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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein Head-Up-Display in einem Kraftfahrzeug, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anzeigevorrichtung.
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Solche Anzeigevorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift
DE 10 2007 047 232 A1 ein Head-Up Display (auch als HUD bezeichnet) für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Projektionseinheit mit einem Bildgeber zum Erzeugen eines virtuellen Bildes und einem Combiner zum Betrachten des virtuellen Bildes.
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Ferner ist aus der Druckschrift
DE 10 2006 005 571 A1 ein Head-Up Display bekannt, bei dem Licht einer Lichtquelle durch ein Lichtventil über eine Optik auf eine transparente Projektionsfläche projiziert wird und so für einen Betrachter ein virtuelles Bild wahrnehmbar ist.
DE 102 12 600 A1 offenbart eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge mit Lichtquellen unterschiedlicher Richtschärfe.
DE 100 16 817 A1 lehrt ein Farb-Head-up Display, insbesondere für ein Fahrzeug.
DE 103 44 686 A1 offenbart ein Head-Up-Display.
DE 10 2006 014 394 A1 offenbart ein Head-up Display, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Head-up Displays.
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Derartige Head-Up-Displays werden dazu eingesetzt, für den Fahrer interessante Informationen beispielsweise auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges zu projizieren. Derzeit werden diese Displays in dem sogenannten „Color sequential mode” betrieben, bei dem ein monochromatisches, insbesondere weißes, Abbild aus drei Primärfarben, beispielsweise rot, grün und blau zusammengesetzt wird, die in einer bestimmten oder unbestimmten zeitlichen Sequenz nacheinander abgestrahlt werden. Diese Head-Up-Displays haben jedoch den Nachteil, dass sie oftmals nicht hell genug und/oder zu aufwändig aufgebaut sind.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein Head-Up-Display zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und eine besonders helle und somit deutliche Darstellung eines virtuellen Bildes ermöglicht.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren gemäß Anspruch 9.
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In vorteilhafter Weise wird die Lichtquelle, insbesondere eine LED (Light-Emitting Diode) oder OLED (Organic Light-Emitting Diode), nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt nur sequentiell eingeschaltet, sondern die Lichtquelle leuchtet stattdessen kontinuierlich. Die Lichtquelle bleibt dabei insbesondere solange kontinuierlich eingeschaltet, wie das Abbild für den Fahrzeuginsassen sichtbar sein soll. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass eine hohe Lichtausbeute erzielt wird und das Abbild mit einer gesteigerter Helligkeit dargestellt wird, ohne dass hierfür aufwändige konstruktive Modifikationen an der Anzeigevorrichtung benötigt würden. Die Lichtquelle ist insbesondere zur Bereitstellung von Licht einer bestimmten Farbe vorgesehen. Die Lichtquelle strahlt daher vorzugsweise rotes, blaues oder grünes Licht aus. Die Lichtquelle wird nun insbesondere solange dauerhaft eingeschaltet, wie die entsprechende Farbe der Lichtquelle zur Darstellung des Abbildes benötigt wird. Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst das Zwischenbild insbesondere ein Farb- und/oder Helligkeitsbild, welches zur Darstellung des Abbildes dient und vorzugsweise durch optische Komponenten und/oder eine Bildgebungseinheit derart modifiziert wird, dass aus dem Farb- und/oder Helligkeitsbild ein mit Konturen versehendes Abbild entsteht. Mit anderen Worten: Die wenigstens eine Lichtquelle versorgt die Bildgebungseinheit insbesondere mit einem entsprechend gefärbten Hintergrundlicht zur Erzeugung eines gleichfarbigen Abbildes aus dem Hintergrundlicht. Das Abbild dient dann beispielsweise zur Anzeige von Fahrzeugparametern, wie Geschwindigkeit, Navigationshinweisen, Warnhinweisen und dergleichen.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Lichtquelle zur Ausstrahlung von Licht einer bestimmten Farbe ausgebildet ist und wobei die Bilderzeugungseinheit derart konfiguriert ist, dass die wenigstens eine Lichtquelle zur Bereitstellung der entsprechenden Farbe im Abbild wenigstens für eine solche Zeitspanne kontinuierlich leuchtet, in welcher das Abbild mit der entsprechenden Farbe angezeigt wird. In vorteilhafter Weise wird somit sichergestellt, dass die Farbe des Abbildes stets mit erhöhter Helligkeit und guter Farbsättigung dargestellt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Bilderzeugungseinheit wenigstens zwei verschiedenfarbige Lichtquellen aufweist, wobei die Bilderzeugungseinheit derart konfiguriert ist, dass wenigstens diejenige der beiden Lichtquellen kontinuierlich leuchtet, dessen Farbe dauerhafter Bestandteil des Abbildes ist. Auf diese Weise ist eine Steuerung der Lichtquellen in Abhängigkeit des angezeigten Abbildes möglich, um die Anzeigequalität zu verbessern. Denkbar ist beispielsweise, dass diejenigen Lichtquellen, die die Farbe eines dauerhaft angezeigten Bestandteils des Abbildes liefern, kontinuierlich betrieben werden, während andere Lichtquellen, die beispielsweise die Farbe für wechselnde Bestandteile des Abbildes liefern, nicht kontinuierlich betrieben werden. Beispielsweise ist denkbar, dass die Farbe einer Skala einer analogen Geschwindigkeitsanzeige durch eine kontinuierlich eingeschaltete Lichtquelle erzeugt wird, während die Farbe eines Zeigers, der sich in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zur feststehenden Skala bewegt, mittels einer nicht-kontinuierlich beschalteten Lichtquelle erzeugt wird. Denkbar ist, dass die Anzeigevorrichtung ferner eine zusätzliche Lichtquelle, beispielsweise eine weiße LED, aufweist.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird also insbesondere mit einer Anzeigevorrichtung, vorzugsweise einem Head-Up Display, gelöst, bei dem die Farbe eines Abbildes oder eine Farbkomponente eines Abbildes durch ein Leuchtmittel (auch als Lichtquelle bezeichnet) direkt zur Verfügung gestellt wird, das die gesamte Zeit, in der dieses Abbild dargestellt werden soll, leuchtet. Dadurch wird die Helligkeit des Abbildes um ein Vielfaches, beispielsweise um das Dreifache gesteigert. Das Leuchtmittel leuchtet demnach nicht nur, wie beispielsweise bei dem „Color sequential mode” einen Bruchteil der Zeit, in der das Abbild dargestellt werden soll, sondern die gesamte Zeit, in der das Abbild zu sehen sein soll. Beispielsweise wird für ein rotes Abbild ein Leuchtmittel zur Verfügung gestellt, das rotes Licht abstrahlt. Dieses Leuchtmittel leuchtet dann 100% der Zeit, in der das rote Abbild zu sehen sein soll. Für ein blaues Abbild wird ein Leuchtmittel eingesetzt, das blaues Licht abstrahlt. Dieses Leuchtmittel leuchtet dann 100% der Zeit, in der das blaue Abbild zu sehen sein soll. Für den Fall, dass eine Mischfarbe als Abbild erzeugt werden soll, das sich aus mehreren Farben zusammensetzt, wird diese durch zwei oder mehr Leuchtmittel erzeugt, deren Strahlung überlagert wird, wobei die Leuchtmittel ebenfalls jeweils die gesamte Zeit der Darstellung des Abbildes leuchten, so dass dadurch die Helligkeit des Abbildes sogar noch weiter gesteigert werden kann. Für ein violettes Abbild beispielsweise leuchten ein rotes und ein blaues Leuchtmittel jeweils 100% der Zeit, in der das violette Abbild zu sehen sein soll. Vorzugsweise ist das Leuchtmittel eine LED oder eine OLED.
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Die Strahlung des oder der Leuchtmittel wird vorzugsweise in eine bildgebende Einheit (auch als Bildgebungseinheit bezeichnet) eingespeist, die daraus wechselnde Abbilder erzeugt, die beispielsweise auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges oder auf eine in das Sichtfeld des Fahrzeuginsassen schwenkbare transparente Anzeigescheibe, projiziert werden.
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Vorzugsweise weist das Display eine Steuerung auf, die in Abhängigkeit des darzustellenden Abbildes das entsprechende Leuchtmittel ansteuert, das die gewünschte Farbe zur Verfügung stellt und die die bildgebende Einheit (auch als Bildgebungseinheit bezeichnet) ansteuert, damit die gewünschte Kontur des Abbildes erzeugt wird. In vorteilhafter Weise liefern die Lichtquellen lediglich das mit der entsprechenden Farbe versehende Hintergrundlicht (auch als Zwischenbild bezeichnet) für die Bildgebungseinheit, während die Bildgebungseinheit zur Erzeugung des Abbildes das Zwischenbild mit entsprechenden Konturen versieht, beispielsweise zum Anzeigen von Zahlen, Buchstaben, Zeigern, Graphiken, Animationen oder dergleichen. Denkbar ist, dass die Bildgebungseinheit ein Lichtventil, beispielsweise in Form eines Flüssigkristalldisplays, umfasst.
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Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Display mehrere Leuchtmittel auf, die zur Erzeugung eines oder mehrerer Abbilder eingesetzt werden. Vorzugsweise weist das Display ein Leuchtmittel auf, das rotes Licht abstrahlt, ein Leuchtmittel, das grünes Licht abstrahlt und/oder ein Leuchtmittel, das blaues Licht abstrahlt. Ganz besonders bevorzugt ist alternativ oder zusätzlich ein Leuchtmittel vorhanden, das weißes Licht abstrahlt. Mehrere Leuchtmittel können Strahlung mit derselben Frequenz abstrahlen. Vorzugsweise erzeugt die Bildgebungseinheit wechselnde Abbilder aus einem gleichbleibenden Zwischenbild, so dass die entsprechenden Lichtquellen zur Erzeugung des gleichbleibenden Zwischenbildes kontinuierlich eingeschaltet bleiben.
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Vorzugsweise weist das Display mindestens eine optische Komponente, wie beispielsweise eine Linse oder einen Spiegel, auf, mit der die Strahlung, die von dem Leuchtmitteln abgestrahlt wird, verändert werden und/oder umgelenkt werden kann. Die optische Komponente kann vor und/oder nach der bildgebenden Einheit vorgesehen sein.
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Das erfindungsgemäße Display kann zur Darstellung einer beliebigen Information eingesetzt werden, die für den Fahrer eines Kraftfahrzeuges relevant ist. Beispielsweise werden die aktuelle Geschwindigkeit, Warnhinweise und/oder Informationen eines Navigationssystems angezeigt.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Display um ein sogenanntes Head-Up-Displays, bei dem die gewünschte Information beispielsweise auf die Innenseite der Windschutzscheibe projiziert wird.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Anzeigevorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels einer Bilderzeugungseinheit ein Zwischenbild erzeugt wird und wobei mittels eines Combiners das Zwischenbild als Abbild angezeigt wird, wobei ferner die Bilderzeugungseinheit derart beschaltet wird, dass die wenigstens eine der zwei verschiedenfarbigen Lichtquellen der Bilderzeugungseinheit zur Erzeugung des Zwischenbildes kontinuierlich leuchtet. In vorteilhafter Weise ermöglich das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher Weise die Darstellung eines Abbildes mit einer erhöhten Helligkeit und einer verbesserten Farbsättigung, um die Anzeigequalität insgesamt zu verbessern.
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Vorzugsweise wird die Bilderzeugungseinheit derart beschaltet, dass die wenigstens eine Lichtquelle solange kontinuierlich leuchtet, wie das Zwischenbild und/oder das Abbild angezeigt werden soll. Insbesondere erzeugt die Lichtquelle Licht einer bestimmten Farbe, wobei die Lichtquelle solange kontinuierlich eingeschaltet bleibt, wie die bestimmte Farbe als Bestandteil des Zwischenbildes und/oder Abbild erhalten bleiben soll. Die die Lichtquelle umfasst dabei vorzugsweise wenigstens eine rote, grüne und/oder blaue Leuchtdiode, wobei mittels der roten, grünen und/oder blauen Leuchtdiode zumindest teilweise ein rotes, grünes und/oder blaues Zwischenbild erzeugt wird und wobei die Bilderzeugungseinheit derart beschaltet wird, dass die rote, grüne und/oder blaue Leuchtdiode solange kontinuierlich leuchtet, wie der zumindest rote, grüne und/oder blaue Anteil des Zwischenbildes und/oder Abbildes angezeigt werden soll. Ebenso ist natürlich denkbar, dass die Farbe des Abbildes und des Zwischenbildes zumindest teilweise durch Überlagerung von Licht der roten, grünen und/oder blauen Leuchtdiode erzeugt wird und wobei die Bilderzeugungseinheit derart beschaltet wird, dass die rote, grüne und/oder blaue Leuchtdiode solange kontinuierlich leuchten, wie der durch Überlagerung erzeugte Farbanteil des Abbild angezeigt werden soll.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zur Erzeugung des Abbildes eine Kontur des Zwischenbildes mit einer Bildgebungseinheit der Bilderzeugungseinheit erzeugt wird und wobei zur Erzeugung von wechselnden Abbildern nur die Kontur des Zwischenbildes mittels der Bildgebungseinheit verändert wird, während das von der wenigstens einen Lichtquelle erzeugte Zwischenbild unverändert bleibt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine schematische Ansicht einer Bilderzeugungseinheit einer Anzeigevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist eine schematische Ansicht einer als Head-Up Display ausgebildeten Anzeigevorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst eine Bilderzeugungseinheit 2, die eine Mehrzahl von Lichtquellen 4 aufweist. Die Lichtquellen 4 umfassen bevorzugt Leuchtdioden 4' (LED) und besonders bevorzugt organische Leuchtdioden (OLED). Ferner weist die Bilderzeugungseinheit 2 eine Bildgebungseinheit 5 auf, welche ein von den Lichtquellen 4 erzeugtes Zwischenbild, insbesondere ein Hintergrundlicht mit einer wohldefinierten Helligkeits- oder Farbverteilung, mit Konturen versieht. Die Bildgebungseinheit 5 fungiert als Lichtventil und umfasst hierfür beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige. Die Bilderzeugungseinheit 2 umfasst ferner optische Komponenten 6 zur Projektion des mittels der Bildgebungseinheit 5 modifizierten Zwischenbildes auf einen Combiner 3, so dass ein für den Fahrzeuginsassen 7 als virtuelles Bild wahrnehmbares Abbild auf dem Combiner entsteht. Die optischen Komponenten 6 können – wie im vorliegenden Beispiel – als sphärischkonkave Linsen zwischen der Bildgebungseinheit 5 und dem Combiner 8 angeordnet sein. Denkbar ist aber auch, dass optische Komponenten 6 als Spiegel oder weitere Linsen ausschließlich oder zusätzlich zwischen den Lichtquellen 4 und der Bildgebungseinheit 5 angeordnet sind.
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Der Combiner 3 ist eine in den Sichtbereich eines Fahrzeuginsassen 7 ragende oder zumindest zeitweise in den Sichtbereich des Fahrzeuginsassen 7 schwenkbare transparente Anzeigescheibe. Alternativ ist denkbar, dass die Windschutzscheibe 8 des Fahrzeugs als Combiner 3 fungiert. Der Fahrzeuginsasse 7 kann nun das Abbild auf dem Combiner 3 wahrnehmen und gleichzeitig durch den Combiner 3 hindurch sehen, um Informationen über die Fahrzeugumgebung zu erhalten. Das Abbild zeigt dem Fahrzeuginsassen vorzugsweise Fahrinformationen des Fahrzeugs, wie Geschwindigkeit, Tankstand, Kilometerstand, Zeit oder dergleichen, und/oder Navigationshinweise an. Denkbar ist auch, dass das Abbild dem Fahrer Warnhinweise, beispielsweise über die Fahrbahn, das Fahrzeug oder den Verkehr, anzeigt.
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Im Unterschied zum Stand der Technik werden die Lichtquellen 4 nun derart beschaltet, dass eine Lichtquelle 4, die Licht einer bestimmten Farbe ausstrahlt, solange kontinuierlich eingeschaltet bleibt, wie das entsprechende Abbild, welches zumindest teilweise diese Farbe aufweist, angezeigt werden soll. Insbesondere wird somit keine getaktete oder sequentielle Einschaltung verschiedener Lichtquellen realisiert, so dass die Lichtausbeute und die Farbsättigung verbessert werden. insbesondere wird die Farbe des Abbildes durch Überlagerung von Licht von verschiedenfarbigen Lichtquellen 4, beispielsweise roten, grünen und blauen Leuchtdioden 4', erzeugt. Solange sich die Farbgebung des Abbildes nicht ändern soll, bleiben diese Lichtquellen 4 kontinuierlich eingeschaltet. Denkbar ist, dass je nach Bedarf gleichzeitig die Kontur des Abbildes durch eine entsprechende Steuerung der Bildgebungseinheit 5 verändert werden kann, wobei jedoch die Farbgebung aufgrund der kontinuierlichen Beschaltung der Lichtquellen 4 im Wesentlichen gleich bleibt. Die Steuerung der Lichtquellen 4 und/oder der Bildgebungseinheit 5 erfolgt vorzugsweise mittels einer Steuerungseinheit 9.
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In 2 ist eine schematische Detailansicht einer Bilderzeugungseinheit 2 einer Anzeigevorrichtung 1 gemäß der in 1 illustrierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Bilderzeugungseinheit 2 weist drei Lichtquellen 4 auf, wobei jede Lichtquelle 4 eines Leuchtdiode 4' umfasst. Eine erste Leuchtdiode 40 ist dabei zur Aussendung von rotem Licht, eine zweite Leuchtdiode 41 zur Aussendung von grünem Licht und eine dritte Leuchtdiode 42 zur Aussendung von blauen Licht ausgebildet. Die Bilderzeugungseinheit 2 wird nun von der Steuerung 9 derart beschaltet, dass jede dieser Leuchtdioden 40, 41, 42 solange kontinuierlich eingeschaltet bleibt, wie das angezeigte Abbild den entsprechenden Farbanteil aufweisen soll.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anzeigevorrichtung
- 2
- Bilderzeugungseinheit
- 3
- Combiner
- 4
- Lichtquelle
- 4'
- Leuchtdiode
- 5
- Bildgebungseinheit
- 6
- optische Komponente
- 7
- Fahrzeuginsasse
- 8
- Windschutzscheibe
- 9
- Steuerung
- 40
- Rote Leuchtdiode
- 41
- Grüne Leuchtdiode
- 42
- Blaue Leuchtdiode
