用于运行用于机动车的视野显示设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行视野显示设备、特别是用于机动车的视野显示设备的方法，所述视野显示设备具有用于产生具有显示内容的投影光射束的自动立体的面状像素装置并且构成为将该投影光射束如此投影到部分透明的、进行反射的投影玻璃上、特别是机动车的前挡风玻璃上，使得在投影玻璃之后生成叠加到用户的视野中的虚拟显示图像，其中，所述方法包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行用于机动车的视野显示设备的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于运行视野显示设备、特别是机动车的平视显示器的方法以及相应的控制单元和配备该控制单元的机动车。视野显示设备在此包括自动立体的面状像素装置，所述面状像素装置特别是可以构成为一个或多个自动立体的平面显示屏。

技术介绍

[0002]机动车中的视野显示设备特别是以名称平视显示器(HUD)已知。由此显示内容、如关于速度限制的说明作为虚拟显示图像叠加到驾驶员在机动车之前的视野中，从而驾驶员不必将其目光从道路偏离。为此，视野显示设备典型地包括投影单元，所述投影单元通过安置在仪表板上侧之下的、具有适合的投影光学器件的显示器产生具有期望的显示内容的投影光射束并且将其投影到部分透明的投影玻璃、例如机动车的前挡风玻璃上，所述投影光射束由该投影玻璃朝驾驶员反射。
[0003]在该传统的结构方式的情况下，HUD具有相对小的视野，所述视野通常仅仅直至接近水平，并且虚拟显示图像的距离通过投影单元的光学结构确定。在仪表板内的受限的结构空间阻碍视野的变大。特别是，已知的投影光学设备沿竖直方向占据大空间。驾驶员在此仿佛看入望远镜中，从而对于该驾驶员在HUD内部中的显示器上产生的近的显示图像看起来在机动车之前的远方。由此，按照“望远镜的开口”仅可显示受限的空间角，在该空间角内HUD显示图像可以重叠给穿过前挡风玻璃的目光。接触模拟的叠加——例如由增强现实所已知的那样——在该受限的空间角之外是不可能的。
[0004]另一方面，例如由文献DE 10 2009 054 232 A1已知在机动车中用于自动立体地显示信息的平视显示器，所述平视显示器具有用于产生两个不同的、对于乘客的两个眼睛所确定的单个图像的图像产生器件和显示单元，在显示单元上可产生发光点，所述发光点的光束通过在机动车的挡风玻璃上的反射对于乘客是可见的。此外，在显示单元与挡风玻璃之间的光路中设有偏转器件、例如小透镜的矩阵状布置结构，其使不同发光点的光束沿不同的发射方向偏转。再者，图像点配置器件用于将单个图像的图像点与显示单元的发光点这样配置，使得对于乘客的左眼为此确定的单个图像是可见的，而对于乘客的右眼为此确定的单个图像是可见的。这种类型的自动立体显示可以对于内容的接触模拟的显示是特别有利的。
[0005]在视野显示设备中通常设有附加的措施，该措施抑制环境光在所述视野显示设备的构件上的干扰反射，该干扰反射可能导致用户的眩目。为此，在传统HUD中例如通过几何方式防止如下盖片反射(所谓的眩光陷阱)，该盖片向外封闭投影单元。由此已知的防反射技术自然不适用于直接相对于挡风玻璃设置的显示器。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，提供一种特别是在虚拟显示图像的可见性或用户的舒适性方面改善的用于特别是用于机动车的视野显示设备的运行方法，所述视野显示设备具有自动
立体的显示器。
[0007]该目的通过按照权利要求1的用于运行视野显示设备的方法、按照并列的各权利要求的相应的控制单元、计算机程序以及机动车解决。其他实施方案在从属权利要求中提出。所有在权利要求书和说明书中对于方法提到的改进的特征和作用也适用于视野显示设备、控制单元、计算机程序或机动车，反之亦然。
[0008]按照第一方面提出一种用于运行视野显示设备、特别是用于机动车的视野显示设备的方法，所述视野显示设备具有用于产生具有显示内容的投影光射束的自动立体的面状像素装置。所述视野显示设备构成为用于将所产生的投影光射束如此投影到部分透明的、进行反射的投影玻璃上、特别是机动车的前挡风玻璃上，使得在前挡风玻璃之后生成叠加到用户(例如机动车的驾驶员或其他乘客)的视野中的虚拟显示图像。该方法包括如下步骤：
[0009]-提供至少一个环境和/或用户参数；并且
[0010]-根据所提供的环境和/或用户参数在面状像素装置的至少两个品质上不同的运行模式之间切换，所述不同运行模式包括至少一个自动立体运行模式(也称为3D显示)和/或至少一个单像运行模式(也称为2D显示)和/或至少一个单眼运行模式(亦即具有响应仅对于用户的一只眼可见的显示)，以便与环境和/或用户相关地将虚拟显示图像匹配于关于方面品质上的运行变化。
[0011]术语“面状”在此完全普遍地表示：像素装置以二维像素矩阵的形式在一个面上延伸，该面至少局部地可以是平坦的亦或弯曲的或拱曲的。特别是，面状像素装置可以在需要时匹配于机动车的仪表板上侧的拱曲，例如其方式为，面状像素装置阶梯式或嵌套式地由多个更小的子面、例如平坦的显示器构成。术语“品质上不同”和“品质上的变化”特别是表示不同运行参数的非纯数量上的区别，而是运行的这样的变化，该变化根本上改变虚拟显示图像对于用户的可感知性和/或可见性。
[0012]面状像素装置在所述品质上不同的运行模式之间的切换特别是可以通过像素矩阵的适合的相应不同方式的电气操控、例如关于单个像素对于要产生的显示内容的配置来实现。在此特别是涉及由3D至2D或至单眼显示的过渡，或者反之亦然。
