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Die
Erfindung betrifft eine Projektionsanzeigevorrichtung für Fahrzeuge
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einer
Projektionsanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 14 und ein Verfahren
zum Betrieb einer Projektionsanzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 15.
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Stand der Technik
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Projektionsanzeigevorrichtungen
für Fahrzeuge,
auch als Head-Up-Displays bekannt, zeigen Informationen durch Reflexion
an einer durchsichtigen Fläche,
beispielsweise einem Fahrzeugfenster, an. Dabei werden die angezeigten
Informationen als virtuelles Bild in die Augen eines Betrachters
projiziert und gemeinsam mit der hinter der Reflexionsfläche sichtbaren
Umwelt gleichzeitig wahrnehmbar. Kombinierende Projektionsanzeigevorrichtungen, sogenannte
Combiner Head-up-Displays, weisen eine eigene, durchsichtige Reflexionsfläche auf.
Diese wird als zusätzliches
Vorrichtungselement, im folgenden Combinerelement genannt, im Fahrzeuginnenraum
in Blickrichtung aus einem Fahrzeugfenster angebracht. Zur Anzeige
von Informationen beleuchten Projektionsanzeigevorrichtungen das
Combinerelement mit einem Bild, so dass Informationen in die Ansicht
der Umwelt, die hinter beiden durchsichtigen Scheiben sichtbar ist,
eingeblendet erscheinen. Weil die zusätzliche Sichtscheibe des Combinerelements die
Sicht auf die Verkehrsituation möglichst
wenig beeinträchtigen
soll, weist diese eine hohe Lichtdurchlässigkeit auf. Allerdings bewirkt
die hohe Transparenz, dass die Wahrnehmbarkeit der auf der Reflexionsfläche angezeigten
Informationen bei ungünstigen
Lichtverhältnissen
und insbesondere bei blendendem Licht stark abnimmt oder ganz verschwindet.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Projektionsanzeigevorrichtung
für Fahrzeuge mit
einem Combinerelement vorzuschlagen, die die Wahrnehmung sowohl
der angezeigten Informationen als auch der verkehrsrelevanten Bildinhalte
im Sichtfeld des Betrachters verbessert.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Projektionsanzeigevorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug gemäß Anspruch 14 und ein Verfahren
zum Betrieb einer Projektionsanzeigevorrichtung gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 15 gelöst.
In den abhängigen
Ansprüchen sind
vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der
Erfindung aufgezeigt.
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Die
Erfindung geht dabei von einer Projektionsanzeigevorrichtung für Fahrzeuge
mit einem Combinerelement aus, wobei das Combinerelement zwischen
einem Fahrzeuginsassen und einer Scheibe des Fahrzeugs anzuordnen
ist, so dass ein Bild in den Sichtbereich einer Blickrichtung des
Fahrzeuginsassen auf das Combinerelement eingeblendet werden kann.
Insbesondere ist das Combinerelement spiegelnd reflektierend. Es
ist auch denkbar, dass zumindest teilweise Bildinformationen vom
Combinerelement streuend reflektiert werden. Der Kern der Erfindung
besteht darin, dass ein Bereich des Combinerelements zumindest zeitweise
mit einer verringerten Durchsichtigkeit ausgebildet ist, wobei der
Bereich mit verringerter Durchsichtigkeit in einer Weise ausgebildet
ist, dass er Teile des Fahrzeugs, die den freien Blick durch das
Combinerelement hindurch aus der Sicht eines Fahrzeuginsassen hinter
dem Combinerelement versperren, zumindest zu einem nicht unerheblichen
Teil, insbesondere zum Großteil verdeckt.
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An
Fahrzeugen kann der freie Blick beispielsweise von einer Motorhaube,
Teilen der Scheibenwaschanlage oder auch von Aufbauten, die beispielsweise
bei Wohnmobilen über
die obere Sichtkante der Windschutzscheibe hinausragen können, versperrt
werden. Bei verschiedenen Lichtverhältnissen können Konturen solcher Fahrzeugteile
unterschiedlich stark auffallen bzw. die Sicht stören. In
vielen Fällen
trägt der
Anblick von Teilen eines Fahrzeugs meist keine relevanten Informationen
zur Verkehrs- oder Fahrsituation bei, so dass ihr Anblick ohne Beeinträchtigung
der Verkehrsicherheit vermieden werden kann.
