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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Projektionseinheiten für Blickfeldanzeigevorrichtungen, die insbesondere zum Einsatz in Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen geeignet sind und bei denen ein virtuelles Anzeigebild im Blickfeld eines Benutzers, beispielsweise des Fahrers, über Reflexion eines Projektionslichtstrahlenbündels mit einem gewünschten Anzeigeinhalt an einer transparenten Projektionsscheibe, etwa der Frontscheibe des Fahrzeugs, erzeugt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Betriebsverfahren, eine entsprechende Blickfeldanzeigevorrichtung sowie ein damit ausgestattetes Fahrzeug.
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Technischer Hintergrund
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Blickfeldanzeigevorrichtungen kommen insbesondere in Kraftfahrzeugen zum Einsatz und sind insbesondere unter der Bezeichnung Head-up-Display (HUD) bekannt. Damit kann ein gewünschter Anzeigeinhalt, beispielsweise eine Angabe über eine Geschwindigkeitsbegrenzung oder andere nützliche Navigations- und Fahrzeugbedienungshinweise, in Form eines virtuellen Anzeigebilds dem vom Fahrer beobachteten realen Umgebungsbild vor dem Fahrzeug überlagert werden. Hierzu umfasst eine Blickfeldanzeigevorrichtung eine in der Regel in einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs eingebaute Projektionseinheit, die ein Projektionslichtstrahlenbündel mit dem gewünschten Anzeigeinhalt erzeugt und es mittels der Frontscheibe des Fahrzeugs oder mittels einer zusätzlich davor vorgesehenen transparenten Combinerscheibe, von der es zum Fahrer hin reflektiert wird, in sein Blickfeld projiziert.
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Im Rahmen der Entwicklung von Head-up-Displays mit einem möglichst großen Sichtstrahlvolumen zur Erweiterung eines vom virtuellen Anzeigebild abdeckbaren Blickfelds und/oder der Eyeboxgröße, wie es beispielsweise für eine an realen Umgebungsobjekten orientierte kontaktanaloge AR-Anzeige (Augmented Reality) benötigt wird, tritt fortwährend das Problem auf, eine entsprechend vergrößerte Projektionseinheit in den vorhandenen Bauraum zu integrieren, der insbesondere in Kraftfahrzeugen meist stark begrenzt ist.
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Als Eyebox einer Blickfeldanzeigevorrichtung wird hierin allgemein ein zweidimensionaler Raumbereich quer zur Ausbreitungsrichtung des Projektionslichtstrahlenbündels verstanden, aus dem das virtuelle Anzeigebild für den Benutzer sichtbar ist. Bei Fahrzeugen wird die Eyebox in der Regel als ein zweidimensionaler Raumbereich innerhalb des Fahrzeugs senkrecht zur Fahrzeuglängsachse definiert, der für die Augen des Fahrers oder eines anderen Insassen bestimmt ist.
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Dabei ist die Projektionseinheit bei bekannten HUDs in der Regel durch eine Deckscheibe aus Glas oder Kunststoff nach außen abgeschlossen, die meist in einer Oberseite der Instrumententafel ausgebildet ist, um einerseits das Austreten des von der Projektionseinheit erzeugten Projektionslichts in Richtung der Projektionsscheibe zu ermöglichen und andererseits die darin enthaltenen optischen Komponenten vor Staub und anderen Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit etc. zu schützen.
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Zur Vermeidung einer Blendung des Fahrers durch Sonnenlicht oder anderes Fremdlicht, das von außen in die Projektionseinheit gelangen und in Richtung der Eyebox zurückreflektiert werden könnte, wird die typischerweise gebogene Deckscheibe so angestellt, dass in Kombination mit einer lichtabsorbierenden Blende alle Störreflexe, die den Fahrer treffen könnten, aus dem Strahlengang des Projektionslichts herausreflektiert und geblockt werden. Dieses Aufbauprinzip, das auch unter der Bezeichnung „geometrische Entspiegelung“ bekannt ist, ist schematisch in 1 veranschaulicht und wird oft in ähnlicher Weise zur Vermeidung störender Sonnenreflexe in Richtung des Fahrers auch für andere Oberflächen eines mit oder ohne Deckscheibe aufgebauten HUDs, insbesondere für ein flaches Anzeigeelement wie ein Display oder Waveguide oder für einen Konkavspiegel eines klassischen HUD-Aufbaus im Fahrzeug angewendet.
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So zeigt 1 in einer stark vereinfachten vertikalen Querschnittsansicht eine auf diese Weise geometrisch entspiegelte herkömmliche Blickfeldanzeigevorrichtung 100, in diesem Beispiel ein HUD in einem Kraftfahrzeug, deren im Bereich einer Instrumententafel angeordnete Projektionseinheit 200 im Betrieb ein Projektionslichtstrahlenbündel L mit einem gewünschten Anzeigeinhalt erzeugt und mittels einer Projektionsscheibe 400, die Teil der Frontscheibe 500 des Kraftfahrzeugs ist, projiziert, so dass es zum Fahrer 800 reflektiert wird, um ein virtuelles Anzeigebild V in seinem Blickfeld hinter der Frontscheibe 500 in einiger Entfernung vor der Projektionsscheibe 400 zu erzeugen. Dabei ist eine Ausbreitungsrichtung des Projektionslichtstrahlenbündels L durch einen Mittenstrahl M angedeutet, der aus einer Mitte einer der Frontscheibe 500 zugewandten Oberfläche O eines Elements der Projektionseinheit 200, wie einer Deckscheibe oder eines Displays oder eines Waveguides, von dem das Projektionslichtstrahlenbündel L ausgeht, in die Mitte der Eyebox 900 führt. Zur Unterdrückung störender Sonnenreflexe ist dabei ein Anstellwinkel der Oberfläche O zum Mittenstrahl M in Kombination mit einer lichtabsorbierenden Blende 1400 so gewählt, dass über die Oberfläche O reflektierte Sonnenstrahlen S aus dem Strahlengang des Projektionslichts heraus und vorzugsweise zur Blende 1400 reflektiert werden, damit sie den Fahrer 800 nicht erreichen.
