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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Projektionsanzeigevorrichtungen, wie beispielsweise Head-up-Displays, zum Einsatz in Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen. Weiterhin betrifft die Erfindung Projektionsanzeigevorrichtungen zur Darstellung von virtuellen Anzeigebildern in mehreren Anzeigeebenen.
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Technischer Hintergrund
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Projektionsanzeigevorrichtungen dienen zur Projektion eines Anzeigebildes über ein Scheibenfeld (Kombinierfläche) auf einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs, um einem Fahrer des Kraftfahrzeugs Informationen, wie beispielsweise Warnhinweise, Geschwindigkeitsinformationen, Fahrzeugzustände, Navigationshinweise und dergleichen darzustellen. Derartige Projektionsanzeigevorrichtungen projizieren eine Abbildung über das Scheibenfeld in die Augen des Fahrers, so dass der Fahrer ein in Fahrtrichtung vorausliegendes virtuelles Anzeigebild wahrnimmt. Das projizierte Bild wird in einer Anzeigeebene wahrgenommen, deren Lage und Projektionsdistanz durch die Projektionsanzeigevorrichtung und die Frontscheibe festgelegt ist.
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Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Projektionsanzeigevorrichtungen bekannt, bei denen virtuelle Anzeigebilder auf mehreren Anzeigeebenen angezeigt werden, die unterschiedliche Entfernungen vom Fahrer aufweisen.
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Beispielsweise ist aus der Druckschrift
DE 10 2013 218 108 A1 ein Head-up-Display mit einer Bilderzeugungseinrichtung bekannt, die ein reales Bild erzeugt, wobei die Lichtstrahlen des realen Bildes über mindestens einen Spiegel zu einem Combiner reflektiert werden und so einen Strahlengang bilden und von dort in Richtung eines Beobachters reflektiert werden, so dass der Beobachter ein virtuelles Bild hinter dem Combiner wahrnehmen kann. Mindestens ein Spiegel weist zwei Bereiche mit unterschiedlichen Krümmungsfeldern auf, wobei den unterschiedlichen Krümmungsfeldern unterschiedliche Bereiche der Bilderzeugungseinrichtung zugeordnet sind.
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Weiterhin ist aus der Druckschrift
DE 10 2014 226 360 A1 ein Verfahren zum Verändern eines Bildabstands zwischen einem von einem Head-up-Display projizierten virtuellen Bild und einem Betrachter des virtuellen Bildes bekannt. Das Head-up-Display weist dazu zumindest eine verstellbare Streufläche und einen Projektor mit einem verstellbaren Objektiv zum Projizieren eines Bildes auf der Streufläche auf. Zudem weist es eine Verstelleinrichtung auf, die das Verstellen der Streufläche und des Objektivs erlaubt. Ein Streuflächen-Verstellsignal wird an die Verstelleinrichtung ausgegeben, um durch ein Verstellen der Streufläche den Bildabstand zu verändern. Ein Objektiv-Verstellsignal wird an die Verstelleinrichtung bereitgestellt, um durch ein Verstellen des Objektivs den Fokus und/oder die Lage des Objektivs in Abhängigkeit von einer Verstellung der Streufläche zu verändern, so dass das Objektiv auf die Streufläche fokussiert.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2014 226 354 A1 ist ein Verfahren zum Verändern des Bildabstands zwischen einem virtuellen Bild eines Head-up-Displays und einem Betrachter des virtuellen Bilds bekannt. Das Head-up-Display weist eine Bilderzeugungseinheit, einen in dem Strahlengang des Lichtstrahlenbündels in zumindest einer Richtung bewegbar angeordneten Spiegel zum Umlenken des Lichtstrahlenbündels sowie eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Spiegels auf. Ein Verstellsignal wird an die Bewegungseinrichtung ausgegeben, um durch ein Bewegen des Spiegels einen zum Bildabstand repräsentierenden Abstand zwischen der Bilderzeugungseinrichtung und dem Spiegel zu verstellen.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2012 210 445 A1 ist ein Head-up-Display in einem Fahrzeug bekannt. Das Head-up-Display weist eine erste Bildquelle auf, deren Lichtstrahlenbündel von einem ersten Spiegel und einem Vergrößerungsspiegel auf einen Combiner reflektiert und von dort zu einem Beobachter reflektiert werden, so dass der Beobachter den Bildinhalt der Bildquelle in einer ersten Bildebene hinter dem Combiner als virtuelles Bild wahrnehmen kann. Eine zweite Bildquelle ist vorgesehen, deren Lichtstrahlenbündel ebenfalls von dem Vergrößerungsspiegel auf den Combiner und von dort zu dem Beobachter reflektiert werden, wobei die Länge des Strahlengangs zwischen der zweiten Bildquelle und dem Vergrößerungsspiegel verschieden ist von der Länge des Strahlengangs zwischen der ersten Bildquelle und dem Vergrößerungsspiegel, so dass der Beobachter den Bildinhalt der zweiten Bildquelle in einer zweiten Bildebene als virtuelles Bild wahrnehmen kann.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 205 871 A1 ist eine Anzeigevorrichtung für ein Blickfeldanzeigesystem zum Einsatz als Head-Up-Anzeige in einem Kraftfahrzeug bekannt, die eine Schirmanordnung mit mehreren schaltbaren Projektionsschirmen umfasst, die in einem Strahlengang eines abzubildenden Projektionsbildes jeweils mit einem vorgegebenem Abstand hintereinander angeordnet sind, wobei die schaltbaren Projektionsschirme zwischen einem diffusen Zustand und einem transparenten Zustand schaltbar sind. Mithilfe einer Steuereinheit können die mehreren Projektionsschirme so geschaltet werden, dass mindestens einer der Projektionsschirme diffus geschaltet wird, während die übrigen der Projektionsschirme transparent geschaltet sind.
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Bei den obigen Projektionsanzeigevorrichtungen wird das virtuelle Anzeigebild in einer bestimmten Anzeigeebene dargestellt, auf die sich der Fahrer zur Wahrnehmung der angezeigten Information fokussieren muss. Dies stellt in der Regel einen Fokussierabstand dar, der von dem zur Wahrnehmung von umgebenden fahrrelevanten Objekten abweicht. Dadurch wird der Fahrer bei einer Fokussierung auf das virtuelle Anzeigebild der Projektionsanzeigevorrichtung vom Verkehrsgeschehen abgelenkt, wodurch ein potenzielles Sicherheitsrisiko besteht.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2014 226 360 A1 ist ein Verfahren zum Verändern eines Bildabstands eines von einem Head-up-Display projizierten virtuellen Bildes und einem Betrachter bekannt, wobei das Head-up-Display zumindest eine verstellbare Streufläche und ein verstellbares Objektiv aufweist. Durch eine Verstelleinrichtung zum Verstellen der Streufläche und des Objektivs kann ein Bildabstand eingestellt werden, so dass ein Fokus oder eine Lage des Objektivs in Abhängigkeit von einer Verstellung der Streufläche verändert wird, so dass das Objektiv auf die Streufläche fokussiert.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Projektionsanzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionsanzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen, das es einem Fahrer ermöglicht, einfacher auf das virtuelle Anzeigebild zu fokussieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch die Projektionsanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch das Verfahren zum Betreiben einer Projektionsanzeigevorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
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Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Projektionsanzeigevorrichtung zum Bereitstellen von virtuellen Anzeigebildern auf mehreren zueinander versetzten Anzeigeebenen vorgesehen, umfassend:
- - eine Projektionseinheit zum Bereitstellen eines Projektionsbildes;
- - eine Abbildungsoptik, die ausgebildet ist, um das Projektionsbild in einen Darstellungsbereich zu richten und ein dem Projektionsbild entsprechendes virtuelles Anzeigebild in einer der mehreren Anzeigeebenen abzubilden, so dass dieses in einer der mehreren Anzeigeebenen wahrnehmbar ist;
- - eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um abhängig von einer Fahr- und/oder Fahrzeugzustandsinformation
- ◯ eines von mehreren Anzeigeelementen der Projektionseinheit zur Bereitstellung des darzustellenden Projektionsbildes auszuwählen oder
- ◯ eine Position eines verstellbaren Anzeigeelements der Projektionseinheit zur Bereitstellung des darzustellenden Projektionsbildes entlang einer optischen Achse der Projektionseinheit einzustellen,
so dass eine Entfernung der Anzeigeebene zur Darstellung eines virtuellen Anzeigebilds variabel eingestellt wird.
