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Die
Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug, welche ein
Bild, welches auf einer Abbildquelle dargestellt wird, auf ein Projektionselement
vor einen Fahrzeugfahrer projiziert, zum Überlagern eines virtuellen
Abbildes des Bildes auf ein vorderes Sichtfeld, von einer Augenposition
innerhalb des Fahrzeuges durch eine Windschutzscheibe aus betrachtet.
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Eine
Projektions-Anzeigeeinrichtung, welche als „Head-Up-Anzeige (head up display = HUD) bezeichnet
wird, wird zum Anzeigen von Informationen, welche nicht auf ein
Instrumentenbrett angezeigt werden können, weil kein Extraplatz
für wachsende Inhalte
und vielfältige
Informationen vorhanden ist, welche von einem Fahrzeugfahrer heutzutage
nachgefragt werden, als ein virtuelles Abbild auf einer Windschutzscheibe
verwendet, mittels Überlagerns des
virtuellen Abbildes auf einem, durch die Windschutzscheibe hindurch
gesehenen, vorderen Sichtfeld.
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Es
ist bekannt, dass wichtige Informationen, welche ein Mensch von
der Umwelt empfängt,
visuell sind, sodass die Wichtigkeit von Sichtbarkeit extrem gesteigert
wird, wenn ein Fahrzeug gelenkt wird. Je eher ein Hindernis, welches
in einer Fahrtrichtung existiert, bemerkt wird, desto weniger hektisch
kann ein Fahrzeugfahrer darauf reagieren. Aus diesem Grund ist ein
Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht auf dem Markt, um sicheres
Fahren mittels Sicherstellens von Sicht bei Nacht oder bei schlechten Sichtbedingungen
zu unterstützen.
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Das
Nachtsichtsystem weist eine Infrarot-Kamera, welche an einer Frontpartie
eines Fahrzeuges befestigt ist, einen Computer und das oben beschriebene
HUD auf. Anzeigen eines monochromatischen virtuellen Abbildes, welches
mittels der Infrarot-Kamera zum Detektieren von Infrarotstrahlen, welche
von einem Objekt ausgesendet werden, detektiert wird, mittels der
HUD im vorderen Sichtfeld des Fahrzeugfahrers bewirkt, dass der
Fahrzeugfahrer ein in der Dunkelheit nicht sichtbares Hindernis oder
ein Hindernis vor dem Fahrzeug unter schlechten Sichtbedingungen
aufgrund von Regen oder Nebel bemerkt.
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Mittels
Reflektierens eines Abbild-Lichtstrahls der HUD auf ein Projektionselement,
wie zum Beispiel einen Combiner oder eine Windschutzscheibe, ermöglicht die
HUD dem Fahrzeugfahrer das Abbild im Fahrt-Sicht-Bereich zu bemerken.
Dabei kann eine zum Sehen eines Abbildes abwärts gerichtete Drehbewegung
einer Sichtachse verringert werden, verglichen mit dem Betrachten
von Anzeigen oder eines gewöhnlichen
Abbildes, sodass eine Zeit zum Bewegen einer Sichtachse verringert
werden kann. Dabei kann die Position des Anzeigens in solch einem
Abstand von einem Fahrzeugfahrer erfolgen, dass ein Fokussieren
der Augen leicht durchgeführt werden
kann, wenn eine Sichtachse von einem vorderen Sichtfeld zu dem Abbild
bewegt wird. Wenn ein Abstand zu einem Fahrzeug, welches vorausfährt, gering
ist oder eine Distanz zu einem Hindernis, wie zum Beispiel einem
Menschen, einem Tier oder ähnlichem,
gering ist, verdeckt das Anzeigen eines Abbildes ein vorderes Sichtfeld,
sodass ein Fahrzeugfahrer gehindert werden kann, das vordere Sichtfeld
zu sehen.
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DE 198 26 283 A1 offenbart
eine Anzeigevorrichtung für
ein Fahrzeug, wobei ein Bild auf ein Projektionselement vor einem
Fahrzeugführer
projiziert wird, und die eine Abstandmesseinrichtung aufweist.
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DE 198 13 300 A1 offenbart
ebenfalls eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, wobei ein Bild auf
ein Projektionselement vor einem Fahrzeugführer projiziert wird, wobei
die Anzeigevorrichtung ein Steuermittel zum Steuern, ob das Bild
projiziert wird oder nicht, aufweist.
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Um
die Nachteile eines herkömmlichen
Anzeigesystems zu überwinden,
ist ein Ziel der Erfindung eine Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug
bereitzustellen, welche ein virtuelles Abbild ohne Verdecken des
vorderen Sichtfeldes bereitstellt.
