DE10034381C2 - Informations-Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Informations-Anzeigevorrichtung für Fahr­ zeuge.

Im Laufe der Zeit hat der Umfang der Informationen, die durch den Fahrer eines Fahrzeuges während der Fahrt wahrgenommen und berücksichtigt werden müssen, ständig zugenommen. Neben den Informationen über die Verhältnisse am bzw. im Fahrzeug, z. B. Tankfüllstand, Drehzahlwerte, etc., werden dem Fahrer mittlerweile zusätzlich auch vom Fahrzeug unabhängige Informationen zur Verfügung gestellt. Solche Informationen betreffen beispielsweise Weganweisungen, die durch ein Na­ vigationssystem, wie GPS (Global Positioning System), geliefert werden.

Alle diese Informationen werden üblicherweise auf dem Armaturenbrett oder ande­ ren Teilen des Fahrerraums, wie der Mittelkonsole, über Anzeigefelder oder -uhren wiedergegeben. Diese Anordnung der Wiedergabegeräte ist aber insbesondere bei Nacht nachteilig. Die Augen des Fahrers müssen sich, um die Anzeigen der Infor­ mationssysteme wahrnehmen zu können, von Fernsicht auf Nahsicht umstellen. Dar­ über hinaus müssen sich die Augen an die gegenüber den Lichtverhältnissen außer­ halb des Fahrzeuges verschiedenen Beleuchtungsverhältnisse der einzelnen Anzeigen anpassen. Diese Umstellungen bzw. Anpassungen führen dazu, dass der Fahrer über einen gewissen Zeitraum vom Verkehrsgeschehen abgelenkt ist, was wiederum zu einer erhöhten Unfallgefahr führt.

Für die Wiedergabe von Informationen, die von Navigationssystemen ausgegeben werden, wurde vorgeschlagen diese auf die Windschutzscheibe zu projizieren. Bei diesem Verfahren, das auch als Head-up-display bezeichnet wird und beispielsweise in DE 44 18 996 A1 beschrieben wird, wird in der Regel eine polarisierte Wind­ schutzscheibe verwendet. Auf dieser wird durch einen Projektor, der sich im Bereich des Armaturenbrettes, vorzugsweise hinter dem Lenkrad befindet, die Information angezeigt. Der Nachteil solcher Vorrichtungen liegt aber darin, dass es bei diesem Verfahren in der Regel zu einer flächigen Ausblendung der Windschutzscheibe kommt. Diese beschränkt das Sichtfeld des Fahrers erheblich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Informations- Anzeigevorrichtung zu schaffen, mit der dem Fahrer eines Fahrzeugs Informationen, insbesondere Informationen, die auf GPS-Daten basieren, visuell zur Verfügung ge­ stellt werden können, ohne die Aufmerksamkeit des Fahrers übermäßig vom Ver­ kehrsgeschehen abzulenken oder sein Sichtfeld einzuschränken.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe durch eine Vor­ richtung gelöst werden kann, bei der die Informationen an einer Stelle außerhalb des Fahrzeuges durch optische Effekte dargestellt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Informations-Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge gelöst, wobei die Vorrichtung so an dem Fahrzeug angeordnet ist, dass die Informationen außerhalb des Fahrzeuges im Sichtfeld des Fahrers wiedergegeben werden, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung mindestens eine Lichtquelle, die an dem Fahrzeug angeordnet ist, und mindestens eine Lichtverar­ beitungseinheit, zur Bearbeitung mindestens eines Teils der von der Lichtquelle aus­ gehenden Lichtstrahlen, aufweist und dass die Vorrichtung mit einer Informati­ onsempfangs- und -verarbeitungseinheit verbunden ist, die ein Navigationssystem umfasst.

Durch diese Vorrichtung kann ein Lichtsignal, vorzugsweise auf der Straße vor dem Fahrzeug erzeugt werden. Dieses Signal kann von dem Fahrer wahrgenommen wer­ den, ohne dass er die Augen von dem Straßenverlauf oder dem Verkehr nehmen muss.

Die Vorrichtung ist mit einer Informationsempfangs- und -verarbeitungseinheit verbunden ist, die sich an einer geeigneten Stelle in oder an dem Fahrzeug befindet, aber von der Informations-Anzeigevorrichtung räumlich getrennt sein kann. Die Informationsempfangs- und -verarbeitungseinheit umfasst erfindungsgemäß ein Navigationssystem. Die von diesem ausgegebenen Informatio­ nen, wie z. B. rechts oder links abbiegen, können durch optische Signale, wie Pfeile dargestellt werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können aber auch In­ formationen über das Fahrzeug, z. B. die Tankanzeige, durch geeignete Symbole au­ ßerhalb des Fahrzeuges angezeigt werden.

Die Lichtverarbeitungseinheit kann verschiedene Formen aufweisen und von unter­ schiedlichen physikalischen Effekten Gebrauch machen. In einer bevorzugten Aus­ führungsform umfasst eine Lichtverarbeitungseinheit eine Blende. Diese Blende kann zum einen die Form der anzuzeigenden Information bestimmen. Durch die Blende kann aber auch zusätzlich die Farbe des Signals geändert werden. Eine Art einer Blende, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz kommen kann sind sogenannte GOBOs. 'Gobo' ist eine Abkürzung für die englischen Worte 'Go' und 'Between'. Ein Gobo ist ein Bild aus Glas oder eine Maske aus Metall welches Schatten wirft, wenn Licht hindurch projiziert wird. Diese aus verschiedenen Mate­ rialien, wie z. B. Stahl oder Glas, erhältlichen Einsätze werden in der Regel als Blen­ de zwischen die Lampe eines Projektors und eine Linse eingesetzt und erlauben so die exakte und scharfe Wiedergabe eines in der Blende als Blendenöffnung ausge­ nommenen Bildes.

Um verschiedene Signale nacheinander oder aber ein Signal einer gewissen Form mit einer bestimmten Farbe darstellen zu können, umfasst die Lichtverarbeitungseinheit vorzugsweise eine Vielzahl von Blenden. Diese können wahlweise in Ausrichtung mit dem durch die Lichtquelle ausgegebenen Licht gebracht werden. Die Blenden können auf einer Scheibe angeordnet sein, wobei durch Rotation der Scheibe die eine oder andere Blende in Ausrichtung mit den Lichtstrahlen der Lichtquelle kommen und das in der Blende vorgegebene Bild projizieren. Die Blenden können aber auch einzeln in einem Magazin gehalten werden aus dem die jeweilige Blende, deren Si­ gnal auf der Straße wiedergegeben werden soll, entnommen und vor die Lichtquelle gebracht werden kann. Es ist auch möglich, die Blenden in einem Film aufzunehmen. Dieser Film weist eine Vielzahl von verschiedenen Blendenöffnungen auf und kann bei Bedarf auf die entsprechende Stelle gespult werden. Die Auswahl der geeigneten Blende erfolgt in Abstimmung mit den von der Informationsempfangs- und Verar­ beitungseinheit übermittelten Daten. Die Ausrichtung der ausgewählten Blenden erfolgt dann mittels bekannter Techniken.

Die Lichtverarbeitungseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Strahl­ bearbeitungselement umfassen. Dieses kann entweder eine Linse sein, die dem Strahlungsverlauf folgend nach der Blende vorgesehen ist, oder aber auch eine Strahlungsrichteinheit sein, die die Strahlen vor dem Eintritt in die Blende ausrich­ ten, um so die Bildqualität zu verbessern.

Die Lichtquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorzugsweise durch je­ weils einen der Front-Scheinwerfer dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung besonders leicht zu installieren und die Komplexität der Vorrichtung ist gering. Es ist hierbei nur notwendig, die Lichtverarbeitungseinheit in der Nähe des Scheinwerfers anzubringen. Bei dieser Ausführungsform wird in der Regel nur ein Teil des von dem Frontscheinwerfer ausgestrahlten Lichtkegels für die Darstellung der Informationen verwendet. Dadurch werden die Lichtverhältnisse innerhalb des Lichtkegels nur geringfügig verändert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Lichtquelle durch jeweils einen Zusatzscheinwerfer dargestellt. Diese Art der Vorrichtung kann von besonderer Bedeutung sein, wenn die Vorrichtung nicht ausschließlich bei Nacht verwendet werden soll. Es ist z. B. möglich, den Zusatzscheinwerfer als Laser auszugestalten, dessen Licht auch bei Tageslicht auf der Straße zu erkennen ist. Weiterhin kann durch Vor­ sehen einer separaten Lichtquelle die Anzahl der anzeigbaren Signale erhöht werden. So ist es möglich, die von einem Navigationssystem ausgegebenen Informationen mittels des Frontscheinwerfers darzustellen, während Informationen über beispiels­ weise den Tankfüllstand von einer separaten Lichtquelle erzeugt werden.

Wie oben bereits dargelegt, kann die Informations-Anzeigevorrichtung eine Positio­ niereinrichtung für die Lichtverarbeitungseinheit umfassen. Diese kann durch Greifer dargestellt werden, die die entsprechenden Lichtverarbeitungseinheiten aus dafür vorgesehenen Magazinen entnehmen, oder ein Rotor, der eine Scheibe mit mehreren Blenden in die für das gewünschte Signal notwendige Position bringt.

Bevorzugt wird die Positioniereinrichtung abhängig von der Fahrzeug- Geschwindigkeit des Fahrzeuges gesteuert. Abhängig von der Geschwindigkeit ist es hilfreich, das Signal auf der Straße näher an oder weiter entfernt von dem Fahrzeug anzuzeigen. Bei hoher Geschwindigkeit sollte der Abstand zu dem Fahrzeug größer sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren, die Ausfüh­ rungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung darstellen, beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 schematisch ein durch eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erzieltes Signal auf der Straße,

Fig. 3 Beispiele von Blenden für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung.

In Fig. 1 ist der schematische Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Informations-Anzeigevorrichtung 1 gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist eine Licht­ quelle 2 auf. Diese ist mit einer Informationsempfangs- und -verarbeitungseinheit 4 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist die Informationsempfangs- und -verarbeitungseinheit 4 mit einem Navigationssystem 5 und einem System für fahr­ zeugspezifische Informationen 6 verbunden. Das Navigationssystem 5 kann Informationen, z. B. über den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenverlauf erhalten. Diese werden dann in der Informationsempfangs- und -verarbeitungseinheit 4 verarbeitet und entsprechende Daten an die Lichtquelle 2 und eine auf der gegenüberliegenden Seite der Lichtquelle 2 angeordnete Lichtverarbeitungseinheit 3 weitergegeben, die in der Lichtquelle 2 ein Einschalten oder Ausschalten bewirken können.

In der Lichtverarbeitungseinheit 3 sind in der dargestellten Ausführungsform ein Strahlrichtelement 7, eine Blende 8 und eine Linse 9 angeordnet. Das Strahlrichtele­ ment 7 dient dazu, die Strahlendichte zu erhöhen und auszurichten. Diese kann durch einen Glaskörper mit geeignetem Brechungsindex realisiert sein. Das von der Licht­ quelle auf das Strahlrichtelement 7 auftreffende Licht wird somit darin verarbeitet und trifft nach dem Austreten auf eine Blende 8. Dort werden die Strahlen entspre­ chend der in der Blende 8 vorgesehenen Öffnung abgelenkt und treffen in der ge­ wünschten Form, die ein Bild der Blendenöffnung darstellt, auf die Linse 9 auf. Dort kann ein Vergrößerungseffekt des darzustellenden Bildes durch geeignete Wahl der Linsenkrümmung und des Linsenmaterials erzielt werden. Von der Lichtverarbei­ tungseinheit 3 treten die Stahlen in Form des wiederzugebenden Signals aus und die Informationen können so auf eine Straße oder eine andere vor dem Fahrzeug befind­ liche Oberfläche projiziert werden. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass die Lichtverarbeitungseinheit 3 lediglich eine Blende 8 umfaßt.

Die von der Informationsempfangs- und -verarbeitungseinheit 4 an die Lichtverar­ beitungseinheit 3 weitergeleiteten Daten haben in der Lichtverarbeitungseinheit 3 bestimmte Änderungen zur Folge. So kann beispielsweise durch die von der Infor­ mationsempfangs- und -verarbeitungseinheit 4 übermittelte Information, dass der Fahrer rechts abbiegen soll, in der Lichtverarbeitungseinheit 3 so umgesetzt werden, dass eine Blende mit dem Signal eines rechtsgerichteten Pfeils als Blendenöffnung vor die Lichtquelle 2 gebracht wird. Die in Fig. 1 gezeigten Abmessungen sind nicht maßstabsgetreu, sondern dienen nur der einfacheren Erkennbarkeit. In der Rea­ lität wird die Blende 8 nur einen geringen Bereich des Lichtkegels der Lichtquelle 2 bedecken, insbesondere, wenn die Lichtquelle 2 durch den Fahrzeugscheinwerfer gebildet wird. Vorzugsweise ist die Blende 8 am unteren Bereich des von der Licht­ quelle 2 ausgestrahlten Lichtkegels angeordnet. In dieser Position kann die Blende 8 z. B. eine Scheibe sein, in deren Umfangsbereich verschiedene Blendenöffnungen eingebracht sind. Durch Rotieren der Scheibe kann die gewünschte Blendenöffnung in den Strahlenkegel der Lichtquelle 2 gebracht werden, währen die übrigen Blen­ denöffnungen außerhalb des Kegels, d. h. unterhalb des Kegels, liegen und durch die­ se keine Signale auf der Straße erzeugt werden.

