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JP2017037304A - VIDEO UNIT FOR HEAD-UP DISPLAY, HEAD-UP DISPLAY, AND METHOD FOR GENERATING CONVERSION IMAGE FOR STEREOVISION USING VIDEO UNIT - Google Patents

VIDEO UNIT FOR HEAD-UP DISPLAY, HEAD-UP DISPLAY, AND METHOD FOR GENERATING CONVERSION IMAGE FOR STEREOVISION USING VIDEO UNIT Download PDF

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JP2017037304A
JP2017037304A JP2016154159A JP2016154159A JP2017037304A JP 2017037304 A JP2017037304 A JP 2017037304A JP 2016154159 A JP2016154159 A JP 2016154159A JP 2016154159 A JP2016154159 A JP 2016154159A JP 2017037304 A JP2017037304 A JP 2017037304A
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JP
Japan
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display
light field
light
unit
video unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2016154159A
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Japanese (ja)
Inventor
ギロフスキィ、ミヒャエル
Girofski Michael
ヴェルナー、トビアス
Werner Tobias
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
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Abstract

【課題】本発明は、ヘッドアップディスプレイのための映像ユニットを提供する。【解決手段】映像ユニット100は、第1の表示領域102と、第1の表示領域102の外に配置される第2の表示領域104と、を有する表示ユニット106と、第1のライトフィールド110により第1の表示領域102を背後から照光し、第2のライトフィールド112により第2の表示領域104を背後から照光するための少なくとも1つの光源108と、第1の表示領域102と第2の表示領域104との間に配置されたビームスプリッタ118であって、ビームスプリッタ118の、第2の表示領域104の方を向かない側へと第1のライトフィールド110を偏向させ、ビームスプリッタ118の、第2の表示領域104を向かない側へと第2のライトフィールド112を透過させるよう構成された上記ビームスプリッタ118と、を備える。【選択図】図1The present invention provides a video unit for a head-up display. A video unit includes a display unit having a first display area and a second display area arranged outside the first display area, and a first light field. Illuminates the first display area 102 from behind, and the second light field 112 illuminates the second display area 104 from behind, the first display area 102 and the second display area 102. A beam splitter 118 disposed between the display region 104 and deflecting the first light field 110 toward the side of the beam splitter 118 not facing the second display region 104, The beam splitter 11 configured to transmit the second light field 112 to the side not facing the second display area 104. And, equipped with a. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、独立請求項の前提部に記載の装置または方法に関する。さらに、本発明の主題は、コンピュータプログラムである。   The present invention relates to an apparatus or a method according to the preamble of the independent claim. Furthermore, the subject of the present invention is a computer program.

国際公開第2003102666号明細書には、プロジェクタと、少なくとも部分的に反射する面とを利用して虚像を生成する表示装置が記載されている。プロジェクタは、裸眼立体視式に(autostereokopisch)光線を導く光学素子を有する。表示装置は、自動車の表示装置であって、運転者が、窓ガラスの前の車両の外の虚像であって、ミラーによって反射された上記虚像を見る上記自動車の表示装置に好適に適している。   International Patent Publication No. 20030126666 describes a display device that generates a virtual image using a projector and at least a partially reflecting surface. The projector has an optical element that guides light in an autostereoscopic manner. The display device is a display device for an automobile, and the driver is a virtual image outside the vehicle in front of the window glass, and is suitable for the display device for the automobile in which the virtual image reflected by the mirror is viewed. .

このような背景から、本明細書で紹介するアプローチによって、ヘッドアップディスプレイ(Head−Up−Display、HUD)のための映像ユニット、ヘッドアップディスプレイ、映像ユニットを用いて立体視のための対画像(Halbbilder)を生成する方法、さらに、本方法を利用する制御装置、最後に、独立請求項に係る対応するコンピュータプログラムが紹介される。従属請求項に記載された措置によって、独立請求項で示された装置の有利な発展形態および改良例が可能である。   From such a background, a video unit for a head-up display (Head-Up-Display, HUD), a head-up display, and a pair of images for stereoscopic viewing using the video unit (see FIG. A method for generating (Halbbuilder), a control device using the method, and finally a corresponding computer program according to the independent claims are introduced. The measures described in the dependent claims allow advantageous developments and modifications of the device indicated in the independent claims.

ヘッドアップディスプレイのための映像ユニットであって、映像ユニットは、以下の特徴を有し、すなわち、
第1の表示領域と、第1の表示領域の外に配置される第2の表示領域とを有する表示ユニットと、
第1のライトフィールドにより第1の表示領域を背後から照光し、第2のライトフィールドにより第2の表示領域を背後から照光するための少なくとも1つの光源ユニットと、
表示ユニットの、少なくとも1つの光源ユニットと対向する側に配置されたビームスプリッタであって、第1のライトフィールドを偏向させ、第2のライトフィールドを透過させるよう構成された上記ビームスプリッタと、
を有する、上記映像ユニットが紹介される。
A video unit for a head-up display, the video unit having the following characteristics:
A display unit having a first display area and a second display area disposed outside the first display area;
At least one light source unit for illuminating the first display area from behind with a first light field and illuminating the second display area from behind with a second light field;
A beam splitter disposed on a side of the display unit facing the at least one light source unit, the beam splitter configured to deflect a first light field and transmit a second light field;
The video unit is introduced.

映像ユニットとは、裸眼立体視(autostereoskopisch)画像、すなわち、三次元で知覚されうる画像を生成するユニットとして理解されうる。映像ユニットは、虚像を表示するためのプロジェクタとして実現されうる。表示ユニットとは、ディスプレイ、特に例えば、液晶ディスプレイ(LCD)として理解されうる。表示ユニットは、2つの表示領域に分けられる。表示領域とは、表示ユニットのアクティブな平面の一部分であって、光線で表示領域を背後から照光することにより画像内容を表示するために役立つ上記部分として理解されうる。特に、表示領域はほぼ同じ大きさを有し、同一のフォーマット、例えば正方形のフォーマットを有しうる。表示領域は、互いに隣接して配置され、または互いに間隔を取って配置されうる。第1のライトフィールドと第2のライトフィールドはそれぞれ、立体画像の画像を表示することが可能である。光源ユニットとは、例えば、光ダイオード、レーザダイオード、もしくは、有機発光ダイオード、または、複数のこのような発光素子から成る構成として理解されうる。ビームスプリッタとは、ライトフィールドを2つの部分ライトフィールドへと分けるため、すなわち、例えば、反射ライトフィールドと透過ライトフィールドへと分けるための光学素子として理解されうる。例えば、ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタとして、または、プリズムとして実現されうる。ビームスプリッタは、例えば、第1の表示領域と第2の表示領域との間の高さに、特に、表示ユニットの、光源と対向する側に取り付けられうる。ビームスプリッタは、偏向させられた第1のライトフィールドの成分と、透過させられた第2のライトフィールドの成分とを、ビームスプリッタの同じ側で出力または放射するよう構成または配置されうる。ビームスプリッタはさらに、表示ユニットと、第1の表示領域および/または第2の表示領域とに隣接し、または、表示ユニットと、第1の表示領域および/または第2の表示領域と、接触しうる。例えば、ビームスプリッタは、特に光源ユニットの方を向かない側の、第1の表示領域と第2の表示領域との間の高さに配置されうる。   A video unit may be understood as a unit that generates an autostereoscopic image, ie an image that can be perceived in three dimensions. The video unit can be realized as a projector for displaying a virtual image. A display unit may be understood as a display, in particular a liquid crystal display (LCD), for example. The display unit is divided into two display areas. A display area is a part of the active plane of the display unit and can be understood as the above part useful for displaying image content by illuminating the display area from behind with light rays. In particular, the display areas have approximately the same size and can have the same format, for example, a square format. The display areas can be arranged adjacent to each other or spaced apart from each other. Each of the first light field and the second light field can display a stereoscopic image. A light source unit can be understood as, for example, a configuration comprising a photodiode, a laser diode, an organic light emitting diode, or a plurality of such light emitting elements. A beam splitter can be understood as an optical element for dividing a light field into two partial light fields, i.e., for example, a reflective light field and a transmissive light field. For example, the beam splitter can be realized as a polarizing beam splitter or as a prism. The beam splitter can be mounted, for example, at a height between the first display area and the second display area, in particular on the side of the display unit facing the light source. The beam splitter may be configured or arranged to output or emit the deflected first light field component and the transmitted second light field component on the same side of the beam splitter. The beam splitter is further adjacent to the display unit and the first display area and / or the second display area, or is in contact with the display unit and the first display area and / or the second display area. sell. For example, the beam splitter can be arranged at a height between the first display area and the second display area, particularly on the side not facing the light source unit.

本明細書で紹介するアプローチは、ビームスプリッタと組み合わせて表示ユニットを利用することによって、裸眼立体視ヘッドアップディスプレイで対画像を生成することが可能であるという認識に基づいている。裸眼立体視駆動のための対画像の生成のために、液晶ディスプレイのような表示ユニットのみを利用することによって、ヘッドアップディスプレイの対応する映像装置の製造コストがほぼ半減される。このことによって、映像装置に掛るコストが削減されるだけではなく、追加的な表示ユニットを制御するための追加的な電子回路が無いことによって設置空間も縮小される。というのは、対画像の一方をそれぞれが生成する表示ユニットの2つの部分平面を、非常にコンパクトに配列できるからである。これによりさらに位置偏差が小さくなる。なぜならば、表示ユニットのみ正しく位置合わせすればよいからである。   The approach presented here is based on the recognition that by using a display unit in combination with a beam splitter, a paired image can be generated with an autostereoscopic head-up display. By using only a display unit such as a liquid crystal display for generating an image for autostereoscopic driving, the manufacturing cost of the video device corresponding to the head-up display is almost halved. This not only reduces the cost of the video device, but also reduces the installation space due to the lack of additional electronic circuitry for controlling additional display units. This is because the two partial planes of the display unit, each generating one of the paired images, can be arranged very compactly. This further reduces the position deviation. This is because only the display unit needs to be correctly aligned.

