DE102018221545A1 - Projection device - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird eine Projektionsvorrichtung (22), insbesondere für eine Instrumententafel (26) für ein Fahrzeug (20), aufweisend einen Projektor (30) und eine Anzeigefläche (24), wobei der Projektor (30) und die Anzeigefläche (24) in der Art angeordnet sind, dass von dem Projektor (30) ausgesendete Lichtstrahlen (32) für eine reale Bilddarstellung (36) auf die Anzeigefläche (24) geleitet werden. Die Anzeigefläche (24) weist zumindest ein holografisches Element (34) auf. Ferner weist die Anzeigefläche (24) einen ersten Bereich (40) und einen zweiten Bereich (42) auf, wobei der erste Bereich (40) eine erste Transparenz aufweist und der zweite Bereich (42) eine zweite Transparenz aufweist, wobei der erste Bereich (40) eine geringere Transparenz aufweist als der zweite Bereich (42). Die Anzeigefläche (24) ist in der Art angeordnet, dass der erste Bereich (40) zwischen einem Betrachter (28) der Anzeigefläche (24) und der Instrumententafel (26) angeordnet ist und der zweite Bereich (42) für einen Betrachter (28) der Anzeigefläche (24) zumindest teilweise oberhalb der Instrumententafel (26) angeordnet ist.A projection device (22) is proposed, in particular for an instrument panel (26) for a vehicle (20), comprising a projector (30) and a display surface (24), the projector (30) and the display surface (24) being of the kind are arranged such that light beams (32) emitted by the projector (30) are directed onto the display surface (24) for a real image display (36). The display surface (24) has at least one holographic element (34). Furthermore, the display area (24) has a first area (40) and a second area (42), the first area (40) having a first transparency and the second area (42) having a second transparency, the first area ( 40) has a lower transparency than the second region (42). The display area (24) is arranged in such a way that the first area (40) is arranged between a viewer (28) of the display area (24) and the instrument panel (26) and the second area (42) for a viewer (28) the display surface (24) is at least partially arranged above the instrument panel (26).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Weiterhin ist auch eine Instrumententafel und ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The invention relates to a projection device according to the preamble of the independent claim. The present invention also relates to an instrument panel and a method for operating a projection device.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorgeschlagen wird eine Projektionsvorrichtung, insbesondere für eine Instrumententafel für ein Fahrzeug, aufweisend einen Projektor und eine Anzeigefläche, wobei der Projektor und die Anzeigefläche in der Art angeordnet sind, dass von dem Projektor ausgesendete Lichtstrahlen für eine reale Bilddarstellung auf die Anzeigefläche geleitet werden. Die Anzeigefläche weist zumindest ein holografisches Element und weiterhin einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf. Der erste Bereich weist eine erste Transparenz und der zweite Bereich eine zweite Transparenz auf, wobei der erste Bereich eine geringere Transparenz aufweist als der zweite Bereich. Die Anzeigefläche ist in der Art angeordnet, dass der erste Bereich zwischen einem Betrachter der Anzeigefläche und der Instrumententafel angeordnet ist und der zweite Bereich für einen Betrachter der Anzeigefläche zumindest teilweise oberhalb der Instrumententafel angeordnet ist.A projection device is proposed, in particular for an instrument panel for a vehicle, comprising a projector and a display surface, the projector and the display surface being arranged in such a way that light beams emitted by the projector are directed onto the display surface for a real image display. The display area has at least one holographic element and furthermore a first area and a second area. The first area has a first transparency and the second area has a second transparency, the first area having a lower transparency than the second area. The display area is arranged in such a way that the first area is arranged between a viewer of the display area and the instrument panel and the second area is arranged at least partially above the instrument panel for a viewer of the display area.
Eine Projektionsvorrichtung kann beispielsweise in einem Instrument Cluster und/oder in einem Armaturenbrett, insbesondere eines Fahrzeugs, angeordnet werden. Mittels einer Projektionsvorrichtung können einem Fahrer und/oder einem Beifahrer Informationen angezeigt werden. Beispielsweise können Informationen über den Fahrzeugzustand angezeigt werden. Beispielsweise kann mittels einer Projektionsvorrichtung ein Fahrzeugmodus angezeigt werden. Die ausgegebenen Informationen können beispielsweise Informationen über den Fahrzeugzustand, wie die Geschwindigkeit, die Drehzahlanzeige, die Tankfüllung und/oder Informationen über eine Fahrzeugnavigation und/oder Informationen eines Entertainmentsystems sein. Eine Projektionsvorrichtung kann auch als Anzeigevorrichtung bezeichnet werden.A projection device can be arranged, for example, in an instrument cluster and / or in a dashboard, in particular a vehicle. Information can be displayed to a driver and / or a front passenger by means of a projection device. For example, information about the state of the vehicle can be displayed. For example, a vehicle mode can be displayed using a projection device. The information output can be, for example, information about the state of the vehicle, such as the speed, the speed indicator, the tank filling, and / or information about vehicle navigation and / or information about an entertainment system. A projection device can also be referred to as a display device.