DE19730563A1 - Verwendung eines holographischen Bildschirmes als Darstellungsfläche in einem Fahrzeug - Google Patents
Verwendung eines holographischen Bildschirmes als Darstellungsfläche in einem FahrzeugInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines holographischen Bildschirmes als
Darstellungsfläche in einem Fahrzeug sowie ein Anzeigesystem in einem Fahrzeug.
Zur Kategorie der Fahrzeuge gehören beispielsweise Kraftfahrzeuge, Bahn, Sonderfahrzeuge,
Flugzeuge und Schiffe. Als Anzeigegeräte und Anzeigebildschirme (Displays) sind zur
Verwendung in Kraftfahrzeugen bisher verschiedene Ausführungsformen bekannt.
Beispielsweise ist es bekannt, mechanische Zeigerinstrumente vorzusehen, die als
Kombiinstrument ausgebildet sein können und verschiedene Informationen wie
beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, zurückgelegte Strecke, Uhrzeit, Motordrehzahl und
gegebenenfalls weitere Größen zur Anzeige bringen. Weiterhin ist es bekannt, Displays als
LCD-Bildschirme auszubilden. Es ist auch vorgeschlagen worden, eine holographische
Darstellung im Windschutzscheibenbereich vorzusehen. Bei dieser letztgenannten Lösung
liegt ein Vorteil darin, daß die virtuelle Bilddarstellung auf eine solche Entfernung appliziert
werden kann, daß keine Akkomodation des Blickes des Fahrers auf die Entfernung der
Anzeige zu der Entfernung aufgrund der Beobachtung der Verkehrssituation erforderlich ist.
Aus den beiden nicht vorveröffentlichen Patentanmeldungen beim Deutschen Patentamt mit
den Anmeldenummern 197 00 162.9 und 197 03 592.2 ist es bekannt, einen holographischen
Bildschirm für eine Laseraufprojektion und eine Laserrückprojektion vorzusehen. Dieser
Bildschirm ist bei normalem Umgebungslicht schwarz. Für bestimmte Wellenlängen des
Lichtes kann dieser Bildschirm jedoch so ausgebildet sein, daß dieses Licht in einen
bestimmten Raumwinkel durchgelassen bzw. zurückgelassen wird. Nach den Ausführungen
in den beiden Patentanmeldungen muß dieser Bildschirm nicht eben ausgebildet sein. Es ist
vielmehr möglich, diesen Bildschirm mit einer nahezu beliebigen Oberflächenkontur
auszubilden.
Erfindungsgemäß wird ein solcher holographischer Bildschirm, der bei Umgebungslicht
schwarz, grau oder farbig erscheint, in einem Fahrzeug verwendet.
Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß gegenüber herkömmlichen
holographischen Darstellungen der Kontrast wesentlich verbessert wird, weil durch den
Bildschirm das Umgebungslicht absorbiert wird. Bei einer Darstellung von fahrzeug- bzw.
fahrsituationsspezifischen Größen wie beispielsweise einer holographischen Darstellung des
Tachometers wird also die Erkennbarkeit für den Fahrzeugführer wesentlich verbessert.
Weiterhin verringert sich der Platzbedarf gegenüber herkömmlichen Anzeigeeinheiten
erheblich. Gegenüber anderen Anzeigeeinheiten reduziert sich der Strombedarf, da die
Bildschirmhelligkeit wegen der höheren Kontrastleistung durch den schwarzen Hintergrund
reduziert werden kann. Bei Verwendung von Laserstrahlen zur Bilderzeugung ist eine weitere
erhebliche Reduzierung des Strombedarfs möglich, weil im Gegensatz zur konventionellen
Lichterzeugung kein Infrarotlicht, also keine damit verbundene Wärmestrahlung erzeugt wird.
