DE112017006054T5

DE112017006054T5 - Mehrtiefe augmented realitätsanzeige

Info

Publication number: DE112017006054T5
Application number: DE112017006054.0T
Authority: DE
Inventors: Valerian Meijering; Robert Hardy; Kun Li; Ali Özgür Yöntem; Daping Chu
Original assignee: Cambridge Enterprise Ltd; Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Cambridge Enterprise Ltd; Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-09-19
Also published as: GB201906611D0; GB2571024A; US20190317326A1; GB2557229A; GB201620340D0; GB2571024B; WO2018100003A1; US11630303B2

Abstract

System, umfassend: eine Bildverwertungsvorrichtung zum Bilden eines Quellbildes, eine Projektionsoptik zum Darstellen eines Anzeigebildes auf dem Bildschirm, wobei das Anzeigebild ein dem Quellbild entsprechendes virtuelles Bild ist, wobei die Projektionsoptik eine optische Achse aufweist, und wobei die Bildverwertungsvorrichtung umfasst: eine erste Bildrealisierungsfläche in einem ersten Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik, eine zweite Bildrealisierungsfläche in einem zweiten unterschiedlichen Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik, wobei sich die ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen zumindest teilweise überlappen und wobei die erste und zweite Bildrealisierungsfläche mehrere Bereiche umfassen, wobei jeder Bereich selektiv zwischen einem transparenten Zustand und einem Bildrealisierungszustand umschaltbar ist, so dass das Quellbild selektiv auf einem Bereich der ersten oder zweiten Bildrealisierungsfläche gebildet und durch die Projektionsoptik projiziert werden kann, die das Anzeigebild auf dem Bildschirm in einer ersten oder zweiten scheinbaren Tiefe wiedergibt.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein 3-D Augmented-Reality-Darstellungssystem. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die Offenbarung auf eine Vorrichtung zum Erzeugen und Projizieren von Bildern mit mehreren Tiefen auf eine Anzeige, wie beispielsweise eine Windschutzscheibe, zur Verwendung in einem Fahrzeug. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf eine Vorrichtung zum Projizieren von mehrtiefen oder 3D-Bildern auf eine Windschutzscheibe.
HINTERGRUND
Heads-up-Displays (HUDs) sind bekannte Displays, bei denen Bilder auf eine transparente Oberfläche, wie beispielsweise eine Windschutzscheibe, projiziert werden. Solche Displays sind in einer Reihe von verschiedenen Umgebungen, einschließlich in Fahrzeugen, bekannt.
In Automobil-HUDs werden Informationen über die Fahrzeugbedingungen (Geschwindigkeit usw.) oder die Navigation auf der Windschutzscheibe angezeigt. Solche Displays sind typischerweise in der Größe begrenzt und projizieren das Bild in einer festen Tiefe an den Benutzer. Aufgrund der begrenzten Größe kann es vorkommen, dass das HUD mit Informationen überhäuft wird, die für den Nutzer, der eine Immobilie in Anspruch nimmt, weniger relevant sind. Da das Bild eine feste Tiefe hat, werden alle dem Benutzer präsentierten Informationen gleichermaßen hervorgehoben. Dies reduziert die Effizienz solcher Displays weiter.
Eine weitere Überlegung ist, dass es in Fahrzeugen typischerweise einen begrenzten physischen Raum gibt, in dem solche Systeme installiert werden können. Typischerweise müssen solche Systeme in bestehende Räume in einem Fahrzeug integriert oder auf einem so kleinen Raum wie möglich installiert werden, um die Notwendigkeit des Aus- und Einbaus bestehender Komponenten zu minimieren. Darüber hinaus sind in solchen Systemen mit der Einführung und Installation Kosten verbunden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Vorrichtung dar, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Abbildungssystem zum Erzeugen von mehrtiefgehenden virtuellen Bildern auf einem Bildschirm vorgesehen ist, wobei das Abbildungssystem umfasst: eine Bildrealisierungsvorrichtung zum Bilden eines Quellbildes, eine Projektionsoptik zum Rendern eines Anzeigebildes auf dem Bildschirm, worin das Anzeigebild ein dem Quellbild entsprechendes virtuelles Bild ist, wobei die Projektionsoptik eine optische Achse aufweist, und worin die Bildrealisierungsvorrichtung umfasst: eine erste Bildrealisierungsfläche in einem ersten Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik, eine zweite Bildrealisierungsfläche in einem zweiten unterschiedlichen Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik, wobei sich die ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen zumindest teilweise überlappen, und wobei jede der ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen eine Vielzahl von Bereichen umfasst, wobei jeder Bereich selektiv zwischen einem transparenten Zustand und einem Bildverhältniszustandumschaltbar ist, so dass das Quellbild selektiv auf einem Bereich der ersten oder zweiten Bildrealisierungsfläche gebildet und durch die Projektionsoptik projiziert werden kann, die das Anzeigebild auf dem Bildschirm des Bildschirms in einer ersten oder zweiten scheinbaren Tiefe wiedergibt.
Optional ist mindestens eine der ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen entlang der optischen Achse der Projektionsoptik verschiebbar. Durch die Bereitstellung eines zusätzlichen Bewegungsumfangs entlang der optischen Achse kann der Abstand, in dem das reale Bild vom Fokuspunkt der Projektionsoptik gebildet wird, feiner gesteuert werden.
Optional ist mindestens eine für die erste und zweite Bildrealisierungsfläche gegenüber der optischen Achse der Projektionsoptik drehbar/kippbar. Die Einführung einer Neigung in die Bildrealisierungsoberfläche ermöglicht es, dass Bilder, die auf verschiedenen Teilen der Oberfläche gebildet werden, in einem kontinuierlichen Bereich mit unterschiedlichen Abständen vom Brennpunkt der Projektionsoptik liegen. Durch die kontrollierte Verformung der Bildrealisierungsfläche wird somit der verfügbare Bereich und die Auflösung der virtuellen Bildtiefen erhöht.
Optional ist der Bildschirm eine Anzeige eines Head-up-Displays.
Optional umfassen die erste und zweite Bildrealisierungsfläche mehrere Bereiche, wobei jeder Bereich selektiv zwischen dem transparenten Zustand und dem Bildrealisierungszustand umschaltbar ist. Dies ermöglicht eine einzige Bildrealisierungsebene, um mehrere Bilder und Bildkonfigurationen gleichzeitig zu bilden.
Der Zustand der Bildrealisierung kann ein diffuser Zustand sein.
Optional ist mindestens eine der ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen in der Lage, das Quellbild zu erzeugen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit externer Bilderzeugungsmittel und es entsteht ein kompaktes System mit weniger Komponenten.
Optional, wobei die mindestens eine der ersten und zweiten Bildrealisierungsoberflächen eine elektrolumineszente Schicht umfasst. Solche Schichten können durch die Anwendung von Strom aktiviert werden, der lokalisiert und beliebig moduliert werden kann.
Optional umfasst die mindestens eine für die erste und zweite Bildrealisierungsfläche eine organische lichtemittierende Diode. Diese können für ein flexibles, mehrfarbiges Display verwendet werden.
Alternativ umfasst das Abbildungssystem eine Bilderzeugungseinheit zum Erzeugen des zu rendernden Quellbildes als Anzeigebild auf dem Bildschirm und zum Projizieren des Quellbildes auf mindestens eine der ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen. Die Bilderzeugungseinheit kann vorhersehbare Bildverzerrungen oder -verschlechterungen im System berücksichtigen und ein korrigiertes Bild projizieren, um die Qualität des endgültigen virtuellen Bildes zu gewährleisten. Darüber hinaus werden sich die von der Bilderzeugungseinheit erzeugten Bilder in der Regel mit Abstand ausbreiten, so dass die näher an der Bilderzeugungseinheit (und weiter von der Projektionsoptik) gebildeten Bilder kleiner werden. Dadurch wird ein Vergrößerungseffekt in der Projektionsoptik kompensiert, so dass alle virtuellen Bilder auf dem Bildschirm in konstanter Größe dargestellt werden, unabhängig davon, in welchem Abstand die entsprechenden realen Bilder auf der Bildrealisierungsfläche entstanden sind.
Optional ist der Bildrealisierungszustand von mindestens einer der ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen ein optisch diffuser Zustand. Dadurch entsteht eine Oberfläche, auf der die Bilder der Bilderzeugungseinheit selektiv abgefangen und gebildet werden können.
Optional umfasst die Bilderzeugungseinheit eine holographische Einheit zur Erzeugung computergenerierter Hologramme zur Bildung auf dem Diffusor.
Optional umfasst die Bilderzeugungseinheit eine Hellfeldeinheit zur Erzeugung von 3-dimensionalen Hellfeldbildern zur Bildung auf der mindestens einen Bildrealisierungsfläche.
Die Projektion von 3-dimensionalen Bildern durch das Abbildungssystem ermöglicht es, solche Bilder mit entsprechend unterschiedlicher Tiefe auf dem Bildschirm darzustellen, um eine überzeugende Darstellung eines realen Objekts zu erzeugen.
Optional umfasst das System ferner einen Treiber, wobei der Treiber konfiguriert ist, um die mindestens eine Bildrealisierungsfläche selektiv zwischen dem diffusen oder transparenten Zustand zu schalten.
Optional umfasst die Bilderzeugungseinheit einen Laser und der Treiber ist so konfiguriert, dass er synchron mit dem Laser arbeitet.
Optional ist der Treiber so konfiguriert, dass er synchron mit der holographischen Einheit arbeitet.
Optional ist der Treiber so konfiguriert, dass er synchron mit der Lichtfeldeinheit arbeitet.
Durch die Synchronisation der Steuerung des Zustands der Bildrealisierungsfläche mit der Bilderzeugungseinheit kann die Bilderzeugungseinheit so gesteuert werden, dass Bilder nur auf die bilderzeugenden Bereiche der Bildrealisierungsflächen projiziert werden.
Optional sind Bilderzeugungseinheit, Bildrealisierungsvorrichtung und Projektionsoptik entlang der optischen Achse des Abbildungssystems angeordnet. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Umlenkoptik, die das Abbildungssystem sonst verkomplizieren und sein Gesamtgewicht und seine Größe erhöhen würde.
Optional umfasst die Bilderzeugungseinheit weiterhin die Fokussierungsoptik. Dies ermöglicht eine zusätzliche Feinabstimmung oder eine notwendige Umleitung der resultierenden virtuellen Bilder auf dem Bildschirm.
Optional umfasst das Abbildungssystem weiterhin eine dritte Bildrealisierungsfläche. Damit wird der Bereich der verfügbaren virtuellen Bildtiefen weiter ausgebaut.
Optional ist es auch möglich, die beschriebene Erfindung in Szenarien, in denen kein durchsichtiger Bildschirm vorhanden ist, als Virtual-Reality-System zu nutzen.
Optional ist jede Bildrealisierungsfläche unterschiedlich groß und muss nicht alle anderen Bildrealisierungsflächen überlappen. Dies ermöglicht es dem Bildverarbeitungsgerät, jede notwendige Anordnung zu finden, die durch die Anforderungen und Einschränkungen der jeweiligen Anwendung vorgegeben ist.
Optional umfasst das Abbildungssystem ferner einen Umgebungslichtsensor, der konfiguriert ist, um die Helligkeit der angezeigten virtuellen Bilder anzupassen. Dieser Sensor gibt entweder eine Rückmeldung an die Bilderzeugungseinheit oder an die Bilderzeugungsschicht, um die Helligkeit der realen Bilder zu erhöhen oder zu verringern, so dass die Helligkeit des entsprechenden virtuellen Bildes bei Bedarf beeinflusst wird.