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Daher
bieten Bereiche verringerter Durchsichtigkeit eine Möglichkeit,
die Wahrnehmbarkeit solcher Konturen oder Fahrzeugteile herabzusetzen. Insbesondere,
wenn solche Bereiche z. B. durch gezielte Schwärzung in gleichmäßiger Weise
stark verringert durchsichtig oder undurchsichtig ausgebildet sind,
ermöglichen
sie vorteilhaft, solche Konturen von Fahrzeugteilen zu verdecken
und dadurch ablenkende oder störende
Seheindrücke
weitgehend oder vollständig
auszublenden.
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Einige
bzw. alle Fahrzeugteile, deren Konturen beim Blick durch ein Fahrzeugfenster
sichtbar sind, bilden eine Sichtkante, die den Blick auf die Umgebung
außerhalb
des Fahrzeugs begrenzen. Vorzugsweise wird das Combinerelement so
zu dieser Sichtkante angeordnet, dass im durchsichtigen Bereich
des Combinerelements nur die äußere Umgebung
sichtbar ist und eine innere Begrenzung zwischen einem durchsichtigen
und einem verringert durchsichtigen Bereich sich möglichst
nahe an dieser Sichtkante befindet. Dadurch verdeckt der verringert durchsichtige
Bereich Konturen, die zwischen der inneren Begrenzung des durchsichtigen
Bereichs und einer Außenkante
des Combinerelements liegen wie beispielsweise die erwähnte Sichtkante.
In einem solchen Bereich werden Fahrzeugteile zu einem nicht unerheblichen
Teil verdeckt, wenn mindestens 30 Prozent, besser 60 Prozent und
insbesondere bevorzugt 100 Prozent der Ansicht der Fahrzeugteile, die
aus Sicht eines Betrachters hinter dem Combinerelement liegen, vom
Bereich verringerter Durchsichtigkeit verdeckt ist.
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Günstigerweise
nimmt ein Bereich verringerter Durchsichtigkeit einen so großen Anteil
der Ansichtsfläche
des Combinerelements ein, dass er möglichst viele auffälligen Konturen
von Fahrzeugteilen in einem Randabschnitt eines Fahrzeugfensters verdecken
kann. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die
gesamte Ansichtsfläche
des Combinerelements in möglichst
wenige, zusammenhängende
Bereiche unterschiedlicher Durchsichtigkeit, beispielsweise zwei,
aufzuteilen. Dies begünstigt
insbesondere, einen verringert durchsichtigen Bereich so groß auszubilden,
daß auch
bei vergleichsweise kleinen Änderungen
der Augenposition des Betrachters verdeckte Konturen aus der Sicht
des Betrachters kaum oder nicht erkennbar sind. Vorzugsweise macht
der Bereich verringerter Durchsichtigkeit mehr als 10, 20, 30 oder
sogar 40 Prozent der Gesamtfläche
des Combinerelements aus. Bei einem vergleichsweise kleinen Combinerelement
kann sich der verringert durchsichtige Bereich über beispielsweise ca. 40–60 Prozent der
gesamten Ansichtsfläche
erstrecken und demgegenüber
bei einem größeren Combinerelement über beispielsweise
ca. 10–20 Prozent
dieser Fläche
ausdehnen. Eine so bemessene Größe des verringert durchsichtigen
Bereichs bietet den Vorteil, dass dieser Bereich als solcher für einen
Betrachter gut erkennbar ist und kaum mit anderen Fahrzeugteilen verwechselt
werden kann.
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Eine
dauerhafte Verringerung der Durchsichtigkeit kann beispielsweise
durch Beschichtung mit einer Folie oder einer Farbe erfolgen. Eine
zeitweise Verringerung der Durchsichtigkeit ist z. B. durch Verschieben
oder Umklappen einer Blende an einem Bereich des Combinerelements
herstellbar.
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Zudem
kann die Verringerung der Durchsichtigkeit beispielsweise mit der
Anbringung von Befestigungsmitteln am Combinerelement in der Weise verbunden
werden, dass z. B. eine undurchsichtige Verbindungfläche eines
Befestigungsmittels genau den zur Verdeckung vorgesehenen Bereich
des Combinerelements überdeckt
und dazu z. B. an der dem Betrachter abgewandten Oberfläche des
Combinerelements beispielsweise. aufgeklebt wird. Dabei können vorteilhafterweise
auch die Konturen von Befestigungsmitteln des Combinerelements zumindest teilweise
verdeckt werden.