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass einem Betrachter relevante Informationen sicher und/oder zuverlässig dargestellt werden können. Die beiden Bereiche auf der Anzeigefläche können insbesondere zur Anzeige bestimmter Informationen angepasst werden. Vorzugsweise ist der erste Bereich mit einer geringeren Transparenz wie der zweite Bereich ausgebildet, wodurch der erste Bereich insbesondere eine höhere Resistenz gegenüber Störlicht aufweist. Hierdurch können insbesondere Informationen sicher dargestellt werden, wobei eine Störung, beispielsweise durch Lichtstrahlen aus einer Umgebung des Fahrzeugs verringert bzw. reduziert werden kann. Weiterhin können hierdurch insbesondere Streueffekte reduziert werden. Der zweite Bereich kann insbesondere eine höhere Transparenz als der erste Bereich aufweisen, wodurch beispielsweise eine Umgebung der Projektionsvorrichtung durch den zweiten Bereich hindurch sichtbar ist. Hierdurch können insbesondere auf dem zweiten Bereich dargestellte Informationen mit einer Umgebung der Projektionsvorrichtung bzw. mit einer Umgebung des Fahrzeugs mit der Projektionsvorrichtung überlagert werden. Hierdurch können einem Betrachter bzw. einem Fahrer insbesondere Informationen so dargestellt werden, dass der Betrachter insbesondere den Blick von der Fahrbahn nicht oder nur geringfügig abwenden muss. Hierdurch kann insbesondere eine Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. Somit kann eine Produktionsvorrichtung mit einem Projektor und einer Anzeigefläche zwei unterschiedliche Bereiche aufweisen, welche für unterschiedlich dargestellte Informationen optimiert werden können. Hierdurch können insbesondere Kosten bei der Herstellung sowie Bauraum im Instrument Cluster eingespart werden.The advantage of the present invention is that relevant information can be presented to a viewer safely and / or reliably. The two areas on the display surface can be adapted in particular to display certain information. The first region is preferably designed with a lower transparency than the second region, as a result of which the first region in particular has a higher resistance to stray light. In this way, in particular information can be represented reliably, wherein a disturbance, for example due to light rays from the surroundings of the vehicle, can be reduced or reduced. Furthermore, scatter effects can be reduced in particular. The second area can in particular have a higher transparency than the first area, as a result of which, for example, an environment of the projection device can be seen through the second area. As a result, information displayed in the second area in particular can be overlaid with an environment of the projection device or with an environment of the vehicle with the projection device. As a result, information can be presented to a viewer or a driver in particular in such a way that the viewer, in particular, does not have to, or only slightly, have to look away from the road. This can increase road traffic safety in particular. Thus, a production device with a projector and a display area can have two different areas, which can be optimized for differently displayed information. In particular, this saves costs in production and installation space in the instrument cluster.
Mit anderen Worten kann ein helles und/oder teiltransparentes Projektionsdisplay bzw. Projektionsvorrichtung mit unterschiedlichen Flächenelementen auf der Anzeigefläche ausgebildet sein, wobei die unterschiedlichen Flächenelemente bzw. Bereiche auf verschiedene Eigenschaften, beispielsweise eine hohe Transparenz oder eine hohe Störlichtresistenz optimiert sind. Hierdurch kann insbesondere eine Projektionsvorrichtung mit einem zweiten Bereich mit höherer Transparenz als dem ersten Bereich ausgebildet sein, wobei im zweiten Bereich insbesondere die dahinter befindliche Umgebung für einen Betrachter zumindest teilweise sichtbar ist. Zusätzlich kann ein erster Bereich insbesondere eine geringere Transparenz als der zweite Bereich aufweisen, wodurch die Informationen auf dem ersten Bereich insbesondere einfach und/oder klar lesbar und/oder sicher dargestellt werden können, wodurch beispielsweise eine erhöhte Störlichtresistenz des ersten Bereichs gewährleistet ist. Hierauf können beispielsweise kritische Informationen über einen Fahrzeugzustand bzw. eines Fahrassistenzsystems dargestellt werden. Die Projektionsvorrichtung mit den verschiedenen Teilbereichen der Anzeigefläche kann insbesondere mit einem gemeinsamen Projektor bzw. mit einer Bildgebereinheit betrieben werden, wodurch insbesondere Kosten eingespart werden können.In other words, a bright and / or partially transparent projection display or projection device with different surface elements can be formed on the display surface, the different surface elements or regions being optimized for different properties, for example high transparency or high resistance to stray light. In this way, in particular, a projection device can be formed with a second area with greater transparency than the first area, with the surrounding area in particular being at least partially visible to an observer in the second area. In addition, a first area can in particular have a lower transparency than the second area, as a result of which the information on the first area can in particular be displayed in a simple and / or clearly legible and / or secure manner, which ensures, for example, increased resistance to stray light in the first area. Critical information about a vehicle state or a driver assistance system can be displayed thereon, for example. The projection device with the different partial areas of the display surface can be operated in particular with a common projector or with an image generator unit, which in particular saves costs.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Anzeigefläche in der Art angeordnet, dass der erste Bereich für einen Betrachter durch ein Lenkrad des Fahrzeugs hindurch sichtbar ist und dass der zweite Bereich oberhalb des Lenkrads des Fahrzeugs sichtbar ist. Hierdurch können die dargestellten Informationen auf dem ersten Bereich und auf dem zweiten Bereich sicher und/oder einfach und/oder zuverlässig von einem Betrachter wahrgenommen werden. Vorzugsweise kann die Projektionsvorrichtung bzw. insbesondere der erste Bereich der Anzeigefläche ein herkömmliches Kombiinstrument ersetzen. Somit wäre ein herkömmliches Kombiinstrument, welches beispielsweise als Display oder als analoge Anzeigeeinheit ausgeführt sein kann, und eine Darstellung, welche überlagert mit der Umgebung der Projektionsvorrichtung, in dem zweiten Bereich darstellbar ist, mit einer Projektionsvorrichtung realisierbar. Hierdurch können insbesondere Kosten sowie Bauraum eingespart werden. In an advantageous embodiment, the display area is arranged in such a way that the first area is visible to a viewer through a steering wheel of the vehicle and that the second area is visible above the steering wheel of the vehicle. As a result, the information displayed on the first area and on the second area can be perceived safely and / or simply and / or reliably by an observer. The projection device or in particular the first region of the display surface can preferably replace a conventional instrument cluster. Thus, a conventional instrument cluster, which can be embodied, for example, as a display or as an analog display unit, and a display that can be displayed in the second area, superimposed on the surroundings of the projection device, could be realized with a projection device. In particular, this saves costs and installation space.
