DE102004005154A1 - Display system for a motor vehicle has a display unit and an optical system to represent an object to an observer shown on the display unit at a distance - Google Patents

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Abstract

An optical system (5) has a hollow mirror fitted in the vicinity of an observer's eye. A display unit (2) projects an object as a virtual image (4) in the distance. Alternatively or additionally, a detection unit (3) determines the direction, in which the observer is glancing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigesystem für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder 2.The The invention relates to a display system for a vehicle according to the preamble of claim 1 or 2.

Solche Anzeigesysteme sind in der Regel im Nahbereich eines menschlichen Beobachters angeordnet, der zusätzlich optische Informationen aus dem Fernbereich aufnehmen muss. Beispiele hierfür sind optische Anzeigeeinheiten wie Bildschirmanzeigen zur Bedienung von Kraftfahrzeugkomponenten wie Navigation-, Audio und/oder Kommunikationssystemen. Das Ablesen dieser optischen Anzeigeeinheiten ist mit einer Akkommodation, d.h. Entfernungseinstellung, der Augen des Beobachters vom Fernbereich in den Nahbereich und umgekehrt verbunden. Der Zeitaufwand für die Akkommodation der Augen ist mit dem Zeitbedarf für das eigentliche Ablesen der optischen Anzeigeeinheit vergleichbar. Während dieser Zeit ist die Leitung des Beobachters bei der Informationsaufnahme aus dem Fernbereich, d.h. bei der Verkehrsbeobachtung beeinträchtigt.Such Display systems are usually in the vicinity of a human Observer arranged, in addition must record optical information from the far field. Examples are for this optical display units such as screen displays for the operation of Motor vehicle components such as navigation, audio and / or communication systems. The reading of these optical display units is with an accommodation, i.e. Distance setting, the eyes of the observer from the far range connected to the vicinity and vice versa. The time required for the accommodation The eyesight is with the time required for the actual reading of the comparable to optical display unit. During this time, the line is of the observer in the far-field information recording, i. impaired in traffic observation.

In den Offenlegungsschriften DE 19 54 359 , DE 24 25 146 und DE 33 30 613 wird jeweils ein Anzeigesystem beschrieben, bei dem Informationen auf einer Anzeigeeinheit durch ein optisches System so dargestellt werden, dass einem Betrachter die Darstellung auf der Anzeigeeinheit in der Ferne erscheint.In the publications DE 19 54 359 . DE 24 25 146 and DE 33 30 613 In each case, a display system is described in which information is displayed on a display unit by an optical system so that the viewer appears on the display unit in the distance.

In der DE 28 35 227 C1 wird ein gattungsgemäßes Anzeigesystem für ein Fahrzeug mit einer Anzeigeeinheit und einem optischen System beschrieben, welches so ausgeführt ist, dass einem Betrachter die Darstellung auf der Anzeigeeinheit in der Ferne erscheint. Das optische System ist als Sammellinse ausgeführt und erzeugt ein virtuelles Bild der Darstellung auf der Anzeigeeinheit, so dass die Ablesung mit einem fernakkommodierten Auge erfolgen kann.In the DE 28 35 227 C1 For example, there is described a generic display system for a vehicle having a display unit and an optical system configured to remotely appear to a viewer on the display unit. The optical system is designed as a converging lens and generates a virtual image of the display on the display unit, so that the reading can be done with a fernakkommodierten eye.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Anzeigesystem für ein Fahrzeug mit einem geringen Akkommodationsaufwand für den Betrachter und zur Auswahl von Einträgen anzugeben.task The invention is a display system for a vehicle with a low Accommodation costs for to specify the viewer and to select entries.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung eines Anzeigesystems für ein Fahrzeug mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2.The Invention solves this object by providing a display system for a vehicle with the features of the claims 1 or 2.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfasst ein optisches System des Anzeigesystems einen Hohlspiegel, der in Augennähe eines Betrachtes angeordnet ist und die Darstellung einer Anzeigeeinheit in der Ferne als virtuelles Bild projiziert. Durch die Ausführung des optischen Systems als Hohlspiegel, kann der benötigte Einbauraum für das Anzeigesystem optimiert werden, d.h. die Anzeigeeinheit kann Platz sparend nahezu parallel zum Fahrzeughimmel angeordnet werden.According to the invention an optical system of the display system a concave mirror, the eyes close a view is arranged and the representation of a display unit projected in the distance as a virtual image. By the execution of the optical Systems as a concave mirror, the required installation space for the display system be optimized, i. The display unit can save space almost be arranged parallel to the vehicle roof.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Erfassungseinheit zur Ermittlung der Blickrichtung des Betrachters vorgesehen, wobei die Erfassungseinheit ebenfalls in Augennähe des Betrachters, vorzugsweise hinter dem optischen System angeordnet ist, das beispielsweise einen Hohlspiegel umfasst.According to one second aspect of the invention is a detection unit for detection the viewing direction of the viewer provided, wherein the detection unit also near the eyes the viewer, preferably arranged behind the optical system is, for example, includes a concave mirror.

