WO2008052698A2 - Fahrzeuganzeigesystem und verfahren zum betrieb eines fahrzeuganzeigesystems - Google Patents

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WO2008052698A2
WO2008052698A2 PCT/EP2007/009273 EP2007009273W WO2008052698A2 WO 2008052698 A2 WO2008052698 A2 WO 2008052698A2 EP 2007009273 W EP2007009273 W EP 2007009273W WO 2008052698 A2 WO2008052698 A2 WO 2008052698A2
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Frank Schliep
Oliver Kirsch
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Johnson Controls Gmbh
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    • B60K2360/334—Projection means

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle display system having a display device and an optical system for generating a virtual image, wherein the optical system comprises a first mirror element and a second mirror element.
  • a vehicle display system is placed, for example, in the dashboard of a vehicle, in particular of a motor vehicle.
  • the use of the optical means by which the projection is effected serves to make the display appear in an enlarged distance, as compared to instantly visible instruments in the instrument panel, such as an imaginary distance of several meters. In this way, the visibility of the display is facilitated, since, if anything, the eyes of the observer when changing the view guide from the road to the display visible in the dashboard only have to accomplish a comparatively low accommodation performance.
  • a genus same projection display is shown in the patent application DE 10 2005 042 624.
  • Object of the present invention is to provide a vehicle display system in which the accommodation performance of a user is reduced, in which the required space for the vehicle display system is reduced, the cost of manufacturing and assembly of the vehicle display system are minimized and the operating costs or the power consumption of the vehicle display system is kept small and yet excellent visibility of the information to be displayed is possible for a user in a clear and easily detectable manner.
  • the present invention pursues the object of achieving a comparable effect with reduced expenditure with respect to the distance perception to the proposal according to the patent application DE 10 2005042 624.
  • a vehicle display system wherein the vehicle display system comprises a display device and an optical system for generating a user-virtual image, wherein the optical system comprises a first mirror element and a second mirror element and wherein either according to a first embodiment of the invention for in Direction towards the user propagating light from the display device exactly one Re- flexion is provided at the 'first mirror element and exactly one reflection on the second mirror element, or the relative positions of the display device of the first mirror member and the second mirror element are constant provided according to a second embodiment of the invention for adjusting the vehicle display system for different viewing positions of the user.
  • both embodiments can also be combined with each other.
  • the vehicle display system according to the invention or the projection display according to the invention accordingly consists of an imager which emits an image (in a first direction) which can be described as a light beam, which then firstly passes from a first mirror element (according to a second direction) in the direction of a second mirror element and subsequently from this (in a third direction) is reflected in the direction of the viewer.
  • a displacement of an image on the display device is provided perpendicular to a first direction of the light.
  • the display device has both an electronic first display unit and a mechanically movable second display unit, in particular a movable pointer.
  • a mechanically movable second display unit in particular a movable pointer.
  • the vehicle display system as a whole or at least part of the vehicle display system to be adapted to different viewing positions of a user. This makes it possible that the function of the vehicle display system can be optimally adapted to the different needs of different users. In particular, the visibility of the information displayed on the vehicle display system is equally good for different sized users of the system.
  • the vehicle display system is associated with a detection means for detecting the viewing position of a user.
  • a detection means for detecting the viewing position of a user determine and adjust the vehicle display system to make different positions, such as a user's head.
  • it is advantageously possible to reduce the risk of the user falling asleep during a state of over-fatigue because, based on a detected specific change in position of the user's head, it is concluded that he is falling asleep or has fallen asleep.
  • the vehicle display system is provided arranged in the cockpit of the vehicle or that the vehicle display system is provided arranged in a headrest and / or in a backrest of the vehicle.
  • a vehicle display system according to the invention is used both for a driver to display different information, such as the speed, the speed of the engine or the like, and a vehicle display system of entertainment built into, for example, the headrest or the seatback of the driver's seat a seated behind the driver viewer allows, for example, to watch a video or the like.
  • a further subject of the present invention is a method for operating a vehicle display system according to the invention, wherein the detection system associated with the vehicle display system is used to adapt the vehicle display system to different viewing positions of a user.
  • FIG. 1 shows schematically representations of a vehicle display system according to the invention.
  • Figure 2 shows a schematic representation of different arrangements of the vehicle display system in a vehicle.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a display device.
  • FIG. 1 shows a side view of a vehicle display system 10 comprising a display device 30 and an optical system 40.
  • An observer 60 in which only his eye plane is shown schematically in FIG. 1, considers the vehicle display system 10 by way of example.
  • a light source 20 which is provided in particular as one or more light-emitting diodes (high-power light-emitting diode) or light-emitting diodes (diode array or diode array)
  • the display device 30 is backlit.
  • information that carries or contains information of the display device 30 is first emitted in accordance with a first direction 41.
