DE102017101980A1

DE102017101980A1 - Anzeigevorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017101980A1
Application number: DE102017101980.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander van Laack; Frederik Belzl; Ruddy Cittadini
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2018-08-02
Also published as: EP3357736A1; US20180217388A1; CN108375831A; US10416465B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (1) für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, umfassend• ein mechanisches Dekorationsteil (2) mit einer mit mechanischen Elementen versehenen, in Richtung des Betrachters weisenden Seite (2a),• mindestens eine in Blickrichtung des Betrachters vor dem mechanischen Dekorationsteil (2) angeordnete semitransparente Spiegelscheibe (3) und• ein Display (4) zur Erzeugung von Bildern, das so angeordnet ist, dass sich die semitransparente Spiegelscheibe (3) zwischen der Seite (4a) der Bildausgabe des Displays (4) und dem mechanischen Dekorationsteil (2) befindet und mit einem Winkel a zum Display (4) derart ausgerichtet ist, dass im eingeschalteten Zustand des Displays (4) durch Widerspiegeln des Display-Bildes durch die semitransparente Spiegelscheibe (3) ein virtuelles Display-Abbild (5) erzeugt wird, dessen Ebene mit einem Winkel b zum Display (4) ausgerichtet ist, der größer ist als der Winkel a, und in Blickrichtung des Betrachters über der zum Betrachter weisenden Seite (2a) des mechanischen Dekorationsteils (2) liegt, so dass das mechanische Dekorationsteil vom virtuellen Display-Abbild (5) überlagert wird, wobei im ausgeschalteten Zustand des Displays (4) für den Betrachter das mechanische Dekorationsteil (2) mit den mechanischen Elementen sichtbar ist.Diese Anzeigevorrichtung eröffnet die Möglichkeit, eine ansprechende Ästhetik mit einem hohen Maß an Rekonfigurierbarkeit zu verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Diese Anzeigevorrichtung eröffnet die Möglichkeit, eine ansprechende Ästhetik mit einem hohen Maß an Rekonfigurierbarkeit zu verbinden.
Fahrer und Insassen von Kraftfahrzeugen bevorzugen hochqualitative mechanische Elemente, wie zum Beispiel Messinstrumente, die aussehen wie eine hochwertige Schweizer Uhr. Der Nachteil von derartigen mechanischen Elementen besteht darin, dass sie gewöhnlicherweise nicht rekonfigurierbar sind. Deshalb werden heute viele mechanische Anzeigen, wie zum Beispiel Tachometer und mechanische Drehzahlanzeigen, durch Displays, das heißt in der Regel flache Bauteile zur Visualisierung, ersetzt, welche den kontextbezogenen Inhalt darstellen.
Das Problem bei Displays besteht darin, dass sie ein flaches Erscheinungsbild und ein unnatürliches Aussehen aufweisen. Wenn ein rekonfigurierbares Gruppen-Display ausgeschaltet ist, sieht es wie ein schwarzes Loch ohne ansprechendes Moment aus. Des Weiteren kann durch die herkömmliche Anordnung von Displays neben mechanischen Geräten kein großes Display eingesetzt werden. Die Kombination von mehreren kleinen Displays ist jedoch gegenüber der Verwendung nur eines großen Displays unvorteilhaft.
Alternative Vorrichtungen, bei denen eine mechanische Bewegung genutzt wird, um mechanische Messgeräte zu drehen und Displays auf diese Weise auf die Vorderseite zu bringen, benötigen bewegliche Teile, wodurch diese Vorrichtungen aufwändig und störanfällig sind.