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Eine Idee der obigen Projektionsanzeigevorrichtung besteht darin, diese mit einer Möglichkeit zur Darstellung eines virtuellen Anzeigebilds in verschiedenen Anzeigeebenen vorzusehen und die Anzeigeebenen automatisch abhängig von einem Fahr- oder Fahrzeugzustand einzustellen bzw. auszuwählen. Der obigen Projektionsanzeigevorrichtung liegt die Beobachtung zugrunde, dass die Fokussierung der Augen des Fahrers, wenn dieser auf die Verkehrssituation konzentriert ist, erheblich mit dem jeweiligen Fahr- oder Fahrzeugzustand korreliert.
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Dadurch wird erreicht, dass der Fahrer in einer Verkehrssituation einen möglichst geringen Aufwand zur Änderung der Fokussierung seiner Augen zwischen fahrtrelevanten bzw. verkehrssituationsrelevanten Objekten in der Fahrzeugumgebung und dem virtuellen Anzeigebild in der virtuellen Anzeigeebene der Projektionsanzeigevorrichtung hat, insbesondere dadurch, dass die Fokusänderung der Augen des Fahrers möglichst gering ist. Dies ermöglicht es, dass der Fahrer fahrtrelevante Informationen, die durch die Projektionsanzeigevorrichtung ausgegeben werden, schneller und einfacher erfassen kann, indem die Zeitdauer, während der der Fahrer aufgrund einer Änderung der Fokussierung vom Verkehrsgeschehen abgelenkt ist, möglichst reduziert wird.
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Weiterhin kann die Fahr- und/oder Fahrzeugzustandsinformation einen oder mehrere Fahrzeugzustände und/oder einen oder mehrere Fahrzustände umfassen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Fahrzeugzustand eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Sitzstellungsangabe, eine Lenkwinkelangabe oder eine Fahrstufenauswahl umfasst. Der Fahrzustand kann eine Blickrichtung des Benutzers, eine Art der befahrenen Fahrstrecke, und/oder einen Abstand zu einem in Fahrtrichtung befindlichen Verkehrsteilnehmer umfassen.
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Insbesondere kann die Steuereinheit bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit die Anzeigeebene mit dem größeren Abstand von der Projektionseinheit zur Darstellung des Anzeigebildes nutzen als bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit, d. h. das Anzeigebild wird vom Fahrer weiter entfernt wahrgenommen als bei der niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Fahrzustand eine Art der befahrenen Fahrstrecke oder einen Abstand zu einem in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Verkehrsteilnehmer umfasst.
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Insbesondere kann die Steuereinheit bei einem größeren Abstand zu einem vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Verkehrsteilnehmer die Anzeigeebene mit einem größeren Abstand von der Projektionseinheit darstellen als bei einem niedrigeren Abstand.
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Gemäß einer Ausführungsform kann eine Verstelleinrichtung vorgesehen sein, die von der Steuereinheit angesteuert wird, um das verstellbare Anzeigeelement entlang der optischen Achse zu verschieben.
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Weiterhin kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um abhängig von der Fahr- und/oder Fahrzeugzustandsinformation die Anzeigeebene quer zur optischen Achse, insbesondere in einer Anordnungsrichtung zwischen Projektionseinheit und Abbildungsoptik bzw. einer Schwerkraftrichtung, zu verschieben.
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Insbesondere kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit das virtuelle Anzeigebild bezüglich einer Schwerkraftrichtung oder bezüglich einer Höhenachse des Kraftfahrzeugs tiefer zu positionieren als bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, um bei einem geringeren Abstand zu einem vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Verkehrsteilnehmer das virtuelle Anzeigebild in senkrechter Richtung tiefer zu positionieren als bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Weiterhin kann eine Verstelleinrichtung vorgesehen sein, die von der Steuereinheit angesteuert wird, um das verstellbare Anzeigeelement quer zur optischen Achse so zu verschieben, dass die Position der Anzeigeebene in senkrechter Richtung zur Darstellung eines virtuellen Anzeigebilds variabel eingestellt wird.