  • the light emitted according to the first direction 41 or propagating in the first direction 41 strikes the optical system 40 and is deflected by the latter according to the invention in particular twice, namely reflected.
  • a first mirror element 51 which deflects the light arriving in the first direction 41 in a second direction 42
  • a second mirror element 52 which transmits the light incident in the second direction 42 into a third and to Eye of the viewer 60 toward oriented direction 43 deflects, provided.
  • the use of mirror elements with a high quality high reflection components and thus low (optical) power losses can be achieved, thereby improving the (optical) overall efficiency of the optical system 40 and the (electrical) power consumption of the vehicle display system can be reduced.
  • the light source 20 may either be part of the vehicle display system 10 or may be separate therefrom.
  • the entire vehicle display system 10 or at least a part of the vehicle Display system 10 is adjustable so that the vehicle display system 10 is adaptable to a different viewing position of the user.
  • a height adjustability of the vehicle display system 10 for example to different user sizes, is provided according to the invention.
  • the height adjustability of the vehicle display system according to the invention is particularly preferably provided such that no movement of the display device 30, the first mirror element 51 and the second mirror element 52 relative to the vehicle, in any case no relative movement of the display device 30, the first mirror element 51 and the second mirror element 52 relative to each other is provided, but that the height adjustment or generally the adjustability of the generated by the vehicle display system virtual image is done exclusively by a shift of the image on or in the display device 30.
  • the vehicle display system 10 in a particularly preferred embodiment, in particular a detection means 70, for example meadow in the form of a small camera assigned, or it comprises the vehicle display system 10 such a detection means 70, so that an adaptation of the field of view to the driver size or to the User size is about manually and / or automatically possible by a rotating mechanism.
  • the detection means 70 can, in particular in the form of a small camera, invisible from the interior of the vehicle display system 10, determine which position or which viewing position a user has taken.
  • a position detection system for example, a sleep detection or an automatic head height adjustment can be carried out, for example, during a movement of the user's head.
  • a mechanical position of the vehicle display system 10 or a mechanical adjustment of a part of the vehicle display system 10 it is also possible according to the invention for all parts of the vehicle display system 10 to remain mechanically fixed and only to shift the image displayed on the display device 30 to adapt to different viewing positions of the vehicle User 60 is adjusted. In this case, it is necessary that a part of the display device 30 is not used.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of various installation positions of the vehicle display system 10 according to the invention.
  • a first variant of an installation position of the vehicle display system 10 this is visible in a cockpit position 3 of a vehicle 1 along a viewing direction 2 for a user who is located on a front seat or a driver's seat 4 of the vehicle 1.
  • a second variant 6 of an installation position of the vehicle display system 10 this is visible to a user of a rear seat 7 along a line of sight 5.
  • the vehicle display system 10 is arranged in the center console 8 or in the overhead console 9.
  • the different mounting positions 3, 6, 8 and 9 entail that different requirements are placed on the vehicle display system 10.
  • the first installation variant 3 is used to display safety-relevant information for a driver of the vehicle 1, while the information of the vehicle display system 10 shown in the second installation position 6 for a passenger located in the rear seat 7 serves in particular for the entertainment of such a passenger.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a display device 30 of the vehicle display system 10 according to the invention, wherein the embodiment in FIG. 3 is in particular one which is installed in the first installation position 3 (FIG. 2) or in the cockpit 3.
  • the display device 30 comprises a first electronic display unit 31 and a second mechanically movable display unit 32.
  • the second mechanically movable display unit 32 is, in particular, a movable pointer 32, such as a pointer instrument or the like , wherein the illustration in Figure 3 is to be understood only schematically and no axes of rotation or the like of the pointer 32 are shown.
  • the first display unit 31 is According to the invention, in particular, an LCD display or a TFT display whose colors or positions can also be configured in particular by adaptation to the preferences of end customers. Such a TFT display as the first display unit 31 is particularly advantageous because it allows good contrast and full-color capability.
  • the second mechanically movable display unit 32 is provided as a mechanical, freely selectable illuminated pointer, which is arranged in particular at a distance of a few millimeters along the optical axis relative to the first display unit 31 and moves there. He appears in the virtual image self-luminous and three-dimensional.
  • the vehicle display system 10 it is advantageously possible with the vehicle display system 10 that little accommodation effort is required for the eye of a user 60.
  • This is achieved according to the invention in that a virtual image is generated in such a way that it appears to the user that this image is present at a distance of a few meters from the user's eye.
  • distances of approx. 1.5 m to approx. 3.0 meters are possible distances, preferably from approx. 2.0 meters to 2.2 meters.
  • the vehicle display system 10 according to the invention is glare-free with respect to sunlight, since solar radiation can only take place in the field of view, which is covered by the head of the driver.
