CN101995662A - 用于车辆的投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的投影显示装置，具有面状的组合元件，该投影显示装置改善了示出的信息的可感觉性并且改善了在组合元件后面可见的周围风景。为此，本发明在组合元件上提供了一个区域，借助于该区域能够将干扰的轮廓或者光反射挡住。

Description

用于车辆的投影显示装置

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于车辆的投影显示装置和一种按权利要求14所述的具有投影显示装置的车辆以及一种按权利要求15前序部分所述的用于运行投影显示装置的方法。

背景技术

也作为平视显示器(Head-Up-Display)已知的用于车辆的投影显示装置通过在透明的表面例如车辆车窗上的反射来显示信息。在此，所显示的信息作为虚拟的图像投影到观察者的眼睛中，并且可以与在反射表面后面可见的周围环境一起同时被感觉。组合的投影显示装置、所谓的组合平视显示器具有自己的透明的反射表面。该投影显示装置作为额外的下面称为组合元件的装置元件沿着从车辆车窗出来的视线方向安置在车辆内部空间中。为了显示信息，投影显示装置用图像照亮了组合元件，使得信息淡入地显示到在两个透明玻璃后面可见的周围环境的视图中。因为组合元件的额外的视窗应该尽可能少地影响对于交通情况的视线，所以该视窗具有高的透光度。然而高的透明度使得在反射表面上显示的信息的可感觉性在光照度不利时并且尤其在眩目的光下剧烈降低或者完全消失。

发明内容

本发明的任务是提出一种用于车辆的具有组合元件的投影显示装置，该投影显示装置不仅改善所显示的信息在观察者的视野中的感觉而且改善与交通有关的图像内容在观察者的视野中的感觉。

所述任务通过具有权利要求1所述特征的投影显示装置和根据权利要求14所述的车辆以及按权利要求15的特征所述的用于运行投影显示装置的方法得到解决。在从属权利要求中描述了本发明的有利的并且适宜的设计方案。

在此，本发明从用于车辆的具有组合元件的投影显示装置出发，其中该组合元件布置在乘客和车辆玻璃之间，使得图像能够在乘客的视线方向的视线范围内淡入到组合元件上。该组合元件尤其是镜面反射的。也可以考虑由组合元件至少部分地散射地反射图像信息。本发明的核心在于，所述组合元件的区域至少暂时地具有降低的透明度，其中以一种方式构造具有降低的透明度的区域，即该区域至少遮盖了车辆部件的不可忽视的部分，尤其遮盖了大部分的车辆部件，所述部件阻挡了穿过组合元件的从乘客的视线到组合元件后面的自由视线。

在车辆上例如由发动机罩、车窗洗刷装置的部件或者由例如在房车中可能伸出挡风玻璃的上视觉边缘的构造可以阻碍自由视线。在不同的光照度中，会不同程度地突出这种车辆部件的轮廓或者说会干扰视线。在许多情况下，对于车辆部件的注视大多数不会对有关交通或者行驶情况的信息作出贡献，从而在不影响交通安全的情况下可以避免对其的注视。

因此，具有减少的透明度的区域提供了一种方案，该方案能够降低对这种轮廓或者车辆部件的可感觉性。尤其在这种区域例如通过适宜地涂黑以均匀的方式强烈降低透明度或者构造成不透明的时候，该区域能够有利地遮盖车辆部件的这种轮廓并且由此在很大程度上或者完全挡住分散注意力的或者干扰的视觉印象。

在通过车辆车窗看的时候可以看到一些或者说所有车辆部件的轮廓，这些车辆部件形成了视觉边缘，这些车辆部件限制了对于车辆外部的周围环境的视线。优选将组合元件如此相对于所述视觉边缘进行布置，使得在组合元件的透明的区域中只能看到外面的周围环境并且在透明的和降低透明度的区域之间的内部边界尽可能位于所述视觉边缘的附近。由此，降低透明度的区域遮盖了位于透明区域的内部边界和组合元件的外边缘之间的轮廓，例如所提到的视觉边缘。在这样的区域内遮盖了车辆部件的不可忽视的部分，当从观察者的视线看位于组合元件后面的车辆部件的视图的至少百分之三十、最好百分之六十并且特别优选百分之一百被具有降低透明度的区域所遮盖时。

有利的是，具有降低透明度的区域占据了组合元件的视图表面的如此大的份额，使得其能够遮盖在车辆车窗的边缘段中的车辆部件的尽可能多的引人注目的轮廓。在此适宜的是，所述组合元件的整个视图表面分成尽可能少的具有不同透明度的连续的区域，例如两个区域。这尤其有利于如此大地构造透明度降低的区域，从而即使在观察者的眼睛位置的变化比较小时从观察者的视线看几乎不能或者不能识别被遮盖的轮廓。优选所述透明度降低的区域大于组合元件的整个表面的百分之十、二十、三十甚至四十。对于比较小的组合元件，透明度降低的区域可以在整个视图表面的例如大约百分之四十到六十的范围内延伸，并且与之相对，对于较大的组合元件，在该表面的例如大约百分之十到二十的范围内延伸。透明度降低的区域的如此设计的尺寸提供了这样的优点，即该区域对于观察者来说能够很好地识别并且几乎不会和其它车辆部件混淆。

持久地降低透明度例如能够通过用箔或者颜料涂层来实现。暂时降低透明度例如能够通过遮光物在组合元件的区域的移动或者折叠来实现。

此外，透明度的降低例如能够以所述方式与固定件在组合元件上的安置相联系，即固定件的不透明的连接面例如刚好覆盖组合元件的设置用于遮盖的区域，并且为此例如贴在组合元件的背对观察者的表面上。在此，也可以有利地至少部分地遮盖组合元件的固定件的轮廓。

此外，按本发明的透明度降低的区域提供了这样的优点，即该区域减少了例如散射光和反射光的会沿着朝组合元件的视线方向到达观察者眼睛的光量。眩目光的这种减少改善了对投影的显示的识别以及对通过视窗显现的位于车辆外部的交通情况的识别。

本发明的优选的实施方式提出，从组合元件的透明度降低的区域到透明的区域的透明度在过渡区域中例如逐渐地或者分级地增加。通过使透明的区域与透明度特别强烈地降低的或者不透明的区域直接相互邻接，形成了显眼可见的轮廓，该轮廓会分散观察者的注意力或者干扰性地引起观察者注意。

为了有利地降低或者排除邻接的轮廓的显眼性，在透明的和透明度降低的区域之间构造了另外的区域，在该区域中透明度朝透明度降低的区域减小。这种过渡区域的表面例如能够用不透光的涂层的逐渐变厚的图案印刷。由此，两个具有不同的但均匀的透明度的区域的界线在光学上很少引人注意。相对于所述两个其它区域更狭窄的过渡区域尤其有利地允许快速识别提供了看到车辆周围环境的区域的延伸。此外，该过渡区域的延伸有利于通过眼睛位置的较小改变不会突然完全看到可见度降低的轮廓。

同样优选的是，如此实施本发明，使得组合元件的连接到组合元件的透明区域上的透明度降低的区域的边缘至少近似跟随着如乘客所见的车辆部件的轮廓。尤其在组合元件中透明度降低的区域的边缘跟随着车辆的限制对于车辆那一侧的环境的视线的视觉边缘时，在通过透明度降低的区域进行遮盖时比较几乎不会改变或者不改变视线范围的分配。由此有利的是，视线范围的注视熟悉地起作用并且透明度降低的区域很少引入注意或者不引入注意。

在本发明的适宜的构造中，设置了用于能够改变透明度降低的区域的位置的机构。这有利地提供了这样的方案，即所述透明度降低的区域的位置例如对于不同的观察者能够如此配合不同的眼睛位置，使得透明度降低的区域尽可能很大程度地覆盖视野中车辆的轮廓。此外，由此支持了以这种方式进行调整，即透明度降低的区域从观察者的视线看没有进入或者很少进入车辆周围环境的视线范围内。

特别适宜的是，在按本发明的投影显示装置上设置了调整机构，从而能够调节组合元件的位置。这提供了有利的手段，从而能够将看到车辆部件的分散注意力的或者干扰的视线借助于透明度降低的区域挡在观察者的视野之外。在此，能够将透明的以及透明度降低的区域有利地连续置于观察者所希望的位置中。

特别有利的是，所述组合元件的透明度降低的区域为了显示投影的图像信息构造成反射的。这通过以下方式实现，即所述组合元件的面对观察者的一侧如在透明的区域中一样构造成反射的，而例如用于降低透明度的机构安置在背对观察者的一侧上。由此，有利地根据相同的光学的方法在透明度不同的不同区域中使信息成像。因为随着透明度的降低在该区域的背景中的亮度同时降低，所以在该区域中投影显示装置的图像信息的光占优势，所述光在组合元件的该区域中朝着观察者的方向反射。因此，在透明度降低的区域中显示的图像信息相对于透明区域中的显示显得能够更好地识别。这提供了这样的优点，即在透明度降低的区域中的信息更加引人注目。相应地，在透明度降低的区域中的信息能够以更小的光强进行显示，使得其显示有利地消耗更少的能量并且产生更少的热量。

在本发明的优选的实施方式中，所述组合元件具有光电的元件，用该元件能够可电切换地降低面对观察者的表面部分的透明度。例如可以在组合元件的区域上安置液晶元件。这有利地提供了这样的方案，即在一个区域内暂时地降低组合元件的透明度或者说暂时地消除这种降低。在降低的透明度的切换状态下，用光电的元件例如能够将车辆的部件挡在观察者的视线之外。暂时恢复透明度的方案提供了这样的优点，即观察者例如能够检查前窗玻璃的损坏或者例如能够仔细察看在其它情况下处于被遮盖的范围内的刮水器的状态。

所述投影显示装置特别适宜地通过以下方法进行构造，即组合元件上信息的显示能够以这种方式进行转换，即所述信息能够显示在透明的和/或透明度降低的部分表面中。例如强烈的太阳光照或者例如来自迎面而来的交通参与者的眩目光尤其在夜间或者在被雨淋湿的道路上会使得显示在组合元件的透明区域内的信息的识别变得困难或者完全阻止所述信息的识别。所述显示的按本发明的可转换性向观察者提供了这样的方案，即可以将这种信息显示在透明度降低的区域内，从而有利地改善了或者说恢复了其可见性。所述显示的可转换性额外地提供了这样的优点，即为了感觉重新定位的信息不需要改变或者只需要微小地改变视线方向，并且要求观察者的眼睛做较小的适应工作。

此外优选的是，所述组合元件具有光电的元件，从而实现了局部降低了的透明度的变化。例如能够如此安置光电的元件以及组合元件的部分表面，从而借助于其能够将透明度降低的区域的位置或者说大小例如配合观察者的车座位置的变化。

优选以这种方式来设计本发明，即在光学上如此设计所述组合元件的透明度降低的区域，使得其在光学上不会或者很少会被车辆中的安装位置衬托出来。用于降低组合元件的区域中的透明度的颜色层例如能够适应车辆仪表板的颜色。这提供了这样的优点，即很少的吸引力几乎不会诱惑或者不会诱惑观察者将其注意力从显示的信息和能够在透明区域中看到的情况中转移。此外，与内部空间的构造的匹配提供了这样的优点，即车辆获得了美学上整体的并且因此比较高质量的印象。

在本发明的优选实施方式中，其具有调节机构，用该调节机构能够将组合元件上的显示配合观察者。观察者的例如由其车座位置变化而引起的眼睛位置的变化通常需要投影显示装置的调整，由此继续保持能够快速并且明确地识别所显示的图像信息。为此，调节机构例如作用到产生图像信号的控制单元上或者说光学的成像系统上，从而将组合元件的不同表面区域中的投影的图像的对焦、尺寸、位置和/或亮度最佳地与观察者协调。用调节机构能够相互独立地调节透明度降低得不同的不同区域中的显示，该调节机构尤其提供了这样的优点，即图像信息在各个区域中的显示能够有利地配合观察者。如此，比如能够在尺寸和位置方面以这种方式对显示进行调节，使得在例如两个透明度不同的区域中显示的信息例如在车座高度变化之后并且相应调节组合元件的倾角之后不会受到透明度降低的区域和透明的区域之间的过渡的影响。为了使乘客在调节显示时尽可能少地从其优选车座位置中移开，按本发明的实施方式尤其具有电的调节机构。这种调节机构的操作元件能够比较简单地布置在乘客的手作用范围内。由此，有利地将投影显示装置的显示精确地与乘客协调。

本发明的特别优选的实施方式提出了调节机构，用于根据至少一个后视镜的设置来定位透明度降低的区域。后视镜在其各个位置上的定向涉及驾驶员的眼睛的位置。在考虑车座位置的调节可能性的情况下，从后视镜的设置能够推断出组合元件的透明度降低的区域的有利的定位。组合元件上透明度降低的区域的定位与至少一个后视镜的设置的按本发明的耦合提供了这样的优点，即驾驶员能够将视线方案以及显示方案在其车座位置上更简单地并且更快速地配合其需求。

同样优选的是设置了设置机构，从而根据乘客的车座设置来定位透明度降低的区域。观察者的眼睛相对于组合元件的位置由其车座位置确定。尤其车座相对于仪表板的距离、车座的高度或者说倾角以及靠背的倾角都对组合元件上的显示的可见性产生影响。在组合元件上透明度降低的区域的位置一次性地与观察者的车座位置协调之后，按本发明的设置机构以有利的方式使得，随着乘客的车座设置的变化用于将投影显示装置配合其新的车座位置的花费得到了减少或者完全取消了该花费。

本发明的另一主题提出了一种用于运行用于车辆的具有组合元件的投影显示装置的方法，其中组合元件布置在乘客和车辆玻璃之间，使得图像能够在乘客的视线方向的视线范围内淡入到组合元件上。在此，对于按本发明的方法来说重要的是，所述组合元件的区域至少暂时地具有降低了的透明度，其中以一种方式构造所述透明度降低的区域，即该区域至少遮盖了车辆部件的不可忽视的部分，所述部件阻挡了穿过组合元件从乘客的视线到组合元件后面的自由视线。由此获得了按本发明的投影显示装置的上面所描述的优点。

特别优选的是，在透明度降低的区域中投影图像信息。这提供了这样的优点，即可以用组合元件的面对观察者的表面的尽可能大的部分来显示图像信息。此外，更大的反射表面简化了将多个提供不同信息的部分图像显示得更大并且能够相互间以更大的间距进行布置。这有利地改善了显示的清晰度。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面根据附图的描述中进行详细解释。其中：

图1是具有按本发明的投影显示装置的车辆的示意性的横截面，

图2是按本发明的组合元件的视图，该组合元件从观察者的视线看安置在车辆内部空间中挡风玻璃的前面。

具体实施方式

图1示出了车辆1，在该车辆中将按本发明的投影显示装置2安装在驾驶员的位置处。产生图像信号的控制单元5以及光学的成像单元4安装到仪表板9中。组合元件3从驾驶员的视线看直接安置在前窗玻璃6前面，其中组合元件的安装方法在图1中没有示出。该组合元件3的上边缘位于驾驶员的眼睛高度的下方，该眼睛高度可以根据视线12看出。在此，该组合元件3沿垂直方向覆盖视线10a和10c之间的视觉区域。反射表面3在其整个面对驾驶员的表面上构造成反射的。因此，通过位于射线10a和10c之间的视角能够看到有待成像的显示的像点。导线11示例性地描绘出这种像点的光程。

所述组合元件3在其上面的区域3a中是透明的。由此，在由射线10a和10b限制的视角中，不仅能够看到投影显示装置的所显示的图像信息而且能够看到在车辆前面的周围环境。所述组合元件3的下面的区域3b在指向外的表面上均匀地涂成黑色，使得该区域不透明。所有相对于观察者来说位于组合元件3后面的并且位于射线10b和10c之间的视角中的物体、例如发动机罩8或者前窗玻璃7的下边缘由组合元件3的所述不透明的区域3b遮盖。

所述射线10b描述了组合元件3的限界透明的区域3b的视觉边缘上的光线的最深的入射方向。根据图1的射线10a-10c可以看出，有利的遮盖不仅取决于观察者眼睛的位置而且也取决于组合元件3的不透明的区域3b的位置，该有利的遮盖仅仅挡住车辆部件并且不能太远地伸入针对交通情况的视线中。

调整遮盖的方案是改变整个组合元件3的位置并且由此也改变不透明的区域3b的位置。然而也可以考虑借助于光电的元件来降低区域3b中的透明度，其中例如能够如此切换所述光电的元件，从而能够增大或者减少所述降低透明的区域3b例如朝透明的区域的延伸。

遮盖的调整大多数也引起整个投影显示器2的调整，因为必须调整所显示的图像信息的位置以及其对焦。为此，所述组合元件3拥有电的调整机构，该调整机构的操作元件尽可能安置在驾驶员的附近，使得驾驶员在调整设置时不必改变其优选的车座位置以及其眼睛的位置。调整机构以及操作元件在图1和2中没有示出。在为确定的车座位置调整遮盖的显示区域3b之后，组合元件3的调整机构和投影显示装置的其它调节机构与用于车座位置的调节机构如此耦合，从而在进一步改变车座位置时自动地一同引导所述遮盖的显示区域3b，使得被遮盖的物体在视觉上继续保持被挡住。通过在控制单元5中分析关于车座位置的数据，图像信息的显示也自动地配合车座位置的改变。以类似的方式也可以使用后视镜的调节参数来自动地调整遮盖的区域3b。

所述区域3b的不透光的涂层在颜色上配合仪表板9，使得该区域的没有被照亮的部分很少被仪表板衬托出来。

图2示出了从图1示出的驾驶员的位置出发穿过前窗玻璃的视线看的组合元件的视图。在此可以看到，所述透明的区域3a和均匀不透明的区域3b通过过渡区域13相互间分开，在该过渡区域中透明度朝透明的区域3a增加。

