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Die
Erfindung betrifft eine Projektionsanzeigevorrichtung für
Fahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie
ein Kombi-Instrument für Fahrzeuge.
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Stand der Technik
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Projektionsanzeigevorrichtungen
für Fahrzeuge, insbesondere Head-up-Displays (HUD), sind bekannt
geworden aus Druckschriften wie beispielsweise
DE 100 36 570 A1 und mittlerweile
handelsüblich. Dabei existieren auf dem Markt verschiedene Bauformen
für Fahrzeuge, das heißt sowohl für Kraft- als
auch für Luftfahrzeuge. Das zu projizierende Bild wird
dabei in der Regel von einer Bilderzeugungseinheit, die oft auch
mit dem englischen Begriff ”optical engine” bezeichnet
wird und meist auch einen Projektor umfasst, erzeugt. Bei vielen
Head-up-Displays wird die Windschutzscheibe als Reflexionsfläche
genutzt, um ein virtuelles Bild vor der Windschutzscheibe außerhalb
des Fahrzeugs zu erzeugen. Aus Druckschriften wie
EP 06 79 549 B1 ist außerdem
die Verwendung von sogenannten Kombinierern (englisch ”combiner”)
als Reflexionsfläche.
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Außerdem
sind aus Druckschriften wie
DE 10 2005 052 424 A1 Head-up-Displays bekannt,
bei denen über die Abbildungsoptik eine Blickrichtung des
Fahrers ermittelt werden kann (i-HUD).
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Ursprünglich
wurde das virtuelle Bild dabei in einer festen Bildentfernung erzeugt.
Handelsüblich sind mittlerweile auch Head-up-Displays,
bei denen die Bildentfernung des virtuellen Bildes eingestellt werden
kann, indem optische Bauelemente mittels Motoren bewegt bzw. verschoben
werden.
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Für
Fernsehsysteme und Videoprojektorsysteme existieren, wie aus beispielsweise
der Druckschrift
US
2002/0027720 A1 bekannt, optische Projektionssysteme, welche
durch sogenannte Mikrospiegelanzeigen bzw. Mikrospiegeldisplays
(englisch: Digital Micro Mirror Device, DMD) das Licht modulieren
und letzten Endes für die Abbildung störendes
Licht aus dem Strahlengang ausblenden. Durch diese Ausblendung des
störenden Lichtanteils wird der Bildkontrast verbessert.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, Projektionsanzeigevorrichtungen für
Fahrzeuge, insbesondere Head-up-Displays derart weiterzubilden,
dass Informationsdarstellungen für den Fahrer bzw. Piloten
in ihren Möglichkeiten verbessert bzw. noch erweitert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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In
den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und
zweckmäßige Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen
der Erfindung angegeben.
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Die
Erfindung geht dabei aus von einer Projektionsanzeigevorrichtung
für Fahrzeuge mit wenigstens einer Abbildungsoptik und
wenigstens einer Mikrospiegelanzeige zum Anzeigen einer Anzeigedarstellung
und/oder Umschalten eines optischen Strahlenganges auf optische
Pfade.
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Dementsprechend
zeichnet sich eine erfindungsgemäße Projektionsanzeigevorrichtung
dadurch aus, dass wenigstens ein weiteres optisches Funktionselement
mit entsprechenden optischen Pfad, auf den der Strahlengang mittels
Mikrospiegelanzeige umschaltbar ist, vorhanden ist.
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Durch
die Integration zusätzlicher optischer Funktionselemente werden
dem Benutzer weitere Funktionen zur Verfügung gestellt,
wie beispielsweise zusätzliche Informationsdarstellungen
oder eine Fahrerbeobachtungsfunktion. Außerdem ist wenigstens
ein Umschaltelement vorhanden, welches dazu dient, die optischen
Pfade je nach gewünschter Funktion umzuschalten. Eine Mikrospiegelanzeige im
Sinne der Erfindung umfasst eine Art Matrix, bestehend aus ausrichtbaren
Mikrospiegeln und kann selbst als Anzeigeelement oder, bei entsprechender gleichartiger
Ausrichtung der Mikrospiegel, als Umlenkspiegel dienen. Die umzuschaltenden
optischen Pfade verlaufen hierbei also von einem optischen Funktionselement
zu einer der genannten Mikrospiegelanzeigen hin.