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Um
die Ziele zu erreichen, weist, wie in einem schematischen Blockdiagramm
von 1 gezeigt, eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug,
welche zum Projizieren eines Bildes, welches auf einer Abbildquelle
angezeigt ist, auf ein Projektionselement vor einem Fahrzeugfahrer
zum Überlagern
mit einem virtuellen Abbild des Bildes in einem durch eine Windschutzscheibe
von einer Augenposition innerhalb des Fahrzeuges aus gesehen vorderen
Sichtfeld, auf eine Speichereinrichtung 21b zum Speichern
einer Abstandsinformation überlagerter
Anzeigen, wobei die Abstandsinformation überlagerter Anzeigen einen
Abstand zwischen einem Hindernis, welches in der Sicht vor dem Fahrzeug
existiert und dem Fahrzeug kennzeichnet, wobei das virtuelle Abbild
und das Hindernis von der Augenposition aus als eine überlagerte
Frontansicht gezeigt werden; Abstandsmesseinrichtung 40 zum
Messen eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis;
Entscheidungseinrichtung 21a1 zum Entscheiden, ob oder
ob nicht das virtuelle Abbild dem Hindernis überlagert wird, basierend auf
dem mittels der Abstandsmesseinrichtung 40 gemessenen Abstandes
und der Abstandsinformation für
das überlagerte
Anzeigen, welche in der Speichereinrichtung 21b gespeichert
ist; und Steuermittel 21a2 zum Steuern, dass die Projektion
des Bildes gestoppt wird, wenn die Entscheidungseinrichtung 21a1 entscheidet,
dass das virtuelle Abbild auf das Hindernis überlagert wird.
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In
der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeuges wird eine
Abstandsinformation für
ein überlagertes
Anzeigen, welche einen Abstand zwischen einem Hindernis in dem Blickfeld
vor dem Fahrzeug und dem Fahrzeug kennzeichnet, bei welchem die
virtuelle Abbildung und das Hindernis von einer Augenposition aus
als eine überlagerte Frontansicht
gezeigt werden, in der Speichereinrichtung 21b gespeichert.
Wenn ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis mittels
der Abstandsmesseinrichtung 40 gemessen wird, wird mittels
der Entscheidungseinrichtung 21a1 entschieden, ob oder
ob nicht das virtuelle Abbild das Hindernis überlagert, basierend auf dem
Abstand, welcher mittels der Abstandsmesseinrichtung 40 gemessen wird,
und der Abstandsinformation für
die überlagerte Anzeige,
welche in der Speichereinrichtung 21b gespeichert ist.
Das Steuern des Stoppens der Projektion des Bildes auf ein Projektionselement
wird mittels Steuermittel 21a2 ausgeführt, wenn entschieden wird,
dass das virtuelle Abbild das Hindernis überlagert. Folglich wird, wenn
ein Hindernis, welches in einem vorderen Sichtfeld gesehen und welches
durch das virtuelle Abbild in der Sicht von einer Augenposition
aus überlagert
wird, detektiert wird, das Projizieren eines Bildes auf das Projektionselement
gestoppt, sodass eine Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt
werden kann, welche beim Bereitstellen schnell wahrnehmbarer visueller
Information beim Fahren nicht versagt, essentielle Notwendigkeiten
einer Anzeigeeinrichtung zu erfüllen,
so dass von einer Augenposition aus Überlagern eines virtuellen Abbildes
einem Hindernis verhindert wird.
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Die
erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung, wie
sie in dem schematischen Blockdiagramm der 1 gezeigt
ist, weist ferner Detektionseinrichtung 32 zum Detektieren
einer Anzeigepositions-Information auf, welche eine Anzeigeposition
eines virtuellen Abbildes von der Augenposition aus kennzeichnet, und
die Speichereinrichtung 21b zum Speichern einer Abstandsinformation
für das überlagerte
Anzeigen speichert die Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen gemäß der Anzeigepositions-Information
und die Entscheidungseinrichtung 21a1 entscheidet basierend
auf der Abstandsinformation für das überlagerte
Anzeigen, welche aus der Speichereinrichtung 21b ausgelesen
wird, gemäß der Anzeigepositions-Information,
welche mittels der Detektionseinrichtung 32 zum Detektieren
einer Anzeigepositions-Information detektiert wird.
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In
der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug wird, wenn eine
Anzeigepositions-Information, welche eine Anzeigeposition, von einer
Augenposition aus, eines virtuellen Abbildes kennzeichnet, mittels
der Detektionseinrichtung 32 detektiert wird, die Abstandsinformation
für überlagertes
Anzeigen gemäß der Anzeigepositions-Information
aus der Speichereinrichtung 21b ausgelesen, und es wird
basierend auf der Abstandsinformation für das überlagerte Anzeigen mittels
der Entscheidungseinrichtung 21a1 entschieden, ob oder
ob nicht das virtuelle Abbild auf das Hindernis überlagert wird. Daher wird
eine Anzeigepositions-Information, welche eine Anzeigeposition eines
virtuellen Abbildes von einer Augenposition aus kennzeichnet, detektiert,
und das Projizieren eines Bildes auf das Projektionselement wird
gestoppt, wenn ein Hindernis, welches in einem vorderen Sichtfeld
gesehen, und welches durch das virtuelle Abbild in der Sicht von
einer Augenposition aus überlagert
wird, detektiert wird, basierend auf der Abstandsinformation für überlagertes
Anzeigen, welche zu der Anzeigepositions-Information korrespondiert, sodass das Überlagern
eines virtuellen Abbildes auf ein Hindernis aus einer Augenposition
aus verhindert wird, selbst falls sich eine Position der Augenposition
bewegt. Dadurch kann eine Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt
werden, welche nicht das Sehen eines vorderes Sichtfeld durch das Überlagern
eines virtuellen Abbildes verhindert, selbst wenn eine Position
einer Augenposition eines Fahrers sich durch das Ersetzen mit einem
anderen Fahrer ändert,
welcher einen anderen Körperbau aufweist,
sodass der Fahrersitz vorwärts/rückwärts bewegt
werden muss, oder welcher eine andere Sitzhöhe hat.
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Die
Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung,
wie sie in dem schematischen Blockdiagramm der 1 gezeigt
ist, weist ferner eine weitere Detektionseinrichtung 50 zum
Detektieren von Informationen externer Bedingungen auf, um zu entscheiden, ob
oder ob es nicht außerhalb
des Fahrzeuges hell ist und die Abbildquelle zeigt ein Abbild der
Infrarot-Kamera,
welche bei Nacht das Abbild vor dem Fahrzeug aufnehmen kann, und
die Entscheidungseinrichtung 21a1 entscheidet basierend
auf den Informationen der externen Bedingungen, welche mittels der
Detektionseinrichtung 50 detektiert werden, ob oder ob
es nicht außerhalb
des Fahrzeugs hell ist, und das Steuermittel 21a2 steuert,
dass die Projektion des Bildes gestoppt wird, wenn es durch die
Entscheidungseinrichtung 21a2 entschieden wird, dass es
außerhalb des
Fahrzeuges hell ist, in der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung.
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In
der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug entscheidet
die Entscheidungseinrichtung 21a1 basierend auf den Informationen
der externen Bedingungen, welche mittels der Detektionseinrichtung 50 detektiert
werden, ob oder ob es nicht außerhalb
des Fahrzeuges hell ist und das Steuermittel 21a2 steuert,
dass die Projektion des Bildes gestoppt wird, welches mittels der
Infrarot-Kamera aufgenommen wurde, auf das Projektionselement, wenn
es durch die Entscheidungseinrichtung 21a1 entschieden
wird, dass es außerhalb des
Fahrzeuges hell ist. Wenn die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug
auf ein Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht angewendet wird, kann
Licht einer Straßenbeleuchtung
mit großer
Helligkeit oder ein Frontscheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeuges
ein virtuelles Abbild überdecken,
sodass ein Fahrzeugfahrer ein Hindernis nicht einfach bemerken kann.
Jedoch kann in der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung, in welcher basierend
auf Informationen der externen Bedingungen entschieden wird, ob
oder ob nicht es außerhalb des
Fahrzeuges hell ist, und in welcher gesteuert wird, dass die Projektion
des Bildes auf das Projektionselement gestoppt wird, wenn es entschieden wird,
dass es außerhalb
des Fahrzeugs hell ist, verhindert werden, dass das Bemerken eines
Hindernisses durch ein virtuelles Abbild verhindert wird. Daher kann
ein Fahrzeugfahrer ein Hindernis sicher bemerken und Fahrtsicht
bei Nacht kann sicher bereitgestellt werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im Weiteren
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug;
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2 ein
Blockdiagramm, welches eine prinzipielle Struktur eines Nachtsichtsystems
zum Fahren bei Nacht zeigt, auf welches eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung
für ein
Fahrzeug angewendet wird;
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3 eine
erläuternde
Figur, welche eine Anzeigeposition eines virtuelles Abbildes zeigt,
welche zu einer Augenposition korrespondiert;
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4 eine
erläuternde
Figur, welche eine Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen zeigt;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereichs von der Augenposition aus, zu der virtuellen Abbildung
in 4;
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6 ein
erstes Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus;
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7 ein
zweites Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus;
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8 ein
drittes Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus; und
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9 ein
Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Prozesses einer Anzeigesteuerung
zeigt, welche mittels einer CPU in einem Kontroller ausgeführt wird.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines Nachtsichtsystems zum Fahren bei Nacht (Nachtsicht), in welchem
eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung
für ein
Fahrzeug angewendet wird, wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 9 beschrieben.
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2 zeigt
ein Blockdiagramm, welches eine prinzipielle Struktur eines Nachtsichtsystems zum
Fahren bei Nacht zeigt, auf welches eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung
für ein
Fahrzeug angewendet wird. 3 zeigt
eine erläuternde
Figur, welche eine Anzeigeposition eines virtuelles Abbildes zeigt,
welche zu einer Augenposition korrespondiert. 4 zeigt
eine erläuternde
Figur, welche eine Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen zeigt. 5 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereichs von der Augenposition aus, zu der virtuellen Abbildung
in 4. 6 zeigt ein erstes Beispiel
einer Ansicht von der Augenposition aus. 7 zeigt
ein zweites Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus. 8 zeigt
ein drittes Beispiel einer Ansicht von der Augenposition aus. 9 zeigt
ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Prozesses einer Anzeigesteuerung
zeigt, welcher mittels einer CPU in einem Kontroller ausgeführt wird.
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Das
Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht (Nachtsicht), welches in ein
Fahrzeug eingebaut ist, und welches von einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß der Erfindung
verwendet wird, weist eine Nah-Infrarot-Kamera 10, einen
Kontroller 20, eine Head-Up-Anzeige (head-up-display = HUD) 30,
einen Abstandsmesser 40, einen Detektor für externe
Bedingungen 50 und einen Schaltabschnitt 60 auf.
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Die
Nah-Infrarot-Kamera 10 ist eine gut bekannte Kamera, welche
das Abbild innerhalb des Bereiches von Nah-Infrarot-Strahlung aufnehmen
kann und welche das Abbild eines Objektes hell aufnehmen kann, ohne
einen Fußgänger oder
einen Fahrzeugfahrer eines entgegenkommenden Fahrzeuges durch als
Hilfslicht vor das Fahrzeug projiziertes Infrarotlicht zu blenden.
Immer wenn die Nah-Infrarot-Kamera 10 ein Abbild eines
vorderen Sichtfeldes aufnimmt, gibt die Nah-Infrarot-Kamera 10 eine
Information des Bildes der Ansicht an eine Abbild-Einstell-Vorrichtung
für ein
Fahrzeug 20 aus. Daher wird, durch Verwenden einer Nah-Infrarot-Kamera 10 anstelle
einer teuren Fern-Infrarot-Kamera Kostenreduktion für ein Nachtsichtsystem
für Fahren
bei Nacht angestrebt. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel
mittels Verwendens einer Nah-Infrarot-Kamera 10 als Infrarot-Kamera,
erläutert,
aber ein Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht kann auch eine Fern-Infrarot-Kamera
verwenden.
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Der
Kontroller 20 weist einen Mikrocomputer 21 (μCOM) auf,
welcher mittels eines vorgegebenen Programmes funktioniert. Der μCOM 21 weist
im Allgemeinen eine Zentralverarbeitungs-Einheit 21a (CPU) zum Verarbeiten
oder Steuern mittels eines vorgegebenen Programmes, ein ROM 21b als
einen Nur-Lese-Speicher
zum Speichern eines Programmes oder ähnlichem für die CPU 21a und
ein RAM 21c als ein Lese-Schreib-Speicher zum Speichern unterschiedlicher
Daten auf und einen Speicherbereich auf, welcher zum Betrieb der
CPU 21a benötigt wird.
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Ferner
weist der Kontroller 20 einen Schnittstellen-Abschnitt 22 auf,
welcher mit dem μCOM
gekoppelt ist und der Schnittstellen-Abschnitt 22 ist mit der
Nah-Infrarot-Kamera 10, der HUD 30, dem Abstandsmesser 40,
dem Detektor für
externe Bedingungen 50 und dem Schaltabschnitt 60 gekoppelt. Der
Kontroller 20 gibt eine Information eines Bildes aus, welches
von der Nah-Infrarot-Kamera 10 in ihn eingegeben wurde,
auf eine Anzeigeeinrichtung 31 in der HUD 30 aus,
um das Bild auf der HUD 30 anzuzeigen. Unterschiedliche
Daten der HUD 30, des Abstandsmessers 40, des
Detektors für
externe Bedingungen 50 und des Schaltabschnitts 60 werden durch
den Schnittstellen-Abschnitt 22 in den μCOM 21 eingegeben.
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Die
HUD 30, wie in 3 gezeigt, ist eine Einrichtung,
um das Bild der Nah-Infrarot-Kamera 10, welche Bilder des
Bereichs vor dem Fahrzeug aufnimmt, auf eine Projektionsfläche der
Windschutzscheibe F zu projizieren, zum Überlagern eines virtuelles
Abbildes des Bildes auf ein vorderes Sichtfeld, von einer Augenposition
innerhalb des Fahrzeuges aus betrachtet.
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Die
HUD 30 weist eine Anzeigeeinrichtung 31 wie zum
Beispiel eine Feldemissions-Anzeige (Fe) eine Fluoreszenzlampen-Anzeige, eine Elektroluminiszenz-Anzeige
(E1) oder eine Flüssigkristall-Anzeige
mit Schwarzlicht und einen Funktions-Abschnitt 32 zum Einstellen
einer Anzeigeposition des virtuellen Abbildes V auf.
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Die
Anzeigeeinrichtung 30, welche in ein „Dash-Board" befestigt ist, projiziert
ein Bild, welches mittels des μCOM 21 ausgegeben
wird, auf die Projektionsfläche
der Windschutzscheibe F. Es kann angewandt werden, ein Bild auf
einen Combiner zu projizieren, anstatt dass das Bild direkt auf
die Windschutzscheibe F projiziert wird.
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Der
Funktions-Abschnitt 32 weist einen Einstell-Abschnitt zum
Einstellen einer Anzeigeposition für ein virtuelles Abbild gemäß einer
Augenposition I auf, um einen Projektionswinkel der Anzeigeeinrichtung 31 für einer
andere Augenposition I einzustellen, wenn ein Fahrer durch einen
anderen Fahrer mit einem anderen Körperbau ersetzt wird, wobei
ein Fahrersitz vorwärts/rückwärts bewegt
werden muss oder eine andere Sitzhöhe aufweist.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
kann der Funktions-Abschnitt 32 die Augenposition I innerhalb eines
Bereiches zwischen einer Augenposition I1 einer oberen Begrenzung
und einer Augenposition I2 einer unteren Begrenzung einstellen.
Ein Fahrzeugfahrer kann den Funktions-Abschnitt 32 betreiben, um
eine Anzeigeposition VI eines virtuellen Abbildes entsprechend der
Augenposition I1 der oberen Begrenzung oder einer Anzeigenposition
V2 eines virtuellen Abbildes entsprechend der Augenposition I2 der
unteren Begrenzung zu setzen.
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Die
Anzeigeposition des virtuellen Abbildes kann mittels eines einstellbaren
Parameters detektiert werden, wie zum Beispiel eines Drehwinkels
eines Spiegels oder eines Drehwinkels des Einstell-Abschnittes,
und der Funktions-Abschnitt 32 gibt eine
Anzeigepositions-Information aus, welche dem μCOM 21 den eingestellten
Parameter indiziert. Daher tritt in diesem Ausführungsbeispiel der Funktions-Abschnitt 32 als
die Detektionseinrichtung 32 zum Detektieren einer Anzeigepositions-Information auf,
wie es in der Erfindung beschrieben ist.
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Der
Abstandsmesser 40 entspricht dem Abstand-Messmittel 40 zum
Messen eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis und
ist zusammen mit einem Detektor für ein Hindernis bereitgestellt,
wie zum Beispiel gut bekannte Ladungsgekoppelte-Schaltung-Kameras
(charged coupled device camera = CCD-camera), einen Laserradar oder
ein Millimeter-Wellenlängen-Radar.
Der Abstandsmesser 40 kann, wie es in 4 gezeigt
ist, an einem Kühlergrill
eines Fahrzeuges installiert werden, und misst einen Abstand zu
einem Hindernis vor dem Fahrzeug und gibt den gemessenen Wert als Abstandsinformation
an den μCOM 21 aus.
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Der
Detektor für
externe Bedingungen 50 entspricht der Detektionseinrichtung 50 zum
Detektieren von Informationen externer Bedingungen, um zu entscheiden,
ob oder ob es nicht außerhalb
des Fahrzeuges hell ist, und ist mit einem gut bekannten Helligkeitssensor
ausgerüstet.
Der Detektor für
externe Bedingungen 50 gibt einen mittels Messen der externen
Bedingung außerhalb
des Fahrzeugs mit dem Helligkeitssensor gemessenen Wert als eine
Information von externen Bedingungen an den μCOM 21 aus. Der μCOM 21 entscheidet
basierend auf den Informationen der externen Bedingungen, ob oder
ob es nicht außerhalb
des Fahrzeuges hell ist.
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Das
Ausführungsbeispiel,
in welchem ein Helligkeitssensor in dem Detektor für externe
Bedingungen 50 angewendet wird, wird beschrieben. Dies ist
nicht einschränkend,
zum Beispiel kann zum Detektieren von Informationen der externen
Bedingungen die Nah-Infrarot-Kamera als Detetektionsmittel 50 verwendet
werden, wenn externe Helligkeit mittels eines Bildes der Nah-Infrarot-Kamera detektiert
wird.
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Wenn
in ein Fahrzeug ein Navigationssystem eingebaut wird, welches eine
Positionsinformation an den μCOM 21 ausgibt,
welche mittels eines globalen Positionssystems (GPS) Empfängers als eine
Information für
externe Bedingung detektiert wird, welcher in dem Navigationssystem
bereitgestellt wird, kann der μCOM 21 basierend
auf der Position der Positionsinformation entschieden, ob oder ob
es nicht außerhalb
des Fahrzeuges hell ist.
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Der
Schaltabschnitt 16 weist Schalter und Knöpfe zum
manuellen Starten und Stoppen des Anzeigens in der HUD 30 auf
und kann in dem Lenkrad eines Fahrzeuges installiert werden und
manuell von einem Fahrer gedrückt
werden, um an- oder abgestellt zu werden. Eine Zustandsinformation,
um über den
An- oder Aus-Zustand des Funktions-Abschnitts 32 zu informieren,
wird an den μCOM 21 ausgegeben.
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Das
ROM 21b des Kontrollers 20 tritt als Speichereinrichtung 21b zum
Speichern einer Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen auf, wobei
die Abstandsinformation für überlagertes
Anzeigen einen Abstand zwischen einem Hindernis in dem Sichtfeld
vor dem Fahrzeug und dem Fahrzeug kennzeichnet, in welchem das virtuelle
Abbild und das Hindernis als ein, von einer Augenposition aus, überlagertes
vorderes Sichtfeld gezeigt werden. In diesem Ausführungsbeispiel,
wie in 4 und 5 gezeigt, wird ein Abstand
D1, welcher zwischen einen Schnittpunkt Pt einer Linie L1, welche
die Augenposition I und den oberen Punkt Pv des virtuellen Abbildes
verbindet, mit einer Bodenlinie G, und einer Position Ps, welche
einem Vorderende des Fahrzeuges auf der Bodenlinie entspricht, definiert.
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Wenn
ein Fahrer von der Augenposition I aus vor das Fahrzeug schaut,
kann in einem vorderen Sichtfeld durch die Windschutzscheibe F eine
Straße zum
Fahren des Fahrzeuges gesehen werden und ein virtuelles Abbild wird
unten links im Sichtfeld angezeigt, wie in 6 gezeigt.
Der Schnittpunkt Pt liegt auf einer gestrichelten Linie (virtuelle
Linie), welche sich nach rechts und links von einem oberen Rand
des virtuellen Abbildes V erstreckt. L3 ist die Mittellinie der
Straße
R.
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Wenn,
wie in 7 gezeigt, ein Hindernis A weiter entfernt als
der Schnittpunkt Pt existiert, überlagert
das virtuelle Abbild nicht das Hindernis A. Wenn ein Hindernis B
in einer Distanz D2 (D1 > D2) vom
Fahrzeug existiert, nah beim Fahrzeug vom Schnittpunkt Pt, wie in 4 gezeigt,
gesehen, überlagert
das virtuelle Abbild, wie in 8 gezeigt,
aus Sicht von der Augenposition I aus das Hindernis B. Daher wird
in diesem Ausführungsbeispiel
die Distanz D1 als ein Schwellenwert zum Überlagern definiert und wird
als eine Abstandsinformation zum überlagernden Anzeigen verwendet.
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In
der HUD 30, wie oben beschrieben, kann die Anzeigeposition
innerhalb eines Bereiches zwischen dem virtuellen Abbild V1 und
V2 eingestellt werden. Daher sind die Werte von D1, welche einer oder
mehreren Anzeigepositionen innerhalb des einstellbaren Bereiches
entsprechen, als Schwellenwerte definiert und entsprechende Schwellenwerte
sind zusammen mit den korrespondierenden Anzeigepositionen der virtuellen
Abbildungen V1–V2
gespeichert.
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Ferner
speichert der ROM 21b ein Programm eines Prozesses zum
Anzeigesteuern für
den μCOM 21,
welcher als Entscheidemittel zum Entscheiden verwendet wird, ob
oder ob nicht das virtuelle Abbild das Hindernis überlagern
würde,
basierend auf einer Entfernungsmessung des Entfernungsmessers 40 (Abstandmessmittel)
und einer in dem ROM 21b gespeicherten Abstandsinformation für das überlagernde
Anzeigen (Speichereinrichtung zum Speichern einer Abstandsinformation
für das überlagernde
Anzeigen) 21b, und welcher μCOM 21 als Steuermittel
zum Steuern des Stoppens der Projektion des Bildes, wenn das Entscheidemittel,
entscheidet, dass die virtuelle Abbildung das Hindernis überlagern
würde,
in einem Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht zum Unterstützen der
Fahrtsicht bei Nacht, um das Bild einer Nah-Infrarot-Kamera, welche
vor dem Fahrzeug aufnimmt, auf ein Projektionselement vor dem Fahrzeugführer zu
projizieren zum Überlagern
einer virtuellen Abbildung eines Bildes auf ein vorderes Sichtfeld
von einer Augenposition I innerhalb des Fahrzeuges aus durch die
Windschutzscheibe F hindurch.
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Ein
Beispiel eines Prozesses einer Anzeigesteuerung, welche mittels
einer CPU 21a des Kontroller 20 in einem Nachtsichtsystem
zum Fahren bei Nacht betrieben wird, wird unter Bezug auf einen
Ablaufplan der 9 beschrieben.
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Wenn
das Beginnen einer Anzeige vom Fahrzeugfahrer mittels Betriebs des
Schaltabschnitts 60 angefordert wird, wird der Prozess
des Anzeigesteuerns, welcher in 9 gezeigt
ist, ausgeführt.
Im Schritt S1 wird eine Anzeigepositions-Information in das RAM 21c eingegeben,
welche in den Funktions-Abschnitt 32 der HUD 30 detektiert
wurde. Danach wird im Schritt S2 eine Abstandsinformation, welche
zum Detektieren eines Hindernisses mittels des Abstandsmessers 40 gemessen
wurde, in das RAM 21c eingegeben und der Prozess geht zu Schritt
S3.
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Im
Schritt S3 wird entschieden, ob oder ob nicht ein Hindernis vor
dem Fahrzeug existiert, basierend auf der Abstandsinformation im
RAM 21C. Wenn entschieden wird, dass kein Hindernisse existiert
(N im Schritt S3), geht der Prozess weiter zu Schritt S5. Wenn entschieden
wird, dass ein Hindernis existiert (Y im Schritt S3), geht der Prozess
weiter zu Schritt S4.
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Im
Schritt S4 wird ein Schwellenwert ausgegeben, welcher einer Anzeigepositions-Information von
der Abstandsinformation für
das überlagerte
Anzeigen in der ROM 21b entspricht, es wird entschieden,
ob oder ob nicht der Abstand der Abstandsinformation größer als
der Schwellenwert ist, und es wird entschieden, ob oder ob nicht
ein Hindernis in einem Bereich existiert, wo dadurch eine Straße verdeckt wird.
Wenn der gemessene Abstand größer als
der Schwellenwert (D1) ist, in anderen Worten, wenn entschieden
wird, dass kein Hindernis in dem Bereich existiert (N im Schritt
S4) geht der Prozess zu Schritt S5 weiter.
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Im
Schritt S5 werden Informationen der externen Bedingungen, welche
mittels des Detektors für
externe Bedingungen 50 detektiert werden, in den RAM 21c eingegeben.
Danach wird im Schritt S6 basierend auf den Informationen der externen
Bedingungen im RAM 21c entschieden, ob oder ob es nicht außerhalb
des Fahrzeuges hell ist. Wenn es entschieden wird, dass es außerhalb
des Fahrzeuges hell ist (Y im Schritt S6), geht der Prozess zu Schritt S8.
Wenn es nicht hell ist (N im Schritt S6), geht der Prozess zu Schritt
S7.
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Im
Schritt S7 wird eine Nachfrage, die HUD 30 einzuschalten,
in anderen Worten wird eine Startnachfrage, die Projektion zu starten,
an die Anzeigeeinrichtung 31 der HUD 30 ausgegeben.
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück. Folglich wird ein Prozessfluss
wiederholt. In dem Prozess beginnt die Anzeigeeinrichtung 31 der
HUD 30 damit, ein Bild der Nah-Infrarot-Kamera 10 auf die
Windschutzscheibe F zu projizieren und das virtuelle Abbild V wird
angezeigt.
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Andererseits
wird, wenn die gemessene Distanz geringer als der Schwellenwert
(D1) ist, in anderen Worten, wenn es im Schritt S4 entschieden wird, dass
ein Hindernis in dem Bereich existiert (N im Schritt S4), wird eine
Nachfrage, die HUD 30 auszuschalten, in anderen Worten
wird im Schritt S8 eine Nachfrage die Projektion zu stoppen, an
die Anzeigeeinrichtung 31 der HUD 30 ausgegeben.
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück. Folglich wird ein Prozessfluss
wiederholt. In dem Prozess stoppt die Anzeigeeinrichtung 31 der
HUD 30 damit, ein Bild der Nah-Infrarot-Kamera 10 auf
die Windschutzscheibe F zu projizieren und die virtuelle Abbildung
V wird nicht angezeigt.
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Wie
oben beschrieben wird im Schritt S4 und S6 die Entscheidung mittels
der Entscheidungseinrichtung durchgeführt und im Schritt S8 wird
mittels des Steuermittels die Steuerung durchgeführt. Daher dient die CPU 21a1 des μCOM 21 als
die Entscheidungseinrichtung und das Steuermittel, welche im Umfange
der Erfindung beschrieben werden.
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Ein
Beispiel für
Aktionen des Nachtsichtgerätes
zum Fahren bei Nacht, welches die obigen Strukturen aufweist, wird
hierin nachfolgend beschrieben.
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Wenn
das Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht mittels Schaltens des
Schaltabschnitts 60 durch einen Fahrer gestartet wird,
wird ein Bild vor dem Fahrzeug der Nah-Infrarot-Kamera 10 mittels der
HUD 30 auf die Windschutzscheibe F projiziert und das projizierte
Bild kann als ein virtuelles Abbild V aus der Sicht der Augenposition
I (siehe 6) aus gesehen werden. Die Existenz
eines Hindernisses in dem Sichtfeld vor dem Fahrzeug und das Überlagern durch
das virtuelle Abbildes V in der Sicht von der Augenposition aus
wird detektiert, basierend auf der Anzeigeposition des virtuellen
Abbildes aus der Sicht der Augenposition I aus, welche mittels des
Funktions-Abschnittes 32 der HUD 30 und des mittels
des Abstandsmessers 40 gemessen Abstandes des Fahrzeugs
zu dem Hindernis detektiert wird.
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Wenn
ein Hindernis A weiter entfernt als der Schnittpunkt Pt, wie in 4 gezeigt,
existiert, wird ein Bild mittels der HUD 30 projiziert
und das virtuelle Abbild V des Bildes wird angezeigt. Wenn ein Hindernis
B von dem Schnittpunkt Pt, wie in 4 gezeigt, aus
nahe bei dem Fahrzeug detektiert wird, wird das Projizieren eines
Bildes mittels der HUD 30 auf die Windschutzscheibe F gestoppt
und das Anzeigen des virtuellen Abbildes V des Bildes wird gestoppt. Nachfolgend
wird, wenn kein Hindernis, welches vom Schnittpunkt Pt aus nahe
des Fahrzeuges existiert, detektiert wird und es ist außerhalb
des Fahrzeuges nicht hell, das Projizieren eines Bildes mittels
der HUD 30 auf die Windschutzscheibe F erneut gestartet
und das virtuelle Abbild V des Bildes wird angezeigt.
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Wenn
kein Hindernis näher
am Fahrzeug als der Schnittpunkt Pt existiert und der Detektor für externe
Bedingungen 50 das Ändern
der externen Bedingungen, dass eine große Anzahl von Straßenbeleuchtungen
in einer Einkaufstraße
vorhanden ist, des Fahrzeuges detektiert, wird das Projizieren eines Bildes
mittels der HUD 30 auf die Windschutzscheibe F gestoppt
und das Anzeigen des virtuellen Abbildes V des Bildes wird gestoppt.
Nachfolgend wird, wenn der Detektor für externe Bedingung 50 einen
Wechsel der externen Bedingungen, dass es dunkel ist, des Fahrzeuges
detektiert das Projizieren eines Bildes mittels der HUD 30 auf
die Windschutzscheibe F wieder gestartet und das virtuelle Abbild
V des Bildes wird angezeigt.
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Wenn
ein Hindernis in dem Sichtfeld vor dem Fahrzeug, welches aus der
Sicht von der Augenposition I aus durch das virtuelle Abbild überlagert
wird, detektiert wird, wird das Projizieren eines Bildes auf die
Windschutzscheibe F (Projektionselement) gestoppt. Dadurch wird
von der Augenposition I aus ein Überlagern
eines virtuellen Abbildes V auf das Hindernis verhindert. Ein Nachtsichtsystem
zum Fahren bei Nacht zum Unterstützen
der Fahrtsicht bei Nacht kann bereitgestellt werden, welches nicht
versagt den essentiellen Zweck der Anzeigeeinrichtung, schnelle
Erkennen eines weit vom Fahrzeug entfernten Hindernisses zu erfüllen, ohne
das vordere Sichtfeld durch das Anzeigen eines virtuellen Abbildes
zu beeinträchtigen.
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Wenn
ein Hindernis, welches durch ein virtuelles Abbild V aus der Sicht
von der Augenposition aus überlagert
wird, basierend auf einer Abstandsinformation für überlagertes Anzeigen, welche
zu einer Anzeigepositions-Information korrespondiert, welche die
Anzeigeposition des virtuellen Abbildes V aus der Sicht von der
Augenposition I aus anzeigt, detektiert wird, was durch den Funktions-Abschnitt 32 der
HUD 30 detektiert wird, wird das Projizieren eines Bildes auf
die Windschutzscheibe F gestoppt. Dadurch kann das Überlagern
eines Hindernisses mit einem virtuellen Abbild verhindert werden,
selbst wenn eine Position der Augenposition I sich bewegt. Daher
kann ein Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht zum Unterstützen der
Fahrtsicht bei Nacht ohne eine durch Überlagern mit einem virtuellen
Abbild behinderte Sicht auf ein vorderes Sichtfeld bereitgestellt
werden, selbst wenn eine Position einer Augenposition sich durch
das Ersetzen mit einem anderen Fahrer ändert, welcher einen anderen
Körperbau
aufweist, wodurch der Fahrersitz vorwärts/rückwärts bewegt werden muss oder
welcher eine andere Sitzhöhe
hat.
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Licht
einer Straßenbeleuchtung
mit großer Helligkeit
oder ein Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeuges kann ein
virtuelles Abbild überdecken,
sodass ein Fahrzeugfahrer ein Hindernis nicht leicht bemerken kann.
Da jedoch das Entscheiden, ob oder ob es nicht außerhalb
des Fahrzeuges hell ist, basierend auf den Informationen der externen Bedingungen,
welche durch den Detektor für
externe Bedingungen 50 detektiert werden, und da gesteuert wird
das Projizieren eines Bildes auf die Windschutzscheibe F (Projektionselement)
zu stoppen, wenn es entschieden wird, dass es außerhalb des Fahrzeuges hell
ist, kann es verhindert werden, dass ein virtuelles Abbild ein Bemerken
eines Hindernisses verhindert. Dadurch kann ein Fahrzeugfahrer ein
Hindernis sicher bemerken und die Fahrtsicht bei Nacht kann sicherer
unterstützt
werden.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird ein Nachtsichtsystem zum Fahren bei Nacht, auf welches eine
erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung
für ein
Fahrzeug angewendet wird, beschrieben. Die Erfindung ist nicht darauf
beschränkt und
eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung
für ein
Fahrzeug kann für
eine Anzeigeeinrichtung zum Projizieren visueller Information zum
Fahren angewendet werden, wie zum Beispiel notwendiger Hilfsinformationen
zum Fahren, wie zum Beispiel Informationen mittels eines Navigationssystems über das Vorwärtskommen
oder einer Fahrtgeschwindigkeit, als ein Abbild einer Abbildquelle
mittels der HUD 30. Für
solch eine Vorrichtung kann in der wie oben strukturierten Anzeigeeinrichtung
ein Navigationssystem oder ein Tachometer anstelle der Nah-Infrarot-Kamera 10 verwendet
werden.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird eine Anzeigeeinrichtung für
ein Fahrzeug, in welchem eine Windschutzscheibe F als das Projektionselement
verwendet wird, beschrieben. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und
ein Combiner kann als Projektionselement verwendet werden.
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Obwohl
die hierin offenbarten Formen der Erfindung derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen,
sind viele andere Formen möglich.
Es ist hierin nicht beabsichtigt alle möglichen Ausführungsformen
der Erfindung, welche für
einen Fachmann ersichtlich sind, zu beschreiben. Es ist verständlich, dass
die Ausdrücke,
welche hierin verwendet werden, nur beschreibend und nicht begrenzend
sind, das heißt,
dass verschiedene Änderungen
gemacht werden können, ohne
den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie sie in den folgenden
Ansprüchen
definiert wird.