抬頭顯示器以及用于產生自動立體觀測的圖像的方法
【專利摘要】本發明涉及用于車輛的自動立體觀測的抬頭顯示器。抬頭顯示器包括：具有發射區域的顯示單元，發射區域用于發射出第一光束、第二光束、第三光束以及第四光束；第一光學元件，其與顯示單元間隔開地布置在第一與第二光束的光路中，且被構造用于將第一光束朝為觀察者的左眼分配的第一方向引導并且將第二光束朝為觀察者的右眼分配的第二方向引導；以及第二光學元件，其與顯示單元間隔開地布置在第三及第四光束的光路中，且被構造用于將第三光束朝為觀察者的左眼分配的第三方向引導并且將第四光束朝為觀察者的右眼分配的第四方向引導；至少一個轉向元件，其用于使由第一光學元件和/或第二光學元件發射出的光束轉向到觀察者的視野中。
【專利說明】
抬頭顯示器以及用于產生自動立體觀測的圖像的方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及按照獨立權利要求所述類型的裝置或方法。
【背景技術】
[0002] 傳統的自動立體觀測的顯示器可以具有透鏡狀屏幕或者屏障掩模，以便將為了顯 示自動立體觀測的(autostereoskopisch)、即三維的圖像所必需的子圖像引導到觀察者的 左眼或右眼中。
[0003] W0 2008011888 A1例如說明了一種用于在計算機屏幕上顯示自動立體觀測的圖 像的方法。
[0004] 此外，公開了用于車輛的抬頭顯示器，所述抬頭顯示器可以將二維的圖像投影到 駕駛員的視野中。
【發明內容】
[0005] 在這種背景前面，用在這里所介紹的方案來介紹按照獨立權利要求所述的、用于 車輛的自動立體觀測的抬頭顯示器以及用于借助于車輛用的抬頭顯示器來產生自動立體 觀測的圖像的方法。通過在從屬權利要求中所列舉的措施，可以實現在獨立權利要求中所 說明的裝置的有利的拓展方案和改進方案。
[0006] 這里所介紹的方案提供了一種用于車輛的自動立體觀測的抬頭顯示器，其中所述 抬頭顯示器具有以下特征： 顯示單元，該顯示單元具有：用于發射出代表左側第一子圖像的第一光束的第一發射 區域、用于發射出代表右側第一子圖像的第二光束的第二發射區域、用于發射出代表左側 第二子圖像的第三光束的第三發射區域以及用于發射出代表右側第二子圖像的第四光束 的第四發射區域； 第一光學元件，該第一光學元件與所述顯示單元間隔開地布置在所述第一光束及第二 光束的光路中，并且該第一光學元件被構造用于將所述第一光束朝為觀察者的左眼分配的 第一方向引導并且將所述第二光束朝為觀察者的右眼分配的且偏離所述第一方向的第二 方向引導； 第二光學元件，該第二光學元件與所述顯示單元間隔開地布置在所述第三光束及第四 光束的光路中，并且該第二光學元件被構造用于將所述第三光束朝為左眼分配的且偏離所 述第一與第二方向的第三方向引導并且將所述第四光束朝為右眼分配的且偏離所述第一、 第二和第三方向的第四方向引導；以及 至少一個轉向元件，所述至少一個轉向元件用于使由所述第一光學元件和/或所述第 二光學元件發射出的光束轉向到觀察者的視野中。所述轉向元件可以布置在所述分離的光 學元件之前或者之后。
[0007] "車輛"例如可以是指客車或者載貨車或者營運汽車。"抬頭顯示器"可以是指視野 顯示裝置并且"顯示單元"可以是指一種顯示器、尤其是LCD顯示器。所述顯示單元可以是被 集成或者能夠集成到車輛的儀表板中的圖像產生單元--英語是picture generation unit或者PGU-一的一部分。所述圖像產生單元可以具有用于從后面對所述顯示單元進行 照明的光源。"發射區域"可以是指一種具有一定水平圖像分辨率的像素區域。例如所述發 射區域可以交替地關于左眼和右眼并排地布置。"子圖像"可以是指立體觀測的半個圖像。 由于同時由左眼來感知左側子圖像并且由右眼來感知所屬的右側子圖像，所以對于觀察者 來說可以產生三維圖像的印象。