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Die
Verwendung einer derartigen Mikrospiegelanzeige zeichnet sich in
vielfacher Hinsicht aus. Sie ermöglicht ein sehr schnelles
und sehr präzises Umlenken von Lichtstrahlen. Strahlumlenkungen können
dabei sogar mit wesentlich höheren Frequenzen erfolgen
als es eine Video-Darstellung, die vom Auge flimmerfrei wahrgenommen
werden kann, verlangt. Im Gegensatz hierzu ist die Umlenkung mittels motorisch
bewegter mechanischer Bauteile sehr langsam und obendrein auch in
Bezug auf Wiederholung relativ ungenau.
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Die
genannte bauliche Anordnung ermöglicht es außerdem,
für verschiedene Anzeigevorrichtungen und Funktionselemente
die gleiche Abbildungs- und Projektionsoptik zu verwenden, wodurch nicht
nur eine erhebliche Kostenersparnis, sondern auch eine kompakte
und platzsparende Bauweise erreicht werden kann.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor,
dass wenigstens ein Teilabschnitt des Strahlengangs einen optischen
Pfad zwischen dem Fahrer bzw. Piloten und dem optischen Funktionselement
und/oder einen optischen Pfad zwischen einer der Beleuchtungsvorrichtungen
und dem Fahrer bzw. Piloten umfasst. In der Regel führt
der Strahlengang über die Mikrospiegelanzeige, wenn diese entweder
als Anzeigeelement verwendet wird oder aber als Spiegel dazu dient,
den Strahlengang etwa zu einem optischen Funktionselement umzuleiten. Bei
einem derartigen Ausführungsbeispiel ist als optisches
Funktionselement z. B. kein Strahlfänger bzw. kein System
mit optischen Bauteilen und einem als Strahlfänger fungierenden
Element ohne weitere optische Funktion vorgesehen, so das der Strahlengang
nicht an irgend einer Stelle unterbrochen wird, ohne dass das Licht
in irgend einer Weise zum bzw. über den Fahrer bzw. Pilot
gelangt bzw. weitergeleitet wird. Somit kann bei dem Ausführungsbeispiel
entweder Licht von einer Beleuchtungsvorrichtung bzw. einem Display
zum Fahrer bzw. Piloten, insbesondere in dessen Auge, gelangen oder
Licht, das vom Fahrer bzw. Piloten (etwa durch Reflexion an der
Iris) kommt, auf ein optisches Funktionselement treffen, welches
z. B. zur Detektion mittels eines Photosensors oder einer Kamera
dient. Ein Strahlfänger oder ein als Strahlfänger
fungierendes Element meint im Kontext dieses Ausführungsbeispiels
der Erfindung, dass der Strahlengang dadurch unterbrochen wird, dass
er an einer Blende, einem Schirm, einer Gehäusewand o. Ä.
praktisch vollständig absorbiert wird, ohne dass dabei
z. B. eine Messung, Detektion, Umwandlung des Lichts in eine elektrische
Spannung oder sonstige Verwendung des Lichts stattgefunden hat.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst wenigstens
ein Teilabschnitt des Strahlengangs einen optischen Pfad zwischen
dem Fahrer bzw. Piloten und der Mikrospiegelanzeige. Beispielsweise
wird entweder dem Fahrer/Piloten mittels Mikrospiegelanzeige eine
Bildinformation geliefert oder aber ein optisches Funktionselement
ist aktiv, so dass zwischen dem Fahrer und einem optischen Funktionselement über
die Mikrospiegelanzeige der Strahlengang geschaltet ist. Ist, wie
zuletzt beschrieben, das optische Funktionselement aktiv, so gelangt
entweder Licht vom optischen Funktionselement zum Fahrer bzw. Piloten
oder Licht gelangt vom Fahrer bzw. Piloten (z. B. durch Reflexion
an der Iris) zum optischen Funktionselement. Besonders vorteilhaft
ist an dieser kompakten Ausführungsform, das permanent
zwischen verschiedenen Funktionen schnell und effizient umgeschaltet
werden kann. Außerdem kann z. B. die benötigte
Abbildungsoptik, falls dies gewünscht ist, minimiert werden,
da grundsätzlich durch das Umschalten für mehrere
Anzeigeelemente, optische Funktionselemente, Mikrospiegelanzeigen
usw. diese gemeinsam verwenden können.