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Wie aus 1 erkennbar ist, erfordert der dargestellte herkömmliche Aufbau der Projektionseinheit 200 in einem Fahrzeug bei einer Erweiterung des virtuellen Anzeigebereichs für AR-Anwendungen auch eine erhebliche Vergrößerung des Bauraums in der Höhenrichtung z des Fahrzeugs (d. h. in vertikaler Richtung) zur effektiven geometrischen Entspiegelung. Der zur Verfügung stehende Bauraum im Fahrzeug beschränkt somit drastisch den Querschnitt des Sichtstrahlvolumens und damit den virtuellen Anzeigebereich des HUDs, insbesondere in der vertikalen Richtung.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative und/oder insbesondere im Hinblick auf den erforderlichen Bauraum bzw. einen bei vorgegebenem Bauraum abdeckbaren virtuellen Anzeigebereich und/oder eine abdeckbare Eyebox verbesserte Projektionseinheit, ein Verfahren zu deren Betrieb, eine entsprechende Blickfeldanzeigevorrichtung und ein damit ausgestattetes Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch eine Projektionseinheit gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu deren Betrieb, eine die Projektionseinheit enthaltende Blickfeldanzeigevorrichtung und ein damit ausgestattetes Fahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der Beschreibung für die Projektionseinheit genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf das Verfahren zu deren Betrieb, auf die Blickfeldanzeigevorrichtung und auf das Fahrzeug, wie auch umgekehrt.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Projektionseinheit für eine Blickfeldanzeigevorrichtung, beispielsweise für ein Head-up-Display (HUD), vorgesehen, die insbesondere zum Einsatz in einem Fahrzeug ausgelegt ist. Beim Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, insbesondere aber ein Kraftfahrzeug handeln. Die Projektionseinheit ist zum Erzeugen und Projizieren eines Projektionslichtstrahlenbündels mit einem gewünschten Anzeigeinhalt mittels einer außerhalb der Projektionseinheit anzuordnenden oder angeordneten, benutzerseitig reflektierenden und rückseitig transparenten Projektionsscheibe, insbesondere einer Frontscheibe des Fahrzeugs, zur Erzeugung eines virtuellen Anzeigebilds im Blickfeld eines Benutzers, insbesondere eines Fahrers des Fahrzeugs, ausgebildet.
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Die Projektionseinheit umfasst dabei einen zum Erzeugen des Projektionslichtstrahlenbündels mit dem gewünschten Anzeigeinhalt ausgebildeten Bildgeber sowie mehrere in einem Strahlengang des vom Bildgeber erzeugten Projektionslichtstrahlenbündels nacheinander angeordnete holografische Umlenkelemente. Die holografischen Umlenkelemente sind dabei derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass sie das Projektionslicht in jeweils voneinander verschiedene vorbestimmte Querschnittssegmente eines von der Projektionseinheit insgesamt ausgegebenen Projektionslichtstrahlvolumens (d. h. Sichtstrahlvolumens) umlenken oder in weiter unten genannten bestimmten Betriebszuständen der Projektionseinheit umlenken können. Dadurch ist das virtuelle Anzeigebild in entsprechend verschiedenen Flächensegmenten einer mit der Projektionseinheit insgesamt abdeckbaren virtuellen Anzeigefläche, d. h. eines insgesamt abdeckbaren Anzeigebereichs im Blickfeld des Benutzers quer zur Ausbreitungsrichtung des Projektionslichtstrahlenbündels, erzeugbar.
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Eine Idee des vorliegenden Aufbaus besteht darin, den Bauraumbedarf der Projektionseinheit bei gleichbleibender Größe der virtuellen Anzeigefläche und/oder der Eyebox zu verringern oder, umgekehrt, bei vorhandenem Bauraum für die Projektionseinheit den damit abdeckbaren Anzeigebereich zu vergrößern, indem der Querschnitt des von der Projektionseinheit insgesamt auszugebenden Sichtstrahlvolumens durch im Inneren der Projektionseinheit im Strahlengang nacheinander angeordnete holografische Umlenkelemente segmentiert wird. Grundsätzlich können auf diese Weise der ausgegebene Sichtstrahlquerschnitt oder die dadurch abdeckbare virtuelle Anzeigefläche oder Eyebox entsprechend der Anzahl der im Strahlengang hintereinander angeordneten holografischen Umlenkelemente bei gleichbleibenden lateralen Abmessungen der Projektionseinheit vervielfacht werden.
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Beispielsweise kann dabei der Anzeigeinhalt des Bildgebers (auch als bildgebende Einheit, picture generating unit, PGU bezeichnet) für jedes Segment über ein holografisches Umlenkelement in Form einer transparenten, holografischen Platte mit einem darin aufgezeichneten Umlenkhologramm umgelenkt werden, die nachfolgend kurz als Hologrammplatte bezeichnet wird. Die Hologrammplatten der einzelnen Segmente können dabei insbesondere so angeordnet sein, dass die Segmentstrahlvolumen überlagert sind und auf demselben Displaybereich des Bildgebers überlagert zu liegen kommen. Bei dieser Ausgestaltung können die Hologramme jeweils als zwischen einem fürs Projektionslicht transparenten und einem dieses umlenkenden Zustand schaltbar ausgebildet sein. Dabei können die Segmente beispielsweise sequentiell so angesteuert werden, dass Anzeigeinhalte eines displayfernen Segments vor dem zugehörigen aktiven, d. h. in den umlenkenden Zustand geschalteten Hologramm lediglich ausgeschaltete, d. h. im Wesentlichen transparente Hologrammplatten anderer Segmente passieren und durch diese nicht gebeugt, d. h. nicht umgelenkt werden. Der Anzeigeinhalt des Displays wird in diesem Beispiel synchron zu den Hologrammen geschaltet. Diese und hierzu alternative spezifische Varianten der Projektionseinheit und des Betriebsverfahrens werden weiter unten jeweils ausführlicher beschrieben.
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Die aus den einzelnen Flächensegmenten insgesamt gebildete virtuelle Anzeigefläche kann, muss sich jedoch nicht zwingend kontinuierlich und/oder eben erstrecken.