所述过渡区域13延伸通过组合元件3的整个宽度。与两个区域3a、3b的高度相比，该过渡区域构造得较狭窄。该过渡区域的高度基本上由车辆部件引起的视觉边缘的走向确定，在该视觉边缘上方能够看到车辆的周围环境。在1-1.5cm范围内的垂直延伸在不同的车辆中证明是足够的。所述过渡区域13在组合元件3的宽度上跟随着视觉边缘15，该视觉边缘由发动机罩8形成。所述组合元件3的透明的区域3a完全位于视觉边缘15的上方，而不透明的区域3b完全位于其下方。

所述投影显示装置2在透明的区域3a中淡入图像信息14a，这里是方向提示，在该透明的区域中驾驶员可以同时伴随着交通情况看到该图像信息。这对于涉及交通情况的图像信息是特别有利的。如此，例如可以考虑在看着行驶在前面的车辆时借助于投影显示装置2将与该车辆的距离投影到透明的区域3a中。另外的图像信息14b在不透明的区域3b中示出并且也部分地在过渡区域13中示出。所述区域3b和13例如适合于显示与交通情况不直接相关的信息，例如指出车门没有完全关闭或者没有系好安全带的警告标记。这支持更快地识别所显示的信息，因为图像信息的显示位置已经提供了关于其内容的指示。

按本发明的投影显示装置2的最佳的设置确保了图像信息14a、14b总是完全显示在所述两个区域3a或3b、13中的一个区域中。因此如此构造所述投影显示装置2，使得两个区域的图像信息14a、14b的位置和大小能够相互分开地进行调节。在光照度不利时，例如在强烈太阳光照下的光反射时或者在晚上强烈的逆光时，在透明的区域3a中显示的图像信息例如14b几乎不能被识别或者不再能够识别。因此，可以如此切换确定的信息例如与行驶在前面的车辆的距离的显示，从而以合适的方式将其显示在不透明的区域3b中。由此继续保持其沿视线方向可见。而对其的感觉很少被眩目的光所影响。

Claims (16)

1.用于车辆的投影显示装置，具有面状的组合元件，其中，所述组合元件布置在乘客和车辆玻璃之间，使得图像能够在乘客的视线方向的视线范围内淡入到所述组合元件上，其特征在于，所述组合元件的区域至少暂时地具有降低了的透明度，其中以一种方式构造所述透明度降低的区域，即该区域至少遮盖了车辆部件不可忽视的部分，所述部件阻挡了穿过所述组合元件从乘客的视线到所述组合元件后面的自由视线。

2.按权利要求1所述的投影显示装置，其特征在于，从所述组合元件的透明度降低的区域到透明的区域的透明度在过渡区域中例如逐渐地增加。

3.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，所述组合元件的连接到所述组合元件的透明区域上的透明度降低的区域的边缘至少近似跟随着如乘客所见的车辆部件的轮廓。

4.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，设置了能够改变透明度降低的区域的位置的机构。

5.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，设置了能够调节组合元件的位置的调整机构。

6.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，所述组合元件的透明度降低的区域为了显示投影的图像信息而构造成反射的。

7.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，所述组合元件具有光电的元件，用该元件能够可电切换地降低面对观察者的表面部分的透明度。

8.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，在所述组合元件上的信息的显示能够以这种方式进行转换，即所述信息能够在透明的和/或透明度降低的部分表面中示出。

9.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，所述组合元件具有光电的元件，从而实现了局部降低的透明度的改变。

10.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，在光学上设计所述组合元件的透明度降低的区域，使得其在光学上不会或者很少会被车辆中的安装位置衬托出来。

11.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，所述投影显示装置具有能够将所述组合元件上的显示配合观察者的调节机构。

12.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，设置了用于根据至少一个后视镜的设置来定位透明度降低的区域的识别机构。

13.按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置，其特征在于，设置了用于根据乘客的车座设置来定位透明度降低的区域的设置机构。

14.具有按上述权利要求中任一项所述的投影显示装置的车辆。

15.用于运行用于车辆的投影显示装置的方法，所述投影显示装置具有面状的组合元件，其中所述组合元件布置在乘客和车辆玻璃之间，使得图像能够在乘客的视线方向的视线范围内淡入到所述组合元件上，其特征在于，所述组合元件的区域至少暂时地具有降低了的透明度，其中以一种方式构造所述透明度降低的区域，即该区域至少遮盖了车辆部件的不可忽视的部分，所述部件阻挡了穿过所述组合元件从乘客的视线到组合元件后面的自由视线。

16.按权利要求15所述的方法，其特征在于，图像信息投影到透明度降低的区域中。

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