptik 120 ist dazu ausgebildet, um das erste Teilbild 125 und das zweite Teilbild 135 nach dem Lenken durch die Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen 115 vor einem Kontakt mit der Windschutzscheibe 107 zu vergrößern. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Windschutzscheibe 107 um eine Fahrzeugscheibe des Fahrzeugs 100.The autostereoscopic visual field display device 105 is in the vehicle 100 Arranged a windshield 107 having. The autostereoscopic visual field display device 105 has an imager unit 110 with a plurality of cylindrical lenses 115 and an imaging optics 120 on. The cylindrical lenses 115 each are shaped to be one from the imager unit 110 radiated stereoscopic first partial image 125 to direct in a first direction, the first eye position area 130 a driver of the vehicle 100 is assigned and one from the imager unit 110 radiated stereoscopic second partial image 125 to direct in a second direction, the second eye position area 140 assigned. The imaging optics 120 is designed to be the first frame 125 and the second field 135 after steering through the plurality of cylindrical lenses 115 before contact with the windshield 107 to enlarge. In an alternative embodiment, the windshield is 107 around a vehicle window of the vehicle 100 ,

Der erste Augenpositionsbereich 130 und/oder der zweite Augenpositionsbereich 140 können jeweils auch als „Eyebox“ bezeichnet werden.The first eye position area 130 and / or the second eye position area 140 can each be referred to as "Eyebox".

Ein mittels des autostereoskopischen Blickfeldanzeigegeräts 105 dargestelltes virtuelles Bild 145 ist eine vergrößerte Abbildung des von der Bildgebereinheit 110 erzeugten Displays. Daher ist es vorteilhaft, dass die Abbildungsoptik 120, die auch als „HUD-Optik“ bezeichnet werden kann, eine bestimmte Vergrößerung besitzt. Eine notwendige Vergrößerung nimmt mit einem Abstand der virtuellen Leinwand, auf der das virtuelle Bild 145 abgebildet zu werden scheint, zu, da die von der Bildgebereinheit 110 erzeugten Teilbilder 125, 135 stärker vergrößert werden müssen, um in größerem Abstand das gewünschte Sichtfeld des Fahrers einzunehmen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegt die virtuelle Leinwand lediglich beispielhaft in einem Abstand von etwa 5 Metern.One using the autostereoscopic field of view display 105 illustrated virtual image 145 is an enlarged picture of that of the imager unit 110 generated displays. Therefore, it is advantageous that the imaging optics 120 , which may also be referred to as a "HUD optic", has a certain magnification. A necessary enlargement increases with a distance of the virtual screen on which the virtual image 145 It seems to be imaged by the imager unit 110 generated fields 125 . 135 must be increased to take the desired field of view of the driver at a greater distance. According to this embodiment, the virtual screen is merely an example at a distance of about 5 meters.

Das hier vorgestellte autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 arbeitet mit separaten Teilbildern 125, 135 für ein linkes und ein rechtes Auge des Fahrers. Durch diese Teilbilder 125, 135 wird ein 3D-Effekt erzeugt, der dem aus dem Kino bekannten 3D-Effekt ähnelt. Die Bildgebereinheit 110 erzeugt dazu bereits die beiden Teilbilder 125, 135, die jeweils durch die zylinderförmigen Linsen 115 in unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden. Über die Abbildungsoptik 120 wird das Licht der Teilbilder 125, 130 dann dem jeweiligen Auge in einer kleineren Eyebox zur Verfügung gestellt.The autostereoscopic field of view display presented here 105 works with separate partial images 125 . 135 for a left and a right eye of the driver. Through these partial images 125 . 135 creates a 3D effect similar to the 3D effect known from the cinema. The imager unit 110 already creates the two partial images 125 . 135 , respectively through the cylindrical lenses 115 be diverted in different directions. About the imaging optics 120 becomes the light of the partial images 125 . 130 then provided to the respective eye in a smaller eyebox.

Die beiden Teilbilder 125, 135 für linkes und rechtes Auge werden am Display der Bildgebereinheit 110 in unterschiedliche Richtungen abgestrahlt, um über die Abbildungsoptik 120 dem jeweiligen Auge zugeführt zu werden.The two partial images 125 . 135 for left and right eye are on the display of the imager unit 110 radiated in different directions to cross the imaging optics 120 to be supplied to the respective eye.

Somit zeigt 1 eine Darstellung einer Funktionsweise des hier vorgestellten autostereoskopischen Blickfeldanzeigegeräts 105. Um Bildinformationen zu trennen, ist das verwendete Display der Bildgebereinheit 110 in verschiedene Bereiche für die beiden Augen aufgeteilt. Jedes Auge sieht dann nur auf bestimmte Teile des Displays, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel streifenförmig auf der Displayfläche verteilt sind. Eine solche Aufteilung ist durch ein Array von auf einem LCD-Modul angebrachten zylinderförmigen Linsen 115 realisiert. Das jeweilige Auge sieht dabei über die zylinderförmigen Linsen 115 nur bestimmte, streifenförmige Bereiche des Displays. Durch diese räumliche Trennung können auf dem Display für die beiden Augen unterschiedliche Teilbilder 125, 135 dargestellt werden.Thus shows 1 a representation of an operation of the presented here autostereoscopic field of view display device 105 , To separate image information, the display used is the imager unit 110 divided into different areas for the two eyes. Each eye then only looks at certain parts of the display, which are distributed strip-shaped on the display surface according to this embodiment. Such a division is through an array of cylindrical lenses mounted on an LCD module 115 realized. The respective eye looks over the cylindrical lenses 115 only certain, strip-shaped areas of the display. Through this spatial separation can on the display for the two eyes different fields 125 . 135 being represented.

Anders als bei autostereoskopischen HUD-Systemen auf Basis eines direkt über die Frontscheibe eingespiegelten, autostereoskopischen Displays, realisiert das hier vorgestellte autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 dank der Abbildungsoptik 120 eine Vergrößerung der Teilbilder 125, 135 vor einem Kontaktieren der Windschutzscheibe 107 des Fahrzeugs. So kann die virtuelle Leinwand in einem Abstand von 5 Metern angeordnet sein. Der Fokus des Betrachterauges liegt dann ebenfalls bei 5 Metern. In größeren Distanzen von etwa ab 3 m ändert sich die Fokussierung des Auges nur noch geringfügig. Dadurch wird der Konflikt zwischen Akkommodation des Auges und durch den 3D Effekt wahrgenommener Distanz wesentlich verringert. Das stereoskopische Sehen wird dadurch im Vergleich zu in kurzer Distanz eingespiegelten Anzeigen wesentlich angenehmer und es kann ein größerer Tiefenbereich für den 3D Effekt genutzt werden, ohne Unwohlsein zu verursachen. Der Vorteil liegt somit im größeren, angenehm nutzbaren Tiefenbereich. Bei Betrachtung der Fahrszene wird das überlagerte virtuelle Bild durch den größeren Abstand außerdem weniger unscharf.Unlike autostereoscopic HUD systems based on an autostereoscopic display mirrored directly over the windscreen, implements the autostereoscopic visual field display device presented here 105 thanks to the imaging optics 120 an enlargement of the partial images 125 . 135 before contacting the windshield 107 of the vehicle. Thus, the virtual screen can be arranged at a distance of 5 meters. The focus of the viewer's eye is then also at 5 meters. At greater distances of about 3 m, the focus of the eye changes only slightly. This significantly reduces the conflict between the accommodation of the eye and the 3D effect of perceived distance. The stereoscopic vision is thus much more pleasant compared to at short distance mirrors displayed and it can be a greater depth range for the 3D effect used without causing discomfort. The advantage is thus in the larger, pleasant usable depth range. When looking at the driving scene, the superimposed virtual image is also less blurred by the larger distance.