例えば、裸眼立体視式の表示を実現するために2つの異なる画像内容を時間的に同時に生成するための表示ユニットとして、1つの液晶ディスプレイが利用されうる。このために、液晶ディスプレイは2つの部分領域に分けられ、その際に、各部分領域は、各目のための画像内容を生成することが可能である。その後に、2つの部分画像は、適切なビームスプリッタによって重ねられる。その際に、ヘッドアップディスプレイは、この種の映像装置構成に対して特別に適合された結像光学系を有しうる。適切なバックライトを備える液晶ディスプレイを1つだけ利用することによって、コンパクトで安価な構成を実現することが可能である。   For example, one liquid crystal display can be used as a display unit for simultaneously generating two different image contents in time to realize autostereoscopic display. For this purpose, the liquid crystal display is divided into two partial areas, each partial area being capable of generating image content for each eye. Thereafter, the two partial images are superimposed by a suitable beam splitter. In doing so, the head-up display may have imaging optics that are specially adapted to this type of imaging device configuration. By using only one liquid crystal display with a suitable backlight, a compact and inexpensive configuration can be realized.

一実施形態によれば、映像ユニットは、第1のライトフィールドを第1の偏光方向へと偏光させるための第1の表示領域に配置された第1の偏光層を有し、追加的または代替的に、第2のライトフィールドを、第1の偏光方向とは異なる第2の偏光方向へと偏光させるための第2の表示領域に配置された第2の偏光層を有する。特に、第1の偏光方向と第2の偏光方向とは、互いにほぼ直交しうる。   According to one embodiment, the video unit has a first polarizing layer arranged in a first display area for polarizing the first light field in a first polarization direction, in addition or alternatively In particular, the second light field has a second polarizing layer disposed in the second display region for polarizing the second light field in a second polarization direction different from the first polarization direction. In particular, the first polarization direction and the second polarization direction can be substantially orthogonal to each other.

第1の偏光層および第2の偏光層とは、第1の表示領域または第2の表示領域にぶつかるライトフィールドを、線形状または円形状に偏光させるよう構成された層として理解されたい。2つの偏光層の所定の偏光方向は、例えば、互いに直交していてもよい。2つの偏光方向のこのような方向付けは、対応する偏光層を利用することによって簡単に、比較的低コストで実現される。   The first polarizing layer and the second polarizing layer are to be understood as layers configured to polarize a light field that hits the first display area or the second display area into a linear or circular shape. The predetermined polarization directions of the two polarizing layers may be orthogonal to each other, for example. Such orientation of the two polarization directions is simply and at a relatively low cost by utilizing the corresponding polarizing layer.

偏光無依存型のビームスプリッタでは、例えば、2つのライトフィールドの偏光方向が異なっている必要がない。実施形態に応じて、偏光が互いに交差している映像ユニット、または、偏光が少なくとも互いにずれている映像ユニットが実現されうる。   In the polarization-independent beam splitter, for example, the polarization directions of the two light fields do not need to be different. Depending on the embodiment, video units whose polarizations cross each other or video units whose polarizations are at least offset from each other can be realized.

さらに、ビームスプリッタが、偏光ビームスプリッタとして、および/または、プリズムとして実現されている場合には有利である。本実施形態によって、2つの光線を非常に効率よく反射または透過させることが可能である。さらにこれにより二重像が低減される。   Furthermore, it is advantageous if the beam splitter is realized as a polarizing beam splitter and / or as a prism. According to this embodiment, it is possible to reflect or transmit two light beams very efficiently. This further reduces the double image.

他の実施形態によれば、ビームスプリッタの主伸長平面は、第1の表示領域および/または第2の表示領域の主伸長平面に対してほぼ直交して方向付けられている。例えば、ビームスプリッタは、プレート形状に構成されて表示ユニットの中央に固定されてもよく、したがってT形状の構成が獲得される。これにより、ビームスプリッタは、第1の表示領域と第2の表示領域との間の光学的な隔壁として機能する。このような構成は、特に、設置場所が節約され、さらに簡単に低コストで実現される。   According to another embodiment, the main extension plane of the beam splitter is oriented substantially perpendicular to the main extension plane of the first display area and / or the second display area. For example, the beam splitter may be configured in a plate shape and fixed in the center of the display unit, thus obtaining a T-shaped configuration. Thereby, the beam splitter functions as an optical partition between the first display area and the second display area. Such a configuration is particularly realized in a simple manner and at a low cost, saving installation space.

さらに、映像ユニットは、光源と表示ユニットとの間の、第1のライトフィールドおよび/または第2のライトフィールドの光路に配置された光学素子であって、第1のライトフィールドおよび/または第2のライトフィールドを偏向させ、および/または、第1のライトフィールドおよび/または第2のライトフィールドを集光するための上記光学素子を有しうる。特に、光学素子は、ヘッドアップディスプレイの観者の第1の目に対応付けられた第1の方向へと、第1のライトフィールドを偏向させ、観者の第2の目に対応付けられた第2の方向へと、第2のライトフィールドを偏向させるよう構成されうる。例えば、光学素子を用いて、いわゆるアイボックス(Eyebox)への光路に2つの光線を導くことが可能であり、すなわち、観者の目がその中に入る領域へと2つの光線を導くことが可能である。本実施形態によって、所与の空間条件および結像条件に応じて2つのライトフィールドが成形されうる。2つのライトフィールドを別々のアイボックスへと分けることによって、立体視機能が実現され、これにより、画像ユニットの表示品質が大幅に改善される。   Further, the video unit is an optical element arranged in the optical path of the first light field and / or the second light field between the light source and the display unit, and the first light field and / or the second light unit. The optical element for deflecting the light field and / or collecting the first light field and / or the second light field. In particular, the optical element deflects the first light field in the first direction associated with the first eye of the viewer of the head-up display and is associated with the second eye of the viewer. It can be configured to deflect the second light field in the second direction. For example, an optical element can be used to direct two rays into the optical path to a so-called eyebox, i.e. directing the two rays into the area into which the viewer's eyes fall. Is possible. According to this embodiment, two light fields can be shaped according to a given spatial condition and imaging condition. By separating the two light fields into separate eyeboxes, a stereoscopic function is realized, which greatly improves the display quality of the image unit.

さらに、光学素子が、少なくとも1つのマイクロレンズアレイを有する場合には有利である。追加的または代替的に、光学素子は、実施形態に応じて、少なくとも1つのレンズ、ミラー、または偏光ビームスプリッタを有しうる。マイクロレンズアレイとは、小型化された形状による複数のレンズ、すなわち、例えば円柱レンズから成る構成として理解されうる。本実施形態によって、たとえ光源が1つしか使用されない際にも、簡単に低コストで提供される手段を利用して、2つのライトフィールドを様々な放射方向に放射することが可能である。   Furthermore, it is advantageous if the optical element has at least one microlens array. Additionally or alternatively, the optical element may have at least one lens, mirror, or polarizing beam splitter, depending on the embodiment. The microlens array can be understood as a configuration including a plurality of lenses having a miniaturized shape, that is, for example, a cylindrical lens. According to this embodiment, even when only one light source is used, it is possible to radiate two light fields in various radiation directions by using means provided simply and at low cost.

その際に、レンズは、フレネルレンズとして実現されてもよい。フレネルレンズとは、輪帯状の領域に分けられた階段状のレンズとして理解されうる。これにより、光線を効率良く表示ユニットへと偏向させることが可能である。   In that case, the lens may be realized as a Fresnel lens. A Fresnel lens can be understood as a step-like lens divided into annular zones. Thereby, it is possible to efficiently deflect the light beam to the display unit.

他の実施形態によれば、映像ユニットは、第1のライトフィールドを偏向させるための、第1のライトフィールドの光路に配置されまたは配置可能な第1のレンズと、第2のライトフィールドを偏向させるための、第2のライトフィールドの光路に配置された第2のレンズと、第1のレンズおよび/または第2のレンズにより偏向させられたライトフィールドを第1の集光方向へと集光するための第1のマイクロレンズアレイと、第1のレンズおよび/または第2のレンズにより偏向させられたライトフィールドを第2の集光方向へと集光するための第2のマイクロレンズアレイとを備えうる。本実施形態によって、2つのライトフィールドの円錐状に広がるビーム(以下、円錐状ビーム)(Abstrahlkegel)の各指向角が、互いに別々に設定されうる。   According to another embodiment, the video unit deflects the second light field with a first lens arranged or positionable in the optical path of the first light field for deflecting the first light field. The second lens arranged in the optical path of the second light field and the light field deflected by the first lens and / or the second lens in the first light collecting direction. And a second microlens array for condensing the light field deflected by the first lens and / or the second lens in the second condensing direction. Can be provided. According to the present embodiment, the directivity angles of the two light fields spreading in a conical shape (hereinafter referred to as a conical beam) can be set separately from each other.

任意に、映像ユニット、追加的または代替的に、光源は、少なくとも1つの軸の周りを回動可能でありうる。これにより、光線は、観者の頭または目の動きに追従することが可能である。   Optionally, the video unit, additionally or alternatively, the light source may be rotatable about at least one axis. Thereby, the light beam can follow the movement of the viewer's head or eyes.

さらに、光源ユニットは、少なくとも1つの光源を有しうる。光源ユニットは、第1の光線により第1の表示領域を背後から照光するよう構成されうる。対応して、光源は、第2の光線により第2の表示領域を背後から照光するよう構成されうる。特に、光源ユニットは、観者の第1の目に対応付けられた第1の方向へと、第1のライトフィールドを放射するために配置され、光源は、観者の第2の目に対応付けられた第2の方向へと、第2のライトフィールドを放射するために配置されうる。本実施形態によって、2つの表示領域は、互いに依存せずに、背後から照光されうる。   Furthermore, the light source unit may have at least one light source. The light source unit may be configured to illuminate the first display area from behind with the first light beam. Correspondingly, the light source may be configured to illuminate the second display area from behind by the second light beam. In particular, the light source unit is arranged to emit the first light field in a first direction associated with the viewer's first eye, the light source corresponding to the viewer's second eye. It can be arranged to emit a second light field in the attached second direction. According to the present embodiment, the two display areas can be illuminated from behind without depending on each other.

