WO2011038825A1 - Verfahren zum erzeugen eines stereobilds durch eine projektionseinheit für ein head-up-display und projektionseinheit für ein head-up-display - Google Patents

Verfahren zum erzeugen eines stereobilds durch eine projektionseinheit für ein head-up-display und projektionseinheit für ein head-up-display Download PDF

Info

Publication number
WO2011038825A1
WO2011038825A1 PCT/EP2010/005420 EP2010005420W WO2011038825A1 WO 2011038825 A1 WO2011038825 A1 WO 2011038825A1 EP 2010005420 W EP2010005420 W EP 2010005420W WO 2011038825 A1 WO2011038825 A1 WO 2011038825A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
projection
display
projection unit
light
projection light
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/005420
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Felix Linke
Gunnar Franz
Walter Methe
Peter Pogany
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Publication of WO2011038825A1 publication Critical patent/WO2011038825A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0112—Head-up displays characterised by optical features comprising device for genereting colour display
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0132—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
    • G02B2027/0134—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems of stereoscopic type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems

Definitions

  • the invention relates to a method for generating an image by a projection unit for a head-up display, a projection unit for a head-up display and a vehicle with a head-up display, wherein the head-up display has the projection unit ,
  • a head-up display is a display system in which the important information for a viewer (pilots, motorists, etc.) is projected into his field of view.
  • a so-called 'eyebox' is understood to mean that three-dimensional space in which both eyes of the observer can see an image produced by the head-up display completely and untrimmed.
  • the 'eyebox' is that area of space within which a viewer can use or recognize the functions of the head-up display.
  • the eyebox of a HUD is typically uniformly illuminated.
  • the head-up display displays a static (HUD) image regardless of a position of the viewer's eye. In particular, the viewer thus sees with both eyes the same static display from the same perspective.
  • a correction of the HUD image which is required for the compensation of, for example, the windscreen geometry, can be carried out by the form of one or more image-distorting optical elements (eg mirrors and / or lenses) and additionally by an electronic image predistortion. This image correction is the same for all Eyebox or Eyebox locations.
  • referencing of image contents of the HUD image to the outside world which is also viewed through the windshield, so far graphically consuming.
  • the image-distorting optics required for correcting the HUD image is windshield-specific and therefore more expensive. Furthermore, the image distorting optics can only correct those aberrations that are the same from all Eyebox eye positions. Image errors that occur in different eyebox positions adopt different types or proportions, they can not be corrected. In order to keep these position-dependent aberrations low, the degrees of freedom for a design of the windshield and thus also for an embodiment of the vehicle are very limited.
  • the object is achieved by a method for generating an image by a projection unit for a head-up display, the method having at least the following steps:
  • Each of the projection light beams is for viewing by a respective eye of a viewer.
  • image information specific to the respective projection light bundle can be provided.
  • the virtual image can thus be constructed with an image-dependent different image information, which, for example, allows a more realistic or more natural-looking image reproduction and / or a physiologically more acceptable image perception (headache factor).
  • the projection light bundles thus do not overlap at least in a distance from the front screen directed towards a viewer.
  • the distance may in particular be at least 30 cm, in particular at least 40 cm, in particular at least 120 cm, in particular at least 150 cm. It is an embodiment that the method for generating a stereo image by the projection unit for a head-up display and at least comprises the following steps:
  • the three-dimensional image is better able than a two-dimensional image to reference even complex facts with regard to the outside world or to embed complex facts in the image of the outside world viewed by the observer, especially through the windscreen.
  • the at least two projection light bundles (for the left eye and the right eye) can be generated by different colored light sources, and the different image information for the projection light bundles can be provided in different color channels of the different color channels matching the projection light bundles Displays are applied. Since the differently colored projection light bundles do not overlap in the eyebox, in this case it is possible to dispense with a temporally alternating activation of the projection light bundles.
  • the projection unit emits or generates exactly two projection light bundles, that is, one eye for each eye.
  • the exactly two projection light bundles can be referred to as a left and a right projection light beam.
  • the use of precisely two projection light bundles simplifies a construction of the projection unit and in particular an image impression on the projection light bundles and allows an energetically maximally efficient design.
  • the projection light beams are activated alternately in time with a frequency of at least 120 Hz. This fast image sequence allows a fluid representation of image content and prevents disturbing image effects such as flicker.
  • the head-up display is relieved of a computing activity and can be performed simpler and cheaper.
  • the stereoscopically different image information comprises an eye-dependent distortion correction.
  • the light bundle-specific, eye-dependent image correction only needs to correct the geometry of the region of the windshield at which the respective projection light beam is mirrored. As a result, the degrees of freedom for a design of the windscreen can be extended.
  • At least one light source and at least one associated imaging displays of the projection unit are controlled synchronized.
  • the output is also solved by a projection unit for a head-up display, which is set up for performing the above-mentioned method. Accordingly, the projection unit or the head-up display can be configured analogously.
  • the projection unit has at least one respective light source for generating each of the two projection light bundles which do not overlap, at least in the eyebox. As a result, the light bundles can be particularly easily decoupled from each other and generated. It is an alternative development that the projection unit has at least one common light source and one of the common light source optically downstream, temporally switchable beam deflection unit, in particular beam splitter. As a result, the number of light sources can be reduced.
  • the image generator has exactly one light source for generating one of the projection light bundles. If the projection unit for generating one of the projection light bundles has a respective light source, this means that a total of two light sources are present, namely one for each projection light bundle. If the projection unit for generating the two projection light bundles has a light source and the beam splitter, this means that overall only one light source is present. When using just one light source, lower intensity inhomogeneities occur than with a group of point light sources, or even virtually no disturbing intensity inhomogeneities. In the case of a group of point light sources, a diffuser for homogenizing a brightness distribution is additionally required, while it may possibly be dispensed with in the case of a single light source.
  • the light source has exactly one light-emitting diode, in particular an inorganic light-emitting diode or a planar organic light-emitting diode (OLED).
  • Light-emitting diodes have the advantage of a very fast switching speed, a long service life and a low heat radiation.
  • any other suitable light source e.g. Area radiator, are used. When using the area radiator, there are lower intensity inhomogeneities than with a group of point light sources, or even virtually no disturbing intensity inhomogeneities.
  • the radiation angle can be kept small, which allows a compact design
  • the display may be a backlit display, e.g. As an LCD display.
  • the imager may also be a DLP unit, an LCOS unit, a laser projector, a self-luminous display (eg, an OLED display or a VFD display), and so on.
  • a self-luminous display eg, an OLED display or a VFD display
  • both reflective displays and transmissive displays can be used.
  • the object is further achieved by a vehicle with a head-up display, wherein the head-up display has the projection unit as described above, wherein an image generated by the head-up display is imaged on a windscreen of the vehicle.
  • FIG. 1 shows a sketch of a projection unit according to the invention of a head-up display; and shows a front view of eye-specific eyeboxes produced by the projection device according to the invention; shows in plan view a first arrangement of light sources and an imaging display of a projection device according to the invention; shows in plan view a second arrangement of light sources and an imaging display of a projection device according to the invention; shows in plan view a third arrangement of light sources and an imaging display of a projection device according to the invention; shows in plan view a fourth arrangement of light sources and an imaging display of a projection device according to the invention.
  • the projection unit 11 has two light-emitting diodes 121 and 12r, which are arranged one behind the other in the viewing plane shown (ie, viewed in the direction of travel left and right next to one another), but are shown offset for a clear description. More precisely, a right light-emitting diode 12r in the direction of travel on the right and a left light-emitting diode 12r in the direction of travel are arranged to the left of each other. net.
  • the two light emitting diodes 121, 12r are white light emitting diodes and radiate respective projection light beams 23I and 23R, respectively. Only due to the side view, the two projection light bundles 23I, 23r are shown superimposed, but at least in sections, in particular at least in an eyebox 211, 21 r laterally offset, non-overlapping light bundles. Such an arrangement is also shown in FIG.
  • the two light-emitting diodes 121, 12r radiate their respective projection light beams 23I and 23R onto a condenser 13 in the form of one or more lenses (alternatively or additionally: mirrors or diffractive optics) in order to generate the projection light beams 23I, 23R
  • the condenser 13 is optically connected downstream of an imaging display 14, which can be backlit by the projection light beam 23I, 23R, in the form of a LCD display that can be controlled by a video display.
  • the projection light beams generated by the two light-emitting diodes 121, 12r backlight the imaging display 14.
  • the projected by the imaging LCD display 14 projection light beam are further thrown onto a nostiveriererndes optical element, which is designed here in the form of a reflector 15.
  • the reflector 15 throws the projection light beam image enlarging through a transparent cover 16 of the projection unit 11 on a windscreen 17 of the vehicle 10. From the windscreen 17 of the vehicle 10, the projection light beam at least partially reflected further in the direction of a driver.
  • the driver appears through the projection light bundles 23I, 23R a virtual HUD image 18 in front of the windscreen 17, if he looks in the area of the eye-specific eyeboxes 21, 211 produced by the projection light bundles on the windscreen.
  • the driver looks with his right eye into the projection light beam generated by the right (alternatively left) LED 12r (corresponding to the 'right eyebox' 21 r) and with his left eye into the projection light beam generated by the left (alternatively: right) LED 121 (according to the left eyebox '2 1).
  • the separate imaging areas of the imaging LCD display 14 can be controlled by the control unit 20 so that they produce different images.
  • the different images may be differently predistorted images, which take into account the different geometries of the paths of the two projection light bundles, eg with respect to a locally differently curved and / or spaced-apart surface of the front pane 17.
  • the different images may be alternately displayed partial images of a 3D image with a stereoscopically different image information.
  • the control unit 20 the projection light beam 231, 23r temporally alternately, z. B. with a frequency of 120 Hz or more, are activated and synchronized with the stereoscopically different image information to be acted upon.
  • the eyebox is no longer uniform but divided into the two eyeboxes defined by the projection light beams 23I, 23R, namely the right eyebox 21r and the left eyebox 211.
  • Both eyeboxes 21 r, 211 and projection light bundles 23 1, 23 r here each have a cross section with a circularly curved outer contour 22.
  • the separate eyeboxes 21 r, 211 allow a viewing a three-dimensional HLlb image 18.
  • the eyeboxes 211 and 21 r each have a distance of about 30 cm to 150 cm from the front screen 17, a width of about 5 to 10 cm , a height of about 15 cm and a depth of about 25 cm. This means that the projection light bundles 23I, 23R need at least partially decoupling from the front screen 17 at the latest from a distance of 30 cm to 40 cm.
  • the respective left or true projection light beam 23I or 23R needs to cover a narrower angular range than in a conventional eyebox, a higher contrast can be maintained.
  • the area of the eyeboxes 21 r, 211 can also be reduced, as a result of which the location-related luminous intensity can be increased or the projection unit can be designed to be more energy-efficient.
  • each of the two projection light beams 231, 23r has exactly one light source 12r, 121, no inhomogeneities between a plurality of light intensity maxima need to be compensated.
  • the use of a respective light-emitting diode as the light source has the advantage that a light-emitting diode as a Lambertian radiator has virtually no angle-dependent inhomogeneities and thus does not require a diffusing screen or another diffuser.
  • the 3 shows in plan view a first possible arrangement of the light sources 12r, 121 and the imaging display 14 of a projection unit, eg the projection unit 1 1.
  • the two light sources 121 and 12r which may be configured, for example, as white light-emitting diodes are arranged side by side on the left and right. They each have a lens 131 or 13r as a condenser for generating the respectively emitted by them projection light beam 23I, 23r downstream.
  • the projection light beams 23I and 23R scan the imaging display 14 at a left imaging area 24I or a separate right imaging area 24R, so that different images can be impressed on the projection light beams 23I and 23R, eg for a projection beam-specific image correction and / or for a setup a stereo image.
  • the pictorial display 14 is here an LCD display; In general, however, both transmissive displays, reflective displays and self-luminous displays can be used.
  • control unit 20 may turn on the left light source 121 while simultaneously displaying a left stereoscopic frame on the left imaging region 241 while the right projection ray beam 23r is deactivated. Subsequently, the control unit 20 may turn on the right light source 12r and at the same time display a right stereoscopic partial image on the right imaging region 24r while the left projection beam 23I is deactivated.
  • the deactivation may e.g. be achieved by turning off the light source 23I or 23R.
  • the switching frequency is preferably 120 Hz or more in order to avoid flickering of the HUD image 18 and to achieve a smooth dynamic representation.
  • the imaging display 14 is here an LCD display; In general, however, both transmissive displays, reflective displays and self-luminous displays can be used.
  • the imaging regions 24I and 24R are controlled by the control unit 20 via a control line 27 shown in dashed lines. Both light sources 121 and 12r become controlled by a dashed line control line 28 of the control unit 20, in particular switched on and off.
  • the projection light beams 23I, 23R passed through the imaging regions 24I, 24R, respectively, are supplied with a respective stereoscopically-tuned image and are incident on the mirror 15 at a respective left reflection region 25I and right reflection region 25r, respectively, to be reflected by, e.g. sketched in Fig. 2, terrorismverierernd to be deflected to the windshield.
  • the lenses 131 and 13r and reflection regions 25I and 25R, respectively, of the respective projection bundles 23I, 23R can be designed differently, for example, for light bundle-individual image correction.
  • the different partial images may also have a different predistortion, which take into account the different geometries of the paths of the two projection light bundles, e.g. with respect to a locally differently curved and / or spaced surface of the windshield.
  • the different images may be alternately displayed partial images of a 3D image.
  • FIG. 4 shows, in an illustration analogous to FIG. 3, a second possible arrangement of the light sources 12r, 121 and of the imaging display 14 of a projection unit.
  • the projection light bundles 23I, 23R now intersect in a common imaging region 24 of the imaging display 14.
  • the imaging display 14 can be smaller and less expensive.
  • An impression of different images on the two projection light bundles 23I, 23R can, for example, by an alternating activation of the projection light beam 23I, 23r or the associated light sources 121 and 12r with a sufficiently high frequency, for example of more than 120 Hz, and a synchronized circuit of the image - Area 24 can be achieved.
  • the imaging display 14 must now alternately display the stereoscopic partial images for both projection light beams 23I, 23R and requires a correspondingly short switching time.
  • the right-hand light beam 23r ie, the light beam generated by the right-hand LED 12r
  • the left-hand light beam 23I may illuminate the right eye.
  • FIG. 5 shows, in an illustration analogous to FIGS. 3 and 4, a third possible arrangement of the light source (s) and the imaging display 14 of a projection unit. While the projection light bundles 23I, 23R run separately through the imaging display 14 at different imaging regions 24I, 24R, similar to the first arrangement, a common light source 12 is used to generate the two projection light beams 23I, 23R. This light source 12 is followed by a beam splitter 26 which divides the light emitted by the light source 12 into the two projection light beams 23I, 23R.
  • FIG. 6 shows, in a representation analogous to FIG.
  • the two LEDs 121, 12r radiate their respective projection light beams 23I, 23R through a common condenser 13 onto a common imaging area 24 of the imaging display 14. If (only) the left light diode 121 is turned on, the display 14 displays the image for in its imaging area 24 the left projection light beam 211 illuminating the right eye here. If (only) the right-hand light-emitting diode 12r is switched on, the display 14 shows in its imaging region 24 the image for the right-hand projection light bundle 21r, which here illuminates the right eye.
  • the projection light beams 23I, 23R are separated in the light source plane and in the eyeboxes 211, 21R. There may be an overlap in the other levels.
  • an embodiment with a common light source according to the third arrangement of Figure 5 with the beam crossing of the second arrangement of Figure 4 is possible.
  • the light sources and the at least one imaging display can be controlled in another way.
  • the light sources can be run in a continuous operation, and the deactivation or dark switching of the associated projection light beam via a shutter o.ä. or via an at least substantially opaque black circuit of the associated imaging area.
  • the invention is further not limited to the use of light-emitting diodes or other semiconductor light sources.
  • the invention is not limited to the use of white light sources, but can be used e.g. also have monochromatic light sources.
  • the light sources can be designed so that they can change their color.
  • the imaging display can be pixel-controllable and / or be segment-controlled.
  • the imaging display can be monochrome or colored.
  • optical elements may be used.
  • more than one optical element in the projection unit can also be present behind the imaging display, for example two or more lenses and / or mirrors.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

Das Verfahren dient zum Erzeugen eines Bilds (18) durch eine Projektionseinheit (11) für ein Head-Up-Display (19), wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen von mindestens zwei sich nicht überlappenden Projektionslichtbündeln (23r, 23r); Erzeugen unterschiedlicher Bildinformation für die zwei Projektionslichtbündel (23r, 23r); und Aufprägen der erzeugten unterschiedlichen Bildinformation auf die zwei Projektionslichtbündel (23r, 23r). Die Projektionseinheit (11) ist zum Durchführen des Verfahrens eingerichtet ist. Das Fahrzeug (10) ist mit einem Head-Up-Display (19) ausgestattet, wobei das Head-Up-Display (19) die Projektionseinheit (11) aufweist, bei dem ein durch das Head-Up-Display (19) erzeugtes Bild (18) auf eine Frontscheibe (17) des Fahrzeuges (10) abgebildet wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Erzeugen eines Stereobilds durch eine Projektionseinheit für ein Head-Up- Display und Projektionseinheit für ein Head-Up-Display
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Bilds durch eine Projektionseinheit für ein Head-Up-Display, eine Projektionseinheit für ein Head-Up-Display sowie ein Fahrzeug mit einem Head-Up-Display, wobei das Head-Up-Display die Projektionseinheit aufweist.
Ein Head-Up-Display (HUD) ist ein Anzeigesystem, bei dem die für einen Betrachter (Piloten, Autofahrer usw.) wichtigen Informationen in sein Sichtfeld projiziert werden. Unter einer sogenannten 'Eyebox' wird derjenige dreidimensionale Raum verstanden, in dem beide Augen des Betrachters ein von dem Head-Up-Display erzeugtes Bild vollständig und unbeschnitten sehen können. In anderen Worten ist die 'Eyebox' derjenige Raumbereich, innerhalb dessen ein Betrachter die Funktionen das Head-Up-Displays nutzen bzw. erkennen kann. Mittels der Eyebox wird einem Betrachter eine gewisse Kopfbewegung bei der Betrachtung des Bilds ermöglicht, und es können unterschiedliche große oder hoch sitzende Betrachter berücksichtigt werden. Die Eyebox eines HUD ist typischerweise gleichmäßig ausgeleuchtet.
Das Head-Up-Display (HUD) zeigt ein statisches (HUD-)Bild unabhängig von einer Position des Auges des Betrachters an. Insbesondere sieht der Betrachter dadurch mit beiden Augen die gleiche statische Anzeige aus der gleichen Perspektive. Eine Korrektur des HUD-Bildes, die zur Kompensation z.B. der Frontscheibengeometrie erforderlich ist, kann durch die Form eines oder mehrerer bildverzerrender optischen Elemente (z.B. Spiegel und/ oder Linsen) durchgeführt sowie zusätzlich durch eine elektronische Bildvorverzerrung. Diese Bildkorrektur ist für alle Augpunkte bzw. Orte der Eyebox die gleiche. Jedoch sind Referenzierungen von Bildinhalten des HUD-Bildes auf die Außenwelt, welche ebenfalls durch die Frontscheibe betrachtet wird, bisher grafisch aufwendig. Zudem ist die zur Korrektur des HUD-Bildes erforderliche bildverzerrende Optik frontscheibenspezifisch und damit teurer. Ferner kann die bildverzerrende Optik nur solche Bildfehler korrigieren, die aus allen Augpositionen der Eyebox gleich sind. Bildfehler, die in unter- schiedlichen Eyeboxpositionen unterschiedliche Arten oder Ausmaße annehmen, sind damit nicht korrigierbar. Um diese positionsabhängigen Bildfehler gering zu halten, sind die Freiheitsgrade für eine Ausgestaltung der Frontscheibe und damit auch für eine Ausgestaltung des Fahrzeugs sehr eingeschränkt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Projektionsmethode bereitzustellen, welche ein oder mehrere der genannten Nachteile vermeidet und insbesondere eine bildfehlerarme und realistische Ausleuchtung der Eyebox ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Bilds durch eine Projektionseinheit für ein Head-Up-Display, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist:
- Erzeugen von mindestens zwei sich zumindest in der Eyebox bzw. in den Eyeboxen nicht überlappenden Projektionslichtbündeln;
Erzeugen unterschiedlicher Bildinformation für die Projektionslichtbündel; und
- Aufprägen der erzeugten unterschiedlichen Bildinformation auf die Projektionslicht- bündel.
Jedes der Projektionslichtbündel ist für eine Betrachtung durch ein jeweiliges Auge eines Betrachters vorgesehen. Durch das Aufprägen der unterschiedlichen Bildinformation kann eine für das jeweilige Projektionslichtbündel spezifische Bildinformation bereitgestellt wer- den. Das virtuelle Bild kann also mit einer augenabhängig unterschiedlichen Bildinformation aufgebaut werden, was beispielsweise eine realistischere bzw. natürlicher wirkende Bildwiedergabe und/oder eine physiologisch verträglichere Bildwahrnehmung (Kopfschmerzfaktor) ermöglicht. Die Projektionslichtbündel überlappen sich also zumindest in einem zu einem Betrachter gerichteten Abstand von der Frontscheibe nicht. Der Abstand kann insbesondere mindestens 30 cm betragen, insbesondere mindestens 40 cm, insbesondere mindestens 120 cm, insbesondere mindestens 150 cm. Es ist eine Ausgestaltung, dass das Verfahren zum Erzeugen eines Stereobilds durch die Projektionseinheit für ein Head-Up-Display dient und mindestens die folgenden Schritte aufweist:
- Erzeugen von mindestens zwei sich nicht überlappenden Projektionslichtbündeln; - Zeitlich abwechselnde Aktivierung der Projektionslichtbündel;
- Erzeugen stereoskopisch unterschiedlicher Bildinformation für die Projektionslichtbündel; und
- Aufprägen der erzeugten unterschiedlichen Bildinformation auf die Projektionslichtbündel.
Durch dieses zeitlich abwechselnde Aktivieren der mindestens zwei Projektionslichtbündel mit den stereoskopisch unterschiedlichen Bildinformationen kann einem Betrachter ein dreidimensionales Bild vermittelt werden. Das dreidimensionale Bild ist besser als ein zweidimensionales Bild in der Lage, auch komplexe Sachverhalte bezüglich der Außen- weit zu referenzieren bzw. komplexe Sachverhalte in das von dem Betrachter insbesondere durch die Frontscheibe betrachtete Bild der Außenwelt einzubetten.
In einer alternativen Ausgestaltung zur Erzeugung eines Stereobildes können die mindestens zwei Projektionslichtbündel (für das linke Auge und das rechte Auge) durch vonei- nander verschiedenfarbige Lichtquellen erzeugt werden, und die unterschiedliche Bildinformation für die Projektionslichtbündel kann in unterschiedlichen, zu den Projektionslichtbündeln passenden unterschiedlichen Farbkanälen des Displays aufgebracht werden. Da sich die verschiedenfarbigen Projektionslichtbündel in der Eyebox nicht überlappen, kann in diesem Fall auf eine zeitlich abwechselnde Aktivierung der Projektionslichtbündel ver- ziehtet werden.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Projektionseinheit genau zwei Projektionslichtbündel abstrahlt bzw. erzeugt, also für jede Auge eines. Die genau zwei Projektionslichtbündel können als ein linkes und ein rechtes Projektionslichtbündel bezeichnet werden. Die Verwendung von genau zwei Projektionslichtbündeln vereinfacht einen Aufbau der Projektionseinheit und insbesondere eine Bildaufprägung auf die Projektionslichtbündel und erlaubt eine energetisch maximal effiziente Auslegung. Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Projektionslichtbündel mit einer Frequenz von mindestens 120 Hz zeitlich abwechselnd aktiviert werden. Diese schnelle Bildfolge ermöglicht eine flüssige Darstellung von Bildinhalten und verhindert störende Bildeffekte wie ein Flimmern.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass zumindest ein Teil der stereoskopisch unterschiedlichen Bildinformation vorberechnet ist und aktuell abgerufen wird. Dadurch wird das Head- Up-Display von einer Rechentätigkeit entlastet und kann einfacher und preiswerter ausgeführt werden.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass zumindest ein Teil der stereoskopisch unterschiedlichen Bildinformation aktuell berechnet wird. Dadurch ist ein besonders situationsangepasster Bildaufbau möglich. Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die stereoskopisch unterschiedliche Bildinformation eine augenabhängige Verzerrungskorrektur umfasst. Die Lichtbündel-spezifische, augenabhängige Bildkorrektur braucht nur die Geometrie desjenigen Bereichs der Frontscheibe zu korrigieren, an welcher das jeweilige Projektionslichtbündel gespiegelt wird. Dadurch können die Freiheitsgrade für eine Ausgestaltung der Frontscheibe ausgeweitet werden.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass für das Aufprägen der erzeugten unterschiedlichen Bildinformation auf die zwei Projektionslichtbündel mindestens eine Lichtquelle und mindestens eine zugehöriges bildgebendes Displays der Projektionseinheit synchronisiert angesteuert werden.
Die Ausgabe wird auch gelöst durch eine Projektionseinheit für ein Head-Up-Display, welche^) zum Durchführen des oben genannten Verfahrens eingerichtet ist. Entsprechend ist die Projektionseinheit bzw. das Head-Up-Display analog ausgestaltbar.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Projektionseinheit zur Erzeugung jedes der beiden sich zumindest in der Eyebox nicht überlappenden Projektionslichtbündel mindestens eine jeweilige Lichtquelle aufweist. Dadurch können die Lichtbündel besonders einfach voneinander entkoppelt und erzeugt werden. Es ist eine alternative Weiterbildung, dass die Projektionseinheit mindestens eine gemeinsame Lichtquelle und eine der gemeinsamen Lichtquelle optisch nachgeschaltete, zeitlich umschaltbare Strahlumlenkungseinheit, insbesondere Strahlteiler, aufweist. Da- durch kann die Zahl der Lichtquellen reduziert werden.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass der Bildgeber zur Erzeugung eines der Projektionsiichtbündel genau eine Lichtquelle aufweist. Falls die Projektionseinheit zur Erzeugung eines der Projektionslichtbündel eine jeweilige Lichtquelle aufweist, bedeutet dies, dass insgesamt zwei Lichtquellen vorhanden sind, nämlich für jedes Projektionslichtbündel eine. Falls die Projektionseinheit zur Erzeugung der zwei Projektionslichtbündel eine Lichtquelle und den Strahlteiler aufweist, bedeutet dies, dass insgesamt nur eine Lichtquelle vorhanden ist. Bei der Verwendung genau einer Lichtquelle treten geringere Intensitätsinhomogenitäten auf als bei einer Gruppe von Punktlichtquellen, oder sogar keine praktisch störenden Intensitätsinhomogenitäten. Bei einer Gruppe von Punktlichtquellen ird zusätzlich ein Diffusor zur Homogenisierung einer Helligkeitsverteilung benötigt, während bei einer einzigen Lichtquelle ggf. darauf verzichtet werden kann.
Es ist eine besondere Weiterbildung, dass die Lichtquelle genau eine Leuchtdiode, insbe- sondere eine anorganische Leuchtdiode oder eine flächenhafte organische Leuchtdiode (OLED), aufweist. Leuchtdioden weisen den Vorteil einer sehr schnellen Schaltgeschwindigkeit, einer hohen Lebensdauer und einer geringen Wärmeabstrahlung auf. Jedoch kann auch jede andere geeignete Lichtquelle, z.B. Flächenstrahler, eingesetzt werden. Bei der Verwendung des Flächenstrahlers treten geringere Intensitätsinhomogenitäten auf als bei einer Gruppe von Punktlichtquellen, oder sogar keine praktisch störenden Intensitätsinhomogenitäten. Zudem kann der Abstrahlwinkel klein gehalten werden, was eine kompakte Bauform erlaubt
Allgemein kann das Display ein hinterleuchtetes Display sein, z. B. ein LCD-Display. Ge- mäß alternativer Ausgestaltungen kann der Bildgeber auch eine DLP-Einheit, eine LCOS- Einheit, ein Laserprojektor, ein selbstleuchtendes Display (z.B. ein OLED-Display oder ein VFD-Display) usw. sein. Allgemein können sowohl reflektive Displays als auch transmissi- ve Displays verwendet werden. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahrzeug mit einem Head-Up-Display, wobei das Head-Up-Display die Projektionseinheit wie oben beschrieben aufweist, wobei ein durch das Head-Up-Display erzeugtes Bild auf eine Frontscheibe des Fahrzeuges abgebildet wird.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein. zeigt eine Skizze einer erfindungsgemäßen Projektionseinheit eines Head-Up- Displays; und zeigt eine Vorderansicht von durch die erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung erzeugten augenspezifischen Eyeboxen; zeigt in Draufsicht eine erste Anordnung von Lichtquellen und einem bildgebenden Display einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung; zeigt in Draufsicht eine zweite Anordnung von Lichtquellen und einem bildgebenden Display einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung; zeigt in Draufsicht eine dritte Anordnung von Lichtquellen und einem bildgebenden Display einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung; zeigt in Draufsicht eine vierte Anordnung von Lichtquellen und einem bildgebenden Display einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung.
Fig.1 skizziert eine erfindungsgemäße Projektionseinheit 11 eines Head-Up-Displays 19 eines Fahrzeugs 10. Die Projektionseinheit 11 weist zwei Leuchtdioden 121 und 12r auf, welche in der gezeigten Sichtebene hintereinander angeordnet sind (also mit Blick in Fahrtrichtung links und rechts nebeneinander), jedoch für eine übersichtliche Beschreibung versetzt dargestellt sind. Genauer gesagt sind eine rechte Leuchtdiode 12r in Fahrtrichtung rechts und eine linke Leuchtdiode 12r in Fahrtrichtung links zueinander angeord- net. Die beiden Leuchtdioden 121, 12r sind weiße Leuchtdioden und strahlen jeweilige Projektionslichtbündel 23I bzw. 23r ab. Lediglich aufgrund der Seitenansicht sind die beiden Projektionslichtbündel 23I, 23r überlagert eingezeichnet, sind jedoch zumindest streckenweise, insbesondere mindestens in einer Eyebox 211, 21 r seitlich versetzte, sich nicht überlappende Lichtbündel. Eine solche Anordnung ist auch in Fig.3 gezeigt.
Die beiden Leuchtdioden 121, 12r strahlen ihre jeweiligen Projektionslichtbündel 23I bzw. 23r auf einen Kondensor 13 in Form einer oder mehrerer Linsen (alternativ oder zusätzlich: Spiegel oder diffraktive Optik(en)), um die Projektionslichtbündel 23I, 23r zu erzeu- gen. Dem Kondensor 13 ist ein durch die Projektionslichtbündel 23I, 23r hinterleuchtbares bildgebendes Display 14 in Form eines bildpunktansteuerbaren LCD-Displays optisch nachgeschaltet. Die von den beiden Leuchtdioden 121, 12r erzeugten Projektionslichtbündel hinterleuchten das bildgebende Display 14.
Die durch das bildgebende LCD-Display 14 bildbeaufschlagten Projektionslichtbündel werden weiter auf ein bildvergrößerndes optisches Element geworfen, welches hier in Form eines Reflektors 15 ausgestaltet ist. Der Reflektor 15 wirft die Projektionslichtbündel bildvergrößernd durch eine transparente Abdeckung 16 der Projektionseinheit 11 auf eine Frontscheibe 17 des Fahrzeugs 10. Von der Frontscheibe 17 des Fahrzeugs 10 werden die Projektionslichtbündel zumindest teilweise weiter in Richtung eines Fahrers reflektiert. Dem Fahrer erscheint durch die Projektionslichtbündel 23I, 23r ein virtuelles HUD-Bild 18 vor der Frontscheibe 17, falls er im Bereich der durch die Projektionslichtbündel erzeugten augenspezifischen Eyeboxen 21 r, 211 auf die Frontscheibe schaut. Der Fahrer blickt mit seinem rechten Auge in das von der rechten (alternativ: linken) Leuchtdiode 12r erzeugte Projektionslichtbündel (entsprechend der 'rechten Eyebox' 21 r) und mit seinem linken Auge in das von der linken (alternativ: rechten) Leuchtdiode 121 erzeugte Projektionslichtbündel (entsprechend der linken Eyebox' 2 1).
Insbesondere können die getrennten bildgebenden Bereiche des bildgebenden LCD- Displays 14 so durch Steuereinheit 20 angesteuert werden, dass sie unterschiedliche Bilder erzeugen. Beispielsweise können die unterschiedlichen Bilder unterschiedlich vorverzerrte Bilder sein, welche die unterschiedlichen Geometrien der Pfade der beiden Projektionslichtbündel berücksichtigen, z.B. hinsichtlich einer lokal unterschiedlich gekrümmten und / oder beabstandeten Oberfläche der Frontscheibe 17. Alternativ oder zusätzlich können die unterschiedlichen Bilder abwechselnd angezeigte Teilbilder eines 3D-Bilds mit einer stereoskopisch unterschiedlichen Bildinformation sein. Dazu können durch die Steuereinheit 20 die Projektionslichtbündel 231, 23r zeitlich ab- wechselnd, z. B. mit einer Frequenz von 120 Hz oder mehr, aktiviert werden und synchronisiert mit der stereoskopisch unterschiedlichen Bildinformation beaufschlagt werden.
Wie in Fig.2 gezeigt, ist die Eyebox nun nicht mehr einheitlich, sondern in die zwei durch die Projektionslichtbündel 23I, 23r definierte Eyeboxen, nämlich die rechte Eyebox 21 r und linken Eyebox 211, unterteilt. Beide Eyeboxen 21 r, 211 bzw. Projektionslichtbündel 231, 23r weisen hier jeweils einen Querschnitt mit einer kreisförmig gekrümmten Außenkontur 22 auf. Die getrennten Eyeboxen 21 r, 211 ermöglichen eine Betrachtung einen dreidimensionalen HLlb-Bildes 18. Die Eyeboxen 211 und 21 r weisen jeweils einen Abstand von ca. 30 cm bis 150 cm von der Frontscheibe 17 auf, eine Breite von ca. 5 bis 10 cm, eine Höhe von ca. 15 cm und eine Tiefe von ca. 25 cm. Dies bedeutet, dass sich die Projektionslichtbündel 23I, 23r spätestens erst ab einem Abstand von 30 cm bis 40 cm von der Frontscheibe 17 zumindest teilweise zu entkoppeln brauchen.
Dadurch, dass das jeweilige linke oder echte Projektionslichtbündel 23I bzw. 23r einen engeren Winkelbereich abzudecken braucht als bei einer herkömmlichen Eyebox, kann zudem ein höherer Kontrast aufrechterhalten werden. Auch kann die Fläche der Eyeboxen 21 r, 211 verkleinert werden, wodurch sich die ortbezogene Lichtstärke erhöht oder die Projektionseinheit energieeffizienter ausgelegt werden kann.
Da zudem die Projektionseinheit zur Erzeugung jedes der beiden Projektionslichtbündel 231, 23r genau eine Lichtquelle 12r, 121 aufweist, brauchen keine Inhomogenitäten zwischen mehreren Lichtstärkemaxima ausgeglichen zu werden. Ferner weist die Verwen- dung jeweils einer Leuchtdiode als der Lichtquelle den Vorteil auf, dass eine Leuchtdiode als ein Lambertscher Strahler nahezu keine winkelabhängigen Inhomogenitäten aufweist und somit keine Streuscheibe oder einen anderen Diffusor benötigt. In den folgenden Figuren werden verschiedene mögliche Anordnungen von Lichtquellen und bildgebendem Display zusammen mit den davon erzeugten Projektionslichtbündeln 231, 23r näher erläutert: Fig.3 zeigt in Draufsicht detaillierter eine erste mögliche Anordnung der Lichtquellen 12r, 121 und des bildgebenden Displays 14 einer Projektionseinheit, z.B. der Projektionseinheit 1 1. Die beide Lichtquellen 121 und 12r, die z.B. als weiße Leuchtdioden ausgestaltet sein können, sind links und rechts nebeneinander angeordnet. Ihnen ist jeweils eine Linse 131 bzw. 13r als Kondensor zur Erzeugung der jeweils von ihnen ausgesandten Projektions- lichtbündel 23I, 23r nachgeschaltet. Die Projektionslichtbündel 23I und 23r durchleuchten das bildgebende Display 14 an einem linken Bildgebungsbereich 24I bzw. einem davon getrennten rechten Bildgebungsbereich 24r, so dass den Projektionslichtbündel 23I und 23r unterschiedliche Bilder aufgeprägt werden können, z.B. für eine Projektionslichtbündel-spezifische Bildkorrektur und/oder für einen Aufbau eines Stereobilds. Das bildgeben- de Display 14 ist hier ein LCD-Display; allgemein können jedoch sowohl transmissive Displays, reflektive Displays als auch selbstleuchtende Displays verwendet werden.
Insbesondere kann die Steuereinheit 20 die linke Lichtquelle 121 anschalten und gleichzeitig an dem linken Bildgebungsbereich 241 ein linkes stereoskopisches Teilbild darstellen, während das rechte Projektionsstrahlbündel 23r deaktiviert ist. Anschließend kann die Steuereinheit 20 die rechte Lichtquelle 12r anschalten und gleichzeitig an dem rechten Bildgebungsbereich 24r ein rechtes stereoskopisches Teilbild darstellen, während das linke Projektionsstrahlbündel 23I deaktiviert ist. Die Deaktivierung kann z.B. durch ein Ausschalten der Lichtquelle 23I oder 23r erreicht werden. Die Schaltfrequenz beträgt vor- zugsweise 120 Hz oder mehr, um ein Flimmern des HUD-Bilds 18 zu vermeiden und eine ruckelfreie dynamische Darstellung zu erreichen.
Das bildgebende Display 14 ist hier ein LCD-Display; allgemein können jedoch sowohl transmissive Displays, reflektive Displays als auch selbstleuchtende Displays verwendet werden.
Die Bildgebungsbereiche 24I bzw. 24r werden über eine gestrichelt dargestellte Steuerleitung 27 von der Steuereinheit 20 angesteuert. Die beide Lichtquellen 121 und 12r werden über eine gestrichelt dargestellte Steuerleitung 28 von der Steuereinheit 20 angesteuert, insbesondere ein- und ausgeschaltet.
Die durch die Bildgebungsbereiche 24I bzw. 24r durchgelaufenen Projektionslichtbündel 23I, 23r werden mit einem jeweiligen stereoskopisch abgestimmten Bild bzw. Teilbild beaufschlagt und treffen an einem entsprechenden linken Reflektionsbereich 25I bzw. rechten Reflektionsbereich 25r auf den Spiegel 15 auf, um dann, wie z.B. in Fig. 2 skizziert, bildvergrößernd auf die Frontscheibe umgelenkt zu werden. Die Linsen 131 bzw. 13r und Reflektionsbereichen 25I bzw. 25r der jeweiligen ProjektionsNchtbündel 23I, 23r können beispielsweise zur Lichtbündel-individuellen Bildkorrektur unterschiedlich ausgestaltet sein.
Die unterschiedlichen Teilbilder können auch eine unterschiedliche Vorverzerrung aufweisen, welche die unterschiedlichen Geometrien der Pfade der beiden Projektionslichtbün- del berücksichtigen, z.B. hinsichtlich einer lokal unterschiedlich gekrümmten und / oder beabstandeten Oberfläche der Frontscheibe. Alternativ oder zusätzlich können die unterschiedlichen Bilder abwechselnd angezeigte Teilbilder eines 3D-Bilds sein.
Fig.4 zeigt in einer zu Fig.3 analogen Darstellung eine zweite mögliche Anordnung der Lichtquellen 12r, 121 und des bildgebenden Displays 14 einer Projektionseinheit. Im Gegensatz zu der ersten, in Fig.3 gezeigten Anordnung kreuzen sich die Projektionslichtbündel 23I, 23r nun in einem gemeinsamen Bildgebungsbereich 24 des bildgebenden Displays 14. Dadurch kann das bildgebende Display 14 kleiner und kostengünstiger ausfallen. Eine Aufprägung unterschiedlicher Bilder auf die beiden Projektionslichtbündel 23I, 23r kann beispielsweise durch eine abwechselnde Aktivierung der Projektionslichtbündel 23I, 23r bzw. der zugehörigen Lichtquellen 121 und 12r mit einer ausreichend hohen Frequenz, z.B. von mehr als 120 Hz, und eine dazu synchronisierte Schaltung des Bildge- bungsbereichs 24 erreicht werden. Das bildgebende Display 14 muss nun abwechselnd die stereoskopischen Teilbilder für beide Projektionslichtbündel 23I, 23r anzeigen und benötigt eine entsprechend geringe Schaltzeit. Da sich die Projektionslichtbündel 23I, 23r kreuzen, kann das rechte Lichtbündel 23r (d.h., das von der rechten LED 12r erzeugte Lichtbündel) das linke Auge beleuchten bzw. die linke Eyebox definieren, und analog kann das linke Lichtbündel 23I das rechte Auge beleuchten. Zur Verringerung der Zeit zum Aufbau eines Teilbilds kann allgemein zumindest ein Teil der stereoskopisch unterschiedlichen Bildinformation vorberechnet sein und aktuell abgerufen werden. Dadurch wird zumindest ein Teil der ansonsten für einen Bildaufbau benötigten Rechenzeit vermieden.
Fig.5 zeigt in einer zu Fig.3 und Fig.4 analogen Darstellung eine dritte mögliche Anordnung der Lichtquelle(n) und des bildgebenden Displays 14 einer Projektionseinheit. Während nun ähnlich zu der ersten Anordnung die Projektionslichtbündel 23I, 23r getrennt an unterschiedlichen Bildgebungsbereichen 24I bzw. 24r durch das bildgebende Display 14 laufen, wird eine gemeinsame Lichtquelle 12 zur Erzeugung der beiden Projektionslichtbündel 23I, 23r verwendet. Dieser Lichtquelle 12 ist ein Strahlteiler 26 nachgeschaltet, welcher das von der Lichtquelle 12 abgestrahlte Licht in die zwei Projektionslichtbündel 23I, 23r aufteilt. Fig.6 zeigt in einer zu Fig.4 analogen Darstellung eine vierte mögliche Anordnung der Lichtquellen 12r, 121 und des bildgebenden Displays 14 einer Projektionseinheit, wobei nun auch der Strahlengang weiter bis zu den Eyeboxen 211, 21 r ausgeführt ist. Die beiden LEDs 121, 12r strahlen ihre jeweiligen Projektionslichtbündel 23I, 23r durch einen gemeinsamen Kondensor 13 auf einen gemeinsamen Bildgebungsbereich 24 des bildgebenden Displays 14. Falls (nur) die linke Leuchtdiode 121 eingeschaltet ist, zeigt das Display 14 in seinem Bildgebungsbereich 24 das Bild für das linke Projektionslichtbündel 211, das hier das rechte Auge beleuchtet. Falls (nur) die rechte Leuchtdiode 12r eingeschaltet ist, zeigt das Display 14 in seinem Bildgebungsbereich 24 das Bild für das rechte Projektionslichtbündel 21 r, das hier das rechte Auge beleuchte. Die Projektionslichtbündel 23I, 23r sind in der Lichtquellenebene und in den Eyeboxen 211, 21 r getrennt. In den übrigen Ebenen kann es eine Überlappung geben.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So können Merkmale der Ausführungsbeispiele auch kombiniert oder geeignet ausgetauscht werden. Beispielsweise ist eine Ausführungsform mit einer gemeinsamen Lichtquelle nach der dritten Anordnung aus Fig.5 mit der Strahlkreuzung der zweiten Anordnung nach Fig.4 möglich. Auch können die Lichtquellen und das mindestens eine bildgebende Display auf eine andere Weise angesteuert werden. Beispielsweise können die Lichtquellen in einem Dauerbetrieb gefahren werden, und die Deaktivierung bzw. Dunkelschaltung des zugehörigen Projektionslichtbündels erfolgt über eine Blende o.ä. oder über eine zumindest im Wesentlichen lichtundurchlässige Schwarzschaltung des zugehörigen Bildgebungsbereichs.
Die Erfindung ist ferner nicht auf die Verwendung von Leuchtdioden oder anderen Halbleiterlichtquellen beschränkt.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Verwendung von weißen Lichtquellen beschränkt, sondern kanh z.B. auch einfarbige Lichtquellen aufweisen. Die Lichtquellen können so ausgestaltet sein, dass sie ihre Farbe ändern können. Das bildgebende Display kann bildpunktansteuerbar sein und/oder segmentansteuerbar sein. Das bildgebende Display kann monochrom oder farbig sein.
Es können andere und/oder mehr oder weniger optische Elemente verwendet werden. So können hinter dem bildgebenden Display auch mehr als ein optisches Element in der Pro- jektionseinheit vorhanden sein, z.B. zwei oder mehr Linsen und/oder Spiegel.
Bezuqszeichenliste
10 Fahrzeug
11 Projektionseinheit
121 linke Leuchtdiode
12r rechte Leuchtdiode
13 Kondensor
14 bildgebendes Display
15 Reflektor
16 transparente Abdeckung
17 Frontscheibe
18 HUD-Bild
19 Head-Up-Display
20 Steuereinheit
211 linke Eyebox
21 r rechte Eyebox
22 Außenkontur
23I linkes Projektionslichtbündel
23r rechtes Projektionslichtbündel
24 gemeinsamer Bildgebungsbereich
24I Bildgebungsbereich des linken Projektionslichtbündels
24r Bildgebungsbereich des rechten Projektionslichtbündels
25I Reflektionsbereich des linken Projektionslichtbündels
25r Reflektionsbereich des rechten Projektionslichtbündels
26 Strahlteiler
27 Steuerleitung zur Ansteuerung der Bildgebungsbereiche
28 Steuerleitung zur Ansteuerung der Lichtquelle(n)

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Erzeugen eines Bilds (18) durch eine Projektionseinheit (11) für ein Head-Up-Display (19), wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist:
Erzeugen von mindestens zwei sich zumindest in der Eyebox nicht überlappenden Projektionslichtbündeln (23r, 23r);
- Erzeugen unterschiedlicher Bildinformation für die zwei Projektionslichtbündel (23r, 23r); und
- Aufprägen der erzeugten unterschiedlichen Bildinformation auf die zwei Projektionslichtbündel (23r, 23r).
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist:
Erzeugen von mindestens zwei sich nicht überlappenden Projektionslichtbündeln (23r, 23r);
- Zeitlich abwechselnde Aktivierung der Projektionslichtbündel (23r, 23r);
Erzeugen stereoskopisch unterschiedlicher Bildinformation für die Projektionslichtbündel (23r, 23r); und
- Aufprägen der erzeugten unterschiedlichen Bildinformation auf die Projektionslichtbündel (23r, 23r).
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Projektionslichtbündel (23r, 23r) mit einer Frequenz von mindestens 120 Hz zeitlich abwechselnd aktiviert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem für das Aufprägen der erzeugten unterschiedlichen Bildinformation auf die zwei Projektionslichtbündel (23r, 23r) mindestens eine Lichtquelle (12; 121, 12r) und mindestens ein zugehöriges bildgebendes Display (14; 24I, 24r) der Projektionseinheit (23r, 23r) synchronisiert angesteuert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem - die mindestens zwei Projektionslichtbündel durch voneinander verschiedenfarbige Lichtquellen erzeugt werden und
- die unterschiedliche Bildinformation für die zwei Projektionslichtbündel in unterschiedlichen, zu den Projektionslichtbündeln passenden unterschiedlichen Farbkanälen des Displays aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Teil der stereoskopisch unterschiedlichen Bildinformation vorberechnet ist und aktuell abgerufen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Teil der stereoskopisch unterschiedlichen Bildinformation aktuell berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die stereoskopisch unterschiedliche Bildinformation eine augenabhängige Verzerrungskorrektur umfasst.
Projektionseinheit (11) für ein Head-Up-Display, welches zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Projektionseinheit (11) nach Anspruch 9, wobei die Projektionseinheit zur Erzeugung jedes der beiden sich zumindest in der Eyebox nicht überlappenden Projektionslichtbündel (23r, 23r) mindestens eine jeweilige Lichtquelle (121, 12r) aufweist.
Projektionseinheit (11) nach Anspruch 9, wobei die Projektionseinheit (11) zur Erzeugung der beiden nicht überlappenden Projektionslichtbündel (23r, 23r) mindestens eine gemeinsame Lichtquelle (12) und eine der gemeinsamen Lichtquelle (12) optisch nachgeschaltete, zeitlich umschaltbare Strahlumlenkungseinheit (26) aufweist.
Projektionseinheit (11) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinheit (11) zur Erzeugung eines der Projektionslichtbündel (23r, 23r) genau eine Lichtquelle (12; 121, 12r) aufweist.
13. Projektionseinheit (11) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genau eine Lichtquelle eine Leuchtdiode, insbesondere eine anorganische Leuchtdiode oder eine flächenhafte organische Leuchtdiode, aufweist.
14. Projektionseinheit (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinheit (11) mindestens ein hinterleuchtetes bildgebendes Display (14) aufweist.
15. Fahrzeug (10) mit einem Head-Up-Display (19), wobei das Head-Up-Display (19) die Projektionseinheit (11) nach einem der Ansprüche 9 bis 14 aufweist, bei dem ein durch das Head-Up-Display (19) erzeugtes Bild (18) auf eine Frontscheibe (17) des Fahrzeuges (10) abgebildet wird.
PCT/EP2010/005420 2009-09-29 2010-09-03 Verfahren zum erzeugen eines stereobilds durch eine projektionseinheit für ein head-up-display und projektionseinheit für ein head-up-display WO2011038825A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910043351 DE102009043351A1 (de) 2009-09-29 2009-09-29 Verfahren zum Erzeugen eines Stereobilds durch eine Projektionseinheit für ein Head-Up-Display und Projektionseinheit für ein Head-Up-Display
DE102009043351.1 2009-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011038825A1 true WO2011038825A1 (de) 2011-04-07

Family

ID=43034497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/005420 WO2011038825A1 (de) 2009-09-29 2010-09-03 Verfahren zum erzeugen eines stereobilds durch eine projektionseinheit für ein head-up-display und projektionseinheit für ein head-up-display

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009043351A1 (de)
WO (1) WO2011038825A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023102623B3 (de) 2023-02-02 2023-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Multiuser-Blickfeldanzeigevorrichtung, Verfahren und Steuereinheit zu dessen Betrieb sowie Fahrzeug

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9229228B2 (en) * 2013-12-11 2016-01-05 Honeywell International Inc. Conformal capable head-up display
DE102014003351B4 (de) * 2014-03-07 2022-11-03 Dioptic Gmbh Head-Up-Display und Darstellungsverfahren
JP2015215509A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置、表示方法およびプログラム
JP6598701B2 (ja) * 2016-02-15 2019-10-30 アルパイン株式会社 車載用表示装置
TWI609199B (zh) * 2016-06-30 2017-12-21 葉天守 反射式虛像顯示裝置
US20180364478A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-20 Benoit CHAUVEAU Mono-eye head-up display

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988008146A1 (en) * 1987-04-10 1988-10-20 Holtronic Gesellschaft Für Holographie Und Elektro Stereoscopic display system
EP0463888A2 (de) * 1990-06-29 1992-01-02 Fujitsu Limited Anzeigeeinheit
EP0949826A2 (de) * 1998-04-06 1999-10-13 Optimize Incorporated Binokulares Bildbetrachtungssystem mit intermediären Bildflächen für eine elektronische Anzeigevorrichtung
US20010055152A1 (en) * 2000-06-26 2001-12-27 Angus Richards Multi-mode display device
WO2004084559A1 (ja) * 2003-03-20 2004-09-30 Seijiro Tomita 車両用映像表示装置
JP2005301144A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Denso Corp 虚像表示装置およびプログラム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4723160A (en) * 1984-08-01 1988-02-02 Grumman Aerospace Corporation Windscreen deviation correcting pilot display
DE29916081U1 (de) * 1999-01-12 1999-12-30 Hopp Armin Stereoskopische Videoprojektion
DE10224016A1 (de) * 2002-05-29 2003-12-18 Siemens Ag Anzeigevorrichtung
JP2004334590A (ja) * 2003-05-08 2004-11-25 Denso Corp 操作入力装置
JP2005070255A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Denso Corp 虚像表示装置
DE102005058018A1 (de) * 2005-12-05 2007-06-14 Siemens Ag Head-Up-Display System
DE102006054713B4 (de) * 2006-11-19 2012-08-30 Infitec Gmbh Stereoprojektion mit Interferenzfiltern

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988008146A1 (en) * 1987-04-10 1988-10-20 Holtronic Gesellschaft Für Holographie Und Elektro Stereoscopic display system
EP0463888A2 (de) * 1990-06-29 1992-01-02 Fujitsu Limited Anzeigeeinheit
EP0949826A2 (de) * 1998-04-06 1999-10-13 Optimize Incorporated Binokulares Bildbetrachtungssystem mit intermediären Bildflächen für eine elektronische Anzeigevorrichtung
US20010055152A1 (en) * 2000-06-26 2001-12-27 Angus Richards Multi-mode display device
WO2004084559A1 (ja) * 2003-03-20 2004-09-30 Seijiro Tomita 車両用映像表示装置
JP2005301144A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Denso Corp 虚像表示装置およびプログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023102623B3 (de) 2023-02-02 2023-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Multiuser-Blickfeldanzeigevorrichtung, Verfahren und Steuereinheit zu dessen Betrieb sowie Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009043351A1 (de) 2011-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112017006376B4 (de) Blickfeldanzeigevorrichtung
DE19540108C2 (de) Vorrichtung zur Darstellung eines ersten Bildes in einem durch eine durchsichtige Scheibe sichtbaren zweiten Bild
DE102011082985B4 (de) Head-Up Display für ein Fahrzeug und Verfahren zur Projektion eines Bildes
WO2011038825A1 (de) Verfahren zum erzeugen eines stereobilds durch eine projektionseinheit für ein head-up-display und projektionseinheit für ein head-up-display
DE19930710C2 (de) Bilddarstellungssystem und -verfahren für Fahrzeuge
DE102014003351B4 (de) Head-Up-Display und Darstellungsverfahren
DE112018004062T5 (de) Dreidimensionale anzeigevorrichtung
EP1695562A1 (de) Autostereoskopische anzeigevorrichtung mit positionsnachführung für mehrere benutzer
DE102012207621A1 (de) Projektionsdisplay mit mehrkanaloptik mit nicht kreisförmiger gesamtapertur
DE102015104085B4 (de) Bildgebungseinrichtung und Vorrichtung zur Dateneinspiegelung
DE102012106638A1 (de) Head-Up-Display-Vorrichtung
WO2013110748A1 (de) Display mit betrachternachführung
DE102014217180A1 (de) Bilderzeugungsvorrichtung für ein Head-up-Display, Head-up-Display und Verfahren zum Erzeugen eines Bilds für ein Head-up-Display
DE102014212186A1 (de) Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs
DE102005001973A1 (de) Vorrichtung zur Anzeige visueller Informationen
WO2003102666A1 (de) Autostereoskopische anzeigevorrichtung für kraftfahrzeuge
WO2007107515A1 (de) Head-up-display, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE102013206614A1 (de) Projektionsdisplay zur Einspiegelung eines anzuzeigenden Bildes in eine Sicht eines Insassen eines Fortbewegungsmittels
DE112017006990T5 (de) Head-up-display-vorrichtung
DE102015206001A1 (de) Autostereoskopisches Head-up-Display für ein Fahrzeug und Verfahren zum Erzeugen eines autostereoskopischen Bilds mittels eines Head-up-Displays für ein Fahrzeug
DE102015226425A1 (de) Hinterleuchtungsvorrichtung zum Hinterleuchten einer Anzeigeeinheit für ein Head-up-Display, Head-up-Display und Verfahren zum Hinterleuchten einer Anzeigeeinheit für ein Head-up-Display
WO2018015496A1 (de) Vorrichtungen zur dateneinspiegelung
DE102018200873A1 (de) Autostereoskopisches Blickfeldanzeigegerät für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem autostereoskopischen Blickfeldanzeigegerät und Verfahren zum Erzeugen eines autostereoskopischen Bilds
DE102016111119A1 (de) Laser-Projektionsanordnung und Verfahren zur Erzeugung virtueller Bilder
DE102017223273A1 (de) Projektionsvorrichtung aufweisend ein Hologramm

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10751578

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10751578

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1