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Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für ein
Fahrzeug, welche ein Bild, welches auf einer Abbildquelle
dargestellt wird, auf ein Projektionselement vor einen
Fahrzeugfahrer projiziert, zum Überlagern eines virtuellen
Abbildes des Bildes auf ein vorderes Sichtfeld, von einer
Augenposition innerhalb des Fahrzeuges durch eine
Windschutzscheibe aus betrachtet.
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Eine Projektions-Anzeigeeinrichtung, welche als "Head-Up-
Anzeige (head up display = HUD) bezeichnet wird, wird zum
Anzeigen von Informationen, welche nicht auf ein
Instrumentenbrett angezeigt werden können, weil kein
Extraplatz für wachsende Inhalte und vielfältige
Informationen vorhanden ist, welche von einem Fahrzeugfahrer
heutzutage nachgefragt werden, als ein virtuelles Abbild auf
einer Windschutzscheibe verwendet, mittels Überlagerns des
virtuellen Abbildes auf einem, durch die Windschutzscheibe
hindurch gesehenen, vorderen Sichtfeld.
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Es ist bekannt, dass wichtige Informationen, welche ein
Mensch von der Umwelt empfängt, visuell sind, sodass die
Wichtigkeit von Sichtbarkeit extrem gesteigert wird, wenn ein
Fahrzeug gelenkt wird. Je eher ein Hindernis, welches in
einer Fahrtrichtung existiert, bemerkt wird, desto weniger
hektisch kann ein Fahrzeugfahrer darauf reagieren. Aus diesem
Grund ist ein Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht auf dem
Markt, um sicheres Fahren mittels Sicherstellens von Sicht
bei Nacht oder bei schlechten Sichtbedingungen zu
unterstützen.
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Das Nachtsichtsystem weist eine Infrarot-Kamera, welche an
einer Frontpartie eines Fahrzeuges befestigt ist, einen
Computer und das oben beschriebene HUD auf. Anzeigen eines
monochromatischen virtuellen Abbildes, welches mittels der
Infrarot-Kamera zum Detektieren von Infrarotstrahlen, welche
von einem Objela ausgesendet werden, detektiert wird, mittels
der HUL im vorderen Sichtfeld des Fahrzeugfahrers bewirkt,
dass der Fahrzeugfahrer ein in der Dunkelheit nicht
sichtbares Hindernis oder ein Hindernis vor dem Fahrzeug
unter schlechten Sichtbedingungen aufgrund von Regen oder
Nebel bemerkt.
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Mittels Reflektierens eines Abbild-Lichtstrahls der HUD auf
ein Projektionselement, wie zum Beispiel einen Combiner oder
eine Windschutzscheibe, ermöglicht die HUD dem Fahrzeugfahrer
das Abbild im Fahrt-Sicht-Bereich zu bemerken. Dabei kann
eine zum Sehen eines Abbildes abwärts gerichtete Drehbewegung
einer Sichtachse verringert werden, verglichen mit dem
Betrachten von Anzeigen oder eines gewöhnlichen Abbildes,
sodass eine Zeit zum Bewegen einer Sichtachse verringert
werden kann. Dabei kann die Position des Anzeigens in solch
einem Abstand von einem Fahrzeugfahrer erfolgen, dass ein
Fokussieren der Augen leicht durchgeführt werden kann, wenn
eine Sichtachse von einem vorderen Sichtfeld zu dem Abbild
bewegt wird. Wenn ein Abstand zu einem Fahrzeug, welches
vorausfährt, gering ist oder eine Distanz zu einem Hindernis,
wie zum Beispiel einem Menschen, einem Tier oder ähnlichem,
gering ist, verdeckt das Anzeigen eines Abbildes ein vorderes
Sichtfeld, sodass ein Fahrzeugfahrer gehindert werden kann,
das vordere Sichtfeld zu sehen.
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Um die Nachteile eines herkömmlichen Anzeigesystems zu
überwinden, ist ein Ziel der Erfindung eine
Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche
ein virtuelles Abbild ohne Verdecken des vorderen Sichtfeldes
bereitstellt.
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Um die Ziele zu erreichen, weist, wie in einem schematischen
Blockdiagramm von Fig. 1 gezeigt, eine erfindungsgemäße
Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug, welche zum Projizieren
eines Bildes, welches auf einer Abbildquelle angezeigt ist,
auf ein Projektionselement vor einem Fahrzeugfahrer zum
Überlagern mit einem virtuellen Abbild des Bildes in einem
durch eine Windschutzscheibe von einer Augenposition
innerhalb des Fahrzeuges aus gesehen vorderen Sichtfeld, auf
eine Speichereinrichtung 21b zum Speichern einer
Abstandsinformation überlagerter Anzeigen, wobei die
Abstandsinformation überlagerter Anzeigen einen Abstand
zwischen einem Hindernis, welches in der Sicht vor dem
Fahrzeug existiert und dem Fahrzeug kennzeichnet, wobei das
virtuelle Abbild und das Hindernis von der Augenposition aus
als eine überlagerte Frontansicht gezeigt werden;
Abstandsmesseinrichtung 40 zum Messen eines Abstandes
zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis;
Entscheidungseinrichtung 21a1 zum Entscheiden, ob oder ob
nicht das virtuelle Abbild dem Hindernis überlagert wird,
basierend auf dem mittels der Abstandsmesseinrichtung 40
gemessenen Abstandes und der Abstandsinformation für das
überlagerte Anzeigen, welche in der Speichereinrichtung 21b
gespeichert ist; und Steuermittel 21a2 zum Steuern, dass die
Projektion des Bildes gestoppt wird, wenn die
Entscheidungseinrichtung 21a1 entscheidet, dass das virtuelle
Abbild auf das Hindernis überlagert wird.
