DE102023105900B3 - Mirror replacement HUD with a stepped display arrangement for a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blickfeldanzeigevorrichtung, die als ein Spiegelersatzsystem für mindestens einen Seitenspiegel eines Fahrzeugs durch das Einblenden eines virtuellen Bilds ins Blickfeld eines Insassen ausgebildet ist, wobei- eine Projektionseinheit eine bildgebende Displayfläche umfasst, die in oder unter einer Oberseite einer Instrumententafel des Fahrzeugs anzuordnen ist und sich aus mindestens zwei Display-Flächenelementen zusammensetzt, die in mindestens zwei Reihen angeordnet sind, die in Strahlausbreitungsrichtung stufenförmig oder treppenartig zueinander versetzt sind und in Projektion auf eine gemeinsame Strahlquerschnittsebene, die sich senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung erstreckt, aneinander direkt oder mit vorbestimmten lateralen Abständen, die zumindest eine einfache Pixelgröße oder deren Vielfaches betragen, grenzen.The invention relates to a field of view display device which is designed as a mirror replacement system for at least one side mirror of a vehicle by displaying a virtual image in the field of view of an occupant, wherein a projection unit comprises an imaging display surface which is to be arranged in or under an upper side of an instrument panel of the vehicle and is composed of at least two display surface elements which are arranged in at least two rows which are offset from one another in a step-like or staircase-like manner in the beam propagation direction and, in projection onto a common beam cross-sectional plane which extends perpendicular to the beam propagation direction, border one another directly or with predetermined lateral distances which are at least a single pixel size or a multiple thereof.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blickfeldanzeigevorrichtung, die als ein Spiegelersatzsystem für mindestens einen Seitenspiegel eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Blickfeldanzeigevorrichtungen in Fahrzeugen sind auch unter der Bezeichnung Head-Up-Display (HUD) bekannt. Sie sind ausgebildet zur Erzeugung eines ins Blickfeld eines Insassen eingeblendeten virtuellen Bilds über Reflexion an einer Reflexionsscheibe wie einer Frontscheibe oder einer extra vorgesehenen Combinerscheibe, die im Blickfeld des Insassen angeordnet ist. Die Erfindung richtet sich auch auf ein damit ausgestattetes Fahrzeug.The invention relates to a field of vision display device which is designed as a mirror replacement system for at least one side mirror of a vehicle. Field of vision display devices in vehicles are also known as head-up displays (HUD). They are designed to generate a virtual image which is superimposed in the field of vision of an occupant via reflection on a reflective disk such as a windshield or a specially provided combiner disk which is arranged in the field of vision of the occupant. The invention also relates to a vehicle equipped with such a device.

Insbesondere für Kraftfahrzeuge ist es bekannt, mittels eines Head-Up-Displays Anzeigeinhalte wie Angaben über Geschwindigkeitsbegrenzungen oder andere nützliche Navigations- und Fahrzeugbedienungshinweise in Form eines virtuellen Bilds dem vom Fahrer beobachteten realen Umgebungsbild vor dem Fahrzeug zu überlagern, damit er seinen Blick zum Ablesen dieser Anzeige nicht von der Straße abwenden muss. Zur Erzeugung des Anzeigeinhalts umfasst ein HUD in klassischer Bauweise eine unterhalb der Frontscheibe im Inneren der Instrumententafel untergebrachte Projektionseinheit. Diese enthält typischerweise ein Display zur Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels mit gewünschtem Anzeigeinhalt sowie eine geeignete Abbildungs- und Projektionsoptik, um das erzeugte Lichtstrahlenbündel so zu formen und auf die Frontscheibe oder Combinerscheibe zu lenken, dass es von dieser zu den Augen des Fahrers reflektiert wird und er das virtuelle Bild in einer geeigneten Größe und Entfernung dahinter sehen kann. Bei einer klassischen HUD-Bauweise umfasst die Projektionsoptik einen Konkavspiegel, dessen Abmessungen linear mit der Größe des virtuellen Anzeigebereichs skalieren und diesen aufgrund des begrenzten Bauraums im Inneren der Instrumententafel stark beschränken.It is known, particularly for motor vehicles, to use a head-up display to superimpose display content such as information on speed limits or other useful navigation and vehicle operating instructions in the form of a virtual image on the real image of the surroundings in front of the vehicle observed by the driver, so that he does not have to take his eyes off the road to read this display. To generate the display content, a HUD in a classic design comprises a projection unit located below the windshield inside the instrument panel. This typically contains a display for generating a light beam with the desired display content as well as suitable imaging and projection optics to shape the generated light beam and direct it onto the windshield or combiner screen so that it is reflected from it to the driver's eyes and he can see the virtual image behind it in a suitable size and distance. In a classic HUD design, the projection optics comprise a concave mirror whose dimensions scale linearly with the size of the virtual display area and severely restrict it due to the limited installation space inside the instrument panel.

Alternativ dazu ist daher eine HUD-Bauweise mit einem sich direkt gegenüber der Frontscheibe in einer Oberseite der Instrumententafel erstreckenden Display oder planaren Waveguide bekannt. So zeigt beispielsweise DE 10 2021 103 761 A1 unter anderem ein Anzeigesystem, bei dem ein Panoramabild auf einer Anzeigefläche der Frontscheibe eines Fahrzeugs dargestellt werden kann. Die Anzeigefläche erstreckt sich über die gesamte Breite des Fahrzeugs bzw. der Frontscheibe. Das Anzeigesystem sieht auf der Oberseite des Armaturenbretts eine sich im Wesentlichen über die Breite des Armaturenbretts erstreckende leuchtstarke, selbstleuchtende Anzeigeeinheit vor, deren Anzeige durch Spiegelung an der Anzeigefläche der Frontscheibe von einem Fahrer und Fahrzeuginsassen wahrnehmbar ist.As an alternative, a HUD design with a display or planar waveguide extending directly opposite the windscreen in the upper side of the instrument panel is known. For example, EN 10 2021 103 761 A1 among other things, a display system in which a panoramic image can be shown on a display surface on the windscreen of a vehicle. The display surface extends over the entire width of the vehicle or the windscreen. The display system provides a bright, self-illuminating display unit on the top of the dashboard that extends essentially across the width of the dashboard, the display of which can be perceived by a driver and vehicle passengers through reflection on the display surface of the windscreen.

Dabei ist unter anderem ein Ansatz bekannt, zur Flächenvergrößerung mehrere Displays in einer Ebene nebeneinander anzuordnen. Der Bauraum zur Implementierung eines solchen HUDs ist jedoch ebenfalls begrenzt und dessen Integration in einem Fahrzeug daher komplex. So gibt es beispielsweise Einschränkungen bezüglich der Displayflächen-Orientierung, da bestimmte Anforderungen an die optische Performance des HUDs erfüllt sein müssen und die Form und Orientierung der Frontscheibe dabei fest vorgegeben sind. Derartige Restriktionen führen in der Regel zu Bauraumverletzungen, d. h. zu Platzkonflikten mit anderen Strukturen und Elementen des Fahrzeugs, wenn die bildgebende Displayfläche beispielsweise erweitert werden soll.One known approach is to arrange several displays next to each other on one level to increase the surface area. However, the installation space for implementing such a HUD is also limited and its integration into a vehicle is therefore complex. For example, there are restrictions regarding the orientation of the display surface, as certain requirements for the optical performance of the HUD must be met and the shape and orientation of the windshield are fixed. Such restrictions usually lead to installation space violations, i.e. to space conflicts with other structures and elements of the vehicle if the imaging display surface is to be expanded, for example.

Aus Designgründen, zur Minimierung des Luftwiderstandes des Fahrzeugs oder zur Reduzierung der Fahrzeugabmessungen (in Y-Richtung) ist der Einsatz von kamerabasierten Spiegelersatzsystemen anstelle der beiden Außenspiegel bekannt. Die Anzeigeinhalte dieser Kamerasysteme müssen ebenfalls in den Sichtbereich des Fahrers gebracht werden, sodass auch hier eine HUD-Projektion über Reflexion an der Frontscheibe zielführend ist. Der mit Schwarzdruck versehene untere Bereich in der Frontscheibe, der sich als dunkler Hintergrund hierfür besonders gut eignen kann, muss unter der sogenannten 4°-Sichtstrahllinie liegen. Dies führt dazu, dass das bildgebende Display relativ nahe im Bereich der Frontscheibenwurzel platziert werden muss. Auch hierfür ist der Bauraum im Fahrzeug sehr begrenzt.For design reasons, to minimize the vehicle's air resistance or to reduce the vehicle's dimensions (in the Y direction), the use of camera-based mirror replacement systems instead of the two exterior mirrors is known. The display content of these camera systems must also be brought into the driver's field of vision, so here too a HUD projection via reflection on the windshield is effective. The lower area of the windshield with black print, which can be particularly suitable as a dark background for this, must be below the so-called 4° line of sight. This means that the imaging display must be placed relatively close to the base of the windshield. The installation space in the vehicle for this is also very limited.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives und/oder im Hinblick auf die optische Performance und/oder den benötigten Bauraum verbessertes Baukonzept für eine Blickfeldanzeigevorrichtung anzugeben, die als ein Spiegelersatzsystem für Seitenspiegel eines Fahrzeugs ausgelegt ist. Sie soll sich daher zur Integration in einem Fahrzeug und insbesondere zur virtuellen Darstellung über Reflexion an dessen Frontscheibe eignen.It is therefore the object of the present invention to provide an alternative and/or improved construction concept with regard to optical performance and/or the required installation space for a field of vision display device that is designed as a mirror replacement system for side mirrors of a vehicle. It should therefore be suitable for integration in a vehicle and in particular for virtual representation via reflection on its windshield.

Diese Aufgabe wird durch eine Blickfeldanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein damit ausgestattetes Fahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der nachfolgen Beschreibung für die Projektionseinheit genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf die Blickfeldanzeigevorrichtung und das Fahrzeug, wie jeweils auch umgekehrt.This object is achieved by a visual field display device according to claim 1 and a vehicle equipped therewith according to the independent claim. Further embodiments are specified in the dependent claims. All further features and effects mentioned in the claims and the following description for the projection unit also apply in relation to the visual field display device and the vehicle, and vice versa.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Blickfeldanzeigevorrichtung vorgesehen, die als ein Spiegelersatzsystem für mindestens einen Seitenspiegel eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Blickfeldanzeigevorrichtung ist zum Einblenden eines virtuellen Bilds ins Blickfeld eines Insassen ausgebildet, das einen Blick in einen Seitenspiegel ersetzen soll. Hierzu kann sie ferner ein zur Erfassung einer seitlichen und rückwärtigen Umgebung des Fahrzeugs ausgebildetes Kamerasystem und/oder eine Steuereinheit umfassen, die zum Ansteuern der Projektionseinheit zum Erzeugen eines erforderlichen Anzeigeinhalts basierend auf der aktuell von dem Kamerasystem erfassten Umgebung ausgebildet und eingerichtet ist. Die Blickfeldanzeigevorrichtung kann beispielsweise als ein Head-Up-Display (HUD) ausgebildet sein.According to a first aspect, a field of view display device is provided which is designed as a mirror replacement system for at least one side mirror of a vehicle. The field of view display The display device is designed to display a virtual image in the field of vision of an occupant, which is intended to replace a look in a side mirror. For this purpose, it can also comprise a camera system designed to capture a side and rear environment of the vehicle and/or a control unit that is designed and configured to control the projection unit to generate a required display content based on the environment currently captured by the camera system. The field of vision display device can be designed, for example, as a head-up display (HUD).

Beim Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, aber auch um ein beliebiges anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug handeln. Das Fahrzeug besitzt einen Insassenraum und eine Frontscheibe mit einer darunter angeordneten Instrumententafel, die ihn zumindest teilweise nach vorn begrenzen. Alle hierin verwendeten räumlichen Orientierungsbegriffe wie „horizontal“, „vertikal“, „oberhalb“, „unterhalb“, „darunter“, „vorn“, „hinten“, „links“, „rechts“, etc. beziehen sich dabei auf das übliche fahrzeugfeste kartesische Koordinatensystem mit zueinander senkrechten Längs-, Quer- und Höhenrichtungen des Fahrzeugs.The vehicle can be a motor vehicle, but also any other land, air or water vehicle. The vehicle has a passenger compartment and a windshield with an instrument panel underneath, which at least partially delimit it at the front. All spatial orientation terms used here, such as "horizontal", "vertical", "above", "below", "underneath", "front", "back", "left", "right", etc., refer to the usual vehicle-fixed Cartesian coordinate system with mutually perpendicular longitudinal, transverse and vertical directions of the vehicle.

Die Blickfeldanzeigevorrichtung umfasst eine Projektionseinheit und eine im Blickfeld eines Insassen angeordnete beziehungsweise anzuordnende Reflexionsscheibe, die dazu ausgelegt ist, ein von der Projektionseinheit ausgegebenes Lichtstrahlenbündel zu einem für die Augen dieses Insassen vorgesehen Raumbereich (d. h. Eyebox) zu reflektieren, wodurch ihm ein hinter der Reflexionsscheibe schwebendes virtuelles Bild darstellbar ist, das einen Blick in den betreffenden Seitenspiegel ersetzt. Die Reflexionsfläche kann insbesondere zumindest teilweise für das rückseitig einfallende Umgebungslicht transparent sein, um das virtuelle Bild einer durch die Reflexionsscheibe beobachteten realen Umgebung zu überlagern. Dies ist jedoch nicht zwingend.The field of vision display device comprises a projection unit and a reflection disk arranged or to be arranged in the field of vision of an occupant, which is designed to reflect a light beam emitted by the projection unit to a spatial area intended for the eyes of this occupant (i.e. eyebox), whereby a virtual image floating behind the reflection disk can be displayed to the occupant, which replaces a look in the relevant side mirror. The reflection surface can in particular be at least partially transparent to the ambient light incident from behind in order to superimpose the virtual image on a real environment observed through the reflection disk. However, this is not mandatory.

Die Projektionseinheit umfasst dabei eine bildgebende Displayfläche, die insbesondere zur Anordnung in oder unter einer Oberseite der Instrumententafel ausgebildet ist. Die Projektionseinheit ist dazu ausgelegt, im Betrieb der Blickfeldanzeigevorrichtung ein Lichtstrahlenbündel mit dem erforderlichen Anzeigeinhalt zu erzeugen und auf die genannte Reflexionsscheibe zu werfen. Die Reflexionsscheibe kann beispielsweise als ein Abschnitt der Fahrzeugscheibe oder als eine fahrzeuginnenseitig davor ausgebildete Combinerscheibe ausgebildet sein. Beim Insassen kann es sich insbesondere um einen Fahrer oder Beifahrer des Fahrzeugs handeln.The projection unit comprises an imaging display surface, which is designed in particular for arrangement in or under an upper side of the instrument panel. The projection unit is designed to generate a bundle of light rays with the required display content when the field of vision display device is in operation and to project it onto the reflection disk. The reflection disk can be designed, for example, as a section of the vehicle window or as a combiner disk formed in front of it on the inside of the vehicle. The occupant can in particular be a driver or front passenger of the vehicle.

Die bildgebende Displayfläche setzt sich dabei aus mindestens zwei Display-Flächenelementen zusammen, die jeweils zur Erzeugung eines gewünschten Teil-Anzeigeinhalts und eines diesen transportierenden Teil-Lichtstrahlenbündels ausgebildet und ansteuerbar sind. Für die Display-Flächenelemente ist grundsätzlich jede zum Einsatz in einem Fahrzeug geeignete Displaytechnologie verwendbar, wie beispielsweise Flachbildschirme oder Waveguide-Displays.The imaging display surface is made up of at least two display surface elements, each of which is designed and controllable to generate a desired partial display content and a partial light beam that transports this. In principle, any display technology suitable for use in a vehicle can be used for the display surface elements, such as flat screens or waveguide displays.

Die mindestens zwei Display-Flächenelemente sind in der Projektionseinheit in mindestens zwei Reihen angeordnet. Die einzelnen Reihen sind in einer vorbestimmten Strahlausbreitungsrichtung der Displayfläche stufenförmig oder treppenartig zueinander versetzt. In Projektion auf eine gemeinsame Strahlquerschnittsebene, die sich senkrecht zur genannten Strahlausbreitungsrichtung erstreckt, grenzen die Reihen direkt oder jeweils mit einem vorbestimmten lateralen Abstand aneinander.The at least two display surface elements are arranged in the projection unit in at least two rows. The individual rows are offset from one another in a predetermined beam propagation direction of the display surface in a step-like or stair-like manner. In projection onto a common beam cross-sectional plane that extends perpendicular to the said beam propagation direction, the rows adjoin one another directly or at a predetermined lateral distance.

Die Reflexionsscheibe ist beim Betrieb der Blickfeldanzeigevorrichtung so im Strahlengang des Lichtstrahlenbündels angeordnet, dass sich die einzelnen Reihen der Display-Flächenelemente mit deren Reihenerstreckungsrichtung entlang der Reflexionsscheibe oder zumindest lokal in etwa parallel zu ihr erstrecken. Insbesondere kann sich dabei die Displayebene mindestens eines der Display-Flächenelemente in etwa senkrecht zu einem Mittenstrahl der Blickfeldanzeigevorrichtung erstrecken, der aus einer Mitte der gemeinsamen Strahlquerschnittsebene in eine Mitte der Eyebox führt.When the field of view display device is in operation, the reflection disk is arranged in the beam path of the light beam such that the individual rows of the display surface elements extend with their row extension direction along the reflection disk or at least locally approximately parallel to it. In particular, the display plane of at least one of the display surface elements can extend approximately perpendicular to a central beam of the field of view display device, which leads from a center of the common beam cross-sectional plane to a center of the eyebox.

Dabei ist die Reflexionsscheibe direkt gegenüber der zusammengesetzten Displayfläche angeordnet, mit Ausnahme etwaiger Abdeckungen der Projektionseinheit, die keine strahlformende, -umlenkende oder abbildende optische Wirkung auf die Lichtstrahlenbündel haben, wie beispielsweise im Fall der oben erwähnten Deckscheibe. Mit anderen Worten umfasst die Blickfeldanzeigevorrichtung keine optischen Elemente, wie etwa Umlenk- oder Konkavspiegel oder Linsen etc., im Strahlengang des Lichtstrahlenbündels, nachdem es vom der Displayfläche ausgeht und bevor es auf die Reflexionsscheibe trifft. Etwaige schützende oder optische Beschichtungen (und dabei insbesondere auch Mikrolinsen- oder Mikroprismen-Schichten oder flächendeckende Linsen- oder Prismen-Arrays mit optischer Funktionalität, wie beispielsweise einer autostereoskopischen oder sonstiger Strahlaufteilung etc.,), die direkt auf den Display-Flächenelementen oder auf der Reflexionsscheibe angeordnet sind und damit als deren Bestandteil gelten, sind dabei jedoch möglich.The reflection disk is arranged directly opposite the assembled display surface, with the exception of any covers of the projection unit that have no beam-forming, beam-deflecting or imaging optical effect on the light beams, such as in the case of the cover disk mentioned above. In other words, the field of view display device does not comprise any optical elements, such as deflecting or concave mirrors or lenses, etc., in the beam path of the light beam after it leaves the display surface and before it hits the reflection disk. Any protective or optical coatings (and in particular microlens or microprism layers or surface-covering lens or prism arrays with optical functionality, such as autostereoscopic or other beam splitting, etc.), which are arranged directly on the display surface elements or on the reflection disk and are therefore considered to be part of them, are, however, possible.

Eine Idee besteht bei dieser Blickfeldanzeigevorrichtung und deren Projektionseinheit darin, durch die stufenförmige bzw. treppenartige Anordnung der einzelnen Displayreihen den Bauraumbedarf der bildgebenden Displayfläche erheblich zu reduzieren. Zudem ermöglicht diese stufenförmige Displayanordnung auch mehr Freiheitsgrade für die Orientierung der bildgebenden Displayfläche im Bauraum. Dadurch kann die optische Performance der Blickfeldanzeigevorrichtung im Gegensatz zu den herkömmlichen Anordnungen, bei denen die Freiheit bei der Orientierung einer großflächigen HUD-Displayfläche in einem Fahrzeug stark durch Bauraumgegebenheiten wie andere Displays oder Fahrzeugtragstrukturen eingeschränkt ist, maximal optimiert werden.One idea behind this field of view display device and its projection unit is to The stepped or stair-like arrangement of the individual display rows allows the installation space required for the imaging display surface to be reduced considerably. In addition, this stepped display arrangement also allows more degrees of freedom for the orientation of the imaging display surface in the installation space. This means that the optical performance of the field of view display device can be optimized to the maximum, in contrast to conventional arrangements in which the freedom to orient a large HUD display surface in a vehicle is severely limited by installation space conditions such as other displays or vehicle support structures.

Hierin beziehen sich alle Merkmale der Display-Flächenelemente oder der aus je einem oder mehreren Display-Flächenelementen zusammengesetzten Reihen stets auf diejenige Fläche des jeweiligen Display-Flächenelements, von der das von ihm erzeugte Teil-Lichtstrahlenbündel ausgeht. Die einzelnen Display-Flächenelemente und die daraus gebildeten Reihen können insbesondere rechteckig und damit geradlinig in Erstreckungsrichtung der Reihen sein. Alternativ sind aber auch beispielsweise trapezförmige, parallelogrammförmige oder andersartige vieleckige oder gebogene Display-Flächenelemente möglich, aus denen entsprechend angewinkelte oder gebogene Reihen zusammensetzbar sind.Here, all features of the display surface elements or of the rows composed of one or more display surface elements always refer to the surface of the respective display surface element from which the partial light beam generated by it emanates. The individual display surface elements and the rows formed from them can in particular be rectangular and thus straight in the direction of extension of the rows. Alternatively, however, trapezoidal, parallelogram-shaped or other polygonal or curved display surface elements are also possible, from which correspondingly angled or curved rows can be composed.

Um eine einheitliche, störungsfreie Anzeige insbesondere auch in den Übergangsbereichen des virtuellen Bilds zu generieren, die den Übergängen zwischen den Reihen entsprechen, hat sich ein lateraler Reihenabstand von zumindest einem einfachen Pixelabstand (d. h. Pixelgröße) oder dessen Vielfachem als geeignet herausgestellt. Beispielsweise können dabei die Display-Flächenelemente eine oder mehrere vorbestimmte lineare Pixelgrößen aufweisen, wie z. B. Pixelseitenlängen bei rechteckigen Pixeln oder Pixeldurchmesser bei sonstigen Pixelformen. Dabei grenzen die benachbarten Display-Flächenelemente oder Reihen in deren Projektion auf eine gemeinsame Strahlquerschnittsebene stets nicht direkt, sondern mit vorbestimmten lateralen Abständen aneinander, die jeweils nicht geringer als eine solche Pixelgröße oder ein Vielfaches davon sind. Dies kann für das Spiegelersatzsystem besonders nützlich sein, da jegliche visuelle Unstimmigkeit oder Abweichung des virtuellen Bilds von einem konventionellen Blick in den Seitenspiegel zu Irritationen beim Fahrer und/oder zu möglichen Fehlern bei seiner Ausführung der Fahraufgabe führen könnten.In order to generate a uniform, interference-free display, particularly in the transition areas of the virtual image that correspond to the transitions between the rows, a lateral row spacing of at least a simple pixel spacing (i.e. pixel size) or a multiple thereof has proven to be suitable. For example, the display surface elements can have one or more predetermined linear pixel sizes, such as pixel side lengths for rectangular pixels or pixel diameters for other pixel shapes. The adjacent display surface elements or rows, when projected onto a common beam cross-sectional plane, are always not directly adjacent to one another, but rather at predetermined lateral distances, each of which is no less than such a pixel size or a multiple thereof. This can be particularly useful for the mirror replacement system, since any visual inconsistency or deviation of the virtual image from a conventional view in the side mirror could lead to irritation for the driver and/or possible errors when carrying out the driving task.

Die aufeinanderfolgenden Reihen können sich im einfachsten Fall im Hinblick auf die Anzahl, die Form und die Ausrichtung der Display-Flächenelemente innerhalb der jeweiligen Reihe gleichen. Die Display-Flächenelemente der aufeinanderfolgenden Reihen können dabei in Reihenerstreckungsrichtung aneinander ausgerichtet sein oder aber zumindest teilweise zueinander versetzt sein, je nach spezifischen Gegebenheiten des verfügbaren Bauraums und/oder Anforderungen an das von der zusammengesetzten Displayfläche darzustellende virtuelle Bild.In the simplest case, the successive rows can be identical in terms of the number, shape and alignment of the display surface elements within the respective row. The display surface elements of the successive rows can be aligned with one another in the direction of the row extension or at least partially offset from one another, depending on the specific conditions of the available installation space and/or requirements for the virtual image to be displayed by the assembled display surface.

Durch das Variieren der Anzahl, der Form und/oder der Ausrichtung der Display-Flächenelemente von Reihe zu Reihe können der Bauraum und/oder der Herstellungsaufwand zusätzlich erheblich reduziert werden. Insbesondere kann dabei der benötigte Bauraum auch dadurch eingespart und/oder an den geforderten virtuellen Anzeigebereich angepasst werden, dass untereinander gleich ausgebildete (beispielsweise standardisierte) rechteckige Display-Flächenelemente von Reihe zu Reihe in unterschiedlicher Anzahl und/oder mit unterschiedlicher Ausrichtung innerhalb der jeweiligen Displayebene angeordnet werden:

  • So kann beispielsweise eine Reihe eine erste Anzahl von rein beispielhaft fünf identischen rechteckigen Display-Flächenelementen (etwa eines vorgegebenen Standarddisplay-Sets) enthalten, die alle mit ihren kurzen Seiten in Reihenerstreckungsrichtung ausgerichtet sind. Eine weitere Reihe enthält dabei eine andere Anzahl von rein beispielhaft drei rechteckigen Display-Flächenelementen, die identisch mit den Display-Flächenelementen der ersteren Reihe ausgebildet sind, jedoch im Unterschied dazu mit ihren langen Seiten in der gleichen Reihenerstreckungsrichtung ausgerichtet sind. Durch diese Rotation um 90° (bzw. zueinander orthogonale Ausrichtung) der rechteckigen Display-Flächenelemente innerhalb der gemeinsamen Strahlquerschnittsebene von Reihe zu Reihe kann zusätzlicher Bauraum eingespart werden, da die Display-Flächenelemente optimal an den geforderten Anzeigebereich angepasst platziert werden können.
By varying the number, shape and/or alignment of the display surface elements from row to row, the installation space and/or manufacturing effort can also be significantly reduced. In particular, the required installation space can also be saved and/or adapted to the required virtual display area by arranging identically designed (e.g. standardized) rectangular display surface elements from row to row in different numbers and/or with different alignments within the respective display level:
  • For example, a row can contain a first number of, purely by way of example, five identical rectangular display surface elements (for example of a given standard display set), all of which are aligned with their short sides in the direction of the row extension. A further row contains a different number of, purely by way of example, three rectangular display surface elements, which are identical to the display surface elements of the first row, but in contrast, are aligned with their long sides in the same direction of the row extension. This rotation of 90° (or mutually orthogonal alignment) of the rectangular display surface elements within the common beam cross-sectional plane from row to row can save additional installation space, since the display surface elements can be placed in an optimal manner to suit the required display area.

Die oben genannte Strahlausbreitungsrichtung kann beispielsweise eine Mittenstrahlrichtung der Blickfeldanzeigevorrichtung und/oder die Richtung einer Flächennormalen der Displayfläche oder des jeweiligen Display-Flächenelements sein, wobei bei variierenden Orientierungen einzelner Display-Flächenelemente beispielsweise eine mittlere Strahlausbreitungsrichtung über die gesamte Displayfläche als die genannte Strahlausbreitungsrichtung gelten kann. Als Mittenstrahlrichtung der Blickfeldanzeigevorrichtung wird wie üblich die Richtung eines Lichtstrahls verstanden, der aus einer Mitte der bildgebenden Displayfläche bzw. der gemeinsamen Strahlquerschnittsebene ausgeht und in eine Mitte der Eyebox führt.The above-mentioned beam propagation direction can be, for example, a central beam direction of the field of view display device and/or the direction of a surface normal of the display surface or of the respective display surface element, whereby with varying orientations of individual display surface elements, for example, a central beam propagation direction over the entire display surface can be considered the said beam propagation direction. As usual, the central beam direction of the field of view display device is understood to be the direction of a light beam that emanates from a center of the imaging display surface or the common beam cross-sectional plane and leads to a center of the eyebox.

Die einzelnen Display-Flächenelemente und Reihen können je nach Gegebenheiten und Anforderungen einer konkreten Anwendung untereinander in etwa gleich sein. Sie können jedoch bei Bedarf in geeigneter Weise entlang der zusammengesetzten Displayfläche variierende Größen und/oder andere Eigenschaften, wie beispielsweise Pixelgröße, Form oder Displaytechnologie, aufweisen.The individual display surface elements and rows may be approximately identical to one another depending on the circumstances and requirements of a specific application. However, if necessary, they may have varying sizes and/or other properties, such as pixel size, shape or display technology, along the assembled display surface in a suitable manner.

Insbesondere kann mindestens eine der Reihen zwei oder mehr Display-Flächenelemente umfassen. Dabei grenzen die einzelnen Display-Flächenelemente der jeweiligen Reihe entweder in deren Fläche/Ebene oder in Projektion auf die gemeinsame Strahlquerschnittsebene direkt oder jeweils mit einem vorbestimmten lateralen Abstand aneinander. Auch hier kann dieser laterale Abstand ähnlich wie oben zum Erzielen einer durchgehenden und einheitlichen oder störungsfreien Darstellung zumindest einen einfachen Pixelabstand oder dessen Vielfaches betragen.In particular, at least one of the rows can comprise two or more display surface elements. The individual display surface elements of the respective row are adjacent to one another either in their surface/plane or in projection onto the common beam cross-sectional plane, either directly or with a predetermined lateral distance. Here too, this lateral distance can be at least a simple pixel distance or a multiple thereof, similar to the above, in order to achieve a continuous and uniform or interference-free display.

Alternativ dazu kann zumindest eine der Reihen aber auch aus einem einzigen Display-Flächenelement bestehen, beispielsweise mit einer viereckigen oder rechteckigen Form, dessen längere Seite der Reihenerstreckungsrichtung entspricht.Alternatively, at least one of the rows may consist of a single display surface element, for example with a square or rectangular shape, the longer side of which corresponds to the direction of extension of the row.

Gemäß einer Ausführungsform sind alle Display-Flächenelemente innerhalb der jeweiligen Reihe oder innerhalb der gesamten Displayfläche mit ihren Ebenen parallel zueinander orientiert, zumindest im Rahmen des technisch Realisierbaren. Dies kann beispielsweise zur Gewährleistung einer einheitlich hohen Darstellungsqualität entlang des insgesamt abdeckbaren virtuellen Anzeigebereichs beitragen. Sollten leichte Streueffekte in der Abstrahlcharakteristik der einzelnen Display-Flächenelemente vorhanden sein, kann alternativ zu dieser Ausführungsform die Ebene mindestens eines der Display-Flächenelemente bezüglich der anderen Display-Flächenelemente auch leicht geneigt sein, um diese Effekte auszugleichen.According to one embodiment, all display surface elements within the respective row or within the entire display surface are oriented with their planes parallel to one another, at least within the scope of what is technically feasible. This can, for example, help to ensure a uniformly high display quality along the entire coverable virtual display area. If slight scattering effects are present in the radiation characteristics of the individual display surface elements, as an alternative to this embodiment, the plane of at least one of the display surface elements can also be slightly inclined with respect to the other display surface elements in order to compensate for these effects.

Bei besonders kritischen oder entlang der Reihenerstreckungsrichtung variierenden Bauraumbedingungen, insbesondere bei lokal auftretenden Bauraumbeschränkungen, ist zusätzlich eine spezifische stufenförmige oder treppenartige Anordnung einzelner oder mehrerer Display-Flächenelemente innerhalb einer Reihe möglich (auch hier idealerweise unter Einhaltung eines Pixelabstands oder eines Vielfachen davon zwischen den benachbarten Display-Flächenelementen und wieder idealerweise parallel zu den benachbarten Display-Flächenelementen). Mit anderen Worten lässt sich bei dieser Ausführungsform eine in Reihenerstreckungsrichtung variierende oder lokale Bauraumbeschränkung dadurch überwinden, dass mindestens eines der Display-Flächenelemente einer Reihe bezüglich der benachbarten Display-Flächenelemente derselben Reihe in der Strahlausbreitungsrichtung der Displayfläche stufen- oder treppenartig versetzt angeordnet ist.In the case of particularly critical installation space conditions or those that vary along the direction of the row extension, in particular in the case of local installation space restrictions, a specific step-like or stair-like arrangement of individual or multiple display surface elements within a row is also possible (here too, ideally while maintaining a pixel spacing or a multiple thereof between the adjacent display surface elements and again ideally parallel to the adjacent display surface elements). In other words, in this embodiment, a local installation space restriction that varies in the direction of the row extension can be overcome by arranging at least one of the display surface elements of a row offset in a step-like or stair-like manner with respect to the adjacent display surface elements of the same row in the beam propagation direction of the display surface.

Wenn die gewünschte Bildgröße bzw. -Höhe dies erfordert, können in der Projektionseinheit auch mehr als zwei Reihen von Display-Flächenelementen stufenförmig oder treppenartig aufeinanderfolgend angeordnet sein. Die aufeinanderfolgenden Reihen können dabei beispielsweise jeweils mit der gleichen Stufenhöhe zueinander versetzt sein.If the desired image size or height requires it, more than two rows of display surface elements can be arranged in a step-like or stair-like manner in the projection unit. The successive rows can, for example, be offset from one another by the same step height.

Bei einer spezifischen Ausgestaltung umfasst die Projektionseinheit ferner einen um die zusammengesetzte Displayfläche herum angeordneten Lichtschacht, dessen Seitenwände sich parallel oder zumindest schräg entlang der Strahlausbreitungsrichtung erstrecken und die Displayfläche dabei zumindest teilweise umschließen. Dieser Lichtschacht kann die bildgebende Displayfläche beispielsweise als mechanisches Gehäuse vor Schmutz, Staub und Beschädigungen schützen und/oder als eine optische Blende zur Unterdrückung unerwünschter Lichtstreuung und störender Reflexe externen und/oder internen Ursprungs dienen. Insbesondere kann der Lichtschacht zur Reflexionsscheibe hin durch eine für das erzeugte Lichtstrahlenbündel transparente Deckscheibe (auch Deckglas genannt) abgedeckt sein, die ebenfalls zum mechanischen Schutz und/oder zur Unterdrückung störender Sonnen- und Umgebungslichtreflexe ausgelegt sein kann.In a specific embodiment, the projection unit further comprises a light shaft arranged around the assembled display surface, the side walls of which extend parallel or at least obliquely along the beam propagation direction and at least partially enclose the display surface. This light shaft can protect the imaging display surface, for example as a mechanical housing against dirt, dust and damage and/or serve as an optical shutter to suppress unwanted light scattering and disturbing reflections of external and/or internal origin. In particular, the light shaft can be covered towards the reflection disk by a cover disk (also called cover glass) that is transparent to the generated light beam bundle and can also be designed for mechanical protection and/or to suppress disturbing sunlight and ambient light reflections.

Insbesondere können in der Blickfeldanzeigevorrichtung mehrere alternative oder modular zu einem größeren Komplex zusammensetzbare Projektionseinheiten hierin vorgestellter Art vorgesehen sein, die jeweils für verschiedene Anbringungsorte im Fahrzeug ausgebildet sind. Beispielsweise kann eine Projektionseinheit für den Fahrer eines für den Rechtsverkehr ausgelegten Fahrzeugs und/oder eine weitere für den Fahrer eines für den Linksverkehr ausgelegten Fahrzeugs und/oder einen oder mehrere Beifahrer vorgesehen sein etc., wobei die jeweiligen Projektionseinheiten einzeln vertrieben und modular in einem Fahrzeug nachrüstbar sein können.In particular, the field of vision display device can be provided with a plurality of alternative projection units of the type presented here, or those that can be modularly assembled to form a larger complex, each of which is designed for different mounting locations in the vehicle. For example, one projection unit can be provided for the driver of a vehicle designed for right-hand traffic and/or another for the driver of a vehicle designed for left-hand traffic and/or one or more passengers, etc., whereby the respective projection units can be sold individually and can be retrofitted in a vehicle in a modular manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist das oben genannte Fahrzeug vorgesehen. Insbesondere kann dabei die Frontscheibe in deren unterem Bereich einen zumindest teilweise schwarz oder dunkel gefärbten oder beschichteten Schwarzdruckbereich aufweisen, der sich rein beispielhaft über eine gesamte Frontscheibenerstreckung in Querrichtung des Fahrzeugs erstrecken kann, wobei die Projektionseinheit und deren Displayfläche derart in oder unter der Oberseite der Instrumententafel angeordnet sind, dass die Frontscheibe und dabei zumindest teilweise deren Schwarzdruckbereich als Reflexionsscheibe der Blickfeldanzeigevorrichtung dienen. Mit der hierin vorgestellten stufenförmigen oder treppenartigen Displayanordnung kann die bildgebende Displayfläche besonders nahe im Bereich einer Frontscheibenwurzel platziert werden, sodass nahezu der gesamte Schwarzdruckbereich für eine besonders kontrastreiche virtuelle Anzeige weitgehend unabhängig von der Außenhelligkeit nutzbar ist.According to a further aspect, the above-mentioned vehicle is provided. In particular, the windscreen can have in its lower area a black print area that is at least partially black or dark colored or coated, which can extend purely by way of example over an entire windscreen extension in the transverse direction of the vehicle, wherein the projection unit and its display surface are arranged in or under the upper side of the instrument panel in such a way that the windscreen and at least partly their black print area serves as a reflection disc of the field of view display device. With the step-shaped or staircase-like display arrangement presented here, the imaging display area can be placed particularly close to the area of a windscreen root, so that almost the entire black print area can be used for a particularly high-contrast virtual display, largely independent of the outside brightness.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Projektionseinheit der Blickfeldanzeigevorrichtung derart in und/oder unter der Oberseite der Instrumententafel angeordnet, dass deren Display-Flächenelemente mit der genannten Oberseite einen spitzen Winkel zwischen etwa 25° bis etwa 65°, beispielsweise zwischen etwa 35° bis etwa 55° bilden. Damit kann beispielsweise eine besonders platzsparende Anordnung bei einer gegebenen Displayflächengröße und/oder eine besonders hohe optische Performance der Blickfeldanzeigevorrichtung erzielt werden. Insbesondere kann dieser spitze Winkel etwa 45° betragen. Je nach Anforderungen und Gegebenheiten eines konkreten Anwendungsfalls, wie beispielsweise einem Neigungswinkel, den die als Reflexionsscheibe genutzte Fahrzeugscheibe mit der darunter liegenden Oberseite der Instrumententafel bildet, und/oder einer erforderlichen Position für die Eyebox, kann auch ein anderer, beispielsweise flacherer Winkel von beispielsweise etwa 15° bis 35°, insbesondere etwa 20° bis 30°, oder noch flacher wie beispielsweise etwa 10° bis 20° oder sogar in etwa parallel zu der genannten Oberseite der Fahrzeugverkleidung geeignet für die Orientierung der Displayfläche und von deren einzelnen Display-Flächenelementen sein. Insbesondere kann dabei auch eine in etwa horizontale Orientierung der Display-Flächenelemente im Fahrzeug eine optimale optische Performance der Blickfeldanzeigevorrichtung ergeben.According to one embodiment, the projection unit of the field of view display device is arranged in and/or under the top of the instrument panel in such a way that its display surface elements form an acute angle of between approximately 25° and approximately 65°, for example between approximately 35° and approximately 55°, with said top. This makes it possible, for example, to achieve a particularly space-saving arrangement for a given display surface size and/or a particularly high optical performance of the field of view display device. In particular, this acute angle can be approximately 45°. Depending on the requirements and circumstances of a specific application, such as an angle of inclination that the vehicle window used as a reflection pane forms with the upper side of the instrument panel underneath, and/or a required position for the eyebox, another, for example flatter angle of, for example, approximately 15° to 35°, in particular approximately 20° to 30°, or even flatter such as approximately 10° to 20° or even approximately parallel to the aforementioned upper side of the vehicle paneling may be suitable for the orientation of the display surface and its individual display surface elements. In particular, an approximately horizontal orientation of the display surface elements in the vehicle can also result in optimal optical performance of the field of view display device.

Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand von in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispielen näher erläutert. Die schematischen Zeichnungen können zwar teilweise auch als maßstabsgetreu verstanden werden, dies ist jedoch keineswegs zwingend oder beschränkend. Es zeigen:

  • 1 einen Ausschnitt eines Fahrzeugs mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, teils in einem vertikalen Längsschnitt und teils perspektivisch;
  • 2 eine perspektivische Ansicht einer Frontscheibe des Fahrzeugs der 1 aus Fahrersicht mit virtuellen Anzeigebereichen, die den linken und den rechten Außenspiegel ersetzen;
  • 3 einen weiteren Ausschnitt des Fahrzeugs der 1, der die darin integrierte Blickfeldanzeigevorrichtung aus einer anderen Perspektive zeigt; und
  • 4 einen Ausschnitt eines Fahrzeugs mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wiederum teils in einem vertikalen Längsschnitt und teils perspektivisch.
The above aspects of the invention and their embodiments and specific configurations are explained in more detail below with reference to examples shown in the accompanying drawings. The schematic drawings can also be understood as partially true to scale, but this is by no means mandatory or restrictive. They show:
  • 1 a section of a vehicle with a field of vision display device according to an embodiment of the invention, partly in a vertical longitudinal section and partly in perspective;
  • 2 a perspective view of a windshield of the vehicle of the 1 from the driver's perspective with virtual display areas that replace the left and right exterior mirrors;
  • 3 another section of the vehicle of the 1 , which shows the integrated field of view display device from a different perspective; and
  • 4 a section of a vehicle with a field of view display device according to a further embodiment of the invention, again partly in a vertical longitudinal section and partly in perspective.

Alle weiter oben in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen erwähnten verschiedenen Ausführungsformen, Varianten und spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der Blickfeldanzeigevorrichtung und des Fahrzeugs gemäß den obigen Aspekten der Erfindung können bei den in den 1 bis 4 gezeigten Beispielen, insbesondere auch alternativ oder zusätzlich zu den darin gezeigten Merkmalen, implementiert sein. Sie werden daher nachfolgend nicht alle nochmals wiederholt. Das Gleiche gilt entsprechend für die weiter oben bereits angegebenen Begriffsdefinitionen und Wirkungen in Bezug auf einzelne Merkmale, die in den 1-4 gezeigt sind.All of the various embodiments, variants and specific design features of the field of vision display device and the vehicle according to the above aspects of the invention mentioned above in the description and in the following claims can be implemented in the 1 to 4 shown examples, in particular alternatively or in addition to the features shown therein. They will therefore not all be repeated again below. The same applies accordingly to the definitions and effects already given above in relation to individual features that are in the 1-4 are shown.

1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung teils in einem vertikalen Längsschnitt und teils perspektivisch einen Ausschnitt eines Fahrzeugs 1 mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Blickfeldanzeigevorrichtung 2 ist hier rein beispielhaft als ein Head-up-Display (HUD) ausgebildet. Die nachfolgend verwendeten räumlichen Orientierungsbegriffe wie „horizontal“, „vertikal“, „oberhalb“, „unterhalb“, „vorn“, „hinten“, „seitlich“ etc. beziehen sich auf das übliche fahrzeugfeste kartesische Koordinatensystem mit zueinander senkrechten Längs-, Quer- und Höhenrichtungen des Fahrzeugs 1. 1 shows in a highly simplified schematic representation, partly in a vertical longitudinal section and partly in perspective, a section of a vehicle 1 with a field of view display device 2 according to an embodiment of the invention. The field of view display device 2 is designed here purely as an example as a head-up display (HUD). The spatial orientation terms used below, such as "horizontal", "vertical", "above", "below", "front", "rear", "side" etc., refer to the usual vehicle-fixed Cartesian coordinate system with mutually perpendicular longitudinal, transverse and vertical directions of the vehicle 1.

Die Blickfeldanzeigevorrichtung 2 ist zur Erzeugung eines virtuellen Bilds V, das als Außenspiegelersatz dienen soll, im Blickfeld eines Fahrers des Fahrzeugs 1 ausgebildet. Dieser ist in 1 durch seine Augen 3 und eine dafür bestimmte Eyebox E im Insassenraum des Fahrzeugs 1 angedeutet. Das Fahrzeug 1 ist rein beispielhaft ein Kraftfahrzeug. Es ist in 1 durch seine Frontscheibe 4, eine sich darunter erstreckende und nicht näher dargestellte Instrumententafel 5 sowie einen sich darüber erstreckenden Dachhimmel 6 angedeutet. Zumindest ein Teil des virtuellen Bilds V ist dabei besonders kontrastreich in einem dunkel oder schwarz getönten oder beschichteten Schwarzdruckbereich 16 im unteren Bereich der Frontscheibe 4 darstellbar. The field of view display device 2 is designed to generate a virtual image V, which is intended to serve as an outside mirror replacement, in the field of view of a driver of the vehicle 1. This is in 1 indicated by his eyes 3 and a dedicated eyebox E in the passenger compartment of the vehicle 1. The vehicle 1 is purely an example of a motor vehicle. It is in 1 indicated by its windscreen 4, an instrument panel 5 extending underneath and not shown in detail, and a roof liner 6 extending above it. At least part of the virtual image V can be displayed with particularly high contrast in a dark or black tinted or coated black print area 16 in the lower area of the windscreen 4.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Frontscheibe 4 des Fahrzeugs 1 der 1 aus Fahrersicht mit rein beispielhaften geeigneten virtuellen Anzeigebereichen 17 und 18 zum Ersetzen des linken und des rechten Außenspiegels. Dabei liegt ein Teil 19 des Anzeigebereichs 17 und ein Teil 20 des Anzeigebereichs 18 im Schwarzdruckbereich 16 der Frontscheibe 4. Dargestellt ist auch die eingangs erwähnte 4°-Sichtstrahllinie 21. 2 shows a perspective view of the windscreen 4 of the vehicle 1 of the 1 from the driver's perspective with purely exemplary suitable virtual Display areas 17 and 18 for replacing the left and right exterior mirrors. Part 19 of the display area 17 and part 20 of the display area 18 are located in the black print area 16 of the windscreen 4. The 4° line of sight 21 mentioned at the beginning is also shown.

3 zeigt einen weiteren Ausschnitt des Fahrzeugs 1 der 1, der die Blickfeldanzeigevorrichtung 2 aus einer etwas anderen Perspektive zeigt. 3 shows another section of vehicle 1 of the 1 , which shows the field of view display device 2 from a slightly different perspective.

Die Blickfeldanzeigevorrichtung 2 umfasst eine Projektionseinheit 7, die in diesem Beispiel unterhalb der Frontscheibe 4 in der Instrumententafel 5 angeordnet ist. Die Projektionseinheit 7 ist zum Erzeugen und Ausgeben eines Lichtstrahlenbündels L mit dem für den Spiegelersatz erforderlichen Anzeigeinhalt in Richtung der Frontscheibe 4 ausgebildet und angeordnet, so dass das Lichtstrahlenbündel L von der Frontscheibe 4 zu der Eyebox E reflektiert wird und dem Fahrer dadurch das virtuelle Bild V beim Blick in die Frontscheibe 4 als dahinter schwebend erscheint.The field of view display device 2 comprises a projection unit 7, which in this example is arranged below the windscreen 4 in the instrument panel 5. The projection unit 7 is designed and arranged to generate and output a light beam L with the display content required for the mirror replacement in the direction of the windscreen 4, so that the light beam L is reflected from the windscreen 4 to the eyebox E and the virtual image V therefore appears to the driver as floating behind it when looking into the windscreen 4.

Hierzu weist die Projektionseinheit 7 eine bildgebende Displayfläche auf, die sich aus rein beispielhaft sechs untereinander identischen rechteckigen Display-Flächenelementen 81-83 und 91-93 zusammensetzt, die in zwei Reihen 8 und 9 angeordnet sind. Die Reihen 8 und 9 erstrecken sich in deren Reihenerstreckungsrichtung, die in diesem Beispiel den langen Rechteckseiten (siehe 3) der Display-Flächenelemente 81-83 und 91-93 entspricht, entlang oder abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu der Frontscheibe 4 bzw. zu deren Frontscheibenwurzel.For this purpose, the projection unit 7 has an imaging display surface which is composed of, purely by way of example, six mutually identical rectangular display surface elements 81-83 and 91-93 which are arranged in two rows 8 and 9. The rows 8 and 9 extend in their row extension direction, which in this example corresponds to the long sides of the rectangle (see 3 ) of the display surface elements 81-83 and 91-93, along or in sections essentially parallel to the front pane 4 or to its front pane root.

Die Reihen 8 und 9 sind in Strahlausbreitungsrichtung A der Blickfeldanzeigevorrichtung 2 stufenförmig mit einer vorbestimmten ersten Stufenhöhe 14 zueinander versetzt und bilden somit eine Art Treppe. Dabei ist jedes Display-Flächenelement 81-83, 91-93 zur Erzeugung eines Teil-Anzeigeinhalts und eines diesen transportierenden Teil-Lichtstrahlenbündels ausgebildet, die insgesamt ein von der Displayfläche in Strahlausbreitungsrichtung A ausgehendes Lichtstrahlenbündel L mit dem zur Erzeugung des virtuellen Bilds V benötigten Anzeigeinhalt ergeben.The rows 8 and 9 are offset from one another in the beam propagation direction A of the field of view display device 2 in a step-like manner with a predetermined first step height 14 and thus form a type of staircase. Each display surface element 81-83, 91-93 is designed to generate a partial display content and a partial light beam bundle that transports this, which together result in a light beam bundle L emanating from the display surface in the beam propagation direction A with the display content required to generate the virtual image V.

In diesem Beispiel sind Displayebenen aller Display-Flächenelemente 81-83, 91-93 in der Projektionseinheit 7 parallel zueinander orientiert. Die beiden Reihen 8 und 9 grenzen in Projektion auf eine gemeinsame Strahlquerschnittsebene Q, die sich senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung A erstreckt, mit einem vorbestimmten lateralen Abstand von mindestens einem einfachen Pixelabstand aneinander, was eine einheitliche und störungsfreie Anzeige auch im entsprechenden Übergangsbereich des virtuellen Bilds V ermöglicht. Das Lichtstrahlenbündel L ist allein durch seinen Mittenstrahl angedeutet, der aus einer Mitte C der gemeinsamen Strahlquerschnittsebene Q in eine Mitte der Eyebox E des Fahrers führt.In this example, display planes of all display surface elements 81-83, 91-93 in the projection unit 7 are oriented parallel to one another. The two rows 8 and 9 border one another in projection onto a common beam cross-sectional plane Q, which extends perpendicular to the beam propagation direction A, with a predetermined lateral distance of at least one simple pixel pitch, which enables a uniform and interference-free display even in the corresponding transition area of the virtual image V. The light beam L is indicated only by its central beam, which leads from a center C of the common beam cross-sectional plane Q to a center of the driver's eyebox E.

Gemäß der weiter oben erwähnten spezifischen Ausgestaltung umfasst die Projektionseinheit 7 einen um die Displayfläche herum angeordneten Lichtschacht 10, dessen Seitenwände sich in diesem Beispiel parallel zur Strahlausbreitungsrichtung A von einer nicht näher dargestellten Oberseite der Instrumententafel 5 nach unten erstrecken und die Displayfläche dabei seitlich vollständig umschließen. Der Lichtschacht 10 ist zur Frontscheibe 4 hin durch eine für das erzeugte Lichtstrahlenbündel L transparente Deckscheibe 11 abgedeckt, welche - wie auch der Lichtschacht 10 selbst - sowohl zum mechanischen Schutz der Projektionseinheit 7 als auch zu deren Schutz vor störenden Sonnen- und Umgebungslichtreflexen ausgelegt ist.According to the specific design mentioned above, the projection unit 7 comprises a light shaft 10 arranged around the display surface, the side walls of which in this example extend downwards parallel to the beam propagation direction A from a top side of the instrument panel 5 (not shown in detail) and completely enclose the display surface at the sides. The light shaft 10 is covered towards the front window 4 by a cover plate 11 which is transparent to the generated light beam L and which - like the light shaft 10 itself - is designed both to mechanically protect the projection unit 7 and to protect it from annoying sunlight and ambient light reflections.

In 1 ist die Deckscheibe 11 rein beispielhaft in etwa planar ausgebildet und entlang der genannten Oberseite der Instrumententafel 5 ausgerichtet, sodass die umlaufenden oberen Kanten des Lichtschachts 10 (vgl. 3) beispielsweise in etwa bündig mit dem Rand einer für das Lichtstrahlenbündel L vorgesehenen Öffnung in der Oberseite der Instrumententafel 5 fluchten. Wie man der 1 entnehmen kann, sind dabei die einzelnen Display-Flächenelemente 81-83, 91-93 unter einem spitzen Winkel von etwa 40°-50° zu der Deckscheibe 11 bzw. zu der genannten Oberseite der Instrumententafel 5 ausgerichtet, um die beste optische Performance und die gewünschte Position der Eyebox E für die Blickfeldanzeigevorrichtung 2 bei gegebener Frontscheibe 4 zu erzielen. Dieser Winkel ist dank der hierin vorgestellten insgesamt platzsparenden Ausgestaltung der Projektionseinheit 7 auch trotz eines begrenzten Bauraums innerhalb der Instrumententafel 5 realisierbar. Wie weiter oben erwähnt, kann jedoch beispielsweise bei einer anderen Ausgestaltung der Reflexionsscheibe und/oder einer anderen Wunschposition der Eyebox E auch ein flacherer spitzer Winkel von beispielsweise 15°-25° oder auch eine nahezu parallele Ausrichtung der Display-Flächenelemente 81-83, 91-93 zu der Oberseite der Instrumententafel 5 oder einer anderen Fahrzeugverkleidung geeignet und ebenfalls realisierbar sein.In 1 the cover plate 11 is, purely by way of example, approximately planar and aligned along the said upper side of the instrument panel 5, so that the circumferential upper edges of the light shaft 10 (cf. 3 ) should be approximately flush with the edge of an opening in the upper side of the instrument panel 5 provided for the light beam L. How to 1 As can be seen, the individual display surface elements 81-83, 91-93 are aligned at an acute angle of approximately 40°-50° to the cover plate 11 or to the aforementioned top side of the instrument panel 5 in order to achieve the best optical performance and the desired position of the Eyebox E for the field of view display device 2 for a given windshield 4. Thanks to the overall space-saving design of the projection unit 7 presented here, this angle can be realized even despite a limited installation space within the instrument panel 5. As mentioned above, however, with a different design of the reflection plate and/or a different desired position of the Eyebox E, a flatter acute angle of, for example, 15°-25° or an almost parallel alignment of the display surface elements 81-83, 91-93 to the top side of the instrument panel 5 or another vehicle paneling can also be suitable and also realized.

Wie man in 1 an der gemeinsamen Strahlquerschnittsebene Q erkennt, die einer durchgehenden Displayfläche entspricht, die bei einer herkömmlichen Blickfeldanzeigevorrichtung bei der gleichen Größe des virtuellen Bilds V benötigt wäre, lässt sich durch die stufenförmige/treppenartige Displayanordnung eine sonst unvermeidbare Bauraumrestriktion durch eine fest vorgegebene Tragstruktur 12 des Fahrzeugs 1 umgehen.How to 1 at the common beam cross-sectional plane Q, which corresponds to a continuous display area that would be required for a conventional field of view display device with the same size of the virtual image V, the step-like/stair-like display arrangement allows an otherwise unavoidable installation space restriction by a fixed supporting structure 12 of the vehicle 1.

Bei Bedarf ist auch eine beliebige andere Anzahl oder Form der Display-Flächenelemente und Reihen als in 1 und 3 mit einer stufenförmigen/treppenartigen Displayanordnung nach dem gleichen Bauprinzip realisierbar. Die Display-Ebenen der einzelnen Display-Flächenelemente können im fahrzeugeigenen Koordinatensystem dabei je nach Anwendungsfall und verfügbarem Bauraum unterschiedlich geneigt sein, bei Bedarf auch mit einem von Display-Flächenelement zu Display-Flächenelement oder von Reihe zu Reihe variierenden Neigungswinkel.If required, any other number or shape of display surface elements and rows than in 1 and 3 with a step-like/stair-like display arrangement based on the same construction principle. The display levels of the individual display surface elements can be inclined differently in the vehicle's own coordinate system depending on the application and the available installation space, if required also with an inclination angle that varies from display surface element to display surface element or from row to row.

Durch die hierin vorgestellte stufenförmige/treppenartige Displayanordnung ist insbesondere auch eine erhebliche Reduktion der X-Maß-Kette (d. h. der Abmessung in Fahrzeuglängsrichtung) der Displayfläche im Fahrzeug 1 erzielbar, um beispielsweise sowohl ein HUD in eingangs erwähnter klassischer Bauweise als auch eine hierin vorgestellte, als Spiegelersatz ausgelegte Blickfeldanzeigevorrichtung 2 gleichzeitig und optimal im vorhandenen Bauraum eines Fahrzeugs 1 zu integrieren.The step-shaped/stair-like display arrangement presented here also makes it possible to achieve a significant reduction in the X-dimension chain (i.e. the dimension in the vehicle's longitudinal direction) of the display area in the vehicle 1, in order to simultaneously and optimally integrate, for example, both a HUD in the classical design mentioned above and a field of view display device 2 presented here designed as a mirror replacement in the available installation space of a vehicle 1.

4 zeigt einen Ausschnitt eines Fahrzeugs 1 mit einer Blickfeldanzeigevorrichtung 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wiederum teils in einem vertikalen Längsschnitt und teils perspektivisch. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden nachfolgend nur die Unterschiede zu der Blickfeldanzeigevorrichtung 2 der 1-3 beschrieben. 4 shows a section of a vehicle 1 with a field of view display device 2 according to a further embodiment of the invention, again partly in a vertical longitudinal section and partly in perspective. To avoid repetition, only the differences to the field of view display device 2 of the 1-3 described.

Es kann sich insbesondere um das gleiche Fahrzeug 1 wie in 1-3 oder ein ähnliches Fahrzeug 1 handeln. Um allerdings im Vergleich dazu besonders kritische oder entlang der Reihenerstreckungsrichtung variierende oder lokal auftretende Bauraumbeschränkungen zu erfüllen, ist zusätzlich eine stufenförmige Anordnung der Display-Flächenelemente 91-93 innerhalb der Reihe 9 implementiert (auch hier unter Einhaltung eines Pixelabstands oder eines Vielfachen davon zwischen den benachbarten, zueinander parallel orientierten Display-Flächenelementen 91-93 der Reihe 9).In particular, it may be the same vehicle 1 as in 1-3 or a similar vehicle 1. However, in order to meet particularly critical installation space restrictions or those that vary along the direction of the row or that occur locally, a stepped arrangement of the display surface elements 91-93 within the row 9 is additionally implemented (here too, while maintaining a pixel spacing or a multiple thereof between the adjacent display surface elements 91-93 of the row 9 that are oriented parallel to one another).

Mit anderen Worten wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine in Reihenerstreckungsrichtung variierende oder lokale Bauraumbeschränkung (nicht extra dargestellt) dadurch überwunden, dass das von dieser lokalen Bauraumbeschränkung betroffene Display-Flächenelement 92 in der Reihe 9 bezüglich der benachbarten Display-Flächenelemente 91 und 93 derselben Reihe in der Strahlausbreitungsrichtung A der Displayfläche stufenförmig um eine hierzu geeignete vorbestimmte zweite Stufenhöhe 15 versetzt ist. Rein beispielhaft reicht hierzu eine deutlich geringere zweite Stufenhöhe 15, als die erste Stufenhöhe 14 zwischen den Reihen 8 und 9 aus.In other words, in this embodiment, a local installation space limitation (not shown separately) that varies in the direction of the row extension is overcome by the display surface element 92 in row 9 affected by this local installation space limitation being offset in a step-like manner by a predetermined second step height 15 suitable for this purpose in the beam propagation direction A of the display surface relative to the adjacent display surface elements 91 and 93 of the same row. Purely by way of example, a significantly lower second step height 15 than the first step height 14 between rows 8 and 9 is sufficient for this purpose.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
22
BlickfeldanzeigevorrichtungField of view display device
33
Auge des FahrersDriver's eye
44
FrontscheibeWindscreen
55
Instrumententafeldashboard
66
DachhimmelHeadlining
77
ProjektionseinheitProjection unit
8, 98, 9
zueinander in Strahlausbreitungsrichtung versetzte Reihen der DisplayflächeRows of the display surface offset from each other in the direction of beam propagation
81-8381-83
Display-Flächenelemente einer ersten ReiheDisplay surface elements of a first row
91-9391-93
Display-Flächenelemente einer zweiten ReiheDisplay surface elements of a second row
1010
LichtschachtLight shaft
1111
DeckscheibeCover plate
1212
TragstrukturSupporting structure
1414
erste Stufenhöhe zwischen zwei Reihenfirst step height between two rows
1515
zweite Stufenhöhe zwischen einzelnen Display-Flächenelementen der zweiten Reihesecond step height between individual display surface elements of the second row
1616
SchwarzdruckbereichBlack printing area
1717
virtueller Anzeigebereich als Ersatz für den linken AußenspiegelVirtual display area as a replacement for the left exterior mirror
1818
virtueller Anzeigebereich als Ersatz für den rechten AußenspiegelVirtual display area as a replacement for the right exterior mirror
19, 2019, 20
Teile der virtuellen Anzeigebereiche im SchwarzdruckbereichParts of the virtual display areas in the black print area
2121
4°-Sichtstrahllinie4° line of sight
EE
Eyebox des Insassen, RaumbereichOccupant’s eyebox, room area
LL
Lichtstrahlenbündelbundle of light rays
AA
StrahlausbreitungsrichtungBeam propagation direction
QQ
StrahlquerschnittsebeneBeam cross-sectional plane
CC
Mitte der StrahlquerschnittsebeneCenter of beam cross-sectional plane
VV
virtuelles Bildvirtual image

Claims (9)

Blickfeldanzeigevorrichtung (2), die als ein Spiegelersatzsystem für mindestens einen Seitenspiegel eines Fahrzeugs (1) ausgebildet ist, umfassend: - eine Projektionseinheit (7), umfassend eine bildgebende Displayfläche, die in oder unter einer Oberseite einer Instrumententafel (5) des Fahrzeugs (1) anzuordnen ist und sich aus mindestens zwei Display-Flächenelementen (81-83, 91-93) zusammensetzt, die jeweils zur Erzeugung eines Teil-Anzeigeinhalts und eines diesen transportierenden Teil-Lichtstrahlenbündels eines von der Projektionseinheit (7) insgesamt ausgegebenen Lichtstrahlenbündels (L) ausgebildet und ansteuerbar sind; - wobei die mindestens zwei Display-Flächenelemente (81-83, 91-93) in der Projektionseinheit (7) in mindestens zwei Reihen (8, 9) angeordnet sind, die in einer vorbestimmten Strahlausbreitungsrichtung (A) der Displayfläche stufenförmig oder treppenartig zueinander versetzt sind und in Projektion auf eine gemeinsame Strahlquerschnittsebene (Q), die sich senkrecht zur genannten Strahlausbreitungsrichtung (A) erstreckt, aneinander direkt oder mit vorbestimmten lateralen Abständen, die zumindest eine einfache Pixelgröße oder deren Vielfaches betragen, grenzen; - sowie eine im Blickfeld eines Insassen angeordnete Reflexionsscheibe, die dazu ausgelegt ist, das von der Projektionseinheit (7) ausgegebene Lichtstrahlenbündel (L) zu einem für die Augen (3) des Insassen vorbestimmten Raumbereich (E) zu reflektieren, sodass ihm ein hinter der Reflexionsscheibe schwebendes virtuelles Bild (V) dargestellt wird, das einen Blick in den betreffenden Seitenspiegel ersetzt; - wobei die Reflexionsscheibe so im Strahlengang des von der Projektionseinheit (7) ausgegebenen Lichtstrahlenbündels (L) angeordnet ist, dass sich die einzelnen Reihen (8, 9) der Display-Flächenelemente (81-83, 91-93) mit deren Reihenerstreckungsrichtung entlang der Reflexionsscheibe oder zumindest lokal parallel zu ihr erstrecken; und - wobei die Reflexionsscheibe direkt gegenüber der Displayfläche angeordnet ist, mit Ausnahme etwaiger Abdeckungen der Projektionseinheit (7), die keine strahlformende, -umlenkende oder abbildende optische Wirkung auf das Lichtstrahlenbündel (L) haben.Field of view display device (2) which serves as a mirror replacement system for at least one side mirror of a vehicle (1), comprising: - a projection unit (7) comprising an imaging display surface which is to be arranged in or under an upper side of an instrument panel (5) of the vehicle (1) and is composed of at least two display surface elements (81-83, 91-93), which are each designed and controllable to generate a partial display content and a partial light beam transporting this content of a light beam (L) emitted as a whole by the projection unit (7); - wherein the at least two display surface elements (81-83, 91-93) are arranged in the projection unit (7) in at least two rows (8, 9) which are offset from one another in a step-like or stair-like manner in a predetermined beam propagation direction (A) of the display surface and, when projected onto a common beam cross-sectional plane (Q) which extends perpendicular to said beam propagation direction (A), border one another directly or at predetermined lateral distances which are at least a single pixel size or a multiple thereof; - and a reflection disk arranged in the field of vision of an occupant which is designed to reflect the light beam bundle (L) emitted by the projection unit (7) to a spatial region (E) predetermined for the eyes (3) of the occupant, so that a virtual image (V) floating behind the reflection disk is displayed to the occupant, which replaces a look in the relevant side mirror; - wherein the reflection disk is arranged in the beam path of the light beam (L) emitted by the projection unit (7) such that the individual rows (8, 9) of the display surface elements (81-83, 91-93) extend with their row extension direction along the reflection disk or at least locally parallel to it; and - wherein the reflection disk is arranged directly opposite the display surface, with the exception of any covers of the projection unit (7) which have no beam-forming, beam-deflecting or imaging optical effect on the light beam (L). Blickfeldanzeigevorrichtung (2) nach Anspruch 1, bei der - mindestens eine dieser Reihen (8, 9) zwei oder mehr Display-Flächenelemente (81-83; 91-93) umfasst; und - die einzelnen Display-Flächenelemente (81-83; 91-93) der jeweiligen Reihe (8, 9) zumindest in Projektion auf die gemeinsame Strahlquerschnittsebene (Q) ebenfalls aneinander direkt oder mit vorbestimmten lateralen Abständen, die zumindest eine einfache Pixelgröße oder deren Vielfaches betragen, grenzen.Field of view display device (2) according to Claim 1 , in which - at least one of these rows (8, 9) comprises two or more display surface elements (81-83; 91-93); and - the individual display surface elements (81-83; 91-93) of the respective row (8, 9), at least in projection onto the common beam cross-sectional plane (Q), also border one another directly or with predetermined lateral distances which amount to at least a single pixel size or a multiple thereof. Blickfeldanzeigevorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei der - Displayebenen aller einzelnen Display-Flächenelemente (81-83; 91-93) innerhalb der jeweiligen Reihe (8, 9) oder der gesamten Displayfläche im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind.Field of view display device (2) according to Claim 1 or 2 , in which - display planes of all individual display surface elements (81-83; 91-93) within the respective row (8, 9) or the entire display surface are oriented substantially parallel to one another. Blickfeldanzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der - mindestens eine der Reihen (9) zwei oder mehr Display-Flächenelemente (91-93) umfasst; und - mindestens eines dieser Display-Flächenelemente (92) stufenförmig oder treppenartig zu den benachbarten Display-Flächenelementen (91, 93) derselben Reihe (9) in der Strahlausbreitungsrichtung (A) der Displayfläche versetzt ist.Field of view display device (2) according to one of the preceding claims, in which - at least one of the rows (9) comprises two or more display surface elements (91-93); and - at least one of these display surface elements (92) is offset in a step-like or stair-like manner from the adjacent display surface elements (91, 93) of the same row (9) in the beam propagation direction (A) of the display surface. Blickfeldanzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Projektionseinheit (7) ferner umfasst: - einen um die zusammengesetzte Displayfläche herum angeordneten Lichtschacht (10), dessen Seitenwände sich parallel oder zumindest schräg entlang der Strahlausbreitungsrichtung (A) erstrecken und die Displayfläche dabei zumindest teilweise umschließen.Field of view display device (2) according to one of the preceding claims, the projection unit (7) of which further comprises: - a light shaft (10) arranged around the assembled display surface, the side walls of which extend parallel or at least obliquely along the beam propagation direction (A) and at least partially enclose the display surface. Blickfeldanzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei sich mindestens eines der Display-Flächenelemente (81-83, 91-93) im Wesentlichen senkrecht zu einem Mittenstrahl der Blickfeldanzeigevorrichtung (2) erstreckt, der aus einer Mitte (C) der gemeinsamen Strahlquerschnittsebene (Q) in eine Mitte des für die Augen (3) des Insassen vorgesehen Raumbereichs (E) führt.Visual field display device (2) according to one of the preceding claims, - wherein at least one of the display surface elements (81-83, 91-93) extends substantially perpendicular to a central beam of the visual field display device (2), which leads from a center (C) of the common beam cross-sectional plane (Q) into a center of the spatial region (E) provided for the eyes (3) of the occupant. Fahrzeug (1) mit zueinander senkrechten Längs-, Quer- und Höhenrichtungen eines fahrzeugfesten kartesischen Koordinatensystems, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend: - einen Insassenraum und eine Frontscheibe (4), die ihn zumindest teilweise nach vorn begrenzt; sowie - eine Blickfeldanzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Projektionseinheit (7) im Insassenraum angeordnet ist und deren Reflexionsscheibe als Teil der Frontscheibe oder als eine extra im Insassenraum angeordnete Combinerscheibe ausgebildet ist.Vehicle (1) with mutually perpendicular longitudinal, transverse and vertical directions of a vehicle-fixed Cartesian coordinate system, in particular a motor vehicle, comprising: - a passenger compartment and a windshield (4) which at least partially delimits it to the front; and - a field of view display device (2) according to one of the preceding claims, the projection unit (7) of which is arranged in the passenger compartment and the reflection disk of which is designed as part of the windshield or as a combiner disk arranged separately in the passenger compartment. Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, wobei - die Frontscheibe (4) in deren unterem Bereich einen zumindest teilweise schwarz oder dunkel gefärbten oder beschichteten Schwarzdruckbereich (16) aufweist; - das Fahrzeug (1) eine unterhalb der Frontscheibe (4) angeordnete Instrumententafel (5) aufweist; und - die Projektionseinheit (7) der Blickfeldanzeigevorrichtung (2) und deren Displayfläche derart in oder unter einer Oberseite der Instrumententafel (5) angeordnet sind, dass die Frontscheibe (4) und dabei zumindest teilweise deren Schwarzdruckbereich (16) als Reflexionsscheibe der Blickfeldanzeigevorrichtung (2) dienen.Vehicle (1) to Claim 7 , wherein - the windscreen (4) has in its lower region a black print area (16) which is at least partially black or dark colored or coated; - the vehicle (1) has an instrument panel (5) arranged below the windscreen (4); and - the projection unit (7) of the field of view display device (2) and its display surface are arranged in or under an upper side of the instrument panel (5) are arranged such that the front screen (4) and at least partially its black print area (16) serve as a reflection screen of the field of view display device (2). Fahrzeug (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei - das Fahrzeug (1) eine sich unterhalb und entlang der Frontscheibe (4) erstreckende Instrumententafel (5) aufweist; und - die Projektionseinheit (7) der Blickfeldanzeigevorrichtung (2) derart in und/oder unter einer Oberseite der Instrumententafel (5) angeordnet ist, dass deren einzelne Display-Flächenelemente (81-83, 91-93) mit der genannten Oberseite einen spitzen Winkel zwischen etwa 25° und etwa 65°, vorzugsweise zwischen etwa 35° und etwa 55°, insbesondere von etwa 45°, bilden.Vehicle (1) to Claim 7 or 8th , wherein - the vehicle (1) has an instrument panel (5) extending below and along the windscreen (4); and - the projection unit (7) of the field of vision display device (2) is arranged in and/or under an upper side of the instrument panel (5) such that its individual display surface elements (81-83, 91-93) form an acute angle of between approximately 25° and approximately 65°, preferably between approximately 35° and approximately 55°, in particular of approximately 45°, with said upper side.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016214673A1 (en) 2016-08-08 2018-02-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Display system for side rear-view mirrorless motor vehicles
US20180188529A1 (en) 2015-06-26 2018-07-05 Nippon Seiki Co., Ltd. Screen device and head-up display device
US10302939B2 (en) 2014-08-20 2019-05-28 Nippon Seiki Co., Ltd. Projection device and head-up display device
DE102021103761A1 (en) 2021-02-17 2022-08-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Head-up display system for panoramic displays in a vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10302939B2 (en) 2014-08-20 2019-05-28 Nippon Seiki Co., Ltd. Projection device and head-up display device
US20180188529A1 (en) 2015-06-26 2018-07-05 Nippon Seiki Co., Ltd. Screen device and head-up display device
DE102016214673A1 (en) 2016-08-08 2018-02-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Display system for side rear-view mirrorless motor vehicles
DE102021103761A1 (en) 2021-02-17 2022-08-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Head-up display system for panoramic displays in a vehicle

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