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Die Erfindung bezieht sich auf ein System für ein Fahrzeug, das eine Vorrichtung umfasst, die derart in oder an dem Fahrzeug angeordnet ist, dass die Vorrichtung eine Sichtlinie zwischen einer Position in dem Fahrzeug für einen Insassen/Bediener des Fahrzeugs und einer Position außerhalb des Fahrzeugs versperrt, wobei die Vorrichtung ein Display umfasst, wobei das Display dazu ausgeführt ist, Signalinformationen für den Empfang durch den Insassen/Bediener hinsichtlich eines gegenwärtig eingesetzten Betriebsmodus des Fahrzeugs und/oder hinsichtlich der Fahrzeugumgebung zu projizieren, wobei das System ferner eine Verarbeitungseinheit umfasst, die dazu dient, der Vorrichtung die Signalinformationen zuzuführen, wobei das System einen Kommunikationspfad umfasst, der dazu dient, die Signalinformationen zwischen der Verarbeitungseinheit und der Vorrichtung zu übertragen.
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Derartige Systeme, die beispielsweise Spiegel, die mit einem Display zur Darstellung von Videodaten von Kameras erweitert sind, umfassen, oder Gangschaltvorrichtungen, die an der Lenksäule angeordnet sind, können Sichtlinien stören und verhindern, dass ein Bediener oder Fahrer eines Fahrzeugs beispielsweise wichtige Informationen, die auf anderen Armaturenbrettdisplays zur Verfügung stehen, oder Verkehrssituationen außerhalb des Fahrzeugs sieht. Spezifisch kann es beispielsweise schwierig sein, die Ampelzeichen an gewissen Kreuzungen zu sehen, da der Rückspiegel die Sichtlinie des Bedieners zu der Verkehrsampel hin versperrt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes System, das eine derartige Vorrichtung umfasst, vorzustellen, das eine Erweiterung des Sichtfelds eines Bedieners gestattet.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein System, das entsprechend dem unabhängigen Anspruch definiert wird, gelöst. Die abhängigen Ansprüche, die Beschreibung und die Figuren definieren vorteilhafte Ausführungsformen des Systems.
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Die Aufgabe wird somit durch ein System für ein Fahrzeug gelöst, das eine Vorrichtung umfasst, die derart in oder an dem Fahrzeug angeordnet ist, dass die Vorrichtung eine Sichtlinie zwischen einer Position in dem Fahrzeug für einen Insassen/Bediener des Fahrzeugs und einer Position außerhalb des Fahrzeugs versperrt, wobei die Vorrichtung ein Display umfasst, wobei das Display dazu ausgeführt ist, Signalinformationen für den Empfang durch den Insassen/Bediener hinsichtlich eines gegenwärtig eingesetzten Betriebsmodus des Fahrzeugs und/oder hinsichtlich der Fahrzeugumgebung zu projizieren, wobei das System ferner eine Verarbeitungseinheit umfasst, die dazu dient, der Vorrichtung die Signalinformationen zuzuführen, wobei das System einen Kommunikationspfad umfasst, der dazu dient, die Signalinformationen zwischen der Verarbeitungseinheit und der Vorrichtung zu übertragen, wobei das Display so ausgeführt ist, dass es in einem inaktiven Zustand im Wesentlichen transparent ist, und wobei in einem aktiven Zustand eine optische Quelle des Displays basierend auf den Signalinformationen von der Verarbeitungseinheit für den Bediener sichtbare Signale ausgibt, wobei die optische Quelle eine Microleuchtdiode und/oder ein Leuchtdiodenmikrodisplaypanel umfasst.
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Die Erfindung erweitert somit das Sichtfeld eines Bedieners, da Vorrichtungen, die herkömmlicherweise das Sichtfeld reduzieren, transparent ausgeführt sind, während gleichzeitig gestattet wird, dass der Bediener Informationen, die der Unterstützung des Bedieners dienen, empfängt, wobei die Informationen für die Steuerung des Fahrzeugs hilfreich und/oder erforderlich sind.
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Die Summe der Sichtlinien eines Bedieners umfasst beispielsweise alle Blickwinkel von einer Position in dem Fahrzeug, die zur Einnahme durch einen Bediener vorgesehen ist, zu einer Windschutzscheibe und/oder einem Fenster des Fahrzeugs. Das Blickfeld eines Insassen/Bedieners kann die Summe der Sichtlinien, die einem Bediener bei Einnahme einer Position in dem Fahrzeug, die für den Bediener vorgesehen ist, zur Verfügung stehen, umfassen. Das Sichtfeld kann zusätzlich dahingehend definiert werden, lediglich die Sichtlinien, die einem Bediener von der vorgesehenen Position zur Verfügung stehen, zu umfassen, die durch die Windschutzscheibe und/oder die Fenster des Fahrzeugs gerichtet sind.
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Für einen Bediener sichtbare Signale sind optische Signale mit einer Intensität und einem Kontrast, die bzw. der dafür ausreichen, dass das menschliche Auge das Signal von der Hintergrundbeleuchtung unterscheiden kann. Hintergrundbeleuchtung im Sinne der Erfindung ist Umgebungslicht, das beispielsweise von der Sonne oder der Straßenbeleuchtung ausgeht. Ein Kontrastverhältnis, das dafür ausreicht, dass ein Bediener das Signal unterscheiden kann, ist beispielsweise 2:1, wobei das Kontrastverhältnis durch die Leuchtstärke oder Lichtdichte des Displays gegenüber der Leuchtstärke des Umgebungslichts definiert werden kann.
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Kürzlich wurde eine Displaytechnologie entwickelt, die Mikroleuchtdioden („Mikro-LED“) einsetzt. Mikro-LEDs können beispielsweise in ein transparentes Substrat in „RGB“-Gruppierungen (RGB - Red-Green-Blue; Rot-Grün-Blau) integriert werden, wobei die Gruppierungen jeweils eine Größe von weniger als 100 Mikrometer aufweisen, wodurch derartige Gruppierungen für das menschliche Auge unsichtbar sind, wenn die LEDs nicht aktiviert sind. Derartige Gruppierungen können als Leuchtdiodenmikrodisplaypanels („LED-Mikropanel“) bezeichnet werden. Bei Integration in ein transparentes Substrat kann ein transparentes Display erzeugt werden, das sich für die oben angeführten Anwendungen eignet.
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In der Regel können Mikro-LED-Displays eine Helligkeit von bis zu 82.000 Lux aufweisen. Während direktes Sonnenlicht zur Mittagszeit 120.000 Lux beträgt, beträgt die Leuchtstärke im schlimmsten zu erwartenden Fall für einen Fahrzeugbediener, auf eine schneebedeckte Straße scheinende Sonne, 15.000 Lux, und Umgebungslicht an einem typischen trüben Tag beträgt lediglich 2000 Lux. Somit kann ein minimaler Kontrast von 2:1 in einem transparenten Display unter Einsatz der Mikro-LED-Technologie erzielt werden. Ein transparentes Display im Sinne der Erfindung ist ein Display mit mindestens 70 % Durchlässigkeit. Mithilfe der Mikro-LED-Technologie können Displays bis zu mindestens 90 % des einfallenden Lichts durchlassen. Die Erfindung vergrößert somit das Sichtfeld eines Bedieners, da Vorrichtungen, die herkömmlicherweise das Sichtfeld reduzieren, transparent ausgeführt sind, während gleichzeitig gestattet wird, dass der Bediener Informationen, die zur Steuerung des Fahrzeugs hilfreich sind, empfängt.
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Bei einer Ausführungsform des erfinderischen Systems ist das Display dahingehend ausgeführt, auf der Basis des Bediensignals aus einem aktiven Zustand in einen inaktiven Zustand oder aus einem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand zu wechseln. Das Display kann somit von einem Bediener in einen transparenten Zustand geschaltet werden; insbesondere zu einem Zeitpunkt, zu dem eine von dem Bediener genutzte Sichtlinie von der Vorrichtung versperrt wird.
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Bei einer Ausführungsform umfasst das System ferner eine Bedienungsvorrichtung, die dazu dient, der Vorrichtung auf Basis einer Eingabe von dem Insassen/Bediener ein Bediensignal zuzuführen. Die Bedienungsvorrichtung kann beispielsweise ein Schalter an einem Lenkrad und/oder in eine Gangschaltvorrichtung integriert sein.
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Bei einer Ausführungsform des erfinderischen Systems umfasst das System ferner ein Insassenüberwachungssystem, das dazu dient, ein Bediensignal auf Basis einer Überwachung des Insassen/Bedieners zu erzeugen. Beispielsweise kann das Insassenüberwachungssystem dazu ausgeführt sein, den Fokus der Augen des Insassen/Bedieners zu überwachen und ein Signal zum Umschalten des Displays in einen inaktiven Zustand zu erzeugen, wenn der Fokus entlang der Sichtlinie hinter dem Display liegt.