Wenn keine vergrößernde Abbildungsoptik 120 verwendet würde, spiegelt sich das Display in geringem Abstand vor der Windschutzscheibe 107 oder Frontscheibe ein. Es lassen sich damit lediglich virtuelle Leinwanddistanzen im Bereich von Im erreichen. Durch eine Scheibenkrümmung der Windschutzscheibe 107 erfolgt nur eine sehr geringe Vergrößerung der Displayfläche bei der Abbildung auf die virtuelle Leinwand. Die Größe der virtuellen Leinwand entspricht in etwa der Displayfläche. Die Abstrahlung des Displays zum Erzeugen von getrennten Eyeboxen ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel an die Frontscheibenform des Fahrzeugs 100 angepasst. Eine wesentliche Herausforderung bei der Umsetzung eines solchen Konzepts ist die Vermeidung eines an der Frontscheibe entstehenden Doppelbildes. Durch die große Leinwanddistanz kann das Doppelbild vorteilhafterweise durch das Einbringen einer keilförmigen Folie in die Windschutzscheibe 107 mit dem Nutzbild überlagert werden. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Windschutzscheibe 107 eine solche Keilfolie auf. Dies wäre bei einer kurzen Leinwanddistanz nicht möglich.If no magnifying imaging optics 120 would be used, the display is reflected a short distance in front of the windshield 107 or windscreen. It can thus only achieve virtual screen distances in the range of Im. Through a disc curvature of the windshield 107 there is only a very small increase in the display area when imaging onto the virtual screen. The size of the virtual screen is approximately the same as the display area. The radiation of the display for generating separate Eyeboxen is according to this embodiment of the windshield shape of the vehicle 100 customized. An essential challenge in the implementation of such a concept is the avoidance of a double image arising on the windshield. Due to the large screen distance, the double image can advantageously by introducing a wedge-shaped film in the windshield 107 be superimposed with the Nutzbild. According to an alternative embodiment, the windscreen 107 such a wedge foil on. This would not be possible with a short screen distance.

Zudem werden auch blendende Sonnenreflexionen an der Oberfläche des eingespiegelten Displays vermieden. In 7 ist außerdem eine Realisierung einer Hinterleuchtung für die große Displayfläche, welche das Licht des LC-Displays gezielt in den vom Fahrer genutzten Bereich leitet und dort ein gleichmäßig helles Bild anbietet, dargestellt.In addition, dazzling sun reflections on the surface of the mirrored display are avoided. In 7 is also a realization of a backlighting for the large display surface, which directs the light of the LC display targeted in the area used by the driver and there offers a uniformly bright picture presented.

Bei anderen HUD-Systemen, bei denen ein Prismenglas direkt nach dem Bildgeber eines Projektors platziert ist, wobei eine kammförmige Struktur des Prismenglases das zur Verfügung stehende Licht in unterschiedliche Abstrahlrichtungen aufteilt, strahlen bestimmte Pixelbereiche des Displays dann nur noch hin zu einem Auge. Eine solche Anordnung befindet sich zudem in einem gemeinsamen Komponententräger. Anders als im hier vorgeschlagenen System werden Prismenstrukturen verwendet. Weiterhin befindet sich die Prismenstruktur direkt vor dem Bildgeber des Projektors. Es findet keine Abbildung auf eine Projektionsebene als Zwischenbild statt, das über eine nachfolgende Optik vergrößert wird. Es besteht bei diesem System zudem keine Möglichkeit, die stereoskopischen, getrennten Strahlengänge mit einer Bewegung des Beobachters nachzuführen. Eine solche Möglichkeit des Nachführens wird in diesem Ansatz in 3 beschrieben.In other HUD systems in which a prismatic glass is placed directly after the imager of a projector, wherein a comb-shaped structure of the prismatic glass divides the available light in different directions of radiation, certain pixel areas of the display then radiate only to one eye. Such an arrangement is also located in a common component carrier. Unlike the system proposed here, prism structures are used. Furthermore, the prism structure is located directly in front of the imager of the projector. There is no mapping to a projection plane as an intermediate image, which is enlarged by a subsequent optics. There is also no possibility in this system to track the stereoscopic, separate beam paths with a movement of the observer. Such a possibility of tracking is used in this approach 3 described.

2 zeigt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 1 beschriebene autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 handeln, bei dem lediglich aus Gründen der Vereinfachung die Abbildungsoptik 120 nicht dargestellt ist. 2 zeigt verdeutlichend wie die Teilbilder 125, 135 mittels der zylinderförmigen Linsen 115, die als Lentikularlinsen ausgeformt sind, gelenkt werden. 2 shows an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment. This may be based on 1 described autostereoscopic field of view display device 105 act, for the sake of simplicity only the imaging optics 120 not shown. 2 shows clarifying how the partial images 125 . 135 by means of the cylindrical lenses 115 , which are shaped as lenticular lenses, be steered.

Die Bildgebereinheit 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine LCD-Zelle 200 ausgeformt.The imager unit 110 is according to this embodiment as an LCD cell 200 formed.

Anders ausgedrückt zeigt 2 eine schematische Darstellung eines Funktionsprinzips eines autostereoskopischen Displays. Dabei befindet sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Lentikularlinsenarray vor einem flachen LCD-Bildschirm in Form der LCD-Zelle 200. Durch die Lentikularlinsen sieht das jeweilige Auge nur noch auf bestimmte Bereiche des Displays, die dann das jeweilige Teilbild 125, 135 darstellen. Die Lentikularlinsen sind als Zylinderlinsen gemäß diesem Ausführungsbeispiel über die gesamte Displayfläche der LCD-Zelle 200 gelegt, wodurch sich streifenförmige Bereiche für das jeweilige Teilbild 125, 135 ergeben.In other words, shows 2 a schematic representation of a principle of operation of an autostereoscopic display. In this case, according to this embodiment, a lenticular lens array is located in front of a flat LCD screen in the form of the LCD cell 200 , Due to the lenticular lenses, the respective eye sees only certain areas of the display, which then display the respective partial image 125 . 135 represent. The lenticular lenses are cylindrical lenses according to this embodiment over the entire display surface of the LCD cell 200 placed, resulting in strip-shaped areas for each field 125 . 135 result.

3 zeigt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 2 beschriebene autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 handeln, bei dem im Unterschied zu 2 nun auch die Abbildungsoptik 120 wieder dargestellt ist. 3 shows an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment. This may be based on 2 described autostereoscopic field of view display device 105 act in which, unlike 2 now the imaging optics 120 is shown again.

Die Abbildungsoptik 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine weitere Linse ausgeformt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Abbildungsoptik 120 zusätzlich oder alternativ zumindest ein Hologramm auf.The imaging optics 120 is formed according to this embodiment as a further lens. According to an alternative embodiment, the imaging optics 120 additionally or alternatively at least one hologram.