In einer Weiterentwicklung können die von dem Projektor ausgesendeten Lichtstrahlen zwischen dem Projektor und der Anzeigefläche in einem Strahlengang geleitet werden, wobei die Anzeigefläche in der Art angeordnet ist, dass sie einen Einblick für den Betrachter auf den Strahlengang zumindest teilweise verdeckt. Hierdurch kann insbesondere vermieden werden, dass der Betrachter die Komponenten der Projektionsvorrichtung wahrnimmt, welche beispielsweise in Fahrtrichtung vor der Projektionsfläche liegen, insbesondere in auf der einer Motorhaube zugewandten Seite der Projektionsfläche und/oder einer einem Betrachter abgewandten Seite der Projektionsfläche. Zudem kann eine sichere und/oder zuverlässige Darstellung der Informationen auf der Anzeigefläche bzw. in den jeweiligen Bereichen der Anzeigefläche ermöglicht werden. Ferner kann ein Betrachter insbesondere nicht durch Blendung des Strahlengangs abgelenkt werden. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit im Fahrzeug und somit im Straßenverkehr erhöht werden. Weiterhin ist keine zusätzliche Vorrichtung zur Abdeckung des Strahlengangs notwendig, wodurch insbesondere Bauraum und/oder Kosten eingespart werden können.In a further development, the light beams emitted by the projector can be guided in a beam path between the projector and the display surface, the display surface being arranged in such a way that it at least partially obscures the viewer's view of the beam path. This can in particular prevent the viewer from perceiving the components of the projection device which, for example, lie in front of the projection surface in the direction of travel, in particular on the side of the projection surface facing a bonnet and / or a side of the projection surface facing away from an observer. In addition, a safe and / or reliable display of the information on the display area or in the respective areas of the display area can be made possible. Furthermore, a viewer cannot be distracted by glare in the beam path. As a result, safety in the vehicle and thus in road traffic can be increased in particular. Furthermore, no additional device for covering the beam path is necessary, as a result of which, in particular, installation space and / or costs can be saved.
Vorzugsweise können die die von dem Projektor ausgesendeten Lichtstrahlen in einem Winkel, insbesondere in einem Einfallswinkel, auf die Anzeigefläche treffen, wobei der Einfallswinkel definiert ist als ein Winkel zwischen den Lichtstrahlen und einer Flächennormalen der Anzeigefläche und dass der Einfallswinkel einen Wert zwischen 10° und 80°, insbesondere zwischen 45° und 70°, aufweist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine Bilddarstellung und/oder Informationen sicher und/oder zuverlässig auf der Anzeigefläche dargestellt werden. Ferner kann durch die Anordnung in einem bestimmten Winkel Bauraum eingespart werden. Weiterhin können durch einen Einfallswinkel in einem Bereich nahe des Brewster-Winkels, welche als ein Winkel von etwa 56° ausgebildet ist, störende Oberflächen-Reflexionen auf der einem Betrachter zugewandten Seite der Projektionsfläche reduziert werden, insbesondere bei Verwendung eines Projektors, der polarisiertes Licht aussendet.The light beams emitted by the projector can preferably strike the display surface at an angle, in particular at an angle of incidence, the angle of incidence being defined as an angle between the light beams and a surface normal of the display surface and that the angle of incidence has a value between 10 ° and 80 °, in particular between 45 ° and 70 °. This can ensure that an image and / or information is displayed safely and / or reliably on the display surface. Furthermore, space can be saved by the arrangement at a certain angle. Furthermore, an angle of incidence in a region near the Brewster angle, which is formed as an angle of approximately 56 °, can reduce disturbing surface reflections on the side of the projection surface facing an observer, in particular when using a projector which emits polarized light .