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Weiterhin können mindestens ein Bildpunkt eines ersten Anzeigeelements und ein Bildpunkt eines zweiten Anzeigeelements im Strahlengang der Projektionseinheit hintereinander angeordnet sein, wobei die Steuereinheit die Anzeigeelemente so ansteuert, dass mindestens einer der Bildpunkte transparent geschaltet wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Projektionsanzeigesystem mit der obigen Projektionsanzeigevorrichtung und einer Frontscheibe vorgesehen, wobei die Projektionseinheit ausgerichtet ist, um das Projektionsbild auf ein Scheibensegment der Frontscheibe zu projizieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Bereitstellen von virtuellen Anzeigebildern auf mehreren zueinander versetzten Anzeigeebenen mithilfe einer Projektionsanzeigevorrichtung vorgesehen, die eine Projektionseinheit zum Bereitstellen eines Projektionsbildes und eine Abbildungsoptik umfasst, wobei die Abbildungsoptik ausgebildet ist, um das Projektionsbild auf ein Scheibensegment zu richten und ein dem Projektionsbild entsprechendes virtuelles Anzeigebild in einer der mehreren Anzeigeebenen abzubilden, so dass dieses in einer der mehreren Anzeigeebenen wahrnehmbar ist, wobei abhängig von einer Fahr- und/oder Fahrzeugzustandsinformation
- ◯ eines von mehreren Anzeigeelementen der Projektionseinheit zur Bereitstellung des darzustellenden Projektionsbildes ausgewählt wird oder
- ◯ eine Position eines verstellbaren Anzeigeelements der Projektionseinheit zur Bereitstellung des darzustellenden Projektionsbildes entlang einer optischen Achse der Projektionseinheit eingestellt wird,
so dass eine Entfernung der Anzeigeebene zur Darstellung eines virtuellen Anzeigebilds variabel festgelegt wird.
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Figurenliste
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Projektionsanzeigesystems;
- 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Projektionsanzeigesystems mit einem verstellbaren Anzeigeelement;
- 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben der Projektionsanzeigesysteme der 1 und 2; und
- 4a und 4b beispielhafte Darstellungen einer Anzeige eines virtuellen Anzeigebildes bei geringem und größerem Abstand zu einem vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt ein Projektionsanzeigesystem 1 eines Kraftfahrzeugs mit einer Projektionsanzeigevorrichtung 2, die ein Projektionsbild an einem Scheibensegment A einer Frontscheibe 3 des Kraftfahrzeugs reflektiert, um so ein virtuelles Anzeigebild in einem Darstellungsbereich für das Auge eines Benutzers 4 sichtbar zu machen. Mit anderen Worten wird das Projektionsbild in den Darstellungsbereich projiziert, so dass das Projektionsbild auf eine Netzhaut eines dort befindlichen Auges des Benutzers abgebildet wird. Der Benutzer 4 nimmt virtuelle Anzeigebilder B1, B2 in Anzeigeebenen E1, E2 wahr. Die virtuellen Anzeigebilder B1, B2 in den Anzeigeebenen E1, E2 werden auf der dem Beobachter 4 gegenüberliegenden Seite der Frontscheibe 3, d. h. außerhalb des Kraftfahrzeugs, wahrgenommen.
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Die Projektionsanzeigevorrichtung 2 weist eine Abbildungsoptik 21 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Konkavspiegel 22 und einen Flachspiegel 23 als optische Abbildungselemente aufweist. Andere Ausführungsformen können andere optische Abbildungselemente, wie beispielsweise eine Sammellinse, eine konvexe Linse und dergleichen aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform wird ein von einer Projektionseinheit 24 ausgesandtes Projektionsbild über den Flachspiegel 23 auf den Konkavspiegel 22 reflektiert und dort an dem Scheibensegment A reflektiert, um die entsprechenden virtuellen Anzeigebilder B1, B2 für das Auge des Beobachters 4 bereitzustellen. Das darzustellende Anzeigebild wird ins Auge des Benutzers projiziert, so dass dieser das Projektionsbild in einer bestimmten Entfernung wahrnimmt.