Die LCD-Zelle 200 weist zum Abstrahlen des ersten Teilbilds im Bereich zumindest einer der Mehrzahl von Lentikularlinsen 300 zumindest ein erstes Pixel 305 auf, das dem ersten Augenpositionsbereich 130 zugeordnet oder zuordenbar ist und/oder zum Abstrahlen des zweiten Teilbilds im Bereich der zumindest einen der Mehrzahl von Lentikularlinsen 300 zumindest ein zweites Pixel 310 auf, das dem zweiten Augenpositionsbereich 140 zugeordnet oder zuordenbar ist.The LCD cell 200 has for radiating the first partial image in the region of at least one of the plurality of lenticular lenses 300 at least a first pixel 305 on, the first eye position area 130 is assigned or assignable and / or for emitting the second partial image in the region of the at least one of the plurality of lenticular lenses 300 at least a second pixel 310 on, the second eye position area 140 is assigned or assignable.

Die Bildgebereinheit ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um ein Umschalten zwischen einer Ausstrahlung der stereoskopischen Teilbilder zu einer Ausstrahlung von zwei identischen Teilbildern zu ermöglichen.The imager unit according to this exemplary embodiment is designed to enable a switchover between an emission of the stereoscopic partial images and an emission of two identical partial images.

Der erste Augenpositionsbereich 130 bildet zusammen mit dem zweiten Augenpositionsbereich 140 und einem dazwischen angeordneten weiteren Bereich eine sogenannte Gesamteyebox 315.The first eye position area 130 forms together with the second eye position area 140 and a further area arranged therebetween, a so-called Gesamteyebox 315 ,

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind in 3 die Lentikularlinsen 300 dargestellt, deren Pitch mindestens Faktor 4 größer ist als der horizontale Pitch der Subpixel des Displays.According to this embodiment are in 3 the lenticular lenses 300 represented, whose pitch is at least factor 4 is greater than the horizontal pitch of the subpixels of the display.

Im Folgenden werden Details des autostereoskopischen Blickfeldanzeigegeräts 105 noch einmal mit anderen Worten genauer beschrieben:

So ist in 3 ein Funktionsprinzip eines vergrößert abgebildeten LC-Displays in Form der LCD-Zelle 200 mit Lentikularlinsen 300 zur Erzeugung von getrennten Eyeboxen in Form der Augenpositionsbereiche 130, 140 ersichtlich. Über die Abbildungsoptik 120 und die Lentikularlinsenstruktur sind aus den jeweiligen Augenpositionsbereichen 130, 140 heraus bestimmte Pixelbereiche 305, 310 sichtbar, auf die das dem entsprechenden Auge zugeordnete Teilbild aufgeschaltet wird.

The following are details of the autostereoscopic field of view display 105 described in more detail in other words:

So is in 3 a functional principle of a magnified imaged LC display in the form of the LCD cell 200 with lenticular lenses 300 for generating separate eyeboxes in the form of the eye position areas 130 . 140 seen. About the imaging optics 120 and the lenticular lens structure are from the respective eye position areas 130 . 140 out certain pixel areas 305 . 310 visible, to which the part of the image associated with the corresponding eye is switched.

Eine Aufgabe des hier vorgestellten Ansatzes liegt in einer Realisierung eines autostereoskopischen Head-up Displays, bei dem die beiden Teilbilder mit einem einzelnen, mit Lentikularlinsen 300 versehenen LCD, realisiert werden können und eine virtuelle Leinwanddistanz von mehreren Metern erreicht werden kann. Dazu wird ein mit Lentikularlinsen 300 versehenes LCD-Panel in Form der LCD-Zelle 200 über eine vergrößernde HUD-Optik in Form der Abbildungsoptik 120 auf die virtuelle Leinwandebene abgebildet.One object of the approach presented here is an implementation of an autostereoscopic head-up display, in which the two partial images with a single, with lenticular lenses 300 provided LCD can be realized and a virtual screen distance of several meters can be achieved. This is one with lenticular lenses 300 provided LCD panel in the form of the LCD cell 200 about a magnifying HUD optic in the form of imaging optics 120 mapped to the virtual canvas plane.

Eine Nachführung von Kopfbewegungen des Fahrers oder Nutzers erfolgt teilweise oder rein elektronisch durch eine Aufschaltung des jeweiligen Teilbildes auf den Augenpositionen zugeordneten Pixeln 305, 310. Hierzu weist das Blickfeldanzeigegerät 105 eine elektronische Nachführungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, um das erste Teilbild auf einen einer aktuellen ersten Augenposition zugeordneten Pixelbereich der Bildgebereinheit aufzuschalten und/oder das zweite Teilbild auf einen der aktuellen zweiten Augenposition zugeordneten Pixelbereich der Bildgebereinheit aufzuschalten.A tracking of head movements of the driver or user takes place partially or purely electronically by connecting the respective sub-picture on the eye positions associated pixels 305 . 310 , For this purpose, the field of view display device 105 an electronic tracking device, which is designed to switch on the first partial image to one of a current first eye position associated pixel area of the imaging unit and / or aufzuschalten the second partial image to one of the current second eye position associated pixel area of the imaging unit.

Im Vergleich zu Systemen, bei denen die Nachführung mechanisch über bewegliche Teile erfolgt, wird die Latenzzeit der Nachführung wesentlich reduziert. Durch die Abbildung des Lentikularlinsendisplays über die Abbildungsoptik 120 wird eine gegenüber einer direkten Einspiegelung vergrößerte virtuelle Leinwanddistanz erreicht. Das Auge fokussiert beim Betrachten der virtuellen Anzeige dadurch in einen größeren Abstand, was das Umfokussieren zwischen der Fahrszene und dem dargestellten Bild erleichtert. Bei der Zuordnung der Pixel 305, 310 zu den Augenpositionen ist ein Strahlengang über die Abbildungsoptik 120 und die Windschutzscheibe berücksichtigt, sodass die beiden Teilbilder am Ort des Fahrerauges jeweils in einer eigenen, schmalen Eyebox bereitgestellt werden können.In comparison to systems in which the tracking takes place mechanically via moving parts, the latency of the tracking is significantly reduced. By imaging the lenticular lens display over the imaging optics 120 a virtual screen distance is increased compared to direct reflection. As a result, the eye focuses on viewing the virtual display at a greater distance, which facilitates the refocusing between the driving scene and the displayed image. When assigning the pixels 305 . 310 to the eye positions is a beam over the imaging optics 120 and the windshield taken into account, so that the two partial images can be provided at the location of the driver's eye in each case in a separate, narrow Eyebox.

