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Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung und Anzeigesystem für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Technik zur Ersetzung eines Außenspiegels an dem Fahrzeug.
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Ein Kraftfahrzeug umfasst einen Außenspiegel, der dazu eingerichtet ist, einem Fahrer Einsicht in einen seitlich hinter dem Fahrzeug liegenden Bereich zu gewähren. Der Außenspiegel ist üblicherweise außen am Fahrzeug in einem Bereich angeordnet, der zwischen einem vorderen Kotflügel, einer A-Säule und einer vorderen Seitentür liegt.
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Es wurde vorgeschlagen, den Außenspiegel durch ein Anzeigesystem zu ersetzen, das eine außen angebrachte Kamera und eine im Innenraum des Fahrzeugs angebrachte Anzeigevorrichtung umfasst. Die Kamera kann aerodynamisch günstiger als der Außenspiegel geformt sein. Das bereitgestellte Bild kann bearbeitet werden, um beispielsweise eine blendende Lichtquelle abzudunkeln oder einen Bildkontrast bei Dämmerlicht zu verstärken.
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Für die Platzierung der Anzeigevorrichtung im Innenraum kommen zunächst viele Orte infrage, von denen die meisten aber mit signifikanten Nachteilen behaftet sind. Beispielsweise soll die Anzeigevorrichtung zwar gut sichtbar sein, aber möglichst nicht die direkte Sicht auf ein Anzeigeelement an Bord des Fahrzeugs oder aus einer Frontscheibe oder einer Seitenscheibe einschränken. Außerdem soll die Anzeigevorrichtung die Bedienbarkeit eines Bedienelement nicht beeinträchtigen und Luftwege einer Klimatisierung (HVAC: Heating, Ventilation, Air Conditioning) sollen möglichst nicht behindert werden.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, die verbessert flexibel und sicher in einem Sichtbereich eines Fahrers eingesetzt werden kann. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug eine flexible Projektionsfläche; einen Projektor zur Projektion eines Bilds auf die Projektionsfläche; einen Behälter zur Aufnahme der Projektionsfläche; und einen Mechanismus, um die Projektionsfläche innerhalb des Behälters zu verstauen oder außerhalb des Behälters aufzuspannen.
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Die flexible Projektionsfläche kann entlang einer Ebene oder einer gebogenen Fläche aufgespannt werden, sodass sie verbessert an einen zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden kann. Eine Einsehbarkeit der Anzeigevorrichtung durch eine Person an Bord des Fahrzeugs kann verbessert sein. Eine Verletzungsgefahr an der flexiblen Projektionsfläche kann verringert sein. Die Kombination aus Projektionsfläche und Projektor kann kostengünstiger als eine gleich große Anzeigeeinrichtung sein.
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Bevorzugt wird die Projektionsfläche zum Verstauen im Behälter verformt, sodass der Behälter kompakt ausgeführt sein kann. Die Projektionsfläche kann im Behälter insbesondere gefaltet, umgebogen, aufgerollt oder aufgewickelt werden. Die Projektionsfläche kann auch kleine Biegeradien aushalten ohne Schaden zu nehmen.
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Der Projektor ist bevorzugt auf einer einem Betrachter zugewandten Seite der Anzeigevorrichtung angebracht. Somit wird eine Aufprojektion statt einer Rückprojektion verwendet. Dadurch kann die Projektionsfläche leichter in einem Bereich zwischen einer Frontscheibe und einem Fahrer eingesetzt werden, wo üblicherweise mehrere Bedien- oder Anzeigeelemente vorgesehen sind. Der Projektor kann unauffällig in ein bestehendes Element integriert werden.
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Die Projektionsfläche kann eine Leinwand mit einer reflektiven oder retroreflektiven Beschichtung umfassen. Die Beschichtung kann beispielsweise kleinste Glaskugeln umfassen, die an der Oberfläche gehalten sind. So kann ein brillantes Bild erzeugt werden, das auch bei starkem Fremdlicht, beispielsweise von der tiefstehenden Sonne, erkennbar ist.
