DE10208636A1

DE10208636A1 - Projektionsanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE10208636A1
Application number: DE10208636A
Authority: DE
Inventors: Guenter Hahlgans; Arendt Guido Meier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-05-22
Also published as: ITMI20022316A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsanzeigevorrichtung (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ein erstes Bild erzeugenden ersten Anzeigeeinheit (5) und mit einem Bildschirm (3), wobei das erste Bild als reelles Projektionsbild in einem Projektionsbereich (16) auf dem Bildschirm (3) abbildbar ist. Zur Verbesserung der Funktionalität und Vereinfachung einer Bedienung der Projektionsanzeigevorrichtung (2) schlägt die Erfindung vor, daß innerhalb des Projektionsbereiches (16) ein mechanisches Bedienelement (17) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsanzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ein erstes Bild erzeugenden ersten Anzeigeeinheit und mit einem Bildschirm, wobei das erste Bild als reelles Projektionsbild in einem Projektionsbereich auf dem Bildschirm abbildbar ist.
Derartige Anzeigevorrichtungen sind beispielsweise für Kraftfahrzeuge bekannt. Eine Projektionseinheit für solche Anzeigevorrichtungen ist beispielsweise in DE 198 58 591 A1 beschrieben. Die zunehmende Informationsvielfalt im Kraftfahrzeug führt zu einem wachsenden Bedarf an sowohl an graphikfähigen Anzeigen als auch an Anzeigen, die die hohe Informationsdichte dem Betrachter in leicht ablesbarer Form zur Verfügung stellen. Mit den bisher bekannten Projektionsanzeigevorrichtungen ist jedoch nur ein begrenzter Informationsumfang darstellbar, und eine unmittelbare Zuordnung von Anzeige- und Bedienelementen ist nur mit großem baulichen Aufwand zu erreichen.
Ferner können mit sogenannten Head-Up-Displays, wie sie beispielsweise DE 198 52 842 C1 offenbart, Informationen in die Frontscheibe eines Fahrzeugs eingespiegelt und als virtuelles Bild dargestellt werden. Nachteilig dabei ist sowohl der hohe bauliche Aufwand solcher Displays als auch die Informationsdarstellung in einem von weiteren Anzeigeinstrumenten, die üblicherweise im Fahrzeugcockpit vor einem Fahrzeugführer angeordnet sind, entfernten Bereich. Dadurch kommt es nachteilig regelmäßig zu einer erschwerten Erfaßbarkeit der angezeigten Informationen. Da ein virtuelles Bild zur Anzeige gebracht wird, ist zudem eine unmittelbare Zuordnung von Bedien- und Anzeigeelementen nachteilig nicht möglich.
Weiterhin sind sogenannte Touchscreens bekannt, mit denen das Problem einer geeigneten Zuordnung von Anzeige und Bedienelementen zu lösen versucht wird. Dabei erfolgt die Informationseingabe direkt auf der Anzeigefläche des Touchscreens. Einen Nachteil von Touchscreens stellt unter anderem die mangelnde haptische Rückmeldung beim Auswählen von Menüs dar. So verspürt der Bediener beim Auswählen keine Überwindung eines Widerstands ("Klicken") oder Bewegen einer Taste. Auch existieren auf der glatten Oberfläche eines Touchscreens keinerlei taktile Ausgestaltungen, die für eine Fingerführung hilfreich wären. Unter anderem aus dieser mangelnden taktilen Rückmeldung resultiert bei Bedienvorgängen an Touchscreens insgesamt ein erhöhter Auge-Hand-Koordinationsaufwand. Eine Blindbedienbarkeit, wie sie für ein effizientes und sicheres Bedienen beispielsweise in einem Kraftfahrzeug aus Gründen der Verkehrssicherheit gefordert wird, kann dadurch nicht gewährleistet werden. Ebenso verlängern sich die Bedienzeiten und die Anzahl von Fehlbedienungen steigt. Damit erhöht sich die Gefahr der Ablenkung vom Verkehrsgeschehen. Dieser Umstand wirkt sich negativ auf die Verkehrssicherheit und den Bedienkomfort aus.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß eine einfache Bedienbarkeit der Anzeigevorrichtung, insbesondere auch bei hoher Informationsdichte der Anzeige, gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Projektionsbereiches ein mechanisches Bedienelement vorgesehen ist. Damit ist eine unmittelbare Zuordnung von Anzeige- und Bedienelementen ermöglicht. Auf diese Weise können die Vorteile eines Projektionsdisplays, die unter anderem in einer großen Bilddarstellung trotz kleiner Bilderzeugungsfläche sowie in einer freien Gestaltbarkeit der Anzeigefläche bestehen, mit einfachen Bedienbarkeit mittels zugeordneter Bedienelemente kombiniert werden. Besonders vorteilhaft können Bildelemente des Projektionsbildes in einem korrespondierenden Verhältnis zu den Bedienelementen stehen; beispielsweise kann die Beschriftung eines Bedienelementes auf dem Bildschirm mittels des Projektionsbildes dargestellt werden. Von großem Vorteil ist weiterhin, daß Ausnehmungen - beispielsweise für das Bedienelement - in dem Bildschirm ohne hohen Fertigungsaufwand und ohne großflächige Störung der Bilddarstellung vorgesehen werden können. Zudem ist es nicht erforderlich, daß der Bildschirm insgesamt eben ist, es ist ebenso eine gewölbte und sogar eine frei geformte Ausbildung realisierbar.
Mit Hilfe der Erfindung werden insbesondere auch die eingangs geschilderten Nachteile von Touchscreens wirkungsvoll vermieden; so erweist sich die haptische Rückmeldung (z. B. beim Auswählen von Menüs) bei einer Bedienung der erfindungsgemäßen Projektionsanzeigevorrichtung als besonders vorteilhaft. Diese Projektionsanzeigevorrichtung weist einen erheblich geringeren Auge-Hand-Koordinationsaufwand auf als Touchscreens, wodurch eine beispielsweise in Kraftfahrzeugen für ein effizientes und ein sicheres Bedienen erwünschte Blindbedienbarkeit ermöglicht ist. Die erfindungsgemäße Projektionsanzeigevorrichtung bietet eine technisch gegenüber dem Stand der Technik vereinfachte und ergonomisch optimale Zuordnung von Anzeige und Bedienung. Außerdem weist eine solche Projektionsanzeigevorrichtung eine leichte Erlernbarkeit und eine hohe Intuitivität von Bedienvorgängen auf.
Es ist denkbar, als Projektionsbild ein vorgegebenes, gegebenenfalls austauschbares Bild, beispielsweise eine Zifferblattgestaltung in Abhängigkeit von einem bestimmten Fahrzeugtyp, vorzusehen. Eine besonders hohe Informationsvielfalt ist hingegen mit der Projektionsanzeigevorrichtung darstellbar, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die das erste Bild erzeugende erste Anzeigeeinheit eine frei ansteuerbare Anzeigeeinheit zur Darstellung veränderlicher Informationen ist.
Die erste Anzeigeeinheit kann beliebig ausgebildet werden, zum Beispiel kann sie eine Kathodenstrahlröhre zur Bilderzeugung aufweisen. Der Einbauraum für die Projektionsanzeigevorrichtung ist jedoch besonders gering, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die das erste Bild erzeugende erste Anzeigeeinheit ein LCD zur Bilderzeugung aufweist.
Eine Beschriftung des Bedienelementes kann in einfacher Weise unmittelbar auf das Bedienelement oder auf einen vom Bedienelement überdeckten Bildschirmbereich projiziert werden, wenn vorteilhaft das Bedienelement transparent ist.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Bedienelement einen Drucktaster auf, wodurch die Bedienung weiter vereinfacht ist und auch blind erfolgen kann.
Das Bedienelement kann dabei vorteilhaft sehr einfach aufgebaut sein und weist darüber hinaus eine hohe Dauerhaltbarkeit auf, wenn mittels des Drucktasters ein Lichtstrahl unterbrechbar ist, wobei eine Lichtstrahlunterbrechung mittels einer Auswerteeinheit detektierbar ist. Mechanischer Verschleiß des Bedienelementes ist bei einer solchen Ausführungsform weitestgehend ausgeschlossen.
Für eine vollständige mechanische Entkoppelung zwischen Bedienelement und Bildschirm ist es von besonderem Vorteil, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Bedienelement den Bildschirm durchgreift. Eine Störung des Projektionsbildes ist damit nicht verbunden.
Eine durchgängige, verschmutzungssichere Anzeigenoberfläche wird vorteilhaft dann erhalten, wenn das Bedienelement auf der einem Betrachter abgewandten Rückseite des Bildschirms angeordnet ist und der Bildschirm zumindest in seinem dem Bedienelement zugeordneten Teilbereich in einer Richtung senkrecht zur Bildschirmoberfläche elastisch ist.
Um auch bei einer solchen Ausführungsform eine Blindbedienung zu ermöglichen, ist es von besonderem Vorteil, wenn sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die taktilen Eigenschaften des Bildschirms in einem dem Bedienelement unmittelbar zugeordneten Betätigungsbereich von denjenigen in daran angrenzenden Bildschirmbereichen unterscheiden.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Bildschirm zumindest im Projektionsbereich eine Mattscheibe. Dadurch wirkt der Bildschirm streuend, wodurch eine gute Ablesbarkeit in einem großen Blickwinkelbereich gewährleistet ist.
Grundsätzlich könnte das Projektionsbild in Auflichtprojektion auf eine Bildfläche projiziert werden. Die Projektionsanzeigevorrichtung ist vorteilhaft jedoch besonders kompakt und beansprucht somit nur geringen Einbauraum, wenn der Bildschirm ein Durchlichtbildschirm ist, auf dessen dem Betrachter abgewandter Rückseite das Projektionsbild abbildbar ist.
Der Bauteilaufwand für die Projektionsanzeigevorrichtung wird reduziert und deren Zusammenbau vereinfacht, wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Bildschirm ein einziges Bauteil bildend mit einem Oberflächenbauelement eines Fahrzeugcockpits verbunden ist. Damit ist außerdem eine verletzungshemmende Oberflächengestaltung des Cockpits ohne zusätzliche Absätze und Kanten ermöglicht. Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Projektionsanzeigevorrichtung in einer Schnittansicht,
Fig. 2 eine weitere Projektionsanzeigevorrichtung in einer Vorderansicht,
Fig. 3a einen Ausschnitt einer weiteren Projektionsanzeigevorrichtung in einer Schnittansicht mit einem Drucktaster in einer ersten Funktionsstellung,
Fig. 3b die Projektionsanzeigevorrichtung aus Fig. 3a mit dem Drucktaster in einer zweiten Funktionsstellung,
Fig. 4a einen Ausschnitt einer weiteren Projektionsanzeigevorrichtung in einer Schnittansicht mit einem Drucktaster in einer ersten Funktionsstellung, und
Fig. 4b die Projektionsanzeigevorrichtung aus Fig. 4a mit dem Drucktaster in einer zweiten Funktionsstellung.
In den Figuren sind sich jeweils entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer stilisierten Darstellung eine in ein lediglich durch einen Ausschnitt eines Fahrzeugcockpits 1 angedeutetes, nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug eingebaute Projektionsanzeigevorrichtung 2. Die Projektionsanzeigevorrichtung 2 weist einen als Mattscheibe ausgebildeten Bildschirm 3 auf, der hier ein einziges Bauteil bildend mit einem Oberflächenbauelement 4 des Fahrzeugcockpits 1 verbunden ist. Das Oberflächenbauelement 4 kann beispielsweise eine transparente, gegebenenfalls eingefärbte Kunststoffolie sein, die in den Cockpitbereichen außerhalb des Bildschirms 3 hinterschäumt ist. In Bereichen außerhalb des Bildschirms kann die Folie lichtundurchlässig ausgeführt sein.
Ferner gehört zu der Projektionsanzeigevorrichtung 2 eine erste Anzeigeeinheit 5 mit einem LCD 6, mittels dessen ein erstes Bild erzeugbar ist. Das LCD 6 ist ein transmissiv beleuchtbares Display, und es ist dazu von dem von einer Lichtquelle 7 abstrahlbaren Licht durchleuchtbar. Bei dem LCD 6 handelt es sich um ein frei ansteuerbares Display zur Darstellung veränderlicher Informationen.
Das von der ersten Anzeigeeinheit 5 erzeugte erste Bild ist mittels einer Projektionsoptik 8 und zweier Umlenkspiegel 9, 10 auf der einem Betrachter (angedeutet durch ein stilisiertes Auge 11) abgewandten Rückseite 12 des Bildschirms 3 als Projektionsbild abbildbar. Für diese sogenannte Rückwandprojektion ist der Bildschirm 3 ein Durchlichtbildschirm.
Zur Verdeutlichung der Abbildung sind beispielhaft zwei das Bild begrenzende Strahlen 13, 14 sowie ein mittlerer Strahl 15 in Fig. 1 eingezeichnet. Nach Umlenkung nacheinander an den Umlenkspiegeln 9, 10 treffen die so umgelenkten Strahlen 13", 14", 15" auf die Rückseite 12 des Bildschirms 3. Dort wird das in der ersten Anzeigeeinheit 5 erzeugte Bild als reelles Projektionsbild in einem Projektionsbereich 16 (angedeutet durch eine gestrichelte Linie, der Deutlichkeit halber etwas vom Bildschirm 3 abgesetzt) auf dem Bildschirm 3 abgebildet. Die Fläche des Projektionsbereichs 16 entspricht der Fläche des Projektionsbildes. Es ist zu erkennen, daß mit der Projektion eine Bildvergrößerung stattfindet.
Innerhalb des Projektionsbereiches 16 auf dem Bildschirm 3 befindet sich ein mechanisches Bedienelement 17, das auf der Rückseite 12 des Bildschirms 3 angeordnet ist. Das mechanische Bedienelement weist einen Drucktaster 18 auf. Zur Betätigung des Drucktasters 18 ist der Bildschirm 3 zumindest in seinem dem Bedienelement 17 zugeordneten, durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Teilbereich 19 in einer Richtung senkrecht zur Bildschirmoberfläche elastisch ausgebildet.
Eine weitere, als Kombinationsanzeigeinstrument eines Kraftfahrzeugs ausgebildete Projektionsanzeigevorrichtung 2 ist in Fig. 2 dargestellt. In einem Projektionsbereich 16 eines Bildschirms 3 der Projektionsanzeigevorrichtung 2 sind zwei Rundinstrumente 20, 21 abgebildet, wobei das linke Rundinstrument 20 der Anzeige einer Fahrgeschwindigkeit und das rechte Rundinstrument 21 der Anzeige einer Motordrehzahl dient. Innerhalb des Projektionsbereiches 2 ist in einer Ausnehmung 22 des Bildschirms 3 ein mechanischer Drucktaster 18 angeordnet.
Einen Ausschnitt einer weiteren Projektionsanzeigevorrichtung in einer stilisierten Schnittansicht zeigt Fig. 3a. Bei dieser Ausführungsform wird ein Bildschirm 3 in einem Projektionsbereich 16 von einem Drucktaster 17 eines mechanischen Bedienelementes 17 durchgriffen. Das Bedienelement 17 ist im Bereich seines Drucktasters 18 transparent, so daß in einem von dem Drucktaster 18 überdeckten Teilbereich 23 des Bildschirms 3 beispielsweise eine Beschriftung für das Bedienelement 17 aufgebracht sein kann und durch den Drucktaster 18 hindurch ablesbar ist.
Auf der einem Betrachter abgewandten Rückseite 12 des Bildschirms 3 verläuft ein infraroter Lichtstrahl 26, der von einem IR-Sender (Infrarot-Sender) 27 ausgesandt und von einem IR-Empfänger 28 empfangen wird. Eine sowohl mit dem IR-Sender 27 als auch mit dem IR-Empfänger elektrisch verbundene elektrische Auswerteeinheit 29 detektiert eine Unterbrechung des Lichtstrahls 26.
Eine solche Unterbrechung des Lichtstrahls 26 tritt - wie in Fig. 3b dargestellt - dann ein, wenn der Drucktaster 18 niedergedrückt, das heißt auf den Bildschirm 3 zu bewegt wird. Dabei durchtrennen eine untere und eine obere Flanke 24, 25des Drucktasters 18 den Lichtstrahl 26, so daß der Lichtstrahl nicht mehr auf den IR-Empfänger 28 auftrifft.
Eine ähnliche Ausführungsform einer Projektionsanzeigevorrichtung ist in Fig. 4a, 4b dargestellt. Hier ist ein Drucktaster 18 innerhalb eines Projektionsbereiches 16 von einem Betrachter aus gesehen vollständig hinter einem Bildschirm 3 angeordnet. Zur Betätigung des Druckschalters 18, der wiederum zur Unterbrechung eines von einem IR-Sender 27 ausgesendeten und von einem IR-Empfänger empfangbaren infraroten Lichtstrahls 26 ausgebildet ist, ist der Bildschirm 3 in einer Richtung senkrecht zur Bildschirmoberfläche elastisch ausgebildet. Das wird insbesondere aus Fig. 4b deutlich, die den Bildschirm 3 in einer Position zeigt, in welcher der Drucktaster 18 betätigt wird und den Lichtstrahl 26 unterbricht.
Der Bildschirm 3 nach Fig. 4a, 4b ist derart ausgebildet, daß sich seine taktilen Eigenschaften in einem dem Drucktaster 18 des Bedienelementes 17 unmittelbar zugeordneten Betätigungsbereich 29 von denjenigen in daran angrenzenden Bildschirmbereichen 30, 31 unterscheiden. Dieser Unterschied in den taktilen Eigenschaften wird hier dadurch erreicht, daß der Bildschirm 3 an seiner Oberfläche im Betätigungsbereich 29 mit Noppen versehen ist.

Claims

1. Projektionsanzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ein erstes Bild erzeugenden ersten Anzeigeeinheit und mit einem Bildschirm, wobei das erste Bild als reelles Projektionsbild in einem Projektionsbereich auf dem Bildschirm abbildbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Projektionsbereiches (16) ein mechanisches Bedienelement (17) vorgesehen ist.

2. Projektionsanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste Bild erzeugende erste Anzeigeeinheit (5) eine frei ansteuerbare Anzeigeeinheit zur Darstellung veränderlicher Informationen ist.

3. Projektionsanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste Bild erzeugende erste Anzeigeeinheit (5) ein LCD (6) aufweist.

4. Projektionsanzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (17) transparent ist.

5. Projektionsanzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (17) einen Drucktaster (18) aufweist.

6. Projektionsanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Drucktasters (18) ein Lichtstrahl (26) unterbrechbar ist, wobei eine Lichtstrahlunterbrechung mittels einer Auswerteeinheit (29) detektierbar ist.

7. Projektionsanzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (17) den Bildschirm durchgreift.

8. Projektionsanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (17) auf der einem Betrachter abgewandten Rückseite (12) des Bildschirms (3) angeordnet ist und daß der Bildschirm (3) zumindest in seinem dem Bedienelement (17) zugeordneten Teilbereich (19) in einer Richtung senkrecht zur Bildschirmoberfläche elastisch ist.

9. Projektionsanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die taktilen Eigenschaften des Bildschirms (3) in einem dem Bedienelement (17) unmittelbar zugeordneten Betätigungsbereich (29) von denjenigen in daran angrenzenden Bildschirmbereichen (30, 31) unterscheiden.

10. Projektionsanzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) zumindest im Projektionsbereich (16) eine Mattscheibe ist.

11. Projektionsanzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) ein Durchlichtbildschirm ist, auf dessen einem Betrachter abgewandter Rückseite (12) das Projektionsbild abbildbar ist.

12. Projektionsanzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) ein einziges Bauteil bildend mit einem Oberflächenbauelement (4) eines Fahrzeugcockpits (1) verbunden ist.