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Anzeigevorrichtungen,
insbesondere Mikrospiegelanzeigen, benötigen in der Regel
eigene Lichtquellen zur Beleuchtung. Dabei kann es sich um Weißlichtquellen,
monochromatische Lichtquellen oder Lichtquellen mit entsprechenden
Farbfiltern handeln. Somit umfasst ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung wenigstens eine Beleuchtungsvorrichtung.
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In
diesem Zusammenhang ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
besonders vorteilhaft, bei dem wenigstens ein optisches Funktionselement als
zusätzliche Anzeigevorrichtung ausgebildet ist. Beispielsweise
ist es denkbar, dass einem Fahrer folgende Informationen gleichzeitig
zur Verfügung gestellt werden sollen: erstens die aktuelle
Geschwindigkeit des Fahrzeuges, welche als einfache Einblendung
erfolgen kann, ohne dabei auf eine besondere Entfernung des virtuellen
Bildes zu achten; zweitens ein Pfeil der ihm die einzuhaltende Fahrtrichtung
anzeigt und der so abgebildet werden soll, dass er auf der Straße
zu liegen scheint sowie drittens ein Balken, der ihm den Mindestabstand
zum vorausfahrenden Fahrzeug anzeigt. Das Zur-Verfügung-Stellen dieser
drei unterschiedlichen Anzeigeinformationen kann durch die Mikrospiegelanzeige
sowie zwei weitere Anzeigeelemente als optische Funktionselemente
bewerkstelligt werden. Die Anzeige- und Funktionselemente können
dabei auf die gewünschten Bildentfernungen des virtuellen
Bildes bereits angepasst sein. Durch das schnelle Umschalten zwischen den
einzelnen Funktions- und Anzeigeelementen wird eine Darstellung
ermöglicht, bei welcher der Benutzer, etwa der Fahrer oder
der Pilot, praktisch gleichzeitig und somit für ihn ununterscheidbar
alle drei Informationen wahrnimmt. Das schnelle Umschalten zwischen
den verschiedenen Bildentfernungen ermöglicht außerdem
eine sehr hochaufgelöste Darstellung der Bildinformation.
Die Darstellung erfolgt verlustfrei, und der Benutzer wird dabei
nicht verwirrt oder unnötig abgelenkt.
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Es
ist dabei zwar denkbar, allerdings keinesfalls notwendig, als Anzeige
ausschließlich Mikrospiegelanzeigen zu verwenden. Bei einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung können dabei
ebenso sonstige Anzeigevorrichtungen bzw. Displays, wie z. B. transmittierende
Displays LC-Displays (LCD), als Anzeigevorrichtungen verwendet werden.
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Denkbar
ist jedoch gleichfalls, bei einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung Anzeigevorrichtungen in Auflichttechnik zu verwenden,
welche das zur Beleuchtung verwendete Licht reflektieren. Bei der
Verwendung mehrerer Anzeigevorrichtungen als optische Funktionselemente
können sowohl ausschließlich als auch nebeneinander
transmittierende Anzeigevorrichtungen bzw. Anzeigevorrichtungen
in Auflichttechnik benutzt werden. Derartige Anzeigen ermöglichen
eine erhebliche Kostenersparnis unter Verwendung günstiger
und bewährter Bauteile.
