DE102019106738A1 - Anzeigesystem, elektronisches Spiegelsystem, fahrendes Fahrzeug, und Anzeigeverfahren - Google Patents

Anzeigesystem, elektronisches Spiegelsystem, fahrendes Fahrzeug, und Anzeigeverfahren Download PDF

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Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist das Bereitstellen eines Anzeigesystems, eines elektronischen Spiegelsystems, eines fahrenden Fahrzeugs und eines Anzeigeverfahrens, die alle dafür eingerichtet oder ausgelegt sind, ein virtuelles Bild zu präsentieren, das dem Betrachter ermöglicht, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen. Ein Anzeigesystem (2) gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine Bilderzeugungseinheit (4) und einen optischen Systemteil (5) auf. Die Bilderzeugungseinheit (4) gibt ein Bild auf einem Anzeigeschirm (411) wieder, indem sie einen Lichtstrahl, der schließlich ein virtuelles Bild basierend auf dem wiedergegebenen Bild bildet, aus dem Anzeigeschirm (411) hervortreten lässt. Der optische Systemteil (5) bildet ein Linksaugenbild (10L) und ein Rechtsaugenbild (10R) auf einem linken beziehungsweise einem rechten Auge eines Benutzers (200), und projiziert dabei das virtuelle Bild (30) zum linken und zum rechten Auge eines Benutzers (200) durch Reflektieren und/oder Brechen des aus dem Anzeigeschirm (411) hervortretenden Lichtstrahls. Der optische Systemteil (5) weist einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor (51) auf, der bewirkt, dass sich eine Bildverzerrung des Linksaugenbilds (10L) von einer Bildverzerrung des Rechtsaugenbilds (10R) unterscheidet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Anzeigesystem, ein elektronisches Spiegelsystem, ein fahrendes Fahrzeug und ein Anzeigeverfahren, und betrifft insbesondere ein Anzeigesystem, ein elektronisches Spiegelsystem, ein fahrendes Fahrzeug, und ein Anzeigeverfahren, die alle dafür ausgelegt oder gestaltet sind, ein virtuelles Bild auf Grundlage einer Videoaufnahme zu projizieren.
  • Stand der Technik
  • Ein Anzeigesystem für Fahrzeuge, wie zum Beispiel ein elektronisches Rückspiegelsystem, ist nach dem Stand der Technik bisher bekannt als ein System, das dafür gestaltet ist, auf Grundlage eines durch eine Kamera aufgenommenen Videos eine Sicht von einem fahrenden Fahrzeug nach hinten zu präsentieren. Ein solches Anzeigesystem ist zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-120080 (hierin im Folgenden bezeichnet als D1) offenbart.
  • Das Anzeigesystem von D1 weist eine Anzeigevorrichtung zum Wiedergeben von Videos darauf, einen Reflektor zum Reflektieren des auf der Anzeigevorrichtung wiedergegebenen Videos, und einen Hohlspiegel zum erneuten Reflektieren des Videos, das bereits einmal durch den Reflektor reflektiert worden ist, auf. Die Anzeigevorrichtung gibt das durch eine Kamera aufgenommene Video wieder, um eine Sicht vom Fahrzeug nach hinten zu bieten. Das auf der Anzeigevorrichtung wiedergegebene Video wird durch den Reflektor reflektiert und dann durch den Hohlspiegel erneut reflektiert. Dies ermöglicht, dass die Anzeigevorrichtung, der Reflektor und der Hohlspiegel einen optischen Pfad zum Umwandeln des Lichts, das von der Anzeigevorrichtung, welche das Video wiedergibt, ausgeht, in einen ungefähr parallelen Lichtstrahl, der schließlich auf die Augen des Fahrers des Fahrzeugs treffen kann, bildet.
  • In der in D1 offenbarten Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge wird ein virtuelles Bild basierend auf dem auf der Anzeigevorrichtung wiedergegebenen Video mit der Anzeigevorrichtung, dem Reflektor und dem Hohlspiegel präsentiert. In diesem Fall ist es schwierig für den Betrachter, ein Gefühl für die Entfernung zu einem Objekt (wie zum Beispiel einem Auto), das sich hinter dem Auto befindet, zu erlangen.
  • Kurzdarstellung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Anzeigesystem, ein elektronisches Spiegelsystem, ein fahrendes Fahrzeug und ein Anzeigeverfahren zu schaffen, die alle dafür ausgelegt oder gestaltet sind, ein virtuelles Bild zu präsentieren, das dem Betrachter ermöglicht, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • Ein Anzeigesystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Bilderzeugungseinheit und einen optischen Systemteil auf. Die Bilderzeugungseinheit gibt ein Bild auf einem Anzeigeschirm wieder, indem sie einen Lichtstrahl, der schließlich ein virtuelles Bild basierend auf dem wiedergegebenen Bild bildet, aus dem Anzeigeschirm hervortreten lässt. Der optische Systemteil projiziert das virtuelle Bild zu den linken und rechten Augen eines Benutzers durch Reflektieren und/oder Brechen des aus dem Anzeigeschirm hervortretenden Lichtstrahls. Der optische Systemteil weist einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor auf, um zu bewirken, dass sich eine Bildverzerrung eines Linksaugenbilds, das sich auf dem linken Auge des Benutzers durch den optischen Systemteil bildet, von einer Bildverzerrung eines Rechtsaugenbildes, das sich auf dem rechten Auge des Benutzers durch den optischen Systemteil bildet, unterscheidet.
  • Ein elektronisches Spiegelsystem gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das oben beschriebene Anzeigesystem und eine Kamera auf. Die Bilderzeugungseinheit gibt das Bild, basierend auf einem durch die Kamera aufgenommenen Video, auf dem Anzeigeschirm wieder.
  • Ein fahrendes Fahrzeug gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das oben beschriebene elektronische Spiegelsystem und ein Gehäuse auf, um das elektronische Rückspiegelsystem auf dem Fahrzeug anzubringen.
  • Ein Anzeigeverfahren gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Wiedergeben eines Bilds auf einem Anzeigeschirm einer Bilderzeugungseinheit, indem es einen Lichtstrahl, der schließlich ein virtuelles Bild basierend auf dem wiedergegebenen Bild erzeugt, aus dem Anzeigeschirm hervortreten lässt; das Reflektieren und/oder Brechen des Lichtstrahls durch einen optischen Systemteil zum Bilden eines Linksaugenbilds und eines Rechtsaugenbilds auf dem linken beziehungsweise dem rechten Auge des Benutzers, wodurch das virtuelle Bild zu den linken und rechten Augen des Benutzers projiziert wird; und das Erzeugen, durch einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor des optischen Systemteils, voneinander verschiedener Bildverzerrungen auf dem Linksaugenbild und dem Rechtsaugenbild.
  • Figurenliste
    • 1 stellt eine schematische Anordnung eines elektronischen Spiegelsystems aufweisend ein Anzeigesystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
    • 2A stellt schematisch ein Linksaugenbild gebildet durch das Anzeigesystem auf einem linken Auge eines Benutzers dar;
    • 2B stellt schematisch ein Rechtsaugenbild gebildet durch das Anzeigesystem auf einem rechten Auge eines Benutzers dar;
    • 2C stellt schematisch die Größe der Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild und dem Rechtsaugenbild dar;
    • 3 ist eine schematische Darstellung, welche ein fahrendes Fahrzeug aufweisend das Anzeigesystem abbildet;
    • 4 bildet eine Sicht nach vorne für einen im Fahrersitz eines fahrenden Fahrzeugs aufweisend das Anzeigesystem, ab;
    • 5A bildet ein Linksaugenbild gebildet durch das Anzeigesystem auf dem linken Auge des Benutzers ab;
    • 5B bildet ein Rechtsaugenbild gebildet durch das Anzeigesystem auf dem rechten Auge des Benutzers ab;
    • 5C bildet ein virtuelles Bild betrachtet durch den Benutzer mit seinen oder ihren Augen ab;
    • 6A stellt ein virtuelles, durch das Anzeigesystem präsentiertes Bild dar;
    • 6B stellt ein auf einer Anzeigevorrichtung, die im Anzeigesystem enthalten ist, wiedergegebenes Bild dar;
    • 7A stellt ein virtuelles, durch das Anzeigesystem präsentiertes Bild dar;
    • 7B stellt ein auf einer Anzeigevorrichtung, die im Anzeigesystem enthalten ist, wiedergegebenes Bild dar;
    • 8 stellt eine schematische Anordnung eines Anzeigesystems gemäß einer Variation der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
    • 9A stellt eine schematische Anordnung eines Anzeigesystems gemäß einer zweiten Variation der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
    • 9B stellt eine schematische Anordnung des Anzeigesystems gemäß der zweiten Variation der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
    • 10 stellt eine schematische Anordnung eines Anzeigesystems gemäß einer dritten Variation der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
    • 11 stellt eine Beziehung zwischen einem Augenkasten (Eyebox) und Positionen von Ansichtspunkten im Anzeigesystem gemäß der dritten Variation dar;
    • 12 stellt eine Situation dar, in welcher keine Korrekturen gemäß den Ansichtspunktpositionen im Anzeigesystem gemäß der dritten Variation vorgenommen werden; und
    • 13 stellt eine Situation dar, in welcher Korrekturen gemäß den Ansichtspunktpositionen im Anzeigesystem gemäß der dritten Variation vorgenommen werden.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • (Ausführungsformen)
  • Überblick
  • Ein Anzeigesystem 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist zum Beispiel anwendbar auf ein fahrendes Fahrzeug, wie zum Beispiel ein Kraftfahrzeug 100 (siehe 3 und 4). Insbesondere wird ein Anzeigesystem 2 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform in einem elektronisches Spiegelsystem 1 verwendet, das dafür ausgelegt ist, eine Sicht vom Kraftfahrzeug 100 nach hinten basierend auf einem durch eine Kamera 3 aufgenommene Video zu präsentieren.
  • Das Anzeigesystem 2 dieser Ausführungsform weist eine Bilderzeugungseinheit 4 und einen optischen Systemteil 5 auf, wie in 1 gezeigt.
  • Die Bilderzeugungseinheit 4 gibt ein Bild auf einem Anzeigeschirm 411 wieder, indem sie einen Lichtstrahl, der schließlich ein virtuelles Bild 30 basierend auf dem erzeugten Bild bildet, aus dem Anzeigeschirm 411 hervortreten lässt.
  • Der optische Systemteil 5 projiziert das virtuelle Bild 30 (siehe 3) zu den linken und rechten Augen eines Benutzers durch Reflektieren und/oder Brechen des aus dem Anzeigeschirm 411 hervortretenden Lichtstrahls.
  • Der optische Systemteil 5 weist einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor auf, um zu bewirken, dass sich eine Bildverzerrung (verursacht durch Aberration) eines Linksaugenbilds 10L (siehe 2A), das sich auf dem linken Auge des Benutzers 200 durch den optischen Systemteil 5 bildet, von einer Bildverzerrung (verursacht durch Aberration) eines Rechtsaugenbilds 10R (siehe 2B), das sich auf dem rechten Auge des Benutzers 200 durch den optischen Systemteil 5 bildet, unterscheidet.
  • Wie hierin verwendet bezieht sich der „Bildverzerrungserzeugungsfaktor“ des optischen Systemteils 5 auf Parameter einer reflektierenden Fläche (darunter mindestens entweder die Form der reflektierenden Fläche und/oder der Reflexionswinkel), welche die Bildverzerrungen beeinflussen, wenn der optische Systemteil 5 zum Beispiel ein reflektierendes Element aufweist. Weist der optische Systemteil 5 ferner eine Linse auf, so bezieht sich der Bildverzerrungserzeugungsfaktor des optischen Systemteils 5 auf Eigenschaften der Linse (wie zum Beispiel die Oberflächenform der Linse), welche die Bildverzerrung beeinflussen. Der optischer Systemteil 5, der einen derartigen Bildverzerrungserzeugungsfaktor aufweist, bewirkt, dass sich entsprechenden Bildverzerrungen (verursacht durch Aberration) des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R, die sich durch den optischen Systemteil 5 auf dem linken beziehungsweise dem rechten Auge bilden, voneinander unterscheiden (siehe 2A - 2C). Man beachte, dass, obwohl das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R, die in 2A - 2C gezeigt sind, leere Bilder sind, diese Bilder tatsächlich das durch die Kamera 3 aufgenommene Video sind. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Rahmenlinien, die in 2A - 2C gezeigt sind, um die Bildverzerrung darzustellen, imaginäre sind, die tatsächlich nicht angezeigt werden.
  • Das elektronisches Spiegelsystem 1 gemäß dieser Ausführungsform weist das oben beschriebene Anzeigesystem 2 und die Kamera 3 auf. Die Bilderzeugungseinheit 4 gibt ein Bild basierend auf dem durch die Kamera 3 aufgenommenen Video auf dem Anzeigeschirm 411 wieder.
  • In diesem Anzeigesystem 2 reflektiert und/oder bricht der optische Systemteil 5 den Lichtstrahl, der aus dem Anzeigeschirm 411 der Bilderzeugungseinheit 4 hervortritt, wodurch ein Linksaugenbild 10L auf dem linken Auge des Benutzers und ein Rechtsaugenbild 10R auf seinem oder ihrem rechten Auge gebildet wird. Somit sieht es für die Augen des Benutzers 200 so aus, als ob ein virtuelles Bild 30 (siehe 4 und 5) zu einem Punkt, der in einem vorher festgelegten Abstand vom Augenkasten 210 angeordnet ist, in der Richtung parallel zu einer Richtung D1, in welcher der Lichtstrahl durch den optischen Systemteil 5 (siehe 1) auf seine oder ihre Augen fällt, projiziert würde. Wie hierin verwendet bezieht sich das „virtuelle Bild“ auf ein Bild, das entlang der Ausdehnung einer Linie parallel zu der Richtung D1, in welcher der Lichtstrahl durch den optischen Systemteil 5 auf die Augen des Benutzers 200 fällt, vorhanden zu sein scheint.
  • Im Anzeigesystem 2 und dem elektronischen Spiegelsystem 1 gemäß dieser Ausführungsform unterscheiden sich die Bildverzerrungen der durch den optischen Systemteil 5 auf dem linken beziehungsweise dem rechten Auge gebildeten Linksaugenbilder 10L und Rechtsaugenbilder 10R voneinander. Das ermöglicht dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R eine Parallaxe zwischen dem linken und dem rechten Auge zu bilden, wodurch mit dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R eine pseudostereoskopische Ansicht verwirklicht wird. Dies ermöglicht dem Benutzer 200 des Anzeigesystems 2 (zum Beispiel dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 100) ein Gefühl für den Abstand zum virtuellen Bild 30 zu erlangen, wodurch einem Anzeigesystem 2 die Fähigkeit verliehen wird, ein virtuelles Bild 30 zu präsentieren, das dem Benutzer erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen. Wie hierin verwendet bezieht sich der Augenkasten 210 auf einen Bereich, in dem der Benutzer 200 imstande ist, das durch das Anzeigesystem 2 in einer Fahrzeugkabine präsentierte Bild in seiner Gesamtheit zu betrachten. Mit anderen Worten, solange sich die Augenpositionen des Benutzers 200 im Bereich des Augenkastens 210 befinden, ist der Benutzer 200 imstande, das gesamte durch das Anzeigesystem 200 präsentierte Bild zu betrachten.
  • Einzelheiten
  • Ein Anzeigesystem 2 gemäß dieser Ausführungsform und ein elektronisches Spiegelsystem 1 aufweisend das Anzeigesystem 2 wird unter Bezugnahme auf 1 - 7 beschrieben.
  • Das Anzeigesystem 2 dieser Ausführungsform ist als eine Anzeigevorrichtung 8 aufweisend die Bilderzeugungseinheit 4 und den optischen Systemteil 5, die beide in einem Gehäuse 70 untergebracht sind, verwirklicht.
  • Das Anzeigesystem 2 dieser Ausführungsform ist auf ein Kraftfahrzeug 100 anwendbar, wie in 3 gezeigt. Das Anzeigesystem 2 dieser Ausführungsform ist für die Karosserie (fahrender Fahrzeugaufbau) 101 des Kraftfahrzeugs 100 geschaffen, um das Video, das durch die Kamera 3 aufgenommen wird, um eine Ansicht (zum Beispiel eine Sicht nach hinten) der Außenseite der Karosserie 101 zu präsentieren, auf einer Anzeigevorrichtung 8 (siehe 3 und 4), die innerhalb der Karosserie 101 (d.h. innerhalb der Fahrzeugkabine) angeordnet ist, anzuzeigen. In der folgenden Beschreibung sind die Richtungen aufwärts, abwärts, vorwärts und rückwärts hierin genau so definiert, wie durch die Pfeile „aufwärts“, „abwärts“, „vorwärts“ und „rückwärts“ in 3 angezeigt, und die Richtung nach rechts/nach links (hierin im Folgenden bezeichnet als eine „horizontale Richtung“) ist als eine Richtung lotrecht zur Aufwärts-/Abwärtsrichtung (hierin im Folgenden bezeichnet als eine „vertikale Richtung“) und der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung definiert. Diese Richtungen sind jedoch nur ein Beispiel, und sollen nicht als Einschränkung der Richtungen, in welchen das Anzeigesystem 2 angebracht ist, ausgelegt werden. Außerdem ist zu beachten, dass die Pfeile, welche die entsprechenden Richtungen auf den Zeichnungen anzeigen, dort nur zum Zweck der Beschreibung gezeigt und unwesentlich sind.
  • Anordnung/Aufbau
  • Die Anordnung des Anzeigesystems 2 gemäß dieser Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf 1 - 4 beschrieben.
  • Das Anzeigesystem 2 weist die Bilderzeugungseinheit 4 und den optischen Systemteil 5 auf, wie oben beschrieben. Das Anzeigesystem 2 weist ferner ein Gehäuse 70 auf, in dem die Bilderzeugungseinheit 4, der optische Systemteil 5 und andere Elemente (siehe 3 und 4) untergebracht sind. Das Gehäuse 70 kann zum Beispiel ein Formstück aus einem Syntheseharz sein. Das Gehäuse 70 weist auf seiner hinteren Fläche eine Öffnung 72 auf. Die Öffnung 72 des Gehäuses 70 ist mit einer transparenten, lichtdurchlässigen Platte 73 aus einem transparenten Material (z.B. einem Syntheseharz wie Polycarbonatharz oder einem Acrylharz oder Glas) verschlossen. Man beachte, dass diese Form des Gehäuses 70 nur ein Beispiel ist und bei Bedarf verändert werden kann.
  • Das Gehäuse 70 ist an einem vorderen Abschnitt, angeordnet nahe einer Windschutzscheibe 104, des Dachs 102 der fahrende Fahrzeugkarosserie 101 angebracht, um ins Blickfeld des Benutzers 200, der auf dem Fahrersitz 103 sitzt und nach vorne sieht, zu kommen. Das Gehäuse 70 ist durch eine Stützleiste 71 mit einem Kugelgelenk auf dem Dach 102 der Karosserie 101 angebracht, um die Sicht nach vorne des Benutzers 200 nicht zu behindern.
  • Die Bilderzeugungseinheit 4 weist eine Anzeige 41 und eine Anzeigesteuerung 42 auf.
  • Die Anzeige 41 ist zum Beispiel als eine Flüssigkristallanzeige (LCD) ausgeführt, die ein Flüssigkristallfeld und eine Hintergrundbeleuchtung aufweist. Die Anzeige 41 lässt einen Lichtstrahl, der letztendlich ein virtuelles Bild (zum Beispiel ein Farbbild) bildet, aus dem Anzeigeschirm 411, der ein Bildschirm des Flüssigkristallfelds ist, hervortreten. Die Anzeige 41 ist innerhalb des Gehäuses 70 und unter der lichtdurchlässigen Platte 73 mit ihrem nach vorne zeigenden Anzeigeschirm 411 angeordnet. Die Anzeige 41 muss keine LCD sein, sondern kann auch ein selbstleuchtendes Anzeigefeld, wie zum Beispiel eine organische elektrolumineszierende (OEL) Anzeige, sein. Alternativ dazu kann die Anzeige 41 auch dafür ausgelegt sein, ein Bild auf einem Diffusionstransmissionsschirm durch Abtasten des Schirms mit einem Laserstrahl, der von hinter dem Schirm ausgestrahlt wird, wiederzugeben. Als weitere Alternative kann die Anzeige 41 auch dafür ausgelegt sein, ein Bild von einem hinter dem Schirm angeordneten Projektor auf einen Diffusionstransmissionsschirm zu projizieren.
  • Die Anzeigesteuerung 42 steuert den Anzeigebetrieb durch die Anzeige 41. Die Anzeigesteuerung 42 kann die Fähigkeit aufweisen, mit der Kamera 3 über ein internes Fahrzeugnetzwerk, das für das fahrende Fahrzeug 100 geschaffen ist, zu kommunizieren. Die Kamera 3 nimmt Video in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen auf, um eine Sicht von der Karosserie 101 nach hinten zu präsentieren. Die Anzeigesteuerung 42 sorgt für die Wiedergabe der Videoaufnahme der Kamera 3 auf dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 basierend auf den von der Kamera 3 über das interne Fahrzeugnetzwerk erlangten Bilddaten. Das bedeutet, die Bilderzeugungseinheit 4 gibt ein Bild basierend auf dem durch die Kamera 3 aufgenommen Video auf dem Anzeigeschirm 411 wieder. Man beachte, dass die Anzeigesteuerung 42 mit der Kamera 3 entweder drahtlos oder über ein Kabel kommunizieren kann.
  • In dieser Ausführungsform weist die Kamera 3 eine Bilderfassungsvorrichtung, wie zum Beispiel einen komplementären Metalloxid-Halbleiter- (CMOS-) Bildsensor oder einen ladungsgekoppelten Vorrichtungs- (CCD-) Bildsensor, auf. Die Kamera 3 nimmt Video auf, welches eine Sicht von der der Karosserie 101 nach hinten präsentiert, und gibt Bilddaten in einem regelmäßigen Zyklus (z.B. mit einer Bildrate von mehreren zehn Rahmen pro Sekunde) aus. Die Kamera 3 muss kein Video aufnehmen, welches eine Sicht von der Karosserie 101 nach hinten präsentiert, sondern kann auch Video aufnehmen, das eine Sicht von der Karosserie 101 zur Seite oder nach vorne präsentiert. Darüber hinaus muss die Kamera 3 kein Video aufnehmen, das eine Sicht von der Karosserie 101 nach hinten in einem regelmäßigen Zyklus präsentiert, sondern kann zum Beispiel auch Video aufnehmen, das eine Sicht von der Karosserie 101 nach hinten in unregelmäßigen Abständen im Einklang mit einem Befehl von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Kraftfahrzeugs 100 oder einer Steuerung 42 präsentiert.
  • Der optische Systemteil 5 reflektiert und/oder bricht den Lichtstrahl, der aus dem Anzeigeschirm 411 hervortritt, um zu erreichen, dass der Lichtstrahl auf die Augen des Benutzers 200 des Anzeigesystems 200 (zum Beispiel des Fahrers des Kraftfahrzeugs 100) fällt. Der optische Systemteil 5 weist ein reflektierendes Element 51, wie zum Beispiel einen Hohlspiegel, auf. Das reflektierende Element 51 ist derart innerhalb des Gehäuses 70 angeordnet, dass die reflektierende Fläche des reflektierenden Elements 51 zum Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 und zur lichtdurchlässigen Platte 73 zeigt. Das reflektierende Element 51 reflektiert den Lichtstrahl, der aus dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 hervorgetreten ist, zur lichtdurchlässigen Platte 73. Der vom reflektierenden Element 51 reflektierte Lichtstrahl gelangt durch die lichtdurchlässige Platte 73 zu den Augen des Benutzers 200. Dadurch wird dem Benutzer 200 durch den optischen Systemteil 5 das auf dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 wiedergegebene Bild präsentiert.
  • In dieser Ausführungsform weist das reflektierende Element 51 eine reflektierende Fläche als eine Freiformfläche auf. Wie hierin verwendet ist die Freiformfläche eine gekrümmte Fläche dargestellt durch Einstellen mehrerer Schnittpunkte und mehrere Krümmungen in einem Raum und durch Vornehmen von Interpolationen zwischen den Schnittpunkten durch ein Polynom hohen Grades. Gemäß dieser Ausführungsform ist der optische Pfad des optischen Systemteils 5 derart gestaltet, dass er dafür sorgt, dass sich die Bildverzerrungen der durch den optischen Systemteil 5 auf dem linken beziehungsweise dem rechten Auge des Benutzers gebildeten Linksaugenbilder 10L und Rechtsaugenbilder 200 voneinander unterscheiden. Das bedeutet, die Freiformfläche der reflektierenden Fläche des reflektierenden Elements 51 ist derart gestaltet, dass sich die Bildverzerrungen der durch den optischen Systemteil 5 auf dem linken beziehungsweise dem rechten Auge des Benutzers 200 gebildeten Linksaugenbilder 10L und Rechtsaugenbilder 10R voneinander unterscheiden. In diesem Fall ist der oben beschriebene Bildverzerrungserzeugungsfaktor zum Beispiel gebildet durch die Form der reflektierenden Fläche des reflektierenden Elements 51 oder den Reflexionswinkel.
  • Indessen weist das elektronische Spiegelsystem 1 dieser Ausführungsform das Anzeigesystem 2 und die Kamera 3 auf.
  • In dem elektronischen Spiegelsystem 1 gibt die Bilderzeugungseinheit 4 das durch die Kamera 3 aufgenommene Video auf dem Anzeigeschirm 411 wieder. Somit ist das elektronische Spiegelsystem 1 imstande, ein virtuelles Bild basierend auf dem durch die Kamera 3 aufgenommenen und auf dem Anzeigeschirm 411 wiedergegebenen Video zu projizieren. Dies erlaubt dem Benutzer 200 des elektronischen Spiegelsystems 1, das virtuelle Bild zu betrachten und die Sicht von der Karosserie 101 nach hinten basierend auf der Videoaufnahme durch die Kamera 3 zu überwachen.
  • Das elektronische Spiegelsystem 1 dieser Ausführungsform ist anwendbar auf ein fahrendes Fahrzeug, wie zum Beispiel das Kraftfahrzeug 100. Das fahrende Fahrzeug weist das elektronische Spiegelsystem 1 und die Karosserie 101 (fahrender Fahrzeugaufbau), auf welchem das elektronisches Spiegelsystem 1 angebracht ist, auf.
  • Betrieb
  • Als nächstes wird beschrieben, wie das Anzeigesystem 2 und das elektronische Spiegelsystem 1 gemäß dieser Ausführungsform funktionieren.
  • Das elektronisches Spiegelsystem 1 startet beim Empfangen eines Anzeigebefehls von der ECU des Kraftfahrzeugs 100, zum Beispiel durch Ausführen der Operation des Anzeigens des durch die Kamera 3 aufgenommenen Videos.
  • Die Anzeigesteuerung 42 erhält die Bilddaten von der Kamera 3 über das interne Fahrzeugnetzwerk und weist basierend auf dem durch der Kamera 3 aufgenommen Videos ein Bild auf, das auf dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 im Einklang mit den erhaltenen Bilddaten wiedergegeben wird. In diesem Fall weist das auf der Anzeige 41 wiedergegebene Bild eine seitlich längserstreckte rechteckige Form auf.
  • Wenn das Bild auf dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 wiedergegeben wird, wird der aus dem Anzeigeschirm 411 hervortretende Lichtstrahl durch den optischen Systemteil 5 reflektiert, wodurch bewirkt wird, dass der vom optischen Systemteil 5 reflektierte Lichtstrahl durch die lichtdurchlässige Platte 73 in die Augen des Benutzers 200 gelangt. Als ein Ergebnis wird durch den Lichtstrahl, der dort durch den optischen Systemteil 5 eingefallen ist, ein Linksaugenbild 10L (siehe 2A) auf dem linken Auge des Benutzers 200 gebildet, und es wird durch den Lichtstrahl, der dort durch den optischen Systemteil 5 eingefallen ist, ein Rechtsaugenbild 10R (siehe 2B) auf dem rechten Auge des Benutzers 200 gebildet.
  • In diesem Fall ist der optische Pfad des optischen Systemteils 5 (d.h. die Freiformfläche, welche die reflektierende Fläche des reflektierenden Element 51 darstellt) derart gestaltet, dass sich die jeweiligen Bildverzerrungen des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R voneinander unterscheiden. Das bedeutet, der optische Systemteil 5 weist einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor (wie zum Beispiel die Form der reflektierenden Fläche des reflektierenden Elements 51 oder den Reflexionswinkel) auf, der bewirkt, dass sich die jeweiligen Bildverzerrungen des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R voneinander unterscheiden.
  • In dem in 2A dargestellten Beispiel ist eine Bildverzerrung im Linksaugenbild 10L erzeugt worden, um das Lichtsaugenbild 10L zu einer Parallelogramm-Form zu verformen, sodass das Bild nach links zur Oberseite des Bilds hin verzerrt ist. In dem in 2B dargestellten Beispiel ist eine Bildverzerrung im Rechtsaugenbild 10R erzeugt worden, um das Rechtsaugenbild 10R zu einer Parallelogramm-Form zu verformen, sodass das Bild nach rechts zur Oberseite des Bilds hin verzerrt ist. Wie man erkennen kann, ist der Bildverzerrungserzeugungsfaktor des optischen Systemteils 5 derart definiert, dass das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R vertikal asymmetrisch zueinander verzerrt sind, und dass das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R horizontal zueinander symmetrisch sind. In diesem Fall weist sowohl das Linksaugenbild 10L als auch das Rechtsaugenbild 10R die Form eines Parallelogramms auf, dessen obere Seite in die entgegengesetzte Seite wie die untere Seite verzerrt ist. Außerdem sind „das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R horizontal zueinander symmetrisch“, was bedeutet, dass das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R zum Beispiel zu Parallelogrammformen verzerrt sind, die horizontal zueinander symmetrisch sind. Wie hierin verwendet bezieht sich die „horizontale“ Richtung im Linksaugenbild 10L und im Rechtsaugenbild 10R auf die Richtung, in welcher das linke und das rechte Auge des Benutzers 200 nebeneinander angeordnet sind (hierin in der Folge als „erste Richtung“ bezeichnet) und die „vertikale“ Richtung im Linksaugenbild 10L und im Rechtsaugenbild 10R bezieht sich auf die Richtung (hierin in der Folge als eine „zweite Richtung“ bezeichnet) lotrecht zu der (ersten) Richtung, in welcher das linke und das rechte Auge des Benutzers 200 nebeneinander angeordnet sind. Man beachte, dass die vertikalen und horizontalen Richtungen im Linksaugenbild 10L und im Rechtsaugenbild 10R innerhalb des Augenkastens des Benutzers 200 definiert sind, und nicht immer auf die vertikalen und horizontalen Richtungen im realen Raum ausgerichtet sind. Das bedeutet, dass sich, wenn das Kraftfahrzeug 100 (fahrendes Fahrzeug), das mit dem Anzeigesystem 2 ausgerüstet ist, nach oben oder nach unten (z.B. wenn es einen Hügel hinauf oder hinunter fährt) geneigt ist, die vertikale Richtung im Linksaugenbild 10L und im Rechtsaugenbild 10R von der vertikalen Richtung im realen Raum rund um das Kraftfahrzeug 100 unterscheiden kann. Desgleichen kann sich, wenn das Kraftfahrzeug 100 (fahrendes Fahrzeug), das mit dem Anzeigesystem 2 ausgerüstet ist, nach links oder nach rechts (z.B. wenn es um eine Kurve fährt) geneigt ist, die horizontale Richtung im Linksaugenbild 10L und im Rechtsaugenbild 10R von der horizontalen Richtung im realen Raum rund um das Kraftfahrzeug 100 unterscheiden.
  • 2C stellt einen Zustand dar, in welchem sich das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R im Einklang mit dem Blickwinkel des Benutzers 200 überlagern. Wie in 2C gezeigt, überlappen sich das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R teilweise. Im Besonderen stellt 2C einen Blickwinkel in einer Situation da, in welcher sich der Ansichtspunkt des Benutzers 200 im Zentrum des Überlappungsbereichs zwischen dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R befindet. In diesem Fall ist das Linksaugenbild 10L nach links zur Oberseite hin verzerrt, und das Rechtsaugenbild 10R ist nach rechts zur Oberseite hin verzerrt. Somit besteht an den oberen und unteren Rändern des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R eine Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R. Das bedeutet, gemäß dieser Ausführungsform variiert die Größe der horizontalen Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R vertikal im Linksaugenbild 10L und im Rechtsaugenbild 10R. Mit anderen Worten unterscheidet sich die Größe der Verschiebung in der horizontalen Richtung (in der ersten Richtung) zwischen dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R gemessen an einem Punkt in der vertikalen Richtung (in der zweiten Richtung) von jener ihrer Verschiebung in der ersten Richtung gemessen an einem anderen Punkt in der zweiten Richtung. Wie man erkennen kann, wird die Größe der horizontalen Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R umso größer, je größer der vertikale Abstand vom Ansichtspunkt des Benutzers 200 ist. Dies ermöglicht die Bildung einer Parallaxe zwischen dem rechten und dem linken Auge, wodurch eine pseudostereoskopische Ansicht entsteht.
  • Ferner ist gemäß dieser Ausführungsform der Bildverzerrungserzeugungsfaktor des optischen Systemteils 5 derart definiert, dass eine Größe der Verschiebung G2 größer ist, als eine Größe der Verschiebung G1. Wie hierin verwendet bezieht sich die Größe der Verschiebung G1 auf die Größe der Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R an den jeweiligen oberen Rändern derselben. Die Größe der Verschiebung G2 bezieht sich hierin auf die Größe der Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R an den jeweiligen unteren Rändern derselben. Im elektronischen Spiegelsystem 1 ist ein in einem oberen Abschnitt des Bilds erfasstes Objekt von der Karosserie 101 weiter entfernt, als ein in einem unteren Abschnitt des Bilds erfasstes Objekt. Somit ist die Parallaxe, die durch die Bildverzerrungen des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R zwischen dem linken und dem rechten Auge erzeugt wird, am oberen Rand des Bilds (d.h. einem Bildabschnitt, der einen Bereich entfernt von der Karosserie 101 darstellt) geringer, als am unteren Rand des Bilds (d.h. einem Bildabschnitt, der einen Bereich in der Nähe der Karosserie 101 darstellt). Somit nimmt die Parallaxe zwischen dem linken Auge und dem rechten Auge in dem Bereich in der Nähe der Karosserie 101 zu, wodurch eine pseudostereoskopische Ansicht entsteht und dem Betrachter ermöglicht, leichter ein Gefühl für den Abstand zum virtuellen Bild 30 zu erlangen. In dem Bereich entfernt von der Karosserie 101 hingegen wird die zwischen dem linken Auge und dem rechten Auge erzeugte Parallaxe zu gering, um den Effekt der stereoskopischen Ansicht zu erzielen. Jedoch bereitet es kaum Unannehmlichkeiten, sogar wenn der Betrachter nicht imstande ist, ein Gefühl für die Entfernung für ein in einem Abstand angeordnetes Objekt zu erlangen. Dies stellt dem Benutzer 200 eine noch natürlichere pseudostereoskopische Ansicht bereit.
  • 5A - 5C bilden beispielhafte durch das elektronische Spiegelsystem 1 aufweisend das Anzeigesystem 2 präsentierte Bilder ab. Wie oben beschrieben unterscheiden sich die im Linksaugenbild 10L (siehe 5A) und im Rechtsaugenbild 10R (siehe 5B) erzeugten im linken beziehungsweise im rechten Auge des Benutzers 200 gebildeten Bildverzerrungen voneinander. Da unterschiedliche Bildverzerrungen im auf ihrem oder seinem linken und rechten Auge gebildeten Linksaugenbild 10L beziehungsweise Rechtsaugenbild 10R erzeugt worden sind, wird durch die Bildverzerrungen zwischen dem linken und dem rechten Auge eine Parallaxe erzeugt, wodurch eine pseudostereoskopische Ansicht entsteht. Das bedeutet, der Benutzer 200 kann ein stereoskopisches virtuelles Bild (siehe 5C) betrachten, und erlangt somit mühelos ein Gefühl für die Entfernung zu irgendeinem in dem virtuellen Bild 30 erfassten Objekt (wie zum Beispiel einem nachfolgenden Fahrzeug). Man beachte, dass das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R in die Form eines Parallelogramms verzerrt sind. Angenommen, der zwischen einer Linie gezogen entlang einer kürzeren Seite des Linksaugenbilds 10L und einer vertikalen Linie parallel zur Richtung nach oben/unten gebildete Winkel und der zwischen einer Linie gezogen entlang einer kürzeren Seite des Rechtsaugenbilds 10R und der vertikalen Linie gebildete Winkel betragen jeweils θ10 (siehe 5B). Der optische Systemteil 5 ist derart gestaltet, dass der Winkel gebildet zwischen einer Linie gezogen entlang einer kürzeren Seite des Linksaugenbilds 10L und einer Linie gezogen entlang einer kürzeren Seite des Rechtsaugenbilds 10R (d.h., 2 × θ10) gleich oder größer als 1 Grad und gleich oder kleiner als 4 Grad wird. Bei einem Winkel (2 × θ10) von weniger als 1 Grad, wäre der Effekt der Entstehung einer Parallaxe zwischen dem linken und dem rechten Auge unbedeutend. Daher ist der Winkel (2 × θ10) entsprechend auf einen vorher festgelegten Wert zum Beispiel gemäß der Höhe der Kamera 3 über dem Boden eingestellt. Bei einem Winkel (2 × θ10) von mehr als 4 Grad wäre die zwischen dem linken und dem rechten Auge entstehende Parallaxe so deutlich, dass dem Benutzer das virtuelle Bild 200 unnatürlich erschiene. Aus diesen Gründen liegt der Winkel (2 × θ10) entsprechend innerhalb des Bereichs von zwischen 1 Grad und 4 Grad.
  • Des Weiteren weist im Anzeigesystem 2 gemäß dieser Ausführungsform der optische Systemteil 5 das reflektierende Element 51 zum Reflektieren des einfallenden Lichtstrahls, welcher der aus dem Anzeigeschirm 411 hervortretende Lichtstrahl ist, nach oben auf, um den Lichtstrahl auf das linke und das rechte Auge des Benutzers 200 zu richten, wie in 1 gezeigt. Das reflektierende Element 51 reflektiert das einfallende Licht schräg nach oben, damit der Lichtstrahl in den Augenkasten 210 eintritt. Dies ermöglicht, dass das virtuelle Bild 30 in den Augen des Benutzers so erscheint, als ob das in einem unteren Abschnitt des virtuellen Bilds 30 erfasste Objekt in einer kürzeren Entfernung angeordnet wäre, als das in einem oberen Abschnitt des virtuellen Bilds 30 erfasste Objekt.
  • Des Weiteren bildet im Anzeigesystem 2 gemäß dieser Ausführungsform der optische Systemteil 5 (d.h. das reflektierende Element 51 in dieser Ausführungsform) auf dem linken Auge E1 des Benutzers 200 ein Linksaugenbild 10L basierend auf einem ersten Teilbild 20L (siehe 6B), und bildet ebenso auf dem rechten Auge E2 des Benutzers 200 ein Rechtsaugenbild 10R basierend auf einem zweiten Teilbild 20R (siehe 6B), wie in 6A und 6B gezeigt. Das erste Teilbild 20L und das zweite Teilbild 20R bilden jeweils einen Teil des Bilds 20A (siehe 6B) wiedergegeben auf dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41, die sich teilweise überlappen. In 6A ist das projizierte Gesamtbild 10A, wenn das Bild 20A durch den optischen Systemteil 5 vollständig reflektiert ist, angezeigt durch das strichpunktierte Rechteck. Man beachte, dass in 6A, 6B, 7A und 7B die Linien (einschließlich punktierter, ein-Punkt-strichlierter und zwei-Punkt-strichlierter Linien), welche die Bildbereiche definieren, hier nur für illustrative Zwecke gezeigt sind und unwesentlich sind. Obwohl das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R in 6A, 6B, 7A und 7B als Rahmen gezeigt sind, präsentieren diese Abbildungen tatsächlich Bilder auf der Grundlage des durch die Kamera 3 aufgenommenen Videos.
  • Wenn das linke Auge E1 und das rechte Auge E2 des Benutzers 200 im Zentrum des Augenkastens 210 angeordnet sind, sind die auf seinem linken beziehungsweise seinem rechten Auge E1 und E2 gebildeten Linksaugenbilder 10L und Rechtsaugenbilder 10R im Zentrum des projizierten Gesamtbilds 10A angeordnet. Das ist der Grund, warum sich die Bereiche im projizierten Gesamtbild 10A, in welchen das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R gebildet sind, mit der Veränderung der Kopfposition des Benutzers 200 (d.h. der Position seiner oder ihrer Augen) verschieben, wenn sich die Kopfposition des Benutzers 200 vertikal und/oder horizontal innerhalb des Bereichs des Augenkastens 210 verändert hat. Wenn sich zum Beispiel das linke Auge E1 und das rechte Auge E2 des Benutzers 200 von den Positionen, die in 6A gezeigt sind, innerhalb des Augenkastens 210 wie in 7A gezeigt nach rechts bewegt haben, so verschieben sich die Bereiche im projizierten Gesamtbild 10A, in welchen sich das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R bilden, nach links. Auf diese Weise verschiebt sich der sichtbare Bereich des virtuellen Bilds 30, wenn sich die Kopfposition des Benutzers 200 (d.h. seine oder ihre Augenpositionen) vertikal und/oder horizontal innerhalb des Bereichs des Augenkastens 210 verändert, wodurch für den Benutzer 200 ein spiegelähnlicher Anblick entsteht.
  • Des Weiteren teilen sich im Anzeigesystem 2 gemäß dieser Ausführungsform das durch den optischen Systemteil 5 auf dem linken Auge gebildete Linksaugenbild 10L und das durch den optischen Systemteil 5 auf dem rechten Auge gebildete Rechtsaugenbild 10R einen gewissen Bildbereich, wie in 6A und 7A gezeigt. Der Bildverzerrungserzeugungsfaktor des optischen Systemteils 5 ist derart definiert, dass sich die Bildverzerrungen des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R voneinander in mindestens einem Bildbereich R1 (siehe 6A und 7A), welchen sich das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R teilen, unterscheiden. Da sich auf diese Weise die Bildverzerrungen des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R voneinander mindestens in dem Bildbereich R1, den sich das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R teilen, unterscheiden, entsteht eine Parallaxe zwischen dem linken und dem rechten Auge durch das Linksaugenbild 10L und das Rechtsaugenbild 10R im Bildbereich R1. Die Entstehung einer Parallaxe zwischen den linken und rechten Augen bewirkt eine pseudostereoskopische Ansicht. Somit präsentiert das Anzeigesystem 2 ein virtuelles Bild 30, das dem Betrachter erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu den Objekten zu erlangen.
  • Variationen
  • Die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform ist nur eine von verschiedensten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und kann abhängig von einer Gestaltungsauswahl oder irgendeinem anderen Faktor problemlos modifiziert, verändert, ersetzt oder mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden, ohne vom wahren Gedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Als nächstes werden Variationen der beispielhaften Ausführungsform nacheinander aufgelistet. Wahlweise kann jede der im Folgenden beschriebenen Variationen in entsprechenden Kombinationen angewendet werden.
  • Das Mittel, welches das Anzeigesystem 2 oder das elektronische Spiegelsystem 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung umsetzt, weist ein Computersystem auf. Das Computersystem weist als wichtigste Hardwarekomponenten einen Prozessor und einen Speicher auf. Die Funktionen des Mittels, welches das Anzeigesystem 2 oder das elektronische Spiegelsystem 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung umsetzt, werden ausgeführt, indem der Prozessor dazu veranlasst wird, das im Speicher des Computersystems gespeicherte Programm auszuführen. Das Programm kann im Vorhinein im Speicher des Computersystems gespeichert worden sein. Alternativ dazu kann das Programm auch über eine Telekommunikationsleitung heruntergeladen oder verteilt werden, nachdem es in irgendeinem computerlesbaren nichtflüchtigen Speichermedium gespeichert worden ist. Beispiele für computerlesbare nichtflüchtige Speichermedien umfassen eine Speicherkarte, eine optische Platte und ein Festplattenlaufwerk. Der Prozessor des Computersystems besteht aus einer einzigen oder mehreren elektronischen Schaltungen aufweisend eine integrierte Halbleiterschaltung (IC) oder eine hochintegrierte Schaltung (LSI). Diese elektronischen Schaltungen können auf einem einzigen Chip miteinander integriert sein oder ohne Einschränkung auf mehrere Chips verteilt sein. Diese mehreren Chips können in einer einzigen Vorrichtung miteinander integriert sein oder ohne Einschränkung auf mehrere Vorrichtungen verteilt sein.
  • Des Weiteren ist das Anzeigesystem 2 in der oben beschriebenen Ausführungsform in einem vorderen Abschnitt nahe der Windschutzscheibe 104 angeordnet. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und ist nicht als einschränkend auszulegen. Alternativ dazu kann das Anzeigesystem 2 auch auf einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 100 installiert sein.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Anzeigesystem 2 als eine einzige Anzeigevorrichtung 8 mit einem einzigen Gehäuse 70 umgesetzt. Dies stellt jedoch nur ein Beispiel dar und ist nicht als einschränkend auszulegen. Alternativ dazu können manche Funktionen des Anzeigesystems 2 auch in mindestens einem zusätzlichen Gehäuse abgesehen vom Gehäuse 70 umgesetzt sein. Zum Beispiel kann die Funktion der Anzeigesteuerung 42 der Bilderzeugungseinheit 4 auf zwei oder mehr Gehäusen verteilt sein. Das bedeutet, dieses Anzeigesystem 2 kann auch als ein Cloud-Datenverarbeitungssystem umgesetzt sein.
  • In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist das elektronische Spiegelsystem 1 aufweisend das Anzeigesystem 2 auf das Kraftfahrzeug 100 angewendet. Dies stellt jedoch nur ein Beispiel dar und ist nicht als einschränkend auszulegen. Das elektronische Spiegelsystem 1 ist auch auf Motorräder, Fahrräder, Eisenbahnzüge, Flugzeuge, Baumaschinen, Schiffe, Boote und verschiedene Arten von anderen fahrenden Fahrzeugen abgesehen von den Kraftfahrzeugen 100 anwendbar.
  • Erste Variation
  • In einem Anzeigesystem 2A gemäß einer ersten Variation ist die optische Pfadlänge derart eingestellt, dass sich im dem Benutzer 200 präsentierten Bild der Abstand zum virtuellen Bild in Richtung der Oberseite des Bilds erhöht, wie in 8 gezeigt, was einen wesentlichen Unterschied zur oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform darstellt. In der folgenden Beschreibung ist jeder Bestandteil dieser Variation, welcher dieselbe Funktion wie ein Gegenstück der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform aufweist, mit derselben Bezugsziffer bezeichnet, wie jenes Gegenstück, und wird nicht erneut ausführlich beschrieben.
  • In diesem Anzeigesystem 2A ist die Anzeige 41A anders angeordnet, als in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform. Insbesondere ist die Anzeige 41A innerhalb des Gehäuses 70 derart angeordnet, dass der Anzeigeschirm 411 in Bezug auf die vertikale Linie um einen vorher festgelegten Winkel geneigt ist, sodass die erste optische Pfadlänge L1 größer ist, als die zweite optische Pfadlänge L2. Wie hierin verwendet ist die erste optische Pfadlänge L1 die Länge eines optischen Pfads, der in Bezug auf die jeweiligen oberen Ränder des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R von der Bilderzeugungseinheit 4 (d.h. dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41A) zum Augenkasten 210 des Benutzers 200 führt. Die zweite optische Pfadlänge L2 ist die Länge eines optischen Pfads, der in Bezug auf die jeweiligen unteren Ränder des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R von der Bilderzeugungseinheit 4 (d.h. dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41A) zum Augenkasten 210 des Benutzers 200 führt. Das Anordnen der Anzeige 41A und des optischen Systemteils 5 derart, dass die erste optische Pfadlänge L1 größer ist, als die zweite optische Pfadlänge L2, wie oben beschrieben, ermöglicht, dass sich der Abstand zum virtuellen Bild 30 in Richtung der Oberseite des virtuellen Bilds 30 erhöht. Somit erscheint das virtuelle Bild 30 in den Augen des Benutzers noch weiter entfernt.
  • Dies ermöglicht die Entstehung einer größeren Parallaxe zwischen dem linken und dem rechten Auge durch Neigen des Anzeigeschirms 411, abgesehen vom einfachen Erzeugen der Parallaxe zwischen dem linken und dem rechten Auge durch Einstellen des Bildverzerrungserzeugungsfaktors (wie zum Beispiel dem angemessenen Gestalten der Freiformfläche, die eine reflektierende Fläche des reflektierenden Elements 51 ist) des optischen Systemteils 5 (wie zum Beispiel des reflektierenden Elements 51). Dies verschiebt den Fokus seiner oder ihrer Augen und verstärkt dadurch den Effekt der pseudostereoskopischen Betrachtung. Demzufolge präsentieren auch das Anzeigesystem 2A und das elektronische Spiegelsystem 1A gemäß dieser ersten Variation ein virtuelles Bild, welches dem Betrachter ermöglicht, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • Zweite Variation
  • In einem Anzeigesystem 2B gemäß einer zweiten Variation besteht der optische Systemteil 5 aus mehreren reflektierenden Elementen, wie in 9A gezeigt, was den bedeutendsten Unterschied zur oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform und ersten Variation darstellt. In der folgenden Beschreibung ist jeder Bestandteil dieser Variation, welcher dieselbe Funktion wie ein Gegenstück der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform oder ersten Variation aufweist, mit derselben Bezugsziffer bezeichnet, wie jenes Gegenstück, und wird nicht erneut ausführlich beschrieben.
  • Im Anzeigesystem 2B gemäß dieser zweiten Variation weist der optische Systemteil 5 zwei reflektierende Elemente, nämlich einen ersten reflektierenden Spiegel 521 und einen zweiten reflektierenden Spiegel 522, auf.
  • Der erste reflektierende Spiegel 521 und der zweite reflektierende Spiegel 522 können zum Beispiel als Hohlspiegel umgesetzt sein. Der erste reflektierende Spiegel 521 und der zweite reflektierende Spiegel 522 weisen jeweils eine reflektierende Fläche als eine Freiformfläche auf. Die jeweiligen reflektierenden Flächen (Freiformflächen) des ersten reflektierenden Spiegels 521 und des zweiten reflektierenden Spiegels 522 sind dafür ausgelegt, den von der Anzeige 41 einfallenden Lichtstrahl in irgendeine gewünschte Richtung zu reflektieren. Das bedeutet, der Bildverzerrungserzeugungsfaktor wird gebildet durch die Eigenschaften (wie zum Beispiel der Form ihrer reflektierenden Fläche und dem Reflexionswinkel) des ersten reflektierenden Spiegels 521 und des zweiten reflektierenden Spiegels 522.
  • Der zweite reflektierende Spiegel 522 ist derart im Gehäuse 70 angeordnet, dass er zur lichtdurchlässigen Platte 73 zeigt.
  • Die Anzeige 41 ist über dem zweiten reflektierenden Spiegel 522 innerhalb des Gehäuses 70 mit nach unten zeigendem Anzeigeschirm 411 angeordnet.
  • Der erste reflektierende Spiegel 521 ist unter der Anzeige 41 mit seiner reflektierenden Fläche zur Anzeige 41 und dem zweiten reflektierenden Spiegel 522 zeigend angeordnet.
  • In diesem Anzeigesystem 2B wird der aus dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 hervortretende Lichtstrahl durch den ersten reflektierenden Spiegel 521 beziehungsweise den zweiten reflektierenden Spiegel 522 zweimal reflektiert, und gelangt dann aus der Anzeigevorrichtung 8 heraus durch die lichtdurchlässige Platte 73 zum Augenkasten 210. Somit wird ein virtuelles Bild 30 basierend auf dem auf dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 wiedergegebenen Bild zu den Augen des Benutzers 200 projiziert. Dies ermöglicht dem Benutzer 200, das durch das Anzeigesystem 2B projizierte virtuelle Bild zu betrachten.
  • In diesem Anzeigesystem 2B wird der aus dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 hervortretende Lichtstrahl mehrere Male durch den optischen Systemteil 5 reflektiert und kann dann aus dem Gehäuse 70 in Richtung des Augenkastens 210 strahlen. Der zweite reflektierende Spiegel 522, der den Lichtstrahl zum letzten Mal reflektiert, reflektiert den einfallenden Lichtstrahl nach oben, um den Lichtstrahl in Richtung des Augenkastens 210 zu lenken. Das bedeutet, der optische Systemteil 5 weist ein reflektierendes Element (d.h. den zweiten reflektierenden Spiegel 522) auf, welches den einfallenden Lichtstrahl, der aus dem Anzeigeschirm 411 hervorgetreten ist, nach oben reflektiert und dafür sorgt, dass der reflektierte Lichtstrahl auf das linke und das rechte Auge des Benutzers 200 trifft. In dieser Variation empfängt das reflektierende Element (der zweite reflektierende Spiegel 522) einen vom reflektierenden Element (dem ersten reflektierenden Spiegel 521), das schräg unter dem vorherigen zuvor genannten Element (d.h. in der durch den Pfeil D11 angezeigten Richtung) angeordnet ist, kommenden Lichtstrahl, und reflektiert den einfallenden Lichtstrahl schräg nach oben (d.h. in der durch den Pfeil D12 angezeigten Richtung). Auf diese Weise reflektiert der zweite reflektierende Spiegel 522, der den einfallenden Lichtstrahl zum letzten Mal reflektiert, den Lichtstrahl nach oben, um den Lichtstrahl in Richtung des Augenkastens 210 des Benutzers 200 zu lenken. Somit erscheint das virtuelle Bild 30, das sich in den Augen des Benutzers 200 bildet, als ob der Abstand zum virtuellen Bild 30 in einem unteren Abschnitt desselben geringer wäre, als in einem oberen Abschnitt desselben.
  • Optional kann im Anzeigesystem 2B gemäß dieser zweiten Variation die Anzeige 41 derart angeordnet sein, dass der Winkel θ1 gebildet zwischen der Richtung, in welcher der Lichtstrahl vom Anzeigeschirm 411 in Richtung des ersten reflektierenden Spiegels 521 verläuft, und dem Anzeigeschirm 411 (siehe 9B) größer ist, als der in 9A gezeigte Winkel θ2. Insbesondere ist im Anzeigesystem 2B, das in 9B gezeigt ist, die Anzeige 41 derart angeordnet, dass der Winkel θ1 gebildet zwischen der Richtung, in welcher der Lichtstrahl vom Anzeigeschirm 411 in Richtung des ersten reflektierenden Spiegels 521 verläuft, und dem Anzeigeschirm 411 (siehe 9B) ein rechter Winkel wird. Wie hierin verwendet, muss der „rechte Winkel“ nicht genau gleich 90 Grad sein, sondern kann innerhalb eines Winkelbereichs liegen, der es ermöglicht, die vertikale Abmessung des Gehäuses 70 zu verringern. Zum Beispiel kann sich der „rechte Winkel“ auf eine Situation beziehen, in welcher der Winkel θ1 gebildet zwischen der Richtung, in welcher der Lichtstrahl vom Anzeigeschirm 411 in Richtung des ersten reflektierten Spiegels 521 verläuft, und dem Anzeigeschirm 411 innerhalb des Bereichs von 70 Grad bis 110 Grad liegt.
  • Das derartige Anordnen der Anzeige 41, dass der Winkel θ1 gebildet zwischen der Richtung, in welcher der Lichtstrahl vom Anzeigeschirm 411 in Richtung des ersten reflektierenden Spiegels 521 verläuft, und dem Anzeigeschirm 411 ein rechter Winkel wird, macht den Winkel gebildet zwischen dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 und der horizontalen Ebene kleiner als in der in 9A gezeigten Anordnung. Somit ermöglicht es die in 9B gezeigte Anordnung, die vertikale Abmessung des Gehäuses 70 im Vergleich zur Anordnung, die in 9A gezeigt ist, zu verringern, wodurch die Anzeigevorrichtung 8 verkleinert wird.
  • In dieser zweiten Variation weist der optische Systemteil 5 zwei reflektierende Elemente (nämlich den ersten reflektierenden Spiegel 521 und den zweiten reflektierenden Spiegel 522) auf. Dies stellt jedoch nur ein Beispiel dar und ist nicht als einschränkend auszulegen. Alternativ dazu kann der optische Systemteil 5 auch drei oder mehr reflektierende Elemente aufweisen. Optional kann der optische Systemteil 5 eine Linse aufweisen, welche das einfallende Licht bricht, oder kann eine Kombination aus einem reflektierendem Element und einer Linse aufweisen. Kurz gesagt kann der Aufbau des optischen Systemteils 5 entsprechend der Gestaltung der optischen Pfade verändert werden.
  • Dritte Variation
  • Ein Anzeigesystem 2C und ein elektronisches Spiegelsystem 1C gemäß einer dritten Variation weist ferner eine Erfassungseinheit 6 und eine Einstelleinheit 7 auf, wie in 10 gezeigt, was einen wesentlichen Unterschied zur oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform und den ersten und zweiten Variationen darstellt. In der folgenden Beschreibung ist jeder Bestandteil dieser Variation, welcher dieselbe Funktion wie ein Gegenstück der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform oder der ersten und zweiten Variationen aufweist, mit derselben Bezugsziffer bezeichnet, wie jenes Gegenstück, und wird nicht erneut ausführlich beschrieben.
  • Die Erfassungseinheit 6 erfasst die Augenpositionen des Benutzers 200. Zum Beispiel kann die Erfassungseinheit 6 die Augenpositionen des Benutzers 200 erfassen, indem das Gesichtsbild des Benutzers 200 durch eine Bilderfassungsvorrichtung, wie zum Beispiel einem CMOS-Bildsensor erfasst wird. Man beachte, dass die Erfassungseinheit die Augenpositionen des Benutzers 200 nicht direkt erfassen muss, sondern zunächst die Gesichtsposition des Benutzers 200 erkennen, und dann seine oder ihre wahrscheinlichen Augenpositionen basierend auf der Position seines oder ihres Gesichts ermitteln kann.
  • Die Einstelleinheit 7 stellt im Einklang mit dem Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinheit 6 die entsprechenden Bildverzerrungen des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R ein. In dieser Variation stellt die Einstelleinheit 7 die entsprechenden Bildverzerrungen des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R ein, indem sie basierend auf dem Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinheit 6 Einstellungen am auf dem Anzeigeschirm 411 der Anzeige 41 wiedergegebenen Bild vornimmt.
  • 11 stellt die Ansichtspunktposition des Benutzers 200 im Augenkasten 210 dar. Wenn das Zentrum des Gesichts des Benutzers 200 im Zentrum (Punkt P3) des Augenkastens 210 angeordnet ist, wird davon ausgegangen, dass sein oder ihr linkes Auge an Punkt P4 und sein oder ihr rechtes Auge an Punkt P2 angeordnet ist. Wenn das Zentrum des Gesichts des Benutzers 200 an Punkt P2 angeordnet ist, wird davon ausgegangen, dass sein oder ihr linkes Auge an Punkt P3 und sein oder ihr rechtes Auge an Punkt P1 angeordnet ist. Wenn das Zentrum des Gesichts des Benutzers 200 an Punkt P4 angeordnet ist, wird davon ausgegangen, dass sein oder ihr linkes Auge an Punkt P5 und sein oder ihr rechtes Auge an Punkt P3 angeordnet ist.
  • 12 stellt die Linksaugenbilder 10L und die Rechtsaugenbilder 10R in einer Situation dar, in welcher das auf der Anzeige 41 wiedergegebene Bild 20A unabhängig von der Ansichtspunktposition des Benutzers 200 dasselbe bleibt.
  • In diesem Fall gibt die Bilderzeugungseinheit 4 dasselbe Bild 20A auf dem Anzeigeschirm 411 wieder, unabhängig von der Position des Zentrums des Gesichts des Benutzers 200 (d.h. den Positionen der Augen des Benutzers 200). Daher variieren das Linksaugenbild 10L gebildet im linken Auge und das Rechtsaugenbild 10R gebildet im rechten Auge abhängig davon, wo das Zentrum seines oder ihres Gesichts angeordnet ist (d.h. an Punkt P2, Punkt P3 oder Punkt P4). Auf diese Weise variieren die im linken und rechten Auge gebildeten Bilder im Einklang mit den Augenpositionen (Ansichtspunktpositionen) des Benutzers 200, weswegen das virtuelle Bild in seinen oder ihren Augen unterschiedlich erscheinen kann.
  • Im Gegensatz dazu verändert gemäß dieser dritten Variation die Einstelleinheit 7 das auf dem Anzeigeschirm 411 wiedergegebene Bild 20A abhängig vom Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinheit 6, d.h. gemäß den Augenpositionen des Benutzers 200. Die Einstelleinheit 7 verändert das auf dem Anzeigeschirm 411 wiedergegebene Bild derart, dass sich die im linken beziehungsweise rechten Auge des Benutzers 200 gebildeten Linksaugenbilder 10L und Rechtsaugenbilder 10R nicht verändern, wie in 13 gezeigt, sogar wenn sich seine oder ihre Augenpositionen geändert haben. Insbesondere verändert die Einstelleinheit 7 das auf dem Anzeigeschirm 411 wiedergegebene Bild 20A gemäß den Augenpositionen des Benutzers 200 derart, dass das Linksaugenbild 10L beziehungsweise das Rechtsaugenbild 10R mit dem Linksaugenbild 10L und dem Rechtsaugenbild 10R übereinstimmen, wenn das Zentrum des Gesichts des Benutzers 200 in Punkt P3 angeordnet ist. Dies verringert die Veränderung des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R sogar, wenn sich die Augenpositionen des Benutzers 200 verändert haben, wodurch eine Veränderung der Bildverzerrungen des Linksaugenbilds 10L und des Rechtsaugenbilds 10R verringert wird. Folglich ergibt sich hieraus der Vorteil einer verringerten Veränderung im virtuellen Bild, das den Augen des Benutzers 200 präsentiert wird, sogar wenn sich die Augenpositionen des Benutzers 200 verändert haben.
  • (Zusammenfassung)
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, weist ein Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem ersten Aspekt eine Bilderzeugungseinheit (4) und einen optischen Systemteil (5) auf. Die Bilderzeugungseinheit (4) gibt ein Bild auf einem Anzeigeschirm (411) wieder, indem sie einen Lichtstrahl, der schließlich ein virtuelles Bild basierend auf dem wiedergegebenen Bild bildet, aus dem Anzeigeschirm (411) hervortreten lässt. Der optische Systemteil (5) bildet ein Linksaugenbild (10L) und ein Rechtsaugenbild (10R) auf einem linken beziehungsweise einem rechten Auge eines Benutzers (200), und projiziert dabei das virtuelle Bild (30) zum linken und zum rechten Auge eines Benutzers (200) durch Reflektieren und/oder Brechen des aus dem Anzeigeschirm (411) hervortretenden Lichtstrahls. Der optische Systemteil (5) weist einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor (51) auf, die bewirkt, dass sich eine Bildverzerrung des Linksaugenbilds (10L) von einer Bildverzerrung des Rechtsaugenbilds (10R) unterscheidet.
  • Dieser Aspekt erstellt eine pseudostereoskopische Ansicht durch Erzeugen einer Parallaxe zwischen dem linken und dem rechten Auge des Benutzers (200), wodurch ein Anzeigesystem (2, 2A - 2C) mit der Fähigkeit, ein virtuelles Bild (30), das dem Betrachter mühelos ermöglicht, ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen, zu präsentieren, bereitgestellt ist.
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem zweiten Aspekt, der in Verbindung mit dem ersten Aspekt umgesetzt sein kann, sind das Linksaugenbild (10L) und das Rechtsaugenbild (10R) vertikal asymmetrisch zueinander verzerrt.
  • Dieser Aspekt ermöglicht die Erzeugung einer veränderlichen Parallaxe zwischen dem rechten und dem linken Auge gemäß dem Abstand vom Augenkasten (210) des Benutzers (200) zum virtuellen Bild (30).
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem dritten Aspekt, der in Verbindung mit dem ersten oder dem zweiten Aspekt umgesetzt sein kann, variiert eine Größe horizontaler Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild (10L) und dem Rechtsaugenbild (10R) vertikal im Linksaugenbild (10L) und im Rechtsaugenbild (10R).
  • Dieser Aspekt ermöglicht die Erzeugung einer veränderlichen Parallaxe auf dem rechten und dem linken Auge gemäß dem Abstand vom Augenkasten (210) des Benutzers (200) zum virtuellen Bild (30) vertikal auf den Linksaugen- und Rechtsaugenbildern (10L, 10R).
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem vierten Aspekt, der in Verbindung mit irgendeinem anderen der ersten bis dritten Aspekte umgesetzt sein kann, ist eine zweite Größe der Verschiebung (G2) größer als eine erste Größe der Verschiebung (G1). Die erste Größe der Verschiebung (G1) ist die Größe der Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild (10L) und dem Rechtsaugenbild (10R) an den jeweiligen oberen Rändern derselben. Die zweite Größe der Verschiebung (G2) ist die Größe der Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild (10L) und dem Rechtsaugenbild (10R) an den jeweiligen unteren Rändern derselben.
  • Dieser Aspekt verstärkt den Effekt der stereoskopischen Betrachtung durch Erhöhen der Parallaxe in einem Bereich nahe dem Ansichtspunkt des Benutzers (200).
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem fünften Aspekt, der in Verbindung mit irgendeinem anderen der ersten bis vierten Aspekte umgesetzt sein kann, ist eine erste optische Pfadlänge (L1) größer als eine zweite optische Pfadlänge (L2). Die erste optische Pfadlänge (L1) ist die Länge eines optischen Pfads, der in Bezug auf die jeweiligen oberen Ränder des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) von der Bilderzeugungseinheit (4) zum Augenkasten (210) des Benutzers (200) führt. Die zweite optische Pfadlänge (L2) ist die Länge eines optischen Pfads, der in Bezug auf die jeweiligen unteren Ränder des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) von der Bilderzeugungseinheit (4) zum Augenkasten (210) des Benutzers (200) führt.
  • Dieser Aspekt schafft ein Anzeigesystem (2, 2A - 2C) mit der Fähigkeit ein virtuelles Bild (30) zu präsentieren, welches dem Benutzer erlaubt, sogar noch einfacher ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem sechsten Aspekt, der in Verbindung mit irgendeinem der ersten bis fünften Aspekte umgesetzt sein kann, ist der optische Systemteil (5) dafür eingerichtet, im linken Auge das Linksaugenbild (10L) basierend auf einem ersten Teilbild (20L) zu bilden, und desgleichen im rechten Auge das Rechtsaugenbild (10R) basierend auf einem zweiten Teilbild (20R) zu bilden. Das erste Teilbild (20L) bildet einen Teil des auf dem Anzeigeschirm (411) wiedergegebenen Bilds (20A). Das zweite Teilbild (20R) bildet einen anderen Teil des auf dem Anzeigeschirm (411) wiedergegebenen Bilds (20A).
  • Dieser Aspekt ermöglicht dem Benutzer (200), das virtuelle Bild im Einklang mit einer Änderung seiner oder ihrer Augenpositionen in einem anderen Blickwinkel zu betrachten.
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem siebten Aspekt, der in Verbindung mit dem sechsen Aspekt umgesetzt sein kann, teilen sich das Linksaugenbild (10L) und das Rechtsaugenbild (10R) einen bestimmten Bildbereich. Die Bildverzerrungen des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) unterscheiden sich voneinander mindestens in dem Bildbereich (R1), den sich das Linksaugenbild (10L) und das Rechtsaugenbild (10R) teilen.
  • Dieser Aspekt ermöglicht die Erzeugung einer Parallaxe zwischen dem rechten und dem linken Auge, indem bewirkt wird, dass sich die entsprechenden Bildverzerrungen des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) voneinander mindestens in dem Bildbereich (R1) unterscheiden, wodurch eine pseudostereoskopische Ansicht entsteht. Dies schafft ein Anzeigesystem (2, 2A - 2C) mit der Fähigkeit ein virtuelles Bild (30) zu präsentieren, welches dem Benutzer erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • Ein Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem achten Aspekt, der in Verbindung mit irgendeinem der ersten bis siebten Aspekte umgesetzt sein kann, weist ferner eine Erfassungseinheit (6) und eine Einstelleinheit (7) auf. Die Erfassungseinheit (6) erfasst die Positionen der Augen des Benutzers (200). Die Einstelleinheit (7) stellt basierend auf einem Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinheit (6) mindestens entweder die Bildverzerrung des Linksaugenbilds (10L) und/oder die Bildverzerrung des Rechtsaugenbilds (10R) ein.
  • Dieser Aspekte ermöglicht ein Einstellen der Bildverzerrungen des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) entsprechend den Positionen der Augen des Benutzers (200). Dies ermöglicht, dass die Bildverzerrungen des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) derart eingestellt werden, dass das virtuelle Bild (30) unverändert erscheint, sogar wenn sich die Augenpositionen des Benutzers (200) verändert haben.
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem neunten Aspekt, der in Verbindung mit irgendeinem der ersten bis achten Aspekte umgesetzt sein kann, weist der optische Systemteil (5) ein reflektierendes Element (51, 522) auf, das dafür ausgelegt ist, einen einfallenden Lichtstrahl, der aus dem Anzeigeschirm (411) hervorgetreten ist und auf das reflektierende Element (51, 522) fällt, nach oben zu reflektieren und zu bewirken, dass der reflektierte einfallende Lichtstrahl das linke Auge und das rechte Auge erreicht.
  • Dieser Aspekt schafft ein Anzeigesystem (2, 2A - 2C) mit der Fähigkeit ein virtuelles Bild (30) zu präsentieren, welches dem Benutzer erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem zehnten Aspekt, der in Verbindung mit irgendeinem der ersten bis neunten Aspekte umgesetzt sein kann, ist die Bilderzeugungseinheit (4) dafür eingerichtet, das Bild basierend auf durch die Kamera (3) aufgenommenem Video auf dem Anzeigeschirm (411) wiederzugeben.
  • Dieser Aspekt ermöglicht, dass ein virtuelles Bild (30) basierend auf dem durch die Kamera (3) aufgenommenen Video präsentiert wird.
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem elften Aspekt, der in Verbindung mit irgendeinem der ersten bis zehnten Aspekte umgesetzt sein kann, weist der optische Systemteil (5) ein reflektierendes Element (51) auf, und der Bildverzerrungserzeugungsfaktor (51) weist eine reflektierende Flächeneigenschaft auf, welche die Bildverzerrungen beeinflusst.
  • Dieser Aspekt schafft ein Anzeigesystem (2, 2A - 2C) mit der Fähigkeit ein virtuelles Bild (30) zu präsentieren, welches dem Benutzer erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • In einem Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß einem zwölften Aspekt, der in Verbindung mit dem elften Aspekt umgesetzt sein kann, weist die reflektierende Fläche des reflektierenden Elements (51) eine Freiformfläche auf.
  • Dieser Aspekt schafft ein Anzeigesystem (2, 2A - 2C) mit der Fähigkeit ein virtuelles Bild (30) zu präsentieren, welches dem Benutzer erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • Ein elektronisches Spiegelsystem (1, 1A - 1C) gemäß einem dreizehnten Aspekt weist das Anzeigesystem (2, 2A - 2C) gemäß irgendeinem der ersten bis neunten Aspekte und eine Kamera (3) auf. Die Bilderzeugungseinheit (4) ist dafür eingerichtet, das Bild basierend auf dem durch die Kamera (3) aufgenommenen Video auf dem Anzeigeschirm (411) wiederzugeben.