Durch die Anordnung der Erfassungseinheit in Augennähe des Betrachters ergeben sich größere Blickwinkeldifferenzen, wodurch die Blickrichtungen besser unterschieden werden können. Zudem kann die Anordnung der Erfassungseinheit so vorgenommen werden, dass der Betrachter seine Kopfposition intuitiv zentral vor dem Hohlspiegel mit der Erfassungseinheit einstellt, wodurch die augenblickliche Blickrichtung des Betrachters genauer ermittelbar ist. Der Hohlspiegel mit der Erfassungseinheit ist beispielsweise in Höhe einer Sonnenblende zentral über dem Lenkrad angeordnet. Zudem kann der Hohlspiegel klappbar ausgeführt sein.By the arrangement of the detection unit near the eyes revealed the observer larger viewing angles, whereby the viewing directions can be better distinguished. moreover the arrangement of the detection unit can be made so that the viewer intuitively positions his head in front of the head Concave mirror adjusts with the detection unit, whereby the instantaneous viewing direction the observer can be determined more accurately. The concave mirror with the Detecting unit is, for example, in the amount of a sun visor centrally above the Steering wheel arranged. In addition, the concave mirror can be designed to be foldable.

In weiterer Ausgestaltung bestimmt die Erfassungseinheit nach Ermittlung der Blickrichtung eine aktuelle Position auf dem virtuellen Bild, auf die der Blick des Betrachters augenblicklich gerichtet ist.In Further embodiment determines the detection unit after detection the viewing direction a current position on the virtual image, to which the gaze of the viewer is momentarily directed.

Die ermittelte Position auf dem virtuellen Bild wählt beispielsweise einen Eintrag, insbesondere aus einer Menüstruktur, aus. Die Einträge können aber auch jeweils eine Ziffer zur Eingabe eines Ziels für eine Navigationseinheit und/oder zur Eingabe einer Telefonnummer repräsentieren.The determined position on the virtual image, for example, selects an entry, especially from a menu structure, out. The entries but can also one digit each for entering a destination for a navigation unit and / or to enter a telephone number.

Zusätzlich oder alternativ kann die ermittelte Position auf dem virtuellen Bild durch einen Cursor optisch dargestellt werden, der entsprechend der ermittelten Blickrichtung zur Auswahl von Einträgen über die virtuelle Darstellung bewegbar ist.Additionally or Alternatively, the determined position on the virtual image be visually displayed by a cursor corresponding to the direction of looking for the selection of entries over the virtual representation is movable.

Der vom Betrachter fixierte Eintrag kann beispielsweise durch Augenzwinkern und/oder durch eine manuelle Betätigung ausgewählt und/oder aktiviert werden.Of the by the viewer fixed entry, for example, by winking and / or by a manual operation selected and / or activated.

Alternativ kann der vom Betrachter fixierte Eintrag nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne automatisch ausgewählt und/oder aktiviert werden.alternative the entry fixed by the viewer can after expiry of a predetermined Time span selected automatically and / or activated.

Mit dem beschriebenen Anzeigesystem sind eine visuelle Auswahl von auf der Anzeigeeinheit dargestellten Einträgen und/oder eine visuelle Steuerung des Cursors auf der Anzeigeeinheit möglich. Die dargestellten Einträge repräsentieren beispielsweise Applikationen wie Navigation, Audio, Kommunikation, Klima, usw. und/oder zugehörige Funktionen wie Zielorteingabe, Sendereinstellung, Rufnummerneingabe, Temperatureinstellung, usw. und/oder Unterfunktionen und/oder Optionen, vorzugsweise von einer auf der Anzeigeeinheit dargestellten Menüstruktur, die vom Betrachter über die Fixierung des gewünschten Eintrags ausgewählt werden können. Über die Ermittlung der Blickrichtung bestimmt die Erfassungseinheit dann den augenblicklich fixierten Eintrag und aktiviert nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne und/oder nach erkanntem Augenzwinkern und/oder nach einer zusätzlichen manuellen Betätigung die dem fixierten Eintrag zugeordnete Applikation und/oder Funktion und/oder Unterfunktion und/oder Option.With the described display system are a visual selection of entries displayed on the display unit and / or a visual control of the cursor on the display unit possible. The presented entries represent, for example, applications such as navigation, audio, communication, climate, etc. and / or associated functions such as destination entry, station setup, call number entry, temperature setting, etc. and / or sub-functions and / or options, preferably from a menu structure displayed on the display unit that can be selected by the viewer by fixing the desired entry. By determining the viewing direction, the registration unit then determines the entry currently fixed and activates the application and / or function and / or sub-function assigned to the fixed entry and / or after a given time lapse and / or after an additional manual actuation and / or after an additional manual actuation. or option.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.A advantageous embodiment The invention is illustrated in the drawings and will become apparent below described.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Anzeigesystems in einem Kraftfahrzeug; und 1 a schematic representation of a display system in a motor vehicle; and

