DE102018221545A1

DE102018221545A1 - Projektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018221545A1
Application number: DE102018221545.6A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Herzog; Tobias Werner; Reinhold Fiess
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-06-18
Also published as: CN111301166B; FR3090140A1; FR3090140B1; CN111301166A

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Projektionsvorrichtung (22), insbesondere für eine Instrumententafel (26) für ein Fahrzeug (20), aufweisend einen Projektor (30) und eine Anzeigefläche (24), wobei der Projektor (30) und die Anzeigefläche (24) in der Art angeordnet sind, dass von dem Projektor (30) ausgesendete Lichtstrahlen (32) für eine reale Bilddarstellung (36) auf die Anzeigefläche (24) geleitet werden. Die Anzeigefläche (24) weist zumindest ein holografisches Element (34) auf. Ferner weist die Anzeigefläche (24) einen ersten Bereich (40) und einen zweiten Bereich (42) auf, wobei der erste Bereich (40) eine erste Transparenz aufweist und der zweite Bereich (42) eine zweite Transparenz aufweist, wobei der erste Bereich (40) eine geringere Transparenz aufweist als der zweite Bereich (42). Die Anzeigefläche (24) ist in der Art angeordnet, dass der erste Bereich (40) zwischen einem Betrachter (28) der Anzeigefläche (24) und der Instrumententafel (26) angeordnet ist und der zweite Bereich (42) für einen Betrachter (28) der Anzeigefläche (24) zumindest teilweise oberhalb der Instrumententafel (26) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Weiterhin ist auch eine Instrumententafel und ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Aus der DE 10 2014 200 377 A1 ist eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug bekannt zum Darstellen von Bildinformationen in zwei unabhängigen Bildern für einen Betrachter.
Offenbarung der Erfindung
Vorgeschlagen wird eine Projektionsvorrichtung, insbesondere für eine Instrumententafel für ein Fahrzeug, aufweisend einen Projektor und eine Anzeigefläche, wobei der Projektor und die Anzeigefläche in der Art angeordnet sind, dass von dem Projektor ausgesendete Lichtstrahlen für eine reale Bilddarstellung auf die Anzeigefläche geleitet werden. Die Anzeigefläche weist zumindest ein holografisches Element und weiterhin einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf. Der erste Bereich weist eine erste Transparenz und der zweite Bereich eine zweite Transparenz auf, wobei der erste Bereich eine geringere Transparenz aufweist als der zweite Bereich. Die Anzeigefläche ist in der Art angeordnet, dass der erste Bereich zwischen einem Betrachter der Anzeigefläche und der Instrumententafel angeordnet ist und der zweite Bereich für einen Betrachter der Anzeigefläche zumindest teilweise oberhalb der Instrumententafel angeordnet ist.
Eine Projektionsvorrichtung kann beispielsweise in einem Instrument Cluster und/oder in einem Armaturenbrett, insbesondere eines Fahrzeugs, angeordnet werden. Mittels einer Projektionsvorrichtung können einem Fahrer und/oder einem Beifahrer Informationen angezeigt werden. Beispielsweise können Informationen über den Fahrzeugzustand angezeigt werden. Beispielsweise kann mittels einer Projektionsvorrichtung ein Fahrzeugmodus angezeigt werden. Die ausgegebenen Informationen können beispielsweise Informationen über den Fahrzeugzustand, wie die Geschwindigkeit, die Drehzahlanzeige, die Tankfüllung und/oder Informationen über eine Fahrzeugnavigation und/oder Informationen eines Entertainmentsystems sein. Eine Projektionsvorrichtung kann auch als Anzeigevorrichtung bezeichnet werden.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass einem Betrachter relevante Informationen sicher und/oder zuverlässig dargestellt werden können. Die beiden Bereiche auf der Anzeigefläche können insbesondere zur Anzeige bestimmter Informationen angepasst werden. Vorzugsweise ist der erste Bereich mit einer geringeren Transparenz wie der zweite Bereich ausgebildet, wodurch der erste Bereich insbesondere eine höhere Resistenz gegenüber Störlicht aufweist. Hierdurch können insbesondere Informationen sicher dargestellt werden, wobei eine Störung, beispielsweise durch Lichtstrahlen aus einer Umgebung des Fahrzeugs verringert bzw. reduziert werden kann. Weiterhin können hierdurch insbesondere Streueffekte reduziert werden. Der zweite Bereich kann insbesondere eine höhere Transparenz als der erste Bereich aufweisen, wodurch beispielsweise eine Umgebung der Projektionsvorrichtung durch den zweiten Bereich hindurch sichtbar ist. Hierdurch können insbesondere auf dem zweiten Bereich dargestellte Informationen mit einer Umgebung der Projektionsvorrichtung bzw. mit einer Umgebung des Fahrzeugs mit der Projektionsvorrichtung überlagert werden. Hierdurch können einem Betrachter bzw. einem Fahrer insbesondere Informationen so dargestellt werden, dass der Betrachter insbesondere den Blick von der Fahrbahn nicht oder nur geringfügig abwenden muss. Hierdurch kann insbesondere eine Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. Somit kann eine Produktionsvorrichtung mit einem Projektor und einer Anzeigefläche zwei unterschiedliche Bereiche aufweisen, welche für unterschiedlich dargestellte Informationen optimiert werden können. Hierdurch können insbesondere Kosten bei der Herstellung sowie Bauraum im Instrument Cluster eingespart werden.
Mit anderen Worten kann ein helles und/oder teiltransparentes Projektionsdisplay bzw. Projektionsvorrichtung mit unterschiedlichen Flächenelementen auf der Anzeigefläche ausgebildet sein, wobei die unterschiedlichen Flächenelemente bzw. Bereiche auf verschiedene Eigenschaften, beispielsweise eine hohe Transparenz oder eine hohe Störlichtresistenz optimiert sind. Hierdurch kann insbesondere eine Projektionsvorrichtung mit einem zweiten Bereich mit höherer Transparenz als dem ersten Bereich ausgebildet sein, wobei im zweiten Bereich insbesondere die dahinter befindliche Umgebung für einen Betrachter zumindest teilweise sichtbar ist. Zusätzlich kann ein erster Bereich insbesondere eine geringere Transparenz als der zweite Bereich aufweisen, wodurch die Informationen auf dem ersten Bereich insbesondere einfach und/oder klar lesbar und/oder sicher dargestellt werden können, wodurch beispielsweise eine erhöhte Störlichtresistenz des ersten Bereichs gewährleistet ist. Hierauf können beispielsweise kritische Informationen über einen Fahrzeugzustand bzw. eines Fahrassistenzsystems dargestellt werden. Die Projektionsvorrichtung mit den verschiedenen Teilbereichen der Anzeigefläche kann insbesondere mit einem gemeinsamen Projektor bzw. mit einer Bildgebereinheit betrieben werden, wodurch insbesondere Kosten eingespart werden können.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Anzeigefläche in der Art angeordnet, dass der erste Bereich für einen Betrachter durch ein Lenkrad des Fahrzeugs hindurch sichtbar ist und dass der zweite Bereich oberhalb des Lenkrads des Fahrzeugs sichtbar ist. Hierdurch können die dargestellten Informationen auf dem ersten Bereich und auf dem zweiten Bereich sicher und/oder einfach und/oder zuverlässig von einem Betrachter wahrgenommen werden. Vorzugsweise kann die Projektionsvorrichtung bzw. insbesondere der erste Bereich der Anzeigefläche ein herkömmliches Kombiinstrument ersetzen. Somit wäre ein herkömmliches Kombiinstrument, welches beispielsweise als Display oder als analoge Anzeigeeinheit ausgeführt sein kann, und eine Darstellung, welche überlagert mit der Umgebung der Projektionsvorrichtung, in dem zweiten Bereich darstellbar ist, mit einer Projektionsvorrichtung realisierbar. Hierdurch können insbesondere Kosten sowie Bauraum eingespart werden.
In einer Weiterentwicklung können die von dem Projektor ausgesendeten Lichtstrahlen zwischen dem Projektor und der Anzeigefläche in einem Strahlengang geleitet werden, wobei die Anzeigefläche in der Art angeordnet ist, dass sie einen Einblick für den Betrachter auf den Strahlengang zumindest teilweise verdeckt. Hierdurch kann insbesondere vermieden werden, dass der Betrachter die Komponenten der Projektionsvorrichtung wahrnimmt, welche beispielsweise in Fahrtrichtung vor der Projektionsfläche liegen, insbesondere in auf der einer Motorhaube zugewandten Seite der Projektionsfläche und/oder einer einem Betrachter abgewandten Seite der Projektionsfläche. Zudem kann eine sichere und/oder zuverlässige Darstellung der Informationen auf der Anzeigefläche bzw. in den jeweiligen Bereichen der Anzeigefläche ermöglicht werden. Ferner kann ein Betrachter insbesondere nicht durch Blendung des Strahlengangs abgelenkt werden. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit im Fahrzeug und somit im Straßenverkehr erhöht werden. Weiterhin ist keine zusätzliche Vorrichtung zur Abdeckung des Strahlengangs notwendig, wodurch insbesondere Bauraum und/oder Kosten eingespart werden können.