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Ein
erfindungsgemäßer Bereich
verringerter Durchsichtigkeit bietet zudem den Vorteil, dass er
die Lichtmenge, die die Augen eines Betrachters in Blickrichtung
auf das Combinerelement erreichen kann, beispielsweise von Streulicht
und Lichtreflexionen reduziert. Eine solche Verringerung von Blendlicht
verbessert das Erkennen der projizierten Anzeige und der durch die
Sichtscheiben erscheinenden Verkehrssituation außerhalb des Fahrzeugs.
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Eine
bevorzugte Ausführung
der Erfindung sieht vor, dass die Durchsichtigkeit von einem verringert
durchsichtigen Bereich des Combinerelements zu einem durchsichtigen
Bereich hin in einem Übergangsbereich,
z. B. allmählich
oder stufenweise, zunimmt. Indem ein durchsichtiger Bereich und
ein Bereich, der insbesondere stark verringert durchsichtig oder
undurchsichtig ist, unmittelbar aneinander angrenzen, wird eine
auffällig
sichtbare Kontur gebildet, die einem Betrachter ablenkend oder störend auffallen
kann.
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Um
die Auffälligkeit
einer abgrenzenden Kontur vorteilhaft herabzusetzen oder zu beseitigen, wird
zwischen einem durchsichtigen und einem verringert durchsichtigen
Bereich ein weiterer Bereich ausgebildet, in welchem die Durchsichtigkeit
zum verringert durchsichtigen Bereich hin abnimmt. Beispielsweise
kann die Fläche
eines solchen Übergangsbereiches
mit einem zunehmend dichteren Muster einer lichtundurchlässigen Beschichtung
bedruckt werden. Hierdurch wirkt die Abgrenzung der beiden Bereiche
unterschiedlicher, jedoch gleichmäßiger Durchsichtigkeit optisch
weniger auffällig.
Insbesondere ein im Vergleich zu den beiden anderen Bereichen schmaler Übergangsbereich
gestattet vorteilhaft, die Ausdehnung eines Bereichs, der einen Ausblick
auf die Umgebung des Fahrzeugs bietet, schnell zu erkennen. Die
Ausdehnung des Übergangsbereichs
begünstigt
außerdem,
dass verringert sichtbare Konturen durch vergleichsweise kleine Änderungen
der Augenposition nicht schlagartig vollständig sichtbar werden.
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Ebenso
ist es bevorzugt, die Erfindung so auszuführen, dass der Rand eines verringert
durchsichtigen Bereichs des Combinerelements, der sich an einen
durchsichtigen Bereich des Combinerelements anschließt, zumindest
näherungsweise
Konturen von Fahrzeugteilen folgt, wie z. B. ein Fahrzeuginsasse
diese sieht. Insbesondere wenn der Rand eines verringert durchsichtigen
Bereichs im Combinerelement einer Sichtkante des Fahrzeugs folgt,
die den Blick auf die jenseits des Fahrzeugs liegende Umwelt begrenzt,
erscheint die Aufteilung der Sichtbereiche bei Verdeckung durch
einen verringert durchsichtigen Bereich vergleichsweise kaum oder nicht
verändert.
Somit wirkt vorteilhaft der Anblick der Sichtbereiche vertraut und
der verringert durchsichtige Bereich fällt weniger oder nicht auf.
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In
einer zweckmäßigen Ausbildung
der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um die Position des Bereichs
verringerter Durchsichtigkeit verändern zu können. Dies bietet vorteilhaft
die Möglichkeit,
die Position des Bereichs verringerter Durchsichtigkeit an unterschiedliche
Augenpositionen z. B. für
verschiedene Betrachter so anpassen zu können, dass der Bereich verringerter
Durchsichtigkeit Konturen des Fahrzeugs im Blickfeld möglichst
weitgehend überdeckt.
Zudem wird damit eine Anpassung in der Weise unterstützt, dass
der veringert durchsichtige Bereich aus Sicht eines Betrachters
nicht oder nur wenig in den Sichtbereich der Fahrzeugumgebung hineinreicht
Besonders zweckmäßig ist
es, dass an einer erfindungsgemäßen Projektionsanzeigevorrichtung
Verstellmittel vorgesehen sind, um die Position des Combinerelements
einstellen zu können. Dies
bietet ein günstiges
Mittel, die ablenkende oder störende
Sicht auf Teile des Fahrzeugs mit Hilfe eines verringert durchsichtigen
Bereichs aus dem Blickfeld eines Betrachters ausgeblenden zu können. Dabei
können
durchsichtige und verringert durchsichtige Bereiche vorteilhaft
in einem Zug in eine vom Bertrachter gewünschte Position gebracht werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, den verringert durchsichtigen Bereich des Combinerelements
zur Anzeige projizierter Bildinformationen reflektierend auszubilden.
Dies wird dadurch erreicht, dass die dem Betrachter zugewandte Seite
des Combinerelements wie im durchsichtigen Bereich reflektierend
erhalten wird, während
z. B. die Mittel, mit denen die Durchsichtigkeit verringert wird,
auf der dem Betrachter abgewandten Seite angebracht werden. Somit werden
die Informationen in verschiedenen Bereichen unterschiedlicher Durchsichtigkeit
vorteilhaft nach dem gleichen optischen Verfahren abgebildet. Weil
mit der Verringerung der Durchsichtigkeit zugleich die Helligkeit
im Hintergrund dieses Bereiches reduziert wird, überwiegt in diesen Bereichen
das Licht der Bildinformation der Projektionsanzeigevorrichtung,
das in diesem Bereich des Combinerelements in Richtung des Betrachters
reflektiert wird. Daher erscheinen die Bildinformationen, die in
einem Bereich verringerter Durchsichtigkeit angezeigt werden, besser
erkennbar gegenüber
einer Anzeige in einem durchsichtigen Bereich. Dies bietet den Vorteil,
dass Informationen im verringert durchsichtigen Bereich stärker auffallen.
Entsprechend können
Informationen in einem Bereich verringerter Durchsichtigkeit mit
geringerer Lichtintensität
dargestellt werden, so dass ihre Anzeige vorteilhaft weniger Energie verbraucht
und weniger Wärme
erzeugt.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung weist das Combinerelement elektrooptische Elemente
auf, mit denen die Durchsichtigkeit eines Teils der dem Betrachter
zugewandten Fläche
elektrisch schaltbar verringert werden kann. Beispielweise können Flüssigkristallelemente über einen
Bereich des Combinerelements angebracht sein. Dies bietet vorteilhaft
die Möglichkeit,
die Durchsichtigkeit des Combinerelements in einem Bereich zeitweise zu
verringern bzw. die Verringerung vorübergehend aufzuheben. Im Schaltzustand
verringerter Durchsichtigkeit können
mit elektrooptischen Elementen z. B. Teile des Fahrzeugs aus der
Sicht eines Betrachters ausgeblendet werden. Die Möglichkeit,
die Durchsichtigkeit vorübergehend
wiederherzustellen, bietet den Vorteil, dass beispielsweise ein
Betrachter die Frontscheibe auf Beschädigungen hin überprüfen kann
oder z. B. den Zustand der Scheibenwischer in einem anderenfalls
verdeckten Bereich begutachten kann.
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Besonders
zweckmäßig wird
die Projektionsanzeigevorrichtung dadurch ausgebildet, dass die Anzeige
einer Information auf dem Combinerelement in der Weise umschaltbar
ist, dass die Information in einer durchsichtigen und/oder verringert
durchsichtigen Teilfläche
dargestellt werden kann. Beispielsweise starke Sonneneinstrahlung
oder z. B. Blendlicht von entgegenkommenden Verkehrsteilnehmern,
insbesondere nachts oder bei regennasser Fahrstraße, können das
Erkennen von Informationen, die in einem durchsichtigen Bereich
des Combinerelements angezeigt werden, erschweren oder völlig unterbinden.