Aus dem Stand der Technik sind Anordnungen bekannt, in denen eine teilweise Überdeckung von einem mechanischen oder elektromechanischen Zeigerinstrument mit einem virtuellen Bild erfolgt. So ist aus der WO2014/125546 A1 ein Anzeigegerät bekannt, welches folgende Komponenten umfasst: ein Display-Element mit einem Display-Bereich, der von einer vorderen Seite sichtbar ist; ein Reflexionselement, das vor dem Display-Element angeordnet ist und semitransparente Eigenschaften aufweist; sowie ein Bildausgabegerät, das ein Bild in Richtung des Reflexionselements ausgibt, um ein virtuelles Bild anzuzeigen. Eine Steuerung steuert die Lichtemission eines Licht emittierenden Elements so, dass ein Teil des Display-Bereichs, der in Blickrichtung von der Vorderseite zur Rückseite vom virtuellen Bild überdeckt ist, dunkler wird als der Teil des Display-Bereichs, der in der gleichen Blickrichtung nicht vom virtuellen Bild überdeckt wird.
Die US 2008 309 470 A1 beschreibt ein Einbau-Kombinationsinstrument für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Displayeinrichtung, welche abbildendes Licht abgibt und im unmittelbaren Blickfeld eines Betrachters angeordnet ist, und mindestens einer beleuchteten und/oder selbstleuchtenden elektromechanischen Anzeigeeinrichtung, welche unter einem Winkel zu der Displayeinrichtung in dem Blickfeld des Betrachters angeordnet ist und über eine für das abbildende Licht der elektromechanischen Anzeigeeinrichtung reflektierend ausgebildete optische Kombinationseinrichtung zusammen mit der Displayeinrichtung in das Blickfeld des Betrachters gerückt wird. Zur Einsparung von Bautiefe zugunsten von an die elektromechanische Anzeigeeinrichtung angrenzenden Kraftfahrzeugbestandteilen weist die elektromechanische Anzeigeeinrichtung zumindest teilweise Lichtleiter und/oder Lichtprojektoren auf. Die optische Kombinationseinrichtung kann durch einen halbdurchlässigen Spiegel gebildet werden, wobei die Displayeinrichtung in Blickrichtung des Betrachters hinter dem Spiegel und die elektromechanische Anzeigeeinrichtung unterhalb des Spiegels angeordnet sind.
Aus der DE 10 2005 011 094 A1 ist ein Fahrerinformationssystem bekannt, aufweisend eine Bedieneinheit mit einer Mehrzahl von Funktionselementen und einer Anzeigeeinheit zur graphischen Darstellung von wenigstens auf die Bedieneinheit bezogenen Informationen. Das Fahrerinformationssystem weist eine Mehrzahl von Darstellungsmodi zur Darstellung der angezeigten Informationen mittels der Anzeigeeinheit auf. Die Anzeigeeinheit weist dabei einen unter einem Winkel angeordneten halbdurchlässigen Spiegel auf, wobei in Blickrichtung des Fahrers hinter dem halbdurchlässigen Spiegel ein Display angeordnet ist und in der gespiegelten Blickrichtung des Fahrers physikalische Rundinstrumente für Drehzahl und Geschwindigkeit angeordnet sind.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Anzeigevorrichtung mit einer rekonfigurierbaren Anzeige bereitzustellen, die sowohl im eingeschalteten Zustand als auch im ausgeschalteten Zustand noch optisch ansprechend ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einer Anzeigevorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, umfassend

• ein mechanisches Dekorationsteil mit einer mit mechanischen Elementen versehenen, in Richtung des Betrachters weisenden Seite,
• mindestens eine in Blickrichtung des Betrachters vor dem mechanischen Dekorationsteil angeordnete semitransparente Spiegelscheibe und
• ein Display zur Erzeugung von Bildern, das so angeordnet ist, dass sich die semitransparente Spiegelscheibe zwischen der Seite der Bildausgabe des Displays und dem mechanischen Dekorationsteil befindet und mit einem Winkel a zum Display derart ausgerichtet ist, dass im eingeschalteten Zustand des Displays durch Widerspiegeln des Display-Bildes durch die semitransparente Spiegelscheibe ein virtuelles Display-Abbild erzeugt wird, dessen Ebene mit einem Winkel b zum Display ausgerichtet ist, der größer ist als der Winkel a, und in Blickrichtung des Betrachters über der zum Betrachter weisenden Seite des mechanischen Dekorationsteils liegt, so dass das mechanische Dekorationsteil vom virtuellen Display-Abbild überlagert wird, wobei im ausgeschalteten Zustand des Displays für den Betrachter das mechanische Dekorationsteil mit den mechanischen Elementen sichtbar ist.