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In der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung für ein
Fahrzeuges wird eine Abstandsinformation für ein überlagertes
Anzeigen, welche einen Abstand zwischen einem Hindernis in
dem Blickfeld vor dem Fahrzeug und dem Fahrzeug kennzeichnet,
bei welchem die virtuelle Abbildung und das Hindernis von
einer Augenposition aus als eine überlagerte Frontansicht
gezeigt werden, in der Speichereinrichtung 21b gespeichert.
Wenn ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis
mittels der Abstandsmesseinrichtung 40 gemessen wird, wird
mittels der Entscheidungseinrichtung 21a1 entschieden, ob
oder ab nicht das virtuelle Abbild das Hindernis überlagert,
basierend auf dem Abstand, welcher mittels der
Abstandsmesseinrichtung 40 gemessen wird, und der
Abstandsinformation für die überlagerte Anzeige, welche in
der Speichereinrichtung 21b gespeichert ist. Das Steuern des
Stoppens der Projektion des Bildes auf ein Projektionselement
wird mittels Steuermittel 21a2 ausgeführt, wenn entschieden
wird, dass das Virtuelle Abbild das Hindernis überlagert.
Folglich wird, wenn ein Hindernis, welches in einem vorderen
Sichtfeld gesehen und welches durch das virtuelle Abbild in
der Sicht von einer Augenposition aus überlagert wird,
detektiert wird, das Projizieren eines Bildes auf das
Projektionselement gestoppt, sodass eine Anzeigeeinrichtung
für ein Fahrzeug bereitgestellt werden kann, welche beim
Bereitstellen schnell wahrnehmbarer visueller Information
beim Fahren nicht versagt, essentielle Notwendigkeiten einer
Anzeigeeinrichtung zu erfüllen, so dass von einer
Augenposition aus Überlagern eines virtuellen Abbildes einem
Hindernis verhindert wird.
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Die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung, wie sie in dem
schematischen Blockdiagramm der Fig. 1 gezeigt ist, weist
ferner Detektionseinrichtung 32 zum Detektieren einer
Anzeigepositions-Information auf, welche eine Anzeigeposition
eines virtuellen Abbildes von der Augenposition aus
kennzeichnet, und die Speichereinrichtung 21b zum Speichern
einer Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen
speichert die Abstandsinformation für das überlagerte
Anzeigen gemäß der Anzeigepositions-Information und die
Entscheidungseinrichtung 21a1 entscheidet basierend auf der
Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen, welche aus
der Speichereinrichtung 21b ausgelesen wird, gemäß der
Anzeigepositions-Information, welche mittels der
Detektionseinrichtung 32 zum Detektieren einer
Anzeigepositions-Information detektiert wird.
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In der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug
wird, wenn eine Anzeigepositions-Information, welche eine
Anzeigeposition, von einer Augenposition aus, eines
virtuellen Abbildes kennzeichnet, mittels der
Detektionseinrichtung 32 detektiert wird, die
Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen gemäß der
Anzeigepositions-Information aus der Speichereinrichtung 21b
ausgelesen, und es wird basierend auf der Abstandsinformation
für das überlagerte Anzeigen mittels der
Entscheidungseinrichtung 21a1 entschieden, ob oder ob nicht
das virtuelle Abbild auf das Hindernis überlagert wird. Daher
wird eine Anzeigepositions-Information, welche eine
Anzeigeposition eines virtuellen Abbildes von einer
Augenposition aus kennzeichnet, detektiert, und das
Projizieren eines Bildes auf das Projektionselement wird
gestoppt, wenn ein Hindernis, welches in einem vorderen
Sichtfeld gesehen, und welches durch das virtuelle Abbild in
der Sicht von einer Augenposition aus überlagert wird,
detektiert wird, basierend auf der Abstandsinformation für
überlagertes Anzeigen, welche zu der Anzeigepositions-
Information korrespondiert, sodass das Überlagern eines
virtuellen Abbildes auf ein Hindernis aus einer Augenposition
aus verhindert wird, selbst falls sich eine Position der
Augenposition bewegt. Dadurch kann eine Anzeigeeinrichtung
für ein Fahrzeug bereitgestellt werden, welche nicht das
Sehen eines vorderes Sichtfeld durch das Überlagern eines
virtuellen Abbildes verhindert, selbst wenn eine Position
einer Augenposition eines Fahrers sich durch das Ersetzen mit
einem anderen Fahrer ändert, welcher einen anderen Körperbau
aufweist, sodass der Fahrersitz vorwärts/rückwärts bewegt
werden muss, oder welcher eine andere Sitzhöhe hat.