Ein Kern des hier vorgestellten Ansatzes ist demnach die Verwendung eines über eine HUD-Optik vergrößert abgebildeten LC-Displays, welches mit Lentikularlinsen 300 versehen ist, wodurch die Pixel 305, 310 des Displays jeweils nur noch aus bestimmten Augenpositionen heraus sichtbar sind. Den aus der jeweiligen Augenposition heraus sichtbaren Pixeln 305, 310 wird ein dem jeweiligen Auge zugeordnetes stereoskopisches Teilbild aufgeschaltet. Dadurch werden den beiden Augen unabhängige stereoskopische Teilbilder dargeboten. Das System bietet damit die Möglichkeit der stereoskopischen Verschiebung von Bildinhalten mittels des von Filmvorführungen bekannten 3D-Effekts. Durch die stereoskopische Verschiebung der Teilbilder können Bildinhalte dynamisch in der Raumtiefe angepasst werden. Es können dadurch beispielsweise mehrere Tiefenebenen genutzt, oder virtuelle Bildinhalte mit realen Objekten nachgeführt werden. Die Nachführung der Kopfbewegungen des Nutzers erfolgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel rein elektronisch durch das Aufschalten der stereoskopischen Teilbilder auf die den momentanen Augenpositionen zugeordneten Pixel. Die Abstrahlrichtungen der einzelnen Pixel 305, 310 sind dabei über die Displayfläche variabel und an die nachfolgende, vergrößernde Optik angepasst, um Eyeboxen am Ort des Beobachters zu generieren. Ein Prinzip der variablen Abstrahlrichtungen der Pixel 305, 310 ist in 5 gezeigt. Dies führt unter anderem zu folgenden Vorteilen, die nun noch einmal zusammengefasst werden:A core of the approach presented here is therefore the use of an HUD optic magnified imaged LC display, which with lenticular lenses 300 is provided, causing the pixels 305 . 310 of the display are only visible from certain eye positions. The pixels visible from the respective eye position 305 . 310 a stereoscopic partial image assigned to the respective eye is switched on. As a result, the two eyes are presented with independent stereoscopic partial images. The system thus offers the possibility of stereoscopic shifting of image content by means of the 3D effect known from film screenings. Due to the stereoscopic shift of the partial images, image contents can be adjusted dynamically in the spatial depth. For example, multiple depth levels can be used, or virtual image content can be tracked with real objects. The tracking of the head movements of the user takes place according to this embodiment purely electronically by the switching of the stereoscopic partial images on the current eye positions associated pixels. The radiation directions of the individual pixels 305 . 310 are variable across the display surface and adapted to the subsequent, magnifying optics to generate eyeboxes at the site of the observer. A principle of the variable radiation directions of the pixels 305 . 310 is in 5 shown. Among other things, this leads to the following advantages, which are now summarized again:

Durch die Abbildung des mit Lentikularlinsen 300 versehenen Displays über die vergrößernde Abbildungsoptik 120 wird eine virtuelle Leinwanddistanz im Bereich mehrerer Meter oder mehr erreicht. Das Auge fokussiert dadurch beim Betrachten der Anzeige in einen größeren Abstand, was den Wechsel zwischen dem Betrachten der Fahrszene und dem Betrachten der virtuellen Anzeige erleichtert. Beim Betrachten der realen Fahrszene erscheint das virtuelle Bild schärfer als bei Systemen mit kurzer Leinwanddistanz. Insbesondere wird durch die erhöhte Leinwanddistanz die Wahrnehmung des stereoskopischen Effekts erleichtert, da der von stereoskopischen Systemen bekannten Konflikt zwischen Akkommodation und Konvergenz entschärft wird. Dadurch ist ein größerer Tiefenbereich bei der Darstellung der 3D Inhalte nutzbar, ohne Unwohlsein zu erzeugen. Weiterhin erlaubt die stereoskopische Bilderzeugung ein Umschalten auf einen 2D-Betrieb, indem beiden Augen identische Teilbilder dargeboten werden. Das Blickfeldanzeigegerät 105 kann damit auch von stereoblinden Menschen genutzt werden. Der Bildinhalt kann weiterhin perspektivisch an die Augenpositionen des Nutzers angepasst werden. Durch die vergrößerte virtuelle Leinwanddistanz kann gegenüber einem direkt abbildenden System eine Doppelbildüberlagerung mittels einer Keilfolie vorgenommen werden.By the picture of the with lenticular lenses 300 provided displays on the magnifying imaging optics 120 a virtual screen distance in the range of several meters or more is achieved. The eye thereby focuses on viewing the display at a greater distance, which makes the change between viewing the driving scene and the Viewing the virtual ad is made easier. Looking at the real driving scene, the virtual image appears sharper than with short screen systems. In particular, the increased screen distance facilitates the perception of the stereoscopic effect, since the conflict between accommodation and convergence known from stereoscopic systems is defused. As a result, a larger depth range can be used in the presentation of the 3D content without creating discomfort. Furthermore, the stereoscopic image generation allows switching to a 2D operation by presenting identical partial images to both eyes. The field of view display device 105 can thus be used by stereoblinden people. The image content can continue to be adapted in perspective to the user's eye positions. Due to the enlarged virtual screen distance, a double image overlay can be performed by means of a wedge foil compared to a direct imaging system.

Durch die Vergrößerung der HUD-Optik ist es ermöglicht, Leinwanddistanzen von einigen Metern zu realisieren, die im Bereich der Entfernung realer Objekte liegen. Dadurch kann das Auge sowohl die virtuelle Anzeige als auch die in größerer Entfernung befindlichen realen Objekte gleichzeitig fokussieren. Dadurch werden neue Use Cases eröffnet. Es können beispielsweise Objekte oder Personen besonders effektiv markiert werden.By enlarging the HUD optics, it is possible to realize screen distances of a few meters, which lie in the range of the distance of real objects. This allows the eye to simultaneously focus both the virtual display and the more distant real objects. This opens up new use cases. For example, objects or people can be marked particularly effectively.

Durch die rein elektronische Nachführung durch eine der momentanen Augenposition angepassten Pixelzuordnung der beiden stereoskopischen Teilbilder entfällt jegliche mechanische Latenzzeit. Dadurch wird vermieden, dass die Augen bei Kopfbewegungen den Bereich ihres Teilbildes verlassen, was beispielsweise zu einem Verlust des Bildes, einem Verlust des 3D-Eindrucks und einem Übersprechen des Teilbildes zum falschen Auge führen kann.Due to the purely electronic tracking through a pixel assignment of the two stereoscopic partial images adapted to the current eye position, any mechanical latency time is eliminated. This avoids that the eyes leave the area of their partial image during head movements, which can lead, for example, to a loss of the image, a loss of the 3D impression and a crosstalk of the partial image to the wrong eye.

Durch die Aufteilung des Displays in dem jeweiligen Auge zugeordnete Pixelbereiche können die beiden stereoskopischen Teilbilder mit nur einer einzelnen LCD-Zelle 200 als Bildgeber realisiert werden, was zu einer Kostenersparnis gegenüber Systemen mit zwei Bildgebern führt.By dividing the display in the respective eye associated pixel areas, the two stereoscopic partial images with only a single LCD cell 200 be realized as imagers, resulting in a cost savings compared to systems with two imagers.

Durch den stereoskopischen Effekt können dargestellte Bildinhalte in Bereiche größer der eigentlichen Leinwanddistanz verschoben werden. Dadurch können große Bilddistanzen bei geringerer Leinwanddistanz abgedeckt werden, was eine Augmented-Reality-Funktionalität bei geringerer Leinwanddistanz ermöglicht. Gegenüber anderen Augmented-Reality-Systemen kann sich bei geeigneter Auslegung dadurch ein Vorteil im benötigten Bauraum ergeben. Durch die Realisierung der Augmented-Reality-Funktionalität bei reduzierter Leinwanddistanz kann das Blickfeldanzeigegerät 105 mit einer geringeren Anzahl von Freiformflächen bei der Abbildung über die HUD-Optik realisiert werden, siehe hierzu auch die 4 und 6. Dadurch wird neben der Bauraumersparnis ebenfalls die Toleranzanfälligkeit des Blickfeldanzeigegeräts 105 im Hinblick auf Lage- und Formtoleranzen der optischen Elemente verbessert.Due to the stereoscopic effect, displayed image contents can be shifted into areas larger than the actual screen distance. As a result, large image distances can be covered with a smaller screen distance, which enables augmented reality functionality with a smaller screen distance. Compared with other augmented reality systems, this can result in an advantage in the required installation space, given a suitable design. By implementing the augmented reality functionality with reduced screen distance, the field of view display device can 105 be realized with a smaller number of free-form surfaces in the image via the HUD optics, see also the 4 and 6 , As a result, in addition to the space savings also the tolerance of the visual field display device 105 improved in terms of positional and shape tolerances of the optical elements.