2 eine schematische Darstellung des Anzeigesystems aus 1 aus einer anderen Perspektive. 2 a schematic representation of the display system 1 from a different perspective.

Wie aus 1 ersichtlich ist umfasst ein erfindungsgemäßes Anzeigesystem 1 für ein Fahrzeug, eine Anzeigeeinheit 2 und ein optisches System 5, das als Hohlspiegel ausgeführt ist. Durch den Hohlspiegel 5 erscheint dem Betrachter die Darstellung auf der Anzeigeeinheit 2, die im Wesentlichen parallel zum Fahrzeughimmel 6 angeordnet ist, als in die Ferne projiziertes virtuelles Bild 4. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist der Hohlspiegel 5 klappbar ausgeführt und im aufgeklappten Zustand in Augennähe des Betrachtes angeordnet. Zusätzlich ist eine Erfassungseinheit 3 zur Ermittlung der Blickrichtung des Betrachters in Augennähe angeordnet, im dargestellten Ausführungsbeispiel hinter dem Hohlspiegel 5.How out 1 it can be seen comprises a display system according to the invention 1 for a vehicle, a display unit 2 and an optical system 5 , which is designed as a concave mirror. Through the concave mirror 5 the viewer will see the presentation on the display unit 2 , which are essentially parallel to the vehicle roof 6 is arranged as projected into the distance virtual image 4 , How out 1 is further apparent, is the concave mirror 5 designed folding and arranged in the unfolded state near the eyes of the consideration. In addition, a detection unit 3 arranged to determine the line of sight of the viewer near the eyes, in the illustrated embodiment behind the concave mirror 5 ,

Durch die Anordnung der Erfassungseinheit 5 in Augennähe des Betrachters ergeben sich größere Blickwinkeldifferenzen, wodurch die Blickrichtungen besser unterschieden werden können. Zudem ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Anordnung der Erfassungseinheit 5 so gewählt, dass der Betrachter seine Kopfposition intuitiv zentral vor dem Hohlspiegel 5 mit der Erfassungseinheit 3 einstellt, wodurch die augenblickliche Blickrichtung des Betrachters genauer ermittelbar ist. Der Hohlspiegel mit der Erfassungseinheit ist in 1 beispielsweise in Höhe einer Sonnenblende zentral über einem Lenkrad angeordnet.By the arrangement of the detection unit 5 near the eye of the observer, larger viewing angle differences result, whereby the viewing directions can be better distinguished. In addition, in the illustrated embodiment, the arrangement of the detection unit 5 chosen so that the viewer's head position intuitively centrally in front of the concave mirror 5 with the registration unit 3 setting, whereby the instantaneous viewing direction of the viewer is more accurately determined. The concave mirror with the detection unit is in 1 for example, arranged at the level of a sun visor centrally above a steering wheel.