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Die Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in dem
schematischen Blockdiagramm der Fig. 1 gezeigt ist, weist
ferner Detektionseinrichtung 50 zum Detektieren von
Informationen externer Bedingungen auf, um zu entscheiden, ob
oder ob es nicht außerhalb des Fahrzeuges hell ist und die
Abbildquelle zeigt ein Abbild der Infrarot-Kamera, welche bei
Nacht das Abbild vor dem Fahrzeug aufnehmen kann, und die
Entscheidungseinrichtung 21a1 entscheidet basierend auf den
Informationen der externen Bedingungen, welche mittels der
Detektionseinrichtung 50 detektiert werden, ob oder ob es
nicht außerhalb des Fahrzeugs hell ist, und das Steuermittel
21a2 steuert, dass die Projektion des Bildes gestoppt wird,
wenn es durch die Entscheidungseinrichtung 21a2 entschieden
wird, dass es außerhalb des Fahrzeuges hell ist, in der oben
beschriebenen Anzeigeeinrichtung.
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In der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug
entscheidet die Entscheidungseinrichtung 21a1 basierend auf
den Informationen der externen Bedingungen, welche mittels
der Detektionseinrichtung 50 detektiert werden, ob oder ob es
nicht außerhalb des Fahrzeuges hell ist und das Steuermittel
21a2 steuert, dass die Projektion des Bildes gestoppt wird,
welches mittels der Infrarot-Kamera aufgenommen wurde, auf
das Projektionselement, wenn es durch die
Entscheidungseinrichtung 21a1 entschieden wird, dass es
außerhalb des Fahrzeuges hell ist. Wenn die erfindungsgemäße
Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug auf ein Nachtsichtsystem
zum Fahren bei Nacht angewendet wird, kann Licht einer
Straßenbeleuchtung mit großer Helligkeit oder ein
Frontscheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeuges ein
virtuelles Abbild überdecken, sodass ein Fahrzeugfahrer ein
Hindernis nicht einfach bemerken kann. Jedoch kann in der
oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung, in welcher basierend
auf Informationen der externen Bedingungen entschieden wird,
ob oder ob nicht es außerhalb des Fahrzeuges hell ist, und in
welcher gesteuert wird, dass die Projektion des Bildes auf
das Projektionselement gestoppt wird, wenn es entschieden
wird, dass es außerhalb des Fahrzeugs hell ist, verhindert
werden, dass das Bemerken eines Hindernisses durch ein
virtuelles Abbild verhindert wird. Daher kann ein
Fahrzeugfahrer ein Hindernis sicher bemerken und Fahrtsicht
bei Nacht kann sicher bereitgestellt werden.
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Ein Ausführungbeispiel der Erfindung ist in den Figuren
dargestellt und wird im Weiteren näher erläutert.
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Es zeigen:
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Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer
erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug;
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Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches eine prinzipielle
Struktur eines Nachtsichtsystems zum Fahren bei Nacht zeigt,
auf welches eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung für ein
Fahrzeug angewendet wird;
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Fig. 3 eine erläuternde Figur, welche eine Anzeigeposition
eines virtuelles Abbildes zeigt, welche zu einer
Augenposition korrespondiert;
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Fig. 4 eine erläuternde Figur, welche eine
Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen zeigt;
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Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs von der
Augenposition aus, zu der virtuellen Abbildung in Fig. 4;
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Fig. 6 ein erstes Beispiel einer Ansicht von der
Augenposition aus;
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Fig. 7 ein zweites Beispiel einer Ansicht von der
Augenposition aus;
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Fig. 8 ein drittes Beispiel einer Ansicht von der
Augenposition aus; und
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Fig. 9 ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines
Prozesses einer Anzeigesteuerung zeigt, welche mittels einer
CPU in einem Kontroller ausgeführt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Nachtsichtsystems zum Fahren
bei Nacht (Nachtsicht), in welchem eine erfindungsgemäße
Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug angewendet wird, wird
unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 9 beschrieben.
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Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches eine prinzipielle
Struktur eines Nachtsichtsystems zum Fahren bei Nacht zeigt,
auf welches eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung für ein
Fahrzeug angewendet wird. Fig. 3 zeigt eine erläuternde
Figur, welche eine Anzeigeposition eines virtuelles Abbildes
zeigt, welche zu einer Augenposition korrespondiert. Fig. 4
zeigt eine erläuternde Figur, welche eine Abstandsinformation
für überlagertes Anzeigen zeigt. Fig. 5 zeigt eine
vergrößerte Ansicht eines Bereichs von der Augenposition aus,
zu der virtuellen Abbildung in Fig. 4. Fig. 6 zeigt ein
erstes Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus.
Fig. 7 zeigt ein zweites Beispiel einer Ansicht von der
Augenposition aus. Fig. 8 zeigt ein drittes Beispiel einer
Ansicht von der Augenposition aus. Fig. 9 zeigt ein
Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Prozesses einer
Anzeigesteuerung zeigt, welcher mittels einer CPU in einem
Kontroller ausgeführt wird.