Vorzugsweise können die die von dem Projektor ausgesendeten Lichtstrahlen in einem Winkel, insbesondere in einem Einfallswinkel, auf die Anzeigefläche treffen, wobei der Einfallswinkel definiert ist als ein Winkel zwischen den Lichtstrahlen und einer Flächennormalen der Anzeigefläche und dass der Einfallswinkel einen Wert zwischen 10° und 80°, insbesondere zwischen 45° und 70°, aufweist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine Bilddarstellung und/oder Informationen sicher und/oder zuverlässig auf der Anzeigefläche dargestellt werden. Ferner kann durch die Anordnung in einem bestimmten Winkel Bauraum eingespart werden. Weiterhin können durch einen Einfallswinkel in einem Bereich nahe des Brewster-Winkels, welche als ein Winkel von etwa 56° ausgebildet ist, störende Oberflächen-Reflexionen auf der einem Betrachter zugewandten Seite der Projektionsfläche reduziert werden, insbesondere bei Verwendung eines Projektors, der polarisiertes Licht aussendet.
Weiterhin kann das holografische Element eine holografische Funktion aufweisen zum Umlenken und/oder Streuen der Lichtstrahlen in Abhängigkeit des Einfallswinkels, wobei die holografische Funktion in abhängig von dem Einfallswinkel der Lichtstrahlen ausgebildet ist. Für beide Bereiche besteht die wesentliche optische Funktion des Hologramms darin, dass gerichtetes Licht vom Projektor zum einen in Richtung des Fahrers umgelenkt wird, zum anderen in einen definierten Winkelbereich gestreut wird. Mittels beider Funktionen können die Lichtstrahlen von dem Projektor in eine sogenannte Eyebox abgestrahlt werden. Die Eyebox ist insbesondere als ein Bereich ausgebildet, in dem sich typischerweise beide Augen des Fahrers und/oder eines Beifahrers befinden. Aus der geometrischen Anordnung kann sich ergeben, dass die Winkel-Umlenkung in unterschiedlichen Teilbereichen der Anzeigefläche auch jeweils unterschiedlich ist, angepasst an den jeweiligen Einfallswinkel der Lichtstrahlen von dem Projektor her und die geforderte Abstrahlrichtung zu den Augen des Fahrers hin, insbesondere zur Eyebox. Weiterhin kann die holografische Funktion sicherstellen, dass für eine mehrfarbige Darstellung die optischen Funktionen für mehrere Wellenlängenbereiche des vom Projektor ausgehenden Lichts erfüllt werden. Dies wird bevorzugt durch eine Verwendung eines Volumenhologramms erreicht. Hierdurch können insbesondere der erste Bereich und der zweite Bereich in der Art ausgebildet sein, dass hierfür vorgesehene Informationen sicher und/oder zuverlässig dargestellt und von einem Betrachter wahrgenommen werden können. Hierdurch wird insbesondere der jeweilige Bereich speziell für unterschiedliche darzustellen Informationen eingerichtet. Mit anderen Worten können hierdurch einem Fahrer sicher und/oder zuverlässig Informationen in der entsprechenden Darstellungsform angezeigt werden. Hierdurch kann insbesondere die Fahrsicherheit erhöht werden.
In einer beispielhaften Ausgestaltung kann der erste Bereich der Anzeigefläche an einer dem Projektor zugewandten und/oder abgewandten Seite eine eine bestimmte Transparenz aufweisende Schicht aufweisen. In einer Weiterentwicklung kann die Schicht eine definierte Tönung aufweisen und/oder einen definierten Reflexionsgrad aufweisen und/oder eine Lamellenstruktur aufweisen und/oder einen Polfilter aufweisen. Hierdurch kann insbesondere eine unterschiedliche Transparenz im Gegensatz zum zweiten Bereich ermöglicht werden, wodurch insbesondere auf dem ersten Bereich kritische bzw. sicherheitsrelevante Informationen über einen Fahrzeugzustand dargestellt werden können. Weiterhin kann gewährleistet werden, dass ein Betrachter die Informationen, welche auf dem ersten Bereich dargestellt werden, sicher und/oder zuverlässig wahrnehmen kann, wodurch insbesondere die Fahrzeugsicherheit bzw. die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht wird. Mittels der Verwendung der oben genannten unterschiedlichen Schichten können insbesondere Bauraum und/oder Kosten bei der Herstellung reduziert werden.
Vorteilhafterweise kann die Anzeigefläche an einer dem Projektor zugewandten und/oder abgewandten Seite insbesondere eine Schutzschicht aufweisen, wobei die Schutzschicht vorzugsweise als ein Hard Coating ausgebildet ist. Hierdurch kann die Anzeigefläche insbesondere vor äußeren Einwirkungen geschützt werden. Äußere Einwirkungen, wie beispielsweise die Anzeigefläche berührende Gegenstände oder Staub bzw. Partikel und/oder Fluide, wie beispielsweise Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Wasser, können beispielsweise von einer Umgebung der Projektionsvorrichtung bzw. der Anzeigefläche auf die Anzeigefläche einwirken. Mittels der Schutzschicht kann die Anzeigefläche insbesondere langlebiger ausgestaltet werden. Weiterhin können insbesondere Kratzer auf der Anzeigefläche reduziert und/oder verhindert werden. Die Schutzschicht kann insbesondere kratzfest ausgebildet sein.
In einer Weiterentwicklung kann zwischen dem Projektor und der Anzeigefläche eine Abbildungsoptik mit zumindest einem optischen Element angeordnet sein, wobei mittels der Abbildungsoptik die von dem Projektor ausgesendeten Lichtstrahlen auf die Anzeigefläche gelenkt werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass Lichtstrahlen sicher und/oder zuverlässig von dem Projektor zu der Anzeigefläche geleitet bzw. gelenkt werden können. Mittels der Verwendung einer Abbildungsoptik, wie beispielsweise einem Spiegel als optischem Element, können insbesondere Kosten bei der Herstellung und/oder Bauraum eingespart werden. Spiegel im Strahlengang sollten bevorzugt als Oberflächenspiegel ausgeführt sein, um das Auftreten von Geisterbildern zu reduzieren oder insbesondere zu vermeiden.
In einer beispielhaften Ausführung kann der zweite Bereich eine elektrooptische Schicht aufweisen, wobei mittels der elektrooptischen Schicht die Transparenz der Schicht und somit des zweiten Bereichs variabel einstellbar ist. Hierdurch kann der zweite Bereich insbesondere auf unterschiedliche Zustände angepasst werden. Beispielsweise kann in einem autonom fahrenden Fahrzeug bei manueller Steuerung des Fahrzeugs der Bereich transparent ausgestaltet werden, wodurch dargestellte Informationen insbesondere mit der Umgebung des Fahrzeugs überlagert werden, wodurch insbesondere Informationen sicher und/oder zuverlässig für einen Fahrer dargestellt werden können. Bei einer automatisierten Steuerung des Fahrzeugs kann der zweite Bereich insbesondere weniger transparent ausgestaltet werden, wodurch einem Betrachter beispielsweise andere Informationen, beispielsweise Informationen eines Fahrzeug Entertainmentsystems, dargestellt werden können. Hierdurch kann sich ein Fahrer insbesondere anderen Aufgaben wie dem manuellen Fahren eines Fahrzeugs widmen. Bei einer manuellen Übernahme des Fahrzeugs aus einem automatisierten Modus kann die Anzeigefläche insbesondere wieder eine erhöhte Transparenz aufweisen. Hierdurch kann insbesondere eine komfortable Anzeige für einen Betrachter bzw. einen Fahrer in einem Fahrzeug, insbesondere in einem autonomen Fahrzeug, gewährleistet werden. In einer weiteren Ausführung kann der erste Bereich eine elektrooptische Schicht aufweisen, wobei mittels der elektrooptischen Schicht die Transparenz der Schicht und somit des ersten Bereichs variabel einstellbar ist. In einer Weiterentwicklung können der erste Bereich und der zweite Bereich zusammen oder getrennt gesteuert werden.
Weiterhin kann die Projektionsvorrichtung eine Deckscheibe aufweisen, wobei der Anschluss der Deckscheibe an die Anzeigefläche bevorzugt zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich an der Anzeigefläche angeordnet ist, sodass die Trennlinie im Idealfall aus Fahrersicht durch den Lenkrad-Kranz verdeckt wird. Mittels der Deckscheibe kann die Projektionsvorrichtung insbesondere vor externen Einflüssen, wie beispielsweise Partikeln, wie beispielsweise Staub oder Schmutz, und/oder Flüssigkeiten, zum Beispiel Wasser und/oder Feuchtigkeit, geschützt werden. Mit anderen Worten kann insbesondere das Eindringen von Fremdkörpern in den Strahlengang reduziert bzw. verhindert werden. Hierdurch kann insbesondere die Funktionalität der Projektionsvorrichtung und/oder die Langlebigkeit der Projektionsvorrichtung verbessert werden. Mittels der Anordnung der Deckscheibe zwischen dem zweiten Bereich und dem ersten Bereich, kann insbesondere gewährleistet werden, dass der zweite Bereich beispielsweise derart anordenbar ist, dass ein Betrachter die Umgebung in Blickrichtung hinter dem zweiten Bereich bzw. durch den zweiten Bereich hindurchsehen kann. Hierdurch können insbesondere Informationen mit der Umgebung der Projektionsvorrichtung und somit mit der Umgebung des Fahrzeugs überlagert werden. Weiterhin kann durch eine geeignete Gestaltung, insbesondere Neigung, der Deckscheibe erreicht werden, dass Reflexionen auf den Oberflächen der Deckscheibe auf eine insbesondere mattschwarz ausgeführte Abdeckung reflektiert werden und vorzugsweise nicht auf die Anzeigefläche. Hierdurch können vorteilhafterweise störende Artefakte reduziert bzw. vermieden werden.
