DE102021204539A1 - Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes mit einstellbarem Kontrast - Google Patents

Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes mit einstellbarem Kontrast Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes sowie ein Verfahren, ein Computerprogramm und eine Vorrichtung zum Steuern eines solchen Geräts. Die Erfindung betrifft zudem ein Fortbewegungsmittel, das ein solches Gerät aufweist. Das Gerät hat eine bildgebende Einheit (10) mit einer Lichtquelle (110) und einem Bildmodulator (111) zum Erzeugen eines Bildes, eine Optikeinheit (12) zum Projizieren des Bildes auf eine Projektionsfläche (2, 20) und zumindest eine einstellbare Blende (120) zur Einstellung eines Kontrasts des projizierten Bildes.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes sowie ein Verfahren, ein Computerprogramm und eine Vorrichtung zum Steuern eines solchen Geräts. Die Erfindung betrifft zudem ein Fortbewegungsmittel, das ein solches Gerät aufweist.
  • Unter einem Head-Up-Display, auch als HUD bezeichnet, wird ein Anzeigesystem verstanden, bei dem der Betrachter seine Blickrichtung beibehalten kann, da die darzustellenden Inhalte in sein Sichtfeld eingeblendet werden. Während derartige Systeme aufgrund ihrer Komplexität und Kosten ursprünglich vorwiegend im Bereich der Luftfahrt Verwendung fanden, werden sie inzwischen auch im Automobilbereich in Großserie verbaut.
  • Head-Up-Displays bestehen im Allgemeinen aus einer bildgebenden Einheit bzw. PGU (Picture Generating Unit), einer Optikeinheit und einer Spiegeleinheit. Die bildgebende Einheit erzeugt das Bild und nutzt dazu zumindest ein Anzeigeelement. Die Optikeinheit leitet das Bild auf die Spiegeleinheit. Die Spiegeleinheit ist eine teilweise spiegelnde, lichtdurchlässige Scheibe. Der Betrachter sieht also die von der bildgebenden Einheit dargestellten Inhalte als virtuelles Bild und gleichzeitig die reale Welt hinter der Scheibe. Als Spiegeleinheit dient im Automobilbereich oftmals die Windschutzscheibe, deren gekrümmte Form bei der Darstellung berücksichtigt werden muss. Durch das Zusammenwirken von Optikeinheit und Spiegeleinheit ist das virtuelle Bild eine vergrößerte Darstellung des von der bildgebenden Einheit erzeugten Bildes.
  • Head-Up-Displays müssen hohe Helligkeiten erreichen, damit sich die angezeigte Information bei heller Umgebung vom Hintergrund absetzen kann. Allerdings darf der Bildhintergrund bei Dunkelheit nicht zu hell erscheinen, da dieser sonst mehr oder weniger als Rechteck sichtbar werden kann. Dieser Effekt wird oftmals als Postkarteneffekt bezeichnet. Es muss somit ein großer Dynamikumfang bewältigt werden.
  • Bei gängigen Head-Up-Displays mit Projektionseinheit wird eine sehr intensive Beleuchtung mit einem kontrastreichen Bildmodulator kombiniert und die Beleuchtung über einen weiten Bereich abhängig vom Umgebungslicht elektronisch geregelt. Das ist allerdings aufwändig und erfordert oft einen Kompromiss zwischen Helligkeit und Kontrast des Bildes. Zudem ist es teils schwierig, einen ausreichend großen Regelbereich zu realisieren.
  • In diesem Zusammenhang beschreibt DE 695 03 955 T2 ein Head-Up-Display für ein Fahrzeug, mit einem Gehäuse, das eine Öffnung besitzt, einer in dem Gehäuse angeordneten Projektionseinrichtung zum Projizieren einer Anzeige, einem Reflexionsteil, das in dem Gehäuse angeordnet ist und der Projektionseinheit zugewandt ist, zum Lenken des Anzeigebildes durch die Öffnung hindurch in Richtung eines vorbestimmten Punktes außerhalb des Gehäuses, und einem Kombinierer, der an dem Gehäuse befestigt ist, um das Anzeigebild bei dem Punkt zu empfangen zur Fokussierung des Anzeigebildes in ein virtuelles Bild. Das Head-Up-Display weist zudem eine automatische Helligkeitsregelung und eine manuelle Helligkeitsregelung auf.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes sowie Lösungen zum Steuern eines solchen Geräts bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8, durch ein Computerprogramm mit Instruktionen mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes auf:
    • - eine bildgebende Einheit mit einer Lichtquelle und einem Bildmodulator zum Erzeugen eines Bildes;
    • - eine Optikeinheit zum Projizieren des Bildes auf eine Projektionsfläche; und
    • - zumindest eine einstellbare Blende zur Einstellung eines Kontrasts des projizierten Bildes.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes die Schritte:
    • - Ermitteln von Umgebungslichtbedingungen; und
    • - Einstellen zumindest einer einstellbaren Blende des Geräts in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungslichtbedingungen zur Einstellung eines Kontrasts eines projizierten Bildes.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgenden Schritte zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes veranlassen:
    • - Ermitteln von Umgebungslichtbedingungen; und
    • - Einstellen zumindest einer einstellbaren Blende des Geräts in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungslichtbedingungen zur Einstellung eines Kontrasts eines projizierten Bildes.
  • Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte, eingebettete Systeme und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.
  • Das Computerprogramm kann beispielsweise für einen elektronischen Abruf bereitgestellt werden oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes auf:
    • - eine Auswerteeinheit zum Ermitteln von Umgebungslichtbedingungen; und
    • - eine Steuereinheit zum Einstellen zumindest einer einstellbaren Blende des Geräts in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungslichtbedingungen zur Einstellung eines Kontrasts eines projizierten Bildes.
  • Bei bisherigen Geräten wird eine feste, relativ kleine Blende verwendet, um einen hohen Kontrast zu erreichen. Eine solche kleine Blende lässt allerdings wenig Licht durch. Um die gewünschten Helligkeiten zu erreichen, wird eine stärkere Lichtquelle verwendet, die eine entsprechend hohe Leistungsaufnahme hat. In der Regel ist daher ein Kompromiss zwischen Helligkeit und Kontrast des Bildes erforderlich. Durch den begrenzten Kontrast kommt es zum oben beschriebenen Postkarteneffekt, der den an sich schwarzen Bildhintergrund nicht komplett dunkel erscheinen lässt, sondern mehr oder weniger grau. Dies ist tagsüber kein Problem, da die Umgebung im Hintergrund ohnehin hell ist und den grauen Bildhintergrund überdeckt. Nachts wird der Postkarteneffekt hingegen deutlich sichtbar, weil die Umgebung verhältnismäßig dunkel ist.
  • Erfindungsgemäß wird deshalb eine einstellbare Blende des Geräts genutzt, um den Kontrast des projizierten Bildes einzustellen. Dies geschieht vorzugsweise in Abhängigkeit von Umgebungslichtbedingungen. Das Gerät kann durch die einstellbare Blende jeweils mit den für die Umgebungslichtbedingungen optimalen Eigenschaften betrieben werden, vorzugsweise gesteuert durch einen Sensor, der gegebenenfalls ohnehin schon für eine Helligkeitssteuerung vorhanden ist. Die Erfassung der Umgebungslichtbedingungen kann aber auch indirekt erfolgen, z.B. durch eine Nutzerhandlung oder anhand der lokalen Uhrzeit. Eine geeignete Nutzerhandlung stellt z.B. das Einschalten der Scheinwerfer dar. Bei hellen Umgebungslichtbedingungen wird kein hoher Kontrast benötigt, d.h. nicht gleichzeitig mit einem hohen Lichtstrom. Verwendet man bei hellen Umgebungslichtbedingungen eine weiter geöffnete Blende, kann man ohne merkliche Einschränkung der Bildqualität Lichtquellenleistung und damit Energie, Kosten und Kühlkapazitäten sparen, gegebenenfalls auch Bauraum. Bei dunklen Umgebungslichtbedingungen wird die Blende hingegen weiter geschlossen. Dadurch verbessert sich der Kontrast des Projektors und der Postkarteneffekt wird deutlich verringert. Zwar reduziert sich durch das Schließen der Blende auch die Bildhelligkeit, diese wird bei dunklen Umgebungslichtbedingungen aber ohnehin wesentlich reduziert. Durch die einstellbare Blende wird somit auch der Dynamikbereich erweitert, was auch genutzt werden kann, um die elektronische Regelung zu vereinfachen. Die elektronische Helligkeitsregelung wird vorzugsweise dahingehend angepasst, dass der Einfluss der jeweiligen Blendenöffnung auf die Helligkeit berücksichtigt wird. Die Helligkeit kann insbesondere über die Bestromung und/oder die Pulsweitenmodulation der als Lichtquelle verwendeten Leuchtdioden eingestellt werden, um insgesamt einen besonders großen Dynamikbereich abdecken zu können.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die zumindest eine einstellbare Blende in einem Abbildungspfad der Optikeinheit angeordnet. Durch eine Positionierung einer einzelnen einstellbaren Blende im Abbildungspfad kann bei lediglich geringen Kosten bereits eine sehr gute Kontrastanpassung erzielt werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine weitere einstellbare Blende in einem Beleuchtungspfad der bildgebenden Einheit angeordnet. Eine besonders gute Kontrastanpassung wird erreicht, wenn ein aufeinander abgestimmtes Blendenpaar verwendet wird, bei dem eine Blende im Abbildungspfad der bildgebenden Einheit sitzt und eine weitere im Beleuchtungspfad.