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Die Projektionsfläche kann vollständig opak sein, sodass eine Helligkeit des Bilds maximiert ist. In einer anderen Ausführungsform ist die Projektionsfläche teilweise transparent, sodass ein hinter ihr verborgener Gegenstand noch erkannt werden kann. Optional umfasst die Projektionsfläche unterschiedlich transparente Bereiche. In einer Ausführungsform ist ein Blick durch die Projektionsfläche und eine dahinter liegende Scheibe in ein Umfeld des Fahrzeugs möglich.
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Die Anzeigevorrichtung kann ferner eine weitere Projektionsfläche umfassen, die fest am Fahrzeug angebracht ist und an die Projektionsfläche angrenzt. So kann ein Bild auch dann dargestellt werden, wenn die Projektionsfläche vollständig im Behälter aufgenommen ist.
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Die Anzeigevorrichtung kann ferner eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Stellung der Projektionsfläche in Abhängigkeit eines darzustellenden Inhalts umfassend. Soll eine Vielzahl Informationen oder ein großes Bild dargestellt werden, so kann die Projektionsfläche automatisch so weit ausgefahren werden, dass die Informationen ausreichend Platz finden. Eine Person an Bord des Fahrzeugs kann so verbessert informiert werden. Sind nur wenig Platz erfordernde Informationen auszugeben, so kann die Projektionsfläche eingefahren werden. Die Person kann so weniger abgelenkt oder mit Informationen überfrachtet werden.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Anzeigesystem zum Ersetzen eines Außenspiegels an einem Fahrzeug eine Kamera zur Abtastung eines seitlich hinter dem Fahrzeug liegenden Bereichs und eine hierin beschriebene Anzeigevorrichtung.
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Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine hierin beschriebene Anzeigevorrichtung oder ein hierin beschriebenes Anzeigesystem.
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Nach wieder einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern einer Anzeigevorrichtung mit einer flexiblen Projektionsfläche; einem Behälter und einem Mechanismus, um die Projektionsfläche innerhalb des Behälters aufzurollen oder außerhalb des Behälters aufzuspannen; Schritte des Bestimmens eines auf der Anzeigevorrichtung darzustellenden Inhalts; und des Steuerns einer Stellung der Projektionsfläche in Abhängigkeit des Inhalts.
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Das Verfahren kann teilweise oder vollständig mittels eines hierin beschriebenen Anzeigesystems und insbesondere einer davon umfassten Steuervorrichtung ausgeführt werden. Die Steuervorrichtung kann einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf das Anzeigesystem übertragen werden oder umgekehrt.
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In einer Weiterführung kann verfahrensgemäß ein Fahrzustand des Fahrzeugs bestimmt und der darzustellende Inhalt in Abhängigkeit des Fahrzustands bestimmt werden. Zusätzlich oder anstelle des Fahrzustands können auch ein erfolgendes oder bevorstehendes Fahrmanöver oder eine Steuereingabe eines Fahrers für die Steuerung der Anzeigevorrichtung berücksichtigt werden.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein Fahrzeug mit einem linken Anzeigesystem;
- 2 ein Fahrzeug mit einem rechten Anzeigesystem;
- 3 eine Anzeigevorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
- 4 eine Anzeigevorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
- 5 eine Anzeigevorrichtung in einer dritten Ausführungsform;
- 6 eine Anzeigevorrichtung in einer vierten Ausführungsform;
- 7 eine Anzeigevorrichtung mit einem beispielhaften Mechanismus; und
- 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens
illustriert.
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1 und 2 zeigen jeweils ein Anzeigesystem 100 in einem Fahrzeug 105. In 1 ist das Anzeigesystem 100 auf einer linken, in 2 auf einer rechten Seite des Fahrzeugs 105 angebracht.
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Das Fahrzeug 105 umfasst eine Frontscheibe 110 und eine Seitenscheibe 115. An einer Karosserie des Fahrzeugs 100 ist eine Fahrzeugsäule 120 angebracht, die an die Frontscheibe 110 angrenzt. Die Fahrzeugsäule 120 ist in einem Innenraum des Fahrzeugs 105 mittels einer Verkleidung 125 abgedeckt, die üblicherweise aus einem Kunststoff herstellbar ist. Die Verkleidung 125 kann an der Fahrzeugsäule 120 einen Behälter bilden, in welchem eine Anzeigevorrichtung 130 ganz oder teilweise aufgenommen sein kann. Optional können noch weitere Elemente wie beispielsweise ein Dämmstoff, ein Kabel oder ein Airbag in diesem Bereich untergebracht sein. In einer anderen Ausführungsform ist ein dedizierter Behälter zur Aufnahme der Anzeigevorrichtung 130 an der Fahrzeugsäule 120 angebracht.
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Das Anzeigesystem 100 umfasst die Anzeigevorrichtung 130 sowie eine Kamera 135, die dazu eingerichtet ist, einen seitlich hinter dem Fahrzeug 105 liegenden Bereich abzutasten. Die Kamera 135 ist üblicherweise nahe an einem unteren Ende der Fahrzeugsäule 120 auf einer Außenseite des Fahrzeugs 105 angeordnet. Die Anzeigevorrichtung 130 und die Kamera 135 des Anzeigesystems 100 nach 1 liegen auf einer linken Seite, die Anzeigevorrichtung 130 und die Kamera 135 des Anzeigesystems 100 nach 2 auf einer rechten Seite des Fahrzeugs 105.
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Eine Steuervorrichtung 140 ist zur Steuerung der Anzeigevorrichtung 130 eingerichtet, sowie optional dazu, eine mittels der Kamera 135 durchgeführte Abtastung für die Anzeigevorrichtung 130 aufzubereiten. Über eine Schnittstelle 145 kann ein Fahrzustand des Fahrzeugs 105 bestimmt werden und die Steuerung der Anzeigevorrichtung 130 und/oder des darzustellenden Inhalts kann in Abhängigkeit des Fahrzustands erfolgen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Anzeigevorrichtung 130 in einer ersten Ausführungsform, 4 eine schematische Darstellung einer Anzeigevorrichtung 130 in einer zweiten Ausführungsform. Beide Ansichten basieren auf einem horizontalen Schnitt durch das Fahrzeug 105 im Bereich der linken Fahrzeugsäule 120.
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Die Anzeigevorrichtung 130 umfasst eine flexible Projektionsfläche 305, einen Projektor 310, einen Behälter 315, der vorliegend an der Fahrzeugsäule 120 beziehungsweise an der Verkleidung 125 angebracht ist, und einen Mechanismus 320.
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In einer ersten Stellung befindet sich die Projektionsfläche 305 im Wesentlichen im Behälter 315. Dazu kann die Projektionsfläche 305 platzsparend verformt werden, beispielsweise indem sie auf eine Trommel 325 im Behälter 315 gefaltet, umgebogen, aufgerollt oder aufgewickelt wird. Ein Ende der Projektionsfläche 305 kann in der ersten Stellung am Behälter 315 anliegen oder aus ihm herausragen. Dieses Ende kann einen an einer Kante der Projektionsfläche 305 liegenden Abschnitt umfassen, der bevorzugt so breit bemessen ist, dass die Projektionsfläche 305 noch sicher aus dem Behälter 315 herausgezogen werden kann, gleichzeitig aber möglichst wenig über den Behälter 315 beziehungsweise die Verkleidung 125 übersteht. In einer weiteren Ausführungsform schließt das Ende der Projektionsfläche 305 in der ersten Stellung bündig mit der Verkleidung 125 ab oder liegt innerhalb der Verkleidung 125, sodass die Projektionsfläche 305 aus dem Innenraum des Fahrzeugs 105 möglichst wenig wahrnehmbar ist. Optional ist am Ende der Projektionsfläche 305 ein Endstück 330 angebracht, das einen passgenauen und optisch unauffälligen oder ansprechenden Übergang zur Verkleidung 125 sicherstellen kann.