Gemäß der Konzeption der Erfindung wird ein virtuelles Bild mit einer oder mehreren virtuellen Informationen auf einen mit mechanischen, das heißt physisch realen Elementen versehenen Hintergrund projiziert. Als Hintergrund wird dabei ein mit mechanischen Elementen gestaltetes Dekorationsteil genutzt, welches im Aus-Zustand einen Design- beziehungsweise Ästhetik-Zweck erfüllt. Das bedeutet, dass die Ästhetik des mechanischen Dekorationsteils als solches auch dann noch erhalten bleibt, wenn der Strom ausgeschaltet wird. Die erfindungsgemäße Konzeption der Überlagerung von mechanischen, das heißt physischen Elementen durch eine virtuelle Information gestattet es, hochqualitative Handwerkskunst bei der Gestaltung des Dekorationsteils mit einem hohen Maß an Rekonfigurierbarkeit der Anzeige zu verbinden.
Im eingeschalteten Zustand wird das virtuelle Bild erzeugt, welches sich über der mechanischen Dekoration befindet. Die Erzeugung des virtuellen Bildes erfolgt dabei überlagernd passend durch Reflexion des Displays in einer semitransparenten Spiegelscheibe, wobei durch die vorzugsweise exakte Überlagerung des Dekorationsteils mit dem virtuellen Abbild des Displays als virtuelles Bild das Gefühl erweckt wird, als würde sich das Dekorationsteil bewegen oder dynamisch verändern. Auf diese Weise kann die Anzahl der notwendigen mechanischen Bewegungen in der Anzeigevorrichtung begrenzt werden. So können beispielsweise Zeiger auf dem Display animiert werden, als wären sie auf den mechanischen Elementen platziert. Dabei befindet sich die für die Anzeigevorrichtung relevante Elektronik aber nicht im Dekorationsteil, sondern im Display, welches eingespiegelt wird, sowie in den damit verbundenen Komponenten. Der erfindungsgemäße Aufbau der Anzeigevorrichtung erlaubt somit eine Reduzierung der Komplexität im Vergleich zum Stand der Technik. Gleichzeitig kann auch die Anzahl der notwendigen Displays auf ein Display beschränkt werden. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die gesamte Fläche des Displays genutzt werden kann, um den rekonfigurierbaren Inhalt anzuzeigen.
Des Weiteren erlaubt der erfindungsgemäße Aufbau den Einsatz einer hochwertigen mechanischen Dekoration, welche dem Betrachter eine gute Wahrnehmung des Materials gestattet und sich durch eine Tiefe, Präzision und durch Details auszeichnet, die auf Displays nicht erzeugbar sind. Die Überlagerung von virtuellem Bild und mechanischer Dekoration erzeugt einen holographischen Effekt, wodurch das Dekorationsteil für den Betrachter dynamisch erscheint.
Die mechanischen Elemente des Dekorationsteils können beleuchtet sein, das Dekorationsteil umfasst aber keine Displays. Wenn die mechanischen Elemente des Dekorationsteils nicht von hinten beleuchtet werden, kann eine Textur und eine Beleuchtung durch das Display virtuell auf ihnen projiziert werden. Dies erlaubt ein hohes Maß an Rekonfigurierbarkeit.
Das Dekorationsteil kann bewegliche Elemente beinhalten, vorzugsweise sind die mechanischen Elemente aber statisch. Schaut der Betrachter in die semitransparente Spiegelscheibe, liegt das Abbild des Displays über den mechanischen Elementen der mechanischen Dekoration. Dadurch ergibt sich eine gute Rekonfigurierbarkeit der Anzeige. Wenn das Display ausgeschaltet ist, schaut der Betrachter durch die semitransparente Spiegelscheibe direkt auf das mechanische Dekorationsteil. Auf diese Weise erscheint die Baugruppe der Anzeigevorrichtung auch bei ausgeschaltetem Strom attraktiv und erzeugt ein erstklassiges Aussehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die semitransparente Spiegelscheibe aus Combiner-Glas. Ein Combiner besteht bekanntermaßen aus einer spiegelnden, lichtdurchlässigen Scheibe.