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die zumindest eine einstellbare Blende eine Wechselblende oder eine Blende mit einstellbarer Öffnung. In einer besonders einfachen Form werden wechselnde Öffnungen in einem Element zur Position der Apertur im Strahlengang bewegt. Anstelle eines Elements mit festen Blendenöffnungen kann aber auch eine kontinuierlich veränderliche Blende genutzt werden, beispielsweise eine Irisblende oder ein zweiteiliges Element, dessen Elemente symmetrisch zueinander verschoben werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Gerät ein Head-Up-Display, ein Projektor oder ein Projektionsdisplay. Besonders vorteilhaft ist eine Umsetzung einer erfindungsgemäßen Lösung in einem Head-Up-Display, da ein solches bei unterschiedlichsten Umgebungslichtbedingungen betrieben wird und somit ein großer Dynamikumfang bewältigt werden muss. Darüber hinaus ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Lösung auch in Projektoren und Projektionsdisplays sinnvoll, die unter stark variierenden Umgebungsbedingungen eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise wird ein erfindungsgemäßes Head-Up-Display in einem Fortbewegungsmittel eingesetzt, z.B. in einem Kraftfahrzeug. Fortbewegungsmittel werden zu unterschiedlichsten Tageszeiten genutzt, sodass eine große Bandbreite von Umgebungslichtbedingungen bewältigt werden muss. Dies kann mit einem erfindungsgemäßen Head-Up-Display zuverlässig erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist die resultierende Reduzierung des Postkarteneffekts bei Augmented-Reality-Head-Up-Displays. Bei diesen deckt der Anzeigebereich wesentliche Teile des Sichtbereichs ab und eine Aufhellung dieses Bereichs, d.h. der Postkarteneffekt, könnte dazu führen, dass schlecht beleuchtete Fußgänger nicht rechtzeitig gesehen werden. Dies könnte zu relevanten Gefährdungen führen. Diese werden durch die erfindungsgemäße Lösung vermieden.
  • Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch ein Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes gemäß dem Stand der Technik;
    • 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes.
    • 3 zeigt beispielhaft einen Teil eines optischen Abbildungspfads der Optikeinheit eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes;
    • 4 zeigt schematisch Blenden, die in einem erfindungsgemäßen Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes verwendet werden können;
    • 5 zeigt schematisch ein Verfahren zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes;
    • 6 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes;
    • 7 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes; und
    • 8 zeigt schematisch ein Fortbewegungsmittel, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist.
  • Figurenbeschreibung
  • Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden in den Figuren für gleiche oder gleichwirkende Elemente verwendet und nicht notwendigerweise zu jeder Figur erneut beschrieben. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
  • 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes VB gemäß dem Stand der Technik. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Gerät um ein Head-Up-Display für ein Kraftfahrzeug. Das Head-Up-Display weist eine Anzeigevorrichtung 1 mit einer bildgebenden Einheit 10 und einer Optikeinheit 12 auf. Von einem Anzeigeelement 11 geht ein Strahlenbündel SB1 aus, welches mittels eines Objektivsystems 114 in eine Zwischenbildebene 14 abgebildet wird. Von dort wird das Zwischenbild von einem Faltspiegel 21 und einem gekrümmten Spiegel 22 auf eine Spiegeleinheit 2 projiziert. Das Anzeigeelement 11 umfasst in diesem Beispiel eine Lichtquelle 110 und einen Bildmodulator 111. Die Spiegeleinheit 2 ist hier als Windschutzscheibe 20 des Kraftfahrzeugs dargestellt. Von dort gelangt das Strahlenbündel SB2 in Richtung eines Auges eines Betrachters 3.