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In einer zweiten Stellung liegt die Projektionsfläche 305 teilweise oder vollständig außerhalb des Behälters 315 und erstreckt sich wie dargestellt in einen Sichtbereich einer Person an Bord des Fahrzeugs 105, die durch die Frontscheibe 110 oder durch die Seitenscheibe 115 in ein Umfeld des Fahrzeugs 105 blicken kann. Bevorzugt liegt die Projektionsfläche 305 zumindest in horizontaler Richtung im Wesentlichen parallel zur Frontscheibe 110 beziehungsweise der Seitenscheibe 115. Optional kann die Projektionsfläche 305 eine andere Neigung zur Horizontalen als die Frontscheibe 110 oder Seitenscheibe 115 aufweisen.
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Die Projektionsfläche 305 bildet mit dem Projektor 310 einen flexiblen Bildschirm, der in die erste oder die zweite Stellung verbracht werden kann. Die Projektionsfläche 305 umfasst ein Material, das in einer Ausführungsform noch steif genug ist, um ohne weitere Hilfsmittel aufgespannt zu bleiben, wenn es wie dargestellt an einer Seite eingespannt ist. Ist die Projektionsfläche 305 so weich oder so groß, dass dies nicht gelingt, so kann der Mechanismus 320 die Projektionsfläche 305 entsprechend führen oder abstützen.
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Der Projektor 310 kann kompakt ausgeführt sein und eine kleine Austrittsfläche für Licht haben, sodass er leicht unauffällig am Fahrzeug 105 angebracht werden kann. In einer Ausführungsform verwendet der Projektor 310 DLP-Technik (Digital Light Processing); in einer weiteren Ausführungsform ist ein DMD (Digital Mirror Device) zur Steuerung von Licht aus einer Lichtquelle auf die Projektionsfläche 305 vorgesehen. In noch einer weiteren Ausführungsform können einer oder mehrere farbige Laser zur Projektion verwendet werden. Der Projektor 310 ist bevorzugt starr derart am Fahrzeug 105 angebracht, dass er die maximal ausgefahrene Projektionsfläche 305 beleuchten kann. Ist die Projektionsfläche 305 nicht maximal ausgefahren, so wird bevorzugt das durch den Projektor 310 ausgegebene Bild entsprechend verkleinert oder beschnitten, sodass kein Bild auf eine andere als die Projektionsfläche 305 gestrahlt wird.
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Der Mechanismus 320 ist dazu eingerichtet, die Projektionsfläche 305 zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen. Optional können auch eine oder mehrere Zwischenstellungen eingenommen werden. Die Steuerung erfolgt mittels der Steuervorrichtung 140. Zum Übergang von der ersten in die zweite Stellung kann die Projektionsfläche 305 von der Trommel 325 abgewickelt werden. Gleichzeitig kann ein Ende der Projektionsfläche 305 von der Trommel 325 beziehungsweise der Verkleidung 125 weg befördert werden. Außerdem kann ein aus der Trommel 325 hervorstehender Teil mittels des Mechanismus 320 abgestützt werden. Beim Übergang von der zweiten in die erste Stellung kann ein umgekehrter Vorgang gesteuert werden.
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In der Ausführungsform von 3 ist die Anzeigevorrichtung 130 so angebracht, dass die Projektionsfläche 305 auf einer Oberfläche an der Verkleidung 125 liegt, die einem Betrachter im Innenraum des Fahrzeugs 105 zugewandt ist. Die Oberfläche kann beispielsweise entgegen der Fahrtrichtung an der Fahrzeugsäule 120 liegen. Bevorzugt liegt die Projektionsfläche 305 an der Oberfläche der Verkleidung 125 an. So kann die Projektionsfläche 305 in einer Ausführungsform nur soweit ausgefahren werden, dass die Oberfläche der Verkleidung 125 bedeckt bleibt. Ein weiteres Einfahren kann in einer weiteren Ausführungsform möglich sein. Wird die Projektionsfläche 305 wie dargestellt weiter ausgefahren, so liegt sie entlang einer Längsachse des Fahrzeugs 105 in einem Abstand von der Frontscheibe 110, die ungefähr einer Tiefe der Fahrzeugsäule 120 einschließlich der Verkleidung 125 entsprechen kann.
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In der Ausführungsform von 4 kann die Projektionsfläche 305 vollständig in die Fahrzeugsäule 120 mit der Verkleidung 125 eingefahren werden. Ist die Projektionsfläche 305 weiter ausgefahren, so kann sie relativ nahe an der Frontscheibe 110 liegen und diese optional berühren.
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5 zeigt eine Anzeigevorrichtung 130 in einer dritten Ausführungsform. Hier ist die Anzeigevorrichtung 130 in ein Armaturenbrett 505 integriert, das quer vor einem Fahrer und unterhalb der Frontscheibe 110 liegen kann. Am Armaturenbrett 505 können verschiedene Bedien- oder Anzeigeelemente angebracht sein, die mit einer Fahrfunktion des Fahrzeugs 105 in Verbindung stehen können. Der Behälter 125 ist bevorzugt in das Armaturenbrett 505 eingelassen und vom Innenraum des Fahrzeugs 105 unsichtbar. Die Anzeigeeinrichtung 130 kann in vertikaler Richtung ausgefahren werden, wie mit unterbrochenen Linien angedeutet ist. Eine Ausrichtung der Projektionsfläche 305 um eine Hochachse kann auf einen Fahrersitz, einen daneben gelegenen Beifahrersitz oder entlang einer Längsachse des Fahrzeugs 105 weisen.
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Angrenzend an die ausgefahrene Projektionsfläche 305 ist eine weitere Projektionsfläche 510 dargestellt, die nicht eingefahren werden kann. Ist die Projektionsfläche 305 vollständig eingefahren, so kann immer noch eine Projektion auf die weitere Projektionsfläche 510 erfolgen; ist die Projektionsfläche 305 teilweise ausgefahren, so kann sie durch die Projektionsfläche 510 vergrößert sein.
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Es ist zu beachten, dass die Projektionsfläche 305 nicht rechteckig sein muss, sondern praktisch jede zusammenhängende Fläche bilden kann. Beispielsweise kann auch eine dreieckige, trapezförmige oder unregelmäßig geformte Projektionsfläche 305 eingesetzt werden. Die Projektionsfläche 305 kann so verbessert an einen bestehenden Platz am Fahrzeug 105 angepasst werden. Beispielsweise kann die ausgefahrene Projektionsfläche 305 nahtlos an ein geschwungenes Element angrenzen.
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Weiter ist zu beachten, dass die aufgespannte Projektionsfläche 305 nicht notwendigerweise eben ist. Beispielsweise kann das Material der Projektionsfläche 305 ausreichend steif sein, um ihr eine Wölbung aufzuprägen. Eine Wölbung kann auch entstehen, indem die Projektionsfläche 305 über einen vorbestimmten, gewölbten Körper gespannt wird. Die Projektionsfläche 305 kann auch aus der ebenen Form gebracht werden, indem ihre Kanten oder Ecken außerhalb einer Ebene liegen.
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6 zeigt eine Anzeigevorrichtung 130 in einer vierten Ausführungsform. Hier expandiert die Projektionsfläche 305 schräg nach rechts oben. Ein Seitenverhältnis der ausgefahrenen Projektionsfläche 305 kann konstant bleiben, während eine zur Verfügung stehende Anzeigefläche verändert wird.
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7 zeigt eine Anzeigevorrichtung 130 mit einem beispielhaften Mechanismus 320 zur Bewegung der Projektionsfläche 305 zwischen der ersten und der zweiten oben genannten Stellung. Ein Motor 705, insbesondere ein Elektromotor, stellt eine Drehbewegung bereit, die mittels einer Welle und eines Getriebes 710 auf die Trommel 325 übertragen werden kann. Gleichzeitig kann die Drehbewegung auf einen Spindeltrieb 715 übertragen werden, der sie in eine lineare Bewegung umsetzt, die in der Darstellung von 7 in vertikaler Richtung verläuft. Mittels eines Scherenmechanismus 720 kann diese Bewegung so umgesetzt werden, dass das Endstück 330 in horizontaler Richtung bewegt wird. Zwischen der Trommel 325 und dem Endstück 330 kann die Projektionsfläche 305 gespannt gehalten werden. Dazu kann das Getriebe 710 eine Rutschkupplung aufweisen, die einen Unterschied zwischen einer Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 325 und einer horizontalen Geschwindigkeit des Endstücks 330 aufnehmen kann.
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8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800. In einem Schritt 805 kann ein Fahrzustand des Fahrzeugs 105 bestimmt werden. Der Fahrzustand kann beispielsweise ein bevorstehendes oder durchgeführtes Fahrmanöver wie ein Geradeausfahren, ein Abbiegen, einen Spurwechsel oder eine Rückwärtsfahrt umfassen. Der Fahrzustand kann auch einen Bewegungsparameter des Fahrzeugs 105 wie eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung in Längs- und/oder Querrichtung oder einen Steuerparameter wie eine gewünschte Beschleunigung oder Verzögerung oder einen Lenkwinkel umfassen.
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In einem Schritt 810 können Informationen bestimmt werden, die in Abhängigkeit des Fahrzustands dargestellt werden sollen. Die Informationen können beispielsweise ein Bild, insbesondere der Kamera 135, sowie optional noch weitere Informationen umfassen, die beispielsweise textuell, symbolisch oder numerisch gegeben sein können.
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In einem Schritt 815 kann bestimmt werden, welche Anzeigefläche zur Darstellung der Informationen erforderlich ist. Dazu kann berücksichtigt werden, welche Elemente für einen Fahrer durch eine ausgefahrene Projektionsfläche 305 möglicherweise verdeckt sein können. Beim Abbiegen kann beispielsweise eine seitlich des Fahrers angebrachte, voll ausgefahrene Anzeigevorrichtung 130 einen Blick nach draußen einschränken, sodass die Projektionsfläche 305 in diesem Fall nur teilweise oder gar nicht ausgefahren werden kann. In diesem Fall kann auf die Darstellung von optionalen oder weniger relevanten Informationen verzichtet werden oder die Darstellung kann entsprechend verkleinert werden.
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In einem Schritt 820 kann die Projektionsfläche 305 auf die bestimmte Anzeigefläche ausgefahren werden. Der Projektor 310 kann in einem Schritt 825 dazu angesteuert werden, die bestimmten Informationen auf der Projektionsfläche 305 auszugeben.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Anzeigevorrichtung
- 105
- Fahrzeug
- 110
- Frontscheibe
- 115
- Seitenscheibe
- 120
- Fahrzeugsäule
- 125
- Verkleidung
- 130
- Anzeigevorrichtung
- 135
- Kamera
- 140
- Steuervorrichtung
- 145
- Schnittstelle
- 305
- flexible Projektionsfläche
- 310
- Projektor
- 315
- Behälter
- 320
- Mechanismus
- 325
- Trommel
- 330
- Endstück
- 505
- Armaturenbrett
- 510
- weitere Projektionsfläche
- 705
- Motor
- 710
- Scherenmechanismus
- 715
- Spindeltrieb
- 720
- Scherenmechanismus
- 800
- Verfahren
- 805
- Fahrzustand bestimmen
- 810
- darzustellende Informationen bestimmen
- 815
- erforderliche Anzeigefläche bestimmen
- 820
- Projektionsfläche auf Anzeigefläche ausfahren
- 825
- Projektion steuern