  • the arrangement is rotated by 180 ° (about an axis parallel to the third direction 43 and substantially in the middle of the field of view of the user running) is provided, ie that the display device 30 above a substantial part of the beam path of the Vehicle display system 10 is provided. Furthermore, it may also be provided that the arrangement is rotated by 90 ° (to the right or to the left) about this axis (parallel to the third direction 43 and substantially in the center of the field of view of the user).
  • a diaphragm prevents a user from a usual or an unusual angle or, due to an undesired reflection or reflection, the display device 30 sees beyond the intended beam path.
  • a diaphragm for example, a so-called lamellar film may be provided.

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Abstract

Fahrzeuganzeigesystem (10) mit einer Anzeigeeinrichtung (30) und mit einem optischen System (40) zur Erzeugung eines für einen Benutzer (60) virtuellen Bildes, wobei das optische System (40) ein erstes Spiegelelement (51) und ein zweites Spiegel element (52) aufweist.

Description

Fahrzeuganzeigesystem und Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuganzeigesystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuganzeigesystem mit einer Anzeigeeinrichtung und mit einem optischen System zur Erzeugung eines virtuellen Bildes, wobei das optische System ein erstes Spiegelelement und ein zweites Spiegelelement aufweist. Ein solches Fahrzeuganzeigesystem ist beispielsweise im Armaturenbrett eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs platziert. Dabei dient der Einsatz der optischen Mittel, durch welche die Projektion bewirkt wird, dazu, die Anzeige in einem im Vergleich zu unmittelbar sichtbar im Armaturenbrett angeordneten Instrumenten vergrößerten Abstand erscheinen zu lasse, etwa einer imaginären Entfernung von mehreren Metern. Auf diese Weise wird die Wahrnehmbarkeit der Anzeige erleichtert, da, wenn überhaupt, die Augen des Betrachters beim Wechsel der Blickführung von der Straße auf die in dem Armaturenbrett sichtbare Anzeige nur eine vergleichsweise geringe Akkomodationsleistung vollbringen müssen. Ein gattungsgleiches Projektionsdisplay ist in der Patentanmeldung DE 10 2005 042 624 gezeigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Fahrzeuganzeigesystem zu schaffen, bei dem die Akkomodationsleistung eines Benutzers reduziert wird, bei dem der erforderliche Bauraum für das Fahrzeuganzeigesystem verringert wird, wobei die Kosten für die Herstellung und Montage des Fahrzeuganzeigesystem möglichst gering sind und wobei die Betriebskosten bzw. der Energieverbrauch des Fahrzeuganzeigesystems klein gehalten wird und trotzdem eine hervorragende Sichtbarkeit der anzuzeigenden Informationen für einen Benutzer in einer klaren und leicht erfassbaren Weise möglich ist. Die vorliegende Erfindung verfolgt insbesondere die Aufgabe, eine bezüglich der Entfernungswahrnehmung zu dem Vorschlag gemäß der Patentanmeldung DE 10 2005042 624 vergleichbare Wirkung mit vermindertem Aufwand zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeuganzeigesystem gelöst, wobei das Fahrzeuganzeigesystem eine Anzeigeeinrichtung und ein optisches System zur Erzeugung eines für einen Benutzer virtuellen Bildes aufweist, wobei das optische System ein erstes Spiegelelement und ein zweites Spiegelelement aufweist und wobei entweder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung für in Richtung auf den Benutzer hin sich ausbreitendes Licht ausgehend von der Anzeigeeinrichtung genau eine Re- flexion am'ersten Spiegelelement und genau eine Reflexion am zweiten Spiegelelement vorgesehen ist, oder wobei gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Einstellung des Fahrzeuganzeigesystems für unterschiedliche Betrachtungspositionen des Benutzers die Relativpositionen der Anzeigeeinrichtung, des ersten Spiegelelements und des zweiten Spiegelelements konstant vorgesehen sind. Beide Ausführungsformen können selbstverständlich auch miteinander kombiniert werden.