[0008] "光學元件"例如可以是指通過對由所述顯示單元產生的圖像份額進行角劃分 (angulares Aufteilen)的方式來產生三維圖像的反射鏡、透鏡或者全息圖（Hologramm)。 為了使所述圖像份額朝兩個不同的方向轉向，所述元件可以被劃分為兩部分或者具有相應 的彎曲度。
[0009] 為所述第一或第二方向分配的光束可以形成第一視覺波瓣(Sichtkeule)或者視 線波瓣(Blickkeule)，在所述第一視覺波瓣或者視線波瓣之內觀察者可以感知通過所述第 一子圖像產生的虛擬圖像。相應地，為所述第三或第四方向分配的光束則可以形成與所述 第一視覺波瓣不同的第二視覺波瓣，在所述第二視覺波瓣之內觀察者可以感知通過所述第 二子圖像產生的虛擬圖像。
[0010] 轉向元件例如可以是反射鏡、透鏡或者全息圖。所述轉向元件例如可以被構造用 于:將由所述第一或者第二光學元件發射出的光束通過儀表板中的蓋片(Deckscheibe)來 反射到車輛的擋風玻璃上。可以設置至少一個轉向元件，所述轉向元件被構造用于使所述 光束轉向90°以上。所述轉向元件可以是所述抬頭顯示器的鏡組的一部分。所述擋風玻璃可 以被理解為該鏡組的一部分。至少一個轉向元件可以被構造用于引起由所述發射區域發射 出的子圖像的放大。
[0011] 也被稱為眼睛盒的"視野"可以是指處于車輛客艙中的區域，觀察者的眼睛必須處 于在該區域中，以便觀察者可以正確地或者完全看到由所述抬頭顯示器產生的圖像。
[0012] 這里所建議的方案基于以下認識:通過在自動立體觀測的抬頭顯示器中使用兩個 與顯示單元分開的并且間隔開的光學元件這種方式可以產生兩個朝不同的方向定向的視 覺波瓣，在所述視覺波瓣之內觀察者可以將由所述顯示單元發射出的子圖像對分別感知為 一幅三維的虛擬圖像。通過視覺波瓣的數目的減少以及由此用于分離所述子圖像的光學元 件的數目的減少，可以降低或者避免由于串音所引起的顯示誤差。
[0013] 這樣的抬頭顯示器可以有利地僅僅用較小的附加開銷通過對于傳統的、具有二維 顯示器的抬頭顯示器的光學設計的改良來實現。尤其通過將所述光學元件在物理上與所述 顯示單元分開并且將較大的結構元件用作光學元件這樣的方式，可以簡化所述自動立體觀 測的抬頭顯示器的工業上的制造。在此可以產生較少的次品，因為所述光學元件在故障情 況中可以容易地并且在不損壞所述顯示單元的情況下加以更換。
[0014] 也可以考慮所述光學元件與其它顯示器、例如MEMS顯示器或者也用于進行背投的 顯示器相組合，只要所述顯示器具有真實的或者虛擬的圖像平面。
[0015] 按照一種實施方式，所述第一發射區域的寬度和/或所述第二發射區域的寬度基 本上可以相當于所述第一光學元件的一半的寬度。作為補充方案或者替代方案，所述第三 發射區域的寬度和/或所述第四發射區域的寬度也可以基本上相當于所述第二光學元件的 一半的寬度。所述第一光學元件的寬度在此可以基本上相當于所述第二光學元件的寬度。 "發射區域的寬度、也被稱為節距(Pitch)"可以是指一個單個的發射區域的水平的圖像分 辨率。通過這種實施方式，能夠實現對相應的子圖像對進行像素精確的角劃分。
[0016] 按照另一種實施方式，所述第一光學元件相對于所述第一發射區域的間距以及相 對于所述第二發射區域的間距，并且作為補充方案或者替代方案所述第二光學元件相對于 所述第三發射區域的間距以及相對于所述第四發射區域的間距可以根據觀察者與車輛的 擋風玻璃之間的距離來確定。作為補充方案或者替代方案，所述間距可以根據用于將所述 第一或第二子圖像的圖像內容放大的放大系數來確定。這能夠容易地使所述抬頭顯示器與 不同的車型和顯示尺寸相匹配。
