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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Helligkeit der Anzeige eines Head-Up-Displays und ein Head-Up-Display-Anzeigesystem.
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Head-Up-Displays dienen zur Projektion einer Bilds in das Sichtfeld des Betrachters, insbesondere des Fahrers eines Kraftfahrzeugs, wobei das angezeigte Bild beispielsweise Fahrerinformation umfasst, wie z. B. die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die zulässige Höchstgeschwindigkeit oder Navigationshinweise.
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Head-Up-Displays umfassen typischerweise eine bildgebende Einrichtung, beispielsweise eine Flüssigkeitskristallanzeige (LCD – liquid crystal display) mit Hintergrundbeleuchtung, sowie häufig eine Abbildungsoptik, welche das Bild auf eine Projektionsfläche projiziert, beispielsweise auf die Windschutzscheibe oder einen Combiner (beispielsweise auf der Innenseite der Windschutzscheibe oder vor der Windschutzscheibe).
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An der Projektionsfläche wird das von der bildgebenden Einrichtung ausgestrahlte Bild in das Sichtfeld des Fahrers reflektiert. Der Fahrer nimmt das reflektierte Bild als virtuelles Bild wahr, welches dem realen Hintergrund überlagert ist.
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Head-Up-Displays überlagern den Hintergrund mit der virtuellen Anzeige, deren Anzeigebereich typischerweise einer rechteckigen Fläche entspricht. Jedoch nur selten wird der gesamte Anzeigebereich mit Bildinformationen beschrieben, die restlichen Bereiche können von der bildgebenden Einheit jedoch nicht ganz vollständig abgedunkelt werden, so dass der Anzeigebereich als mehr oder weniger sichtbare rechteckige Fläche im Blickfeld des Fahrers erscheint.
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Aktuell für Kraftfahrzeuge verwendete Head-Up-Displays weisen beispielsweise eine rechteckige Anzeige mit einer Breite von ca. 30 cm in einem virtuellen Abstand von ca. 2,5 m zum Betrachter auf. In Zukunft sind Anzeigen mit einem größeren Anzeigebereich zu erwarten.
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Während bei nicht-kontaktanalogen Head-Up-Displays die Anzeige häufig neben der vorausliegenden Fahrsituation, beispielsweise unterhalb der vorausliegenden Fahrsituation, angezeigt wird, überlagert und erweitert die Anzeige eines kontaktanalogen Head-Up-Displays die vorausliegende Fahrsituation.
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Um eine ausreichende Ablesbarkeit der Anzeige zu gewährleisten, muss das angezeigte Bild deutlich heller sein als der Hintergrund. Bei wechselnder Hintergrundhelligkeit passen bisherige Head-Up-Display-Anzeigesysteme typischerweise die Helligkeit der Anzeige an und wahren somit ein bestimmtes Bildkontrastverhältnis zum Hintergrund.
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Um die Anzeige eines Head-Up-Displays gut ablesen zu können, stellt der Betrachter aber häufig manuell eine höhere Bildhelligkeit (und somit einen höheren Kontrast zum Hintergrund) ein.
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Die Anzeigenbereich eines Head-Up-Displays überlagert den Hintergrund permanent. Auch wenn der Fahrer nicht direkt auf die Anzeige schaut, liegt die angezeigte Information permanent und mit deutlich höherer Helligkeit als der Hintergrund in seinem Gesichtsfeld. Außerdem kann insbesondere bei Dunkelheit, beispielsweise bei Nacht oder in einem Tunnel, der rechteckige Anzeigebereich der vollständig hinterleuchteten Anzeige als störende Rechteckfläche den Hintergrund überlagern. All dies kann unter Umständen den Fahrer irritieren.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2013 001 380 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Anzeigeeinrichtung eines Kraftwagens bekannt, insbesondere eines Head-Up-Displays. Bei dem Verfahren wird mittels einer Blickerfassungseinrichtung erfasst, ob der Blick des Nutzers auf einen der dem Head-Up-Display zugeordneten Bereich gerichtet wird, wobei die Helligkeit der Anzeigeeinrichtung verringert wird, falls der Blick des Nutzers von dem dem Head-Up-Display zugeordneten Bereich abgewendet worden ist.
