DE102019127170A1 - Means of locomotion and arrangement for informing a user of a means of locomotion - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Information eines Anwenders eines Fortbewegungsmittels (10) umfassend ein erstes Head-up-Display (2) mit einer Faltspiegeloptik und ein zweites Head-up-Display (3) ohne Faltspiegeloptik, wobei das zweite Head-up-Display (3) transparent ausgestaltet ist und in einem Strahlengang (5) zwischen der Faltspiegeloptik und einem Auge des Anwenders (4) angeordnet ist.The invention relates to an arrangement for informing a user of a means of transport (10) comprising a first head-up display (2) with folding mirror optics and a second head-up display (3) without folding mirror optics, the second head-up display (3) is designed to be transparent and is arranged in a beam path (5) between the folding mirror optics and an eye of the user (4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel sowie eine Anordnung zur Information eines Anwenders. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine neuartige Kombination als Head-Up-Displays bekannter Anzeigevorrichtungen.The present invention relates to a means of locomotion and an arrangement for informing a user. In particular, the present invention relates to a novel combination of display devices known as head-up displays.
Um die Anwender von Fortbewegungsmitteln mit den erforderlichen bzw. gewünschten Informationen in geeigneter Weise zu versorgen, sind im Stand der Technik mittlerweile Head-Up-Displays (HUDs) bekannt, welche Bildinhalte in das primäre Sichtfeld oder naheliegende Sichtfeldbereiche des Anwenders eines Fortbewegungsmittels spiegeln. Bei klassischen Head-Up-Displays werden die darzustellenden Elemente über Faltspiegeloptiken bis zu sieben Meter oder weiter vorausliegend erscheinend dargestellt, um eine rasche Adaption des Anwenders, der sein Augenmerk auf das Verkehrsgeschehen gerichtet hat, zu ermöglichen oder eine Adaption vollständig zu erübrigen. Das Field-of-View (FOV) klassischer Head-Up-Displays ist vergleichsweise gering und setzt das Vorhandensein eines sogenannten Combiners (Windschutzscheibe oder separate Combinerscheibe) voraus. Der Combiner ist als semi-transparente Schicht dazu eingerichtet, die im Wesentlichen senkrecht aufwärts gerichteten Strahlen des HUD-Projektors in Richtung der Augen des Anwenders zu reflektieren. Klassische HUDs eignen sich bei ausreichend großem FOV und virtuell großem Abstand (VSD) für kontaktanaloge Augmented Reality-Darstellungen.
Grundsätzlich sind also beide Arten der Head-Up-Displays für die Darstellung unterschiedlicher Informationen in Fortbewegungsmitteln geeignet. Eine sinnvolle Kombination beider Technologien wurde im Stand der Technik bislang nicht gezeigt.In principle, both types of head-up displays are therefore suitable for displaying different information in means of locomotion. A sensible combination of the two technologies has not been shown in the prior art so far.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorgenannten Bedarf zu stillen.It is an object of the present invention to meet the aforementioned need.
Insbesondere werden erfindungsgemäß beide HUD-Typen in einem Fortbewegungsmittel vereint. Dabei hat das direkt eingespiegelte Display eine hohe Transparenz, sodass die AR-HUD-Optik unter dem direkt eingespiegelten Display zum Liegen kommt. Mit anderen Worten wird eine Anordnung zur Information eines Anwenders eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen, welche ein erstes Head-Up-Display (HUD) mit einer Faltspiegeloptik und ein zweites HUD ohne Faltspiegeloptik aufweist. Das zweite HUD ist transparent ausgestaltet und in einem Strahlengang zwischen der Faltspiegeloptik und einem Auge des Anwenders angeordnet. Mit anderen Worten wird Licht, welches aus der Faltspiegeloptik des ersten HUDs austritt, vor einem Auftreffen auf den Combiner/die Windschutzscheibe durch das zweite HUD bzw. dessen Lichtquelle/Display fallen müssen, wodurch sich mindestens ein Teilbereich der Anzeigebereiche beider HUDs auch im Blickfeld des Anwenders überlappen. Naturgemäß hat der Anwender also durch das zweite Head-up-Display einen naheliegenden Darstellungsbereich (mit niedriger VSD) und einen ihm ferner liegenden Darstellungsbereich des ersten HUDs mit einem größeren VSD. Dies wird erst durch die Verwendung transparenter Displaytechnologien für das zweite HUD möglich und erweitert die Anzeigemöglichkeiten und Freiheitsgrade der Informationsdarbietung in Fortbewegungsmitteln, wie im Folgenden detailliert offenbart wird.In particular, according to the invention, both HUD types are combined in one means of locomotion. The directly mirrored display has a high level of transparency, so that the AR-HUD optics come to rest under the directly mirrored display. In other words, an arrangement for informing a user of a means of locomotion is proposed which has a first head-up display (HUD) with folding mirror optics and a second HUD without folding mirror optics. The second HUD is designed to be transparent and is arranged in a beam path between the folding mirror optics and an eye of the user. In other words, light exiting the folding mirror optics of the first HUD will have to pass through the second HUD or its light source / display before it hits the combiner / windshield, so that at least part of the display areas of both HUDs are also in the field of view of the Overlap the user. Naturally, the second head-up display gives the user a display area that is close to him (with a low VSD) and a display area of the first HUD with a larger VSD that is further away from him. This is only possible through the use of transparent display technologies for the second HUD and expands the display options and degrees of freedom for the presentation of information in means of transport, as will be disclosed in detail below.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.