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Bei einer Ausführungsform des erfinderischen Systems umfasst das System ferner einen Sensor zur Überwachung der Hintergrundbeleuchtung, die auf die Vorrichtung einfällt, und zur Ausgabe von Hintergrundbeleuchtungssensorinformationen, und das Display gibt die Signalinformationen mit einer Signalstärke und/oder Signalfarbe auf Basis der Sensorinformationen wieder. Der Sensor kann beispielsweise eine Kamera oder beispielsweise ein Umgebungslichtsensor sein. Das Display kann somit dynamisch die Hintergrundbeleuchtungsbedingungen anpassen und das Signal derart wiedergeben, dass es innerhalb vorbestimmter Betrachtungsparameter liegt. Derartige Betrachtungsparameter können beispielsweise auf Basis der von einer Behörde ausgegebenen Mindestsichtanforderungen vorbestimmt werden. Derartige Mindestsichtanforderungen eignen sich beispielsweise als Basis für einen Sichttest, der Voraussetzung für den Erhalt der Erlaubnis zum Führen eines Fahrzeugs ist. Alternativ dazu können die Betrachtungsparameter auf der Basis von Industriestandards bestimmt werden.
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Bei einer Ausführungsform des erfinderischen Systems ist ein versperrendes Element entsprechend der optischen Quelle in dem Display vorgesehen, wobei das versperrende Element dazu dient, zu verhindern, dass von der optischen Quelle ausgestrahltes Licht aus einer Rückfläche des Displays, die von der für den Insassen/Bediener vorgesehenen Position weg weist, austritt. Das Display umfasst somit an sich einen Mechanismus zur Verhinderung, dass von den Mikro-LEDs erzeugtes Licht in einer gewissen Richtung aus dem Display austritt, wodurch nicht nur verhindert wird, dass eine Ablenkungsursache erzeugt wird, sondern auch ein Mittel zum Schutz vor öffentlicher Verbreitung vertraulicher Informationen bereitgestellt wird.
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Bei einer Ausführungsform des erfinderischen Systems umfasst das Display mehrere optische Quellen und jede optische Quelle weist einen Durchmesser von weniger als 75 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 55 Mikrometer, stark bevorzugt weniger als 20 Mikrometer, auf. Optische Quellen dieser Größe sind für das menschliche Auge unsichtbar, wenn sie nicht aktiviert sind. Die Quellen können angemessen beabstandet sein, so dass das Display insgesamt transparent im Sinne der Erfindung bleibt.
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Bei einer Ausführungsform des erfinderischen Systems umfasst das Display mehrere versperrende Elemente und jedes versperrende Element entspricht einer der mehreren optischen Quellen und jedes versperrende Element weist einen Durchmesser von weniger als 75 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 55 Mikrometer, stark bevorzugt weniger als 20 Mikrometer, auf. Jedes versperrende Element entspricht einer der Quellen oder RGB-Mikro-LED-Quellengruppierungen, in der das versperrende Element zur Verhinderung des Durchdringens von von der Quelle oder Quellengruppierung ausgestrahltem Licht durch die zweite Schicht positioniert ist. Somit ermöglichen die versperrenden Elemente die Beabstandung der Quellen und das Display bleibt transparent. Versperrende Elemente in diesem Größenrahmen bleiben für das bloße menschliche Auge nicht wahrnehmbar.
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Bei einer Ausführungsform des Systems umfasst der Kommunikationspfad ein Bussystem, insbesondere ein CAN-Bus-System, und die Verarbeitungseinheit ist ein Hauptprozessor, der der Erzeugung und Übertragung von Steuersignalen zu Fahrzeugkomponenten auf der Basis von Informationen von Sensoren des Fahrzeugs dient.
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Bei einer Ausführungsform des erfinderischen Systems handelt es sich bei der Vorrichtung um einen Rückspiegel und/oder einen Seitenspiegel, der bzw. die ein Display zur Anzeige von Daten, die von Sensoren des Fahrzeugs zur Überwachung der Fahrzeugumgebung erzeugt werden, umfasst bzw. umfassen, und/oder die Vorrichtung ist eine Gangschaltvorrichtung, die an einer Lenksäule des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Als Nächstes werden Ausführungsformen des Systems, die bestimmte Ausführungsformen der Erfindung enthalten, auf Basis der folgenden Figuren näher beschrieben. Diese zeigen:
- 1: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform eines erfinderischen Systems für ein Fahrzeug;
- 2a: eine beispielhafte Darstellung einer Gangschaltvorrichtung, die zur Integration in einer Ausführungsform eines erfinderischen Systems geeignet ist;
- 2b: eine schematische Querschnittsansicht des in 2a gezeigten Displays; und
- 3: eine schematische Darstellung eines Insassen/Bedieners und von zwei Vorrichtungen, die transparente Displays umfassen, die zur Verwendung bei einem erfinderischen System geeignet sind.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform eines erfinderischen Systems für ein Fahrzeug 3. Das Fahrzeug 3 umfasst eine Position P1 für einen Insassen/Bediener J. Der Insasse/Bediener verwendet die in dem Fahrzeug 3 vorgesehenen Vorrichtungen 1 zum Sammeln von Informationen zur Umgebung des Fahrzeugs 3, die möglicherweise nicht ohne Weiteres über normalen Sichtlinien erfassbar sind. Beispielsweise können die Rückspiegel 1 und die Seitenspiegel 1, die herkömmlicherweise lediglich Licht von hinter dem Fahrzeug 3 reflektieren, mit einem Display 1a, 1b zur Anzeige von Kamerainformationen von einer Heckkamera 21 des Fahrzeugs 3 ausgestattet sein. Derartige Spiegel oder andere Vorrichtungen 1, wie z. B. eine Gangschaltvorrichtung, die sich an der Lenksäule befindet, kann den Blick oder die Sichtlinie eines Fahrers oder Insassen/Bedieners J zu einer zweiten Position P2 versperren. Eine Gangschaltvorrichtung kann den Blick des Fahrers auf eine Informationstafel, die beispielsweise Navigationsdaten zeigt, versperren, oder ein Rückspiegel kann den Blick nach außerhalb des Fahrzeugs 3 versperren.
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Die in 1 gezeigten Vorrichtungen 1 umfassen Displays 1a, 1b, die transparent ausgeführt sind. Die transparenten Displays 1a, 1b umfassen Mikro-LEDs 9 oder Mikro-LED-Panels 9, deren Größe lediglich Mikrometer beträgt. Diese Gruppierungen von Mikro-LEDs 9 sind für das menschliche Auge unsichtbar, wenn sie nicht aktiviert sind, und sind derart beabstandet, dass auf die Vorrichtungen von hinten einfallendes Licht einfach durch die Vorrichtung 1 hindurchgeht. Der Blick des Fahrers J ist somit nicht versperrt und gleichzeitig ist es möglich, die Vorrichtungen 1 an herkömmlichen Positionen zur Anzeige von Informationen zur Umgebung des Fahrzeugs 3 für den Fahrer J zu positionieren.
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Die Displays 1a, 1b in den Vorrichtungen 1 zeigen in einem ersten aktiven Zustand Informationen an, können jedoch mit einem Steuerschalter 13 in einen zweiten passiven Zustand deaktiviert werden. Der Schalter 13 kann in eine Steuervorrichtung 13 innerhalb der Reichweite des Insassen/Bedieners J integriert sein. Die Steuervorrichtung 13 oder Schalter überträgt ein Signal an den Hauptprozessor 5, der dann ein Signal S1 an die Vorrichtung 1 überträgt. Eine Heckkamera 21, eine Frontkamera 17 und ein Insassenüberwachungssystem 15 sind auch in das System integriert und sind über Kommunikationspfade 7 gleichermaßen mit dem Hauptprozessor 5 verbunden. Die Kommunikationspfade 7 können ein Bussystem, wie beispielsweise ein CAN-Bus, sein. Das Insassenüberwachungssystem 15 kann die Augen eines Insassen/Bedieners überwachen und den Fokus der Augen verfolgen. Wenn der Fokus entlang einer Sichtlinie zwischen dem Insassen/Bediener und der Vorrichtung 1 hinter einer Vorrichtung liegt, kann das Überwachungssystem dem Hauptprozessor 5 Meldung geben, der wiederum der Vorrichtung Meldung gibt, das Display zu deaktivieren, so dass ein Fahrer nicht von den Informationen auf dem Display 1a, 1b abgelenkt wird, wenn er auf etwas hinter der Vorrichtung schaut. Wenn sich der Fokus der Augen des Fahrers zu einer anderen Stelle bewegt oder auf das Display gerichtet ist, können das Display und die Mikro-LEDs wieder aktiviert werden.
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Die Frontkamera 17 kann zum Erfassen von Informationen zu Hintergrundbeleuchtungsbedingungen des Displays verwendet und von dem Hauptprozessor beim Übertragen von Displayinformationen an die Vorrichtungen zur Steuerung der Ausstrahlung der Mikro-LED-Quelle 9 entsprechend berücksichtigt werden. Somit kann sichergestellt werden, dass von dem Display ausreichend Kontrast zur Hintergrundbeleuchtung der Vorrichtungen bereitgestellt wird, wodurch sichergestellt wird, dass der Insasse/Bediener die von dem Display angezeigten Informationen betrachten kann.