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Das Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht (Nachtsicht),
welches in ein Fahrzeug eingebaut ist, und welches von einer
erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug gemäß
der Erfindung verwendet wird, weist eine Nah-Infrarot-Kamera
10, einen Kontroller 20, eine Head-Up-Anzeige
(head-updisplay = HUD) 30, einen Abstandsmesser 40, einen Detektor
für externe Bedingungen 50 und einen Schaltabschnitt 60 auf.
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Die Nah-Infrarot-Kamera 10 ist eine gut bekannte Kamera,
welche das Abbild innerhalb des Bereiches von Nah-Infrarot-
Strahlung aufnehmen kann und welche das Abbild eines Objektes
hell aufnehmen kann, ohne einen Fußgänger oder einen
Fahrzeugfahrer eines entgegenkommenden Fahrzeuges durch als
Hilfslicht vor das Fahrzeug projiziertes Infrarotlicht zu
blenden. Immer wenn die Nah-Infrarot-Kamera 10 ein Abbild
eines vorderen Sichtfeldes aufnimmt, gibt die Nah-Infrarot-
Kamera 10 eine Information des Bildes der Ansicht an eine
Abbild-Einstell-Vorrichtung für ein Fahrzeug 20 aus. Daher
wird, durch Verwenden einer Nah-Infrarot-Kamera 10 anstelle
einer teuren Fern-Infrarot-Kamera Kostenreduktion für ein
Nachtsichtsystem für Fahren bei Nacht angestrebt. In diesem
Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel mittels Verwendens
einer Nah-Infrarot-Kamera 10 als Infrarot-Kamera, erläutert,
aber ein Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht kann auch eine
Fern-Infrarot-Kamera verwenden.
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Der Kontroller 20 weist einen Mikrocomputer 21 (µCOM) auf,
welcher mittels eines vorgegebenen Programmes funktioniert.
Der µCOM 21 weist im Allgemeinen eine Zentralverarbeitungs-
Einheit 21a (CPU) zum Verarbeiten oder Steuern mittels eines
vorgegebenen Programmes, ein ROM 21b als einen Nur-Lese-
Speicher zum Speichern eines Programmes oder ähnlichem für
die CPU 21a und ein RAM 21c als ein Lese-Schreib-Speicher zum
Speichern unterschiedlicher Daten auf und einen
Speicherbereich auf, welcher zum Betrieb der CPU 21a benötigt
wird.
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Ferner weist der Kontroller 20 einen Schnittstellen-Abschnitt
22 auf, welcher mit dem µCOM gekoppelt ist und der
Schnittstellen-Abschnitt 22 ist mit der Nah-Infrarot-Kamera
10, der HUD 30, dem Abstandsmesser 40, dem Detektor für
externe Bedingungen 50 und dem Schaltabschnitt 60 gekoppelt.
Der Kontroller 20 gibt eine Information eines Bildes aus,
welches von der Nah-Infrarot-Kamera 10 in ihn eingegeben
wurde, auf eine Anzeigeeinrichtung 31 in der HUD 30 aus, um
das Bild auf der HUD 30 anzuzeigen. Unterschiedliche Daten
der HUD 30, des Abstandsmessers 40, des Detektors für externe
Bedingungen 50 und des Schaltabschnitts 60 werden durch den
Schnittstellen-Abschnitt 22 in den µCOM 21 eingegeben.
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Die HUD 30, wie in Fig. 3 gezeigt, ist eine Einrichtung, um
das Bild der Nah-Infrarot-Kamera 10, welche Bilder des
Bereichs vor dem Fahrzeug aufnimmt, auf eine
Projektionsfläche der Windschutzscheibe F zu projizieren, zum
Überlagern eines virtuelles Abbildes des Bildes auf ein
vorderes Sichtfeld, von einer Augenposition innerhalb des
Fahr zeuges aus betrachtet.
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Die HUD 30 weist eine Anzeigeeinrichtung 31 wie zum Beispiel
eine Feldemissions-Anzeige (Fe) eine Fluoreszenzlampen-
Anzeige, eine Elektroluminiszenz-Anzeige (E1) oder eine
Flüssigkristall-Anzeige mit Schwarzlicht und einen Funktions-
Abschnitt 32 zum Einstellen einer Anzeigeposition des
virtuellen Abbildes V auf.
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Die Anzeigeeinrichtung 30, welche in ein "Dash-Board"
befestigt ist, projiziert ein Bild, welches mittels des µCOM
21 ausgegeben wird, auf die Projektionsfläche der
Windschutzscheibe F. Es kann angewandt werden, ein Bild auf
einen Combiner zu projizieren, anstatt dass das Bild direkt
auf die Windschutzscheibe F projiziert wird.
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Der Funktions-Abschnitt 32 weist einen Einstell-Abschnitt zum
Einstellen einer Anzeigeposition für ein virtuelles Abbild
gemäß einer Augenposition I auf, um einen Projektionswinkel
der Anzeigeeinrichtung 31 für einer andere Augenposition I
einzustellen, wenn ein Fahrer durch einen anderen Fahrer mit
einem anderen Körperbau ersetzt wird, wobei ein Fahrersitz
vorwärts/rückwärts bewegt werden muss oder eine andere
Sitzhöhe aufweist.
