WO2009071140A1 - Display device for motor vehicle - Google Patents

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WO2009071140A1
WO2009071140A1 PCT/EP2008/008313 EP2008008313W WO2009071140A1 WO 2009071140 A1 WO2009071140 A1 WO 2009071140A1 EP 2008008313 W EP2008008313 W EP 2008008313W WO 2009071140 A1 WO2009071140 A1 WO 2009071140A1
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WO
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display screen
display device
display
following
cover plate
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PCT/EP2008/008313
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Ralf Wilfert
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Gm Global Technology Operations, Inc.
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Publication date
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    • B60K35/60—Instruments characterised by their location or relative disposition in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/33—Illumination features
    • B60K2360/334—Projection means

Definitions

  • the invention relates to the field of so-called human-machine interfaces, that is to say communication means between humans and automatic devices, in particular in the automotive industry. More particularly, the invention relates to optical display devices.
  • the displays in particular optical displays, as they are known conventionally in the form of a tachometer or tachometer, also play an important role.
  • Various attempts have been made to make such display devices more efficient, less expensive and more flexible.
  • head-up displays is known from the prior art, in which a visible to an observer virtual image in the windshield is generated. This image can be reflected, for example, on the windshield itself to the driver.
  • fictitious controls are projected onto a surface in the vehicle and can be operated by appropriate positioning, for example the driver's hand.
  • the position of the driver's hand is analyzed with an optical recording system.
  • the present invention is based on the object of the present invention to provide a display device for a motor vehicle, which is as flexible as possible, space-saving and well visible by the driver.
  • the arrangement according to the invention has the advantage that a corresponding projection device can be arranged behind the dashboard, which illuminates a display screen within a space formed between this and a cover plate, which also allows the arrangement of the display screen behind the steering wheel, where he by a farther away Projection system could hardly be illuminated.
  • the display screen can be made of different materials, such as plastic, cardboard or an opalized
  • the correspondingly transmitted information can be displayed at least partially in an area of the dashboard in which an experienced vehicle driver is accustomed to the display, namely, as seen by the driver, in the area behind the steering wheel.
  • the mechanically controlled displays such as
  • Tachometer and tachometer and a clock arranged.
  • the display device is disturbed neither by the standing or a moving steering wheel or in front of this moving driver's hands.
  • a tint may mean a hue or a gray filter or another type of filter that absorbs a significant portion of the light intensity.
  • the display screen extends over the entire area covered by the steering wheel of the dashboard.
  • the display screen has areas that are above the center console.
  • displays for convenience elements of the vehicle are housed such as heating, ventilation, air conditioning, etc., which must be perceived partly not only by the driver, but also by the passenger.
  • these displays can be practical and inexpensive in the display device be integrated, as well as any existing, located in the center console, areas of the display screen.
  • the display screen is designed as a one-piece component.
  • the display screen can also have a surface structure that enables it to diffract light and thus image it, for example in the form of a reflection grating.
  • a one-piece production of the display screen causes in addition to a cost reduction in the production of a simplified installation in the front of the vehicle. Also, the cover can be formed in one piece accordingly.
  • the invention may be advantageously configured by irradiating the various areas of the display screen with a single laser projection device.
  • Corresponding aberrations which are caused by unfavorable angles between the display screen and the main beam direction of the projection device, can be compensated by mathematical consideration and correction.
  • a multi-colored display can be achieved by several colored, parallel laser used.
  • a plurality of laser projection devices can be provided, each projecting separate images onto the display screen.
  • the advertisements can also overlap one another, so that in the case of a failure of one
  • Laser projection device the corresponding displays by the other projection device can be taken over.
  • Laser projection device can advantageously be provided different deflection devices, are irradiated on the different areas of the display screen.
  • the deflection devices are realized by planar or curved, image-correcting or imaging mirrors. This results in the ideal case, a nearly vertical incidence of the rays on the display screen.
  • the display screen can be designed as a diffusing screen, so that corresponding display images or fonts are written on the display screen as a real image plane.
  • virtual images are irradiated through a partially transparent designed display screen so that they are visible from the driver's eye behind the display screen on a background screen.
  • a dark tint of the display screen on the one hand gives a great contrast of the display, on the other hand thereby protecting the viewer's eye from excessive light intensities.
  • Also in front of the display screen may be provided a partially transparent plate on which a partial image can be projected.
  • the display screen can be used by a corresponding grid structure on micro-mechanical level as imaging element.
  • the display screen and / or the background screen may also be at least partially coated with a luminescent substance in order to achieve a steadier projection image. It is also possible to create background images that remain unchanged for a long time by a different projection system than the partial images, which change faster.
  • the invention relates except to a display device of the type described also on a motor vehicle, which is provided with a corresponding display device.
  • Fig. 1 seen the interior of a motor vehicle schematically in the direction of the dashboard;
  • FIG. 2 shows the optical beam path from a laser projection system to a display screen
  • 3 shows the beam path of a plurality of projection devices to the display screen.
  • 4 shows the function of the display screen as a screen
  • Fig. 6 shows a device for controlling the display device.
  • FIG. 1 shows the interior of a motor vehicle with a dashboard 1 and a display device 2, of which a display screen 3 integrated in the dashboard and a cover plate 30 are visible.