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Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass bei Betrachten des Head-Up-Displays die gesamte dargestellte Information in voller Helligkeit auf der Anzeige dargestellt wird und hierdurch der Nutzer irritiert werden kann. Außerdem kann die Rechteckfläche einer vollständig hinterleuchteten Anzeige den Nutzer stören.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine derartige Irritation des Betrachters zu reduzieren oder zu verhindern.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Beispiele hierfür sind die in den Ansprüchen beschriebene Helligkeitssteuerung in Abhängigkeit davon, ob der Betrachter durch die Anzeige hindurchblickt, und die Darstellung von Anzeigeinhalten mit reduzierter Auffälligkeit. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Helligkeit einer Anzeige eines Head-Up-Displays, insbesondere in einem Kraftwagen. Bei dem Head-Up-Display kann es sich um ein nicht-kontaktanaloges oder um ein kontaktanaloges Head-Up-Display handeln.
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Im Rahmen des Verfahrens wird bestimmt, wohin auf der Anzeige des Head-Up-Displays der Blick des Betrachters gerichtet ist. Hierzu kann eine Innenraumkamera verwendet werden. Mittels des Bilds der Innenraumkamera wird beispielsweise ein Blickpunkt auf der Anzeige berechnet.
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In Bereichen der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, wird jeweils eine reduzierte Helligkeit eingestellt. Hierdurch sinkt typischerweise auch der Kontrast in diesen Bereichen. Der Begriff reduzierte Helligkeit eines Bereichs auf der Anzeige meint, dass die Helligkeit dieses Bereichs auf der Anzeige geringer als wenn der Blick des Betrachters auf diesen Bereich gerichtet ist. Unter einem Bereich der Anzeige kann auch ein Anzeigeobjekt verstanden werden.
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Dort auf der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters gerichtet ist, wird keine reduzierte Helligkeit eingestellt.
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Die Bestimmung, wohin auf der Anzeige des Head-Up-Displays der Blick des Betrachters gerichtet ist, und die davon abhängige Einstellung der Helligkeit werden vorzugsweise laufend wiederholt.
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Beispielsweise schaut der Fahrer auf die im unteren Bereich der Anzeige angezeigte aktuelle Fahrgeschwindigkeit, welche dann mit voller Helligkeit dargestellt wird, während die übrigen Anzeigeobjekte mit reduzierter Helligkeit dargestellt werden. Wenn der Fahrer beispielsweise auf einen rechts in der Anzeige dargestellten Navigationspfeil blickt, wird dieser in voller Helligkeit angezeigt, während die übrigen Anzeigeelemente mit reduzierter Helligkeit dargestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert, dass bei Betrachten des Head-Up-Displays die gesamte dargestellte Information in voller Helligkeit auf der Anzeige dargestellt wird; stattdessen werden selektiv in Abhängigkeit des Blicks des Betrachters auf der Anzeige außerhalb des Blicks des Betrachters liegende Bereiche der Anzeige in ihrer Helligkeit reduziert. Die Helligkeitsreduktion kann dargestellte Bildinformation betreffen (hierbei wird dann beispielsweise die Helligkeit der Bildinformation rechnerisch reduziert). Alternativ oder zusätzlich kann die Helligkeitsreduktion auch idealerweise transparente Bereiche in der Anzeige betreffen, die beispielsweise durch eine segmentselektive, lokale Abdunkelung der Hintergrundbeleuchtung in ihrer Helligkeit reduziert werden können, so dass keine störende Rechteckfläche über dem gesamten Anzeigebereich liegt.
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Irritationen des Nutzers können so verringert oder gar vollständig ausgeräumt werden.
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Sofern der Fahrer überhaupt nicht auf die Anzeige blickt, kann beispielsweise die gesamte Anzeige in ihrer Helligkeit reduziert werden.
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Es wäre denkbar, die Helligkeitssteuerung unabhängig von den dargestellten Anzeigeobjekten durchzuführen und beispielsweise eine bestimmte kreisförmige oder rechteckige Fläche um den Blickpunkt mit voller Helligkeit darzustellen und für die übrigen Flächenbereiche der Anzeige eine reduzierte Helligkeit einzustellen. Dies würde aber bedeuten, dass es innerhalb eines Anzeigeobjekts Bereiche mit Helligkeitsreduktion und Bereiche ohne Helligkeitsreduktion gibt.
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Es ist daher von Vorteil, die Helligkeitssteuerung Anzeigeobjekt bezogen durchzuführen. Beispielsweise wird auf der Anzeige eine Mehrzahl von Anzeigeobjekten dargestellt, z. B. eine Fahrgeschwindigkeitsangabe, eine Abbiegehinweis des Navigationssystems und/oder eine zulässige Höchstgeschwindigkeit. Es wird dazu bestimmt, auf welches Anzeigeobjekt der Mehrzahl von Anzeigeobjekten der Blick des Betrachters gerichtet ist. Hierzu kann beispielsweise ein Blickpunkt auf der Anzeige bestimmt werden und dann kann durch Vergleich des Blickpunkts mit den Positionen der einzelnen Anzeigeobjekte oder mit den von den einzelnen Anzeigeobjekten belegten Flächen das vom Betrachter betrachtete Anzeigeobjekt bestimmt werden.
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In Abhängigkeit davon, auf welches Anzeigeobjekt der Mehrzahl von Anzeigeobjekten der Blick des Betrachters gerichtet ist, wird für jeweils ein oder mehrere Anzeigeobjekte, insbesondere für sämtliche Anzeigeobjekte, auf die der Blick des Betrachters nicht gerichtet, jeweils eine reduzierte Helligkeit eingestellt, und für das bestimmte Anzeigeobjekt, auf das der Blick des Betrachters gerichtet ist, keine reduzierte Helligkeit eingestellt.
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Wenn der Fahrer beispielsweise auf eine die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Angabe blickt, wird diese mit nicht reduzierter Helligkeit dargestellt, während die übrigen Anzeigeobjekte jeweils mit reduzierter Helligkeit dargestellt werden. Wenn dann der Blick von der Fahrzeuggeschwindigkeitsangabe auf ein anderes Anzeigeobjekt wandert, wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsangabe mit reduzierter Helligkeit dargestellt, während die reduzierter Helligkeit des anderen Anzeigeobjektes zurückgenommen wird.
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Zum Einstellen einer reduzierten Helligkeit kann darzustellende Bildinformation in Bereichen der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, in Bildinformation mit reduzierter Helligkeit umgerechnet werden, so dass die umgerechnete Bildinformation mit reduzierte Helligkeit dargestellt wird. Dies bedeutet, dass zum Einstellen einer reduzierten Helligkeit die Pixel-Farbwerte in Bereichen der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, in Pixel-Farbwerte mit reduzierter Helligkeit umgerechnet werden. Die Umrechnung der Pixel-Farbwerte erfolgt vorzugsweise auch Anzeigeobjekt bezogen, d. h. zum Einstellen einer reduzierten Helligkeit eines Anzeigeobjekts werden sämtliche Pixel des Anzeigeobjekts in ihrer Helligkeit reduziert, beispielsweise um den gleichen Faktor. Selbstverständlich kann es dabei hellere Pixel und dunklere Pixel innerhalb des Anzeigeobjekts geben.
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Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Einstellung der reduzierten Helligkeit auch durch eine lokale Abdunkelung der Hintergrundbeleuchtung bewerkstelligt werden. Das Head-Up-Display weist in diesem Fall als bildgebende Einheit eine Flüssigkeitsanzeige mit einer Hintergrundbeleuchtung auf. Die Hintergrundbeleuchtung erlaubt eine segmentselektive, lokale Abdunkelung einzelner Segmente der hinterleuchteten Fläche.
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Beispielsweise handelt es sich um eine LED-Hintergrundbeleuchtung (LED – light emitting diode), wobei einzelne LEDs über der Fläche der Hintergrundbeleuchtung verteilt sind und separat dimmbar sind. Zum Einstellen einer reduzierten Helligkeit in Bereichen der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, wird die Hintergrundbeleuchtung an entsprechenden Segmenten der hinterleuchteten Fläche lokal abgedunkelt. Hierbei sollte die Hintergrundbeleuchtung an diesen Stellen nicht vollständig ausgeschaltet werden, sondern mit geringer Helligkeit weiter betrieben werden.
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Indem die Hintergrundbeleuchtung lokal in Bereichen abgedunkelt wird, die außerhalb des primären Sichtbereichs des Betrachters sind, kann die Helligkeit nicht betrachteter Anzeigeobjekte reduziert werden und die Sichtbarkeit einer störenden rechteckigen Fläche über dem gesamten Anzeigebereich verringert werden. Zusätzlich wird hierdurch die elektrische Leistungsaufnahme des Head-Up-Displays reduziert.
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Vorstehend wurde eine gezielte Helligkeitsreduktion von Bereichen der Anzeige außerhalb des Blicks des Betrachters beschrieben. Vorzugsweise wird zum Lenken der Aufmerksamkeit des Betrachters (insbesondere zu Warnzwecken) auf einen oder mehrere hervorzuhebende Bereiche der Anzeige (z. B. auf ein oder mehrere hervorzuhebende Anzeigeobjekte), auf die der Blick des Betrachters aktuell nicht gerichtet ist und für die daher jeweils eine reduzierte Helligkeit eingestellt ist, die Reduzierung der Helligkeit in diesen ein oder mehreren Bereichen aufgehoben. Beispielsweise wird die Helligkeitsreduktion einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit zurückgenommen, wenn das Fahrzeug diese Geschwindigkeit überschreitet, oder die Helligkeitsreduktion eines Navigationshinweises zum Abbiegen kurz vor der Abbiegesituation wieder aufgehoben.
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Zur Steuerung der Helligkeit des angezeigten Bildes ist es bekannt, mittels eines Helligkeitssensors die Helligkeit zu detektieren und die Helligkeit des angezeigten Bildes in Abhängigkeit der detektierten Helligkeit zu steuern. Vorzugsweise wird daher die Helligkeit der Fahrzeug-Umgebung bestimmt und die Helligkeit der Anzeige wird zusätzlich in Abhängigkeit der Helligkeit der Umgebung eingestellt. In Anlehnung an die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2012 204 303 A1 kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Helligkeitsverlauf für die aus Sicht des Fahrers hinter dem virtuellen Bild liegende Hintergrundfläche bestimmt wird und die Helligkeit des von der bildgebenden Einrichtung ausgestrahlten Bildes für verschiedene Bereiche des ausgestrahlten Bildes in Abhängigkeit des Helligkeitsverlaufs eingestellt wird.
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Die resultierende Helligkeit einzelner Bereiche auf der Anzeige hängt dann sowohl davon ab, wohin der Fahrer auf der Anzeige blickt, als auch, wie hell die Umgebung ist.
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Es kann bestimmt werden, ob der Betrachter durch die Anzeige hindurchblickt (weil er beispielsweise die Straße hinter dem virtuellen Bild fokussiert). In Abhängigkeit davon, ob der Betrachter durch die Anzeige hindurchblickt, wird die Helligkeit der Anzeige gesteuert. Beispielsweise wird die Anzeige in ihrer Helligkeit reduziert, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer durch die Anzeige hindurchblickt. Es kann beispielsweise die Helligkeit eines vorher heller dargestellten Anzeigeobjekts reduziert werden, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer durch die Anzeige hindurchblickt.
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Um zu prüfen, ob der Betrachter durch die Anzeige hindurchblickt, können beispielsweise die Blickrichtungen beider Augen bestimmt werden, und dann der ungefähre Schnittpunkt der beiden, von den Augen ausgehenden Blickrichtungen bestimmt werden. Der Blickpunkt des Betrachters entspricht diesem Schnittpunkt oder wird in Abhängigkeit des Schnittpunkts bestimmt. In Abhängigkeit des so bestimmten Blickpunkts kann festgestellt werden, ob der Betrachter durch die Anzeige hindurchblickt oder auf die Anzeige blickt. Sofern der Blickpunkt um ein bestimmtes Maß hinter der Anzeigeebene des Head-Up-Displays im Raum liegt, kann beispielsweise darauf geschlossen werden, dass der Betrachter durch die Anzeige hindurchblickt. Sofern der Blickpunkt auf der Fläche der Anzeige liegt, kann darauf geschlossen werden, dass der Betrachter auf die Anzeige schaut.
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Alternativ kann die Blickrichtung des linken Auges und die Blickrichtung des rechten Auges bestimmt werden. Es kann der Schnittpunkt der Blickrichtung 16 mit der ebenen Fläche der virtuellen Anzeige und der Schnittpunkt der Blickrichtung mit der ebenen Fläche der virtuellen Anzeige bestimmt werden. Aus den beiden Schnittpunkten wird der Blickpunkt berechnet. Wenn der Abstand der beiden Schnittpunkte ein bestimmtes Maß überschreitet, kann davon ausgegangen werden, dass der Betrachter durch die virtuelle Anzeige hindurchblickt.
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Es kann vorgesehen werden, dass in Bereichen der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, jeweils die Anzeigeinhalte mit reduzierter Auffälligkeit (zusätzlich zu einer reduzierten Helligkeit) dargestellt werden. Die reduzierte Auffälligkeit kann sich z. B. auf die Farbe oder die Schrift von Anzeigeinhalten beziehen. Beispielsweise könnte in diesen Bereichen der Anzeige eine weniger auffällige oder weniger irritierende Farbe oder eine geringe Schriftgröße oder geringe Schriftstärke verwendet werden. Dort, wohin der Blick des Betrachters gerichtet ist, werden die Anzeigeinhalte nicht mit reduzierte Auffälligkeit dargestellt.
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Der Begriff reduzierte Auffälligkeit meint, dass die Auffälligkeit dieser Anzeigeinhalte eines Bereichs geringer ist, als wenn der Blick des Betrachters auf diesen Bereich gerichtet ist.
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Generell wäre es auch denkbar, die vorstehend beschriebene Lehre der Darstellung von Anzeigeinhalten mit reduzierter Auffälligkeit auch losgelöst von der im Anspruch 1 beschriebenen Einstellung einer reduzierten Helligkeit durchzuführen (eine reduzierte Helligkeit wäre in diesem Fall nicht zwingend):
Es wird bestimmt, wohin auf der Anzeige des Head-Up-Displays der Blick des Betrachters gerichtet ist, und in Abhängigkeit davon, in Bereichen der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, werden jeweils die Anzeigeinhalte mit reduzierter Auffälligkeit dargestellt, und dort auf der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters gerichtet ist, werden die Anzeigeinhalte nicht mit reduzierte Auffälligkeit dargestellt. Die vorstehend im Zusammenhang mit einer Reduktion der Helligkeit beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen können in entsprechender Weise auf diese Lehre übertragen werden. Eine reduzierte Helligkeit von Anzeigeinhalten kann in diesem Fall auch unter dem Begriff reduzierte Auffälligkeit von Anzeigeinhalten subsumiert werden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Head-Up-Display-Anzeigesystem, insbesondere für einen Kraftwagen. Das Anzeigesystem ist eingerichtet, zu bestimmen, wohin auf der Anzeige des Head-Up-Displays der Blick des Betrachters gerichtet ist. Hierzu umfasst das Anzeigesystem vorzugsweise eine Innenraumkamera zum Bestimmen von Blickrichtungsinformation.
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Das Anzeigesystem ist eingerichtet, in Bereichen der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, jeweils eine reduzierte Helligkeit einzustellen, und dort auf der Anzeige, wohin der Blick des Betrachters gerichtet ist, keine reduzierte Helligkeit einzustellen.
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Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Anzeigesystem nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Anzeigesystems entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
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1 eine beispielhafte Helligkeitsreduktion von Anzeigebereichen eines Head-Up-Displays in Abhängigkeit der Blickrichtung;
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2 ein beispielhaftes Head-Up-Display-Anzeigesystem;
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3 eine beispielhafte kamerabasierte Blickerfassungseinrichtung;
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4 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
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5 eine beispielhafte Anzeige eines Head-Up-Displays mit unterschiedlicher Einstellung der Helligkeit von Anzeigeobjekten.
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In 1 ist eine beispielhafte Helligkeitsreduktion von Bereichen einer virtuellen Anzeige 100 eines Head-Up-Displays dargestellt. In 1 ist die Blick 120 eines Fahrers 110 eines Kraftwagens 130 auf einen bestimmten Bereich der virtuellen Anzeige 100 des Head-Up-Displays gerichtet. Für Bereiche der Anzeige 100, auf die der Blick nicht gerichtet ist, wird jeweils eine reduzierte Helligkeit eingestellt. Für den Bereich 140 der Anzeige 100, auf den der Blick des Betrachters gerichtet ist, wird die Helligkeit nicht reduziert.
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2 zeigt ein beispielhaftes Head-Up-Display-Anzeigesystem mit einer bildgebenden Einrichtung 1, deren ausgestrahltes Bild über eine optionale Abbildungsoptik 2 auf eine Projektionsfläche, hier die in der Seitenansicht dargestellte Windschutzscheibe 3, projiziert wird. Die bildgebende Einrichtung 1 umfasst beispielsweise ein LCD mit Hintergrundbeleuchtung. In der Abbildungsoptik 2 sind beispielsweise ein oder mehrere Spiegel enthalten. Das ausgestrahlte Bild wird an der Windschutzscheibe 3 in das Sichtfeld des Fahrers reflektiert, so dass der Fahrer in der Ebene der Anzeige 100 ein virtuelles Bild wahrnimmt, welches dem realen Hintergrund hinter der Windschutzscheibe 3 überlagert ist.
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Zur Bildberechnung und Helligkeitssteuerung des von der bildgebenden Einrichtung 1 ausgestrahlten Bildes dient eine Bildsteuereinheit 5. Die Bildsteuereinheit 5 nimmt zur Helligkeitssteuerung Information eines Helligkeitssensors 6 entgegen, mittels welchem die Hintergrundhelligkeit des hinter der virtuellen Anzeige 100 liegenden Hintergrunds der virtuellen Anzeige 100 bestimmt wird.
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Ferner nimmt die Bildsteuereinheit 5 Information von einer Blickerfassungsauswerteeinheit 7 entgegen. Die Blickerfassungsauswerteeinheit 7 ist Teil einer kamerabasierten Blickerfassungseinrichtung, von der ein Ausführungsbeispiel in 3 dargestellt ist.
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Die kamerabasierte Blickerfassungseinrichtung umfasst beispielsweise eine Innenraumkamera 13 (oder auch mehrere Innenraumkameras), zwei Infrarotleuchten 14, 15 und die Blickerfassungsauswerteeinheit 7. Die Blickerfassungseinrichtung bestimmt die Blickrichtung des Fahrers. Die Blickerfassungsauswerteeinheit 7 nimmt dazu fortlaufend das aktuelle Kamerabild der Innenraumkamera 13 entgegen und wertet dieses aus. In dem Kamerabild können die Position der Pupille des linken Auges 18 und die Position der Pupille des rechten Auges 19, sowie die Positionen der beiden Reflektionen der beiden Infrarotleuchten 14, 15 in jeweils beiden Augen 18, 19 bestimmt werden und hieraus die Blickrichtung 16 des linken Auges 18 des Fahrers und die Blickrichtung 17 des rechten Auges 19 bestimmt werden. Es ist aber auch denkbar, nur eine oder mehr als zwei Infrarotleuchten zu verwenden, die eine entsprechende Anzahl an Reflexionen pro Auge produzierten.
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Basierend hierauf kann mittels eines 3D-Modells beispielsweise der Schnittpunkt der Blickrichtung 16 des linken Auges 18 mit der vor der Windschutzscheibe gelegenen Ebene der virtuellen Anzeige 100 des Head-Up-Displays und der Schnittpunkt der Blickrichtung 17 des rechten Auges 19 mit der vor der Windschutzscheibe gelegenen Ebene der virtuellen Anzeige 100 in der Blickerfassungsauswerteeinheit 7 bestimmt werden. Wenn der Fahrer einen Punkt auf der virtuellen Anzeige 100 fixiert, fallen diese beiden Schnittpunkte in einem gemeinsamen Fokuspunkt 23 auf der ebenen Fläche der Anzeige 100 zusammen. Basierend auf diesen Schnittpunkten kann beispielsweise der Blickpunkt 23 des Fahrers auf der Anzeige 100 (d. h. der Fokuspunkt auf der Anzeige 100) bestimmt werden. Beispielsweise wird von einem Fokuspunkt 23 auf der Anzeige 100 ausgegangen, wenn die beiden Schnittpunkte einen Abstand kleiner als ein bestimmter Schwellwert aufweisen, und der Blickpunkt 23 des Fahrers (= Fokuspunkt 23) auf der Anzeigenebene entspricht dann beispielsweise dem Mittelwert der beiden Schnittpunkte (d. h. dem Mittelpunkt auf der Verbindungsgerade zwischen den beiden Schnittpunkten).
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Es sind beliebige andere Verfahren zur Bestimmung des Blickpunkts 13 auf der Anzeige 100 denkbar.
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Der so bestimmte Blickpunkt 13 auf der Anzeige 100 wird beispielsweise in x/y-Koordinaten der Anzeige 100 des Head-Up-Displays an die Bildsteuereinheit 5 übermittelt. Die Bildsteuereinheit 5 stellt basierend auf der Information über die Position des Blickpunkts 13 auf der Anzeige 100 die Helligkeit der auf der Anzeige 100 dargestellten Anzeigenobjekte ein.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen der Helligkeit der Anzeige 100 des Head-Up-Displays dargestellt.
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In Schritt 200 wird die Position des Blickpunkts 23 auf der Anzeige 100 bestimmt. Hierzu werden beispielsweise die Blickrichtung 16 des linken Auges 18 und die Blickrichtung 17 des rechten Auges 19 als Vektoren bestimmt. Wie vorstehend bereits im Zusammenhang mit 3 ausgeführt, kann beispielsweise der Schnittpunkt der Blickrichtung 16 mit der ebenen Fläche der virtuellen Anzeige 100 und der Schnittpunkt der Blickrichtung 17 mit der ebenen Fläche der virtuellen Anzeige 100 bestimmt werden. Aus den beiden Schnittpunkten wird der Blickpunkt 23 berechnet. Wenn der Abstand der beiden Schnittpunkte ein bestimmtes Maß überschreitet, kann davon ausgegangen werden, dass der Betrachter durch die virtuelle Anzeige 100 hindurchblickt.
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Alternativ kann auch der Schnittpunkt der beiden Blickrichtungen 16 und 17 im Raum bestimmt werden und dann geprüft werden, ob dieser Schnittpunkt ungefähr auf der ebenen Fläche der Anzeige 100 liegt. Wenn dies der Fall ist, entspricht der Schnittpunkt dem Blickpunkt 23 auf der Anzeige 100.
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Sofern der Schnittpunkt 23 um ein bestimmtes Maß im Raum hinter der Ebene der Anzeige 100 liegt, kann davon ausgegangen werden, dass der Betrachter durch die Anzeige 100 des Head-Up-Displays hindurchblickt.
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Sofern der Nutzer durch die Anzeige 100 des Head-Up-Displays hindurchblickt, wird dies der Bildsteuereinheit 5 vorzugsweise mitgeteilt. Außerdem wird der Bildsteuereinheit 5 mitgeteilt, wenn der Betrachter nicht auf die virtuelle Anzeige 100 blickt.
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In Schritt 210 wird in Abhängigkeit der Position des Blickpunkts 23 das vom Betrachter betrachtete Anzeigeobjekt auf der Anzeige 100 des Head-Up-Displays bestimmt. Hierzu ist jedem auf der Anzeige 100 dargestellten Anzeigeobjekt eine jeweilige Anzeigenfläche der Anzeige 100 zugeordnet. Beispielsweise umfasst die einem Anzeigeobjekt zugeordnete Anzeigenfläche einer kreisförmigen Fläche um einen angenommenen Mittelpunkt des jeweiligen Anzeigeobjekts. Zum Bestimmen des betrachteten Anzeigeobjekts wird die Position des Blickpunkts 23 mit den einzelnen Anzeigenflächen der einzelnen Anzeigenobjekte verglichen. Sofern der Blickpunkt 23 in die Anzeigenfläche eines der Anzeigenfläche zugeordneten Anzeigeobjekts fällt, wird davon ausgegangen, dass der Fahrer dieses Anzeigeobjekt betrachtet.
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In Schritt 220 wird die Helligkeit der Bildobjekte in Abhängigkeit des Blicks des Fahrers eingestellt. Für die nicht betrachteten Anzeigeobjekte wird in Abhängigkeit des Blicks des Fahrers eine reduzierte Helligkeit eingestellt, wohingegen die Helligkeit des betrachteten Anzeigeobjekts nicht reduziert wird.
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Wenn der Fahrer nicht auf die Anzeige 100 blickt oder durch die Anzeige 100 hindurchblickt, wird beispielsweise für sämtliche Anzeigeobjekte eine reduzierte Helligkeit eingestellt.
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Die Einstellung der Helligkeit der einzelnen Anzeigeobjekte ist zusätzlich von der Hintergrundhelligkeit abhängig, die mittels des Helligkeitssensors 6 bestimmt wird. Die resultierende Helligkeit der einzelnen Anzeigeobjekte ist daher vorzugsweise sowohl von dem Blick des Fahrers als auch von der Hintergrundhelligkeit abhängig.
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Grundsätzlich sollte die Helligkeit der nicht betrachteten Anzeigeobjekte nur soweit reduziert werden, dass diese mit dem Auge leicht auffindbar sind.
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Beispielsweise entspricht die eingestellte Helligkeit eines projizierten Anzeigeobjekts, welches nicht betrachtet wird, im Mittel der halben Hintergrundhelligkeit. Diese Helligkeit addiert sich mit der Hintergrundhelligkeit, so dass dieses Anzeigeobjekt etwas heller als Hintergrund erscheint und damit noch gut mit den Augen auffindbar ist. Beispielsweise entspricht hingegen die Helligkeit eines projizierten Anzeigeobjekts, welches betrachtet wird, im Mittel der Doppelten Hintergrundhelligkeit. Diese Helligkeit addiert sich mit der Hintergrundhelligkeit, so dass das dieses Anzeigeobjekt wesentlich heller als der Hintergrund erscheint.
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Zur Einstellung einer reduzierten Helligkeit werden die Farbwerte der Anzeigeobjekte, auf die der Blick des Betrachters nicht gerichtet ist, in Farbwerte mit reduzierter Helligkeit umgerechnet werden, so dass diese Anzeigeobjekte in der Anzeige 100 mit reduzierter Helligkeit erscheinen.
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Die vorliegend beschriebene Bestimmung des Blickpunkts und des betrachteten Anzeigeobjekts sowie die blickbasierte Anpassung der Helligkeit werden laufend wiederholt.
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In 5 ist die Änderung der Helligkeit von Anzeigeobjekten bei einer beispielhaften Anzeige 100 eines Head-Up-Displays in Abhängigkeit des Blicks des Betrachters dargestellt. Der in 5 sichtbare schwarze Hintergrund wäre in einer tatsächlichen Anzeige 100 idealerweise transparent.
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Die obere Darstellung a) zeigt die Anzeige 100 in der Situation, wenn das System erkannt hat, dass der Fahrer auf das Anzeigeobjekt 300 der aktuellen Fahrgeschwindigkeit blickt, so dass die übrigen Anzeigeobjekte mit reduzierter Helligkeit dargestellt werden, während für das Anzeigeobjekt 300 der aktuellen Fahrgeschwindigkeit keine reduzierte Helligkeit eingestellt wird.
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Die untere Darstellung b) zeigt die Anzeige 100 in der Situation, wenn das System erkannt hat, dass der Fahrer seinen Blick auf das Anzeigeobjekt 301 des Navigationssystems (Abbiegehinweis mit Spurhinweis) gerichtet hat, so dass die übrigen Anzeigeobjekte mit reduzierter Helligkeit dargestellt werden, während für das Anzeigeobjekt 301 keine reduzierte Helligkeit eingestellt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013001380 A1 [0011]
- DE 102012204303 A1 [0033]