Durch die angegebenen Merkmalskombination - insbesondere gemäß der ersten Ausführungsform - ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, die Aufgabe durch eine Verringerung der Anzahl der optischen Elemente, an denen eine Reflexion oder eine Transmission des von einem Bildgeber bzw. einer Anzeigeeinrichtung emittierten Lichtstrahlenbündels stattfindet. Auf diese Weise ist der konstruktive Aufwand verringert, ebenso wie die bei einer Reflexion oder Transmission stets auftretenden Verluste. Deshalb kann die für die Projektion der Anzeige nötige Lichtleistung verringert werden, wodurch wiederum die Einschränkungen zur Platzierung des Bildgebers abgeschwächt werden, die sich aus der Notwendigkeit einer Wärmeabfuhr für die Verlustleistung der Lichtquelle ergeben. Das erfindungsgemäße Fahrzeuganzeigesystem bzw. das erfindungsgemäße Projektionsdisplay besteht demnach aus einem Bildgeber, der ein als Lichtstrahlenbündel beschreibbares Bild (in eine erste Richtung) aussendet, welches dann zunächst von einem ersten Spiegelelement (gemäß einer zweiten Richtung) in Richtung eines zweiten Spiegelelementes und nachfolgend von diesem (gemäß einer dritten Richtung) in Richtung des Betrachters reflektiert wird. Durch die angegebenen Merkmalskombination - insbesondere gemäß der zweiten Ausführungsform - ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, den konstruktiven Aufwand für ein Fahrzeuganzeigesystem mit einstellbarem - insbesondere höheneinstellbarem virtuellem Bild - noch weiter dadurch zu verringern, dass zur Anpassung an die jeweilige Körpergröße des Betrachters eine Höheneinstellbarkeit des (gemäß der dritten Richtung auf den Betrachter hin sich ausbreitenden) Lichtstrahlenbündels vorgesehen ist, die unter Verzicht auf jegliche (Einstellbarkeit der) Mechanik im Projektionssystem erreicht wird, indem das zu erzeugende Bild in seiner Lage, bezogen auf die durch den Bildgeber definierte Ebene, verschiebbar vorgesehen ist. Da das Projektionssystem optische Mittel vor vergrößernden Darstellung des erzeugten Bildes beinhalten muss, um der Verkleinerungswirkung, die eine Projektion mit dem gewünschten Entfernungseindruck erzeigt, entgegen zu wirken, wird auch die Bildverschiebung von dieser Vergrößerung erfasst. Damit ist nur eine im Vergleich zu den Abmessungen des Bildes geringe Verschiebbarkeit, beispielsweise um wenige Linien, am Bildgeber erforderlich, um die Anpassung, also die Höheneinsteilbarkeit, zu ermöglichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es besonders bevorzugt, dass zur Einstellung des Fahrzeuganzeigesystems für unterschiedliche Betrachtungspositionen des Benutzers eine Verschiebung eines Bildes auf der Anzeigeeinrichtung senkrecht zu einer ersten Richtung des Lichts vorgesehen ist. Hierdurch kann die Höhenein- stellbarkeit des virtuellen Bildes auf besonders einfache Weise erzielt werden.
Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Anzeigeeinrichtung sowohl eine elektronische erste Anzeigeeinheit als auch eine mechanisch bewegliche zweite Anzeigeeinheit, insbesondere einen beweglichen Zeiger, aufweist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß durch die Kombination einer elektronischen und einer mechanischen beweglichen Anzeigeeinheit möglich, für besonders wichtige und schnell zu erfassende Informationen einen sehr hohen Kontrast in der Darstellung des Fahrzeuganzeigesystems zu erzielen. Weiterhin ist es mittels der mechanisch beweglichen zweiten Anzeigeeinheit auch möglich, eine besonders hohe Auflösung, d. h. scharfe Kanten und damit ebenso eine leichte Lesbarkeit, zu erzielen.
Erfindungsgemäß ist weiterhin - insbesondere gemäß der ersten Ausführungsform - bevorzugt, dass das Fahrzeuganzeigesystem insgesamt oder wenigstens ein Teil des Fahrzeuganzeigesystems an unterschiedliche Betrachtungspositionen eines Benutzers anpassbar vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, dass die Funktion des Fahrzeuganzeigesystems optimal auf die unterschiedlichen Bedürfnisse unterschiedlicher Benutzter angepasst werden kann. Insbesondere ist die Sichtbarkeit der auf dem Fahrzeuganzeigesystem dargestellten Informationen für unterschiedlich große Benutzer des Systems gleich gut.
Erfindungsgemäß ist weiterhin bevorzugt, dass dem Fahrzeuganzeigesystem ein Detektionsmittel zu Erkennung der Betrachtungsposition eines Benutzers zugeordnet ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, diese Betrachtungsposition zu ermitteln und eine Anpassung bzw. Einstellung des Fahrzeuganzeigesystems an , unterschiedliche Positionen, etwa eines Kopfes eine Benutzers, vorzunehmen. Ebenso ist es hierdurch erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, etwa eine Gefährdung des Benutzers durch Einschlafen während eines Übermüdungszustandes zu verringern, weil aufgrund einer detektierten spezifischen Positionsänderung des Kopfes des Benutzers der Schluss gezogen wird, dass dieser einschläft bzw. eingeschlafen ist. Erfindungsgemäß ist es dadurch auch möglich, dass mittels einer Detektion der Augenbewegung, der Augenposition und/oder einer Detektion des Lidschlags die Gefährdung des Benutzers durch Einschlafen reduzierbar ist, etwa dadurch dass eine vorhandene Kopfstütze optimal eingestellt wird.
