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Die Erfindung betrifft einen Fahrerraum für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, ein Wohnmobil oder ein Personenkraftwagen, z. B. ein SUV (Sport Utility Vehicle), mit einem Anzeigesystem, insbesondere einem sogenannten Head-Up-Display-System.
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Aus der
DE 10 2006 013 140 A1 z. B. ist bereits ein Head-Up-Display für einen Personenkraftwagen bekannt. Das Head-Up-Display umfasst eine Bilderzeugungseinrichtung und einen Combiner. Die Bilderzeugungseinrichtung umfasst eine Lichtquelle und erzeugt eine Bildinformation. Der Combiner überlagert die von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugte Bildinformation einem Bild der realen Umwelt, so dass für einen Kraftfahrer die Bildinformation als virtuelles Bild außerhalb des Kraftfahrzeugs wahrnehmbar ist. Der Combiner kann in die Windschutzscheibe integriert sein oder ein zur Windschutzscheibe separates Bauteil sein. Die Bilderzeugungseinrichtung und der Combiner sind meist in einem Instrumententafelbereich zwischen einem Lenkrad und einer Front-Windschutzscheibe angeordnet. Im Stand der Technik gibt es allerdings Kraftfahrzeug-Typen, bei denen der Bauraum im Instrumententafelbereich so beengt ist, dass dort eine Platzierung einer Bilderzeugungseinrichtung und eines insbesondere zur Front-Windschutzscheibe separierten Combiners nicht oder zumindest nicht ohne weiteres möglich ist.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine vorteilhafte Möglichkeit zu schaffen, mittels der ein Head-Up-Display-System trotz beengter Platzverhältnisse im Instrumententafelbereich eines Kraftfahrzeugs darstellbar ist.
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Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung entnommen werden.
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Die Erfindung schafft einen Fahrerraum für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, ein Wohnmobil oder einen Personenkraftwagen, insbesondere einen relativ großen Personenkraftwagen, wie z. B. ein sogenanntes Sport Utility Vehicle (SUV).
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Der Fahrerraum umfasst einen Dachbereich, einen Instrumententafelbereich und ein Anzeigesystem, insbesondere ein Head-Up-Display-System, das eine Projektionseinrichtung, z. B. eine Bilderzeugungseinrichtung, zur Erzeugung eines Projektionsstrahls und einen Combiner umfasst. Der Fahrerraum umfasst vorzugsweise darüber hinaus eine Front-Windschutzscheibe, einen Fahrersitz für einen Kraftfahrzeug-Fahrer und/oder ein Lenkrad zum Lenken des Kraftfahrzeugs.
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Der Fahrerraum zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Projektionseinrichtung in einem vorzugsweise in Vorwärts-Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorderen Dachbereich angeordnet ist und der Combiner in einem Instrumententafelbereich (z. B. Armaturentafelbereich) angeordnet ist.
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Der Fahrerraum zeichnet sich alternativ insbesondere dadurch aus, dass die Projektionseinrichtung in einem vorzugsweise in Vorwärts-Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorderen Dachbereich angeordnet ist und eine Umlenkeinrichtung zum Umlenken des Projektionsstrahls im Instrumententafelbereich angeordnet ist.
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Die Umlenkeinrichtung kann insbesondere zum Umlenken des Projektionsstrahls auf einen Combiner dienen, der z. B. als Teil der Front-Windschutzscheibe ausgeführt sein kann und somit insbesondere zumindest teilweise durch die Front-Windschutzscheibe gebildet werden kann. Die Front-Windschutzscheibe kann folglich im Rahmen der Erfindung als Combiner dienen.
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Die Umlenkeinrichtung kann z. B. zumindest einen Spiegel, zumindest ein optisches Element, zumindest eine Linse, etc. umfassen.
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Im Rahmen der Erfindung sind die Projektionseinrichtung und der Combiner zweckmäßig konstruktiv voneinander separiert, so dass die Projektionseinrichtung im Dachbereich verbaubar ist, während der Combiner im Instrumententafelbereich verbaubar ist. Alternativ kann die Umlenkeinrichtung im Instrumententafelbereich verbaut werden, während der Combiner zweckmäßig als Teil der Front-Windschutzscheibe ausgeführt sein kann.
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Dadurch kann die vorteilhafte Position der durch das Anzeigesystem erzeugbaren virtuellen Bildinformation in oder schräg unterhalb einer insbesondere horizontalen Geradeaus-Blickrichtung des Kraftfahrzeug-Fahrers erhalten bleiben. Dadurch entstehen z. B. gegenüber der Erzeugung einer virtuellen Bildinformation schräg oberhalb einer insbesondere horizontalen Geradeaus-Blickrichtung des Kraftfahrzeug-Fahrers weniger Störeinflüsse, z. B. durch Straßenlaternen, Ampelanlagen, Sonne, eine unruhige Hintergrundumgebung, etc., da sich in der Regel in dieser Blickrichtung relativ homogene Hintergründe befinden, z. B. Straßenbelag.
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Vorteilhaft ist weiter, dass die Projektionseinrichtung im Dachbereich und der Combiner oder die Umlenkeinrichtung im Instrumententafelbereich gestalterisch unauffällig in das Innenraumkonzept des Fahrerraums integrierbar sind.
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Es ist möglich, dass der Combiner des Instrumententafelbereichs oder die Umlenkeinrichtung hinter einem Kraftfahrzeug-Kombiinstrument und/oder vor der Front-Windschutzscheibe angeordnet ist.
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Der Combiner des Instrumententafelbereichs oder die Umlenkeinrichtung kann z. B. auf und/oder hinter einer Kombiinstrumenten-Hutze der Instrumententafel angeordnet sein.
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Der Instrumententafelbereich umfasst zweckmäßig eine Instrumententafel (z. B. eine Armaturentafel, Armaturenbrett, etc.), wobei der Combiner des Instrumententafelbereichs oder die Umlenkeinrichtung vorzugsweise auf und/oder zumindest abschnittsweise in der Instrumententafel angeordnet sein kann.
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Es ist möglich, dass die Projektionseinrichtung zur Erzeugung eines Projektionsstrahls ausgebildet ist und der Projektionsstrahl mit einer Abweichung von weniger als 45°, weniger als 40°, weniger als 35°, weniger als 30°, weniger als 25°, weniger als 20° oder sogar weniger als 15° relativ zur Vertikalen zum Combiner des Instrumententafelbereichs oder zu der Umlenkeinrichtung verläuft, vorzugsweise schräg nach vorne unten.
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Es ist möglich, dass die mittels des Anzeigesystems generierbare Bildinformation in oder unter der zweckmäßig horizontalen Geradeaus-Blickrichtung des Kraftfahrzeug-Fahrers in Sitzposition erzeugbar ist, insbesondere vorne unten relativ zu einem Auge des Kraftfahrzeug-Fahrers in Sitzposition.
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Die mittels des Anzeigesystems generierbare Bildinformation ist zweckmäßig für den Kraftfahrzeug-Fahrer vorzugsweise hinter der Front-Windschutzscheibe, insbesondere außerhalb des Fahrerraums als virtuelle, dem realen Bild überlagerbare Bildinformation wahrnehmbar.
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Der Dachbereich umfasst vorzugsweise eine Fahrerraumdecke und die Projektionseinrichtung kann insbesondere mittelbar oder unmittelbar an der Fahrerraumdecke gehaltert sein, z. B. mittels einer Montagestruktur und/oder einer Gehäusekonstruktion, in der z. B. die Projektionseinrichtung aufgenommen ist und die z. B. eine Öffnung zum Durchlassen des Projektionsstrahls der Projektionseinrichtung aufweist. Alternativ oder ergänzend kann die Projektionseinrichtung zumindest abschnittsweise in die Fahrerraumdecke integriert sein, z. B. so dass die Projektionseinrichtung nicht oder nur teilweise in den Fahrerraum-Innenraum eingreift und/oder die Fahrerraumdecke eine Montageaussparung zur Aufnahme der Projektionseinrichtung und/oder eine Öffnung zum Durchlassen des Projektionsstrahls der Projektionseinrichtung aufweist.
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Es ist möglich, dass der Dachbereich ein Staufach bzw. eine Gepäckablage umfasst und die Projektionseinrichtung an dem Staufach bzw. der Gepäckablage gehaltert ist und/oder zumindest abschnittsweise in das Staufach bzw. die Gepäckablage integriert ist.
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Die Projektionseinrichtung ist zweckmäßig in einem in Vorwärts-Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorderen Dachbereich angeordnet.
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Der Dachbereich umfasst zweckmäßig einen Voutenbereich, also insbesondere einen Übergangsbereich zwischen der Fahrerraumdecke und einer Fahrerraum-Front (z. B. Front-Wandelement und/oder Front-Windschutzscheibe).
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Es ist möglich, dass die Projektionseinrichtung im Voutenbereich angeordnet ist und/oder an dem Voutenbereich mittelbar oder unmittelbar gehaltert ist.
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Die Projektionseinrichtung ist vorzugsweise oberhalb der Front-Windschutzscheibe und/oder des Kopfs des Kraftfahrzeug-Fahrers in Sitzposition angeordnet.
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Es ist möglich, dass der Dachbereich und/oder die Projektionseinrichtung oberhalb einer Geradeaus-Blickrichtung des Kraftfahrzeug-Fahrers in Sitzposition angeordnet ist.
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Es ist möglich, dass der Instrumententafelbereich und/oder der Combiner unterhalb einer Geradeaus-Blickrichtung des Kraftfahrzeug-Fahrers in Sitzposition angeordnet ist.
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Bei der Ausführungsform mit Umlenkeinrichtung dient zweckmäßig ein Teil der Front-Windschutzscheibe als Combiner, so dass insbesondere der Combiner der Front-Windschutzscheibe entsprechen kann. Es ist möglich, dass der Combiner lediglich durch die normale Front-Windschutzscheibe selbst gebildet wird. Es ist ebenfalls möglich, dass der Combiner ein in die Front-Windschutzscheibe integriertes Funktionsteil (z. B. eine oder mehrere Folien, Beschichtungen, etc.) umfasst oder ein auf die Front-Windschutzscheibe aufgebrachtes Funktionsteil (z. B. eine oder mehrere Folien, Beschichtungen, etc.) umfasst.
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Der Combiner des Instrumententafelbereichs kann beispielsweise in eine Betriebsposition und eine Ruheposition ein- und ausfahrbar oder ein- und ausschwenkbar ausgeführt sein.
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Es ist möglich, dass der Combiner des Instrumententafelbereichs zur Anpassung auf die Augenposition des Kraftfahrzeug-Fahrers in der Betriebsposition stufenlos verstellbar ausgeführt ist.
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Zu erwähnen ist, dass die durch das Anzeigesystem erzeugbare virtuelle Bildinformation mit einem realen Bild überlagerbar ist und die virtuelle Bildinformation für den Kraftfahrzeug-Fahrer vorzugsweise außerhalb des Fahrerraums, insbesondere hinter der Front-Windschutzscheibe wahrnehmbar ist.
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Als „Combiner” ist vorzugsweise ein teils spiegelndes, teils transparentes Scheibenelement umfasst, das z. B. unterschiedliche Materialien (z. B. Glas, Polycarbonat, etc.) aufweisen kann, und das insbesondere durch die Windschutzscheibe selbst oder ein zusätzliches, insbesondere hierzu separates Bauteil, gebildet werden kann. In beiden Fällen können die optischen Eigenschaften des Combiner-Bereichs, wie z. B. Reflexions- und Transmissionsanteil, Korrektur von Doppelbildern etc., durch entsprechende Maßnahmen, wie z. B. geometrische Gestaltung der Scheibe oder spezielle Beschichtungen der Scheibe etc., zweckmäßig gezielt definiert werden.
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Zum Combiner kann insbesondere noch erwähnt werden, dass der Combiner zweckmäßig einerseits die von der Projektionseinrichtung auf diesen projizierten Bildinhalte (Bildinformationen) in Richtung Fahrerauge reflektiert und andererseits so in der Blickrichtung des Fahrers angeordnet ist, dass der Fahrer beim Beobachten des vor ihm liegenden Verkehrsgeschehens durch den Combiner blickt, so dass sich eine Überlagerung des realen, vom Fahrerauge aufgenommenen Verkehrsgeschehens mit den projizierten Bildinhalten ergibt.
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Insbesondere eine geeignete Neigung der Front-Windschutzscheibe vorausgesetzt, kann diese als Combiner dienen. Der Combiner kann auch eine transparente Anzeigeeinrichtung umfassen, die sich im geeigneten Winkel im Blickfeld des Fahrers befindet, vorzugsweise relativ zum Fahrerauge schräg vorne unten.
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Zur Projektionseinrichtung kann noch erwähnt werden, dass sie zweckmäßig einen Bildgeber und eine Abbildungsoptik aufweisen kann, wobei die Abbildungsoptik z. B. eine Reihe bzw. mehrere optische Elemente, wie z. B. Linsen und Spiegel, enthalten kann und durch ihre Auslegung sowie ihre Entfernung vom Combiner den virtuellen Abstand bestimmt, in dem das projizierte Bild dem Fahrer erscheint.
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Die Erfindung ist nicht auf einen Fahrerraum beschränkt, sondern umfasst ebenfalls ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, ein Wohnmobil oder einen Personenkraftwagen, z. B. ein Sport Utility Vehicle (SUV), mit einem Fahrerraum wie hierin offenbart.
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Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung sind miteinander kombinierbar. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
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1 zeigt einen Fahrerraum gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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2 zeigt ein Anzeigesystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung für den Fahrerraum der 1, und
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3 zeigt einen Fahrerraum gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
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Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen teilweise überein, so dass identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsform verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrerraums 1 für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, ein Wohnmobil oder einen großen Personenkraftwagen.
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Der Fahrerraum 1 umfasst einen Dachbereich 2, eine Front-Windschutzscheibe 3, einen Instrumententafelbereich 4 und ein Anzeigesystem, insbesondere ein sogenanntes Head-Up-Display-System. Der Fahrerraum 1 umfasst darüber hinaus ein Lenkrad L zum Lenken des Kraftfahrzeugs und einen Fahrersitz F für den Kraftfahrzeug-Fahrer, dessen Kopf in Sitzposition mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.
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Das Anzeigesystem umfasst eine Projektionseinrichtung 5 und einen Combiner 6.1. Die Projektionseinrichtung 5 dient zur Erzeugung einer Bildinformation, während der Combiner 6.1 dazu dient, die von der Projektionseinrichtung 5 erzeugte Bildinformation einem Bild der realen Umwelt des Kraftfahrzeugs zu überlagern, so dass für den Fahrer 10 die Bildinformation als virtuelles Bild 9 außerhalb des Fahrerraums 1, insbesondere hinter der Front-Windschutzscheibe 3, wahrnehmbar ist.
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Die Projektionseinrichtung 5 und der Combiner 6.1 sind als konstruktiv voneinander separierte Baueinheiten ausgeführt.
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Die Projektionseinrichtung 5 ist im vorderen Dachbereich 2 angeordnet, während der Combiner 6.1 im Instrumententafelbereich 4 angeordnet ist. Somit ist die Projektionseinrichtung 5 oberhalb der insbesondere horizontalen Geradeaus-Blickrichtung H des Fahrers 10 angeordnet, während der Combiner 6.1 in oder unterhalb der insbesondere horizontalen Geradeaus-Blickrichtung H des Fahrers 10 angeordnet ist.
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Die Projektionseinrichtung 5 ist an einer Fahrerraumdecke des Dachbereichs 2 mittels einer Halterungskonstruktion, zweckmäßig einer Gehäusekonstruktion gehaltert. Die Gehäusekonstruktion und folglich die Projektionseinrichtung 5 sind in einem Voutenbereich angeordnet, also im Übergangsbereich zwischen der Fahrerraumdecke und der Fahrerraum-Front, z. B. einem Front-Wandelement oder der Front-Windschutzscheibe 3. Die Projektionseinrichtung 5 kann ferner an oder in einem im Dachbereich 2 ausgebildeten Stau- oder Gepäckfach angeordnet werden.
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Der Combiner 6.1 ist hinter einem Kraftfahrzeug-Kombiinstrument 7 und somit hinter dem Lenkrad L und vor der Front-Windschutzscheibe 3 angeordnet. Der Combiner 6.1 ist insbesondere auf der Instrumententafel angeordnet und zwar insbesondere auf einer Kombiinstrumenten-Hutze der Instrumententafel.
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Die Projektionseinrichtung 5 dient zur Erzeugung eines Projektionsstrahls 8 auf den Combiner 6.1. Der Projektionsstrahl 8 verläuft schräg nach vorne unten zum Combiner 6.1, insbesondere mit einer Abweichung α von vorzugsweise weniger als 20° relativ zur Vertikalen V schräg nach vorne unten zum Combiner 6.1.
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Die mittels des Anzeigesystems generierbare Bildinformation 9 ist in oder unterhalb der horizontalen Geradeaus-Blickrichtung H des Kraftfahrzeug-Fahrers 10 erzeugbar. Bezugszeichen S kennzeichnet die Blickrichtung des Fahrers 10 schräg nach vorne unten zum Combiner 6.1. Dem Fahrer 10 werden, wie bei Head-Up-Displays (HUDs) üblich, die Informationen als Projektionsüberlagerung des realen Verkehrsgeschehens erscheinen (virtuelles Bild).
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Der Combiner 6.1 ist im Ausführungsbeispiel der 1 ein zur Front-Windschutzscheibe 3 separates Bauteil, kann aber auch durch die Front-Windschutzscheibe 3 gebildet werden.
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2 zeigt eine schematische Ansicht des Anzeigesystems der 1.
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Das Anzeigesystem kann mit Ausnahme der erfindungsgemäßen Positionierung der Projektionseinrichtung
5 im Dachbereich
2 und des Combiners
6.1 im Instrumententafelbereich
4 im Wesentlichen ausgeführt sein, wie in der
EP 2 883 748 A1 beschrieben, so dass der Inhalt dieses Dokuments der vorliegenden Offenbarung zuzurechnen ist.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrerraums 1 für ein Kraftfahrzeug gemäß einer anderen Ausführungsform.
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Eine Besonderheit ist, dass eine Umlenkeinrichtung U (z. B. optisches Element, Spiegel, Linse, etc.) im Instrumententafelbereich 4 angeordnet ist zum Umlenken des Projektionsstrahls 8 auf einen als Teil der Front-Windschutzscheibe 3 ausgebildeten Combiner 6.2. Im Rahmen der Erfindung kann folglich ein Teil der Front-Windschutzscheibe 3 den Combiner 6.2 bilden. Hierzu kann die Front-Windschutzscheibe 3 optional mittels zumindest einer Folie, Beschichtung, etc. modifiziert sein.
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Die Combiner 6.1 bzw. 6.2 umfassen zweckmäßig eine spiegelnde, lichtdurchlässige Scheibe (im Fall des Combiners 6.2 z. B. die Front-Windschutzscheibe 3) und dienen insbesondere zur Überlagerung und/oder Kombination von Informationen der Umwelt mit mittels der Projektionseinrichtung 5 erzeugten Informationen.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele begrenzt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrerraum
- 2
- Dachbereich
- 3
- Front-Windschutzscheibe
- 4
- Instrumententafelbereich
- 5
- Projektionseinrichtung
- 6.1
- Combiner
- 6.2
- Combiner, insbesondere Teil der Front-Windschutzscheibe
- 7
- Kombiinstrument
- 8
- Projektionsstrahl
- 9
- Bildinformation
- 10
- Kraftfahrzeug-Fahrer
- U
- Umlenkeinrichtung
- V
- Vertikale
- F
- Fahrersitz für einen Kraftfahrzeug-Fahrer
- H
- Geradeaus-Blickrichtung des Kraftfahrzeug-Fahrers
- S
- Blickrichtung des Kraftfahrzeug-Fahrers schräg nach vorne unten zum Combiner
- L
- Lenkrad zum Lenken des Kraftfahrzeugs
- α
- Winkelabweichung zwischen Projektionsstrahl und Vertikaler
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006013140 A1 [0002]
- EP 2883748 A1 [0053]