さらに、本明細書に記載されるアプローチによって、先に記載した実施形態の1つに係る映像ユニットを備えたヘッドアップディスプレイが創出される。ヘッドアップディスプレイとは、車両の運転者の視野に情報を投影するための表示システムとして理解されうる。特に、ヘッドアップディスプレイは、三次元の虚像を表示するために適している。   Furthermore, the approach described herein creates a head-up display with a video unit according to one of the previously described embodiments. A head-up display can be understood as a display system for projecting information onto the field of view of the driver of the vehicle. In particular, the head-up display is suitable for displaying a three-dimensional virtual image.

さらに、提案されるアプローチによって、本明細書に記載される実施形態の1つに係る映像ユニットを用いて立体視のための対画像を生成する方法であって、本方法は、以下の工程、すなわち、
第1のライトフィールドにより第1の表示領域を背後から照光することによって、第1の立体視のための画像を生成し、第2のライトフィールドにより第2の表示領域を背後から照光することによって、第2の立体視のための画像を生成するために、表示ユニットおよび/または光源ユニットを制御する工程
を含む、上記方法が創出される。
Further, according to the proposed approach, a method for generating a paired image for stereoscopic viewing using a video unit according to one of the embodiments described herein, comprising the following steps: That is,
By illuminating the first display area from behind with the first light field, an image for the first stereoscopic view is generated, and by illuminating the second display area from behind with the second light field. A method is created that includes controlling the display unit and / or the light source unit to generate an image for a second stereoscopic view.

本方法は、例えば、ソフトウェアもしくはハードウェアにより、または、ソフトウェアとハードウェアとの混合形態により、例えば制御装置で実施されうる。   The method can be implemented, for example, in a controller, for example by software or hardware, or by a mixed form of software and hardware.

さらに、本明細書で提案されるアプローチによって、本明細書で提案される方法の変形例の工程を対応する装置で実行し、制御し、または実現するよう構成された制御装置が創出される。制御装置の形態による本方法の本変形例によって、本発明の根底にある課題が、迅速かつ効果的に解決される。   Furthermore, the approach proposed herein creates a controller configured to perform, control, or implement the steps of the method variations proposed herein with corresponding devices. This variant of the method in the form of a control device solves the problem underlying the present invention quickly and effectively.

本明細書では制御装置とは、センサ信号を処理し、センサ信号に従って制御信号および/またはデータ信号を出力する電気的装置として理解されうる。制御装置は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアに基づき構成可能なインタフェースを有しうる。ハードウェアに基づく構成の場合、インタフェースは、例えば、制御装置の様々な機能を含むいわゆるシステムASICの構成要素でありうる。しかしながら、インタフェースは固有の集積回路であってもよく、または、少なくとも部分的に別々の構成要素で構成されてもよい。ソフトウェアに基づく構成の場合、インタフェースは、例えばマイクロコントローラ上に他のソフトウェアモジュールと共に存在するソフトウェアモジュールでありうる。   As used herein, a control device can be understood as an electrical device that processes sensor signals and outputs control signals and / or data signals in accordance with the sensor signals. The control device may have a configurable interface based on hardware and / or software. In the case of a hardware-based configuration, the interface can be a component of a so-called system ASIC that includes various functions of the control device, for example. However, the interface may be a unique integrated circuit or may be at least partially composed of separate components. In the case of a software-based configuration, the interface can be a software module that resides with other software modules on the microcontroller, for example.

半導体メモリ、ハードディスク、または光メモリのような機械読み取り可能な担体または記憶媒体に格納可能であり、かつ、特にプログラム製品またはプログラムがコンピュータまたは装置で実行される場合に先に記載した実施形態の1つに記載された方法の工程を実行、実現、および/または制御するために利用される、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品またはコンピュータプログラムも有利である。   One of the embodiments described above, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium, such as a semiconductor memory, hard disk, or optical memory, and especially when the program product or program is executed on a computer or apparatus Also advantageous are computer program products or computer programs having program code which are used to execute, implement and / or control the steps of the method described in.

本発明の実施例が図面に示され、以下の明細書の記載において詳細に解説される。   Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in detail in the description of the following specification.

一実施例に係る映像ユニットの概略図を示す。The schematic of the video unit which concerns on one Example is shown. 一実施例に係る光学素子を備えた映像ユニットの概略図を示す。The schematic diagram of the image unit provided with the optical element concerning one example is shown. 一実施例に係る光学素子を備えた映像ユニットの概略図を示す。The schematic diagram of the image unit provided with the optical element concerning one example is shown. 一実施例に係る光学素子を備えた映像ユニットの概略図を示す。The schematic diagram of the image unit provided with the optical element concerning one example is shown. 一実施例に係る光学素子を備えた映像ユニットの概略図を示す。The schematic diagram of the image unit provided with the optical element concerning one example is shown. 一実施例に係るヘッドアップディスプレイの概略図を示す。1 shows a schematic diagram of a head-up display according to one embodiment. FIG. 一実施例に係る表示ユニットの背後での光出力を示すグラスを示す。Fig. 5 shows a glass showing the light output behind a display unit according to one embodiment. 一実施例に係るヘッドアップディスプレイの概略図を示す。1 shows a schematic diagram of a head-up display according to one embodiment. FIG. 一実施例に係るヘッドアップディスプレイの概略図を示す。1 shows a schematic diagram of a head-up display according to one embodiment. FIG. 一実施例に係る光学素子を備えた映像ユニットの概略図を示す。The schematic diagram of the image unit provided with the optical element concerning one example is shown. 一実施例に係る回転可能な映像ユニットを備えるヘッドアップディスプレイの概略図を示す。1 shows a schematic diagram of a head-up display with a rotatable video unit according to one embodiment. FIG. 一実施例に係る光学素子を備えた映像ユニットの概略図を示す。The schematic diagram of the image unit provided with the optical element concerning one example is shown. 一実施例に係る方法のフロー図を示す。Fig. 2 shows a flow diagram of a method according to an embodiment.

本発明の有利な実施例についての以下の記載では、様々な図に示された、似たように作用する構成要素のために、同一または類似した符号を利用し、当該構成要素についての重複説明は行わない。   In the following description of an advantageous embodiment of the present invention, the same or similar reference numerals are used for components that act in a similar manner as shown in the various figures, and a redundant description of the components is provided. Do not do.

図1は、一実施例に係る映像ユニット100の概略図を示す。映像ユニット104は、第1の表示領域102と、第2の表示領域104とに分けられた表示ユニット106、すなわち、例えば、LCDディスプレイを有する。図1では、第2の表示領域104は、例えば、第1の表示領域102の下方に存在する。(ここでは光源108の形態による)光源ユニットは、第1のライトフィールド110により第1の表示領域102を背後から照光し、第2のライトフィールド112により第2の表示領域104を背後から照光するよう構成されている。2つのライトフィールド110、112が、表示ユニット106の、光源108の方を向かない側から、それぞれ他の偏光方向に抜けている。   FIG. 1 is a schematic diagram of a video unit 100 according to an embodiment. The video unit 104 includes a display unit 106 divided into a first display area 102 and a second display area 104, that is, an LCD display, for example. In FIG. 1, the second display area 104 exists below the first display area 102, for example. The light source unit (here, in the form of the light source 108) illuminates the first display area 102 from behind by the first light field 110 and illuminates the second display area 104 from behind by the second light field 112. It is configured as follows. Two light fields 110, 112 are missing in the other polarization directions from the side of the display unit 106 not facing the light source 108.

上記の効果を実現するために、第1の表示領域102は第1の偏光層114を有し、かつ、第2の表示領域104は第2の偏光層116を有し、その際に、第1の偏光層114は、第1のライトフィールド110を第1の偏光方向に偏光させるよう構成され、第2の偏光層116は、第2のライトフィールド112を第2の偏光方向に偏光させるよう構成される。本実施例によれば、2つの偏光層114、116は、対応する偏光方向が互いに直交するように設計される。   In order to realize the above-described effect, the first display region 102 includes the first polarizing layer 114, and the second display region 104 includes the second polarizing layer 116. The first polarizing layer 114 is configured to polarize the first light field 110 in the first polarization direction, and the second polarizing layer 116 is configured to polarize the second light field 112 in the second polarization direction. Composed. According to this embodiment, the two polarizing layers 114 and 116 are designed such that the corresponding polarization directions are orthogonal to each other.

さらに、映像ユニット100は、ビームスプリッタ118、すなわち、ここではプレート形状の偏光ビームスプリッタを有し、この偏光ビームスプリッタは、第1の表示領域102から抜けた第1のライトフィールド110を、当該ビームスプリッタ118の第2の表示領域104の方を向かない側へと反射させるために役立つ。図1では、第1のライトフィールド110は、例えば、ビームスプリッタ118に対して45度の入射角および出射角を有する。さらに、ビームスプリッタ118は、第2の表示領域104から抜けた第2のライトフィールド112を、当該ビームスプリッタ118の、第2の表示領域104の方を向かない側へと透過させるために役立ち、その際に、第2のライトフィールド112の出射角も同様に、ビームスプリッタ118に対して45度である。図1では、2つのライトフィールド110、112は、ビームスプリッタ118によって、それぞれのアイボックス(Eyebox)形成のために各方向に導かれている。   Further, the video unit 100 has a beam splitter 118, that is, a plate-shaped polarizing beam splitter in this case, and this polarizing beam splitter passes the first light field 110 that has escaped from the first display region 102 to the beam. It serves to reflect the splitter 118 towards the side not facing the second display area 104. In FIG. 1, the first light field 110 has, for example, an incident angle and an output angle of 45 degrees with respect to the beam splitter 118. Further, the beam splitter 118 serves to transmit the second light field 112 that has escaped from the second display area 104 to the side of the beam splitter 118 that does not face the second display area 104; At that time, the emission angle of the second light field 112 is also 45 degrees with respect to the beam splitter 118. In FIG. 1, two light fields 110 and 112 are guided in each direction by a beam splitter 118 to form a respective eyebox.