Erfindungsgemäß ist es ganz besonders bevorzugt, dass das Fahrzeuganzeigesystem im Cockpit des Fahrzeugs angeordnet vorgesehen ist bzw. dass das Fahrzeuganzeigesystem in einer Kopfstütze und/oder in einer Rückenlehne des Fahrzeugs angeordnet vorgesehen ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass ein erfindungsgemäßes Fahrzeuganzeigesystem sowohl für einen Fahrer zur Darstellung unterschiedlicher Informationen, wie etwa der Geschwindigkeit, der Drehzahl des Motors oder dergleichen, verwendet wird und ein beispielsweise in die Kopfstütze oder in die Rückenlehne des Fahrersitzes eingebautes Fahrzeuganzeigesystem der Unterhaltung eines hinter dem Fahrer sitzenden Betrachters ermöglicht, beispielsweise einen Videofilm zu betrachten oder dergleichen. Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, das Fahrzeuganzeigesystem in der Dachkonsole und/oder in der Mittelkonsole (Centre information display) anzuordnen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems, wobei das dem Fahrzeuganzei gesystem zugeordnete Detektionsmittel dazu benutzt wird, das Fahrzeuganzeigesystem an unterschiedliche Betrachtungspositionen eines Benutzers anzupassen. Hierdurch ist es in besonders einfacher und intuitiver Weise möglich, stets eine optimale Anpassung des Fahrzeuganzeigesystems an die Statur bzw. die Position, insbesondere des Kopfes eines Benutzers, zu ermöglichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Figur 1 zeigt schematisch jeweils Darstellungen eines erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung unterschiedlicher Anordnungen des Fahrzeuganzeigesystems in einem Fahrzeug.
Figur3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung.
In der Figur 1 ist schematisch ein Fahrzeuganzeigesystem 10 in Seitenansicht dargestellt, welches eine Anzeigeeinrichtung 30 und ein optisches System 40 umfasst. Ein Betrachter 60, bei dem nur dessen Augenebene in Figur 1 schematisch dargestellt ist, betrachtet beispielhaft das Fahrzeuganzeigesystem 10. Ausgehend von einer Lichtquelle 20, welche insbesondere als eine oder mehrere Leuchtdiode (Hochleistungsleuchtdiode) bzw. Leuchtdioden (Diodenarray bzw. Diodenfeld) vorgesehen ist, wird die Anzeigeeinrichtung 30 hinterleuchtet. Hierdurch wird zunächst Informationen der Anzeigeeinrichtung 30 tragendes bzw. enthaltendes Licht gemäß einer ersten Richtung 41 abgestrahlt. Das gemäß der ersten Richtung 41 abgestrahlte bzw. sich in der ersten Richtung 41 ausbreitende Licht trifft auf das optische System 40 und wird von diesem erfindungsgemäß insbesondere zweimal umgelenkt, nämlich reflektiert. Hierbei ist im in der Figur 1 dargestellten Beispiel ein erstes Spiegelelement 51 , welches das in der ersten Richtung 41 eintreffende Licht in eine zweite Richtung 42 umlenkt, und ein zweites Spiegelelement 52, welches das in der zweiten Richtung 42 eintreffende Licht in eine dritte und zum Auge des Betrachters 60 hin orientierte Richtung 43 umlenkt, vorgesehen. Hierbei können durch die Verwendung von Spiegelelementen mit einer hohen Güte hohe Reflexionsanteile und damit geringe (optische) Verlustleistungen erzielt werden, wodurch die (optische) Gesamteffizienz des optischen Systems 40 verbessert und der (elektrische) Leistungsbedarf des Fahrzeuganzeigesystems reduziert werden. Die Lichtquelle 20 kann entweder ein Teil des Fahrzeuganzeigesystems 10 sein oder auch getrennt von diesem vorgesehen sein.
Bevorzugt ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass entweder das gesamte Fahrzeuganzeigesystem 10 oder aber wenigstens ein Teil des Fahrzeug- anzeigesystems 10 derart einstellbar ist, dass das Fahrzeuganzeigesystem 10 an eine unterschiedliche Betrachtungsposition des Benutzers anpassbar ist. Insbesondere eine Höheneinstellbarkeit des Fahrzeuganzeigesystems 10, etwa an unterschiedliche Benutzergrößen, ist erfindungsgemäß vorgesehen. Die Höheneinstellbarkeit des erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystem ist besonders bevorzugt derart vorgesehen, dass keinerlei Bewegung der Anzeigeeinrichtung 30, des ersten Spiegelelements 51 und des zweiten Spiegelelements 52 relativ zum Fahrzeug, jedenfalls aber keine Relativbewegung der Anzeigeeinrichtung 30, des ersten Spiegelelements 51 und des zweiten Spiegelelements 52 relativ zueinander vorgesehen ist, sondern dass die Höheneinstellung bzw. generell die Verstellbarkeit des vom Fahrzeuganzeigesystem generierten virtuellen Bildes ausschließlich durch eine Verschiebung des Bildes auf bzw. in der Anzeigeeinrichtung 30 erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist es optional weiterhin, dass eine solche Verstellung bzw. Anpassung des Fahrzeuganzeigesystems 10 an unterschiedliche Betrachtungspositionen automatisch erfolgt. Hierzu ist dem Fahrzeuganzeigesystem 10 in einer besonders bevorzugten Ausführungsform insbesondere ein Detektionsmittel 70, beispiels- wiese in Form einer kleinen Kamera, zugeordnet bzw. es umfasst das Fahrzeuganzeigesystem 10 ein solches Detektionsmittel 70, so dass eine Anpassung des Sichtfeldes an die Fahrergröße bzw. an die Benutzergröße etwa durch ein Drehmechanismus manuell und/oder automatisch möglich ist. Das Detektionsmittel 70 kann, insbesondere in Form einer kleinen Kamera, unsichtbar von dem Inneren des Fahrzeuganzeigesystems 10 aus, bestimmen, welche Position bzw. welche Betrachtungsposition ein Benutzer eingenommen hat. Weitere Funktionen sind mittels eines solchen Posi- tionsdetektionssystems möglich, beispielsweise kann eine Schlafdetektion oder eine automatische Kopfhöheneinstellung etwa bei einer Bewegung des Kopfes des Benutzers durchgeführt werden. Alternativ zu einer mechanischen Stellung des Fahrzeuganzeigesystems 10 bzw. einer mechanischen Verstellung eines Teils des Fahrzeuganzeigesystems 10 ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass sämtliche Teile des Fahrzeuganzeigesystems 10 mechanisch fixiert bleiben und lediglich eine Verschiebung des auf der Anzeigeeinrichtung 30 dargestellten Bildes zur Anpassung an unterschiedliche Betrachtungspositionen des Benutzers 60 angepasst wird. Hierbei ist es erforderlich, dass ein Teil der Anzeigeeinrichtung 30 nicht genutzt wird. Bevorzugt ist es erfindungsgemäß jedoch, dass eine mechanische Nachführung des ge- samten Fatirzeuganzeigesystems 10 bzw. eines Teils davon vorgenommen wird, weil so die gesamte aktive Displayfläche der Anzeigeeinrichtung 30 genutzt werden kann. Weiterhin ist es dadurch möglich, dass die Anforderungen an die Lichtquelle 20 verringert werden können, weil das Sichtfeld kleiner werden kann und somit das Fahrzeuganzeigesystem 10 insgesamt kompakter gebaut werden kann.
In Figur 2 ist eine schematische Darstellung verschiedener Einbaupositionen des erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems 10 dargestellt. In einer ersten Variante einer Einbauposition des Fahrzeuganzeigesystems 10 ist dieses in einer Cockpitposition 3 eines Fahrzeugs 1 entlang einer Blickrichtung 2 für einen Benutzer sichtbar, der sich auf einem Vordersitz bzw. einem Fahrersitz 4 des Fahrzeugs 1 befindet. In einer zweiten Variante 6 einer Einbauposition des Fahrzeuganzeigesystems 10 ist dieses von einem Benutzer eines Rücksitzes 7 entlang einer Blickrichtung 5 sichtbar. In einer dritten und vierten Variante 8, 9 einer Einbauposition ist das Fahrzeuganzeigesystems 10 in der Mittelkonsole 8 bzw. in der Dachkonsole 9 angeordnet. Die unterschiedlichen Einbaupositionen 3, 6, 8 und 9 bringen es mit sich, dass unterschiedliche Anforderungen an das Fahrzeuganzeigesystem 10 gestellt werden. Insbesondere dient die erste Einbauvariante 3 der Darstellung von sicherheitsrelevanten Informationen für einen Fahrer des Fahrzeugs 1 , während die in der zweiten Einbauposition 6 für einen auf dem Rücksitz 7 befindlichen Fahrgast dargestellten Informationen des Fahrzeuganzeigesystems 10 insbesondere der Unterhaltung eines solchen Fahrgastes dienen.
In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung 30 des erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems 10 dargestellt, wobei es sich bei der Ausführungsform in Figur 3 insbesondere um eine solche handelt, die in der ersten Einbauposition 3 (Figur 2) bzw. im Cockpit 3 eingebaut wird. Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform der Anzeigeeinrichtung 30 umfasst die Anzeigeeinrichtung 30 eine erste elektronische Anzeigeeinheit 31 und eine zweite mechanisch bewegliche Anzeigeeinheit 32. Bei der zweiten mechanisch beweglichen Anzeigeeinheit 32 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um einen beweglichen Zeiger 32, etwa eines Zeigerinstruments oder dergleichen, wobei die Darstellung in Figur 3 lediglich schematisch zu verstehen ist und keinerlei Drehachsen oder dergleichen des Zeigers 32 dargestellt sind. Bei der ersten Anzeigeeinheit 31 handelt es sich er- findungsgemäß insbesondere um ein LCD-Display bzw. um ein TFT-Display, dessen Farben bzw. Positionen insbesondere auch durch Anpassung and die Vorlieben von Endkunden konfigurierbar sind. Ein solches TFT-Display als erste Anzeigeeinheit 31 ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil es einen guten Kontrast und eine Vollfarbfähigkeit ermöglicht. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass die zweite mechanisch bewegliche Anzeigeeinheit 32 als mechanischer, frei farbwählbarer beleuchteter Zeiger vorgesehen ist, welcher insbesondere in einem Abstand von wenigen Millimetern entlang der optischen Achse gegenüber der ersten Anzeigeeinheit 31 angeordnet ist und sich dort bewegt. Er erscheint im virtuellen Bild selbstleuchtend und dreidimensional. Dies hat den Vorteil, dass kein Aufwand zur Beseitigung eines Aliasing-Effekt für die Zeiger in Echtzeit notwendig ist, wie es der Fall wäre, wenn die Anzeigeeinrichtung 30 lediglich die erste Anzeigeeinheit 31 und keine mechanisch bewegliche zweite Anzeigeeinheit 32 umfassen würde. Erfindungsgemäß ist es wie- terhin von Vorteil, wenn die mechanisch bewegliche zweite Anzeigeeinheit 32 weggefahren werden kann, sprich von der ersten Anzeigeeinheit 31 entfernbar ist, so dass die komplette erste Anzeigeeinheit 31 , etwa für Multimediaanwendungen oder dergleichen, zugänglich ist. In der Kombination eines mechanischen Zeigers 32 mit einem digitalen Skalenanzeiger innerhalb der ersten Anzeigeeinheit 31 lassen sich beispielsweise unterschiedliche Instrumente realisieren, beispielsweise sogar eine gleichzeitige Anzeige mit einem mechanischen Zeiger von Geschwindigkeit und Drehzahl, indem die Drehzahlskala dynamisch auf dem Display der ersten Anzeigeeinheit 31 oberhalb der Geschwindigkeitsskala angepasst bzw. angezeigt wird.
Erfindungsgemäß ist es mit dem Fahrzeuganzeigesystem 10 vorteilhaft möglich, dass kaum Akkomodationsaufwand für das Auge eines Benutzers 60 erforderlich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein virtuelles Bild derart erzeugt wird, dass es für den Benutzer den Anschein hat, dass dieses Bild in einer Entfernung von einigen Metern vom Auge des Benutzers vorliegt. Als Abstände kommen in diesem Zusammenhang Werte von ca. 1 ,5 Metern bis ca. 3,0 Metern in Frage, bevorzugt von ca. 2,0 Metern bis 2,2 Metern. Weiterhin ergibt sich als Vorteil, dass inhärent das erfindungsgemäße Fahrzeuganzeigesystem 10 blendfrei gegenüber Sonnenlicht ist, da Sonneneinstrahlung nur im Sichtfeld erfolgen kann, welches durch den Kopf des Fahrers verdeckt wird. Eine gewöhnliche und im Stand der Technik bekannte Hutze kann daher minimiert werden; hierdurch können in vorteilhafter Weise Platzprobleme, die sich im Bereich des Fahrzeuganzeigesystems aufgrund des Vorhandenseins der Lenksäule mit Hilfseinrichtung und aufgrund des Vorhandenseins von Strukturteilen des Fahrzeugs wie beispielsweise einen Querträger ergeben können, durch Verkleinerung der Hutze entschärft werden. Durch den Einsatz eines weiteren optischen Elements (nicht dargestellt) am Ausgang des Fahrzeuganzeigesystems 10, welches Licht hauptsächlich senkrecht durchlässt, könnte sogar gänzlich auf eine sogenannte Hutze verzichtet werden, so dass neue Designfreiheiten eröffnet werden. Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass mittels des erfindungsgemäßen Fahrzeuganzeigesystems 10 eine dreidimensionale Darstellung möglich.