Der Anwender kann ein Führer des Fortbewegungsmittels sein. Ein Combiner, welcher dem ersten Head-up-Display und/oder dem zweiten Head-up-Display zugeordnet ist, kann daher insbesondere vor einem Fahrersitz des Fortbewegungsmittels in der Windschutzscheibe angeordnet sein. Auch die Faltspiegeloptik kann, wie allgemein bekannt, in der Flucht des Fahrers angeordnet sein. Auf diese Weise können für den Führer des Fortbewegungsmittels für die Wahrnehmung der Fahrzeugführung relevante Informationen mittels des ersten HUDs und ergänzende Informationen mittels des zweiten HUDs dargestellt werden.The user can be a guide of the means of locomotion. A combiner, which is assigned to the first head-up display and / or the second head-up display, can therefore be arranged in the windshield in particular in front of a driver's seat of the means of locomotion. As is generally known, the folding mirror optics can also be arranged in alignment with the driver. In this way, information relevant to the driver of the means of locomotion for perceiving the vehicle guidance can be displayed by means of the first HUD and supplementary information by means of the second HUD.
Beide HUDs können einen gemeinsamen Reflektor/Combiner verwenden, welcher in einer Windschutzscheibe des Fortbewegungsmittels angeordnet sein kann. Der Reflektor kann insbesondere halb transparent oder anteilig transparent sein, um einen im Wesentlichen ungestörten Blick auf das Verkehrsgeschehen zu gewährleisten. Der Combiner kann hierbei insbesondere deutlich größer bemessen sein, als die Faltspiegeloptik des ersten HUDs aus Sicht eines Fahrers des Fortbewegungsmittels erforderlich machen würde. Auf diese Weise kann der Combiner eingerichtet sein, den gesamten durch das zweite Head-up-Display darstellbaren Bereich in Richtung des Anwenders bzw. sämtlicher Insassen des Fortbewegungsmittels zu spiegeln.Both HUDs can use a common reflector / combiner, which can be arranged in a windshield of the means of transport. The reflector can in particular be semi-transparent or partially transparent in order to ensure an essentially undisturbed view of the traffic situation. The combiner can in particular be dimensioned significantly larger than the folding mirror optics of the first HUD would require from the point of view of a driver of the means of locomotion. In this way, the combiner can be set up to mirror the entire area that can be represented by the second head-up display in the direction of the user or all occupants of the means of locomotion.
Die Anordnung kann einen Fokussensor aufweisen, welcher eingerichtet ist, einen aktuellen Fokus des Anwenders zu ermitteln. Der Fokussensor kann beispielsweise eine Kamera umfassen, mithilfe welcher eine Blickrichtung eines jeden Auges ermittelt werden kann. Dort, wo sich die Blickrichtungen der beiden Augen treffen, befindet sich der Fokus und dieser kann entweder auf der Darstellungsebene des ersten HUDs oder auf der Darstellungsebene des zweiten HUDs liegen. In Abhängigkeit einer Lage des Fokus' des Anwenders kann eine Intensität einer Lichtemission des ersten HUDs gegenüber einer Intensität einer Lichtemission des zweiten HUDs erhöht oder verringert werden. Eine Erhöhung der Lichtintensität derjenigen Darstellungsebene, auf welche der Fokus des Anwenders aktuell gerichtet ist, hat den Vorteil, dass der Anwender diese Information besonders gut erfassen kann. Eine Erhöhung der Lichtintensität in der anderen Darstellungsebene hat den Vorteil, dass der Anwender die Betrachtungsebene, auf welche sein Fokus aktuell nicht gerichtet ist, peripher besser wahrnehmen kann.The arrangement can have a focus sensor which is set up to determine a current focus of the user. The focus sensor can, for example, comprise a camera, with the aid of which a viewing direction of each eye can be determined. The is where the two eyes meet Focus and this can either be on the display level of the first HUD or on the display level of the second HUD. Depending on a position of the focus of the user, an intensity of a light emission of the first HUD can be increased or decreased compared to an intensity of a light emission of the second HUD. An increase in the light intensity of that display level on which the focus of the user is currently directed has the advantage that the user can grasp this information particularly well. An increase in the light intensity in the other display plane has the advantage that the user can perceive the viewing plane better peripherally, on which his focus is currently not directed.