Die erfindungsgemäße Umschaltbarkeit
der Anzeige bietet einem Betrachter die Möglichkeit, solche Informationen
in einem Bereich verringerter Durchsichtigkeit darstellen zu lassen,
um ihre Sichbarkeit vorteilhaft zu verbessern bzw. wiederherzustellen. Zusätzlich bietet
die Umschaltbarkeit der Anzeige die Vorteile, dass zur Wahrnehmung
der neu positionierten Information die Blickrichtung keine oder
nur eine geringe Änderung
der Blickrichtung erfordert, und dass den Augen des Betrachters
eine vergleichsweise geringere Akkommodationsarbeit abverlangt wird.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, dass das Combinerelement elektrooptische Elemente
aufweist, so dass eine Veränderung
der bereichsweise verringerten Durchsichtigkeit ermöglicht ist.
Beispielsweise können
elektrooptische Elemente und Teilflächen des Combinerelements so
angebracht sein, dass mit ihrer Hilfe die Lage bzw. Größe des Bereichs
verringerter Durchsichtigkeit z. B. an eine Veränderung der Sitzposition eines
Betrachters angepasst werden kann.
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Vorzugsweise
wird die Erfindung in der Weise ausgestaltet, dass verringert durchsichtige
Bereiche des Combinerelements optisch so gestaltet sind, dass sie
sich optisch nicht oder wenig vom Einbauort in einem Fahrzeug abheben.
Beispielsweise kann die Farbschicht, mit der die Durchsichtigkeit
in einem Bereich des Combinerelements verringert ist, der Farbe der
Instrumententafel eines Fahrzeugs angeglichen sein. Dies bietet
den Vorteil, dass die geringe Auffälligkeit einen Betrachter kaum
oder nicht dazu verleitet, seine Aufmerksamkeit von den angezeigten
Informationen und der im durchsichtigen Bereich erkennbaren Situation
ablenken zu lassen. Zudem bietet die Anpassung an die Gestaltung
des Innenraums den Vorteil, dass das Fahrzeug einen ästhetisch
geschlossenen und daher höherwertigen
Eindruck vermittelt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist diese Einstellmittel auf, mit denen die Anzeige
auf dem Combinerelement an einen Betrachter angepasst werden kann.
Eine Änderung
der Augenposition des Betrachters, beispielsweise aufgrund der Änderung
seiner Sitzposition, erfordert im Allgemeinen eine Anpassung der
Projektionsanzeigevorrichtung, damit die angezeigten Bildinformationen
weiterhin schnell und eindeutig erkennbar bleiben. Dazu wirken die
Einstellmittel, beispielsweise auf die bildsignalerzeugende Steuerungseinheit
bzw. das optische Abbildungssystem, um die Fokussierung, Größe, Lage
und/oder Helligkeit des projizierten Bildes in den verschiedenen
Flächenbereichen des
Combinerelements optimal auf den Betrachter abzustimmen. Insbesondere
Einstellmittel, mit denen die Anzeige in verschiedenen Bereichen
unterschiedlich verringerter Durchsichtigkeit unabhängig voneinander
eingestellt werden kann, bieten den Vorteil, dass die Anzeige von
Bildinformationen in den jeweiligen Bereichen günstig an einen Betrachter angepasst
werden kann. So kann die Anzeige z. B. hinsichtlich Größe und Position
in der Weise eingestellt werden, dass die angezeigten Informationen
in z. B. zwei verschieden durchsichtigen Bereichen beispielsweise
nach einer Änderung
der Sitzhöhe
und entsprechender Verstellung der Neigung des Combinerelements
nicht vom Übergang
zwischen verringert durchsichtigem und durchsichtigem Bereich beeinträchtigt werden.
Damit ein Fahrzeuginsasse beim Einstellen der Anzeige sich möglichst
wenig von seiner bevorzugten Sitzposition wegbewegt, weist eine erfindungsgemäße Ausführung insbesondere
elektrische Einstellmittel auf. Bedienelemente derartiger Einstellmittel
können
vergleichsweise leicht in Handreichweite eines Insassen angeordnet
werden. Dadurch lässt
sich die Anzeige einer Projektionsanzeigevorrichtung vorteilhaft
genau auf einen Fahrzeuginsassen abstimmen.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht Einstellmittel vor, um anhand der Einstellung
mindestens eines Rückspiegels
den Bereich verringerter Durchsichtigkeit zu positionieren. Die
Orientierung von Rückspiegeln
an ihren jeweiligen Positionen bezieht sich auf eine Position der Augen
eines Fahrers. Unter Berücksichtigung
von Einstellmöglichkeiten
der Sitzposition kann von der Einstellung eines Rückspiegels
auf eine günstige
Positionierung des verringerten durchsichtigen Bereichs des Combinerelements
geschlossen werden. Die erfindungsgemäße Kopplung der Positionierung
des Bereichs verringerter Durchsichtigkeit am Combinerelement an
die Einstellung mindestens eines Rückspiegels bietet den Vorteil,
dass ein Fahrer die Sicht- und Anzeigemöglichkeiten an seinem Sitzplatz überschaubarer
und schneller an seine Bedürfnisse
anpassen kann.