Die Lichtquelle 2 stellt vorzugsweise eine Xenon-Lampe dar. Diese Lichtquelle ist vorteilhaft, da aufgrund der hohen Leuchtdichte von Xenon-Lampen die Wiedergabe des Signals auf der Straße scharf wird.

In Fig. 2 ist ein Beispiel eines Signals 10 auf der Straße vor einem Fahrzeug 11 dargestellt. Das dargestellte Signal 10 gibt dem Fahrer Auskunft darüber, dass er in eine Kurve einfährt. Ein solches Warnsignal kann durch Daten, die von dem Naviga­ tionssystem 5 empfangen werden und an die Lichtverarbeitungseinheit 3 weiterge­ leitet werden, erzeugt werden. Um die Erkennbarkeit des Signals 10 zu gewährlei­ sten, ist es erstrebenswert, den Schatten, durch den das Signal umrandet ist, verhält­ nismäßig groß zu wählen. Dieser Schatten wird durch die vor die Lichtquelle 2 ange­ ordnete Blende 8 und die Größe der Blendenöffnung bestimmt.

In Fig. 3 sind vier mögliche Blendenöffnungs-Formen gezeigt. Die in Fig. 3a ge­ zeigte Blende mit einer Blendenöffnung in Pfeilform kann verwendet werden, um dem Fahrer ein Abbiegen nach rechts anzudeuten. Die Blende 3b kann dem Fahrer Information bereitstellen, daß er sich einer scharfen Kurve nähert. Mit der Blende 3c kann dem Fahrer angezeigt werden, dass eine Geschwindigkeitsverringerung ratsam wäre. Schließlich kann eine Blende, wie in 3d dargestellt, den Fahrer über den gerin­ gen Tankfüllstand informieren.

Wie aus Fig. 3 deutlich wird kann die erfindungsgemäße Informations-Anzeige­ vorrichtung sowohl zur Wiedergabe von Informationen eines Navigationssystems als auch zusätzlich für Warnungen und Informationen über den Fahrzeugzustand ver­ wendet werden.

Claims (8)

1. Informations-Anzeigevorrichtung (1) für Fahrzeuge, wobei die Vorrich­ tung so an dem Fahrzeug (11) angeordnet ist, dass die Informationen au­ ßerhalb des Fahrzeuges (11) im Sichtfeld des Fahrers wiedergegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Lichtquelle (2), die an dem Fahrzeug (11) angeordnet ist, und mindestens eine Lichtverarbeitungseinheit (3), zur Bearbeitung mindestens eines Teils der von der Lichtquelle (2) ausgehenden Lichtstrahlen, aufweist und dass die Vorrichtung mit einer Informationsempfangs- und -verarbeitungseinheit (4) verbunden ist, die ein Navigationssystem um­ fasst.

2. Informations-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Lichtverarbeitungseinheit (3) eine Blende (8) umfasst.

3. Informations-Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverarbeitungseinheit (3) eine Vielzahl von Blenden (8) umfasst, die wahlweise in Ausrichtung mit dem durch die Lichtquelle (2) ausgegebenen Licht gebracht werden können.

4. Informations-Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Anspru­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverarbeitungseinheit (3) ein Strahlbearbeitungselement (7, 9) umfasst.

5. Informations-Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) durch jeweils einen der Front-Scheinwerfer dargestellt wird.

6. Informations-Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) durch jeweils einen Zusatzscheinwerfer dargestellt wird.

7. Informations-Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin eine Posi­ tioniereinrichtung für die Lichtverarbeitungseinheit (3) umfasst.

8. Informations-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Positioniereinrichtung abhängig von der Fahrzeug- Geschwindigkeit des Fahrzeuges gesteuert wird.