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Vielmehr können die einzelnen Flächensegmente beispielsweise auch unterschiedliche Projektionsabstände zum Benutzer bzw. zur Projektionsscheibe haben und/oder eine dreidimensional gebogene Flächengeometrie besitzen.
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Die verschiedenen Flächensegmente dienen bei der vorliegenden Projektionseinheit und einer diese enthaltenden Blickfeldanzeigevorrichtung in erster Linie einer Vergrößerung der virtuellen Anzeigefläche bzw. eines durch das virtuelle Anzeigebild insgesamt abdeckbaren Blickfelds des Benutzers. Sie liegen daher im Blickfeld des Benutzers unter anderem nebeneinander, mit oder ohne einen Überlapp und mit oder ohne einen Abstand zueinander in einer zu seiner Blickrichtung oder zu einem aus einer Mitte des Bildgebers in eine Mitte der Eyebox führenden Mittenstrahl transversalen oder senkrechten Richtung.
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Dementsprechend können auch die zugehörigen Querschnittssegmente des von der Projektionseinheit insgesamt ausgegebenen Projektionslichtstrahlvolumens zu einer möglichst effektiven Vergrößerung seiner gesamten Querschnittsfläche im Wesentlichen nebeneinander angeordnet sein, gegebenenfalls bis auf eine geringfügige Flächenüberschneidung von beispielsweise nicht mehr als 10%, als 5% oder als 1% der Fläche eines einzelnen Segments.
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Die holografischen Umlenkelemente bzw. die darin aufgezeichneten Umlenkhologramme können in an sich bekannter Weise zum Umlenken des Projektionslichts in Reflexion oder in Transmission ausgebildet sein, insbesondere durch Beugung und/oder Streuung, beispielsweise mit einer zur Ausbildung der genannten Segmente geeigneten Richtungsselektivität des jeweiligen Umlenkhologramms für das einfallende und/oder das umgelenkte Projektionslicht. Zur Darstellung farbiger Anzeigeinhalte können die holografischen Umlenkelemente beispielsweise übereinander gestapelte Hologramme für die Grundfarben Rot, Grün und Blau oder aber ein Multiplexhologramm für mehrere Farben enthalten.
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Als Bildgeber (Picture Generating Unit, PGU) zur Erzeugung eines vom Projektionslichtstrahlenbündel zu transportierenden Anzeigeinhalts kann in der vorliegenden Projektionseinheit beispielsweise ein Display jeder geeigneten bekannten Art, etwa ein Flüssigkristallbildschirm (Liquid Crystal Display, LCD) mit einer LED-Hinterleuchtung oder eine LED-Matrixanzeige, verwendet werden. Alternativ zu einem Display kann der Bildgeber auch einen Projektor, beispielsweise einen DLP-Chip (DLP, Digital Light Processing, eingetragene Marke) oder einen auf MEMS-Technologie basierten Laser-Beam-Scanner in Kombination mit einem diffusen Projektionsschirm, auf dem durch den Projektor ein reelles Bild erzeugt wird, umfassen. Statt eines extra Projektionsschirms können insbesondere auch die holografischen Umlenkelemente als holografische Diffusoren mit einer zu deren Umlenkfunktion geeigneten Abstrahlcharakteristik bzw. Richtungsselektivität ausgebildet sein.
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Alle hierin beschriebenen Varianten der Projektionseinheit können insbesondere mit einem Bildgeber in Form eines autostereoskopischen Displays oder eines Spatial-Light-Modulators kombiniert werden, um die virtuelle Anzeige von 3D-Inhalten zu ermöglichen. Dies kann insbesondere für AR-Anwendungen (Augmented Reality) genutzt werden, für die mit der vorliegenden Projektionseinheit ein sehr großes Blickfeld, etwa durch die gesamte Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs, abdeckbar ist, um an realen Umgebungsobjekten orientierte virtuelle Objekte kontaktanalog darzustellen.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform sind alle holografischen Umlenkelemente oder alle bis auf das im Strahlengang des erzeugten Projektionslichtstrahlenbündels zuletzt, d. h. in Strahlausbreitungsrichtung nach allen anderen angeordnete holografische Umlenkelement elektrisch schaltbar ausgebildet, so dass sie jeweils einzeln in einen umlenkenden Zustand für das Projektionslichtstrahlenbündel schaltbar sind, während die anderen holografischen Umlenkelemente in einen für das Projektionslichtstrahlenbündel transparenten Zustand geschaltet sind, in dem sie ihn im Wesentlichen unverändert durchlassen. Dabei ist der Bildgeber, insbesondere ein Display, zur sequentiellen Erzeugung von Anzeigeinhalten, die für die einzelnen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche bestimmt sind, synchron mit dem Schalten der jeweiligen holografischen Umlenkelemente in deren umlenkenden Zustand ausgebildet. Die elektrische Schaltbarkeit der Hologramme kann dabei beispielsweise in an sich bekannter Weise durch Verwendung von Flüssigkristallschichten implementiert sein. Insbesondere kann im umlenkenden Zustand eines holografischen Umlenkelement auch seine Hologrammeffizienz steuerbar sein. So kann beispielsweise eine Helligkeitshomogenität im virtuellen Anzeigebild sowohl über die Hologrammeffizienz als auch eine segmentweise Anpassung der PGU-Helligkeit steuerbar sein.
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Gemäß einer hierzu alternativen oder zusätzlichen zweiten Ausführungsform der Projektionseinheit der hierin dargelegten Art ist deren Bildgeber, insbesondere ein Display, dazu ausgebildet, Anzeigeinhalte, die für die verschiedenen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche bestimmt sind, bereits in entsprechend verschiedenen Projektionslicht-Segmentstrahlenbündeln auszugeben. Dabei sind diese vom Bildgeber erzeugten Projektionslicht-Segmentstrahlenbündel jeweils für die Umlenkung allein durch das zugehörige holografische Umlenkelement ausgelegt, was etwa durch voneinander verschiedene Abstrahlrichtungen bei der Erzeugung der einzelnen Projektionslicht-Segmentstrahlenbündel implementiert sein kann. Beispielsweise kann das im Falle eines Displays durch nebeneinander mit oder ohne Überlapp angeordnete Displayflächensegmente realisiert sein, in denen die Anzeigeinhalte für die zugehörigen verschiedenen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche analog zu der obigen ersten Ausführungsform sequentiell oder aber insbesondere auch gleichzeitig erzeugt werden können. Diese Methode, d. h. eine Winkeltrennung der einzelnen Projektionslicht-Segmentstrahlenbündel bereits bei deren Erzeugung durch den Bildgeber, kann insbesondere auch mit der zuvor beschriebenen Methode, die auf dem sequentiellen Schalten der Hologramme basiert, kombiniert werden, was beispielsweise zu einer effektiveren Unterdrückung von etwaigen parasitären Geisterbildern beitragen kann.
