DE102005042624B4 - Fahrzeuganzeigesystem mit einem teildurchlässigen Element und Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuganzeigesystems - Google Patents

Fahrzeuganzeigesystem mit einem teildurchlässigen Element und Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuganzeigesystems Download PDF

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Abstract

Fahrzeuganzeigesystem (10) mit einer Anzeigeeinrichtung (30), mit einem teildurchlässigen Element (50) und mit einem optischen System (40), wobei für einen auf einer ersten Seite (51) des teildurchlässigen Elements (50) befindlichen Benutzer (60) mittels des Fahrzeuganzeigesystems (10) ein virtuelles Bild auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite (52) des teildurchlässigen Elements (50) erzeugbar ist, wobei durch das teildurchlässige Element (50) auf die erste Seite (51) zu transmittierendes Licht (44) gegenüber an dem teildurchlässigen Element (50) auf die zweite Seite (52) zu reflektierende Licht (42, 43) einen unterschiedlichen Polarisationszustand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass drei Reflexionen zwischen der Anzeigeeinrichtung (30) und dem Durchtritt des Lichts (44) durch das teildurchlässige Element (50) erfolgen, wobei das Fahrzeuganzeigesystem (10) ein die Polarisationsrichtung um 45 Grad oder um 90 Grad drehendes Polarisationselement (46) aufweist und wobei das Polarisationselement vor einem sphärischen Spiegel angeordnet ist, an dem die dritte Reflexion erfolgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuganzeigesystem mit einer Anzeigeeinrichtung, mit einem teildurchlässigen Element und mit einem optischen System, wobei für einen auf einer ersten Seite des teildurchlässigen Elements befindlichen Betrachter mittels des Fahrzeuganzeigesystems ein virtuelles Bild auf einer zweiten der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des teildurchlässigen Elements erzeugbar ist.
  • Ein solches Fahrzeuganzeigesystem ist prinzipiell aus der Offenlegungsschrift DE 43 27 926 A1 bekannt. In einem solchen bekannten Fahrzeuganzeigesystem ist ein Lichtsteuerungsfilm auf einem Halbspiegel befestigt, um einen vorgegebenen Bereich desselben, der sich von einer Linie desselben, die am nächsten zur Oberfläche der Anzeigeeinheit gelegen ist, nach oben erstreckt, so zu bedecken, dass die Lichttransmission schräg von der Seite durch den Film gesteuert wird. Weitere Offenbarungen erhalten die Druckschriften EP 0 710 865 A1 , EP 0 566 004 A2 , US 6,317,037 B1 und GB 2 292 248 A .
  • Nachteilig bei dem bekannten Fahrzeuganzeigesystem ist, dass eine relativ geringe Effizienz hinsichtlich der Lichtleistung des Fahrzeuganzeigesystems vorhanden ist, weil aufgrund des teildurchlässigen Elementes ein Großteil des erzeugten Lichts wieder verloren geht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Fahrzeuganzeigesystem zu schaffen, bei dem die Akkomodationsleistung eines Benutzers reduziert wird, bei dem der erforderliche Bauraum für das Fahrzeuganzeigesystem verringert wird, wobei die Kosten für die Herstellung und Montage des Fahrzeuganzeigesystem möglichst gering sind und wobei die Betriebskosten bzw. der Energieverbrauch des Fahrzeuganzeigesystems klein gehalten wird und trotzdem eine hervorragende Sichtbarkeit der anzuzeigenden Informationen für einen Benutzer in einer klaren und leicht erfassbaren Weise möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Fahrzeuganzeigesystems gemäß Anspruch 1 gelöst. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Effizienz des Fahrzeuganzeigesystems erhöht, so dass ein geringerer Energieverbrauch und damit auch geringere Kosten sowohl für die Herstellung als auch für den Betrieb des Fahrzeuganzeigesystems möglich sind. Weiterhin ist es hierdurch möglich, dass Störungen, die aufgrund des nicht genutzten und durch das teildurchlässige Element transmittierten Lichts auftreten können, möglichst vermieden werden, etwa die Störung von Mitfahrern eines Benutzers des Fahrzeuganzeigesystems.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fahrzeuganzeigesystem ein die Polarisationsrichtung von Licht um etwa 45° oder um etwa 90° drehendes Polarisationselement aufweist. Hierdurch ist es insbesondere bei der bevorzugten Verwendung von linearpolarisiertem Licht möglich, mit sehr einfachen Mitteln zu einer Effizienzsteigerung bei der Benutzung der teildurchlässigen Elementes zu gelangen, wenn das teildurchlässige Element, insbesondere ein teildurchlässiger Spiegel bzw. ein halbdurchlässiger Spiegel, auf unterschiedliche Polarisationszustände bzw. Polarisationsrichtungen des Lichts unterschiedlich stark transmittieren bzw. reflektieren. Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, dass bezogen auf ein Auftreffen des Lichts auf das teildurchlässige Element eine Drehung der Polarisationsrichtung von etwa insgesamt 90° erfolgt. Dies kann entweder durch zwei Durchgänge durch ein um etwa 45° drehendes Polarisationselement oder durch drei Durchgänge durch ein um etwa 30° drehendes Polarisationselement oder dergleichen erfolgen.