Ebenso kann in Abhängigkeit einer Lage des Fokus des Anwenders eine Anzeige eines Bildinhaltes auf dem ersten HUD oder auf dem zweiten HUD vorgenommen werden. Ein Bildinhalt kann beispielsweise ein Take-Over Request oder eine ähnliche Meldung mit Aktualitätsbezug sein. Wird ermittelt, dass die Lage des Fokus des Anwenders auf dem ersten HUD liegt, kann insbesondere für dringliche Warnungen und Informationen, welche nicht notwendigerweise aufgrund ihres Kontextes in einem bestimmten Abstand zum Anwender angezeigt werden sollten, der Bildinhalt auch auf dem ersten HUD angezeigt werden, um eine Adaption zu erübrigen und eine möglichst unmittelbare Wahrnehmung der dargestellten Informationen durch den Anwender zu begünstigen. Entsprechendes gilt für den Fall, dass der aktuelle Fokus des Anwenders auf dem zweiten HUD liegt. Dies betrifft insbesondere den Fall, dass der Fokus des Anwenders in demjenigen Bereich liegt, welcher auch als primärer Sichtbereich (FOV) bezeichnet wird. Mit anderen Worten gilt diese Abhängigkeit der beiden Anzeigeeinrichtung von der Lage des aktuellen Fokus insbesondere für den Fall, dass der Fokus in einer Richtung liegt, in welcher Informationen sowohl über das erste als auch über das zweite Head-up-Display angezeigt werden können.Likewise, depending on a position of the user's focus, image content can be displayed on the first HUD or on the second HUD. An image content can be, for example, a take-over request or a similar message with a relevance to the latest news. If it is determined that the focus of the user is on the first HUD, the image content can also be displayed on the first HUD, especially for urgent warnings and information that should not necessarily be displayed at a certain distance from the user due to their context, in order to make an adaptation superfluous and to encourage the user to perceive the information displayed as directly as possible. The same applies in the event that the current focus of the user is on the second HUD. This applies in particular to the case that the focus of the user lies in that area which is also referred to as the primary field of view (FOV). In other words, this dependency of the two display devices on the position of the current focus applies in particular to the case that the focus lies in a direction in which information can be displayed both via the first and via the second head-up display.
Das erste Head-up-Display kann eingerichtet sein, kontaktanaloge Inhalte für eine Augmented Reality-Darstellung anzuzeigen. Mit anderen Worten kann der Bildinhalt des Head-up-Displays an einer vordefinierten Position in der Umgebung des Fortbewegungsmittels verortet werden bzw. verankert werden. Mit anderen Worten kann ein Umgebungselement durch Darstellung eines Bildelements auf dem ersten Head-up-Display unabhängig von einer ortsveränderlichen Position des Fortbewegungsmittels hervorgehoben oder anderweitig gekennzeichnet werden.The first head-up display can be set up to display contact-analog content for an augmented reality display. In other words, the image content of the head-up display can be located or anchored at a predefined position in the vicinity of the means of locomotion. In other words, a surrounding element can be highlighted or otherwise identified by displaying a picture element on the first head-up display independently of a movable position of the means of locomotion.
Das zweite Head-up-Display kann insbesondere organische lichtemittierende Dioden umfassen, welche auch als organische LEDs bezeichnet werden. Diese Lichttechnik ist sehr energieeffizient und eignet sich daher auch für die Verwendung in großflächigen Anzeigeeinrichtungen.The second head-up display can in particular comprise organic light-emitting diodes, which are also referred to as organic LEDs. This lighting technology is very energy-efficient and is therefore also suitable for use in large-area display devices.
Bevorzugt kann die Anordnung eingerichtet sein, in Abhängigkeit bestimmter Umstände einen zuvor auf dem ersten Head-up-Display angezeigten Anzeigeinhalt auf dem zweiten Head-up-Display darzustellen oder andersherum. Hierbei kann die Darstellung auf dem ersten Head-up-Display beendet werden, sobald die Darstellung auf dem zweiten Head-up-Display begonnen hat. Mit anderen Worten wird der Anzeigeinhalt bewegt. Alternativ kann der Anzeigeinhalt auch auf das zweite Head-up-Display kopiert werden, sodass nach der Darstellung des Anzeigeinhaltes auf dem zweiten HUD beide HUDs den Anzeigeinhalt wiedergeben. Hierbei kann insbesondere die Darstellung im selben Field-of-View bzw. an einer vom Anwender aus betrachtet in der jeweiligen selbigen Richtung liegenden Position erfolgen. Der Wechsel der Anzeigeposition kann beispielsweise aufgrund einer Fahrsituation (insbesondere aufgrund einer gegebenen Veränderung einer Dringlichkeit der Darstellung) und alternativ oder zusätzlich in Abhängigkeit eines Betriebszustandes (insbesondere der Wechsel von autonomer zu manueller Führung oder andersherum, im Falle knapp werdender Energiereserven/begrenzter Restreichweite etc.) und alternativ oder zusätzlich aufgrund einer Verkehrssituation des Fortbewegungsmittels vorgenommen werden. Insbesondere kann eine inhaltlich mit der anzuzeigenden Position verknüpfte Ursache dazu führen, dass das jeweils andere HUD für die Anzeige des Inhaltes besser geeignet ist bzw. eine zusätzliche Darstellung auf dem jeweils anderen HUD die Wahrnehmung des Anzeigeinhaltes durch den Anwender begünstigt.The arrangement can preferably be set up, depending on certain circumstances, to present a display content previously displayed on the first head-up display on the second head-up display or vice versa. Here, the presentation on the first head-up display can be ended as soon as the presentation on the second head-up display has started. In other words, the display content is moved. Alternatively, the display content can also be copied to the second head-up display, so that after the display content has been displayed on the second HUD, both HUDs reproduce the display content. In particular, the display can take place in the same field-of-view or at a position in the same direction as viewed by the user. The change in the display position can, for example, be based on a driving situation (in particular on the basis of a given change in the urgency of the display) and alternatively or additionally depending on an operating state (in particular the change from autonomous to manual guidance or the other way around, in the event of energy reserves becoming scarce / limited remaining range, etc. ) and alternatively or additionally based on a traffic situation of the means of transport. In particular, a cause linked to the content of the position to be displayed can lead to the other HUD being better suited for displaying the content or an additional display on the respective other HUD promoting the perception of the display content by the user.
Besonders beeindruckende bzw. ästhetisch ansprechende Darstellungen können erfolgen, indem beide Head-up-Displays eingerichtet sind, unterschiedliche, einander ergänzende Bestandteile eines identischen Symbols anzuzeigen. Mit anderen Worten können dreidimensionale oder dreidimensional wirkende Symbole erstellt werden, indem unterschiedliche Ebenen zur Darstellung des gesamten Symbols verwendet werden, wozu die Anzeigeebenen beider Head-up-Displays verwendet werden können. Äußert bevorzugt können Richtungsangaben und Objektmarkierungen nach dem Kimme-Korn-Prinzip ausgegeben werden, wobei das Auge des Anwenders in Flucht mit beiden Markierungselementen zu bringen ist, um das zu markierende Objekt über beide Markierungen „anzuvisieren“.Particularly impressive or aesthetically pleasing representations can be made in that both head-up displays are set up to display different, complementary components of an identical symbol. In other words, three-dimensional or three-dimensional symbols can be created by using different planes to represent the entire symbol, for which purpose the display planes of both head-up displays can be used. Directional information and object markings can be output according to the rear sight principle, with the user's eye being aligned with both marking elements in order to "aim" at the object to be marked using both markings.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Anordnung gemäß den obigen Ausführungen aufweist. Das Fortbewegungsmittel kann als Pkw, Transporter, Lkw, Motorrad, Luft- und/oder Wasserfahrzeug ausgestaltet sein. Die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen ersichtlich denjenigen, welche in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgeführt worden sind, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.According to a second aspect of the present invention, a means of locomotion is proposed which has an arrangement according to the above statements. The means of locomotion can be configured as a car, van, truck, motorcycle, aircraft and / or watercraft. The characteristics, combinations of characteristics and the resulting These resulting advantages obviously correspond to those which have been carried out in connection with the arrangement according to the invention, so that reference is made to the above statements to avoid repetition.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Figur. Es zeigt:
- die Figur eine perspektivische Darstellung eines Fahrerarbeitsplatzes eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung.
- the figure shows a perspective view of a driver's workplace of a means of locomotion according to the invention with an exemplary embodiment of an arrangement according to the invention.
Die Figur zeigt einen Fahrerarbeitsplatz eines Pkws
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Anordnungarrangement
- 22
- erstes HUD mit Faltspiegeloptikfirst HUD with folding mirror optics
- 33
- zweites HUD ohne Faltspiegeloptiksecond HUD without folding mirror optics
- 44th
- Anwenderuser
- 55
- StrahlengangBeam path
- 5'5 '
- virtueller Strahlengangvirtual beam path
- 66th
- Combiner/ReflektorCombiner / reflector
- 77th
- WindschutzscheibeWindshield
- 8a8a
- Bildelement auf zweitem HUDImage element on second HUD
- 8b8b
- Bildelement auf erstem HUDImage element on first HUD
- 99
- Kameracamera
- 1010
- PkwCar
- 1111
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 1212th
- FOV zweites HUDFOV second HUD
- 1313th
- FOV erstes HUDFOV first HUD
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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