  • Dieser Aspekt schafft ein elektronisches Spiegelsystem (1, 1A - 1C) mit der Fähigkeit ein virtuelles Bild (30) zu präsentieren, welches dem Benutzer erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • Ein fahrendes Fahrzeug (100) gemäß einem vierzehnten Aspekt weist das elektronisches Spiegelsystem (1, 1A - 1C) gemäß dem elften Aspekt und eine fahrende Fahrzeugkarosserie (101) auf, um das elektronische Spiegelsystem (1, 1A- 1C) darauf anzubringen.
  • Dieser Aspekt schafft ein fahrendes Fahrzeug (10) aufweisend ein elektronisches Spiegelsystem (1, 1A - 1C) mit der Fähigkeit, ein virtuelles Bild (30) zu präsentieren, welches dem Benutzer erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • In einem fahrenden Fahrzeug (100) gemäß einem fünfzehnten Aspekt, der in Verbindung mit dem vierzehnten Aspekt umgesetzt sein kann, nimmt die Kamera (3) ein Video auf, welches eine Sicht von der fahrenden Fahrzeugkarosserie (101) nach hinten präsentiert.
  • Dieser Aspekt schafft ein fahrendes Fahrzeug (10) aufweisend ein elektronisches Spiegelsystem (1, 1A - 1C) mit der Fähigkeit, ein virtuelles Bild (30) zu präsentieren, welches dem Benutzer erlaubt, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • Ein Anzeigeverfahren gemäß einem sechzehnten Aspekt umfasst: Wiedergeben eines Bilds auf einem Anzeigeschirm (411) einer Bilderzeugungseinheit (4), indem es einen Lichtstrahl, der schließlich ein virtuelles Bild basierend auf dem wiedergegebenen Bild erzeugt, aus dem Anzeigeschirm (411) hervortreten lässt; Reflektieren und/oder Brechen des Lichtstrahls durch einen optischen Systemteil (5) zum Bilden eines Linksaugenbilds (10L) und eines Rechtsaugenbilds (10R) auf dem linken beziehungsweise dem rechten Auge des Benutzers (200), wodurch das virtuelle Bild (30) auf das linke und das rechten Augen des Benutzers (200) projiziert wird; und Erzeugen, durch einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor (51) des optischen Systemteils (5) voneinander verschiedener Bildverzerrungen auf dem Linksaugenbild (10L) und dem Rechtsaugenbild (10R).
  • Dieser Aspekt präsentiert ein virtuelles Bild (30), welches dem Benutzer ermöglicht, mühelos ein Gefühl für Entfernungen zu erlangen.
  • Man beachte, dass die Bestandteile gemäß der zweiten bis elften Aspekte keine essentiellen Elemente des Anzeigesystems (2, 2A - 2C) sind, sondern gegebenenfalls weggelassen werden können, und dass die Bestandteile gemäß dem fünfzehnten Aspekt keine essentiellen Elemente des fahrenden Fahrzeugs (100) sind, sondern gegebenenfalls weggelassen werden können.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A - 1C
    Elektronisches Spiegelsystem
    2, 2A - 2C
    Anzeigesystem
    3
    Kamera
    4
    Bilderzeugungseinheit
    5
    Optischer Systemteil
    6
    Erfassungseinheit
    7
    Einstelleinheit
    10L
    Linksaugenbild
    10R
    Rechtsaugenbild
    20A
    Bild
    20L
    Erstes Teilbild
    20R
    Zweites Teilbild
    30
    Virtuelles Bild
    51, 522
    Reflektierendes Element (Bildverzerrungserzeugungsfaktor)
    100
    Fahrendes Fahrzeug
    101
    Fahrende Fahrzeugkarosserie
    200
    Benutzer
    210
    Augenkasten/„Eyebox“
    411
    Anzeigeschirm
    G1
    Erste Größe der Verschiebung
    G2
    Zweite Größe der Verschiebung
    L1
    Erste optische Pfadlänge
    L2
    Zweite optische Pfadlänge
    R1
    Bildbereich

Claims (16)

  1. Anzeigesystem (2) umfassend: eine Bilderzeugungseinheit (4), die dafür eingerichtet ist, ein Bild (20A) auf einem Anzeigeschirm (411) wiederzugeben, indem sie einen Lichtstrahl, der schließlich ein virtuelles Bild (30) basierend auf dem wiedergegebenen Bild (20A) bildet, aus dem Anzeigeschirm (411) hervortreten lässt; und einen optischen Systemteil (5), der dafür eingerichtet ist, ein Linksaugenbild (10L) und ein Rechtsaugenbild (10R) auf einem linken beziehungsweise einem rechten Auge eines Benutzers (200) zu bilden, und dabei das virtuelle Bild (30) durch Reflektieren und/oder Brechen des aus dem Anzeigeschirm (411) hervortretenden Lichtstrahls zum linken und zum rechten Auge des Benutzers (200) zu projizieren, wobei der optische Systemteil (5) einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor (51) aufweist, der bewirkt, dass sich eine Bildverzerrung des Linksaugenbilds (10L) von einer Bildverzerrung des Rechtsaugenbilds (10R) unterscheidet.
  2. Anzeigesystem (2) nach Anspruch 1, wobei das Linksaugenbild (10L) und das Rechtsaugenbild (10R) vertikal asymmetrisch zueinander verzerrt sind.
  3. Anzeigesystem (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Größe horizontaler Verschiebung zwischen dem Linksaugenbild (10L) und dem Rechtsaugenbild (10R) im Linksaugenbild (10L) und im Rechtsaugenbild (10R) vertikal variiert.
  4. Anzeigesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine zweite Größe der Verschiebung (G2) zwischen dem Linksaugenbild (10L) und dem Rechtsaugenbild (10R) an den jeweiligen unteren Rändern derselben größer ist, als eine erste Größe der Verschiebung (G1) zwischen dem Linksaugenbild (10L) und dem Rechtsaugenbild (10R) an jeweiligen oberen Rändern derselben.
  5. Anzeigesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein erster optischer Pfad (L1), der in Bezug auf die jeweiligen oberen Ränder des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) von der Bilderzeugungseinheit (4) zum Augenkasten (210) des Benutzers (200) führt, länger ist, als ein zweiter optischer Pfad (L2), der in Bezug auf die unteren Ränder des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) von der Bilderzeugungseinheit (4) zum Augenkasten (210) des Benutzers (200) führt.
  6. Anzeigesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der optische Systemteil (5) dafür eingerichtet ist, auf dem linken Auge das Linksaugenbild (10L) basierend auf einem ersten Teilbild (20L), das einen Teil des auf dem Anzeigeschirm (411) wiedergegebenen Bilds (20A) bildet, zu bilden, und desgleichen auf dem rechten Auge das Rechtsaugenbild (10R) basierend auf einem zweiten Teilbild (20R), das einen anderen Teil des auf dem Anzeigeschirm (411) wiedergegebenen Bilds (20A) bildet, zu bilden.
  7. Anzeigesystem (2) nach Anspruch 6, wobei sich das Linksaugenbild (10L) und das Rechtsaugenbild (10R) einen gewissen Bildbereich (R1) teilen, und sich die Bildverzerrungen des Linksaugenbilds (10L) und des Rechtsaugenbilds (10R) voneinander mindestens in dem Bildbereich (R1), den sich das Linksaugenbild (10L) und das Rechtsaugenbild (10R) teilen, unterscheiden.
  8. Anzeigesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: eine Erfassungseinheit (6), die dafür eingerichtet ist, Positionen der Augen des Benutzers (200) zu erfassen; und eine Einstelleinheit (7), die dafür eingerichtet ist, basierend auf einem Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinheit (6) mindestens entweder die Bildverzerrung des Linksaugenbilds (10L) und/oder die Bildverzerrung des Rechtsaugenbilds (10R) einzustellen.
  9. Anzeigesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der optische Systemteil (5) ein reflektierendes Element (51) aufweist, das dafür eingerichtet ist, einen einfallenden Lichtstrahl, der aus dem Anzeigeschirm (411) hervorgetreten ist und auf das reflektierende Element (51) fällt, nach oben zu reflektieren und zu bewirken, dass der reflektierte einfallende Lichtstrahl zum linken Auge und zum rechten Auge gelangt.
  10. Anzeigesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Bilderzeugungseinheit (4) dafür eingerichtet ist, ein Bild (20A) basierend auf durch eine Kamera (3) aufgenommenes Video auf dem Anzeigeschirm (411) wiederzugeben.
  11. Anzeigesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der optische Systemteil (5) ein reflektierendes Element (51) aufweist, und der Bildverzerrungserzeugungsfaktor (51) eine reflektierende Flächeneigenschaft aufweist, welche die Bildverzerrungen beeinflusst.
  12. Anzeigesystem (2) nach Anspruch 11, wobei die reflektierende Fläche des reflektierenden Elements (51) eine Freiformfläche aufweist.
  13. Elektronisches Spiegelsystem (1) umfassend: das Anzeigesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12; und eine Kamera (3), wobei die Bilderzeugungseinheit (4) dafür eingerichtet ist, ein Bild (20A) basierend auf durch die Kamera (3) aufgenommenes Video auf dem Anzeigeschirm (411) wiederzugeben.
  14. Fahrendes Fahrzeug (100) umfassend: das elektronische Spiegelsystem (1) nach Anspruch 13; und eine fahrende Fahrzeugkarosserie (101), die dafür eingerichtet ist, das elektronische Spiegelsystem (1) darauf anzubringen.
  15. Fahrendes Fahrzeug (100) nach Anspruch 14, wobei die Kamera (3) dafür eingerichtet ist, Video aufzunehmen, welches eine Sicht von der fahrenden Fahrzeugkarosserie (101) nach hinten präsentiert.
  16. Anzeigeverfahren umfassend: Wiedergeben eines Bilds (20A) auf einem Anzeigeschirm (411) einer Bilderzeugungseinheit (4) durch das Hervortretenlassen eines Lichtstrahls, der schließlich ein virtuelles Bild (30) basierend auf dem wiedergegebenen Bild (20A) bildet, aus dem Anzeigeschirm (411); Reflektieren und/oder Brechen des Lichtstrahls durch einen optischen Systemteil (5) zum Bilden eines Linksaugenbilds (10L) und eines Rechtsaugenbilds (10R) auf dem linken beziehungsweise dem rechten Auge des Benutzers (200), und dabei Projizieren des virtuellen Bilds (30) zum linken und zum rechten Auge des Benutzers (200); und Erzeugen, durch einen Bildverzerrungserzeugungsfaktor (51) des optischen Systemteils (5) voneinander unterschiedliche Bildverzerrungen auf dem Linksaugenbild (10L) und dem Rechtsaugenbild (10R).
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