  • Der Betrachter 3 sieht ein virtuelles Bild VB, welches sich außerhalb des Kraftfahrzeugs oberhalb der Motorhaube oder sogar vor dem Kraftfahrzeug befindet. Durch das Zusammenwirken von Optikeinheit 12 und Spiegeleinheit 2 ist das virtuelle Bild VB eine vergrößerte Darstellung des vom Anzeigeelement 11 angezeigten Bildes. Hier sind symbolisch eine Geschwindigkeitsbegrenzung, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit sowie Navigationsanweisungen dargestellt. So lange sich das Auge des Betrachters 3 innerhalb einer durch ein Rechteck angedeuteten Eyebox 4 befindet, sind alle Elemente des virtuellen Bildes VB für den Betrachter 3 sichtbar. Befindet sich das Auge des Betrachters 3 außerhalb der Eyebox 4, so ist das virtuelle Bild VB für den Betrachter 3 nur noch teilweise oder gar nicht sichtbar. Je größer die Eyebox 4 ist, desto weniger eingeschränkt ist der Betrachter bei der Wahl seiner Sitzposition.
  • Die Krümmung des gekrümmten Spiegels 22 ist an die Krümmung der Windschutzscheibe 20 angepasst und sorgt dafür, dass die Bildverzeichnung über die gesamte Eyebox 4 stabil ist. Der gekrümmte Spiegel 22 ist mittels einer Lagerung 23 drehbar gelagert. Die dadurch ermöglichte Drehung des gekrümmten Spiegels 22 ermöglicht ein Verschieben der Eyebox 4 und somit eine Anpassung der Position der Eyebox 4 an die Position des Betrachters 3. Der Faltspiegel 21 dient dazu, dass der vom Strahlenbündel SB1 zurückgelegte Weg zwischen Anzeigeelement 11 und gekrümmtem Spiegel 22 lang ist, und gleichzeitig die Optikeinheit 12 dennoch kompakt ausfällt. Die bildgebende Einheit 10 und die Optikeinheit 12 werden durch ein Gehäuse 13 mit einer transparenten Abdeckscheibe 24 gegen die Umgebung abgegrenzt. Die optischen Elemente der Optikeinheit 12 sind somit beispielsweise gegen im Innenraum des Fahrzeugs befindlichen Staub geschützt. Auf der Abdeckscheibe 24 kann sich weiterhin eine optische Folie bzw. ein Polarisator 25 befinden. Das Anzeigeelement 11 ist typischerweise polarisiert und die Spiegeleinheit 2 wirkt wie ein Analysator. Zweck des Polarisators 25 ist es daher, die Polarisation zu beeinflussen, um eine gleichmäßige Sichtbarkeit des Nutzlichts zu erzielen. Eine auf der Abdeckscheibe 24 angeordnete Abdeckanordnung 26 dient dazu, das über die Grenzfläche der Abdeckscheibe 24 reflektierte Licht sicher zu absorbieren, sodass keine Blendung des Betrachters hervorgerufen wird. Außer dem Sonnenlicht SL kann auch das Licht einer anderen Störlichtquelle 5 auf das Anzeigeelement 11 gelangen. In Kombination mit einem Polarisationsfilter kann der Polarisator 25 zusätzlich auch genutzt werden, um einfallendes Sonnenlicht SL zu reduzieren.
  • 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes VB, hier wiederum am Beispiel eines ein Head-Up-Displays für ein Kraftfahrzeug. Das Head-Up-Display ist weitgehend identisch mit dem Head-Up-Display aus 1. Allerdings ist in einem Abbildungspfad der Optikeinheit 12 eine einstellbare Blende 120 angeordnet, mittels derer ein Kontrast des projizierten Bildes eingestellt werden kann. Eine weitere einstellbare Blende (nicht dargestellt) kann in einem Beleuchtungspfad der bildgebenden Einheit 10 angeordnet sein. Die einstellbare Blende 120 wird von einer dazu ausgelegten Vorrichtung 30, 40 in Abhängigkeit von den Umgebungslichtbedingungen gesteuert. Insbesondere kann bei dunklen Umgebungslichtbedingungen die einstellbare Blende weiter geschlossen werden, während bei hellen Umgebungslichtbedingungen die einstellbare Blende weiter geöffnet werden kann. Zum Bestimmen der Umgebungslichtbedingungen kann die Vorrichtung 30, 40 beispielsweise auf Informationen eines Helligkeitssensors 52 zurückgreifen.