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2 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Gangschaltvorrichtung 23, die zur Integration in eine Ausführungsform eines erfinderischen Systems geeignet ist. Die Gangschaltvorrichtung 23 kann an der Lenksäule des Fahrzeugs 3 installiert sein und weist ein Display 1a zum Anzeigen von Fahrzeuginformationen über einen gegenwärtig eingesetzten Betriebsmodus des Fahrzeugs 3 auf. Das Display 1a zeigt insbesondere, dass sich das Fahrzeug 3 in einem Parken-P-Betriebsmodus befindet, jedoch stehen auf dem Display 1a andere Felder zum Anzeigen von Betriebsmodi, wie z. B. Fahren D, Leerlauf N, Rückwärts R, Eco, Comfort, Sport usw., zur Verfügung.
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2b zeigt eine schematische Querschnittsansicht des in 2a gezeigten Displays. Das Display 1a umfasst Gruppierungen aus Mikro-LEDs 9, die in ein transparentes Substrat in „RGB“-Gruppierungen (RGB - Red-Green-Blue; Rot-Grün-Blau) integriert sind. Die Gruppierungen weisen jeweils eine Größe von weniger als 100 Mikrometer auf, wodurch derartige Gruppierungen für das menschliche Auge unsichtbar sind, wenn die LEDs nicht aktiviert sind. Derartige Gruppierungen können als Leuchtdiodenmikrodisplaypanels („LED-Mikropanel“) bezeichnet werden. Durch die Integration in das transparente Substrat ist das Display 1a transparent. Die Sichtlinien eines Insassen/Bedieners J werden somit nicht durch ein auf diese Art und Weise hergestelltes Display 1a gestört.
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Weiterhin sorgen die Mikro-LEDs 9 für einen minimalen Kontrast von 2:1, während eine Durchlässigkeit von mindestens 70 % aufrechterhalten wird. Ein derartiges Display 1a kann dazu ausgeführt sein, mehr als 90 % des einfallenden Lichts durchzulassen. Die Erfindung vergrößert somit das Sichtfeld eines Bedieners J, da Vorrichtungen, die herkömmlicherweise das Sichtfeld reduzieren, transparent ausgeführt sind, während gleichzeitig gestattet wird, dass der Bediener J Informationen, die zur Steuerung des Fahrzeugs 3 hilfreich sind, empfängt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Insassen/Bedieners J und von zwei Vorrichtungen 1, 23, die transparente Displays 1a umfassen, die zur Verwendung in einem erfinderischen System geeignet sind. Der Insasse/Bediener J hat eine Sichtlinie auf eine Verkehrsampel aus einer Windschutzscheibe 25 des Fahrzeugs 3 heraus, die von einem herkömmlichen Rückspiegel versperrt würde. Der Spiegel umfasst ein Display 3a, das transparent ausgeführt ist und Gruppierungen von Mikro-LEDs 9 zum Ausstrahlen von Licht, Anzeigen von Informationen von einer Heckkamera 21 oder anderen Informationen umfasst. Der Insasse/Bediener J hat eine weitere Sichtlinie auf ein die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 3 anzeigendes Displaypanel, das von einer herkömmlichen Gangschaltvorrichtung an der Lenksäule versperrt würde. Die gezeigte Gangschaltvorrichtung 23 umfasst ein weiteres transparentes Display 1a, wie z. B. das in 2b gezeigte Display 1a. Aufgrund der Transparenz der gezeigten Displays 1a wird der Blick des Insassen/Bedieners J nicht versperrt, während auf den Displays 1a bereitgestellte Informationen weiterhin verzeichnet werden können.
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Die Rückspiegelvorrichtung 1 umfasst ferner versperrende Elemente 19, die den Mikro-LED-Quellen 9 entsprechen. Die versperrenden Elemente 19 dienen dazu, zu verhindern, dass das ausgestrahlte Licht von den Quellen 9 in einer Vorwärtsrichtung aus dem Display 1a austritt, wodurch eine Ablenkung erzeugt würde oder vertrauliche Informationen, die möglicherweise angezeigt werden, preisgegeben würden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 3
- Display
- 5
- Hauptprozessor
- 7
- Kommunikationspfade
- 9
- Quellen, Mikro-LEDs
- 13
- Steuervorrichtung, Schalter
- 15
- Insassenüberwachungssystem
- 17
- Kamera (Front-)
- 19
- versperrendes Element
- 21
- Heckkamera
- 23
- Gangschaltvorrichtung
- 25
- Windschutzscheibe
- P1, P2
- Positionen eines Insassen/Bedieners, zweite Position entlang der Sichtlinie
- S1
- Signal zur Vorrichtung