[0013]自动立体的面状像素装置可以以本身已知的方式例如按照文献DE 10 2009 054 232 A1构成为用于3D显示。亦即这样的面状像素装置可以由形成图像的单元和/或控制单元如此操控，使得两个不同的2D图像达到用户的左眼和右眼，以便在用户方面引起所示出的虚拟显示图像的空间印象，而无需直接在其眼睛之前的辅助器件、例如3D眼镜。通过这种方式例如可以对于机动车的驾驶员在与其眼睛有大约1米与直至无限远的任何距离下产生感知为三维的显示。在此原则上所有会聚平面可同时实现，这能实现沉浸到虚拟3D世界中。
[0014]对于所描述3D运行模式，在此按照实验直接可证实地表明，至少对于例如面状像素装置与驾驶员的眼睛具有大约120厘米距离的典型的车辆几何结构，眼睛在调节到远至无穷的情况下自身能够在白天和黑夜基本上清晰看到作为虚拟显示图像所叠加的结构、例如线。换言之，在此虽然存在会聚和调节距离的配合不当，然而这不被感知为干扰的。
[0015]在此会聚角是右眼和左眼的视轴所形成的角，而调节是晶状体对所观察的对象的距离的精调。在正常观看(亦即没有3D显示器)的情况下，会聚角与调节距离按照一个封闭三角形相关联。只要在此由于自动立体图像所决定的3D距离特别是小于或等于在环境中真
实的背景对象的距离，那么可以放松并尽可能清晰地观察所叠加的虚拟显示图像，亦即眼睛为此自动调节正确的3D会聚(参见图10a-10c)。(术语“基本上”在此可以特别是表示在所说明的功能原理的范围中制造或构造有关的可能的偏差，该偏差例如可以为涉及的适合的测量参量的不多于例如10％。)
[0016]特别是，提供至少一个环境参数可以包括检测在投影玻璃之后的当前环境、特别是机动车的前面的环境。在此，如果对于所检测的环境的相应的区域，在虚拟显示图像的背景中无法以预定的方式查明空间的深度，那么将面状像素装置至少局部地由3D运行模式切换到单眼运行模式。例如，在机动车行驶通过隧道、穿过桥梁和/或在行驶在前面的货车之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于运行视野显示设备(1)、特别是用于机动车(15)的视野显示设备的方法，所述视野显示设备具有用于产生具有显示内容的投影光射束(L)的自动立体的面状像素装置(2)并且构成为用于将该投影光射束投影到部分透明的、进行反射的投影玻璃上、特别是机动车(15)的前挡风玻璃(5)上，使得在所述投影玻璃之后生成叠加到用户(6)的视野中的虚拟显示图像(27、29、30、32)，其中，所述方法包括如下步骤：-提供至少一个环境和/或用户参数；并且-根据所提供的环境和/或用户参数，在面状像素装置(2)的至少两个品质上不同的3D和/或2D和/或单眼运行模式之间切换，以与视野显示设备(1)的环境和/或用户(6)相关地将虚拟显示图像(27、29、30、32)匹配于品质上的运行变化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，-提供至少一个环境参数包括检测在投影玻璃之后的当前环境、特别是机动车(15)的前面的环境(20)；并且-如果对于所检测的环境的相应的区域，在虚拟显示图像(27、29、30、32)的背景中无法以预定的方式查明空间的深度，那么将所述面状像素装置(2)至少局部地由3D运行模式切换到单眼运行模式。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，-提供至少一个用户参数包括检测和/或在用户方面输入其年龄和/或其视力问题；并且-如果对于虚拟显示图像(27、29、30、32)的相应的区域，所检测和/或输入的对于年龄和/或对于视力问题的用户参数不满足对于3D显示的预定要求，那么将面状像素装置(2)至少局部地由3D运行模式切换到2D和/或单眼运行模式。4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，-提供至少一个用户参数包括关于虚拟显示图像(27、29、30、32)的以3D方式示出的对象检测用户的视向及其会聚角；并且-只要用户的所检测的会聚角以预定方式与符合3D显示的会聚角具有偏差，那么将面状像素装置(2)的相应于该对象的区域由3D运行模式切换到2D和/或单眼运行模式；并且只要所检测的视向又离开该对象，那么优选切换回到3D运行模式。5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在面状像素装置(2)的一个区域由3D运行模式切换到单眼运行模式的情况下提高、特别是倍增该区域的亮度，和/或将该区域的子区域切换到对于用户(6)的不同眼睛确定的单眼运行模式；其中，优选地接通3D运行模式与单眼运行模式的混合运行，在所述混合运行中特别是大面积的虚拟对象以3D方式示出，而较小和/或较精细的虚拟对象以单眼方式示出。6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，-提供至少一个环境和/或用户参数包括：检测用户(8)和/或进行运动的上级系统、特别是其中装配有视野显示设备(1)的机动车(15)的加速度；和/或用户(6)和/或上级系统的位置或运动扰动；和/或在投影玻璃之后的当前环境；并且-根据用户(6)和/或上级系统的所检测的加速度和/或位置或运动扰动和/或所检测的当前环境来稳定由视野显示设备(1)产生的虚拟显示图像(27、29、30、32)，使得即使在头和
系统运动快的情况下由用户(6)的目光看去相比于在投影玻璃之后的环境仍位置稳定地产生所述虚拟显示图像，...

【专利技术属性】
技术研发人员：WA，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：