[0017] 此外有利的是，所述間距、所述發射區域的寬度以及第一方向與第二方向之間的 張角和/或第三與第四方向之間的張角之間的關系基本上通過以下方程式來確定：
其中P代表所述顯示單元上面的子圖像的寬度，X代表所述顯示單元相對于分離的光學 元件的間距并且a代表所述張角。由此能夠在容易檢查的情況下使所述光學元件定向，以便 將所述光束盡可能精確地朝相應地為其分配的方向引導并且由此引導到觀察者的相應的 眼睛中。
[0018] 按照實施方式，所述第一光學元件可以是反射鏡、透鏡或者全息圖。作為補充方案 或者替代方案，所述第二光學元件可以是反射鏡、透鏡或者全息圖。這樣的光學元件耐用、 可以容易地操作并且可以成本低廉地來制造。
[0019] 也有利的是，所述第一光學元件能夠活動，以便根據觀察者的頭部運動來改變所 述第一和第二方向。作為補充方案或者替代方案，所述第二光學元件也能夠活動，以便根據 觀察者的頭部運動來改變所述第三和第四方向。由此可以使通過相應的光束產生的虛擬圖 像跟蹤所述頭部運動，從而擴大觀察者的有效的視野。
[0020] 在此，形式為第一光學元件的全息圖可以具有能夠改變的結構，以便根據觀察者 的頭部運動來改變所述第一和第二方向或者也改變通過所述第一子圖像產生的虛擬圖像 的大小。作為補充方案或者替代方案，形式為第二光學元件的全息圖也可以具有能夠改變 的結構，以便根據觀察者的頭部運動來改變所述第三和第四方向或者改變通過所述第二子 圖像產生的虛擬圖像的大小。通過這種實施方式，可以進一步改進所述抬頭顯示器的顯示 質量。
[0021] 此外，所述抬頭顯示器可以設有至少一個額外的、用于使由所述顯示單元發射出 的光束轉向到所述第一光學元件和/或所述第二光學元件上的轉向元件。"額外的轉向元 件"例如可以是指額外的反射鏡或者額外的光導體。由此，能夠靈活地使相應的光路與在車 輛的內部可供使用的、用于所述抬頭顯示器的結構空間相匹配。
[0022] 按照另一種實施方式，所述抬頭顯示器可以具有至少一個用于發射出代表左側第 三子圖像的第五光束的第五發射區域以及用于發射出代表右側第三子圖像的第六光束的 第六發射區域。第三光學元件可以與所述顯示單元間隔開地布置在所述第五光束及第六光 束的光路中并且該第三光學元件被構造用于:將所述第五光束朝為左眼分配的且偏離所述 第一、第二、第三和第四方向的第五方向引導并且將所述第六光束朝為右眼分配的且偏離 所述第一、第二、第三、第四和第五方向的第六方向引導。所述轉向元件可以被構造用于:此 外將由所述第三光學元件發射出的光束引導到所述視野中。在此，所述第五和第六方向可 以形成第三視覺波瓣。由此，觀察者可以在三個不同的視覺波瓣之內感覺到三維圖像，由此 進一步擴大觀察者的視野。
[0023] 最后，這里所介紹的方案提出了一種用于借助按照這里所描述的實施方式之一的 抬頭顯示器來產生自動立體觀測的圖像的方法，其中所述方法包括以下步驟： 發射出所述第一光束、第二光束、第三光束和第四光束； 將所述第一光束朝所述第一方向引導，將所述第二光束朝所述第二方向引導，將所述 第三光束朝所述第三方向引導，并且將所述第四光束朝所述第四方向引導;并且 使所述第一光束、第二光束、第三光束和/或第四光束轉向到所述視野中。
【附圖說明】
[0024] 本發明的實施例在附圖中示出并且在下面的描述中進行詳細解釋。其中： 圖1示出了按照一種實施例的抬頭顯示器的示意圖； 圖2示出了在按照一種實施例的抬頭顯示器的內部的光路的示意圖； 圖3示出了在按照一種實施例的抬頭顯示器的內部的光路的示意圖； 圖4以俯視圖示出了在圖1的抬頭顯示顯示器的內部的光路的示意圖；并且 圖5示出了用于借助于按照一種實施例的抬頭顯示器來產生自動立體觀測的圖像的方 法的流程圖。
