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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Blickfeldanzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug oder Luftfahrzeug, mit einer Projektionseinheit zum Erzeugen und Projizieren eines Lichtstrahlenbündels auf eine teilweise transparente Reflexionsfläche zur Erzeugung eines virtuellen Anzeigebilds dahinter. Die Erfindung richtet sich auch auf ein Kraftfahrzeug oder Luftfahrzeug mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung dieser Art sowie auf ein Verfahren für deren Betrieb.
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Technischer Hintergrund
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Blickfeldanzeigevorrichtungen der obigen Art sind beispielsweise für Kraftfahrzeuge unter der Bezeichnung Head-Up-Display (HUD) bekannt. Damit wird ein Anzeigeinhalt, wie eine Angabe über eine Geschwindigkeitsbegrenzung, als ein virtuelles Anzeigebild in das Blickfeld des Fahrers vor dem Kraftfahrzeug eingeblendet, sodass er seinen Blick nicht von der Straße abwenden muss. Hierzu umfasst eine Blickfeldanzeigevorrichtung in der Regel eine Projektionseinheit, die ein geeignetes Lichtstrahlenbündel mit gewünschtem Anzeigeinhalt erzeugt und es auf die teilweise transparente Reflexionsfläche einer Windschutzscheibe oder einer eigens hierzu vorgesehenen Combiner-Scheibe projiziert, von welcher es zum Fahrer hin reflektiert wird.
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Dabei ist die Entfernung des virtuellen Anzeigebilds von der Windschutzscheibe durch den optischen Aufbau der Projektionseinheit festgelegt. Da der Fahrer seinen Blick je nach Fahrsituation auf sehr unterschiedliche Entfernungen vor dem Kraftfahrzeug fokussiert, sind zusätzlich Ansätze bekannt, zwei oder mehr verschiedene optische Pfade in der Projektionseinheit vorzusehen, die Bildebenen des virtuellen Anzeigebilds in entsprechend unterschiedlichen Entfernungen vor dem Kraftfahrzeug ergeben.
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Hierzu wird beispielsweise in einem optischen Modul der HUD-Vorrichtung gemäß
DE 10 2017 202 228 A1 zwischen mindestens zwei verschiedenen optischen Pfaden durch Verwendung eines verschiebbaren Spiegels, eines Spiegels mit einstellbarem Reflexionsgrad oder eines schaltbaren Polarisationsmodulators umgeschaltet. Ferner schlägt beispielsweise
DE 11 2015 002 814 T5 eine Anzeigevorrichtung für virtuelle Bilder vor, die eine Polarisationsumschalteinheit zum Umschalten des von einer Lichtquelleneinheit emittierten Lichts zwischen zwei verschiedenen Polarisationsrichtungen sowie eine optische Pfadeinheit mit zwei optischen Pfaden verschiedener optischer Pfadlänge aufweist, wobei durch den ersten Pfad ein Lichtstrahl mit der ersten Polarisationsrichtung und durch den zweiten Pfad ein Lichtstrahl mit der zweiten Polarisationsrichtung hindurchgeht. Dadurch werden abwechselnd oder gleichzeitig virtuelle Bilder in verschiedenen Abständen zum Fahrer eines Kraftfahrzeugs erzeugt. Bekannte Blickfeldanzeigevorrichtungen weisen somit zur Erzeugung virtueller Anzeigebilder in verschiedenen Entfernungen vom Benutzer eine deutlich erhöhte konstruktive Komplexität und/oder Größe der Projektionseinheit auf.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Blickfeldanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art, ein entsprechendes Kraftfahrzeug oder Luftfahrzeug und ein geeignetes Verfahren zu deren Betrieb anzugeben, die es ermöglichen, virtuelle Anzeigebilder in verschiedenen Entfernungen vom Benutzer zu erzeugen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch eine Blickfeldanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug oder Luftfahrzeug und ein Verfahren zu deren Betrieb gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der Beschreibung für die Blickfeldanzeigevorrichtung genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf deren Betriebsverfahren oder das Kraftfahrzeug oder Luftfahrzeug, wie auch umgekehrt.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Blickfeldanzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug oder Luftfahrzeug, vorgesehen. Die Blickfeldanzeigevorrichtung weist eine Projektionseinheit auf, die zum Erzeugen und Projizieren eines Lichtstrahlenbündels auf eine teilweise transparente Reflexionsfläche zur Erzeugung eines ersten Teils eines virtuellen Anzeigebilds in einer vorbestimmten ersten Anzeigebildentfernung dahinter ausgebildet ist. Die Projektionseinheit umfasst dabei
- - eine Bilderzeugungseinheit, die zum Erzeugen des vom Lichtstrahlenbündel zu transportierenden Anzeigeinhalts in einer Bilderzeugungsfläche ausgebildet ist, und
- - einen vor einer Teilfläche der Bilderzeugungsfläche angeordneten Bildleiter, der einen in dieser Teilfläche erzeugten Teil des Anzeigeinhalts derart gegenüber der Bilderzeugungsfläche entlang des Lichtstrahlenbündels (insbesondere möglichst unverändert) verschiebt, dass ein entsprechender zweiter Teil des virtuellen Anzeigebilds in einer vorbestimmten zweiten Anzeigebildentfernung hinter der Reflexionsfläche erzeugt wird, die kürzer als die erste Anzeigebildentfernung ist.
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Dabei kann die Bilderzeugungseinheit neben einer Lichtquelle eine beliebige geeignete Vorrichtung zur Erzeugung eines reellen Bildes mit gewünschtem Anzeigeinhalt in deren Bilderzeugungsfläche umfassen, insbesondere ein Display zur Erzeugung einer 2D- oder 3D-Displayanzeige oder aber ein Projektionsbildschirm mit einer zugehörigen Projektions-PGU (Picture Generating Unit), die das Bild darauf projiziert. Dementsprechend kann die Bilderzeugungsfläche beispielsweise eine Displayfläche oder eine Projektionsbildschirmfläche sein. Das Lichtstrahlenbündel geht von der Bilderzeugungsfläche aus und transportiert damit den in oder an dieser erzeugten Anzeigeinhalt.
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Eine Idee der Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art besteht darin, durch die Anordnung des Bildleiters im Strahlengang des Lichtstrahlenbündels vor einer Teilfläche der Bilderzeugungsfläche die optische Weglänge für denjenigen Anteil des Lichtstrahlenbündels, der einen in dieser Teilfläche erzeugten Anzeigeinhalt transportiert, zu verkürzen. Dadurch ergibt sich für diesen (zweiten) Teil des virtuellen Anzeigebilds eine kürzere Anzeigebildentfernung als für den von der übrigen Bilderzeugungsfläche herrührenden ersten Teil des virtuellen Anzeigebilds.
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Diese Verkürzung der Anzeigebildentfernung kann insbesondere von einer Länge des Bildleiters in einer Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahlenbündels und einem Abbildungsmaßstab der Blickfeldanzeigevorrichtung zwischen der Bilderzeugungseinheit und dem virtuellen Anzeigebild abhängen. Beispielsweise kann bei einer Länge des Bildleiters zwischen etwa 20 mm und etwa 40 mm, insbesondere etwa 30 mm, und einem für Kraftfahrzeuge gängigen Abbildungsmaßstab der Blickfeldanzeigevorrichtung ein Unterschied von 1 bis 3 m zwischen der vorbestimmten ersten und der vorbestimmten zweiten Anzeigebildentfernung erzielt werden. Beispielsweise kann dabei die vorbestimmte erste Anzeigebildentfernung etwa 5 m und die vorbestimmte zweite Anzeigebildentfernung etwa 2,5 m betragen.
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Anders als bei den eingangs erwähnten bekannten Ansätzen zur Erzeugung virtueller Anzeigebilder in mehreren verschiedenen Anzeigebildentfernungen, handelt es sich beim Bildleiter um eine äußerst kompakte Konstruktion ohne bewegliche oder sich in sonstiger Weise im Betrieb verändernde Komponenten, die somit weder fehleranfällig ist noch verschleißt.
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Die Blickfeldanzeigevorrichtung ist generell nicht auf einen einzigen Bildleiter dieser Art beschränkt, sondern kann bei Bedarf auch zwei oder mehr verschiedene, nach dem hierin dargelegten Prinzip ausgebildete und angeordnete Bildleiter aufweisen, die mehr als zwei verschiedene Anzeigebildentfernungen beim virtuellen Anzeigebild ermöglichen können.
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Eine außerhalb der Projektionseinheit angeordnete teilweise transparente Reflexionsfläche, auf die die Projektionseinheit das Lichtstrahlenbündel mit dem Anzeigeinhalt in zur Erzeugung des virtuellen Anzeigebilds geeigneten Weise projiziert, kann an oder in einer eigens hierzu vorgesehenen Combiner-Scheibe oder einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs bzw. einer entsprechenden Scheibe bei anderen Anwendungen vorgesehen sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Bildleiter unmittelbar vor der Teilfläche der Bilderzeugungsfläche angeordnet, insbesondere fest mit dieser verbunden, beispielsweise darauf aufgebracht oder daran gebondet oder aber fixiert. Eine derartige Positionierung und Anbringung des Bildleiters kann beispielsweise besonders effektiv und verlustarm in Bezug auf den in der vom Bildleiter überdeckten Teilfläche der Bilderzeugungsfläche erzeugten Teil des Anzeigeinhalts und dessen Verschiebung entlang des Lichtstrahlenbündels im Bildleiter sein. Sie kann beispielsweise auch besonders kompakt, stabil und/oder einfach in der Fertigung sein.
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Bei einer spezifischen Ausgestaltung stellt der Bildleiter eine Faseroptikanordnung oder eine Glas- oder Kunststoffplatte dar oder umfasst eine solche. Dies kann beispielsweise eine besonders einfache und/oder mit bekannten und beherrschten Technologien an spezifische Anforderungen einer Anwendung optimierbare Konstruktion sein. Die Faseroptikanordnung kann insbesondere ein geeignetes Glas- oder Kunststofffaserbündel darstellen oder enthalten.
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Gemäß einer Ausführungsform sind Anstellwinkel des Bildleiters, insbesondere eine Ausrichtung der Fasern der obigen Faseroptikanordnung oder Anstellwinkel einer Lichtaustritts- und/oder Lichteintrittsfläche der obigen Glas- oder Kunststoffplatte, bezüglich einer Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahlenbündels derart gewählt, dass eine Abschattung des Anzeigeinhalts im Lichtstrahlenbündel durch Seitenwände des Bildleiters reduziert oder sogar minimiert ist. Dadurch kann insbesondere ein für das Lichtstrahlenbündel der Projektionseinheit typischer Abstrahlwinkel, der beispielsweise bei gängigen HUD-Konstruktionen im Kraftfahrzeugbereich einige wenige Grad ° betragen kann, derart berücksichtigt werden, dass möglichst wenig bis gar kein Licht im insgesamt von der Bilderzeugungsfläche ausgehenden Lichtstrahlenbündel verloren geht, etwa durch unerwünschte Reflexion oder Absorption an seitlichen Grenzflächen des Bildleiters. Dies kann zur Verhinderung einer Abschattung für den im Bildleiter propagierenden Teil des Lichtstrahlenbündels und/oder einen übrigen Teil des Lichtstrahlenbündels eingesetzt werden.
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Bei einer spezifischen Ausgestaltung beträgt eine Länge des Bildleiters entlang des Lichtstrahlenbündels mindestens 5 mm, mindestens 7 mm, mindestens 10 mm, mindestens 12 mm oder mindestens 15 mm. Alternativ oder zusätzlich beträgt diese Länge höchstens 100 mm, höchstens 85 mm, höchstens 75 mm, höchstens 60 mm oder höchstens 50 mm. Insbesondere kann sie zwischen etwa 20 mm und etwa 40 mm liegen und beispielsweise etwa 30 mm betragen. Mit derartigen Abmessungen des Bildleiters können beispielsweise die hierin für verschiedene spezifische Ausführungsformen und Ausgestaltungsvarianten genannten technischen Wirkungen realisierbar sein.
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Insbesondere können bei einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art zu einer Störreflexunterdrückung
- - Seitenwandflächen des Bildleiters nicht reflektierend ausgebildet sind, insbesondere eine nicht reflektierende Beschichtung oder Coating aufweisen, und/oder
- - eine Blende an einer Innenseite und/oder einer Stirnseite des Bildleiters vorgesehen ist.
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Ferner kann bei einer spezifischen Ausgestaltung
- - eine Lichtaustrittsfläche des Bildleiters als eine Freiformfläche derart ausgebildet sein, dass etwaige an anderen Stellen auf dem Weg des Lichtstrahlenbündels zum Auge des Benutzers, wie z. B. an der Reflexionsfläche der Windschutzscheibe, entstehende Bildfehler für den dem Bildleiter entsprechenden zweiten Teil des virtuellen Anzeigebilds durch die Freiformfläche korrigiert werden, und/oder
- - eine Apertur des Bildleiters an eine Apertur der Projektionseinheit angepasst sein, wodurch beispielsweise Verluste im von der Projektionseinheit erzeugten Lichtstrahlenbündel durch Diskrepanzen zwischen beiden Aperturen verhindert werden kann.
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Insbesondere kann die Bilderzeugungseinheit dazu ausgebildet und/oder ansteuerbar sein, die jeweiligen Teile des vom Lichtstrahlenbündel zu transportierenden Anzeigeinhalts in der genannten Teilfläche der Bilderzeugungsfläche einerseits und in der restlichen Bilderzeugungsfläche andererseits gleichzeitig und/oder abwechselnd und/oder voneinander unabhängig und/oder aufeinander abgestimmt zu erzeugen. Diese Möglichkeiten können je nach Anforderungen eines konkreten Anwendungsfalls einzeln oder aber zu mehreren, insbesondere zur situationsbedingten Auswahl durch den Benutzer oder in automatisierter Weise durch eine geeignete Steuerungseinheit, vorgesehen sein. So kann es beispielsweise in bestimmten Fahrsituationen oder bei bestimmten HUD-Konstruktionen oder Gesamtgrößen des virtuellen Anzeigebilds günstig sein, die jeweiligen Teile des virtuellen Anzeigebilds in den verschiedenen Anzeigebildentfernungen gleichzeitig, voneinander abhängig oder unabhängig, zu erzeugen. In anderen Situationen oder Anwendungsfällen kann es aber auch günstig sein, die Darstellungen des virtuellen Anzeigebilds in den verschiedenen Anzeigebildentfernungen zeitlich abwechselnd oder in einer vorbestimmten Weise aufeinander abgestimmt zu gestalten.
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Insbesondere kann die Projektionseinheit ferner eine Projektionsoptik in einem Strahlengang des insgesamt von der Bilderzeugungsfläche und dem Bildleiter ausgehenden Lichtstrahlenbündels aufweisen, die zum Projizieren des Lichtstrahlenbündels mit dem darin transportierten Anzeigeinhalt auf die außerhalb der Projektionseinheit angeordnete teilweise transparente Reflexionsfläche zur Erzeugung des virtuellen Anzeigebilds dahinter ausgebildet ist. Die Projektionsoptik kann beispielsweise einen oder mehrere Faltspiegel zum Falten des Lichtstrahlenbündels innerhalb der Projektionseinheit und/oder zum Richten des Lichtstrahlenbündels auf einen geeigneten Projektionsspiegel und/oder einen oder mehrere Projektionsspiegel, z. B. konkave und/oder konvexe Freiformspiegel, die das Lichtstrahlenbündel auf die genannte Reflexionsfläche projizieren und gegebenenfalls zur Korrektur etwaiger an anderen Stellen im Strahlengang entstehender Bildfehler ausgebildet sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kraftfahrzeug oder Luftfahrzeug vorgesehen, das eine Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art und eine teilweise transparente Reflexionsfläche der oben genannten Art umfasst, auf welche die Blickfeldanzeigevorrichtung in deren Betrieb das Lichtstrahlenbündel mit dem Anzeigeinhalt projiziert. Dabei ist die Blickfeldanzeigevorrichtung zum Einblenden des Anzeigeinhalts in Form eines virtuellen Anzeigebilds in ein Blickfeld des Fahrers bzw. Pilots in den oben genannten vorbestimmten verschiedenen Anzeigebildentfernungen von der Reflexionsfläche vor dem Kraftfahrzeug bzw. vor dem Luftfahrzeug ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art vorgesehen, wobei die Bilderzeugungseinheit, insbesondere wahlweise, dazu angesteuert wird, die jeweiligen Teile des vom Lichtstrahlenbündel zu transportierenden Anzeigeinhalts in der genannten Teilfläche der Bilderzeugungsfläche einerseits und in der restlichen Bilderzeugungsfläche andererseits gleichzeitig und/oder abwechselnd und/oder voneinander unabhängig und/oder aufeinander abgestimmt zu erzeugen.
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Figurenliste
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Die obigen Aspekte der Erfindung und deren oben und in den Ansprüchen genannte Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Beispiels näher erläutert. Die Zeichnung ist rein schematisch, sie ist insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu lesen. Es zeigen:
- 1a eine schematische vertikale Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art;
- 1b eine vergrößerte Darstellung einer Projektionseinheit der Blickfeldanzeigevorrichtung der 1; und
- 1c eine vergrößerte Darstellung eines Bildleiters der Projektionseinheit der 2.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Alle weiter oben in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen erwähnten verschiedenen Varianten und spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der Blickfeldanzeigevorrichtung und des Kraftfahrzeugs oder Luftfahrzeugs der hierin dargelegten Art sowie des Verfahrens zum Betrieb der Blickfeldanzeigevorrichtung können bei dem in 1a-c gezeigten Beispiel implementiert sein. Sie werden daher nachfolgend nicht alle nochmals wiederholt. Das Gleiche gilt entsprechend für die weiter oben bereits angegebenen Begriffsdefinitionen und Wirkungen in Bezug auf einzelne Merkmale, die in der Figur gezeigt sind.
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1a zeigt in einer stark vereinfachten schematischen vertikalen Querschnittsansicht eine Blickfeldanzeigevorrichtung 1 der hierin dargelegten Art, die insbesondere ein Head-Up-Display in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) darstellen kann. Die Blickfeldanzeigevorrichtung 1 umfasst eine Projektionseinheit 2, die im Betrieb ein Lichtstrahlenbündel (nicht gezeigt) mit einem gewünschten Anzeigeinhalt erzeugt und auf eine über der Projektionseinheit 2 angeordnete teilweise transparente Reflexionsfläche 4 projiziert. Die Reflexionsfläche 4 kann dabei, muss aber nicht zwingend als Bestandteil der Blickfeldanzeigevorrichtung 1 der hierin dargelegten Art aufgefasst werden.
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Von der Reflexionsfläche 4, die insbesondere als Teil einer Windschutzscheibe 3 des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein kann, wird zumindest ein Anteil L des Lichtstrahlenbündels zum Auge 5 eines Benutzers der Blickfeldanzeigevorrichtung 1, in diesem Beispiel des Fahrers des Kraftfahrzeugs, reflektiert. Im Betrieb der Blickfeldanzeigevorrichtung 1 kann der Benutzer den vom Lichtstrahlenbündel transportierten Anzeigeinhalt in diesem Beispiel als zwei räumlich voneinander getrennte zweidimensionale Teile eines virtuelles Anzeigebilds 6a und/oder 6b (in 1a rein symbolisch jeweils durch einen Strich angedeutet) in jeweiligen zwei verschiedenen Bildebenen 7a und 7b in zugehörigen unterschiedlichen Anzeigebildentfernungen 8a (vorbestimmte erste Anzeigebildentfernung) bzw. 8b (vorbestimmte zweite Anzeigebildentfernung) von der Reflexionsfläche 4 vor dem Fahrzeug sehen. Aufgrund der zumindest teilweisen Transparenz der Reflexionsfläche 4 für das Umgebungslicht überlagert sich das virtuelle Anzeigebild 6a und/oder 6b für den Benutzer mit dem von ihm beobachteten realen Umgebungsbild vor dem Kraftfahrzeug.
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1b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der 1a, in dem die Projektionseinheit 2 im Detail dargestellt ist, wobei die Darstellung auch hier rein schematisch und stark vereinfacht ist. Die Projektionseinheit 2 weist eine Bilderzeugungseinheit 9 auf, die in diesem Beispiel als ein zweidimensionales Display, z. B. ein Flüssigkristallbildschirm oder aber ein Projektionsbildschirm, auf den eine zugehörige Projektions-PGU (beispielsweise eine DMD- oder Laser- oder LCOS- Picture Generating Unit, nicht gezeigt) den gewünschten Anzeigeinhalt projiziert, ausgebildet ist. Die Blickfeldanzeigevorrichtung 1 und deren Bilderzeugungseinheit 9 sind allerdings nicht auf eine zweidimensionale Bilderzeugung beschränkt, vielmehr können sie im Prinzip in ähnlicher Weise auch zur Erzeugung dreidimensionaler bzw. stereoskopischer virtueller Anzeigebilder ausgebildet sein.
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Der vom Lichtstrahlenbündel zu transportierende Anzeigeinhalt wird im Betrieb in einer Bilderzeugungsfläche 10 der Bilderzeugungseinheit 9 erzeugt, die in diesem Beispiel insbesondere eine Oberfläche des genannten Flüssigkristallbildschirms bzw. Projektionsbildschirms sein kann. Das Lichtstrahlenbündel geht von der Bilderzeugungsfläche 10 aus und transportiert damit den in oder an der Bilderzeugungsfläche 10 erzeugten Anzeigeinhalt.
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Vor einer Teilfläche 10b der Bilderzeugungsfläche 10 ist in der Projektionseinheit 2 ein Bildleiter 11 angeordnet, der einen in dieser Teilfläche erzeugten Teil 12b des Anzeigeinhalts derart gegenüber der Bilderzeugungsfläche 10 entlang des Lichtstrahlenbündels (idealerweise unverändert) verschiebt, dass ein entsprechender zweiter Teil 6b des virtuellen Anzeigebilds in der vorbestimmten zweiten Anzeigebildentfernung 8b erzeugt wird, die kürzer als die erste Anzeigebildentfernung 8a ist. In der ersten Anzeigebildentfernung 8a von der Reflexionsfläche 4 wird in diesem Beispiel der auf die restliche, d. h. nicht vom Bildleiter 11 überdeckte, Teilfläche 10a der Bilderzeugungsfläche 10 zurückgehende erste Teil 6a des virtuellen Anzeigebilds erzeugt. Er entspricht dem in der restlichen Teilfläche 10a der Bilderzeugungsfläche 10 erzeugten Teil 12a des Anzeigeinhalts.
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Ferner umfasst die Projektionseinheit 2 eine Projektionsoptik im Strahlengang des insgesamt von der Bilderzeugungsfläche 10 und dem Bildleiter 11 ausgehenden Lichtstrahlenbündels, die in 1b zum Projizieren des Lichtstrahlenbündels auf die Reflexionsfläche 4 rein beispielhaft einen planen Faltspiegel 13 zum Falten des Lichtstrahlenbündels innerhalb der Projektionseinheit 2 und einen konkaven Projektionsspiegel 14 aufweist.
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Der Bildleiter 11 ist in diesem Beispiel unmittelbar vor der Teilfläche 10b der Bilderzeugungsfläche 10 angeordnet und kann insbesondere fest mit dieser verbunden sein, beispielsweise darauf aufgebracht oder daran gebondet oder in einer anderen Weise daran fixiert sein. Der Bildleiter 11 kann insbesondere eine Faseroptikanordnung umfassen, die ein Glas- oder Kunststofffaserbündel mit geeigneten optischen Eigenschaften für die hierin dargelegten Wirkungen darstellt. Alternativ kann er als eine Glas- oder Kunststoffplatte mit geeigneten optischen Eigenschaften ausgebildet sein.
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1c zeigt links einen vergrößerten Ausschnitt der 1b, in dem ein mögliches Beispiel der geometrischen Ausgestaltung des Bildleiters 11 schematisch dargestellt ist. In dieser vergrößerten Darstellung sind im Gegensatz zu einer rechtwinkligen Geometrie spitze Anstellwinkel des Bildleiters 11 bezüglich einer Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahlenbündels zu erkennen, die in 1c rein beispielhaft durch spitze Anstellwinkel α und β einer Lichteintrittsfläche 15 bzw. Lichtaustrittsfläche 16 des Bildleiters 11, alternativ aber auch durch entsprechende spitze Anstellwinkel seiner Seitenwandflächen 17 oder der Faserausrichtung in der Faseroptikanordnung festgelegt sein können.
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Wie weiter oben beschrieben, können die genannten Anstellwinkel je nach für die Projektionsanordnung charakteristischem Abstrahlwinkel derart gewählt werden, dass eine etwaige im virtuellen Anzeigebild 6a-6b sichtbare Abschattung des Anzeigeinhalts 12a und/oder 12b im Lichtstrahlenbündel durch Seitenwände 17 des Bildleiters 11 reduziert oder minimiert ist. Mit anderen Worten können derartige Anstellwinkel für eine spezifische Anwendung zu dem genannten Zweck passend individuell ausgelegt sein. Dies ist in 1c rechts nochmals verdeutlicht. Insbesondere können dabei die in 1c angedeuteten Anstellwinkel α und β gleich sein, müssen es aber nicht.
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Insbesondere können in 1a-1c zu einer Störreflexunterdrückung Seitenwandflächen 17 des Bildleiters 11 mit einem nicht reflektierenden Coating ausgeführt sein. Alternativ kann zum selben Zweck auch eine Blende auf einer Innenseite des Bildleiters 11 integriert sein.
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Ferner kann insbesondere die Lichtaustrittsfläche 16 des Bildleiters 11 als eine Freiformfläche zur Korrektur etwaiger an anderen Stellen auf dem Weg des Lichtstrahlenbündels zum Auge 5 des Benutzers entstehender Bildfehler ausgebildet sein. Des Weiteren kann insbesondere eine Apertur des Bildleiters 11 an eine Apertur der Projektionseinheit 2 angepasst sein.
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Wie weiter oben ebenfalls ausführlicher beschrieben, kann die Bilderzeugungseinheit 1 insbesondere dazu ausgebildet sein und/oder im Betrieb angesteuert werden, die genannten Teile 12a und 12b des Anzeigeinhalts in der Teilfläche 10a der Bilderzeugungsfläche 10 einerseits und in der restlichen Bilderzeugungsfläche 10b andererseits gleichzeitig und/oder abwechselnd und/oder voneinander unabhängig und/oder aufeinander abgestimmt zu erzeugen. Diese verschiedenen Möglichkeiten sind in einer grundsätzlichen Unabhängigkeit der Teilflächen 10a und 10b der Bilderzeugungsfläche 10 im Hinblick auf die Erzeugung des Anzeigeinhalts 12a bzw. 12b begründet. Mit anderen Worten können die den Teilflächen 10a und 10b entsprechenden Displaypixel oder Projektionsbildschirmbereiche je nach Anforderungen einer Anwendung gleichzeitig oder jeweils für sich allein, wie auch aufeinander abgestimmt oder unabhängig angesteuert bzw. beleuchtet werden.
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Auch wenn die Erfindung hierin meist am Beispiel eines Kraftfahrzeugs beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese Anwendung beschränkt. Vielmehr gilt das Dargelegte entsprechend beispielsweise auch für ein Luftfahrzeug oder ähnliche weitere Anwendungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blickfeldanzeigevorrichtung
- 2
- Projektionseinheit
- 3
- Windschutzscheibe
- 4
- Reflexionsfläche
- 5
- Auge des Benutzers
- 6a, 6b
- Teile des virtuellen Anzeigebilds
- 7a, 7b
- verschiedene Bildebenen der jeweiligen Teile des virtuellen Anzeigebilds
- 8a
- erste Anzeigebildentfernung
- 8b
- zweite Anzeigebildentfernung
- 9
- Bilderzeugungseinheit
- 10
- Bilderzeugungsfläche der Bilderzeugungseinheit
- 10b
- Teilfläche der Bilderzeugungsfläche, vor der ein Bildleiter angeordnet ist
- 10a
- restliche Teilfläche der Bilderzeugungsfläche
- 11
- Bildleiter
- 12a, 12b
- Teile des in der Bilderzeugungsfläche erzeugten Anzeigeinhalts
- 13
- Faltspiegel
- 14
- Projektionsspiegel
- 15
- Lichteintrittsfläche des Bildleiters
- 16
- Lichtaustrittsfläche des Bildleiters
- 17
- Seitenwandfläche des Bildleiters
- L
- zum Auge des Benutzers reflektierter Anteil des Lichtstrahlenbündels
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017202228 A1 [0004]
- DE 112015002814 T5 [0004]