図1で示される実施例によれば、ビームスプリッタ118は、表示ユニット106の、2つの表示領域102、104が互いに隣接する場所に固定されている。図1では、この場所は、例えば、表示ユニット106の中央に相当する。ここでは、ビームスプリッタ118は、表示ユニット106に対して90度の角度を有し、したがってT形状の配置が獲得される。   According to the embodiment shown in FIG. 1, the beam splitter 118 is fixed at a location where the two display areas 102 and 104 of the display unit 106 are adjacent to each other. In FIG. 1, this place corresponds to the center of the display unit 106, for example. Here, the beam splitter 118 has an angle of 90 degrees with respect to the display unit 106, so that a T-shaped arrangement is obtained.

制御装置120は、2つのライトフィールド110、112および表示ユニット106を制御するための制御信号を準備して、光源108および表示ユニット106へと出力するよう構成される。光源108は、制御信号122を利用して、2つのライトフィールド110、112を放射するよう構成される。2つのライトフィールド110、112は、2つの表示領域102、104の背後から照光するために役立ち、2つの表示領域102、104は、各表示領域を通る各ライトフィールドにより背後から照光された際に立体画像の対画像を生成するように、制御信号122によって制御される。一実施例によれば、制御装置120は、少なくとも1つの可動軸への追従のためおよび輝度制御のために光源108を制御するよう構成され、その際に、表示ユニット106への制御における制御装置120の実質的な機能は、対画像を生成することにある。   The control device 120 is configured to prepare control signals for controlling the two light fields 110 and 112 and the display unit 106 and to output them to the light source 108 and the display unit 106. The light source 108 is configured to emit two light fields 110, 112 utilizing the control signal 122. The two light fields 110, 112 serve to illuminate from behind the two display areas 102, 104 when the two display areas 102, 104 are illuminated from behind by each light field passing through each display area. Control is performed by the control signal 122 so as to generate a paired image of the stereoscopic image. According to one embodiment, the control device 120 is configured to control the light source 108 for tracking at least one movable axis and for brightness control, in which case the control device in controlling the display unit 106. The substantial function of 120 is to generate a counter image.

一実施例によれば、例えば液晶ディスプレイのような表示ユニット106の、表示領域102、104として機能する2つの領域には、その偏光が互いに直交する2つの偏光層114、116が備えられている。偏光ビームスプリッタの形態によるビームスプリッタ118は、ビームスプリッタ118の第1の表示領域104の方を向く側に、第2の表示領域102により生成された虚像が存在するように、2つの表示領域102、104を重ねる。その際に、2つの表示領域102、104は、光源108によって別々に照光される。   According to one embodiment, two regions functioning as display regions 102 and 104 of a display unit 106 such as a liquid crystal display are provided with two polarizing layers 114 and 116 whose polarizations are orthogonal to each other. . The beam splitter 118 in the form of a polarizing beam splitter has two display areas 102 such that the virtual image generated by the second display area 102 is present on the side of the beam splitter 118 facing the first display area 104. , 104 are stacked. At that time, the two display areas 102 and 104 are separately illuminated by the light source 108.

2つの表示領域102、104がこのように別々に背後から照光された際には、映像ユニット100を有するヘッドアップディスプレイの観者の両目のために別々の画像情報が生成され、ビームスプリッタ119によって重ねられる。その際に、例えば、第1の偏光層114は、直線偏光を45度の角度で透過させるよう構成され、第2の偏光層116は、直線偏光を−45度の角度で透過させるよう構成され、その際に、ビームスプリッタ118は、表示ユニット106の表示面に対して垂直に表示ユニット106に取り付けられている。   When the two display areas 102 and 104 are separately illuminated from behind as described above, separate image information is generated for both eyes of the viewer of the head-up display having the video unit 100, and is generated by the beam splitter 119. Overlaid. At this time, for example, the first polarizing layer 114 is configured to transmit linearly polarized light at an angle of 45 degrees, and the second polarizing layer 116 is configured to transmit linearly polarized light at an angle of −45 degrees. At that time, the beam splitter 118 is attached to the display unit 106 perpendicularly to the display surface of the display unit 106.

図2は、一実施例に係る光学素子200を備えた映像ユニット100の概略図を示している。映像ユニット100は、例えば、先に図1を用いて説明した映像ユニットが関わっている。本実施例によれば、光学素子200は、第1のミラー202と、第2のミラー204と、本例では第1のミラー202と表示ユニット106との間に配置された、偏光依存型ビームスプリッタ206とを備える。ここでは、2つのミラー202、204は、互いに直交している。しかしながら、実施形態に応じて他の構成も可能である。   FIG. 2 is a schematic diagram of the video unit 100 including the optical element 200 according to an embodiment. The video unit 100 is related to, for example, the video unit described above with reference to FIG. According to this embodiment, the optical element 200 includes a first mirror 202, a second mirror 204, and a polarization-dependent beam disposed between the first mirror 202 and the display unit 106 in this example. And a splitter 206. Here, the two mirrors 202 and 204 are orthogonal to each other. However, other configurations are possible depending on the embodiment.

偏光依存型ビームスプリッタ206は、ここでは示されない光源から放射される光を、第1のライトフィールド110と、第2のライトフィールド112とに分ける。ここでは、第1のライトフィールド110は、第1の表示領域102に直接的にぶつかる。第2のライトフィールド112は、2つのミラー202、204を介して第2の表示領域104で反射される。本実施例によれば、2つのミラー202、204は、第2のライトフィールド112が、合計180度偏向されるように、配置されている。これにより、2つの表示領域102、104には、互いに直交する偏光された光線が照光される。このために、バックライトユニットとも呼ばれる光学素子200が、光源から放射された光を、最初に偏光依存型ビームスプリッタ206によって、互いに直交する2つの偏光に分ける。表示ユニット106を透過した際に、2つの光線110、112は、ビームスプリッタ118によって再び重ねられる。   The polarization-dependent beam splitter 206 divides light emitted from a light source not shown here into a first light field 110 and a second light field 112. Here, the first light field 110 directly hits the first display area 102. The second light field 112 is reflected by the second display area 104 via the two mirrors 202 and 204. According to the present embodiment, the two mirrors 202 and 204 are arranged such that the second light field 112 is deflected by a total of 180 degrees. As a result, the two display regions 102 and 104 are illuminated with polarized light beams orthogonal to each other. For this purpose, the optical element 200, also called a backlight unit, first divides the light emitted from the light source into two polarizations orthogonal to each other by the polarization-dependent beam splitter 206. Upon passing through the display unit 106, the two light beams 110 and 112 are again superimposed by the beam splitter 118.

ビームスプリッタ118として偏光依存型ビームスプリッタを利用することの利点は、ビームスプリッタ118が対応して位置決めされており、対応する偏光子が2つの表示領域102、104に備えられており、したがって2つの部分画像の偏光方向が互いに十字に交差する限りにおいて、表示ユニット106から来る光が丸ごと透過または反射させられることにある。   The advantage of using a polarization-dependent beam splitter as the beam splitter 118 is that the beam splitter 118 is correspondingly positioned and a corresponding polarizer is provided in the two display areas 102, 104, so that two As long as the polarization directions of the partial images cross each other in a cross shape, the entire light from the display unit 106 is transmitted or reflected.

車両の窓ガラスは、光線がいわゆるブルースター角の近傍で当たるため、反射した際には通常は強い優先方向がある。したがって、2つの部分画像のために可能な限り同じ強さの反射を実現するために、ここで解説するシステムは、窓ガラスでの+45度および45度の偏光のために設計され、したがって、光損失は、窓ガラスでは発生するが、映像ユニット100の内部では発生しない。すなわち、映像ユニットの内部でより少ない迷光が引き起こされ、これにより、コントラスト特性が改善される。   The window glass of a vehicle usually has a strong priority direction when it is reflected because light rays strike near the so-called Brewster angle. Therefore, in order to achieve the same possible reflection for the two partial images, the system described here is designed for +45 degrees and 45 degrees polarization on the glazing, thus The loss occurs in the window glass, but does not occur in the video unit 100. That is, less stray light is caused inside the video unit, thereby improving the contrast characteristics.

偏光無依存型のビームスプリッタが利用される際にも、システムは同様に、窓ガラスでの光損失を最小に抑えるために設計されうる。この場合、2つの表示領域102、104に同じ偏光層を備えることが可能である。   When a polarization independent beam splitter is utilized, the system can be similarly designed to minimize light loss in the window glass. In this case, the two display areas 102 and 104 can be provided with the same polarizing layer.

2つの部分画像を重ねるためにビームスプリッタを利用することによって、ビームスプリッタ内部での相互反射により、望まれぬ二重像が生じる可能性がある。この二重像は、例えば、背面に反射防止加工が施された適切なビームスプリッタを利用することによって低減することが可能である。代替的に、特に薄型のビームスプリッタを利用することが可能であり、この薄型ビームスプリッタの場合は、二重像が、本来の画像の非常に近くに存在する。2つの画像のずれが、例えば、表示ユニット106での1ピクセルよりも小さい場合には、二重像はもはや独立した画像として知覚されない。この種のビームスプリッタは、例えば、特に薄い金属膜、すなわち例えば厚さ4nmのアルミニウムコーティング、または誘電体膜のコーティングが施されたガラス薄膜を蒸着することによって製造されうる。   By utilizing a beam splitter to superimpose two partial images, undesired double images can occur due to interreflection within the beam splitter. This double image can be reduced, for example, by using a suitable beam splitter with anti-reflection processing on the back. Alternatively, it is possible to use a particularly thin beam splitter, in which case the double image is very close to the original image. If the misalignment between the two images is, for example, less than one pixel at the display unit 106, the double image is no longer perceived as an independent image. This type of beam splitter can be produced, for example, by depositing a particularly thin metal film, i.e. a glass film with a coating of, for example, a 4 nm thick aluminum coating or a dielectric film.

偏光依存型ビームスプリッタを利用することによって、二重像が同様に低減されうる。なぜならば、この種のビームスプリッタは、例えばワイヤグリッド(Wire−Grid)技術の使用により、反射効果または透過効果が非常に高いからである。   By utilizing a polarization dependent beam splitter, double images can be reduced as well. This is because this kind of beam splitter has a very high reflection effect or transmission effect, for example, by using a wire-grid technology.

特別なバックライティングにより生成される、左目および右目のための視野は、運転者の頭の動きに追従するべきであろう。運転者の目の位置を決定するために、例えば、1つ以上のカメラに基づく頭部追跡システム(Head−Tracking−System)を利用することが可能である。   The field of view for the left and right eyes, generated by special backlighting, should follow the driver's head movement. In order to determine the position of the driver's eyes, it is possible to use, for example, a head-tracking system based on one or more cameras.

対応する眼球位置データは映像ユニット100へと転送され、映像ユニット100は、眼球位置に従って全体が回転し、運転者の頭の位置ごとに視野を調整するよう構成されている。映像ユニット100の機械的な追跡の回転角は、たとえば約6度である。代替的に、表示ユニット106での円錐状ビームの角度を変更するために、表示ユニット106の背後に存在する光源の追跡も構想されうる。   Corresponding eyeball position data is transferred to the video unit 100, and the video unit 100 is configured to rotate as a whole according to the eyeball position and adjust the field of view for each position of the driver's head. The rotation angle of the mechanical tracking of the video unit 100 is, for example, about 6 degrees. Alternatively, tracking of the light source present behind the display unit 106 may also be envisaged to change the angle of the conical beam at the display unit 106.

図3は、一実施例に係る光学素子200を備えた映像ユニット100の概略図を示す。図2とは異なって、図3に示される光学素子200は、フレネルレンズの形態によるレンズ300と、レンズ300と表示ユニット106との間に配置されたマイクロレンズアレイ302とを備える。   FIG. 3 is a schematic diagram of the video unit 100 including the optical element 200 according to an embodiment. Unlike FIG. 2, the optical element 200 shown in FIG. 3 includes a lens 300 in the form of a Fresnel lens, and a microlens array 302 disposed between the lens 300 and the display unit 106.

ここでは、表示ユニット106での、特定方向への特定幅を有する定められた円錐状ビームの形成のための、表示ユニット106への可能なバックライティングが示されている。円錐状ビームは、例えば、狭い立体角で放射される散乱面に基づいて生成される。散乱面の代わりに、このようなバックライティング構想が、表示ユニット106の背後のマイクロレンズアレイ302によって実現されうる。円錐状ビームの中心放射線の方向を決定するために、フレネルレンズ300によって、光源108から照射された光が偏向される。レンズ300の後段に接続されたマイクロレンズアレイ302が、表示ユニット106の平面上に集光する。マイクロレンズの開口部の大きさおよび焦点距離に従って、表示ユニット106を照射する定められた幅のこのような円錐状ビームが生成される。   Here, possible backlighting to the display unit 106 for the formation of a defined conical beam with a specific width in a specific direction on the display unit 106 is shown. A conical beam is generated, for example, based on a scattering surface that is emitted with a narrow solid angle. Instead of a scattering surface, such a backlighting concept can be realized by the microlens array 302 behind the display unit 106. In order to determine the direction of the central radiation of the conical beam, the light emitted from the light source 108 is deflected by the Fresnel lens 300. The microlens array 302 connected to the rear stage of the lens 300 collects light on the plane of the display unit 106. According to the size of the opening of the microlens and the focal length, such a conical beam with a defined width that illuminates the display unit 106 is generated.

実施形態に従って、表示ユニット106の2つの部分は、裸眼立体視ヘッドアプディスプレイの立体視駆動(Stereobetrieb)のために必要な表示ユニット106での指向性を生成する固有のバックライトを有してもよい。   According to an embodiment, the two parts of the display unit 106 may also have a unique backlight that generates the directivity on the display unit 106 that is necessary for stereo vision driving of the autostereoscopic head up display. Good.

図4は、一実施例に係る光学素子200を備えた映像ユニット100の概略図を示している。図3で示した表示ユニットとは異なって、図4に係る映像ユニット100は、表示ユニット106の第1の表示領域102に配置された第1のレンズ400と、表示ユニット106の第2の表示領域104に配置された第2のレンズ402とを有し、その際に、第1のレンズ400は、第1の表示領域102への第1のライトフィールド110を偏向させ、第2のレンズ402は、第2の表示領域104への第2のライトフィールド112を偏向させるよう構成される。例えば、表示ユニット106と、2つのレンズ400、402とは、マイクロレンズアレイ302と共に、積層構造体(Lageverbund)を成し、その際に、マイクロレンズアレイ302は、2つの光線110、112を収束させるための、表示ユニット106と2つのレンズ400、402との間に存在する層である。   FIG. 4 is a schematic diagram of the video unit 100 including the optical element 200 according to one embodiment. Unlike the display unit shown in FIG. 3, the video unit 100 according to FIG. 4 includes a first lens 400 arranged in the first display region 102 of the display unit 106 and a second display of the display unit 106. And the second lens 402 disposed in the region 104, in which case the first lens 400 deflects the first light field 110 to the first display region 102 and the second lens 402. Is configured to deflect the second light field 112 to the second display area 104. For example, the display unit 106 and the two lenses 400 and 402 form a stacked structure together with the microlens array 302, and the microlens array 302 converges the two light beams 110 and 112. For this purpose, it is a layer that exists between the display unit 106 and the two lenses 400 and 402.

図3とのさらなる相違点は、映像ユニット100が、光源108に加えて、第2のライトフィールド112を放射するよう構成されたさらなる別の光源404を有することである。2つの光源108、404は、異なる方向に向けられている。厳密に言えば、光源108は、第1のライトフィールド110を、アルファベットRで示される観者の右目への光路に導くために配置されている。第2の光源404は、第2のライトフィールド112がアルファベットLで示される観者の左目への光路に導かれるように、方向付けられている。このことは、第1のレンズ400と光源108との間の第1の光線110の光路に配置された第1の補助レンズ406と、第2のレンズ402とさらなる別の光源404との間の第2の光線112の光路に配置された第2の補助レンズ408とを用いて行われる。   A further difference from FIG. 3 is that the video unit 100 has in addition to the light source 108 a further further light source 404 configured to emit the second light field 112. The two light sources 108, 404 are oriented in different directions. Strictly speaking, the light source 108 is arranged to guide the first light field 110 to the optical path to the viewer's right eye, indicated by the alphabet R. The second light source 404 is oriented so that the second light field 112 is directed into the light path to the viewer's left eye, indicated by the alphabet L. This is because the first auxiliary lens 406 disposed in the optical path of the first light beam 110 between the first lens 400 and the light source 108, and between the second lens 402 and the further another light source 404. This is performed using a second auxiliary lens 408 disposed in the optical path of the second light beam 112.

図4には、2つの部分画像を重ねるための基本原則、すなわち、2つの部分画像を左の部分画像Lと右の部分画像Rとに分けるための基本原則が示されている。その際に、2つの部分画像L、Rは、僅かに異なる方向に、すなわち例えば5度〜10度異なる方向に放射されている。これにより、2つのライトフィールド110、112は、左目と右目とのための2つの視野(英語ではアイボックス(eyebox))に達する。上記の異なる放射方向は、例えばLEDとして実現された2つの光源108、404の形態によるバックライト要素の対応する位置決めによって、実現される。実施形態に応じて、2つの部分画像L、Rが後続の光学素子に依存して垂直方向または水平方向において異なっているように、2つの部分画像L、Rの分割が行われうる。   FIG. 4 shows a basic principle for superimposing two partial images, that is, a basic principle for dividing the two partial images into a left partial image L and a right partial image R. At that time, the two partial images L and R are emitted in slightly different directions, that is, for example, in directions different by 5 degrees to 10 degrees, for example. This causes the two light fields 110, 112 to reach two fields of view for the left and right eyes (eyebox in English). The different radiation directions are realized by corresponding positioning of the backlight elements in the form of two light sources 108, 404, for example realized as LEDs. Depending on the embodiment, the division of the two partial images L, R can be performed such that the two partial images L, R differ in the vertical or horizontal direction depending on the subsequent optical elements.

図5は、一実施例に係る光学素子200を備えた映像ユニット100の概略図を示している。映像ユニット100は、図4を用いて説明した映像ユニットとほぼ対応しているが、図5に係るビームスプリッタ118がプリズムとして実現されている点で異なっている。図5に斜線で示したプリズムの形態によるビームスプリッタ118によって、2つの表示部分面102、104は、二重像の形成が効果的に防止されるように、重ねられうる。ガラス体の形態によるこのようなビームスプリッタプリズムは、例えば光学的に、表示ユニット106としてのLCDモジュールに結合されうる。その際に、2つのライトフィールド110、112それぞれがビームスプリッタ118から抜けるガラス面は、各放射方向に対して調整されうる。   FIG. 5 shows a schematic diagram of a video unit 100 including an optical element 200 according to an embodiment. The video unit 100 substantially corresponds to the video unit described with reference to FIG. 4, but differs in that the beam splitter 118 according to FIG. 5 is realized as a prism. By means of a beam splitter 118 in the form of a prism shown in diagonal lines in FIG. 5, the two display partial surfaces 102, 104 can be superimposed so that the formation of a double image is effectively prevented. Such a beam splitter prism in the form of a glass body can be optically coupled to an LCD module as the display unit 106, for example. In doing so, the glass surface through which each of the two light fields 110, 112 exits the beam splitter 118 can be adjusted for each radiation direction.

図6は、一実施例に係るヘッドアップディスプレイ600の概略図を示している。側面図および斜視図に示されたヘッドアップディスプレイ600は、例えば、先に図1〜図5を用いて説明してきた映像ユニット100と、2つの表示ミラーから成る結像光学系であって、映像ユニット100によって放射された光線をフロントガラス604を介して運転者の視野606へと導くよう構成された上記結像光学系とを備える。斜視図では、運転者の左目および右目のための2つの部分画像が見て取れ、ここでは、表示ユニット106の上方の部分が左目のために寄与し、表示ユニット106の下方の部分が右目のために寄与する。   FIG. 6 shows a schematic diagram of a head-up display 600 according to an embodiment. The head-up display 600 shown in the side view and the perspective view is an imaging optical system including, for example, the video unit 100 described above with reference to FIGS. 1 to 5 and two display mirrors. And the imaging optical system configured to guide the light beam emitted by the unit 100 to the driver's visual field 606 through the windshield 604. In the perspective view, two partial images for the driver's left eye and right eye can be seen, where the upper part of the display unit 106 contributes for the left eye and the lower part of the display unit 106 for the right eye. Contribute.

ヘッドアップディスプレイ600は、例えば、表示ユニット106としてのLCDディスプレイを備えた、裸眼立体視(autostereoskopisch)ヘッドアップディスプレイとして実現される。ビームスプリッタ118によって、表示ユニット106の2つの部分の光線が重ねられる。   The head-up display 600 is realized as an autostereoscopic head-up display including an LCD display as the display unit 106, for example. The beam splitter 118 superimposes the light beams of the two parts of the display unit 106.

一実施例によれば、光線は、ビームスプリッタ118で重ねられた後で、実施形態に応じて1つ以上のミラーを有する結像光学系によって案内され、最後に、窓ガラス604介して観者のところに達する。図6で示されるシステムでは、表示ユニット106は、LEDバックライトの光軸に対して、例えば45度傾けられている。表示ユニット106を斜めに照光することによって、上記光軸の方向へと表示部が発する輝度が下げられる。   According to one embodiment, the light beam is superimposed by a beam splitter 118 and then guided by imaging optics having one or more mirrors, depending on the embodiment, and finally through the window glass 604. To reach. In the system shown in FIG. 6, the display unit 106 is inclined, for example, 45 degrees with respect to the optical axis of the LED backlight. By illuminating the display unit 106 obliquely, the luminance emitted by the display unit in the direction of the optical axis is lowered.

図7は、一実施例に係る表示ユニットの背後の光出力を表すグラスを示している。図7で示すグラフは、例えば、先に図6を用いて説明した表示ユニットに関連している。ここでは、バックライトの光軸に対する表示ユニットの傾斜に従った、LEDコリメートバックライトを有するLCDディスプレイの形態による表示ユニットの、透過された光出力の測定結果が示されている。これにより、正規化された光出力が傾斜角度の関数として示されており、その際に、対応する検出器は、LEDバックライトの光軸と一直線上に存在している。縦軸には光出力がパーセンテージで示され、横軸には傾斜が角度で示されている。傾斜が45度の場合、光軸方向への光出力が、約70パーセントの値に下げられる。これは、例えば、より強いバックライトを利用することによって補正されうる。裸眼立体視ヘッドアップディスプレイでは左目および右目のための視野が比較的小さく設けられるため、構想によっては、状況によって、従来のヘッドアップディスプレイに比較してより小さい光束が必要となる。   FIG. 7 shows a glass representing the light output behind the display unit according to one embodiment. The graph shown in FIG. 7 relates to the display unit described above with reference to FIG. 6, for example. Here, the measurement result of the transmitted light output of a display unit in the form of an LCD display with an LED collimated backlight according to the inclination of the display unit relative to the optical axis of the backlight is shown. Thereby, the normalized light output is shown as a function of the tilt angle, in which case the corresponding detector is in line with the optical axis of the LED backlight. The vertical axis shows the light output as a percentage, and the horizontal axis shows the slope as an angle. When the inclination is 45 degrees, the light output in the optical axis direction is lowered to a value of about 70 percent. This can be corrected, for example, by using a stronger backlight. Since the autostereoscopic head-up display has a relatively small field of view for the left eye and the right eye, depending on the situation, a smaller luminous flux is required as compared with a conventional head-up display.

図8は、一実施例に係る図6のヘッドアップディスプレイ600の概略図を示している。図6とは異なって、図8で示すヘッドアップディスプレイ600の結像光学系は、2つの表示ミラーの代わりに3つの表示ミラーを有する。ここでは、ヘッドアップディスプレイ600の側面図(左)と拡大図(右)が示されている。   FIG. 8 shows a schematic diagram of the head-up display 600 of FIG. 6 according to one embodiment. Unlike FIG. 6, the imaging optical system of the head-up display 600 shown in FIG. 8 has three display mirrors instead of two display mirrors. Here, a side view (left) and an enlarged view (right) of the head-up display 600 are shown.

表示ユニット106のLCD半領域の中央での円錐状ビームの主光線の必要な角度は、本実施形態によれば、表示ユニット106の面法線に対して25度である。全体的に見ると、光線は、例えば140mm×50mmで設けられる全アイボックス範囲内の各位置について、および表示ユニット106の全箇所について、47度より小さい角度で放射される。すなわち、バックライトの最も傾いた必要角度は47度である。図6と比較してより小さい放射角度によって、表示システムのコントラスト値および効率が上げられる。中央の表示点での円錐状ビームは、例えば、水平方向に2度、垂直方向に3度の指向角を必要とする。   According to this embodiment, the required angle of the chief ray of the conical beam at the center of the LCD half area of the display unit 106 is 25 degrees with respect to the surface normal of the display unit 106. Overall, light rays are emitted at an angle of less than 47 degrees for each position within the entire eyebox range provided, for example, by 140 mm × 50 mm, and for all points of the display unit 106. That is, the required tilted angle of the backlight is 47 degrees. A smaller radiation angle compared to FIG. 6 increases the contrast value and efficiency of the display system. The conical beam at the central display point requires a directivity angle of 2 degrees in the horizontal direction and 3 degrees in the vertical direction, for example.

図9は、一実施例に係るヘッドアップディスプレイ600の概略図を示している。先に図6および図8を用いて解説したヘッドアップディスプレイとは異なって、図9に係る表示ユニット106の2つの表示領域102、104は、光源108の形態による固有の光ダイオードと、さらなる別の光源404とによって別々に背後から照光されている。   FIG. 9 shows a schematic diagram of a head-up display 600 according to an embodiment. Unlike the head-up display previously described with reference to FIGS. 6 and 8, the two display areas 102, 104 of the display unit 106 according to FIG. The light source 404 is separately illuminated from behind.

さらに、表示ユニット106の直ぐ後ろに、以下で図10を用いて詳細に解説するように、光線成形要素としての追加的なマイクロレンズおよびレンズが存在する。ビームスプリッタ118を介して、表示領域102、104から放射される2つの部分画像が、第1の表示領域102の虚像が第2の表示領域104の場所に存在するように、重ねられる。このようにして重ねられた表示領域102、104は、1つ以上のHUDミラー602を備えるヘッドアップディスプレイミラー光学系と、窓ガラス604とを介して結像される。2つの部分画像の光は、全アイボックス606範囲内にある目に提供される。全アイボックス606の内部では、各部分画像の光線が、運転者の各目がその中に存在するより小さいアイボックスを形成する。2つの表示領域102、104は、ヘッドアップディスプレイ光学系と、窓ガラス604とを介して仮想的に結像される。   In addition, immediately behind the display unit 106, there are additional microlenses and lenses as light shaping elements, as will be described in detail below using FIG. Two partial images radiated from the display areas 102 and 104 via the beam splitter 118 are overlaid so that a virtual image of the first display area 102 exists at the location of the second display area 104. The display areas 102 and 104 overlapped in this way are imaged through a head-up display mirror optical system including one or more HUD mirrors 602 and a window glass 604. The light of the two partial images is provided to the eyes that are within the full eyebox 606 range. Inside the full eyebox 606, the rays of each partial image form a smaller eyebox in which each eye of the driver is present. The two display areas 102 and 104 are virtually imaged through the head-up display optical system and the window glass 604.

仮想スクリーンまでの距離のデータと、視野と、アイボックス全体の大きさとから、本システムのラグランジュ・ヘルムホルツの不変量が計算され、これにより、表示ユニット106での円錐状ビームの予期される円錐幅が決定される。このようにして、円錐状ビームの指向半角は、水平方向に9度、垂直方向に2.9度である。ディスプレイ上で生じる、面法線に対する光線の最大角は、円錐状ビームの指向半角と、光軸に対するディスプレイの傾斜とを利用して計算される。したがって、ラグランツジュ・ヘルムホルツの不変量によれば、垂直方向の最大角は、垂直方向に32.9度、水平方向に9度である。光学的なシミュレーションに従って生じる垂直方向の最大角は、例えば36.9度である。面法線に対する光線の最大角は、シミュレーションによれば、例えば41.6度である。その場合、面法線に対する上記光線の入射角は、水平方向の成分と、垂直方向の成分とを有する。   From the distance data to the virtual screen, the field of view, and the overall size of the eyebox, the invariant of the system's Lagrange-Helmholtz is calculated, thereby the expected cone width of the cone beam at the display unit 106. Is determined. Thus, the pointing half angle of the conical beam is 9 degrees in the horizontal direction and 2.9 degrees in the vertical direction. The maximum angle of the ray relative to the surface normal that occurs on the display is calculated using the half angle of the cone beam and the tilt of the display relative to the optical axis. Thus, according to Lagrantz-Helmholtz invariants, the maximum vertical angle is 32.9 degrees in the vertical direction and 9 degrees in the horizontal direction. The maximum vertical angle generated according to the optical simulation is, for example, 36.9 degrees. According to the simulation, the maximum angle of the ray with respect to the surface normal is 41.6 degrees, for example. In that case, the incident angle of the light ray with respect to the surface normal has a horizontal component and a vertical component.

図10は、一実施例に係る光学素子200を備えた映像ユニット100の概略図を示している。映像ユニット100は、例えば、図9を用いて解説した、拡大図による映像ユニットが関わっている。2つのレンズ400、402の形態による光線成形光学素子が、表示ユニット106の直ぐ後ろに存在することが見て取れる。光は、2つの光源108、402から来て2つのレンズの一方を通り、表示ユニット106での円錐状ビームの中心放射線の正しい放射方向が生成されるように偏向させられる。このために、2つの光源108、404は、2つのレンズ400、402に対して相対的に対応して位置付けられている。表示ユニット106での円錐状ビームを成形するために、本実施例によれば、2つの部分アレイ1000、1002を含むマイクロレンズアレイ302によって集光される。部分アレイ1000、1002は、例えば、第1の部分アレイ1000が水平方向にのみ作用し第2の部分アレイ1002が垂直方向にのみ作用するように、円柱レンズアレイとして実現されている。個々のマイクロレンズの曲率半径によって、表示ユニット106での円錐状ビームの指向角が互いに別々に設定されうる。2つの表示領域102、104での指向性が成形された後で、得られた部分画像がビームスプリッタ118によって重ねられる。   FIG. 10 is a schematic diagram of the video unit 100 including the optical element 200 according to an embodiment. For example, the video unit 100 is related to a video unit based on an enlarged view described with reference to FIG. It can be seen that a light shaping optical element in the form of two lenses 400, 402 exists immediately behind the display unit 106. The light comes from the two light sources 108, 402, passes through one of the two lenses and is deflected so that the correct radiation direction of the central beam of the cone beam at the display unit 106 is generated. For this reason, the two light sources 108 and 404 are positioned relatively corresponding to the two lenses 400 and 402. In order to shape the conical beam at the display unit 106, it is focused by a microlens array 302 including two partial arrays 1000, 1002 according to this embodiment. The partial arrays 1000 and 1002 are realized as cylindrical lens arrays, for example, such that the first partial array 1000 acts only in the horizontal direction and the second partial array 1002 acts only in the vertical direction. Depending on the curvature radius of each microlens, the directivity angles of the conical beams on the display unit 106 can be set separately from each other. After the directivity in the two display areas 102 and 104 is formed, the obtained partial images are superimposed by the beam splitter 118.

図11は、一実施例に係る回転可能な映像ユニット100を備えたヘッドアップディスプレイ600の概略図を示している。ヘッドアップディスプレイ600は、例えば、図10を用いて解説した映像ユニット100を備える。映像ユニット100がその周りを回転可能な回転軸が、点線で示されている。例えば、映像ユニット100一式が、回転軸の周りを回転させられる場合には、全アイボックス606内の各目のためのアイボックスもずれる。これにより、全アイボックス606に入射する光線が、運転者の頭の動きに追従する。   FIG. 11 shows a schematic diagram of a head-up display 600 including a rotatable video unit 100 according to an embodiment. For example, the head-up display 600 includes the video unit 100 described with reference to FIG. A rotation axis around which the video unit 100 can rotate is indicated by a dotted line. For example, when the video unit 100 set is rotated around the rotation axis, the eye box for each eye in the entire eye box 606 is also shifted. Thereby, the light rays incident on all the eye boxes 606 follow the movement of the driver's head.

代替的または追加的に、2つの光源108、404が回転軸の周りを回転可能である。例えば、映像ユニット100一式が一緒に動くことなく、2つの光源108、404を回転させることが可能である。表示ユニット106の後ろの光線成形要素が部分的に一緒に回転するということも構想されうる。   Alternatively or additionally, the two light sources 108, 404 can be rotated about an axis of rotation. For example, the two light sources 108 and 404 can be rotated without the video unit 100 set moving together. It can also be envisaged that the light shaping elements behind the display unit 106 partially rotate together.

図12は、一実施例に係る光学素子200を備えた映像ユニット100の概略図を示している。映像ユニット100は、例えば、図2、図4、および図10を用いて先に解説した実施例の組み合わせに相当し、これによれば、2つの表示領域102、104は、光源108によって一緒に背後から照光される。   FIG. 12 is a schematic diagram of the video unit 100 including the optical element 200 according to an embodiment. The video unit 100 corresponds to, for example, a combination of the embodiments described above with reference to FIGS. 2, 4, and 10. According to this, the two display areas 102 and 104 are joined together by the light source 108. Illuminated from behind.

その際に、2つの表示領域102、104には、例えば、その偏光が互いに直交する偏向層が備えられている。この場合、表示ユニット106上に存在する偏光ビームスプリッタ118が、互いに90度の角度を成す偏光された光で照光される表示領域102、104を重ねる。その際に、光学素子200が、最初に偏光ビームスプリッタ206によって光を、互いに直交する2つの偏光に分ける。表示ユニット106を通過した後で、光は再度ビームスプリッタ119によって重ねられる。その場合に、第2の表示領域104の虚像は、第1の表示領域102に存在する。   At that time, for example, the two display regions 102 and 104 are provided with deflection layers whose polarizations are orthogonal to each other. In this case, a polarizing beam splitter 118 existing on the display unit 106 overlaps the display areas 102 and 104 that are illuminated with polarized light that form an angle of 90 degrees with each other. At that time, the optical element 200 first splits the light into two polarized light beams orthogonal to each other by the polarization beam splitter 206. After passing through the display unit 106, the light is again superimposed by the beam splitter 119. In that case, the virtual image of the second display area 104 exists in the first display area 102.

図12に示される実施例によれば、2つの表示領域102、104は、全く同一の光源108の光を利用する。このために、光は、最初に偏光依存型ビームスプリッタ206によって、互いに直交する2つの偏光方向に分けられ、その際に、1の偏光方向の光が、第1の表示領域102を後方から照光する。1の偏光方向の光に対して直交して偏光させられた、ビームスプリッタ206によって方向を変えられた光が、ここでは対向して配置している2つのミラー光学系202、204を介して、第2の表示領域104へと偏向させられる。偏光層はそれぞれ、互いに直交して偏光させられた光を透過させ、これにより、同様に互いに直交して偏光させられた光が、2つの表示領域102、104から抜ける。直交する偏光によって、光は、偏光依存型ビームスプリッタ118によって効率良く重ねられる。他の実施例によれば、50:50のビームスプリッタ、または、これとは異なる分岐比のビームスプリッタが、ビームスプリッタ118として使用されうる。   According to the embodiment shown in FIG. 12, the two display areas 102 and 104 use the light of the same light source 108. For this purpose, the light is first divided into two polarization directions orthogonal to each other by the polarization-dependent beam splitter 206. At this time, the light of one polarization direction illuminates the first display area 102 from behind. To do. The light, which is polarized orthogonally to the light of one polarization direction and whose direction is changed by the beam splitter 206, passes through the two mirror optical systems 202 and 204 arranged opposite to each other here. It is deflected to the second display area 104. Each of the polarizing layers transmits light polarized orthogonally to each other, so that the light polarized similarly orthogonally to each other passes through the two display regions 102 and 104. Due to the orthogonal polarization, the light is efficiently superimposed by the polarization dependent beam splitter 118. According to other embodiments, a 50:50 beam splitter or a beam splitter with a different branching ratio may be used as the beam splitter 118.

図13は、一実施例に係る映像ユニットを用いて光学的な対画像を生成する方法1300のフロー図を示している。方法1300は、例えば、先に図1〜図12を用いて解説した映像ユニットと関連して実行されうる。本方法は、工程1310を含み、工程1310では、第1のライトフィールドにより第1の表示領域を背後から照光することによって第1の立体視のための画像が生成され、第2のライトフィールドにより第2の表示領域を背後から照光することによって第2の立体視のための画像が生成されるように、表示ユニット、または、映像ユニットの1つ以上の光源が制御される。   FIG. 13 shows a flow diagram of a method 1300 for generating an optical counter image using a video unit according to one embodiment. The method 1300 may be performed, for example, in connection with the video unit described above with reference to FIGS. The method includes step 1310, where an image for a first stereoscopic view is generated by illuminating the first display area from behind by the first light field, and by the second light field. One or more light sources of the display unit or the video unit are controlled such that an image for the second stereoscopic view is generated by illuminating the second display area from behind.

その際に、光源、すなわち例えば光ダイオードは、実質的にバックライティングに役立つ。画像内容は、最初に、表示ユニットによって印加される。光源は、調光および追従に関して制御される。実質的に、画像内容の制御は、ほぼ表示ユニットを介する。   In doing so, the light source, for example a photodiode, substantially serves for backlighting. The image content is first applied by the display unit. The light source is controlled for dimming and tracking. In effect, the control of the image content is almost via the display unit.

実施例が、第1の特徴と第2の特徴の間に「および/または」(und/oder)結合を含む場合は、一の実施形態に係る実施例が第1の特徴および第2の特徴を有し、他の実施形態に係る実施例が第1の特徴のみまたは第2の特徴のみを有すると理解されたい。
Where an example includes an “and / or” connection between a first feature and a second feature, the example according to one embodiment includes the first feature and the second feature. It should be understood that examples according to other embodiments have only the first feature or only the second feature.

一実施例によれば、例えば液晶ディスプレイのような表示ユニット106の、表示領域102、104として機能する2つの領域には、その偏光が互いに直交する2つの偏光層114、116が備えられている。偏光ビームスプリッタの形態によるビームスプリッタ118は、ビームスプリッタ118の第1の表示領域102の方を向く側に、第2の表示領域104により生成された虚像が存在するように、2つの表示領域102、104を重ねる。その際に、2つの表示領域102、104は、光源108によって別々に照光される。 According to one embodiment, two regions functioning as display regions 102 and 104 of a display unit 106 such as a liquid crystal display are provided with two polarizing layers 114 and 116 whose polarizations are orthogonal to each other. . Beam splitter 118 in the form of a polarizing beam splitter, on the side facing the first display region 102 of the beam splitter 118, as a virtual image generated by the second display area 104 is present, two display areas 102 , 104 are stacked. At that time, the two display areas 102 and 104 are separately illuminated by the light source 108.

仮想スクリーンまでの距離のデータと、視野と、アイボックス全体の大きさとから、本システムのラグランジュ・ヘルムホルツの不変量が計算され、これにより、表示ユニット106での円錐状ビームの予期される円錐幅が決定される。このようにして、円錐状ビームの指向半角は、水平方向に9度、垂直方向に2.9度である。ディスプレイ上で生じる、面法線に対する光線の最大角は、円錐状ビームの指向半角と、光軸に対するディスプレイの傾斜とを利用して計算される。したがって、ラグランツジュ・ヘルムホルツの不変量によれば、最大角は、垂直方向に32.9度、水平方向に9度である。光学的なシミュレーションに従って生じる垂直方向の最大角は、例えば36.9度である。面法線に対する光線の最大角は、シミュレーションによれば、例えば41.6度である。その場合、面法線に対する上記光線の入射角は、水平方向の成分と、垂直方向の成分とを有する。
From the distance data to the virtual screen, the field of view, and the overall size of the eye box, the invariant of the system's Lagrange-Helmholtz is calculated, thereby the expected cone width of the cone beam at the display unit 106. Is determined. Thus, the pointing half angle of the conical beam is 9 degrees in the horizontal direction and 2.9 degrees in the vertical direction. The maximum angle of the ray relative to the surface normal that occurs on the display is calculated using the half angle of the cone beam and the tilt of the display relative to the optical axis. Therefore, according to the invariant raglan Tsuju Helmholtz, the uppermost large angle, 32.9 ° in the vertical direction, is 9 degrees in the horizontal direction. The maximum vertical angle generated according to the optical simulation is, for example, 36.9 degrees. According to the simulation, the maximum angle of the ray with respect to the surface normal is 41.6 degrees, for example. In that case, the incident angle of the light ray with respect to the surface normal has a horizontal component and a vertical component.