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Durch
das extrem schnelle Umschalten, welches eine videofähige
Bilddarstellung ermöglicht, ergeben sich insbesondere für
HUD völlig neuartige Darstellungsmöglichkeiten,
da bei kontaktanalogen Informationsdarstellungen dem Fahrer Bildelemente in
seine aktuelle Sicht derart eingeblendet werden, dass sie wie ein
fester Bestandteil der Umwelt erscheinen, sind hierbei zu einer
realistischen Darstellung sehr große Bildabstände
des virtuellen Bildes, zum Teil > 10
m notwendig. Um entsprechend zwischen unterschiedlichen Informationseinblendungen, welche
insbesondere verschiedene Bildentfernungen des virtuellen Bildes
benötigen, umzuschalten, ist die Bereitstellung verschiedener
Optiken sinnvoll.
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Werden
mehrere Optiken, insbesondere Abbildungsoptiken benutzt, so ist
dies auf verschiedene Art und Weise denkbar. Eine Ausführung
der Erfindung sieht beispielsweise vor, mittels einer Mikrospiegelanzeige
den Strahlengang umzulenken, so dass dieser unterschiedliche Abbildungsoptiken
passieren muss, je nach Ausrichtung der Mikrospiegel. Ein vorteilhaftes
Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst beispielsweise
bereits optische Funktionselemente mit passenden Abbildungsoptiken,
so dass in der zuvor beschriebenen Weise mittels der Mikrospiegelanzeige
ein Umschalten zwischen einzelnen optischen Pfaden und somit zwischen
einzelnen optischen Funktionselementen erfolgen kann. Dies ermöglicht
einen besonders flexiblen und multifunktionalen Einsatz der Projektionsanzeigevorrichtung.
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Dabei
kann es vorteilhaft sein, ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
derart zu wählen, dass für wenigstens eines der
optischen Funktionselemente eine zusätzliche Lichtquelle
zur Beleuchtung vorhanden ist, insbesondere, falls verschiedene Lichtquellen
benötigt bzw. erwünscht sind.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann aber auch darin bestehen,
eine gemeinsame Beleuchtungsvorrichtung für alle Anzeigevorrichtungen
und Funktionselemente vorzusehen. Dies ermöglicht eine
wesentlich kompaktere Bauweise und eine zusätzliche Kostenersparnis.
Gleichzeitig kann die abgegebene Lichtleistung verringert werden,
was eine geringere Aufheizung innerhalb des Bauraumes bedeutet.
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Eine
besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ermöglicht
es, eine sogenannte i-HUD zur Ermittlung der Blickrichtung des Benutzers,
insbesondere des Fahrers, zu ermitteln. Dabei wird wenigstens eines
der optischen Funktionselemente als CCD-Kamerachip bzw. CMOS-Kamerachip
ausgebildet. Vorteilhaft ist an dieser Weiterbildung, dass eine Positionsänderung
der projizierten Bilddarstellung in Abhängigkeit von der
Blickrichtung des Benutzers erfolgen kann.
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Wie
bereits erwähnt, sind verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten
eines optischen Funktionselementes denkbar. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante
der Erfindung sieht jedoch vor, wenigstens ein elektronisch ansteuerbares
und/oder regelbares optisches Funktionselement zu verwenden. Umfasst sind
hierbei unter anderem z. B. Kameras, entsprechende CCD- oder CMOS-Chips,
Anzeigeelemente, Detektoren, Messinstrumente usw. Regelbar bedeutet
in diesem Kontext, dass nicht nur Steuersignale an das optische
Funktionselement, sondern dass auch entsprechende Signale vom optischen
Funktionselement beispielsweise an eine Kontrolleinheit oder eine
als Rückkopplung arbeitende Schaltungsvorrichtung geleitet
werden können. Dadurch werden die technischen Möglichkeiten,
insbesondere bezüglich der Funktionalität und
Einsetzbarkeit wie der Anpassung an die Bedürfnisse des
Fahrers bzw. Piloten, erheblich erweitert.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser erfindungsgemäßen
Weiterbildung umfasst daher zusätzlich eine Kontrolleinheit,
mit welcher die Blickrichtung des Benutzers über den Kamerachip
erfasst wird und welche mittels Abbildungsoptik die Position der
Anzeige ändern kann. Die Kontrolleinheit steuert bzw. regelt
dabei beispielsweise die Ausrichtung der Abbildungsoptik. Eine Abbildungsoptik
im Sinne der Erfindung kann grundsätzlich verschiedenste
optische Bauelemente umfassen, wie beispielsweise Linsen, Spiegel,
Prismen, Strahlteiler, Blenden, weitere mechanische Komponenten
usw. Denkbar ist außerdem, dass in die Kontrolleinheit
andere Funktionen integriert sind, beispielsweise eine Ermüdungskontrolle
des Fahrers, insbesondere im Hinblick auf die Bereitstellung eines
Sekundenschlaf-Sensors sowie die Ansteuerung bzw. Regelung eines
entsprechenden Warngerätes.
