DE102021213836A1 - Method, computer program and device for controlling an imaging unit of a display device, and display device - Google Patents

Method, computer program and device for controlling an imaging unit of a display device, and display device Download PDF

Info

Publication number
DE102021213836A1
DE102021213836A1 DE102021213836.5A DE102021213836A DE102021213836A1 DE 102021213836 A1 DE102021213836 A1 DE 102021213836A1 DE 102021213836 A DE102021213836 A DE 102021213836A DE 102021213836 A1 DE102021213836 A1 DE 102021213836A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
imaging unit
display device
display
eyebox
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021213836.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Eugen Vetsch
Christian Junge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Priority to DE102021213836.5A priority Critical patent/DE102021213836A1/en
Priority to PCT/DE2022/200281 priority patent/WO2023104257A1/en
Publication of DE102021213836A1 publication Critical patent/DE102021213836A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • B60K35/10
    • B60K35/23
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0093Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for monitoring data relating to the user, e.g. head-tracking, eye-tracking
    • B60K2360/149
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • G02B2027/0159Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with mechanical means other than scaning means for positioning the whole image
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0161Head-up displays characterised by mechanical features characterised by the relative positioning of the constitutive elements
    • G02B2027/0163Electric or electronic control thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0179Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0181Adaptation to the pilot/driver
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0179Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0187Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung. Die Erfindung betrifft zudem eine Anzeigevorrichtung zur Verwendung mit einem solchen Verfahren oder einer solchen Vorrichtung. In einem ersten Schritt wird ein Betrachter erfasst (S1). Anschließend wird eine Augenposition des Betrachters in Bezug auf eine Eyebox bestimmt (S2). Eine Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit der bildgebenden Einheit wird dann derart angepasst (S3), dass ein von der bildgebenden Einheit in die Eyebox austretender Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist.The present invention relates to a method, a computer program with instructions and a device for controlling an imaging unit of a display device. The invention also relates to a display device for use with such a method or such a device. In a first step, a viewer is detected (S1). An eye position of the viewer with respect to an eyebox is then determined (S2). An illumination characteristic of an illumination unit of the imaging unit is then adapted (S3) in such a way that a light cone emerging from the imaging unit into the eyebox is restricted to an area around the eye position.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung. Die Erfindung betrifft zudem eine Anzeigevorrichtung zur Verwendung mit einem solchen Verfahren oder einer solchen Vorrichtung.The present invention relates to a method, a computer program with instructions and a device for controlling an imaging unit of a display device. The invention also relates to a display device for use with such a method or such a device.

Derartige Anzeigevorrichtungen können beispielsweise für ein Head-Up-Display für ein Fortbewegungsmittel verwendet werden. 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.Such display devices can be used, for example, for a head-up display for a means of transportation. A head-up display, also referred to as a HUD, is understood to mean a display system in which the viewer can maintain his line of sight, since the content to be displayed is displayed in his field of vision. While such systems were originally used mainly in the aviation sector due to their complexity and costs, they are now also being installed in large series in the automotive sector.

Head-Up-Displays umfassen im Allgemeinen eine bildgebende Einheit oder PGU (Picture Generating Unit), eine Optikeinheit und eine 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. Die bildgebende Einheit und die Optikeinheit werden in der Regel durch ein Gehäuse mit einer transparenten Abdeckung gegen die Umgebung abgegrenzt. Für Head-Up-Displays wird derzeit üblicherweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD: Liquid Crystal Display) mit einer Beleuchtungseinheit für die bildgebende Einheit genutzt.Head-up displays generally include an imaging unit or PGU (Picture Generating Unit), an optics unit, and a mirror unit. The imaging unit generates the image and uses at least one display element for this purpose. The optics unit directs the image to the mirror unit. The mirror unit is a partially reflective, translucent disc. The viewer thus sees the content displayed by the imaging unit as a virtual image and at the same time the real world behind the pane. In the automotive sector, the windshield is often used as a mirror unit, and its curved shape must be taken into account in the display. Due to the interaction of the optics unit and the mirror unit, the virtual image is an enlarged representation of the image generated by the imaging unit. The imaging unit and the optics unit are generally separated from the environment by a housing with a transparent cover. A liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display) with a lighting unit for the imaging unit is currently usually used for head-up displays.

Der Betrachter kann das virtuelle Bild nur aus der Position der sogenannten Eyebox betrachten. Als Eyebox wird ein Bereich bezeichnet, dessen Höhe und Breite einem theoretischen Sichtfenster entspricht. So lange sich ein Auge des Betrachters innerhalb der Eyebox befindet, sind alle Elemente des virtuellen Bildes für das Auge sichtbar. Befindet sich das Auge hingegen außerhalb der Eyebox, so ist das virtuelle Bild für den Betrachter nur noch teilweise oder gar nicht sichtbar. Je größer die Eyebox ist, desto weniger eingeschränkt ist der Betrachter somit bei der Wahl seiner Sitzposition. Die Größe der Eyebox wird konstruktionsbedingt eingeschränkt durch Begrenzungen des Lichtpfades im Gerät und im Einbauschacht. Unter den konstruktiven Gegebenheiten wird in der Regel die Eyebox zur Anpassung an Betrachter in unterschiedlichen Sitzpositionen nachführbar ausgelegt. Für die Anpassung der Position der Eyebox wird üblicherweise eine Verstellung eines der Spiegel im Head-Up-Display eingesetzt.The viewer can only look at the virtual image from the position of the so-called eyebox. An area is referred to as an eyebox, the height and width of which corresponds to a theoretical viewing window. As long as one eye of the viewer is within the eyebox, all elements of the virtual image are visible to the eye. If, on the other hand, the eye is outside of the eyebox, the virtual image is only partially or not at all visible to the viewer. The larger the eyebox, the less restricted the viewer is when choosing his seating position. Due to the design, the size of the eyebox is limited by the limitations of the light path in the device and in the installation slot. Under the structural conditions, the eyebox is usually designed so that it can be tracked to adapt to viewers in different seating positions. Adjusting one of the mirrors in the head-up display is usually used to adjust the position of the eyebox.

In manchen Fällen, z.B. für Augmented-Reality-Anwendungen oder aus Komfortgründen, wird eine große und statische Eyebox verwendet, aus der der Betrachter das virtuelle Bild sehen kann. Der zur Darstellung des virtuellen Bildes benötigte Lichtstrom wächst mit der Ausdehnung der statischen Eyebox, und damit auch die Leistungsaufnahme der Beleuchtungseinheit und die Wärmeentwicklung im Head-Up-Display. Als Folge daraus wird der Temperaturbereich für den Betrieb des Head-Up-Displays stark eingeschränkt. Zudem kann bei zusätzlicher Sonneneinstrahlung in das Head-Up-Display die bildgebende Einheit temporär oder dauerhaft beeinträchtigt oder gar zerstört werden.In some cases, e.g. for augmented reality applications or for comfort reasons, a large and static eyebox is used from which the viewer can see the virtual image. The luminous flux required to display the virtual image increases with the expansion of the static eyebox, and with it the power consumption of the lighting unit and the heat generated in the head-up display. As a result, the temperature range for operating the head-up display is severely restricted. In addition, the imaging unit can be temporarily or permanently impaired or even destroyed in the event of additional solar radiation in the head-up display.

