DE102019121048A1 - Waveguide-based direct view display - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Waveguide-Direktsichtdisplay, insbesondere als Spiegelersatzsystem in einem Kraftfahrzeug montierbar, umfassend:- einen flachen, insbesondere planaren, optischen Wellenleiter, dessen Lichtauskopplungsfläche eine Displayfläche bildet, die zum Betrachten durch einen Benutzer in Direktsicht aus Entfernungen von mehr als 20 cm ausgelegt und entsprechend groß dimensioniert ist, und- eine insbesondere miniaturisierte Bilderzeugungseinheit, die zum Erzeugen eines Lichtstrahlenbündels mit einem Anzeigebildinhalt und zum Einkoppeln des erzeugten Lichtstrahlenbündels in den Wellenleiter so ausgebildet und angeordnet ist, dass durch das aus der Displayfläche ausgekoppelte Lichtstrahlenbündel ein virtuelles Anzeigebild für den Benutzer beim Blick auf die Displayfläche erzeugt wird,- wobei die Bilderzeugungseinheit und/oder der Wellenleiter optisch derart zum Gestalten, insbesondere Kollimieren, des auszukoppelnden Lichtstrahlenbündels ausgebildet sind, dass das virtuelle Anzeigebild in weiter Ferne, insbesondere im Unendlichen, hinter dem Display erzeugt wird, um die Akkommodation der Augen des Benutzers auf das virtuelle Anzeigebild zu erleichtern und/oder einen Blick in einen Rückspiegel zu simulieren.The invention relates to a waveguide direct view display, in particular mountable as a mirror replacement system in a motor vehicle, comprising: a flat, in particular planar, optical waveguide whose light decoupling surface forms a display surface which is designed for direct viewing by a user from a distance of more than 20 cm and is dimensioned correspondingly large, and an in particular miniaturized image generation unit which is designed and arranged for generating a light beam with a display image content and for coupling the light beam generated into the waveguide so that the light beam decoupled from the display surface creates a virtual display image for the user is generated when looking at the display surface, - wherein the image generation unit and / or the waveguide are optically designed for shaping, in particular collimating, the light beam to be coupled out, that the virtual Display image is generated far away, in particular at infinity, behind the display in order to facilitate the accommodation of the user's eyes on the virtual display image and / or to simulate a look into a rearview mirror.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Direktsichtdisplay, das insbesondere als ein Spiegelersatzsystem in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf Maßnahmen zur Akkommodationserleichterung der Augen eines Benutzers beim Blickwechsel zwischen der Straße vor dem Kraftfahrzeug und der Displayanzeige sowie auf die Tiefenwahrnehmbarkeit der Displayanzeige.The invention relates to a direct view display which can be used in particular as a mirror replacement system in a motor vehicle. In particular, the invention is directed to measures for facilitating the accommodation of the eyes of a user when changing gaze between the road in front of the motor vehicle and the display as well as the depth perception of the display.

Technischer HintergrundTechnical background

Insbesondere für Kraftfahrzeuge sind Spiegelersatz- oder Camera-Monitoring-Systeme bekannt, die für den Fahrer einen Blick in den konventionellen Innen- oder Außenspiegel ersetzen oder sogar verbessern sollen, etwa wenn die Heckscheibe verdeckt ist oder der zugängliche Blickwinkel auf den zu überwachenden Raumbereich außerhalb des Fahrzeugs stark eingeschränkt ist. Bekannte Spiegelersatzsysteme sind oft mit Displaytechnologien ausgestattet, bei denen die Augen des Benutzers auf die Displayanzeigefläche zu fokussieren sind, auf der das von einer Überwachungskamera in Echtzeit bereitgestellte Bild eines Fahrzeugumfelds abgespielt wird (Kamerastreaming).Mirror replacement or camera monitoring systems are known in particular for motor vehicles, which are intended to replace or even improve the driver's view of the conventional inside or outside mirror, for example when the rear window is covered or the accessible angle of view of the area to be monitored outside the Vehicle is severely restricted. Known mirror replacement systems are often equipped with display technologies in which the user's eyes are to be focused on the display surface on which the image of a vehicle's surroundings provided in real time by a surveillance camera is played (camera streaming).

Bei Innenspiegelersatzsystemen wird das Display meist im Bereich des konventionellen Innenspiegels an der Frontscheibe oder am Dachrohbau in der Dachknoten-Schnittstelle positioniert. Bei reinen Außenspiegelersatzsystemen werden die Displays meist im Bereich der A-Säulen, Türen oder auf einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs positioniert. Es sind auch fusionierte Systeme aus Innen- und Außenspiegelersatzsystemen bekannt, die ein Kamerastreaming von beispielsweise drei Kameras in einem Display ineinander vernäht oder auf getrennten Displays darstellen, die ebenso in den oben genannten Positionen im Fahrzeug angebracht sind.In interior mirror replacement systems, the display is usually positioned in the area of the conventional interior mirror on the windscreen or on the roof shell in the roof node interface. In pure exterior mirror replacement systems, the displays are usually positioned in the area of the A-pillars, doors or on an instrument panel of the motor vehicle. There are also fused systems of interior and exterior mirror replacement systems are known which sew a camera streaming from, for example, three cameras into one another in a display or show them on separate displays that are also mounted in the above-mentioned positions in the vehicle.

Bekannte Spiegelersatzsysteme werden meist mit klassischen Displays, etwa Flüssigkristallbildschirmen (LCDs), gegebenenfalls hinter einer spiegelnden Schicht, realisiert. Das auf dem Display angezeigte Bild liegt folglich in der Ebene der Displayfläche, die den Spiegel ersetzt, und nicht in einer zu erwartenden größeren Entfernung vom Auge des Benutzers, wie es beim konventionellen Spiegel der Fall wäre, bei dem die Spiegelbildentfernung je nach der tatsächlichen Objektentfernung bis hin zu unendlich weit reichen kann. Es kann daher im Vergleich zum konventionellen Spiegel zur bekannten Akkommodationsproblematik kommen, wenn beispielsweise der Fahrer beim Wechseln des Blicks zwischen der Straße und der Displayfläche seine Augen stark umfokussieren muss. Zur Lösung dieses Problems sind auf Projektoren basierende Spiegelersatzsysteme bekannt, die ein virtuelles Anzeigebild in eine größere Entfernung bringen können, jedoch dafür in der Regel aufwändige abbildende Optiken mit mehreren Linsen und/oder Spiegeln benötigen, wie z. B. beim Head-Up-Display.Known mirror replacement systems are mostly implemented with classic displays, such as liquid crystal screens (LCDs), possibly behind a reflective layer. The image shown on the display is consequently in the plane of the display surface that replaces the mirror, and not at an expected greater distance from the user's eye, as would be the case with a conventional mirror, where the mirror image distance depends on the actual object distance can reach infinitely far. Compared to conventional mirrors, the familiar accommodation problem can therefore arise if, for example, the driver has to sharply refocus his eyes when changing his view between the road and the display surface. To solve this problem, mirror replacement systems based on projectors are known which can bring a virtual display image to a greater distance, but usually require complex imaging optics with several lenses and / or mirrors, such as. B. in the head-up display.

Besonders große Probleme mit der Akkommodation auf die Displayfläche entstehen typischerweise bei Benutzern, die Gleitsichtbrillen tragen oder von Alterssichtigkeit betroffen sind. Je nach Position des Displays im Fahrzeug kann sich dies auf den Benutzer in Form einer höheren Latenz zur Scharfstellung auf die Anzeigefläche beim Blickrichtungswechsel zwischen Straße und Anzeigefläche bis hin zur unscharfen Wahrnehmung der Anzeigefläche auswirken. Je nach Fahrzeuggeometrie kann dies besonders im Bereich des konventionellen Innenspiegels problematisch sein, da hier die Entfernung zwischen dem Augpunkt und der Anzeigefläche oft am geringsten ist. Der Benutzer muss zudem den Blick nach oben richten, was vor allem für Gleitsichtbrillenträger aufgrund der im oberen Teil der Brille angesiedelten optimierten Fernsicht ein Problem bei der Fokussierung mit sich bringt. Ähnliches Problem kann aber auch bei der Displaypositionierung auf der Instrumententafel, in den Fahrzeugtüren oder A-Säulen auftreten. Hier richtet ein Benutzer mit Gleitsichtbrille den Blick meist nach unten, jedoch ist hier der Abstand fahrzeugbedingt tendenziell erheblich größer als durch den unteren Teil der Brille vorgesehen.Particularly large problems with the accommodation on the display surface typically arise with users who wear varifocal glasses or are affected by presbyopia. Depending on the position of the display in the vehicle, this can affect the user in the form of a higher latency for focusing on the display surface when changing the viewing direction between the road and the display surface, or even blurring the perception of the display surface. Depending on the vehicle geometry, this can be particularly problematic in the area of the conventional interior mirror, since this is where the distance between the eye point and the display surface is often the smallest. The user also has to look upwards, which causes a problem with focusing, especially for wearers of varifocals due to the optimized distance vision located in the upper part of the glasses. A similar problem can also arise when the display is positioned on the instrument panel, in the vehicle doors or in the A-pillars. Here, a user with varifocal glasses usually looks downwards, but here, due to the vehicle, the distance tends to be considerably larger than provided by the lower part of the glasses.

Ein weiteres Problem bei Spiegelersatzsystemen, die auf konventionellen 2D-Displaytechnologien basieren, ist die fehlende Tiefeninformation oder Tiefenwahrnehmung im Vergleich zu einem konventionellen Spiegel. Als Lösungsansatz ist es beispielsweise bekannt, dies durch statische und dynamische Overlays bedingt zu optimieren.Another problem with mirror replacement systems based on conventional 2D display technologies is the lack of depth information or depth perception in comparison to a conventional mirror. As a solution, it is known, for example, to conditionally optimize this through static and dynamic overlays.

Andererseits ist es bekannt, optische Waveguides im Bereich der Head-Mounted-Displays (HMD) als Pupillen-Expander einzusetzen. Diese Wellenleiter sind typischerweise transparent, um AR-Anwendungen (Augmented Reality, Erweiterte Realität) mit derartigen Brillendisplays möglich zu machen. Die Bildlage dieser Displays liegt typischerweise im Unendlichen, sie sind entsprechend der Augengröße klein und optische Anforderungen an derartige Head-Mounted-Waveguides sind insgesamt deutlich geringer als beispielsweise bei konventionellen großflächigen LCD-Displays, die vom Benutzer aus größerer Entfernung betrachtet werden.On the other hand, it is known to use optical waveguides in the field of head-mounted displays (HMD) as pupil expanders. These waveguides are typically transparent in order to make AR (Augmented Reality) applications possible with such glasses displays. The image position of these displays is typically infinite, they are small according to the size of the eyes and the optical requirements for such head-mounted waveguides are overall significantly lower than, for example, with conventional large-area LCD displays that are viewed by the user from a greater distance.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Direktsichtdisplay bereitzustellen, das insbesondere als ein Spiegelersatzsystem in einem Kraftfahrzeug oder einem anderen übergeordneten beweglichen oder ortsfesten System, wie einem Luft- oder Wasserfahrzeug, einer Bahn oder einem Gebäude, montierbar ist und mit dem die beschriebenen Probleme auf konventionellen Displaytechnologien basierender Spiegelersatzsysteme überwindbar sind.The object of the present invention is to provide a direct view display that can be used in particular as a mirror replacement system in a motor vehicle or another higher-level mobile or stationary system, such as an aircraft or watercraft, a train or a building, can be mounted and with which the described problems of mirror replacement systems based on conventional display technologies can be overcome.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch ein Waveguide-Direktsichtdisplay gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zu dessen Betrieb, ein Spiegelersatzsystem sowie ein entsprechendes Fahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der Beschreibung für das Waveguide-Direktsichtdisplay genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf dessen Betriebsverfahren, das Spiegelersatzsystem oder das Fahrzeug, wie auch umgekehrt.This object is achieved by a waveguide direct view display according to claim 1, a method for its operation, a mirror replacement system and a corresponding vehicle according to the independent claims. Further refinements are given in the dependent claims. All of the additional features and effects mentioned in the claims and the description for the waveguide direct view display also apply with regard to its operating method, the mirror replacement system or the vehicle, and vice versa.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Waveguide-Direktsichtdisplay vorgesehen, das insbesondere als ein Spiegelersatz- oder Camera-Monitoring-System in einem Kraftfahrzeug montierbar ist. Alternativ kann es auch zum Montieren in anderen übergeordneten beweglichen oder ortsfesten Systemen, wie Luft- oder Wasserfahrzeugen, Bahnen, Gebäuden etc., oder zum Halten in der Hand ausgebildet sein.According to a first aspect, a waveguide direct view display is provided which can be mounted in a motor vehicle in particular as a mirror replacement or camera monitoring system. Alternatively, it can also be designed for mounting in other higher-level mobile or stationary systems, such as aircraft or watercraft, railways, buildings, etc., or for holding in the hand.