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Oft
werden mehrere dieser Funktionen der Projektionsanzeigevorrichtung
gleichzeitig benötigt. Daher ist es sinnvoll, dem Benutzer
die Funktionen derart zur Verfügung zu stellen, dass keine
merklichen Zeitverzögerungen beim Funktionswechsel auftreten.
Daher umfasst ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der
Erfindung eine Kontrolleinheit zum abwechselnden Anzeigen der Anzeigedarstellung
bzw. der Bildinformation durch die Mikrospiegelanzeige sowie zum
Umschalten auf einen der optischen Pfade eines der optischen Funktionselemente.
Somit wird erreicht, dass mehrere Funktionen für den Benutzer
praktisch gleichzeitig zur Verfügung stehen, beispielsweise
die Anzeige einer Geschwindigkeit, die gleichzeitige Anzeige eines
Abstandsbalkens zum vorausfahrenden Fahrzeug als kontaktanaloge Darstellung
und gleichzeitig die Überwachungsfunktion der Blickrichtung
des Benutzers. Das schnelle Umschalten zwischen den einzelnen optischen
Pfaden gelingt dabei unter anderem durch die Verwendung der extrem
schnellen DMD-Technik in der Mikrospiegelanzeige.
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Ein
spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst daher
eine Kontrolleinheit, die ein periodisches Umschalten der Mikrospiegeleinheit
ermöglicht. Damit sind folglich die Anzeige der Mikrospiegelanzeige
sowie die gewünschten optischen Funktionselemente abwechselnd
in periodischen Zeitabständen in Betrieb.
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Bisher
wurden nur beispielhaft einzelne denkbare optische Funktionselemente,
die zur Verwendung in einem erfindungsgemäßem
Ausführungsbeispiel bzw. erfindungsgemäßen
Weiterbildung möglich sind, genannt. Die Erfindung beschränkt
sich allerdings nicht auf die Verwendung weniger Beispiele optischer
Funktionselemente, sondern sieht auch vor, weitere bekannte Vorrichtungen bzw.
Neuentwicklungen als optische Funktionselemente hierin zu integrieren,
wie beispielsweise die Erkennung von Personen bzw. Objekten auf
der Straße bzw. am Straßenrand und das entsprechende
Einblenden von Warnhinweisen oder Markieren gefährlicher
Zonen im Blickfeld des Benutzers.
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Ein
bevorzugte Weiterbildung der Erfindung umfasst wenigstens ein optisches
Funktionselement mit einer Matrixstruktur. Beispielsweise kann es
sich dabei um Anzeigen mit mehreren Einzelanzeigestrukturen, Anzeigen
mit hoher Pixelzahl zu komplexeren Darstellungen, LC-Displays mit
vorgegebenen Strukturen, etwa 7-Segment-Darstellungen, Kamerachips,
Detektions-, Sensor- bzw. Messsvorrichtungen mit Matrizen usw. handeln.
Dies ermöglicht die Einbindung leistungsfähiger
Funktionen auf relativ kleinem Raum und meistens mit entsprechender
Kostenersparnis.