  • Es ist erfindungsgemäß ferner bevorzugt, dass wenigstens zwei Reflexionen zwischen der Anzeigeeinrichtung und dem Durchtritt des Lichts durch das teildurchlässige Element vorgesehen sind, bevorzugt wenigstens drei Reflexionen. Hierdurch ist es leicht und mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich, sowohl den Akkomodationsbedarf eines Benutzers der Anzeigeeinrichtung zu reduzieren, indem das virtuelle Bild in möglichst großer Entfernung von dem Benutzer angeordnet ist als auch trotz diesem Erfordernis den Bauraum des Fahrzeuganzeigesystems sehr kompakt zu halten.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin bevorzugt, dass das Fahrzeuganzeigesystem insgesamt oder wenigstens ein Teil des Fahrzeuganzeigesystems an unterschiedliche Betrachtungspositionen eines Benutzers anpassbar vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, dass die Funktion des Fahrzeuganzeigesystems optimal auf die unterschiedlichen Bedürfnisse unterschiedlicher Benutzter angepasst werden kann. Insbesondere ist die Sichtbarkeit der auf dem Fahrzeuganzeigesystem dargestellten Informationen für unterschiedlich große Benutzer des Systems gleich gut.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin bevorzugt, dass dem Fahrzeuganzeigesystem ein Detektionsmittel zu Erkennung der Betrachtungsposition eines Benutzers zugeordnet ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, diese Betrachtungsposition zu ermitteln und eine Anpassung bzw. Einstellung des Fahrzeuganzeigesystems an unterschiedliche Positionen, etwa eines Kopfes eine Benutzers, vorzunehmen. Ebenso ist es hierdurch erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, etwa eine Gefährdung des Benutzers durch Einschlafen während eines Übermüdungszustandes zu verringern, weil aufgrund einer detektierten spezifischen Positionsänderung des Kopfes des Benutzers der Schluss gezogen wird, dass dieser einschläft bzw. eingeschlafen ist. Erfindungsgemäß ist es dadurch auch möglich, dass mittels einer Detektion der Augenbewegung, der Augenposition und/oder einer Detektion des Lidschlags die Gefährdung des Benutzers durch Einschlafen reduzierbar ist, etwa dadurch dass eine vorhandene Kopfstütze optimal eingestellt wird.
  • Erfindungsgemäß ist es ganz besonders bevorzugt, dass das Fahrzeuganzeigesystem im Cockpit des Fahrzeugs angeordnet vorgesehen ist bzw. dass das Fahrzeuganzeigesystem in einer Kopfstütze oder in einer Rückenlehne des Fahrzeugs angeordnet vorgesehen ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass ein erfindungsgemäßes Fahrzeuganzeigesystem sowohl für einen Fahrer zur Darstellung unterschiedlicher Informationen, wie etwa der Geschwindigkeit, der Drehzahl des Motors oder dergleichen, verwendet wird und ein beispielsweise in die Kopfstütze oder in die Rückenlehne des Fahrersitzes eingebautes Fahrzeuganzeigesystem der Unterhaltung eines hinter dem Fahrer sitzenden Betrachters ermöglicht, beispielsweise einen Videofilm zu betrachten oder dergleichen. Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, das Fahrzeuganzeigesystem in der Dachkonsole und/oder in der Mittelkonsole (Centre information display) anzuordnen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems, wobei das dem Fahrzeuganzeigesystem zugeordnete Detektionsmittel dazu benutzt wird, das Fahrzeuganzeigesystem an unterschiedliche Betrachtungspositionen eines Benutzers anzupassen. Hierdurch ist es in besonders einfacher und intuitiver Weise möglich, stets eine optimale Anpassung des Fahrzeuganzeigesystems an die Statur bzw. die Position, insbesondere des Kopfes eines Benutzers, zu ermöglichen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems,
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung unterschiedlicher Anordnungen des Fahrzeuganzeigesystems in einem Fahrzeug und
  • 3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung.
