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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst insbesondere ein Head-up-Display, dessen Anzeige einstellbar ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Head-up-Displays bekannt. Bei solchen Systemen wird mittels eines entsprechenden Optiksystems auf eine teilverspiegelte Fahrzeugfrontscheibe oder auf zusätzlich angebrachte, insbesondere teilverspiegelte, Scheiben eine Information grafischer oder textueller Art für einen Fahrzeuginsassen eingeblendet. Bei dem Fahrzeuginsassen handelt es sich insbesondere um einen Fahrer des Fahrzeuges. Durch die Verwendung von Head-up-Displays ist es somit möglich, dem Fahrer Informationen darzustellen, wobei der Fahrer zur Wahrnehmung der Informationen seinen Blick nicht von der Straße richten muss.
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Abhängig von einer Sitzposition des Fahrers im Fahrzeug ist eine Einstellung der Position der Anzeige durch das Head-up-Display notwendig, damit eingeblendete Informationen nicht ganz oder teilweise verdeckt werden, wodurch die Sichtbarkeit der Anzeige des Head-up-Displays eingeschränkt wäre. Es gibt daher in Fahrzeugen oftmals die Möglichkeit, eine Höhe der Anzeige zu verändern, sodass der Fahrer manuell eine Veränderung der Position der Anzeige vornehmen kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug mit einer Anzeigevorrichtung bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und Montage eine sichere und zuverlässige, insbesondere hindernisfreie, Sicht auf die von der Anzeigevorrichtung dargestellten Informationen ermöglicht.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Gelöst wird die Aufgabe somit durch ein Fahrzeug umfassend eine Anzeigevorrichtung, eine Positionsbestimmungsvorrichtung und eine Einstellvorrichtung. Die Anzeigevorrichtung ist ausgebildet, ein Bild in eine Scheibe des Fahrzeugs einzuspielen. Besonders vorteilhaft ist die Anzeigevorrichtung ein Head-up-Display. Ein Betrachter, insbesondere ein Fahrer des Fahrzeugs, kann somit das Bild der Anzeigevorrichtung erkennen, wobei der Betrachter nicht die Einspiegelung in die Scheibe selbst, sondern das Bild als virtuelle Projektion in der Umgebung wahrnimmt, wenn er durch die Scheibe des Fahrzeugs blickt. Die Positionsbestimmungsvorrichtung dient zum Erfassen und/oder Abschätzen einer Augenposition. An der Augenposition befinden sich die Augen des Betrachters. Da für eine korrekte und vollständige Wahrnehmung des Bildes zu berücksichtigen ist, dass sich keinerlei Hindernisse im Sichtbereich des Betrachters befinden, die das Bild der Anzeigevorrichtung abdecken, ist das Erfassen und/oder Abschätzen der Augenposition eine Basis zum Adaptieren der Einspiegelung. Die Einstellvorrichtung ist mit der Positionsbestimmungsvorrichtung zur Signalübertragung verbunden. Außerdem ist die Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Position der Einspiegelung des Bildes in die Scheibe durch die Anzeigevorrichtung ausgebildet. Somit ist vorgesehen, dass die Einstellvorrichtung, basierend auf der Augenposition, die Position der Einspiegelung des Bildes anpasst. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Betrachter die Einspiegelung unter einem optimalen Blickwinkel betrachtet, sodass der Betrachter das Bild vollständig und korrekt erkennen kann. Das erfindungsgemäße Fahrzeug erlaubt somit ein optimales Anpassen der Anzeigevorrichtung an einen aktuellen Betrachter, insbesondere kann die Anzeigevorrichtung vorteilhafterweise an einen Fahrer des Fahrzeugs angepasst werden. Somit wird dem Fahrer stets ein sicheres und zuverlässiges Erkennen des Bildes ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Positionsbestimmungsvorrichtung zur Erfassung einer Sitzeinstellung eines Fahrzeugsitzes ausgebildet. Der Fahrzeugsitz ist, insbesondere derjenige Sitz, auf dem der Betrachter, besonders bevorzugt der Fahrer des Fahrzeugs sitzt. Weiterhin ist die Positionsbestimmungsvorrichtung zur Abschätzung der Augenposition anhand der erfassten Sitzeinstellung ausgebildet. Somit ist auf einfache Art und Weise ermöglicht, die Augenposition der Augen des Betrachters abzuschätzen.