Weiterhin kann das holografische Element eine holografische Funktion aufweisen zum Umlenken und/oder Streuen der Lichtstrahlen in Abhängigkeit des Einfallswinkels, wobei die holografische Funktion in abhängig von dem Einfallswinkel der Lichtstrahlen ausgebildet ist. Für beide Bereiche besteht die wesentliche optische Funktion des Hologramms darin, dass gerichtetes Licht vom Projektor zum einen in Richtung des Fahrers umgelenkt wird, zum anderen in einen definierten Winkelbereich gestreut wird. Mittels beider Funktionen können die Lichtstrahlen von dem Projektor in eine sogenannte Eyebox abgestrahlt werden. Die Eyebox ist insbesondere als ein Bereich ausgebildet, in dem sich typischerweise beide Augen des Fahrers und/oder eines Beifahrers befinden. Aus der geometrischen Anordnung kann sich ergeben, dass die Winkel-Umlenkung in unterschiedlichen Teilbereichen der Anzeigefläche auch jeweils unterschiedlich ist, angepasst an den jeweiligen Einfallswinkel der Lichtstrahlen von dem Projektor her und die geforderte Abstrahlrichtung zu den Augen des Fahrers hin, insbesondere zur Eyebox. Weiterhin kann die holografische Funktion sicherstellen, dass für eine mehrfarbige Darstellung die optischen Funktionen für mehrere Wellenlängenbereiche des vom Projektor ausgehenden Lichts erfüllt werden. Dies wird bevorzugt durch eine Verwendung eines Volumenhologramms erreicht. Hierdurch können insbesondere der erste Bereich und der zweite Bereich in der Art ausgebildet sein, dass hierfür vorgesehene Informationen sicher und/oder zuverlässig dargestellt und von einem Betrachter wahrgenommen werden können. Hierdurch wird insbesondere der jeweilige Bereich speziell für unterschiedliche darzustellen Informationen eingerichtet. Mit anderen Worten können hierdurch einem Fahrer sicher und/oder zuverlässig Informationen in der entsprechenden Darstellungsform angezeigt werden. Hierdurch kann insbesondere die Fahrsicherheit erhöht werden.Furthermore, the holographic element can have a holographic function for deflecting and / or scattering the light beams as a function of the angle of incidence, the holographic function being designed as a function of the angle of incidence of the light beams. For both areas, the essential optical function of the hologram is that directed light is deflected by the projector on the one hand in the direction of the driver, and on the other hand is scattered in a defined angular range. Using both functions, the light rays can be emitted from the projector into a so-called eyebox. The eyebox is in particular designed as an area in which both the driver's and / or a passenger's eyes are typically located. The geometric arrangement can result in the fact that the angle deflection is also different in different partial areas of the display surface, adapted to the respective angle of incidence of the light rays from the projector and the required radiation direction to the driver's eyes, in particular to the eyebox. Furthermore, the holographic function can ensure that the optical functions for a plurality of wavelength ranges of the light emanating from the projector are fulfilled for a multi-colored display. This is preferably achieved by using a volume hologram. As a result, in particular the first area and the second area can be designed in such a way that information provided for this purpose can be displayed safely and / or reliably and perceived by a viewer. This in particular sets up the respective area specifically for different information to be displayed. In other words, this can be used to safely and / or reliably display information to a driver in the corresponding form of representation. This in particular increases driving safety.
In einer beispielhaften Ausgestaltung kann der erste Bereich der Anzeigefläche an einer dem Projektor zugewandten und/oder abgewandten Seite eine eine bestimmte Transparenz aufweisende Schicht aufweisen. In einer Weiterentwicklung kann die Schicht eine definierte Tönung aufweisen und/oder einen definierten Reflexionsgrad aufweisen und/oder eine Lamellenstruktur aufweisen und/oder einen Polfilter aufweisen. Hierdurch kann insbesondere eine unterschiedliche Transparenz im Gegensatz zum zweiten Bereich ermöglicht werden, wodurch insbesondere auf dem ersten Bereich kritische bzw. sicherheitsrelevante Informationen über einen Fahrzeugzustand dargestellt werden können. Weiterhin kann gewährleistet werden, dass ein Betrachter die Informationen, welche auf dem ersten Bereich dargestellt werden, sicher und/oder zuverlässig wahrnehmen kann, wodurch insbesondere die Fahrzeugsicherheit bzw. die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht wird. Mittels der Verwendung der oben genannten unterschiedlichen Schichten können insbesondere Bauraum und/oder Kosten bei der Herstellung reduziert werden.In an exemplary embodiment, the first area of the display surface can have a layer having a certain transparency on a side facing and / or facing away from the projector. In a further development, the layer can have a defined tint and / or have a defined degree of reflection and / or have a lamella structure and / or have a polarizing filter. In this way, in particular a different transparency in contrast to the second area can be made possible, which means that critical or safety-relevant information about a vehicle condition can be displayed. Furthermore, it can be ensured that a viewer can safely and / or reliably perceive the information which is displayed in the first area, which in particular increases vehicle safety or road traffic safety. By using the above-mentioned different layers, in particular installation space and / or production costs can be reduced.
Vorteilhafterweise kann die Anzeigefläche an einer dem Projektor zugewandten und/oder abgewandten Seite insbesondere eine Schutzschicht aufweisen, wobei die Schutzschicht vorzugsweise als ein Hard Coating ausgebildet ist. Hierdurch kann die Anzeigefläche insbesondere vor äußeren Einwirkungen geschützt werden. Äußere Einwirkungen, wie beispielsweise die Anzeigefläche berührende Gegenstände oder Staub bzw. Partikel und/oder Fluide, wie beispielsweise Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Wasser, können beispielsweise von einer Umgebung der Projektionsvorrichtung bzw. der Anzeigefläche auf die Anzeigefläche einwirken. Mittels der Schutzschicht kann die Anzeigefläche insbesondere langlebiger ausgestaltet werden. Weiterhin können insbesondere Kratzer auf der Anzeigefläche reduziert und/oder verhindert werden. Die Schutzschicht kann insbesondere kratzfest ausgebildet sein.Advantageously, the display surface can in particular have a protective layer on a side facing and / or facing away from the projector, the protective layer preferably being designed as a hard coating. As a result, the display area can be protected in particular from external influences. External influences, such as objects touching the display surface or dust or particles and / or fluids, such as liquids, such as water, can act on the display surface, for example, from the surroundings of the projection device or display surface. By means of the protective layer, the display surface can in particular be made more durable. Furthermore, scratches on the display surface in particular can be reduced and / or prevented. The protective layer can in particular be made scratch-resistant.