  • In 1 ist schematisch ein Fahrzeuganzeigesystem 10 dargestellt, welches eine Anzeigeeinrichtung 30, ein optisches System 40 und ein teildurchlässiges Element 50 umfasst. Das teildurchlässige Element 50 ist im Kontext der vorliegenden Erfindung insbesondere als teildurchlässiger Spiegel bzw. als halbdurchlässiger Spiegel 50 vorgesehen, kann jedoch auch als beliebiges anderes für Licht teildurchlässiges Element vorgesehen sein. Ein Betrachter 60, bei dem nur dessen Auge in 1 dargestellt ist, betrachtet beispielhaft das Fahrzeuganzeigesystem 10 von einer ersten Seite 51 des teildurchlässigen Elements 50. Ausgehend von einer Lichtquelle 20, welche insbesondere als eine oder mehrere Leuchtdiode (Hochleistungsleuchtdiode) bzw. Leuchtdioden (Diodenarray bzw. Diodenfeld) vorgesehen ist, wird die Anzeigeeinrichtung 30 hinterleuchtet. Hierdurch wird zunächst Informationen der Anzeigeeinrichtung 30 tragendes bzw. enthaltendes Licht gemäß einer ersten Richtung 41 abgestrahlt. Das gemäß der ersten Richtung 41 abgestrahlte bzw. sich in der ersten Richtung 41 ausbreitende Licht trifft auf das optische System 40 und wird von diesem erfindungsgemäß insbesondere mehrfach umgelenkt. Hierbei ist im in der 1 dargestellten Beispiel ein erster Umlenkspiegel 45 vorgesehen, welcher das in der ersten Richtung 41 eintreffende Licht in eine zweite Richtung 42 umlenkt. Die Umlenkung erfolgt im Beispiel der 1 in Richtung zu dem teildurchlässigen Element 50 hin, an dem das Licht teilweise transmittiert wird (und dann verloren ist), an dem das Licht jedoch auch zu einem möglichst großen Prozentsatz in eine dritte Richtung 43 umgelenkt, d. h. reflektiert wird. Das in die dritte Richtung 43 sich ausbreitende Licht wird von einem zweiten Umlenkspiegel 47, welcher insbesondere als ein sphärischer Spiegel vorgesehen ist, wiederum reflektiert und in eine vierte Richtung 44 umgelenkt. Hierbei ist die vierte Richtung 44 wiederum auf das teildurchlässige Element 50 hin orientiert, wobei hier das Licht zu einem möglichst hohen Prozentsatz von dem teildurchlässigen Element 50 transmittiert werden soll und in das Auge des Betrachters 60 fallen soll.
  • Die Lichtquelle 20 kann entweder ein Teil des Fahrzeuganzeigesystems 10 sein oder auch getrennt von diesem vorgesehen sein. Zur Erhöhung der Effizienz des erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems 10 ist es besonders vorteilhaft, dass ein Polarisationselement 46 Teil des optischen Systems 40 ist. Durch das Polarisationselement 46 wird der Polarisationszustand des sich in der zweiten Richtung 42 erstreckenden bzw. ausbreitenden Lichts gegenüber dem in der vierten Richtung 44 sich ausbreitenden Licht verändert. Hierdurch ist es möglich, dass das von der Lichtquelle 20 ausgehende Licht mit vergleichsweise sehr großer Effizienz dem Benutzer 60 bzw. dem Betrachter zugeführt wird. Dies ist dadurch möglich, dass beispielsweise das in der ersten Richtung 41 sich erstreckende bzw. ausbreitende Licht mittels eines mit dem Bezugszeichen 41' versehenen Polarisationszustandes ausgestattet ist, insbesondere linear polarisiertes Licht ist. Dieser Polarisationszustand 41' wird nach der Reflexion am ersten Umlenkspiegel 45 weitergegeben bzw. erhalten (Bezugszeichen 42' für den Polarisationszustand des Lichts, welches sich in der zweiten Richtung 42 ausbreitet). Dieser Polarisationszustand ist erfindungsgemäß derart gewählt, dass der Reflexionsgrad des teildurchlässigen Elements 50 diesbezüglich möglichst groß ausfällt, so dass ein möglichst geringer Anteil der Energie der Lichtquelle 20 durch das teildurchlässige Element 50 transmittiert wird. Beim Durchgang des sich in der dritten Richtung 43 ausbreitenden Lichts durch das Polarisationselement 46 