Das Waveguide-Direktsichtdisplay der hierin dargelegten Art umfasst einen flachen, insbesondere planaren, optischen Wellenleiter, dessen Lichtauskopplungsfläche eine Displayfläche des Waveguide-Direktsichtdisplays bildet. Diese Displayfläche ist zum Betrachten durch einen Benutzer in Direktsicht aus Entfernungen von mehr als 20 cm (oder sogar mehr als 30 cm, insbesondere mehr als 40 cm) zu seinen Augen ausgelegt und entsprechend groß (beispielsweise mit einer Diagonalabmessung von mindestens 4, 6 oder 8 Zoll) dimensioniert. Dabei ist die gesamte Displayfläche, d. h. Lichtauskopplungsfläche des Waveguide-Direktsichtdisplays, zum gleichzeitigen Betrachten mit beiden Augen des Benutzers vorgesehen und ausgelegt. Es kann dabei grundsätzlich jede geeignete Waveguide-Technologie etwa von den eingangs erwähnten AR-Brillen bekannter Art, wie z. B. ein holografischer oder auf teiltransparenten und/oder lichtundurchlässigen Spiegeln basierender Wellenleiter, zum Einsatz kommen. The waveguide direct view display of the type set out herein comprises a flat, in particular planar, optical waveguide, the light outcoupling surface of which forms a display surface of the waveguide direct view display. This display surface is designed for direct viewing by a user from a distance of more than 20 cm (or even more than 30 cm, in particular more than 40 cm) to his eyes and is correspondingly large (for example with a diagonal dimension of at least 4, 6 or 8 Inches). The entire display area, i.e. H. Light decoupling surface of the waveguide direct view display, intended and designed for simultaneous viewing with both eyes of the user. In principle, any suitable waveguide technology, for example from the aforementioned AR glasses of the known type, such as. B. a holographic waveguide or based on partially transparent and / or opaque mirrors can be used.

Ferner weist das Waveguide-Direktsichtdisplay eine insbesondere miniaturisierte Bilderzeugungseinheit (PGU, picture generating unit) auf, die z. B. unter anderem eine Lichtquelle und einen Bilderzeuger etwa in Form eines kleinen LED- oder LCD-Displays mit einer beispielsweise um ein Vielfaches kleineren Anzeigefläche aus elektrischen Leuchtdioden oder einer Flüssigkristallschicht im Vergleich zu der Displayfläche des Waveguide-Direktsichtdisplays, die durch dessen Lichtauskopplungsfläche gebildet ist, umfassen kann. Die Bilderzeugungseinheit ist zum Erzeugen eines Lichtstrahlenbündels mit einem Anzeigebildinhalt und zum beispielsweise seitlichen Einkoppeln des erzeugten Lichtstrahlenbündels in den Wellenleiter so ausgebildet und angeordnet, dass durch das aus der Displayfläche ausgekoppelte Lichtstrahlenbündel ein virtuelles Anzeigebild für den Benutzer beim Blick auf die Displayfläche erzeugt wird.Furthermore, the waveguide direct view display has a particularly miniaturized picture generating unit (PGU, picture generating unit) which z. B. inter alia a light source and an image generator in the form of a small LED or LCD display with a display area made up of electrical light emitting diodes or a liquid crystal layer, for example, many times smaller than the display area of the waveguide direct view display, which is formed by its light decoupling area , may include. The image generation unit is designed and arranged to generate a light beam with a display image content and, for example, to couple the generated light beam into the waveguide in such a way that the light beam decoupled from the display surface generates a virtual display image for the user when looking at the display surface.

Der Begriff „miniaturisiert“ kann dabei insbesondere bedeuten, dass Gesamtabmessungen und/oder das Gewicht der Bilderzeugungseinheit im Vergleich zu den restlichen Komponenten des Waveguide-Direktsichtdisplays, insbesondere im Vergleich zu dem Wellenleiter und gegebenenfalls vorhandenen weiteren Schichten eines weiter unten beschriebenen Sandwichaufbaus, um ein Vielfaches, z. B. um Faktor 5, 7 oder 10, geringer ausfällt. Der miniaturisierte Aufbau der Bilderzeugungseinheit kann insbesondere die Verwendung des Waveguide-Direktsichtdisplays als eines kompakten Spiegelersatzsystems, wie z. B. eines Fahrzeug-Innenspiegels etwa an derselben Position im Kraftfahrzeug wie beim konventionellen Innenspiegel, oder sogar als eines Hand-Held-Devices begünstigen.The term “miniaturized” can in particular mean that the overall dimensions and / or the weight of the image generation unit are many times that of the remaining components of the waveguide direct view display, in particular compared to the waveguide and any further layers of a sandwich structure described below , e.g. B. by factor 5 , 7 or 10, is lower. The miniaturized structure of the image generation unit enables the use of the waveguide direct view display as a compact mirror replacement system, such as e.g. B. a vehicle inside mirror in approximately the same position in the motor vehicle as in the conventional inside mirror, or even as a hand-held device.

Als zentrale Eigenschaft des Waveguide-Direktsichtdisplays der hierin dargelegten Art sind ferner dessen Bilderzeugungseinheit und/oder Wellenleiter optisch derart zum Gestalten, insbesondere Kollimieren, des genannten auszukoppelnden, den Anzeigebildinhalt transportierenden Lichtstrahlenbündels ausgebildet, dass das oben genannte virtuelle Anzeigebild in weiter Ferne (beispielsweise in einem Abstand größer als 1 m, 3 m, 5 m, 7 m oder 10 m von der Displayfläche), insbesondere im Unendlichen, hinter dem Display erzeugt wird. Dadurch können insbesondere die Akkommodation der Augen des Benutzers auf das virtuelle Anzeigebild erleichtert und/oder ein Blick in einen Rückspiegel für den Benutzer simuliert werden. Hierzu können in der Bilderzeugungseinheit und/oder in dem Wellenleiter beispielsweise dem Fachmann an sich bekannte optische Elemente zur Verlagerung eines virtuellen Anzeigebilds in weitere Entfernung vorgesehen sein, wie z. B. eine Kollimator-Linse etc. Zur oben genannten Miniaturisierung der Bilderzeugungseinheit können diese optischen Elemente insbesondere in Flach- und/oder Leichtgewicht-Bauweise, etwa als Fresnel-Linsen oder als holografische optische Elemente, ausgebildet sein.As a central property of the waveguide direct view display of the type set out here, its image generation unit and / or waveguide are also optically designed for shaping, in particular collimating, the said bundle of light rays to be coupled out and transporting the display image content that the aforementioned virtual display image is far away (for example in a Distance greater than 1 m, 3 m, 5 m, 7 m or 10 m from the display surface), especially at infinity, behind the display. In this way, in particular, the accommodation of the user's eyes on the virtual display image can be facilitated and / or a look into a rearview mirror can be simulated for the user. For this purpose, optical elements known per se to those skilled in the art can be provided in the image generation unit and / or in the waveguide for moving a virtual display image further away, such as B. a collimator lens, etc. For the above-mentioned miniaturization of the image generation unit, these optical elements can be designed in particular in flat and / or lightweight construction, for example as Fresnel lenses or as holographic optical elements.

Es ist also eine Idee der Erfindung, ein auf Wellenleitertechnologie basierendes Display bereitzustellen, das zum Betrachten mit beiden Augen in Direktsicht und aus einer mit einem konventionellen Spiegel vergleichbaren Entfernung genügend groß dimensioniert ist und zur Verlagerung der Bildlage des zu erzeugenden virtuellen Anzeigebilds in weite bis unendliche Entfernung ausgebildet ist. Letzteres macht es insbesondere bei der Anwendung als Spiegelersatzsystem in einem (Kraft)Fahrzeug möglich, die eingangs beschriebene Akkommodationsproblematik im Zusammenhang mit displaybasierten Spiegelersatzsystemen zu überwinden, da ein Umfokussieren der Augen des Benutzers beim Blickwechsel von der Straße zu dem Waveguide-Direktsichtdisplay zum Wahrnehmen des in weiter Ferne erzeugten virtuellen Anzeigebilds erheblich reduziert bis gar nicht erforderlich sein kann. Zudem kann dadurch beim Benutzer gleichzeitig eine Tiefenwirkung des dargestellten virtuellen Anzeigebilds vergleichbar mit einem Blick in einen konventionellen Spiegel oder durch ein Fenster erreicht werden.It is therefore an idea of the invention to provide a display based on waveguide technology that is sufficiently large for viewing with both eyes in direct view and from a distance comparable to a conventional mirror and for shifting the image position of the virtual display image to be generated from far to infinite Distance is trained. The latter makes it possible, especially when used as a mirror replacement system in a (power) vehicle, to overcome the accommodation problem described above in connection with display-based mirror replacement systems, since the user's eyes are refocused when changing their gaze from the street to the waveguide direct view display to perceive the in Remote generated virtual display image may be significantly reduced or even not necessary. In addition, a depth effect of the displayed virtual display image comparable to a look into a conventional mirror or through a window can be achieved for the user at the same time.

Im Vergleich zu auf Projektoren basierenden Spiegelersatzsystemen, die ein Lichtstrahlenbündel auf eine dem Benutzer gegenüberliegende Projektions- und Reflexionsscheibe werfen und ein über Reflexion an dieser Scheibe erzeugtes virtuelles Anzeigebild ebenfalls in eine größere Entfernung bringen können, dafür jedoch typischerweise aufwändige abbildende Optiken mit mehreren Linsen und/oder Spiegeln wie z. B. beim Head-Up-Display benötigen, kann mit Hilfe eines optischen Waveguides das virtuelle Bild deutlich einfacher und insgesamt erheblich packagereduziert bis ins Unendliche verlagert werden.Compared to mirror replacement systems based on projectors, which throw a bundle of light rays onto a projection and reflection pane opposite the user and can also bring a virtual display image generated by reflection on this pane to a greater distance, but typically complex imaging optics with several lenses and / or mirrors such as If you need it for a head-up display, for example, the virtual image can be relocated to infinity with the help of an optical waveguide, with considerably less packaging overall.

Mögliche Anwendungen des hierin dargelegten Waveguide-Direktsichtdisplays sind neben Spiegelersatzsystemen für Außen- und Innenspiegel eines Kraftfahrzeugs auch beliebige andere Camera-Monitoring-Systeme, wie z. B. im Falle eines Kraftfahrzeugs ein Parkassistent oder andere Rückfahrkamera-basierte Systeme.Possible applications of the waveguide direct view displays set out herein are, in addition to mirror replacement systems for exterior and interior mirrors of a motor vehicle, any other camera monitoring systems such as e.g. B. in the case of a motor vehicle, a parking assistant or other rear-view camera-based systems.

Gemäß einer ersten Ausführungsform weist das Waveguide-Direktsichtdisplay einen Sandwichaufbau (hierin auch Sandwichpackage genannt) auf, bei dem sich mindestens eine elektrisch dimmbare Schicht, insbesondere ein EC-, LC- oder PDLC-Shutter mit einer elektrochromen Schicht bzw. einer Flüssigkristallschicht oder einer Polymer-Dispersed-Liquid-Crystal-Schicht, entlang der Lichtauskopplungsfläche und/oder einer dieser gegenüberliegenden Rückseite des Wellenleiters erstreckt, derart dass die Transparenz der jeweiligen Wellenleiteroberfläche fürs ein- oder austretende Licht z. B. zur Abschottung, Kontrasterhöhung, Einstellung des Transparentgrades elektronisch einstellbar ist. Die genannten Schichten des Sandwichaufbaus können insbesondere unmittelbar aneinander angrenzen oder aber es können weitere Schichten, wie z. B. eine teilweise transparente und teilweise spiegelnde Schicht, dazwischen liegen. Der Sandwichaufbau kann beispielsweise ein insgesamt räumlich kompaktes, insbesondere flaches Waveguide-Direktsichtdisplay ergeben.According to a first embodiment, the waveguide direct view display has a sandwich structure (also called sandwich package herein) in which at least one electrically dimmable layer, in particular an EC, LC or PDLC shutter with an electrochromic layer or a liquid crystal layer or a polymer -Dispersed liquid crystal layer, extends along the light output surface and / or a rear side of the waveguide opposite this, so that the transparency of the respective waveguide surface for incoming or outgoing light z. B. for partitioning, increasing contrast, setting the degree of transparency is electronically adjustable. The mentioned layers of the sandwich structure can in particular directly adjoin one another or other layers, such as, for. B. a partially transparent and partially reflective layer, lie in between. The sandwich structure can, for example, result in an overall spatially compact, in particular flat, waveguide direct view display.

Zweck einer rückseitigen elektrisch dimmbaren Schicht kann es beispielsweise sein, einen perfekten Kontrast des erzeugten virtuellen Anzeigebilds zu schaffen, indem sie beispielsweise je nach Anwendungsfall als teiltransparent oder komplett abschottend eingestellt sein kann. Alternativ zur elektrisch dimmbaren Schicht kann zu diesen Zwecken auch ein sich rückseitig des Wellenleiters erstreckendes geeignetes Gehäuse des Waveguide-Direktsichtdisplay vorgesehen sein (vgl. 12). Eine vorderseitig am Wellenleiter angeordnete elektrisch dimmbare Schicht kann beispielsweise auch dazu genutzt werden, Spiegelungen an der Displayfläche zu reduzieren oder zu verhindern. Das elektronische Schalten/Einstellen/Ansteuern der mindestens einen elektrisch dimmbaren Schicht kann durch eine geeignete Steuerungseinheit implementiert sein, die beispielsweise integraler Bestandteil des Waveguide-Direktsichtdisplay sein kann oder aber räumlich getrennt von diesem im übergeordneten System untergebracht sein kann.The purpose of an electrically dimmable layer on the rear side can be, for example, to create a perfect contrast of the generated virtual display image by setting it as partially transparent or completely partitioning off, depending on the application. As an alternative to the electrically dimmable layer, a suitable housing of the waveguide direct view display extending on the back of the waveguide can also be provided for these purposes (cf. 12 ). An electrically dimmable layer arranged on the front of the waveguide can also be used, for example, to reduce or prevent reflections on the display surface. The electronic switching / setting / control of the at least one electrically dimmable layer can be implemented by a suitable control unit, which can for example be an integral part of the waveguide direct view display or can be accommodated spatially separate from it in the higher-level system.