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Besonders vorteilhaft ist die Positionsbestimmungsvorrichtung ausgebildet, anhand einer erfassten Höheneinstellung des Fahrzeugsitzes, eine Höhe der Augenposition abzuschätzen. Dazu ist vorteilhafterweise eine Referenzhöhe vordefiniert. Somit wird unter Höhe der Augenposition bevorzugt eine Differenz zu der Referenzhöhe angesehen. Durch die Überwachung der Höhenverstellung des Fahrzeugsitzes ist einfach und aufwandsarm die Höhe der Augenposition innerhalb des Fahrzeugs abzuschätzen.
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Weiterhin ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Positionsbestimmungsvorrichtung ausgebildet ist, anhand einer erfassten Längsverstellung des Fahrzeugsitzes einen Abstand der Augenposition von der Scheibe abzuschätzen. Unter Abstand ist dabei bevorzugt eine Distanz zwischen einem Punkt der Scheibe und der Augenposition zu verstehen, die parallel zu der Fahrzeuglängsachse gemessen wird. Somit ist auf einfache und aufwandsarme Art und Weise eine Längsposition der Augen des Betrachters innerhalb des Fahrzeugs abschätzbar. Insbesondere zusammen mit der zuvor beschriebenen Abschätzung der Höhe der Augenposition lässt sich somit die Augenposition innerhalb des Fahrzeugs abschätzen. Dabei sind lediglich einfache und kostengünstige Sensoren vorhanden, die eine Position des Fahrzeugsitzes, auf dem sich der Betrachter, insbesondere der Fahrer des Fahrzeugs, befindet, erfassen. Da sich sowohl durch die Höhe der Augenposition als auch durch den Abstand der Augenposition von der Scheibe der Blickwinkel auf die Einspiegelung durch die Anzeigevorrichtung verändert, kann es vorkommen, dass aufgrund der aktuellen Augenposition das Bild der Anzeige von dem Betrachter nicht mehr vollständig erkannt werden kann. Durch die Positionsbestimmungsvorrichtung ist die Augenposition somit einfach und aufwandsarm abschätzbar, wodurch die Einstellvorrichtung die Position der Einspiegelung des Bildes in die Scheibe nachjustieren kann. Dies ermöglicht ein Nachführen der Einspiegelung an eine veränderte Augenposition, sodass der Betrachter das Bild der Anzeigevorrichtung jederzeit zuverlässig und vollständig erkennen kann.
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Bevorzugt ist zusätzlich vorgesehen, dass das Fahrzeug ein Eingabemodul zur Eingabe einer Größe des Betrachters aufweist. Die Größe des Betrachters wird insbesondere bei der Abschätzung der Augenposition durch die Positionsbestimmungsvorrichtung berücksichtigt. Somit ist es ermöglicht, eine genauere Abschätzung der Augenposition vorzunehmen. Weiterhin ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass das Fahrzeug eine Speichervorrichtung aufweist, die eine eingestellte Sitzkonfiguration speichert. Zusätzlich dient die Speichervorrichtung zum Speichern der Größe des Fahrers, die über das Eingabemodul eingegeben wurde. Anhand eines Abrufens der gespeicherten Sitzposition ist somit der Fahrer des Fahrzeugs identifizierbar, wodurch auch die Größe des Fahrers bekannt ist. Somit steht dem Fahrzeug, insbesondere der Positionsbestimmungsvorrichtung, die Größe des Fahrers nach einmaliger Eingabe stets zur Verfügung, wodurch die Abschätzung der Augenposition präzisiert werden kann.
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Die Positionsbestimmungsvorrichtung umfasst in einer alternativen Ausführungsform ein Augenverfolgungssystem. Das Augenverfolgungssystem ist zum Erkennen der Augen des Betrachters eingerichtet. Damit ist es dem Augenverfolgungssystem ermöglicht, die Augenposition zu bestimmen. Diese Berechnung erfolgt vorteilhafterweise in Echtzeit, sodass auch kurzfristige Veränderungen der Augenposition, insbesondere durch Kopfbewegungen des Betrachters, erkannt werden können. Die Einstellvorrichtung kann somit die Anzeigevorrichtung derart konfigurieren, dass der Betrachter jederzeit das Bild der Anzeigevorrichtung vollständig wahrnehmen kann.
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Das Augenverfolgungssystem weist vorteilhafterweise eine Kamera auf. Die Kamera dient zum Erfassen der Augen des Betrachters. Somit ist es dem Augenverfolgungssystem ermöglicht, eine Position der Augen relativ zu der Kamera zu berechnen. Ist der Einbauort der Kamera in dem Fahrzeug bekannt, so lässt sich auch die Augenposition innerhalb des Fahrzeugs aus der relativen Position der Augen zu der Kamera ermitteln. Bei der Kamera kann es sich um eine Stereokamera, um eine Monokamera, um eine Infrarotkamera oder ein sonstiges Kamerasystem handeln.
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Besonders vorteilhaft ist das Augenverfolgungssystem Teil eines Müdigkeitserkennungssystems. Müdigkeitserkennungssysteme sind in Fahrzeugen bekannt, wobei solche Systeme anhand von Augenbewegungen, wie insbesondere anhand von häufigem Blinzeln, erkennen können, ob sich eine Müdigkeit bei einem Insassen des Fahrzeugs, insbesondere bei dem Fahrer des Fahrzeugs, abzeichnet. Ein solches System umfasst dazu eine Kamera zum Erfassen der Augen des Fahrers des Fahrzeugs. In der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Müdigkeitserkennungssystem zusätzlich zum Ermitteln der Augenposition innerhalb des Fahrzeugs verwendet. Somit lässt sich die Position der Einspiegelung auf der Scheibe einfach und aufwandsarm an den Betrachter, insbesondere an den Fahrer, anpassen.
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Bevorzugt ist die Einstellvorrichtung eingerichtet, anhand der Augenposition einen Sichtbereich des Betrachters zu bestimmen. Weiterhin ist die Einstellvorrichtung bevorzugt eingerichtet, anhand eines vorbekannten Modells des Innenraums des Fahrzeugs die Position der Einspiegelung des Bildes in die Scheibe so zu wählen, dass eine Abdeckung der Einspiegelung und dadurch eine beschränkte Sicht auf das Bild durch Bauteile des Fahrzeugs innerhalb des Sichtbereiches minimiert oder vermieden ist. Das vorbekannte Modell des Innenraums betrifft vorteilhafterweise solche Bauteile, die potenziell zwischen die Einspiegelung und die Augenposition, damit in den Sichtbereich des Betrachters, gelangen können. Somit handelt es sich insbesondere um Teile des Armaturenbretts und/oder um ein Lenkrad. Durch die bekannte Augenposition ist es der Einstellvorrichtung ermöglicht, den Blickwinkel des Betrachters auf die Einspiegelung und damit auf das Bild zu ermitteln. Die Einstellvorrichtung kann somit, insbesondere in einem iterativen Prozess, ermitteln, wie die Position der Einspiegelung innerhalb des Sichtbereichs zu variieren ist, damit keine Bauteile die Einspiegelung und damit das Bild verdecken. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Betrachter das Bild vollständig erkennen kann.
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Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Einstellvorrichtung zusätzlich eine Position eines Lenkrades des Fahrzeugs erfasst. Anhand der erfassten Lenkradposition ist das zuvor beschriebene vorbekannte Modell des Innenraumes des Fahrzeugs korrigierbar. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Modell stets die aktuelle Lenkradposition berücksichtigt. Somit ist sicher und zuverlässig vermeidbar, dass das Lenkrad Teile des Bildes abdeckt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Abbildung eines Teils eines Fahrzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
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2 eine schematische Abbildung eines Fahrzeugsitzes des Fahrzeugs gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt schematisch einen Teilbereich eines Fahrzeugs 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Scheibe 4, die insbesondere eine Frontscheibe ist. Die Scheibe 4 schließt an einer Motorhaube 8 des Fahrzeugs 1 an. Über eine Anzeigevorrichtung 2 ist eine Einspiegelung 11 in die Scheibe 4 einbringbar. Ein Betrachter nimmt die Einspiegelung 11 als virtuelles Bild 3 wahr, das sich über der Motorhaube 8 befindet. Die Anzeigevorrichtung 2 ist insbesondere ein Head-up-Display. Der Betrachter blickt unter einem vordefinierten Betrachtungswinkel auf die Einspiegelung 11 und erkennt das Bild 3 somit unter diesem Betrachtungswinkel. Dabei ist der Betrachtungswinkel abhängig von einer Augenposition der Augen 6 des Betrachters. Die Augenposition der Augen 6 des Betrachters ist während des Betriebes des Fahrzeugs 1 nicht oder nur gering veränderbar, da der Betrachter als Fahrer des Fahrzeugs 1 oder als sonstiger Insasse des Fahrzeugs 1 üblicherweise auf seinem Sitz verharrt.
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Jedoch ist für unterschiedliche Betrachter, das bedeutet insbesondere für unterschiedliche Fahrer des Fahrzeugs 1, die Augenposition der Augen 6 unterschiedlich. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn die Augenposition derart angeordnet ist, dass die Einspiegelung 11 und damit das Bild 3 teilweise oder vollständig von Komponenten des Fahrzeugs 1, wie insbesondere von einem Lenkrad 9, verdeckt werden. In 1 ist erkennbar, dass eine Augenposition, die niedriger als die Augenposition der gezeigten Augen 6 liegt, dazu führen würde, dass das Lenkrad 9 Teile der Einspiegelung 11 und damit des Bildes 3 abdeckt. Dem Betrachter stünden dann nicht mehr sämtliche Informationen, die von der Anzeigevorrichtung 2 bereitgestellt werden, zur Verfügung.