Durch die Vergrößerung der HUD-Optik kann ein gegenüber der direkten Einspiegelung einer LCD-Zelle verkleinertes Display verwendet werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das LC-Display lediglich beispielhaft eine Bildschirmdiagonale im Bereich von 3,1 Zoll auf, wobei die Bildschirmdiagonale bereits auf HUD-Anwendungen optimiert wurde.By enlarging the HUD optics, a display reduced in size compared to the direct reflection of an LCD cell can be used. According to this exemplary embodiment, the LC display has, for example, a screen diagonal in the range of 3.1 inches, with the screen diagonal already being optimized for HUD applications.

Somit zeigt 3 mit anderen Worten ausgedrückt ein Prinzip eines vergrößert abgebildeten Lentikularlinsendisplays. Vor dem LC-Display werden darin Lentikularlinsen 300 platziert, durch die aus der jeweiligen Eyeboxposition heraus nur noch streifenförmige Bereiche der Displayfläche sichtbar sind. Diese streifenförmigen Bereiche verlaufen in Richtung der Lentikularlinsen 300 und sind entsprechend dem Linsenraster angeordnet.Thus shows 3 in other words, a principle of a magnified imaged lenticular lens display. In front of the LC display, they become lenticular lenses 300 placed through which only strip-shaped areas of the display surface are visible from the respective Eyeboxposition out. These strip-shaped areas extend in the direction of the lenticular lenses 300 and are arranged according to the lenticular grid.

4 zeigt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 3 beschriebene autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 handeln, mit dem Unterschied, dass die Abbildungsoptik 120 anstelle der weiteren Linse zwei vergrößernde Freiformspiegel 400 aufweist. 4 shows an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment. This may be based on 3 described autostereoscopic field of view display device 105 act, with the difference that the imaging optics 120 two magnifying free-form mirrors instead of the other lens 400 having.

Anderes ausgedrückt ist in 4 ein schematischer Aufbau eines autostereoskopischen HUD-Systems auf Basis eines vergrößert abgebildeten, zur Trennung der Displayfläche in Teilbildbereiche mit Lentikularlinsen 300 versehenes, LC-Displays dargestellt. Das Display wird durch die Abbildungsoptik 120 auf die vor dem Fahrzeug befindliche, virtuelle Leinwand als das virtuelle Bild 145 abgebildet. Die Abbildungsoptik 120 weist gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel nur einen Spiegel oder mehr als zwei Spiegel und/oder weitere optische Elemente wie z. B. eine Combinerscheibe, mehrere weitere Linsen und/oder zumindest ein Hologramm auf.Other words are expressed in 4 a schematic structure of an autostereoscopic HUD system based on a magnified imaged, for separating the display surface in partial image areas with lenticular lenses 300 provided, LC displays shown. The display is illuminated by the imaging optics 120 on the virtual screen in front of the vehicle as the virtual image 145 displayed. The imaging optics 120 has according to an alternative embodiment, only a mirror or more than two mirrors and / or other optical elements such. As a Combinerscheibe, several other lenses and / or at least one hologram.

Beispielhaft weist die Bildgebereinheit eine rechteckige Form auf und die zylinderförmigen Linsen sind bezogen auf Seitenkanten der Bildgebereinheit schräg verlaufend angeordnet.By way of example, the imaging unit has a rectangular shape and the cylindrical lenses are arranged obliquely relative to side edges of the imaging unit.

5 zeigt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 3 beschriebene autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 handeln. 5 shows an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment. This may be based on 3 described autostereoscopic field of view display device 105 act.

Abstrahlrichtungen 500 einer Mehrzahl von ersten Pixeln 305, die dem ersten Augenpositionsbereich 130 zugeordnet sind, sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel unterschiedlich eingestellt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel sind alternativ oder zusätzlich Abstrahlrichtungen einer Mehrzahl von zweiten Pixeln 310, die dem zweiten Augenpositionsbereich 140 zugeordnet sind, unterschiedlich eingestellt.emission directions 500 a plurality of first pixels 305 that the first eye position area 130 are assigned, are set differently according to this embodiment. According to an alternative embodiment, alternative or additional radiation directions of a plurality of second pixels 310 that the second eye position area 140 are assigned, set differently.

Anders ausgedrückt zeigt 5 einen Systemaufbau eines autostereoskopischen HUD-Systems auf Basis eines vergrößert abgebildeten LC-Displays mit Lentikularlinsen 300, wobei realisierte Abstrahlrichtungen 500, die auch als Abstrahlwinkel bezeichnet werden können, der sichtbaren Pixelbereiche über das LC-Display variieren und an die nachfolgende Abbildungsoptik 120 angepasst sind, um eine gemeinsame Eyebox zu erzeugen.In other words, shows 5 a system structure of an autostereoscopic HUD system based on a magnified LC display with lenticular lenses 300 , where realized radiation directions 500 , which can also be referred to as the beam angle, the visible pixel areas on the LC display vary and the subsequent imaging optics 120 adapted to create a common eyebox.

Um über die abbildenden und umlenkenden Elemente der Abbildungsoptik 120 und unter Berücksichtigung der Frontscheibenform Eyeboxen am Ort des Beobachters zu formen, sind die Abstrahlrichtungen 500 der den beiden Teilbildern zugeordneten Lichtkegel an das System angepasst. 5 veranschaulicht das Prinzip. Es ist erkennbar, dass sich die zur Eyeboxformung notwendige Abstrahlrichtung 500 der dieser Eyebox zugeordneten Displaybereiche über die verschiedenen Displaypositionen ändert. Die Abstrahlrichtungen 500 variieren so im HUD-System gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem lediglich beispielhaften Bereich von +/-15°. Die Abstrahlrichtung 500 der genutzten Displaybereiche ergibt sich durch die Position des jeweiligen Bereiches gegenüber den nachfolgenden Lentikularlinsen 300. In dem Blickfeldanzeigegerät 105 findet gemäß diesem Ausführungsbeispiel daher eine Anpassung in der Zuordnung der Displaybereiche zu den Eyeboxen statt, die auf dem optischen Design der Abbildungsoptik 120 beruht. Die Position der dem jeweiligen Augenpositionsbereich 130, 140 zugeordneten Bereiche auf dem LC-Display variiert dadurch relativ zur nachfolgenden Lentikularlinse 300.About the imaging and deflecting elements of the imaging optics 120 and to form eyeboxes at the observer's location, taking into account the shape of the windshield, are the directions of radiation 500 adapted to the two fields associated light cone to the system. 5 illustrates the principle. It can be seen that the emission direction necessary for eyebox shaping 500 the display areas assigned to this eyebox changes over the different display positions. The radiation directions 500 vary in the HUD system according to this embodiment in a merely exemplary range of +/- 15 °. The radiation direction 500 the display areas used results from the position of the respective area with respect to the subsequent lenticular lenses 300 , In the field of view display 105 Therefore, according to this embodiment takes place an adaptation in the assignment of the display areas to the Eyeboxen, based on the optical design of the imaging optics 120 based. The position of the respective eye position area 130 . 140 associated areas on the LC display thereby varies relative to the subsequent lenticular lens 300 ,