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In diesem Ausführungsbeispiel kann der Funktions-Abschnitt 32
die Augenposition I innerhalb eines Bereiches zwischen einer
Augenposition 11 einer oberen Begrenzung und einer
Augenposition 12 einer unteren Begrenzung einstellen. Ein
Fahrzeugfahrer kann den Funktions-Abschnitt 32 betreiben, um
eine Anzeigeposition V1 eines virtuellen Abbildes
entsprechend der Augenposition I1 der oberen Begrenzung oder
einer Anzeigenposition V2 eines virtuellen Abbildes
entsprechend der Augenposition I2 der unteren Begrenzung zu
setzen.
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Die Anzeigeposition des virtuellen Abbildes kann mittels
eines einstellbaren Parameters detektiert werden, wie zum
Beispiel eines Drehwinkels eines Spiegels oder eines
Drehwinkels des Einstell-Abschnittes, und der Funktions-
Abschnitt 32 gibt eine Anzeigepositions-Information aus,
welche dem µCOM 21 den eingestellten Parameter indiziert.
Daher tritt in diesem Ausführungsbeispiel der Funktions-
Abschnitt 32 als die Detektionseinrichtung 32 zum Detektieren
einer Anzeigepositions-Information auf, wie es in der
Erfindung beschrieben ist.
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Der Abstandsmesser 40 entspricht dem Abstand-Messmittel 40
zum Messen eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem
Hindernis und ist zusammen mit einem Detektor für ein
Hindernis bereitgestellt, wie zum Beispiel gut bekannte
Ladungsgekoppelte-Schaltung-Kameras (charged coupled device
camera = CCD-camera), einen Laserradar oder ein Millimeter-
Wellenlängen-Radar. Der Abstandsmesser 40 kann, wie es in
Fig. 4 gezeigt ist, an einem Kühlergrill eines Fahrzeuges
installiert werden, und misst einen Abstand zu einem
Hindernis vor dem Fahrzeug und gibt den gemessenen Wert als
Abstandsinformation an den µCOM 21 aus.
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Der Detektor für externe Bedingungen 50 entspricht der
Detektionseinrichtung 50 zum Detektieren von Informationen
externer Bedingungen, um zu entscheiden, ob oder ob es nicht
außerhalb des Fahrzeuges hell ist, und ist mit einem gut
bekannten Helligkeitssensor ausgerüstet. Der Detektor für
externe Bedingungen 50 gibt einen mittels Messen der externen
Bedingung außerhalb des Fahrzeugs mit dem Helligkeitssensor
gemessenen Wert als eine Information von externen Bedingungen
an den µCOM 21 aus. Der µCOM 21 entscheidet basierend auf den
Informationen der externen Bedingungen, ob oder ob es nicht
außerhalb des Fahrzeuges hell ist.
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Das Ausführungsbeispiel, in welchem ein Helligkeitssensor in
dem Detektor für externe Bedingungen 50 angewendet wird, wird
beschrieben. Dies ist nicht einschränkend, zum Beispiel kann
zum Detektieren von Informationen der externen Bedingungen
clie Nah-Infrarot-Kamera als Detetektionsmittel 50 verwendet
werden, wenn externe Helligkeit mittels eines Bildes der Nah-
Infrarot-Kamera detektiert wird.
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Wenn in ein Fahrzeug ein Navigationssystem eingebaut wird,
welches eine Positionsinformation an den µCOM 21 ausgibt,
welche mittels eines globalen Positionssystems (GPS)
hmpfängers als eine Information für externe Bedingung
detektiert wird, welcher in dem Navigationssystem
bereitgestellt wird, kann der µCOM 21 basierend auf der
Position der Positionsinformation entschieden, ob oder ob es
nicht außerhalb des Fahrzeuges hell ist.
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Der Schaltabschnitt 16 weist Schalter und Knöpfe zum
manuellen Starten und Stoppen des Anzeigens in der HUD 30 auf
und kann in dem Lenkrad eines Fahrzeuges installiert werden
und manuell von einem Fahrer gedrückt werden, um an- oder
ab gestellt zu werden. Eine Zustandsinformation, um über den
An- oder Aus-Zustand des Funktions-Abschnitts 32 zu
informieren, wird an den µCOM 21 ausgegeben.
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Das ROM 21b des Kontrollers 20 tritt als Speichereinrichtung
21b zum Speichern einer Abstandsinformation für überlagertes
Anzeigen auf, wobei die Abstandsinformation für überlagertes
Anzeigen einen Abstand zwischen einem Hindernis in dem
Sichtfeld vor dem Fahrzeug und dem Fahrzeug kennzeichnet, in
welchem das virtuelle Abbild und das Hindernis als ein, von
einer Augenposition aus, überlagertes vorderes Sichtfeld
gezeigt werden. In diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig.
4 und 5 gezeigt, wird ein Abstand D1, welcher zwischen einen
Schnittpunkt Pt einer Linie L1, welche die Augenposition I
und den oberen Punkt Pv des virtuellen Abbildes verbindet,
mit einer Bodenlinie G, und einer Position Ps, welche einem
Vorderende des Fahrzeuges auf der Bodenlinie entspricht,
definiert.
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Wenn ein Fahrer von der Augenposition I aus vor das Fahrzeug
schaut, kann in einem vorderen Sichtfeld durch die
Windschutzscheibe F eine Straße zum Fahren des Fahrzeuges
gesehen werden und ein virtuelles Abbild wird unten links im
Sichtfeld angezeigt, wie in Fig. 6 gezeigt. Der Schnittpunkt
Pt liegt auf einer gestrichelten Linie (virtuelle Linie),
welche sich nach rechts und links von einem oberen Rand des
virtuellen Abbildes V erstreckt. L3 ist die Mittellinie der
Straße R.
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Wenn, wie in Fig. 7 gezeigt, ein Hindernis A weiter entfernt
als der Schnittpunkt Pt existiert, überlagert das virtuelle
Abbild nicht das Hindernis A. Wenn ein Hindernis B in einer
Distanz D2 (D1>D2) vom Fahrzeug existiert, nah beim Fahrzeug
vom Schnittpunkt Pt, wie in Fig. 4 gezeigt, gesehen,
überlagert das virtuelle Abbild, wie in Fig. 8 gezeigt, aus
Sicht von der Augenposition I aus das Hindernis B. Daher wird
in diesem Ausführungsbeispiel die Distanz D1 als ein
Schwellenwert zum Überlagern definiert und wird als eine
Abstandsinformation zum überlagernden Anzeigen verwendet.
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In der HUD 30, wie oben beschrieben, kann die Anzeigeposition
innerhalb eines Bereiches zwischen dem virtuellen Abbild V1
und V2 eingestellt werden. Daher sind die Werte von D1,
welche einer oder mehreren Anzeigepositionen innerhalb des
einstellbaren Bereiches entsprechen, als Schwellenwerte
definiert und entsprechende Schwellenwerte sind zusammen mit
den korrespondierenden Anzeigepositionen der virtuellen
Abb. V1-V2 gespeichert.
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Ferner speichert der ROM 21b ein Programm eines Prozesses zum
Anzeigesteuern für den µCOM 21, welcher als Entscheidemittel
zum Entscheiden verwendet wird, ob oder ob nicht das
virtuelle Abbild das Hindernis überlagern würde, basierend
auf einer Entfernungsmessung des Entfernungsmessers 40
(Abstandmessmittel) und einer in dem ROM 21b gespeicherten
Abstandsinformation für das überlagernde Anzeigen
(Speichereinrichtung zum Speichern einer Abstandsinformation
für das überlagernde Anzeigen) 21b, und welcher µCOM 21 als
Steuermittel zum Steuern des Stoppens der Projektion des
Bildes, wenn das Entscheidemittel, entscheidet, dass die
virtuelle Abbildung das Hindernis überlagern würde, in einem
Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht zum Unterstützen der
Fahrtsicht bei Nacht, um das Bild einer Nah-Infrarot-Kamera,
welche vor dem Fahrzeug aufnimmt, auf ein Projektionselement
vor dem Fahrzeugführer zu projizieren zum Überlagern einer
virtuellen Abbildung eines Bildes auf ein vorderes Sichtfeld
von einer Augenposition I innerhalb des Fahrzeuges aus durch
die Windschutzscheibe F hindurch.
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Ein Beispiel eines Prozesses einer Anzeigesteuerung, welche
mittels einer CPU 21a des Kontroller 20 in einem
Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht betrieben wird, wird
unter Bezug auf einen Ablaufplan der Fig. 9 beschrieben.
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Wenn das Beginnen einer Anzeige vom Fahrzeugfahrer mittels
Betriebs des Schaltabschnitts 60 angefordert wird, wird der
Prozess des Anzeigesteuerns, welcher in Fig. 9 gezeigt ist,
ausgeführt. Im Schritt S1 wird eine Anzeigepositions-
Information in das RAM 21c eingegeben, welche in den
Funktions-Abschnitt 32 der HUD 30 detektiert wurde. Danach
wird im Schritt S2 eine Abstandsinformation, welche zum
Detektieren eines Hindernisses mittels des Abstandsmessers 40
gemessen wurde, in das RAM 21c eingegeben und der Prozess
geht zu Schritt S3.
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Im Schritt S3 wird entschieden, ob oder ob nicht ein
Hindernis vor dem Fahrzeug existiert, basierend auf der
Abstandsinformation im RAM 21C. Wenn entschieden wird, dass
kein Hindernisse existiert (N im Schritt S3), geht der
Prozess weiter zu Schritt S5. Wenn entschieden wird, dass ein
Hindernis existiert (Y im Schritt S3), geht der Prozess
weiter zu Schritt S4.
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Im Schritt S4 wird ein Schwellenwert ausgegeben, welcher
einer Anzeigepositions-Information von der
Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen in der ROM
21b entspricht, es wird entschieden, ob oder ob nicht der
Abstand der Abstandsinformation größer als der Schwellenwert
ist, und es wird entschieden, ob oder ob nicht ein Hindernis
in einem Bereich existiert, wo dadurch eine Straße verdeckt
wird. Wenn der gemessene Abstand größer als der Schwellenwert
(D1) ist, in anderen Worten, wenn entschieden wird, dass kein
Hindernis in dem Bereich existiert (N im Schritt S4) geht der
Prozess zu Schritt S5 weiter.