Die genannte elektronisch einstellbare Dimmung kann statisch oder dynamisch ausgelegt sein. Die statische Dimmung entspricht einem vorbestimmten festen Dimmgrad, auch Dimmstufe genannt, im aktiven Zustand der elektrisch dimmbaren Schicht, um beispielsweise eine geeignete Kontrastwirkung des erzeugten virtuellen Anzeigebilds im konkreten Anwendungsfall zu gewährleisten. Hingegen kann die dynamische Dimmung im aktiven Zustand mehrere verschiedene Dimmgrade/Dimmstufen umfassen, zwischen denen die elektrisch dimmbare Schicht elektronisch, beispielsweise in Abhängigkeit von geeigneten Situationsparametern automatisch und/oder durch eine Benutzereingabe, schaltbar ist. Geeignete Situationsparameter können beispielsweise Umwelteinflüsse, wie z. B. Grad der Sonneneinstrahlung, Sonnenstand wie tiefstehende Sonne oder direkte Sonneneinstrahlung, Helligkeit der Umgebung, oder fahrzeugspezifische Einflüsse, wie z. B. aktive Innenraumbeleuchtung, aber auch spiegelnde Oberflächen wie z. B. sogenannten Klavierlack oder Mehrschichtlack, umfassen, die z. B. von entsprechenden Sensoren bereitgestellt werden können. Beispielsweise kann eine dynamische Dimmung via LC-Shutter- oder EC-Shutter-Technologie dazu beitragen, dass das Waveguide-Direktsichtdisplay bei sehr starkem Umgebungslicht, wie etwa bei einem Innenspiegelersatzsystem in einem Cabrio bei offenem Verdeck und bei direkter Sonneneinstrahlung, dennoch genutzt werden kann.Said electronically adjustable dimming can be designed statically or dynamically. The static dimming corresponds to a predetermined, fixed degree of dimming, also called a dimming level, in the active state of the electrically dimmable layer in order, for example, to ensure a suitable contrast effect of the virtual display image generated in the specific application. In contrast, the dynamic dimming in the active state can include several different dimming degrees / dimming levels, between which the electrically dimmable layer can be switched electronically, for example automatically and / or through a user input as a function of suitable situation parameters. Suitable situation parameters can include, for example, environmental influences such as B. Degree of solar radiation, position of the sun such as low sun or direct sunlight, brightness of the environment, or vehicle-specific influences such. B. active interior lighting, but also reflective surfaces such. B. so-called piano lacquer or multi-layer lacquer, the z. B. can be provided by appropriate sensors. For example, dynamic dimming via LC shutter or EC shutter technology can help ensure that the waveguide direct view display can still be used in very strong ambient light, such as in an interior mirror replacement system in a convertible with the top down and in direct sunlight.

Gemäß einer mit der ersten Ausführungsform gut kombinierbaren zweiten Ausführungsform weist das Waveguide-Direktsichtdisplay einen Sandwichaufbau (hierin auch Sandwichpackage genannt) auf, bei dem sich mindestens eine für benutzerseitig auf das Waveguide-Direktsichtdisplay einfallendes Licht zumindest teilweise spiegelnde Fläche entlang der Lichtauskopplungsfläche und/oder der dieser gegenüberliegenden Rückseite des Wellenleiters erstreckt. Eine solche zumindest teilweise spiegelnde Fläche ermöglicht eine optionale Nutzung des Waveguide-Direktsichtdisplays in einem konventionellen Spiegelmodus, insbesondere in Abwesenheit des virtuellen Anzeigebilds wie z. B. in einem Off-Zustand der Bilderzeugungseinheit. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche zumindest teilweise spiegelnde Fläche zu einem gemischten Spiegel-Display-Modus des Waveguide-Direktsichtdisplays verwendet werden, bei dem das über die spiegelnde Fläche reflektierte konventionelle Spiegelbild mit zusätzlichen Inhalten in Form des virtuellen Anzeigebilds angereichert wird. Die genannten Schichten des Sandwichaufbaus können insbesondere unmittelbar aneinander grenzen oder aber es können weitere Schichten, wie z. B. eine der oben genannten elektrisch dimmbaren Schichten, dazwischen liegen.According to a second embodiment that can be easily combined with the first embodiment, the waveguide direct view display has a sandwich structure (also called sandwich package here) in which at least one surface that is at least partially reflective for light incident on the user side of the waveguide direct view display is located along the Lichtauskopplungsfläche and / or extends this opposite back of the waveguide. Such an at least partially reflective surface enables optional use of the waveguide direct view display in a conventional mirror mode, especially in the absence of the virtual display image such as. B. in an off state of the image generation unit. Alternatively or additionally, such an at least partially reflective surface can be used for a mixed mirror display mode of the waveguide direct view display, in which the conventional mirror image reflected by the reflective surface is enriched with additional content in the form of the virtual display image. Said layers of the sandwich structure can in particular directly adjoin one another or other layers, such as, for. B. one of the above-mentioned electrically dimmable layers lie in between.

Die zumindest teilweise spiegelnde Fläche kann beispielsweise als ein Spiegelglas, eine spiegelnde Folie oder eine spiegelnde Beschichtung implementiert sein.The at least partially reflective surface can be implemented, for example, as a mirror glass, a reflective film or a reflective coating.

Gemäß einer möglichen Kombination der obigen Ausführungsformen ist an der Rückseite des Wellenleiters eine solche elektrisch dimmbare Schicht gefolgt von einer solchen rückseitigen spiegelnden Fläche angeordnet, wobei die elektrisch dimmbare Schicht beispielsweise (vgl. 3 oder 4)

  • - in einem Off-Zustand der Bilderzeugungseinheit in einen transparenten Zustand elektrisch schaltbar ist, um das benutzerseitig einfallende Licht zur rückseitigen Spiegelfläche und von dieser zurück durchzulassen und so einen konventionellen Spiegelmodus zu realisieren, und/oder
  • - in einem On-Zustand der Bilderzeugungseinheit in einen lichtundurchlässigen Zustand schaltbar ist, um das Spiegeln an der rückseitigen spiegelnden Fläche zu unterdrücken und damit die Sichtbarkeit bzw. den Kontrast des virtuellen Anzeigebilds zu erhöhen.
According to a possible combination of the above embodiments, such an electrically dimmable layer followed by such a rear-side reflective surface is arranged on the rear side of the waveguide, the electrically dimmable layer, for example (cf. 3 or 4th )
  • - Can be electrically switched into a transparent state in an off state of the image generation unit in order to allow the light incident on the user side to pass through to the rear mirror surface and back from it and thus to implement a conventional mirror mode, and / or
  • - Can be switched into an opaque state in an on state of the image generation unit in order to suppress the mirroring on the rear reflective surface and thus to increase the visibility or the contrast of the virtual display image.

Alternativ kann an der Rückseite des Wellenleiters in einer umgekehrten Reihenfolge eine solche rückseitige zumindest teilweise spiegelnde Fläche gefolgt von einer solchen elektrisch dimmbaren Schicht angeordnet sein, um beispielsweise den obigen gemischten Spiegel-Display-Modus zu implementieren und zugleich die rückseitige Transparenz des gesamten Sandwichaufbaus einstellbar zu machen (vgl. 11).Alternatively, such a rear-side at least partially reflective surface followed by such an electrically dimmable layer can be arranged on the rear side of the waveguide in the reverse order, for example to implement the above mixed mirror-display mode and at the same time to adjust the rear-side transparency of the entire sandwich structure make (cf. 11 ).

Gemäß einer zu der beschriebenen Kombination alternativen oder ergänzenden Kombination der obigen Ausführungsformen ist an der Lichtauskopplungsfläche des Wellenleiters eine solche elektrisch dimmbare Schicht gefolgt von einer solchen vorderseitigen teilweise spiegelnden und teilweise transparenten Fläche angeordnet, wobei die elektrisch dimmbare Schicht insbesondere in einen lichtundurchlässigen Zustand elektrisch schaltbar ist, um beispielsweise in einem konventionellen Spiegelmodus des Waveguide-Direktsichtdisplays den Lichtaustritt aus dem Wellenleiter zu unterdrücken und damit allein das Spiegeln des benutzerseitig einfallenden Umgebungslichts an der vorderseitigen spiegelnden Fläche zu ermöglichen.According to an alternative or supplementary combination of the above embodiments to the combination described, such an electrically dimmable layer followed by such a front-side partially reflective and partially transparent surface is arranged on the light outcoupling surface of the waveguide, the electrically dimmable layer in particular being electrically switchable to an opaque state In order to suppress the light exit from the waveguide, for example in a conventional mirror mode of the waveguide direct view display, and thus only allow the ambient light incident on the user side to be reflected on the front reflecting surface.

Alternativ hierzu kann an der Lichtauskopplungsfläche des Wellenleiters in einer umgekehrten Reihenfolge eine solche vorderseitige teilweise spiegelnde und teilweise transparente Fläche gefolgt von einer solchen elektrisch dimmbaren Schicht angeordnet sein, um beispielsweise den obigen gemischten Spiegel-Display-Modus zu implementieren und zugleich die benutzerseitige Transparenz oder den Kontrast des gesamten Sandwichaufbaus einstellbar zu machen (vgl. 8 oder 10).Alternatively, such a front-side partially reflective and partially transparent surface followed by such an electrically dimmable layer can be arranged on the light outcoupling surface of the waveguide in reverse order in order to implement, for example, the above mixed mirror display mode and at the same time the user-side transparency or the To make the contrast of the entire sandwich structure adjustable (cf. 8th or 10 ).

Bei einer spezifischen Ausgestaltung gemäß der ersten Ausführungsform ist an der Lichtauskopplungsfläche des Wellenleiters eine solche elektrisch dimmbare Schicht angeordnet, und das Waveguide-Direktsichtdisplay ist zu einer dynamischen Dimmung der Displayfläche durch diese elektrisch dimmbare Schicht abhängig insbesondere von einer Benutzereingabe und/oder von einer Lichtstärke des einfallenden Umgebungslichts ausgebildet (vgl. 7-11). Damit kann das Waveguide-Direktsichtdisplay beispielsweise auch bei sehr starkem Umgebungslicht, wie z. B. als Innenspiegelersatz in einem Cabrio bei offenem Verdeck und bei direkter Sonneneinstrahlung, dennoch genutzt werden. Die genannten Schichten des Sandwichaufbaus können insbesondere unmittelbar aneinander angrenzen oder aber es können weitere Schichten, wie z. B. eine teilweise transparente und teilweise spiegelnde Schicht, dazwischen liegen.In a specific configuration according to the first embodiment, such an electrically dimmable layer is arranged on the light decoupling surface of the waveguide, and the waveguide direct view display is dependent in particular on a user input and / or on a light intensity of the for dynamic dimming of the display surface by this electrically dimmable layer incident ambient light (cf. 7-11 ). This means that the waveguide direct view display can also be used, for example, in very strong ambient light, such as B. as an interior mirror replacement in a convertible with the top down and in direct sunlight, can still be used. The mentioned layers of the sandwich structure can in particular directly adjoin one another or there can be others Layers, such as B. a partially transparent and partially reflective layer, lie in between.

Bei einer spezifischen Ausgestaltung gemäß der ersten Ausführungsform ist an der Rückseite des Wellenleiters eine solche elektrisch dimmbare Schicht angeordnet, die beispielsweise in einem Off-Zustand der Bilderzeugungseinheit in einen transparenten Zustand elektrisch schaltbar ist, und wobei dadurch das gesamte Waveguide-Direktsichtdisplay insbesondere für das auf dessen Rückseite einfallende Umgebungslicht transparent schaltbar ist (vgl. 4-6, 10-11). Insbesondere kann diese elektrisch dimmbare Schicht in einem On-Zustand der Bilderzeugungseinheit in einen lichtundurchlässigen Zustand elektrisch schaltbar sein, um den Kontrast und damit die Sichtbarkeit des virtuellen Anzeigebilds zu verbessern. Die genannten Schichten des Sandwichaufbaus können insbesondere unmittelbar aneinander angrenzen oder aber es können weitere Schichten, wie z. B. eine teilweise transparente und teilweise spiegelnde Schicht, dazwischen liegen.In a specific configuration according to the first embodiment, such an electrically dimmable layer is arranged on the back of the waveguide, which, for example, can be electrically switched to a transparent state in an off state of the image generation unit, and thereby the entire waveguide direct view display, in particular for the the back of which incident ambient light can be switched transparently (cf. 4-6 , 10-11 ). In particular, this electrically dimmable layer can be electrically switchable into an opaque state when the image generating unit is on, in order to improve the contrast and thus the visibility of the virtual display image. The mentioned layers of the sandwich structure can in particular directly adjoin one another or other layers, such as, for. B. a partially transparent and partially reflective layer, lie in between.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Waveguide-Direktsichtdisplays der hierin dargelegten Art gemäß der obigen ersten Ausführungsform vorgesehen. Bei diesem Verfahren wird die mindestens eine elektrisch dimmbare Schicht abhängig von mindestens einem vorbestimmten Parameter, wie beispielsweise einer Benutzereingabe oder einer Lichtstärke des einfallenden Umgebungslichts oder einem anderen der oben genannten Situationsparameter oder einem On- oder Off-Zustand der Bilderzeugungseinheit, zur Änderung ihrer Transparenz für das and der jeweiligen Wellenleiteroberfläche ein- oder austretende Licht elektronisch angesteuert. All die Betriebsmodus-Varianten, die hierin im Zusammenhang mit dem Sandwichaufbau des Waveguide-Direktsichtdisplays beschrieben sind, wie z. B. der konventionelle Spiegelmodus oder der gemischte Spiegel-Display-Modus oder der vollständig transparente Modus, können als Beispiele des genannten Verfahrens implementiert sein, z. B. mittels einer oben erwähnten geeigneten internen oder externen Steuerungseinheit.According to a further aspect, a method for operating a waveguide direct view display of the type set forth herein is provided according to the above first embodiment. In this method, the at least one electrically dimmable layer is dependent on at least one predetermined parameter, such as a user input or a light intensity of the incident ambient light or another of the above-mentioned situation parameters or an on or off state of the image generation unit, to change its transparency for the light entering or exiting the respective waveguide surface is controlled electronically. All the operating mode variants that are described herein in connection with the sandwich structure of the waveguide direct view display, such as The conventional mirror mode or the mixed mirror display mode or the fully transparent mode can be implemented as examples of the mentioned method, e.g. B. by means of a suitable internal or external control unit mentioned above.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Spiegelersatzsystem für ein übergeordnetes System, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen. Alternativ zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug kann es sich auch um ein Spiegelersatz- oder Camera-Monitoring-System zum Montieren in anderen übergeordneten beweglichen oder ortsfesten Systemen, wie Luft- oder Wasserfahrzeugen, Bahnen, Gebäuden etc., handeln. Das genannte Spiegelersatzsystem umfasst folgende Komponenten:

  • - mindestens ein Waveguide-Direktsichtdisplay der hierin dargelegten Art, das im übergeordneten System montierbar ist oder als integraler Teil dessen ausgebildet ist;
  • - mindestens eine Echtzeit-Überwachungskamera, die innen oder außen im/am übergeordneten System zum Aufnehmen einer insbesondere in Richtung gegenüber der Displayfläche des mindestens einen Waveguide-Direktsichtdisplays liegenden Szene innerhalb und/oder außerhalb des übergeordneten Systems montiert oder montierbar ist und zu einer Echtzeit-Übermittlung der aufgenommenen Bilddaten an die Bilderzeugungseinheit des mindestens einen Waveguide-Direktsichtdisplays ausgebildet ist; und
  • - vorzugsweise ferner eine Steuerungseinheit, die zum Ausführen eines Verfahrens der hierin dargelegten Art eingerichtet ist.
According to a further aspect, a mirror replacement system is provided for a higher-level system, in particular for a motor vehicle. As an alternative to use in a motor vehicle, it can also be a mirror replacement or camera monitoring system for mounting in other higher-level mobile or stationary systems, such as aircraft or watercraft, trains, buildings, etc. The above-mentioned mirror replacement system comprises the following components:
  • - At least one waveguide direct view display of the type set out herein, which can be mounted in the higher-level system or is designed as an integral part thereof;
  • - At least one real-time surveillance camera, which is mounted or can be mounted inside or outside in / on the superordinate system for recording a scene, in particular in the direction opposite the display surface of the at least one waveguide direct view display, inside and / or outside the superordinate system and for real-time Transmission of the recorded image data to the image generation unit of the at least one waveguide direct view display is implemented; and
  • - preferably also a control unit which is set up to carry out a method of the type set out herein.

Dabei ist die Bilderzeugungseinheit zur Erzeugung des vom Lichtstrahlenbündel zu transportierenden Anzeigebildinhalts aus den von der Echtzeit-Überwachungskamera erhaltenen Bilddaten ausgebildet, so dass die von der Echtzeit-Überwachungskamera aufgenommene Szene innerhalb und/oder außerhalb des übergeordneten Systems in Form des von dem Waveguide-Direktsichtdisplay erzeugten virtuellen Anzeigebilds in Echtzeit wiedergegeben werden kann. Insbesondere kann das Spiegelersatzsystem dazu ausgebildet sein, ein Echtzeitkamerabild, dass gegebenenfalls mit zusätzlichen augmentierten Features / Overlays (als Augmented Reality oder Erweiterte Realität bekannt) unter der Beachtung der gesetzlichen Vorgaben für indirekte Sichtfelder und Spiegelsysteme angereichert sein kann, zu streamen.The image generation unit is designed to generate the display image content to be transported by the light beam from the image data received from the real-time surveillance camera, so that the scene recorded by the real-time surveillance camera inside and / or outside the higher-level system is generated in the form of the waveguide direct view display virtual display image can be reproduced in real time. In particular, the mirror replacement system can be designed to stream a real-time camera image that may be enriched with additional augmented features / overlays (known as augmented reality or augmented reality) while observing the legal requirements for indirect fields of view and mirror systems.

Der Fokuspunkt, der Abstand zum Augpunkt des Benutzers und die Größe des Waveguide-Direktsichtdisplays können dabei insbesondere so ausgelegt sein, dass für alle bei der jeweiligen Anwendung vorgegebenen Zielgruppen der Benutzer (wie z. B. der Fahrer eines Kraftfahrzeugs) eine Tiefenwahrnehmung entsteht und für alle diese Zielgruppen (insbesondere den Fahrer), die insbesondere auch problematische Personenkreise mit Gleitsichtbrille und/oder Alterssichtigkeit etc. umfassen können, eine mühelose Akkommodation auf die vom Waveguide-Direktsichtdisplay in Form vom virtuellen Anzeigebild dargestellten Inhalte erfolgt. Hierzu kann die Bildebene bzw. der Fokuspunkt des virtuellen Anzeigebilds für den Benutzer im Unendlichen liegen bzw. zu liegen scheinen.The focal point, the distance to the user's eye point and the size of the waveguide direct view display can in particular be designed in such a way that depth perception is created for all target groups of the user (such as the driver of a motor vehicle) and for All of these target groups (especially the driver), which in particular can also include problematic groups of people with varifocal glasses and / or presbyopia, etc., can easily accommodate to the content presented by the waveguide direct view display in the form of the virtual display image. For this purpose, the image plane or the focal point of the virtual display image can be or appear to be at infinity for the user.

Insbesondere kann es durch eine geeignete Wahl der genannten Anordnungsparameter und optischer Eigenschaften des Spiegelersatzsystems gewährleistet sein, dass es ein erweitertes Sichtfeld (Field-of-View) erfüllt und gegebenenfalls vorgegebene zulässige Vergrößerungsfaktoren für die optische Abbildung einhält, um beispielsweise eine Verkehrssicherheit durch die korrekte Wahrnehmbarkeit der dargestellten Inhalte durch den Fahrer zu gewährleisten. Insbesondere kann im Falle eines Kraft-, Luft- oder Wasserfahrzeugs durch eine geeignete Wahl dieser geometrischen Parameter und optischer Eigenschaften des Spiegelersatzsystems der Raumbereich, aus dem das virtuelle Anzeigebild für den Benutzer wahrnehmbar ist (auch Eye-Box genannt), und die vom System gewährleistete Sichtbarkeit und Wahrnehmbarkeit des erzeugten virtuellen Anzeigebilds so ausgelegt sein, dass je nach Fahrzeuggeometrie alle Perzentile auf der Fahrerseite abgedeckt sind.In particular, through a suitable choice of the above-mentioned arrangement parameters and optical properties of the mirror replacement system, it can be ensured that it fulfills an extended field of view and, if necessary, complies with predefined permissible magnification factors for the optical image, for example to ensure traffic safety through correct perceptibility to ensure the displayed content by the driver. In particular, in the case of a motor vehicle, aircraft or watercraft, a suitable choice of these geometric parameters and optical properties of the mirror replacement system can be used to determine the spatial area from which the virtual display image can be perceived by the user (also known as the eye box) and that guaranteed by the system Visibility and perceptibility of the generated virtual display image can be designed so that, depending on the vehicle geometry, all percentiles are covered on the driver's side.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder aber ein Luft- oder Wasserfahrzeug, mit einem Spiegelersatzsystem der hierin dargelegten Art vorgesehen, wobei

  • - mindestens eine der Echtzeit-Überwachungskameras im oder am Fahrzeug an einer Position montiert ist, die das Aufnehmen einer bezüglich der Fahrtrichtung rückwärtigen Szene insbesondere außerhalb des Fahrzeugs ermöglicht, und
  • - mindestens eines der Waveguide-Direktsichtdisplays im oder am Fahrzeug an einer Position montiert ist, die einem im Fahrzeug befindlichen Benutzer, insbesondere dem Fahrer, das Betrachten der Displayfläche in Direktsicht in einer zumindest teilweise der Fahrtrichtung entsprechenden Blickrichtung ermöglicht, wobei das genannte mindestens eine Waveguide-Direktsichtdisplay zum Empfangen der Bilddaten von der genannten mindestens einen Echtzeit-Überwachungskameras und zum Wiedergeben der jeweiligen aufgenommenen Szene in Form des virtuellen Anzeigebilds ausgebildet ist, das für den Benutzer einen Blick in einen etwa an der Position des Waveguide-Direktsichtdisplays angeordneten Rückspiegel ersetzt.
According to a further aspect, a vehicle, in particular a motor vehicle or an aircraft or watercraft, is provided with a mirror replacement system of the type set out herein, wherein
  • - at least one of the real-time surveillance cameras is mounted in or on the vehicle at a position which enables a rearward scene with respect to the direction of travel to be recorded, in particular outside the vehicle, and
  • - At least one of the waveguide direct view displays is mounted in or on the vehicle at a position that enables a user located in the vehicle, in particular the driver, to view the display surface in direct view in a viewing direction that at least partially corresponds to the direction of travel, said at least one waveguide Direct view display is designed to receive the image data from said at least one real-time surveillance camera and to reproduce the respective recorded scene in the form of the virtual display image, which replaces the user with a look into a rearview mirror arranged approximately at the position of the waveguide direct view display.

Insbesondere im Falle eines Kraftfahrzeugs, aber sinngemäß auch in andersartigen Fahrzeugen, können die Waveguide-Direktsichtdisplays grundsätzlich in jeglicher Position angebracht werden, die den Benutzern in Direktsicht zugänglich ist. Neben den Positionen, die den konventionellen Innen- und Außenspiegeln entsprechen, sind auch Positionen auf einer Instrumententafel, in den A-, B-, C-, D-Säulen, in Türen, in Sonnenblenden, im Fahrzeughimmel, im Fondbereich, beispielsweise in den Rückseiten der vorderen Sitze oder deren Kopfstützen etc., möglich.In the case of a motor vehicle in particular, but analogously also in other types of vehicles, the waveguide direct view displays can in principle be attached in any position that is accessible to the users in direct view. In addition to the positions that correspond to conventional interior and exterior mirrors, there are also positions on an instrument panel, in the A, B, C, D-pillars, in doors, in sun visors, in the roof lining, in the rear area, for example in the Backs of the front seats or their headrests, etc., possible.

Insbesondere kann dabei eines der Waveguide-Direktsichtdisplays als eine Anzeigefläche für ein reines Innenspiegelersatzsystem eingesetzt sein und beispielsweise im Bereich der konventionellen Innenspiegelposition an der Frontscheibe, im Bereich des Dachknotens oder in alternativen Positionen im Interieur, wie z. B. auf der Instrumententafel, verbaut sein.In particular, one of the waveguide direct view displays can be used as a display surface for a pure interior mirror replacement system and, for example, in the area of the conventional interior mirror position on the windshield, in the area of the roof node or in alternative positions in the interior, e.g. B. be installed on the instrument panel.

Alternativ kann eines der Waveguide-Direktsichtdisplays als eine Anzeigefläche für ein fusioniertes Innen- und Außenspiegelersatzsystem mit einer gemeinsamen Displayfläche beispielsweise ebenfalls an den genannten Positionen im Fahrzeug eingesetzt sein. Wiederum alternativ können zwei bis drei der Waveguide-Direktsichtdisplays als Anzeigeflächen für ein Innen- und Außenspiegelersatzsystem mit zwei bis drei separaten Displayflächen eingesetzt sein. Bei reinen Außenspiegelersatzsystemen können die Displays neben den konventionellen Außenspiegelbereichen auch im Bereich der A-Säulen, Türen oder auf der Instrumententafel des Kraftfahrzeugs positioniert sein. Alternativ oder ergänzend können insgesamt mehrere der Waveguide-Direktsichtdisplays als Anzeigeflächen für alle im Fahrzeug vorgesehenen Kamerastreamings, wie z. B. für mehrere Rückfahrkameras und/oder eine oder mehrere Surround-View-Kameras eingesetzt werden. Die jeweiligen Displayflächen können ebenso in den oben genannten Positionen im Fahrzeug angebracht sein.Alternatively, one of the waveguide direct view displays can also be used as a display surface for a merged interior and exterior mirror replacement system with a common display surface, for example also at the positions mentioned in the vehicle. Again, alternatively, two to three of the waveguide direct view displays can be used as display surfaces for an interior and exterior mirror replacement system with two to three separate display surfaces. In the case of purely exterior mirror replacement systems, the displays can be positioned in the area of the A-pillars, doors or on the instrument panel of the motor vehicle in addition to the conventional exterior mirror areas. Alternatively or in addition, a total of several of the waveguide direct view displays can be used as display surfaces for all camera streaming provided in the vehicle, such as B. can be used for several rear view cameras and / or one or more surround view cameras. The respective display surfaces can also be attached in the above-mentioned positions in the vehicle.

Bei einer spezifischen Ausgestaltung sind die Position der Displayfläche des genannten mindestens einen Waveguide-Direktsichtdisplays im Fahrzeug und die Auskopplungsrichtung des Lichtstrahlenbündels aus dessen Wellenleiter derart gewählt, dass mit der resultierenden Eye-Box oder dem Sichtfeld auf das erzeugte virtuelle Anzeigebild zumindest ein Großteil möglicher Blickrichtungen, insbesondere alle Perzentile für einen Benutzer, insbesondere den Fahrzeugführer, abdeckbar sind.In a specific embodiment, the position of the display surface of said at least one waveguide direct view display in the vehicle and the coupling direction of the light beam from its waveguide are selected in such a way that with the resulting eye box or the field of view on the generated virtual display image at least a large part of possible viewing directions, in particular, all percentiles for a user, in particular the vehicle driver, can be covered.

Hierzu kann das genannte Waveguide-Direktsichtdisplay im Fahrzeug beispielsweise schwenkbar gelagert sein und das Spiegelersatzsystem eine automatisch und/oder vom Benutzer betätigbare Verstelleinrichtung umfassen, die die Abdeckung aller Perzentile für den Benutzer durch die Anpassung einer Schwenklage des Waveguide-Direktsichtdisplays an seine Blickrichtung ermöglicht. Hierbei kann eine automatisierte Betätigung der Verstelleinrichtung beispielsweise elektrisch oder pneumatisch abhängig von einer etwa durch ein geeignetes Eye-Tracking aktuell ermittelten Blickrichtung des Benutzers implementiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine vom Benutzer selbst getätigte Verstellung beispielsweise elektrisch und/oder manuell implementiert sein.For this purpose, the above-mentioned waveguide direct view display can be pivotably mounted in the vehicle, for example, and the mirror replacement system can include an adjustment device that can be operated automatically and / or by the user and that enables the user to cover all percentiles by adjusting a swivel position of the waveguide direct view display to his viewing direction. In this case, an automated actuation of the adjustment device can be implemented, for example electrically or pneumatically, depending on a direction of view of the user currently determined by suitable eye tracking, for example. Alternatively or additionally, an adjustment made by the user himself can be implemented, for example, electrically and / or manually.

Insbesondere kann das jeweilige Waveguide-Direktsichtdisplay dabei auch analog zu den konventionellen Rückspiegelsystemen, den Außenspiegeln oder Innenspiegeln, schwenkbar gelagert sein, um alle Perzentile abzudecken bzw. um den Benutzern eine Justage oder bestimmte Ausrichtung des Displays und damit des von diesem erzeugten virtuellen Anzeigebilds zu ermöglichen.In particular, the respective waveguide direct view display can also be pivoted analogously to the conventional rear-view mirror systems, the exterior mirrors or interior mirrors, in order to cover all percentiles or to enable the user to adjust or align the display and thus the virtual display image it generates .

In solchen Fällen, in denen eines der Waveguide-Direktsichtdisplays gemäß der obigen zweiten Ausführungsform als ein Sandwichpackage mit einer zum konventionellen Spiegelmodus geeigneten spiegelnden Fläche ausgebildet ist, kann zumindest ein Teil der möglichen Positionen dieses Waveguide-Direktsichtdisplays durch dessen schwenkbare Lagerung eine oder mehrere Positionen der mindestens einen spiegelnden Fläche abdecken, die im konventionellen Spiegelmodus des Waveguide-Direktsichtdisplays derjenigen des zu ersetzenden konventionellen Innen- oder Außenspiegels oder eines geeigneten Ergänzungsrückspiegels zur Überwachung eines rückwärtigen und/oder seitlichen Fahrzeugumfelds durch einen Benutzer im Fahrzeug, insbesondere den Fahrzeugführer, entspricht.In those cases in which one of the waveguide direct view displays according to the above second embodiment is designed as a sandwich package with a reflective surface suitable for the conventional mirror mode, at least some of the possible positions of this waveguide direct view display can be pivoted into one or more positions Cover at least one reflective surface which, in the conventional mirror mode of the waveguide direct view display, corresponds to that of the conventional inside or outside mirror to be replaced or a suitable supplementary rearview mirror for monitoring a rear and / or side vehicle environment by a user in the vehicle, in particular the vehicle driver.

FigurenlisteFigure list

Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Die Zeichnungen sind rein schematisch, sie sind insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu lesen. Ähnliche oder einander entsprechende Elemente sind darin mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einigen möglichen Einbauvarianten eines Spiegelersatzsystems mit einem oder mehreren Waveguide-Direktsichtdisplays gemäß den obigen Aspekten der Erfindung (1 unten links) und mit möglichen Positionen für zugehörige Echtzeit-Überwachungskameras (1 oben rechts);
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Waveguide-Direktsichtdisplay gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung mit einem in weiter Ferne dahinter erzeugten virtuellen Anzeigebild;
  • 3 bis 11 jeweils in einer stark vereinfachten schematischen Querschnittsansicht des Waveguide-Direktsichtdisplays der 2, die einem horizontalen Schnitt durch das Waveguide-Direktsichtdisplay der 2 senkrecht zur Displayfläche entspricht, einige mögliche Varianten eines Sandwichaufbaus gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform der Erfindung oder deren verschiedenen Kombinationen; und
  • 12 eine weitere Querschnittsansicht des Waveguide-Direktsichtdisplays der 2, die einem horizontalen Schnitt durch das Waveguide-Direktsichtdisplay der 2 senkrecht zur Displayfläche entspricht, mit einem sich rückseitig des Wellenleiters erstreckenden Gehäuse statt einer elektrisch dimmbaren Schicht.
The above aspects of the invention and its embodiments and specific configurations are explained in more detail below with reference to the examples shown in the accompanying drawings. The drawings are purely schematic; in particular, they should not be read as being true to scale. Similar or corresponding elements are provided therein with the same reference symbols. Show it:
  • 1 a perspective view of a motor vehicle with some possible installation variants of a mirror replacement system with one or more waveguide direct view displays according to the above aspects of the invention ( 1 bottom left) and with possible positions for associated real-time surveillance cameras ( 1 top right);
  • 2 a perspective view of a waveguide direct view display according to the first aspect of the invention with a virtual display image generated in the far distance behind;
  • 3 to 11 each in a greatly simplified schematic cross-sectional view of the waveguide direct view display of 2 , which is a horizontal section through the waveguide direct view display of the 2 corresponds perpendicular to the display surface, some possible variants of a sandwich structure according to the first or second embodiment of the invention or their various combinations; and
  • 12 a further cross-sectional view of the waveguide direct view display of FIG 2 , which is a horizontal section through the waveguide direct view display of the 2 corresponds perpendicular to the display surface, with a housing extending on the back of the waveguide instead of an electrically dimmable layer.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Alle weiter oben in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen erwähnten verschiedenen Ausführungsformen, Varianten und spezifischen Ausgestaltungsmerkmale des Waveguide-Direktsichtdisplays gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie von dessen Betriebsverfahren, des Spiegelersatzsystems und des Fahrzeugs gemäß den weiteren Aspekten können bei den in den 1 bis 11 gezeigten Beispielen implementiert sein. Sie werden daher nachfolgend nicht alle nochmals wiederholt. Das Gleiche gilt entsprechend für die weiter oben bereits angegebenen Begriffsdefinitionen und Wirkungen in Bezug auf einzelne Merkmale, die in den 1 bis 11 gezeigt sind.All of the various embodiments, variants and specific design features of the waveguide direct view display according to the first aspect of the invention and its operating method, the mirror replacement system and the vehicle according to the further aspects mentioned above in the description and in the following claims can be used in the 1 to 11 examples shown. They are therefore not all repeated again below. The same applies accordingly to the definitions of terms and effects already given above in relation to individual features that are included in the 1 to 11 are shown.

1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen perspektivischen Ansicht ein Kraftfahrzeug 10 mit einigen möglichen Einbauvarianten eines Spiegelersatzsystems 11 mit einem oder mehreren Waveguide-Direktsichtdisplays 12 gemäß den obigen Aspekten der Erfindung (1 unten links) und mit möglichen Positionen für zugehörige Echtzeit-Überwachungskameras 13 (1 oben rechts). Rein beispielhaft sind in 1 besonders geeignete Positionen des Spiegelersatzsystems 11 aus der Sicht des Fahrers 14 des Kraftfahrzeugs 10 angedeutet, wobei dieselben oder weitere Waveguide-Direktsichtdisplays 12 auch für andere Benutzer, wie z. B. einen Beifahrer oder Passagiere im Fond des Kraftfahrzeugs 10, vorgesehen sein können. 1 shows a motor vehicle in a greatly simplified schematic perspective view 10 with some possible installation variants of a mirror replacement system 11 with one or more waveguide direct view displays 12 according to the above aspects of the invention ( 1 bottom left) and with possible positions for associated real-time surveillance cameras 13 ( 1 top right). Purely by way of example are in 1 particularly suitable positions of the mirror replacement system 11 from the driver's point of view 14th of the motor vehicle 10 indicated, the same or more waveguide direct view displays 12 also for other users, such as B. a front passenger or passengers in the rear of the vehicle 10 , can be provided.

Die Waveguide-Direktsichtdisplays 12 sind im Kraftfahrzeug 10 an solchen Positionen angebracht, die den Benutzern, in diesem Fall dem Fahrer 14, in Direktsicht zugänglich sind, um ein durch das jeweilige Waveguide-Direktsichtdisplay 12 in weiter Ferne dahinter dargestelltes virtuelles Anzeigebild (s. 2) betrachten zu können. So ist in 1 (unten links) eines der Waveguide-Direktsichtdisplays 12 als eine Anzeigefläche für ein reines Innenspiegelersatzsystem im Bereich der konventionellen Innenspiegelposition vor einem oberen Abschnitt der Frontscheibe 15 im Bereich des Dachknotens verbaut. Einige weitere Waveguide-Direktsichtdisplays 12 sind fahrzeuginnenseitig an einer fahrerseitigen A-Säule 16, in einer fahrerseitigen Tür 17 und an mehreren verschiedenen Stellen auf der Instrumententafel 18 des Kraftfahrzeugs 10 positioniert. Eines oder mehrere davon können insbesondere als Anzeigeflächen für ein reines Außenspiegelersatzsystem dienen. Alternativ oder zusätzlich kann eines der in 1 gezeigten Waveguide-Direktsichtdisplays 12 auch für ein fusioniertes Innen- und Außenspiegelersatzsystem mit einer gemeinsamen Displayfläche genutzt werden, während die übrigen Waveguide-Direktsichtdisplays 12 zusätzliche Inhalte darstellen können, die beispielsweise von anderen Echtzeit-Überwachungskameras 13 aufgenommen werden.The waveguide direct view displays 12 are in the motor vehicle 10 placed in positions that are convenient for the user, in this case the driver 14th , are accessible in direct view to a through the respective waveguide direct view display 12 in the distance behind it, the virtual display image (see 2 ) to be able to view. So is in 1 (bottom left) one of the waveguide direct view displays 12 as a display surface for a pure interior mirror replacement system in the area of the conventional interior mirror position in front of an upper section of the windshield 15th installed in the area of the roof node. Some more waveguide direct view displays 12 are on the inside of the vehicle on a driver-side A-pillar 16, in a driver-side door 17th and in several different locations on the instrument panel 18th of the motor vehicle 10 positioned. One or more of these can in particular serve as display surfaces for a purely exterior mirror replacement system. Alternatively or additionally, one of the in 1 Waveguide direct view displays shown 12 can also be used for a merged interior and exterior mirror replacement system with a common display area, while the other waveguide direct view displays 12 can display additional content, for example from other real-time surveillance cameras 13 be included.

Neben den in 1 gezeigten Positionen zum Anbringen der Waveguide-Direktsichtdisplays 12 im Kraftfahrzeug 10 sind beispielsweise auch die den konventionellen Außenspiegeln entsprechenden Positionen, sowie auch für andere Insassen in Direktsicht zugängliche Positionen auf der Instrumententafel 18, in den A-, B-, C-, D-Säulen, in den Türen, in Sonnenblenden, im Fahrzeughimmel oder im Fondbereich, beispielsweise in den Rückseiten der vorderen Sitze oder deren Kopfstützen etc., möglich.In addition to the in 1 positions shown for attaching the waveguide direct view displays 12 in the motor vehicle 10 are, for example, the positions corresponding to the conventional exterior mirrors, as well as positions on the dashboard that are directly accessible for other occupants 18th , in the A, B, C, D-pillars, in the doors, in sun visors, in the vehicle roof lining or in the rear area, for example in the back of the front seats or their headrests etc.

In 1 oben rechts sind rein beispielhaft und schematisch einige Echtzeit-Überwachungskameras 13 angedeutet, die in diesem Beispiel außenseitig am Kraftfahrzeug 10 an einigen verschiedenen Positionen montiert sind, die das Aufnehmen jeweils bezüglich der Fahrtrichtung rückwärtiger und/oder seitlicher Szenen außerhalb des Kraftfahrzeugs 10 ermöglichen. Dabei sind im Rahmen des Spiegelersatzsystems 11 die im Kraftfahrzeug 10 angeordneten Waveguide-Direktsichtdisplays 12 zum Empfangen der Bilddaten von jeweils einer oder mehreren zugehörigen Echtzeit-Überwachungskameras 13 und zum Wiedergeben der jeweiligen aufgenommenen Szene in Form eines in weiter Ferne liegenden virtuellen Anzeigebilds (s. 2) ausgebildet, das für den Fahrer einen Blick in einen etwa an der Position des jeweiligen Waveguide-Direktsichtdisplays 12 angeordneten Rückspiegel ersetzt.In 1 At the top right are some real-time surveillance cameras purely by way of example and schematically 13 indicated, in this example on the outside of the motor vehicle 10 are mounted in a few different positions that allow the picking up in each case with respect to the direction of travel of rearward and / or side scenes outside the motor vehicle 10 enable. These are part of the mirror replacement system 11 those in the motor vehicle 10 arranged waveguide direct view displays 12 for receiving the image data from one or more associated real-time surveillance cameras 13 and to play back the respective recorded scene in the form of a distant virtual display image 2 ) designed, which gives the driver a look at approximately the position of the respective waveguide direct view display 12 arranged rearview mirror replaced.

2 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Waveguide-Direktsichtdisplay 12 der hierin dargelegten Art und veranschaulicht das Prinzip der Erzeugung eines in weiter Ferne dahinter liegenden virtuellen Anzeigebilds 19. Es kann sich dabei insbesondere um eines der Waveguide-Direktsichtdisplays 12 der 1 handeln, das zum Einsatz im Spiegelersatzsystem 11 des Kraftfahrzeug 10 ausgelegt ist. 2 shows a waveguide direct view display in a schematic perspective illustration 12 of the type set forth herein and illustrates the principle of creating a distant virtual display image 19th . It can in particular be one of the waveguide direct view displays 12 the 1 act that for use in the mirror replacement system 11 of the motor vehicle 10 is designed.

Wie in 2 gezeigt, hat das Waveguide-Direktsichtdisplay 12 einen insgesamt sehr kompakten Aufbau in Form eines Sandwichaufbaus oder eines Sandwichpackages mit einem flachen, in diesem Beispiel planaren, optischen Wellenleiter 3, dessen Lichtauskopplungsfläche eine Displayfläche 12a des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 bildet, sowie einer oder mehreren sich parallel zum Wellenleiter 3 davor oder dahinter erstreckenden weiteren Funktionsschichten. Diese weiteren Funktionsschichte können z. B. eine oder mehrere elektrisch dimmbaren Schicht(en) gemäß der weiter oben ausführlich beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung und/oder eine oder mehrere vollständig oder nur teilweise spiegelnden Fläche(n) gemäß der weiter oben ausführlich beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung (siehe 3 bis 11) umfassen. Einige Beispiele verschiedener Varianten und Funktionalitäten eines solchen Sandwichaufbaus werden weiter unten in Bezug auf 3 bis 11 beschrieben.As in 2 has shown the waveguide direct view display 12 an overall very compact structure in the form of a sandwich structure or a sandwich package with a flat, in this example planar, optical waveguide 3 , whose light decoupling surface is a display surface 12a of the waveguide direct view display 12 forms, as well as one or more parallel to the waveguide 3 in front of or behind further functional layers. This further functional layer can, for. B. one or more electrically dimmable layer (s) according to the first embodiment of the invention described in detail above and / or one or more completely or only partially reflective surface (s) according to the second embodiment of the invention described in detail above (see 3 to 11 ) include. Some examples of different variants and functionalities of such a sandwich structure are given below with reference to FIG 3 to 11 described.

Die Displayfläche 12a ist zum Betrachten durch einen Benutzer in Direktsicht aus Entfernungen D von mehr als 20 cm (oder sogar mehr als 30 cm, insbesondere mehr als 40 cm) zu seinen Augen (in 2 durch die entsprechende Eye-Box-Position angedeutet) ausgelegt und entsprechend groß (beispielsweise mit einer Diagonalabmessung von mindestens 4, 6 oder 8 Zoll) dimensioniert. Dabei ist die gesamte Displayfläche 12a zum gleichzeitigen Betrachten mit beiden Augen des Benutzers vorgesehen und ausgelegt. Es kann dabei grundsätzlich jede geeignete Waveguide-Technologie zum Einsatz kommen, wie z. B. ein holografischer oder auf teiltransparenten und/oder lichtundurchlässigen Spiegeln basierender planarer optischer Wellenleiter 3.The display area 12a is for viewing by a user in direct view from a distance D. from more than 20 cm (or even more than 30 cm, especially more than 40 cm) to his eyes (in 2 indicated by the corresponding eye box position) and dimensioned accordingly large (for example with a diagonal dimension of at least 4, 6 or 8 inches). This is the entire display area 12a intended and designed for simultaneous viewing with both eyes of the user. In principle, any suitable waveguide technology can be used, such as B. a holographic or planar optical waveguide based on partially transparent and / or opaque mirrors 3 .

Ferner weist das Waveguide-Direktsichtdisplay 12 eine miniaturisierte Bilderzeugungseinheit 1 auf, die z. B. unter anderem eine Lichtquelle und einen Bilderzeuger etwa in Form eines kleinen LED- oder LCD-Displays (nicht gezeigt) mit einer beispielsweise um ein Vielfaches kleineren Anzeigefläche aus elektrischen Leuchtdioden oder einer Flüssigkristallschicht im Vergleich zu der Displayfläche 12a des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 umfassen kann. Die Bilderzeugungseinheit 1 ist zum Erzeugen eines Lichtstrahlenbündels mit einem Anzeigebildinhalt und zum seitlichen Einkoppeln des erzeugten Lichtstrahlenbündels in den Wellenleiter 3 so ausgebildet und angeordnet, dass durch das aus der Displayfläche 12a ausgekoppelte Lichtstrahlenbündel L ein virtuelles Anzeigebild 19 für den Benutzer beim Blick auf die Displayfläche 12a erzeugt wird.Furthermore, the waveguide direct view display 12 a miniaturized imaging unit 1 on, the z. B. inter alia a light source and an image generator in the form of a small LED or LCD display (not shown) with a display area made up of electrical light emitting diodes or a liquid crystal layer, for example, many times smaller than the display area 12a of the waveguide direct view display 12 may include. The imaging unit 1 is for generating a light beam with a display image content and for laterally coupling the generated light beam into the waveguide 3 designed and arranged so that through the from the display area 12a outcoupled light beam L. a virtual display image 19th for the user when looking at the display surface 12a is produced.

Dabei sind die Bilderzeugungseinheit 1 und/oder der Wellenleiter 3 optisch derart zum Gestalten, insbesondere Kollimieren, des auszukoppelnden, den Anzeigebildinhalt transportierenden Lichtstrahlenbündels L ausgebildet, dass das genannte virtuelle Anzeigebild 19 in weiter Ferne, beispielsweise in einem Abstand größer als 1 m, 3 m, 5 m, 7 m oder 10 m von der Displayfläche 12a, insbesondere im Unendlichen, hinter dem Display 12 erzeugt wird. Dadurch können insbesondere die Akkommodation der Augen des Benutzers auf das virtuelle Anzeigebild 19 erleichtert und/oder ein Blick in einen Rückspiegel für den Benutzer simuliert werden und/oder ein Tiefeneindruck vermittelt werden. Hierzu können in der Bilderzeugungseinheit 1 und/oder in dem Wellenleiter 3 beispielsweise dem Fachmann an sich bekannte optische Elemente zur Verlagerung eines virtuellen Anzeigebilds 19 in weitere Entfernung vorgesehen sein, wie z. B. eine Kollimator-Linse etc.Here are the image generation unit 1 and / or the waveguide 3 optically such as to shape, in particular collimate, the bundle of light rays to be coupled out and transporting the display image content L. formed that said virtual display image 19th far away, for example at a distance greater than 1 m, 3 m, 5 m, 7 m or 10 m from the display surface 12a , especially at infinity, behind the display 12 is produced. In this way, in particular, the accommodation of the user's eyes on the virtual display image 19th facilitated and / or a look into a rearview mirror can be simulated for the user and / or an impression of depth can be conveyed. This can be done in the image generation unit 1 and / or in the waveguide 3 for example, optical elements known per se to the person skilled in the art for moving a virtual display image 19th be provided at a further distance, such. B. a collimator lens etc.

Als weiterer positiver Effekt der genannten Verlagerung des dargestellten virtuellen Anzeigebilds 19 in weitere Ferne kann zudem im Vergleich zu eingangs erwähnten konventionellen Displaytechnologien, bei denen die Bildebene in der Displayebene liegt, eine deutliche Vergrößerung des virtuellen Anzeigebilds 19 im Verhältnis zu den Abmessungen der Displayfläche 12a erzielt werden und damit auch ein deutlich größeres Field-of-View aus der Position der Eye-Box abgedeckt werden, wie in 2 durch eine lineare virtuelle Anzeigebildhöhe H und lineare virtuelle Anzeigebildbreite B sowie einen virtuellen Anzeigebildhöhenwinkel α und virtuellen Anzeigebildbreitenwinkel β veranschaulicht. Diese Vergrößerung hängt von der jeweiligen Anwendung und deren konkreten geometrischen Parametern, insbesondere der Displayflächenentfernung D von den Augen des Benutzers und der Bildentfernung des virtuellen Anzeigebilds, ab.Another positive effect of the above-mentioned shifting of the virtual display image shown 19th Further afield, in comparison to the conventional display technologies mentioned at the beginning, in which the image plane lies in the display plane, a significant enlargement of the virtual display image can be achieved 19th in relation to the dimensions of the display area 12a can be achieved and thus a significantly larger field-of-view can be covered from the position of the eye box, as in 2 illustrated by a linear virtual display image height H and linear virtual display image width B, and a virtual display image height angle α and virtual display image width angle β. This magnification depends on the respective application and its specific geometric parameters, in particular the distance to the display surface D. from the user's eyes and the image distance of the virtual display image.

3 bis 11 zeigen jeweils in einer stark vereinfachten schematischen Querschnittsansicht des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 gemäß der 2, die einem horizontalen Schnitt durch das Waveguide-Direktsichtdisplay 12 der 2 entspricht, einige mögliche Varianten des oben genannten Sandwichaufbaus gemäß den weiter oben beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsformen der Erfindung oder deren verschiedenen Kombinationen, auf deren ausführliche Erläuterung im einleitenden Teil der Beschreibung zur Vermeidung unnötiger Wiederholung verwiesen wird. 3 to 11 each show in a greatly simplified schematic Cross-sectional view of the waveguide direct view display 12 according to the 2 showing a horizontal section through the waveguide direct view display 12 the 2 corresponds to some possible variants of the above-mentioned sandwich structure according to the first or second embodiments of the invention described above or their various combinations, reference is made to the detailed explanation in the introductory part of the description to avoid unnecessary repetition.

In der ersten Variante des Sandwichaufbaus gemäß 3 erstreckt sich eine elektrisch dimmbare Schicht 4, insbesondere ein EC-, LC- oder PDLC-Shutter mit einer elektrochromen Schicht bzw. einer Flüssigkristallschicht oder einer Polymer-Dispersed-Liquid-Crystal-Schicht, entlang einer vom Benutzer (durch Blickrichtung A und Eye-Box angedeutet) abgewandten Rückseite 12b des Wellenleiters 3, derart dass die Transparenz der Rückseite 12b des Wellenleiters 3 für das ein- oder austretende Licht elektronisch einstellbar ist. In diesem Beispiel ist die elektrisch dimmbare Schicht 4 z. B. unmittelbar auf der Rückseite 12b des Wellenleiters 3 angeordnet. Auf die elektrisch dimmbare Schicht 4 folgt in Blickrichtung A eine z. B. ebenfalls unmittelbar anliegende rückseitige zumindest teilweise spiegelnde Fläche 5.In the first variant of the sandwich structure according to 3 an electrically dimmable layer extends 4th , in particular an EC, LC or PDLC shutter with an electrochromic layer or a liquid crystal layer or a polymer-dispersed-liquid-crystal layer, along one of the users (by looking A. and eye box indicated) facing away from the rear 12b of the waveguide 3 so that the transparency of the back 12b of the waveguide 3 electronically adjustable for the incoming or outgoing light. In this example the layer is electrically dimmable 4th z. B. directly on the back 12b of the waveguide 3 arranged. On the electrically dimmable layer 4th follows in the line of sight A. a z. B. also directly adjacent rear at least partially reflective surface 5 .

3 zeigt ferner rein beispielhaft eine Bilderzeugungseinheit 1, die sich nicht nur seitlich (linke Seite der 3), sondern auch rückseitig der soweit beschriebenen Schichten 3-5 erstreckt, wodurch beispielsweise eine Gesamtbreite des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 transversal zur Blickrichtung A reduziert werden kann. Das in der Bilderzeugungseinheit 1 erzeugte Lichtstrahlenbündel mit dem Anzeigeinhalt wird im Betrieb des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 mittels einer geeigneten Einkopplungseinrichtung 2, beispielsweise eines Spiegels oder optischen Gitters, in den Wellenleiter 3 seitlich (auf dessen linker Schmalseite in 3) eingekoppelt. Das gesamte Sandwichpackage kann beispielsweise an dessen vom Benutzer abgewandten Seiten von einem lichtundurchlässigen oder aber transparenten Gehäuse 6 umgeben und geschützt sein. 3 further shows, purely by way of example, an image generation unit 1 that are not only to the side (left side of the 3 ), but also on the back of the layers described so far 3-5 extends, whereby, for example, a total width of the waveguide direct view display 12 transversal to the viewing direction A. can be reduced. That in the imaging unit 1 generated light beam with the display content is in operation of the waveguide direct view display 12 by means of a suitable coupling device 2 , for example a mirror or optical grating, into the waveguide 3 laterally (on its left narrow side in 3 ) coupled. The entire sandwich package can, for example, be supported by an opaque or transparent housing on its sides facing away from the user 6th be surrounded and protected.

Eine zweite Variante des Sandwichaufbaus gemäß 4 unterscheidet sich von derjenigen der 3 allein dadurch, dass in 4 die Bilderzeugungseinheit 1 sich nur seitlich (linke Seite der 4) von den Schichten 3-5 erstreckt, wodurch beispielsweise eine Gesamtdicke des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 entlang der Blickrichtung A reduziert werden kann.A second variant of the sandwich structure according to 4th differs from that of the 3 simply because in 4th the imaging unit 1 only to the side (left side of the 4th ) from the layers 3-5 extends, whereby, for example, a total thickness of the waveguide direct view display 12 along the line of sight A. can be reduced.

Eine dritte Variante des Sandwichaufbaus gemäß 5 unterscheidet sich von derjenigen der 4 allein dadurch, dass sowohl die spiegelnde Fläche 5 als auch das Gehäuse 6 weggelassen sind, sodass das Waveguide-Direktsichtdisplays 12 beispielsweise in einem Off-Modus der Bilderzeugungseinheit 1 transparent sein kann. Hierzu kann z. B. die elektrisch dimmbare Schicht 4 in einen transparenten Zustand geschaltet werden, während sie zur Kontrasterhöhung des virtuellen Anzeigebilds 19 in einem On-Modus der Bilderzeugungseinheit 1 wiederum in einen Zustand mit einem höheren Dimmgrad schaltbar sein kann.A third variant of the sandwich structure according to 5 differs from that of the 4th simply because both the reflective surface 5 as well as the housing 6th are omitted so that the waveguide direct view displays 12 for example in an off mode of the image generation unit 1 can be transparent. For this purpose, z. B. the electrically dimmable layer 4th can be switched to a transparent state while it is used to increase the contrast of the virtual display image 19th in an on mode of the image generation unit 1 in turn can be switched to a state with a higher degree of dimming.

Eine vierte Variante des Sandwichaufbaus gemäß 6 unterscheidet sich von derjenigen der 5 allein dadurch, dass sich eine teilweise transparente spiegelnde Fläche 5 entlang der Lichtauskopplungsfläche/Displayfläche 12a des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 erstreckt, um beispielsweise je nach Betriebszustand des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 und seiner weiteren Komponenten einen konventionellen Spiegelmodus und/oder einen gemischten Display-Spiegel-Modus zu implementieren.A fourth variant of the sandwich structure according to 6th differs from that of the 5 simply because there is a partially transparent reflective surface 5 along the light extraction area / display area 12a of the waveguide direct view display 12 extends to, for example, depending on the operating state of the waveguide direct view display 12 and its further components to implement a conventional mirror mode and / or a mixed display-mirror mode.

Eine fünfte Variante des Sandwichaufbaus gemäß 7 unterscheidet sich von derjenigen der 5 allein dadurch, dass sich eine elektrisch dimmbare Schicht 4, insbesondere ein EC-, LC- oder PDLC-Shutter mit einer elektrochromen Schicht bzw. einer Flüssigkristallschicht oder einer Polymer-Dispersed-Liquid-Crystal-Schicht, nicht entlang der Rückseite 12b, sondern entlang der Lichtauskopplungsfläche/Displayfläche 12a des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 erstreckt. Das Waveguide-Direktsichtdisplay 12 kann hier beispielsweise zu einer dynamischen Dimmung der Displayfläche 12a durch diese elektrisch dimmbare Schicht 4 abhängig insbesondere von einer Benutzereingabe und/oder von einer Lichtstärke des benutzerseitig einfallenden Umgebungslichts ausgebildet sein. Damit kann das Waveguide-Direktsichtdisplay 12 beispielsweise auch bei sehr starkem Umgebungslicht, wie z. B. als Innenspiegelersatz in einem Cabrio bei offenem Verdeck und bei direkter Sonneneinstrahlung, dennoch genutzt werden.A fifth variant of the sandwich structure according to 7th differs from that of the 5 simply because there is an electrically dimmable layer 4th , in particular an EC, LC or PDLC shutter with an electrochromic layer or a liquid crystal layer or a polymer dispersed liquid crystal layer, not along the back 12b , but along the light extraction area / display area 12a of the waveguide direct view display 12 extends. The waveguide direct view display 12 can, for example, result in dynamic dimming of the display area 12a through this electrically dimmable layer 4th be formed depending in particular on a user input and / or on a light intensity of the ambient light incident on the user side. This enables the waveguide direct view display 12 for example, even with very strong ambient light, such as B. as an interior mirror replacement in a convertible with the top down and in direct sunlight, can still be used.

Eine sechste Variante des Sandwichaufbaus gemäß 8 unterscheidet sich von derjenigen der 7 allein dadurch, dass sich zwischen dem Wellenleiter 3 und der elektrisch dimmbaren Schicht 4 zusätzlich eine teilweise transparente spiegelnde Fläche 5 erstreckt, um beispielsweise je nach Betriebszustand des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 und seiner weiteren Komponenten einen konventionellen Spiegelmodus und/oder einen gemischten Display-SpiegelModus zu implementieren.A sixth variant of the sandwich structure according to 8th differs from that of the 7th simply by being between the waveguide 3 and the electrically dimmable layer 4th additionally a partially transparent reflective surface 5 extends to, for example, depending on the operating state of the waveguide direct view display 12 and its further components to implement a conventional mirror mode and / or a mixed display mirror mode.

Eine siebte Variante des Sandwichaufbaus gemäß 9 stellt eine Kombination der in 5 und 7 gezeigten Varianten dar. D. h. hier ist am Wellenleiter 3 vorderseitig und rückseitig jeweils eine elektrisch dimmbare Schicht 4 vorgesehen.A seventh variant of the sandwich structure according to 9 represents a combination of the in 5 and 7th shown variants. D. h. here is on the waveguide 3 an electrically dimmable layer on the front and back 4th intended.

Eine achte Variante des Sandwichaufbaus gemäß 10 stellt eine Kombination der in 5 und 8 gezeigten Varianten dar. Mit anderen Worten unterscheidet sie sich von der Variante der 9 allein dadurch, dass sich zusätzlich eine teilweise transparente spiegelnde Fläche 5 zwischen der Lichtauskopplungsfläche/Displayfläche 12a des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 und der vorderseitigen elektrisch dimmbaren Schicht 4 erstreckt, um beispielsweise je nach Betriebszustand des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 und seiner weiteren Komponenten einen konventionellen Spiegelmodus und/oder einen gemischten Display-Spiegel-Modus zu implementieren.An eighth variant of the sandwich structure according to 10 represents a combination of the in 5 and 8th In other words, it differs from the variant of 9 simply because there is also a partially transparent reflective surface 5 between the light extraction area / display area 12a of the waveguide direct view display 12 and the front electrically dimmable layer 4th extends to, for example, depending on the operating state of the waveguide direct view display 12 and its further components to implement a conventional mirror mode and / or a mixed display-mirror mode.

Eine neunte Variante des Sandwichaufbaus gemäß 11 unterscheidet sich von derjenigen der 10 allein dadurch, dass die spiegelnde Fläche 5 sich zwischen der Rückseite 12b des Waveguide-Direktsichtdisplays 12 und der rückseitigen elektrisch dimmbaren Schicht 4 erstreckt.A ninth variant of the sandwich structure according to 11 differs from that of the 10 simply because the reflective surface 5 between the back 12b of the waveguide direct view display 12 and the back electrically dimmable layer 4th extends.

Eine zehnte Variante des Sandwichaufbaus gemäß 12 unterscheidet sich von derjenigen der 4 allein dadurch, dass anstelle der rückseitig des Wellenleiters angeordneten spiegelnden Fläche 5 und elektrisch dimmbaren Schicht 4 ein geeignet ausgebildetes Gehäuse 6 für die Abschottung, Kontrasterhöhung, Einstellung des Transparentgrades vorgesehen ist.A tenth variant of the sandwich structure according to 12 differs from that of the 4th solely by the fact that instead of the reflective surface arranged on the back of the waveguide 5 and electrically dimmable layer 4th a suitably designed housing 6th for the isolation, contrast enhancement, adjustment of the degree of transparency is provided.

Andere Varianten oder weitere Kombinationen der genannten Varianten können je nach Zielsetzung des Anwendungsfalls ebenfalls implementiert sein.Other variants or further combinations of the named variants can also be implemented depending on the objective of the application.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Bilderzeugungseinheit (PGU)Image Generation Unit (PGU)
22
EinkopplungseinrichtungCoupling device
33
optischer Wellenleiteroptical waveguide
44th
elektrisch dimmbare Schichtelectrically dimmable layer
55
zumindest teilweise spiegelnde Flächeat least partially reflective surface
66
Gehäusecasing
1010
KraftfahrzeugMotor vehicle
1111
SpiegelersatzsystemMirror replacement system
1212
Waveguide-DirektsichtdisplayWaveguide direct view display
12a12a
Displayfläche oder Lichtauskopplungsfläche des WellenleitersDisplay surface or light coupling surface of the waveguide
12b12b
Rückseite des WellenleitersBack of the waveguide
1313
Echtzeit-ÜberwachungskameraReal-time security camera
1414th
Fahrer bzw. FahrzeugführerDriver or vehicle driver
1515th
oberer Abschnitt der Frontscheibeupper section of the windshield
1616
fahrerseitige A-SäuleA-pillar on the driver's side
1717th
fahrerseitige Türdriver-side door
1818th
Instrumententafeldashboard
1919th
virtuelles Anzeigebildvirtual display image
LL.
ausgekoppelter Lichtstrahlenbündel mit AnzeigeinhaltOutcoupled light beam with display content
AA.
Blickrichtung des BenutzersDirection of view of the user
DD.
Entfernung zwischen Displayfläche und Augen des BenutzersDistance between the display surface and the user's eyes

Claims (12)