Die Zwischenbereiche zwischen den Lentikularlinsen 300 können zu störenden Streueffekten führen, da die einzelnen Zylinderlinsen nicht ideal aneinandergrenzen. Bei einer vertikalen Ausrichtung des Lentikularlisenrasters können diese Effekte zu einem Übersprechen des einen Teilbildes in die dem anderen Auge zugeordneten Eyebox führen. Um diesen Effekt zu vermeiden, sind die Lentikularlinsen 300 gemäß diesem Ausführungsbeispiel schräg verlaufend angeordnet, wodurch diese Effekte am Ort des Beobachters hauptsächlich in vertikaler Richtung auftreten.The intermediate areas between the lenticular lenses 300 can lead to disturbing scattering effects, since the individual cylindrical lenses do not adjoin one another ideally. With a vertical orientation of the lenticular screen, these effects can lead to a crosstalk of the one field in the eyebox associated with the other eye. To avoid this effect, the lenticular lenses 300 arranged obliquely according to this embodiment, whereby these effects occur at the observer's location mainly in the vertical direction.

Durch die vergrößerte Abbildung kann ein hoher Abstand der virtuellen Leinwand zum Beobachter erreicht werden, wodurch sich die Fokusdistanz des Auges beim Betrachten der Anzeige erhöht und weniger von der Fokusdistanz beim Betrachten der eigentlichen Fahrszene abweicht. Durch die vergrößerte Abbildung kann auf ein sehr kleines LC-Display zurückgegriffen werden.Due to the enlarged image, a high distance of the virtual screen to the observer can be achieved, which increases the focus distance of the eye when viewing the display and deviates less from the focus distance when viewing the actual driving scene. Due to the enlarged picture, a very small LC display can be used.

Die Kalibrierung des Blickfeldanzeigegeräts 105 kann in der Produktion beispielsweise anhand eines Frontscheibenmasters durchgeführt werden, welcher der Form des genutzten Frontscheibenbereiches im Fahrzeug nachempfunden ist. Alternativ kann eine Kalibrierung im Fahrzeug selbst und mit der eigentlichen Frontscheibe anhand des bereits verbauten Blickfeldanzeigegeräts 105 durchgeführt werden.The calibration of the field of view display 105 can be carried out in production, for example, using a windscreen master, which is modeled on the shape of the windscreen area used in the vehicle. Alternatively, a calibration in the vehicle itself and with the actual windshield based on the already built-in field of view display device 105 be performed.

Insbesondere bei tiefen Temperaturen werden die Flüssigkristalle der LCD-Zelle 200 träge, wodurch eine realisierbare Framerate sinkt. Um den Betrieb der LCD-Zelle 200 auch unter Automotive-Bedingungen insbesondere bei tiefen Temperaturen zu gewährleisten, ist die LCD-Zelle 200 gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einem aktiven Heizelement versehen. Hierzu wird ein auf die LCD-Zelle 200 gerichteter Infrarotstrahler verwendet, der bei Unterschreiten einer an der LCD-Zelle 200 gemessenen Temperatur oder bei Unterschreiten einer bestimmten Außentemperatur aktiviert wird. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die LCD-Zelle 200 mit einer Schicht aus ITO, kurz für Indium Zinn Oxid, beschichtet oder mit einer auf die LCD-Zelle 200 gebondeten Saphir-Scheibe versehen, über die elektrische Energie in Wärme umgesetzt werden und damit die LCD-Zelle 200 geheizt werden kann.Especially at low temperatures, the liquid crystals of the LCD cell 200 sluggish, which reduces a realizable frame rate. To the operation of the LCD cell 200 To ensure even under automotive conditions, especially at low temperatures, is the LCD cell 200 provided according to this embodiment with an active heating element. This is done on the LCD cell 200 Directed infrared radiator used when falling below one on the LCD cell 200 measured temperature or below a certain outdoor temperature is activated. In an alternative embodiment, the LCD cell is 200 coated with a layer of ITO, short for indium tin oxide, or coated on the LCD cell 200 Bonded sapphire disc provided by the electrical energy to be converted into heat and thus the LCD cell 200 can be heated.

6 zeigt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 4 beschriebene autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 handeln, bei dem die Freiformspiegel 400 drehbar gelagert sind. 6 shows an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment. This may be based on 4 described autostereoscopic field of view display device 105 act in which the free-form mirror 400 are rotatably mounted.

Durch eine Drehung 600 zumindest eines der Freiformspiegel 400 kann das Strahlbündel umgelenkt werden, um den Ort der Eyeboxen in Form der Augenpositionsbereiche 130, 140 zu verschieben.By a turn 600 at least one of the free-form mirrors 400 The beam can be deflected to the location of the eyeboxes in the form of the eye position areas 130 . 140 to move.

Die elektronische Nachführung des Blickfeldanzeigegeräts 105 durch Zuordnung der Displaybereiche zu den Augenpositionsbereichen 130, 140, aus denen heraus die Bereiche jeweils sichtbar sind, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einer mechanischen Nachführung kombiniert, welche die Position der Gesamteyebox insgesamt verschiebt. Dazu kann zumindest einer der abbildenden Spiegel 400 gedreht werden, um das Strahlbündel des Systems umzulenken und damit die Position der Gesamteyebox und damit auch der einzelnen Augenpositionsbereiche 130, 140 zu verschieben. Die Zuordnung der des jeweiligen Augenpositionsbereichs 130, 140 zugeordneten Teilbereiche ist dabei auf die jeweilige Spiegelposition abgestimmt. Durch die Möglichkeit der Verschiebung der Gesamteyebox kann ein größerer genutzter Bereich am Ort des Beobachters abgedeckt werden, wobei gleichzeitig das Licht innerhalb der Gesamteyeboxgröße konzentriert bleibt und eine hohe Bildhelligkeit liefert. Dadurch wird außerdem eine kleinere Gesamteyebox ermöglicht, was zu einem geringeren Volumen des das Blickfeldanzeigegerät 105 durchstrahlenden Strahlenbündels führt. Dadurch wird der notwendige Bauraum des Spiegelsystems reduziert.The electronic tracking of the field of view display 105 by assigning the display areas to the eye position areas 130 . 140 , out of which the areas are each visible, is combined according to this embodiment with a mechanical tracking, which shifts the position of the Gesamteyebox as a whole. This can be at least one of the imaging mirror 400 be rotated to redirect the beam of the system and thus the position of the Total box and thus the individual eye position areas 130 . 140 to move. The assignment of the respective eye position range 130 . 140 assigned subregions is matched to the respective mirror position. The ability to move the total box allows a larger area of use to be covered at the observer's location, while at the same time keeping the light within the total cell size and providing high image brightness. This also allows for a smaller total box, resulting in a smaller volume of the field of view display 105 radiating beam leads. As a result, the necessary space of the mirror system is reduced.

