DE102018211906A1 - Display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle and method for operating such a display device - Google Patents

Display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle and method for operating such a display device Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung (1) zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe (2) eines Kraftfahrzeugs (3) in wenigstens eine aus mehreren Anzeigeebenen (10,11) ausgewählte Anzeigeebene, wobei die Anzeigeeinrichtung (1) einen Umlenkspiegel (4) aufweist, der zumindest zeitweise in einem Strahlengang zwischen einer bilderzeugenden Einrichtung (6) und der Scheibe (2) angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung (6) und dem Umlenkspiegel (4) wenigstens ein weiterer Umlenkspiegel (5) mit einstellbarer Transparenz angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung (1).The invention relates to a display device (1) for projecting an image onto a pane (2) of a motor vehicle (3) into at least one display plane selected from a plurality of display planes (10, 11), the display device (1) having a deflection mirror (4), which is at least temporarily arranged in a beam path between an image-forming device (6) and the pane (2). It is provided that at least one further deflecting mirror (5) with adjustable transparency is arranged in the beam path between the image-forming device (6) and the deflecting mirror (4). The invention further relates to a method for operating a display device (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs in wenigstens eine aus mehreren Anzeigeebenen ausgewählte Anzeigeebene, wobei die Anzeigeeinrichtung einen Umlenkspiegel aufweist, der zumindest zeitweise in einem Strahlengang zwischen einer bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Anzeigeeinrichtung.The invention relates to a display device for projecting an image onto a pane of a motor vehicle into at least one display plane selected from a plurality of display planes, the display device having a deflecting mirror which is at least temporarily arranged in a beam path between an image-forming device and the pane. The invention further relates to a method for operating such a display device.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2009 046 935 A1 bekannt. Diese betrifft eine optische Vorrichtung zur Anzeige von zwei unterschiedlichen Bildern, die einen ersten Reflektor aufweist, der in einer optischem Achse angeordnet ist, wobei der erste Reflektor ausgebildet ist, um Licht mit zumindest einer ersten Frequenz zu reflektieren, und wobei der erste Reflektor für Licht mit zumindest einer von der ersten Frequenz unterschiedlichen zweiten Frequenz transparent ist. Ferner weist die optische Vorrichtung einen zweiten Reflektor auf, der in der optischen Achse hinter dem ersten Reflektor angeordnet ist und wobei der zweite Reflektor ausgebildet ist, um das Licht der zweiten Frequenz zu reflektieren.The publication is, for example, from the prior art DE 10 2009 046 935 A1 known. This relates to an optical device for displaying two different images, which has a first reflector which is arranged in an optical axis, the first reflector being designed to reflect light with at least a first frequency, and the first reflector for light is transparent with at least one second frequency different from the first frequency. Furthermore, the optical device has a second reflector which is arranged in the optical axis behind the first reflector and wherein the second reflector is designed to reflect the light of the second frequency.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Anzeigeeinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere eine Projektion des Bilds in die wenigstens eine aus mehreren Anzeigeebenen ausgewählte Anzeigeebene ermöglicht.It is an object of the invention to propose a display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle, which has advantages over known display devices, in particular enables projection of the image into the at least one display plane selected from a plurality of display planes.

Dies wird erfindungsgemäß mit der Anzeigeeinrichtung mit dem Merkmal des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und dem Umlenkspiel wenigstens ein weiterer Umlenkspiegel mit einstellbarer Transparenz angeordnet ist.This is achieved according to the invention with the display device with the feature of claim 1. It is provided that at least one further deflection mirror with adjustable transparency is arranged in the beam path between the image-forming device and the deflection game.

Die Anzeigeeinrichtung dient zur Projektion des Bilds auf die Scheibe des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs. Grundsätzlich kann jedoch eine beliebige Scheibe des Kraftfahrzeugs zur Projektion des Bilds herangezogen werden. Das Bild soll derart auf die Scheibe projiziert werden, dass es für einen Betrachter hinter der Scheibe und mithin außerhalb des Kraftfahrzeugs erscheint. Die Anzeigeeinrichtung liegt insoweit als Head-Up-Anzeigeeinrichtung vor.The display device is used to project the image onto the windshield of the motor vehicle, for example a windshield of the motor vehicle. In principle, however, any pane of the motor vehicle can be used to project the image. The image is to be projected onto the pane in such a way that it appears to an observer behind the pane and therefore outside the motor vehicle. The display device is available as a head-up display device.

Die Anzeigeeinrichtung ist derart ausgestaltet, dass sie die Projektion des Bilds in unterschiedliche Anzeigeebenen ermöglicht. Insoweit wird die Anzeigeebene, in welche das Bild projiziert werden soll, aus mehreren unterschiedlichen Anzeigeebenen ausgewählt. Die mehreren Anzeigeebenen liegen beabstandet, insbesondere parallel beabstandet, voneinander vor. Beispielsweise wird die Anzeigeebene derart aus den mehreren Anzeigeebenen ausgewählt, dass außerhalb des Kraftfahrzeugs vorliegende Objekte außerhalb der Anzeigeebene liegen, beispielsweise die Anzeigeebene zwischen den Objekten und der Scheibe vorliegt.The display device is designed in such a way that it enables the projection of the image into different display planes. To this extent, the display level into which the image is to be projected is selected from several different display levels. The plurality of display levels are spaced apart, in particular spaced apart in parallel. For example, the display level is selected from the plurality of display levels in such a way that objects outside the motor vehicle lie outside the display level, for example the display level is between the objects and the pane.

Die Anzeigeeinrichtung ist also in anderen Worten vorzugsweise dazu vorgesehen und ausgebildet, das Bild oder unterschiedliche Bilder zumindest zeitweise in einer ersten Anzeigeebene anzuzeigen und zumindest zeitweise in einer von der ersten Anzeigeebene verschiedenen zweiten Anzeigeebene anzuzeigen, wobei die erste Anzeigeebene und die zweite Anzeigeebene aus den mehreren Anzeigeebenen ausgewählt werden. Mit einer derartigen Vorgehensweise kann vorzugsweise sichergestellt werden, dass das Bild stets vollständig für den Betrachter sichtbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein erstes Auswahlmenü oder eine erste Information lediglich in der ersten Anzeigeebene und ein zweites Auswahlmenü oder eine zweite Information lediglich in der zweiten Anzeigeebene dargestellt werden.In other words, the display device is preferably provided and designed to display the image or different images at least temporarily in a first display level and at least temporarily display it in a second display level that is different from the first display level, the first display level and the second display level being one of the plurality Display levels can be selected. Such a procedure can preferably ensure that the image is always completely visible to the viewer. It can also be provided that a first selection menu or a first item of information is only displayed in the first display level and a second selection menu or a second item of information is only displayed in the second display level.

Die Anzeigeeinrichtung verfügt über den Umlenkspiegel und den weiteren Umlenkspiegel. Diese sind in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe angeordnet, lenken also von der bilderzeugenden Einrichtung ausgehendes Licht in Richtung der Scheibe um, jedoch nicht notwendigerweise unmittelbar oder genau in Richtung der Scheibe, wenngleich dies der Fall sein kann. Die bilderzeugende Einrichtung liegt in Form eines Bildschirms vor oder weist einen solchen auf.The display device has the deflecting mirror and the further deflecting mirror. These are arranged in the beam path between the imaging device and the pane, that is to say they deflect light emitted by the imaging device in the direction of the pane, but not necessarily directly or precisely in the direction of the pane, although this may be the case. The imaging device is in the form of or has a screen.

Grundsätzlich können lediglich der Umlenkspiegel und der weitere Umlenkspiegel, also genau ein einziger weiterer Umlenkspiegel, vorliegen. Es können jedoch auch mehrere weitere Umlenkspiegel vorliegen. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung lediglich auf den weiteren Umlenkspiegel beziehungsweise den wenigstens einen weiteren Umlenkspiegel eingegangen wird, so sind die Ausführungen stets auf jeden der weiteren Umlenkspiegel übertragbar, sofern mehrere weitere Umlenkspiegel vorliegen. Liegen mehrere weitere Umlenkspiegel vor, so sind diese jeweils in dem Strahlengag zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und dem Umlenkspiegel angeordnet, insbesondere in unterschiedlichen Abständen zu dem Umlenkspiegel.Basically, only the deflecting mirror and the further deflecting mirror, ie exactly one further deflecting mirror, can be present. However, several other deflecting mirrors can also be present. If only the further deflecting mirror or the at least one further deflecting mirror is dealt with in the context of this description, the statements can always be transferred to each of the further deflecting mirrors, provided that there are several further deflecting mirrors. If there are several further deflecting mirrors, these are each arranged in the radiation beam between the image-forming device and the deflecting mirror, in particular at different distances from the deflecting mirror.

Das mit Hilfe der bilderzeugenden Einrichtung erzeugte Bild wird abhängig von dem Umlenkspiegel oder dem weiteren Umlenkspiegel, mittels welchem das von der bilderzeugenden Einrichtung kommende Licht in Richtung der Scheibe umgelenkt wird, in einer der Anzeigeebenen angezeigt. Beispielsweise wird das Bild bei Umlenkung des Lichts mittels des Umlenkspiegels in der ersten Anzeigeebene und bei Umlenkung des Lichts mittels des weiteren Umlenkspiegels in der zweiten Anzeigeebene angezeigt beziehungsweise in diese projiziert. Weil sowohl der Umlenkspiegel als auch der weitere Umlenkspiegel in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe angeordnet sind, hängt es von der Transparenz des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels ab, ob der Umlenkspiegel oder der weitere Umlenkspiegel das Licht in Richtung der Scheibe umlenkt.The image generated with the aid of the imaging device is displayed in one of the display planes depending on the deflecting mirror or the further deflecting mirror, by means of which the light coming from the imaging device is deflected in the direction of the pane. For example, the image when the light is redirected displayed by means of the deflecting mirror in the first display level and, when the light is deflected, projected into the second display level by means of the further deflecting mirror. Because both the deflecting mirror and the further deflecting mirror are arranged in the beam path between the imaging device and the pane, it depends on the transparency of the at least one further deflecting mirror whether the deflecting mirror or the further deflecting mirror deflects the light in the direction of the pane.

Beispielsweise kann an dem weiteren Umlenkspiegel ein erster Transparenzwert und ein zweiter Transparenzwert eingestellt werden, wobei der weitere Umlenkspiegel bei dem ersten Transparenzwert eine größere Transparenz aufweist als bei dem zweiten Transparenzwert. Vorzugsweise ist die Transparenz des weiteren Umlenkspiegels bei dem ersten Transparenzwert so groß, dass nahezu das gesamte von der bilderzeugenden Einrichtung kommende Licht den weiteren Umlenkspiegel in Richtung des Umlenkspiegels passiert und von diesem umgelenkt wird. Bei dem zweiten Transparenzwert ist die Transparenz des weiteren Umlenkspiegels hingegen so niedrig, dass das von der bilderzeugenden Einrichtung kommende Licht vollständig oder nahezu vollständig von dem weiteren Umlenkspiegel umgelenkt wird, sodass es nicht bis hin zu dem Umlenkspiegel gelangt. Vorzugsweise wird die Transparenz derart eingestellt, dass der weitere Umlenkspiegel vollständig beziehungsweise maximal transparent oder vollständig beziehungsweise maximal opak ist.For example, a first transparency value and a second transparency value can be set on the further deflecting mirror, the further deflecting mirror having greater transparency in the first transparency value than in the second transparency value. The transparency of the further deflecting mirror is preferably so great at the first transparency value that almost all of the light coming from the imaging device passes the further deflecting mirror in the direction of the deflecting mirror and is deflected by the latter. With the second transparency value, on the other hand, the transparency of the further deflecting mirror is so low that the light coming from the imaging device is deflected completely or almost completely by the further deflecting mirror so that it does not reach the deflecting mirror. The transparency is preferably set such that the further deflecting mirror is completely or maximally transparent or completely or maximally opaque.

Vorzugsweise sind der Umlenkspiegel und der weitere Umlenkspiegel auf derselben optischen Achse angeordnet, also optisch hintereinander. Entsprechend weisen sie hinsichtlich des Strahlengangs unterschiedliche Abstände von der bilderzeugenden Einrichtung einerseits und der Scheibe andererseits auf. Bereits aufgrund des unterschiedlichen Abstands wird das Bild bei Verwendung des Umlenkspiegels zur Umlenkung des von der bilderzeugenden Einrichtung kommenden Lichts in die erste Anzeigeebene und bei Verwendung des weiteren Umlenkspiegels zur Umlenkung des Lichts in die von der ersten Anzeigeebene verschiedene zweite Anzeigeebene projiziert. Es ist bevorzugt vorgesehen, zunächst aus den mehreren Anzeigeebenen wenigstens eine Anzeigeebene auszuwählen und anschließend die Transparenz des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels derart einzustellen, dass das Bild in die ausgewählte Anzeigeebene oder in die ausgewählten Anzeigeebenen projiziert wird.The deflecting mirror and the further deflecting mirror are preferably arranged on the same optical axis, that is to say optically one behind the other. Accordingly, they have different distances from the imaging device on the one hand and the pane on the other with respect to the beam path. Already due to the different distance, the image is projected into the first display plane when the deflection mirror is used to deflect the light coming from the image-forming device and when the further deflection mirror is used to deflect the light into the second display plane which is different from the first display plane. It is preferably provided to first select at least one display level from the plurality of display levels and then to set the transparency of the at least one further deflecting mirror in such a way that the image is projected onto the selected display level or into the selected display levels.

Die Anzeigeeinrichtung kann derart betrieben werden, dass lediglich eine einzige Anzeigeebene aus den mehreren Anzeigeebenen ausgewählt wird und das Bild in diese ausgewählte Anzeigeebene projiziert wird, nämlich durch entsprechendes Einstellen der Transparenz des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mehrere Anzeigeebenen aus den Anzeigeebenen ausgewählt werden und das Bild jeweils zumindest teilweise in diese ausgewählten Anzeigeebenen projiziert wird. Hierbei weist beispielsweise das Bild zumindest zeitweise mehrere Teilbilder auf, die abwechselnd mithilfe der bilderzeugenden Einrichtung angezeigt werden. Vorzugsweise ist jedes der Teilbilder einer der ausgewählten Anzeigeebenen zugeordnet und wird in diese projiziert. Die Anzeigeeinrichtung ist insoweit derart ausgestaltet, dass die Teilbilder in unterschiedlichen Anzeigeebenen dargestellt werden. Beispielsweise wird ein erstes der Teilbilder in einer weiter von der Scheibe entfernten ersten Anzeigeebene und ein zweites der Teilbilder in einer näher bei der Scheibe liegenden zweiten Anzeigeebene dargestellt.The display device can be operated such that only a single display level is selected from the plurality of display levels and the image is projected onto this selected display level, namely by appropriately setting the transparency of the at least one further deflection mirror. However, it can also be provided that several display levels are selected from the display levels and the image is at least partially projected into these selected display levels. Here, for example, the image has, at least temporarily, several partial images, which are displayed alternately with the aid of the image-generating device. Each of the partial images is preferably assigned to one of the selected display levels and is projected into this. To this extent, the display device is designed such that the partial images are displayed in different display levels. For example, a first of the partial images is shown in a first display plane further away from the pane and a second of the partial pictures in a second display plane closer to the pane.

Sofern das Darstellen der mehreren Teilbilder vorgesehen ist, so werden diese abwechselnd mithilfe der bilderzeugenden Einrichtung angezeigt beziehungsweise mit der bilderzeugenden Einrichtung dargestellt. Das Anzeigen der Teilbilder mittels der bilderzeugenden Einrichtung erfolgt vorzugsweise mit einer Frequenz, welche derart hoch ist, dass der Betrachter die beiden Teilbilder gleichzeitig wahrnimmt. Insbesondere ist die Frequenz, welche auch als Bildwiederholfrequenz bezeichnet werden kann, hinreichend hoch, um einen Flimmereindruck bei dem Betrachter zu vermeiden. Beispielsweise beträgt die Bildwiederholfrequenz mindestens 20 Hz, mindestens 25 Hz, mindestens 30 Hz, mindestens 40 Hz, mindestens 50 Hz oder mindestens 60 Hz. Beispielsweise wird das vorstehend bereits erwähnte erste Auswahlmenü oder die erste Information als Bestandteil des ersten Teilbilds in der ersten Anzeigeebene und das zweite Auswahlmenü oder die zweite Information als Bestandteil des zweiten Teilbilds in der zweiten Anzeigeebene dargestellt.If the presentation of the multiple partial images is provided, then these are displayed alternately with the aid of the image-generating device or are displayed with the image-generating device. The display of the partial images by means of the image-generating device is preferably carried out at a frequency which is so high that the viewer perceives the two partial images simultaneously. In particular, the frequency, which can also be referred to as the refresh rate, is sufficiently high to avoid a flicker impression on the viewer. For example, the refresh rate is at least 20 Hz, at least 25 Hz, at least 30 Hz, at least 40 Hz, at least 50 Hz or at least 60 Hz. For example, the above-mentioned first selection menu or the first information is part of the first field in the first display level and the second selection menu or the second information is shown as part of the second partial image in the second display level.

Die beschriebene Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung mit dem die einstellbare Transparenz aufweisenden weiteren Umlenkspiegel hat den Vorteil, dass sie mit einem geringen konstruktiven Aufwand realisiert werden kann, sodass die Anzeigeeinrichtung kostengünstig umsetzbar ist. Zudem liegen keine bewegten Teile vor, sodass die Anzeigeeinrichtung wartungsarm oder sogar wartungsfrei ist.The described configuration of the display device with the further deflecting mirror having the adjustable transparency has the advantage that it can be implemented with little design effort, so that the display device can be implemented inexpensively. In addition, there are no moving parts, so that the display device is low-maintenance or even maintenance-free.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der weitere Umlenkspiegel einen transparenten Träger und ein zwischen dem transparenten Träger und dem Umlenkspiegel angeordnetes Schaltelement zum Einstellen der Transparenz des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels aufweist. Das Schaltelement kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. In jedem Fall ist es jedoch zwischen dem transparenten Träger und dem Umlenkspiegel angeordnet. Bei Einstellung einer hinreichend niedrigen Transparenz, beispielsweise bei Verwendung des zweiten Transparenzwerts, verhindert das Schaltelement insoweit, dass das von der bilderzeugenden Einrichtung den weiteren Umlenkspiegel in Richtung des Umlenkspiegels passiert. Vielmehr wird ein Großteil des Lichts oder sogar das gesamte Licht von dem weiteren Umlenkspiegel in Richtung der Scheibe umgelenkt, ohne dass es zu dem Umlenkspiegel gelangt. Vorzugsweise ist das Schaltelement unmittelbar auf den transparenten Träger des weiteren Umlenkspiegels aufgebracht. Beispielsweise besteht der Träger aus Glas oder einem transparenten Kunststoff. Die beschriebene Ausgestaltung ist konstruktiv besonders einfach umsetzbar. Das Schaltelement liegt beispielsweise in Form eines Flüssigkristallbildschirms oder als „Intelligentes Glas“ (PDLC) vor.A further embodiment of the invention provides that the further deflecting mirror has a transparent carrier and a switching element arranged between the transparent carrier and the deflecting mirror for adjusting the transparency of the at least one further deflecting mirror. The switching element can in principle be of any design. In any case, however, it is arranged between the transparent support and the deflecting mirror. Adequate for one low transparency, for example when using the second transparency value, the switching element prevents the image-producing device from passing the further deflecting mirror in the direction of the deflecting mirror. Rather, a large part of the light or even all of the light is deflected by the further deflecting mirror in the direction of the pane without it reaching the deflecting mirror. The switching element is preferably applied directly to the transparent support of the further deflecting mirror. For example, the carrier is made of glass or a transparent plastic. The described configuration is structurally particularly simple to implement. The switching element is available, for example, in the form of a liquid crystal screen or as "intelligent glass" (PDLC).

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Schaltelement als an dem transparenten Träger befestigte Folie oder als auf den transparenten Träger aufgebrachte Beschichtung vorliegt. Die Folie ist beispielsweise stoffschlüssig mit dem transparenten Träger verbunden, insbesondere ist sie mit dieser verklebt. Alternativ zu der Folie kann das Schaltelement auch als Beschichtung ausgestaltet sein, welche auf den Träger aufgebracht ist. In diesem Fall ist das Schaltelement untrennbar mit dem Träger verbunden. Wiederum wird eine besonders einfache Konstruktion der Anzeigeeinrichtung realisiert.A further embodiment of the invention provides that the switching element is present as a film attached to the transparent carrier or as a coating applied to the transparent carrier. The film is, for example, integrally connected to the transparent support, in particular it is glued to it. As an alternative to the film, the switching element can also be designed as a coating which is applied to the carrier. In this case, the switching element is inseparably connected to the carrier. Again, a particularly simple construction of the display device is realized.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Umlenkspiegel und der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel jeweils plan oder gekrümmt sind. Beispielsweise sind sowohl der Umlenkspiegel als auch der weitere Umlenkspiegel plan. Alternativ sind beide gekrümmt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Umlenkspiegel plan und der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel gekrümmt oder umgekehrt der Umlenkspiegel gekrümmt und der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel plan ist. Durch die Ausgestaltung des Umlenkspiegels und des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels als plane oder gekrümmte Spiegel wird die Brennweite des jeweiligen Spiegels gewählt, welche wiederum den Abstand der Anzeigeebene von der Scheibe des Kraftfahrzeugs beeinflusst. Durch entsprechende Ausgestaltung des Spiegels beziehungsweise des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels können die Anzeigeebenen, in welche das Bild projizierbar ist, festgelegt werden. Hierdurch wird ein großer Umfang der mehreren Anzeigeebenen möglich.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the deflecting mirror and the at least one further deflecting mirror are each flat or curved. For example, both the deflecting mirror and the further deflecting mirror are flat. Alternatively, both are curved. However, it can also be provided that the deflecting mirror is planar and the at least one further deflecting mirror is curved, or conversely the deflecting mirror is curved and the at least one further deflecting mirror is planar. By designing the deflecting mirror and the at least one further deflecting mirror as a flat or curved mirror, the focal length of the respective mirror is selected, which in turn influences the distance of the display plane from the window of the motor vehicle. The display planes into which the image can be projected can be determined by correspondingly designing the mirror or the at least one further deflecting mirror. This enables a large scope of the several display levels.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Umlenkspiegel eine stärkere Krümmung aufweist als der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel. In andere Worten weist der Umlenkspiegel eine größere Brennweite auf als der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel, sodass dem Umlenkspiegel eine weiter von der Scheibe des Kraftfahrzeugs entfernte Anzeigeebene zugeordnet ist als dem wenigstens einen weiteren Umlenkspiegel. Bevorzugt ist nicht lediglich ein einziger weiterer Umlenkspiegel realisiert, vielmehr sind bevorzugt mehrere weitere Umlenkspiegel vorhanden. Diese unterscheiden sich besonders bevorzugt hinsichtlich ihrer Krümmung, wobei die Krümmung der weiteren Umlenkspiegel umso stärker ist, je weiter der entsprechende weitere Umlenkspiegel von dem Umlenkspiegel entfernt angeordnet ist. So können auf einfache Art und Weise eine Vielzahl von Anzeigeebenen realisiert werden.Another preferred embodiment of the invention provides that the deflecting mirror has a greater curvature than the at least one further deflecting mirror. In other words, the deflecting mirror has a larger focal length than the at least one further deflecting mirror, so that the deflecting mirror is assigned a display plane which is further away from the window of the motor vehicle than the at least one further deflecting mirror. Preferably, not only a single further deflecting mirror is realized, rather several further deflecting mirrors are preferably present. These differ particularly preferably with regard to their curvature, the curvature of the further deflecting mirrors being greater the further the corresponding further deflecting mirror is arranged away from the deflecting mirror. A large number of display levels can thus be implemented in a simple manner.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und dem Umlenkspiegel ein Reflektor angeordnet ist. Der Reflektor dient dazu, das von der bilderzeugenden Einrichtung kommende Licht in Richtung des Umlenkspiegels beziehungsweise des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels umzulenken. Hierdurch ergibt sich eine besonders flexible Anordnung der bilderzeugenden Einrichtung bezüglich des Umlenkspiegels.A further development of the invention provides that a reflector is arranged in the beam path between the imaging device and the deflecting mirror. The reflector serves to deflect the light coming from the imaging device in the direction of the deflecting mirror or the at least one further deflecting mirror. This results in a particularly flexible arrangement of the imaging device with respect to the deflecting mirror.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Umlenkspiegel und der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel das von der bilderzeugenden Einrichtung kommende Licht auf dieselbe Stelle projizieren. Dies wird durch die Anordnung des Umlenkspiegels und des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels auf derselben optischen Achse erzielt. Mit einer derartigen Ausgestaltung unterscheiden sich die Anzeigeebenen, welche mit dem Umlenkspiegel und dem wenigstens einen weiteren Umlenkspiegel realisiert sind, lediglich hinsichtlich ihres Abstands von der Scheibe, nicht jedoch hinsichtlich ihrer Position. Somit wird eine besonders hohe Anzeigequalität der Anzeigeeinrichtung erzielt.A further embodiment of the invention provides that the deflecting mirror and the at least one further deflecting mirror project the light coming from the imaging device onto the same location. This is achieved by arranging the deflecting mirror and the at least one further deflecting mirror on the same optical axis. With such a configuration, the display planes, which are realized with the deflecting mirror and the at least one further deflecting mirror, differ only in terms of their distance from the pane, but not in terms of their position. A particularly high display quality of the display device is thus achieved.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der Umlenkspiegel konkav gekrümmt ist und der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel in eine von der Krümmung des Umlenkspiegels gebildeten, von dem Umlenkspiegel begrenzten Hohlraum eingreift. Der Umlenkspiegel ist aufgrund seiner konkaven Krümmung beispielsweise teilkugelförmig ausgestaltet und schließt insoweit den Hohlraum ein. Um eine besonders kompakte Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung zu erzielen, ist der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel in diesem Hohlraum zumindest teilweise angeordnet.Finally, it can be provided in the context of a further embodiment of the invention that the deflecting mirror is concavely curved and that the at least one further deflecting mirror engages in a cavity formed by the curvature of the deflecting mirror and delimited by the deflecting mirror. Due to its concave curvature, the deflecting mirror is designed, for example, in part-spherical fashion and in this respect encloses the cavity. In order to achieve a particularly compact configuration of the display device, the at least one further deflecting mirror is at least partially arranged in this cavity.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs in wenigstens eine aus mehreren Anzeigeebenen ausgewählte Anzeigeebene, insbesondere einer Anzeigeeinrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Anzeigeeinrichtung einen Umlenkspiegel aufweist, der zumindest zeitweise in einem Strahlengang zwischen einer bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und dem Umlenkspiegel wenigstens ein weiterer Umlenkspiegel mit einstellbarer Transparenz angeordnet ist, wobei die Transparenz derart eingestellt wird, dass ein mittels der bilderzeugenden Einrichtung angezeigtes Bild in die ausgewählte Anzeigeebene projiziert wird.The invention further relates to a method for operating a display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle into at least one display plane, in particular one, selected from a plurality of display planes Display device according to the explanations in the context of this description, the display device having a deflecting mirror which is at least temporarily arranged in a beam path between an image-forming device and the pane. It is provided that at least one further deflecting mirror with adjustable transparency is arranged in the beam path between the imaging device and the deflecting mirror, the transparency being set such that an image displayed by means of the imaging device is projected into the selected display plane.

Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Anzeigeeinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a configuration of the display device or of such a procedure have already been pointed out. Both the display device and the method for operating it can be further developed in accordance with the explanations in the context of this description, so that reference is made to this extent.

Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die bilderzeugende Einrichtung abwechselnd mehrere Teilbilder des Bilds jeweils über eine bestimmte Anzeigedauer hinweg anzeigt, wobei jedem der Teilbilder eine der Anzeigeebenen zugeordnet ist und die Transparenz des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels während der Anzeigedauer des jeweiligen Teilbilds derart eingestellt wird, dass das Teilbild in die ihm zugeordnete Anzeigeebene projiziert wird. Auf eine derartige Vorgehensweise wurde vorstehend bereits hingewiesen.A preferred further embodiment of the invention provides that the image-generating device alternately displays a plurality of partial images of the image each over a certain display period, each of the partial images being assigned one of the display levels and the transparency of the at least one further deflection mirror during the display period of the respective partial image is set so that the drawing file is projected into the display level assigned to it. Such a procedure has already been pointed out above.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

  • Figur eine schematische Darstellung einer Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without the invention being restricted. The only one shows
  • Figure is a schematic representation of a display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Anzeigeeinrichtung 1, welche zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe 2 eines Kraftfahrzeugs 3 vorgesehen und ausgebildet ist. Die Anzeigeeinrichtung 1 ist in der dargestellten Ausführungsform zur Projektion des Bilds in wenigstens eine aus mehreren Anzeigeebenen ausgewählte Anzeigeebene vorgesehen. Die Anzeigeeinrichtung 1 verfügt über einen Umlenkspiegel 4 sowie einen weiteren Umlenkspiegel 5. Die beiden Umlenkspiegel 4 und 5 sind vorzugsweise ortsfest angeordnet und dienen zur Umlenkung von Licht, das von einer bilderzeugenden Einrichtung 6 kommt, in Richtung der Scheibe 2. In dem angedeuteten Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung 6 und den Umlenkspiegeln 4 und 5 ist ein Reflektor 7 vorgesehen, welcher das von der bilderzeugenden Einrichtung 6 kommende Licht in Richtung der Umlenkspiegel 4 und 5 umlenkt. Zusätzlich zu dem Reflektor 7 kann selbstverständlich eine beliebige Anzahl weiterer Reflektoren vorliegen. Die bilderzeugende Einrichtung 6 ist vorzugsweise als Bildschirm, beispielsweise als TFT-, LED- oder OLED-Bildschirm ausgestaltet.The figure shows a schematic representation of a display device 1 which are used to project an image onto a disc 2 a motor vehicle 3 is provided and designed. The display device 1 is provided in the illustrated embodiment for projecting the image into at least one display plane selected from a plurality of display planes. The display device 1 has a deflecting mirror 4 and another deflecting mirror 5 , The two deflecting mirrors 4 and 5 are preferably arranged in a stationary manner and serve to deflect light from an image-forming device 6 comes towards the disc 2 , In the indicated beam path between the imaging device 6 and the deflecting mirrors 4 and 5 is a reflector 7 provided by the imaging device 6 light coming towards the deflecting mirror 4 and 5 deflects. In addition to the reflector 7 can of course be any number of other reflectors. The imaging facility 6 is preferably designed as a screen, for example as a TFT, LED or OLED screen.

Der Umlenkspiegel 5 weist einen transparenten Träger 8 sowie ein Schaltelement 9 auf, wobei mittels des Schaltelements 9 die Transparenz des weiteren Umlenkspiegels 5 einstellbar ist. Beispielsweise ist das Schaltelement 9 unmittelbar an dem Träger 8 angeordnet beziehungsweise befestigt. Beispielsweise liegt das Schaltelement 9 als Folie oder als Beschichtung vor. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Umlenkspiegel 4 und 5 jeweils gekrümmt ausgestaltet, wobei der Umlenkspiegel 4 eine stärkere Krümmung aufweist als der weitere Umlenkspiegel 5. Entsprechend ist eine Brennweite des Umlenkspiegels 4 größer als eine Brennweite des weiteren Umlenkspiegels 5, sodass sich bei Reflektion des von der bilderzeugenden Einrichtung 6 kommenden Lichts mittels des Umlenkspiegels 4 eine Anzeigeebene ergibt, welche weiter von dem Träger 2 entfernt liegt als bei Reflektion des Lichts mittels des weiteren Umlenkspiegels 5. Eine mittels des Umlenkspiegels 4 erzielbare Anzeigeebene ist mit dem Bezugszeichen 10 und eine mit dem weiteren Umlenkspiegel 5 erzielbare Anzeigeebene mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet. Virtuelle Abbildungen des Bilds sind mit den Bezugszeichen 10' und 11' gekennzeichnet. Die virtuelle wird mit dem Umlenkspiegel 4 und die virtuelle mit dem weiteren Umlenkspiegel 5 erzielt.The deflecting mirror 5 has a transparent support 8th as well as a switching element 9 on, by means of the switching element 9 the transparency of the further deflecting mirror 5 is adjustable. For example, the switching element 9 directly on the carrier 8th arranged or attached. For example, the switching element is located 9 as a film or as a coating. In the exemplary embodiment shown here, the deflecting mirrors are 4 and 5 each designed curved, the deflecting mirror 4 has a greater curvature than the further deflecting mirror 5 , A focal length of the deflecting mirror is corresponding 4 greater than a focal length of the further deflecting mirror 5 , so that when the image from the imaging device reflects 6 coming light by means of the deflecting mirror 4 gives a display level which is further from the carrier 2 is more distant than when the light is reflected by means of the further deflecting mirror 5 , One by means of the deflecting mirror 4 achievable display level is with the reference symbol 10 and one with the further deflecting mirror 5 achievable display level with the reference symbol 11 characterized. Virtual images of the picture are with the reference numerals 10 ' and 11 ' characterized. The virtual one with the deflecting mirror 4 and the virtual with the further deflecting mirror 5 achieved.

Die beschriebene Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung 1 ermöglicht ein sehr flexibles Projizieren des Bilds auf die Scheibe 2 des Kraftfahrzeugs 3. Hierbei kann das Bild in lediglich genau eine aus den mehreren Anzeigeebenen ausgewählte Anzeigeebene oder - alternativ - in mehrere Anzeigeebenen projiziert werden. Letzteres erfolgt mit einer Bildwiederholfrequenz, welche für einen Benutzer einen Eindruck eines stabilen Bilds bewirkt, sodass also insbesondere ein Flimmern des auf die Scheibe 2 projizierten Bilds vermieden wird.The described design of the display device 1 enables a very flexible projection of the image onto the pane 2 of the motor vehicle 3 , In this case, the image can be projected onto just one display level selected from the plurality of display levels or, alternatively, into several display levels. The latter is done with a refresh rate, which gives an impression of a stable image for a user, so that in particular a flickering on the pane 2 projected image is avoided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102009046935 A1 [0002]DE 102009046935 A1 [0002]

Claims (10)

Anzeigeeinrichtung (1) zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe (2) eines Kraftfahrzeugs (3) in wenigstens eine aus mehreren Anzeigeebenen (10,11) ausgewählte Anzeigeebene, wobei die Anzeigeeinrichtung (1) einen Umlenkspiegel (4) aufweist, der zumindest zeitweise in einem Strahlengang zwischen einer bilderzeugenden Einrichtung (6) und der Scheibe (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung (6) und dem Umlenkspiegel (4) wenigstens ein weiterer Umlenkspiegel (5) mit einstellbarer Transparenz angeordnet ist.Display device (1) for projecting an image onto a pane (2) of a motor vehicle (3) into at least one display plane selected from a plurality of display planes (10, 11), the display device (1) having a deflecting mirror (4) which at least temporarily a beam path is arranged between an image-forming device (6) and the pane (2), characterized in that at least one further deflection mirror (5) with adjustable transparency is arranged in the beam path between the image-forming device (6) and the deflection mirror (4) , Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Umlenkspiegel (5) einen transparenten Träger (8) und ein zwischen dem transparenten Träger (8) und dem Umlenkspiegel (4) angeordnetes Schaltelement (9) zum Einstellen der Transparenz des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels (5) aufweist.Display device after Claim 1 , characterized in that the further deflecting mirror (5) has a transparent support (8) and a switching element (9) arranged between the transparent support (8) and the deflecting mirror (4) for adjusting the transparency of the at least one further deflecting mirror (5) , Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (9) als an dem transparenten Träger (8) befestigte Folie oder als auf den transparenten Träger (8) aufgebrachte Beschichtung vorliegt.Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element (9) is present as a film attached to the transparent carrier (8) or as a coating applied to the transparent carrier (8). Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkspiegel (4) und der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel (5) jeweils plan oder gekrümmt sind.Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting mirror (4) and the at least one further deflecting mirror (5) are each flat or curved. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkspiegel (4) eine stärkere Krümmung aufweist als der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel (5).Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting mirror (4) has a greater curvature than the at least one further deflecting mirror (5). Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung (6) und dem Umlenkspiegel (4) ein Reflektor (7) angeordnet ist.Display device according to one of the preceding claims, characterized in that a reflector (7) is arranged in the beam path between the image-forming device (6) and the deflecting mirror (4). Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkspiegel (4) und der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel (5) das von der bilderzeugenden Einrichtung (6) kommende Licht auf dieselbe Stelle projizieren.Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting mirror (4) and the at least one further deflecting mirror (5) project the light coming from the imaging device (6) onto the same location. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkspiegel (4) konkav gekrümmt ist und der wenigstens eine weitere Umlenkspiegel (5) in einem von der Krümmung des Umlenkspiegels (4) gebildeten, von dem Umlenkspiegel (4) begrenzten Hohlraum eingreift.Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting mirror (4) is concavely curved and the at least one further deflecting mirror (5) engages in a cavity formed by the curvature of the deflecting mirror (4) and delimited by the deflecting mirror (4). Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung (1) zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe (2) eines Kraftfahrzeugs (3) in wenigstens eine aus mehreren Anzeigeebenen (10,11) ausgewählte Anzeigeebene, insbesondere einer Anzeigeeinrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeigeeinrichtung (1) einen Umlenkspiegel (4) aufweist, der zumindest zeitweise in einem Strahlengang zwischen einer bilderzeugenden Einrichtung (6) und der Scheibe (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung (6) und dem Umlenkspiegel (4) wenigstens ein weiterer Umlenkspiegel (5) mit einstellbarer Transparenz angeordnet ist, wobei die Transparenz derart eingestellt wird, dass ein mittels der bilderzeugenden Einrichtung (6) angezeigtes Bild in die ausgewählte Anzeigeebene (10,11) projiziert wird.Method for operating a display device (1) for projecting an image onto a pane (2) of a motor vehicle (3) in at least one display plane selected from a plurality of display planes (10, 11), in particular a display device (1) according to one or more of the preceding claims , wherein the display device (1) has a deflecting mirror (4) which is at least temporarily arranged in a beam path between an image-forming device (6) and the pane (2), characterized in that in the beam path between the image-forming device (6) and at least one further deflecting mirror (5) with adjustable transparency is arranged on the deflecting mirror (4), the transparency being set such that an image displayed by means of the image-generating device (6) is projected into the selected display plane (10, 11). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bilderzeugende Einrichtung (6) abwechselnd mehrere Teilbilder des Bilds jeweils über eine bestimmte Anzeigedauer hinweg anzeigt, wobei jedem der Teilbilder eine der Anzeigeebenen (10,11) zugeordnet ist und die Transparenz des wenigstens einen weiteren Umlenkspiegels (5) während der Anzeigedauer des jeweiligen Teilbilds derart eingestellt wird, dass das Teilbild in die ihm zugeordnete Anzeigeebene (10,11) projiziert wird.Procedure according to Claim 9 , characterized in that the image-forming device (6) alternately displays several partial images of the image each over a certain display period, each of the partial images being assigned one of the display levels (10, 11) and the transparency of the at least one further deflecting mirror (5) during the display duration of the respective partial image is set such that the partial image is projected onto the display plane (10, 11) assigned to it.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009046935A1 (en) 2009-11-20 2011-05-26 Robert Bosch Gmbh Optical device i.e. head-up display, for use in vehicle for displaying images representing e.g. air speed, has two reflectors for reflecting light with respective frequencies, where one of reflectors is arranged behind another reflector
DE102010002956A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Robert Bosch Gmbh Head-up display for vehicles, particularly for use as display area for displaying information by imaging unit of lucent surface in vehicle, has imaging lens that is arranged between imaging unit and display area

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