Weiterhin wird eine Instrumententafel mit einer Projektionsvorrichtung vorgeschlagen, wobei die Projektionsvorrichtung in der Art an der Instrumententafel angeordnet ist, dass der erste Bereich der Anzeigefläche zwischen einem Betrachter der Anzeigefläche und der Instrumententafel angeordnet ist und der zweite Bereich der Anzeigefläche für einen Betrachter der Anzeigefläche oberhalb der Instrumententafel angeordnet ist.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Instrumententafel liegt darin, dass einem Betrachter relevante Informationen sicher und/oder zuverlässig dargestellt werden können. Die beiden Bereiche auf der Anzeigefläche können insbesondere zur Anzeige bestimmter Informationen angepasst werden. Vorzugsweise ist der erste Bereich mit einer geringeren Transparenz als der zweite Bereich ausgebildet, wodurch dieser insbesondere eine höhere Resistenz gegenüber Störlicht aufweist. Hierdurch können insbesondere Informationen sicher dargestellt werden, wobei eine Störung, beispielsweise durch Lichtstrahlen aus einer Umgebung der Projektionsvorrichtung verringert bzw. reduziert werden kann. Der zweite Bereich kann insbesondere eine höhere Transparenz als der erste Bereich aufweisen, wodurch beispielsweise eine Umgebung der Projektionsvorrichtung durch den zweiten Bereich hindurch sichtbar ist. Hierdurch können insbesondere auf dem zweiten Bereich dargestellte Informationen mit einer Umgebung der Projektionsvorrichtung bzw. mit einer Umgebung des Fahrzeugs mit der Projektionsvorrichtung überlagert werden. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. Somit kann eine Projektionsvorrichtung mit einem Projektor und einer Anzeigefläche zwei unterschiedliche Bereiche aufweisen, welche für unterschiedlich dargestellte Informationen optimiert werden können. Hierdurch können insbesondere Kosten bei der Herstellung sowie Bauraum im Instrument Cluster eingespart werden.
In einer Weiterentwicklung kann die Projektionsvorrichtung in der Art an der Instrumententafel angeordnet sein, dass der zweite Bereich der Anzeigefläche vor einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist. Hierdurch können Informationen, welche auf dem zweiten Bereich der Anzeigefläche dargestellt werden insbesondere mit einer Umgebung des Fahrzeugs überlagert werden. Hierdurch muss ein Fahrer seinen Blick nicht oder nur geringfügig von dem Geschehen auf der Straße bzw. von der Fahrbahn abwenden. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. In einer vorteilhaften Ausführung kann die Trennlinie zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich derart ausgelegt werden, dass sie aus Sicht des Fahrers mit einer typischen Augenposition durch den Lenkradkranz verdeckt wird.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:

Aussenden von Lichtstrahlen mittels des Projektors zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung, wobei die Lichtstrahlen zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung in Richtung des ersten Bereichs der Anzeigefläche geleitet werden,
Aussenden von Lichtstrahlen mittels des Projektors zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung, wobei die Lichtstrahlen zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung in Richtung des zweiten Bereichs der Anzeigefläche geleitet werden,
wobei die Lichtstrahlen zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung und die Lichtstrahlen zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung gleichzeitig oder hintereinander ausgesendet werden.

Mittels der Darstellung von unterschiedlichen Informationen auf zwei unterschiedlichen Bereichen einer Anzeigefläche können insbesondere spezifizierte Informationen in der Art dargestellt werden, dass ein Betrachter diese Informationen sicher und/oder zuverlässig wahrnehmen kann. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit im Straßenverkehr verbessert werden. Mittels der Realisierung dieser zwei Bereiche innerhalb einer Projektionsvorrichtung mit einem Projektor und einer Anzeigefläche können insbesondere Bauraum und/oder Kosten eingespart werden.
In einer Weiterentwicklung kann die Transparenz des zweiten Bereichs mittels einer elektrooptischen Schicht variabel eingestellt werden, wobei bei einem automatisierten Fahrmodus eines Fahrzeugs eine geringere Transparenz eingestellt wird als bei einem manuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs. Hierdurch kann der zweite Bereich insbesondere auf unterschiedliche Zustände angepasst werden. Beispielsweise kann in einem autonom fahrenden Fahrzeug bei manueller Steuerung des Fahrzeugs der Bereich transparent ausgestaltet werden, wodurch dargestellte Informationen insbesondere mit der Umgebung des Fahrzeugs überlagert werden, wodurch insbesondere Informationen sicher und/oder zuverlässig für einen Fahrer dargestellt werden können. Bei einer automatisierten Steuerung des Fahrzeugs kann der zweite Bereich insbesondere weniger transparent ausgestaltet werden, wodurch einem Betrachter beispielsweise andere Informationen, beispielsweise Informationen eines Fahrzeug Entertainmentsystems, dargestellt werden können. Hierdurch kann sich ein Fahrer insbesondere anderen Aufgaben wie dem manuellen Fahren eines Fahrzeugs widmen. Bei einer manuellen Übernahme des Fahrzeugs aus einem automatisierten Modus kann die Anzeigefläche insbesondere wieder eine erhöhte Transparenz aufweisen. Hierdurch kann insbesondere eine komfortable Anzeige für einen Betrachter bzw. einen Fahrer in einem Fahrzeug, insbesondere in einem autonomen Fahrzeug, gewährleistet werden.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung;
4 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
10 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
11 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Anzeigefläche und eines Lenkrads eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
12 eine schematische Darstellung eines Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung:
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Fahrzeugs 20, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Autos, mit einer Projektionsvorrichtung 22. Die Projektionsvorrichtung 22 kann als Anzeigevorrichtung ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden. Die Projektionsvorrichtung 22 weist eine Anzeigefläche 24 auf und kann beispielsweise in einer Instrumententafel 26 eines Fahrzeugs 20 angeordnet werden. Mittels der Anzeigefläche 24 können Informationen bezüglich des Fahrzeugs, beispielsweise Fahrzeugzustandsinformationen bzw. Informationen über einen Fahrzeugmodus, wie beispielsweise eine Geschwindigkeit und/oder eine Drehzahl und/oder eine Temperatur und/oder eine Tankfüllung und/oder Navigationshinweise und/oder Informationen eines Fahrzeug Entertainmentsystems und/oder weitere Informationen, welche für den Betrieb eines Fahrzeugs verwendet werden können, angezeigt werden.
Die Projektionsvorrichtung 22 ist derart in dem Fahrzeug 20 angeordnet, dass ein Betrachter 28 die mittels der Projektionsvorrichtung 22 dargestellten Informationen betrachten kann. Ein Betrachter 28 kann insbesondere ein Fahrer 28 und/oder ein Beifahrer des Fahrzeugs 20 sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Projektionsvorrichtung 22 an einer anderen Stelle im Armaturenbrett des Fahrzeugs 20 angeordnet sein.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Fahrzeugs 20 von einer Seite mit einer Projektionsvorrichtung 22. Das Fahrzeug 20 gemäß 2 kann gemäß dem Fahrzeug 20 gemäß 1 ausgeführt sein. Die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 2 kann insbesondere gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 1 ausgeführt sein und gemäß 1 in dem Fahrzeug 20 angeordnet sein.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22. Die Projektionsvorrichtung 22 weist einen Projektor 30 und eine Anzeigefläche 24 auf. Der Projektor kann Lichtstrahlen 32 aussenden. Die Anzeigefläche 24 weist zumindest ein holographisches Element 34 auf. In einer Weiterentwicklung kann die Anzeigefläche 24 als holographisches Element 34 ausgebildet sein. Das holografische Element 34 kann eine holografische Funktion aufweisen zum Umlenken und/oder Streuen der Lichtstrahlen 32 in Abhängigkeit des Einfallswinkels 44, wobei die holografische Funktion abhängig von dem Einfallswinkel 44 der Lichtstrahlen 32 ausgebildet ist. Das holographische Element 34 kann zum Beispiel als Streuflache ausgebildet sein.
Der Projektor 30 und die Anzeigefläche 24 sind in der Art, insbesondere zueinander, angeordnet, dass die von dem Projektor 30 ausgesendeten Lichtstrahlen 32 für eine reale Bilddarstellung 36 auf die Anzeigefläche 24 geleitet werden. Mit anderen Worten werden die von dem Projektor 30 ausgesendeten Lichtstrahlen in Richtung der Anzeigefläche 24 geleitet, wodurch auf der Anzeigefläche insbesondere durch das holographische Element 34 eine reale Bilddarstellung 36 erzeugt wird. Beispielsweise können die Lichtstrahlen 32 an dem holographischen Element 34 der Anzeigefläche 24 gebeugt und/oder umgelenkt und/oder reflektiert werden. Insbesondere können die Lichtstrahlen 32 durch das holographische Element 34 gleichzeitig umgelenkt und in einen definierten Winkelbereich gestreut werden. Das Streuen in einen definierten Winkelbereich kann beispielsweise auch dadurch erfolgen, dass mehrere, einem Bildpunkt des vom Projektor abgestrahlten Bildes zugehörige Lichtstrahlen in einen definierten Winkelbereich verteilt oder aufgefächert werden, ohne dass jeder einzelne Strahl in mehrere Richtungen gestreut wird, was beispielsweise durch pixelweise gedruckte Hologramme realisiert werden kann. Hierdurch kann insbesondere für einen Betrachter der Anzeigefläche 24 ein reales Bild auf der Anzeigefläche 24 generiert werden.