ist es im Beispiel der 1 vorgesehen, dass eine Drehung der Polarisationsrichtung des beispielhaft linear polarisierten Lichts um etwa 45° hervorgerufen wird, wobei nach der Reflexion an dem zweiten Umlenkspiegel 47 beim erneuten Durchgang durch das Polarisationselement 46 eine weitere Drehung der Polarisationsrichtung des sich nun in der vierten Richtung 44 sich ausbreitenden Lichts um weitere 45° vorgesehen ist, so dass sich insgesamt eine Drehung der Polarisationsrichtung des Lichts zwischen dem sich in der zweiten Richtung 42 ausbreitenden Licht und dem sich der vierten Richtung 44 ausbreitenden Lichts von etwa 90° ergibt. Mit dem Bezugszeichen 43' bzw. 44' ist dieser Zusammenhang einer Änderung der Polarisationsrichtung des Lichts angedeutet. Erfindungsgemäß ist es selbstverständlich auch möglich, den Strahlengang des Fahrzeuganzeigesystems 10 so zu wählen, dass lediglich ein einmaliger Durchgang durch das Polarisationselement 46 vorgesehen ist (nicht dargestellt), wobei dann vorzugsweise ein die Polarisationsrichtung des Lichts um etwa 90° drehendes Polarisationselement 46 Verwendung finden sollte.
  • Bevorzugt ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass entweder das gesamte Fahrzeuganzeigesystem 10 oder aber wenigstens ein Teil des Fahrzeuganzeigesystems 10, etwa der zweite Umlenkspiegel 47 oder aber das gesamte optische System 40, derart einstellbar ist, dass das Fahrzeuganzeigesystem 10 an eine unterschiedliche Betrachtungsposition des Benutzers anpassbar ist. Insbesondere eine Höheneinstellbarkeit des Fahrzeuganzeigesystems 10, etwa an unterschiedliche Benutzergrößen, ist erfindungsgemäß vorgesehen. Besonders vorteilhaft ist es optional weiterhin, dass eine solche Verstellung bzw. Anpassung des Fahrzeuganzeigesystems 10 an unterschiedliche Betrachtungspositionen automatisch erfolgt. Hierzu ist dem Fahrzeuganzeigesystem 10 in einer besonders bevorzugten Ausführungsform insbesondere ein Detektionsmittel 70, beispielsweise in Form einer kleinen Kamera, zugeordnet bzw. es umfasst das Fahrzeuganzeigesystem 10 ein solches Detektionsmittel 70, so dass eine Anpassung des Sichtfeldes an die Fahrergröße bzw. an die Benutzergröße etwa durch ein Drehmechanismus manuell und/oder automatisch möglich ist. Das Detektionsmittel 70 kann, insbesondere in Form einer kleinen Kamera, unsichtbar von dem Inneren des Fahrzeuganzeigesystems 10 aus, bestimmen, welche Position bzw. welche Betrachtungsposition ein Benutzer eingenommen hat. Weitere Funktionen sind mittels eines solchen Positionsdetektionssystems möglich, beispielsweise kann eine Schlafdetektion oder eine automatische Kopfhöheneinstellung etwa bei einer Bewegung des Kopfes des Benutzers durchgeführt werden. Alternativ zu einer mechanischen Stellung des Fahrzeuganzeigesystems 10 bzw. einer mechanischen Verstellung eines Teils des Fahrzeuganzeigesystems 10 ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass sämtliche Teile des Fahrzeuganzeigesystems 10 mechanisch fixiert bleiben und lediglich eine Verschiebung des auf der Anzeigeeinrichtung 30 dargestellten Bildes zur Anpassung an unterschiedliche Betrachtungspositionen des Benutzers 60 angepasst wird. Hierbei ist es erforderlich, dass ein Teil der Anzeigeeinrichtung 30 nicht genutzt wird. Bevorzugt ist es erfindungsgemäß jedoch, dass eine mechanische Nachführung des gesamten Fahrzeuganzeigesystems 10 bzw. eines Teils davon vorgenommen wird, weil so die gesamte aktive Displayfläche der Anzeigeeinrichtung 30 genutzt werden kann. Weiterhin ist es dadurch möglich, dass die Anforderungen an die Lichtquelle 20 verringert werden können, weil das Sichtfeld kleiner werden kann und somit das Fahrzeuganzeigesystem 10 insgesamt kompakter gebaut werden kann.