In einer Weiterentwicklung kann zwischen dem Projektor und der Anzeigefläche eine Abbildungsoptik mit zumindest einem optischen Element angeordnet sein, wobei mittels der Abbildungsoptik die von dem Projektor ausgesendeten Lichtstrahlen auf die Anzeigefläche gelenkt werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass Lichtstrahlen sicher und/oder zuverlässig von dem Projektor zu der Anzeigefläche geleitet bzw. gelenkt werden können. Mittels der Verwendung einer Abbildungsoptik, wie beispielsweise einem Spiegel als optischem Element, können insbesondere Kosten bei der Herstellung und/oder Bauraum eingespart werden. Spiegel im Strahlengang sollten bevorzugt als Oberflächenspiegel ausgeführt sein, um das Auftreten von Geisterbildern zu reduzieren oder insbesondere zu vermeiden.In a further development, imaging optics with at least one optical element can be arranged between the projector and the display surface, the light rays emitted by the projector being directed onto the display surface by means of the imaging optics. This can ensure that light beams can be guided and directed safely and / or reliably from the projector to the display surface. The use of imaging optics, such as a mirror as an optical element, can in particular save costs in production and / or installation space. Mirrors in the beam path should preferably be designed as surface mirrors in order to reduce or, in particular, to avoid the occurrence of ghost images.
In einer beispielhaften Ausführung kann der zweite Bereich eine elektrooptische Schicht aufweisen, wobei mittels der elektrooptischen Schicht die Transparenz der Schicht und somit des zweiten Bereichs variabel einstellbar ist. Hierdurch kann der zweite Bereich insbesondere auf unterschiedliche Zustände angepasst werden. Beispielsweise kann in einem autonom fahrenden Fahrzeug bei manueller Steuerung des Fahrzeugs der Bereich transparent ausgestaltet werden, wodurch dargestellte Informationen insbesondere mit der Umgebung des Fahrzeugs überlagert werden, wodurch insbesondere Informationen sicher und/oder zuverlässig für einen Fahrer dargestellt werden können. Bei einer automatisierten Steuerung des Fahrzeugs kann der zweite Bereich insbesondere weniger transparent ausgestaltet werden, wodurch einem Betrachter beispielsweise andere Informationen, beispielsweise Informationen eines Fahrzeug Entertainmentsystems, dargestellt werden können. Hierdurch kann sich ein Fahrer insbesondere anderen Aufgaben wie dem manuellen Fahren eines Fahrzeugs widmen. Bei einer manuellen Übernahme des Fahrzeugs aus einem automatisierten Modus kann die Anzeigefläche insbesondere wieder eine erhöhte Transparenz aufweisen. Hierdurch kann insbesondere eine komfortable Anzeige für einen Betrachter bzw. einen Fahrer in einem Fahrzeug, insbesondere in einem autonomen Fahrzeug, gewährleistet werden. In einer weiteren Ausführung kann der erste Bereich eine elektrooptische Schicht aufweisen, wobei mittels der elektrooptischen Schicht die Transparenz der Schicht und somit des ersten Bereichs variabel einstellbar ist. In einer Weiterentwicklung können der erste Bereich und der zweite Bereich zusammen oder getrennt gesteuert werden.In an exemplary embodiment, the second region can have an electro-optical layer, the transparency of the layer and thus of the second region being variably adjustable by means of the electro-optical layer. As a result, the second area can be adapted in particular to different states. For example, in an autonomously driving vehicle with manual control of the vehicle, the area can be made transparent, as a result of which information displayed is superimposed, in particular, on the surroundings of the vehicle, which in particular enables information to be presented to a driver safely and / or reliably. In the case of automated control of the vehicle, the second area can in particular be made less transparent, as a result of which, for example, other information, for example information from a vehicle entertainment system, can be presented to a viewer. This enables a driver to devote himself in particular to other tasks such as driving a vehicle manually. When the vehicle is taken over manually from an automated mode, the display area can again have increased transparency. In this way, in particular a comfortable display for an observer or a driver in a vehicle, in particular in an autonomous vehicle, can be ensured. In a further embodiment, the first area can have an electro-optical layer, the transparency of the layer and thus of the first area being variably adjustable by means of the electro-optical layer. In a further development, the first area and the second area can be controlled together or separately.