Mit anderen Worten ist die Anzeigefläche 24 als Projektionsfläche, (Projection Screen), ausgebildet. Weiterhin ist die Anzeigefläche 24 insbesondere holographisch bzw. als Hologramm ausgebildet, wobei der Projektor 30 Lichtstrahlen in Richtung der Anzeigefläche 24 sendet. Das Hologramm 34 wirkt insbesondere als Streufläche, wodurch eine Bilddarstellung, insbesondere eine reale Bilddarstellung, auf der Anzeigefläche 24 angezeigt werden kann. Das Hologramm weist insbesondere eine spezifische Abstrahlcharakteristik auf. Hierdurch ist das Hologramm 34 beispielsweise für einstrahlende Lichtstrahlen 32, welche von dem Projektor 30 ausgestrahlt werden und somit in einem definierten Winkel, insbesondere einem Einfallswinkel, auf die Anzeigefläche 24 auftreffen, wirksam und für Lichtstrahlen welche aus einem anderen Einfallswinkel auf die Anzeigefläche 24 auftreffen und beispielsweise aus der Umgebung der Anzeigefläche kommen nicht wirksam. Hierdurch werden die Lichtstrahlen 32 des Projektors 30 insbesondere gestreut, reflektiert und/oder gebeugt. Die Streuung auf der Anzeigefläche 24 kann dabei in einem definierten Bereich erfolgen, wodurch ein gestreuter Bildpunkt und in Summe eine Bilddarstellung sichtbar dargestellt werden können.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Projektionsvorrichtung 22 kann insbesondere ausgebildet sein zur Anordnung in einer Instrumententafel eines Fahrzeugs. Die Projektionsvorrichtung gemäß 4 kann gemäß der Projektionsvorrichtung gemäß 1 und/oder gemäß 2 in einem Fahrzeug angeordnet werden.
Die Projektionsvorrichtung 22 weist einen Projektor 30 und eine Anzeigefläche 24 auf. Die Anzeigefläche 24 weist zumindest ein holographisches Element 34 auf. Alternativ kann die Anzeigefläche 24 als holographisches Element 34 ausgebildet sein. In einer Weiterentwicklung kann die Anzeigefläche 24 Bereiche mit zumindest zwei unterschiedlichen optischen Funktionen aufweisen, wobei die Anzeigefläche 24 in dem ersten Bereich 40 der Anzeigefläche 24 eine erste Transmission aufweist und in dem zweiten Bereich 42 der Anzeigefläche 24 eine zweite Transmission aufweist. Hierdurch können insbesondere unterschiedliche reale Bilddarstellungen generiert werden. Die Anzeigefläche 24 gemäß 4 kann insbesondere als Transmissionshologramm ausgebildet sein. Die holographische Funktion der Anzeigefläche 24 kann insbesondere an jedem Punkt derart beschaffen sein, dass das eingestrahlte Licht des Projektors 30 transmittiert und in einen Raumwinkel gestreut wird, welcher einen Sichtbereich, insbesondere die Eyebox 38, ausleuchtet bzw. abdeckt, aus dem heraus ein Beobachter das Bild wahrnehmen kann.
Mittels des Projektors 30 können Lichtstrahlen 32 ausgesendet werden. Die mittels des Projektors 30 ausgesendeten Lichtstrahlen können beispielsweise von Leuchtdioden, wie beispielsweise LEDs, oder Laserstrahlen ausgesendet werden. Die Lichtstrahlen können moduliert werden beispielsweise durch ein LCOS-Display (Liquid Crystal on Silicon) oder ein DMD (Digital Mirror Device, z.B. DLP™ von Texas Instruments). Der Projektor 30 und die Anzeigefläche 24 sind in der Art, insbesondere zueinander, angeordnet, dass von dem Projektor 30 ausgesendete Lichtstrahlen 32 für eine reale Bilddarstellung auf die Anzeigefläche 24 geleitet werden. Die reale Bilddarstellung gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 4 kann gemäß der realen Bilddarstellung gemäß 3 erzeugt werden. Im Unterschied zu der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 3 werden die Lichtstrahlen 32 gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 4 durch die Anzeigefläche 24 hindurch geleitet. Vorzugsweise werden die Lichtstrahlen 32 insbesondere an der Anzeigefläche 24 in der Art gebeugt und/oder umgelenkt, dass die Lichtstrahlen 32 zu einer Eyebox 38 gerichtet werden. Mit anderen Worten leuchten die Lichtstrahlen 32 die Eyebox 38 aus, sodass ein Betrachter die Lichtstrahlen 32 bzw. die reale Bilddarstellung, welche mittels der Lichtstrahlen 32 erzeugt wurde, in der Eyebox 38 wahrnehmen kann. Eine Eyebox 38 ist beispielsweise der Bereich, in welchem sich die Augen des Betrachters, insbesondere mit großer Wahrscheinlichkeit, befinden.
Die Anzeigefläche 24 weist einen ersten Bereich 40 und einen zweiten Bereich 42 auf. Der erste Bereich 40 weist eine erste Transparenz auf und der zweite Bereich 42 weist eine zweite Transparenz auf, wobei der erste Bereich 40 eine geringere Transparenz aufweist als der zweite Bereich 42. Mittels der von dem Projektor 30 ausgesendeten Lichtstrahlen 32 kann in dem ersten Bereich 40 eine unterschiedliche reale Bilddarstellung dargestellt werden wie in dem zweiten Bereich 42. Die unterschiedliche Transparenz des ersten Bereichs 40 und des zweiten Bereichs 42 kann beispielsweise durch die Integration von neutral grau getönten, jedoch nicht sichtbar streuenden Strukturen realisiert werden, beispielsweise auflaminierten Folien oder Tönungen im Volumen der Scheibe, welche die Anzeigefläche 24 bildet. Zur Ausbildung der definierten Transparenz des ersten Bereichs 40 kann erste Bereich 40 der Anzeigefläche 24 an einer dem Projektor 30 zugewandten und/oder abgewandten Seite eine eine bestimmte Transparenz aufweisende Schicht 48 aufweisen. Die Schicht 48 kann vorzugsweise eine definierte Tönung aufweisen und/oder einen definierten Reflexionsgrad aufweisen.
Die Anzeigefläche 24 kann beispielsweise in der Art angeordnet werden, dass der erste Bereich 40 zwischen einem Betrachter der Anzeigefläche 24 und der Instrumententafel angeordnet ist und der zweite Bereich 42 für einen Betrachter der Anzeigefläche 24 oberhalb der Instrumententafel angeordnet ist. Die Anzeigefläche 24 kann alternativ in der Art angeordnet werden, dass der erste Bereich 40 im Wesentlichen zwischen einem Betrachter der Anzeigefläche 24 und der Innenkontur des Lenkradkranzes angeordnet ist und der zweite Bereich 42 für einen Betrachter der Anzeigefläche 24 außerhalb des Lenkradkranzes angeordnet ist.
Die von dem Projektor 30 ausgesendeten Lichtstrahlen 32 treffen insbesondere in einem Einfallswinkel 44 auf die Anzeigefläche 24 auf. Der Einfallswinkel 44 ist definiert als ein Winkel zwischen den Lichtstrahlen 32 und einer Flächennormalen 46 der Anzeigefläche 24. Die Flächennormalen 46 ist senkrecht zu der Anzeigefläche 24 angeordnet. Der Einfallswinkel 44 weist insbesondere einen Wert zwischen 10° und 80°, insbesondere zwischen 45° und 70°, auf. Das holografische Element 34 kann beispielsweise eine holografische Funktion aufweisen zum Umlenken und/oder Streuen der Lichtstrahlen 32 in Abhängigkeit des Einfallswinkels 44, wobei die holografische Funktion in abhängig von dem Einfallswinkel 44 der Lichtstrahlen 32 ausgebildet ist.
Weiterhin weist der erste Bereich 40 der Anzeigefläche 24 an einer dem Projektor 30 zugewandten Seite eine eine bestimmte Transparenz aufweisende Schicht 48 auf. Alternativ kann der erste Bereich 40 der Anzeigefläche 24 die Schicht 48 auch auf einer dem Projektor 30 abgewandten Seite aufweisen. In dieser Weiterentwicklung weist die Schicht 48 eine definierte Tönung auf. Die Tönung ist vorteilhafterweise neutralgrau ausgeführt, das heißt die Farben der Darstellung werden nicht wesentlich beeinflusst, sondern vorzugsweise nur die Helligkeit reduziert. Hierdurch kann insbesondere eine geringere Transparenz des ersten Bereichs 40 erzeugt werden. In einer Weiterentwicklung kann die Anzeigefläche 24 ferner an einer dem Projektor 30 zugewandten oder abgewandten Seite eine Schutzschicht aufweisen.