Vor diesem Hintergrund beschreibt DE 10 2015 215 180 A1 ein Verfahren zum Einstellen der Helligkeit einer Anzeige eines Head-Up-Displays in einem Kraftwagen. Im Rahmen des Verfahrens wird bestimmt, wohin auf der Anzeige des Head-Up-Displays der Blick des Betrachters gerichtet ist. In Abhängigkeit davon wird in Bereichen der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, jeweils eine reduzierte Helligkeit eingestellt. Dort auf der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters gerichtet ist, wird keine reduzierte Helligkeit eingestellt.Against this background describes DE 10 2015 215 180 A1 a method for adjusting the brightness of a display of a head-up display in a motor vehicle. The method involves determining where the viewer's gaze is directed on the display of the head-up display. Depending on this, a reduced brightness is set in each case in areas of the display where the viewer's gaze is not directed. No reduced brightness is set on the display where the viewer's gaze is directed.

DE 10 2013 001 380 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung eines Kraftwagens, bei welchem mittels einer Blickerfassungseinrichtung erfasst wird, ob der Blick eines Nutzers auf einen der Anzeigeeinrichtung zugeordneten Bereich gerichtet ist. Falls erfasst wird, dass der Blick des Nutzers von dem der Anzeigeeinrichtung zugeordneten Bereich abgewendet worden ist, wird die Helligkeit der Anzeigeeinrichtung mittels einer Steuerungseinrichtung von einem ersten Helligkeitswert auf einen zweiten Helligkeitswert verringert. DE 10 2013 001 380 A1 describes a method for operating a display device of a motor vehicle, in which a gaze detection device is used to detect whether a user's gaze is directed at an area assigned to the display device. If it is detected that the user's gaze has been averted from the area assigned to the display device, the brightness of the display device is reduced from a first brightness value to a second brightness value by means of a control device.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, alternative Lösungen zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide alternative solutions for controlling an imaging unit of a display device.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Computerprogramm mit Instruktionen mit den Merkmalen des Anspruchs 7, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1, by a computer program with instructions having the features of claim 7, by a device with the Features of claim 8 and solved by a display device having the features of claim 9. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung die Schritte:

  • - Bestimmen einer Augenposition eines Betrachters in Bezug auf eine Eyebox; und
  • - Anpassen einer Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit der bildgebenden Einheit derart, dass ein von der bildgebenden Einheit in die Eyebox austretender Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist.
According to a first aspect of the invention, a method for controlling an imaging unit of a display device comprises the steps:
  • - determining an eye position of a viewer with respect to an eyebox; and
  • - Adaptation of an illumination characteristic of an illumination unit of the imaging unit in such a way that a light cone exiting from the imaging unit into the eyebox is restricted to an area around the eye position.

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 einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung veranlassen:

  • - Bestimmen einer Augenposition eines Betrachters in Bezug auf eine Eyebox; und
  • - Anpassen einer Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit der bildgebenden Einheit derart, dass ein von der bildgebenden Einheit in die Eyebox austretender Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist.
According to a further aspect of the invention, a computer program comprises instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the following steps for controlling an imaging unit of a display device:
  • - determining an eye position of a viewer with respect to an eyebox; and
  • - Adaptation of an illumination characteristic of an illumination unit of the imaging unit in such a way that a light cone exiting from the imaging unit into the eyebox is restricted to an area around the eye position.

Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte, eingebettete Systeme und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.The term computer is to be understood broadly. In particular, it also includes control units, embedded systems and other processor-based data processing devices.

Das Computerprogramm kann beispielsweise für einen elektronischen Abruf bereitgestellt werden oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.The computer program can be provided for electronic retrieval, for example, or it can be stored on a computer-readable storage medium.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung auf:

  • - ein Auswertemodul zum Bestimmen einer Augenposition eines Betrachters in Bezug auf eine Eyebox; und
  • - ein Steuermodul zum Anpassen einer Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit der bildgebenden Einheit derart, dass ein von der bildgebenden Einheit in die Eyebox austretender Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist.
According to a further aspect of the invention, a device for controlling an imaging unit of a display device has:
  • - an evaluation module for determining an eye position of a viewer in relation to an eyebox; and
  • - a control module for adapting an illumination characteristic of an illumination unit of the imaging unit in such a way that a light cone exiting from the imaging unit into the eyebox is restricted to an area around the eye position.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Anzeigevorrichtung eine bildgebende Einheit auf, wobei eine Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit der bildgebenden Einheit derart anpassbar ist, dass ein von der bildgebenden Einheit in eine Eyebox austretender Lichtkegel auf einen Bereich um eine Augenposition eines Betrachters eingeschränkt ist.According to a further aspect of the invention, a display device has an imaging unit, wherein an illumination characteristic of an illumination unit of the imaging unit can be adjusted in such a way that a light cone exiting from the imaging unit into an eyebox is restricted to an area around an eye position of a viewer.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung sorgt eine variable Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit der bildgebenden Einheit dafür, dass nur im relevanten Teil der Eyebox, in dem sich die Augen des Betrachters befinden, Licht bereitgestellt wird. Der Rest der Eyebox bleibt dunkel. Auf diese Weise wird die Helligkeit der Anzeige für den Betrachter nicht verringert, d.h. für den Betrachter erscheint weiterhin der gesamte Anzeigebereich beleuchtet. Für einen weiteren Betrachter, dessen Augen sich außerhalb des Lichtkegels befinden, erscheint die Anzeige allerdings dunkel. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Effizienz der Anzeigevorrichtung gesteigert und damit die Leistungsaufnahme und Wärmeentwicklung reduziert. Dies sorgt dafür, dass die Arbeitstemperatur der bildgebenden Einheit verringert wird und eine ausreichende Robustheit gegen Sonneneinstrahlung sichergestellt wird. Ein kleinerer ausgeleuchteter Bereich der Eyebox benötigt zudem weniger Lichtquellen in der Beleuchtungseinheit. Dies reduziert die Anzahl der benötigten Teile, wie z.B. Linsen, Stromzuleitungen oder Controller, und somit die Kosten.In the solution according to the invention, a variable lighting characteristic of a lighting unit of the imaging unit ensures that light is provided only in the relevant part of the eyebox, in which the viewer's eyes are located. The rest of the eyebox remains dark. In this way, the brightness of the display is not reduced to the viewer, i.e. the entire display area continues to appear illuminated to the viewer. However, the display appears dark to another observer whose eyes are outside the cone of light. The solution according to the invention increases the efficiency of the display device and thus reduces the power consumption and heat generation. This ensures that the working temperature of the imaging unit is reduced and sufficient robustness against solar radiation is ensured. A smaller illuminated area of the eyebox also requires fewer light sources in the lighting unit. This reduces the number of parts required, such as lenses, power supply lines or controllers, and thus the costs.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Anpassen der Beleuchtungscharakteristik eine Anpassung einer Richtung des Lichtkegels. Eine derartige Anpassung der Richtung des Lichtkegels, d.h. eine Änderung der Winkelverteilung des Lichts der Beleuchtungseinheit, kann ohne großen Aufwand realisiert werden. Die Richtung des Lichtkegels kann beispielsweise so eingestellt werden, dass die Achse des Kegels im Wesentlichen mittig eine Verbindungslinie zwischen den Augen des Betrachters schneidet.According to one aspect of the invention, the adjustment of the lighting characteristic includes an adjustment of a direction of the light cone. Such an adjustment of the direction of the light cone, i.e. a change in the angular distribution of the light from the lighting unit, can be implemented without great effort. For example, the direction of the cone of light can be set such that the axis of the cone intersects a connecting line between the viewer's eyes essentially in the middle.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Anpassung der Richtung des Lichtkegels eine Ansteuerung von ausgewählten Lichtquellen der bildgebenden Einheit. Eine einfache Möglichkeit für die Anpassung der Richtung des Lichtkegels besteht darin, einzelne Lichtquellen bzw. Gruppen von Lichtquellen mit unterschiedlichen Abstrahlcharakteristiken gezielt ein- oder auszuschalten. Die unterschiedlichen Abstrahlcharakteristiken können beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Lichtquellen unterschiedlich in Bezug auf eine optische Platte positioniert sind, die z.B. eine Kombination aus einer Linse und einem Streuelement bildet.According to one aspect of the invention, the adjustment of the direction of the light cone includes an activation of selected light sources of the imaging unit. A simple way of adjusting the direction of the light cone is to switch individual light sources or groups of light sources with different radiation characteristics on or off in a targeted manner. The different radiation characteristics can be realized, for example, by the light sources being positioned differently in relation to an optical plate which, for example, forms a combination of a lens and a scattering element.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Anpassung der Richtung des Lichtkegels eine mechanische Verstellung eines winkeländernden Elements auf einer Beleuchtungsseite der bildgebenden Einheit. Bei dem winkeländernden Element kann es sich beispielsweise um einen Spiegel oder eine optische Platte handeln. Zur Verstellung ist ein ansteuerbares Stellelement vorgesehen, z.B. ein Linearmotor. Durch das Verkippen eines Spiegels kann die Richtung des vom Spiegel reflektierten Lichts gezielt gesteuert werden. Ebenso kann durch das Verschieben einer optischen Platte, z.B. einer Kombination aus einer Linse und einem Streuelement, gegenüber einer Lichtquelle, die Richtung des durch die optische Platte transmittierten Lichts eingestellt werden. In beiden Fällen sind lediglich kostengünstige mechanische Einstellmöglichkeiten erforderlich.According to one aspect of the invention, the adjustment of the direction of the light cone comprises a mechanical adjustment of an angle-changing element on an illumination side of the imaging unit. The angle-changing element can be, for example, a mirror or an optical disk. A controllable actuating element, for example a linear motor, is provided for the adjustment. By tilting a mirror, the direction of the light reflected by the mirror can be controlled in a targeted manner. Likewise, the direction of the light transmitted through the optical plate can be adjusted by displacing an optical plate, for example a combination of a lens and a diffusing element, relative to a light source. In both cases, only inexpensive mechanical adjustment options are required.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden von einem Anzeigeelement der bildgebenden Einheit angezeigte Inhalte entsprechend eines ausgeleuchteten Bereichs des Anzeigeelements nachgeführt. Auf diese Weise lässt sich, mit einem entsprechenden Abstand zwischen dem Anzeigeelement und dem winkeländernden Element, eine Verschiebung der Eyebox realisieren.According to one aspect of the invention, content displayed by a display element of the imaging unit is tracked according to an illuminated area of the display element. In this way, with a corresponding distance between the display element and the element that changes the angle, a displacement of the eyebox can be implemented.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Betrachter zum Bestimmen der Augenposition mit einer Kamera erfasst. Durch die Auswertung von Bildern einer Kamera kann die Augenposition leicht bestimmt werden. Darüber hinaus sind Kameras bereits in vielen Anwendungsumgebungen, in denen eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zum Einsatz kommen kann, verfügbar. Beispielsweise weisen aktuelle Kraftfahrzeuge oftmals eine Kamera zur Innenraum- bzw. Fahrerüberwachung auf, sodass keine zusätzliche Sensorik für die Bestimmung der Augenposition benötigt wird.According to one aspect of the invention, the viewer is captured with a camera to determine the eye position. The eye position can be easily determined by evaluating images from a camera. In addition, cameras are already available in many application environments in which a display device according to the invention can be used. For example, current motor vehicles often have a camera for monitoring the interior or the driver, so that no additional sensors are required to determine the eye position.

Vorzugsweise wird eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in einem Head-Up-Display für ein Fortbewegungsmittel verwendet, z.B. einem Head-Up-Display für ein Kraftfahrzeug.A display device according to the invention is preferably used in a head-up display for a means of transportation, e.g. a head-up display for a motor vehicle.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.Further features of the present invention will become apparent from the following description and the appended claims in conjunction with the figures.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt schematisch ein Head-Up-Display gemäß dem Stand der Technik für ein Kraftfahrzeug; 1 shows schematically a head-up display according to the prior art for a motor vehicle;
  • 2 zeigt schematisch ein Head-Up-Display mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung; 2 shows schematically a head-up display with a display device according to the invention;
  • 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer ersten Ausführungsform einer bildgebenden Einheit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung; 3 shows an enlarged view of a first embodiment of an imaging unit of a display device according to the invention;
  • 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer bildgebenden Einheit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung; 4 shows an enlarged view of a second embodiment of an imaging unit of a display device according to the invention;
  • 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer dritten Ausführungsform einer bildgebenden Einheit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung; 5 shows an enlarged view of a third embodiment of an imaging unit of a display device according to the invention;
  • 6 zeigt schematisch ein Fortbewegungsmittel mit einem Head-Up-Display, das eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung nutzt; 6 shows schematically a means of locomotion with a head-up display that uses a display device according to the invention;
  • 7 zeigt schematisch ein Verfahren zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung; 7 shows schematically a method for controlling an imaging unit of a display device;
  • 8 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung; und 8th shows schematically a first embodiment of a device for controlling an imaging unit of a display device; and
  • 9 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung. 9 12 schematically shows a second embodiment of a device for controlling an imaging unit of a display device.

