DE102014019122B4

DE102014019122B4 - Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems, Anzeigesystem und Kraftwagen mit einem Anzeigesystem

Info

Publication number: DE102014019122B4
Application number: DE102014019122.2A
Authority: DE
Inventors: Jacques Hélot; Markus KLUG; Thomas Knittl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2034-12-20
Also published as: DE102014019122A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems (10) eines Kraftwagens, bei welchem mittels einer Anzeigeeinrichtung (70) zumindest in einem ersten Anzeigebereich (24) ein erstes Objekt (60, 64) und in einem zweiten Anzeigebereich (26) ein zweites Objekt (58, 62) angezeigt und mittels einer zumindest einen teiltransparenten Spiegel (18) und einen weiteren Spiegel (20) aufweisenden Spiegelanordnung (68) derart reflektiert werden, dass das erste Objekt (60, 64) und das zweite Objekt (58, 62) in zwei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen (30, 32) angezeigt werden, wobei mittels einer Erfassungseinrichtung (74) eine Augenposition (P1, P2) eines Fahrzeuginsassen (66) erfasst und die Anzeigeeinrichtung (70) mittels einer Steuereinrichtung (72) in Abhängigkeit von der erfassten Augenposition (P1, P2) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass- für eine vorgegebene Augenposition (P1) eine Sichtlinie (S1) vorgegeben wird;- solange die erfasste Augenposition mit der vorgegebenen Augenposition (P1) übereinstimmt, die Anzeigeeinrichtung (70) derart angesteuert wird, dass eine relative Anordnung der Objekte (58, 60, 62, 64) zueinander so eingestellt wird, dass die Objekte (58, 60, 62, 64) in Form einer über die virtuellen Bildebenen (30, 32) bezüglich der vorgegebenen Sichtlinie (S1) fluchtenden zusammenhängenden Graphik (52) angezeigt werden;- sobald eine Abweichung zwischen der erfassten Augenposition und der vorgegebenen Augenposition (P1) erfasst wird, mittels der Steuereinrichtung (32) ein Parallaxenausgleich vorgenommen wird, indem in Abhängigkeit von der erfassten Abweichung eine korrigierte Sichtlinie (S2) bestimmt und die Anzeigeeinrichtung (70) derart angesteuert wird, dass eine relative Anordnung der Objekte (58, 60, 62, 64) zueinander so eingestellt wird, dass die Objekte (58, 60, 62, 64) in Form einer über die virtuellen Bildebenen (30, 32) bezüglich der korrigierten Sichtlinie (S2) fluchtenden zusammenhängenden Graphik (52) angezeigt werden, so dass der Fahrzeuginsasse (66) unabhängig von seiner gerade angenommenen Kopfposition eine aus den beiden angezeigten Objekten (58, 60, 62, 64) generierte zusammenhängende Grafik (52) auch als eine über die virtuellen Bildebenen (30, 32) zusammenhängende Grafik (52) wahrnehmen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems und ein Anzeigesystem für einen Kraftwagen der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 5 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftwagen mit einen Anzeigesystem.
Die US 2004 0189 546 A1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems eines Kraftwagens, bei welchem mittels einer Anzeigeeinrichtung zumindest in einem ersten Anzeigebereich ein erstes Objekt und in einem zweiten Anzeigebereich ein zweites Objekt angezeigt und mittels einer zumindest einen teiltransparenten Spiegel und einen weiteren Spiegel aufweisenden Spiegelanordnung derart reflektiert werden, dass das erste Objekt und das zweite Objekt in zwei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen angezeigt werden, wobei mittels einer Erfassungseinrichtung eine Augenposition eines Fahrzeuginsassen erfasst und die Anzeigeeinrichtung mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Augenposition angesteuert wird. Die Anzeigeeinrichtung wird dabei so angesteuert, dass zumindest ein Teil der angezeigten Objekte derart umpositioniert wird, dass sich die Objekte nicht verdecken.
Die US 2013/0267295 A1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeige eines Spielautomaten, die ein teilweise transparentes erstes Display und ein dahinter angeordnetes zweites Display aufweist. Mittels der Displays werden für eine vorgegebene Standardbetrachtungsposition eines Benutzers zunächst jeweilige Symbole angezeigt. Es wird eine tatsächliche Betrachtungsposition einer auf die Anzeige blickenden Person erfasst. Falls die erfasste Betrachtungsposition von der Standardbetrachtungsposition abweicht, wird ein Parallaxenausgleich durchgeführt, indem die Positionierung der mittels des ersten oder mittels des zweiten Displays angezeigten Symbole verändert wird, um eine unerwünschte gegenseitige Verdeckung durch die angezeigten Symbole zu verhindern.
Die US 8 116 937 B2 zeigt eine Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein transparentes erstes Display und ein dahinter angeordnetes zweites Display. Mittels des zweiten Displays wird eine Karte angezeigt, wobei mittig auf dem zweiten Display eine Straßenkreuzung angezeigt wird. Falls ein Fahrzeuginsasse mittig auf die Anzeigevorrichtung blickt, wird der kreuzförmige Cursor mittig auf dem ersten Display angezeigt, so dass der kreuzförmige Cursor und die Straßenkreuzung sich aus der mittigen Beobachtungsposition des Fahrzeuginsassen überlappen. Falls der Fahrzeuginsasse von einer seitlich versetzten Beobachtungsposition auf die Anzeigevorrichtung blickt, wird der kreuzförmige Cursor entsprechend seitlich versetzt, also nicht mehr mittig, auf dem ersten Display angezeigt, so dass der kreuzförmige Cursor und die Straßenkreuzung sich aus der seitlich versetzten Beobachtungsposition überlappen.
Die DE 10 2010 063 339 A1 zeigt eine Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mittels welcher verschiedene Symbole in virtuell hintereinander angeordneten Ebenen angezeigt werden können. Bei den Symbolen kann es sich um Navigationshinweise handeln, welche entsprechend ihrer zeitlich erforderlichen Abfolge in den Ebenen hintereinander angezeigt werden.
Die Anzeigeeinrichtung wird dabei derart angesteuert, dass zwei unterschiedliche Objekte, welche in unterschiedlichen virtuellen Bildebenen angezeigt werden, sich in Abhängigkeit von einer erfassten Augenposition eines Fahrzeuginsassen aus Sicht des Fahrzeuginsassen nicht überlappen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher auf verbesserte Weise Objekte in zumindest zwei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen angezeigt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems eines Kraftwagens, durch ein Anzeigesystem für einen Kraftwagen sowie durch einen Kraftwagen mit einem Anzeigesystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems eines Kraftwagens werden mittels einer Anzeigeeinrichtung zumindest in einem ersten Anzeigebereich ein erstes Objekt und in einem zweiten Anzeigebereich ein zweites Objekt angezeigt und mittels einer zumindest einen teiltransparenten Spiegel und einen weiteren Spiegel aufweisenden Spiegelanordnung derart reflektiert, dass das erste Objekt und das zweite Objekt in zwei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen angezeigt werden, wobei mittels einer Erfassungseinrichtung eine Augenposition eines Fahrzeuginsassen erfasst und die Anzeigeeinrichtung mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Augenposition angesteuert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dabei dadurch aus, dass für eine vorgegebene Augenposition eine Sichtlinie vorgegeben wird. Solange die erfasste Augenposition mit der vorgegebenen Augenposition übereinstimmt, wird die Anzeigeeinrichtung derart angesteuert, dass eine relative Anordnung der Objekte zueinander so eingestellt wird, dass die Objekte in Form einer über die virtuellen Bildebenen bezüglich der vorgegebenen Sichtlinie fluchtenden zusammenhängenden Grafik angezeigt werden. Sobald eine Abweichung zwischen der erfassten Augenposition und der vorgegebenen Augenposition erfasst wird, wird mittels der Steuereinrichtung ein Parallaxenausgleich vorgenommen, indem in Abhängigkeit von der erfassten Abweichung eine korrigierte Sichtlinie bestimmt und die Anzeigeeinrichtung derart angesteuert wird, dass eine relative Anordnung der Objekte zueinander so eingestellt wird, dass die Objekte in Form einer über die virtuellen Bildebenen bezüglich der korrigierten Sichtlinie fluchtenden zusammenhängenden Grafik angezeigt werden, so dass der Fahrzeuginsasse unabhängig von seiner gerade angenommenen Kopfposition eine aus den beiden angezeigten Objekten generierte zusammenhängende Grafik auch als eine über die virtuellen Bildebenen zusammenhängende Grafik wahrnehmen kann.
Im Gegensatz zu dem aus der US 2004 0189 546 A1 bekannten Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems ist es also gerade erfindungsgemäß vorgesehen, die mittels der Anzeigeeinrichtung angezeigten Objekte in Abhängigkeit von einer gerade erfassten Augenposition eines Fahrzeuginsassen immer derart anzuordnen, dass diese Objekte sich in derartiger Weise bezogen auf die gerade erfasste Augenposition des betreffenden Fahrzeuginsassen so überschneiden, dass die Objekte in Form einer über die virtuellen Bildebenen bezüglich der entsprechenden, in Abhängigkeit von der gerade erfassten Augenposition verwendeten Sichtlinie fluchtenden zusammenhängenden Grafik angezeigt werden.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem verteilten Anzeigen von Objekten über unterschiedliche virtuelle Bildebenen das Problem auftreten kann, dass bei einer entsprechenden Bewegung des Kopfes eines Fahrzeuginsassen eine veränderte Augenposition auftritt, wodurch der Fahrzeuginsasse die gerade angezeigten Objekte unterschiedlich bezüglich der jeweiligen virtuellen Bildebenen angeordnet wahrnimmt. Insbesondere, wenn mittels der angezeigten Objekte eine über die virtuellen Bildebenen zusammenhängende Grafik angezeigt werden soll, ist es daher erforderlich, dass in Abhängigkeit von einer gerade erfassten Augenposition die Anzeigeeinrichtung derart angesteuert wird, dass ein Parallaxenausgleich ermöglicht wird. Denn nur dadurch ist es möglich, dass der Fahrzeuginsasse unabhängig von seiner gerade angenommenen Kopfposition eine aus den beiden angezeigten Objekten generierte zusammenhängende Grafik auch als eine über die virtuellen Bildebenen zusammenhängende Grafik wahrnehmen kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass beim Vornehmen des Parallaxenausgleichs die Anzeigeeinrichtung derart angesteuert wird, dass wenigstens eine Anzeigeposition von zumindest einem der Objekte im zugehörigen Anzeigebereich verändert wird. Die unterschiedlichen Anzeigebereiche der Anzeigeeinrichtung können jeweils unterschiedliche Anzeigebereiches eines einzigen Displays sein. Es ist aber auch möglich, dass die Anzeigeeinrichtung mehrere Displays umfasst, wobei beispielsweise durch jedes der Display ein jeweiliger Anzeigebereich bereitgestellt wird. Beim Vornehmen des Parallaxenausgleichs wird die Anzeigeeinrichtung derart angesteuert, dass ein vor dem Parallaxenausgleich an einer ersten Position innerhalb eines bestimmten Anzeigebereichs angezeigtes Objekt nach dem Parallaxenausgleich an einer zweiten, gegenüber der ersten Position veränderten Position innerhalb des Anzeigebereichs angezeigt wird. Dies kann für nur eines der Objekte oder auch für mehrere Objekte erfolgen, welche entweder im selben Anzeigebereich oder in unterschiedlichen Anzeigebereichen angezeigt werden. Die Positionsveränderung der Objekte auf den Anzeigebereichen erfolgt dabei in Abhängigkeit von der gerade erfassten Augenposition des Fahrzeuginsassen derart, dass die besagte, über die virtuellen Bildebenen bezüglich der entsprechenden Sichtlinie fluchtende zusammenhängende Grafik angezeigt werden kann. Der Vorteil, wenn alle Objekte hinsichtlich ihrer Positionierung auf ihren zugehörigen Anzeigenbereichen angepasst werden, liegt darin, dass die einzelnen Objekte als solche nicht so stark auf den zugehörigen Anzeigebereichen verschoben werden müssen, wie wenn nur ein Teil der Objekte auf ihren zugehörigen Anzeigebereichen verschoben werden. Allerdings ist der Steuerungsaufwand gegebenenfalls bei einem derartigen Vorgehen höher, als wenn zumindest die Positionierung eines oder mehrerer Objekte auf dem ersten Anzeigebereich konstant beibehalten und nur eines oder mehrere Objekte auf dem zumindest zweiten Anzeigebereich in Abhängigkeit von der erfassten Blickrichtung verändert wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass beim Vornehmen des Parallaxenausgleichs eine jeweilige relative Anordnung zwischen den virtuellen Bildebenen und der gerade erfassten Augenposition berücksichtigt wird. Dadurch kann der Parallaxenausgleich besonders exakt erfolgen. Beispielsweise können jeweilige Verbindungslinien zwischen der gerade erfassten Augenposition und den virtuellen Bildebenen bestimmt werden. Anhand dieser Verbindungslinien kann beispielsweise eine Winkeländerung der Verbindungslinien aufgrund einer Veränderung der Kopfposition des betreffenden Fahrzeuginsassen erfasst und gegebenenfalls auch eine Veränderung eines Abstands zwischen der gerade erfassten Augenposition und den virtuellen Bildebenen erfasst werden. Mit anderen Worten kann eine dreidimensionale Positionsbestimmung der Augenposition ermittelt werden, welche beim Vornehmen des Parallaxenausgleichs berücksichtigt wird. Dadurch kann die Anzeigeeinrichtung mittels der Steuereinrichtung besonders exakt an eine Veränderung der Augenposition angepasst werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Anzeigeeinrichtung derart angesteuert wird, dass die Grafik von einer der virtuellen Bildebenen zu der anderen virtuellen Bildebene bewegt wird. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Grafik um eine animierte Grafik, welche sukzessive von einer der virtuellen Bildebenen immer weiter auf die andere virtuelle Bildebene wandert beziehungsweise auf diese verschoben wird. Insbesondere bei einer derartigen dynamischen Anzeige der Grafik über die verschiedenen virtuellen Bildebenen ist der Parallaxenausgleich besonders wichtig, um eine für den Fahrzeuginsassen möglichst flüssige und unverzerrte Darstellung unabhängig von seinen Kopfbewegungen zu ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Anzeigesystem für einen Kraftwagen umfasst eine zumindest einen ersten Anzeigebereich und einen zweiten Anzeigebereich aufweisende Anzeigeeinrichtung. Des Weiteren weist das Anzeigesystem eine zumindest einen teiltransparenten Spiegel sowie einen weiteren Spiegel aufweisende Spiegelanordnung auf. Das Anzeigesystem umfasst des Weiteren eine Erfassungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, eine Augenposition eines Fahrzeuginsassen zu erfassen. Darüber hinaus umfasst das Anzeigesystem eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die Anzeigeeinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Augenposition anzusteuern. Die Anzeigeeinrichtung und die Spiegelanordnung sind dabei derart zueinander angeordnet, dass zumindest ein erstes mittels des ersten Anzeigebereichs angezeigtes Objekt und ein zweites mittels des zweiten Anzeigebereichs angezeigtes Objekt in zwei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen angezeigt werden. Das erfindungsgemäße Anzeigesystem zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des Anzeigesystems anzusehen, wobei das Anzeigesystem insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anzeigesystems ist es vorgesehen, dass die Anzeigeeinrichtung einen dritten Anzeigebereich und die Spiegelanordnung einen weiteren Spiegel aufweist, wobei die Anzeigeeinrichtung und die Spiegelanordnung derart zueinander angeordnet sind, dass ein drittes mittels des dritten Anzeigebereichs angezeigtes Objekt sowie das erste Objekt und das zweite Objekt in drei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen angezeigt werden. Die Steuereinrichtung ist dabei dazu ausgelegt, den vorstehend beschriebenen Parallaxenausgleich in analoger Weise auch für die vorteilhafte Ausgestaltung des Anzeigesystems mit der Anzeigeeinrichtung, welche die drei Anzeigebereiche und die die drei Spiegel aufweisende Spiegelanordnung aufweist, durchzuführen.