Der zweite Bereich 42 kann beispielsweise transparent ausgeführt sein und insbesondere ähnlich wie bei einem Combiner-HUD die Sicht auf die Umgebung, beispielsweise die Straße, ermöglichen. In einer Weiterentwicklung kann die Transparenz des oberen Bereiches durch elektrooptische Schichten variabel gestaltet werden. Hierdurch ist eine kontrastreiche Bildwiedergabe auch bei hoher Umgebungshelligkeit möglich. Der zweite Bereich 42 kann beispielsweise eine elektrooptische Schicht aufweisen, wobei mittels der elektrooptischen Schicht die Transparenz der zweiten Schicht variabel einstellbar ist. Hierdurch kann insbesondere die Transparenz des zweiten Bereichs 42 variiert werden. Beispielsweise kann die Transparenz des zweiten Bereich 42 höherer oder niedriger oder gleich eingestellt werden wie die Transparenz des ersten Bereichs 40. Hierdurch kann die Anzeigefläche 24 insbesondere eine variable Transparenz aufweisen. In einer alternativen Ausführungsform wird die Projektionsfläche mit einer zusätzlichen Schicht in Transmissions- oder Reflexionsaufbau versehen, wobei die Transmission der zusätzlichen Schicht insbesondere variabel einstellbar ist, insbesondere elektrisch schaltbar. Diese zusätzliche elektrisch schaltbare Schicht kann beispielsweise als SPD, auch bezeichnet als Suspended Particle Device, als Guest Host LC-Zelle, als elektrochrome Schicht oder ähnliches realisiert sein. Bei diesen technologischen Ansätzen wird die Absorption der Schicht variiert. Alternativ kann beispielswiese mittels PDLC-Technologie, welche auch als polymer dispersed liquid crystal bezeichnet werden kann, zwischen klar und diffus streuend variiert werden, wodurch die Anzeigefläche als weiße Streufläche erscheint, die für die dahinter befindliche Szene intransparent ist. Diese elektrisch gesteuerte Reduktion der Transparenz ist insbesondere vorteilhaft, um den Anzeige-Kontrast des zweiten Bereichs 42 bei hoher Umgebungshelligkeit zu verbessern.
Mit anderen Worten weist die Projektionsvorrichtung 22 einen kaum transparenten ersten Bereich 40 auf, welcher in Blickrichtung des Fahrers unter dem zweiten Bereich 42 angeordnet ist. Der erste Bereich 40 kann beispielsweise wie ein klassisches Kombiinstrument durch das Lenkrad hindurch ablesbar sein. Die Bilderzeichnungen beispielsweise über Rückprojektion ausgebildet sein, wobei die Anzeigefläche 24 im Wesentlichen keine bzw. kaum eine Durchsichtigkeit aufweist. Hierdurch sind die Rückprojektionseinrichtung und weitere Komponenten hinter dem ersten Bereich 40 verdeckt. Weiterhin wird der Kontrast nur in geringem Umfang durch Fremdlicht, beispielsweise durch Sonneneinstrahlung, beeinflusst. Komponenten zu einer Reduktion der Transparenz können beispielsweise als eine Schicht mit einer Tönung, eine polarisations-abhängige Folie oder eine Lamellenschicht ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft ist die Gestaltung für Fahrzeuge, die zeitweise manuell, zeitweise automatisch gefahren werden. Im manuellen Betrieb kann der erste, untere Bereich 40 als Kombiinstrument genutzt werden, der zweite, obere Bereich 42, ähnlich wie ein Combiner-HUD, die freie Sicht auf die Straße ermöglichen. Im automatischen Fahrbetrieb kann eine durchgehende, relativ großflächige Anzeige für vielfältige Zwecke genutzt werden. Beispielsweise kann ein Betrachter in einem autonomen Fahrbetrieb Texte, wie beispielsweise E-Mails lesen und schreiben, mögliche Entertainment-Funktionen nutzen oder Routen- und POl-Informationen einstellen. Bei hoher Umgebungshelligkeit ist durch die Aktivierung einer variablen Tönung im oberen Bereich ein guter Anzeige-Kontrast erreichbar.
Mit anderen Worten kann mittels der Projektionsvorrichtung 22 eine transparente Anzeige ausgebildet sein, deren Anzeigefläche in verschiedene Bereiche unterteilt ist, insbesondere einem ersten Bereich 40, welche als untere Bereich 40 ausgebildet ist, und einem zweiten Bereich 42, welcher als obere Bereich 40 ausgebildet ist. Die zwei Bereiche 40, 42 sind insbesondere die durch einen unterschiedlichen Schichtaufbau jeweils auf unterschiedliche Eigenschaften optimiert. Diese Art von Anzeigeflächen 24 eignet sich für Anzeigen mit hoher Transmission, da das Licht der Realszene hinter der Anzeigefläche 24 und somit hinter dem Hologramm weitgehend ungehindert durch das Hologramm gestrahlt werden kann. Dies wird insbesondere in dem zweiten Bereich 42 der Anzeigefläche 24 verwendet. Gleichzeitig werden hohe Helligkeiten der Anzeigefläche 24 benötigt, um ausreichenden Kontrast zum Hintergrund zu gewährleisten. Hierfür kann der erste Bereich 40 insbesondere eine geringere Transparenz wie der zweite Bereich 42 aufweisen.
Das holographische Material 34 kann als Träger beispielsweise auf einem Glassubstrat, einer Polycarbonat-Scheibe oder ähnlichem aufgebracht sein. Es kann beispielsweise auch eine zusätzliche Schutzschicht, wie beispielsweise ein Hard Coating auf dem holographischen Material aufgebracht werden, um die Schicht vor äußerem Einfluss zu schützen. Die Scheibe kann auch als Verbundglasscheibe ausgeführt werden.
Weiterhin kann eine Antireflex-Schicht auf der vom Fahrer abgewandten Seite angeordnet sein, um störende Reflexionen des projizierten Lichtes nach oben zu reduzieren.
In dem zweiten Bereich 42 der Anzeigefläche 24 ist die Anzeigefläche 24 nicht zusätzlich getönt. Dadurch wird eine hohe Transparenz der Anzeige für Umgebungslicht erreicht. Durch die Transparenz kann der Hintergrund hinter der Anzeigefläche 24 bzw. der Scheibe ohne wesentlichen Helligkeitsverlust betrachtet werden. In dem ersten Bereich 40 und somit in dem unteren Bereich 40 kann an der Anzeigefläche 24 zusätzlich mit einer Tönung 48 angeordnet sein, wodurch die Transparenz verringert wird. Bei ausreichend heller Projektion kann das vom Projektor generierte Bild trotzdem in ausreichender Helligkeit wahrgenommen werden. Die durch die Tönung 48 verringerte Transmission wirkt sich ebenfalls auf einstrahlendes Störlicht von Seiten des Projektors 30 auf das Hologramm aus und reduziert auftretende Störeffekte wie beispielsweise ein diffuses, kontrastverminderndes Leuchten oder wahrnehmbare Farbeffekte. Vor allem verringert bzw. vermeidet die Tönung aber die Sichtbarkeit der Elemente der Projektionsvorrichtung, die in Blickrichtung des Betrachters hinter der Streuscheibe liegen, insbesondere der Abdeckung 26a, der Unterkante dieser Abdeckung, sowie die Kontur des Optikelements 56 und eventuell weiterer Konturen.
Weiterhin kann beispielsweise zusätzlich an dem zweiten Bereich 42 eine geringe Tönung ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, die Anzeigefläche in mehr als zwei Bereiche zu unterteilen. Es kann beispielsweise eine Zeile für besonders kritische Elemente vorgesehen werden, bei der die Rückseite beispielsweise intransparent ist.
Der erste Anzeigebereich 40 und der zweite Anzeigebereich 42 können ferner als ineinander übergehende Bereiche ausgebildet sein, welche nicht an einer bestimmten Grenze klar getrennt sind. Die Grenze kann aus Fahrersicht zum Beispiel entlang der Kontur der Instrumententafel verlaufen oder entlang der Unterkante der Windschutzscheibe.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 5 kann gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 4 ausgebildet sein. Die Projektionsvorrichtung gemäß 5 kann gemäß der Projektionsvorrichtung gemäß 1 und/oder gemäß 2 in dem Fahrzeug 20 angeordnet werden. Weiterhin weist das Fahrzeug 20 eine Windschutzscheibe 50 auf.
Die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 5 ist in einer Instrumententafel 26 eines Fahrzeugs 20 angeordnet. Die Anzeigefläche 24 ist in der Art angeordnet, dass der erste Bereich 40 zwischen einem Betrachter der Anzeigefläche 24, hier dargestellt durch die Eyebox 38, und der Instrumententafel 26 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der erste Bereich 40 für einen Betrachter der Anzeigefläche 24 in Blickrichtung vor der Instrumententafel 26 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Der zweite Bereich 42 ist für einen Betrachter der Anzeigefläche, hier dargestellt durch die Eyebox 38, oberhalb der Instrumententafel 26 angeordnet. In dieser vorteilhaften Ausführung ist die Projektionsvorrichtung 22 bzw. die Anzeigefläche 24 der Projektionsvorrichtung 22 in der Art an der Instrumententafel 26 angeordnet, dass der zweite Bereich 42 der Anzeigefläche 24 vor der Windschutzscheibe 50 des Fahrzeugs angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der zweite Bereich 42 der Anzeigefläche 24 zwischen der Windschutzscheibe 50 und der Eyebox 38 bzw. dem Betrachter der Anzeigefläche 24 angeordnet. Hierdurch kann ein Betrachter insbesondere durch den zumindest teilweisen transparenten zweiten Bereich 42 die Windschutzscheibe 50 durch den zweiten Bereich 42 hindurchsehen, wodurch ein Betrachter eine Umgebung 52 des Fahrzeugs, welche insbesondere durch die Windschutzscheibe 50 hindurch sichtbar ist, betrachten kann. Hierdurch können Informationen, welche auf dem zweiten Bereich 42 der Anzeigefläche 24 dargestellt werden, mit der Umgebung 52 des Fahrzeugs 52 überlagert werden. Insbesondere kann die reale Bilddarstellung, welche auf dem zweiten Bereich 42 der Anzeigefläche 24 dargestellt wird mit der Umgebung 52 überlagert werden.
Die Instrumententafel 26 kann insbesondere eine Abdeckung 27 aufweisen. Der erste Bereich 40 kann insbesondere zwischen einem Betrachter 28 der Anzeigefläche 24 und der Abdeckung 27angeordnet sein. Hierdurch kann insbesondere vermieden bzw. reduziert werden, dass der Betrachter die Komponenten der Projektionsvorrichtung 22 wahrnimmt, die in Fahrtrichtung vor der Anzeigefläche 24 bzw. in Richtung der Motorhaube vor der Anzeigefläche 24 bzw. auf einer dem Betrachter abgewandten Seite der Anzeigefläche 24 angeordnet sind, insbesondere die Abdeckung 27 und/oder deren unterer Rand.
Die von dem Projektor 30 ausgesendeten Lichtstrahlen 32 zwischen dem Projektor 30 und der Anzeigefläche 24 werden insbesondere in einem Strahlengang geleitet. Die Anzeigefläche 24 bzw. der erste Bereich 40 der Anzeigefläche 24 ist insbesondere in der Art angeordnet, dass der erste Bereich 40 den Strahlengang zumindest teilweise verdeckt. Mit anderen Worten ist der erste Bereich 40 derart angeordnet, dass ein Durchgang für die in Richtung der Anzeigefläche 24 geleiteten Strahlen des Projektors 30 von dem ersten Bereich 40 zumindest teilweise verdeckt werden. Hierdurch können der Projektor 30 und weitere Elemente verdeckt werden, wodurch diese von einem Betrachter nicht wahrgenommen werden können.
In dieser vorteilhaften Ausführung weist die Projektionsvorrichtung 22 zwischen dem Projektor 30 und der Anzeigefläche 24 weiterhin eine Abbildungsoptik 54 mit zumindest einem optischen Element 56 auf, wobei mittels der Abbildungsoptik 54 die von dem Projektor 30 ausgesendeten Lichtstrahlen 32 auf die Anzeigefläche 24 gelenkt werden. Mit anderen Worten lenkt das optische Element 56 der Abbildungsoptik 54 die Lichtstrahlen 32 so um, dass diese in Richtung der Anzeigefläche 24 gelenkt werden. Das optische Element 56 kann hierfür beispielsweise als ein Spiegel, bzw. ein Umlenksiegel, oder ein Mikrolinsenarray oder ein Hologramm ausgebildet sein, wodurch die Lichtstrahlen 32 insbesondere umgelenkt und/oder reflektiert und/oder gebeugt werden. Um die Projektionsvorrichtung 22 an Randbedingen des zur Verfügung stehenden Bauraumes anzupassen, kann die Projektionsvorrichtung 22 mit zusätzlichen optischen Elementen 54, 56 umfassen. Hierdurch kann der Projektor 30 positioniert werden.
Mit anderen Worten ist insbesondere zwischen dem Projektor 30 und der Anzeigefläche 24 das mindestens eine optische Element 56 derart angeordnet, dass die Lichtstrahlen 32 schräg von unten in Bezug zu einem Betrachter auf die Projektionsfläche 24 auftreffen und dass der Projektor 30 in Fahrtrichtung gesehen vor dem ersten Bereich 40 der Projektionsfläche angeordnet ist, insbesondere in Richtung einer Motorhaube, und/oder auf einer einem Betrachter abgewandten Seite der Anzeigefläche 24. Mittels einer solchen Protektionsvorrichtung 22 kann eine Anzeigefläche in dem Bereich eines Fahrzeugs realisiert werden, in dem typischerweise ein Kombiinstrument angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere vermieden werden, dass eine Bauraumkollision auftritt zwischen der Lenksäule des Fahrzeugs und dem Projektor 30, die typischerweise beide mittig unterhalb der Anzeigefläche liegen.
Dabei wird der zweite Bereich 42 als eine transparente Combiner-Scheibe, auf der Bildinhalte, insbesondere als reales Bild, direkt ins Blickfeld des Fahrers bei Betrachten der Fahrszene eingespielt werden können. Dies ermöglicht ein schnelles Ablesen, ohne den Blick abwenden und in Richtung der Instrumententafel richten zu müssen. Der erste Bereich 40 der Anzeigefläche kann beispielsweise für typische Funktionen des Kombidisplays wie einer Geschwindigkeitsanzeige oder einer Drehzahlanzeige verwendet werden. Durch die geringere Störlichtanfälligkeit wird die Ablesbarkeit garantiert und es können auch kritische Fahrinformationen, wie beispielsweise Warnsymbole und/oder weitere Informationen, dargestellt werden.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 6 kann gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 5 und/oder gemäß 4 ausgebildet sein. Die Projektionsvorrichtung gemäß 6 kann gemäß der Projektionsvorrichtung gemäß 5 und/oder gemäß 1 und/oder gemäß 2 in dem Fahrzeug 20 angeordnet werden. Weiterhin weist das Fahrzeug 20 ein Lenkrad 60 auf. Das Lenkrad 60 weist insbesondere eine Öffnung 62 auf.
Die Anzeigefläche 24 ist in dieser vorteilhaften Ausführung in der Art angeordnet, dass der erste Bereich 40 für einen Betrachter 28 durch das Lenkrad 60 des Fahrzeugs 20, insbesondere durch die Öffnung 62 des Lenkrads 60, hindurch sichtbar ist und dass der zweite Bereich 42 oberhalb des Lenkrads 60 des Fahrzeugs 20 sichtbar ist. Mit anderen Worten kann ein Betrachter an 28 den ersten Bereich 40 durch das Lenkrad 60 bzw. durch die Öffnung 62 des Lenkrads 60 hindurchsehen und den zweiten Bereich oberhalb des Lenkrads sehen.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 7 kann gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 4 ausgebildet sein. Die Projektionsvorrichtung gemäß 7 kann gemäß der Projektionsvorrichtung gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 1 und/oder gemäß 2 in dem Fahrzeug 20 angeordnet werden.
In dieser vorteilhaften Ausführung weist die Abbildungsoptik 54 der Projektionsvorrichtung 22 zumindest zwei optische Elemente 56, 64 auf. Die Abbildungsoptik 54 weist ein erstes optisches Element 56 und ein zweites optisches Element 64 auf. Das zweite optische Element 64 kann entsprechend des ersten optischen Elements 56 ausgebildet sein oder als ein anderes optisches Element wie beispielsweise ein Spiegel, bzw. ein Umlenkspiegel, ein diffraktives optisches Element (DOE) oder ein holographisches optisches Element (HOE) ausgebildet sein. Die von dem Projektor 30 ausgesendeten Lichtstrahlen 32 werden in Richtung des zweiten optischen Element 64 abgestrahlt und an dem zweiten optischen Element 64 in der Art umgelenkt bzw. reflektiert, dass die Lichtstrahlen 32 von dem zweiten optischen Element 64 in Richtung des ersten optischen Elements 56 gelenkt werden. Die Lichtstrahlen 32 werden an dem ersten optischen Element 56 derart umgelenkt bzw. reflektiert, dass diese in Richtung der Anzeigefläche 24 gelenkt werden. Durch die Verwendung von zwei optischen Elementen kann insbesondere eine Ausleuchtung breiterer Anzeigebereiche mit gängigen Projektor-Technologien ermöglicht werden. Das erste optische Element 56 kann in einer Weiterentwicklung breiter ausgebildet sein als das zweite optische Element 64, wobei eine Breite eines optischen Elements insbesondere horizontal bzw. quer zu einer Fahrtrichtung ausgebildet ist.
Weiterhin weist die Projektionsvorrichtung 22 in dieser vorteilhaften Ausgestaltung eine Deckscheibe 66 auf, wobei die Deckscheibe 66 zwischen dem ersten Bereich 40 und dem zweiten Bereich 42 an der Anzeigefläche 24 angeordnet ist. Die Deckscheibe kann insbesondere zwischen der Anzeigefläche 24 und der Instrumententafel 26 angeordnet werden, sodass der Projektor 30 und die Abbildungsoptik 54 vor externen Einflüssen, wie beispielsweise Partikeln und/oder Flüssigkeit geschützt ist. Weiterhin kann mittels der Deckscheibe 66, welche auch als Cover glass 66 bezeichnet werden kann, ein Eindringen von Staub und anderen Medien in den Projektionsraum verhindert werden. Die Deckscheibe kann beispielsweise als Polycarbonat-Folie ausgebildet sein, wobei die Folie insbesondere eine Dicke zwischen 0,1 mm und 1,5 mm, insbesondere 0,3 mm und 0,6 mm, aufweisen kann. Die Folie kann insbesondere auf der Oberseite mit einem Hard Coating beschichtet sein. Die Deckscheibe 66 kann zusätzlich beispielsweise eine Antireflex-Schicht, beispielsweise auf der oberen und auf der unteren Seite der Deckscheibe 66 aufweisen. Die Deckscheibe kann beispielsweise eine Tönung oder eine polarisierende Schicht aufweisen. Die Deckscheibe 66 kann vorteilhafterweise so gestaltet, dass der Anschluss zum Screen hin im nicht sichtbaren Bereich hinter dem Lenkradkranz oder bei einem Übergang zwischen den zwei Bereichen liegt. Die Deckscheibe 66 kann insbesondere in einem definierten Winkel 67 zu der Anzeigefläche 24 angeordnet sein. Der Winkel 67 ist definiert als ein Winkel 67 zwischen der Deckscheibe 66 und der Anzeigefläche 24. Die Deckscheibe 66 kann sich insbesondere in Richtung des zweiten Bereichs 42 neigen. Der Winkel 67 kann insbesondere einen Wert größer 90°, insbesondere zwischen 110° und 130°, insbesondere zwischen 90° und 180°, aufweist. Weiterhin kann durch eine geeignete Gestaltung, insbesondere die Neigung um den Winkel 67, der Deckscheibe erreicht werden, dass mögliche Reflexionen, welche zum Beispiel durch Reflexion von Lichtstrahlen an der Deckscheibe 66 erzeugt werden, auf die Abdeckung 27 geleitet werden. Die Abdeckung 27 kann insbesondere matt und/oder schwarz ausgebildet sein, wodurch potenziell störende Artefakte auf der Anzeigefläche 24 reduziert werden können.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 8 kann gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 4 ausgebildet sein und/oder gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 3 eine reale Bilddarstellung erzeugen. Die Projektionsvorrichtung gemäß 8 kann gemäß der Projektionsvorrichtung gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 1 und/oder gemäß 2 in dem Fahrzeug 20 angeordnet werden.
Der Unterschied der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 8 liegt darin, dass der Projektor 30 derart angeordnet ist, dass die Lichtstrahlen 32 so auf der Anzeigefläche 24 auftreffen, dass diese an der Anzeigefläche 24 reflektiert werden. Mit anderen Worten treffen die Lichtstrahlen 32 auf der Seite der Anzeigefläche 24 auf, auf die ein Betrachter blicken kann.
Die Anzeigefläche 24 gemäß 8 kann insbesondere als Reflexionshologramm ausgebildet sein. Die Anzeigefläche 24 kann insbesondere ein Reflexions-Hologramm aufweisen, welches als holographische Streufläche des Projektionssystems ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass das Licht der Projektionseinheit im unteren Bereich der Anzeige nicht durch die rückseitige Tönung beeinflusst wird und die Tönung damit auch im unteren Bereich nicht die Helligkeit der Anzeige reduziert.
Einfallendes Störlicht auf der Rückseite kann dennoch durch die Tönung stark reduziert werden und kann somit Störeffekte vermindern. Ferner kann zusätzlich die Seite der Anzeigefläche 24 getönt werden, welche zu einem Betrachter zeigt. Hierdurch kann insbesondere die Störlichtanfälligkeit weiter reduziert werden weiter kann hierdurch beispielsweise eine dunkel anmutende Anzeigefläche ausgebildet werden. Da die rückseitige Tönung die Bildhelligkeit nicht beeinflusst, ist es ebenfalls möglich, die Rückseite bis hin zur völligen Intransparenz abzudunkeln. Die Funktion des oberen Bereichs bleibt unverändert.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 9 kann gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 4 ausgebildet sein. Die Projektionsvorrichtung gemäß 9 kann gemäß der Projektionsvorrichtung gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 1 und/oder gemäß 2 in dem Fahrzeug 20 angeordnet werden.
Der erste Bereich 40 der Anzeigefläche 24 weist an einer dem Projektor 30 abgewandten Seite eine eine bestimmte Transparenz aufweisende Schicht 70 auf. In dieser vorteilhaften Ausführung weist die Schicht 70 eine Lamellenstruktur auf. Mittels der Lamellenstruktur können insbesondere lediglich Lichtstrahlen welche in einem definierten Einfallswinkel auf die Anzeigefläche 24 treffen entsprechend durchgelassen werden und somit auf die Anzeigefläche 24 treffen. Die Lichtstrahlen 32 des Projektors 30 treffen in diesem bestimmten definierten Einfallswinkel auf die Schicht 70auf und können somit transmittiert werden und auf die Anzeigefläche 24 treffen. Trifft ein erster Störlichtstrahl 72 aus einer Umgebung der Projektionsvorrichtung 22 auf die Lamellenstruktur, kann der erste Störlichtstrahl 72 die Lamellenstruktur nicht passieren, wird absorbiert oder reflektiert und ist somit für einen Betrachter nicht sichtbar. Ein zweiter Lichtstrahl 74 welcher auf dem zweiten Bereich 42 der Anzeigefläche 24 trifft kann jedoch ungehindert die Anzeigefläche 24 passieren. Hierdurch kann ein Betrachter durch den zweiten Bereich 42 die Umgebung der Projektionsvorrichtung wahrnehmen bzw. sehen.
Die Funktion der Lamellenfolie kann beispielsweise entsprechend der Lamellenfolien für Monitore ausgebildet sein, welche Licht innerhalb eines gewissen Winkelbereichs transmittieren und aber Licht außerhalb dieses Bereichs absorbieren. Die Lamellenfolie in der Projektionsvorrichtung 22 kann beispielsweise den Winkelbereich der Lichtstrahlen 32 des Projektors 30 transmittieren und einfallendes Streulicht aus anderen Winkelbereichen absorbieren.
Es ist insbesondere möglich, die Neigung der einzelnen Lamellen an die Einstrahlrichtung des Projektors in jedem Punkt der Anzeigefläche 24 anzupassen. Dadurch kann der transmittierte Winkelbereich an der Folie genau an die Einstrahlrichtung der Lichtstrahlen 32 des Projektors 30 angepasst werden, wodurch der transmittierte Bereich lokal einen kleineren Winkel abdecken muss. Zur Abdeckung des kleineren Winkelbereichs kann beispielsweise die Breite der Lamellen verändert, zum Beispiel erhöht oder verringert, oder der Abstand zwischen zwei Lamellen reduziert oder erhöht werden.
10 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 10 kann gemäß der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 9 und/oder gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 4 ausgebildet sein. Die Projektionsvorrichtung gemäß 10 kann gemäß der Projektionsvorrichtung gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 1 und/oder gemäß 2 in dem Fahrzeug 20 angeordnet werden.
Der erste Bereich 40 der Anzeigefläche 24 weist an einer dem Projektor 30 abgewandten Seite eine eine bestimmte Transparenz aufweisende Schicht 76 auf. In dieser vorteilhaften Ausführung weist die Schicht 70 einen Polfilter auf. Mittels eines Polfilters bzw. eines Polarisationsfilters können Lichtstrahlen einer bestimmten Polarisation herausgefiltert werden. Mit anderen Worten können lediglich Lichtstrahlen mit einer definierten Polarisation von dem Polfilter hindurch gelassen werden. Die Lichtstrahlen 32 des Projektors 30 weisen eine erste Polarisation 78 auf. Die Lichtstrahlen 32 mit der ersten Polarisation 78 können somit den Polfilter passieren und somit auf die Anzeigefläche 24 treffen. Werden von einem Gegenstand 80 in der Umgebung 52 der Protektionsvorrichtung Lichtstrahlen 82 mit der ersten Polarisation 78 und einer zweiten Polarisation 84 ausgesendet und treffen auf den Polfilter 76 so werden die Lichtstrahlen 82 mit der zweiten Polarisation 84 herausgefiltert, wobei lediglich die Lichtstrahlen 82 mit der ersten Polarisation 78 den Polfilter passieren können und somit zu einem Betrachter weitergeleitet werden. Treffen solche Lichtstrahlen 82 von einem weiteren Gegenstand 80 in der Umgebung 52 auf den zweiten Bereich 42 der Anzeigefläche 24 so können die Lichtstrahlen 82 mit der ersten Polarisation 78 und mit der zweiten Polarisation 84 den zweiten Bereich 42 ungehindert passieren und zu einem Betrachter weitergeleitet werden. Hierdurch kann ein Betrachter durch den zweiten Bereich 42 die Umgebung der Projektionsvorrichtung wahrnehmen bzw. sehen.
In einer alternativen Ausführungsform kann die holographische Streufläche zusätzlich einen Polarisationsfilter 76 oder einen polarisationsabhängigen Spiegel aufweisen. Die Lichtstrahlen 32 des Projektors 30 können dabei bereits auf die Durchlassrichtung des Filters 76 angepasst sein. Projektoren basierend auf Laserlicht, LCD-Zellen oder LCoS-Bildgebern sind häufig bereits selbst polarisiert, weshalb die Polarisation auf die Durchlassrichtung des Filters angepasst werden kann, ohne den Lichtstrom des Projektors wesentlich zu reduzieren. Die Lichtstrahlen 32 des Projektors 30 werden an dem Polfilter dabei in Durchlassrichtung transmittiert, während das Licht eines realen Objekts oder einfallendes Störlicht polarisiert wird. Durch das Polarisieren des zunächst unpolarisierten Störlichts reduziert sich die Transmission und damit der das Hologramm erreichende Anteil, was Störeffekte reduziert, sowie den Kontrast und damit die Lesbarkeit verbessern kann.