Figurenbeschreibungcharacter description

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.For a better understanding of the principles of the present invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The same reference symbols are used in the figures for the same or equivalent elements and are not necessarily described again for each figure. It goes without saying that the invention is not limited to the illustrated embodiments and that the features described can also be combined or modified without going beyond the protective scope of the invention as defined in the appended claims.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines Head-Up-Displays gemäß dem Stand der Technik für ein Kraftfahrzeug. Das Head-Up-Display weist eine Anzeigevorrichtung 1 mit einer bildgebenden Einheit 10 und einer Optikeinheit 13 auf. Von einem Anzeigeelement 11 geht ein Strahlenbündel SB1 aus, welches von einem Faltspiegel 21 auf einen gekrümmten Spiegel 22 reflektiert wird, der es in Richtung einer Spiegeleinheit 2 reflektiert. Die Spiegeleinheit 2 ist hier als Windschutzscheibe 20 des Kraftfahrzeugs dargestellt. Von dort gelangt das Strahlenbündel SB2 in Richtung eines Auges eines Betrachters 3. 1 shows a schematic diagram of a head-up display according to the prior art for a motor vehicle. The head-up display has a display device 1 with an imaging unit 10 and an optical unit 13 . A beam of rays SB1 emanates from a display element 11 and is reflected by a folding mirror 21 onto a curved mirror 22 which reflects it in the direction of a mirror unit 2 . The mirror unit 2 is shown here as a windshield 20 of the motor vehicle. From there, the bundle of rays SB2 arrives in the direction of an eye of an observer 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 13 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.The viewer 3 sees a virtual image VB, which is outside the motor vehicle above the hood or even in front of the motor vehicle located. The virtual image VB is an enlarged representation of the image displayed by the display element 11 due to the interaction of the optics unit 13 and the mirror unit 2 . A speed limit, the current vehicle speed and navigation instructions are shown here symbolically. As long as the eye of the viewer 3 is within an eye box 4 indicated by a rectangle, all elements of the virtual image VB are visible to the viewer 3 . If the eye of the viewer 3 is outside of the eyebox 4, then the virtual image VB is only partially visible to the viewer 3 or not at all. The larger the Eyebox 4 is, the less restricted the viewer is when choosing his seating position.

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 Faltspiegel 21 dient dazu, dass der vom Strahlenbündel SB1 zurückgelegte Weg zwischen Anzeigeelement 11 und gekrümmtem Spiegel 22 lang ist, und gleichzeitig die Optikeinheit 13 dennoch kompakt ausfällt. Die bildgebende Einheit 10 und die Optikeinheit 13 werden durch ein Gehäuse 14 mit einer transparenten Abdeckung 23 gegen die Umgebung abgegrenzt. Die optischen Elemente der Optikeinheit 13 sind somit beispielsweise gegen im Innenraum des Fahrzeugs befindlichen Staub geschützt. Auf der Abdeckung 23 befindet sich weiterhin eine optische Folie bzw. ein Polarisator 24. Das Anzeigeelement 11 ist typischerweise polarisiert und die Spiegeleinheit 2 wirkt wie ein Analysator. Zweck des Polarisators 24 ist es daher, die Polarisation zu beeinflussen, um eine gleichmäßige Sichtbarkeit des Nutzlichts zu erzielen. Ein Blendschutz 25 dient dazu, das über die Grenzfläche der Abdeckung 23 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 24 zusätzlich auch genutzt werden, um einfallendes Sonnenlicht SL zu reduzieren.The curvature of the curved mirror 22 matches the curvature of the windshield 20 and ensures that the image distortion is stable across the entire eyebox 4. The folding mirror 21 serves to ensure that the path covered by the bundle of rays SB1 between the display element 11 and the curved mirror 22 is long, and at the same time the optics unit 13 is still compact. The imaging unit 10 and the optics unit 13 are separated from the environment by a housing 14 with a transparent cover 23 . The optical elements of the optical unit 13 are thus protected, for example, against dust located in the interior of the vehicle. An optical film or polarizer 24 is also located on the cover 23. The display element 11 is typically polarized and the mirror unit 2 acts like an analyzer. The purpose of the polarizer 24 is therefore to influence the polarization in order to achieve uniform visibility of the useful light. A glare shield 25 serves to surely absorb the light reflected through the boundary surface of the cover 23 so as not to cause glare to the viewer. In addition to the sunlight SL, the light from another interfering light source 5 can also reach the display element 11 . In combination with a polarization filter, the polarizer 24 can also be used to reduce incident sunlight SL.

2 zeigt schematisch ein Head-Up-Display mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Das Head-Up-Display entspricht weitgehend dem Head-Up-Display aus 1, allerdings ist in diesem Fall eine Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit 12 der bildgebenden Einheit 10 derart anpassbar, dass ein von der bildgebenden Einheit 10 in die Eyebox 4 austretender Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist. Die bildgebende Einheit 10 erhält dazu entsprechende Steuerbefehle SB von einer Vorrichtung 50 zum Steuern der bildgebenden Einheit 10. 2 shows schematically a head-up display with a display device 1 according to the invention. The head-up display largely corresponds to the head-up display 1 However, in this case, an illumination characteristic of an illumination unit 12 of the imaging unit 10 can be adjusted in such a way that a light cone emerging from the imaging unit 10 into the eyebox 4 is restricted to an area around the eye position. For this purpose, the imaging unit 10 receives corresponding control commands SB from a device 50 for controlling the imaging unit 10.

3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer ersten Ausführungsform einer bildgebenden Einheit 10 einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung. Die bildgebende Einheit 10 weist ein Anzeigeelement 11 auf. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Anzeigeelement 11 um eine Flüssigkristallanzeige. Durch eine Beleuchtungseinheit 12 erfolgt eine Beleuchtung des Anzeigeelements 11. Zwischen der Beleuchtungseinheit 12 und dem Anzeigeelement 11 ist ein winkeländerndes Element 17 angeordnet. Das winkeländernde Element 17 ist in dieser Ausführungsform eine optische Platte 170, z.B. eine Kombination aus einer Linse und einem Streuelement. Die optische Platte 170 ist mittels eines Stellelements 18 verschiebbar. Bei dem Stellelement 18 kann es sich beispielsweise um einen Linearmotor handeln. Durch eine Verschiebung der optische Platte 170 kann die Richtung des durch die optische Platte 170 transmittierten Lichts eingestellt werden, wodurch sich die Richtung eines aus der bildgebenden Einheit 10 austretenden Lichtkegels 15 so einstellen lässt, dass der in die Eyebox austretende Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist. Die Änderung der Richtung des Lichtkegels 15 ist in 3 sowie auch in 4 und 5 zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt. 3 shows an enlarged view of a first embodiment of an imaging unit 10 of a display device according to the invention. The imaging unit 10 has a display element 11 . In this example, the display element 11 is a liquid crystal display. The display element 11 is illuminated by a lighting unit 12 . An angle-changing element 17 is arranged between the lighting unit 12 and the display element 11 . The angle changing element 17 in this embodiment is an optical plate 170, eg a combination of a lens and a diffusing element. The optical plate 170 can be moved by means of an actuating element 18 . The actuating element 18 can be a linear motor, for example. By moving the optical plate 170, the direction of the light transmitted through the optical plate 170 can be adjusted, whereby the direction of a light cone 15 emerging from the imaging unit 10 can be adjusted such that the light cone emerging into the eyebox is focused on an area around the eye position is restricted. The change in direction of the light cone 15 is in 3 as well as in 4 and 5 exaggerated for clarity.

Tatsächlich ist die benötigte Winkeländerung sehr gering, sodass sich bei dem in der Regel auch sehr kleinen Abstand zwischen der optischen Platte 170 und dem Anzeigeelement 11 die Mitte des Lichtkegels 15 nur unwesentlich verschiebt.In fact, the change in angle required is very small, so that the center of the light cone 15 is only shifted insignificantly given the generally very small distance between the optical plate 170 and the display element 11 .

4 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer bildgebenden Einheit 10 einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung. Die bildgebende Einheit 10 weist auch in diesem Fall ein Anzeigeelement 11 und eine Beleuchtungseinheit 12 auf. Allerdings wird das von der Beleuchtungseinheit 12 ausgehende Licht bei dieser Ausführungsform mittels eines winkeländernden Elements 17 in Richtung des Anzeigeelements 11 reflektiert. Bei dem winkeländernden Element 17 handelt es sich dazu um einen drehbar gelagerten Spiegel 171. Ein Stellelement 18, z.B. ein Linearmotor, ermöglicht es, durch eine Drehung des Spiegels 171 die Richtung des vom Spiegel 171 reflektierten Lichts und damit des austretenden Lichtkegels 15 so einzustellen, dass der in die Eyebox austretende Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist. 4 shows an enlarged view of a second embodiment of an imaging unit 10 of a display device according to the invention. In this case, too, the imaging unit 10 has a display element 11 and a lighting unit 12 . However, in this embodiment, the light emanating from the lighting unit 12 is reflected in the direction of the display element 11 by means of an angle-changing element 17 . The angle-changing element 17 is a rotatably mounted mirror 171. An adjusting element 18, for example a linear motor, makes it possible, by rotating the mirror 171, to set the direction of the light reflected by the mirror 171 and thus of the exiting light cone 15 in such a way that that the cone of light exiting the eyebox is restricted to an area around the eye position.

5 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer dritten Ausführungsform einer bildgebenden Einheit 10 einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung. Auch bei dieser Ausführungsform weist die bildgebende Einheit 10 ein Anzeigeelement 11 und eine Beleuchtungseinheit 12 auf. Allerdings umfasst die Beleuchtungseinheit 12 in diesem Fall eine Vielzahl von Lichtquellen 16, die individuell oder in Gruppen ansteuerbar sind. Das von den Lichtquellen 16 abgestrahlte Licht trifft auf eine optische Platte 170, z.B. eine Kombination aus einer Linse und einem Streuelement. Durch eine gezielte Ansteuerung der Lichtquellen 16 kann die Richtung des durch die optische Platte 170 transmittierten Lichts eingestellt werden. Auf diese Weise lässt sich wiederum die Richtung eines aus der bildgebenden Einheit 10 austretenden Lichtkegels 15 so einstellen, dass der in die Eyebox austretende Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist. 5 12 shows an enlarged view of a third embodiment of an imaging unit 10 of a display device according to the invention. In this embodiment too, the imaging unit 10 has a display element 11 and a lighting unit 12 . In this case, however, the lighting unit 12 comprises a plurality of light sources 16, which can be controlled individually or in groups. The light emitted by the light sources 16 impinges on an optical plate 170, eg a combination of a lens and a diffusing element. The direction of the light transmitted through the optical plate 170 can be adjusted by a targeted control of the light sources 16 . In this way, the direction of a light cone 15 emerging from the imaging unit 10 can in turn be adjusted in such a way that the light cone emerging into the eyebox is restricted to an area around the eye position.

6 zeigt schematisch ein Fortbewegungsmittel 40, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Bei dem Fortbewegungsmittel 40 handelt es sich in diesem Beispiel um ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 auf, die in diesem Fall Bestandteil eines Head-Up-Displays ist. Eine bildgebende Einheit der Anzeigevorrichtung 1 wird von einer Vorrichtung 50 gesteuert. Mit einer Sensorik 41 können z.B. Daten zur Fahrzeugumgebung erfasst werden. Die Sensorik 41 kann insbesondere Sensoren zur Umfelderkennung umfassen, z.B. Ultraschallsensoren, Laserscanner, Radarsensoren, Lidarsensoren oder Kameras. Die von der Sensorik 41 erfassten Informationen können genutzt werden, um anzuzeigende Inhalte für das Head-Up-Display zu generieren. Mit einer Kamera 42 zur Innenraumüberwachung kann der Fahrer erfasst werden. Aus den von der Kamera 42 aufgenommenen Bildern kann eine Augenposition des Fahrers in Bezug auf die Eyebox des Head-Up-Displays bestimmt werden. Weitere Bestandteile des Kraftfahrzeugs sind in diesem Beispiel ein Navigationssystem 43, durch das Positionsinformationen bereitgestellt werden können, sowie eine Datenübertragungseinheit 44. Mittels der Datenübertragungseinheit 44 kann z.B. eine Verbindung zu einem Backend aufgebaut werden, beispielsweise um aktualisierte Software für Komponenten des Kraftfahrzeugs zu beziehen. Zur Speicherung von Daten ist ein Speicher 45 vorhanden. Der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Kraftfahrzeugs erfolgt über ein Netzwerk 46. 6 shows schematically a means of transportation 40, in which a solution according to the invention is implemented. In this example, the means of transportation 40 is a motor vehicle. The motor vehicle has a display device 1 according to the invention, which in this case is part of a head-up display. An imaging unit of the display device 1 is controlled by a device 50 . A sensor system 41 can be used, for example, to record data relating to the vehicle environment. The sensor system 41 can in particular include sensors for detecting the surroundings, for example ultrasonic sensors, laser scanners, radar sensors, lidar sensors or cameras. The information recorded by the sensors 41 can be used to generate content to be displayed for the head-up display. The driver can be recorded with a camera 42 for monitoring the interior. From the images captured by camera 42, an eye position of the driver relative to the eyebox of the head-up display can be determined. In this example, further components of the motor vehicle are a navigation system 43, through which position information can be provided, and a data transmission unit 44. The data transmission unit 44 can be used, for example, to establish a connection to a backend, for example to obtain updated software for components of the motor vehicle. A memory 45 is provided for storing data. The exchange of data between the various components of the motor vehicle takes place via a network 46.

7 zeigt schematisch ein Verfahren zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung. In einem ersten Schritt wird ein Betrachter erfasst S1, beispielsweise mit einer Kamera. Anschließend wird eine Augenposition des Betrachters in Bezug auf eine Eyebox bestimmt S2. Eine Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit der bildgebenden Einheit wird dann derart angepasst S3, dass ein von der bildgebenden Einheit in die Eyebox austretender Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist. Vorzugsweise wird dazu eine Richtung des Lichtkegels angepasst, z.B. mittels einer Ansteuerung von ausgewählten Lichtquellen der bildgebenden Einheit. Alternativ kann eine mechanische Verstellung eines winkeländernden Elements auf einer Beleuchtungsseite der bildgebenden Einheit erfolgen, z.B. eines Spiegels oder einer optischen Platte. Vorzugsweise werden von einem Anzeigeelement der bildgebenden Einheit angezeigte Inhalte dabei entsprechend eines ausgeleuchteten Bereichs des Anzeigeelements nachgeführt. 7 FIG. 1 schematically shows a method for controlling an imaging unit of a display device. In a first step, an observer is captured S1, for example with a camera. An eye position of the viewer with respect to an eyebox is then determined S2. An illumination characteristic of an illumination unit of the imaging unit is then adapted S3 in such a way that a light cone emerging from the imaging unit into the eyebox is restricted to an area around the eye position. A direction of the light cone is preferably adapted for this purpose, for example by means of an activation of selected light sources of the imaging unit. Alternatively, an angle-changing element can be mechanically adjusted on an illumination side of the imaging unit, for example a mirror or an optical plate. Preferably, content displayed by a display element of the imaging unit is tracked according to an illuminated area of the display element.

8 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 50 zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung 1. Die Vorrichtung 50 hat einen Eingang 51, über den beispielsweise Bilder B einer Kamera 42 zur Innenraumüberwachung empfangen werden. Ein Auswertemodul 52 ist eingerichtet, durch Auswerten der empfangenen Daten eine Augenposition eines Betrachters in Bezug auf eine Eyebox zu bestimmen. Ein Steuermodul 53 ist eingerichtet, eine Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit der bildgebenden Einheit derart anzupassen, dass ein von der bildgebenden Einheit in die Eyebox austretender Lichtkegel auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist. Vorzugsweise wird dazu eine Richtung des Lichtkegels angepasst, z.B. mittels einer Ansteuerung von ausgewählten Lichtquellen der bildgebenden Einheit. Alternativ kann eine mechanische Verstellung eines winkeländernden Elements auf einer Beleuchtungsseite der bildgebenden Einheit erfolgen, z.B. eines Spiegels oder einer optischen Platte. Zu diesem Zweck kann das Steuermodul 53 entsprechende Steuerbefehle SB über einen Ausgang 56 der Vorrichtung 50 an die Anzeigevorrichtung 1 ausgeben. Vorzugsweise werden von einem Anzeigeelement der bildgebenden Einheit angezeigte Inhalte dabei entsprechend eines ausgeleuchteten Bereichs des Anzeigeelements nachgeführt. 8th shows a simplified schematic representation of a first embodiment of a device 50 for controlling an imaging unit of a display device 1. The device 50 has an input 51, via which, for example, images B of a camera 42 for interior surveillance are received. An evaluation module 52 is set up to determine an eye position of a viewer in relation to an eyebox by evaluating the received data. A control module 53 is set up to adjust an illumination characteristic of an illumination unit of the imaging unit in such a way that a light cone emerging from the imaging unit into the eyebox is restricted to an area around the eye position. A direction of the light cone is preferably adapted for this purpose, for example by means of an activation of selected light sources of the imaging unit. Alternatively, an angle-changing element can be mechanically adjusted on an illumination side of the imaging unit, for example a mirror or an optical plate. For this purpose, the control module 53 can output corresponding control commands SB to the display device 1 via an output 56 of the device 50 . Preferably, content displayed by a display element of the imaging unit is tracked according to an illuminated area of the display element.

Das Auswertemodul 52 und das Steuermodul 53 können von einem Kontrollmodul 54 gesteuert werden. Über eine Benutzerschnittstelle 57 können gegebenenfalls Einstellungen des Auswertemoduls 52, des Steuermoduls 53 oder des Kontrollmoduls 54 geändert werden. Die in der Vorrichtung 50 anfallenden Daten können bei Bedarf in einem Speicher 55 der Vorrichtung 50 abgelegt werden, beispielsweise für eine spätere Auswertung oder für eine Nutzung durch die Komponenten der Vorrichtung 50. Das Auswertemodul 52, das Steuermodul 53 sowie das Kontrollmodul 54 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 51 und der Ausgang 56 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte Schnittstelle implementiert sein.The evaluation module 52 and the control module 53 can be controlled by a control module 54 . If necessary, settings of the evaluation module 52, the control module 53 or the control module 54 can be changed via a user interface 57. If required, the data generated in the device 50 can be stored in a memory 55 of the device 50, for example for later evaluation or for use by the components of the device 50. The evaluation module 52, the control module 53 and the control module 54 can be used as dedicated Be realized hardware, for example as integrated circuits. Of course, they can also be partially or fully combined or implemented as software running on a suitable processor, such as a GPU or a CPU. The input 51 and the output 56 can be implemented as separate interfaces or as a combined interface.

9 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 60 zum Steuern einer bildgebenden Einheit einer Anzeigevorrichtung. Die Vorrichtung 60 weist einen Prozessor 62 und einen Speicher 61 auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 60 um eine Steuereinheit oder ein eingebettetes System. Im Speicher 61 sind Instruktionen abgelegt, die die Vorrichtung 60 bei Ausführung durch den Prozessor 62 veranlassen, die Schritte gemäß einem der beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 61 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 62 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Die Vorrichtung 60 hat einen Eingang 63 zum Empfangen von Informationen. Vom Prozessor 62 generierte Daten werden über einen Ausgang 64 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 61 abgelegt werden. Der Eingang 63 und der Ausgang 64 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein. 9 shows a simplified schematic representation of a second embodiment of a device 60 for controlling an imaging unit of a display device. The device 60 has a processor 62 and a memory 61 . For example, the device 60 is a control unit or an embedded system. Instructions are stored in the memory 61 which, when executed by the processor 62, cause the device 60 to carry out the steps according to one of the methods described. The instructions stored in the memory 61 thus embody a program which can be executed by the processor 62 and implements the method according to the invention. Device 60 has an input 63 for receiving information. Data generated by the processor 62 is provided via an output 64 . In addition, they can be stored in memory 61. The input 63 and the output 64 can be combined to form a bidirectional interface.

Der Prozessor 62 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.Processor 62 may include one or more processing units, such as microprocessors, digital signal processors, or combinations thereof.

Die Speicher 55, 61 der beschriebenen Vorrichtungen können sowohl volatile als auch nichtvolatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.The memories 55, 61 of the devices described can have both volatile and non-volatile memory areas and can include a wide variety of memory devices and storage media, for example hard disks, optical storage media or semiconductor memories.

BezugszeichenlisteReference List

11
Anzeigevorrichtungdisplay device
22
Spiegeleinheitmirror unit
33
Betrachterviewer
44
Eyeboxeyebox
55
Störlichtquelle stray light source
1010
Bildgebende Einheitimaging unit
1111
Anzeigeelementdisplay element
1212
Beleuchtungseinheitlighting unit
1313
Optikeinheitoptical unit
1414
GehäuseHousing
1515
Lichtkegelcone of light
1616
Lichtquellelight source
1717
Winkeländerndes ElementAngle changing element
170170
Optische Platteoptical disc
171171
SpiegelMirror
1818
Stellelement actuator
2020
Windschutzscheibewindshield
2121
Faltspiegelfolding mirror
2222
Gekrümmter Spiegelcurved mirror
2323
Transparente AbdeckungTransparent cover
2424
Optische Folie/PolarisatorOptical film/polarizer
2525
Blendschutz glare protection
4040
Fortbewegungsmittelmeans of transportation
4141
Sensoriksensors
4242
Kameracamera
4343
Navigationssystemnavigation system
4444
Datenübertragungseinheitdata transfer unit
4545
SpeicherStorage
4646
Netzwerk network
5050
Vorrichtungcontraption
5151
EingangEntry
5252
Auswertemodulevaluation module
5353
Steuermodulcontrol module
5454
Kontrollmodulcontrol module
5555
SpeicherStorage
5656
AusgangExit
5757
Benutzerschnittstelle user interface
6060
Vorrichtungcontraption
6161
SpeicherStorage
6262
Prozessorprocessor
6363
EingangEntry
6464
Ausgang Exit
BB
Kamerabildcamera image
SBSB
Steuerbefehlcontrol command
SB1SB1
Strahlenbündelbundle of rays
SB2SB2
Strahlenbündelbundle of rays
SLSL
Sonnenlichtsunlight
VBvb
Virtuelles Bild virtual image
S1S1
Erfassen eines Betrachterscapturing a viewer
S2S2
Bestimmen einer Augenpositiondetermining an eye position
S3S3
Anpassen einer BeleuchtungscharakteristikAdjusting a lighting characteristic

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102015215180 A1 [0006]DE 102015215180 A1 [0006]
  • DE 102013001380 A1 [0007]DE 102013001380 A1 [0007]

Claims (11)

Verfahren zum Steuern einer bildgebenden Einheit (10) einer Anzeigevorrichtung (1), mit den Schritten: - Bestimmen (S2) einer Augenposition eines Betrachters (3) in Bezug auf eine Eyebox (4); und - Anpassen (S3) einer Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit (12) der bildgebenden Einheit (10) derart, dass ein von der bildgebenden Einheit (10) in die Eyebox (4) austretender Lichtkegel (15) auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist.Method for controlling an imaging unit (10) of a display device (1), with the steps: - determining (S2) an eye position of a viewer (3) in relation to an eyebox (4); and - Adapting (S3) an illumination characteristic of an illumination unit (12) of the imaging unit (10) such that a light cone (15) emerging from the imaging unit (10) into the eyebox (4) is restricted to an area around the eye position. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anpassen (S3) der Beleuchtungscharakteristik eine Anpassung einer Richtung des Lichtkegels (15) umfasst.procedure according to claim 1 , wherein the adjustment (S3) of the lighting characteristic comprises an adjustment of a direction of the light cone (15). Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Anpassung der Richtung des Lichtkegels (15) eine Ansteuerung von ausgewählten Lichtquellen (16) der bildgebenden Einheit (10) umfasst.procedure according to claim 2 , wherein the adjustment of the direction of the light cone (15) includes a control of selected light sources (16) of the imaging unit (10). Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Anpassung der Richtung des Lichtkegels (15) eine mechanische Verstellung eines winkeländernden Elements (17) auf einer Beleuchtungsseite der bildgebenden Einheit (10) umfasst.procedure according to claim 2 , wherein the adjustment of the direction of the light cone (15) comprises a mechanical adjustment of an angle-changing element (17) on an illumination side of the imaging unit (10). Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das winkeländernde Element (17) ein Spiegel (171) oder eine optische Platte (170) ist.procedure according to claim 4 , wherein the angle-changing element (17) is a mirror (171) or an optical plate (170). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei von einem Anzeigeelement (11) der bildgebenden Einheit (10) angezeigte Inhalte entsprechend eines ausgeleuchteten Bereichs des Anzeigeelements (11) nachgeführt werden.Method according to one of claims 2 until 5 , Contents displayed by a display element (11) of the imaging unit (10) being tracked according to an illuminated area of the display element (11). Computerprogramm mit Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Steuern einer bildgebenden Einheit (10) einer Anzeigevorrichtung (1) veranlassen.A computer program comprising instructions which, when executed by a computer, enable the computer to carry out the steps of a method according to any one of Claims 1 until 6 to control an imaging unit (10) of a display device (1). Vorrichtung (50) zum Steuern einer bildgebenden Einheit (10) einer Anzeigevorrichtung (1), mit: - einem Auswertemodul (52) zum Bestimmen (S2) einer Augenposition eines Betrachters (3) in Bezug auf eine Eyebox (4); und - einem Steuermodul (53) zum Anpassen (S3) einer Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit (12) der bildgebenden Einheit (10) derart, dass ein von der bildgebenden Einheit (10) in die Eyebox (4) austretender Lichtkegel (15) auf einen Bereich um die Augenposition eingeschränkt ist.Device (50) for controlling an imaging unit (10) of a display device (1), having: - An evaluation module (52) for determining (S2) an eye position of a viewer (3) in relation to an eye box (4); and - a control module (53) for adapting (S3) an illumination characteristic of an illumination unit (12) of the imaging unit (10) in such a way that a light cone (15) emerging from the imaging unit (10) into the eyebox (4) onto an area around the eye position is restricted. Anzeigevorrichtung (1) mit einer bildgebenden Einheit (10), wobei eine Beleuchtungscharakteristik einer Beleuchtungseinheit (12) der bildgebenden Einheit (10) derart anpassbar ist, dass ein von der bildgebenden Einheit (10) in eine Eyebox (4) austretender Lichtkegel (15) auf einen Bereich um eine Augenposition eines Betrachters (3) eingeschränkt ist.Display device (1) with an imaging unit (10), wherein an illumination characteristic of an illumination unit (12) of the imaging unit (10) can be adjusted in such a way that a light cone (15) emerging from the imaging unit (10) into an eyebox (4) is restricted to an area around an eye position of a viewer (3). Anzeigevorrichtung (1) gemäß Anspruch 9, wobei die bildgebende Einheit (10) individuell oder in Gruppen ansteuerbare Lichtquellen (16) oder ein mechanisch verstellbares winkeländerndes Element (17) auf einer Beleuchtungsseite umfasst.Display device (1) according to claim 9 , wherein the imaging unit (10) comprises light sources (16) that can be controlled individually or in groups or a mechanically adjustable angle-changing element (17) on an illumination side. Anzeigevorrichtung (1) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Anzeigevorrichtung (1) Bestandteil eines Head-Up-Displays für ein Fortbewegungsmittel (40) ist.Display device (1) according to claim 9 or 10 , wherein the display device (1) is part of a head-up display for a means of transportation (40).
DE102021213836.5A 2021-12-06 2021-12-06 Method, computer program and device for controlling an imaging unit of a display device, and display device Pending DE102021213836A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021213836.5A DE102021213836A1 (en) 2021-12-06 2021-12-06 Method, computer program and device for controlling an imaging unit of a display device, and display device
PCT/DE2022/200281 WO2023104257A1 (en) 2021-12-06 2022-12-01 Method, computer program and device for controlling an imaging unit of a display device, and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021213836.5A DE102021213836A1 (en) 2021-12-06 2021-12-06 Method, computer program and device for controlling an imaging unit of a display device, and display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021213836A1 true DE102021213836A1 (en) 2023-06-07

Family

ID=84537497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021213836.5A Pending DE102021213836A1 (en) 2021-12-06 2021-12-06 Method, computer program and device for controlling an imaging unit of a display device, and display device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021213836A1 (en)
WO (1) WO2023104257A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013001380A1 (en) 2013-01-26 2014-07-31 Audi Ag Method for operating at least one display device of a motor vehicle and system having at least one display device
DE102015215180A1 (en) 2015-08-07 2017-02-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft View-dependent adjustment of the brightness of the display of a head-up display
DE102016223338B3 (en) 2016-11-24 2017-12-07 Continental Automotive Gmbh Head-up display and method for controlling a head-up display
WO2019238846A1 (en) 2018-06-15 2019-12-19 Continental Automotive Gmbh Head-up display for a vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011059270A (en) * 2009-09-08 2011-03-24 Nippon Seiki Co Ltd Display device for vehicle
DE102016203789A1 (en) * 2015-03-11 2016-09-15 Hyundai Mobis Co., Ltd. Windscreen display for a vehicle and control method therefor
WO2017002344A1 (en) * 2015-07-01 2017-01-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 Head-up display and moving body comprising head-up display
JP2021015132A (en) * 2017-10-31 2021-02-12 富士フイルム株式会社 Head-up display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013001380A1 (en) 2013-01-26 2014-07-31 Audi Ag Method for operating at least one display device of a motor vehicle and system having at least one display device
DE102015215180A1 (en) 2015-08-07 2017-02-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft View-dependent adjustment of the brightness of the display of a head-up display
DE102016223338B3 (en) 2016-11-24 2017-12-07 Continental Automotive Gmbh Head-up display and method for controlling a head-up display
WO2019238846A1 (en) 2018-06-15 2019-12-19 Continental Automotive Gmbh Head-up display for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023104257A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3688511B1 (en) Display device, in particular for a vehicle, and vehicle having a display device of this kind
DE112015002228B4 (en) Display device
DE102011105689B4 (en) Display device with a liquid crystal display and method for protecting a liquid crystal display
DE102016111783B4 (en) Display device for superimposing a virtual image in the field of view of a user
DE19704740B4 (en) Holographic screen and manufacturing process
DE102016123568A1 (en) HOLOGRAPHIC WAVEGUIDE (HUD) SIDE VISION
DE102018215185B3 (en) Method, apparatus and computer-readable storage medium with instructions for setting a head-up display in a motor vehicle, adjusting device for use in such a method or with such a device
DE102007001266A1 (en) Optical system for a head-up display installed in a motor vehicle has an image-generating device, image-mixing device, a beam splitter and an image-evaluating device
DE102013219376A1 (en) Display device for a vehicle
EP3807705A1 (en) Head-up display for a vehicle
DE102018221545A1 (en) Projection device
DE102018200873A1 (en) Autostereoscopic field of view display device for a vehicle, vehicle with an autostereoscopic field of view display device and method for generating an autostereoscopic image
DE102012201322B4 (en) Method, device and computer program product for controlling a display device to suppress glare for vehicle occupants
EP3807699B1 (en) Method for controlling an optical fiber and apparatus for generating a virtual image
DE112020001450T5 (en) VIRTUAL IMAGE DISPLAY SYSTEM, IMAGE DISPLAY METHOD, HEAD-UP DISPLAY AND MOVING VEHICLE
DE102021213836A1 (en) Method, computer program and device for controlling an imaging unit of a display device, and display device
DE102016111119A1 (en) Laser projection device and method for generating virtual images
DE102015216984A1 (en) Method and device for adjusting a viewing range of a field of view display device
DE102019208649B3 (en) Control of a display of an augmented reality head-up display device for a motor vehicle
DE102021204928B4 (en) Head-up display with indicator
DE102019219100B3 (en) Head-up display and method for controlling a head-up display with polarization adjustment
DE102021204539A1 (en) Device for generating a virtual image with adjustable contrast
WO2022188906A1 (en) Display device
DE102017118365B4 (en) Head-up display with several optional filters for one vehicle
DE102021213332A1 (en) Method, computer program and device for controlling an augmented reality display device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE