CN112639573B - 用于运行机动车用的视野显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行视野显示设备的方法,包括:借助于能电气操控的面状像素装置来产生带有显示内容的投影光束,以及借助于布置在面状像素装置上的抑制反射的转向装置将产生的投影光束投射到投影玻璃上,转向装置带有沿着面状像素装置与之成预先确定的锐角地并且彼此平行地延伸的平坦的反射面,所述反射面构造成转向所产生的投影光束,以将所产生的投影光束投射到部分透明的反射性的投影玻璃上,由此在所述投影玻璃后产生显现到用户的视野中的虚拟显示图像,其中,一个或多个反射面在背侧上为了抑制干扰反射而构造成吸光的,其中,提供至少一个状况参数,根据所述状况参数,面状像素装置的相应不同的面区段被用于产生期望的显示内容。

Description

用于运行机动车用的视野显示设备的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车用的视野显示设备、特别是平视显示器的方法以及一种相应的控制装置和一种装备有该控制装置的机动车。
背景技术
机动车中的视野显示设备尤其以名称“平视显示器(HUD)”公知。因此诸如对限速的说明之类的显示内容作为虚拟显示图像显现到驾驶员在机动车之前的视野中,因而驾驶员无须将他的视线从道路转移开。为此,视野显示设备典型地包括投影单元,该投影单元通过安装在仪表板上侧下方的、有合适的投影光学***的显示器产生有期望的显示内容的投影光束并且投射到部分透明的投影玻璃上、例如机动车的前窗玻璃上,投影光束由该投影玻璃朝驾驶员反射。
在传统的结构样式中,HUD具有较小的视野,其通常仅延伸至将近地平线,并且虚拟显示图像的距离由投影单元的光学的结构确定。仪表板内部的有限的结构空间妨碍了视野的扩大。尤其是公知的投影光学***沿垂直方向占据大量空间。驾驶员在此仿佛望着望远镜,因而在HUD内部中的显示器上产生的近的显示图像对驾驶员而言像是在机动车前的远方。因此根据“望远镜的口径”仅能显示有限的立体角,HUD显示图像可以通过前窗玻璃在有限的立体角内与视线重叠。例如接触模拟的显现(Kontaktanaloge Einblendung)如由增强现实已知的那样在这个有限的立体角之外是不可能的。
另一方面,例如由DE102009054232A1已知一种用于机动车中立体信息显示的平视显示器,其具有用于产生两个不同的、为乘客的两只眼所确定的单幅图像的图像产生器件和显示单元,可以在所述显示单元上产生发光点,所述发光点的光线可以通过在机动车的挡风玻璃处的反射而让乘客看到。此外,在显示单元和挡风玻璃之间的光路中设有偏转器件、如小透镜的矩阵形的布置结构,偏转器件朝不同的发射方向偏转不同的发光点的光线。此外,像点分配器件负责将单幅图像的像点分配给显示单元的发光点,使得乘客的左眼能看到为之确定的单幅图像并且乘客的右眼能看到为之确定的单幅图像。这种类型的自动立体显示可能特别有利于内容的接触模拟的显示。
在视野显示设备中通常设有附加的措施,所述附加的措施禁止或者说防止环境光在视野显示设备的构件处的可能导致用户眩目的干扰反射。为此,在传统的HUD中,例如向外封闭投影单元的盖板在几何形状上是防反射的(所谓的眩光陷阱)。由此公知的防反射技术当然不适用于直接与挡风玻璃面对面布置的显示器。
发明内容
本发明的任务是,提供一种特别是在各不同的(行驶)状况下在一个或多个用户的安全性和/或舒适性方面做出改进的、用于视野显示设备的、特别是用于机动车的视野显示设备的运行方法。
该任务通过一种按照本发明所述的用于运行视野显示设备的方法、按照本发明所述的一种相应的控制单元以及一种机动车解决。所有在说明书中针对方法所述的更进一步的特征和效果也适用于视野显示设备本身、控制单元、计算机程序或机动车,反之亦然。
本发明涉及一种用于运行视野显示设备的方法,所述方法包括:
-借助于能电气操控的面状像素装置来产生带有显示内容的投影光束,以及
-借助于布置在面状像素装置上的抑制反射的转向装置将所产生的投影光束投射到部分透明的反射性的投影玻璃上,所述转向装置带有沿着面状像素装置与之成预先确定的锐角地并且彼此平行地延伸的平坦的一个或多个反射面,所述一个或多个反射面构造成转向所产生的投影光束,以将所产生的投影光束投射到部分透明的反射性的投影玻璃上,由此在所述投影玻璃后产生显现到用户的视野中的虚拟显示图像,其中,所述一个或多个反射面在其背侧上为了抑制干扰反射而构造成吸光的,其中,提供至少一个状况参数,根据所述状况参数,面状像素装置的相应不同的面区段被用于产生期望的显示内容。
按照第一个方面,规定了一种用于运行视野显示设备的、特别是机动车用的视野显示设备的方法。视野显示设备包括能电气地操控的面状像素装置、特别是至少一个平板显示屏幕或其它类型的二维像素矩阵,以产生有期望的显示内容的投影光束。此外,视野显示设备还包括布置在面状像素装置上的抑制反射的转向装置,该转向装置包括沿着面状像素装置与之成预先确定的锐角地并且彼此平行地延伸的平坦的一个或多个反射面以将所产生的投影光束投射到部分透明的反射性的投影玻璃上、特别是机动车的前窗玻璃上,由此在投影玻璃后产生显现到用户(例如机动车的驾驶员或其它乘客)的视野中的虚拟显示图像。在此,反射面的背侧为了抑制干扰反射而构造成是吸光的。
所述方法包括下列步骤:
-提供至少一个(行驶)状况参数,和
-根据所提供的(行驶)状况参数,使用(大)面状像素装置的相应不同的面区段以产生期望的显示内容。通过为另外预定的显示内容这样灵活地、根据(行驶)状况进行匹配或者说调整地选择合适的面区段,可以例如明显提高视野显示设备的一个或多个用户的安全性和/或舒适性。
术语“面状”在此一般意味着,形式为二维像素矩阵的像素装置延伸经过一个至少部分可以是平坦的或者弯曲的或拱曲的面。面状像素装置尤其可以在需要时与机动车的仪表板的上侧的拱曲例如以如下方式相匹配,即,所述面状像素装置阶梯状地或者嵌套式地由多个较小的部分面、例如平坦的显示器构建而成。
抑制反射的转向装置的所述多个彼此平行的反射面可以彼此相同地构造或者在它们的形状或尺寸上可以彼此不同。根据各反射面的形状和尺寸可以选择它们彼此间沿垂直于它们的延伸方向延伸的方向的间距,使得确保了几乎完整的干扰反射抑制和投影光束的基本上无损失的并且保存形状的转向。对此的一些示例进一步在下文中说明。每个本身公知的吸收太阳光的涂层,例如不透明的暗色的层,原则上适用于反射面的背侧。(术语“基本上”在本文中可以尤其意味着在所阐述的工作原理的范畴内的由制造或结构设计引起的可能的偏差,所述偏差可以例如不大于相关的恰当的测量参量的约10%。)