Der Polarisationsfilter kann beispielsweise auch im oberen Bereich der Anzeigefläche eingesetzt werden, um eine bestimmte Polarisation bei einem Einsatz des Systems als Combinerscheibe gezielt zu unterdrücken. So ist es beispielsweise möglich, ähnlich einer polarisierenden Sonnenbrille auftretende Blendreflexe des Sonnenlichts auf horizontalen Flächen gezielt zu unterdrücken. Eine solche Combinerscheibe wirkt als getönte Scheibe, reduziert aber gezielt typische Blendreflexe in der Fahrszene und bietet damit eine Erhöhung des Komforts und der Fahrsicherheit.
Ein Polarisationsfilter lässt sich ebenfalls auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Anzeigefläche aufbringen. Außerdem ist auch diese Ausführungsform in Reflektion realisierbar.
11 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Anzeigefläche 24 und eines Lenkrads 60 eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigefläche 24 gemäß 11 kann gemäß der Anzeigefläche 24 einer Projektionsvorrichtung 22 gemäß 10 und/oder gemäß 9 und/oder gemäß 8 und/oder gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 4 ausgebildet sein. Die Anzeigefläche 24 gemäß 11 kann gemäß der Anzeigefläche 24 gemäß 10 und/oder gemäß 9 und/oder gemäß 8 und/oder gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 4 in einer Projektionsvorrichtung 22 angeordnet sein. Die Anzeigefläche 24 gemäß 11 kann gemäß der Projektionsvorrichtung gemäß 10 und/oder gemäß 9 und/oder gemäß 8 und/oder gemäß 7 und/oder gemäß 6 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 1 und/oder gemäß 2 in dem Fahrzeug 20 angeordnet werden.
Die Anzeigefläche 24 gemäß 11 ist in dieser vorteilhaften Ausführung in der Art angeordnet, dass der erste Bereich 40 für einen Betrachter durch das Lenkrad 60 des Fahrzeugs 20, insbesondere durch die Öffnung 62 des Lenkrads 60, hindurch sichtbar ist und dass der zweite Bereich 42 oberhalb des Lenkrads 60 des Fahrzeugs 20 sichtbar ist. Mit anderen Worten kann ein Betrachter den ersten Bereich 40 durch das Lenkrad 60 bzw. durch die Öffnung 62 des Lenkrads 60 hindurchsehen und den zweiten Bereich oberhalb des Lenkrads sehen.
12 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 90 zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit den folgenden Schritten.
In einem ersten Schritt 92 des Verfahrens 90 werden Lichtstrahlen mittels des Projektors zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung ausgesendet, wobei die Lichtstrahlen zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung in Richtung des ersten Bereichs der Anzeigefläche geleitet werden.
In einem zweiten Schritt 94 des Verfahrens 90 werden Lichtstrahlen mittels des Projektors zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung ausgesendet, wobei die Lichtstrahlen zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung in Richtung des zweiten Bereichs der Anzeigefläche geleitet werden.
Die Lichtstrahlen zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung und die Lichtstrahlen zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung können gleichzeitig oder hintereinander ausgesendet werden. Mit anderen Worten kann der erste Schritt 92 des Verfahrens 90 und der zweite Schritt 94 des Verfahrens 90 gleichzeitig oder hintereinander ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014200377 A1 [0002]

Claims

Projektionsvorrichtung (22), insbesondere für eine Instrumententafel (26) für ein Fahrzeug (20), aufweisend einen Projektor (30) und eine Anzeigefläche (24), wobei der Projektor (30) und die Anzeigefläche (24) in der Art angeordnet sind, dass von dem Projektor (30) ausgesendete Lichtstrahlen (32) für eine reale Bilddarstellung (36) auf die Anzeigefläche (24) geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigefläche (24) zumindest ein holografisches Element (34) aufweist, dass die Anzeigefläche (24) einen ersten Bereich (40) und einen zweiten Bereich (42) aufweist, dass der erste Bereich (40) eine erste Transparenz aufweist und der zweite Bereich (42) eine zweite Transparenz aufweist, wobei der erste Bereich (40) eine geringere Transparenz aufweist als der zweite Bereich (42) und dass die Anzeigefläche (24) in der Art angeordnet ist, dass der erste Bereich (40) zwischen einem Betrachter (28) der Anzeigefläche (24) und der Instrumententafel (26) angeordnet ist und der zweite Bereich (42) für einen Betrachter (28) der Anzeigefläche (24) zumindest teilweise oberhalb der Instrumententafel (26) angeordnet ist.
Projektionsvorrichtung (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigefläche (24) in der Art angeordnet ist, dass der erste Bereich (40) für einen Betrachter (28) durch ein Lenkrad (60) des Fahrzeugs (20) hindurch sichtbar ist und dass der zweite Bereich (42) oberhalb des Lenkrad (60) des Fahrzeugs (20) sichtbar ist.
Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Projektor (30) ausgesendeten Lichtstrahlen (32) zwischen dem Projektor (30) und der Anzeigefläche (24) in einem Strahlengang geleitet werden, wobei die Anzeigefläche (24) in der Art angeordnet ist, dass der erste Bereich (40) einen Einblick für den Betrachter auf den Strahlengang zumindest teilweise verdeckt.
Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Projektor (30) ausgesendeten Lichtstrahlen (32) in einem Einfallswinkel (44) auf die Anzeigefläche (24) treffen, wobei der Einfallswinkel (44) definiert ist als ein Winkel (44) zwischen den Lichtstrahlen (32) und einer Flächennormalen (46) der Anzeigefläche (24) und dass der Einfallswinkel (44) einen Wert zwischen 10° und 80°, insbesondere zwischen 45° und 70°, aufweist.
Projektionsvorrichtung (22) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das holografische Element (34) eine holografische Funktion aufweist zum Umlenken und/oder Streuen der Lichtstrahlen (32) in Abhängigkeit des Einfallswinkels (44), wobei die holografische Funktion in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel (44) der Lichtstrahlen (32) ausgebildet ist.
Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (40) der Anzeigefläche (24) an einer dem Projektor (30) zugewandten und/oder abgewandten Seite eine eine bestimmte Transparenz aufweisende Schicht (48) aufweist.
Projektionsvorrichtung (22) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (48) eine definierte Tönung aufweist und/oder einen definierten Reflexionsgrad aufweist und/oder eine Lamellenstruktur aufweist und/oder einen Polfilter aufweist.
Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigefläche (24) an einer dem Projektor (30) zugewandten und/oder abgewandten Seite eine Schutzschicht aufweist.
Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (22) zwischen dem Projektor (30) und der Anzeigefläche (24) eine Abbildungsoptik (54) mit zumindest einem optischen Element (56, 64) aufweist, wobei mittels der Abbildungsoptik (54) die von dem Projektor (30) ausgesendete Lichtstrahlen (32) auf die Anzeigefläche (24) gelenkt werden.
Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (22) eine Abdeckung (27) aufweist, wobei der Projektor (30) auf einer dem Betrachter abgewandten Seite der Abdeckung (27), insbesondere in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, angeordnet ist.
Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (42) eine elektrooptische Schicht aufweist, wobei mittels der elektrooptischen Schicht die Transparenz des zweiten Bereichs (42) variabel einstellbar ist.
Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (22) eine Deckscheibe (66) aufweist, wobei die Deckscheibe (66) zwischen dem ersten Bereich (40) und dem zweiten Bereich (42) an der Anzeigefläche (24) angeordnet ist.
Instrumententafel (26) mit einer Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Projektionsvorrichtung (22) in der Art an der Instrumententafel (26) angeordnet ist, dass der erste Bereich (40) der Anzeigefläche (24) zwischen einem Betrachter (28) der Anzeigefläche (24) und der Instrumententafel (26) angeordnet ist und der zweite Bereich (42) der Anzeigefläche (24) für einen Betrachter (28) der Anzeigefläche (24) oberhalb der Instrumententafel (26) angeordnet ist.
Instrumententafel (26) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (22) in der Art an der Instrumententafel (26) angeordnet ist, dass der zweite Bereich (42) der Anzeigefläche (24) vor einer Windschutzscheibe (50) des Fahrzeugs (20) angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung (22) nach einem nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 11 mit den folgenden Schritten: Aussenden von Lichtstrahlen (32) mittels des Projektors (30) zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung (36), wobei die Lichtstrahlen (32) zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung (36) in Richtung des ersten Bereichs (40) der Anzeigefläche (24) geleitet werden, Aussenden von Lichtstrahlen (32) mittels des Projektors (30) zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung (36), wobei die Lichtstrahlen (32) zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung (36) in Richtung des zweiten Bereichs (42) der Anzeigefläche (24) geleitet werden, wobei die Lichtstrahlen (32) zum Darstellen der ersten, realen Bilddarstellung (36) und die Lichtstrahlen (32) zum Darstellen der zweiten, realen Bilddarstellung (36) gleichzeitig oder hintereinander ausgesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Transparenz des zweiten Bereichs (42) mittels einer elektrooptischen Schicht variabel eingestellt werden kann, wobei bei einem automatisierten Fahrmodus eines Fahrzeugs eine geringere Transparenz eingestellt wird als bei einem manuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs.