EP3621841A1 - Hud-system sowie verfahren zur hud-bilderzeugung - Google Patents

Hud-system sowie verfahren zur hud-bilderzeugung

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Publication number
EP3621841A1
EP3621841A1 EP18723440.6A EP18723440A EP3621841A1 EP 3621841 A1 EP3621841 A1 EP 3621841A1 EP 18723440 A EP18723440 A EP 18723440A EP 3621841 A1 EP3621841 A1 EP 3621841A1
Authority
EP
European Patent Office
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image
hud
projection distance
generated
display
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18723440.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michele CAPPUCCILLI
Martin Arndt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP3621841A1 publication Critical patent/EP3621841A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2354/00—Aspects of interface with display user

Definitions

  • the HUD system comprises at least one first HUD device, namely an AR-HUD device, with at least one first image source for displaying a first image generated by means of at least one hologram in a first display section of a display region and at least one second HUD device for Display of a (conventional or in geometric projection optics) generated second image in a second display section of the display area.
  • first HUD device namely an AR-HUD device
  • first image source for displaying a first image generated by means of at least one hologram in a first display section of a display region
  • at least one second HUD device for Display of a (conventional or in geometric projection optics) generated second image in a second display section of the display area.
  • an AR-HUD device augmented reality head-up display
  • augmented reality head-up display is a so-called contact-analog HUD device
  • the contact-analog HUD has a projection distance of at least 5 m, while in the case of a static HUD, the
  • the projection distance is preferably at least 7 m.
  • Projection distance is preferably at most 15m.
  • the present system thus achieves an advantageous compromise between outlay (in particular in the production) and space requirement, so that a variable system that can be produced at low cost and yet takes up little space can be realized. It is also exploited in particular that a second projector, which is used in a conventional HUD, is relatively inexpensive to implement (compared to a second hologram). Due to the AR-HUD facility,
  • a central element of conventional projection optics can be
  • the first HUD device (HOE-HUD) preferably includes a projector
  • optical elements eg, plan and / or concave mirrors
  • the optical elements can be switched smaller in an AR-HUD projector than in a conventional optical HUD.
  • At least a large part of an image magnification can take over the hologram in the display area (in the windshield).
  • a lower end of the first display portion is located below a lower end of the second display portion (for example, in a windshield).
  • a lower end of the first display portion is located below a lower end of the second display portion (for example, in a windshield).
  • the display area can be located in a vehicle, in particular a motor vehicle, preferably a car and / or truck, in a ship and / or in a train (or vehicle).
  • a vehicle in particular a motor vehicle, preferably a car and / or truck, in a ship and / or in a train (or vehicle).
  • Switzerland a train
  • an aircraft in particular for persons and / or
  • the vehicle windshield may comprise an outer pane and an inner pane, which are optionally connected to one another via a preferably thermoplastic intermediate layer.
  • the vehicle window may comprise an outer pane and an inner pane, which are optionally connected to one another via a preferably thermoplastic intermediate layer.
  • Windshield is intended to be in a window opening of a
  • the intermediate layer has at least sections a finite wedge angle, ie a wedge angle greater than 0 °, namely in the section in which the thickness is variable.
  • the wedge angle increases in the vertical course from an upper end of the second display section to a lower end of the second display section, in particular monotonously.
  • the (thermoplastic) intermediate layer preferably contains at least one thermoplastic polymer, preferably ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB) or polyurethane (PU) or mixtures or copolymers or derivatives thereof, particularly preferably PVB.
  • the minimum thickness of the (thermoplastic) bonding layer (bonding film) is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm. With minimum thickness, the thickness at the thinnest point of the intermediate layer is referred to.
  • the (thermoplastic) intermediate layer is preferably formed by at least one thermoplastic compound film with a variable thickness, a so-called wedge film with at least partially variable wedge angle.
  • the second image preferably includes at least one status indicator (such as a speed, a mileage, a speed, an (interior and / or exterior) temperature, and / or a fuel gauge).
  • the first image preferably comprises at least one marking of an element of a
  • the first image (or element of the first image) is preferably producible with a first projection distance.
  • the second image (or an element of the second image) is preferably producible with a second projection distance.
  • the first projection distance is greater than the second
  • the projection distance of the first image may preferably vary (for example over a range of at least 10 meters, for example between 5 - 15 meters) or be constant. If necessary, the projection distance of the first image (or of an element of the first image) may also vary (at least over a small range of, for example, 0.5 meters, that is, for example, 1.5-2.5 meters). However, the projection of the second image (or an element of the second image) may also be fixed (for example, to 2 meters).
  • a wedge device in particular a wedge foil, in the display area, in particular at least the second
  • a vehicle in particular a motor vehicle, which comprises a HUD system of the above type.
  • the motor vehicle may be a motor vehicle with a windscreen (which then advantageously forms or defines the display area).
  • the above object is further achieved by a method for HUD imaging, in particular using a HUD system or
  • the first image (or an element of the first image) will be filled with a first
  • an image is produced at a projection distance of at least 5 meters, preferably at least 10 meters, as the first image (or as an element of the first image).
  • Determination and determination of the projection distance can in particular also be derived from WO 2016/198678.
  • the AR-HUD device is preferably, for. B. by using
  • Image magnification takes over the holographic film 14 in the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein HUD-System, umfassend mindestens eine erste HUD-Einrichtung, nämlich eine AR-HUD-Einrichtung, mit mindestens einer ersten Bildquelle (11) zur Anzeige eines mittels mindestens eines Hologramms erzeugten ersten Bildes in einem ersten Anzeigeabschnitt (19) eines Anzeigebereiches und mindestens eine zweite HUD-Einrichtung mit mindestens einer zweiten Bildquelle (12) zur Anzeige eines in geometrischer Projektionsoptik erzeugten zweiten Bildes in einem zweiten Anzeigeabschnitt (20) des Anzeigebereiches.

Description

HUD-System sowie Verfahren zur HUD-Bilderzeugung
Beschreibung
Die Erfindung umfasst ein HUD-System sowie ein Verfahren zur HUD- Bilderzeugung.
Head-up-Displays (kurz: HUDs) sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Ein konventionelles Head-up-Display (HUD) wird beispielsweise in der
WO 2016/091435 AI beschrieben. Derartige konventionelle HUDs werden üblicherweise für Statusanzeigen, wie beispielsweise eine (aktuelle)
Geschwindigkeit verwendet. Weiterhin sind auch sogenannte Augmented-Reality- HUDs (im Folgenden : AR-HUD) bekannt, in denen kontaktanaloge Darstellungen, wie beispielsweise Navigations- und ACC-Hinweise (wobei ACC für Adaptive Cruise Con trol steht) verwendet werden. Ein AR-HUD wird beispielsweise in der
WO 2016/198678 AI beschrieben. DE 10 2014 212 186 AI beschreibt u.a. eine holographische Optik für verschiedene Anwendungszwecke, beispielsweise für ein herkömmliches Head-up-Display, ein kontaktanaloges Head-up-Display oder dergleichen.
Um sowohl ein HUD für Statusanzeigen als auch ein AR-HUD (gleichzeitig) bereitzustellen, sind grundsätzlich zwei Bildquellen in einem HUD-Projektor notwendig (eine für das Standard-HUD und eine für das AR-HUD). Da sich jedoch Bildweite von Standard-HUD und AR-HUD üblicherweise deutlich voneinander unterscheiden, müssten dazu zwei unterschiedliche Keilwinkel in eine (Fahrzeug-) Scheibe eingebracht werden, um eine optimale Bildqualität für beide HUDs zu gewährleisten. Dabei ist insbesondere problematisch, dass sich Anzeigebereiche des Standard-HUD und des AR-HUD (teilweise) überlappen können.
Neben HUDs, die mit einer konventionellen Optik arbeiten, ist es auch bekannt, mit Hologrammen zu arbeiten. Beispielsweise aus der DE 10 2014 224 189 AI ist ein HUD-System bekannt, bei dem ein Gesamtbild durch den Einsatz von Teil- Hologrammen realisiert wird. In der DE 10 2014 224 189 AI wird auch im
Allgemeinen darauf hingewiesen, dass eine hologramm-basierte Anzeige mit einer mittels geometrischer Projektionsoptik erzeugten Anzeige kombiniert werden kann. Auf ähnliche Art und Weise beschreibt EP 2 894 509 AI mehrere Anzeigen, nämlich eine Kombination aus Windschutzscheiben-Blickfeldanzeige und in die Windschutzscheibe eingebetteter holographischer Projektionsanzeige im Bereich einer Scheibenwurzel. Grundsätzlich erfordert jedoch eine Anzeige mittels Hologrammen (wie beispielsweise in der DE 10 2014 224 189 AI beschrieben) einen nicht unerheblichen Aufwand, so dass konventionelle Systeme (die ohne Hologramm arbeiten) oftmals bevorzugt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein HUD-System und ein
entsprechendes Verfahren vorzuschlagen, das mit möglichst geringem Aufwand und insbesondere möglichst geringem Platzbedarf in der Lage ist, ansprechende Bilder zu erzeugen, und zwar sowohl für Statusanzeigen (wie beispielsweise eine aktuelle Geschwindigkeit) als auch eine AR-Anzeige.
Diese Aufgabe wird durch ein HUD-System nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 11 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug wird in Anspruch 10 vorgeschlagen. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße HUD-System umfasst mindestens eine erste HUD- Einrichtung, nämlich eine AR-HUD-Einrichtung, mit mindestens einer ersten Bildquelle zur Anzeige eines mittels mindestens eines Hologramms erzeugten ersten Bildes in einem ersten Anzeigeabschnitt eines Anzeigebereiches und mindestens eine zweite HUD-Einrichtung zur Anzeige eines (konventionell bzw. in geometrischer Projektionsoptik) erzeugten zweiten Bildes in einem zweiten Anzeigeabschnitt des Anzeigebereiches.
Unter einer AR-HUD-Einrichtung (augmented reality head-up display) wird im Sinne der Erfindung eine sogenannte kontaktanaloge HUD-Einrichtung
verstanden, bei der (im Gegensatz zu einem klassischen HUD) nicht lediglich eine Information auf einen begrenzten Bereich der Windschutzscheibe projiziert wird, sondern Elemente der äußeren Umgebung in die Darstellung einbezogen werden. Beispiele hierfür sind die Markierung eines Fußgängers, die Anzeige des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder die Projektion einer Navigationsangabe direkt auf die Fahrbahn, beispielsweise zur Markierung der zu wählenden
Fahrspur. Das kontaktanaloge HUD weist insbesondere eine Projektionsdistanz von mindestens 5 m auf, während bei einem statischen HUD die
Projektionsdistanz deutlich geringer, typischerweise etwa 2 m, beträgt. Mit Projektionsdistanz wird im Sinne der Erfindung der Abstand zwischen dem virtuellen Bild und dem Betrachter, also in der Regel der Kopf des Fahrers, bezeichnet. Die Projektionsdistanz beträgt bevorzugt mindestens 7 m. Die
Projektionsdistanz beträgt bevorzugt höchstens 15m.
Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin, ein spezielles Hybrid-HUD-System vorzuschlagen, bei dem zumindest AR-Bilder unter Einsatz mindestens eines Hologramms erzeugt werden können und gleichzeitig Bilder ohne ein Hologramm (in konventioneller Projektionsoptik), insbesondere für eine Statusanzeige, erzeugt werden können. Dabei wurde erfindungsgemäß erkannt, dass durch eine derartige Kombination sowohl optisch ansprechende AR-HUD-Bilder als auch gut erkennbare Standard-Bilder, insbesondere für Statusanzeigen, erzeugt werden können. Dabei wurde berücksichtigt, dass für authentische AR-HUD-Bilder vergleichsweise große Projektionsweiten notwendig sind (wie z. B. in der
WO 2016/198678 AI beschrieben). Andererseits ist es eben auch vorteilhaft (beispielsweise für Statusanzeigen), eine Möglichkeit zu haben, Bilder mit einer anderen (insbesondere geringeren) Projektionsweite anzuzeigen (wie z. B. in der WO 2016/091435 AI beschrieben). Insbesondere wurde erfindungsgemäß auch erkannt, dass bei einem zufriedenstellenden Einsatz von AR-HUD und Standard- HUD (für Statusanzeigen und Ähnliches) bei einer konventionellen Bildgebung zwei unterschiedliche Keilwinkel in die Scheibe eingebracht werden müssten, um eine optimale Bildqualität für beide HUDs zu gewährleisten. Wie bereits oben beschrieben, ist es dabei jedoch problematisch, dass sich die Anzeigebereiche von Standard-HUD und AR-HUD auch teilweise überlappen können. Durch die
Verwendung von Hologrammen entfällt für das AR-HUD die Notwendigkeit einer Keileinrichtung (z. B. Keilfolie, vgl. beispielsweise WO 2016/091435 AI, dort als thermoplastische Zwischenschicht bezeichnet). Anders ausgedrückt kann durch die Verwendung der Hologramm-Technik die Keilform einer derartigen
Keileinrichtung (optimal) an die zweite HUD-Einrichtung angepasst werden. Eine Überlappung der Anzeigeabschnitte ist dann nicht problematisch. Ein Gedanke der Erfindung liegt zusätzlich auch darin, dass nicht gänzlich auf konventionelle HUD- Technik (ohne Hologramme) verzichtet wurde, sondern sehr wohl die zweite HUD- Einrichtung insbesondere auch ohne Hologramme arbeitet. Dadurch kann (vorzugsweise für Statusanzeigen) eine vergleichsweise einfache und robuste Struktur verwendet werden. Grundsätzlich ist zwar mit konventionellen Systemen ein vergleichsweise hoher Platzbedarf verbunden. Nachdem jedoch nur für bestimmte Bilder (insbesondere Statusanzeigen) die zweite HUD-Einrichtung eingesetzt wird, bleibt der Platzbedarf in einem akzeptablen Rahmen, da man sich auf einen bestimmten (geringen) Projektionsweitenbereich beschränken kann. Insgesamt wird damit durch das vorliegende System ein vorteilhafter Kompromiss zwischen Aufwand (insbesondere in der Herstellung) und Platzbedarf erzielt, so dass ein variables, kostengünstig herstellbares und dennoch wenig Bauraum beanspruchendes System realisiert werden kann. Dabei wird insbesondere auch ausgenutzt, dass ein zweiter Projektor, der in einem konventionellen HUD zum Einsatz kommt, vergleichsweise kostengünstig umzusetzen ist (im Vergleich zu einem zweiten Hologramm). Aufgrund der AR-HUD-Einrichtung können ggf.
vergleichsweise komplexe Geometrien und Designs des Anzeigebereiches (z. B. der Windschutzscheibe) realisiert werden. Der vertikale Krümmungsradius aktueller Standard-HUD Scheiben liegt bei 4000-12000 mm. Mit der AR-HUD-Einrichtung können ggf. Radien (deutlich) unter 4000 mm (ohne starke Verzeichnungen des HUD-Bildes) realisiert werden.
Unter einem in geometrischer Projektionsoptik erzeugten Bild ist insbesondere ein Bild zu verstehen, das ohne den Einsatz von Hologrammen erzeugt wird. Ein zentrales Element einer konventionellen Projektionsoptik kann ein
Reflexionselement (Spiegel, insbesondere Hohlspiegel) sein, über das das Bild vergrößert wird. Bei einem holographischen HUD können beispielsweise einzelne holographische optische Elemente (HOE) diese Funktion übernehmen. Die erste HUD-Einrichtung (HOE-HUD) umfasst vorzugsweise einen Projektor
(beispielsweise im Armaturenbrett eines Fahrzeugs) und eine holographische Einrichtung (Folie) mit einem darin gespeicherten Hologramm, beispielsweise in der Windschutzscheibe. Analog zu einem HUD mit klassischer Optik kann in dem Projektor ein Bild erzeugt werden und ggf. über Plan- und/oder Hohlspiegel vergrößert und zum Anzeigebereich (Scheibe) gelenkt werden. Trifft dieses Licht auf die vorzugsweise im Anzeigebereich (in der Scheibe) integrierte
Hologrammfolie, kann es an Interferenzmustern, die in der Hologrammeinrichtung (Hologrammfolie) gespeichert sind, gebeugt werden. Durch den physikalischen Effekt der Beugung können dabei unterschiedliche optische Funktionen vom Hologramm übernommen werden, u.a. ggf. auch die Aufgabe komplexer Linsen, Spiegel und/oder Prismen. Da, wie oben erläutert, die HOEs die optische Funktion insbesondere eines Hohlspiegels übernehmen können, sinkt der für eine
bestimmte (virtuelle) Bildgröße benötigte Bauraum im Armaturenbrett
entsprechend, da die optischen Elemente (z. B. Plan- und/oder Hohlspiegel) in einem AR-HUD-Projektor kleiner als bei einem HUD mit klassischer Optik geschaltet werden können. Zumindest einen Großteil einer Bildvergrößerung kann dabei das Hologramm im Anzeigebereich (in der Windschutzscheibe) übernehmen. Durch den Effekt der Beugung können jedoch ggf. nicht nur optische Funktionen vom Hologramm übernommen werden, sondern auch optional Einfalls- und Ausfallswinkel des Lichts entkoppelt werden (beim HUD mit klassischer Optik gilt bei der Reflexion an der Scheibe immer„Einfallswinkel=Ausfallswinkel", beide Winkel sind also aneinander gekoppelt). Somit entfällt beim erfindungsgemäßen AR-HUD (HOE-HUD) die Notwendigkeit einer Keileinrichtung (z. B. Keilfolie bzw. keilförmige PVB, wobei PVB für Polyvinylbutyral steht).
Der erste und der zweite Anzeigeabschnitt können sich teilweise (insbesondere nur teilweise) oder vollständig überlappen. Alternativ können erster und zweiter Anzeigeabschnitt (gänzlich) voneinander getrennt sein. In einer konkreten
Ausführungsform liegt ein unteres Ende des ersten Anzeigeabschnittes unter einem unteren Ende des zweiten Anzeigeabschnittes (beispielsweise bei einer Windschutzscheibe). Gerade bei sich überlappenden Anzeigeabschnitten ist es besonders vorteilhaft, die erfindungsgemäße erste und zweite HUD-Einrichtung einzusetzen, da bei der vorgeschlagenen Kombination der HUD-Einrichtungen ein einzelner Keilwinkel im Anzeigebereich (Windschutzscheibe) ausreichen kann.
Gegebenenfalls kann eine vollständige Überlappung von zwei (virtuellen) Bildern mit zwei unterschiedlichen Bildweiten erreicht werden. Beispielsweise kann eine (zeichen- bzw. piktogrammbasierte) kontaktanaloge Darstellung zum Einen und ein erläuternder Text, der das Piktogramm überlagert und somit beschriftet, zum Anderen realisiert sein.
Im Allgemeinen kann der Anzeigebereich durch eine Fahrzeugscheibe
(vorzugsweise durch eine Windschutzscheibe) definiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Anzeigebereich durch eine andere Fahrzeugscheibe (z. B.
Rückwand-, Seiten- und/oder Dachscheibe) definiert sein.
Der Anzeigebereich kann in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, vorzugsweise PKW und/oder LKW, in einem Schiff und/oder in einer Bahn (bzw. Zug) und/oder in einem Fluggerät, insbesondere zur Personen- und/oder
Lastenbeförderung (z. B. Flugzeug und/oder Hubschrauber) zum Einsatz kommen.
Die Fahrzeugscheibe (Windschutzscheibe) kann eine Außenscheibe und eine Innenscheibe umfassen, die ggf. über eine vorzugsweise thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Fahrzeugscheibe
(Windschutzscheibe) ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines
Fahrzeugs den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird die dem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren
Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet.
Die Fahrzeugscheibe (Windschutzscheibe) kann eine Oberkante und eine
Unterkante aufweisen. Mit Oberkante wird diejenige Seitenkante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Seitenkante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet. Der Strahl, der zwischen dem Projektor und der Mitte der Eyebox verläuft, wird gemeinhin als Mittenstrahl bezeichnet. Er ist ein charakteristischer Bezugsstrahl für die Konzeption einer HUD- Projektionsanordnung. Der Punkt, an dem der Mittenstrahl auf die Innenscheibe trifft, kann als HUD-Referenzpunkt bezeichnet werden. Der HUD- Referenzpunkt liegt vorzugsweise innerhalb des HUD-Bereichs, typischerweise in etwa mittig.
Eine Dicke der Zwischenschicht kann im vertikalen Verlauf zwischen der
Oberkante und der Unterkante der Windschutzscheibe zumindest abschnittsweise veränderlich sein. Mit„abschnittsweise" ist hier insbesondere gemeint, dass der vertikale Verlauf zwischen Oberkante und Unterkante zumindest einen Abschnitt aufweist, in dem sich die Dicke der Zwischenschicht ortsabhängig ändert, die Zwischenschicht also einen Keilwinkel aufweist. Die Dicke der Zwischenschicht ist vorzugsweise mindestens im HUD-Bereich veränderlich. Die Dicke kann sich aber auch in mehreren Abschnitten ändern oder im gesamten vertikalen Verlauf, beispielsweise von der Unterkante zur Oberkante monoton zunehmen. Mit vertikalem Verlauf ist der Verlauf zwischen Oberkante und Unterkante mit
Verlaufsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Oberkante bezeichnet. Da die Oberkante bei Windschutzscheiben stark von einer Geraden abweichen kann, ist der vertikale Verlauf präziser ausgedrückt senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den Ecken der Oberkante ausgerichtet. Die Zwischenschicht weist zumindest abschnittsweise einen endlichen Keilwinkel auf, also einen Keilwinkel größer 0°, nämlich in dem Abschnitt, in dem die Dicke veränderlich ist.
Mit Keilwinkel wird der Winkel zwischen den beiden Oberflächen der
Zwischenschicht bezeichnet. Ist der Keilwinkel nicht konstant, so sind zu seiner Messung an einem Punkt die Tangenten an die Oberflächen heranzuziehen.
Der Keilwinkel ist vorzugsweise zumindest im zweiten Anzeigeabschnitt
veränderlich. Bevorzugt nimmt der Keilwinkel im vertikalen Verlauf von einem oberen Ende des zweiten Anzeigeabschnitts zu einem unteren Ende des zweiten Anzeigeabschnitts, insbesondere monoton, zu. Mit einem solchen Keilwinkelprofil können Geisterbilder infolge von Doppelreflexion des Projektorbildes wirksam für verschiedene Augpositionen vermieden werden.
Der Anzeigebereich, insbesondere die Fahrzeugscheibe (Außenscheibe und/oder Innenscheibe) enthält (enthalten) bevorzugt Glas, insbesondere Kalk-Natron-Glas. Der Anzeigebereich, insbesondere die Fahrzeugscheibe (Außenscheibe und/oder Innenscheibe) kann (können) aber grundsätzlich auch andere Glassorten enthalten, wie Quarzglas oder Borosilikatglas, oder auch starre klare Kunststoffe, insbesondere Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Dicke des
Anzeigebereiches, insbesondere der Fahrzeugscheibe (Außenscheibe und/oder Innenscheibe) kann (breit) variieren. Vorteilhaft haben die Einzelscheiben jeweils eine Dicke, die maximal 5 mm, vorzugsweise maximal 3 mm beträgt.
Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise die mit den
Standarddicken 1,6 mm oder 2,1 mm.
Die (thermoplastische) Zwischenschicht enthält vorzugsweise zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die minimale Dicke der (thermoplastischen) Verbindungsschicht (Verbindungsfolie) beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm. Mit minimaler Dicke wird die Dicke an der dünnsten Stelle der Zwischenschicht bezeichnet. Die (thermoplastische) Zwischenschicht wird vorzugsweise durch mindestens eine thermoplastische Verbindungsfolie mit variabler Dicke ausgebildet, eine sogenannte Keilfolie mit zumindest abschnittsweise veränderlichem Keilwinkel. Die Dicke der Zwischenschicht kann in horizontalen Schnitten (das heißt Schnitte etwa parallel zu Oberkante und Unterkante) konstant sein. Dann ist das Dickenprofil über die Breite des Verbundglases konstant. Die Dicke kann aber auch in horizontalen Schnitten veränderlich sein. Dann ist die Dicke nicht nur im vertikalen, sondern auch im horizontalen Verlauf veränderlich.
Die Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. In letzterem Fall kann mindestens eine der Folien mit dem Keilwinkel ausgebildet sein. Die Zwischenschicht kann auch aus einer sogenannten akustischen Folie ausgebildet sein, welche eine geräuschdämpfende Wirkung hat, oder eine solche Folie enthalten. Solche Folien bestehen
insbesondere aus mindestens drei Lagen, wobei die mittlere Lage eine höhere Plastizität oder Elastizität aufweist als die sie umgebenden äußeren Lagen, beispielsweise infolge eines höheren Anteils an Weichmachern.
Das zweite Bild umfasst vorzugsweise mindestens eine Statusanzeige (wie beispielsweise eine Geschwindigkeit, einen Kilometerstand, eine Drehzahl, eine (Innen- und/oder Außen-)Temperatur und/oder eine Tankanzeige). Das erste Bild umfasst vorzugsweise mindestens eine Markierung eines Elementes einer
Fahrzeugumgebung, wie beispielsweise einer Fahrbahnbegrenzung, eines anderen Verkehrsteilnehmers, z. B. eines Fußgängers, und/oder eines anderen Fahrzeuges und/oder einen Navigationshinweis (direkt) auf einer Oberfläche der
Fahrzeugumgebung, insbesondere Fahrbahn, beispielsweise ein oder mehrere Pfeile für eine Richtungsangabe und/oder Fahrbahnbegrenzungssymbole. Das erste Bild (oder Element des ersten Bildes) ist vorzugsweise mit einer ersten Projektionsdistanz erzeugbar. Das zweite Bild (oder ein Element des zweiten Bildes) ist vorzugsweise mit einer zweiten Projektionsdistanz erzeugbar.
Besonders bevorzugt ist die erste Projektionsdistanz größer als die zweite
Projektionsdistanz. Mit Projektionsdistanz ist insbesondere der Abstand zwischen dem (virtuellen) Bild (insbesondere einem unteren Rand bzw. Ende des Bildes) und dem Betrachter, also in der Regel dem Kopf des Betrachters, zu verstehen. Als Ort des Betrachters (Kopf des Betrachters) kann beispielsweise ein Ort angenommen werden, der einen (horizontalen) Abstand von (ca.) einem Meter zu einem Mittelpunkt einer linken (ggf. rechten) Hälfte des Anzeigebereiches (der Windschutzscheibe) aufweist. Vorzugsweise ist ein Bild mit einer Projektionsdistanz von mindestens 5 Meter, vorzugsweise mindestens 10 m, als das erste Bild (oder als ein Element des ersten Bildes) erzeugbar. Alternativ oder zusätzlich ist ein Bild mit einer
Projektionsdistanz von höchstens 4,5 Meter, vorzugsweise höchstens 2,5 Meter als das zweite Bild (oder als ein Element des zweiten Bildes) erzeugbar.
Die Projektionsdistanz des ersten Bildes (oder eines Elementes des ersten Bildes) kann vorzugsweise variieren (beispielsweise über einen Bereich von mindestens 10 Meter, also beispielsweise zwischen 5 - 15 Meter) oder konstant sein. Die Projektionsdistanz des ersten Bildes (oder eines Elementes des ersten Bildes) kann ggf. ebenfalls variieren (zumindest über einen geringen Bereich von beispielsweise 0,5 Meter, also z. B. 1,5 - 2,5 Meter). Die Projektion des zweiten Bildes (oder eines Elementes des zweiten Bildes) kann jedoch auch festgelegt sein (beispielsweise auf 2 Meter).
Die erste HUD-Einrichtung kann auch als kontaktanaloge HUD-Einrichtung angesehen werden. Die zweite HUD-Einrichtung kann auch als statische HUD- Einrichtung angesehen werden.
In einer konkreten Ausführungsform ist eine Keileinrichtung, insbesondere eine Keilfolie, in den Anzeigebereich, insbesondere zumindest den zweiten
Anzeigeabschnitt, eingebracht.
Erste und zweite HUD-Einrichtung können (zumindest teilweise) in einer gemeinsamen Baueinheit (insbesondere einem gemeinsamen Projektor) untergebracht sein. Alternativ oder zusätzlich können erste und zweite HUD- Einrichtungen mindestens eine gemeinsame Komponente, wie beispielsweise mindestens einen gemeinsamen Reflektor, insbesondere einen gemeinsamen (letzten) asphärischen Spiegel, und/oder mindestens eine gemeinsamen Linse aufweisen. Die HUD-Einrichtungen unterscheiden sich insbesondere durch eine jeweils eigene Bildquelle und eine Hologrammeinrichtung (z. B. Hologrammfolie) als Bestandteil der ersten HUD-Einrichtung und vorzugsweise einen Hohlspiegel, der nur der zweiten HUD-Einrichtung zugeordnet ist (wobei der Hohlspiegel ggf. nicht von Licht zur Erzeugung des ersten Bildes durchlaufen wird). Auch die Keileinrichtung (Keilfolie) ist insbesondere Bestandteil der zweiten HUD- Einrichtung, was jedoch nicht ausschließt, dass auch Licht aus der ersten
Bildquelle die Keileinrichtung durchläuft. Erste und zweite Bildquelle können in einer gemeinsamen Baueinheit (z. B. einem gemeinsamen Projektor) untergebracht sein. Alternativ können erste und zweite Bildquelle räumlich getrennt sein (z. B. einen Abstand von mindesten 30 cm oder mindestens 50 m oder mindestens 100 cm aufweisen). Beispielsweise kann die erste Bildquelle am oder im Dach (Dachhimmel) eines Fahrzeugs positioniert sein. Insbesondere für vergleichsweise steil (z. B. in einem Winkel von weniger als 45° oder weniger als 20° oder weniger als 10° zur Vertikalen) stehende
Anzeigebereiche (in einem LKW oder einem anderen Fahrzeuge mit
vergleichsweise steil stehender Windschutzscheibe) ist dies vorteilhaft.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das ein HUD-System der obigen Art umfasst. Konkret kann es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Kraftfahrzeug mit Windschutzscheibe (die dann vorteilhafterweise den Anzeigebereich ausbildet bzw. definiert) handeln.
Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur HUD- Bilderzeugung, insbesondere unter Verwendung eines HUD-Systems oder
Fahrzeuges der obigen Art, umfassend die Schritte:
- Erzeugung eines ersten Bildes, nämlich eines AR-HUD-Bildes, unter
Verwendung mindestens eines Hologramms und
- Erzeugung eines zweiten Bildes, ohne die Verwendung eines Hologramms.
Das erste Bild (oder ein Element des ersten Bildes) wird mit einer ersten
Projektionsdistanz erzeugt. Das zweite Bild (oder ein Element des zweiten Bildes) wird mit einer zweiten Projektionsdistanz erzeugt. Die erste Projektionsdistanz ist vorzugsweise größer als die zweite Projektionsdistanz.
Vorzugsweise wird ein Bild in einer Projektionsdistanz von mindestens 5 Metern, vorzugsweise mindestens 10 Meter als das erste Bild (oder als ein Element des ersten Bildes) erzeugt. Alternativ oder zusätzlich wird ein Bild mit einer
Projektionsdistanz von höchstens 4,5 Metern, vorzugsweise höchstens 2,5 Metern als das zweite Bild (oder als ein Element des zweiten Bildes) erzeugt.
Ermittlung und Bestimmung der Projektionsdistanz kann insbesondere auch aus der WO 2016/198678 abgeleitet werden. Die AR-HUD-Einrichtung wird vorzugsweise, z. B. durch Verwendung von
Berechnungen und/oder Simulationen auf den individuellen Einsatzort (z. B.
Fahrzeug) angepasst.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung entspricht einer schematischen Darstellung und ist nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen HUD-Systems.
Ein Projektor 10 umfasst eine erste Bildquelle 11 sowie eine zweite Bildquelle 12. Die erste Bildquelle 11 sendet Strahlen über einen beispielhaft dargestellten ersten Strahlengang 13 in Richtung einer holographischen Folie 14 in einer Windschutzscheibe 15 eines (nicht in Gänze dargestellten) Fahrzeugs. In der holographischen Folie (insbesondere dem Polymerfilm) 14 ist ein Hologramm gespeichert. Analog zu einem HUD-System mit klassischer Optik wird im Projektor 10 ein Bild erzeugt, über (nicht im Detail dargestellte) Plan- und Hohlspiegel vergrößert und zur Scheibe gelenkt. Trifft dieses Licht (beispielhaft über den Strahlengang 13) auf die in die Scheibe integrierte holographische Folie 14 (Hologrammfolie), wird es an Interferenzmustern, die in der Hologrammfolie gespeichert sind, gebeugt. Dabei übernimmt die holographische Folie 14 auch die Funktion eines Hohlspiegels, da das (virtuelle) HUD-Bild um ein Vielfaches vergrößert werden kann. Der für eine bestimmte (virtuelle) Bildgröße benötigte Bauraum (beispielsweise im Armaturenbrett) sinkt entsprechend, da die Plan- und Hohlspiegel im Projektor 10 (nicht im Detail gezeigt) kleiner als bei einem HUD mit (rein) klassischer Optik gestaltet werden können. Einen Großteil der
Bildvergrößerung übernimmt die holographische Folie 14 in der
Windschutzscheibe 15. Der Kopf des Betrachters wird durch das Bezugszeichen 18 schematisch illustriert. Der Einsatz einer Keileinrichtung (z. B. Keilfolie) ist für diese holographische Bilderzeugung nicht notwendig.
Parallel ist im Projektor 10 auch eine zweite Bildquelle 12 vorgesehen, für die zumindest teilweise die gleichen Spiegel im Projektor genutzt werden können wie für die erste Bildquelle 11 (z. B. ein letzter asphärischer Spiegel). Da Bildgröße und -weite beim Standard-HUD vergleichsweise gering sind, vergrößert sich der Bauraumanspruch im Armaturenbrett nicht (oder kaum). Das Licht aus der zweiten Bildquelle 12 wird über einen zweiten Strahlengang 16 ebenfalls auf die Windschutzscheibe 15 gelenkt, und zwar über einen Hohlspiegel 17. Weiterhin ist in der Windschutzscheibe 15 eine Keilform (beispielsweise über eine Keilfolie, wie beispielsweise in der WO 2016/198678 AI beschrieben) eingebracht. Diese Keilform beeinträchtigt die Funktion des HOE-HUD jedoch nicht.
Bilder aus der ersten Bildquelle können in einem ersten Anzeigeabschnitt 19 angezeigt werden. Bilder aus der zweiten Bildquelle können in einem zweiten Anzeigeabschnitt 20 angezeigt werden.
Im Ergebnis lassen sich mit dieser Kombination aus HOE-HUD und HUD mit klassischer Optik ein hohen Anforderungen genügendes Hybrid-HUD herstellen.
Bezugszeichenliste:
10 Projektor
11 Erste Bildquelle
12 Zweite Bildquelle
13 Erster Strahlengang
14 Holographische Folie
15 Windschutzscheibe
16 Zweiter Strahlengang
17 Hohlspiegel
18 Betrachter
19 Erster Anzeigeabschnitt
20 Zweiter Anzeigeabschnitt

Claims

Ansprüche
1. HUD-System, umfassend mindestens eine erste HUD-Einrichtung, nämlich eine AR-HUD-Einrichtung, mit mindestens einer ersten Bildquelle (11) zur Anzeige eines mittels mindestens eines Hologramms erzeugten ersten Bildes in einem ersten Anzeigeabschnitt (19) eines Anzeigebereiches und mindestens eine zweite HUD-Einrichtung mit mindestens einer zweiten Bildquelle (12) zur Anzeige eines in geometrischer Projektionsoptik erzeugten zweiten Bildes in einem zweiten Anzeigeabschnitt (20) des Anzeigebereiches.
2. HUD-System nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
sich der erste (19) und der zweite (20) Anzeigeabschnitt teilweise überlappen oder voneinander getrennt sind.
3. HUD-System nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Anzeigebereich durch eine Fahrzeugscheibe, insbesondere
Windschutzscheibe (15), definiert ist.
4. HUD-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das zweite Bild mindestens eine Statusanzeige, wie beispielsweise eine Geschwindigkeit, einen Kilometerstand, eine Drehzahl, eine Temperatur und/oder eine Tankanzeige, aufweist.
5. HUD-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das erste Bild mindestens eine Markierung eines Elementes einer
Fahrzeugumgebung, wie beispielsweise einer Fahrbahnbegrenzung, eines anderen Verkehrsteilnehmers, z.B. eines Fußgängers und/oder eines anderen Fahrzeuges, und/oder einen Navigationshinweis auf einer Oberfläche der Fahrzeugumgebung, insbesondere Fahrbahn, umfasst.
6. HUD-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Bild oder ein Element des ersten Bildes mit einer ersten
Projektionsdistanz erzeugbar ist und das zweite Bild oder ein Element des zweiten Bildes mit einer zweiten Projektionsdistanz erzeugbar ist, wobei die erste Projektionsdistanz größer ist als die zweite Projektionsdistanz.
7. HUD-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
ein Bild mit einer Projektionsdistanz von mindestens 5 m, vorzugsweise mindestens 10 m als das erste Bild oder als ein Element des ersten Bildes erzeugbar ist und/oder
ein Bild mit einer Projektionsdistanz von höchstens 4,5 m, vorzugsweise höchstens 2,5 m als das zweite Bild oder als ein Element des zweiten Bildes erzeugbar ist.
8. HUD-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
eine Keileinrichtung, insbesondere eine Keilfolie, in den Anzeigebereich, insbesondere zumindest den ersten Anzeigeabschnitt (19) eingebracht ist.
9. HUD-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die erste und zweite HUD-Einrichtung zumindest teilweise in einer gemeinsamen Baueinheit, insbesondere einem gemeinsamen
Projektor (10) untergebracht sind und/oder mindestens eine gemeinsame Komponente, wie beispielsweise mindestens einen gemeinsamen
Reflektor, insbesondere einen gemeinsamen (letzten) asphärischen Spiegel, und/oder mindestens eine gemeinsame Linse aufweisen.
10. Fahrzeug, umfassend ein HUD-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Verfahren zur HUD-Bilderzeugung, umfassend die Schritte:
- Erzeugung eines ersten Bildes, nämlich eines AR-HUD-Bildes, unter Verwendung mindestens eines Hologramms und - Erzeugung eines zweiten Bildes, ohne die Verwendung eines
Hologramms.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
das erste Bild oder ein Element des ersten Bildes mit einer ersten
Projektionsdistanz erzeugt wird und das zweite Bild oder ein Element des zweiten Bildes mit einer zweiten Projektionsdistanz erzeugt wird, wobei die erste Projektionsdistanz größer ist als die zweite Projektionsdistanz.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
ein Bild mit einer Projektionsdistanz von mindestens 5 m, vorzugsweise mindestens 10 m als das erste Bild oder als ein Element des ersten Bildes erzeugt wird und/oder
ein Bild mit einer Projektionsdistanz von höchstens 4,5 m, vorzugsweise höchstens 2,5 m als das zweite Bild oder als ein Element des zweiten Bildes erzeugt wird.
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WO (1) WO2018206314A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112991229A (zh) * 2021-04-26 2021-06-18 湖北亿咖通科技有限公司 增强现实投影的校准方法、电子设备、系统及存储介质

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106860A1 (de) * 2019-03-18 2020-09-24 Yazaki Systems Technologies Gmbh Head-up-Display und Fahrzeug mit solch einem Head-up-Display
JP7102378B2 (ja) * 2019-09-05 2022-07-19 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
JP7400605B2 (ja) * 2020-04-03 2023-12-19 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ
DE202021004134U1 (de) 2020-06-03 2022-10-11 Saint-Gobain Glass France S.A. Verbundscheibe mit Hologrammelement
DE102020209030A1 (de) 2020-07-20 2022-01-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines Symbols auf einem Fenster eines Fahrzeugs und Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung
DE102020209032A1 (de) 2020-07-20 2022-01-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug und Anzeigeeinrichtung
JP7491156B2 (ja) * 2020-09-16 2024-05-28 株式会社Ｊｖｃケンウッド ヘッドアップディスプレイ装置
DE102021208753A1 (de) 2021-08-11 2023-02-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Anzeigevorrichtung in einem Fahrzeug
DE102021209849A1 (de) 2021-09-07 2023-03-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Projektionsvorrichtung zur Anzeige von Informationen in einem Fahrzeug
CN113968053B (zh) * 2021-09-27 2024-01-30 福耀玻璃工业集团股份有限公司 用于抬头显示的夹层玻璃及抬头显示系统
CN114019689B (zh) * 2021-11-30 2022-08-09 福耀玻璃工业集团股份有限公司 抬头显示系统
FR3130044A1 (fr) * 2021-12-06 2023-06-09 Psa Automobiles Sa Procédé et dispositif de gestion du fonctionnement d’un appareil d’affichage tête haute d’un véhicule automobile
CN115185080B (zh) * 2021-12-27 2024-07-26 龚勋 一种车用可穿戴ar抬头显示系统
US11880038B2 (en) 2022-01-21 2024-01-23 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle projector
WO2023208962A1 (de) 2022-04-27 2023-11-02 Saint-Gobain Glass France Verbundscheibe mit einer reflexionsschicht und einem hologrammelement
CN114839780B (zh) * 2022-05-25 2023-07-25 福耀玻璃工业集团股份有限公司 抬头显示系统及抬头显示系统的设计方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0651451B2 (ja) * 1987-03-17 1994-07-06 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
DE69119017T2 (de) * 1990-09-20 1996-11-14 Fujitsu Ltd Bildanzeigegerät
KR100705796B1 (ko) * 2005-11-09 2007-04-12 전자부품연구원 엘이디를 사용한 헤드 업 디스플레이 시스템
US7715103B2 (en) * 2007-09-10 2010-05-11 Microvision, Inc. Buried numerical aperture expander having transparent properties
GB2509180B (en) * 2012-12-21 2015-04-08 Two Trees Photonics Ltd Projector
JP6207850B2 (ja) * 2013-03-13 2017-10-04 株式会社日立エルジーデータストレージ 虚像表示装置
JP2015087595A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 アルプス電気株式会社 画像処理装置
DE102014200377A1 (de) * 2014-01-13 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug zum Darstellen von Bildinformationen in zwei unabhängigen Bildern für einen Betrachter
WO2015152753A1 (ru) * 2014-03-31 2015-10-08 Общество с ограниченной ответственностью "ВэйРэй" Способ отображения информации через лобовое стекло автомобиля и устройство для его реализации
DE102014212186A1 (de) * 2014-06-25 2015-12-31 Robert Bosch Gmbh Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs
WO2016072505A1 (ja) * 2014-11-07 2016-05-12 大日本印刷株式会社 照明装置
DE102014224189A1 (de) 2014-11-26 2016-06-02 Continental Automotive Gmbh Holographisches Head-up-Anzeigesystem
BR112017011329B1 (pt) 2014-12-08 2021-11-30 Saint-Gobain Glass France Vidro laminado que tem espessura reduzida para um dispositivo de exibição por projeção (hud)
EA034780B1 (ru) 2015-06-11 2020-03-19 Сэн-Гобэн Гласс Франс Проекционная система для дисплея на лобовом стекле (длс) в системе дополненной реальности
EP3251836A1 (de) * 2016-05-30 2017-12-06 AGC Glass Europe Verfahren zur herstellung hud-kompatibler windschutzscheiben und universelle keilschicht für eine windschutzscheibe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112991229A (zh) * 2021-04-26 2021-06-18 湖北亿咖通科技有限公司 增强现实投影的校准方法、电子设备、系统及存储介质

Also Published As

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