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Ebenso
ist es bevorzugt, Einstellungsmittel vorgesehen sind, um anhand
der Sitzeinstellungen eines Fahrzeuginsassen den Bereich verringerter Durchsichtigkeit
zu positionieren. Die Lage der Augen des Betrachters zum Combinerelement
wird von seiner Sitzposition bestimmt. Insbesondere der Abstand
des Sitzes zur Instrumententafel, die Höhe bzw. Neigung des Sitzes
und die Neigung der Rückenlehne
haben Einfluss auf die Sichtbarkeit der Anzeige auf dem Combinerelement.
Nachdem die Position des Bereichs verringerter Durchsichtigkeit
am Combinerelement einmal auf die Sitzposition des Betrachters abgestimmt
worden ist, bewirken die erfindungsgemäßen Einstellungsmittel in vorteilhafter Weise,
dass mit einer Änderung
der Sitzeinstellung für
einen Fahrzeuginsassen der Aufwand zur Anpassung der Projektionsanzeigevorrichtung
an seine neue Sitzposition sich verringert oder ganz wegfällt.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung schlägt ein Verfahren zum Betrieb
einer Projektionsanzeigevorrichtung für Fahrzeuge mit einem Combinerelement
vor, wobei das Combinerelement zwischen einem Fahrzeuginsassen und
einer Scheibe des Fahrzeugs anzuordnen ist, so dass ein Bild in den
Sichtbereich einer Blickrichtung des Fahrzeuginsassen auf das Combinerelement
eingeblendet werden kann. Dabei ist es für das erfindungsgemäße Verfahren
wesentlich, dass ein Bereich des Combinerelements zumindest zeitweise
mit einer verringerten Durchsichtigkeit ausgebildet wird, wobei
der Bereich mit verringerter Durchsichtigkeit in einer Weise ausgebildet
wird, dass er Teile des Fahrzeugs, die den freien Blick durch das
Combinerelement hindurch aus der Sicht eines Fahrzeuginsassen hinter dem
Combinerelement versperren, zumindest zu einem nicht unerheblichen
Teil verdeckt. Hierdurch ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile
der erfindungsgemäßen Projektionsanzeigevorrichtung.
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Besonders
bevorzugt ist es, dass in dem Bereich verringerter Durchsichtigkeit
Bildinformationen projiziert werden. Dies bietet den Vorteil, dass
ein möglichst
großer
Teil der dem Betrachter zugewandten Oberfläche des Combinerelements zur
Anzeige von Bildinformationen genutzt werden kann. Außerdem erleichtert
die größere Reflektionsfläche, dass mehrere
Teilbilder, die unterschiedliche Informationen liefern, größer dargestellt
und mit größerem Abstand
zueinander angeordnet werden können.
Dies verbessert vorteilhaft die Übersichtlichkeit
der Anzeige.
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Ausführungsbeispiele
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung anhand der Figuren näher erläutert:
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Es
zeigen
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1 einen
schematischen Querschnitt durch ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Projektionsanzeigevorrichtung,
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2 eine
Ansicht eines erfindungsgemäßen Combinerelements,
das aus Sicht des Betrachters vor einer Windschutzscheibe im Innenraum
eines Fahrzeugs angebracht ist.
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1 zeigt
ein Fahrzeug 1, in das eine erfindungsgemäße Projektionsanzeigevorrichtung 2 am Platz
des Fahrers eingebaut ist. Die bildsignalerzeugende Steuerungseinheit 5 und
die optische Abbildungseinheit 4 sind in die Armaturentafel 9 eingebaut.
Das Combinerelement 3 ist aus Sicht des Fahrers unmittelbar
vor der Frontscheibe 6 angebracht, wobei Installationsmittel
des Combinerelements in 1 nicht dargestellt werden.