  • In 2 ist eine schematische Darstellung verschiedener Einbaupositionen des erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems 10 dargestellt. In einer ersten Variante einer Einbauposition des Fahrzeuganzeigesystems 10 ist dieses in einer Cockpitposition 3 eines Fahrzeugs 1 entlang einer Blickrichtung 2 für einen Benutzer sichtbar, der sich auf einem Vordersitz bzw. einem Fahrersitz 4 des Fahrzeugs 1 befindet. In einer zweiten Variante 6 einer Einbauposition des Fahrzeuganzeigesystems 10 ist dieses von einem Benutzer eines Rücksitzes 7 entlang einer Blickrichtung 5 sichtbar. In einer dritten und vierten Variante 8, 9 einer Einbauposition ist das Fahrzeuganzeigesystems 10 in der Mittelkonsole 8 bzw. in der Dachkonsole 9 angeordnet. Die unterschiedlichen Einbaupositionen 3, 6, 8 und 9 bringen es mit sich, dass unterschiedliche Anforderungen an das Fahrzeuganzeigesystem 10 gestellt werden. Insbesondere dient die erste Einbauvariante 3 der Darstellung von sicherheitsrelevanten Informationen für einen Fahrer des Fahrzeugs 1, während die in der zweiten Einbauposition 6 für einen auf dem Rücksitz 7 befindlichen Fahrgast dargestellten Informationen des Fahrzeuganzeigesystems 10 insbesondere der Unterhaltung eines solchen Fahrgastes dienen.
  • In 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung 30 des erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems 10 dargestellt, wobei es sich bei der Ausführungsform in 3 insbesondere um eine solche handelt, die in der ersten Einbauposition 3 (2) eingebaut wird. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform der Anzeigeeinrichtung 30 umfasst die Anzeigeeinrichtung 30 eine erste elektronische Anzeigeeinheit 31 und eine zweite mechanisch bewegliche Anzeigeeinheit 32. Bei der zweiten mechanisch beweglichen Anzeigeeinheit 32 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um einen beweglichen Zeiger 32, etwa eines Zeigerinstruments oder dergleichen, wobei die Darstellung in 3 lediglich schematisch zu verstehen ist und keinerlei Drehachsen oder dergleichen des Zeigers 32 dargestellt sind. Bei der ersten Anzeigeeinheit 31 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um ein LCD-Display bzw. um ein TFT-Display, dessen Farben bzw. Positionen insbesondere auch durch Anpassung and die Vorlieben von Endkunden konfigurierbar sind. Ein solches TFT-Display als erste Anzeigeeinheit 31 ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil es einen guten Kontrast und eine Vollfarbfähigkeit ermöglicht. Weiterhin wird durch die erste elektronische Anzeigeeinheit 31 ermöglicht, dass neue Applikationen für fortschrittliche Fahrer-Assistenz-Systeme, wie beispielsweise Nachtsichtfunktionalität, Rückfahrkamera, Seitenspiegel, Navigation, Multimediaapplikationen im Stand bzw. im nicht fahrenden Zustand des Fahrzeugs möglich werden. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass die zweite mechanisch bewegliche Anzeigeeinheit 32 als mechanischer, frei farbwählbarer beleuchteter Zeiger vorgesehen ist, welcher insbesondere in einem Abstand von wenigen Millimetern entlang der optischen Achse gegenüber der ersten Anzeigeeinheit 31 angeordnet ist und sich dort bewegt. Er erscheint im virtuellen Bild selbstleuchtend und dreidimensional. Dies hat den Vorteil, dass kein Aufwand zur Beseitigung eines Aliasing-Effekt für die Zeiger in Echtzeit notwendig ist, wie es der Fall wäre, wenn die Anzeigeeinrichtung 30 lediglich die erste Anzeigeeinheit 31 und keine mechanisch bewegliche zweite Anzeigeeinheit 32 umfassen würde. Erfindungsgemäß ist es weiterhin von Vorteil, wenn die mechanisch bewegliche zweite Anzeigeeinheit 32 weggefahren werden kann, sprich von der ersten Anzeigeeinheit 31 entfernbar ist, so dass die komplette erste Anzeigeeinheit 31, etwa für Multimediaanwendungen oder dergleichen, zugänglich ist. In der Kombination eines mechanischen Zeigers 32 mit einem digitalen Skalenanzeiger innerhalb der ersten Anzeigeeinheit 31 lassen sich beispielsweise unterschiedliche Instrumente realisieren, beispielsweise sogar eine gleichzeitige Anzeige mit einem mechanischen Zeiger von Geschwindigkeit und Drehzahl, indem die Drehzahlskala dynamisch auf dem Display der ersten Anzeigeeinheit 31 oberhalb der Geschwindigkeitsskala angepasst bzw. angezeigt wird.
  • Das Polarisationselement 46 ist erfindungsgemäß insbesondere als ein lambda/4 Phasenverschiebungsbauelement im Strahlengang eingebracht, so dass Verluste des linear polarisierten Lichts durch Anpassung der Schwingungsrichtung am Strahlteiler minimiert werden können.
  • Erfindungsgemäß ist es mit dem Fahrzeuganzeigesystem 10 möglich, dass kaum Akkomodationsaufwand für das Auge eines Benutzers 60 erforderlich ist, da ein virtuelles Bild etwa in 2 m Abstand vom Auge des Benutzers 60 erzeugbar ist. Selbstverständlich sind auch größere bzw. kleiner Abstände möglich. Hierbei hängt die Kompaktheit des Fahrzeuganzeigesystems 10 bzw. dessen benötigter Bauraum von der unterschiedlich aufwendigen Gestaltung des Strahlengangs des Fahrzeuganzeigesystems 10 bzw. des optischen Systems 40 ab. Es ist damit erfindungsgemäß möglich, geringere Helligkeitsanforderungen gegenüber einem head-up Display sowie ein deutlich größeres und schärferes Bild zu ermöglichen, weil die optischen Bedingungen kontrollierbar sind. Weiterhin ergibt sich als Vorteil, dass inhärent das erfindungsgemäße Fahrzeuganzeigesystem 10 blendfrei gegenüber Sonnenlicht ist, da Sonneneinstrahlung nur im Sichtfeld erfolgen kann, welches durch den Kopf des Fahrers verdeckt wird. Eine gewöhnliche und im Stand der Technik bekannte Hutze kann daher minimiert werden. Durch den Einsatz eines weiteren optischen Elements (nicht dargestellt) am Ausgang des Fahrzeuganzeigesystems 10, welches Licht hauptsächlich senkrecht durchlässt, könnte sogar gänzlich auf eine sogenannte Hutze verzichtet werden, so dass neue Designfreiheiten eröffnet werden. Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass mittels dem erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystem 10 eine dreidimensionale Darstellung möglich.
  • Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass das virtuelle Bild gegenüber der Größe der Anzeigeeinrichtung 30 vergrößert vorgesehen ist und weiterhin dass das virtuelle Bild unter einem möglichst großen Blickwinkel erscheint. Dadurch ist es möglich, dass eine kleine und kostengünstige Anzeigeeinrichtung 30 Verwendung findet. Weiterhin ist es dadurch möglich, dass ein größeres virtuelles Bild anzeigbar ist als Raum im entsprechenden Bereich des Fahrzeugs vorhanden ist.
  • Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Anzeigeeinrichtung 30 per Software konfigurierbar ist. Dies kann sowohl durch einen Fahrzeughersteller etwa abhängig von dem Fahrzeugmodell oder dergleichen erfolgen. Dies kann aber auch – in gewissen beispielsweise ergonomisch sinnvollen Grenzen – durch einen Endkunden/Benutzer des Fahrzeugs erfolgen. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, situativ andere Applikationen wie beispielsweise Nachtsichtfunktionalität, Rückfahrkamera, Seitenspiegel oder Multimediaapplikationen im Stand zur realisieren.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Fahrzeug
    2, 5
    Blickrichtungen
    3, 6
    Einbaupositionen
    4, 7
    Fahrzeugsitze
    10
    Fahrzeuganzeigesystem
    20
    Lichtquelle
    30
    Anzeigeeinrichtung
    31
    Erste Anzeigeeinheit
    32
    Zweite Anzeigeeinheit/Zeiger
    40
    optisches System
    41, 42, 43,44
    Ausbreitungsrichtungen des Lichts
    41', 42', 43', 44'
    Polarisationszustände des Lichts
    45
    erster Umlenkspiegel
    46
    Polarisationselement
    47
    zweiter Umlenkspiegel
    50
    teildurchlässiges Element
    51
    erste Seite des teildurchlässigen Elements
    52
    zweite Seite des teildurchlässigen Elements
    60
    Benutzer/Auge des Benutzers
    70
    Detektionsmittel/Kamera

Claims (9)

  1. Fahrzeuganzeigesystem (10) mit einer Anzeigeeinrichtung (30), mit einem teildurchlässigen Element (50) und mit einem optischen System (40), wobei für einen auf einer ersten Seite (51) des teildurchlässigen Elements (50) befindlichen Benutzer (60) mittels des Fahrzeuganzeigesystems (10) ein virtuelles Bild auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite (52) des teildurchlässigen Elements (50) erzeugbar ist, wobei durch das teildurchlässige Element (50) auf die erste Seite (51) zu transmittierendes Licht (44) gegenüber an dem teildurchlässigen Element (50) auf die zweite Seite (52) zu reflektierende Licht (42, 43) einen unterschiedlichen Polarisationszustand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass drei Reflexionen zwischen der Anzeigeeinrichtung (30) und dem Durchtritt des Lichts (44) durch das teildurchlässige Element (50) erfolgen, wobei das Fahrzeuganzeigesystem (10) ein die Polarisationsrichtung um 45 Grad oder um 90 Grad drehendes Polarisationselement (46) aufweist und wobei das Polarisationselement vor einem sphärischen Spiegel angeordnet ist, an dem die dritte Reflexion erfolgt.
  2. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (10) sowohl eine elektronische erste Anzeigeeinheit (31) und eine mechanisch bewegliche zweite Anzeigeeinheit (32) aufweist.
  3. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuganzeigesystem (10) insgesamt oder wenigstens ein Teil des Fahrzeuganzeigesystems (10) an unterschiedliche Betrachtungspositionen eines Benutzers (60) anpassbar ist.
  4. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrzeuganzeigesystem (10) ein Detektionsmittel (70) zur Erkennung der Betrachtungsposition eines Benutzers (60) zugeordnet ist.
  5. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuganzeigesystem (10) im Cockpit (3) eines Fahrzeugs (1) angeordnet ist.
  6. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuganzeigesystem (10) in einer Kopfstütze (6) oder in einer Rückenlehne des Fahrzeugs (1) angeordnet ist.
  7. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das virtuelle Bild gegenüber der Größe der Anzeigeeinrichtung (30) vergrößert ist.
  8. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuganzeigesystem (10) blendfrei gegenüber Sonnenlicht ist.
  9. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuganzeigesystems (10), wobei im Fahrzeuganzeigesystem (10) eine Anzeigeeinrichtung (30), ein teildurchlässiges Element (50) und ein optisches System (40) angeordnet wird, wobei für einen auf einer ersten Seite (51) des teildurchlässigen Elements (50) befindlichen Benutzer (60) mittels des Fahrzeuganzeigesystems (10) ein virtuelles Bild auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite (52) des teildurchlässigen Elements (50) erzeugt wird, wobei durch das teildurchlässige Element (50) auf die erste Seite (51) zu transmittierendes Licht (44) gegenüber an dem teildurchlässigen Element (50) auf die zweite Seite (52) zu reflektierende Licht (42, 43) einen unterschiedlichen Polarisationszustand aufweist, wobei ein dem Fahrzeuganzeigesystem (10) zugeordnetes Detektionsmittel (70) dazu benutzt wird, das Fahrzeuganzeigesystem (10) an unterschiedliche Betrachtungspositionen eines Benutzers (60) anzupassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht (42, 43) drei mal zwischen der Anzeigeeinrichtung (30) und dem Durchtritt des Lichts durch das teildurchlässige Element (50) reflektiert wird, wobei das Fahrzeuganzeigesystem (10) ein die Polarisationsrichtung um 45 Grad oder um 90 Grad drehendes Polarisationselement (46) aufweist und wobei das Polarisationselement vor einem sphärischen Spiegel angeordnet ist, an dem die dritte Reflexion erfolgt.
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