DE102022106488B3

DE102022106488B3 - Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102022106488B3
Application number: DE102022106488.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Mügge; Johannes Scheuchenpflug; Christoph Erler; Carsten Hohmann; Alfons Michaelis; Siemen Kuehl; Petr Vojtisek
Original assignee: Audi AG; Hella GmbH and Co KGaA; VEB Carl Zeiss Jena GmbH; Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Audi AG; Hella GmbH and Co KGaA; Jenoptik AG; Carl Zeiss Jena GmbH
Priority date: 2022-03-21
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2042-03-22
Also published as: WO2023179978A1; US20250010716A1; EP4496725A1; CN119156302A

Abstract

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, die dazu eingerichtet ist, in den Innenraum des Fahrzeugs integriert zu werden, umfassend eine Mehrzahl von Lichtquellen (1), eine Mehrzahl von Lichtleitern (2), die jeweils eine Eintrittsfläche (6) und einen reflektierenden Bereich (7) aufweisen, sowie eine Mehrzahl von Hologrammen (8), wobei an oder in einem jeden der Lichteiter (2) mindestens eines der Hologramme (8) angeordnet ist, wobei jeweils mindestens eine der Lichtquellen (1) einem der Lichtleiter (2) zugeordnet ist und wobei die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, dass von den Lichtquellen (1) ausgehendes Licht (3) jeweils in die Eintrittsfläche (6) des zugeordneten Lichtleiters (2) in Richtung auf den reflektierenden Bereich (7) eintritt, von dem reflektierenden Bereich (7) im Inneren des Lichtleiters (2) in Richtung auf das Hologramm (8) reflektiert wird und mit dem Hologramm (8) wechselwirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es gibt Anzeigevorrichtungen, die im Innenraum eines Fahrzeugs als Warnleuchten dienen, beispielsweise für die Funktion des Spurwechselassistenten oder der Totwinkel-Warnfunktion. Wird ein überholendes Fahrzeug im rückwärtigen toten Winkel, der für den Fahrer über den Seitenspiegel nicht einsehbar ist, detektiert, leuchtet eine kleine Warnleuchte im oder am Außenspiegel oder innen im Spiegelfuß beziehungsweise der vorderen Ecke des Seitenfensters auf. Eine vergleichbare Funktion wird dann beispielsweise auch beim eigenen, eventuell auch unbeabsichtigten, Spurwechsel verwendet als Spurwechselassistenten oder Fahrspurassistenten.
Holografische Beleuchtungssysteme können eine solche Warnfunktion stärker herausstellen und gestalten sowie Szenarien mit einer beeindruckenden Tiefe und 3D-Erscheinung schaffen, mit dem Vorteil eine größere Aufmerksamkeit und damit eine erhöhte Sicherheit zu bieten als die heutigen kleinen Leuchtflächen, die unter Umständen leicht übersehen werden können.
Es ist wünschenswert, Hologramme in Beleuchtungssysteme beziehungsweise Anzeigevorrichtungen des Fahrzeuginnenraums mit dem Ziel zu integrieren, bestehende, einfache Warnleuchten oder Hinweisleuchten weiter zu entwickeln zu Anzeigevorrichtungen mit einem dreidimensionalen Leuchtbild. Dies führt zur Steigerung der Aufmerksamkeit und Erkennbarkeit und damit zur Steigerung der Fahrsicherheit. Zudem bieten holografischen Anzeigefunktionen eine Basis für den Trend der Individualisierung und Personalisierung, indem das Hologramm mit unterschiedlichen, angepassten Grafiken und Darstellungen individuell gestaltet werden kann. Dadurch können unter Beibehaltung der optischen Komponenten sehr einfach unterschiedliche Erscheinungsbilder bereitgestellt werden, die ohne Hologramme nicht erreicht werden können, beispielsweise um kulturelle, landestypische Grafiken und Piktogramme oder Schriften in unterschiedlicher Weise einfach nutzen zu können und somit die Ausführung der Anzeigefunktion individuell auf die weltweiten Anforderungen abzustimmen.
Der Einbau von Anzeigevorrichtungen in Verkleidungselemente des Fahrzeuginnenraums ist geprägt von engen Bauräumen und geringer Bautiefe, weil oftmals in den Verkleidungen noch andere Einbauteile, wie beispielsweise Kabelstränge, Absorptionskomponenten, Lautsprecher, Zuleitungen zu Airbags oder die Airbags selbst verbaut sind. Ein weiterer Grund für enge Bauräume und eine geringe Bautiefe können eine entsprechend stark geformte Karosseriestruktur oder Tragstruktur sein, die mit mehreren Blechen oder Bauteilen geformt ausgeführt ist, um die Steifigkeit der Fahrgastzelle sicherzustellen und den Insassenschutz im Crashfall zu gewährleisten.
Eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2017 206 882 A1 bekannt. Die darin beschriebene Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse, in dem eine oder mehrere Lichtquellen zur Emission von Licht vorgesehen sind, aus dem die Beleuchtungsvorrichtung im Betrieb eine Lichtabstrahlung aus dem Gehäuse generiert. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein oder mehrere Hologramme, welche derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass ein vorbestimmter Farbanteil aus zumindest einem Teil des Lichts, das von zumindest einer Lichtquelle stammt, herausgefiltert wird und ausschließlich in einen vorbestimmten Raumwinkelbereich aus dem Gehäuse abgestrahlt wird.
Eine weitere Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge ist aus der DE 10 2017 109 314 A1 bekannt. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein durch eine transparente Abdeckscheibe verschlossenes Gehäuse, in dem eine Lichtquelleneinheit enthaltend mindestens eine erste und eine zweite Lichtquelle und in dem eine Optikeinheit enthaltend ein Hologrammelement zur Erzeugung einer holografischen Leuchtgrafik angeordnet sind, wobei die Optikeinheit mindestens ein Blendelement aufweist zur Begrenzung eines Abstrahlwinkelbereiches der Lichtquelle, dass die Optikeinheit ein der ersten Lichtquelle zugeordnetes erstes optisches Bauteil und ein der zweiten Lichtquelle zugeordnetes zweites optisches Bauteil aufweist, mit denen von den Lichtquellen abgestrahltes Licht in Richtung des Hologrammelementes umlenkbar ist, wobei in einem Übergangsbereich zwischen den optischen Bauteilen ein Abschirmelement derart abragt, dass von der ersten Lichtquelle abgestrahltes Streulicht, das nicht auf das zugeordnete erste optische Bauteil trifft, an dem Auftreffen auf das benachbarte zweite optische Bauteil gehindert wird und dass umgekehrt von der zweiten Lichtquelle abgestrahltes Streulicht, das nicht auf das zweite optische Bauteil trifft, an dem Auftreffen auf das erste optische Bauteil gehindert wird.
Eine weitere Anzeigevorrichtung ist aus der DE 10 2017 124 296 A1 bekannt. Die darin beschriebenen Leuchteinrichtungen für Kraftfahrzeuge umfassen ein Reflexionshologramm. Ein Lichtleitkörper ist bereitgestellt, um Licht von einer Lichtquellenanordnung auf das Hologramm zu lenken.
Eine weitere Beleuchtungsvorrichtung ist aus der EP 0 584 545 A1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen Block aus transparentem Material, der von einem Paar gegenüberliegender Flächen, einer vorderen Fläche und einer hinteren Fläche, begrenzt wird, und eine Lichtstrahlungsquelle, die sich zwischen diesen Flächen befindet. In der hinteren Fläche sind Hohlräume gebildet, von denen jeder durch mindestens eine Fläche begrenzt ist, die mit der hinteren Fläche einen bestimmten Winkel bildet. Auf der Vorderseite befinden sich Beugungsmittel, auf die die von der Rückseite reflektierten Lichtstrahlen einfallen und durch die diese Strahlen gebeugt werden, so dass ein Lichtstrom mit vorbestimmten optischen Eigenschaften entsteht.
Eine weitere Anzeigevorrichtung ist aus der DE 10 2019 206 025 A1 bekannt. Die darin beschriebene Anzeigevorrichtung dient der Anzeige von Bildinformationen im Innenraum eines Fahrzeugs. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine als Leuchtdiode (LED) ausgebildete Lichtquelle und einen flachen Lichtleiter, in dessen Stirnfläche das Licht der Lichtquelle eingekoppelt wird. Das eingekoppelte Licht wird dabei zwischen der vorderen und der hinteren Grenzfläche des Lichtleiters mehrfach totalreflektiert und so durch die gesamte Lichtleiterfläche geführt. In dem Lichtleiter sind etwa mittig zwischen der vorderen und der hinteren Grenzfläche mehrere Hologramme angeordnet, die als Reflexionshologramme ausgebildet wird. Durch Wechselwirkung des Lichts mit den Hologrammen werden mehrere holografische Bilder erzeugt, die von einem im Innenraum des Fahrzeugs befindlichen Nutzer wahrgenommen werden können. Es besteht die Möglichkeit, dass bei derartig flachen Systemen die mehrfachen Lichtreflexionen an der vorderen und hinteren Grenzfläche als Abbildungen von wechselweise hellen und dunklen Streifen im rekonstruierten Hologramm sichtbar sind. Weiterhin muss bei derartigen Systemen der Winkel, unter dem das Licht an der vorderen und der hinteren Grenzfläche reflektiert wird, dem Beleuchtungswinkel des Hologramms entsprechen, was mit relativ großem Aufwand verbunden ist.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art, die einfach aufgebaut ist und/oder einen geringen Bauraum benötigt.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass jedem der Lichtleiter zwei Lichtquellen zugeordnet sind, wobei jeder der Lichtleiter eine erste und eine zweite Eintrittsfläche sowie einen ersten und einen zweiten reflektierenden Bereich aufweist, wobei jeder der Lichtleiter U-förmig mit zwei Schenkeln und einem Verbindungsbereich zwischen den beiden Schenkeln ausgebildet ist, wobei an dem ersten der beiden Schenkel die erste Eintrittsfläche, an dem zweiten der beiden Schenkel die zweite Eintrittsfläche und an oder in dem Verbindungsbereich das Hologramm oder die Hologramme angeordnet sind. Dadurch kann die Anzeigevorrichtung sehr kompakt gestaltet werden. Insbesondere wird das Licht direkt von dem reflektierenden Bereich in Richtung auf das Hologramm reflektiert, so das Mehrfachreflexionen und damit unter Umständen verbundene helle und dunkle Streifen im rekonstruierten Hologramm vermieden werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Richtung, in der die Lichtleiter nebeneinander angeordnet sind, im in das Fahrzeug eingebauten Zustand der Anzeigevorrichtung eine horizontale Richtung oder eine vertikale Richtung ist. Die Lichtleiter können also insbesondere auch übereinander angeordnet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass der mittlere Abstand zwischen jeder der Lichtquellen und dem reflektierenden Bereich des zugeordneten Lichtleiters mindestens halb so groß wie der mittlere Abstand von dem reflektierenden Bereich zu dem Hologramm ist, insbesondere wobei der mittlere Abstand zwischen der Lichtquelle und der Eintrittsfläche zusammen mit dem mittleren Abstand zwischen der Eintrittsfläche und dem reflektierenden Bereich zwischen 0,8 und 1,2 mal so groß wie der mittlere Abstand zwischen dem reflektierenden Bereich und dem Hologramm ist. Dabei kann der mittlere Abstand zwischen der Eintrittsfläche und dem reflektierenden Bereich mindestens halb so groß wie der mittlere Abstand von dem reflektierenden Bereich zu dem Hologramm sein und/oder der mittlere Abstand zwischen der Lichtquelle und der Eintrittsfläche des zugeordneten Lichtleiters mindestens halb so groß wie der mittlere Abstand zwischen dem reflektierenden Bereich und dem Hologramm sein. Durch den großen Abstand zwischen der Lichtquelle und dem reflektierenden Bereich ergibt sich eine lange Strecke, auf der sich das von der Lichtquelle ausgehende Licht in einer Querrichtung ausdehnen kann. Damit kann eine große Breitenerstreckung sowie eine platzsparende, kompakte Bauweise der Lichtleiter ermöglicht werden, so dass die Anzeigevorrichtung auch in kleine Bauräume problemlos integriert werden kann.
Die Anzeigevorrichtung kann dabei so kompakt gestaltet sein, dass sie für den Einbau in unterschiedlichen Positionen im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise integriert in die A-Säule, B-Säule oder C-Säule oder in das Armaturenbrett oder in die Mittelkonsole oder in die Dachkonsole oder in die Türen oder an einer beliebigen anderen Stelle im Fahrzeuginnenraum geeignet ist.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, dass von der ersten der beiden Lichtquellen ausgehendes Licht in die erste der beiden Eintrittsflächen des Lichtleiters in Richtung auf den ersten der reflektierenden Bereiche eintritt, von dem ersten reflektierenden Bereich im Inneren des Lichtleiters in Richtung auf das Hologramm reflektiert wird und mit dem Hologramm wechselwirkt, und dass von der zweiten der beiden Lichtquellen ausgehendes Licht in die zweite der beiden Eintrittsflächen des Lichtleiters in Richtung auf den zweiten der reflektierenden Bereiche eintritt, von dem zweiten reflektierenden Bereich im Inneren des Lichtleiters in Richtung auf das Hologramm reflektiert wird und mit dem Hologramm wechselwirkt. Dadurch wird trotz kompakter Abmessungen die Anzeigevorrichtung beziehungsweise der Lichtleiter eine Beleuchtung des Hologramms aus zwei Richtungen ermöglicht, beispielsweise indem gegenüberliegende Lichtquellen vorgesehen sind, die überkreuzend Licht in die jeweils der Lichtquelle gegenüberliegende Eintrittsfläche einbringen.
Es kann vorgesehen sein, dass an jedem der Lichtleiter zwei Hologramme angeordnet sind, insbesondere wobei die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, dass ein erstes der beiden Hologramme mit dem von der ersten Lichtquelle ausgehenden Licht wechselwirkt und dass das zweite der beiden Hologramme mit dem von der zweiten Lichtquelle ausgehenden Licht wechselwirkt. Dadurch können von einem Lichtleiter zwei unterschiedliche holografische Bilder erzeugt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das von der ersten Lichtquelle ausgehende Licht eine andere Wellenlängenverteilung, insbesondere eine andere Farbe, als das von der zweiten Lichtquelle ausgehende Licht aufweist. Damit kann der Lichtleiter für zwei unterschiedliche Lichtfarben, beispielsweise Rot und Gelb oder Rot und Blau oder Rot und Grün, genutzt werden, um mittels jeweils eines Hologramms für jede der Lichtfarben auch zwei Funktionen beziehungsweise unterschiedliche Warnungen und Hinweise abbilden.
Es besteht die Möglichkeit, dass an dem ersten der beiden Schenkel der erste reflektierende Bereich und dass an dem zweiten der beiden Schenkel der zweite reflektierende Bereich angeordnet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Lichtquelle an dem zweiten Schenkel oder im Bereich des zweiten Schenkels und die zweite Lichtquelle an dem ersten Schenkel oder im Bereich des ersten Schenkels angeordnet ist, wobei die Anzeigevorrichtung insbesondere eine Halterung für die Lichtquellen oder jeweils eine Halterung für eine jede der Lichtquellen umfasst. Dadurch werden das Hologramm oder die Hologramme aus zwei unterschiedlichen Richtungen beleuchtet, wobei die beispielsweise einander gegenüberliegende Lichtquellen überkreuzend Licht in die jeweils der Lichtquelle gegenüberliegende Eintrittsfläche einbringen. Dadurch ergeben sich zwei gefaltete Strahlengänge die zur Kompaktheit der Anzeigevorrichtung beitragen.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, dass durch die Wechselwirkung des Lichts mit den an oder in den einzelnen Lichtleitern angeordneten Hologrammen ein aus mehreren einzelnen holografischen Bildern zusammengesetztes Bild erzeugt wird. Dadurch wird die Fläche für eine holografische Anzeige vergrößert.
Es kann vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, die Mehrzahl von Lichtquellen so anzusteuern, dass die durch die Wechselwirkung des Lichts mit den an oder in den einzelnen Lichtleitern angeordneten Hologrammen erzeugten einzelnen holografischen Bilder zeitlich versetzt zueinander erzeugt werden, insbesondere um ein dynamisches und/oder animiertes zusammengesetztes Bild zu erzeugen. Beispielsweise können bei dem Aktivieren und/oder Deaktivieren der Anzeigefunktion die mehreren Lichtquellen sequentiell angesteuert werden, wodurch eine Dynamik beziehungsweise Animation in die holografische Anzeige eingebracht wird, die eine Steigerung der Aufmerksamkeit bewirkt und die Sicherheit weiter erhöht. Beispielsweise kann dadurch auch eine Warnung für den Fahrer in einer Gefahren-Abstufung vorgesehen werden.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Anzeigevorrichtung eine Haltevorrichtung umfasst, an oder in der die Mehrzahl von Lichtquellen und die Mehrzahl von Lichtleitern mit der Mehrzahl von Hologrammen gehalten werden. Durch eine gemeinsame Haltevorrichtung wird eine Justierung der einzelnen Teile zueinander vereinfacht.
Es kann vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung mindestens ein Lichtabschattungselement umfasst, um unerwünschten Lichteintritt in die Mehrzahl von Lichtleitern zumindest teilweise zu verhindern, wobei das mindestens eine Lichtabschattungselement vorzugsweise in einem Verbindungsbereichen zwischen einzelnen Lichtleitern angeordnet ist und/oder von einem Verbindungsbereichen zwischen einzelnen Lichtleitern ausgeht. Dadurch kann insbesondere das Auftreten von Doppelbildern oder einer Unschärfe in benachbarten holografischen Bildern reduziert werden.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Anzeigevorrichtung ein Gehäuse und/oder mindestens eine Abdeckscheibe und/oder mindestens eine Designblende umfasst. Es kann sich um eine gemeinsame Abdeckscheibe für sämtliche der Lichtleiter handeln. Weiterhin kann eine Designblende vorgesehen sein, die die Lichtaustrittsflächen der Lichtleiter umgibt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, in eine A-Säule oder in eine B-Säule oder in eine C-Säule oder in ein Armaturenbrett oder in eine Mittelkonsole oder in eine Dachkonsole oder in eine Tür des Innenraums des Fahrzeugs integriert zu werden
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung von der lediglich ein Lichtleiter und die zugeordneten Lichtquellen dargestellt sind;
2 eine weitere perspektivische Ansicht des Teils der Anzeigevorrichtung gemäß 1;
3 eine Schnittansicht des Teils der Anzeigevorrichtung gemäß 1 mit einem beispielhaften Strahlengang des von einer der Lichtquellen ausgehenden Lichts;
4 eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung, von der mehrere Lichtleiter und die zugeordneten Lichtquellen dargestellt sind;
5 eine weitere perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4;
6 eine Vorderansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4 mit einem Gehäuse;
7 eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4 mit dem Gehäuse ohne Abdeckscheibe;
8 eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4 mit dem Gehäuse ohne Abdeckscheibe und ohne Designblende;
9 eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4 mit einer Haltevorrichtung ohne Gehäuse;
10 eine weitere perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4 mit der Haltevorrichtung ohne Gehäuse;
11 ein Detail einer perspektivischen Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4 mit der Haltevorrichtung ohne Gehäuse, wobei ein beispielhafter Strahlengang des von einer der Lichtquellen ausgehenden Lichts abgebildet ist;
12 eine Seitenansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4 mit der Haltevorrichtung ohne Gehäuse, wobei ein beispielhafter Strahlengang des von einer der Lichtquellen ausgehenden Lichts abgebildet ist;
13 ein weiteres Detail einer perspektivischen Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 4 mit der Haltevorrichtung ohne Gehäuse;
14 einen Vertikalschnitt durch die Anzeigevorrichtung gemäß 4;
15 einen Horizontalschnitt durch die Anzeigevorrichtung gemäß 4;
16 eine erste Ausführungsform eines von einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung erzeugten Bildes;
17 eine zweite Ausführungsform eines von einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung erzeugten Bildes.

In den Figuren sind gleiche und funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der in 1 bis 3 abgebildete Teil der der Anzeigevorrichtung umfasst zwei Lichtquellen 1 und einen Lichtleiter 2. Die Lichtquellen 1 sind insbesondere als Leuchtdioden (LED) ausgebildet. Alternativ können die Lichtquellen 1 auch als Laserdioden ausgebildet sein.
Der Lichtleiter 2 besteht zumindest teilweise aus einem für das Licht 3 der Lichtquellen 1 transparenten Material. Der Lichtleiter 2 ist im Wesentlichen U-förmig mit zwei Schenkeln 4 und einem Verbindungsbereich 5 zwischen den beiden Schenkeln ausgebildet. Dabei kann der Lichtleiter 2 vergleichsweise kompakt sein und beispielsweise in der Breite, der Höhe und der Tiefe Abmessungen zwischen 20 mm und 40 mm aufweisen, insbesondere eine Höhe in 3 von etwa 35 mm sowie eine Breite und eine Tiefe von etwa 25 mm aufweisen.
Der Lichtleiter 2 weist zwei Eintrittsflächen 6 für das Licht 3 der Lichtquellen 1 auf. Dabei ist jeweils eine der Eintrittsflächen 6 auf der Innenseite eines der Schenkel 4 angeordnet. Dabei sind die Lichtquellen 1 jeweils so neben dem Ende eines der Schenkel 4 angeordnet, dass das von der Lichtquelle 1 ausgehende Licht 3 in die Eintrittsfläche 6 des anderen der Schenkel 4 eintritt (siehe 3). Auf diese Weise legt das Licht 3 von der Lichtquelle 1 zu der Eintrittsfläche 6 einen vergleichsweise großen Weg zurück, der eine geeignet große Ausdehnung des in die Eintrittsfläche 6 eintretenden Lichtbündels ermöglicht.
Die beiden Eintrittsflächen 6 sind gekrümmt, insbesondere konkav gekrümmt. Es besteht jedoch durchaus die Möglichkeit, dass die Eintrittsflächen konvex gekrümmt sind oder plan ausgebildet sind.
Der Lichtleiter 2 weist weiterhin zwei reflektierende Bereiche 7 auf, die an den Außenseiten der Schenkel 4 ausgebildet sind. Von diesen reflektierenden Bereichen 7 wird das durch die Eintrittsflächen 6 in den Lichtleiter 2 eingetretene Licht 3 in den Verbindungsbereich 5 reflektiert. Dabei kann die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet sein, dass das Licht 3 auf den reflektierenden Bereich 7 unter einem Winkel zum Lot auftrifft, der größer als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist, so dass das Licht 3 bei entsprechend glatter Ausbildung der Fläche des reflektierenden Bereichs 7 totalreflektiert wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Fläche des reflektierenden Bereichs 7 verspiegelt sein.
Der Verbindungsbereich 5 bildet auf der von den Schenkeln 4 abgewandten Seite eine Austrittsfläche, auf die das von den reflektierenden Bereichen 7 ausgehende Licht 3 auftrifft und durch die das auftreffende Licht 3 zumindest teilweise hindurchtritt. Der in 1 bis 3 abgebildete Teil der Anzeigevorrichtung umfasst weiterhin ein Hologramm 8, das insbesondere in Form eines in eine Folie eingelesenen Volumenhologramms von außen auf die Austrittsfläche aufgebracht, insbesondere aufgeklebt ist. Das in das Hologramm 8 eingelesene Bild kann zur Realisierung einer gewünschten Anzeigefunktion rekonstruiert werden.
Das Hologramm 8 ist ein Transmissionshologramm, mit dem das aus der Austrittsfläche hindurchtretende Licht wechselwirken kann. Bei entsprechend großem Auftreffwinkel zwischen dem auftreffendem Licht 3 und dem Lot auf der Austrittsfläche ist das Hologramm 8 auch ein Edgelithologramm, weil dann der Beleuchtungswinkel vergleichsweise groß wird, unter dem das Hologramm 8 beleuchtet werden muss, um das holografische Bild zu rekonstruieren.
Durch den vergleichsweise großen Beleuchtungswinkel kann insbesondere vermieden werden, dass die Ote-Ordnung des genutzten Lichts für einen Betrachter störend sichtbar wird.
Die reflektierenden Bereiche 7 sind konvex gekrümmt und insbesondere als Paraboloidfläche ausgebildet. Durch diese Krümmung wird erreicht, dass die unter unterschiedlichen Winkeln auf die reflektierenden Bereiche 7 auftreffenden Anteile des Lichts 3 im Wesentlichen in die gleiche Richtung in den Verbindungsbereich 5 reflektiert werden. Die im Wesentlichen zueinander parallelen Lichtstrahlen des Lichts 3 gewährleisten im Wesentlichen gleiche Beleuchtungswinkel des Hologramms 8, was für eine effektive Rekonstruktion des holografischen Bildes vorteilhaft ist.
Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die reflektierenden Bereiche 7 als Freiformflächen ausgeführt sind, um eine weitere Optimierung der Ausleuchtung zu ermöglichen beziehungsweise eine optimale Anpassung an das eingekoppelte Licht 3 der Lichtquellen 1 zu ermöglichen. Die reflektierenden Bereiche 7 können alternativ mit zusätzlichen Optiken versehen sein in Abhängigkeit von der gewünschten Lichtformung des reflektierten Lichts 3.
Durch den vergleichsweise großen Weg, den das Licht von der Lichtquelle 1 zu dem reflektierenden Bereich 7 zurücklegt, kann dieser insbesondere auch in der sich in 3 in die Zeichenebene hineinerstreckenden Richtung vergleichsweise vollständig ausgeleuchtet werden, so dass trotz der Kompaktheit des Lichtleiters 2 auch die Beleuchtung eines vergleichsweise breiten Hologramms 8 ermöglicht wird.
Es kann vorgesehen sein, dass an dem Lichtleiter 2 zwei Hologramme 8 angeordnet sind. Diese können beide, beispielsweise übereinander, auf die Außenseite der Austrittsfläche des Lichtleiters 2 aufgebracht sein. Insbesondere können beide Hologramm 8 in die gleiche Folie eingelesen sein. Dabei können die Holgramme 8 mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen geschrieben worden sein, so dass sie auch mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen rekonstruiert werden müssen.
In diesem Fall können die beiden Lichtquellen 1 voneinander verschiedene Wellenlängenverteilungen, insbesondere voneinander verschiedene Farben aufweisen. Damit kann der Lichtleiter 2 für zwei unterschiedliche Lichtfarben, beispielsweise Rot und Gelb oder Rot und Blau oder Rot und Grün, genutzt werden, um mittels jeweils eines Hologramms 8 für jede der Lichtfarben auch zwei unterschiedliche Bilder zu rekonstruieren.
Alternativ ist es auch möglich, nur ein Hologramm 8 sowie nur eine Lichtquelle 1, eine Eintrittsfläche 6 und einen reflektierenden Bereich 7 vorzusehen. In diesem Fall kann der Lichtleiter in seiner Höhe reduziert werden kann, weil ein kompletter Einkoppel- und Reflexionsbereich nicht genutzt werden.
In den 4 bis 15 ist verdeutlicht, dass die Anzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Lichtleitern 2 umfasst, von denen in den 4 bis 15 drei nebeneinander angeordnete Lichtleiter 2 abgebildet sind. Dabei ist die Anzahl der Lichtleiter 2 lediglich beispielhaft gewählt. Es können durchaus nur zwei nebeneinander angeordnete Lichtleiter 2 vorgesehen sein. Alternativ können auch mehr als drei nebeneinander angeordnete Lichtleiter 2 vorgesehen sein, beispielsweise vier Lichtleiter 2 oder fünf Lichtleiter 2 oder mehr als fünf Lichtleiter 2.
Den drei Lichtleitern 2 sind jeweils zwei Lichtquellen 1 zugeordnet, wobei jeweils drei der Lichtquellen 1 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 9 angeordnet sind, die sich in der Richtung erstreckt, in der die Lichtleiter 2 nebeneinander angeordnet sind. Dabei sind die dem jeweiligen Lichtleiter 2 zugeordneten Lichtquellen 1 so angeordnet wie in den 1 bis 3 verdeutlicht.
Es ist jeweils mindestens ein Hologramm 8 pro Lichtleiter 2 vorgesehen, so dass zueinander benachbarte holografische Bilder durch Wechselwirkung mit dem Licht 2 der jeweiligen Lichtquellen 1 rekonstruiert werden können.
Die in den 4 bis 15 abgebildete Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung umfasst eine Haltevorrichtung 10 und ein Gehäuse 11, das die Lichtleiter 2 hinten und seitlich umgibt. An der Vorderseite des Gehäuses 11 sind eine Abdeckscheibe 12 und eine Designblende 13 angeordnet. Die Abdeckscheibe 12 deckt die Austrittsflächen beziehungsweise die Hologramme 8 der Lichtleiter 2 ab. Die Designblende 13 umgibt die Austrittsflächen beziehungsweise die Hologramme 8 der Lichtleiter 2, um eine ansprechende Gestaltung der Anzeigevorrichtung zu erzielen.
Es besteht je nach Einbausituation der Anzeigevorrichtung im Fahrzeug die Möglichkeit, auf die Abdeckscheibe12 zu verzichten, wenn beispielsweise am Einbauort eine größere Abdeckscheibe vorgesehen ist, hinter der die Anzeigevorrichtung platziert werden kann. Auch auf das Gehäuse 11 kann gegebenenfalls verzichtet werden, wenn es in einer geschützten Einbauumgebung nicht notwendig ist.
Die Haltevorrichtung 10 weist auf der Rückseite der Lichtleiter 2 beziehungsweise auf der von der Austrittsfläche abgewandten Seite der Lichtleiter 2 zwei Lichtabschattungselemente 14 auf. Die beiden Lichtabschattungselemente 14 gehen jeweils von einem Verbindungsbereich zwischen einzelnen Lichtleitern 2 aus und erstrecken sich von den Lichtleitern 2 in den Zwischenraum zwischen den Leiterplatten 9. Auf diese Weise können die Lichtabschattungselemente 14 unerwünschten Lichteintritt aus einer Lichtquelle 1 in den einer benachbarten Lichtquelle 1 zugeordneten Lichtleiter 2 zumindest teilweise verhindern (siehe insbesondere 11). Dadurch kann insbesondere das Auftreten von Doppelbildern oder einer Unschärfe in benachbarten holografischen Bildern reduziert werden.
Die Haltevorrichtung 10 umfasst weitere Lichtabschattungselemente 15, 16, die Teile der Lichtleiter 2 abdecken, um unerwünschten Lichteintritt aus einer der Lichtquellen in die Lichtleiter 2 weitgehend zu verhindern (siehe insbesondere 14).
Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise eine Warn- und Hinweisfunktion erfüllen. Dazu kann die Anzeigevorrichtung die Mehrzahl von Lichtquellen 1 so anzusteuern, dass die durch die Wechselwirkung des Lichts 3 mit den an oder in den einzelnen Lichtleitern 2 angeordneten Hologrammen 8 rekonstruierten einzelnen holografischen Bilder zeitlich versetzt zueinander generiert werden, insbesondere um ein dynamisches beziehungsweise ein animiertes zusammengesetztes Bild zu erzeugen. Beispielsweise können bei dem Aktivieren und/oder Deaktivieren der Anzeigefunktion die mehreren Lichtquellen 1 sequentiell angesteuert werden, wodurch eine Dynamik beziehungsweise Animation in die holografische Anzeige eingebracht wird, die eine Steigerung der Aufmerksamkeit bewirkt und die Sicherheit weiter erhöht. Beispielsweise kann dadurch auch eine Warnung für den Fahrer in einer Gefahren-Abstufung vorgesehen werden.
16 zeigt die Anzeige einer Anzeigevorrichtung, die aus drei holografischen Bildern 17 zusammengesetzt ist. Die Anzeigevorrichtung kann Teil eines Totwinkelassistenten sein und mit einer Animation ein in einem toten Winkel befindliches Fahrzeug andeuten.
17 zeigt die Anzeige einer Anzeigevorrichtung, die ebenfalls aus drei holografischen Bildern 17 zusammengesetzt ist. Die Anzeigevorrichtung kann Teil eines Spurwechselassistenten sein und mit einer Animation ein den Spurwechsel hinderndes entgegenkommendes Fahrzeug andeuten.
Als Bild 17 können in dem mindestens einen Hologramm 8 beliebige Piktogramme, Texte oder andere Inhalte beliebiger Art hinterlegt sein.
Die erzeugten Bilder 17 können dabei in beide Richtungen - von oben nach unten oder umgekehrt beziehungsweise von links nach rechts oder umgekehrt - animiert sein. Zusätzlich kann die Helligkeit der einzelnen Objekte im holografischen Bild 17 oder der einzelnen Abschnitte des Bilds variiert sein, beispielsweise kann die Helligkeit für eine abgestufte Warnwirkung von gering zu hell variiert sein.
Je nach Einbauort im Fahrzeug kann der Sichtwinkelbereich für die holografische Funktion unterschiedlich definiert sein. Ist beispielsweise ein Totwinkelwarner und Spurwechselassistent als funktionales Element in der A-Säule vorgesehen, so kann der Sichtbereich der linken, fahrerseitigen Hologrammfunktion, sowie der andere Sichtbereich für die rechte, beifahrerseitige Hologrammfunktion eingeengt ausgeführt sein für die Position des Fahrers. Durch die Verwendung eines Hologramms kann die Eyebox beziehungsweise der Sichtwinkelbereich lediglich auf den Fahrer begrenzt ausgeführt sein, so dass vorteilhaft auch mit wenig Licht im holografischen System eine hohe Leuchtdichte beziehungsweise Helligkeit erzielt werden kann.
Davon unabhängig kann für andere Einbausituationen jede gewünschte Eyebox definiert und ausgeführt sein, entweder für einen bestimmten Sitzplatz im Fahrzeug oder auch für mehrere Sitzplätze.
Bezugszeichenliste

1: Lichtquelle
2: Lichtleiter
3: von der Lichtquelle ausgehendes Licht
4: Schenkel des Lichtleiters
5: Verbindungsbereich zwischen den Schenkeln des Lichtleiters
6: Eintrittsfläche des Lichtleiters
7: reflektierender Bereich des Lichtleiters
8: Hologramm
9: gemeinsame Leiterplatte der Lichtquellen
10: Haltevorrichtung
11: Gehäuse
12: Abdeckscheibe
13: Designblende
14: Lichtabschattungselement
15: Lichtabschattungselement
16: Lichtabschattungselement
17: holografisches Bild

Claims

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, die dazu eingerichtet ist, in den Innenraum des Fahrzeugs integriert zu werden, umfassend - eine Mehrzahl von Lichtquellen (1), - eine Mehrzahl von Lichtleitern (2), die jeweils eine Eintrittsfläche (6) und einen reflektierenden Bereich (7) aufweisen, wobei die Lichtleiter (2) nebeneinander angeordnet sind, sowie - eine Mehrzahl von Hologrammen (8), wobei an oder in jedem der Lichteiter (2) mindestens eines der Hologramme (8) angeordnet ist, - wobei jeweils mindestens eine der Lichtquellen (1) einem der Lichtleiter (2) zugeordnet ist und die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, dass von den Lichtquellen (1) ausgehendes Licht (3) jeweils in die Eintrittsfläche (6) des zugeordneten Lichtleiters (2) in Richtung auf den reflektierenden Bereich (7) eintritt, von dem reflektierenden Bereich (7) im Inneren des Lichtleiters (2) in Richtung auf das Hologramm (8) reflektiert wird und mit dem Hologramm (8) wechselwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Lichtleiter (2) zwei Lichtquellen (1) zugeordnet sind, wobei jeder der Lichtleiter (2) eine erste und eine zweite Eintrittsfläche (6) sowie einen ersten und einen zweiten reflektierenden Bereich (7) aufweist, wobei jeder der Lichtleiter (2) U-förmig mit zwei Schenkeln (4) und einem Verbindungsbereich (5) zwischen den beiden Schenkeln (4) ausgebildet ist, wobei an dem ersten der beiden Schenkel (4) die erste Eintrittsfläche (6), an dem zweiten der beiden Schenkel (4) die zweite Eintrittsfläche (6) und an oder in dem Verbindungsbereich (5) das Hologramm (8) oder die Hologramme (8) angeordnet sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Abstand zwischen jeder der Lichtquellen (1) und dem reflektierenden Bereich (7) des zugeordneten Lichtleiters (2) mindestens halb so groß wie der mittlere Abstand von dem reflektierenden Bereich (7) zu dem Hologramm (8) ist, insbesondere wobei der mittlere Abstand zwischen der Lichtquelle (1) und der Eintrittsfläche (6) zusammen mit dem mittleren Abstand zwischen der Eintrittsfläche (6) und dem reflektierenden Bereich (7) zwischen 0,8 und 1,2 mal so groß wie der mittlere Abstand zwischen dem reflektierenden Bereich (7) und dem Hologramm (8) ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Abstand zwischen der Eintrittsfläche (6) und dem reflektierenden Bereich (7) mindestens halb so groß wie der mittlere Abstand von dem reflektierenden Bereich (7) zu dem Hologramm (8) ist und/oder dass der mittlere Abstand zwischen der Lichtquelle (1) und der Eintrittsfläche (6) des zugeordneten Lichtleiters (2) mindestens halb so groß wie der mittlere Abstand zwischen dem reflektierenden Bereich (7) und dem Hologramm (8) ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, dass von der ersten der beiden Lichtquellen (1) ausgehendes Licht (3) in die erste der beiden Eintrittsflächen (6) des Lichtleiters (2) in Richtung auf den ersten der reflektierenden Bereiche (7) eintritt, von dem ersten reflektierenden Bereich (7) im Inneren des Lichtleiters (2) in Richtung auf das Hologramm (8) reflektiert wird und mit dem Hologramm (8) wechselwirkt, und dass von der zweiten der beiden Lichtquellen (1) ausgehendes Licht (3) in die zweite der beiden Eintrittsflächen (6) des Lichtleiters (2) in Richtung auf den zweiten der reflektierenden Bereiche (7) eintritt, von dem zweiten reflektierenden Bereich (7) im Inneren des Lichtleiters (2) in Richtung auf das Hologramm (8) reflektiert wird und mit dem Hologramm (8) wechselwirkt.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der Lichtleiter (2) zwei Hologramme (8) angeordnet sind, insbesondere wobei die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, dass ein erstes der beiden Hologramme (8) mit dem von der ersten Lichtquelle (1) ausgehenden Licht (3) wechselwirkt und dass das zweite der beiden Hologramme (8) mit dem von der zweiten Lichtquelle (1) ausgehenden Licht (3) wechselwirkt.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das von der ersten Lichtquelle (1) ausgehende Licht (3) eine andere Wellenlängenverteilung, insbesondere eine andere Farbe, als das von der zweiten Lichtquelle (1) ausgehende Licht (3) aufweist.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten der beiden Schenkel (4) der erste reflektierende Bereich (7) und dass an dem zweiten der beiden Schenkel (4) der zweite reflektierende Bereich (7) angeordnet sind.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtquelle (1) an dem zweiten Schenkel (4) oder im Bereich des zweiten Schenkels (4) und die zweite Lichtquelle (1) an dem ersten Schenkel (4) oder im Bereich des ersten Schenkels (4) angeordnet ist, wobei die Anzeigevorrichtung insbesondere eine Halterung für die Lichtquellen (1) oder jeweils eine Halterung für eine jede der Lichtquellen (1) umfasst.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, dass durch die Wechselwirkung des Lichts (3) mit den an oder in den einzelnen Lichtleitern (2) angeordneten Hologrammen (8) ein aus mehreren einzelnen holografischen Bildern (17) zusammengesetztes Bild erzeugt wird.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, die Mehrzahl von Lichtquellen (1) so anzusteuern, dass die durch die Wechselwirkung des Lichts (3) mit den an oder in den einzelnen Lichtleitern (2) angeordneten Hologrammen (8) erzeugten einzelnen holografischen Bilder (17) zeitlich versetzt zueinander erzeugt werden, insbesondere um ein dynamisches und/oder animiertes zusammengesetztes Bild zu erzeugen.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung eine Haltevorrichtung (10) umfasst, an oder in der die Mehrzahl von Lichtquellen (1) und die Mehrzahl von Lichtleitern (2) mit der Mehrzahl von Hologrammen (8) gehalten werden.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (10) mindestens ein Lichtabschattungselement (14, 15, 16) umfasst, um unerwünschten Lichteintritt in die Mehrzahl von Lichtleitern (2) zumindest teilweise zu verhindern, wobei das mindestens eine Lichtabschattungselement (14, 15, 16) vorzugsweise in einem Verbindungsbereichen zwischen einzelnen Lichtleitern (2) angeordnet ist und/oder von einem Verbindungsbereichen zwischen einzelnen Lichtleitern (2) ausgeht.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung ein Gehäuse (11) und/oder mindestens eine Abdeckscheibe (12) und/oder mindestens eine Designblende (13) umfasst.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, in eine A-Säule oder in eine B-Säule oder in eine C-Säule oder in ein Armaturenbrett oder in eine Mittelkonsole oder in eine Dachkonsole oder in eine Tür des Innenraums des Fahrzeugs integriert zu werden.