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Infolge
der Kompaktheit der Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen
der Erfindung bietet es sich an, ein Kombi-Instrument für
Fahrzeuge derart zu gestalten, dass ein Ausführungsbeispiel
bzw. eine Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen
Projektionsanzeigevorrichtung in das Kombi-Instrument integriert
ist. Dadurch wird die Möglichkeit gegeben, dass in vorteilhafter
Weise ein einheitliches Bauteil in das Fahrzeug integriert wird
und der ohnehin sehr begrenzte Bauraum innerhalb des Fahrzeuges
effizient und platzsparend genutzt wird.
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Ausführungsbeispiel
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
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1 einen
schematischen Querschnitt durch ein Fahrzeug mit einem Kombi-Instrument
mit integrierter Projektionsanzeigevorrichtung gemäß der
Erfindung.
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2 einen
schematischen Querschnitt durch ein Fahrzeug mit einem Kombi-Instrument
mit integrierter Projektionsanzeigevorrichtung sowie i-HUD gemäß der
Erfindung.
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3 eine
allgemeine schematische Darstellung der Funktionsweise eines DMD-Chips.
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In 1 ist
der Fahrer 1 in einem Fahrzeug mit einer Windschutzscheibe 2 dargestellt.
In das Kombi-Instrument 4 ist die Projektionsanzeigevorrichtung
integriert. Diese umfasst eine Mikrospiegelanzeige 5, ein
LC-Display 6, eine Abbildungsoptik 7, einen Umlenkspiegel 8,
eine Beleuchtung 9 für die Mikrospiegelanzeige
sowie eine Beleuchtung 10 für die LCD-Anzeige.
Ebenso zu sehen ist der Strahlengang 11, der zum Auge des
Fahrers 1 führt. Durch Reflexion an der Windschutzscheibe 2 entsteht
für den Fahrer 1 ein virtuelles Bild 3.
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2 zeigt
eine ähnliche schematische Darstellung, bei der jedoch
ein anderes optisches Funktionselement integriert ist, nämlich
ein CCD-Kamerachip 13 zur Erfassung der Blickrichtung des
Fahrers 1. Detektiert wird hierbei ein reflektierter Strahl 14, der
durch eine Reflexion an der Iris des Auges 12 entsteht.
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3 zeigt
ein Schema der Funktionsweise eines DMD-Chips 16. Das Licht
einer Beleuchtung 9 gelangt mittels Linsen und anderer
optischer Abbildungselemente 17 über eine Farbfilterscheibe 15 auf einen
DMD-Chip 16, der beispielsweise 1024×768 Mikrospiegel 18 als
einzelne Pixel trägt. Das reflektierte Licht gelangt auf
ein Objektiv 19.
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Das
Ausführungsbeispiel in 1 beinhaltet somit
im Grunde zwei Anzeigevorrichtungen, nämlich die Mikrospiegelanzeige 5 und
das LCD 6. Für beide existieren separate Beleuchtungen 9 und 10.
In der Darstellung ist die Mikrospiegelanzeige 5 derart
geschaltet, dass die Mikrospiegel 18 des Lichts, welches
von der Beleuchtung 10 und dem LCD 6 kommt, derart
reflektieren, dass dieses schließlich über die Abbildungsoptik 7 in
Richtung Windschutzscheibe 2 projiziert wird. Das dargestellte
Ausführungsbeispiel umfasst folglich unter anderem auch
die Funktionsweise eines HUD für Fahrzeuge. Nicht dargestellt
ist in der 1, dass durch Umschalten der
Mikrospiegelanzeige 5, also eine Ausrichtungsänderung
der Mikrospiegel, auch die durch die Beleuchtung 9 angestrahlte
Anzeige der Mikrospiegelanzeige 5 über den Strahlengang 11 in analoger
Weise für den Fahrer 1 dargestellt werden kann.
In der Darstellung der 1 dient die Windschutzscheibe 2 als
Reflexionsfläche zur Erzeugung eines virtuellen Bildes 3 aus der
Sicht des Fahrers 1. In gleicher Weise ist es durchaus
auch denkbar, bei Ausführungsvarianten der Erfindung zum
Beispiel einen Kombinierer als Reflexionsfläche anstelle
der Windschutzscheibe 2 zu verwenden.