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Die Projektionseinheit 24 weist eine Leuchtquelle 25 und ein erstes Anzeigeelement 26 und ein zweites Anzeigeelement 27 auf. Die Anzeigeelemente 26, 27 können beispielsweise als LCD-Anzeigeelemente ausgebildet sein. Die Anzeigeelemente 26, 27 sind mit ansteuerbaren Bildpunkten versehen, um ein Projektionsbild darzustellen.
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Die LCD-Anzeigeelemente 26, 27 sind im Wesentlichen transparent ausgebildet und können jeweils durch entsprechende (an sich bekannte) Ansteuerung einen halbtransparenten oder intransparenten Bildpunkt erzeugen. Die Anzeigeelemente 26, 27 weisen jeweils eine flächige transparente LCD-Anzeigeeinrichtung auf, die ansteuerbar sind, um einen farbigen und/oder intransparenten Bildpunkt oder einen transparenten Bildpunkt darzustellen.
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Die Lichtquelle 25 ist vorzugsweise flächig ausgebildet, um eine flächige Hintergrundbeleuchtung der Anzeigeelemente 26, 27 bereitzustellen, so dass je nach Ansteuerung der Pixel der Anzeigeelemente 26. 27 ein entsprechendes Projektionsbild in Richtung des Flachspiegels 23 projiziert wird.
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Durch die Abbildungsoptik 21 werden Bildpunkte auf den verschiedenen Anzeigeelementen 26, 27 in den verschiedenen virtuellen Anzeigeebenen E1, E2 dargestellt. Der Abstand zwischen den virtuellen Anzeigeebenen E1, E2 hängt im Wesentlichen von dem Abstand der Anzeigeelemente 26, 27 und den Abbildungseigenschaften bzw. den Vergrößerungseigenschaften der Abbildungsoptik 21 ab.
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Weiterhin kann der Abstand der virtuellen Anzeigeebenen E1, E2, der einem wahrgenommenen Abstand zwischen Anzeigebildern B1, B2 entspricht, durch ein Fokusänderungselement 29 zwischen dem ersten und zweiten Anzeigeelement 26, 27 verändert werden.
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Ein solches optisches Fokusänderungselement kann aus einem transparenten Dispersionsmaterial, wie Glas, PMMA oder dergleichen ausgebildet sein. Die Anzeigeelemente können weiterhin in Form eines Multilayer Display mit zueinander parallelen Bilddarstellungsebenen bzw. zueinander schräg angeordneten Bilddarstellungsebenen ausgebildet sein. Dadurch, dass der oben beschriebene Aufbau nur eine Leuchtquelle benötigt, können die Kosten und der Bauraum einer solchen Projektionsanzeigenanordnung gering bleiben.
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Das Projektionsanzeigesystem 1 kann eine Steuereinheit 10 aufweisen. Mindestens ein Bildpunkt des ersten Anzeigeelements 26 und ein Bildpunkt des zweiten Anzeigeelements 27 sind dabei im Strahlengang der Projektionseinheit 24 hintereinander angeordnet. Die Steuereinheit 10 ist ausgebildet, um die Anzeigeelemente 26, 27 so anzusteuern, dass mindestens einer der hintereinander angeordneten Bildpunkte der Anzeigeelemente 26, 27 transparent geschaltet wird. Weiterhin kann die Ansteuerung der LCD-Anzeigeelemente 26, 27 insbesondere so erfolgen, dass entweder das erste oder das zweite LCD-Anzeigeelement 26, 27 so angesteuert wird, dass es transparent erscheint, während die Anzeigeinformation auf dem entsprechend anderen LCD-Anzeigeelement 26, 27 durch entsprechende Ansteuerung der Bildpunkte angezeigt wird.
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In 2 ist eine Ausführungsform des Projektionsanzeigesystems 1 dargestellt, das im Wesentlichen dem Projektionsanzeigesystem der 1 entspricht. Im Unterschied zum Projektionssystem der 1 ist anstelle der mehreren Anzeigeelemente 26, 27 ein verstellbares LCD-Anzeigeelement 31 vorgesehen, das mit einer Verstelleinrichtung 30 gekoppelt ist. Die Verstelleinrichtung 30 ist mit dem verstellbaren Anzeigeelement mechanisch so gekoppelt, dass dieses entlang einer optischen Achse (dargestellt durch die Pfeilrichtung) der Projektionsanzeigevorrichtung 2 bewegbar ist. Die Positionen des verstellbaren Anzeigeelements 31 entsprechen Positionen von verschiedenen virtuellen Anzeigeebenen E1, E2 ..., in der der Fahrer das entsprechende virtuelle Anzeigebild B1, B2 ... wahrnimmt.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Verstelleinrichtung 30 weiterhin ausgebildet sein, das verstellbare Anzeigeelement 31 quer zur optischen Achse, d. h. schräg oder senkrecht zur optischen Achse, zu verstellen, und insbesondere so zu verstellen, dass das virtuelle Anzeigebild sich in senkrechter Richtung bzw. bezüglich der Höhenachse des Kraftfahrzeugs tiefer oder höher darstellen lässt.