Weiterhin kann die Projektionsvorrichtung eine Deckscheibe aufweisen, wobei der Anschluss der Deckscheibe an die Anzeigefläche bevorzugt zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich an der Anzeigefläche angeordnet ist, sodass die Trennlinie im Idealfall aus Fahrersicht durch den Lenkrad-Kranz verdeckt wird. Mittels der Deckscheibe kann die Projektionsvorrichtung insbesondere vor externen Einflüssen, wie beispielsweise Partikeln, wie beispielsweise Staub oder Schmutz, und/oder Flüssigkeiten, zum Beispiel Wasser und/oder Feuchtigkeit, geschützt werden. Mit anderen Worten kann insbesondere das Eindringen von Fremdkörpern in den Strahlengang reduziert bzw. verhindert werden. Hierdurch kann insbesondere die Funktionalität der Projektionsvorrichtung und/oder die Langlebigkeit der Projektionsvorrichtung verbessert werden. Mittels der Anordnung der Deckscheibe zwischen dem zweiten Bereich und dem ersten Bereich, kann insbesondere gewährleistet werden, dass der zweite Bereich beispielsweise derart anordenbar ist, dass ein Betrachter die Umgebung in Blickrichtung hinter dem zweiten Bereich bzw. durch den zweiten Bereich hindurchsehen kann. Hierdurch können insbesondere Informationen mit der Umgebung der Projektionsvorrichtung und somit mit der Umgebung des Fahrzeugs überlagert werden. Weiterhin kann durch eine geeignete Gestaltung, insbesondere Neigung, der Deckscheibe erreicht werden, dass Reflexionen auf den Oberflächen der Deckscheibe auf eine insbesondere mattschwarz ausgeführte Abdeckung reflektiert werden und vorzugsweise nicht auf die Anzeigefläche. Hierdurch können vorteilhafterweise störende Artefakte reduziert bzw. vermieden werden.Furthermore, the projection device can have a cover plate, the connection of the cover plate to the display area preferably being arranged between the first area and the second area on the display area, so that the dividing line is ideally covered by the steering wheel rim from the driver's point of view. By means of the cover plate, the projection device can be protected in particular from external influences, such as, for example, particles, such as dust or dirt, and / or liquids, for example water and / or moisture. In other words, in particular the penetration of foreign bodies into the beam path can be reduced or prevented. In this way, in particular, the functionality of the projection device and / or the longevity of the projection device can be improved. By arranging the cover plate between the second area and the first area, it can in particular be ensured that the second area can be arranged, for example, in such a way that an observer can see the surroundings in the direction of view behind the second area or through the second area. As a result, information with the surroundings of the projection device and thus with the surroundings of the vehicle can be superimposed. Furthermore, by means of a suitable design, in particular inclination, of the cover plate, reflections on the surfaces of the cover plate are reflected on a cover, in particular a matte black cover, and preferably not on the display surface. In this way, disruptive artifacts can advantageously be reduced or avoided.
Weiterhin wird eine Instrumententafel mit einer Projektionsvorrichtung vorgeschlagen, wobei die Projektionsvorrichtung in der Art an der Instrumententafel angeordnet ist, dass der erste Bereich der Anzeigefläche zwischen einem Betrachter der Anzeigefläche und der Instrumententafel angeordnet ist und der zweite Bereich der Anzeigefläche für einen Betrachter der Anzeigefläche oberhalb der Instrumententafel angeordnet ist. Furthermore, an instrument panel with a projection device is proposed, the projection device being arranged on the instrument panel in such a way that the first area of the display area is arranged between a viewer of the display area and the instrument panel and the second area of the display area for a viewer of the display area above the Instrument panel is arranged.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Instrumententafel liegt darin, dass einem Betrachter relevante Informationen sicher und/oder zuverlässig dargestellt werden können. Die beiden Bereiche auf der Anzeigefläche können insbesondere zur Anzeige bestimmter Informationen angepasst werden. Vorzugsweise ist der erste Bereich mit einer geringeren Transparenz als der zweite Bereich ausgebildet, wodurch dieser insbesondere eine höhere Resistenz gegenüber Störlicht aufweist. Hierdurch können insbesondere Informationen sicher dargestellt werden, wobei eine Störung, beispielsweise durch Lichtstrahlen aus einer Umgebung der Projektionsvorrichtung verringert bzw. reduziert werden kann. Der zweite Bereich kann insbesondere eine höhere Transparenz als der erste Bereich aufweisen, wodurch beispielsweise eine Umgebung der Projektionsvorrichtung durch den zweiten Bereich hindurch sichtbar ist. Hierdurch können insbesondere auf dem zweiten Bereich dargestellte Informationen mit einer Umgebung der Projektionsvorrichtung bzw. mit einer Umgebung des Fahrzeugs mit der Projektionsvorrichtung überlagert werden. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. Somit kann eine Projektionsvorrichtung mit einem Projektor und einer Anzeigefläche zwei unterschiedliche Bereiche aufweisen, welche für unterschiedlich dargestellte Informationen optimiert werden können. Hierdurch können insbesondere Kosten bei der Herstellung sowie Bauraum im Instrument Cluster eingespart werden.The advantage of the proposed instrument panel is that relevant information can be presented to a viewer safely and / or reliably. The two areas on the display surface can be adapted in particular to display certain information. The first region is preferably designed with a lower transparency than the second region, as a result of which the latter in particular has a higher resistance to stray light. In this way, information can in particular be represented reliably, wherein a disturbance, for example due to light rays from an environment of the projection device, can be reduced or reduced. The second area can in particular have a higher transparency than the first area, as a result of which, for example, an environment of the projection device can be seen through the second area. As a result, information displayed in the second area in particular can be overlaid with an environment of the projection device or with an environment of the vehicle with the projection device. This can increase road traffic safety in particular. A projection device with a projector and a display surface can thus have two different areas, which can be optimized for differently represented information. In particular, this saves costs in production and installation space in the instrument cluster.