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Bei einer spezifischen Ausgestaltung der Projektionseinheit der hierin dargelegten Art können eines, mehrere oder alle holografischen Umlenkelemente als flache, insbesondere planare, Hologrammplatten mit darin aufgezeichneten statischen oder schaltbaren Umlenkhologrammen ausgebildet sein.
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Bei einer hierzu alternativen oder zusätzlichen spezifischen Ausgestaltung können eines, mehrere oder alle holografischen Umlenkelemente schräg zu einer optischen Achse der Projektionseinheit bzw. zu einer Ausbreitungsrichtung des einfallenden Projektionslichtstrahlenbündels bzw. zu der oben erwähnten Mittenstrahlrichtung ausgerichtet sein. Derartige spitze Anstellwinkel können insbesondere zur Reduktion des für die Projektionseinheit erforderlichen Bauraums und/oder zur Unterdrückung störender Fremdlichtreflexe durch spekulare Reflexion von Fremdlicht aus dem Strahlengang des Projektionslichts heraus an der jeweiligen schrägen, insbesondere glatten Oberfläche eines jeweiligen holografischen Umlenkelements beitragen. Über eine geeignete schräge Ausrichtung eines holografischen Umlenkelements unter einem vorbestimmten spitzen Anstellwinkel zum einfallenden Projektionslichtstrahlenbündel kann ferner insbesondere auch seine Umlenkrichtung bzw. die Position des betreffenden Flächensegments in der virtuellen Anzeigefläche festgelegt werden. Die jeweiligen Anstellwinkel der mehreren holografischen Umlenkelemente können daher insbesondere voneinander verschieden sein. Sie können ferner davon abhängig gewählt sein, ob die Umlenkung des Projektionslichts im holografischen Umlenkelement in Reflexion oder in Transmission erfolgt. Diese und weitere verschiedene Ausführungsmöglichkeiten werden weiter unten anhand der in Figuren dargestellten Beispiele veranschaulicht.
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Bei einer spezifischen Ausgestaltung können in den mehreren holografischen Umlenkelemente neben deren Umlenkfunktion, die auch als Strahlfaltung aufgefasst werden kann, weitere optische Funktionen, wie beispielsweise zur Frontscheibenkorrektur oder Abbildungsvergrößerung, in Bezug auf die Erzeugung des virtuellen Anzeigebilds etc. - ähnlich einer Asphäre -integriert sein.
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Alternativ oder zusätzlich können mit den mehreren holografischen Umlenkelementen über die jeweils verschiedenen optischen Weglängen des Projektionslichts in verschiedenen Segmenten und/oder über eine geeignete zusätzliche optische Funktion der Hologramme verschiedene Bildabstände (Projektionsdistanzen) für die einzelnen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche realisiert werden.
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Die oben genannten Hologrammplatten können ferner zur eingangs beschriebenen geometrischen Entspiegelung der Projektionseinheit beitragen, indem sie beispielsweise in Kombination mit einer lichtabsorbierenden Blende so angeordnet sein können, dass keine störenden Sonnenreflexe oder andere Fremdlichtreflexe den Benutzer, insbesondere den Fahrer eines Fahrzeugs, erreichen. Insbesondere können dabei Fremdlichtreflexe durch spekulare Reflexion (Einfallswinkel = Ausfallswinkel) an den Plattenoberflächen vom Projektionslicht, d. h. von Sichtstrahlen, die an den spektral schmalbandigen Hologrammen gebeugt werden, separiert werden, wodurch parasitäres Fremdlicht und/oder etwaige Geisterbilder der Plattenoberflächen unterbunden werden können. Insbesondere können die holografischen Umlenkelemente also auch mit einer geeigneten Wellenlängenselektivität ausgebildet sein, die zum Trennen/Herausfiltern von Fremdlicht aus dem Strahlengang der Projektionseinheit beitragen kann. Ferner können in der Projektionseinheit an entsprechend geeigneten Positionen auch Blenden oder Lichtfallen für Fremdlicht vorgesehen sein.
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Zusätzlich können die Hologrammplatten mit Anti-Reflex-Beschichtungen versehen werden bzw. es können Reflexe in der Nähe des Brewster-Winkels durch eine geeignete Orientierung der Polarisation des Polarisationslichts unterdrückt werden. Zur Optimierung der Effizienz bei der Ablenkung des Projektionslichts an den Hologrammen bzw. an der Projektionsscheibe, insbesondere der Frontscheibe, ist es auch möglich, die Polarisation vor dem jeweiligen Element durch doppelbrechende Verzögerungselemente dem Fachmann bekannter Art anzupassen; auch eine Kombination mit einer an sich bekannten sogenannten P-reflektierenden Schicht in der Frontscheibe des Fahrzeugs ist möglich.
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Insbesondere kann die Projektionseinheit ferner weitere optische Elemente im Strahlengang des Projektionslichtstrahlenbündels, etwa zwischen dem Bildgeber und den mehreren holografischen Umlenkelementen, zur zusätzlichen Faltung und/oder Dispersionskompensation und/oder Abbildung aufweisen. So ist beispielsweise eine zusätzliche Faltung des Strahlengangs mittels planer oder gekrümmter Spiegel oder eines zusätzlichen Falthologramms möglich, vgl. 3a-3c. Das Falthologramm kann ferner auch zur Dispersionskompensation verwendet werden. Auch Transmissionslinsen können zur Abbildung wie auch zur Dispersionskompensation verwendet werden.