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In alternativen Ausführungsformen können anstelle der LCD-Anzeigeelemente 26, 27 sowie des verstellbaren Anzeigeelements 31 Bildgeberflächen vorgesehen sein, die diffus ausgebildet sind, um ein darauf real angezeigtes Anzeigebild darzustellen und dieses über die Abbildungsoptik in das Auge 4 des Fahrers zu projizieren.
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Auch andere Projektionsanzeigesysteme sind denkbar, durch die virtuelle Anzeigebilder in verschiedenen virtuellen Anzeigeebenen darstellbar sind.
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Die Steuereinheit 10 der obigen Projektionsanzeigesysteme 1 ist ausgebildet, um eine der Anzeigeebenen E1, E2 zur Darstellung des virtuellen Anzeigebilds B1, B2 variabel auszuwählen. Die Steuereinheit 10 führt dazu beispielsweise ein Verfahren aus, wie es in dem Flussdiagramm der 3 näher veranschaulicht ist.
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In Schritt S1 wird eine Fahr- bzw. Fahrzeugzustandsinformation ermittelt, die einen oder mehrere Fahr- bzw. Fahrzeugzustände angibt. Der Fahrzeugzustand kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Lenkwinkelangabe, eine Fahrstufenwahl, eine Sitzposition des Fahrers und/oder dergleichen angeben, von der eine Fokussierung der Augen 4 des Fahrers abhängen kann. Der Fahrzustand kann eine Art der befahrenen Fahrstrecke, einen Abstand zu einem in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Verkehrsteilnehmer, eine mithilfe einer Kamera oder einer sonstigen Sensorik ausgewertete Blickrichtung des Fahrers und/oder dergleichen angeben, von der ebenfalls eine Fokussierung der Augen 4 des Fahrers abhängen kann. So können die Fahrzustände und/oder die Fahrzeugzustände beispielsweise von anderen Fahrzeugsystemen über einen Fahrzeugbus (CAN-Bus oder dergleichen) bereitgestellt werden.
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Beispielsweise gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit einen Hinweis darauf, wie weit der Fahrer in die Ferne fokussiert, um etwaige Verkehrshindernisse oder Gefahren rechtzeitig zu erkennen. So fokussiert der Fahrer bei hohen Geschwindigkeiten in der Regel auf weit entfernte Objekte und bei niedrigen Geschwindigkeiten auf in der unmittelbaren Fahrzeugumgebung befindliche Objekte, da weiter entfernte Objekte keine Gefährdung für das Fahrzeug darstellen.
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Alternativ oder zusätzlich gibt die Blickrichtung des Fahrers einen Hinweis darauf, wie weit der Fahrer in die Ferne fokussiert, um etwaige Verkehrshindernisse oder Gefahren rechtzeitig zu erkennen. So fokussiert der Fahrer bei gehobener Blickrichtung in der Regel auf weiter entfernte Objekte und bei gesenkter Blickrichtung auf in der unmittelbaren Fahrzeugumgebung befindliche Objekte. Entsprechend kann mithilfe der Steuereinheit abhängig von dem Winkel der Blickrichtung zur Horizontalen die Anzeigeebene für die Darstellung des virtuellen Anzeigebilds ausgewählt oder die Position der Anzeigeebene eingestellt werden. Der Winkel der Blickrichtung kann durch geeignete an sich bekannte Einrichtungen festgestellt werden, z. B. mithilfe einer auf den Kopf des Benutzers gerichteten Kamera, wobei aus dem Kamerabild die Augenposition und Blickrichtung mithilfe von Bilderkennungsverfahren bestimmt werden kann.
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Der Fahrzeugzustand kann anhand der Lenkwinkelangabe angeben, ob Geradeaus- oder Kurvenfahrt vorliegt. So kann bei einer Kurvenfahrt die virtuelle Anzeigeebene näher an den Fahrer gebracht und in Richtung der Kurve verschoben werden, da der Fahrer voraussichtlich den für die Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs relevanten Bereich näher am Kraftfahrzeug beobachtet, um Gefährdungen rechtzeitig zu erkennen.
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Zusätzlich oder alternativ kann als der Fahrzustand die Art der befahrenen Fahrstrecke, wie beispielsweise eine Autobahnfahrt oder eine Fahrt in einer Tempo-30-Zone, berücksichtigt werden. So kann in Tempo-30-Zonen eher mit nah am Fahrzeug auftretenden Objekten gerechnet werden, als dies bei einer Autobahnfahrt der Fall ist.
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Weiterhin kann als Fahrzustand auch der Abstand zu einem in Fahrtrichtung befindlichen Verkehrsteilnehmer berücksichtigt werden. Dieser Abstand kann zusätzlich zu der Fahrzeuggeschwindigkeit den Fokussierabstand des Fahrers und dessen Blickrichtung verringern. Zudem kann die Position der Anzeige in ihrer senkrechten Richtung so angepasst werden, dass das virtuelle Anzeigebild direkt unterhalb des vorausfahrenden Fahrzeugs angeordnet ist, da dieser nicht auf eine größere Entfernung fokussieren kann als auf den vorausliegenden Verkehrsteilnehmer. Dies ist beispielsweise in der Darstellung der 4a gezeigt, bei dem der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gering ist. 4b zeigt dagegen eine Position des virtuellen Anzeigebildes bei einem größeren Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug. Man erkennt die höhere Position und die in größerer Entfernung befindliche Anzeigeebene.
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Zusätzlich zeigt 4b eine optional vorzusehende seitliche, d. h. horizontale Verschiebung des virtuellen Anzeigebilds in Richtung einer befahrenen Kurve.
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In Schritt S2 wird die virtuelle Anzeigeebene E1, E2 auf eine Entfernung vom Auge bzw. Abstand vom Auge 4 eingestellt, die von der ermittelten Fahr- oder Fahrzeugzustandsinformation abhängt. Ggfs. wird die Position des virtuellen Anzeigebilds senkrecht zur optischen Achse abhängig von der Fahr- bzw. Fahrzeugzustandsinformation verschoben. Auf diese Weise ist es möglich, dass der Fahrer zwischen einer Fokussierung auf ein verkehrsrelevantes Objekt und einer Fokussierung auf das jeweils dargestellte virtuelle Anzeigebild schnell, d. h. in einer geringeren Zeitdauer, wechseln kann und somit weniger vom Verkehrsgeschehen abgelenkt wird, wenn dieser die Anzeigeinformation des virtuellen Anzeigebildes betrachtet. Dadurch wird die Sicherheit des Fahrers und des Kraftfahrzeugs erhöht.
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Gemäß einer Ausführungsform können beispielsweise bei gemeinsamer Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Abstands zum vorausliegenden Verkehrsteilnehmer die Entfernung und Position der virtuellen Anzeigeebene auf eine von dem Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug abhängige Entfernung eingestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Projektionsanzeigesystem
- 2
- Projektionsanzeigevorrichtung
- 3
- Frontscheibe
- 4
- Beobachter
- 10
- Steuereinheit
- B1, B2
- virtuelle Anzeigebilder
- E1, E2
- Anzeigeebenen
- 21
- Abbildungsoptik
- 22
- Konkavspiegel
- 23
- Flachspiegel
- 24
- Projektionseinheit
- 25
- Leuchtquelle
- 26
- erstes Anzeigeelement
- 27
- zweites Anzeigeelement
- 29
- Fokusänderungselement
- 30
- Verstelleinrichtung
- 31
- verstellbares Anzeigeelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013218108 A1 [0004]
- DE 102014226360 A1 [0005, 0010]
- DE 102014226354 A1 [0006]
- DE 102012210445 A1 [0007]
- DE 102015205871 A1 [0008]