2 zeigt eine Darstellung des Anzeigesystems aus 1, bei welcher das vom Hohlspiegel 5 in der Ferne projizierte Bild 4 der Darstellung der Anzeigeeinheit 2 im Detail gezeigt wird. Das die Darstellung auf der Anzeigeeinheit repräsentierende virtuelle Bild 4 entspricht beispielsweise der dargestellten 4 × 4-Matrix mit mehreren Einträgen 1.1 bis 4.4, die jeweils vom Betrachter über eine entsprechende Fixierung des gewünschten Eintrags 2.2, 4.1 ausgewählt werden können. Zur Auswahl des fixierten Eintrags ermittelt die Erfassungseinheit 3 die zugehörige Blickrichtung 7.1, 7.2 und bestimmt anhand der Blickrichtung eine aktuelle Position auf der virtu ellen Darstellung 4, die vom Betrachter fixiert wird. Im dargestellten Beispiel wird bei der erkannten Blickrichtung 7.1 der Eintrag 2.2 und bei der erkannten Blickrichtung 7.2 der Eintrag 4.1 ausgewählt. Die dargestellten Einträge repräsentieren beispielsweise Applikationen wie Navigation, Audio, Kommunikation, Klima, usw. und/oder zugehörige Funktionen wie Zielorteingabe, Sendereinstellung, Rufnummerneingabe, Temperatureinstellung, usw. und/oder Unterfunktionen und/oder Optionen, vorzugsweise von einer auf der Anzeigeeinheit dargestellten Menüstruktur. Die dem vom Betrachter fixierten Eintrag 2.2, 4.1 zugeordnete Applikation und/oder Funktion und/oder Unterfunktion und/oder Option wird nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne aktiviert. Alternativ kann die Aktivierung durch ein Augenzwinkern, das ebenfalls von der Erfassungseinheit 3 erkannt wird, und/oder durch eine zusätzliche manuelle Betätigung eines nicht dargestellten Betätigungsmittels erfolgen, das beispielsweise am Lenkrad angeordnet ist. 2 shows a representation of the display system 1 , in which the concave mirror 5 projected image in the distance 4 the representation of the display unit 2 is shown in detail. The virtual image representing the representation on the display unit 4 for example, corresponds to the illustrated 4 × 4 matrix with multiple entries 1.1 to 4.4 , each by the viewer via a corresponding fixation of the desired entry 2.2 . 4.1 can be selected. The entry unit determines to select the fixed entry 3 the associated line of sight 7.1 . 7.2 and determines based on the viewing direction of a current position on the virtu ellen representation 4 , which is fixed by the viewer. In the example shown, the direction of view is recognized 7.1 the entry 2.2 and at the recognized line of sight 7.2 the entry 4.1 selected. The presented entries represent, for example, applications such as navigation, audio, communication, climate, etc. and / or associated functions such as destination entry, station setup, call number entry, temperature setting, etc. and / or sub-functions and / or options, preferably from a menu structure displayed on the display unit , The entry fixed by the viewer 2.2 . 4.1 assigned application and / or function and / or subfunction and / or option is activated after a predetermined period of time. Alternatively, the activation can be done by winking, also by the detection unit 3 is recognized, and / or carried out by an additional manual actuation of an actuating means, not shown, which is arranged for example on the steering wheel.

Bei einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann die Position auf dem virtuellen Bild 4 durch einen Cursor optisch dargestellt werden, der entsprechend der ermittelten Blickrichtung 7.1, 7.2 zur Auswahl von Einträgen über das virtuelle Bild 4 bewegbar ist.In an alternative embodiment not shown, the position may be on the virtual image 4 be visually displayed by a cursor corresponding to the determined viewing direction 7.1 . 7.2 to select entries via the virtual image 4 is movable.

Bei dem erfindungsgemäßen Anzeigesystem wird durch die Nutzung des Hohlspiegels als Teil des optischen Systems die Akkommodation von Nahbereich zu Fernbereich und umgekehrt erleichtert. Dadurch werden eine visuelle Auswahl von auf der Anzeigeeinheit dargestellten Einträgen und/oder die visuelle Steuerung des Cursors auf der Anzeigeeinheit erleichtert. Die dargestellten Einträge repräsentieren beispielsweise Applikationen wie Navigation, Audio, Kommunikation, Klima, usw. und/oder zugehörige Funktionen wie Zielorteingabe, Sendereinstellung, Rufnummerneingabe, Temperatureinstellung, usw. und/oder Unterfunktionen und/oder Optionen, vorzugsweise von einer auf der Anzeigeeinheit dargestellten Menüstruktur, die vom Betrachter über die Fixierung des gewünschten Eintrags ausgewählt werden können. Über die Ermittlung der Blickrichtung können zudem beispielsweise Ziffern zur Eingabe eines Ziels für eine Navigationseinheit und/oder zur Eingabe einer Telefonnummer visuell ausgewählt werden.In the display system according to the invention, the use of the concave mirror as part of the optical system facilitates the accommodation from near to long range and vice versa. This facilitates a visual selection of entries displayed on the display unit and / or the visual control of the cursor on the display unit. The presented entries represent, for example, applications such as navigation, audio, communication, climate, etc. and / or associated functions such as destination input, station setting, call number input, temperature setting, etc. and / or sub-functions and / or optio NEN, preferably from a menu structure shown on the display unit, which can be selected by the viewer on the fixation of the desired entry. By way of example, digits for entering a destination for a navigation unit and / or for entering a telephone number can also be visually selected via the determination of the viewing direction.

Claims (11)

Anzeigesystem für ein Fahrzeug, mit einer Anzeigeeinheit (2) und einem optischen System (5), welches so ausgeführt ist, dass einem Betrachter die Darstellung auf der Anzeigeeinheit (2) in der Ferne erscheint, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (5) einen Hohlspiegel umfasst, der in Augennähe des Betrachtes angeordnet ist und die Darstellung der Anzeigeeinheit (2) in der Ferne als virtuelles Bild (4) projiziert.Display system for a vehicle, with a display unit ( 2 ) and an optical system ( 5 ), which is designed so that the viewer on a display unit ( 2 ) appears in the distance, characterized in that the optical system ( 5 ) comprises a concave mirror, which is arranged near the eyes of the viewing and the representation of the display unit ( 2 ) in the distance as a virtual image ( 4 ) projected. Anzeigesystem für ein Fahrzeug, mit einer Anzeigeeinheit (2) und einem optischen System (5), welches so ausgeführt ist, dass einem Betrachter die Darstellung auf der Anzeigeeinheit (2) in der Ferne erscheint, gekennzeichnet durch, eine Erfassungseinheit (3) zur Ermittlung der Blickrichtung (7.1, 7.2) des Betrachters.Display system for a vehicle, with a display unit ( 2 ) and an optical system ( 5 ), which is designed so that the viewer on a display unit ( 2 ) in the distance, characterized by, a detection unit ( 3 ) for determining the viewing direction ( 7.1 . 7.2 ) of the viewer. Anzeigesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (5) einen Hohlspiegel umfasst, der in Augennähe des Betrachtes angeordnet ist und die Darstellung der Anzeigeeinheit (2) in der Ferne als virtuelles Bild (4) projiziert.Display system according to claim 2, characterized in that the optical system ( 5 ) comprises a concave mirror, which is arranged near the eyes of the viewing and the representation of the display unit ( 2 ) in the distance as a virtual image ( 4 ) projected. Anzeigesystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (3) nach Ermittlung der Blickrichtung (7.1, 7.2) eine aktuelle Position auf dem virtuellen Bild (4) bestimmt, auf welche der Blick des Betrachters augenblicklich gerichtet ist.Display system according to claim 2 or 3, characterized in that the detection unit ( 3 ) after determining the viewing direction ( 7.1 . 7.2 ) a current position on the virtual image ( 4 ) determines to which the viewer's gaze is instantly directed. Anzeigesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Position auf dem virtuellen Bild (4) einen Eintrag (1.1 bis 4.4), insbesondere aus einer Menüstruktur, auswählt.Display system according to claim 4, characterized in that the position on the virtual image ( 4 ) An entry ( 1.1 to 4.4 ), in particular from a menu structure. Anzeigesystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Position auf dem virtuellen Bild (4) durch einen Cursor optisch darstellbar ist, der entsprechend der ermittelten Blickrichtung (7.1, 7.2) zur Auswahl von Einträgen über das virtuelle Bild (4) bewegbar ist.Display system according to claim 4 or 5, characterized in that the position on the virtual image ( 4 ) is visually representable by a cursor, according to the determined viewing direction ( 7.1 . 7.2 ) for selecting entries via the virtual image ( 4 ) is movable. Anzeigesystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Betrachter fixierte Eintrag (2.2, 4.1) durch Augenzwinkern und/oder durch eine manuelle Betätigung und/oder durch eine akustische Betätigung auswählbar und/oder aktivierbar ist.Display system according to Claim 5 or 6, characterized in that the entry fixed by the viewer ( 2.2 . 4.1 ) is selectable and / or activatable by winking and / or by a manual operation and / or by an acoustic actuation. Anzeigesystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durch vom Betrachter fixierte Eintrag (2.2, 4.1) nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne ausgewählt und/oder aktiviert wird.Display system according to Claim 5 or 6, characterized in that the entry fixed by the viewer ( 2.2 . 4.1 ) is selected and / or activated after a predetermined period of time. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (2) im Wesentlichen parallel zum Fahrzeughimmel (6) angeordnet ist.Display system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the display unit ( 2 ) substantially parallel to the vehicle roof ( 6 ) is arranged. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlspiegel (5) klappbar ausgeführt ist.Display system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the concave mirror ( 5 ) is designed hinged. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlspiegel (5) in Höhe einer Sonnenblende angeordnet ist.Display system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the concave mirror ( 5 ) is arranged at the level of a sun visor.
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