与本文开头所述的带有安装在机动车的仪表板的内部的投影光学***的传统的HUD结构样式相反的是,本文所阐述样式的视野显示设备具有明显更为扁平的结构并且可以例如用仅几厘米的装入深度装在仪表板的上侧中或者事后安装到其上。这使得视野显示设备的视野能大幅拓宽,例如垂直方向上也明显超过了地平线,这尤其同时适用于用于针对驾驶员和其它乘客的接触模拟的显示以辅助导航或者在自动行驶时进行辅助和/或适用于有很多用户的多用户运行(参看图2a-2d和14)。因此尤其实现了真实的接触模拟的3D效果(立体增强现实),其中,接触模拟的显示(或者目视模拟的显示)既可以是双目的也可以是单目的。
面状像素装置为此能以本身公知的方式例如按照DE102009054232A1构造用于自动立体的显示或3D显示。也就是说,这种面状像素装置可以被图像产生单元和/或控制单元这样操控,使得两个不同的2D图像到达用户的左眼和右眼,以便在用户那里产生所示出的虚拟显示图像的立体印象,而无需直接在其眼睛之前的诸如3D眼镜之类的辅助器具。以这种方式可以例如为机动车的驾驶员在离其眼睛约1m和直至无穷远的任意距离内产生三维地感知到的图示。在此,原则上能同时实现所有的会聚平面,这使得能沉浸到虚拟的3D世界中。但面状像素装置也可以至少部分构造用于2D图示,也就是说构造成没有深度印象。
投影玻璃在视野显示设备的运行中布置在抑制反射的转向装置上方,使投影玻璃将已转向的投影光束反射到用户的眼睛,由此在投影玻璃后方生成了虚拟显示图像。特别是在机动车的前窗玻璃的情况下,并且类似地也在所有其它应用情形下,可以在操控面状像素装置时例如通过在图像产生范畴内的合适的修正算法实施对投影玻璃的可能的弯曲的修正。尤其可以为此在控制单元中实施一次用于各自的前窗玻璃几何形状的***校正。在此借助由制造商提供的CAD数据为相应的车型确定基础设计方案。前窗玻璃的光学特性经受生产过程中的发散,该发散可能导致CAD数据的偏差,所述偏差可以借助各自的***校准确定并且例如通过合适的算法作为修正函数除了理想的前窗玻璃的扭曲数据外也储存在视野显示设备的控制单元中并且可以用于在HUD运行中进行修正。为此,可以例如将有校正图案(例如棋盘图案)的合适的测试图像由HUD投射到前窗玻璃上并且通过包括图像检测和计算单元的***分析所产生的虚拟的显示测试图像。通过这种修正可以在HUD运行中从用户的角度确保了光学的特性,所述光学的特性对应理想的前窗玻璃的光学的特性。也可以按照相同的原理补偿视野显示设备的其它的部件、例如图像产生单元的、面状的反射装置和/或抑制反射的转向装置的由制造引起的各自的偏差。
提供至少一个(行驶)状况参数尤其可以包括检测当前的用户位置、例如眼睛位置或视向。这可以例如通过眼部追踪或其它公知的器件实施(参看图6)。
根据所提供的当前的用户位置,在有待显示的对象被划分到两个或两个以上的沿着面状像素装置彼此平行地延伸的平坦的反射面上时,在面状像素装置内产生要到达相邻的反射面的对象部分的侧向偏移,因而虚拟对象的相应于所述划分的部分在用户的头部侧向移动时继续被没有视差地显示(参看图12a)。
在此,备选或附加地在面状像素装置内产生要到达相邻的反射面的对象部分的重叠,因而虚拟对象的相应于所述划分的部分即使在用户的头部快速垂直地移动时也继续无中断地过渡到彼此中(参看图10b)。在这个意义上,例如沿垂直方向的头部运动可以是快速的,(例如在控制单元中)所实施的用于将有待作为虚拟显示图像显示的对象划分到多个反射面的算法由于针对传输和处理眼动追踪信号所需的内部的等待时间而无法快速地追随所述头部运动,因而在显现到用户的视野中的对象的相应的部分之间没有产生无图像的条纹或黑色的条纹。
在此,为了避免在虚拟显示图像的相应于所述划分的部分之间的可以看到的过渡,备选或附加地分别在面状像素装置的配属于单个反射面的面区段中产生虚拟显示图像的沿垂直方向较小的对象(如小的符号,如字母、数字等),和/或虚拟显示图像的沿垂直方向较大的对象(如车道标记)设有具有水平的结构、例如线的层压纹理(参看图12b)。
提供至少一个(行驶)状况参数尤其可以包括检测投影玻璃后的当前的周围环境、例如机动车的处于前方的周围环境和/或当前的用户位置、例如眼部位置或视向。用于检测周围环境的合适的器件,如光学的相机或雷达/激光雷达***在这种和其它方法设计方案中是本领域技术人员已知的并且通常设置在机动车的车载***中(参看图6)。
根据所检测的当前的周围环境和/或所检测的当前的用户位置,在面状像素装置的面区段中产生预先确定的、有待静态地显示的显示内容,使得相应的虚拟显示图像在投影玻璃后方的背景满足对暗度的预先确定的要求。因此例如可以针对在机动车中取代组合式仪表板的显示内容相应在当前选择(在投影玻璃内)有昏暗的背景的视野。可以纯示例性地通过对眼动追踪的(特别是眼睛位置的高度)的评估和例如借助周围环境模型对处于前方的周围环境的评估(平坦的道路、山顶、行驶穿过隧道等),通过合适的算法在几何上确定,机动车前的哪个区域可供作为合适的“昏暗的”背景。由此可以动态地确定前窗玻璃中的相应的合适的投影区域(特别是其高度)或面状像素装置的相关的面区段并且将其用于显示。
静态的,也就是说特别是与投影玻璃后方的真正的背景对象无关地有待显示的显示内容,在这个和其它方法设计方案中,可以例如是对安全重要的说明,如在机动车的情况下,是在储能器的紧要的充电状态时或车载燃料箱的紧要的填充状态时或即将到来的暴风雨的警告或者是当前存在的限速或超速等的显示。
提供至少一个(行驶)状况参数尤其可以包括检测投影玻璃后方针对预先确定的、有待接触模拟地显示的虚拟对象的当前的背景和/或当前的用户位置、如眼睛位置或视向。根据所检测到的当前的背景和/或所检测到的当前的用户位置,在这种方法设计方案中,预先确定的、有待接触模拟地显示的对象
-通过对其在面状像素装置内的位置的特别是动态的匹配,动态地追踪所检测到的当前的背景在投影玻璃内的位置和/或所检测到的当前的用户位置;和/或
-特别是通过对对象参量的动态的匹配和/或在3D显示时在面状像素装置内用于左眼和右眼的单幅图像的间距的动态的匹配,与所检测到的当前的背景的距离相匹配(参看图14);
-其中,这些对象的亮度和/或颜色尤其可以分别与所检测到的当前的背景的亮度和/或颜色特别是动态地相匹配,例如,标记箭头在明亮的建筑立面前可以比在昏暗的森林前明显更为明亮地示出或者反过来更为昏暗地示出,以便提高对比效果。
通过对接触模拟的虚拟对象的位置的所述追踪,可以例如动态地补偿例如机动车运动和/或用户头部运动。因此显现的虚拟的转弯箭头可以例如追踪接近的分岔路,使得转弯箭头始终正好指向正确的驶出口。
通过对象参量与动态地变化的背景距离的匹配,可以产生对于用户感到始终一样大的虚拟的2D对象或3D对象:接触模拟地显现的箭头例如可以在远方越来越小地示出并且在近处越来越大地示出,因而所述箭头让用户觉得始终一样大,例如5m大。
针对虚拟的3D显示,可以在带有在本文中说明的视野显示设备的测试车辆中证明,针对用户的每只眼睛单独通过前窗玻璃显现的2D对象图像被大脑识别为是3D对象、叠加并且因此伴随空间深度地被感知,所述空间深度对应单幅图像的间距:在面状像素装置内彼此紧挨示出的单幅图像产生近处的3D对象,略远间隔开的单幅图像则产生略远地处在远处的3D对象并且远的单幅图像间距产生远距离的3D对象(参看图14)。
尤其在视野显示设备安装在机动车中的情况下,所提供的至少一个行驶状况参数可以包括机动车的当前的运动状态和/或驾驶状态和/或当前的车载***和/或乘客状态、特别是机动车中的乘客的数量和位置,和/或当前的在前方的周围环境和/或在前方的道路数据。根据所提供的行驶状况参数,通过面状像素装置的相应合适的面区段
-使接触模拟的显示内容、特别是虚拟对象图像和/或虚拟标记,为了辅助驾驶员和/或为了向驾驶员和其他乘客阐明行驶状况,在辅助式或高度自动化的或全自动化的行驶(HAF/VAF)中显现到驾驶员的和/或其他乘客的视野中;和/或
-使预先确定的静态的显示内容、特别是对车载***状态和/或道路数据的对安全重要的说明,向驾驶员和/或其他乘客在辅助式或高度自动化的或全自动化的行驶(HAF/VAF)中显现到驾驶员的和/或其他乘客的视野中;和/或
-使针对一个或多个乘客的娱乐内容显现到驾驶员的和/或其他乘客的视野中,其中,前窗玻璃的相应的面区段例如为了产生电影体验而构造成能以公知的方式在透明和黑色之间转换;
-通过面状像素装置的构造用于产生至少部分p偏振的光的面区段产生预先确定的、例如对安全重要的或者法律规定的说明(例如针对车载***状态和/或道路数据),其中,前窗玻璃的相应的面区段构造用于反射p偏振的光。
在此,可以特别是通过大面积的像素装置的相应不同的面区段进而前窗玻璃的相应不同的面区段同时分别例如为驾驶员和副驾驶员产生各自的虚拟显示图像。通过真实的接触模拟的显示,可以例如为了辅助导航而标出正确的车道或驶出口或者在自动行驶时为了在乘客处建立信任而通过对象标记可视化机动车的视线和目的。为了类似的目的,也可以以2D或3D通过前窗玻璃的不用于接触模拟的显示的和/或出于安全原因特别合适的面区段显现在此并且在上文中提到的静态的显示内容。
作为对此的备选方案或者附加方案,可以通过面状像素装置的3D屏幕或2D屏幕例如为机动车停车时的乘客或者在HAF/VAF管理时在投影面的合适的部分区域中为副驾驶员显示娱乐内容。当前的视野显示设备的相比传统的HUD扩大的视野在此可以用于提高用户的舒适感并且拓展使用可能性,例如用于机动车的一个或多个乘客以2D或3D形式的影院体验。3D距离(所谓的会聚距离)在此尤其可以相应于眼睛与面状像素装置的间距(例如在典型的车辆几何形状中从驾驶员或副驾驶员的角度观察约1.2m),这使得能眼睛直接对焦到3D显现的显示上(所谓的视力调节距离)。
为了使预先确定的、例如对安全重要的说明,可以让也带有关于前窗玻璃面垂直地、也就是说p偏振的太阳镜的用户看到,所述说明可以通过面状像素装置的和前窗玻璃的至少部分p偏振的面区段示出。为此,面状像素装置可以至少在有限的面区段中构造用于发出混合的p偏振和s偏振的投影光(关于前窗玻璃)并且包含仅让p偏振通过的滤光器,并且前窗玻璃具有例如以公知的方式反射p偏振的光的层,例如在玻璃根部上方的约20cm宽的条纹中。因此也可以消除通过双重反射在前窗玻璃的两个不同的边界面处引起的双重图像。
提供至少一个(行驶)状况参数尤其可以包括检测当前的用户位置、特别是眼睛位置或视向。根据所检测到的当前的用户位置,抑制反射的转向装置的多个彼此平行的反射面的上边缘从用户的视线起基本上对准通往用户的眼睛的线,以便例如遮盖反射表面防止用户直接看向反射表面(参看图1、9b和13a-b)。这可以特别是借助合适的升降/倾斜装置、特别是能无级地调整的滑轨,针对抑制反射的转向装置或面状像素装置手动地或至少部分自动地、例如通过眼动追踪地调整和/或确保了出厂的标准用户位置。面状像素装置的面区段备选或附加地用作无干扰反射的大面积的内部空间照明源,所述面区段的光处在所检测到的当前的视向外或所有参与的用户的所产生的可视区(Eyebox)外。
抑制反射的转向装置的反射面中的至少一个反射面尤其可以由布置在面状像素装置上的棱镜的一个周面侧形成。(棱镜可以例如具有形的、四角形的、特别是梯形的或五角形的横截面。)这可以赋予相应的反射面特别是高度机械的稳定性。棱镜可以由任意对所使用的投影光透明的材料制成。在此,提供至少一个(行驶)状况参数可以例如包括检测用户的当前的视向并且根据此使一个或多个棱镜上边缘的平坦的倒棱在考虑到投影玻璃上的反射的情况下基本上沿着所检测的视向对准或者说对齐(参看图11a-12b)。以这种方式可以在将有待显示的对象划分到多个反射面上时,避免在虚拟显示图像的相应的部分之间沿垂直方向的可以看到的过渡。
尤其可以针对抑制反射的转向装置的各两个相邻的反射面使光出射面在视野显示设备的运行中基本上垂直于投影玻璃定向,该光出射面将其中一个反射面的上边缘和下一个反射面的背侧的下边缘连接起来(参看图1)。这可以尤其导致了对从任意方向来的环境光的全面的干扰反射抑制。
按照另一方面,规定了一种用于视野显示设备的控制单元,其中,所述控制单元构造用于至少部分自动化地执行在本文中所阐述类型的方法。按照另一方面,规定了一种计算机程序,当该计算机程在控制单元中运行时,该计算机程序设置用于本文中所阐述类型的方法。
按照另一方面,规定了一种机动车,该机动车包括:
-在机动车的前窗玻璃和仪表板之间延伸的仪表板的上侧;
-本文中所阐述类型的布置在仪表板的上侧上或上侧中的视野显示设备以用于产生在驾驶员的和/或其他乘客的视野中显现的虚拟显示图像;和
-在本文中所阐述类型的控制单元。
在此,面状像素装置或抑制反射的转向装置尤其可以基本上与仪表板的上侧齐平地布置(参看图2a和14)。
附图说明
本发明的上述的方面和它的实施方式以及特殊的设计方案接下来借助在附图中示出的示例更为详细地阐释。附图是纯示意性的,它们尤其不能解读为是忠于比例的。类似的或彼此对应的元件在本文中配设有相同的附图标记。图中:
图1是本文中所阐述类型的视野显示设备的示意性的侧向的横截面视图;
图2a是本文中所阐述类型的视野显示设备在机动车的仪表板的上侧中的可能的延伸的立体视图;
图2b和2d分别从驾驶员视角示出了在机动车的前窗玻璃中能用图2a的视野显示设备使用的投影区域的立体视图;
图2c从副驾驶视角示出了在机动车的前窗玻璃中能用图2a的视野显示设备使用的投影区域的立体视图;
图3a至3c示出了本文中所阐述类型的视野显示设备的模型示例的立体视图以便阐释带有多个棱镜的抑制反射的转向装置的转向效果;
图4a和4b示出了本文中所阐述类型的视野显示设备的另一个模型示例的立体视图以便阐释在包含面状像素装置的面中可见的和不可见的条纹的产生;
图5a示出本文中所阐述类型的视野显示设备在机动车的仪表板的上侧中的可能的布置的立体图;
图5b从驾驶员的视角示出了在机动车的前窗玻璃中的能用图5a的视野显示设备使用的投影区域的立体视图,带有接触模拟地显现的虚拟的转弯箭头;
图6示出了本文中所阐述类型的视野显示设备的示意性的侧向的横截面视图,带有用于所述视野显示设备的面状像素装置的操控部件以执行本文中所阐述类型的方法;
图7从驾驶员的视角示出了立体的前窗玻璃视图,带有外部车辆的用图6的视野显示设备接触模拟地显现的虚拟的标记;
图8从驾驶员的视角示出了另一个立体的前窗玻璃视图,带有车道的用图6的视野显示设备接触模拟地显现的虚拟的标记和借助附加的传统的投影单元静态地显现的另外的虚拟的显示内容;
图9a和9b示出了本文中所阐述类型的另外的视野显示设备的示意性的侧向的横截面视图;
图10a和10b示出了按图3a-3c的模型示例的立体视图以阐释在将有待显示的对象划分到两个反射面上时的垂直的重叠;
图11a至11c示出了本文中所阐述类型的视野显示设备的另一个模型示例的立体视图以阐释棱柱上边缘的平坦的倒棱沿着用户的视向的对准;
图12a和12b是按图11c的立体视图,分别带有有待显示的对象的其它示例;
图13a和13b示出了本文中所阐述类型的视野显示设备的示意性的侧向的横截面视图以阐释反射面的上边缘借助能无级地调整的滑轨与通往用户的眼睛的线的对准;并且
图14在机动车的仪表板的上侧中示出了本文中所阐述类型的视野显示设备的立体视图,带有三个放大的局部以阐释接触模拟地显现的标记箭头的所产生的3D距离与相应有待标记的背景对象的所检测到的距离的匹配。
具体实施方式
按照本发明的第一方面的用于视野显示设备的运行方法的所有在上文中并且接下来在说明书中提到的特定细节和变型方案、特别是相关的视野显示设备的不同的设计特征,可以在图1至14所示的示例中实施。反过来,在图1至14中示出的具体的示例仅被理解为是在本文中阐述类型的视野显示设备和运行方法的在上文的说明书中一般定义的特征的简化的示例性的图示。
图1在强烈简化的示意性的垂直横截面视图中示出了机动车(在图1中没有示出,参看图2a-2d、5a-5b和14)中的在本文中所阐述类型的视野显示设备1、特别是平视显示器(HUD)。
视野显示设备1包括能电气地操控的面状像素装置2,该像素装置在运行中产生有期望的显示内容的投影光束L。此外,视野显示设备1还包括布置在面状像素装置2上的抑制反射的转向装置3,该转向装置在这个示例中具有多个(纯示例性地5个)沿着面状像素装置2与之成预先确定的锐角地并且彼此平行地延伸的平坦的反射面4。通过投影光束L在反射面4上的转向,使投影光束投射到机动车的前窗玻璃5上并且从该前窗玻璃反射到用户6的、特别是驾驶员或副驾驶员的眼睛(通过箭头示出)。由此在前窗玻璃5后方产生显现到用户6的视野中的虚拟显示图像(参看图5b、7和8),虚拟显示图像对用户6而言与机动车前的通过前窗玻璃5观察到的真实的周围环境重叠。反射面4的预先确定的成锐角的定位角为此可以特定于应用地例如由面状像素装置2、前窗玻璃5和用户6的相互的几何布置确定。在此,反射面4在其背侧11上为了抑制干扰反射而构造成全面地吸光。
视野显示设备1可以例如在机动车的仪表板8(在图1中未示出,参看图2a-2d、5a和14)的上侧7中或上安装在前窗玻璃5和仪表板8或方向盘之间。在此,面状像素装置2或者抑制反射的转向装置3至少部分地例如基本上与仪表板8的上侧7齐平地布置,这可以特别是不引人注目的、对光学的构件或用户6起保护作用的和/或节省空间的。
在图1中,抑制反射的转向装置3的所有的反射面4纯示例性地由玻璃或塑料制的放置在面状像素装置2上的棱镜9的周面侧形成。这可以产生视野显示设备1的特别结实耐用的结构并且不仅保护面状像素装置2和反射面4不受损,而且保护用户6不会在裸露的边缘处受伤。为此尤其可以将裸露的棱镜上边缘10附加地修圆或倒角(查看图11a)并且特别是同样吸光地构造,例如以和反射面的背侧类似的方式并且出于相同的目的。
相应的棱镜9在图1中尤其具有三角形的横截面A,因而它的另外的下方的周面侧9a安放在面状像素装置2上,而它的第三周面侧则用作用于经转向的投影光束L的光出射面13a。光出射面13a可以尤其从外部配设有合适的防反射涂层。在图1中,棱镜9的安放在面状像素装置2上的周面侧9a纯粹示例性地直接彼此邻接。
在反射面4的图1所示的几何布置中,通过反射面的吸光的背侧11可以尤其达到了对来自机动车外和机动车内的任意方向的环境光12的干扰反射的几乎完全的抑制,如在图1中象征性地通过围绕用户6的无干扰反射的区域6a阐明的那样。为此,光出射面13可以例如基本上垂直于前窗玻璃5定向,光出射面针对各两个相邻的反射面4将其中一个反射面的上边缘与下一个反射面的背侧11的下边缘连接起来并且棱镜9的光出射面13a在这个示例中处在光出射面中。在这个示例中,反射面4和其吸光的背侧11尤其用它们的下边缘直接安放在面状像素装置2上,所述像素装置在需要时也可以包括保护性的覆层等。
此外,在图1中,前方的、最接近用户6处的反射面4为了预防用户眩目而在所述反射面上通过变暗(加黑或加深)的或吸光的遮盖面14在用户6的视向上被遮盖。遮盖面14在这个示例中遮盖了前方的棱镜9的面朝用户6的周面侧。特别是相同的涂层、例如暗色的亚光的涂层,如在反射面4的吸光的背侧11中那样也适用于遮盖面14。备选地,可以出于同样的目的也设置单独的、朝用户的方向布置在前方的反射面4之前的遮盖面,因而所述反射面4能用于投影光的转向。
此外,在图1中,各反射面4的上边缘从视野显示设备1的用户6的视角纯粹示例性地基本上处在线K上。
图2a示意性地示出了本文中所阐述类型的、特别是按照图1的视野显示设备1在机动车15的仪表板8的上侧7中的可能的延伸的立体视图。视野显示设备1在垂直于面状像素装置2的方向上的总高度可以尤其仅为几厘米,例如在0.5和10cm之间、特别是在1和7cm之间,例如约为2、3、4、5或6cm。基于视野显示设备1的相应小的装入深度,视野显示设备原则上可以占据前窗玻璃5之前机动车15的仪表板8的上侧7的整个面,如在图2a中通过视野显示设备的可能的轮廓1a所示的那样。为了比较,在图2a中,在带有安装在仪表板8的上侧7下方的投影光学***(未示出)的HUD的本文开头所述的传统的投影单元中,示出了光出射开口16和其边缘16a。
图2b和2d分别示意性地从驾驶员视角示出了机动车15的前窗玻璃5的能用图2a的视野显示设备1使用的投影区域17的立体视图,投影区域的边界17a对应视野显示设备1的轮廓1a。又为了比较而示出了对应传统的投影单元的光出射开口16的投影区域19和该投影区域的边界19a。与之相反的是,能用视野显示设备1使用的投影区域17向上可以看到明显超出于地平线,并且也在侧向遮盖前窗玻璃5之前有待由驾驶员概观的道路区域的大部分。
图2c从副驾驶员视角示出了机动车15的前窗玻璃5的能用图2a的视野显示设备1使用的投影区域18的立体视图,该投影区域的边界18a对应视野显示设备1的轮廓1a。如由此可以方便地看到的那样,视野显示设备1的之前针对驾驶员所提到的效果也同样能良好地用于副驾驶员。类似的说明相应地也适用于机动车15的例如来自后座中的休息位置的其他乘客。因此总体上用视野显示设备1实现了多用户使用。倘若内容应当仅被一个用户看到,那么通过评估针对所有有待考虑到的用户的眼动追踪来操控面状像素装置2的像素矩阵,使得图像仅可以被相关的用户看到。
图3a至3c分别在立体视图中示出了用于(例如按照图1的)在本文中所阐述类型的视野显示设备1的强烈简化的模型示例以阐明视野显示设备的抑制反射的转向装置3的转向效果,转向装置的反射面4在这个模型中由有三角形横截面A的两个棱镜9的背对观察者或用户的后方的周面侧形成。
面状像素装置2在这个模型示例中构造成平板屏幕,其产生期望的显示内容,在这个示例中是蝴蝶的在图3a中示出的二维图像,所述二维图像由从平板屏幕出来的投影光束L(参看图1)传输。在经过布置在面状像素装置2上的抑制反射的转向装置3时,投影光束L在棱镜9的后方的周面侧的反射面4上转向,以便例如在图1中那样到达机动车的前窗玻璃5并且从这个前窗玻璃反射至用户6的眼睛。
如在图3b中可以看的那样,通过棱镜9的下方的周面侧9a耦入的投影光束L从其光出射面13a出来,而反射面4的背侧11则为了针对环境光抑制干扰反射而构造成吸光的。如图3c所示,耦入到抑制反射的转向装置3中的投影光束L基本上在没有亮度损失的情况下并且在恰当地操控面状像素装置2时如在图3a中那样也没有形状损失地离开棱镜9的光出射面13a。
图4a和4b分别在立体视图中示出了(例如按图1)在此所述类型的视野显示设备1的另一个强烈简化的模型示例以阐释在包含面状像素装置2的面中的可见的和不可见的条纹的产生。与在图3a-3c中类似的是,在此,面状像素装置2也构造成平板屏幕,其产生期望的显示内容,在本示例中则产生蝴蝶的在图4a中示出的二维图像。布置在面状像素装置2上的抑制反射的转向装置3在这个模型示例中与图3b-3c类似地由安放在平板屏幕上的、用其长的周面侧彼此邻接的棱镜9形成,在这些棱镜中,在此为了简单起见,仅示出了可能多于两个的棱镜中的两个棱镜。
如在图4a和4b中额外示出的那样,在像素面中延伸有相对于棱镜9的反射面4平行的条纹21,所述条纹通过投影光在反射面4上的被在此至多五个一致的棱镜9的转向而变得能让视野显示设备1的用户看到。视野显示设备1的对于用户看不到的条纹22则处于其间。
看不到的条纹22因此可以在像素装置中保持暗色但或者用于其它的功能,例如用作前窗玻璃加热用或内部空间通风用的排气口,用作声源的开口、用作漫射式内部空间照明的光源或用作在已组装的面状像素装置的相邻的子区域的嵌套或成阶梯状时的重叠。
为此尤其例如在图1中可以将离用户6最远的第一反射面4也在没有棱镜的情况下直接设在机动车的前窗玻璃5的玻璃根部下方并且因此与在裸露的反射面的情况下不同的是既机械地受到保护也防止了可能的用户受伤。作为取消棱镜9的备选方案,在这个反射面和/或其它反射面4中(并且不仅在这个示例中),与相应的反射面4对置的棱镜边缘在投影光束L没有经过的、对应看不到的条纹22的区域中被剪切,并且因此产生四角形的或五角形的横截面A。由此可以例如如所述那样另行使用看不到的条纹22和/或减少抑制反射的转向装置的重量和材耗。
图5a示出了(例如按图1)在此所阐述的类型的视野显示设备1在机动车15的仪表板8的上侧7中的可能的布置的立体视图。基于该视野显示设备的扁平的结构,视野显示设备1可以沿着仪表板8的上侧7明显伸出于本文开头所述的传统的HUD结构样式的投影单元的光出射开孔16的在图5a中为了对比示出的边缘16a。如针对图2a进一步在上文中说明的那样,视野显示设备1可以占据至仪表板8的上侧7的整个面。
在图5a中,视野显示设备1的面状像素装置2占据前窗玻璃5之前机动车15的仪表板8的上侧7的部分面,所述部分面纯粹示例性地由四角形的轮廓1a限定边界。面状像素装置2尤其可以构造成一个或多个并排平坦地或嵌套地或阶梯状布置的2D或3D平板屏幕。朝前窗玻璃5的方向,面状像素装置2被抑制反射的转向装置3覆盖,该转向装置的多个彼此平行的反射面4或其吸光的背侧11通过平行的标线示出。
图5b示出了前窗玻璃5中能用图5a的视野显示设备1使用的投影区域17,该投影区域17的边界17a对应视野显示设备1的轮廓1a。投影区域17向上可以看到明显延伸超过地平线并且也在侧向遮盖机动车15前的有待由驾驶员概观的道路区域的多条车道。基于视野显示设备1的相应大的立体角或视野,该视野显示设备尤其极为良好地适用于根据机动车15前的真实周围环境20将虚拟的辅助内容接触模拟地显现到驾驶员的视野中。尤其用视野显示设备1实现了真正的接触模拟的3D效果(立体增强现实)。
图6示出了按图1和2a或5a的视野显示设备1的示意性的侧向的横截面视图,该视野显示设备的自动立体的面状像素装置2例如具有光强的显示器2a、如液晶屏或者任意其它例如也能使用在传统的HUD中的标准显示器,以及具有安装在其上的微透镜阵列2b或按照DE102009054232A1的其它样式的偏转器件,所述偏转器件沿不同的发射方向偏转显示器2a的不同的发光点的光线。
为了操控面状像素装置2以在用户6处产生接触模拟的3D效果,还以公知的方式设置了一种用于显示器2a和微透镜阵列2b的控制装置24。控制装置24可以例如从图像产生单元23获得了有待作为虚拟显示图像显示的显示内容。在此,图像产生单元23尤其可以构造用于为用户6计算有待显示的周围环境对象的合适的立体的图示并且为此例如从周围环境检测单元26获得有关机动车15的当前的在前方的周围环境20的数据和/或从可以包括例如一个或多个相机的眼动追踪单元25获得用户6的当前的眼睛位置。相应的信号线路在图6中通过箭头示出。
控制单元24与图像产生单元23协同合作地构造用于执行在本文中阐述类型的方法的所有在本文中阐述的设计方案中的方法。为此所需的(行驶)状态参数在这个示例中由周围环境检测单元26、眼动追踪单元25和机动车15的车载上的另外的本身公知的合适的传感器和***提供。
图10a-10b示出了按图3a-4b的在此所阐述类型的视野显示设备1的模型示例的立体视图,带有纯粹示例性的仅两个反射面4,所述反射面又纯粹示例性地由棱镜9的周面侧形成。图10b将上文中所说明的方法设计方案可视化,在所述方法设计方案中由要到达相邻的反射面4的对象部分61和62在面状像素装置2(参看图3a-3b,在图10a-10b中遮盖)内产生(为了阐明而通过方框加边的)重叠61a,因此虚拟对象(在此为蝴蝶)的相应于所述划分的部分即使在用户头部的快速的,也就是说算法上不再能补偿或者说平衡的垂直移动时还继续无中断地过渡到彼此中。为了比较,图10a示出了对在这个意义上正常是缓慢的头部运动或没有头部运动而言足够的对象部分61,而没有与对象部分62重叠,这使得在这些情况下产生蝴蝶的没有中断的虚拟显示图像(参看图3c)。
图11a-11c示出了在本文中所阐述类型的视野显示设备1的另一个模型示例的立体视图,所述另一个模型示例与图3a-4b的区别仅在于棱镜9的棱镜上边缘10的在图11a中更为详细地示出的平坦的、特别是水平的倒棱10a(参看图1)。图11b-11c将进一步在上文中所说明的方法设计方案可视化,在该方法设计方案中,棱镜上边缘10的平坦的倒棱10a在考虑到在前窗玻璃5(在此为简单起见没有示出)处的反射的情况下沿着用户的所检测到的视向对准或者说对齐。在图11b中(在对准之前),在对象的要到达相邻的反射面4的部分61和62上(在此以连续的单色的面的形式)可以看到由棱镜边缘10引起的过渡条纹63,所述过渡条纹在图11c中(在对准之后)不再出现。
图12a-12b示出了按图11c的立体视图,分别带有有待显示的对象的其它的示例,所述对象如在图11c中那样可以通过所描述的对准分别在对象部分61和62之间没有过渡条纹63(图11b)的情况下被用户看到。图12a从侧向轻微移动的视角示出了由不同颜色的垂直的条纹71-74组成的对象。通过这种侧向的视线移动,在图12a中可以看到在对象部分61和62处垂直的条纹71-74的视差,所述视差又可以通过进一步在上文中所述类型的合适的算法,也就是说通过要到达相邻的反射面4的对象部分61和62在面状像素装置2中的相反的侧向偏移消除。图12b示出了同样进一步在上文中提到的用于划分到相邻的反射面4上的对象的层压纹理75的一个示例,其带有水平的结构76,在此为编织物的线或线束,因此在图11b中可以看到的过渡条纹63即使在棱镜上边缘10a没有对准时也无法在图12b中看到。
图13a-13b示出了在本文中阐述的类型的、特别是按图1或6的视野显示设备1的示意性的侧向的横截面视图以阐明反射面4的上边缘4a借助能无级地调整的滑轨(未示出)对准到通往用户6的眼睛的线K。由此例如能通过视野显示设备1针对用户6的不一样高的眼睛位置调节尽可能一致的视野77a或77b。因此在图13a中为高大的用户6示出的边缘对准到线K在切换到较矮小的用户6时,如在图13中通过箭头表明眼睛位置下降时那样,例如可以通过朝着前窗玻璃5移动视野显示设备1并且通过围绕与之垂直的水平轴线的倾斜或者说翻动进行匹配,如又通过箭头所示的那样。图13b示出了用于较矮小的用户6的视野显示设备的这样匹配后的位置。在图13a-13b中针对读者用虚线分别示出了视野显示设备1关于前窗玻璃5的纯粹想象的镜像位置,以便阐明虚拟显示图像(未示出)的立体角的借助滑轨促成的调整。
图14示出了在本文中阐述的类型的、特别是按图1或6的视野显示设备1的立体视图,视野显示设备例如按照图2a布置在机动车15的仪表板8的上侧7中。在图14中,为了简化显示,没有更为详细地示出安装在面状像素装置2上的抑制反射的转向装置3。图14的下方的部分示出了面状像素装置2的放大的局部的三个不同的示例,在所述局部中产生用于有待标记的背景对象的所检测到的分别不同的距离的接触模拟地显现的标记箭头32的3D图示。按照进一步在上文中说明的方法设计方案,标记箭头32的所产生的3D距离通过在面状像素装置2中用于用户的左眼66a和右眼66b的单幅图像32a和32b的相应不同的间距进行匹配。如图14中从右向左示出的那样,在面状像素装置2内,彼此紧挨着示出的单幅图像32a和32b产生近的3D对象(在路灯处的标记箭头32),略远地间隔开的单幅图像32a和32b则产生略远地处在远处的3D图像(在目标建筑物34处的标记箭头32)并且还要更远地间隔开的单幅图像32a和32b产生还要更远的3D对象(在转弯处35的标记箭头32)。
参照图5b、7和8说明了用于运行按图6的视野显示设备1的在本文中所阐述类型的方法的扩展设计方案。(在此,在图7和8中作为虚拟显示图像显现的内容29、30和31不具有边缘线,更确切地说,仅为了向读者阐明而标注了边缘线。)
在所述方法的一种变型方案中,由周围环境检测单元26检测机动车15的在当前在前窗玻璃5后处于前方的周围环境20。根据所检测的周围环境20将诸如虚拟对象图像和/或虚拟标记之类的接触模拟的信息显现到用户6的、特别是机动车15的驾驶员的视野中以便在独立驾驶或辅助驾驶时的导航中辅助用户6或者以便在高度自动化行驶或全自动化行驶(HAF/VAF)时可视化/阐明由机动车15检测到的行驶状况和在其行驶意图。因此在图5b中以接触模拟的方式将虚拟的转弯箭头27显现到前方的道路的正确的转弯位置中,在图7中将在本机动车15之前在停车场上在黑暗中检测到的外部车辆28用彩色的、例如红色的圆29虚拟标记得显著可见,并且在图8中在没有车道标记的道路上将在本机动车15之前的正确的车道通过连续的彩色的、例如黄色的虚拟车道标记30以整个有待驶过的车道的形式可视化。
借助图8说明了所述方法的另一种能与之前所述的内容组合的变型方案。在此,视野显示设备1根据所述的“混合方案”除了面状像素装置2和抑制反射的转向装置3之外还包括本文开头所述类型的传统的投影单元(未示出)以产生显现到用户6的视野中的另一虚拟显示图像31。
在这个混合方案中,面状像素装置2连同布置于其上的抑制反射的转向装置3可以在机动车15的仪表板8的上侧7中如在图5a中所示的那样布置在投影单元的光出射开口16旁、特别是直接连接到这个光出射开口上或环绕该光出射开口布置。但光投影单元的光出射开口16与在图5a中为其传统的位置所示那样不同地尤其可以更为接近前窗玻璃5的玻璃根部布置并且邻接面状像素装置2的图5a中的下方的轮廓周面侧布置,并且沿水平方向比在图5a中构造得更为狭长,以便因此用于在地平线之下更深地、例如直接在由面状像素装置2产生的接触模拟的虚拟显示图像之下显示所述另外的虚拟显示图像31。
这种传统的投影单元在此在其内部中不仅包括用于产生具有另外的虚拟显示图像31的显示内容的另外的投影光束的成像单元而且也包括与成像单元面对面布置的、用于将所产生的另外的投影光束投射到前窗玻璃5的部分面上的投影光学***。由此可以将传统的HUD技术与上述内容组合,以便视状况而定同时或交替的地使用。
图9a-9b分别在示意性的垂直的横截面视图中示出了在本文中所述类型的视野显示设备1的另外的特定的设计方案。图9a-9b的抑制反射的转向装置3与图1和6中的转向装置的区别在于:该转向装置具有仅一个唯一的大的反射面40(图9a)或者多个具有垂直于面状像素装置2的彼此间变化的高度的反射面4(图9b)。
用在图9a中示出的有唯一一个大的、例如6cm(沿垂直于面状像素装置2的方向)高的反射面40的视野显示设备1已经可以达到在垂直方向上与当今的机动车中本文开头所述的传统的HUD相比拟的视野。但图9a的视野显示设备1同时可以基于其扁平的结构而构造得比传统的HUD在水平方向上明显更宽,这总体上可以产生相应明显更大的视野。在此可能的、但并非强制性必需的是,反射面40由棱镜9的周面侧形成。取而代之的是,反射面40也可以简单地涉及具有对其稳定性和用户的免受伤而言需要的厚度的倾斜的镜面,因为这个厚度对所产生的虚拟显示图像没有影响。这同样适用于在图1和6中分别最接近前窗玻璃5布置的反射面4。也如在图1和6中那样,在图9a中,与反射面40相对地布置有仿造物(Attrappe)以抑制干扰反射,该仿造物具有面朝用户6的吸光的遮盖面14和与反射面40平行的吸光的背侧11。
在图9b中,例如针对图9a的反射面40的相同的说明也可以适用于例如在机动车中最接近该机动车的前窗玻璃5布置的左侧的第一反射面4。通过另外的、在其高度上分别逐渐减小的且如在图9b中所示那样通过相应的不一样高的棱镜9形成的反射面4,可以达到视野显示设备1的相比图9a还要更大的视野。
通过反射面40、4或其背侧11的在图9a和9b中逐渐减小的高度,即使在机动车的仪表板的上侧7的例如相对于图1更强烈地向前窗玻璃5倾斜的区段中,反射面的上边缘也可以对准通往用户6的眼睛的线K。
在本文中所阐述类型的方法中,特别是在图1至14中示出的视野显示设备中,可以用除了或者取代自动立体屏幕外还具有至少一个2D屏幕的面状像素装置2在与用户6有约1米左右的、在典型的机动车尺寸的情况下例如为1.2米的固定距离下产生虚拟显示图像。在不必评估眼动追踪时,在这个区域中例如作为对传统的组合仪表显示的替代可以持久地显示例如有关车辆状态的信息。但由此原则上也可以显示所有其它类型的信息,特别是接触模拟地显现到投影玻璃后的所检测的周围环境中的显现内容,这些信息在本文中参照3D显示提到过。
附图标记列表:
1        视野显示设备
1a       在仪表板的上侧中的视野显示设备的轮廓
2        面状像素装置
2a       显示器
2b       微透镜阵列
3        抑制反射的转向装置
4.40     抑制反射的转向装置的相互平行的、倾斜的反射面
5        前窗玻璃
6        视野显示设备的用户
66a、66b  用户的左眼、右眼
7        仪表板的上侧
8        机动车的仪表板
9        棱镜
9a       棱镜的下方的周面侧
10       棱镜上边缘
10a      棱镜上边缘的平坦的倒棱
11       抑制反射的转向装置的反射面的构成吸光的背侧
12       环境光
13       抑制反射的转向装置的光出射面
13a      棱镜的光出射面
14       遮盖面
15       机动车
16       传统的HUD投影单元的光出射开口
16a      光出射开口的边缘
17       前窗玻璃中从驾驶员的视角观察到的视野显示设备的投影区域
17a      从驾驶员视角观察到的投影区域的边界
18       前窗玻璃中从副驾驶员的视角观察到的视野显示设备的投影区域
18a      从副驾驶员视角观察到的投影区域的边界
19       传统的HUD投影单元的投影区域
19a      传统的HUD投影单元的投影区域的边界
20       前方的或位于投影玻璃后的周围环境
21       可见的条纹
22       不可见的条纹
23       图像产生单元
24       控制单元
25       眼动追踪单元
26       周围环境检测单元
27       接触模拟地显现的弯箭头
28       在本机动车前的所检测到的外部车辆
29       所检测到的外部车辆的接触模拟地显现的标记
30       接触模拟地显现的车道标记
31       附加设置的传统的HUD投影单元的静态显现的另一虚拟显示图像
32       接触模拟地显现的标记箭头
32a、32b  3D对象的为左眼和右眼产生的单幅图像
33、34、35 所检测到的当前的背景
61、62    划分成相邻的反射面的对象部分
61a      重叠
63       过渡条纹
75       层压纹理
76       层压纹理的水平结构
77a、77b  针对矮小的驾驶员的大且更深的视野的高视野
L        投影光束
A        棱镜的横截面
K        从用户视角观察的线,多个反射面的上边缘处在该线上

Claims (28)

1.用于运行视野显示设备(1)的方法,所述方法包括:
-借助于能电气操控的面状像素装置(2)来产生带有显示内容的投影光束(L),以及
-借助于布置在面状像素装置上的抑制反射的转向装置(3)将所产生的投影光束(L)投射到部分透明的反射性的投影玻璃上,所述转向装置带有沿着面状像素装置(2)与之成预先确定的锐角地并且彼此平行地延伸的平坦的一个或多个反射面(4、40),所述一个或多个反射面构造成转向所产生的投影光束(L),以将所产生的投影光束投射到部分透明的反射性的投影玻璃上,由此在所述投影玻璃后产生显现到用户(6)的视野中的虚拟显示图像(27、29、30),其中,所述一个或多个反射面(4、40)在其背侧(11)上为了抑制干扰反射而构造成吸光的,
其中,提供至少一个状况参数,根据所述状况参数,面状像素装置(2)的相应不同的面区段被用于产生期望的显示内容,
其中,提供至少一个状况参数包括检测当前的用户位置,并且根据当前的用户位置在有待显示的虚拟对象被划分到两个或两个以上沿着所述面状像素装置(2)平行于彼此延伸的平坦的反射面(4、40)上时,
-在所述面状像素装置(2)内产生要到达相邻的反射面(4、40)的对象部分(61、62)的侧向偏移,使得虚拟对象的相应于所述划分的部分在用户(6)的头部侧向移动时无视差地显示;和/或
-在所述面状像素装置(2)内产生要到达相邻的反射面(4、40)的对象部分(61、62)的重叠(61a),使得虚拟对象的相应于所述划分的部分即使在用户(6)的头部快速垂直地移动时也无中断地过渡到彼此中;和/或
-为了避免在虚拟显示图像的相应于所述划分的部分之间的能看到的过渡,将虚拟显示图像的沿垂直方向较小的对象相应产生在所述面状像素装置(2)的要到达单个反射面(4、40)的面区段中,和/或虚拟显示图像的沿垂直方向较大的对象配设有具有水平的结构(76)的层压纹理(75)。
2.按照权利要求1所述的方法,其中,所述视野显示设备(1)是用于机动车(15)的视野显示设备。
3.按照权利要求2所述的方法,其中,所述投影玻璃是机动车(15)的前窗玻璃(5)。
4.按照权利要求1所述的方法,其中,所述状况参数是行驶状况参数。
5.按照权利要求1所述的方法,其中,所述用户位置是眼睛位置或视向。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法,在所述方法中:
-提供至少一个状况参数包括检测在投影玻璃后的当前的周围环境和/或当前的用户位置,并且
-根据所检测到的当前的周围环境和/或所检测到的当前的用户位置,在所述面状像素装置(2)的面区段中产生预先确定的、有待静态显示的显示内容,使得相应的虚拟显示图像在投影玻璃后的背景满足对暗度的预先确定的要求。
7.按照权利要求6所述的方法,其中,所述用户位置是眼睛位置或视向。
8.按照权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,在所述方法中,提供至少一个状况参数包括检测用于预先确定的、有待接触模拟地显示的虚拟对象(32)在投影玻璃后的当前的背景和/或当前的用户位置,并且据此使预先确定的有待接触模拟地显示的虚拟对象
-通过匹配所述虚拟对象在所述面状像素装置(2)内的位置而动态地追踪所检测到的当前的背景在所述投影玻璃内的位置和/或所检测到的当前的用户位置;和/或
-通过匹配对象参量和/或在3D显示时用于左眼(66a)和右眼(66b)的单幅图像(32a、32b)在所述面状像素装置(2)内的间距而与所检测到的当前的背景(33、34、35)的距离相匹配。
9.按照权利要求8所述的方法,其中,所述用户位置是眼睛位置或视向。
10.按照权利要求8所述的方法,其中,这些虚拟对象的亮度相应与所检测到的当前的背景的亮度相匹配。
11.按照权利要求3所述的方法,其中,所述视野显示设备(1)安装在机动车(15)中,所提供的至少一个状况参数在当前分别包括机动车(15)的运动和/或驾驶状态和/或车载***状态和/或乘客状态和/或处于前方的周围环境(20)和/或处于前方的道路数据,并且据此通过所述面状像素装置(2)的相应合适的面区段
-使接触模拟的显示内容,为了辅助驾驶员和/或为了向驾驶员和其他乘客阐明行驶状况,在辅助式或高度自动化的或全自动化的行驶中显现到驾驶员的和/或其他乘客的视野中;和/或
-使预先确定的静态的显示内容,向驾驶员和/或其他乘客在辅助式或高度自动化的或全自动化的行驶中显现到驾驶员的和/或其他乘客的视野中;和/或
-使针对一个或多个乘客的娱乐内容显现到驾驶员的和/或其他乘客的视野中;和/或
-通过所述面状像素装置(2)的构造用于产生至少部分p偏振的光的面区段产生预先确定的说明,其中,所述前窗玻璃(5)的相应的面区段构造用于反射p偏振的光。
12.按照权利要求11所述的方法,其中,所述乘客状态是乘客在机动车(15)中的数量和位置。
13.按照权利要求11所述的方法,其中,所述接触模拟的显示内容包括虚拟对象图像和/或虚拟标记。
14.按照权利要求11所述的方法,其中,所述预先确定的静态的显示内容是对车载***状态和/或道路数据的对安全而言重要的说明。
15.按照权利要求11所述的方法,其中,使针对一个或多个乘客的娱乐内容在车辆停车时或者高度自动化或全自动化行驶时显现到驾驶员的和/或其他乘客的视野中。
16.按照权利要求11所述的方法,其中,所述前窗玻璃(5)的与所述面状像素装置(2)相应的面区段对应的面区段为了产生电影体验而构造成能在透明和暗色之间转换。
17.按照权利要求11所述的方法,其中,所述预先确定的说明是对安全而言重要的或者法律规定的说明。
18.按照权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,提供至少一个状况参数包括检测当前的用户位置,并且据此
-使抑制反射的转向装置(3)的多个彼此平行的反射面的上边缘从所述用户(6)的视角观察对准通往所述用户(6)的眼睛的线(K);和/或
-使所述面状像素装置(2)的面区段用作无眩光的内部空间照明源,所述面区段的光处在所有用户(6)的当前的可视区外。
19.按照权利要求18所述的方法,其中,所述用户位置是眼睛位置或视向。
20.按照权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,所述抑制反射的转向装置(3)的反射面(4、40)中的至少一个反射面由布置在所述面状像素装置(2)上的棱镜(9)的周面侧形成。
21.按照权利要求20所述的方法,其中,所述棱镜具有三角形的、四角形的或五角形的横截面(A)。
22.按照权利要求20所述的方法,其中,所述棱镜具有梯形的横截面(A)。
23.按照权利要求20所述的方法,其中,提供至少一个状况参数包括检测所述用户(6)的当前的视向并且据此使一个或多个棱镜上边缘(10)的平坦的倒棱(10a)在考虑到在投影玻璃上的反射的情况下沿着所述用户(6)的所检测到的视向对准。
24.按照权利要求23所述的方法,其中,所述平坦的倒棱(10a)是水平的。
25.按照权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,
-针对各两个相邻的反射面,将其中一个反射面的上边缘和下一个反射面的背侧(11)的下边缘连接的光出射面(13)在所述视野显示设备(1)的运行中垂直于所述投影玻璃定向。
26.用于视野显示设备(1)的控制单元(24),其中,控制单元(24)构造用于自动执行按照权利要求1至25中任一项所述的方法。
27.机动车(15),包括
-仪表板的在机动车(15)的前窗玻璃(5)和仪表板(8)之间延伸的上侧(7);
-布置在仪表板(8)的上侧(7)上或中的视野显示设备(1),所述视野显示设备包括能电气操控的面状像素装置(2)以用于产生带有显示内容的投影光束(L)以及布置在面状像素装置上的抑制反射的转向装置(3),所述转向装置带有沿着面状像素装置(2)与之成预先确定的锐角地并且彼此平行地延伸的平坦的一个或多个反射面(4、40),所述一个或多个反射面构造成转向所产生的投影光束(L),以将所产生的投影光束投射到机动车(15)的前窗玻璃(5)上,由此在所述前窗玻璃后产生显现到驾驶员的和/或其他乘客的视野中的虚拟显示图像(27、29、30),其中,所述一个或多个反射面(4、40)的背侧(11)为了抑制干扰反射而构造成吸光的;和
-按照权利要求26所述的控制单元(24)。
28.根据权利要求27所述的机动车,其中,所述面状像素装置(2)或抑制反射的转向装置(3)与仪表板(8)的上侧(7)齐平地布置。
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