Claims (15)

ヘッドアップディスプレイ(600)のための映像ユニット(100)であって、前記映像ユニット(100)は、以下の特徴を備え、すなわち、
第1の表示領域(102)と、前記第1の表示領域(102)の外に配置される第2の表示領域(104)とを有する表示ユニット(106)と、
第1のライトフィールド(110)により前記第1の表示領域(102)を背後から照光し、第2のライトフィールド(112)により前記第2の表示領域(104)を背後から照光するための少なくとも1つの光源ユニット(108、404)と、
前記表示ユニット(106)の、前記少なくとも1つの光源ユニット(108、404)と対向する側に配置されたビームスプリッタ(118)であって、前記第1のライトフィールド(110)を偏向させ、前記第2のライトフィールド(112)を透過させるよう構成された前記ビームスプリッタ(118)と、
を有する、映像ユニット(100)。
A video unit (100) for a head-up display (600), the video unit (100) comprising the following features:
A display unit (106) having a first display area (102) and a second display area (104) disposed outside the first display area (102);
At least for illuminating the first display area (102) from behind by a first light field (110) and illuminating the second display area (104) from behind by a second light field (112). One light source unit (108, 404);
A beam splitter (118) disposed on a side of the display unit (106) facing the at least one light source unit (108, 404), deflecting the first light field (110); The beam splitter (118) configured to transmit a second light field (112);
A video unit (100).
前記映像ユニット(100)は、前記第1のライトフィールド(110)を第1の偏光方向へと偏光させるための前記第1の表示領域(102)に配置された第1の偏光層(114)、および/または、前記第2のライトフィールド(112)を、前記第1の偏光方向とは異なる第2の偏光方向へと偏光させるための前記第2の表示領域(104)に配置された第2の偏光層(116)を備え、特に、前記第1の偏光方向と前記第2の偏光方向とは、互いにほぼ直交していることを特徴とする、請求項1に記載の映像ユニット(100)。   The video unit (100) includes a first polarizing layer (114) disposed in the first display region (102) for polarizing the first light field (110) in a first polarization direction. And / or a second light field (112) disposed in the second display region (104) for polarizing the second light field (112) in a second polarization direction different from the first polarization direction. The video unit (100) according to claim 1, characterized in that it comprises two polarizing layers (116), in particular, the first polarization direction and the second polarization direction being substantially orthogonal to each other. ). 前記ビームスプリッタ(118)は、偏光ビームスプリッタとして、および/または、プリズムとして実現されていることを特徴とする、請求項1、または2に記載の映像ユニット(100)。   Video unit (100) according to claim 1 or 2, characterized in that the beam splitter (118) is realized as a polarizing beam splitter and / or as a prism. 前記ビームスプリッタ(118)の主伸長平面は、前記第1の表示領域(102)および/または前記第2の表示領域(104)の主伸長平面に対して、ほぼ直交して方向付けられていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の映像ユニット(100)。   The main extension plane of the beam splitter (118) is oriented substantially perpendicular to the main extension plane of the first display area (102) and / or the second display area (104). Video unit (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that. 前記映像ユニット(100)は、前記光源(108)と前記表示ユニット(106)との間の、前記第1のライトフィールド(110)および/または前記第2のライトフィールド(112)の光路に配置された光学素子(200)であって、前記第1のライトフィールド(110)および/または前記第2のライトフィールド(112)を偏向させ、および/または、第1の光線(110)および/または第2の光線(112)を集光するための前記光学素子(200)を備え、特に、前記光学素子(200)は、前記ヘッドアップディスプレイ(600)の観者の第1の目に対応付けられた第1の方向へと、前記第1のライトフィールド(110)を偏向させ、前記観者の第2の目に対応付けられた第2の方向へと、前記第2のライトフィールド(112)を偏向させるよう構成されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の映像ユニット(100)。   The video unit (100) is disposed in the optical path of the first light field (110) and / or the second light field (112) between the light source (108) and the display unit (106). Optical element (200) for deflecting the first light field (110) and / or the second light field (112) and / or the first light beam (110) and / or Comprising the optical element (200) for condensing a second light beam (112), in particular the optical element (200) associated with the first eye of the viewer of the head-up display (600); The first light field (110) is deflected in the first direction, and the second light field (110) is moved in the second direction associated with the second eye of the viewer. Rudo (112), characterized in that it is configured so as to deflect the video unit according to any one of claims 1-4 (100). 前記光学素子(200)は、少なくとも1つのマイクロレンズアレイ(302;1000、1002)および/またはレンズ(300;400、402、406、408)および/またはミラー(202、204)および/または偏光ビームスプリッタ(206)を有することを特徴とする、請求項5に記載の映像ユニット(100)。   Said optical element (200) comprises at least one microlens array (302; 1000, 1002) and / or lens (300; 400, 402, 406, 408) and / or mirror (202, 204) and / or polarized beam. Video unit (100) according to claim 5, characterized in that it comprises a splitter (206). 前記レンズ(300)は、フレネルレンズとして実現されていることを特徴とする、請求項6に記載の映像ユニット(100)。   Video unit (100) according to claim 6, characterized in that the lens (300) is realized as a Fresnel lens. 前記映像ユニット(100)は、
前記第1のライトフィールド(110)を偏向させるための、前記第1のライトフィールド(110)の前記光路に配置されまたは配置可能な第1のレンズ(400)と、
前記第2のライトフィールド(112)を偏向させるための、前記第2のライトフィールド(112)の前記光路に配置された第2のレンズ(402)と、
前記第1のレンズ(400)により偏向させられたライトフィールドを第1の集光方向へと集光するための第1のマイクロレンズアレイ(1000)と、
前記第2のレンズ(402)により偏向させられた前記ライトフィールドを第2の集光方向へと集光するための第2のマイクロレンズアレイ(1002)と、
を備えることを特徴とする、請求項5〜7のいずれか1項に記載の映像ユニット(100)。
The video unit (100)
A first lens (400) disposed or positionable in the optical path of the first light field (110) for deflecting the first light field (110);
A second lens (402) disposed in the optical path of the second light field (112) for deflecting the second light field (112);
A first microlens array (1000) for condensing the light field deflected by the first lens (400) in a first condensing direction;
A second microlens array (1002) for condensing the light field deflected by the second lens (402) in a second condensing direction;
The video unit (100) according to any one of claims 5 to 7, characterized by comprising:
前記映像ユニット(100)および/または前記光源ユニット(108、404)は、少なくとも1つの軸の周りを回動可能であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の映像ユニット(100)。   9. The video unit (100) and / or the light source unit (108, 404) can be rotated about at least one axis, according to any one of the preceding claims. Video unit (100). 前記光源ユニット(108、404)は、少なくとも1つの光源(404)を有し、前記光源ユニット(108)は、前記第1のライトフィールド(110)により前記第1の表示領域(102)を背後から照光するよう構成され、
前記光源(404)は、前記第2のライトフィールド(112)により前記第2の表示領域(104)を背後から照光するよう構成され、特に、前記光源ユニット(108)は、前記観者の前記第1の目に対応付けられた前記第1の方向へと前記第1のライトフィールド(110)を放射するために配置され、前記光源(404)は、前記観者の前記第2の目に対応付けられた前記第2の方向へと前記第2のライトフィールド(112)を放射するために配置されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の映像ユニット(100)。
The light source unit (108, 404) has at least one light source (404), and the light source unit (108) is behind the first display area (102) by the first light field (110). Configured to illuminate from
The light source (404) is configured to illuminate the second display area (104) from behind by the second light field (112), in particular, the light source unit (108) Arranged to radiate the first light field (110) in the first direction associated with a first eye, the light source (404) being located in the second eye of the viewer Video unit (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it is arranged to radiate the second light field (112) in the associated second direction. 100).
請求項1〜10のいずれか1項に記載の映像ユニット(100)を備えたヘッドアップディスプレイ(600)。   A head-up display (600) comprising the video unit (100) according to any one of claims 1 to 10. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の映像ユニット(100)を用いて立体視のための対画像を生成する方法(1300)であって、
前記方法(1300)は、以下の工程、すなわち、
第1のライトフィールド(110)により第1の表示領域(102)を背後から照光することによって、第1の立体視のための画像を生成し、第2のライトフィールド(112)により第2の表示領域(104)を背後から照光することによって、第2の立体視のための画像を生成するために、表示ユニット(106)および/または光源ユニット(108、404)を制御する工程(1310)
を含む、方法(1300)。
A method (1300) for generating a counter image for stereoscopic viewing using the video unit (100) according to any one of claims 1 to 10, comprising:
Said method (1300) comprises the following steps:
An image for the first stereoscopic view is generated by illuminating the first display area (102) from behind by the first light field (110), and the second light field (112) Controlling (1310) the display unit (106) and / or the light source unit (108, 404) to generate an image for a second stereoscopic view by illuminating the display area (104) from behind.
A method (1300) comprising:
請求項12に記載の方法(1300)を実行および/または制御するよう構成された制御装置(120)。   A controller (120) configured to perform and / or control a method (1300) according to claim 12. 請求項12に記載の方法(1300)を実行および/または制御するよう構成されたコンピュータプログラム。   A computer program configured to execute and / or control a method (1300) according to claim 12. 請求項14に記載のコンピュータプログラムが格納された機械読み取り可能な記憶媒体。
A machine-readable storage medium storing the computer program according to claim 14.
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