[0025] 在以下對本發明的有利的實施例所作的描述中，針對在不同附圖中示出的并且類 似地起作用的元件使用相同的或者類似的附圖標記，其中省去了對于這些元件的重復描 述。
【具體實施方式】
[0026]圖1示出了按照一種實施例的抬頭顯示器100的示意圖。所述抬頭顯示器100包括 圖像產生單元102,該圖像產生單元則具有光源104和由所述光源104從后面照明的顯示單 元106。在此示出了具有作為顯示單元106的IXD顯示器的抬頭顯示器100的光學設計的示意 圖。所述顯示單元106發射出主射束107,該主射束代表自動立體觀測的圖像的子圖像。布置 在所述圖像產生單元102外部的光學機構108將所述主射束107的光線朝不同的方向引導到 示范性地作為彎曲的反射鏡來示出的轉向元件110上。所述方向在此分別相應于在視野 112一一也被稱為眼睛盒一一之內的左眼或右眼的位置，在所述視野內可以由觀察者看到 所述自動立體觀測的圖像。以所述轉向元件110為出發點，所述主射束107通過蓋片114被反 射到擋風玻璃116上并且由所述擋風玻璃116進一步反射到所述視野112中。在此，所述光學 機構108將所述主射束107劃分為兩個不同地定向的子射束，所述子射束如此定向，使得為 左眼確定的子圖像被反射到左眼中并且為右眼確定的子圖像被反射到右眼中。由此，觀察 者將兩個子圖像感知為一個唯一的三維圖像。
[0027]按照實施方式，所述光學機構108包括至少一個透鏡、反射鏡或者全息圖作為光學 元件。這些元件用于產生一個或者多個用于三維地顯示虛擬圖像的視覺波瓣。所述轉向元 件110用于通過所述抬頭顯示器100的光學體積來導引所述視覺波瓣。
[0028]借助于所述光學機構108,可以通過所述抬頭顯示器100內部的透鏡和反射鏡來如 下地改變光學距離:觀察者的兩只眼睛得到所顯示的不同的圖像。為了對所述圖像份額角 劃分，所述光學機構108的元件可以如下面要詳細描述的那樣至少被劃分為兩個部分。 [0029]圖2示出了在按照一種實施例的抬頭顯示器100、例如如前面借助于圖1所描述的 那樣的抬頭顯示器的內部的光路的示意圖。在圖2中示出的自動立體觀測的3D顯示器100的 顯示單元106具有四個并排地布置的發射區域202、204、206、208，它們也被稱為圖像區域。 在此，第一發射區域202用于發射出代表左側第一子圖像的第一光束210,第二發射區域204 用于發射出代表右側第一子圖像的第二光束212,第三發射區域206用于發射出代表左側第 二子圖像的第三光束214,并且第四發射區域208用于發射出代表右側第二子圖像的第四光 束216的第四發射區域208。借助于所述四個發射區域可以在四個不同的區域上交替地為左 眼和右眼在所述顯示單元106上顯示圖像內容。
[0030] 所述光學機構108具有兩個光學元件218、220,所述光學元件相對于所述顯示單元 106以一定的間距來布置。在此，第一光學元件218處于所述兩個光束210、212的相應的光路 中，并且第二光學元件220處于所述兩個光束214、216的相應的光路中。僅僅示范性地在圖2 中在與所述顯示單元106的相應的發射區域對置的情況下示出了這兩個光學元件218、220。 在實際中，例如也可以借助于至少一個額外的、例如形式為反射鏡或者其它合適的反射器 的轉向元件將所述光束由所述四個發射區域引導到相應的光學元件上。
[0031] 這兩個光學元件218、220具有以下功能：將由相應的發射區域發射出的光束如此 引導到所述視野112中，使得代表兩個左側子圖像的光束210、214被觀察者的左眼所感知并 且代表兩個右側子圖像的光束204、208被觀察者的右眼所感知。
[0032]借助于至少包括光學機構108和轉向元件110的抬頭顯示器100的光學設計，所述 四個圖像區域202、204、206、208如此成像，使得它們在所述視野112中到達各自正確的位 置，也就是說用于左眼的相應的圖像區域到達所述視野112的左邊一半并且用于右眼的相 應的圖像區域到達所述視野112的右邊一半。在實際中，所述顯示單元106可以明顯小于所 產生的視野112,從而必須相應地擴大由顯示單元106顯示的圖像內容。按照實施方式，所述 擴大例如可以通過所述光學機構108本身或者所述轉向元件110來進行。
[0033] 如已經在圖1中示意性地示出的那樣，所述光束210、212、214、216可以在車輛的擋 風玻璃中被反射，使得觀察者具有所顯示的物體處于所述擋風玻璃的前面的印象。
[0034] 所述圖像內容可以額外地通過預扭曲--英語是warping--如此改良，使得觀 察者感覺到未扭曲的三維圖像。
[0035]通過一定數目的用于產生三維圖像內容的光學元件，例如可以關于視野112的大 小或者串擾特性來影響由觀察者所感知的圖像的質量。所述串擾特性例如可以通過相應的 串擾補償來受到影響，尤其是因為直接相關的像素的數目隨著所述光學元件的數目而降 低。
[0036]所述抬頭顯示器100的具體設計可以與車輛情況、例如結構空間和鏡面反射相匹 配并且與對圖像的特定的要求、例如距離或者3D效應相匹配。
[0037]圖3示出了在圖2的按照一種實施例的抬頭顯示器100的內部的光路的示意圖。在 圖3中示出了分離的光學元件218、220、這里是兩個透鏡關于在視野112中的圖示的一般適 用的關系。為了獲得更好的可識別性，在圖3中僅僅示出了由所述兩個發射區域206、208發 射出的光束214、216的光路。接下來的描述以相應的方式也適用于由所述兩個發射區域 202、204發射出的光束的光路。
[0038]按照這種實施例，所述第二光學元件220被構造用于如此使從所述第三發射區域 206的方向入射的光束214折射，使得其在出射時朝為左眼分配的方向定向。與此相類似，所 述第二光學元件220被構造用于如此使從所述第四發射區域208的方向入射的光束216折 射，使得其在出射時朝為右眼分配的方向定向。在此，由所述兩個出射的光束214、216之間 的張角a產生觀察者的兩只眼睛之間的間距。換句話說，通過連接在顯示單元106后面的分 離的光學元件220來將由所述兩個發射區域206、208發射出的原始的圖像劃分為兩幅用于 左眼和右眼的圖像。
[0039]在圖3中可以看出，所述兩個發射區域206、208的相應的寬度p大致相當于產生3D 效應的元件220的一半的寬度。所述寬度p例如通過所述發射區域的相應的子圖像節距來定 義。這個點間距可以直接由所述顯示單元106與所述分離的光學元件220之間的間距x以及 所述張角a來計算。所述張角a在此由觀察者的位置與所述圖像內容的待達到的擴大程度得 出。在所述寬度P、所述間距x與所述張角a之間存在著以下關系：
觀察者典型地以大約70cm的間距遠離擋風玻璃。對于這樣的間距來說，由所述抬頭顯 示器100產生的圖像內容一般來說以約放大五倍的方式來顯示出來。從中產生大約80mm的 間距x和大約10度的張角a。
[0040]由此根據上述方程式得出14mm的子圖像節距p。
[0041 ]相應地產生了所述光學元件2 20的、28mm的節距。由此按照在圖3中示出的實施例 的顯示單元106在所述子圖像節距相同時具有56mm的寬度。對于常見的、85wii的點間距來 說，這相當于660 px的水平的分辨率。