In einer Weiterentwicklung kann die Projektionsvorrichtung in der Art an der Instrumententafel angeordnet sein, dass der zweite Bereich der Anzeigefläche vor einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist. Hierdurch können Informationen, welche auf dem zweiten Bereich der Anzeigefläche dargestellt werden insbesondere mit einer Umgebung des Fahrzeugs überlagert werden. Hierdurch muss ein Fahrer seinen Blick nicht oder nur geringfügig von dem Geschehen auf der Straße bzw. von der Fahrbahn abwenden. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. In einer vorteilhaften Ausführung kann die Trennlinie zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich derart ausgelegt werden, dass sie aus Sicht des Fahrers mit einer typischen Augenposition durch den Lenkradkranz verdeckt wird.In a further development, the projection device can be arranged on the instrument panel in such a way that the second area of the display surface is arranged in front of a windshield of the vehicle. As a result, information which is displayed on the second area of the display area can be superimposed, in particular, with the surroundings of the vehicle. As a result, a driver does not have to look away from the action on the road or from the roadway, or only slightly. This can increase road traffic safety in particular. In an advantageous embodiment, the dividing line between the first and the second region can be designed in such a way that from the driver's point of view it is covered by the steering wheel rim with a typical eye position.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
- Aussenden von Lichtstrahlen mittels des Projektors zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung, wobei die Lichtstrahlen zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung in Richtung des ersten Bereichs der Anzeigefläche geleitet werden,
- Aussenden von Lichtstrahlen mittels des Projektors zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung, wobei die Lichtstrahlen zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung in Richtung des zweiten Bereichs der Anzeigefläche geleitet werden,
- wobei die Lichtstrahlen zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung und die Lichtstrahlen zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung gleichzeitig oder hintereinander ausgesendet werden.
- Emitting light beams by means of the projector for displaying the first, real image display, the light beams for displaying the first real image display being directed in the direction of the first area of the display surface,
- Emitting light rays by means of the projector for displaying the second, real image representation, the light rays for representing the second real image representation being directed in the direction of the second region of the display surface,
- wherein the light beams for representing the first, real image representation and the light beams for representing the second, real image representation are emitted simultaneously or in succession.
Mittels der Darstellung von unterschiedlichen Informationen auf zwei unterschiedlichen Bereichen einer Anzeigefläche können insbesondere spezifizierte Informationen in der Art dargestellt werden, dass ein Betrachter diese Informationen sicher und/oder zuverlässig wahrnehmen kann. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit im Straßenverkehr verbessert werden. Mittels der Realisierung dieser zwei Bereiche innerhalb einer Projektionsvorrichtung mit einem Projektor und einer Anzeigefläche können insbesondere Bauraum und/oder Kosten eingespart werden.By means of the representation of different information on two different areas of a display area, in particular specified information can be represented in such a way that a viewer can perceive this information safely and / or reliably. This can improve road safety in particular. By implementing these two areas within a projection device with a projector and a display area, space and / or costs can be saved in particular.
In einer Weiterentwicklung kann die Transparenz des zweiten Bereichs mittels einer elektrooptischen Schicht variabel eingestellt werden, wobei bei einem automatisierten Fahrmodus eines Fahrzeugs eine geringere Transparenz eingestellt wird als bei einem manuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs. Hierdurch kann der zweite Bereich insbesondere auf unterschiedliche Zustände angepasst werden. Beispielsweise kann in einem autonom fahrenden Fahrzeug bei manueller Steuerung des Fahrzeugs der Bereich transparent ausgestaltet werden, wodurch dargestellte Informationen insbesondere mit der Umgebung des Fahrzeugs überlagert werden, wodurch insbesondere Informationen sicher und/oder zuverlässig für einen Fahrer dargestellt werden können. Bei einer automatisierten Steuerung des Fahrzeugs kann der zweite Bereich insbesondere weniger transparent ausgestaltet werden, wodurch einem Betrachter beispielsweise andere Informationen, beispielsweise Informationen eines Fahrzeug Entertainmentsystems, dargestellt werden können. Hierdurch kann sich ein Fahrer insbesondere anderen Aufgaben wie dem manuellen Fahren eines Fahrzeugs widmen. Bei einer manuellen Übernahme des Fahrzeugs aus einem automatisierten Modus kann die Anzeigefläche insbesondere wieder eine erhöhte Transparenz aufweisen. Hierdurch kann insbesondere eine komfortable Anzeige für einen Betrachter bzw. einen Fahrer in einem Fahrzeug, insbesondere in einem autonomen Fahrzeug, gewährleistet werden.In a further development, the transparency of the second area can be variably set by means of an electro-optical layer, with a lower transparency being set in an automated driving mode of a vehicle than in a manual driving mode of a vehicle. As a result, the second area can be adapted in particular to different states. For example, in an autonomously driving vehicle with manual control of the vehicle, the area can be made transparent, as a result of which information displayed is superimposed, in particular, on the surroundings of the vehicle, which in particular enables information to be presented to a driver safely and / or reliably. In the case of automated control of the vehicle, the second area can in particular be made less transparent, as a result of which, for example, other information, for example information from a vehicle entertainment system, can be presented to a viewer. This enables a driver to devote himself in particular to other tasks such as driving a vehicle manually. If the vehicle is taken over manually from an automated mode, the display area can be changed in particular have increased transparency again. In this way, in particular a comfortable display for an observer or a driver in a vehicle, in particular in an autonomous vehicle, can be ensured.