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In 2 ist
eine ähnliche Projektionsanzeigevorrichtung dargestellt,
welche ebenso in ein Kombi-Instrument 4 integriert ist.
Lediglich das in 1 dargestellte LCD 6 als
optisches Funktionselement ist durch einen CCD-Kamerachip 13 ersetzt.
Auch hier ist die Mikrospiegelanzeige 5 derart geschaltet, dass
Licht auf dem optischen Pfad zur dargestellten Funktionseinheit,
hier in 2 allerdings zum Kamerachip 13,
gelangen kann. Licht, das auf dem Strahlengang 11 Richtung
Auge 12 gelenkt und teilweise an der Iris des Auges 12 reflektiert
wird, gelangt somit als reflektierter Strahl 14 auf dem
gleichen Wege zurück zur Mikrospiegelanzeige 5 und
wird dort wiederum auf den CCD-Chip 13 reflektiert. Dadurch
wird ermöglicht, die Blickrichtung des Fahrers festzustellen. Beispielsweise
kann anschließend über eine nicht dargestellte
Kontrolleinheit eine Positionsänderung der darzustellenden
Information bzw. des darzustellenden Bildes erreicht werden.
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Sowohl
die Darstellung in 1 als auch die Darstellung in 2 sind
als Momentaufnahmen zu einem bestimmten Zeitpunkt zu verstehen.
Da die Mikrospiegelanzeige 5 innerhalb eines Zeitintervalls von
ca. 10 μsec. umgeschaltet werden kann, ist es in beiden
Fällen denkbar, dass der Fahrer 1 praktisch gleichzeitig
die Anzeige der Mikrospiegelanzeige 5 sowie die Funktionen
der zusätzlichen optischen Funktionselemente, also die
Anzeige der LCD 6 in 1 und die
Beobachtungsoptik mit CCD-Kamerachip 13 in 2,
benötigt. Dies bedeutet beispielsweise ein abwechselndes
Hin- und Herschalten zwischen den Funktionen der Mikrospiegelanzeige 5 und
den entsprechenden optischen Funktionselementen 6 bzw. 13.
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Genauso
ist es denkbar, beide optischen Funktionselemente aus 1 und 2 in
einer einzigen Projektionsanzeigevorrichtung, etwa in einem Kombi-Instrument 4 untergebracht,
zu einer Baueinheit zu integrieren.
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3 zeigt
die typische Funktionsweise eines DMD-Chips 16. Auf dem
DMD-Chip 16 sind Mikrospiegel 18 angebracht. Diese
Mikrospiegel 18 sind in der Darstellung der 3 als
vergrößerter Ausschnitt zu sehen. Das Licht, das
von einer Beleuchtung 9 stammt, wird über optische
Bauteile 17 auf den DMD-Chip 16 geworfen. Dabei
gelangt es durch ein sich drehendes Farbfilterrad 15, welches wiederum
in verschiedenfarbige Teilbereiche aufgeteilt ist. Hierdurch entsteht
für den Benutzer ein farbiger Eindruck, da die menschliche
Sinneswahrnehmung wegen der Trägheit des Auges 12 die
Eindrücke der farbigen Einzelbilder addiert. Das von dem Mikrospiegeln 18 reflektierte
Licht gelangt schließlich auf ein Objektiv 19.
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Allen
Ausführungsbeispielen und Weiterbildungen der Erfindung
ist gemeinsam, dass eine Projektionsanzeigevorrichtung für
Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorhanden ist, welche sich
dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein weiteres optisches Funktionselement
mit entsprechendem optischen Pfad, auf dem der Strahlengang mittels
Mikrospiegelanzeige umschaltbar ist, vorhanden ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10036570
A1 [0002]
- - EP 0679549 B1 [0002]
- - DE 102005052424 A1 [0003]
- - US 2002/0027720 A1 [0005]