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DE10261291A1 - Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug

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DE10261291A1
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vehicle
image
display
distance
obstacle
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DE10261291A
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Koji Ishii
Masayuki Ogawa
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

Zum Anzeigen eines virtuellen Abbildes ohne Behindern des vorderen Sichtfelds weist eine Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug eine Speichereinrichtung 21b zum Speichern einer Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen auf, wobei die Abstandsinformation einen Abstand zwischen einem Hindernis in dem Blickfeld vor einem Fahrzeug und dem Fahrzeug kennzeichnet, wenn das Hindernis und ein virtuelles Abbild eines Bildes, welches auf eine Windschutzscheibe projiziert wird, als eine überlagerte Frontansicht gezeigt werden; DOLLAR A Abstandsmesseinrichtung 40 zum Messen eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis; DOLLAR A Entscheidungseinrichtung 21a1 zum Entscheiden, ob oder ob nicht das virtuelle Abbild auf das Hindernis überlagert wird; DOLLAR A und Steuermittel 21a2 zum Stoppen der Projektion des virtuellen Abbildes, wenn entschieden wird, dass das virtuelle Abbild auf das Hindernis überlagert wird.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ein Ausführungbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im Weiteren näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug;
  • 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;
  • Fig. 3 eine erläuternde Figur, welche eine Anzeigeposition eines virtuelles Abbildes zeigt, welche zu einer Augenposition korrespondiert;
  • Fig. 4 eine erläuternde Figur, welche eine Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen zeigt;
  • Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs von der Augenposition aus, zu der virtuellen Abbildung in Fig. 4;
  • Fig. 6 ein erstes Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus;
  • Fig. 7 ein zweites Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus;
  • Fig. 8 ein drittes Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus; und
  • Fig. 9 ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Prozesses einer Anzeigesteuerung zeigt, welche mittels einer CPU in einem Kontroller ausgeführt wird.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ein Beispiel für Aktionen des Nachtsichtgerätes zum Fahren bei Nacht, welches die obigen Strukturen aufweist, wird hierin nachfolgend beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (3)

1. Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug, welche zum Projizieren eines Bildes, welches auf einer Abbildquelle angezeigt ist, auf ein Projektionselement vor einem Fahrzeugfahrer zum Überlagern eines virtuellen Abbildes des Bildes auf ein vorderes Sichtfeld durch, von einer Augenposition innerhalb des Fahrzeuges aus, eine Windschutzscheibe gesehen, aufweist:
eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Abstandsinformation für ein überlagertes Anzeigen, wobei die Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen einen Abstand zwischen einem Hindernis, welches in der Sicht vor dem Fahrzeug existiert, und den Fahrzeug kennzeichnet, wo durch das virtuelle Abbild und das Hindernis von der Augenposition aus als eine überlagerte Frontsicht gezeigt werden;
Abstandsmesseinrichtung zum Messen eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis;
Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden, ob oder ob nicht das virtuelle Abbild auf das Hindernis überlagert wird, basierend auf dem mittels des Abstandsmittel gemessenen Abstand und der Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen, welche in der Speichereinrichtung gespeichert ist;
und Steuermittel zum Steuern des Stoppens der Projektion des Bildes, wenn die Entscheidungseinrichtung entscheidet, dass das virtuelle Abbild dem Hindernis überlagert wird.
2. . Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend Detektionseinrichtung zum Detektieren einer Anzeigepositions- Information, welche von der Augenposition aus eine Anzeigeposition eines virtuellen Abbildes kennzeichnet, wobei die Speichereinrichtung zum Speichern einer Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen die Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen entsprechend der Anzeigepositions-Information speichert, wobei die Entscheidungseinrichtung basierend auf der Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen entscheidet, welche aus der Speichereinrichtung entsprechend der Anzeigepositions-Information, welche mittels der Detektionseinrichtung zum Detektieren einer Anzeigepositions- Information detektiert werden, gelesen werden.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend Detektionseinrichtung zum Detektieren von Informationen von externen Bedingungen, um zu entscheiden, ob oder ob nicht es außerhalb des Fahrzeuges hell ist, wobei die Abbildquelle ein Abbild einer Infrarot-Kamera anzeigt, welche bei Nacht das Abbild vor dem Fahrzeug aufnehmen kann, wobei die Entscheidungseinrichtung entscheidet, ob oder ob es nicht außerhalb des Fahrzeuges hell ist basierend auf den Informationen der externen Bedingungen, welche mittels der Detektionseinrichtung detektiert werden, wobei das Steuermittel das Stoppen der Projektion des Bildes steuert, wenn es mittels der Entscheidungseinrichtung entschieden wird, dass es außerhalb des Fahrzeugs hell ist.
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