FigurenlisteFigure list
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung; -
4 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
5 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
6 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
7 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
8 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
9 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
10 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
11 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Anzeigefläche und eines Lenkrads eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; -
12 eine schematische Darstellung eines Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
-
1 is a schematic representation of a plan view of a vehicle according to an embodiment of the present invention; -
2nd a schematic representation of a section of a vehicle according to an embodiment of the present invention; -
3rd a schematic representation of a perspective view of a projection device; -
4th a schematic representation of a perspective view of a projection device according to an embodiment of the present invention; -
5 a schematic representation of a perspective view of a projection device according to an embodiment of the present invention; -
6 a schematic representation of a perspective view of a projection device according to an embodiment of the present invention; -
7 a schematic representation of a perspective view of a projection device according to an embodiment of the present invention; -
8th a schematic representation of a perspective view of a projection device according to an embodiment of the present invention; -
9 a schematic representation of a perspective view of a projection device according to an embodiment of the present invention; -
10th a schematic representation of a perspective view of a projection device according to an embodiment of the present invention; -
11 a schematic representation of a perspective view of a display surface and a steering wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention; -
12 is a schematic representation of a method for operating a projection device according to an embodiment of the present invention.
Ausführungsformen der Erfindung:Embodiments of the invention:
Die Projektionsvorrichtung
Der Projektor
Mit anderen Worten ist die Anzeigefläche
Die Projektionsvorrichtung
Mittels des Projektors
Die Anzeigefläche
Die Anzeigefläche
Die von dem Projektor
Weiterhin weist der erste Bereich
Der zweite Bereich
Mit anderen Worten weist die Projektionsvorrichtung
Besonders vorteilhaft ist die Gestaltung für Fahrzeuge, die zeitweise manuell, zeitweise automatisch gefahren werden. Im manuellen Betrieb kann der erste, untere Bereich
Mit anderen Worten kann mittels der Projektionsvorrichtung
Das holographische Material
Weiterhin kann eine Antireflex-Schicht auf der vom Fahrer abgewandten Seite angeordnet sein, um störende Reflexionen des projizierten Lichtes nach oben zu reduzieren.Furthermore, an antireflection layer can be arranged on the side facing away from the driver in order to reduce disturbing reflections of the projected light upwards.
In dem zweiten Bereich
Weiterhin kann beispielsweise zusätzlich an dem zweiten Bereich
Der erste Anzeigebereich
Die Projektionsvorrichtung
Die Instrumententafel
Die von dem Projektor
In dieser vorteilhaften Ausführung weist die Projektionsvorrichtung
Mit anderen Worten ist insbesondere zwischen dem Projektor
Dabei wird der zweite Bereich
Die Anzeigefläche
In dieser vorteilhaften Ausführung weist die Abbildungsoptik
Weiterhin weist die Projektionsvorrichtung
Der Unterschied der Projektionsvorrichtung
Die Anzeigefläche
Einfallendes Störlicht auf der Rückseite kann dennoch durch die Tönung stark reduziert werden und kann somit Störeffekte vermindern. Ferner kann zusätzlich die Seite der Anzeigefläche
Der erste Bereich
Die Funktion der Lamellenfolie kann beispielsweise entsprechend der Lamellenfolien für Monitore ausgebildet sein, welche Licht innerhalb eines gewissen Winkelbereichs transmittieren und aber Licht außerhalb dieses Bereichs absorbieren. Die Lamellenfolie in der Projektionsvorrichtung
Es ist insbesondere möglich, die Neigung der einzelnen Lamellen an die Einstrahlrichtung des Projektors in jedem Punkt der Anzeigefläche
Der erste Bereich
In einer alternativen Ausführungsform kann die holographische Streufläche zusätzlich einen Polarisationsfilter
Der Polarisationsfilter kann beispielsweise auch im oberen Bereich der Anzeigefläche eingesetzt werden, um eine bestimmte Polarisation bei einem Einsatz des Systems als Combinerscheibe gezielt zu unterdrücken. So ist es beispielsweise möglich, ähnlich einer polarisierenden Sonnenbrille auftretende Blendreflexe des Sonnenlichts auf horizontalen Flächen gezielt zu unterdrücken. Eine solche Combinerscheibe wirkt als getönte Scheibe, reduziert aber gezielt typische Blendreflexe in der Fahrszene und bietet damit eine Erhöhung des Komforts und der Fahrsicherheit.The polarization filter can also be used, for example, in the upper region of the display area in order to specifically suppress a specific polarization when the system is used as a combiner disc. For example, it is possible to specifically suppress glare reflections of sunlight that occur on horizontal surfaces, similar to polarizing sunglasses. Such a combiner lens acts as a tinted lens, but specifically reduces typical glare reflections in the driving scene and thus offers an increase in comfort and driving safety.
Ein Polarisationsfilter lässt sich ebenfalls auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Anzeigefläche aufbringen. Außerdem ist auch diese Ausführungsform in Reflektion realisierbar.A polarization filter can also be applied to the side of the display surface facing the viewer. In addition, this embodiment can also be implemented in reflection.
Die Anzeigefläche
In einem ersten Schritt
In einem zweiten Schritt
Die Lichtstrahlen zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung und die Lichtstrahlen zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung können gleichzeitig oder hintereinander ausgesendet werden. Mit anderen Worten kann der erste Schritt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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