  • 3 zeigt beispielhaft einen Teil eines optischen Abbildungspfads eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes. Die vom Bildmodulator 111 ausgehenden Lichtstrahlen 112 werden von einer Feldlinse 113 gesammelt und treffen auf ein Objektivsystem 114. Die Feldlinse ist in diesem Ausführungsbeispiel außeraxial angeordnet. Das Objektivsystem 114 projiziert das vom Bildmodulator 111 angezeigte Bild auf die in 3 nicht dargestellte Spiegeleinheit. Vor dem Objektivsystem 114 befindet sich als Aperturblende eine einstellbare Blende 120, mittels derer der Kontrast des Bildes eingestellt werden kann.
  • 4 zeigt schematisch Blenden 120, die in einem erfindungsgemäßen Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes verwendet werden können. In einer besonders einfachen Form werden wechselnde Blendenöffnungen 121 in einem Element zur Position der Apertur im Strahlengang bewegt. Eine solche Blende 120 ist in 4a) dargestellt. Anstelle eines Elements mit festen Blendenöffnungen 121 kann aber auch eine kontinuierlich veränderliche Blende 120 genutzt werden. Ein erstes Beispiel einer solchen veränderlichen Blende 120 ist eine Irisblende, wie sie in 4b) gezeigt ist. Eine weitere Möglichkeit zeigt 4c). Bei dieser Ausführungsform besteht die Blende 120 aus zwei verschiebbaren Elementen 122, die symmetrisch zueinander verschiebbar sind. Durch die verschiebbaren Elemente 122 wird eine variable Blendenöffnung 123 gebildet.
  • 5 zeigt schematisch ein Verfahren zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes. In einem ersten Schritt werden Umgebungslichtbedingungen ermittelt S1. Dazu kann beispielsweise auf Informationen eines Helligkeitssensors zurückgegriffen werden. Anschließend wird zumindest eine einstellbare Blende des Geräts in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungslichtbedingungen eingestellt S2, um einen Kontrast eines projizierten Bildes einzustellen. Insbesondere kann bei dunklen Umgebungslichtbedingungen die einstellbare Blende weiter geschlossen werden, während bei hellen Umgebungslichtbedingungen die einstellbare Blende weiter geöffnet werden kann. Vorzugsweise wird zusätzlich auch die Bestromung und/oder die Pulsweitenmodulation der als Lichtquelle verwendeten Leuchtdioden eingestellt, um insgesamt einen besonders großen Dynamikbereich in Bezug auf die Helligkeit abdecken zu können.
  • 6 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 30 zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes. Die Vorrichtung 30 hat einen Eingang 31, über den Informationen eines Helligkeitssensors 52 empfangen werden können. Eine Auswerteeinheit 32 ist dazu eingerichtet, aus den empfangenen Informationen Umgebungslichtbedingungen U zu ermitteln. Eine Steuereinheit 33 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungslichtbedingungen U zumindest eine einstellbare Blende 120 des Geräts einzustellen, um einen Kontrast eines projizierten Bildes einzustellen. Insbesondere kann die Steuereinheit 33 die einstellbare Blende 120 bei dunklen Umgebungslichtbedingungen U weiter schließen und bei hellen Umgebungslichtbedingungen weiter öffnen. Dazu können entsprechende Steuersignale S über einen Ausgang 36 der Vorrichtung 30 an das Gerät bzw. die zumindest eine einstellbare Blende 120 ausgegeben werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 33 eingerichtet, zusätzlich auch die Bestromung und/oder die Pulsweitenmodulation der als Lichtquelle verwendeten Leuchtdioden einzustellen, um insgesamt einen besonders großen Dynamikbereich in Bezug auf die Helligkeit abdecken zu können.
  • Die Auswerteeinheit 32 und die Steuereinheit 33 können von einer Kontrolleinheit 34 gesteuert werden. Über eine Benutzerschnittstelle 37 können gegebenenfalls Einstellungen der Auswerteeinheit 32, der Steuereinheit 33 oder der Kontrolleinheit 34 geändert werden. Die in der Vorrichtung 30 anfallenden Daten können bei Bedarf in einem Speicher 35 der Vorrichtung 30 abgelegt werden, beispielsweise für eine spätere Auswertung oder für eine Nutzung durch die Komponenten der Vorrichtung 30. Die Auswerteeinheit 32, die Steuereinheit 33 sowie die Kontrolleinheit 34 können als dedizierte Hardware realisiert sein, beispielsweise als integrierte Schaltungen. Natürlich können sie aber auch teilweise oder vollständig kombiniert oder als Software implementiert werden, die auf einem geeigneten Prozessor läuft, beispielsweise auf einer GPU oder einer CPU. Der Eingang 31 und der Ausgang 36 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte Schnittstelle implementiert sein.