Waveguide-Direktsichtdisplay (12), insbesondere als Spiegelersatzsystem (11) in einem Kraftfahrzeug (10) montierbar, umfassend: - einen flachen, insbesondere planaren, optischen Wellenleiter (3), dessen Lichtauskopplungsfläche eine Displayfläche (12a) bildet, die zum Betrachten durch einen Benutzer in Direktsicht dimensioniert ist, und - eine insbesondere miniaturisierte Bilderzeugungseinheit (1), die zum Erzeugen eines Lichtstrahlenbündels mit einem Anzeigebildinhalt und zum Einkoppeln des erzeugten Lichtstrahlenbündels in den Wellenleiter (3) so ausgebildet und angeordnet ist, dass durch das aus der Displayfläche (12a) ausgekoppelte Lichtstrahlenbündel (L) ein virtuelles Anzeigebild (19) für den Benutzer beim Blick auf die Displayfläche (12a) erzeugt wird, - wobei die Bilderzeugungseinheit (1) und/oder der Wellenleiter (3) optisch derart zum Gestalten, insbesondere Kollimieren, des auszukoppelnden Lichtstrahlenbündels (L) ausgebildet sind, dass das virtuelle Anzeigebild (19) in weiter Ferne, insbesondere im Unendlichen, hinter dem Display (12) erzeugt wird, um die Akkommodation der Augen des Benutzers auf das virtuelle Anzeigebild (19) zu erleichtern und/oder einen Blick in einen Rückspiegel zu simulieren.Waveguide direct view display (12), in particular mountable as a mirror replacement system (11) in a motor vehicle (10), comprising: - A flat, in particular planar, optical waveguide (3), the light outcoupling surface of which forms a display surface (12a) which is dimensioned for viewing by a user in direct view, and - An in particular miniaturized image generation unit (1) which is designed and arranged for generating a light beam with a display image content and for coupling the generated light beam into the waveguide (3) in such a way that the light beam (L) decoupled from the display surface (12a) causes a a virtual display image (19) is generated for the user when looking at the display surface (12a), - wherein the image generation unit (1) and / or the waveguide (3) are optically designed to shape, in particular collimate, the light beam (L) to be coupled out, that the virtual display image (19) is far away, in particular at infinity, behind the display (12) is generated in order to facilitate the accommodation of the user's eyes on the virtual display image (19) and / or to simulate a look into a rearview mirror. Waveguide-Direktsichtdisplay (12) nach Anspruch 1, das einen Sandwichaufbau aufweist, bei dem sich mindestens eine elektrisch dimmbare Schicht (4), insbesondere ein EC- oder LC-Shutter, entlang der Lichtauskopplungsfläche (12a) und/oder einer Rückseite (12b) des Wellenleiters (3) erstreckt, derart dass die Transparenz der jeweiligen Wellenleiteroberfläche fürs ein- oder austretende Licht elektronisch einstellbar ist.Waveguide direct view display (12) Claim 1 which has a sandwich structure in which at least one electrically dimmable layer (4), in particular an EC or LC shutter, extends along the light coupling-out surface (12a) and / or a rear side (12b) of the waveguide (3), such that the transparency of the respective waveguide surface for incoming or outgoing light is electronically adjustable. Waveguide-Direktsichtdisplay (12) nach Anspruch 1 oder 2, das einen Sandwichaufbau aufweist, bei dem sich mindestens eine für benutzerseitig auf das Waveguide-Direktsichtdisplay (12) einfallendes Licht zumindest teilweise spiegelnde Fläche (5) entlang der Lichtauskopplungsfläche und/oder einer Rückseite (12b) des Wellenleiters (3) erstreckt, derart dass das Waveguide-Direktsichtdisplay (12) optional in einem konventionellen Spiegelmodus, insbesondere bei einem Off-Zustand der Bilderzeugungseinheit (1), oder aber in einem gemischten Spiegel-Display-Modus zur Anreicherung des über die spiegelnde Fläche (5) reflektierten konventionellen Spiegelbilds mit zusätzlichen Inhalten in Form des virtuellen Anzeigebilds (19) betreibbar ist.Waveguide direct view display (12) Claim 1 or 2 , which has a sandwich structure in which at least one surface (5) which is at least partially reflective for light incident on the waveguide direct view display (12) extends along the light decoupling surface and / or a rear side (12b) of the waveguide (3) such that the waveguide Direct view display (12) optionally in a conventional mirror mode, in particular when the image generation unit (1) is off, or in a mixed mirror display mode to enrich the conventional mirror image reflected over the reflective surface (5) with additional content of the virtual display image (19) is operable. Waveguide-Direktsichtdisplay (12) nach Anspruch 2 und 3, bei dem an der Rückseite (12b) des Wellenleiters (3) eine solche elektrisch dimmbare Schicht (4) gefolgt von einer solchen rückseitigen spiegelnden Fläche (5) angeordnet ist, wobei die elektrisch dimmbare Schicht (4) - in einem Off-Zustand der Bilderzeugungseinheit (1) in einen transparenten Zustand elektrisch schaltbar ist, um das benutzerseitig einfallende Licht zur rückseitigen Spiegelfläche (5) und von dieser zurück durchzulassen, und/oder - in einem On-Zustand der Bilderzeugungseinheit (1) in einen lichtundurchlässigen Zustand schaltbar ist, um das Spiegeln an der rückseitigen spiegelnden Fläche (5) zu unterdrücken.Waveguide direct view display (12) Claim 2 and 3 , in which such an electrically dimmable layer (4) is arranged on the rear side (12b) of the waveguide (3) followed by such a rear-side reflective surface (5), the electrically dimmable layer (4) - in an off state of the The image generation unit (1) can be electrically switched into a transparent state in order to allow the light incident on the user side to pass through to the rear mirror surface (5) and back therefrom, and / or - when the image generation unit (1) is on, it can be switched to an opaque state, to suppress the mirroring on the rear reflective surface (5). Waveguide-Direktsichtdisplay (12) nach Anspruch 2 und 3, bei dem an der Lichtauskopplungsfläche des Wellenleiters (3) eine solche elektrisch dimmbare Schicht (4) gefolgt von einer solchen vorderseitigen teilweise spiegelnden und teilweise transparenten Fläche (5) angeordnet ist, wobei die elektrisch dimmbare Schicht (4) insbesondere in einen lichtundurchlässigen Zustand elektrisch schaltbar ist, um beispielsweise in einem konventionellen Spiegelmodus des Waveguide-Direktsichtdisplays (12) den Lichtaustritt aus dem Wellenleiter (3) zu unterdrücken und damit allein das Spiegeln des benutzerseitig einfallenden Umgebungslichts an der vorderseitigen spiegelnden Fläche (5) zu ermöglichen.Waveguide direct view display (12) Claim 2 and 3 , in which such an electrically dimmable layer (4) is arranged on the light outcoupling surface of the waveguide (3) followed by such a partially reflective and partially transparent surface (5) on the front, the electrically dimmable layer (4) in particular in an opaque state electrically is switchable, for example, in a conventional mirror mode of the waveguide direct view display (12) to suppress the light exit from the waveguide (3) and thus only allow the ambient light incident on the user side to be reflected on the front reflective surface (5). Waveguide-Direktsichtdisplay (12) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem an der Lichtauskopplungsfläche des Wellenleiters (3) eine solche elektrisch dimmbare Schicht (4) angeordnet ist und das Waveguide-Direktsichtdisplay (12) zu einer dynamischen Dimmung der Displayfläche (12a) durch diese elektrisch dimmbare Schicht (4) abhängig insbesondere von einer Benutzereingabe und/oder von einer Lichtstärke des einfallenden Umgebungslichts ausgebildet ist.Waveguide direct view display (12) after one of the Claims 2 to 5 , in which such an electrically dimmable layer (4) is arranged on the light extraction surface of the waveguide (3) and the waveguide direct view display (12) for dynamic dimming of the display surface (12a) by this electrically dimmable layer (4) depending in particular on one User input and / or is formed by a light intensity of the incident ambient light. Waveguide-Direktsichtdisplay (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2, bei dem an der Rückseite (12b) des Wellenleiters (3) eine solche elektrisch dimmbare Schicht (4) angeordnet ist, die in einem Off-Zustand der Bilderzeugungseinheit (1) in einen transparenten Zustand elektrisch schaltbar ist, und wobei dadurch das gesamte Waveguide-Direktsichtdisplay (12) insbesondere für das auf dessen Rückseite einfallende Umgebungslicht transparent schaltbar ist.Waveguide direct view display (12) according to one of the preceding claims in connection with Claim 2 , in which such an electrically dimmable layer (4) is arranged on the rear side (12b) of the waveguide (3), which can be electrically switched to a transparent state when the image generation unit (1) is off, and thereby the entire waveguide -Direct view display (12) can be switched to be transparent, in particular for the ambient light incident on its rear side. Verfahren zum Betreiben eines Waveguide-Direktsichtdisplays (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2, bei dem die mindestens eine elektrisch dimmbare Schicht (4) abhängig von mindestens einem vorbestimmten Parameter, wie beispielsweise einer Benutzereingabe oder einer Lichtstärke des einfallenden Umgebungslichts oder einem On- oder Off-Zustand der Bilderzeugungseinheit (1), zur Änderung ihrer Transparenz für das and der jeweiligen Wellenleiteroberfläche ein- oder austretende Licht elektronisch angesteuert wird.Method for operating a waveguide direct view display (12) according to one of the preceding claims in connection with Claim 2 , in which the at least one electrically dimmable layer (4) depending on at least one predetermined parameter, such as a user input or a light intensity of the incident ambient light or an on or off state of the image generation unit (1), to change its transparency for the and light entering or exiting the respective waveguide surface is electronically controlled. Spiegelersatzsystem (11) für ein übergeordnetes System, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (10), umfassend: - mindestens ein Waveguide-Direktsichtdisplay (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, montierbar im übergeordneten System oder als integraler Teil dessen ausgebildet; - mindestens eine Echtzeit-Überwachungskamera (13), die im oder am übergeordneten System zum Aufnehmen einer insbesondere in Richtung gegenüber der Displayfläche (12a) des mindestens einen Waveguide-Direktsichtdisplays (12) liegenden Szene montiert oder montierbar ist und zu einer Echtzeit-Übermittlung der aufgenommenen Bilddaten an die Bilderzeugungseinheit (1) des mindestens einen Waveguide-Direktsichtdisplays (12) ausgebildet ist, - wobei die Bilderzeugungseinheit (1) zur Erzeugung des vom Lichtstrahlenbündel (L) zu transportierenden Anzeigebildinhalts aus den von der Echtzeit-Überwachungskamera (13) erhaltenen Bilddaten zur Wiedergabe der aufgenommenen Szene in Form des virtuellen Anzeigebilds (19) in Echtzeit ausgebildet ist; - vorzugsweise ferner eine Steuerungseinheit, die zum Ausführen eines Verfahrens nach Anspruch 8 eingerichtet ist.Mirror replacement system (11) for a higher-level system, in particular for a motor vehicle (10), comprising: - at least one waveguide direct view display (12) according to one of the Claims 1 to 7th , mountable in the higher-level system or designed as an integral part thereof; - At least one real-time surveillance camera (13), which is mounted or mountable in or on the superordinate system for recording a scene in particular in the direction opposite the display surface (12a) of the at least one waveguide direct view display (12) and for real-time transmission of the recorded image data to the image generation unit (1) of the at least one waveguide direct view display (12), - the image generation unit (1) for generating the display image content to be transported by the light beam (L) from the image data received from the real-time surveillance camera (13) is designed to reproduce the recorded scene in the form of the virtual display image (19) in real time; - Preferably also a control unit that is used to carry out a method according to Claim 8 is set up. Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug (10), mit einem Spiegelersatzsystem (11) nach Anspruch 9, wobei - mindestens eine der Echtzeit-Überwachungskameras (13) im oder am Fahrzeug an einer Position montiert ist, die das Aufnehmen einer bezüglich der Fahrtrichtung rückwärtigen Szene insbesondere außerhalb des Fahrzeugs ermöglicht, und - mindestens eines der Waveguide-Direktsichtdisplays (12) im oder am Fahrzeug an einer Position montiert ist, die einem im Fahrzeug befindlichen Benutzer, insbesondere dem Fahrer (14), das Betrachten der Displayfläche (12a) in Direktsicht in einer zumindest teilweise der Fahrtrichtung entsprechenden Blickrichtung (A) ermöglicht, und zum Empfangen der Bilddaten von der genannten mindestens einen Echtzeit-Überwachungskameras (13) und Wiedergeben der aufgenommenen Szene in Form des virtuellen Anzeigebilds (19) ausgebildet ist, wodurch für den Benutzer ein Blick in einen Rückspiegel simuliert wird.Vehicle, in particular a motor vehicle (10), with a mirror replacement system (11) Claim 9 , wherein - at least one of the real-time surveillance cameras (13) is mounted in or on the vehicle at a position that enables the recording of a rearward scene with respect to the direction of travel, in particular outside the vehicle, and - at least one of the waveguide direct view displays (12) in or is mounted on the vehicle at a position that enables a user in the vehicle, in particular the driver (14), to view the display surface (12a) in a direct view in a viewing direction (A) that at least partially corresponds to the direction of travel, and to receive the image data from said at least one real-time surveillance camera (13) and reproducing the recorded scene in the form of the virtual display image (19), whereby a look into a rearview mirror is simulated for the user. Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei - die Position der Displayfläche (12a) des genannten mindestens einen Waveguide-Direktsichtdisplays (12) im Fahrzeug und die Auskopplungsrichtung des Lichtstrahlenbündels (L) aus dessen Wellenleiter derart sind, dass mit der resultierenden Eye-Box oder dem Sichtfeld auf das erzeugte virtuelle Anzeigebild (19) zumindest ein Großteil möglicher Blickrichtungen (A), insbesondere alle Perzentile für einen Benutzer, insbesondere Fahrzeugführer (14), abdeckbar sind, - wobei das genannte Waveguide-Direktsichtdisplay (12) im Fahrzeug vorzugsweise schwenkbar gelagert ist und das Spiegelersatzsystem (11) eine automatisch und/oder vom Benutzer betätigbare Verstelleinrichtung umfasst, die die Abdeckung aller Perzentile für den Benutzer durch die Anpassung einer Schwenklage des Waveguide-Direktsichtdisplays (12) an seine Blickrichtung (A) ermöglicht.Vehicle after Claim 10 , wherein - the position of the display surface (12a) of said at least one waveguide direct view display (12) in the vehicle and the coupling direction of the light beam (L) from its waveguide are such that with the resulting eye box or the field of view on the generated virtual Display image (19) at least a large part of possible viewing directions (A), in particular all percentiles for a user, in particular vehicle driver (14), can be covered, - wherein said waveguide direct view display (12) is preferably pivotably mounted in the vehicle and the mirror replacement system (11 ) comprises an adjustment device that can be operated automatically and / or by the user, which enables the user to cover all percentiles by adapting a pivot position of the waveguide direct view display (12) to his viewing direction (A). Fahrzeug nach Anspruch 11 in Verbindung mit Anspruch 3, wobei - zumindest ein Teil der möglichen Positionen des genannten mindestens einen Waveguide-Direktsichtdisplays (12) eine oder mehrere Positionen der mindestens einen spiegelnden Fläche (5) ergibt, die im konventionellen Spiegelmodus des Waveguide-Direktsichtdisplays (12) derjenigen eines Innen- oder Außenspiegels oder eines geeigneten Ergänzungsrückspiegels zur Überwachung eines rückwärtigen und/oder seitlichen Fahrzeugumfelds durch einen Benutzer im Fahrzeug, insbesondere den Fahrzeugführer (14), entspricht.Vehicle after Claim 11 combined with Claim 3 - At least some of the possible positions of said at least one waveguide direct view display (12) result in one or more positions of the at least one reflective surface (5) which, in the conventional mirror mode of the waveguide direct view display (12), are those of an inside or outside mirror or a suitable supplementary rearview mirror for monitoring a rear and / or side vehicle environment by a user in the vehicle, in particular the vehicle driver (14).
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