DE102005032868A1

DE102005032868A1 - Anordnung zur Visualisierung von Informationen in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005032868A1
Application number: DE200510032868
Authority: DE
Inventors: Arne Dr. Tröllsch
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Visualisierung von Informationen in einem Kraftfahrzeug (Head-Up-Display), umfassend ein optisches System (1) zum Projizieren mindestens einer Information zum Zwecke der Bildung eines virtuellen Bildes (4) vor oder in einem Bereich der Frontscheibe des Kraftfahrzeuges, wobei beispielsweise als bildgebende Elemente (14) transmissive LCDs und als Beleuchtungseinheit (12) Lumineszenzdioden (LEDs) vorgesehen sind. DOLLAR A Mindestens ein in Fahrtrichtung orientierter Sensor (6) dient dabei zur Erfassung der Farbe und/oder der Intensität des Bildhintergrundes (5). Der Sensor (6) steht mit einer elektronischen Verarbeitungseinheit (16) in Verbindung, die in Abhängigkeit vom Bildhintergrund (5) Steuersignale für die Veränderung der Hinterleuchtung des bildgebenden Elementes (14) sowie für die Veränderung der Ansteuerung der Beleuchtungseinheit (12) hinsichtlich Farbe und/oder Intensität liefert.

Description

Anordnung zur Visualisierung von Informationen in einem Kraftfahrzeug (Head-Up-Display), umfassend ein optisches System zum Projizieren mindestens einer Information zum Zwecke der Bildung eines virtuellen Bildes vor oder in einem Bereich der Frontscheibe des Kraftfahrzeuges, wobei beispielsweise als bildgebende Elemente transmissive LCDs und als Beleuchtungseinheit Lumineszenzdioden (LEDs) vorgesehen sind.

Head-Up Displays (HUDs) werden seit einigen Jahren als Zubehör einzelner Fahrzeugmodelle angeboten. Bei einem derartigen HUD wird ein virtuelles (durchsichtiges) Bild eines darzustellenden Objektes erzeugt. Dieses Bild wird dann in die Frontscheibe des Kraftfahrzeuges eingespiegelt und erscheint dem Fahrer in einigen Metern vor dem Kraftfahrzeug. Bei dem darzustellenden Objekt (bildgebende Elemente) handelt es sich typischerweise um kleine Displays (Charakter oder Grafik) die entweder selbstleuchtend sind oder hinterleuchtet werden müssen.

Eine derartige Lösung wird beispielsweise in DE-OS 197 51 649 A1 beschrieben.

Da sich der Bildhintergrund laufend ändert muss die Intensität des Bildes ständig angepasst werden.

Infolge dessen, dass die Blickrichtung des Fahrers üblicherweise nach unten gerichtet ist, ist der Bildhintergrund durch die Fahrbahn oder ein anderes Fahrzeug gegeben, so dass es vorkommen kann, dass dieser die gleiche oder eine ähnliche Farbe annimmt, in der das Bild dargestellt wird. Dies führt zwangsläufig dazu, dass der Fahrer die eingespiegelten Informationen nur sehr schlecht oder gar nicht mehr erkennen kann.

Abhängig von Farbe und Intensität des Hintergrundes können subjektiv Farbe und Intensität des Bildes unterschiedlich erscheinen, obwohl sich diese objektiv nicht verändert haben.

Ausgehend von diesen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Visualisierung von Informationen in einem Kraftfahrzeug dahingehend weiter zu bilden, dass sich trotz eines farblich verändernden Bildhintergrundes in Richtung des darzustellenden Objektes die Informationen vom Fahrer in unveränderter Qualität wahrgenommen werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein in Fahrtrichtung orientierter Sensor zur Erfassung der Farbe und/oder der Intensität des Bildhintergrundes vorhanden ist, dessen Detektionsbereich zweckmäßigerweise größer als das Betrachtungsfeld des virtuellen Bildes ist (ca. 1,5 bis 2 mal) und dieses einschließt und der Sensor mit einer elektronischen Verarbeitungseinheit in Verbindung steht, die in Abhängigkeit vom Bildhintergrund Steuersignale für die Veränderung der Hinterleuchtung des bildgebenden Elementes sowie für die Veränderung der Ansteuerung der Beleuchtungseinheit hinsichtlich Farbe und/oder Intensität liefert.

Da der Blickwinkel (Winkelbereich) des vorteilhafterweise im Fuß des Rückspiegels angeordneten Sensors größer ist, als der Blickwinkel (Winkelbereich) des Fahrers zur Erkennung der Informationen, wird sowohl der Bildhintergrund als auch der Bereich um den zur Information dienenden definierten Winkelbereich erfasst.

Der Sensor detektiert dabei permanent die Farbe und die Intensität des Bildhintergrundes. Die Daten werden der Verarbeitungseinheit zugeführt, die diese in entsprechende Steuersignale zur Veränderung der Hinterleuchtung des bildgebenden Elementes und auch zur Veränderung der Ansteuerung des bildgebenden Elementes bezüglich Farbe und Intensität umwandelt.

Die Anordnung ermöglicht, dass in Echtzeit die Farbe des Bildes dem Bildhintergrund dynamisch angepasst werden kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dazu zeigen:

1: eine Prinzipdarstellung des Head-Up Displays,

2: die schematische Darstellung des Detektionsbereiches auf der Fahrbahn,

3: die Darstellung des Betrachtungsfeldes des virtuellen Bildes und die des Detektinsbereiches aus der Fahrersicht und

4: den prinzipiellen Aufbau zur Farbanpassung.

1 zeigt schematisch das Prinzip eines HUDs. Über ein vereinfacht dargestelltes, ein bildgebendes Element 14 (4) aufweisendes, optisches System 1 gelangen die Informationen auf die Frontscheibe 2 eines Kraftfahrzeuges.
In der Austrittspupille 3 (Eyebox) des optischen Systems wird ein vor der Frontscheibe 2 entstandenes virtuelles Bild 4 der Informationen vom Fahrer wahrgenommen.
Ein zur Detektion des Bildhintergrundes 5 (2) vorgesehener Sensor 6 befindet sich im Innenrückspiegel 7 des Kraftfahrzeuges, wobei der Sensor 6 so orientiert ist, dass seine Blickrichtung 8 in Richtung des virtuellen Bildes 4 zeigt.
2 zeigt den Bildhintergrund 5, das heißt den Detektionsbereich des Sensors 6 auf der Fahrbahn 9. Der Detektionsbereich des Bildhintergrundes 5 schließt dabei den Bereich des Betrachtungsfeldes 10 des virtuellen Bildes 4 ein. Denkbar wäre aber auch, dass der Detektionsbereich des Bildhintergrundes 5 kleiner ist.
Die Darstellung des Bildhintergrundes 5 mit dem darin eingeschlossenen Betrachtungsfeld 10 des virtuellen Bildes 4 wird in 3 aus Sicht des Fahrers dargestellt. Dabei ist ebenfalls zu sehen, dass der Detektionsbereich des Bildhintergrundes 5 größer ist als der Bereich des Betrachtungsfeldes 10, um auszuschließen, dass im Randbereich des virtuellen Bildes 4 Farbunterschiede zu sehen sind.
4 zeigt den prinzipiellen anordnungstechnischen Aufbau zur dynamischen Farbanpassung, der in einem Gehäuse 11 untergebracht ist.
Das von einer aus einem LED-Array bestehenden Beleuchtungseinheit 12 ausgehende Licht gelangt über zur Homogenisierung dienende parabolische Lichtleitstäbe 13 auf ein transmissives bildgebendes Element 14 (LCD). Das Bild einer dem Fahrer zu übermittelten Information wird dann über das optische System 1 durch eine Abdeckscheibe 15 auf die Frontscheibe 2 des Kraftfahrzeuges projiziert und als virtuelles Bild 4 (1) vom Fahrer vor dem Kraftfahrzeug wahrgenommen.
Die vom Sensor 6 im Innenrückspiegel 7 ausgehenden Signale aus der Detektion des Bildhintergrundes (2 und 3) von Farbe und Intensität werden an eine elektronische Verarbeitungseinheit 16 weitergeleitet. Diese Verarbeitungseinheit 16 wandelt die Signale in Steuerimpulse um, die über die Steuermodule 17 sowohl die Hinterleuchtung des bildgebenden Elementes als auch die Ansteuerung des LED Arrays zum Zwecke der Farb- und Intensitätsanpassung verändern.

1: optisches System
2: Frontscheibe
3: Austrittspupille (Eyebox)
4: virtuelles Bild
5: Bildhintergrund
6: Sensor
7: Innenrückspiegel
8: Blickrichtung
9: Fahrbahn
10: Betrachtungsfeld
11: Gehäuse
12: Beleuchtungseinheit (LEDs)
13: Lichtleiterstab
14: bildgebendes Element (LCD)
15: Abdeckscheibe
16: Verarbeitungseinheit
17: Steuermodul

Claims

Anordnung zur Visualisierung von Informationen in einem Kraftfahrzeug (Head-Up-Display), umfassend ein optisches System (1) zum Projizieren mindestens einer Information zum Zwecke der Bildung eines virtuellen Bildes (4) vor oder in einem Bereich der Frontscheibe des Kraftfahrzeuges, wobei beispielsweise als bildgebende Elemente (14) transmissive LCDs und als Beleuchtungseinheit (12) Lumineszenzdioden (LEDs) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in Fahrtrichtung orientierter Sensor (6) zur Erfassung der Farbe und/oder der Intensität des Bildhintergrundes (5) vorhanden ist und der Sensor (6) mit einer elektronischen Verarbeitungseinheit (16) in Verbindung steht, die in Abhängigkeit vom Bildhintergrund (5) Steuersignale für die Veränderung der Hinterleuchtung des bildgebenden Elementes (14) sowie für die Veränderung der Ansteuerung der Beleuchtungseinheit (12) hinsichtlich Farbe und/oder Intensität liefert.
Anordnung zur Visualisierung von Informationen in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) im Fuß des Innenrückspiegels (7) angeordnet ist.
Anordnung zur Visualisierung von Informationen in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsbereich vom Bildhintergrund (5) größer als das Betrachtungsfeld (10) des virtuellen Bildes (4) ist und dieses einschließt.
Anordnung zur Visualisierung von Informationen in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Detektionsbreiches 1,5-mal bis 2-mal größer als das Betrachtungsfeld (10) des virtuellen Bildes (4) ist.