Im Gegensatz zur direkten Abbildung eines LC-Displays über die Frontscheibe können zudem oder alternativ bei dem hier vorgestellten Blickfeldanzeigegerät 105 blendende Sonnenlichtreflexionen durch eine Schrägstellung des Displays vermieden werden. Auf der Displayoberfläche reflektierende Strahlen werden nach der Reflexion durch die Aperturen von Abbildungsspiegeln abgeschnitten.In contrast to the direct imaging of an LC display via the windscreen, in addition or alternatively in the case of the visual field display device presented here 105 Blinding sunlight reflections are avoided by tilting the display. Rays reflecting on the display surface are cut off after reflection by the apertures of imaging mirrors.

7 zeigt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 5 beschriebene autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 handeln, das eine Hinterleuchtungseinrichtung 700 aufweist. 7 shows an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment. This may be based on 5 described autostereoscopic field of view display device 105 act, which is a backlight device 700 having.

Die Hinterleuchtungseinrichtung 700 ist dazu ausgebildet, um die Bildgebereinheit zu hinterleuchten.The backlighting device 700 is designed to backlight the imager unit.

Aufgrund der limitierten Abmessungen der Gesamteyebox 315, in der die Bildinformation bereitgestellt werden muss, ergibt sich am Display ein eingeschränkter, nutzbarer Abstrahlbereich. Die Hinterleuchtung der Hinterleuchtungseinrichtung 700 ist daher anpassbar, um die LCD-Zelle 200 nur unter einem eingeschränkten Winkel zu beleuchten, wodurch das zur Verfügung stehende Licht auf den Gesamteyeboxbereich eingeschränkt wird. Dadurch wird die Bildhelligkeit für einen Betrachter innerhalb der Gesamteyebox 315 wesentlich erhöht und die Systemeffizienz steigt.Due to the limited dimensions of the total box 315 , in which the image information must be provided, results in a limited, usable radiation area on the display. The backlighting of the backlighting device 700 is therefore customizable to the LCD cell 200 to illuminate only at a restricted angle, thereby limiting the available light to the total byte box range. As a result, the image brightness for a viewer within the Gesamteyebox 315 significantly increased and the system efficiency increases.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist daher die Hinterleuchtung angepasst, um den die LCD-Zelle 200 durchstrahlenden Lichtkegel auf denjenigen Raum einzugrenzen, aus welchem die Lichtstrahlen nach Durchgang durch die Abbildungsoptik 120 in den Bereich der Gesamteyebox 315 gelangen. Eine solche angepasste Hinterleuchtung wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel erreicht, indem das Licht einer LED 705 mit einer weiteren Linse 710 umgelenkt und durch eine in den benötigten Raumwinkel streuende Streufläche 715 aufgefächert wird.According to this embodiment, therefore, the backlighting is adjusted to that of the LCD cell 200 Transmitted beam of light on that space narrow, from which the light rays after passing through the imaging optics 120 in the area of the total box 315 reach. Such a customized backlighting is achieved according to this embodiment by the light of an LED 705 with another lens 710 deflected and scattered by a scattered in the required solid angle scatter surface 715 is fanned out.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das LC-Display mit Laserlicht hinterleuchtet. Durch die Verwendung von Laserlicht können holografisch optische Elemente in der Abbildungsoptik 120 sowie in der Hinterleuchtung der LCD-Zelle 200 eingesetzt werden. Insbesondere kann dadurch das Blickfeldanzeigegerät 105 mit holografischen Linsen kombiniert werden, durch die der Bauraum reduziert werden kann.According to an alternative embodiment, the LC display is backlit with laser light. By using laser light holographic optical elements in the imaging optics 120 as well as in the backlight of the LCD cell 200 be used. In particular, thereby the field of view display device 105 combined with holographic lenses, through which the space can be reduced.

Eine Funktion der Hinterleuchtungseinrichtung 700 wird nun noch einmal mit anderen Worten beschreiben: Die angepasste Hinterleuchtungseinrichtung 700 in Form der LED 705, der weiteren Linse 710 und der Streufläche 715 beleuchtet die LCD-Zelle 200 nur aus denjenigen Winkeln, aus denen das Licht nach Durchgang durch das Display und die nachfolgenden Optiken in die Gesamteyebox 315 trifft. Um die Hinterleuchtung auf einen entsprechenden Winkelbereich einzugrenzen, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine schwach streuende Streufläche 715 hinter der LCD-Zelle 200 verwendet, die wiederum mit dem durch die weitere Linse 710 geformten Licht der LED 705 beleuchtet wird.A function of the backlighting device 700 will now again describe in other words: The adapted backlight device 700 in the form of the LED 705 , the other lens 710 and the scattered area 715 Illuminates the LCD cell 200 only from those angles, from which the light after passing through the display and the subsequent optics in the Gesamteyebox 315 meets. In order to limit the backlighting to a corresponding angular range, according to this embodiment, a weakly scattering scattering surface 715 behind the LCD cell 200 used, in turn, with the through the additional lens 710 shaped light of the LED 705 is illuminated.

8 zeigt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 7 beschriebene autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 handeln, mit dem Unterschied, dass das Blickfeldanzeigegerät 105 die Hinterleuchtungseinrichtung nicht aufweist und die Bildgebereinheit keine LCD-Zelle, sondern einen Projektor 800 und eine Projektionsfläche 805 aufweist. 8th shows an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment. This may be based on 7 described autostereoscopic field of view display device 105 act, with the difference that the field of view indicator 105 the backlight does not have and the imager unit no LCD cell, but a projector 800 and a projection screen 805 having.

Das hier gezeigte Blickfeldanzeigegerät 105 realisiert Autostereoskopie mit nur einem Projektor 800.The field of view display shown here 105 realizes autostereoscopy with only one projector 800 ,

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Display statt der Verwendung der LCD-Zelle als eine mit den Lentikularlinsen 300 versehene Projektionsfläche 805 realisiert. Die Projektionsfläche 805 ist mit den Lentikularlinsen 300 zur Trennung der Projektionsfläche 805 in den beiden Augenpositionsbereichen 130, 140 zugeordneten Teilbereichen versehen.According to this embodiment, instead of using the LCD cell as one with the lenticular lenses, the display is 300 provided projection surface 805 realized. The projection screen 805 is with the lenticular lenses 300 for separating the projection surface 805 in the two eye position areas 130 . 140 provided assigned sub-areas.

9 zeigt ein autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 8 beschriebene autostereoskopische Blickfeldanzeigegerät 105 handeln, das einen Umlenkungsspiegel 900 aufweist. 9 shows an autostereoscopic visual field display device 105 according to an embodiment. This may be based on 8th described autostereoscopic field of view display device 105 act that has a reversing mirror 900 having.

Der Umlenkungsspiegel 900 ist zwischen dem Projektor 800 und der zwischen dem Projektor 800 und den Lentikularlinsen 300 angeordneten Projektionsfläche 805 angeordnet, wobei der Umlenkungsspiegel 900 angeordnet ist, um einen Bildteil des Projektorbilds 905 auf eine Detektorfläche 910 abzulenken.The deflection mirror 900 is between the projector 800 and between the projector 800 and the lenticular lenses 300 arranged projection surface 805 arranged, wherein the deflection mirror 900 is arranged to a picture part of the projector image 905 on a detector surface 910 distract.

Ein Teil des vom Projektor 800 projizierten Projektorbilds 905 wird mittels des Umlenkspiegels 900 auf die Detektorfläche 910 geleitet, um Verschiebungen der Projektion während des Betriebs zu erfassen und ausgleichen zu können.Part of the projector 800 projected projector image 905 is by means of the deflecting mirror 900 on the detector surface 910 guided to detect and compensate for displacements of the projection during operation.