  • the corresponding laser projection device belonging to the display device is arranged between the cover plate 30 and the display screen in the area of the dashboard or underneath or adjacent thereto.
  • a steering wheel 4 is shown as well as a first area 5 of the display screen 3, which is behind the steering wheel, seen from the driver, as well as a second area 6 of the display screen, which is located next to the steering wheel in the dashboard, a third area 7, the above the center console and a fourth area 8, which is arranged in the center console.
  • the display screen 3 is basically freely separable with respect to the information to be displayed. In the figure 1, for example, the leftmost tachometer 9, next to a speedometer 10 and a clock 11 is shown, each on the display screen. 3 are projected. If necessary, the arrangement of the individual instruments shown can also be changed, moved or swapped or individual instruments can flash or disappear temporarily. This allows the driver's attention to be specifically directed to specific information.
  • the different areas of the display screen and the cover plate can also be angled or offset in order to make optimum use of the space or to optimize viewing directions.
  • a navigation system is displayed and in the fourth area 8 a font display.
  • the display screen can also be multi-part and cover only a part of the areas shown.
  • FIG. 2 shows the typical beam path from the laser projection device 12 to the display screen 3.
  • the display screen 3 is viewed through the cover plate 30 in this example. Depending on the distance of these two elements, distortions may occur, which must be taken into account in the projection.
  • FIG. 4 shows the function of the display screen 3 as a diffusing screen or diffusing screen in that the beams coming from the laser projection system 12 are scattered forward and / or backward starting from the material of the display screen.
  • the image plane in this case lies in the display screen 3, the image appears to the driver when viewed as being positioned there when looking through the cover plate 30.
  • the display screen 3 for example, consist of a milky / opalescent plastic or glass.
  • a dark shade of the cover plate 30 may also be beneficial to avoid glare. It is also possible for at least part of the light to fall through the display screen 3 onto a background screen 31 and produce an image there in a further depth plane. It can certainly be one or more laser projection devices different images are generated in different image planes.
  • FIG. 5 shows the effect of the display screen 3 as an imaging optical element, which may be formed, for example, by introducing a corresponding diffraction grating.
  • the image plane can be placed in front of or behind it, so that the eye of the observer 18 perceives a virtual image at a certain distance.
  • FIG. 6 shows an inventive device
  • Display device with a control device 19 which receives measured values from sensors 20, 21, 22, 23 which are to lead to specific displays of the display device.
  • Other sensors 24, 25 are provided which provide readings or other parameters that determine which of those detected by the other sensors Sizes are actually showing priority at the moment.
  • Corresponding priorities are stored according to characteristic curves in the control device 19, so that it is decided on the basis of the situation which instrument is currently being displayed on the display screen or, for example, blinking.
  • the control device 19 controls the laser projection device 12, which displays images corresponding to the mirrors 15, 16 on the display screen.
  • the display screen can be completely or partially colored or coated with phosphorescent or fluorescent substances, which can also achieve afterglow effects or a stabilization of an image part. It is possible to use tunable lasers or else several differently colored lasers to generate polychromatic images.
  • the invention makes it possible to operate an extremely flexible and comfortable display device in a motor vehicle without having to keep beam paths outside the dashboard free for this purpose.
  • areas behind the steering wheel can also be used as display areas. By illuminating the display screen from the viewing side, a particularly large contrast can be achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

The invention relates to a display device (2) for a motor vehicle comprising a dashboard (1), having a laser projection device (12, 13, 14) that radiates light onto a display screen (3). The object of using the surfaces of the dashboard particularly well for a convenient display device is achieved in that, as viewed from the driver, in front of the display screen (3) a transparent cover plate is provided and the beam path of the laser projection device runs exclusively between the display screen and the cover plate.

Description

Anzeigeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug Display device for a motor vehicle
B e s c h r e i b u n g Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der sogenannten Human-Machine-Interfaces, dass heißt auf Kommunikationsmittel zwischen Menschen und automatischen Einrichtungen, insbesondere in der Automobiltechnik. Genauer bezieht sich die Erfindung auf optische Anzeigeeinrichtungen.The invention relates to the field of so-called human-machine interfaces, that is to say communication means between humans and automatic devices, in particular in the automotive industry. More particularly, the invention relates to optical display devices.
Die Anforderungen an die technischen Einrichtungen von Kraftfahrzeugen sowie an die Fähigkeiten von Fahrern, diese zu beherrschen, nehmen im Straßenverkehr aufgrund höherer Geschwindigkeiten und komplexererThe demands on the technical equipment of motor vehicles as well as on the abilities of drivers to control them are increasing in traffic due to higher speeds and more complex ones
Verkehrssituationen ständig zu. Um den Führer eines Kraftfahrzeugs bei der Handhabung zu unterstützen und den Betrieb des Fahrzeugs sicherer und effizienter zu machen, ist eine Vielzahl von Assistenzsystemen bekannt, die zumindest Informationen für den Fahrer aufbereiten, die den Zustand des Fahrzeugs oder die Fahrsituation betreffen und die teilweise auch Vorentscheidungen über das Verhalten des Fahrers treffen beziehungsweise die Steuerung des Fahrzeugs erleichtern.Traffic situations constantly too. In order to assist the driver of a motor vehicle in handling and to make the operation of the vehicle safer and more efficient, a large number of assistance systems are known, which at least prepare information for the driver concerning the condition of the vehicle or the driving situation and which also partly make preliminary decisions on the behavior of the driver meet or facilitate the control of the vehicle.
Eine wichtige Rolle spielen hierbei auch die Anzeigen, insbesondere optische Anzeigen, wie sie klassisch in Form eines Tachometers oder eines Drehzahlmessers bekannt sind. Es sind verschiedene Versuche gemacht worden, entsprechende Anzeigeeinrichtungen effizienter, kostengünstiger und flexibler zu gestalten. So ist aus dem Stand der Technik die Anwendung von sogenannten Head- up-Displays bekannt, bei denen ein für einen Beobachter sichtbares virtuelles Bild im Bereich der Windschutzscheibe erzeugt wird. Dieses Bild kann beispielsweise über die Windschutzscheibe selbst zum Fahrer eingespiegelt werden.The displays, in particular optical displays, as they are known conventionally in the form of a tachometer or tachometer, also play an important role. Various attempts have been made to make such display devices more efficient, less expensive and more flexible. Thus, the use of so-called head-up displays is known from the prior art, in which a visible to an observer virtual image in the windshield is generated. This image can be reflected, for example, on the windshield itself to the driver.
Aus der DE 102005059449 Al ist ein System zum Bedienen von Funktionen in einem Fahrzeug bekannt, bei dem fiktive Bedienelemente auf eine Fläche im Fahrzeug projiziert werden und durch entsprechende Positionierung, beispielsweise der Hand des Fahrers, bedient werden können. Dazu wird mit einem optischen Aufnahmesystem die Position der Hand des Fahrers analysiert.From DE 102005059449 Al a system for operating functions in a vehicle is known in which fictitious controls are projected onto a surface in the vehicle and can be operated by appropriate positioning, for example the driver's hand. For this purpose, the position of the driver's hand is analyzed with an optical recording system.
Aus der DE OS 19927712 Al ist ein System bekannt, das ein Projektionssystem mit einem holographischen Zwischenbildschirm vorsieht, wodurch eine dreidimensionale Abbildung im Raum ermöglicht wird. Die Projektion findet mittels eines Laserstrahls statt.From DE OS 19927712 Al a system is known, which provides a projection system with a holographic intermediate screen, whereby a three-dimensional image in space is made possible. The projection takes place by means of a laser beam.
Der vorliegenden Erfindung liegt im Hinblick auf den Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die möglichst flexibel einsetzbar, raumsparend und durch den Fahrer gut einsehbar ist.The present invention is based on the object of the present invention to provide a display device for a motor vehicle, which is as flexible as possible, space-saving and well visible by the driver.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention with the features of claim 1.
Gemäß der DE 102005059449 Al ist es durchaus bekannt, in einem Kraftfahrzeug Anzeigeinstrumente optisch auf Innenflächen der Fahrerkabine, beispielsweise auch auf das Armaturenbrett, zu projizieren. Jedoch wird für eine solche Projektion eine Strahleinheit benötigt, die im Fahrzeug untergebracht werden muss und von der ein freier Weg zur Projektionsfläche zur Verfügung stehen muss.According to DE 102005059449 Al, it is well known in a motor vehicle gauges optically on inner surfaces of the cab, for example also on the dashboard, to project. However, such a projection requires a jet unit, which must be accommodated in the vehicle and from which a free path to the projection surface must be available.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat demgegenüber den Vorteil, dass eine entsprechende Projektionseinrichtung hinter dem Armaturenbrett angeordnet sein kann, die einen Anzeigeschirm innerhalb eines zwischen diesem und einer Abdeckplatte gebildeten Zwischenraums beleuchtet, was auch die Anordnung des Anzeigeschirms hinter dem Lenkrad ermöglicht, wo er durch ein weiter entferntes Projektionssystem kaum angestrahlt werden könnte.The arrangement according to the invention has the advantage that a corresponding projection device can be arranged behind the dashboard, which illuminates a display screen within a space formed between this and a cover plate, which also allows the arrangement of the display screen behind the steering wheel, where he by a farther away Projection system could hardly be illuminated.
Es ergibt sich damit im Betrieb ein sehr kontrastreiches angezeigtes Bild, das auch bei hellen Umgebungsbedingungen gut erkennbar ist. Außer Betrieb ergibt sich ein neutrales oder elegantes Erscheinungsbild, insbesondere, wenn die Abdeckplatte abgetönt ist. Der Zwischenraum und auch die Projektionseinrichtung ist durch die Abdeckscheibe vor Staub geschützt, wodurch die Anzeige pflegeleicht ist. Der Anzeigeschirm kann aus verschiedenen Materialien bestehen, wie Kunststoff, Pappe oder ein opalisiertesThis results in the operation of a very high-contrast displayed image that is well visible even in bright conditions. Out of service results in a neutral or elegant appearance, especially when the cover plate is tinted. The gap and the projection device is protected by the cover plate from dust, making the display easy to clean. The display screen can be made of different materials, such as plastic, cardboard or an opalized
Glas, vorausgesetzt, ein darauf projiziertes Bild ist gut erkennbar.Glass, provided that a projected image is easily recognizable.
Die entsprechend übermittelten Informationen können wenigstens teilweise in einem Bereich des Armaturenbretts angezeigt werden, in dem ein erfahrener Fahrzeugführer die Anzeige gewohnt ist, nämlich vom Fahrer aus gesehen in dem hinter dem Lenkrad liegenden Bereich. Üblicherweise sind bei bekannten Fahrzeugen in diesem Bereich die mechanisch angesteuerten Anzeigen wieThe correspondingly transmitted information can be displayed at least partially in an area of the dashboard in which an experienced vehicle driver is accustomed to the display, namely, as seen by the driver, in the area behind the steering wheel. Usually, in known vehicles in this area, the mechanically controlled displays such
Tachometer und Drehzahlmesser sowie eine Uhr angeordnet. Die Anzeigeeinrichtung wird weder durch das stehende noch ein bewegtes Lenkrad oder die sich vor diesem bewegenden Fahrerhände gestört.Tachometer and tachometer and a clock arranged. The display device is disturbed neither by the standing or a moving steering wheel or in front of this moving driver's hands.
Durch entsprechende Abtönung des Anzeigeschirmes wird auch eine Blendung des Fahrers vermieden. Eine Abtönung kann dabei eine Farbtönung oder ein Graufilter oder eine andere Art von Filter bedeuten, die einen wesentlichen Teil der Lichtintensität absorbiert.By appropriate tinting of the display screen and glare of the driver is avoided. A tint may mean a hue or a gray filter or another type of filter that absorbs a significant portion of the light intensity.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Anzeigeschirm sich über den gesamten vom Lenkrad verdeckten Bereich des Armaturenbretts erstreckt.It can be advantageously provided that the display screen extends over the entire area covered by the steering wheel of the dashboard.
Damit ist ein besonders großer Teil des Armaturenbretts für die Anzeige von Informationen nutzbar. Im Extremfall sind keine weiteren Instrumente vorgesehen, außer denen, die durch die Anzeigeeinrichtung projiziert werden. Damit werden die Kosten für dieThis makes it possible to use a particularly large part of the dashboard for the display of information. In extreme cases, no further instruments are provided, except those which are projected by the display device. This will be the cost of the
Herstellung des Fahrzeugs gesenkt, da alle elektronisch erfassten Größen mit einer einzigen Projektionseinrichtung in der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden können.Manufacture of the vehicle lowered, since all electronically detected variables can be displayed with a single projection device in the display device.
Es kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Anzeigeschirm Bereiche aufweist, die oberhalb der Mittelkonsole liegen.It may also be advantageously provided that the display screen has areas that are above the center console.
In diesem Bereich werden üblicherweise Anzeigen für Convenience-Elemente des Fahrzeugs untergebracht wie Heizung, Lüftung, Klimaanlage u.s.w., die teilweise auch nicht nur vom Fahrer, sondern auch vom Beifahrer wahrnehmbar sein müssen. Auch diese Anzeigen können praktisch und kostengünstig in die Anzeigeeinrichtung integriert werden, ebenso wie etwaig vorhandene, in der Mittelkonsole liegende, Bereiche des Anzeigeschirms.In this area usually displays for convenience elements of the vehicle are housed such as heating, ventilation, air conditioning, etc., which must be perceived partly not only by the driver, but also by the passenger. Again, these displays can be practical and inexpensive in the display device be integrated, as well as any existing, located in the center console, areas of the display screen.
Um den Anzeigeschirm kostengünstig und passgenau einfach herstellen zu können, kann gemäß der Erfindung vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Anzeigeschirm als einstückiges Bauteil ausgebildet ist.In order to be able to produce the display screen in a cost-effective and precisely fitting manner, it can advantageously be provided according to the invention that the display screen is designed as a one-piece component.
Der Anzeigeschirm kann, wenn er als abbildendes Element genutzt wird, auch über eine Oberflächenstruktur verfügen, die ihn zu entsprechender Lichtbeugung und damit zur Bildgebung befähigt, beispielsweise in Form eines Reflexionsgitters.When used as an imaging element, the display screen can also have a surface structure that enables it to diffract light and thus image it, for example in the form of a reflection grating.
Eine einstückige Herstellung des Anzeigeschirms bewirkt außer einer Kostensenkung bei der Herstellung auch eine vereinfachte Montage im vorderen Bereich des Fahrzeugs. Auch die Abdeckscheibe kann entsprechend einstückig ausgebildet sein.A one-piece production of the display screen causes in addition to a cost reduction in the production of a simplified installation in the front of the vehicle. Also, the cover can be formed in one piece accordingly.
Die Erfindung kann vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, dass die verschiedenen Bereiche des Anzeigeschirms von einer einzigen Laserprojektionseinrichtung bestrahlt werden.The invention may be advantageously configured by irradiating the various areas of the display screen with a single laser projection device.
Damit können alle beabsichtigten Darstellungen wie einzelne Instrumente im Rahmen einer einzigen Bildgebung durch ein einziges Projektionssystem erzeugt und auf dem Anzeigeschirm verteilt dargestellt werden.Thus, all intended representations such as individual instruments can be generated in a single imaging by a single projection system and displayed distributed on the display screen.
Entsprechende Bildfehler, die durch ungünstige Winkel zwischen dem Anzeigeschirm und der Hauptstrahlrichtung der Projektionseinrichtung hervorgerufen werden, können durch rechnerische Berücksichtigung und Korrektur ausgeglichen werden. Eine mehrfarbige Anzeige kann dabei durch mehrere farbige, parallel eingesetzte Laser erreicht werden.Corresponding aberrations, which are caused by unfavorable angles between the display screen and the main beam direction of the projection device, can be compensated by mathematical consideration and correction. A multi-colored display can be achieved by several colored, parallel laser used.
Andererseits können, um entsprechende Verzeichnungen zu minimieren und verschiedene Bereiche derOn the other hand, in order to minimize corresponding distortions and different areas of the
Anzeigeeinrichtung unabhängig voneinander betreiben zu können, auch mehrere Laserprojektionseinrichtungen vorgesehen sein, die jeweils gesonderte Bilder auf den Anzeigeschirm projizieren.To be able to operate the display device independently of each other, also a plurality of laser projection devices can be provided, each projecting separate images onto the display screen.
Die Anzeigen können einander auch überschneiden, so dass im Falle eines Ausfalls einerThe advertisements can also overlap one another, so that in the case of a failure of one
Laserprojektionseinrichtung die entsprechenden Anzeigen durch die andere Projektionsvorrichtung mit übernommen werden können.Laser projection device, the corresponding displays by the other projection device can be taken over.
In dem Fall einer einzigenIn the case of a single
Laserprojektionseinrichtung können vorteilhaft verschiedene Umlenkeinrichtungen vorgesehen sein, über die verschiedene Bereiche des Anzeigeschirms bestrahlt werden. Die ümlenkeinrichtungen sind im einfachsten Fall durch planare oder gebogene, bildkorrigierende oder bildgebende, Spiegel realisiert. Damit ergibt sich im idealen Fall ein nahezu senkrechter Einfall der Strahlen auf den Anzeigeschirm.Laser projection device can advantageously be provided different deflection devices, are irradiated on the different areas of the display screen. In the simplest case, the deflection devices are realized by planar or curved, image-correcting or imaging mirrors. This results in the ideal case, a nearly vertical incidence of the rays on the display screen.
Der Anzeigeschirm kann einerseits als Streuscheibe ausgebildet sein, so dass entsprechende Anzeigebilder oder Schriften auf den Anzeigeschirm als echte Bildebene geschrieben werden. Ebenso ist jedoch auch denkbar, dass virtuelle Bilder durch einen teilweise transparent gestalteten Anzeigeschirm hindurch gestrahlt werden, so dass sie vom Auge des Fahrers hinter dem Anzeigeschirm auf einem Hintergrundschirm sichtbar sind. In diesem Fall ergibt eine dunkle Tönung des Anzeigeschirms einerseits einen großen Kontrast der Anzeige, andererseits wird hierdurch das Auge des Betrachters vor zu hohen Lichtintensitäten geschützt. Auch vor dem Anzeigeschirm kann eine teildurchlässige Scheibe vorgesehen sein, auf die ein Teilbild projizierbar ist.On the one hand, the display screen can be designed as a diffusing screen, so that corresponding display images or fonts are written on the display screen as a real image plane. However, it is also conceivable that virtual images are irradiated through a partially transparent designed display screen so that they are visible from the driver's eye behind the display screen on a background screen. In this case, a dark tint of the display screen on the one hand gives a great contrast of the display, on the other hand thereby protecting the viewer's eye from excessive light intensities. Also in front of the display screen may be provided a partially transparent plate on which a partial image can be projected.
Zudem kann der Anzeigeschirm durch eine entsprechende Gitterstruktur auf mikromechanischer Ebene als Abbildungselement genutzt werden.In addition, the display screen can be used by a corresponding grid structure on micro-mechanical level as imaging element.
Der Anzeigeschirm und/oder der Hintergrundschirm kann auch wenigstens teilweise mit einer nachleuchtenden Substanz beschichtet sein, um ein stetigeres Projektionsbild zu erreichen. Es können auch Hintergrundbilder, die längere Zeit unverändert bleiben, durch ein anderes Projektionssystem erzeugt werden als die Teilbilder, die sich schneller ändern.The display screen and / or the background screen may also be at least partially coated with a luminescent substance in order to achieve a steadier projection image. It is also possible to create background images that remain unchanged for a long time by a different projection system than the partial images, which change faster.
Die Erfindung bezieht sich außer auf eine Anzeigeeinrichtung der beschriebenen Art auch auf ein Kraftfahrzeug, das mit einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung versehen ist.The invention relates except to a display device of the type described also on a motor vehicle, which is provided with a corresponding display device.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.In the following the invention will be shown with reference to an embodiment in a drawing and described below.
Dabei zeigtIt shows
Fig. 1 das Innere eines Kraftfahrzeugs schematisch in Richtung auf das Armaturenbrett gesehen;Fig. 1 seen the interior of a motor vehicle schematically in the direction of the dashboard;
Fig. 2 den optischen Strahlengang von einem Laserprojektionssystem zu einem Anzeigeschirm;FIG. 2 shows the optical beam path from a laser projection system to a display screen; FIG.
Fig. 3 den Strahlengang von mehreren Projektionseinrichtungen zum Anzeigeschirm; Fig. 4 die Funktion des Anzeigeschirms als Mattscheibe,3 shows the beam path of a plurality of projection devices to the display screen. 4 shows the function of the display screen as a screen,
Fig. 5 die Funktion des Anzeigeschirms als abbildendes Element,5 shows the function of the display screen as an imaging element,
Fig. 6 eine Einrichtung zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung .Fig. 6 shows a device for controlling the display device.
Figur 1 zeigt das Innere eines Kraftfahrzeugs mit einem Armaturenbrett 1 sowie einer Anzeigeeinrichtung 2, von der ein in das Armaturenbrett integrierter Anzeigeschirm 3 sowie eine Abdeckplatte 30 sichtbar ist. Die entsprechende Laserprojektionseinrichtung, die zu der Anzeigeeinrichtung gehört, ist zwischen der Abdeckplatte 30 und dem Anzeigeschirm im Bereich des Armaturenbretts oder darunter beziehungsweise daneben angeordnet.FIG. 1 shows the interior of a motor vehicle with a dashboard 1 and a display device 2, of which a display screen 3 integrated in the dashboard and a cover plate 30 are visible. The corresponding laser projection device belonging to the display device is arranged between the cover plate 30 and the display screen in the area of the dashboard or underneath or adjacent thereto.
Weiter ist ein Lenkrad 4 dargestellt sowie ein erster Bereich 5 des Anzeigeschirms 3, der hinter dem Lenkrad, vom Fahrer aus gesehen, liegt, sowie ein zweiter Bereich 6 des Anzeigeschirms, der neben dem Lenkrad im Armaturenbrett angeordnet ist, ein dritter Bereich 7, der oberhalb der Mittelkonsole und ein vierter Bereich 8, der in der Mittelkonsole angeordnet ist.Further, a steering wheel 4 is shown as well as a first area 5 of the display screen 3, which is behind the steering wheel, seen from the driver, as well as a second area 6 of the display screen, which is located next to the steering wheel in the dashboard, a third area 7, the above the center console and a fourth area 8, which is arranged in the center console.
Alle Bereiche sind durch eine einzige, einstückige, aus einer wenigstens teilweise durchsichtigen Kunststoffscheibe bestehenden Abdeckplatte 30 abgedeckt. Es können jedoch auch mehrere getrennte Abdeckplatten zusammengesetzt werden. Der Anzeigeschirm 3 ist in Bezug auf die darzustellenden Informationen grundsätzlich frei einteilbar. In der Figur 1 ist beispielsweise ganz links ein Drehzahlmesser 9, daneben ein Tachometer 10 sowie eine Uhr 11 gezeigt, die jeweils auf den Anzeigeschirm 3 projiziert sind. Bedarfsweise kann die Anordnung der einzelnen dargestellten Instrumente auch geändert, verschoben oder vertauscht werden oder es können einzelne Instrumente blinken oder zeitweise verschwinden. Damit kann die Aufmerksamkeit des Fahrers gezielt auf bestimmte Informationen gelenkt werden. Die verschiedenen Bereiche des Anzeigeschirms und der Abdeckplatte können auch abgewinkelt oder versetzt sein, um den Platz optimal auszunutzen oder Blickrichtungen zu optimieren.All areas are covered by a single, one-piece, consisting of an at least partially transparent plastic disc cover plate 30. However, it can also be composed of several separate cover plates. The display screen 3 is basically freely separable with respect to the information to be displayed. In the figure 1, for example, the leftmost tachometer 9, next to a speedometer 10 and a clock 11 is shown, each on the display screen. 3 are projected. If necessary, the arrangement of the individual instruments shown can also be changed, moved or swapped or individual instruments can flash or disappear temporarily. This allows the driver's attention to be specifically directed to specific information. The different areas of the display screen and the cover plate can also be angled or offset in order to make optimum use of the space or to optimize viewing directions.
Im dritten Bereich 7 des Anzeigeschirms ist beispielsweise ein Navigationssystem eingeblendet und im vierten Bereich 8 eine Schriftanzeige.In the third area 7 of the display screen, for example, a navigation system is displayed and in the fourth area 8 a font display.
Es versteht sich, dass der Anzeigeschirm auch mehrteilig sein und auch nur einen Teil der dargestellten Bereiche abdecken kann.It is understood that the display screen can also be multi-part and cover only a part of the areas shown.
In Figur 2 ist der typische Strahlengang von der Laserprojektionseinrichtung 12 zu dem Anzeigeschirm 3 dargestellt. Der Anzeigeschirm 3 wird in diesem Beispiel durch die Abdeckplatte 30 hindurch betrachtet. In Abhängigkeit von der Entfernung dieser beiden Elemente können Verzerrungen entstehen, die bei der Projektion mitberücksichtigt werden müssen.FIG. 2 shows the typical beam path from the laser projection device 12 to the display screen 3. The display screen 3 is viewed through the cover plate 30 in this example. Depending on the distance of these two elements, distortions may occur, which must be taken into account in the projection.
Dieses Problem kann, wie in Figur 3 dargestellt, einerseits dadurch gelöst werden, dass mehrere Projektionseinrichtungen 13, 14 vorgesehen werden und dass gegebenenfalls zusätzlich über Spiegel 15, 16, 17 der Strahlengang senkrecht zum Anzeigeschirm 3 gelenkt werden kann. Damit ergibt sich eine verringerte Bautiefe, was grundsätzlich beim Einbau in das Armaturenbrett günstig ist. In der Figur 4 ist die Funktion des Anzeigeschirms 3 als Streuscheibe oder Mattscheibe gezeigt, indem die von dem Laserprojektionssystem 12 kommenden Strahlen ausgehend vom Material des Anzeigeschirms vorwärts und/oder rückwärts gestreut werden. Die Bildebene liegt in diesem Fall in dem Anzeigeschirm 3, das Bild erscheint dem Fahrer bei der Betrachtung als dort positioniert, wenn er durch die Abdeckplatte 30 blickt.As illustrated in FIG. 3, this problem can be solved, on the one hand, by providing a plurality of projection devices 13, 14 and, if appropriate, additionally by means of mirrors 15, 16, 17 being able to direct the beam path perpendicular to the display screen 3. This results in a reduced overall depth, which is basically favorable when installed in the dashboard. FIG. 4 shows the function of the display screen 3 as a diffusing screen or diffusing screen in that the beams coming from the laser projection system 12 are scattered forward and / or backward starting from the material of the display screen. The image plane in this case lies in the display screen 3, the image appears to the driver when viewed as being positioned there when looking through the cover plate 30.
Dazu kann der Anzeigeschirm 3 beispielsweise aus einem milchigen/opalisierten Kunststoff oder Glas bestehen. Eine dunkle Abtönung der Abdeckplatte 30 kann ebenfalls günstig sein, um eine Blendung zu vermeiden. Es kann auch wenigstens ein Teil des Lichts durch den Anzeigeschirm 3 hindurch auf einen Hintergrundschirm 31 fallen und dort in einer weiteren Tiefenebene ein Bild erzeugen. Es können dazu durchaus ein oder mehrere Laserprojektionseinrichtungen verschiedene Bilder in verschiedenen Bildebenen erzeugt werden.For this purpose, the display screen 3, for example, consist of a milky / opalescent plastic or glass. A dark shade of the cover plate 30 may also be beneficial to avoid glare. It is also possible for at least part of the light to fall through the display screen 3 onto a background screen 31 and produce an image there in a further depth plane. It can certainly be one or more laser projection devices different images are generated in different image planes.
In der Figur 5 ist die Wirkung des Anzeigeschirms 3 als abbildendes optisches Element gezeigt, das beispielsweise durch Einbringung eines entsprechenden Beugungsgitters gebildet sein kann. Mit einer solchen optischen Eigenschaft des Anzeigeschirms kann jedenfalls die Bildebene vor oder hinter diesen gelegt werden, so dass das Auge des Betrachters 18 ein virtuelles Bild in einer bestimmten Entfernung wahrnimmt.FIG. 5 shows the effect of the display screen 3 as an imaging optical element, which may be formed, for example, by introducing a corresponding diffraction grating. In any case, with such an optical property of the display screen, the image plane can be placed in front of or behind it, so that the eye of the observer 18 perceives a virtual image at a certain distance.
Die Figur 6 zeigt eine erfindungsgemäßeFIG. 6 shows an inventive device
Anzeigeeinrichtung mit einer Steuereinrichtung 19, die Messwerte aus Sensoren 20, 21, 22, 23 empfängt, die zu bestimmten Anzeigen der Anzeigeeinrichtung führen sollen. Es sind weitere Sensoren 24, 25 vorgesehen, die Messwerte oder andere Parameter liefern, aufgrund deren entschieden wird, welche der durch die übrigen Sensoren erfassten Größen tatsächlich im Moment mit Priorität anzuzeigen sind. Entsprechende Prioritäten sind gemäß Kennlinien in der Steuereinrichtung 19 hinterlegt, so dass aufgrund der Situation entschieden wird, welches Instrument gerade auf dem Anzeigeschirm angezeigt wird oder beispielsweise blinkt. Die Steuereinrichtung 19 steuert die Laserprojektionseinrichtung 12 an, welche über die Spiegel 15, 16 entsprechende Bilder auf dem Anzeigeschirm zur Anzeige bringt.Display device with a control device 19 which receives measured values from sensors 20, 21, 22, 23 which are to lead to specific displays of the display device. Other sensors 24, 25 are provided which provide readings or other parameters that determine which of those detected by the other sensors Sizes are actually showing priority at the moment. Corresponding priorities are stored according to characteristic curves in the control device 19, so that it is decided on the basis of the situation which instrument is currently being displayed on the display screen or, for example, blinking. The control device 19 controls the laser projection device 12, which displays images corresponding to the mirrors 15, 16 on the display screen.
Um farbige oder besonders helle Bilder zu erzeugen, kann der Anzeigeschirm ganz oder bereichsweise eingefärbt oder mit phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Substanzen beschichtet sein, wodurch sich auch Nachleuchteffekte oder eine Verstetigung eines Bildteiles erreichen lassen. Es können durchstimmbare Laser oder auch mehrere verschiedenfarbige Laser zur Erzeugung polychromer Bilder eingesetzt werden.In order to produce colored or particularly bright images, the display screen can be completely or partially colored or coated with phosphorescent or fluorescent substances, which can also achieve afterglow effects or a stabilization of an image part. It is possible to use tunable lasers or else several differently colored lasers to generate polychromatic images.
Die Erfindung ermöglicht in besonders einfachem Aufbau den Betrieb einer äußerst flexiblen und komfortablen Anzeigeeinrichtung in einem Kraftfahrzeug, ohne dass dafür Strahlengänge außerhalb des Armaturenbretts freigehalten werden müssen. Zudem sind auch Bereiche hinter dem Lenkrad als Anzeigeflächen nutzbar. Durch eine Beleuchtung des Anzeigeschirms von der Betrachtungsseite her kann ein besonders großer Kontrast erreicht werden. In a particularly simple construction, the invention makes it possible to operate an extremely flexible and comfortable display device in a motor vehicle without having to keep beam paths outside the dashboard free for this purpose. In addition, areas behind the steering wheel can also be used as display areas. By illuminating the display screen from the viewing side, a particularly large contrast can be achieved.
B e z u g s z e i c h e n l i s t eC o m p a n c e m e n t i o n s
1 Armaturenbrett1 dashboard
2 Anzeigeeinrichtung2 display device
3 Anzeigeschirm3 display screen
4 Lenkrad4 steering wheel
5, 6, 7, 8 Bereiche des Anzeigenschirms 9 Drehzahlmesser5, 6, 7, 8 areas of the display screen 9 tachometer
10 Tachometer10 tachometers
11 Uhr11 clock
12 Laserprojektionseinrichtung 13, 14 Projektionseinrichtungen 15, 16, 17 Spiegel12 laser projection device 13, 14 projection devices 15, 16, 17 mirrors
18 Auge des Betrachters18 eye of the beholder
19 Steuereinrichtung 20, 21, 22, 23, 24, 25 Sensoren19 control device 20, 21, 22, 23, 24, 25 sensors
30 Abdeckplatte 31 Hintergrundschirm 30 cover plate 31 background screen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Anzeigeeinrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug, das ein Armaturenbrett (1) aufweist mit einer einen Anzeigeschirm (3) mit Licht bestrahlenden Laserprojektionseinrichtung (12, 13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass vom Fahrer aus gesehen vor dem Anzeigeschirm (3) eine transparente Abdeckplatte (30) vorgesehen ist und der Strahlengang der Laserprojektionseinrichtung ausschließlich vom Fahrer aus gesehen hinter der Abdeckplatte, insbesondere zwischen dem Anzeigeschirm und der Abdeckplatte verläuft.1. display device (2) for a motor vehicle, which has a dashboard (1) with a display screen (3) with light irradiating laser projection device (12, 13, 14), characterized in that seen from the driver in front of the display screen (3) a transparent cover plate (30) is provided and the beam path of the laser projection device, viewed exclusively from the driver, extends behind the cover plate, in particular between the display screen and the cover plate.
2. Anzeigeschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschirm (3) wenigstens teilweise in dem von dem Lenkrad (4) verdeckten Bereich (5) des Armaturenbretts (1) liegt.2. Display screen according to claim 1, characterized in that the display screen (3) at least partially in the area covered by the steering wheel (4) region (5) of the dashboard (1).
3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte dunkel abgetönt ist.3. Display device according to claim 1 or 2, characterized in that the cover plate is dark tinted.
4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschirm (3) sich über den gesamten vom Lenkrad verdeckten Bereich (5) des Armaturenbretts (1) erstreckt .4. Display device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the display screen (3) extends over the entire area covered by the steering wheel area (5) of the dashboard (1).
5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschirm (3) Bereiche (7) aufweist, die oberhalb der Mittelkonsole liegen.5. Display device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the display screen (3) has areas (7) which are above the center console.
6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschirm Bereiche (8) aufweist, die in der Mittelkonsole liegen.6. Display device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the display screen areas (8) which lie in the center console.
7. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschirm (3) als einstückiges Bauteil ausgebildet ist.7. Display device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the display screen (3) is designed as a one-piece component.
8. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte als einstückiges Bauteil ausgebildet ist.8. Display device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the cover plate is formed as a one-piece component.
9. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Bereiche (5, 6, 7, 8) des Anzeigeschirms (3) von einer einzigen Laserprojektionseinrichtung (12, 13, 14) bestrahlt werden.9. Display device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the different areas (5, 6, 7, 8) of the display screen (3) by a single laser projection device (12, 13, 14) are irradiated.
10. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Bereiche (5, 6, 7, 8) des Anzeigeschirms (3) von wenigstens zwei Laserprojektionseinrichtungen (13, 14) bestrahlt werden. 10. Display device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the different areas (5, 6, 7, 8) of the display screen (3) of at least two laser projection devices (13, 14) are irradiated.
11. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass von einer einzigen Laserprojektionseinrichtung 5 (12, 13, 14) über verschiedene Umlenkeinrichtungen11. Display device according to claim 1 or one of the following, characterized in that by a single laser projection device 5 (12, 13, 14) via different deflection devices
(15, 16, 17) verschiedene Bereiche des Anzeigeschirms (3) bestrahlt werden.(15, 16, 17) different areas of the display screen (3) are irradiated.
12. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der 10 folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschirm (3) als Streuscheibe ausgebildet ist.12. Display device according to claim 1 or one of the following 10, characterized in that the display screen (3) is designed as a diffuser.
1513. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschirm (3) im Lichtweg als streuendes Element durchstrahlt wird. 01513. Display device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the display screen (3) is irradiated in the light path as a scattering element. 0
14. Kraftfahrzeug mit einer Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 14. Motor vehicle with a display device according to one of claims 1 to 13.
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