Die Anzeigevorrichtung kann auch mindestens ein Mittel zur Einstellung einer Tönung der semitransparenten Spiegelscheibe aufweisen. Dabei kann die semitransparente Spiegelscheibe zum Beispiel selbst elektrisch getönt werden und/oder eine zusätzliche elektrische Tönungsfolie aufweisen. Diese Tönung kann geeignet sein, den Hintergrund abhängig vom Inhalt auszublenden.
Die zum Betrachter weisende Seite des Dekorationsteils und die bildausgebende Seite des Displays sind vorzugsweise mit einem Winkel von 90 Grad zueinander ausgerichtet. In der Mitte ist die semitransparente Spiegelscheibe angeordnet, die die Projektion des virtuellen Abbildes auf das mechanische Dekorationsteil erlaubt. Dabei ist die semitransparente Spiegelscheibe vorzugsweise derart angeordnet, dass die Ebene des virtuellen Abbilds des Displays, welches das mechanische Dekorationsteil und dessen mechanische Elemente überlagert, und das Display als Bildquelle des virtuellen Abbilds ebenfalls mit dem Winkel b = 90 Grad zueinander ausgerichtet sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Anzeigevorrichtung nur ein Display, aber mehrere semitransparente Spiegelscheiben, um mehrere virtuelle Ebenen zu erzeugen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Instrumentenanzeigevorrichtung als Seitenansicht und
2: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Instrumentenanzeigevorrichtung als perspektivische Vorderansicht.

Die Figuren 1 und 2 zeigen die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst ein mechanisches Dekorationsteil 2 mit einer mit mechanischen Elementen, zum Beispiel Dekorationselementen und/oder Messgeräten, versehenen, in Richtung eines Betrachters, zum Beispiel des Fahrers in einem Kraftfahrzeug, weisenden Seite 2a. Die mechanischen Elemente sind vorzugsweise statisch.
Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine - in Blickrichtung des Betrachters, zum Beispiel des Fahrers eines Kraftfahrzeuges, - vor dem mechanischen Dekorationsteil 2 angeordnete semitransparente Spiegelscheibe 3 aus Combiner-Glas, welche Mittel für die Einstellung einer Tönung aufweisen kann. Dabei kann die semitransparente Spiegelscheibe 3 selbst elektrisch getönt werden oder eine zusätzliche elektrische Tönungsfolie aufweisen. Die Tönung kann geeignet sein, den Hintergrund abhängig vom Inhalt auszublenden.
Des Weiteren ist ein Display 4 zur Erzeugung von Bildern so angeordnet, dass sich die semitransparente Spiegelscheibe 3 zwischen der Seite 4a der Bildausgabe des Displays 4 und dem mechanischen Dekorationsteil 2 befindet. Dabei ist das Display 4 mit einem Winkel a zur semitransparenten Spiegelscheibe 3 derart ausgerichtet, dass im eingeschalteten Zustand des Displays 4 durch Widerspiegeln des Displays 4 durch die semitransparente Spiegelscheibe 3 ein virtuelles Display-Abbild 5 erzeugt wird, dessen Ebene mit einem Winkel b zum Display 4 ausgerichtet ist, der größer ist als der Winkel a. Dieses virtuelle Display-Abbild 5 liegt in Blickrichtung des Betrachters über der zum Betrachter weisenden Seite 2a des mechanischen Dekorationsteils 2, so dass das mechanische Dekorationsteil 2 vom virtuellen Display-Abbild 5 überlagert wird.