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Inn Schritt S5 werden Informationen der externen Bedingungen,
welche mittels des Detektors für externe Bedingungen 50
detektiert werden, in den RAM 21c eingegeben. Danach wird im
Schritt S6 basierend auf den Informationen der externen
Bedingungen im RAM 21c entschieden, ob oder ob es nicht
außerhalb des Fahrzeuges hell ist. Wenn es entschieden wird,
dass es außerhalb des Fahrzeuges hell ist (Y im Schritt S6),
geht der Prozess zu Schritt S8. Wenn es nicht hell ist (N im
Schritt S6), geht der Prozess zu Schritt S7.
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Im Schritt S7 wird eine Nachfrage, die HUD 30 einzuschalten,
in anderen Worten wird eine Startnachfrage, die Projektion zu
starten, an die Anzeigeeinrichtung 31 der HUD 30 ausgegeben.
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück. Folglich wird
ein Prozessfluss wiederholt. In dem Prozess beginnt die
Anzeigeeinrichtung 31 der HUD 30 damit, ein Bild der Nah-
Infrarot-Kamera 10 auf die Windschutzscheibe F zu projizieren
und das virtuelle Abbild V wird angezeigt.
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Andererseits wird, wenn die gemessene Distanz geringer als
der Schwellenwert (D1) ist, in anderen Worten, wenn es im
Schritt 54 entschieden wird, dass ein Hindernis in dem
Bereich existiert (N im Schritt S4), wird eine Nachfrage, die
HUB 30 auszuschalten, in anderen Worten wird im Schritt S8
eine Nachfrage die Projektion zu stoppen, an die
Anzeigeeinrichtung 31 der HUD 30 ausgegeben. Danach kehrt der
Prozess zu Schritt S1 zurück. Folglich wird ein Prozessfluss
wiederholt. In dem Prozess stoppt die Anzeigeeinrichtung 31der HUD 30 damit, ein Bild der Nah-Infrarot-Kamera 10 auf die
Windschutzscheibe F zu projizieren und die virtuelle
Abb. V wird nicht angezeigt.
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Wie oben beschrieben wird im Schritt S4 und S6 die
Entscheidung mittels der Entscheidungseinrichtung
durchgeführt und im Schritt S8 wird mittels des Steuermittels
die Steuerung durchgeführt. Daher dient die CPU 21a1 des µCOM
21 als die Entscheidungseinrichtung und das Steuermittel,
welche im Umfange der Erfindung beschrieben werden.
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Ein Beispiel für Aktionen des Nachtsichtgerätes zum Fahren
bei Nacht, welches die obigen Strukturen aufweist, wird
hierin nachfolgend beschrieben.
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Wenn das Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht mittels
Schaltens des Schaltabschnitts 60 durch einen Fahrer
gestartet wird, wird ein Bild vor dem Fahrzeug der Nah-
Infrarot-Kamera 10 mittels der HUD 30 auf die
Windschutzscheibe F projiziert und das projizierte Bild kann
als ein virtuelles Abbild V aus der Sicht der Augenposition T
(siehe Fig. 6) aus gesehen werden. Die Existenz eines
Hindernisses in dem Sichtfeld vor dem Fahrzeug und das
Überlagern durch das virtuelle Abbildes V in der Sicht von
der Augenposition aus wird detektiert, basierend auf der
Anzeigeposition des virtuellen Abbildes aus der Sicht der
Augenposition I aus, welche mittels des Funktions-Abschnittes
32 der HUD 30 und des mittels des Abstandsmessers 40 gemessen
Abstandes des Fahrzeugs zu dem Hindernis detektiert wird.
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Wenn ein Hindernis A weiter entfernt als der Schnittpunkt Pt,
wie in Fig. 4 gezeigt, existiert, wird ein Bild mittels der
HUD 30 projiziert und das virtuelle Abbild V des Bildes wird
angezeigt. Wenn ein Hindernis B von dem Schnittpunkt Pt, wie
in Fig. 4 gezeigt, aus nahe bei dem Fahrzeug detektiert
wird, wird das Projizieren eines Bildes mittels der HUD 30
auf die Windschutzscheibe F gestoppt und das Anzeigen des
virtuellen Abbildes V des Bildes wird gestoppt. Nachfolgend
wird, wenn kein Hindernis, welches vom Schnittpunkt Pt aus
nahe des Fahrzeuges existiert, detektiert wird und es ist
außerhalb des Fahrzeuges nicht hell, das Projizieren eines
Bildes mittels der HUD 30 auf die Windschutzscheibe F erneut
gestartet und das virtuelle Abbild V des Bildes wird
angezeigt.