[0042] 所述間距x可以根據所述顯示單元106的位置來改變，例如在將所述顯示單元106 更換為具有其它尺寸或者其它水平的圖像分辨率的顯示單元時進行所述改變。尤其在使用 比顯示單元106大的顯示器時，可以相應地擴大所述抬頭顯示器100的結構空間，以避免所 述光路的重疊。可以額外地擴大所述光學元件218、220關于所述顯示單元106的、包括四個 發射區域的顯示面的相應的傾角。
[0043] 所述光學元件220例如可以通過對于傳統的抬頭顯示器的、布置在光學機構108的 在圖1中示出的位置上的反射鏡的改良來實現。作為替代方案，作為轉向元件110來起作用 的反射鏡也可以構造為分離器，用于實現所述光學元件218、220的功能。在此，通過所述顯 示單元106來發射出的光束可以借助于所述額外的轉向元件來引導到所述反射鏡上。
[0044] 作為所提到的四個發射區域的補充，所述抬頭顯示器100可以具有用于發射出代 表左側第三子圖像的第五光束的第五發射區域以及用于發射出代表右側第三子圖像的第 六光束的第六發射區域。相應地，所述抬頭顯示器1〇〇可以具有處于所述第五及第六光束的 光路中的并且與所述顯示單元106間隔開地布置的第三光學元件，所述第三光學元件與前 面借助于第二光學元件220的實例所描述的方式相類似地用于將所述第五光束朝為左眼分 配的方向引導并且將所述第六光束朝為右眼分配的方向引導。
[0045] 圖4以俯視圖示出了在圖1的抬頭顯示器100的內部的光路的示意圖。可以看出具 有光源104和顯示單元106的圖像產生單元102、所述光學機構108以及所述轉向元件110。為 了簡化，又借助于所述兩個光束214、216的實例對所述光路進行解釋。所述光學機構108示 意性地作為具有兩個不同定向的反射面的、被劃分為兩個部分的反射鏡來示出，所述反射 面作為分離器來起作用。由所述顯示單元106產生的、形式為兩個光束214、216的投影首先 投射到所述光學機構108上。所述光學機構將所述兩個光束214、216反射到形式為反射鏡或 擋風玻璃的轉向元件110上，所述光束從所述轉向元件最后被引導到觀察者的視野中。為了 獲得更好的可識別性，在三張單獨的圖樣中示出了所提到的三個反射級。
[0046] 如果例如代表左側子圖像的光束214投射到所述分離器的錯誤的一面上，那么例 如就可以通過對于角度的調節或者所述分離器的彎曲度來保證，該光束對于觀察者來說沒 有到達錯誤的一面上。
[0047] 此外，通過對形式為轉向元件110的第二反射鏡的尺寸的合適選擇可以降低串音。
[0048] 為簡便起見，示出了無彎曲度的分離器。但是，在實際中，所述分離器完全可以彎 曲。在圖4中示出的圖示被限制到僅僅兩個發射區域，這一點如已經提到的那樣同樣用于簡 明起見。
[0049] 按照一種實施例，所述光學機構108的光學元件能夠活動，使得相應的光束的光路 可以通過所述光學元件的相應運動、例如通過反射鏡的斜度跟蹤觀察者的頭部運動。為了 檢測觀察者的頭部運動或者位置，所述抬頭顯示器100可以具有抬頭跟蹤系統。
[0050] 也可以考慮將全息圖用作光學元件，其中所述全息圖承擔透鏡或者反射鏡的功 能。所述全息圖可以具有能夠改變的結構，以便按需求來承擔不同的光學功能。
[0051] 尤其可以通過所述全息圖結構的變化來如此改變所述光路的相應的方向或者數 目，使得觀察者感知其它的圖像。通過這種方式，例如可以調節虛擬圖像的放大程度或者實 現對于虛擬圖像的跟蹤。形式為能夠變化的全息圖的光學元件具有以下優點：可以省去機 械的跟蹤裝置。
[0052]圖5示出了一種用于借助于按照一種實施例的抬頭顯示器來產生自動立體觀測的 圖像的方法500的流程圖。所述方法500例如可以結合借助于圖1至4所描述的抬頭顯示器來 實施。為了產生所述自動立體觀測的圖像，在步驟510中通過所述顯示單元的相應的發射區 域來發射出第一光束、第二光束、第三光束和第四光束。所述光束在此分別代表一為左眼或 者右眼分配的子圖像。這些子圖像在由觀察者感知的同時產生所述自動立體觀測的圖像。 在另一個步驟520中，借助于所述第一光學元件將所述第一光束朝為左眼分配的第一方向 引導并且將所述第二光束朝為右眼分配的第二方向引導。此外，在步驟520中借助于所述第 二光學元件將所述第三光束朝為左眼分配的第三方向引導并且將所述第四光束朝為右眼 分配的第四方向引導。最后，在步驟530中借助于合適的轉向元件、例如反射鏡或者透鏡使 所述光束轉向到觀察者的視野中。根據通常與可供使用的結構空間有關的光學設計的規劃 情況，步驟530也可以多次進行或者也可以在步驟520之前進行。在此，觀察者將所述兩個子 圖像對分別感知為一幅三維圖像。所述子圖像對分別從另一個方向被引導到觀察者的眼睛 中，由此總共產生兩個視覺波瓣，觀察者可以在所述兩個視覺波瓣之內看到所述三維圖像。 [0053]如果一種實施例包括第一特征與第二特征之間的"和/或聯結，則可以對此進行 如下解讀:所述實施例按照一種實施方式不僅具有所述第一特征而且具有所述第二特征并 且按照另一種實施方式要么僅僅具有所述第一特征要么僅僅具有所述第二特征。
【主權項】
1. 用于車輛的自動立體觀測的抬頭顯示器（100)，其中所述抬頭顯示器（100)具有以下 特征： 顯示單元（106)，該顯示單元具有用于發射出代表左側第一子圖像的第一光束(210)的 第一發射區域(202)、用于發射出代表右側第一子圖像的第二光束（212)的第二發射區域 (204)、用于發射出代表左側第二子圖像的第三光束(214)的第三發射區域(206)以及用于 發射出代表右側第二子圖像的第四光束(216)的第四發射區域(208); 第一光學元件(218)，該第一光學元件與所述顯示單元（106)間隔開地布置在所述第一 光束（210)和第二光束（212)的光路中，并且該第一光學元件被構造用于將所述第一光束 (210)朝為觀察者的左眼分配的第一方向引導并且將所述第二光束(212)朝為觀察者的右 眼分配的且偏離所述第一方向的第二方向引導； 第二光學元件（220)，該第二光學元件與所述顯示單元（106)間隔開地布置在所述第三 光束（214)和第四光束（216)的光路中，并且該第二光學元件被構造用于將所述第三光束 (214)朝為左眼分配的且偏離所述第一與第二方向的第三方向引導并且將所述第四光束 (216)朝為右眼分配的且偏離所述第一、第二和第三方向的第四方向引導；以及 至少一個轉向元件（110)，所述至少一個轉向元件用于使由所述第一光學元件（218) 和/或所述第二光學元件（220)發射出的光束（202、204、206、208)轉向到觀察者的視野 (112)中。2. 根據權利要求1所述的抬頭顯示器（100)，其中，所述第一發射區域(202)的寬度(p) 和/或所述第二發射區域(204)的寬度(p)基本上相當于所述第一光學元件(218)的一半的 寬度，并且/或者所述第三發射區域(206)的寬度(p)和/或所述第四發射區域(208)的寬度 (p)基本上相當于所述第二光學元件(220)的一半的寬度，其中所述第一光學元件(218)的 寬度(P)基本上相當于所述第二光學元件(220)的寬度(p)。3. 根據前述權利要求中任一項所述的抬頭顯示器（100)，其中，所述第一光學元件 (218)相對于所述第一發射區域(202)以及相對于所述第二發射區域(204)的間距(x)和/或 所述第二光學元件（220)相對于所述第三發射區域（206)以及相對于所述第四發射區域 (208)的間距(x)根據觀察者與車輛的擋風玻璃之間的距離并且/或者根據用于使所述第一 子圖像和/或第二子圖像的圖像內容放大的放大系數來確定。