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Insbesondere kann die Projektionseinheit ferner ein Gehäuse aufweisen, das zum Schutz des Bildgebers und gegebenenfalls vorhandener weiterer optischer Elemente vor schädlichen Umwelteinflüssen wie Licht, Staub oder Feuchtigkeit diese zumindest teilweise umgibt. Das Gehäuse kann beispielsweise zumindest teilweise durch die ohnehin vorhandene Abdeckung der Instrumententafel im Fahrzeug gebildet werden. Es enthält dabei stets eine Austrittsöffnung für das Projektionslichtstrahlenbündel, die bei herkömmlichen Projektionseinheiten von der eingangs beschriebenen transparenten Deckscheibe dicht verschlossen ist.
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Die Hologrammplatten benötigen jedoch grundsätzlich keinen Schutz durch eine zusätzliche Deckscheibe, da die Plattenoberfläche - anders als beispielsweise bei einem Waveguide - optisch nicht aktiv genutzt wird: Das Licht passiert die Oberfläche einer Hologrammplatte, in deren Innerem ein Umlenkhologramm ausgebildet ist, lediglich in Transmission. Das Display und ggf. weitere optische Elemente können bei der vorliegenden Projektionseinheit daher in einem Gehäuse geschützt sein, das durch eine, beispielsweise durch die im Strahlengang erste, d. h. vor allen anderen angeordnete Hologrammplatte abgeschlossen wird.
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Falls Sonnenreflexe allein durch die Anordnung der Hologrammplatten in bestimmten Fällen nicht vollständig vermieden werden können, kann die Reflexfreiheit
z. B. auch durch eine in einer Patentanmeldung
DE 10 2014 214 510 A1 der Anmelderin beschriebene aufgesetzte Lamellenstruktur auf einem flachen, transparenten Träger oberhalb der Hologrammplatten, d. h. im Strahlengang des von der Projektionseinheit ausgegebenen Projektionslichtstrahlenbündels, realisiert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionseinheit gemäß der obigen ersten Ausführungsform vorgesehen, bei dem
- - alle holografischen Umlenkelemente oder alle bis auf das in Strahlausbreitungsrichtung zuletzt, d. h. nach allen anderen angeordnete holografische Umlenkelement, jeweils einzeln sequentiell in einen umlenkenden Zustand für das Projektionslichtstrahlenbündel geschaltet werden, während die anderen in deren transparenten Zustand geschaltet sind, und
- - der Bildgeber, insbesondere ein Display, synchron mit dem Schalten des jeweiligen holografischen Umlenkelements in dessen umlenkenden Zustand zur Erzeugung eines für das zugehörige Flächensegment der virtuellen Anzeigefläche bestimmten Anzeigeinhalts angesteuert wird.
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Bei dieser Verfahrensvariante werden für die einzelnen Segmente die zugehörigen holografischen Umlenkelemente synchron mit dem Bildgeber sequentiell so angesteuert, dass Anzeigeinhalte, die von der Projektionseinheit über ein displayfernes holografisches Umlenkelement ausgegeben werden, vor diesem in einen umlenkenden Zustand geschalteten holografischen Umlenkelement lediglich ausgeschaltete, d. h. im Wesentlichen transparente holografische Umlenkelemente anderer Segmente passieren und durch diese nicht gebeugt, d. h. nicht umgelenkt werden.
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Bei einer hierzu alternativen Verfahrensvariante zum Betreiben einer Projektionseinheit gemäß der obigen zweiten Ausführungsform wird der Bildgeber, insbesondere ein Display, dazu angesteuert, die für die verschiedenen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche bestimmten Anzeigeinhalte in den jeweiligen verschiedenen Projektionslicht-Segmentstrahlenbündeln auszugeben, was insbesondere auch gleichzeitig durchführbar ist. Dabei sind diese verschiedenen vom Bildgeber erzeugten Projektionslicht-Segmentstrahlenbündel jeweils für die Umlenkung allein durch das zugehörige holografische Umlenkelement ausgelegt, was beispielsweise durch voneinander verschiedene Abstrahlrichtungen bei der Erzeugung der einzelnen Projektionslicht-Segmentstrahlenbündel implementiert sein kann. Beispielsweise kann das im Falle eines Displays durch nebeneinander, mit oder ohne Überlapp, angeordnete Displayflächensegmente realisiert sein, in denen die Anzeigeinhalte für die zugehörigen verschiedenen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche analog zu der obigen ersteren Verfahrensvariante sequentiell oder auch gleichzeitig erzeugt werden können. Diese Verfahrensvariante, d. h. eine Winkeltrennung der einzelnen Projektionslicht-Segmentstrahlenbündel bereits bei deren Erzeugung durch den Bildgeber, kann insbesondere auch mit der zuvor beschriebenen Verfahrensvariante, die auf dem sequentiellen Schalten der Hologramme basiert, kombiniert werden, um beispielsweise etwaige parasitäre Geisterbilder effektiver zu unterdrücken.
