DE102012221310A1

DE102012221310A1 - Anzeigeanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bildgeber und einem Bildtrenner

Info

Publication number: DE102012221310A1
Application number: DE102012221310.4A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Piehler; Günther Benedix
Original assignee: Sypro Optics GmbH
Current assignee: Jabil Optics Germany GmbH
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: US9618745B2; US20150253572A1; US20140139928A1; DE102012221310B4; US9042022B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, zur Anzeige von Informationen für einen Insassen (12) des Kraftfahrzeuges. Um die Informationen möglichst preisgünstig in zwei Anzeigebereichen (4, 5) des Kraftfahrzeuges anzeigen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anzeigeanordnung (1) einen Bildtrenner (9) zur Trennung wenigstens zweier nebeneinander angeordneter Bildabschnitte (B1, B2) des Bildes aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeanordnung für ein Kraftfahrzeug, zur Anzeige von Informationen für einen Insassen des Kraftfahrzeuges, mit einem Bildgeber zur Wandlung eines Bildsignals in ein die Information beinhaltendes Bild, und einer Projektionsvorrichtung zur Projektion des Bildes in wenigstens zwei Anzeigebereiche.
Anzeigeanordnungen für Kraftfahrzeuge sind bekannt und werden beispielsweise verwendet, um Informationen oder Bildinhalte, wie etwa Geschwindigkeits- oder Navigationsinformationen, dem Fahrzeuginsassen anzuzeigen. Das durch den Bildgeber erzeugte Bild wird zum Beispiel in an den Augen des Insassen ausgerichtete Anzeigenbereiche projiziert. Als Bildgeber werden häufig so genannte Dot Matrix Devices oder Digital Micro Mirror Devices, wie etwa LCD-Schirme oder Mirkospiegel-Anordnungen, verwendet.
Insbesondere der Bildgeber ist eine besonders teure Komponente der Anzeigeanordnung, so dass weitere Anzeigen mit einer solchen Anzeigeanordnung wegen der hohen Kosten normalerweise nicht verbaut werden.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigeanordnung bereitzustellen, deren Herstellungskosten es erlauben, dem Insassen Informationen über mehrere Anzeigen zu präsentieren.
Diese Aufgabe wird für die eingangs genannte Anzeigeanordnung dadurch gelöst, dass die Projektionsvorrichtung einen Bildtrenner zur Trennung wenigstens zweier nebeneinander angeordneter Bildabschnitte des Bildes aufweist, wobei die Projektionsvorrichtung ausgebildet, einen ersten der Bildabschnitte auf einen ersten und einen zweiten der Bildabschnitte auf einen zweiten der Anzeigebereiche zu projizieren.
Vorzugsweise ist der erste Anzeigebereich vom zweiten Anzeigebereich räumlich beabstandet.
Da die Bildabschnitte nebeneinander angeordnet sind, können den Fahrzeuginsassen Bilder mit unterschiedlichen Inhalten bzw. Informationen präsentiert werden. Im ersten Anzeigebereich kann beispielsweise die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und im zweiten Anzeigebereich ein Navigationshinweis angezeigt werden. Auch besteht die Möglichkeit, dem Fahrer des Kraftfahrzeuges für das Führen des Kraftfahrzeuges hilfreiche Informationen im ersten Anzeigebereich zu präsentieren und im zweiten Anzeigebereich für das Führen des Kraftfahrzeuges nicht notwendige Informationen für einen Passagier des Kraftfahrzeuges anzuzeigen. Die in beiden Anzeigebereichen gezeigten Inhalte bzw. Informationen können durch einen einzelnen Bildgeber erzeugt werden, so dass ein zweiter Bildgeber nicht notwendig ist.
Die Bildabschnitte können von einem der Fahrzeuginsassen in unterschiedlichen Blickrichtungen und/oder Entfernungen betrachtbar sein. Beispielsweise kann einer der Bildabschnitte als ein reelles Bild im Armaturenbrett und der andere Bildabschnitt als ein virtuelles Bild vor dem Kraftfahrzeug abbildbar sein. Durch die unterschiedliche Anordnung der Bildabschnitte können insbesondere unterschiedliche oder gleiche Informationen schnell erfassbar dargestellt werden, da zum Beispiel nötige Akkomodationszeiten kürzer ausfallen können.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile ist im Folgenden eingegangen, wobei die konstruktiven Maßnahmen und deren Wirkungen lediglich beispielhaft beschrieben sind.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform kann der Bildtrenner in einem Projektionspfad des vom Bildgeber erzeugten Bildes angeordnet sein. Der Projektionspfad kann dabei an den Bildgeber angrenzen und vom Bildgeber zum Bildtrenner verlaufen. Durch die Anordnung des Bildtrenners im Projektionspfad lassen sich die nebeneinander angeordneten Bildabschnitte einfach und mit geringem Platzbedarf voneinander trennen.
Die nebeneinander angeordneten Bildabschnitte können jeweils zusammenhängend ausgebildet sein, um die Informationen ohne weiteres in die Anzeigebereiche zu projizieren. Dabei kann der Bildgeber seitlich in den Projektionspfad hineinragen und sich beispielsweise über ein Viertel, ein Drittel, die Hälfte, zwei Drittel oder drei Viertel der Breite des Projektionspfades in diesen hinein erstrecken.
Der Bildtrenner kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform als ein konkaver Reflektor, insbesondere ein Hohlspiegel, ausgestaltet sein. Hierdurch lässt sich der durch den Bildtrenner aus dem Bild heraus getrennte Bildabschnitt in unterschiedliche Fokussierungsebenen projizieren. Der konkave Reflektor kann z. B. mit einer variablen Brennweite realisiert sein.
Die Anzeigeanordnung kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform einen Bildschirm aufweisen, auf dem der erste Anzeigebereich angeordnet ist. Der Bildschirm kann als eine lichtdurchlässige Mattscheibe ausgebildet sein, auf die der erste Bildabschnitt entgegen einer Blickrichtung des Kraftfahrzeuginsassen projizierbar ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Anzeigeanordnung ausgebildet sein, den zweiten Bildabschnitt auf eine Blickfeldanzeige zu projizieren. Der zweite Anzeigebereich kann also auf der Blickfeldanzeige angeordnet sein. Dabei kann die Blickfeldanzeige als eine transparente, den zweiten Bildabschnitt in Richtung auf den Insassen reflektierende Scheibe ausgebildet sein, wobei die Scheibe Teil der Anzeigeanordnung ist. Alternativ kann die Blickfeldanzeige separat von der Anzeigeanordnung und beispielsweise als ein Abschnitt einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges ausgebildet sein. Die Blickfeldanzeige wird vielfach auch als Head-Up-Display bezeichnet.
Der mit der Blickfeldanzeige projizierte zweite Bildabschnitt kann beispielsweise als ein virtuelles Bild ausgebildet sein. Der auf den Bildschirm projizierte erste Bildabschnitt kann ein reelles Bild sein.
Die Projektionsvorrichtung kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform mit einem Bildverdoppler ausgebildet sein, der in einem Projektionspfad des zweiten Bildabschnittes angeordnet ist. Der Bildverdoppler kann den zweiten Bildabschnitt zumindest teilweise oder vollständig verdoppeln, um beispielsweise den zweiten Bildabschnitt in jeweils ein Auge des Fahrzeugführers zu projizieren. Durch die Verdopplung des zweiten Bildabschnittes kann der zweite Bildabschnitt über zwei relativ kleine Lichtströme zu den Augen des Betrachters, insbesondere des Kraftfahrzeuginsassen, gelenkt werden, wodurch der zweite Bildabschnitt heller erscheint, als wenn der zweite Bildabschnitt über das gesamte Gesichtsfeld des Betrachters verteilt würde.
Der Bildverdoppler ist vorzugsweise im Projektionspfad des zweiten Bildabschnittes hinter dem Bildtrenner angeordnet. Somit kann der erste Bildabschnitt unabhängig vom zweiten Bildabschnitt projiziert werden und der Bildverdoppler unabhängig von der Projektion des ersten Bildabschnittes den zweiten Bildabschnitt zumindest teilweise verdoppeln.
Um die verdoppelten zweiten Bildabschnitte auf jeweils ein Auge des den zweiten Bildabschnitt betrachtenden Fahrzeuginsassen richten zu können, kann der Bildverdoppler ausgestaltet sein, den zweiten Bildabschnitt über zwei in unterschiedliche Richtungen gerichtete und/oder zumindest teilweise voneinander beabstandet, sich also nicht oder nicht vollständig überdeckend verlaufende Projektionspfade auf den zweiten Anzeigebereich zu projizieren. Die Ausrichtung der beiden Projektionspfade des verdoppelten zweiten Bildabschnitts kann änderbar sein, um den zweiten Bildabschnitt bei unterschiedlichen Kopfpositionen des Fahrzeuginsassen in die Augen projizieren zu können.
Damit wenigstens die Helligkeit eines der Anzeigebereiche unabhängig von der Helligkeit des anderen Anzeigebereichs geändert werden kann, kann die Anzeigeanordnung zumindest einen Helligkeitseinsteller aufweisen, durch den sich einer der Projektionspfade des ersten oder des zweiten Bildabschnittes wenigstens teilweise erstreckt. Beispielsweise kann es zur guten Sichtbarkeit zumindest eines der Bildabschnitte ausreichen, die Informationen mit einer geringen Helligkeit auf dem Bildschirm und mit einer hohen Helligkeit auf der Blickfeldanzeige anzuzeigen. Um die Helligkeitseinstellung der beiden Anzeigebereiche noch unabhängiger voneinander einstellen zu können, kann die Anzeigeanordnung für jeden der Projektionspfade des ersten und des zweiten Bildabschnittes jeweils einen Helligkeitseinsteller aufweisen, wodurch die Helligkeit der beiden projizierten Bildabschnitte getrennt eingestellt werden kann. Hierdurch kann der Bildgeber im Wesentlichen unabhängig von der Helligkeit der projizierten Bildabschnitte beleuchtet werden.
Zur Projektion des vom Bildgeber in das die Informationen beinhaltende Bild gewandelten Bildsignals wird eine den Bildgeber beleuchtende Lichtquelle, beispielsweise eine Entladungslampe, wenigstens eine LED oder zumindest eine Laserdiode verwendet. Der Bildgeber kann dabei das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht reflektieren. Alternativ kann das erzeugte Licht durch den Bildgeber hindurchtreten.
Das durch den Bildgeber erzeugte Bild kann durch die Projektionsvorrichtung als ein das Bildsignal repräsentierendes optisches Signal abgebildet werden. Der Bildgeber kann also auch als eine Bildquelle beschrieben werden, wobei das dem Insassen präsentierte Bild eine Abbildung des Bildgebers bzw. der Bildquelle sein kann.
Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsform können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anzeigeanordnung.
1 zeigt die Anzeigeanordnung 1 mit einem Bildgeber 2 und einer Projektionsvorrichtung 3. Das durch den Bildgeber 2 erzeugte und das Bildsignal repräsentierende Bild wird entlang eines sich zumindest teilweise vom Bildgeber 2 weg erstreckenden Projektionspfades P projiziert.
Ein erster Teil oder Abschnitt B1 des Bildes ist im Betrieb der Anzeigeanordnung 1 auf einen ersten Anzeigebereich 4 projiziert. Ein zweiter Teil oder Abschnitt B2 des Bildes ist auf einen anderen, zweiten Anzeigebereich 5 projiziert, der vom ersten Anzeigebereich 4 räumlich beabstandet ist. Der erste Anzeigebereich 4 ist beispielsweise auf einer Mattscheibe 6 eines Bildschirms 7 angeordnet. Der Bildschirm 7 kann z. B. ein in einem Armaturenbrett oder einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeuges angeordneter oder aus der Mittelkonsole herausragender Bildschirm 7 sein.
Der zweite Anzeigebereich 5 ist auf einer Blickfeldanzeige 8 angeordnet dargestellt, wobei die Blickfeldanzeige 8 ein so genanntes Head-Up-Display sein kann, das beispielsweise durch einen Teil einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges gebildet oder auf dieser bzw. zwischen dieser und dem Betrachter angeordnet ist.
Zur Trennung der Bildteile oder -abschnitte B1, B2 voneinander weist die Anzeigeanordnung einen Bildtrenner 9 auf, der zumindest teilweise im Projektionspfad P des Bildes angeordnet ist. Beispielsweise ragt der Bildtrenner 9 seitlich in den Projektionspfad P hinein.
Der Bildtrenner 9 ist vorzugsweise als ein konkaver Spiegel, beispielsweise ein Hohlspiegel, ausgestaltet. Der Bildtrenner 9 spiegelt gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel den zweiten Bildabschnitt B2 aus dem Projektionspfad P des Bildes in einen Projektionspfad P’ für den zweiten Bildabschnitt B2. Der zweite Projektionspfad P’ ist durch Pfeile und gefaltet dargestellt, um die Anzeigeanordnung 1 möglichst mit einem geringen Volumen bauen zu können.
Der am Bildtrenner 9 entlang des Projektionspfades P vorbei projizierte Bildabschnitt B1 ist auf den ersten Anzeigebereich 4 projiziert dargestellt. Der auf den Bildtrenner 9 treffende zweite Bildabschnitt B2 ist auf den zweiten Anzeigebereich 5 projiziert gezeigt. Der erste Bildabschnitt B1 überlappt dabei den zweiten Bildabschnitt B2 nicht. Der erste und der zweite Bildabschnitt B1, B2 sind Abschnitte des die Informationen repräsentierenden Bildes, wobei die Abschnitte nebeneinander, sich also nicht überlagernd, im Bild angeordnet sind. Die Bildabschnitte B1, B2 können dabei aneinander angrenzende oder voneinander beabstandete Teile des Bildes sein.
Entlang des zweiten Projektionspfades P’ hinter dem Bildtrenner 9 ist ein Reflektor 10, z. B. ein Spiegel, zur Strahlformung und/oder Umlenkung bzw. Faltung des zweiten Projektionspfades P’ vorgesehen. Auf den Reflektor 10 folgt entlang des Projektionspfades P’ ein konkaver Reflektor 11, beispielsweise ein weiterer Hohlspiegel. Durch den konkaven Reflektor 11 kann der zweite Bildabschnitt B2 in unterschiedlichen Fokussierebenen darstellbar und hierzu mit einer variablen Brennweite realisiert sein.
Entlang des zweiten Projektionspfades P’ hinter dem konkaven Reflektor 11 ist die Blickfeldanzeige 8 dargestellt. Von der Blickfeldanzeige 8 verläuft der zweite Projektionspfad P’ zu einem Betrachter 12, beispielsweise dem Insassen des Kraftfahrzeuges. Der zweite Bildabschnitt B2 kann für den Betrachter 12 hinter der Blickfeldanzeige 8 virtuell abgebildet sein.
Zwischen dem Spiegel 10 und dem konkaven Reflektor 11 ist ein Bildverdoppler 13 dargestellt. Der Bildverdoppler 13 ist beispielsweise als ein Strahlteiler oder als ein teildurchlässiger Spiegel ausgebildet. Der Bildverdoppler 13 teilt den zweiten Bildabschnitt B2 in zwei zumindest teilweise identische Bildabschnitte auf, die über den zweiten Projektionspfad P’ und einen dritten Projektionspfad P’’ projiziert werden. Entlang des durch strichpunktierte Pfeile dargestellten dritten Projektionspfades P’’ hinter dem Bildverdoppler 13 ist ein konkaver Reflektor 14 angeordnet, der in Funktion und/oder Aufbau dem konkaven Reflektor 11 im Wesentlichen entspricht.
Hinter dem konkaven Reflektor 14 ist entlang des dritten Projektionspfades P’’ ein reflektierendes Element 15, beispielsweise ein Spiegel, angeordnet, um den dritten Projektionspfad P’’ zu falten und den durch den Bildverdoppler 13 entnommenen Teil des zweiten Bildabschnittes B2 auf die Blickfeldanzeige 8 zu lenken.
Zur Ausrichtung wenigstens des zweiten Projektionspfades P’ kann das reflektierende Element 10 um wenigstens eine Achse schwenkbar ausgebildet sein. Wenigstens ein Teil des zweiten Bildabschnittes B2 und insbesondere beide Teile des zweiten Bildabschnittes B2 können somit optimal für unterschiedliche Betrachter 12 ausgerichtet oder an unterschiedliche Kopfpositionen des Betrachters 12 angepasst werden. Der zweite und der dritte Projektionspfad P’, P’’ können unterschiedlich ausgerichtet angeordnet sein, so dass der zweite Projektionspfad P’ auf ein Auge des Betrachters 13 und der dritte Projektionspfad P’’ auf das andere Auge des Betrachters 12 ausgerichtet ist.
Die Projektionsvorrichtung 3 kann zur Projektion des vom Bildgeber 2 anhand eines Bildsignals erzeugten Bildes mit weiteren optischen Komponenten, etwa Linsen oder Linsenanordnungen sowie reflektierende oder die Polarisation des zur Projektion verwendeten Lichts beeinflussende Elemente, ausgebildet sein, die der Einfachheit halber in der 1 jedoch nicht gezeigt sind.
Bezugszeichenliste

1: Anzeigeanordnung
2: Bildgeber
3: Projektionsvorrichtung
4: erster Anzeigebereich
5: zweiter Anzeigebereich
6: Mattscheibe
7: Bildschirm
8: Blickfeldanzeige
9: Bildtrenner
10: Spiegel
11: Reflektor
12: Betrachter
13: Bildverdoppler
14: Reflektor
15: reflektierendes Element
P, P’, P’’: Projektionspfad
B1, B2: erster und zweiter Bildabschnitt

Claims

Anzeigeanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, zur Anzeige von Informationen für einen Insassen (12) des Kraftfahrzeuges, mit einem Bildgeber (2) zur Wandlung eines Bildsignals in ein die Informationen beinhaltendes Bild, und einer Projektionsvorrichtung (3) zur Projektion des Bildes in wenigstens zwei Anzeigebereiche (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (3) einen Bildtrenner (9) zur Trennung wenigstens zweier nebeneinander angeordneter Bildabschnitte (B1, B2) des Bildes aufweist, wobei die Projektionsvorrichtung (3) ausgebildet ist, einen ersten der Bildabschnitte (B1) auf einen ersten und einen zweiten der Bildabschnitte (B2) auf einen zweiten der Anzeigebereiche (4, 5) zu projizieren.
Anzeigeanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildtrenner (9) in einem Projektionspfad (P) des vom Bildgeber (2) erzeugten Bildes angeordnet ist.
Anzeigeanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildtrenner (9) seitlich in den Projektionspfad (P) hineinragt.
Anzeigeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildtrenner (9) als ein konkaver Reflektor ausgebildet ist.
Anzeigeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeanordnung (1) einen Bildschirm (7) aufweist, auf dem der erste Anzeigebereich (4) angeordnet ist.
Anzeigeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeanordnung (1) ausgebildet ist, den zweiten Bildabschnitt (B2) auf den zweiten, auf einer Blickfeldanzeige (8) angeordneten Anzeigebereich (5) zu projizieren.
Anzeigeanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bildabschnitt (B2) als ein virtuelles Bild abgebildet und die Blickfeldanzeige (8) transparent ausgebildet ist.
Anzeigeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (3) mit einem Bildverdoppler (13) ausgebildet ist, der in einem Projektionspfad (P’) des zweien Bildabschnittes (B2) angeordnet ist.
Anzeigeanordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildverdoppler (13) im Projektionspfad (P’) des zweiten Bildabschnittes (B2) hinter dem Bildtrenner (9) angeordnet ist.
Anzeigeanordnung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildverdoppler (13) ausgestaltet ist, den zweiten Bildabschnitt (B2) über zwei in unterschiedliche Richtungen gerichtete und/oder zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet verlaufende Projektionspfade (P’, P’’) auf den zweiten Anzeigebereich (5) zu projizieren.
Anzeigeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeanordnung (1) zumindest einen Helligkeitseinsteller aufweist, durch den sich einer der Projektionspfade (P, P’, P’’) des ersten oder des zweiten Bildabschnittes (B1, B2) erstreckt.