Im Betrieb des Blickfeldanzeigegeräts 105 ist eine Positionierung der projizierten Pixel auf der Projektionsfläche 805 gegenüber den Lentikularlinsen 300 entscheidend. Um eventuelle Abweichungen der Position des vom Projektor projizierten Projektorbilds 905 auf der Projektionsfläche 805 ausgleichen zu können, wird ein Teil des Projektorbilds 905 mittels des Umlenkspiegels 900 oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel mittels eines Strahlteilers, auf die Detektorfläche 910 umgeleitet. Die Detektorfläche 910 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittels eines Kamerachips realisiert. Wird ein Abdriften des positionierten Bildes erkannt, verschiebt das System die Pixelzuordnungen entsprechend der Verschiebung durch den Drift mit. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das System zusätzlich oder alternativ durch mechanische Aktoren auf eine bestimmte Bildposition geregelt.In the operation of the field of view display device 105 is a positioning of the projected pixels on the screen 805 opposite the lenticular lenses 300 crucial. To detect possible deviations in the position of the projector image projected by the projector 905 on the projection screen 805 Balancing becomes a part of the projector image 905 by means of the deflecting mirror 900 or according to an alternative embodiment by means of a beam splitter, on the detector surface 910 diverted. The detector surface 910 is realized according to this embodiment by means of a camera chip. When a drift of the positioned image is detected, the system shifts the pixel assignments according to the drift shift. According to an alternative embodiment, the system is additionally or alternatively controlled by mechanical actuators to a specific image position.

10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1000 zum Erzeugen eines autostereoskopischen Bilds gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Verfahren 1000 handeln, das unter Verwendung eines der anhand einer der vorangegangenen Figuren beschriebenen autostereoskopischen Blickfeldanzeigegeräte ausführbar ist. 10 shows a flowchart of a method 1000 for generating an autostereoscopic image according to an embodiment. This can be a procedure 1000 act, which is executable using one of the autostereoscopic visual field display devices described with reference to one of the preceding figures.

Das Verfahren 1000 weist zumindest einen Schritt 1005 des Abstrahlens und einen Schritt 1010 des Vergrößerns auf. Im Schritt 1005 des Abstrahlens wird ein Abstrahlen eines stereoskopischen ersten Teilbilds durch eine Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen bewirkt, um das erste Teilbild in eine erste Richtung zu lenken, die einem ersten Augenpositionsbereich eines Fahrers des Fahrzeugs zugeordnet ist und eines zweiten stereoskopischen Teilbilds durch die Mehrzahl der zylinderförmigen Linsen bewirkt, um das zweite Teilbild in eine zweite Richtung zu lenken, das einem zweiten Augenpositionsbereich des Fahrers zugeordnet ist. Im Schritt 1010 des Vergrößerns werden das erste Teilbild und das zweite Teilbild nach dem Lenken durch die Mehrzahl von zylinderförmigen Linsen vor einem Kontakt mit einer Fahrzeugscheibe vergrößert, um das autostereoskopische Bild zu erzeugen.The procedure 1000 has at least one step 1005 radiating and a step 1010 of enlarging. In step 1005 radiating, a blasting of a stereoscopic first field is effected by a plurality of cylindrical lenses to direct the first field in a first direction associated with a first eye position area of a driver of the vehicle and causing a second stereoscopic field through the plurality of cylindrical lenses to direct the second field in a second direction associated with a second eye position area of the driver. In step 1010 of magnification, the first field and the second field are magnified after being directed by the plurality of cylindrical lenses prior to contact with a vehicle window to produce the autostereoscopic image.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009054232 A1 [0003]
DE 10224016 A1 [0004]

Claims

An autostereoscopic field of view display (105) for a vehicle (100), the field of view display (105) having the following features: an imager unit (110) having a plurality of cylindrical lenses (115) each formed to direct a stereoscopic first field (125) radiated from the imager unit (110) in a first direction corresponding to a first eye position area (Fig. 130) of a driver of the vehicle (100) and directing a stereoscopic second partial image (135) emitted by the image generator unit (110) in a second direction associated with a second eye position area (140); and an imaging optic (120) configured to magnify the first field image (125) and the second field image (135) after being directed by the plurality of cylindrical lenses (115).

Viewing field display device (105) according to Claim 1 in that the imaging optic (120) is adapted to rotate the first sub-image (125) and the second sub-image (135) after being directed by the plurality of cylindrical lenses (115) in cooperation with a windshield (107) of the vehicle ( 100) or a combiner disc.

The field of view display device (105) according to one of the preceding claims, wherein the image generator unit (110) has at least one first pixel (305) for emitting the first partial image (125) in the region of the at least one lens (115) of the plurality of lenses (115), which is assigned or assignable to the first eye position area (130) and / or has at least one second pixel (310) in the region of the at least one lens (115) of the plurality of lenses (115) for radiating the second partial image (135) Eye position range (140) is assigned or assignable.

Viewing field display device (105) according to Claim 3 in which an emission direction (500) of the first pixel (305) and / or of the second pixel (310) is variable.

A field of view display device (105) according to one of the preceding claims, having an electronic tracking device which is configured to switch on the first partial image (125) to a pixel region of the image generator unit (110) assigned to a current first eye position and / or the second partial image (135). to turn on one of the current second eye position associated pixel area of the image generator unit (110).

A field of view display device (105) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the imager unit (110) is adapted to enable switching between broadcast of the stereoscopic subpictures (125, 135) to broadcast identical subimages.

A viewing field display device (105) according to one of the preceding claims, wherein the imaging optics (120) has at least one mirror (400) and / or a further lens and / or a hologram.

A field of view display device (105) according to any one of the preceding claims, wherein the imaging optics (120) are movably mounted to allow for mechanical tracking of the eye position areas (130, 140).

A visual field display device (105) according to any one of the preceding claims, wherein the cylindrical lenses (115) are arranged obliquely.

A gaze display device (105) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the imager unit (110) comprises a heating element adapted to heat or heat the imager unit (110).

A gaze display device (105) according to any one of the preceding claims, wherein the imager unit (110) comprises a cooling element adapted to cool or cool the imager unit (110).

A visual field display device (105) according to any one of the preceding claims, comprising backlighting means (700) adapted to backlight the imaging unit (110).

A visual field display device (105) according to any one of the preceding claims, wherein the imaging unit (110) comprises at least one LCD cell (200) and / or a projector (800).

Viewing field display device (105) according to Claim 13 comprising a deflection mirror (900) disposed between the projector (800) and a projection surface (805) disposed between the projector (800) and the cylindrical lenses (115), the deflection mirror (900) being disposed about an image portion of the projector image (905) on a detector surface (910) to deflect.

Vehicle (100) with a windscreen (107) and / or a Combinerscheibe, and with a visual field display device (105) according to one of the preceding claims.

A method (1000) for generating an autostereoscopic image, the method (1000) comprising at least the following steps: emitting (1005) a stereoscopic first partial image (125) through a plurality of cylindrical lenses (115) around the first partial image (125) in a first direction associated with a first eye position range (130) of a driver of a vehicle (100) and a stereoscopic second field image (135) through the plurality of cylindrical lenses (115) to surround the second field image (135) to direct the second direction associated with a second eye position area (140) of the driver; and magnifying (1010) the first sub-image (125) and the second sub-image (135) after being directed by the plurality of cylindrical lenses (115) to produce the autostereoscopic image.