Die obere Kante des Combinerelements 3 liegt unterhalb
der Augenhöhe des
Fahrers, die anhand des Sehstrahls 12 erkennbar ist. Dabei
deckt das Combinerelement 3 in vertikaler Richtung den
Sehbereich zwischen den Sehstrahlen 10a und 10c ab.
Die Reflexionsfläche 3 ist auf
ihrer ganzen zum Fahrer zugewandten Oberfläche reflektierend ausgebildet.
Daher sind über
einen Sehwinkel, der zwischen den Strahlen 10a und 10c liegt,
Bildpunkte einer abzubildenden Anzeige erkennbar. Der Polygonzug 11 skizziert
beispielhaft den Lichtweg eines solchen Bildpunktes.
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In
seinem oberen Bereich 3a ist das Combinerelement 3 durchsichtig.
Dadurch sind in dem Sehwinkel, der durch die Strahlen 10a und 10b begrenzt wird,
sowohl die angezeigten Bildinformationen der Projektionsanzeigevorrichtung
als auch die vor dem Fahrzeug liegende Umgebung erkennbar. Der untere Bereich 3b des
Combinerelements 3 ist auf der nach außen gerichteten Oberfläche gleichmäßig geschwärzt, so
dass dieser Bereich undurchsichtig ist. Von diesem undurchsichtigen
Bereich 3b werden alle Objekte, beispielsweise die Motorhaube 8 oder
die Unterkante der Frontscheibe 7, die relativ zum Betrachter
hinter dem Combinerelement 3 und im Blickwinkel zwischen
den Strahlen 10b und 10c liegen, durch das Combinerelement 3 verdeckt.
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Der
Strahl 10b beschreibt die tiefste Einfallsrichtung des
Lichts an einer Sichtkante des Combinerelements 3, die
den durchsichtigen Bereich 3b begrenzt. Anhand der Strahlen 10a–10c der 1 ist erkennbar,
dass eine günstige
Verdeckung, die nur Fahrzeugteile ausblendet und nicht zu weit in
die Sicht auf die Verkehrssituation hineinragt, sowohl von der Position
der Augen des Betrachters als auch der Lage des undurchsichtigen
Bereichs 3b des Combinerelements 3 abhängig ist.
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Eine
Möglichkeit,
die Verdeckung anzupassen, besteht darin, die Position des ganzen Combinerelements 3 und
damit auch des undurchsichtigen Bereichs 3b zu verändern. Es
ist jedoch auch denkbar, die Durchsichtigkeit im Bereich 3b mit
Hilfe elektrooptischer Elemente zu verringern, wobei diese z. B.
so geschaltet werden können,
dass die Ausdehnung des verringert durchsichtigen Bereichs 3b beispielsweise
zum durchsichtigen Bereich hin vergrößert oder verkleinert werden
kann.
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Eine
Anpassung der Verdeckung zieht meist auch eine Anpassung der gesamten
Projektionsanzeige 2 nach sich, weil die Positionen der
angezeigten Bildinformationen und ihre Fokussierung nachgestellt
werden müssen.
Dazu verfügt
das Combinerelement 3 über
elektrische Verstellmittel, deren Bedienelemente möglichst
so in der Nähe
des Fahrers angebracht sind, dass er seine bevorzugte Sitzposition und
damit die Position seiner Augen während der Anpassung der Einstellungen
nicht verändern
muss. Verstellmittel und Bedienelemente werden in den 1 und 2 nicht
dargestellt. Nachdem die Anpassungen des verdeckenden Anzeigebereichs 3b für eine bestimmte
Sitzposition durchgeführt
wurden, können
die Verstellmittel des Combinerelements 3 und weitere Einstellmittel
der Projektionsanzeigevorrichtung mit den Einstellmitteln für die Sitzposition
so gekoppelt werden, dass bei weiteren Änderungen der Sitzposition
der verdeckende Anzeigebereich 3b automatisch mitgeführt wird,
so dass verdeckte Objekte weiterhin visuell ausgeblendet bleiben.
Durch eine Auswertung der Daten zur Sitzposition in der Steuerungseinheit 5 wird
auch die Anzeige der Bildinformationen automatisch an einer Veränderung
der Sitzposition angepasst. In ähnlicher
Weise können auch
die Einstellparameter eines Rückspiegels
für eine
automatische Anpassung des verdeckenden Bereichs 3b verwendet
werden.
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Die
lichtundurchlässige
Beschichtung des Bereichs 3b ist farblich an die Armaturentafel 9 angepasst,
so dass sich unbeleuchtete Teile dieses Bereiches nur wenig von
der Armaturentafel abheben.
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2 zeigt
die Ansicht des Combinerelements in der Sicht durch die Frontscheibe
von der Position des in 1 gezeigten Fahrers aus. Dabei ist
erkennbar, dass der durchsichtige Bereich 3a und der gleichmäßig undurchsichtige
Bereich 3b durch einen Übergangsbereich 13 voneinander
getrennt sind, in welchem die Durchsichtigkeit zum durchsichtigen
Bereich 3a hin zunimmt.
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Der Übergangsbereich 13 erstreckt
sich über die
ganze Breite des Combinerelements 3. Im Vergleich zur Höhe der beiden
Bereiche 3a, 3b ist er schmal ausgebildet. Die
Höhe des Übergangsbereichs
wird im wesentlichen vom Verlauf der von Fahrzeugteilen hervorgerufenen
Sichtkante bestimmt, über
der die Umgebung des Fahrzeugs erkennbar wird. Eine vertikale Ausdehnung über 1–1,5 cm
hat sich in verschiedenen Fahrzeugen als ausreichend erwiesen. Der Übergangsbereich 13 folgt über die
Breite des Combinerelements 3 der Sichtkante 15,
die von der Motorhaube 8 gebildet wird. Der durchsichtige
Bereich 3a des Combinerelements 3 liegt vollständig oberhalb
der Sichtkante 15, während der
undurchsichtige Bereich 3b vollständig darunter liegt.
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Die
Projektionsanzeigevorrichtung 2 blendet die Bildinformation 14a,
hier eine Richtungsempfehlung, im durchsichtigen Bereich 3a ein,
wo sie der Fahrer gleichzeitig mit der Verkehrsituation erkennen kann.
Dies ist besonders vorteilhaft bei Bildinformationen, die sich auf
die Verkehrssituation beziehen. So ist es beispielsweise denkbar,
dass in den Anblick eines vorausfahrenden Fahrzeugs mit Hilfe der
Projektionsanzeigevorrichtung 2 der Abstand zu diesem Fahrzeug
in den durchsichtigen Bereich 3a hineinprojiziert wird.
Eine weitere Bildinformation 14b wird im undurchsichtigen
Bereich 3b und teilweise auch im Übergangsbereich 13 angezeigt.
Die Bereiche 3b und 13 eignen sich beispielsweise
zur Anzeige von Informationen ohne unmittelbaren Bezug zur Verkehrssituation,
wie z. B. ein Warnsymbol das auf eine unvollständig geschlossene Türe oder
nicht angelegte Sicherheitsgurte hinweist. Dies unterstützt eine schnellere
Erkennung der angezeigten Informationen, weil die Anzeigeposition
einer Bildinformation bereits einen Hinweis auf ihren Inhalt liefert.
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Eine
optimale Einstellung der erfindungsgemäßen Projektionsanzeigevorrichtung 2 gewährleistet,
dass eine Bildinformation 14a, 14b immer vollständig in
einem der beiden Bereiche 3a oder 3b, 13 angezeigt
wird. Daher ist die Projektionsanzeigevorrichtung 2 so
ausgebildet, dass die Position und Größe der Bildinformationen 14a, 14b für beide
Bereiche getrennt voneinander eingestellt werden kann. Bei ungünstigen
Lichtverhältnissen,
beispielsweise Lichtreflexen bei starker Sonneneinstrahlung oder
starkes Gegenlicht bei Nacht, wird eine im durchsichtigen Bereich 3a angezeigte
Bildinformation z. B. 14b kaum oder nicht mehr erkennbar.
Daher kann die Anzeige bestimmter Informationen, beispielsweise
des Abstands bei einem vorausfahrenden Fahrzeug, so umgeschaltet
werden, dass sie in geeigneter Weise im undurchsichtigen Bereich 3b angezeigt
werden. Somit bleiben sie weiterhin in Blickrichtung sichtbar. Ihre Wahrnehmung
wird jedoch weniger durch blendendes Licht beeinträchtigt.