4. 根據權利要求2和3所述的抬頭顯示器（100)，其中所述間距(X)、所述發射區域(202、 204、206、208)的寬度(p)以及第一與第二方向之間和/或第三與第四方向之間的張角(a)之 間的關系基本上通過以下方程式來確定：5. 根據前述權利要求中任一項所述的抬頭顯示器(100)，其特征在于，所述第一光學元 件(218)和/或所述第二光學元件(220)是反射鏡和/或透鏡和/或全息圖。6. 根據前述權利要求中任一項所述的抬頭顯示器（100)，其中，所述第一光學元件 (218)能夠活動，以便根據觀察者的頭部運動來改變所述第一和第二方向，并且/或者所述 第二光學元件(220)能夠活動，以便根據觀察者的頭部運動來改變所述第三和第四方向。7. 根據權利要求5所述的抬頭顯示器(100)，其中，形式為第一光學元件(218)的全息圖 具有能夠改變的結構，以便根據觀察者的頭部運動來改變所述第一和第二方向并且/或者 改變通過所述第一子圖像產生的虛擬圖像的大小，并且/或者形式為第二光學元件(220)的 全息圖具有能夠改變的結構，以便根據觀察者的頭部運動來改變所述第三和第四方向并 且/或者改變通過所述第二子圖像產生的虛擬圖像的大小。8. 根據前述權利要求中任一項所述的抬頭顯示器（100)，其具有至少一個額外的轉向 元件，該至少一個額外的轉向元件用于使由所述顯示單元（106)發射出的光束（202、204、 206、208)轉向到所述第一光學元件(218)和/或所述第二光學元件(220)上。9. 根據前述權利要求中任一項所述的抬頭顯示器（100)，其中，所述顯示單元（106)具 有至少一個用于發射出代表左側第三子圖像的第五光束的第五發射區域以及用于發射出 代表右側第三子圖像的第六光束的第六發射區域，其中，第三光學元件與所述顯示單元 (106)間隔開地布置在所述第五光束及第六光束的光路中，并且該第三光學元件被構造用 于:將所述第五光束朝為左眼分配的且偏離第一、第二、第三和第四方向的第五方向引導并 且將所述第六光束朝為右眼分配的且偏離第一、第二、第三、第四和第五方向的第六方向引 導，其中所述轉向元件（110)被構造用于:此外將由所述第三光學元件發射出的光束引導到 所述視野(112)中。10. 用于借助于根據前述權利要求中任一項所述的抬頭顯示器（100)來產生自動立體 觀測的圖像的方法(500)，其中所述方法(500)包括以下步驟： 發射出（510)第一光束(210)、第二光束(212)、第三光束(214)和第四光束(216); 將所述第一光束（210)朝第一方向引導（520)，將所述第二光束(212)朝第二方向引導 (520)，將所述第三光束（214)朝第三方向引導（520)，并且將所述第四光束（216)朝第四方 向引導（520);并且 使所述第一光束（210)、第二光束（212)、第三光束（214)和/或第四光束（216)轉向 (530)到所述視野(112)中。
【文檔編號】G02B27/22GK106054383SQ201610205018
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月5日 公開號201610205018.4, CN 106054383 A, CN 106054383A, CN 201610205018, CN-A-106054383, CN106054383 A, CN106054383A, CN201610205018, CN201610205018.4
【發明人】T.布爾格斯泰恩, J.豪斯
【申請人】羅伯特·博世有限公司