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Bei einer Weiterbildung des Verfahrens gemäß den obigen Varianten wird ferner eine aktuelle Augenposition und/oder Blickrichtung des Benutzers, insbesondere mittels einer geeigneten Eyetracking-Einrichtung, bereitgestellt und abhängig davon wird der Bildgeber dazu angesteuert, Anzeigeinhalte ausschließlich für die von der aktuellen Augenposition und/oder Blickrichtung erfassten Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche oder zumindest mit einer erhöhten Intensität und/oder Auflösung und/oder einer vorbestimmten anderen, beispielsweise inhaltlichen stärkeren Gewichtung gegenüber anderen Flächensegmenten zu erzeugen. Dadurch kann die Lichtleistung der PGU und/oder die Schaltfrequenz einzelner Segmente der hierin dargelegten Art potentiell reduziert werden, indem nur diejenigen Segmente, die für die aktuelle Augenposition des Benutzers benötigt werden, angesteuert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Bildgeber hier dazu angesteuert werden, Anzeigeinhalte bei benachbarten Flächensegmenten, die von der aktuellen Augenposition und/oder Blickrichtung erfasst sind, in aneinander angrenzenden oder überlappenden Segmentbereichen so anzupassen, dass für den Benutzer visuell wahrnehmbare, insbesondere störende Übergangseffekte an Segmentkanten vermieden werden. Dies kann insbesondere bei graduell schaltbaren Umlenkhologrammen über die weiter oben erwähnte Steuerung der Hologrammeffizienz und/oder über eine segmentweise Anpassung der PGU-Helligkeit zur gewünschten Helligkeitshomogenität im virtuellen Anzeigebild implementiert werden. Zu diesem Zweck können die Segmente auch überlappend gestaltet werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Blickfeldanzeigevorrichtung, insbesondere zum Einsatz in einem Fahrzeug, vorgesehen, umfassend:
- - eine Projektionseinheit der hierin dargelegten Art;
- - eine im Strahlengang des von dieser ausgegebenen Projektionslichtstrahlenbündels angeordnete, benutzerseitig reflektierende und rückseitig transparente Projektionsscheibe, insbesondere eine Frontscheibe des Fahrzeugs;
- - sowie insbesondere ergänzend eine Steuerungseinheit, die zum Ausführen des Verfahrens der hierin dargelegten Art ausgebildet ist.
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Dabei sind die Projektionseinheit und die Projektionsscheibe derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass das von der Projektionseinheit im Betrieb ausgegebene Projektionslichtstrahlenbündel auf die Projektionsscheibe fällt und von dieser zu einem Benutzer, insbesondere einem Fahrer des Fahrzeugs, reflektiert wird, wodurch dahinter ein virtuelles Anzeigebild im Blickfeld des Benutzers entsteht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder ein beliebiges anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst dabei eine Frontscheibe mit einer darunter angeordneten Instrumententafel sowie eine Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art, deren Projektionseinheit in der Instrumententafel angeordnet ist und deren Projektionsscheibe durch die Frontscheibe oder eine davor angeordnete Combinerscheibe gebildet ist, zum Einblenden eines virtuellen Anzeigebilds ins Blickfeld eines Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrers, bei dessen Blick durch die Frontscheibe.
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Dabei kann in der Projektionseinheit der Strahlengang, in dem die holografischen Umlenkelemente nacheinander angeordnet sind, beispielsweise in einer Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, insbesondere um die virtuelle Anzeigefläche, in der das virtuelle Anzeigebild erzeugt wird, durch die den einzelnen holografischen Umlenkelementen entsprechenden Flächensegmente in vertikaler Richtung zu segmentieren bzw. zu erweitern. Neben der Segmentierung in Fahrzeuglängsrichtung ist auch eine Segmentierung in Querrichtung des Fahrzeugs möglich, etwa um die virtuelle Anzeigefläche horizontaler Richtung zu segmentieren bzw. zu erweitern. Des Weiteren sind auch Kombinationen und Verschachtelungen von Längs- und Quersegmentierungen möglich.
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Figurenliste
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Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Die Zeichnungen sind rein schematisch, sie sind insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu lesen. Gleichen Bezugszeichen stehen darin für gleiche oder einander in deren Funktion entsprechende Elemente. Es zeigen:
- 1 eine seitliche Querschnittsansicht einer herkömmlichen Blickfeldanzeigevorrichtung mit einer zur Unterdrückung störender Sonnenreflexe schräg bezüglich vertikaler Richtung angestellten Oberfläche einer Deckscheibe, eines Displays oder eines Waveguides;
- 2a eine seitliche Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art in einem Kraftfahrzeug, deren Sichtstrahlvolumen durch mehrere im Strahlengang der Projektionseinheit nacheinander in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten und zum Fahrer geneigten schaltbaren umlenkenden Transmissionshologrammen segmentiert ist;
- 2b eine seitliche Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art in einem Kraftfahrzeug, deren Sichtstrahlvolumen durch mehrere im Strahlengang der Projektionseinheit nacheinander in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten und zur Frontscheibe geneigten schaltbaren umlenkenden Transmissionshologrammen segmentiert ist;
- 2c eine seitliche Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art in einem Kraftfahrzeug, deren Sichtstrahlvolumen durch mehrere im Strahlengang der Projektionseinheit nacheinander in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten und zum Fahrer geneigten schaltbaren umlenkenden Reflexionshologrammen segmentiert ist;
- 2d eine seitliche Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art in einem Kraftfahrzeug, deren Sichtstrahlvolumen durch mehrere im Strahlengang der Projektionseinheit nacheinander in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten und zur Frontscheibe geneigten schaltbaren umlenkenden Reflexionshologrammen segmentiert ist;
- 3a eine seitliche Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung wie in 2a mit einem zusätzlich im Strahlengang zwischen einem Bildgeber und den umlenkenden Transmissionshologrammen angeordneten Faltspiegel;
- 3b eine seitliche Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung wie in 2a mit einem zusätzlich im Strahlengang zwischen einem Bildgeber und den umlenkenden Transmissionshologrammen angeordneten Falthologramm;
- 3c eine seitliche Querschnittsansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung wie in 2c mit einem zusätzlich im Strahlengang zwischen einem Bildgeber und den umlenkenden Reflexionshologrammen angeordneten Faltspiegel oder Falthologramm;
- 4a eine perspektivische Ansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art mit einer Projektionseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform mit in einer Displayfläche des Bildgebers nebeneinander teilweise mit Überlapp angeordneten Displayflächensegmenten für die zugehörigen verschiedenen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche; und
- 4b eine perspektivische Ansicht einer Blickfeldanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art mit einer Projektionseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform mit in einer Displayfläche des Bildgebers nebeneinander in einem Abstand angeordneten Displayflächensegmenten für die zugehörigen verschiedenen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Alle weiter oben in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen erwähnten verschiedenen Ausführungsformen, Varianten und spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der Projektionseinheit, des Verfahrens zu deren Betrieb, der Blickfeldanzeigevorrichtung und des Fahrzeugs gemäß den obigen Aspekten der Erfindung können bei den in den 2 bis 4b gezeigten Beispielen 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 2 bis 4b gezeigt sind.