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Um dem entgegenzuwirken ist eine Positionsbestimmungsvorrichtung 5 vorhanden. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 umfasst eine Kamera zum Erfassen der Augen 6. Somit kann die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 die Augenposition der Augen 6 relativ zu der Kamera ermitteln. Anhand einer bekannten Einbauposition der Kamera kann die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 die Augenposition der Augen 6 innerhalb des Fahrzeugs 1 bestimmen.
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Die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 ist mit einer Einstellvorrichtung 7 verbunden. Die Einstellvorrichtung 7 ist eingerichtet anhand der Augenposition der Augen 6 einen Blickwinkel des Betrachters zu ermitteln. Außerdem ist der Einstellvorrichtung 7 ein Modell zumindest eines Bereichs des Innenraums des Fahrzeugs 1 bekannt. Somit kann die Einstellvorrichtung 7 berechnen, ob unter demjenigen Blickwinkel, unter dem der Betrachter bei der derzeitigen Augenposition der Augen 6 die Einspiegelung 11 blickt, ein Bauteil des Fahrzeugs 1 die Sicht auf das Bild 3 zumindest teilweise abschirmt. Ist dies der Fall, so ist die Einstellvorrichtung 7 eingerichtet, die Einspiegelung 11 in die Scheibe 4 innerhalb des zuvor bestimmten Sichtbereichs derart zu verschieben, dass eine Abschirmung des Bildes 3 durch Bauteile des Fahrzeugs 1 minimiert wird oder ganz entfällt. Der Betrachter kann somit, unabhängig von der Augenposition seiner Augen 6, stets eine maximale Menge des Bildes 3 erkennen, wodurch insbesondere ein Informationsverlust für den Betrachter minimiert oder ganz vermieden ist.
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Vorteilhafterweise erfolgt zusätzlich ein Erfassen einer Lenkradposition des Lenkrads 9 durch die Einstellvorrichtung 7. Das Lenkrad 9 ist im Fahrzeug 1 üblicherweise über eine Lenkradverstellvorrichtung 10 verstellbar, sodass das zuvor beschriebene vorbekannte Modell des Innenraumes des Fahrzeugs 1 nicht sicher über eine aktuelle Lenkradposition verfügen kann. Daher ist die Einstellvorrichtung 7 eingerichtet, das zuvor beschriebene Modell mit der aktuell erfassten Lenkradposition des Lenkrads 9 zu korrigieren. Dies ermöglicht eine sichere und zuverlässige Vermeidung von Abschirmungen von Bereichen des Bildes 3 durch das Lenkrad 9.
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Das Augenverfolgungssystem kann vorteilhafterweise Teil eines Müdigkeitserkennungssystems sein. Müdigkeitserkennungssysteme sind in Fahrzeugen bekannt und schätzen anhand von Augenbewegungen des Fahrers ab, ob sich eine Müdigkeit des Fahrers abzeichnet. Da hierzu ein Erfassen der Augen notwendig ist, kann die dafür notwendige Kamera auch zusätzlich zum Erfassen der Augenposition verwendet werden. Somit sind keine zusätzlichen Sensoren notwendig.
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Anstelle der in 1 gezeigten Augenverfolgungsvorrichtung kann als Positionsbestimmungsvorrichtung 5 auch ein Sitzsensor verwendet werden. Dies ist in 2 gezeigt. 2 zeigt einen Fahrzeugsitz 12, der entlang einer Führungsschiene 13 längs verstellbar ist. Außerdem ist der Fahrzeugsitz 12 gegenüber der Führungsschiene 13 höhenverstellbar. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 umfasst einen Sitzsensor, der diese Verstellungen erfassen kann. Somit ist anhand der Sitzposition des Fahrzeugsitzes 12 abschätzbar, wo sich die Augenposition der Augen 6 des Betrachters innerhalb des Fahrzeugs 1 befindet. Bei dieser Variante ist keinerlei Augenverfolgungssystem notwendig, wodurch die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 einfach und kostengünstig aufgebaut ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Anzeigevorrichtung
- 3
- Bild
- 4
- Scheibe
- 5
- Positionsbestimmungsvorrichtung
- 6
- Augen
- 7
- Einstellvorrichtung
- 8
- Motorhaube
- 9
- Lenkrad
- 10
- Lenkradeinstellvorrichtung
- 11
- Einspiegelung
- 12
- Fahrzeugsitz
- 13
- Schiene