Neben dem in Figur 1 angegebenen Beispiel eines Fahrzeuganzeigesystems 10, bei dem die Anzeigeeinrichtung 30 unterhalb eines wesentlichen Teils des Strahlengangs des Fahrzeuganzeigesystems 10 vorgesehen ist und Licht in der ersten Richtung 41 im wesentlichen nach oben bzw. nach vorne (in Fahrtrichtung) und oben abstrahlt, kann es auch vorgesehen sein, dass die Anordnung um 180° gedreht (um eine Achse, parallel zur dritten Richtung 43 und im wesentlichen in der Mitte des Sichtfeldes des Benutzers verlaufend) vorgesehen ist, d.h. dass die Anzeigeeinrichtung 30 oberhalb eines wesentlichen Teils des Strahlengangs des Fahrzeuganzeigesystems 10 vorgesehen ist. Ferner kann es auch vorgesehen sein, dass die Anordnung um 90° (nach rechts oder nach links) um diese Achse (parallel zur dritten Richtung 43 und im wesentlichen in der Mitte des Sichtfeldes des Benutzers verlaufend) gedreht ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass eine bessere Platzausnutzung möglich ist. Bei allen Anordnungen - insbesondere jedoch bei der gegenüber der Darstellung gemäß der Figur 1 um 90° gedrehten Anordnung - des Fahrzeuganzeigesystems 10 kann es vorgesehen sein, dass eine Blende (nicht dargestellt) verhindert, dass ein Benutzer von einem gewöhnlichen oder auch einem ungewöhnlichen Blickwinkel aus oder aufgrund einer unerwünschten Spiegelung bzw. Reflexion die Anzeigeeinrichtung 30 außer über den vorgesehenen Strahlengang sieht. Als eine solche Blende kann beispielsweise eine sogenannten Lamellenfolie vorgesehen sein. Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
2. 5 Blickrichtungen
3. 6 Einbaupositionen
4. 7 Fahrzeugsitze
10 Fahrzeuganzeigesystem
20 Lichtquelle
30 Anzeigeeinrichtung
31 Erste Anzeigeeinheit
32 Zweite Anzeigeeinheit / Zeiger 40 optisches System
41 , 42, 43 Ausbreitungsrichtungen des Lichts
51 erstes Spiegelelement
52 zweites Spiegelelement
60 Benutzer / Auge des Benutzers
70 Detektionsmittel / Kamera

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeuganzeigesystem (10) mit einer Anzeigeeinrichtung (30) und mit einem optischen System (40) zur Erzeugung eines für einen Benutzer (60) virtuellen Bildes, wobei das optische System (40) ein erstes Spiegelelement (51 ) und ein zweites Spiegelelement (52) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass für in Richtung auf den Benutzer (60) hin sich ausbreitendes Licht (43) ausgehend von der Anzeigeeinrichtung (30) genau eine Reflexion am ersten Spiegelelement (51 ) und genau eine Reflexion am zweiten Spiegelelement (52) vorgesehen ist.
2. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Fahrzeuganzeigesystems (10) für unterschiedliche Betrachtungspositionen des Benutzers (60) die Relativpositionen der Anzeigeeinrichtung (30), des ersten Spiegelelements (51) und des zweiten Spiegelelements (52) konstant vorgesehen sind.
3. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Fahrzeuganzeigesystems (10) für unterschiedliche Betrachtungspositionen des Benutzers (60) eine Verschiebung eines Bildes auf der Anzeigeeinrichtung (30) senkrecht zu einer ersten Richtung (41 ) des Lichts vorgesehen ist.
4. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (30) sowohl eine elektronische erste Anzeigeeinheit (31 ) als auch eine mechanisch bewegliche zweite Anzeigeeinheit (32), insbesondere einen beweglichen Zeiger (32), aufweist.
5. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuganzeigesystem (10) insgesamt oder wenigstens ein Teil des Fahrzeuganzeigesystems (10) an unterschiedliche Betrachtungspositionen des Benutzers (60) anpassbar vorgesehen ist.
6. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrzeuganzeigesystem (10) ein Detektionsmittel (70) zur Erkennung der Betrachtungsposition des Benutzers (60) zugeordnet ist.
7. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuganzeigesystem (10) im Cockpit (3) des Fahrzeugs (1 ) und/oder in einer Kopfstütze (6) und/oder in einer Rückenlehne des Fahrzeugs (1 ) angeordnet vorgesehen ist.
8. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das virtuelle Bild gegenüber der Größe der Anzeigeeinrichtung (30) vergrößert vorgesehen ist und/oder dass das virtuelle Bild unter einem möglichst großen Blickwinkel erscheint.
9. Fahrzeuganzeigesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuganzeigesystem (10) blendfrei gegenüber Sonnenlicht vorgesehen ist.
10. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuganzeigesystems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Fahrzeuganzeigesystem (10) zugeordnete Detektionsmittel (70) dazu benutzt wird, das Fahrzeuganzeigesystem (10) an unterschiedliche Betrachtungspositionen des Benutzers (60) anzupassen.
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