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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigegerät von Motorraddaten.
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Armaturen bzw. Anzeigetafeln von Motorrädern, die für den Fahrer Fahrtinformationen in
Echtzeit, wie zum Beispiel die Geschwindigkeit und die Drehzahl des Motors anzeigen, sind
normalerweise nicht in dem momentanen Gesichtsfeld des Fahrers angeordnet und können
deshalb eine Gefahr für den Fahrer und andere Straßenbenutzer in seiner Nähe bedeuten.
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Die Gefahr entsteht daraus, daß der Fahrer seine Sichtline von der Straße weg auf die
Anzeigetafel und wieder zurück auf die Straße bewegt, um auf die Anzeigetafel bzw. die
Armaturen zu schauen. Diese Bewegung beinhaltet nicht nur eine Ablenkung, sonder bewirkt
auch, daß sich die Augen des Fahrers von einem im wesentlichen auf unendlich eingestellten
Konjugationsverhältnis neu auf einen kurzen Abstand fokussieren und wieder zurück auf das
unendliche Konjugationsverhältnis fokussieren müssen. In der relativ kurzen Zeit, welche die
Refokussierung benötigt, kann ein Unfall auf der Straße geschehen.
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Weiterhin kann es bei schlechten Wetterbedingungen, wie zum Beispiel bei starkem Regen,
Schnee und Nebel sehr schwer, wenn nicht unmöglich sein, die Anzeigetafel abzulesen.
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Die JP-A-60-88925 bezieht sich auf die Reflektion eines Bildes von einer speziellen,
durchscheinenden bzw. durchsichtigen Platte auf der Windschutzscheibe eines Autos und auf die
Augen des Fahrers. Diese Anordnung stellt ein doppeltes Bild bereit, welches durch die
Windschutzscheibe selbst gebildet wird.
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Die JP-A-61-12450 offenbart die Reflektion eines Messgerätes eines Motorrades teilweise auf
eine Windschutzscheibe, so daß sie von dem Motorradfahrer leichter gesehen werden kann.
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Die EP-A-240374 offenbart die Verwendung eines holographischen Anzeigeelementes,
welches im Inneren des Helmes eines Fahrers zwischen dem Visier und den Augen des
Fahrers angeordnet ist.
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Die US-A-4081209 offenbart einem Helm mit einer Datenanzeigequelle und einem Visier,
welches eine gerkümmte, halbreflektive Oberfläche aufweist, die Daten auf die Augen des
Benutzers reflektiert, so daß die Daten im Unendlichen zu sein scheinen.
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Die EP-A-216692 offenbart eine Windschutzscheibe für ein Fahrzeug, welche eine
holographische Schicht aufweist und holographische Reflektion verwendet statt einer regulären
bzw. normalen Reflektion, um Daten auf die Augen des Fahrers zu reflektieren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine visuelle Anzeigevorrichtung für ein Motorrad für die
Verwendung an einem Motorrad vorgesehen, das Instrumente hat, die Betriebsparameter, wie
zum Beispiel die Geschwindigkeit und die Motordrehzahl anzeigen, mit:
Signalverarbeitungseinrichtungen, welche einen Eingang haben, der mit den Instrumenten des Motorrades
verknüpfbar ist, einen Sturzhelm für den Motorradfahrer, der ein durchsichtiges Visier mit
einem gekrümmten Bereich hat, einer visuellen Anzeigefläche, die auf dem gekrümmten
Abschnitt des durchsichtigen Visiers angeordnet und in dem momentanen Gesichtsfeld des
Motorradfahrers anordbar ist, wobei die visuelle Anzeigefläche durch eine regulär
reflektierende Beschichtung auf der inneren Fläche des gekrümmten Bereiches vorgesehen ist, und mit
visuellen Anzeigeeinrichtungen, die eine Anzeigeeinheit für die Aufnahme von Ausgangsdaten
aus der Signalverarbeitungseinheit und für die Pojektion der Daten auf die visuelle
Anzeigeoberfläche haben, so daß diese regulär von der regulär reflektierenden Beschichtung in
Richtung der Augen des Motorradfahrers reflektiert werden, so daß diese Daten von dem
Motorradfahrer wie im Unendlichen wahrgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die
regulär reflektierende Beschichtung eine Beschichtung vom dichroitischen Typ ist.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine visuelle Anzeige für den Fahrer in seinem momentanen
Gesichtsfeld bereit, um ihm Informationen zu geben, ohne daß es erforderlich ist, daß er seine
Augen von der Straße nimmt, oder daß seine Augen sich neu fokussieren müssen, um die
Information, die von dem Gerät angezeigt wird, zu lesen. Weiterhin wird durch die
Verwendung einer dichroitischen Beschichtung auf dem Visier des Sturzhelmes dieser Sturzhelm nicht
allzu schwer und die Herstellungskosten können niedrig genug gehalten werden, um ihn zu
einer realistischen Anschaffung für einen Motorradfahrer zu machen.
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Die Erfindung wird jetzt anhand von nicht beschränkenden Ausführungsformen unter Bezug
auf die dazugehörigen Zeichnungen beschrieben, von denen:
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Figur 1 eine Blockdiagrammdarstellung eines Anzeigegerätes für
Motorraddatren ist, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung konstruiert und
entsprechend betreibbar ist,
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Figur 2 eine schematische Darstellung eines Aufbaus einer visuellen Anzeige
und der Oberfläche ist, welche einen Teil des Gerätes gemäß Figur 1 bilden,
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Figur 3 eine Blockdiagrammdarsellung eines elektronischen Schaltkreises ist,
der für die Datenverarbeitungsvorrichtung, welche einen Teil des Gerätes gemäß Figur
1 bildet, zweckmäßig ist,
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Figur 4 eine Darstellung eines Interfacewandlerelementes ist, welches für das
Gerät gemäß Figur 1 zweckmäßig ist,
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Figur 5 eine schematische Darstellung des momentanen Gesichtsfeldes eines
Motorradfahrers ist, einschließlich der Motorraddaten, wie sie durch ein visuelles
Anzeigegerät, welches in Figur I dargestellt ist, angezeigt werden, und
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Figur 6 eine Blockdiagrammdarstellung eines alternativen elektronischen
Schaltkreises ist, wie er für die Datenverarbeitungsvorrichtung zweckmäßig ist,
welche einen Teil des Gerätes aus Figur 1 bildet.
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Es wird jetzt auf Figur 1 Bezug genommen, die in Blockdiagrammform ein Anzeigegerät für
Motorraddaten zeigt, welches generell mit 10 bezeichnet wird und welches gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut und entsprechend betreibbar ist. Das
Gerät 10 hat eine Schnittstellenverbindung mit einem Motorrad 12 über elektrische
Anschlüsse, die Eingangssignale von einem Ölanzeiger 14, einem Fernlichtanzeiger 16 und einem
Brennstoff- bzw. Tankanzeiger 18 übermitteln. Daten von Tachometern und Drehzahlmessern,
die mit 20 bzw. 22 bezeichnet sind, werden über elektro-optomechanische Wandler 26
erzeugt, die Signale auf eine Datenverarbeitungseinhiet (DPU) 28 übermitteln. Das Gerät 10
erhält seine Energieversorgung typischerweise von der Batterie des Motorrades, welche mit
30 bezeichnet ist, über die Einheit 28.
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Die DPU 28 ist so betreibbar bzw. wirkt so, daß sie die Eingangssignale verarbeitet und ein
Ausgangssignal für einen Anzeigenaufbau 32 in Form von Datensignalen bereitstellt, wie
weiter unter Bezug auf die Figuren 2 und 3 beschrieben wird. Der Anzeigeaufbau 32 zeigt die
Daten für einen Fahrer in seinem momentanen Gesichtsfeld und für sein Auge scheinbar im
Unendlichen (mit einem unendlichen Kojugationsverhältnis) an. Der Aufbau 32 ist
vorzugsweise mit der DPU 28 über eine elektrisches Kabel 54 verbunden, in welcher eine
schnellösbare Verbindung 56 (Schnellkupplung) vorgesehen sein kann.
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Es wird jetzt auf Figur 2 Bezug genommen, die in schematischer Weise den Anzeigeaufbau 32
in einer bevorzugten Ausgestaltung zeigt. Der Aufbau 32 weist einen Bereich eines Visiers 34
eines Sturzhelmes auf. Das Visier 34 wird aus einem lichtdurchlässigen, relativ steifen bzw.
starren Material, wie zum Beispiel aus einem Polycarbonat gebildet, und hat in gekrümmten
Anzeigebereichten 36 und 38 vorbestimmte geometrische Ausgestaltungen. Die Bereiche 36
und 38 sind jeweils in den optisch aktiven Feldern der rechten und linken Augen des Fahrers
angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschreiben die
Anzeigebereiche 36 und 38 jeweils einen Bereich bzw. einen Ausschnitt einer Kugel bzw.
Kugelfläche, auch wenn irgendeine andere geeignete geometrische Ausgestaltung, wie zum
Beispiel eine parabolische Form, ebenso verwenden werden kann.
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Die innenliegenden Flächen 40 der Bereiche 36 und 38 haben eine teilweise lichtdurchlässige
Beschichtung von dem Typ einer dichroitischen Beschichtung, wie er zum Beispiel hergestellt
wird von Denton Vacuum, Cherry Hill, New Jersey. Es wird jetzt insbesondere auf eine Seite
des dargestellten Gerätes Bezug genommen, bei welchem gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform eine horizontale Ebene, in welcher der Großkreis der Kugel liegt, welche zu
einem Teil durch die Fläche bzw. den Bereich 36 definiert wird, so angeordnet ist, daß die
Gesichtslinie des Fahrers, wenn dieser genau geradeaus schaut, in dieser Ebene liegt. Eine
Anzeigeeinheit 42 liegt ebenfalls vorzugsweise in dieser Ebene.
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Gemäß der dargestellten Ansicht liegt das Zentrum der Kugel, welches mit 44 bezeichnet ist,
bei der dargestellten Ausführungsform rechts von dem rechten Auge, welches mit 46
bezeichnet ist. Die Anzeigeeinheit 42 liegt rechts von dem größten vertikalen Kreis, welcher durch die
Kugel definiert wird.
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Lichtstrahlen, die mit 48 bezeichnet sind und welche von der Anzeigeeinheit 42 projiziert
werden, werden von der Fläche 40 auf das Auge im wesentlichen parallel reflektiert und unter
einem Winkel von etwa 15º von der Sichtzentrallinie 50 des Auges.
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Ein Bild, welches von einer Vielzahl von Lichtstrahlen gebildet wird, die von der Oberfläche 40
in der beschriebenen Weise reflektiert werden, wird daher von dem Fahrer so aufgenommen,
als sei es im Unendlichen entstanden bzw. von dort ausgegangen und es erscheint in seinem
momentanen Gesichtsfeld, jedoch nicht in dessen Zentrum.
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Auch wenn der Anzeigeaufbau nur unter Bezug auf den Bereich 36 beschrieben worden ist,
kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Anzeigeeinheit ähnlich der
Einheit 42 vorgesehen werden, um Motorraddaten auf dem Bereich 38 entweder zusätzlich
oder alternativ zu den im Bereich 36 bereitgestellten Daten bereitzustellen.
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Die Fachleute erkennen, daß in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung das Bild auf
der Fläche 40 so projiziert werden kann, daß es oberhalb der Zentrallinie der Sicht und nicht
wie beschrieben an der Seite derselben erscheint.
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Es kann auch ein korrigierendes optisches Element 52 vorgesehen werden, durch welches die
Lichtstrahlen 48 hindurchtreten, bevor sie von der Fläche 40 reflektiert werden. Das Element
52 soll hauptsächlich für die Korrektur eines Astigmatismus verwendet werden und kann
beispielsweise eine zylindrische oder prismatische Linse sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anzeigeeinheit 42 eine
Punktmatrixanzeige mit hoher Intensität wie zum Beispiel HDSP.2002, welches von Hewlett
Packard hergestellt wird. Alternativ kann die Einheit 42 eine Sieben- oder Sechzehnsegment
Miniaturanzeige mit hoher Intensität aufweisen, wie zum Beispiel ein Hewlett Packard HPDL-
1414, oder ein durchsichtiges LCD mit einer Lichtquelle. Die Anzeigeeinheit 42 ist
vorzugsweise über ein elektrisches Kabel 54 mit der DPU durch eine Schnellkupplung bzw. einen
schnell lösbaren Verbindungsstecker 56 verbunden,
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Es wird jetzt auf Figur 3 Bezug genommen, die eine Blockdiagrammdarstellung eines
elektronischen Schaltkreises ist, wie er für die DPU 28 zweckmäßig ist. Gemäß der dargestellten
Ausführungsform weist die Anzeigeeinheit 42 eine Punktmatrixanzeige mit zumindest vier
Zeichen von 5 x 7 Punkten auf.
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Anzeigen für Fernlicht, Öl und Brennstoff, in Form von elektrischen Signalen, werden als
Eingaben für einen Datenmultiplexer und logische Steuereinheit 58 bereitgestellt. Die Einheit
58 wirkt so, daß sie die Signale verstärkt und über eine logische ODER-Einheit eine Ausgabe
bereitsstellt, die anzeigt, wenn für eine oder mehrere der Anzeigen bzw. Indikatoren ein
Problem auftritt.
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Geschwindigkeitsimpulse werden durch den elektro-optomechanischen Wandler 26 für einen
Niveauübersetzer 60 bereitgesellt und werden daraufhin an einen Zähler 62 übermittelt. Der
Zähler 62 wird mit Hilfe eines Teilers 66 von einem Haupttaktgeber 64 gesteuert, so daß die
Ausgabe des Zählers in Form einer Binärzahl vorliegt, die die Geschwindigkeit unmittelbat
angibt.
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Die Ausgänge des Zählers 62 und der Einheit 58 werden als Eingang für einen
Zeichengenerator 68 bereitgestellt, der so wirkt, daß er den Eingangswert in ein Ausgangsformat übersetzt,
welches für die Bereitstellung auf einer Anzeigeeinheit 42 geeignet ist.
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Ein Zähler 70 steuert den Zeichengenerator 69 und syschronisiert gleichzeitig einen
Spaltendekoder 72, der über Treiber 74 steuert, welche der fünf Spalten in jedem der Zeichen den
Ausgangswert aus dem Zeichengenerator 68 empfängt.
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Jede der fünf Spalten, die die Anzeigeeinheit 42 bilden, besteht aus 7 Punkten x 4 Zeichen
= 28 Bits. Der Ausgang bzw. Ausgangswert aus dem Zeichengenerator 68 für jede Spalte
wird in einem Schieberegister 76 gespeichert. Der Ausgabewert des Schieberegisters 76 an
der Anzeigeeinheit 42 wird durch den Haupttaktgeber 64 über Puffer 78 syschronisiert. Der
Haupttaktgeber 64 synchronisiert auch die Schiebesteuereinheit 80, welche den Punkttakt
bereitstellt und auch ein Leersignal für die Anzeige 42 über Puffer 78 bereitstellt.
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Die Lichtintensität der Anzeige wird über ein Potentiometer 82 gesteuert, welches von dem
Motorradfahrer geregelt wird und über einen PWM-Generator 84, der den Aktivabschnitt des
Blinksignals der Schiebesteuerlogik 78 steuert und so die durchschnittliche Helligkeit der
Anzeige verändert.
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Es wird jetzt auf Figur 6 Bezug genommen, wo man erkennt, daß das System alternativ unter
Verwendung einer Einzelchip-CPU verwirklicht werden kann, wobei diese Ausführungsform in
anderer Hinsicht der in Figur 3 dargestellten ähnlich oder mit dieser Identisch ist.
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Es wird jetzt auf Figur 4 Bezug genommen, die eine Darstellung eines
elektro-opto-mechanischen Schnittstellenwandlers 26 ist, (der auch in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist), wie er
verwendet wird für die Umformung von Geschwindigkeit und Motordrehzahl in elektrische
Signale.
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Der Wandler 26 weist eine Drehwelle 86 auf, die an einer Stelle 88 mechanisch mit einem
Ende des Kabels (nicht dargestellt) des Geschwindigkeitsmessers des Motorrades verbunden
ist. Die Welle 26 ist weiterhin an ihrem einen Ende 90 mit einem (nicht dargestellten)
Geschwindigkeitsmesser verbunden. Die Welle 86 ist in einem Wandlergehäuse 92 mit Hilfe
eines Lagers 94 montiert.
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Eine Schlitzscheibe 96 ist auf der Welle 86 montiert und ist mit dieser drehbar. Wenn sich die
Scheibe dreht, durchläuft ein Schlitz 98 einen optischen Schalter 100, der beispielsweise ein
von Motorola hergestellter MOC75T1 sein kann. Der optische Schalter 100 weist eine
Infrarotdiode auf, die auf einer Seite der Scheibe 96 angeordnet ist, und einen Infrarotditektor
auf der anderen Seite derselben.
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Wenn die Scheibe sich dreht und durch den Infrarotstrahl hindurchläuft, wird von dem
Infrarotdetektor ein gepulstes Signal erfaßt. Damit bewirkt jede Drehung des
Geschwindigkeitsmesserkabels, welches seinerseits eine entsprechende Drehung der Welle 86 und der
Scheibe 96 bewirkt, einen elektrischen Impuls, der von dem optischen Schalter 100 über eine
Verbindung 102 an die DPU 28 übermittelt wird.
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Es wird jetzt auf Figur 5 Bezug genommen, welche eine schematische Darstellung des
momentanen Gesichtsfeldes eines Motorradfahrers ist, einschließlich der Motorraddaten, wie
sie durch das Anzeigegerät gemäß der vorliegenden Erfindung angezeigt werden. Die
Gesichtslinie 50 verläuft in Richtung der Fahrt des Motorrades. Auf einem Abschnitt des Visiers
(nicht dargestellt) überlagert sind Anzeigedaten, die insgesamt mit 104 bezeichnet sind. Wie
oben in Verbindung mit Figur 2 beschieben, werden die Daten auf einer Seite des
Gesichtsfeldes angezeigt, typischerweise unter einem Winkel 106 von etwa 15º von der Gesichtslinie
50 aus.
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Die Anzeigedaten werden von Auge unter einem unendlichen Konjugationsverhältnis
(scheinbar im Unendlichen) schwebend aufgenommen. Die probeweise oder beispielsweise in Figur
5 dargestellten Anzeigedaten zeigen bei 106 eine Geschwindigkeit von 65 km/h und eine
Motordrehzahl von 30 x 100 an, die mit 108 bezeichnet ist. Ein Warnsignal in Form eines
blinkenden Ausrufezeichens ist bei 110 dargestellt. Die Geschwindigkeits- und
Drehzahlanzeigen sind im 7- Segmentformat dargestellt, während das Warnsignal in einer speziellen
Leuchtdioden (LED)-Ausgestaltung dargestellt ist.