Optional kann das Abbildungssystem sowohl automatisch als auch durch eine menschliche Eingabe aktiviert und deaktiviert werden. Auf diese Weise kann sich das Abbildungssystem selbst aktivieren, wenn relevante Informationen verfügbar sind oder von einem Benutzer gewünscht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das ein Abbildungssystem umfasst, wie in den vorstehenden Aspekten beschrieben.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von Verfahren zum Erzeugen von virtuellen Bildern mit mehreren Tiefen auf einem Bildschirm, wobei das Verfahren umfasst: Bilden eines Quellbildes mit einer Bildverwertungsvorrichtung, Wiedergeben eines Anzeigebildes auf dem Bildschirm über eine Projektionsoptik mit einer optischen Achse, worin das Anzeigebild ein dem Quellbild entsprechendes virtuelles Bild ist und worin die Bildverwertungsvorrichtung umfasst: eine erste Bildrealisierungsfläche in einem ersten Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik, eine zweite Bildrealisierungsfläche in einem zweiten unterschiedlichen Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik, wobei sich die ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen zumindest teilweise überlappen, und wobei jede der ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen eine Vielzahl von Bereichen umfasst, wobei jeder Bereich selektiv zwischen einem transparenten Zustand und einem Bildrealisierungszustand umschaltbar ist, so dass das Quellbild selektiv auf einem Bereich der ersten oder zweiten Bildrealisierungsfläche gebildet und durch die Projektionsoptik projiziert werden kann, die das Anzeigebild auf dem Bildschirm des Bildschirms in einer ersten oder zweiten scheinbaren Tiefe wiedergibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Abbildungssystem zum Erzeugen eines virtuellen Bildes mit mehreren Tiefen auf einem Bildschirm einer Head-up-Anzeige vorgesehen ist, wobei das Abbildungssystem eine Bildrealisierungsvorrichtung zum Realisieren eines ersten Bildes, eine Projektionsoptik zum Rendern eines zweiten Bildes auf dem Bildschirm der Head-up-Anzeige umfasst, wobei das zweite Bild ein dem ersten Bild entsprechendes virtuelles Bild ist, wobei die Projektionsoptik eine optische Achse aufweist, und wobei die Bildrealisierungsvorrichtung eine erste Bildrealisierungsfläche in einem ersten Abstand entlang der optischen Achse vom Brennpunkt der Projektionsoptik umfasst, eine zweite Bildrealisierungsfläche in einem zweiten unterschiedlichen Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik, wobei sich die ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen zumindest teilweise überlappen, und wobei zumindest ein Teil jeder Bildrealisierungsfläche zwischen einem transparenten Zustand und einem Bildrealisierungszustand umschaltbar ist, so dass das erste Bild selektiv auf der ersten oder zweiten Bildrealisierungsfläche realisiert und durch die Projektionsoptik projiziert werden kann, die das zweite Bild auf dem Bildschirm der Head-up-Anzeige in einer ersten oder zweiten scheinbaren Tiefe wiedergibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Abbildungssystem zum Erzeugen eines virtuellen Bildes mit mehreren Tiefen auf einem Bildschirm vorgesehen ist, wobei das Abbildungssystem eine Bildrealisierungsvorrichtung zum Realisieren eines ersten Bildes, eine Projektionsoptik zum Rendern eines zweiten Bildes auf dem Bildschirm umfasst, wobei das zweite Bild ein dem ersten Bild entsprechendes virtuelles Bild ist, wobei die Projektionsoptik eine optische Achse aufweist, und wobei die Bildrealisierungsvorrichtung eine erste Bildrealisierungsfläche in einem ersten Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik umfasst, eine zweite Bildrealisierungsfläche in einem zweiten unterschiedlichen Abstand entlang der optischen Achse vom Fokuspunkt der Projektionsoptik, wobei sich die ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen zumindest teilweise überlappen, und wobei zumindest ein Teil jeder Bildrealisierungsfläche zwischen einem transparenten Zustand und einem Bildrealisierungszustand umschaltbar ist, so dass das erste Bild selektiv auf der ersten oder zweiten Bildrealisierungsfläche realisiert und durch die Projektionsoptik projiziert werden kann, die das zweite Bild auf dem Bildschirm in einer ersten oder zweiten Scheintiefe wiedergibt.
Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern oder eine neue Forderung entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern, um von einer anderen Forderung abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft einer anderen Forderung aufzunehmen, obwohl sie ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun exemplarisch nur noch mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung;
ist eine schematische Darstellung einer gestapelten Diffusorbildrealisierungseinheit;
ist eine schematische Darstellung einer bilderzeugenden Bildrealisierungseinheit;
ist ein Flussdiagramm des Prozesses zum Erzeugen des zu rendernden Bildes auf dem Bildschirm des Head-up-Displays;
ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung;
ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung;
ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung; und
ist ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In einem Aspekt der Erfindung sind die Vorrichtung und die Anzeige in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug, installiert. Während die folgende Beschreibung mit Bezug auf ein HUD eines Kraftfahrzeugs beschrieben wird, gelten die hierin beschriebenen Offenbarungen und Konzepte für andere Formen von HUD (z.B. solche, die auf anderen Fahrzeugformen oder tragbaren Plattformen wie Helmen oder Brillen installiert sind) sowie für Anzeigen im Allgemeinen.
Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die Offenbarung auf eine Vorrichtung zum Erzeugen und Projizieren von mehrdimensionalen 3D-Augmented-Reality-Bildern auf einen Bildschirm, wie beispielsweise eine Windschutzscheibe, wenn sie zur Verwendung in einer engen Umgebung wie einem Fahrzeug installiert ist, das an Land (on/off road oder track), unter oder über See, in der Luft oder im Weltraum betrieben werden kann. Die Beispiele können, sind aber nicht beschränkt auf, Pkw, Busse, Lastwagen, Bagger, Exoskelettanzüge für schwere Aufgaben, Motorräder, Züge, Themenparkfahrten; U-Boote, Schiffe, Boote, Yachten, Jet-Skys für Seefahrzeuge; Flugzeuge, Segelflugzeuge für Flugzeuge, Raumschiffe, Shuttles für Raumfahrzeuge. Darüber hinaus kann die Technologie in eine mobile Plattform wie beispielsweise eine Kopf-/Augenschutzvorrichtung für Fahrer/Bediener wie Helm oder Brille integriert werden. Daher kann jede Tätigkeit, bei der Schutzhelme/Brillen getragen werden, von dieser Technologie profitieren. Diese können von Motorradfahrern/Radfahrern, Skifahrern, Astronauten, Exoskelettbetreibern, Militärs, Bergleuten, Taucher, Bauarbeitern getragen werden, sind aber nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus kann es in einer eigenständigen Umgebung für Spielkonsolen, Arcade-Maschinen und mit einer Kombination aus einem externen 2D/3D-Display als Simulationsplattform eingesetzt werden. Außerdem kann es in Institutionen und Museen zu Bildungs- und Unterhaltungszwecken eingesetzt werden.
zeigt ein Abbildungssystem 100, das aus einer Bilderzeugungseinheit 200 mit einer Projektionsachse 210 besteht. Die Bilderzeugungseinheit 200 projiziert Licht auf die Bildrealisierungsvorrichtung 300. Quellbilder, z.B. reale Bilder 501-503 werden in der Bildrealisierungsvorrichtung 300 gebildet und anschließend durch eine Projektionsoptik 800 mit der optischen Achse 810 auf den Bildschirm 900 des Head-up-Displays geleitet, um Anzeigebilder zu erzeugen.
Der Weg des Lichts von der Bilderzeugungseinheit 200 über die Bildrealisierungsvorrichtung 300 und die Projektionsoptik 800 bis auf die Leinwand 900 des Head-up-Displays wird als optischer Weg bezeichnet. Der Fachmann würde verstehen, dass eine beliebige Anzahl von dazwischenliegenden Reflektoren/Objektiven oder anderen optischen Komponenten entlang des optischen Pfades zwischen der Bilderzeugungseinheit 200, der Bildrealisierungsvorrichtung 300 und der Projektionsoptik 800 platziert werden kann, um den optischen Pfad bei Bedarf zu manipulieren (z.B. um die Gesamtgröße des Abbildungssystems 100 zu minimieren). Eine solche Faltenbildung des optischen Pfades zur Minimierung der Größe der Anlage ist vorteilhaft in Ausführungsformen, bei denen die Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug installiert ist, in dem der Platz typischerweise begrenzt ist.
Im Gebrauch werden die realen Bilder 501-503 in der Bildrealisierungsvorrichtung 300 in unterschiedlichen Abständen vom Fokuspunkt der Projektionsoptik 800 gebildet, so dass jedes reale Bild 501-503 zu einem virtuellen Bild 1001-1003 mit einem anderen Fokus (oder einer anderen wahrgenommenen Tiefe) führt, der auf dem Bildschirm 900 des Head-up-Displays sichtbar ist.
zeigt eine Ausführungsform einer Bildrealisierungsvorrichtung 300, die in Verbindung mit der in dargestellten Vorrichtung verwendet wird.
In ist die Bildrealisierungsvorrichtung 300 dargestellt, wobei die Bildrealisierungsvorrichtung drei Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 aufweist. In der in dargestellten Ausführungsform sind die Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 plan angeordnet und entlang der Projektionsachse 210 verteilt. Jede Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 ist auf der Projektionsachse 210 zentriert, wobei sie normal parallel zur Projektionsachse 210 verläuft. Daher sind die Bildverarbeitungsflächen, wie in dargestellt, so angeordnet, dass sie entlang der Projektionsachse 210 ausgerichtet sind.
Die in dargestellte und detailliert beschriebene Ausführungsform wird in Bezug auf drei Bildrealisierungsflächen gelehrt. Der Fachmann würde verstehen, dass die genaue Anzahl der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 nicht auf drei beschränkt ist, sondern eine beliebige Vielzahl sein kann. Ebenso müssen die Oberflächen nicht wie abgebildet perfekt entlang des optischen Pfades ausgerichtet sein, sondern können sich nur teilweise oder ganz überlappen. Wie im Folgenden ausgeführt, ist es die Verwendung der beabstandeten Realisierungsflächen, die es ermöglichen, das Bild selektiv auf einer bestimmten Oberfläche zu erzeugen, wodurch der Abstand vom Brennpunkt der Projektionsoptik verändert werden kann, wodurch die Wiedergabe des Bildes in unterschiedlichen wahrgenommenen Tiefen auf dem HUD ermöglicht wird. Dies ermöglicht zudem die gleichzeitige Darstellung verschiedener Bilder in verschiedenen wahrgenommenen Tiefen. In dem Fall, in dem jedes Bild einem Abschnitt eines bestimmten Objekts entspricht, kann das Objekt so gestaltet werden, dass es auf dem HUD als 3D erscheint. Dementsprechend bietet die Erfindung ein höheres Maß an Flexibilität und Kontrolle in Bezug auf die scheinbare Tiefe der projizierten Bilder, indem sie nicht nur eine allgemeine scheinbare Tiefe steuert, sondern auch ermöglicht, dass die scheinbare Tiefe jedes Teilabschnitts eines Bildes unabhängig voneinander variiert werden kann.
In einer Ausführungsform ist jede der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 ein optischer Diffusor mit einer Vielzahl von Bereichen 401-403. Jeder Bereich jeder Bildrealisierungsvorrichtung ist steuerbar umschaltbar zwischen einem ersten transparenten Zustand und einem zweiten optisch diffusen Zustand, wobei die transparenten Bereiche 401-403 durch die schattierten Bereiche in dargestellt werden. In einer Ausführungsform ist der Grad der Transparenz und Diffusivität einer bestimmten Region im jeweiligen transparenten oder optisch diffusen Zustand steuerbar, so dass ein bestimmter Grad an Transparenz oder Diffusivität erreicht werden kann. In weiteren Ausführungsformen können beliebig viele Bereiche verwendet werden, die zusammen die Gesamtheit oder nur einen Teil einer Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 bilden können. Einzelne Bereiche können in Größe und Form einheitlich sein, so dass eine Oberfläche in regelmäßige, adressierbare Bereiche ähnlich Pixel zerlegt wird. Ebenso können Bereiche beliebig groß und geformt sein, so dass Bilder in der Bildrealisierungsvorrichtung 300 in einer gewünschten Tiefe auf einen geeigneten Bereich gerichtet werden können. Darüber hinaus können benachbarte Regionen gemeinsam kontrolliert werden, wodurch eine einzige Region mit größerer Fläche entsteht. Auf diese Weise ist die effektive Ausdehnung jedes Bereichs 401-403 variabel. Optische Diffusoren mit adressierbaren Bereichen, die steuerbar zwischen einem ersten transparenten Zustand und einem zweiten optisch diffusen Zustand umschaltbar sind, sind bekannt und im Handel erhältlich. Die Umschaltung der einzelnen Bereiche für jede der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 in einer Ausführungsform wird durch einen Prozessor gesteuert (nicht dargestellt).
Die Bilderzeugungseinheit 200 besteht aus einer Lichtquelle (z.B. einem Laser) und einem räumlichen Lichtmodulator, wobei der Fachmann es begrüßen würde, wenn jedes geeignete Abbildungsmittel verwendet werden könnte, sofern es in der Lage wäre, ein oder mehrere Bilder auf den Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 zu erzeugen. Dementsprechend ist die Bilderzeugungseinheit 200 in einer Ausführungsform eine holographische Einheit, die computergenerierte Hologramme zur Bildung auf den Oberflächen der Bildrealisierung erzeugt. In einer alternativen Ausführungsform ist die Bilderzeugungseinheit 200 eine Hellfeldeinheit zur Erzeugung von 3-dimensionalen Hellfeldbildern zur Bildung auf den Bildrealisierungsflächen.
In einer Ausführungsform beinhaltet die Bilderzeugungseinheit 200 ferner eine Abbildungsoptik zur Manipulation der realen Bilder 501-503 auf den entsprechenden Bereich der Bildrealisierungsvorrichtung 300.
Die Projektionsoptik 800 besteht aus einer Fresnellinse, wobei jede geeignete Fokussieroptik verwendet werden kann. Fresnellinsen werden bevorzugt, da sie kostengünstig sind und zudem weniger Platz benötigen als andere Linsen.
Im Betrieb projiziert die Bilderzeugungseinheit 200 eine Reihe von realen Bildern 501-503 auf die Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330.
Die Bereiche 401-403 der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 umfassen Bereiche, die sich in einem transparenten Zustand befinden. Da sich die Bereiche in einem transparenten Zustand befinden, lassen sie die realen Bilder 501-503 zur nächsten Bildrealisierungseinrichtung 310, 320, 330 entlang des optischen Pfades durchlaufen.
Die realen Bilder 501-503 werden auf den Bereichen 401-403 der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 gebildet, die sich in einem optisch diffusen Zustand befinden.
In der veranschaulichten Ausführungsform von befindet sich der Bereich 401 der Bildrealisierungsschicht 330 in einem optisch diffusen Modus und realisiert das reale Bild 501 in einem ersten Abstand von der Brennweite der Projektionsoptik 800 (nicht dargestellt).
Der Bereich 402 der Bilderzeugungsschichten 310 und 330 befindet sich im transparenten Zustand, so dass ein reales Bild 502 auf dem Bereich 402 der Bilderzeugungsschicht 320 in einem zweiten Abstand von der Länge der Projektionsoptik 800 erzeugt werden kann.
Aufgrund der Anordnung der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 entlang des optischen Pfades befindet sich ein auf einer bestimmten Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 gebildetes reales Bild 501-503 in einem anderen Abstand vom Fokuspunkt der Projektionsoptik 800 als ein auf einer anderen Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 gebildetes reales Bild 501-503. Wenn also über die Projektionsoptik 800 auf die Leinwand 900 des Head-up-Displays gerichtet, erscheint jedes reale Bild 501-503 als virtuelles Bild 1001-1003 mit einem unterschiedlichen Fokusniveau (oder einer unterschiedlichen wahrgenommenen Tiefe).
Daher ermöglicht die in dargestellte Anordnung die Steuerung der Brennweite in diskreten Intervallen, d.h. bestimmt durch die Trennung der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330. Dies ermöglicht die Erzeugung der virtuellen Bilder 1001-1003 in verschiedenen Tiefen und liefert so ein mehrdimensionales oder 3-D-Bild.
stellt eine alternative Ausführungsform dar, bei der jede der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 eine Bilderzeugungsschicht ist.
In ist die Bildrealisierungsvorrichtung 300 dargestellt, wobei die Bildrealisierungsvorrichtung drei Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 aufweist. In der in dargestellten Ausführungsform sind die Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 planerisch angeordnet und entlang der Projektionsachse 210 verteilt. Jede Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 ist auf der Projektionsachse 210 geneigt, wobei sie normal parallel zur Projektionsachse 210 verläuft. Daher sind die Bildverarbeitungsflächen, wie in dargestellt, so angeordnet, dass sie entlang der Projektionsachse 210 ausgerichtet sind.
In einer Ausführungsform ist die Bilderzeugungsschicht 350 eine elektrolumineszente OLED, wobei jedoch jedes geeignete Bilderzeugungsmittel verwendet werden kann. Dies ermöglicht den Betrieb ohne die Bilderzeugungseinheit 200 und reduziert die Gesamtgröße und Komponentennummer des Abbildungssystems 100.
Wie bei der Ausführungsform des optischen Diffusors weist jede der Bildrealisierungsflächen 310, 320, 330 eine Vielzahl von Bereichen 401-403 auf, wobei jeder Bereich steuerbar zwischen einem ersten transparenten Zustand und einem zweiten Bilderzeugungszustand umschaltbar ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit können drei Bereiche 401-403, in weiteren Ausführungsformen jedoch beliebig viele Bereiche mehr als zwei sein.
Im Gebrauch ist jeder Bereich der Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 zwischen einem aktiven Zustand (in dem der Bereich ein Bild erzeugt) und einem transparenten Zustand umschaltbar. Jeder Bereich erzeugt ein reales Bild 501-503 in einem anderen Bereich 401-403. Die Nicht-Bilderzeugungsbereiche 401-403 jeder Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 werden selektiv in einen transparenten Zustand versetzt, so dass alle ihnen auf dem optischen Weg vorausgehenden realen Bilder 501-503 zur Projektionsoptik 800 übertragen werden können.
Jedes reale Bild 501-503 wird auf einer Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 in einem anderen Abstand vom Brennpunkt der Projektionsoptik 800 erzeugt, wobei jedes reale Bild 501-503 auf die Leinwand 900 des Head-up-Displays projiziert wird und als virtuelles Bild 1001-1003 mit einem unterschiedlichen Fokusniveau (oder einer unterschiedlichen wahrgenommenen Tiefe) erscheint.
In einer alternativen Ausführungsform können eine oder mehrere Bilderzeugungsschichten 350 zwischen einem oder mehreren optischen Diffusoren verschachtelt sein, um eine hybride Ausführungsform mit zwei Betriebsarten bereitzustellen, wobei jede Betriebsart an den Betrieb in einem unterschiedlichen Bereich von Umgebungslichtbedingungen angepasst werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Überlagerung des optischen Diffusors 400 und der Bilderzeugungsschicht 350 auf diese Weise ein Dual-Modus-System, ohne dass ein zweiter Satz der Projektionsoptik 800 erforderlich ist.
In einer Ausführungsform wird das Umschalten der Bildrealisierungsfläche zwischen dem aktiven und transparenten Zustand durch einen Treiber gesteuert. In einer weiteren Ausführungsform kann der Fahrer auch die Bilderzeugungseinheit 200 so steuern, dass die Bilderzeugungseinheit 200 selektiv deaktiviert wird, wenn eine Bilderzeugungsschicht 350 vorhanden und aktiv ist.
Dementsprechend ermöglicht die in dargestellte Konfiguration, wie auch die in dargestellte Konfiguration, dass der Abstand zwischen dem realen Bild und dem Brennpunkt der Projektionsoptik in diskreten Intervallen gesteuert wird, d.h. durch die Trennung der Bildverarbeitungsflächen bestimmt wird. Dadurch kann die Tiefe der Bilder gesteuert werden.
ist ein Flussdiagramm des Prozesses zum Erzeugen des zu rendernden Bildes auf dem Bildschirm des Head-up-Displays.
In einem Aspekt der Erfindung erzeugt die Vorrichtung ein virtuelles Bild, das auf dem HUD angezeigt wird, wobei das HUD eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs ist. Bekanntlich ist die Windschutzscheibe eines Fahrzeugs eine geometrisch verzerrte Form, d.h. sie ist nicht eben. Dementsprechend wird ein Bild, das auf die Windschutzscheibe projiziert wird, verzerrt, wobei der Grad der Verzerrung durch verschiedene Faktoren wie die Form der Windschutzscheibe und den durchschnittlichen Abstand der Windschutzscheibe vom projizierten Bild beeinflusst wird.
Die hierin beschriebene Vorrichtung ist in der Lage, ein Bild zu erzeugen, das in verschiedenen Tiefen dargestellt werden kann. Während die Erzeugung der Bilder in mehreren Tiefen auf dem HUD viele Vorteile gegenüber einer flachen, einzelnen Tiefe bietet, führt die Fähigkeit des Bildes, Faktoren wie die Krümmung der Windschutzscheibe zu korrigieren, zu weiteren Verbesserungen in Bezug auf Tiefenkontrolle und Bildmanipulation.
Vorteilhafterweise, um den Effekt der Verzerrung in einem Aspekt der Erfindung zu reduzieren, wird die Verzerrung der Windschutzscheibe durch die Bilderzeugungseinheit mit Hilfe einer Software korrigiert, die das Bild so vorverzerrt, dass das auf der Windschutzscheibe wiedergegebene Bild frei von Verzerrungen durch die Windschutzscheibe ist. Eine solche softwarebasierte Korrektur erübrigt voluminöse Korrekturoptiken und bietet darüber hinaus ein höheres Maß an Flexibilität, das sich an verschiedene Windschutzscheiben anpassen kann.
Die auf dem HUD zu präsentierenden Bilder werden von einer Bilderzeugungseinheit erzeugt. Die Bilderzeugungseinheit, die das Bild definiert, das vom HUD angezeigt werden soll. So kann das Bild beispielsweise Informationen über den Zustand des Fahrzeugs und weitere Informationen zur Navigation enthalten.
Der Begriff Bilderzeugungseinheit bezieht sich auf die Vorrichtung, die das auf dem HUD zu rendernde Basisbild bestimmt und erzeugt. Das hierin beschriebene Verfahren ist auf jede geeignete Form von Bilderzeugungsgeräten anwendbar.
Die Bilderzeugungseinheit umfasst eine Bildquelle, die das Bild erzeugt, das auf dem HUD angezeigt werden soll. Die Bildquelle in einer Ausführungsform ist eine Lichtmaschine, ein OLED-Display oder eine andere geeignete Quelle, die das zu zeigende Bild erzeugt. Die Bildquelle umfasst einen Softwaretreiber, der konfiguriert ist, um das Bild auf der Bildquelle zu bestimmen und zu erzeugen.
Der Softwaretreiber umfasst eine Komponente, die den anzuzeigenden Inhalt bestimmt. Der Prozess der Generierung von Inhalten ist bekannt und wird in einem Aspekt mit bekannten Mitteln durchgeführt.
Der Treiber umfasst ferner ein Verzerrungsmodul, wobei das Verzerrungsmodul konfiguriert ist, um eine Verzerrung auf das erzeugte Bild anzuwenden, wobei die Verzerrung so berechnet ist, dass, wenn das Bild auf dem HUD/Windschutz angezeigt wird, das Bild für den Endbenutzer unverzerrt erscheint.
Bei Schritt S102 wird die Windschutzscheibe als verspiegelte Oberfläche modelliert. Bei Schritt S102 wird die Form und Steigung der Windschutzscheibe bestimmt. In einer Ausführungsform, da die Form der Windschutzscheibe für eine bestimmte Marke und ein bestimmtes Modell eines Fahrzeugs typischerweise konstant ist, ist sie vorprogrammiert.
Bei Schritt S104 wird das auf dem HUD anzuzeigende Bild als Referenzeingangsbild genommen. Ein solches Bild ändert sich typischerweise mehrmals pro Sekunde.
Bei Schritt S106 wird das Eingangsbild für jeden Farbkanal des Bildes getrennt, um ein Bild pro Farbkanal zu erzeugen.
Bei Schritt S108 wird für jedes Farbkanalbild, für jedes Pixel des Bildes die Position des Pixels bestimmt, wie sie von einem Betrachter visualisiert wird, der sich in einem Abstand von der Windschutzscheibenoberfläche befindet. Dies wird durch die Verwendung von Strahlreflexion bestimmt, um die Position des Pixels basierend auf dem durchschnittlichen Abstand des Eingangspixels (gemäß Schritt S106), der Reflexionsfläche der Windschutzscheibe (gemäß Schritt S102) und dem durchschnittlichen Abstand zwischen dem gerenderten Bild und der Windschutzscheibe, der Bildtiefe zu bestimmen.
Daher wird bei Schritt S108 der Grad der Verzerrung für jedes Farbkanalbild infolge der Windschutzscheibe und der physikalischen Entfernungen berechnet. Dies führt zu einem verzerrten Bild (wobei der Grad der Verzerrung von den physikalischen Parametern abhängig ist) für jeden Farbkanal. Dies kann erreicht werden, indem die Verschiebungen bestimmter vordefinierter Punkte auf einem verzerrten Bild überwacht und angepasst werden, um die entsprechenden Verzerrungsparameter zu erhalten.
Bei Schritt S110 werden die einzelnen verzerrten Farbkanalbilder zusammengefasst. Das kombinierte Bild ist das resultierende Vorverzerrungsbild, da die Projektion des Vorverzerrungsbildes dazu führt, dass das Eingangsbild (gemäß Schritt S104) angezeigt wird.
Als solches bietet der Prozess eine verbesserte Methodik, um sicherzustellen, dass das erzeugte Bild frei von Verzerrungen ist.
Diffusorstapel können mit ihrer Normalität nicht parallel zur Projektionsachse angeordnet werden.
Die , und zeigen weitere Anwendungen und Ausführungsformen gemäß einem Aspekt der Erfindung.
Die in den , und dargestellte Vorrichtung verwendet die gleichen Prinzipien wie die in den , und dargestellte Vorrichtung, wobei sich die Bezugszahlen auf die gleichen Merkmale beziehen, wie sie in den , und definiert sind.
zeigt eine Ausführungsform, bei der mehrere reale Bilder auf der gleichen Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330, aber auf verschiedenen Bereichen 402-403 (Stern und Zylinder) erzeugt werden. Dementsprechend werden diese Bilder im gleichen Abstand vom Brennpunkt der Projektionsoptik 800 realisiert und erzeugen bei der Projektion auf die Leinwand virtuelle Bilder mit der gleichen wahrgenommenen Tiefe. Gleichzeitig ist jeder Bereich jeder Schicht in der Lage, je nach Wunsch ein anderes Maß an Transparenz oder Diffusion zu erreichen, so dass reale Bilder, die auf einer gemeinsamen Schicht entstehen, unabhängig voneinander gesteuert werden können. Dies ermöglicht ein höheres Maß an Flexibilität und Kontrolle über die resultierenden virtuellen Bilder als dies sonst bei Bildrealisierungsoberflächen der Fall wäre, die keine solchen unabhängig gesteuerten Bereiche 401-403 aufweisen.
veranschaulicht eine Anwendung, bei der verschiedene Abschnitte eines Gesamtbildes auf verschiedenen Bereichen 401-403 jeder Bildrealisierungsfläche 310, 320, 330 gebildet werden, wodurch ein Bereich von Abständen vom Brennpunkt der Projektionsoptik 800 erreicht wird und die resultierenden virtuellen Bilder in einem Bereich von scheinbaren Tiefen liegen. Dies ermöglicht die Erzeugung einer 3D-Darstellung eines größeren Objekts, in diesem Fall eines Pfeils mit einer unterschiedlichen scheinbaren Tiefe entlang seiner Länge. Dies veranschaulicht weiter, wie ein Teil eines Bildes erhalten bleiben kann, während andere Teile bearbeitet werden. Darüber hinaus kann neben der Änderung der scheinbaren Tiefe über ein Bild auch die variable Transparenz und Diffusivität jedes Bereichs 401-403 jeder Bildrealisierungsfläche unabhängig voneinander moduliert werden, um beispielsweise einen Ausblendeffekt zu erzeugen.
zeigt eine Ausführungsform, in der ein Laserprojektor verwendet wird. Eine solche Einrichtung bedeutet, dass die virtuellen Bilder immer im Fokus stehen, wobei ihre Größe vom Abstand der Bildrealisierungsvorrichtung 300 vom Projektorausgang durch die Ausbreitung des Laserprojektorstrahls abhängt. Dementsprechend können reale Bilder unterschiedlicher Größe auf verschiedenen Oberflächen 310, 320, 330 der Bildrealisierungsvorrichtung 300 so erzeugt werden, dass die resultierenden virtuellen Bilder dann die gleiche Größe haben. Dadurch ist keine weitere Optik erforderlich, um die virtuellen Bilder zu vergrößern (oder zu demagnetisieren), wodurch sowohl die Komponentenanzahl als auch das Volumen des HUD-Systems reduziert werden.
veranschaulicht ein Fahrzeug 1, das die Vorrichtung 3 der bis und bis umfasst. Die Vorrichtung 3 kann in einem Abbildungssystem dargestellt werden.

Claims

Ein Abbildungssystem zum Erzeugen von virtuellen Bildern mit mehreren Tiefen auf einem Bildschirm, wobei das Abbildungssystem umfasst: eine Bildrealisierungsvorrichtung zum Erzeugen eines Quellbildes, Projektionsoptik zur Wiedergabe eines Anzeigebildes auf dem Bildschirm, wobei das Anzeigebild ein dem Quellbild entsprechendes virtuelles Bild ist, wobei die Projektionsoptik eine optische Achse aufweist, und wobei die Bildrealisierungsvorrichtung umfasst: eine erste Bildrealisierungsfläche in einem ersten Abstand entlang der optischen Achse vom Brennpunkt der Projektionsoptik, eine zweite Bildrealisierungsfläche in einem zweiten unterschiedlichen Abstand entlang der optischen Achse vom Brennpunkt der Projektionsoptik, wobei sich die ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen zumindest teilweise überlappen, und wobei jede der ersten und zweiten Bildrealisierungsoberflächen eine Vielzahl von Bereichen umfasst, wobei jeder Bereich selektiv zwischen einem transparenten Zustand und einem Bildrealisierungszustand umschaltbar ist, so dass das Quellbild selektiv auf einem Bereich der ersten oder zweiten Bildrealisierungsoberfläche gebildet und durch die Projektionsoptik projiziert werden kann, die das Anzeigebild auf dem Bildschirm des Bildschirms in einer ersten oder zweiten scheinbaren Tiefe wiedergibt.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, worin mindestens eine der ersten und zweiten Bildrealisierungsoberflächen entlang der optischen Achse der Projektionsoptik verschiebbar ist.
Ein Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei mindestens eine für die erste und zweite Bildrealisierungsfläche drehbar und neigbar ist, bezogen auf die optische Achse der Projektionsoptik.
Ein Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, worin der Anzeigebildschirm eine Anzeige einer Head-up-Anzeige ist.
Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, worin mindestens eine der ersten und zweiten Bildrealisierungsoberflächen in der Lage ist, das Quellbild zu erzeugen.
Ein Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, worin die mindestens eine der ersten und zweiten Bildrealisierungsoberflächen eine elektrolumineszente Schicht umfasst.
Ein Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, worin das mindestens eine für die erste und zweite Bildrealisierungsfläche eine organische lichtemittierende Diode umfasst.
Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend eine Bilderzeugungseinheit zum Erzeugen des zu rendernden Quellbildes als Anzeigebild auf dem Bildschirm und zum Projizieren des Quellbildes auf mindestens eine der ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen.
Abbildungssystem nach Anspruch 8, worin der Bildrealisierungszustand von mindestens einer der ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen ein optisch diffuser Zustand ist.
Abbildungssystem nach den Ansprüchen 8 und 9, worin die Bilderzeugungseinheit eine holographische Einheit umfasst, um computergenerierte Hologramme zum Bilden auf dem Diffusor herzustellen.
Abbildungssystem nach den Ansprüchen 8 bis 9, worin die Bilderzeugungseinheit eine Hellfeldeinheit umfasst, um 3-dimensionale Hellfeldbilder zum Bilden auf der mindestens einen Bildrealisierungsfläche zu erzeugen.
Ein Abbildungssystem nach den Ansprüchen 8 bis 11, worin das System einen Treiber umfasst, wobei der Treiber konfiguriert ist, um die mindestens eine Bildrealisierungsfläche selektiv zwischen dem diffusen oder transparenten Zustand zu schalten.
Abbildungssystem nach Anspruch 12, worin die Bilderzeugungseinheit einen Laser umfasst und der Treiber konfiguriert ist, um synchron mit dem Laser zu arbeiten.
Ein Abbildungssystem nach Anspruch 12, wenn es von Ansprüchen 10 abhängig ist, worin der Fahrer konfiguriert ist, um synchron mit der holographischen Einheit zu arbeiten.
Ein Abbildungssystem nach Anspruch 12, wenn es von Ansprüchen 11 abhängig ist, worin der Fahrer konfiguriert ist, um synchron mit der Lichtfeldeinheit zu arbeiten.
Ein Abbildungssystem nach den Ansprüchen 8 bis 14, wobei die Bilderzeugungseinheit, die Bildrealisierungsvorrichtung und die Projektionsoptik entlang des optischen Pfades des Abbildungssystems angeordnet sind.
Abbildungssystem nach den Ansprüchen 8 bis 14, worin die Bilderzeugungseinheit weiterhin Fokussieroptik umfasst.
Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, das ferner eine oder mehrere zusätzliche Bildrealisierungsflächen umfasst.
Ein Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 18, wenn es von Anspruch 8 abhängig ist, wobei die Bilderzeugungseinheit konfiguriert ist, um ein Eingangsbild zu erzeugen, das auf dem Bildschirm als zweites Bild wiedergegeben werden soll, wobei das Eingangsbild angepasst wird, um jede Verzerrung aufgrund des Bildschirms zu kompensieren.
Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei jede Bildrealisierungsfläche eine andere Größe aufweist.
Ein Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, das ferner einen Umgebungslichtsensor umfasst, der konfiguriert ist, um die Helligkeit der angezeigten virtuellen Bilder anzupassen.
Ein Abbildungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Abbildungssystem automatisch sowie durch eine menschliche Eingabe aktiviert und deaktiviert werden kann.
Fahrzeug, umfassend ein Abbildungssystem, wie es in einem der Ansprüche 1 bis 22 beansprucht wird.
Verfahren zum Erzeugen von virtuellen Bildern mit mehreren Tiefen auf einem Bildschirm, wobei das Verfahren umfasst: Bilden eines Quellbildes mit einer Bildrealisierungsvorrichtung, Rendern eines Anzeigebildes auf dem Bildschirm über eine Projektionsoptik mit einer optischen Achse, wobei das Anzeigebild ein dem Quellbild entsprechendes virtuelles Bild ist, und wobei die Bildrealisierungsvorrichtung umfasst: eine erste Bildrealisierungsfläche in einem ersten Abstand entlang der optischen Achse vom Brennpunkt der Projektionsoptik, eine zweite Bildrealisierungsfläche in einem zweiten unterschiedlichen Abstand entlang der optischen Achse vom Brennpunkt der Projektionsoptik, die ersten und zweiten Bildrealisierungsflächen, die sich zumindest teilweise überlappen, und wobei jede der ersten und zweiten Bildrealisierungsoberflächen eine Vielzahl von Bereichen umfasst, wobei jeder Bereich selektiv zwischen einem transparenten Zustand und einem Bildrealisierungszustand umschaltbar ist, so dass das Quellbild selektiv auf einem Bereich der ersten oder zweiten Bildrealisierungsoberfläche gebildet und durch die Projektionsoptik projiziert werden kann, die das Anzeigebild auf dem Bildschirm des Bildschirms in einer ersten oder zweiten scheinbaren Tiefe wiedergibt.
Ein Abbildungssystem, ein Fahrzeug oder ein Verfahren, wie hierin im Wesentlichen beschrieben, unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen.