DE102012210445A1

DE102012210445A1 - Head-up-Display

Info

Publication number: DE102012210445A1
Application number: DE201210210445
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Kreipe; Willi Juschtschenko
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2013-12-24
Also published as: WO2013189808A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Head-up-Display in einem Kraftfahrzeug, wobei das Head-up-Display eine erste Bildquelle aufweist, deren Lichtstrahlen von einen erstem Spiegel und einem Vergrößerungsspiegel auf einen Combiner reflektiert und von dort zu einem Beobachter reflektiert werden, so dass der Beobachter den Bildinhalt der Bildquelle in einer ersten Bildebene hinter dem Combiner wahrnehmen kann, wobei eine zweite Bildquelle vorhanden ist, deren Lichtstrahlen ebenfalls von dem Vergrößerungsspiegel auf den Combiner und von dort zu dem Beobachter reflektiert werden, wobei die Länge des Strahlengangs zwischen der zweiten Bildquelle und dem Vergrößerungsspiegel verschieden ist zu der Länge des Strahlenganges zwischen der ersten Bildquelle und dem Vergrößerungsspiegel, so dass der Beobachter den Bildinhalt der zweiten Bildquelle in einer zweiten Bildebene wahrnehmen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Head-up-Display in einem Kraftfahrzeug, wobei das Head-up-Display eine erste Bildquelle aufweist, deren Lichtstrahlen von einem ersten Spiegel und einem Vergrößerungsspiegel auf einen Combiner reflektiert und von dort zu einem Beobachter reflektiert werden, so dass der Beobachter den Bildinhalt der Bildquelle in einer ersten Bildebene hinter dem Combiner wahrnehmen kann. Durch den Vergrößerungsspiegel wird erreicht, dass die Entfernung der ersten Bildebene von dem Combiner wesentlich größer ist als die Entfernung der Bildquelle zu dem Combiner. Bei derzeit in Kraftfahrzeugen vorhandenen Head-up-Displays ist beispielsweise der Strahlengang zwischen der Bildquelle und dem Combiner etwa 50 cm lang, während die wahrnehmbare Bildebene beispielsweise in einer Entfernung von 2,50 m hinter dem Combiner wahrnehmbar ist.
Nachteilig bei dem derzeit vorhandenen Head-up-Displays ist es, dass mit einfachen Mitteln eine räumliche Darstellung nicht realisiert werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache Darstellung von einer Bilddarstellung in mehr als einer Ebene mittels eines Head-up-Displays zu realisieren.
Diese Aufgabe wird dadurch erreicht, dass in dem Head-up-Display eine zweite Bildquelle vorhanden ist, deren Lichtstrahlen ebenfalls von dem Vergrößerungsspiegel auf den Combiner und von dort zu dem Beobachter reflektiert werden, wobei die Länge des Strahlenganges zwischen der zweiten Bildquelle und dem Vergrößerungsspiegel verschieden ist zu der Länge des Strahlengangs zwischen der ersten Bildquelle und dem Vergrößerungsspiegel, so dass der Beobachter den Bildinhalt der zweiten Bildquelle in einer zweiten Bildebene wahrnehmen kann. Durch die gleichzeitige Benutzung des Vergrößerungsspiegels für Lichtstrahlen sowohl der ersten wie der zweiten Bildquelle wird ein kompakter Aufbau erreich. Weiterhin kann so beispielsweise eine für den Kraftfahrer relevante Information in einer zu dem Combiner näheren Bildebene dargestellt werden und für den Kraftfahrer weniger relevante Information in der Bildebene dargestellt werden, die entfernter von dem Combiner wahrnehmbar ist.
Die Bildquelle kann als elektrooptische Anzeige, wie beispielsweise als durchleuchtbares Flüssigkristalldisplay, OLED oder Leuchtdiodenmatrix ausgestaltet sein.
Der Aufbau lässt sich weiter vereinfachen, wenn der erste Spiegel halbdurchlässig ausgebildet ist und die Lichtstrahlen des zweiten Displays den ersten Spiegel von seiner Rückseite her durchdringen. Hierdurch wird erreicht, dass der Strahlengang zwischen dem ersten Spiegel und dem Combiner für die Lichtstrahlen der beiden Lichtquellen gleich ist.
Wenn die Länge des Strahlengangs der zweiten Bildquelle von der zweiten Bildquelle bis zum Vergrößerungsspiegel kleiner ist als die Länge des Strahlenganges der ersten Bildquelle von der ersten Bildquelle bis zum Vergrößerungsspiegel, kann ein besonders kompaktes Head-up-Display realisiert werden. So ist es zum Beispiel möglich, die zweite Bildquelle benachbart zu dem ersten Spiegel anzuordnen. Hierbei kann die zweite Bildquelle ihre Strahlen bei entsprechender Ausbildung des ersten Spiegels durch den ersten Spiegel hindurch zum Vergrößerungsspiegel senden, oder aber neben dem ersten Spiegel angeordnet sein und ihre Strahlen ebenfalls in den Vergrößerungsspiegel senden.