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2a zeigt in einer stark vereinfachten schematischen vertikalen Querschnittsansicht eine Blickfeldanzeigevorrichtung 1 der hierin dargelegten Art mit einer Projektionseinheit 2 gemäß dem obigen ersten Aspekt der Erfindung in einem Fahrzeug 3, in diesem Beispiel einem Kraftfahrzeug. Die Blickfeldanzeigevorrichtung 1 ist dabei rein beispielhaft als ein Head-up-Display (HUD) ausgebildet.
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Die Blickfeldanzeigevorrichtung 1 umfasst ferner eine Projektionsscheibe 4, die hier als ein Teilabschnitt einer Frontscheibe 5 des Fahrzeugs 3 ausgebildet ist. Die Projektionseinheit 2 ist in diesem Beispiel darunter in einer Instrumententafel 6 des Fahrzeugs 3 angeordnet und weist einen Bildgeber in Form eines Displays 7 zum Erzeugen eines Projektionslichtstrahlenbündels L mit einem gewünschten Anzeigeinhalt auf. Die Projektionseinheit 2 ist dazu ausgebildet, das Projektionslichtstrahlenbündel L so mittels der Projektionsscheibe 4 zu projizieren, dass es von dieser zu einem Benutzer 8, hier dem Fahrer des Fahrzeugs 3, reflektiert wird, so dass in seinem Blickfeld in einiger Entfernung vor der Projektionsscheibe 4 ein virtuelles Anzeigebild V erzeugt wird.
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Zur Vergrößerung eines durch das virtuelle Anzeigebild V abdeckbaren Blickfelds bzw. einer Eyebox 9 in einer zur Strahlausbreitung transversalen Richtung bei einem etwa gleichbleibenden Bauraum für die Projektionseinheit 2 in dieser Richtung, wird in 2a der Querschnitt Q des von der Projektionseinheit 2 insgesamt ausgegebenen Sichtstrahlvolumens des Projektionslichtstrahlenbündels L durch im Inneren der Projektionseinheit 2 im Strahlengang des Projektionslichts nacheinander angeordnete holografische Umlenkelemente 10a, 10b und 10c (in 2a in umgekehrter Reihenfolge) segmentiert. Die Anzahl von drei holografischen Umlenkelementen 10a, 10b und 10c ist dabei rein beispielhaft; es können auch zwei oder mehr als drei davon vorgesehen sein. Dabei ist die Eyebox 9 als eine zweidimensionale Fläche senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung im fahrzeuginnenseitig vor der Frontscheibe 5 liegenden Raum definiert, aus der das virtuelle Anzeigebild V für den Benutzer 8 wahrnehmbar ist.
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Wie in 2a schematisch veranschaulicht, sind die holografischen Umlenkelemente 10a, 10b und 10c dabei derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass sie das Projektionslicht in voneinander verschiedene vorbestimmte Querschnittssegmente des von der Projektionseinheit insgesamt ausgegebenen Projektionslichtstrahlvolumens umlenken, um das virtuelle Anzeigebild V in entsprechend verschiedenen Flächensegmenten einer virtuellen Anzeigefläche zu erzeugen.
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In 2a sind die holografischen Umlenkelemente 10a, 10b und 10c im Strahlengang der Projektionseinheit 2 in einer Fahrzeuglängsrichtung x des gängigen Fahrzeugkoordinatensystems nacheinander angeordnet und sind als zum Benutzer 8 geneigte, d. h. gekippte planare Hologrammplatten mit darin ausgebildeten umlenkenden Transmissionshologrammen ausgebildet, die statisch oder aber schaltbar sein können.
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Die holografischen Umlenkelemente 10a, 10b und 10c können insbesondere gemäß der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung jeweils einzeln in einen (in 2a aus Anschauungsgründen für alle gleichzeitig angedeuteten) umlenkenden Zustand für das Projektionslichtstrahlenbündel L schaltbar sein, während die anderen holografischen Umlenkelemente in einen für das Projektionslichtstrahlenbündel L transparenten Zustand geschaltet sind, in dem sie es im Wesentlichen unverändert durchlassen. Dabei kann das Display 7 zur sequentiellen Erzeugung von Anzeigeinhalten, die für die einzelnen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche bestimmt sind, synchron mit dem Schalten der jeweiligen holografischen Umlenkelemente 10a, 10b und 10c in deren umlenkenden Zustand angesteuert werden, sodass die Anzeigeinhalte für die verschiedenen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche in einer und derselben Displayfläche sequentiell erzeugt werden können.
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Durch die in 2a angedeutete schräge Ausrichtung einzelner Hologrammplatten bezüglich der vertikalen Richtung, d. h. der Höhenrichtung z des gängigen Fahrzeugkoordinatensystems, kann zur Segmentierung der virtuellen Anzeigefläche in der vertikalen Richtung und/oder zur weiter oben beschriebenen Unterdrückung störender Fremdlichtreflexe bzw. geometrischen Entspiegelung beitragen.
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Die in 2b in einer schematischen vertikalen Querschnittsansicht dargestellte Blickfeldanzeigevorrichtung 1 unterscheidet sich von derjenigen der 2a nur dadurch, dass hier die holografischen Umlenkelemente 10a, 10b und 10c, die ebenfalls als planare Hologrammplatten mit darin ausgebildeten umlenkenden Transmissionshologrammen ausgebildet sind, aufgrund einer geänderten Anordnung des Displays 7 (näher an der Frontscheibe 5 und nicht am Benutzer 8) zur Frontscheibe 5 und nicht zum Benutzer 8 geneigt sind.
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Die in 2c in einer schematischen vertikalen Querschnittsansicht dargestellte Blickfeldanzeigevorrichtung 1 unterscheidet sich von derjenigen der 2a nur dadurch, dass hier die holografischen Umlenkelemente 10a, 10b und 10c als planare Hologrammplatten mit darin ausgebildeten umlenkenden Reflexionshologrammen und nicht Transmissionshologrammen ausgebildet sind, sodass das Display 7 an einer geänderten Position näher an der Frontscheibe 5 und nicht am Benutzer 8 angeordnet ist.