Der erfindungsgemäße Kraftwagen umfasst das erfindungsgemäße Anzeigesystem oder eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine Seitenschnittansicht eines Cockpits eines Kraftwagens, bei welchem ein als Kombiinstrument dienendes Anzeigesystem in Fahrzeuglängsrichtung hinter einem Lenkrad angeordnet ist, wobei zwei Displays und diesen zugeordnete Spiegel des Anzeigesystems derart zueinander angeordnet sind, dass jeweilige mittels den Displays angezeigte Objekte in drei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen angezeigt werden;
2 eine Perspektivansicht auf das Anzeigesystem, wobei zwei der drei virtuellen Bildebenen dargestellt sind;
3 eine schematische Perspektivansicht auf die beiden virtuellen Bildebenen, wobei eine sich über die beiden virtuellen Bildebenen erstreckende Grafik dargestellt ist;
4 eine schematische Draufsicht auf die beiden virtuellen Bildebenen, wobei ein Fahrzeuginsasse in einer zentralen ersten Position dargestellt ist, von wo aus er die über die beiden virtuellen Bildebenen verlaufende Grafik betrachtet;
5 eine weitere schematische Frontalansicht auf die beiden virtuellen Bildebenen, wobei der Fahrzeuginsasse gerade seine Kopfposition verändert hat und aufgrund dessen die Grafik nicht mehr als eine zusammenhängend sich über die virtuellen Bildebenen erstreckende Grafik sieht;
6 eine schematische Darstellung des Anzeigesystems; und in
7 eine weitere schematische Frontalansicht der beiden virtuellen Bildebenen, wobei der Fahrzeuginsasse in derselben Relativposition bezüglich der virtuellen Bildebenen wie in 5 dargestellt ist, jedoch ein Parallaxenausgleich durch eine entsprechende Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung derart vorgenommen worden ist, dass trotz der Veränderung der Kopfposition des Fahrzeuginsassen die Grafik als eine zusammenhängende, sich über die virtuellen Bildebenen erstreckende Grafik aus Sicht des Fahrzeuginsassen angezeigt wird.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein Anzeigesystem 10 für einen Kraftwagen ist in einer Seitenschnittansicht gezeigt, wobei das Anzeigesystem 10 in einem nicht näher bezeichneten Cockpit des Kraftwagens angeordnet ist. Das Anzeigesystem 10 dient vorliegend als Kombiinstrument, was daran zu erkennen ist, dass das Anzeigesystem 10 in Fahrzeuglängsrichtung x hinter einem Lenkrad 12 angeordnet ist. Das Anzeigesystem 10 umfasst zwei Displays 14, 16, welche zusammen eine nicht näher bezeichnete Anzeigeeinrichtung des Anzeigesystems 10 ausbilden. Ferner weist das Anzeigesystem 10 drei in Fahrzeuglängsrichtung x hintereinander angeordnete Spiegel 18, 20, 22 auf, wobei die beiden Spiegel 18, 20 teiltransparent und der Spiegel 22 nichttransparent ausgebildet sind. Die teiltransparenten Spiegel 18, 20 sind dabei zu 30 % reflektierend und zu 70 % transparent ausgebildet. Der nichttransparente Spiegel 22 ist zu 100 % reflektierend ausgebildet. Die beiden Displays 14, 16 sind in Fahrzeughochrichtung z versetzt bzw. stufenförmig angeordnet. Dies gewährleistet eine minimalen Bauraumbedarf in Fahrzeugslängsrichtung x.
Mittels des Displays 14 wird ein erster Anzeigebereich 24 bereitgestellt. Mittels des Displays 16 werden ein zweiter Anzeigebereich 26 und ein dritter Anzeigebereich 28 bereitgestellt. Das Display 14 und der teiltransparente Spiegel 18 sind dabei in einem 45° Winkel zueinander angeordnet. Der teiltransparente Spiegel 20 und der zweite Anzeigebereich 26 sowie der nicht transparente Spiegel und der dritte Anzeigebereich 28 sind ebenfalls jeweils in einem 45° Winkel zueinander angeordnet. Die jeweiligen Spiegel 18, 20 , 22 und die Anzeigebereiche 24, 26, 28 können aber mit einem größeren oder auch kleineren Winkel als 45° zueinander positioniert sein. Die aus den beiden Displays 14, 16 ausgebildete Anzeigeeinrichtung und die aus den Spiegeln 18, 20, 22 ausgebildete Spiegelanordnung sind derart zueinander angeordnet, dass jeweilige mittels den Anzeigebereichen 24, 26, 28 angezeigte, hier nicht dargestellte Objekte in drei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 angezeigt werden. Die virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 sind dabei in Fahrzeuglängsrichtung x hintereinander versetzt und parallel zueinander angeordnet.
Mit den Bezugszeichen 36 sind jeweilige Sichtstrahlen, welche durch das Lenkrad 12 hindurchgehen, gekennzeichnet. Entsprechend der eingezeichneten Sichtstrahlen 36 blickt ein vorliegend nicht dargestellter Fahrer auf das Anzeigesystem 10 und nimmt die virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 wahr. Die Spiegel 18, 20, 22 sind derart angeordnet, dass der mittlere der Sichtstrahlen 36 im Wesentlichen senkrecht auf die virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 trifft.
Das Anzeigesystem 10 weist eine Hutze 38 auf, welche das Anzeigesystem 10 in Fahrzeughochrichtung z begrenzt. Die beiden Displays 14, 16, welche die Anzeigeeinrichtung des Anzeigesystems 10 ausbilden, sind dabei zumindest bündig innerhalb der Hutze 38 versenkt. Dadurch kann ein Fahrer beim Blick auf das Anzeigesystem 10 die Displays 14, 16 nicht sehen und sieht nur auf die virtuellen Bildebenen 30, 32, 34. Die virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 sind also mit anderen in einem Sichtfeld bzw. in einer Sichtsellipse des Fahrers angeordnet. Die Displays 14, 16 sind dabei derart in der Hutze 38 angeordnet, dass die Displays 14, 16 von einem Fahrer nicht gesehen werden können.
Wie zu erkennen, ist in der bestimmungsgemäßen Anordnung des Anzeigesystems 10 im Kraftwagen die aus den beiden Displays 14, 16 ausgebildete Anzeigeeinrichtung in Fahrzeughochrichtung z oberhalb von der aus den Spiegeln 18, 20, 22 ausgebildeten Spiegelanordnung angeordnet. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Anzeigesystem 10 nicht mit einer Lenksäule 40 kollidiert, da die Displays 14, 16 weit oberhalb von der Lenksäule 40 angeordnet sind. Würde stattdessen ein Display unterhalb von den Spiegeln 18, 20 , 22 angeordnet werden, könnte dieses nur sehr schwer oder gar so angeordnet werden, dass ein Fahrer dieses Display nicht sieht.
Die Displays 14, 16 und die Spiegel 18, 20, 22 sind dabei derart zueinander angeordnet, dass die jeweiligen virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 vorzugsweise etwa 10 cm voneinander beabstandet sind.
Um unerwünschte optische Beeinträchtigungen des Anzeigesystems 10 zu vermeiden, sind jeweilige hier nicht gekennzeichnete Randbereiche der Spiegel 18, 20, 22 geschwärzt und/oder - wie in 2 dargestellt - in jeweiligen Rahmen 41, 42 angeordnet. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass jeweilige Rückseiten 44, 46 der teiltransparenten Spiegel 18, 20 entspiegelt sind. Mit anderen Worten sind die teiltransparenten Spiegel 18, 20 auf derjenigen Seite entspiegelt, welche von ihren jeweils zugehörigen Anzeigebereichen 24, 26 abgewandt sind. Dadurch können in effektiver Weise unerwünschte Doppelbilder innerhalb der virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 vermieden werden.
In 2 ist das Anzeigesystem 10 in einer Perspektivansicht gezeigt. Wie zu erkennen, ist das Anzeigesystem 10 schwebend angeordnet, sodass ein Armaturenbrett 44 durchgängig ausgebildet sein kann. Dadurch wird der Eindruck eines besonders breiten Armaturenbretts 44 erzielt, da dieses nicht - wie bei gewöhnlichen Kombiinstrumenten - durch das Anzeigesystem 10 unterbrochen wird. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass das Anzeigesystem 10 in Form eines hier nicht dargestellten Beifahrerdisplays innerhalb des Kraftwagens angeordnet ist, sodass auch einem Beifahrer beispielsweise drei virtuelle Bildebenen bereitgestellt werden, in welchen unterschiedlichste Informationen angezeigt werden können.
Die Anzeigeeinrichtung wird im vorliegend dargestellten Fall derart angesteuert, dass in der ersten virtuellen Bildebene 30 ein Drehzahlmesser 48 und eine Geschwindigkeitsanzeige 50 dargestellt werden. Des Weiteren wird die Anzeigeeinrichtung derart angesteuert, dass eine über die virtuellen Bildebenen 30, 32 zusammenhängende Grafik 52 angezeigt wird. Die zusammenhängende Grafik 52 umfasst dabei einen Richtungspfeil 54, welcher sich von der ersten virtuellen Bildebene 30 bis in die zweite virtuelle Bildebene 32 erstreckt. Die zusammenhängende Grafik 52 umfasst des Weiteren die Darstellung einer Straße 56, welche sich ebenfalls von der ersten virtuellen Bildebene bis in die zweite virtuelle Bildebene 32 erstreckt. Diese zusammenhängende Grafik 52 wird beispielsweise im Zusammenhang mit einer Navigationsanwendung angezeigt, um einem Fahrer des Kraftwagens Navigationsinformationen einzublenden. Die zusammenhängende Grafik 52 wird dabei dynamisch verändert. Das heißt, dass sowohl der Pfeil 54 als auch die Straße 56 in Abhängigkeit von den Bewegungen des Kraftwagens von der ersten virtuellen Bildebene 30 weiter in die zweite virtuelle Bildebene 32 wandern können und umgekehrt.
Durch die drei erzeugbaren virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 wird eine besonders starke Tiefenwahrnehmung erzeugt. Ein weiterer praktischer Nutzen des Anzeigesystems 10 liegt darin, dass unterschiedlichste Informationen statt wie üblicherweise auf einer einzigen Ebene nun auf die drei virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 aufgeteilt werden können. Die Informationen können dabei beispielsweise gruppiert den jeweiligen Bildebenen 30, 32, 34 zugeordnet werden. Beispielsweise werden mittels des ersten Anzeigebereichs 24 eine Geschwindigkeitsanzeige und eine Drehzahlanzeige bereitgestellt, sodass diese angezeigten Objekte bzw. Informationen auf den teiltransparenten Spiegel 18 treffen und in Folge dessen innerhalb der vordersten virtuellen Bildebene 30 für einen Fahrer erkennbar sind. Navigationsinformationen können beispielsweise ausschließlich mittels des zweiten Anzeigebereichs 26 angezeigt werden, welche von dem zweiten teiltransparenten Spiegel 20 gespiegelt werden, sodass diese Informationen in der mittleren virtuellen Bildebene 32 für einen Fahrer sichtbar sind. Ferner können beispielsweise ein Onboard-Entertainment betreffende Informationen, wie gerade abgespielte Musikstücke, gewählte Radiosender oder dergleichen, mittels des dritten Anzeigebereichs 28 angezeigt werden, welche auf den nicht transparenten Spiegel 22 treffen und in der dritten virtuellen Bildebene 34 für einen Fahrer sichtbar sind.
Zusätzlich ist es auch möglich, dass ausgewählte Informationen mittels des Anzeigesystems 10 derart inszeniert beziehungsweise angezeigt werden können, dass unterschiedlichste dargestellte Informationen nach und nach von der vordersten virtuellen Bildebene 30 über die mittlere virtuelle Bildebene 32 bis hin zur hintersten virtuellen Bildebene 34 durchgereicht werden. Augenblicklich für einen Fahrer besonders wichtige Informationen können beispielsweise mittels des Anzeigebereichs 24 angezeigt werden und somit für einen Fahrer in der ersten virtuellen Bildebene 30, welche sich am nächsten zu ihm befindet, erscheinen. Sollten diese angezeigten Informationen während einer Weiterfahrt mit dem Kraftwagen weniger wichtig werden, werden diese Informationen anschließend mittels des zweiten Anzeigebereichs 26 des zweiten Displays 16 angezeigt, wodurch diese Informationen nicht mehr in der virtuellen Bildebene 30, sondern stattdessen in der virtuellen Bildebene 32 angezeigt werden. Sollten diese Informationen anschließend als noch weniger wichtig eingestuft werden, so werden diese Informationen mittels des dritten Anzeigebereichs 28 angezeigt und in Folge dessen von dem Fahrer innerhalb der hintersten virtuellen Bildebene 34 wahrgenommen.
Zudem ist es auch möglich, manche Objekte beziehungsweise Informationen verteilt über die drei virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 darzustellen, wodurch ein besonderer Tiefeneffekt bezüglich dieser Information beziehungsweise Objekte erzielt wird. Vorzugsweise werden jedoch die meisten mittels des Anzeigesystems 10 darzustellenden Objekte beziehungsweise Informationen fest den jeweiligen virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 zugeordnet, sodass es einem Fahrer leicht fällt, die von ihm gewünschten Informationen auch immer an derselben Position beziehungsweise in derselben virtuellen Bildebene 30, 32, 34 wieder zu finden.
Dabei kann das Anzeigesystem 10 auch beispielsweise in zwei unterschiedlichen Modi betrieben werden, beispielsweise in einem Normalmodus und in einem Sportmodus. Bei dem Sportmodus stehen insbesondere die fahrdynamischen Aspekte im Vordergrund, sodass beispielsweise ein Drehzahlmesser und eine Geschwindigkeitsanzeige, gegebenenfalls auch noch Motortemperaturen und dergleichen, immer in der ersten virtuellen Bildebene 30 angezeigt und weitere Informationen verteilt über die dahinter liegenden virtuellen Bildebenen 32, 34 angezeigt werden. Sollte das Anzeigesystem 10 hingegen im Normalmodus betrieben werden, so kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein virtueller Drehzahlmesser und eine virtuelle Geschwindigkeitsanzeige etwas verkleinert zwar nach wie vor in der ersten virtuellen Bildebene 30 angezeigt werden, wobei jedoch noch weitere Informationen, wie beispielsweise Navigationsinformationen ebenfalls in der ersten virtuellen Bildebene 30 dargestellt werden. Weitere, als weniger als relevant eingestufte Informationen oder Objekte werden dann in der zweiten oder dritten virtuellen Bildebene 32, 34 eingeblendet.
In 3 sind die beiden virtuellen Bildebenen 30, 32 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigt. In der vorliegenden Darstellung ist gut zu erkennen, dass ein erster Teil 58 des Pfeils 54 innerhalb der zweiten virtuellen Bildebene 32 und ein zweiter Teil 60 des Pfeils 54 innerhalb der ersten virtuellen Bildebene 30 angezeigt wird. Des Weiteren ist auch zu erkennen, dass ein erster Teil 62 der Straße 56 innerhalb der zweiten virtuellen Bildebene 32 und ein erster Teil 64 der Straße 56 innerhalb der ersten virtuellen Bildebene 30 angezeigt wird. Bei der zusammenhängenden Grafik 52 kann es sich, wie gesagt, um eine dynamisch animierte Grafik handeln, wobei die Anzeigeeinrichtung derart angesteuert wird, dass ein immer größerer Teil des Pfeils 54 beispielsweise mittels des ersten Anzeigebereichs 24 und ein immer kleinerer Teil des Pfeils 54 mittels des zweiten Anzeigebereichs 26 angezeigt wird. Dadurch wird eine sukzessive Verschiebung des Pfeils 54 von der ersten virtuellen Bildebene 30 in die zweite virtuelle Bildebene 32 erzielt. Analog kann verfahren werden, um eine sukzessive Verschiebung der angezeigten Straße 56 von der ersten virtuellen Bildebene 30 in die zweite virtuelle Bildebene 32 zu ermöglichen.
In 4 ist ein Fahrzeuginsasse 66 gezeigt, der zumindest im Wesentlichen frontal vor den beiden virtuellen Bildebenen 30, 32 sitzt. Mit P₁ ist eine vorgegebene Augenposition gekennzeichnet, wobei diese vorgegebene Augenposition P₁ genau der in 4 gezeigten Position entspricht, also wenn der Fahrzeuginsasse 66 frontal vor den beiden virtuellen Bildebenen 30, 32 sitzen sollte.
Wie zu erkennen, wird aus dieser vorgegebenen Augenposition P₁ die Grafik 52 als zusammenhängende Grafik über die virtuellen Bildebenen 30, 32 angezeigt.
In 5 sind die beiden virtuellen Bildebenen 30, 32 wiederum in einer schematischen Frontalansicht gezeigt. Der Fahrzeuginsasse 66 hat sich dabei etwas nach links bewegt, sodass seine jetzige Augenposition P₂ von der in 4 gezeigten vorgegebenen Augenposition P₁ abweicht. Wird die Anzeigeeinrichtung trotz der Positionsveränderung des Fahrzeuginsassen 66 genauso angesteuert wie wenn der Fahrzeuginsasse 66 noch die Augenposition P₁ inne hätte, so ergibt sich die in 5 gezeigte Wahrnehmung beziehungsweise Darstellung der Grafik 52, wenn der Fahrzeuginsasse 66 die Augenposition P₂ eingenommen hat. Wie zu erkennen, wird die Grafik 52 aufgrund der Positionsveränderung des Kopfes beziehungsweise der Augen des Fahrzeuginsassen 66 nicht mehr als eine über die beiden virtuellen Bildebenen 30, 32 fluchtende und zusammenhängende Grafik angezeigt beziehungsweise wahrgenommen. Hier ist nun deutlich zu erkennen, dass der erste und der zweite Teil 58, 60 des Pfeils 54 sowie der erste Teil 62 und der zweite Teil 64 der Straße 56 nicht mehr über die beiden virtuellen Bildebenen 30, 32 fluchten.
In 6 ist das Anzeigesystem 10 in einer schematischen Darstellung gezeigt. Mit dem Bezugszeichen 68 ist die die drei Spiegel 18, 20, 22 umfassende Spiegelanordnung bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 70 ist die die Anzeigebereiche 24, 26, 28 umfassende Anzeigeeinrichtung bezeichnet. Das Anzeigesystem 10 umfasst neben der Spiegelanordnung 68 und der Anzeigeeinrichtung 70 noch eine Steuereinrichtung 72 und eine Erfassungseinrichtung 74. Die Erfassungseinrichtung 74 ist dazu ausgelegt, eine jeweilige Augenposition des Fahrzeuginsassen 66 zu erfassen. Die Steuereinrichtung 72 ist dabei dazu ausgelegt, die Anzeigeeinrichtung 70 in Abhängigkeit von der erfassten Augenposition anzusteuern.
Für die im Zusammenhang mit 4 erwähnte vorgegebene Augenposition P₁ wird eine entsprechende Sichtlinie S₁ vorgegeben, wie in 4 gekennzeichnet. Solange die mittels der Erfassungseinrichtung 74 erfasste Augenposition mit der vorgegebenen Augenposition P₁ übereinstimmt, wird die Anzeigeeinrichtung 60 mittels der Steuereinrichtung 72 derart angesteuert, dass eine relative Anordnung der Teile 58, 60 des Pfeils 54 sowie die Teile 62, 64 der Straße 56 zueinander so eingestellt wird, dass diese einzelnen Objekte 58, 60, 62, 64 in Form der über die virtuellen Bildebenen 30, 32 bezüglich der vorgegebenen Sichtlinie S₁ fluchtenden zusammenhängenden Grafik 52 angezeigt werden.
Sobald eine Abweichung zwischen der erfassten Augenposition und der vorgegebenen Augenposition P₁ erfasst wird, wie beispielsweise durch die Augenposition P₂ in 5 gekennzeichnet, wird folgendermaßen verfahren.
In 7 ist erneut die Situation dargestellt, dass der Fahrzeuginsasse 66 seine Augenposition von der in 4 gezeigten vorgegebenen Augenposition P₁ in Richtung der Augenposition P₂ verschoben hat.
Sobald, wie in 7 schematisch dargestellt, eine Abweichung zwischen der erfassten Augenposition P₂ und der vorgegebenen Augenposition P₁ erfasst wird, wird mittels der Steuereinrichtung 72 ein Parallaxenausgleich vorgenommen, indem in Abhängigkeit von der erfassten Abweichung eine korrigierte Sichtlinie S₂ bestimmt und die Anzeigeeinrichtung 70 derart angesteuert wird, dass eine relative Anordnung der Teile 58, 60 des Pfeils 54 sowie die entsprechenden Teile 62, 64 der anzuzeigenden Straße 56 zueinander so eingestellt wird, dass die betreffenden Objekte 58, 60, 62, 64 zueinander so eingestellt werden, dass die Objekte 58, 60, 62, 64 in Form der über die virtuellen Bildebenen 30, 32 bezüglich der korrigierten Sichtlinie S₂ fluchtenden zusammenhängenden Grafik 52 angezeigt werden.
Mit den Bezugszeichen 76, 78 sind jeweilige Verlängerungen der Berandung der über die beiden virtuellen Bildebenen 30, 32 verteilt angezeigten Straße 56 gekennzeichnet. Wie zu erkennen, liegt die korrigierte Sichtlinie S₂ mittig zwischen den beiden Verlängerungen 76, 78 der Berandung der Straße 56.
Beim Vornehmen des besagten Parallaxenausgleichs kann die Anzeigeeinrichtung 70 derart angesteuert werden, dass wenigstens eine Anzeigeposition von den mittels des ersten Anzeigebereichs 24 angezeigten Objekten oder mittels des zweiten Anzeigebereichs 26 angezeigten Objekten verändert wird. Mit anderen Worten wird die Anzeigeeinrichtung 70 entweder so angesteuert, dass in Abhängigkeit von der erfassten Augenposition des Fahrzeuginsassen 66 entweder die Positionierung der entsprechenden Objekte nur in dem ersten Anzeigebereich 24 oder nur in dem ersten Anzeigebereich 26 verändert werden, oder dass sowohl bei dem Anzeigebereich 24 als auch bei dem Anzeigebereich 26 die Positionierung der entsprechend anzuzeigenden Objekte zur Durchführung des Parallaxenausgleichs verändert wird.
Vorstehend ist der Parallaxenausgleich nur bezogen auf die beiden virtuellen Bildebenen 30, 32 erläutert worden. Dieser Parallaxenausgleich kann aber in analoger Weise auch für alle virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 vorgenommen werden. Sobald Veränderungen der Augenposition des Fahrzeuginsassen 66 erfasst werden, wird die Anzeigeeinrichtung 70 derart angesteuert, dass eine als über die virtuellen Bildebenen 30, 32, 34 zusammenhängend und fluchtend anzuzeigende Grafik 52 durch Vornehmen des Parallaxenausgleichs im Wesentlichen unabhängig von der aktuellen Augenposition jederzeit gewährleistet werden kann.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems (10) eines Kraftwagens, bei welchem mittels einer Anzeigeeinrichtung (70) zumindest in einem ersten Anzeigebereich (24) ein erstes Objekt (60, 64) und in einem zweiten Anzeigebereich (26) ein zweites Objekt (58, 62) angezeigt und mittels einer zumindest einen teiltransparenten Spiegel (18) und einen weiteren Spiegel (20) aufweisenden Spiegelanordnung (68) derart reflektiert werden, dass das erste Objekt (60, 64) und das zweite Objekt (58, 62) in zwei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen (30, 32) angezeigt werden, wobei mittels einer Erfassungseinrichtung (74) eine Augenposition (P₁, P₂) eines Fahrzeuginsassen (66) erfasst und die Anzeigeeinrichtung (70) mittels einer Steuereinrichtung (72) in Abhängigkeit von der erfassten Augenposition (P₁, P₂) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass - für eine vorgegebene Augenposition (P₁) eine Sichtlinie (S₁) vorgegeben wird; - solange die erfasste Augenposition mit der vorgegebenen Augenposition (P₁) übereinstimmt, die Anzeigeeinrichtung (70) derart angesteuert wird, dass eine relative Anordnung der Objekte (58, 60, 62, 64) zueinander so eingestellt wird, dass die Objekte (58, 60, 62, 64) in Form einer über die virtuellen Bildebenen (30, 32) bezüglich der vorgegebenen Sichtlinie (S₁) fluchtenden zusammenhängenden Graphik (52) angezeigt werden; - sobald eine Abweichung zwischen der erfassten Augenposition und der vorgegebenen Augenposition (P₁) erfasst wird, mittels der Steuereinrichtung (32) ein Parallaxenausgleich vorgenommen wird, indem in Abhängigkeit von der erfassten Abweichung eine korrigierte Sichtlinie (S₂) bestimmt und die Anzeigeeinrichtung (70) derart angesteuert wird, dass eine relative Anordnung der Objekte (58, 60, 62, 64) zueinander so eingestellt wird, dass die Objekte (58, 60, 62, 64) in Form einer über die virtuellen Bildebenen (30, 32) bezüglich der korrigierten Sichtlinie (S₂) fluchtenden zusammenhängenden Graphik (52) angezeigt werden, so dass der Fahrzeuginsasse (66) unabhängig von seiner gerade angenommenen Kopfposition eine aus den beiden angezeigten Objekten (58, 60, 62, 64) generierte zusammenhängende Grafik (52) auch als eine über die virtuellen Bildebenen (30, 32) zusammenhängende Grafik (52) wahrnehmen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vornehmen des Parallaxenausgleichs die Anzeigeeinrichtung (70) derart angesteuert wird, dass wenigstens eine Anzeigeposition von zumindest einem der Objekte (58, 60, 62, 64) im zugehörigen Anzeigebereich (24, 26) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vornehmen des Parallaxenausgleichs eine jeweilige relative Anordnung zwischen den virtuellen Bildebenen (30, 32) und der gerade erfassten Augenposition berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (70) derart angesteuert wird, dass die Graphik (52) von einer der virtuellen Bildebenen (30) zu der anderen virtuellen Bildebene (32) bewegt wird.
Anzeigesystem (10) für einen Kraftwagen, mit - einer zumindest einen ersten Anzeigebereich (24) und einen zweiten Anzeigebereich (26) aufweisenden Anzeigeeinrichtung (70); - einer zumindest einen teiltransparenten Spiegel (18) sowie einen weiteren Spiegel (20) aufweisenden Spiegelanordnung (68); - einer Erfassungseinrichtung (74), welche dazu ausgelegt ist, eine Augenposition eines Fahrzeuginsassen (66) zu erfassen; - einer Steuereinrichtung (72), welche dazu ausgelegt ist, die Anzeigeeinrichtung (70) in Abhängigkeit von der erfassten Augenposition (P₁, P₂) anzusteuern; - wobei die Anzeigeeinrichtung (70) und die Spiegelanordnung (68) derart zueinander angeordnet sind, dass zumindest ein erstes mittels des ersten Anzeigebereichs (24) angezeigtes Objekt (60, 64) und ein zweites mittels des zweiten Anzeigebereichs (26) angezeigtes Objekt (58, 62) in zwei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen (30, 32) angezeigt werden; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (72) dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Anzeigesystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (70) einen dritten Anzeigebereich (28) und die Spiegelanordnung (68) einen weiteren Spiegel (34) aufweist, wobei die Anzeigeeinrichtung (70) und die Spiegelanordnung (68) derart zueinander angeordnet sind, dass ein drittes mittels des dritten Anzeigebereichs (28) angezeigtes Objekt sowie das erste Objekt (60, 64) und das zweite Objekt (58, 62) in drei hintereinander angeordneten virtuellen Bildebenen (30, 32) angezeigt werden.
Kraftwagen mit einem Anzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6.