Bei der erstgenannten Alternative können sich die Darstellungen der beiden Bildebenen überlagern, während bei der zweiten Alternative die Darstellung der Bildebenen benachbart ist.
Bei einer Überlagerung der beiden Bildebenen ist es sinnvoll, die sich überdeckenden Bereiche der Bildebenen jeweils so anzusteuern, dass pro wahrnehmbaren Punkt maximal entweder ein Punkt der ersten Bildquelle oder der zweiten Bildquelle wahrnehmbar ist.
Wenn das Head-up-Display neben dem ersten Spiegel und dem Vergrößerungsspiegel einen zweiten Spiegel aufweist, kann der Strahlengang zusätzlich gefaltet werden, so dass das Head-up-Display noch kompakter aufgebaut werden kann. Besonders einfach und dauerhaft ist das Head-up-Display aufgebaut, wenn die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges als Combiner ausgebildet ist, oder die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges den Combiner enthält.
Der erste, und sofern vorhanden, der zweite Spiegel sind vorzugsweise plan ausgestaltet.
Besonders einfach sind die auf dem Head-up-Display dargestellten Informationen für den Kraftfahrer wahrnehmbar, wenn in den unterschiedlichen Bildebenen unterschiedliche Hinweiskategorien darstellbar sind. Hierbei ist es bevorzugt, Warnhinweise und/oder zu Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges in der Bildebene darzustellen, die dem Combiner am nächsten liegt. Navigationshinweise sind in der Bildebene, die dem Combiner am entferntesten liegt, besonders gut darstellbar, da dann beispielsweise ein Abbiegepfeil so darstellbar ist, dass er auf der zu benutzenden Fahrbahn wahrnehmbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine skizzenhafte Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Head-up-Displays mit einer teilweisen Darstellung des Kraftfahrzeuges, in die das Head-up-Display eingebaut ist und ein Auge eines Beobachters,
2 eine skizzenhafte Darstellung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges mit Ausblick durch die Windschutzscheibe, wobei für den Kraftfahrer in einer ersten Stellungsebene ein Hinweis von Betriebsparametern und in der zweiten Bildebene ein Abbiegepfeil eines Navigationssystems dargestellt wird.
Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Head-up-Displays weist eine erste Bildquelle 1, einen ersten Spiegel 2, einen Vergrößerungsspiegel 3, einen Combiner 4 in Form eines Teils der Windschutzscheibe WS und ein zweites Display 5 auf. Die Lichtstrahlen LS der ersten Bildquelle 1 werden von dem ersten Spiegel 2 zu dem Spiegel 3 reflektiert, der wiederum den Strahlengang weitet und die ihn treffenden Lichtstrahlen LS zum Combiner 4 reflektiert. Vom Combiner 4 werden die Lichtstrahlen LS zum Auge E eines ansonsten nicht dargestellten Beobachters gesandt. Die Lichtstrahlen LS der Lichtquelle 5 durchdringen ungehindert den ersten Spiegel 2 und werden von dem Vergrößerungsspiegel 3 ebenfalls wieder zum Combiner 4 reflektiert und von dort ebenfalls in das Auge E des ansonsten nicht dargestellten Beobachters. So kann der Beobachter in einer ersten Bildebene P1 einen Pfeil A und in einer zweiten Bildebene P2 einen Warnhinweis in Form eines Verkehrszeichens S wahrnehmen. Hierbei wird die Darstellung des in der ersten Bildebene wahrnehmbaren Pfeiles A durch die erste Bildquelle 1 generiert und die Darstellung des Warnzeichens S in der zweiten Bildebene P2 durch die zweite Bildquelle 5.
Die Abstände der ersten Bildebene P1 und der zweiten Bildebene P2 zum Combiner 4 sind nicht maßstabsgerecht dargestellt, beispielsweise kann der Abstand der zweiten Bildebene P2 von der Windschutzscheibe etwa 2 m betragen und der Abstand der ersten Bildebene P1 von der Windschutzscheibe etwa 7 bis 8 m.
In 2 erkennt man neben einem Lenkrad LR und der Windschutzscheibe WS und dem dazugehörigen Rahmen R in der Windschutzscheibe WS, die zweite Bildebene P2, die näher zur Windschutzscheibe hin zu sein scheint und im Beispiel eine Geschwindigkeit anzeigt, und die erste Bildebene P1, in der ein Abbiegepfeil dargestellt wird. Weiterhin erkennt man in 2 auch noch die Umgebung der durch die Windschutzscheibe wahrnehmbaren Umgebung des Kraftfahrzeuges.

Claims

Head-up-Display in einem Kraftfahrzeug, wobei das Head-up-Display eine erste Bildquelle (1) aufweist, deren Lichtstrahlen (LS) von einen erstem Spiegel (2) und einem Vergrößerungsspiegel (3) auf einen Combiner (4) reflektiert und von dort zu einem Beobachter (E) reflektiert werden, so dass der Beobachter (E) den Bildinhalt der Bildquelle (1) in einer ersten Bildebene (P1) hinter dem Combiner (4) wahrnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bildquelle (5) vorhanden ist, deren Lichtstrahlen (LS) ebenfalls von dem Vergrößerungsspiegel (3) auf den Combiner (4) und von dort zu dem Beobachter (E) reflektiert werden, wobei die Länge des Strahlengangs zwischen der zweiten Bildquelle (5) und dem Vergrößerungsspiegel (3) verschieden ist zu der Länge des Strahlenganges zwischen der ersten Bildquelle (1) und dem Vergrößerungsspiegel (3), so dass der Beobachter (E) den Bildinhalt der zweiten Bildquelle (5) in einer zweiten Bildebene (P2) wahrnehmen kann.
Head-up-Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spiegel (2) halbdurchlässig ausgebildet ist, und die Lichtstrahlen der zweiten Bildquelle (5) den ersten Spiegel (2) von seiner Rückseite her durchdringen.
Head-up-Display nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Strahlengangs der zweiten Bildquelle (5) von der zweiten Bildquelle (5) bis zum Vergrößerungsspiegel (3) kleiner ist als die Länge des Strahlengangs der ersten Bildquelle (1) von der ersten Bildquelle (1) bis zum Vergrößerungsspiegel (3).
Head-up-Display nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bildquelle (5) benachbart zu dem ersten Spiegel (2) angeordnet ist.
Head-up-Display nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zweiten Spiegel aufweist.
Head-up-Display nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windschutzscheibe (WS) des Kraftfahrzeuges als Combiner ($) ausgebildet ist oder den Combiner ($) enthält.
Head-up-Display nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den unterschiedlichen Bildebenen (P1, P2) unterschiedliche Hinweiskategorien darstellbar sind.
Head-up-Display nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bildebene (P2), die dem Combiner (4) am nächsten liegt, Warnhinweise und/oder Hinweise zu Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges darstellbar sind.
Head-up-Display nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bildebene (P1), die dem Combiner (4) am entferntesten liegt, Navigationshinweise darstellbar sind.