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Die in 2d in einer schematischen vertikalen Querschnittsansicht dargestellte Blickfeldanzeigevorrichtung 1 unterscheidet sich von derjenigen der 2c nur dadurch, dass hier die holografischen Umlenkelemente 10a, 10b und 10c, die ebenfalls als planare Hologrammplatten mit darin ausgebildeten umlenkenden Reflexionshologrammen ausgebildet sind, aufgrund einer geänderten Anordnung des Displays 7 (näher am Benutzer 8 und nicht an der Frontscheibe 5) zur Frontscheibe 5 und nicht zum Benutzer 8 geneigt sind.
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3a bis 3c zeigen Beispiele einer zusätzlichen Faltung des Strahlengangs der Projektionseinheit 2 mittels planer oder gekrümmter Spiegel oder eines Falthologramms. Das Falthologramm kann dabei zusätzlich auch zur Dispersionskompensation verwendet werden.
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Die in 3a in einer schematischen vertikalen Querschnittsansicht dargestellte Blickfeldanzeigevorrichtung 1 unterscheidet sich von derjenigen der 2a nur dadurch, dass ein Faltspiegel 11, beispielsweise in Form eines herkömmlichen Planspiegels oder eines gekrümmten Spiegels, zur Faltung des Strahlengangs zwischen dem Display 7 und den holografischen Umlenkelementen 10a, 10b und 10c vorgesehen ist.
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Die in 3b in der gleichen Ansicht dargestellte Blickfeldanzeigevorrichtung 1 unterscheidet sich von derjenigen der 3a wiederum nur dadurch, dass anstelle des Faltspiegels 11 ein das Projektionslicht in Transmission umlenkendes Falthologramm 12 vorgesehen ist.
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Die in 3c in einer schematischen vertikalen Querschnittsansicht dargestellte Blickfeldanzeigevorrichtung 1 unterscheidet sich von derjenigen der 2c nur dadurch, dass ein Faltelement 13, beispielswiese ein Faltspiegel oder ein Falthologramm ähnlich den 3a und 3b zur Faltung des Strahlengangs zwischen dem Display 7 und den holografischen Umlenkelementen 10a, 10b und 10c vorgesehen ist. Da hier die holografischen Umlenkelementen 10a, 10b und 10c als planare Hologrammplatten mit darin ausgebildeten umlenkenden Reflexionshologrammen ausgebildet sind, passiert das vom Display 7 erzeugte Projektionslichtstrahlenbündel L mindestens eines der holografischen Umlenkelementen 10a, 10b und 10c, in 3c das im Strahlengang zuerst angeordnete holografische Umlenkelement 10a, zweimal.
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4a zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Blickfeldanzeigevorrichtung 1 der hierin dargelegten Art mit einer Projektionseinheit 2 mit zwei im Strahlengang eines Projektionslichtstrahlenbündels L nacheinander angeordneten, als planare Hologrammplatten mit darin ausgebildeten umlenkenden Transmissionshologrammen ausgebildeten holografischen Umlenkelementen 10a und 10b. Gemäß der zweiten Ausführungsform weist der als Display 7 ausgebildete Bildgeber zwei räumlich weitgehend separierte, in diesem Beispiel nebeneinander nur mit einem geringen Überlapp angeordnete Displayflächensegmente 7a und 7b auf, die zum Erzeugen der Anzeigeinhalte für die zugehörigen verschiedenen Flächensegmente der virtuellen Anzeigefläche dienen. Die aus dieser räumlichen Trennung der Display-Anzeigebereiche für die einzelnen Segmente resultierenden Einfallswinkelunterschiede zwischen den entsprechenden Projektionslicht-Segmentstrahlenbündel auf die holografischen Umlenkelemente 10a und 10b können genutzt werden, um ein etwaiges Übersprechen zwischen den Segmenten bzw. Geisterbilder, die durch ein unerwünschtes Umlenken eines Anzeigeinhalts durch mehrere verschiedene Hologrammplatten entstehen können, zu unterdrücken. Bei ausreichendem Winkelunterschied können daher in den holografischen Umlenkelementen 10a und 10b auch statische Hologramme verwendet werden und es kann auf das Schalten der Hologramme verzichtet werden, da sie gleichzeitig im umlenkenden Zustand sein dürfen. Im Übrigen gilt hier das weiter oben in Bezug auf 2a-3c Ausgeführte sinngemäß.
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4b zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Blickfeldanzeigevorrichtung 1, die sich von derjenigen der 4a nur dadurch unterscheidet, dass hier die zwei Displayflächensegmente 7a und 7b räumlich vollständig separiert und sogar in einem Abstand voneinander in der Displayfläche angeordnet sind. Dadurch kann ein etwaiges Übersprechen zwischen den Segmenten bzw. Geisterbilder besonders wirksam vermieden werden.
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Neben der in den Figuren dargestellten Segmentierung durch Anordnung holografischer Umlenkelemente nacheinander in Fahrzeuglängsrichtung x ist auch eine Segmentierung durch deren Anordnung in einer hierzu senkrechten Fahrzeugquerrichtung y des gängigen Fahrzeugkoordinatensystems möglich, wie auch Kombinationen und Verschachtelungen von Längs- und Quersegmentierungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 100
- Blickfeldanzeigevorrichtung
- 2, 200
- Projektionseinheit
- 3
- Fahrzeug
- 4, 400
- Projektionsscheibe
- 5, 500
- Frontscheibe
- 6
- Instrumententafel
- 7
- Display
- 7a, 7b
- Displayflächensegmente
- 8, 800
- Benutzer, Fahrer
- 9, 900
- Eyebox
- 10a, 10b,10c
- holografische Umlenkelemente
- 11
- Faltspiegel
- 12
- Falthologramm
- 13
- Faltelement
- 1400
- lichtabsorbierende Blende
- L
- Projektionslichtstrahlenbündel
- Q
- Querschnitt Q des insgesamt ausgegebenen Sichtstrahlvolumens
- S
- Sonnenstrahlen
- V
- virtuelles Anzeigebild
- M
- Mittenstrahl
- O
- geometrisch entspiegelte Oberfläche
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- z
- Fahrzeughöhenrichtung, vertikale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014214510 A1 [0033]