Die zum Betrachter weisende Seite 2a des Dekorationsteils 2 und die bildausgebende Seite 4a des Displays 4 sind gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Winkel von 90 Grad zueinander ausgerichtet. In der Mitte ist die semitransparente Spiegelscheibe 3 aus Combiner-Glas angeordnet, die die Projektion des virtuellen Abbilds 5 auf das mechanische Dekorationsteil 2 erlaubt. Dabei ist die semitransparente Spiegelscheibe 3 derart angeordnet, dass durch Widerspiegeln des Display-Bildes durch das reflektierende Combiner-Glas der semitransparenten Spiegelscheibe 4 ein Display-Abbild 5 als virtuelles Bild erzeugt wird, welches mit einem Winkel b = 90 Grad zur Ebene des Displays 4 ausgerichtet ist und über dem Dekorationsteil 2 liegt. Genauer gesagt, wenn der Betrachter in das Combiner-Glas schaut, wird das Display-Bild gespiegelt und das Display-Abbild 5 erscheint in einer virtuellen Ebene, welche die mechanischen Elemente des Dekorationsteils 2 überlagert. Auf diese Weise können zum Beispiel auf dem Display 4 animierte bewegliche Zeiger so gespiegelt werden, als wären sie auf den mechanischen Elementen des Dekorationsteils 2 platziert.
Bezugszeichenliste

1: Anzeigevorrichtung
2: mechanisches Dekorationsteil
2a: in Richtung des Betrachters weisenden Seite des Dekorationsteils 2
3: semitransparente Spiegelscheibe
4: Display
4a: Seite der Bildausgabe des Displays 4
5: virtuelles Abbild, Display-Abbild

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/125546 A1 [0005]
US 2008309470 A1 [0006]
DE 102005011094 A1 [0007]

Claims

Anzeigevorrichtung (1) für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, umfassend • ein mechanisches Dekorationsteil (2) mit einer mit mechanischen Elementen versehenen, in Richtung des Betrachters weisenden Seite (2a), • mindestens eine in Blickrichtung des Betrachters vor dem mechanischen Dekorationsteil (2) angeordnete semitransparente Spiegelscheibe (3) und • ein Display (4) zur Erzeugung von Bildern, das so angeordnet ist, dass sich die semitransparente Spiegelscheibe (3) zwischen der Seite (4a) der Bildausgabe des Displays (4) und dem mechanischen Dekorationsteil (2) befindet und mit einem Winkel a zum Display (4) derart ausgerichtet ist, dass im eingeschalteten Zustand des Displays (4) durch Widerspiegeln des Display-Bildes durch die semitransparente Spiegelscheibe (3) ein virtuelles Display-Abbild (5) erzeugt wird, dessen Ebene mit einem Winkel b zum Display (4) ausgerichtet ist, der größer ist als der Winkel a, und in Blickrichtung des Betrachters über der zum Betrachter weisenden Seite (2a) des mechanischen Dekorationsteils (2) liegt, so dass das mechanische Dekorationsteil vom virtuellen Display-Abbild (5) überlagert wird, und wobei im ausgeschalteten Zustand des Displays (4) für den Betrachter das mechanische Dekorationsteil (2) mit den mechanischen Elementen sichtbar ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Elemente des Dekorationsteils (2) beleuchtet sind.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Elemente des Dekorationsteils (2) statisch sind.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die semitransparente Spiegelscheibe (3) aus Combiner-Glas besteht.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung mindestens ein Mittel zur Tönung der semitransparenten Spiegelscheibe (3) aufweist.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die semitransparente Spiegelscheibe (3) elektrisch tönbar ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die semitransparente Spiegelscheibe (3) mit einer elektrischen Tönungsfolie versehen ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die semitransparente Spiegelscheibe (3) derart angeordnet ist, dass die Ebene des virtuellen Abbilds (5), welches das mechanische Dekorationsteil (2) und dessen mechanische Elemente überlagert, und das Display (4) als Bildquelle des virtuellen Abbilds (5) mit dem Winkel b = 90 Grad zueinander ausgerichtet sind.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) nur ein Display (4), aber mehrere semitransparente Spiegelscheiben (3) umfasst, um mehrere virtuelle Ebenen zu erzeugen.