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Wenn kein Hindernis näher am Fahrzeug als der Schnittpunkt Pt
existiert und der Detektor für externe Bedingungen 50 das
Ändern der externen Bedingungen, dass eine große Anzahl von
Straßenbeleuchtungen in einer Einkaufstraße vorhanden ist,
des Fahrzeuges detektiert, wird das Projizieren eines Bildes
mittels der HUD 30 auf die Windschutzscheibe F gestoppt und
das Anzeigen des virtuellen Abbildes V des Bildes wird
gestoppt. Nachfolgend wird, wenn der Detektor für externe
Bedingung 50 einen Wechsel der externen Bedingungen, dass es
dunkel ist, des Fahrzeuges detektiert das Projizieren eines
Bildes mittels der HUD 30 auf die Windschutzscheibe F wieder
gestartet und das virtuelle Abbild V des Bildes wird
angezeigt.
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Wenn ein Hindernis in dem Sichtfeld vor dem Fahrzeug, welches
aus der Sicht von der Augenposition I aus durch das virtuelle
Abbild überlagert wird, detektiert wird, wird das Projizieren
eines Bildes auf die Windschutzscheibe F (Projektionselement)
gestoppt. Dadurch wird von der Augenposition I aus ein
Überlagern eines virtuellen Abbildes V auf das Hindernis
verhindert. Ein Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht zum
Unterstützen der Fahrtsicht bei Nacht kann bereitgestellt
werden, welches nicht versagt den essentiellen Zweck der
Anzeigeeinrichtung, schnelle Erkennen eines weit vom Fahrzeug
entfernten Hindernisses zu erfüllen, ohne das vordere
Sichtfeld durch das Anzeigen eines virtuellen Abbildes zu
beeinträchtigen.
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Wenn ein Hindernis, welches durch ein virtuelles Abbild V aus
der Sicht von der Augenposition aus überlagert wird,
basierend auf einer Abstandsinformation für überlagertes
Anzeigen, welche zu einer Anzeigepositions-Information
korrespondiert, welche die Anzeigeposition des virtuellen
Abbildes V aus der Sicht von der Augenposition I aus anzeigt,
detektiert wird, was durch den Funktions-Abschnitt 32 der HUD
30 detektiert wird, wird das Projizieren eines Bildes auf die
Windschutzscheibe F gestoppt. Dadurch kann das Überlagern
eines Hindernisses mit einem virtuellen Abbild verhindert
werden, selbst wenn eine Position der Augenposition I sich
bewegt. Daher kann ein Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht
zum Unterstützen der Fahrtsicht bei Nacht ohne eine durch
Überlagern mit einem virtuellen Abbild behinderte Sicht auf
ein vorderes Sichtfeld bereitgestellt werden, selbst wenn
eine Position einer Augenposition sich durch das Ersetzen mit
einem anderen Fahrer ändert, welcher einen anderen Körperbau
aufweist, wodurch der Fahrersitz vorwärts/rückwärts bewegt
werden muss oder welcher eine andere Sitzhöhe hat.
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Licht einer Straßenbeleuchtung mit großer Helligkeit oder ein
Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeuges kann ein
virtuelles Abbild überdecken, sodass ein Fahrzeugfahrer ein
Hindernis nicht leicht bemerken kann. Da jedoch das
Entscheiden, ob oder ob es nicht außerhalb des Fahrzeuges
hell ist, basierend auf den Informationen der externen
Bedingungen, welche durch den Detektor für externe
Bedingungen 50 detektiert werden, und da gesteuert wird das
Projizieren eines Bildes auf die Windschutzscheibe F
(Projektionselement) zu stoppen, wenn es entschieden wird,
dass es außerhalb des Fahrzeuges hell ist, kann es verhindert
werden, dass ein virtuelles Abbild ein Bemerken eines
Hindernisses verhindert. Dadurch kann ein Fahrzeugfahrer ein
Hindernis sicher bemerken und die Fahrtsicht bei Nacht kann
sicherer unterstützt werden.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein
Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht, auf welches eine
erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug
angewendet wird, beschrieben. Die Erfindung ist nicht darauf
beschränkt und eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung für
ein Fahrzeug kann für eine Anzeigeeinrichtung zum Projizieren
visueller Information zum Fahren angewendet werden, wie zum
Beispiel notwendiger Hilfsinformationen zum Fahren, wie zum
Beispiel Informationen mittels eines Navigationssystems über
das Vorwärtskommen oder einer Fahrtgeschwindigkeit, als ein
Abbild einer Abbildquelle mittels der HUD 30. Für solch eine
Vorrichtung kann in der wie oben strukturierten
Anzeigeeinrichtung ein Navigationssystem oder ein Tachometer
anstelle der Nah-Infrarot-Kamera 10 verwendet werden.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine
Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug, in welchem eine
Windschutzscheibe F als das Projektionselement verwendet
wird, beschrieben. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt,
und ein Combiner kann als Projektionselement verwendet
werden.
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Obwohl die hierin offenbarten Formen der Erfindung derzeit
bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen, sind viele andere
Formen möglich. Es ist hierin nicht beabsichtigt alle
möglichen Ausführungsformen der Erfindung, welche für einen
Fachmann ersichtlich sind, zu beschreiben. Es ist
verständlich, dass die Ausdrücke, welche hierin verwendet
werden, nur beschreibend und nicht begrenzend sind, das
heißt, dass verschiedene Änderungen gemacht werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu Verlassen, wie sie in den
folgenden Ansprüchen definiert wird.