  • 7 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 40 zum Steuern eines erfindungsgemäßen Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes. Die Vorrichtung 40 weist einen Prozessor 42 und einen Speicher 41 auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 40 um ein Steuergerät. Im Speicher 41 sind Instruktionen abgelegt, die die Vorrichtung 40 bei Ausführung durch den Prozessor 42 veranlassen, die Schritte gemäß dem beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 41 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 42 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Die Vorrichtung 40 hat einen Eingang 43 zum Empfangen von Informationen. Vom Prozessor 42 generierte Daten werden über einen Ausgang 44 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 41 abgelegt werden. Der Eingang 43 und der Ausgang 44 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein.
  • Der Prozessor 42 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.
  • Die Speicher 35, 41 der beschriebenen Vorrichtungen können sowohl volatile als auch nichtvolatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.
  • 8 zeigt schematisch ein Fortbewegungsmittel 50, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Bei dem Fortbewegungsmittel 50 handelt es sich in diesem Beispiel um ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist ein Head-Up-Display 51 auf, in dem eine erfindungsgemäße Lösung implementiert ist. Mittels einer Vorrichtung 30, 40 wird das Head-Up-Display 51 gesteuert. Die Vorrichtung 30, 40 kann dazu auf Signale eines Helligkeitssensors 52 zurückgreifen. In 8 ist die Vorrichtung 30, 40 in das Head-Up-Display 51 integriert. Sie kann aber auch als eigenständige Komponente ausgestaltet sein. Zudem weist das Kraftfahrzeug zumindest ein Assistenzsystem 53 sowie ein Navigationssystem 54 auf, die einen Bediener des Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb unterstützen. Vom Assistenzsystem 53 oder dem Navigationssystem 54 bereitgestellte Informationen können dem Bediener dabei mittels des Head-Up-Displays 51 vermittelt werden. Mittels einer Datenübertragungseinheit 55 kann eine Verbindung zu einem Backend aufgebaut werden, z.B. um aktualisierte Software für die Komponenten des Kraftfahrzeugs zu beziehen. Zur Speicherung von Daten ist ein Speicher 56 vorhanden. Der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Kraftfahrzeugs erfolgt über ein Netzwerk 57.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 69503955 T2 [0006]

Claims (10)

  1. Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes (VB), mit: - einer bildgebenden Einheit (10) mit einer Lichtquelle (110) und einem Bildmodulator (111) zum Erzeugen eines Bildes; - einer Optikeinheit (12) zum Projizieren des Bildes auf eine Projektionsfläche (2, 20); und - zumindest einer einstellbaren Blende (120) zur Einstellung eines Kontrasts des projizierten Bildes.
  2. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die zumindest eine einstellbare Blende (120) in Abhängigkeit von Umgebungslichtbedingungen (U) eingestellt wird (S2).
  3. Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest eine einstellbare Blende (120) in einem Abbildungspfad der Optikeinheit (12) angeordnet ist.
  4. Gerät gemäß Anspruch 3, wobei eine weitere einstellbare Blende in einem Beleuchtungspfad der bildgebenden Einheit (10) angeordnet ist.
  5. Gerät gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine einstellbare Blende (120) eine Wechselblende oder eine Blende mit einstellbarer Öffnung ist.
  6. Gerät gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gerät ein Head-Up-Display (51), ein Projektor oder ein Projektionsdisplay ist.
  7. Fortbewegungsmittel mit einem Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Generieren eines virtuellen Bildes (VB) für einen Bediener des Fortbewegungsm ittels.
  8. Verfahren zum Steuern eines Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes (VB) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit den Schritten: - Ermitteln (S1) von Umgebungslichtbedingungen (U); und - Einstellen (S2) zumindest einer einstellbaren Blende (120) des Geräts in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungslichtbedingungen (U) zur Einstellung eines Kontrasts eines projizierten Bildes.
  9. Computerprogramm mit Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der Schritte des Verfahrens gemäß Anspruch 8 zum Steuern eines Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes (VB) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 veranlassen.
  10. Vorrichtung (30) zum Steuern eines Geräts zum Generieren eines virtuellen Bildes (VB) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit: - einer Auswerteeinheit (32) zum Ermitteln (S1) von Umgebungslichtbedingungen (U); und - einer Steuereinheit (33) zum Einstellen (S2) zumindest einer einstellbaren Blende (120) des Geräts in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungslichtbedingungen (U) zur Einstellung eines Kontrasts eines projizierten Bildes.
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