Der Leistungsbedarf liegt typischerweise bei 1,25 (LCD-Projektion) bis 10% (CRT-
Projektion) im Vergleich zu konventionellen Systemen. Dies bringt beispielsweise
hinsichtlich der Ladebilanz der Batterie Vorteile mit sich. Der Betrachtungswinkel ist nahezu
beliebig vorgebbar. Der Bildschirm ist in seiner Oberflächengestaltung flexibel. Dadurch
können Kanten vermieden werden, was sich hinsichtlich der passiven Sicherheit bei einem
Crash vorteilhaft auswirkt. Außerdem ist die Fläche des Bildschirmes hinsichtlich ihrer
Ausdehnung und Form flexibel. Eine Abstrahlung der Bildschirminformation des
holographischen Bildschirmes erfolgt in einem bei der Herstellung des Hologramms eines
Bildschirmes vorgegebenen und einstellbaren Winkelbereich vorzugsweise zum Betrachter
hin. Dadurch werden vorteilhafterweise unerwünschte Spiegelungen beispielsweise in der
Windschutzscheibe verhindert. Da Fremdlicht beispielsweise durch die Windschutzscheibe
sinnvollerweise aus einer anderen Richtung auf die Fläche strahlt als das Projektionssystem
und auch die Lichtfarbe von der Lichtfarbe des Projektionssystems abweicht, stört es nicht die
eigentliche Bildinformation. Aus diesem Grunde sind keine besonderen Abschattungen wie
beispielsweise Hutzen erforderlich, wodurch Kosten und Platz gespart werden und mehr
gestalterische Freiheiten bestehen.
Vorteilhafterweise ist der Bildschirm schwarz oder vorzugsweise dunkelfarbig, um einen
guten Kontrast zu erreichen. Je nach gestalterischer Anforderung kann der Bildschirm auch
grau oder in einer anderen Farbe ausgebildet sein.
Bei der Ausführungsform eines Bildschirmes nach Anspruch 2 funktioniert dieser in
Auflichtprojektion, während bei der Ausführungsform eines Bildschirmes nach Anspruch 3
dieser in Durchlichtprojektion funktioniert.
Durch diese beiden Ausführungsarten ist es vorteilhaft möglich, das Projektionssystem
entsprechend dem zur Verfügung stehenden Einbauraum in dem Kraftfahrzeug anzubringen.
So kann beispielsweise das Projektionssystem auf der Fahrerseite als Durchlichtprojektion
ausgebildet sein, weil gegenüber den herkömmlichen Tachometern hinter dem Armaturenbrett
Einbauraum gespart wird. Auf der Beifahrerseite bietet es sich unter Umständen an, das
Projektionssystem in Auflichtprojektion auszubilden, weil durch den Airbag und das
Handschuhfach der zur Verfügung stehende Raum hinter dem Armaturenbrett begrenzt ist.
Bei dem Bildschirm nach Anspruch 4 ist die Bildschirmoberfläche weich ausgeführt.
Dadurch kann der passiven Sicherheit im Fahrzeug Rechnung getragen werden, wenn
eventuelle Flächen, auf die ein Fahrzeuginsasse bei einem Unfall aufschlagen kann,
entsprechend weich ausgeführt sind.
Bei der Ausführungsform eines Bildschirmes nach Anspruch 5 ist der Bildschirm im
Sichtbereich des Fahrers unterhalb der Windschutzscheibe angeordnet.
Vorteilhaft kann ein solcher Bildschirm anstelle eines bisher verwendeten Armatureneinsatzes
hinter dem Lenkrad verwendet werden. Mittels eines Projektionssystems können dem
Fahrzeugführer die entsprechenden Informationen angezeigt werden.
Bei der Ausführungsform eines Bildschirmes nach Anspruch 6 ist der Bildschirm im
Sichtbereich des Beifahrers unterhalb der Windschutzscheibe angeordnet.
Durch eine solche Positionierung kann der Bildschirm einfach dem Beifahrer zugeordnet
werden.
Bei der Ausführungsform des Bildschirmes nach Anspruch 7 ist der Bildschirm zumindest im
wesentlichen auf der Abdeckung eines Airbags angebracht.
Dabei erweist es sich als vorteilhaft, daß die Abdeckung des Airbags ohnehin nicht als Ablage
für irgendwelche Gegenstände dienen kann, weil diese im Falle einer Auslösung des Airbags
stören könnten. Da also die Abdeckung des Airbags immer frei von Gegenständen ist, ist
deswegen auch eine ungestörte Bilddarstellung möglich.
Bei der Ausführungsform des Bildschirmes nach Anspruch 8 ist der Bildschirm zumindest im
wesentlichen auf dem Deckel des Handschuhfaches angebracht.
Da der Deckel des Handschuhfaches ebenfalls durchweg nicht als Ablagefläche nutzbar ist
und ebenfalls im Bereich des Beifahrers angeordnet ist, eignet sich dieser Deckel ebenfalls als
Oberfläche des Bildschirmes.
Bei dem Bildschirm nach Anspruch 9 ist der Bildschirm zumindest in einer der beiden
Seitenflächen des Mitteldomes angeordnet.
Dadurch wird eine gute Sichtbarkeit durch den Fahrer bzw. den Beifahrer erreicht.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 10 ist der Bildschirm auf der Fläche des Mitteldomes
angeordnet.
Dadurch ist der Bildschirm bei einem entsprechenden Raumwinkel von allen
Fahrzeuginsassen einsehbar.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 11 ist der Bildschirm auf einer leicht angewinkelten
Fläche des Dachhimmels im mittleren bis vorderen Bereich des Fahrzeuges angeordnet.
Der Bildschirm kann beispielsweise von wenigstens einem Projektionssystem angestrahlt
werden, das im hinteren Bereich des Fahrzeuges angeordnet ist. Die Bildschirme sind dann
durch entsprechend eingestellte Raumwinkel von den Fondsinsassen des Fahrzeuges gut
einsehbar.
Bei einem Bildschirm nach Anspruch 12 befindet sich hinter der leicht angewinkelten Fläche
eine Beleuchtungseinrichtung.
Dadurch wird der entstehende Raum genutzt. Die Strahlrichtung der Beleuchtungseinrichtung
kann vorteilhaft in den Kniebereich der Fondsinsassen gerichtet sein und gegebenenfalls
verdrehbar sein.
Nach Anspruch 13 kann der Bildschirm hinter und/oder auf der Innenseite einer Sonnenblende
angebracht sein.
Dadurch kann der Raum optimal genutzt werden.
Nach Anspruch 14 ist der Bildschirm auf der hinteren Fläche der Kopfstützen der Vordersitze
angebracht.
Dadurch können die Fondsinsassen den Bildschirm ohne Verdrehung des Kopfes sehen. Die
nutzbare Bildschirmfläche kann dabei dem Außenmaß der Kopfstütze entsprechen und in
ihrer Außenform der Kopfstütze angepaßt sein.
Nach Anspruch 15 ist der Bildschirm größer als die Projektionsfläche auf den Bildschirm.
Dadurch ist keine Nachjustierung des Projektionssystemes auf den Bildschirm bei einer
Verstellung des Vordersitzes notwendig.
Bei dem Bildschirm nach Anspruch 16 erfolgt eine Änderung der Richtung des
Projektionssystemes mit einer Verstellung des Vordersitzes und/oder der Kopfstütze des
Vordersitzes.
Dadurch wird vorteilhaft die Projektionsrichtung bei einer Verstellung der Vordersitze
angepaßt.
Nach Anspruch 17 besteht ein Anzeigesystem in einem Kraftfahrzeug aus wenigstens einem
der vorgenannten Bildschirme sowie weiterhin aus wenigstens zwei Projektionssystemen, die
diesem wenigstens einen Bildschirm zugeordnet sind. Die Abbildungen der beiden
Projektionssysteme sind aus demselben Betrachtungswinkel zu sehen.
Dadurch können beispielsweise sich überschneidende Abbildungen dargestellt werden. Es ist
also möglich, einen Tachometer darzustellen, indem eine erste Abbildung die Skalierung des
Tachometers darstellt. Eine weitere Abbildung kann die Zeigerstellung entsprechend der
momentanen Geschwindigkeit darstellen. Durch eine Überlagerung dieser beiden
Abbildungen ist also ein Tachometer darstellbar.
In weiterer Ausgestaltung können bei dem Anzeigesystem nach Anspruch 18 die
Projektionssysteme unterschiedliche Farben aufweisen.
Dadurch ist die Zeigerstellung entsprechend besser erkennbar.
Nach Anspruch 19 besteht ein Anzeigesystem in einem Kraftfahrzeug aus wenigstens einem
der vorgenannten Bildschirme sowie weiterhin aus wenigstens zwei Projektionssystemen, die
diesem wenigstens einen Bildschirm zugeordnet sind. Die Abbildungen der beiden
Projektionssysteme sind aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln zu sehen.
Dadurch können mittels eines Bildschirmes unterschiedliche Abbildungen für mehrere
Fahrzeuginsassen dargestellt werden. Beispielsweise können dem Fahrzeugführer fahrzeug-,
fahrbedingungs- und fahrsituationsspezifische Daten angezeigt werden, während den anderen
Fahrzeuginsassen andere Informationen wie beispielsweise ein Video oder touristische
Informationen über die gerade durchfahrene Gegend angezeigt werden können.
Bei dem Anzeigesystem nach Anspruch 20 sind einem Bildschirm einerseits wenigstens zwei
Projektionssysteme zugeordnet, deren Abbildungen aus unterschiedlichen
Betrachtungswinkeln zu sehen sind und andererseits wenigsten zwei Projektionssysteme,
deren Abbildungen aus demselben Betrachtungswinkel zu sehen sind.
Dadurch können die Vorteile der Ansprüche 17, 18 und 19 vereinigt werden.
Die Bildschirme entsprechend den Ansprüchen 7, 8, 9, sowie die Anzeigesysteme 19 und 20
können so angeordnet werden, daß durch das Bildschirmprinzip unerwünschte Spiegelungen
vermieden werden und Fremdlichteinflüsse sich nicht kontrastmindernd auswirken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt dabei im
einzelnen:
Fig. 1 bis 9: verschiedene Anbringungsmöglichkeiten eines Bildschirmes in einem
Kraftfahrzeug und
Fig. 10 und 11: Ausführungsbeispiele von Projektionssystemen.
Nach dem Einschalten zumindest eines Projektionssystemes wird der Bildschirm entweder
scannend über Laser oder flächig über eine geeignete Lichtquelle, wie beispielsweise eine
Halogenlampe, angestrahlt. Dabei wird der Laser entsprechend der gewünschten oder
erforderlichen Bildinformation moduliert oder der flächigen Projektion über Lichtventile wie
beispielsweise Dias, oder einen transparenten, kleinen LCD-Schirm der Bildinhalt überlagert.
Für eine vollfarbige Darstellung können drei Farben (RGB) verwendet werden (rot, grün und
blau).
Trifft der modulierte Projektionsstrahl auf den Bildschirm als schwarze Projektionsfläche,
entsteht aus dem Blickwinkel des Betrachters ein helles, kontrastreiches Bild in einem
Betrachtungsabstand, der mit der Ebene der Projektionsfläche nicht identisch sein muß. Dieser
Betrachtungsabstand kann also auch in größerer Entfernung vom Auge dargestellt sein,
wodurch die Akkomodation des Auges erleichtert wird. Außerdem ist es möglich, eine
dreidimensionale Darstellung zu realisieren.
Dabei sind die virtuelle Bilddarstellung, der Projektionswinkel und der in weiten Bereichen
variable Betrachtungswinkel bei der Herstellung des holographischen Bildschirmes in weiten
Bereichen einstellbar.
Das Anzeigesystem ist als Auflichtprojektion oder als Durchlichtprojektion realisierbar. Die
Durchlichtprojektion erfordert einen dunklen Kasten als Lichtfalle, um ein Rückstreuen von
auftreffendem Fremdlicht zu verhindern.
Die Projektionsrichtung ist nicht identisch mit der Betrachtungsrichtung sondern in einem
Winkel dazu angeordnet. Der Projektionswinkel auf die Bildschirmoberfläche ist frei wählbar
und muß nicht 90° betragen. Genauso muß der Betrachtungswinkel auf die Bildschirmfläche
nicht rechtwinklig sein.
Fig. 1 zeigt ein Anzeigesystem, bestehend aus einem Bildschirm 3 und einer
Projektionssystem 2. Die Bildschirmoberfläche ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der
Bereich, indem sich heute gängigerweise das Kombiinstrument befindet, das unter anderem
den Tachometer beinhaltet. Vorteilhaft ist an dieser Stelle keine mechanische oder elektrische
Anzeige mehr nötig. Die Oberfläche kann also die weich gepolsterte und nach
Designvorstellungen gestaltete Oberfläche der Instrumententafel sein. Sie ist nur mit dem
flexiblen holographischen Material beschichtet. Der Bildschirm 3 wird von einem kleinen
Projektionssystem 2 angestrahlt, das sich auf der Oberfläche des Mantelrohres 5 befindet. Der
Fahrzeugführer 1 sieht das virtuelle Bild 4 in einem Abstand, der keine Akkomodation der
Augen auf die Anzeige erfordert.
Fig. 1 zeigt die Anordnung als Auflichtprojektion. Es ist jedoch auch möglich, die
Anordnung als Durchlichtprojektion auszubilden, wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 2
dargestellt. Der Bildschirm 3 ist hier als transparenter Bildschirm ausgebildet. Das
Projektionssystem 2 befindet sich in einem abgeschlossenen dunklen Kasten.
Fig. 3 zeigt ein Anzeigesystem für einen Beifahrer. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist
der Bildschirm auf die Abdeckung des Airbags aufgebracht. Das Projektionssystem 2 ist im
Bereich des Daches des Fahrzeuges angebracht. Der Beifahrer 1 sieht in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel das virtuelle Bild 4.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung beispielsweise in der Mitte der Instrumententafel in
Durchlichtprojektion. Der Bildschirm 3 ist hier wieder als transparenter Bildschirm
ausgebildet.
Fig. 5 zeigt ein Anzeigesystem für einen Fondsinsassen 1. Der Bildschirm 3 ist an einer
entsprechenden Abschrägung des Dachhimmels 6 angebracht. Das Projektionssystem 2 ist
ebenfalls am Dachhimmel seitlich angebracht. Der Fondsinsasse 1 sieht hier das virtuelle Bild
4.
Während Fig. 5 ein System in Auflichtprojektion zeigt, zeigt Fig. 6 ein System in
Durchlichtprojektion. Der Bildschirm 3 ist hier wieder als transparenter Bildschirm
ausgebildet. Das Projektionssystem 2 ist in Betrachtungsrichtung hinter dem Bildschirm 3
angeordnet. Die Seitenwände 7 sind vorteilhaft aus einem lichtabsorbierenden Material, um
den Kontrast des Bildes zu erhöhen.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung des Bildschirmes, bei der dieser auch hinter bzw. auf der
Innenseite 9 einer Sonnenblende 8 angebracht sein kann. Im übrigen handelt es sich um
dieselbe Anordnung wie bei Fig. 5, weswegen sich eine weitere Erörterung erübrigt.
Selbstverständlich ist eine solche Anbringungsmöglichkeit auch auf der Beifahrerseite des
Fahrzeuges gegeben.
Fig. 8 zeigt einen Bildschirm ähnlich der Fig. 4, der im vorderen Bereich des Fahrzeuges in
der Mitte angeordnet ist und auf dem für den Fahrzeugführer und den Beifahrer
unterschiedliche Informationen angezeigt werden. Die beiden entsprechenden Raumwinkel als
Betrachtungswinkel sind dabei unterschiedlichen Projektionssystemen zugeordnet, die in der
Darstellung der Fig. 8 nicht eingezeichnet sind.
Fig. 9 zeigt einen Bildschirm, der in seiner Neigung der Blickrichtung des Beifahrers besser
angepaßt ist. Das in Fig. 9 gezeigte System betrifft das Verfahren der Auflichtprojektion
durch das Projektionssystem 2, das sich für den Beifahrer hinter der Abdeckung verbirgt.
Fig. 10 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Projektionssystems 10. In dem
Projektionssystem 10 befindet sich eine Glühbirne 11 und ein Ellipsoidreflektor 12. Das Licht
wird über einen Wärmeschutzfilter 13 und einen Kondensor 14 auf ein Display 15 gegeben.
Weiterhin ist ein Objektiv 16 vorhanden. Mit 17 ist die Projektionsfläche bezeichnet. Es
handelt sich hierbei um ein Projektionssystem für ein holographisches Display mit Weißlicht
und kleinem LCD-Display im Strahlengang.
Fig. 11 zeigt ein Schrägprojektionssystem nach Scheimpflug als Ausführungsbeispiel eines
Projektionssystemes. Gleiche Bauteile zur Fig. 10 sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
Die Abmessungen beider Projektionssysteme betragen nur einige cm. Die Bildschirme
entsprechend den Fig. 1 bis 4 und 8 können so angeordnet werden, daß durch das
Bildschirmprinzip unerwünschte Spiegelungen vermieden werden und Fremdlichteinflüssen
sich nicht kontrastmindernd auswirken.
Es sind im übrigen noch weitere Anbringungsmöglichkeiten für den Bildschirm wie auch für
das Projektionssystem denkbar, die im einzelnen in den Figuren nicht dargestellt sind und hier
nur beschrieben werden sollen.
Beispielsweise kann die Bildschirmoberfläche auf den Seitenflächen des Mitteldomes
angebracht sein. Das dazugehörige Projektionssystem kann sich beispielsweise seitlich am
Mantelrohr befinden oder unterhalb der Instrumententafel. Dies kann nicht nur auf der
Fahrerseite sein sondern auch auf der Beifahrerseite, wobei das Projektionssystem 2 hier auf
der Unterseite der Instrumententafel anzubringen wäre. Es ist dann beispielsweise die
Wiedergabe von Fernsehen oder Video für den Beifahrer möglich, ohne daß der
Fahrzeugführer dadurch gestört würde.
Weiterhin kann die Bildschirmoberfläche auf der Oberfläche des Mitteldomes angebracht
sein. Das Projektionssystem kann aus dem ebenen Bereich heraus vor dem Schalthebel mit der
Projektionsrichtung nach oben angeordnet sein. Wenn eine Abschattung oder Verschmutzung
vermieden werden soll, kann beispielsweise auch eine Durchlichtprojektion erfolgen, indem
die Bildschirmoberfläche von der Innenseite des Mitteldomes angestrahlt wird.
Grundsätzlich ist der Betrachtungswinkel bei den Bildschirmen frei einstellbar.
Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit besteht beispielsweise darin, daß bei
Durchlichtprojektion die Bildschirmoberfläche Bestandteil des Projektionssystems sein kann.
Der Bildschirm ist in den genannten Ausführungsbeispielen das Hologramm einer
vorzugsweise weißen Projektionsfläche, das entweder auf eine lichtschluckende mattschwarze
oder auch farbige oder graue Unterlage aufgezogen wird oder für Durchlichtprojektion vor
einem lichtschluckenden mattschwarzen Kasten auf eine transparente Oberfläche aufgezogen
wird. Im letzteren Fall befindet sich die Austrittsöffnung der Projektionseinheit innerhalb
dieses Kastens.
Die Betrachtungsebene des virtuellen Bildes, der Projektionswinkel und der
Betrachtungswinkel sowie die Öffnung dieser beiden Winkel sind Konstruktionsparameter,
die bei der Herstellung des Hologrammes eingestellt werden können. Projektionswinkel und
Betrachtungswinkel können beispielsweise einachsig sein.
Sinnvollerweise wird die Öffnung des Projektionswinkels klein gehalten. Die Öffnung des
Betrachtungswinkel hängt davon ab, ob mehrere Personen die Möglichkeit zur Betrachtung
haben sollen (relativ großer Öffnungswinkel) oder ob eine Ausblendung der Information zu
anderen Richtungen erfolgen soll (relativ kleiner Öffnungswinkel). Zur Vermeidung
unerwünschter Spiegelungen sollte der Betrachtungswinkel so eingestellt werden, daß er in
der Breite zwar groß genug ist, in der Höhe jedoch stark begrenzt ist.
Die Konstruktion mit relativ kleinem Öffnungswinkel bringt den Vorteil, daß bei hellem
Umgebungslicht immer der volle Kontrast des Bildschirms erzielt wird. Kontrastmindernd
wirken lediglich mögliche Reflexe an der Schutzabdeckung der Bildschirmoberfläche. Aus
diesem Grunde sollte diese vorteilhafterweise entspiegelt sein, vergleichbar der von
Brillengläsern bekannten Technologie. Ursache sind folgende Eigenschaften des
Hologrammes. Der Bildschirm erscheint in Betrachtungsrichtung immer schwarz oder in der
Farbe der Unterlage solange kein schmalbandiges Licht aus der Projektionsrichtung auf diesen
fällt. Breitbandiges Umgebungslicht führt nicht zu einer Rückstreuung in
Betrachtungsrichtung, so daß der Bildschirm schwarz oder in der Farbe seiner Unterlage
erscheint. Schmalbandiges Licht aus einer anderen als der eingestellten Projektionsrichtung
führt ebenfalls zu keiner Rückstreuung, so daß der Bildschirm schwarz oder in der Farbe
seiner Unterlage erscheint.
Das Hologramm kann so ausgebildet werden, daß es mehrere Paarungen aus
Projektionswinkeln und Betrachtungswinkeln beinhaltet. Dabei muß mindestens ein Winkel
eines Paares von dem des anderen Paares oder weiterer Paare unterschiedliche sein. Weiterhin
können auf dieselbe Bildschirmoberfläche mehrerer Projektionssysteme gleichzeitig aus
unterschiedlichen Richtungen einstrahlen. So ist es möglich, unterschiedliche
Bildinformationen in unterschiedliche Betrachtungsrichtungen gleichzeitig zu übertragen. Auf
diese Weise werden Bildinformationen in eine Betrachtungsrichtung für die andere
Betrachtungsrichtung ausgeblendet. Auf diese Weise kann beispielsweise der Fahrer
Informationen des Navigationssystems einsehen, während der Beifahrer auf derselben
Bildschirmfläche gleichzeitig ein Video anschaut (sinnvollerweise mit Kopfhörern), ohne daß
einen gegenseitige Beeinflussung stattfindet. Auch im Fondbereich können auf diese Weise
die Fondsinsassen mit unterschiedlichen Informationen versorgt werden. Weiterhin ist es
möglich, auf dieselbe Bildschirmoberfläche mehrere Projektionssysteme gleichzeitig aus
der gleichen angenäherten Richtung einstrahlen zu lassen. Dadurch ergibt sich in
Betrachtungsrichtung eine Überlagerung von zwei unterschiedlichen Bildinformationen
(beispielsweise zur Zeigerdarstellung eines Tachometers vor konstantem Hintergrund).
Zur Projektion können ein oder mehrere entsprechend der zu erzeugenden Bildinformation
modulierte farbige Laserstrahlen verwendet werden. Für eine vollfarbige Darstellung werden
sinnvollerweise je eine roter, ein grüner und ein blauer Laserstrahl verwendet, die auf
bekannte Art über teildurchlässige Spiegel einachsig überlagert werden und über ein einziges
Scannersystem auf den Bildschirm übertragen werden.
Als Projektionssystem kann aufgrund der besonderen Herstellungsmethode auch
schmalbandiges weißes Licht, beispielsweise einer Halogenlampe, verwendet werden. Dieses
Licht kann beispielsweise durch geeignete Lichtventile (beispielsweise eine kleiner LCD-
Schirm oder eine hochaufgelöste Darstellung eines konstanten Bildes) moduliert werden.
Dabei führen nur die Lichtwellenlängen des weißen Lichtes zur Rückstreuung, die den
Laserwellenlängen entsprechen, mit denen das Hologramm hergestellt wurde. Trotzdem führt
die Mischung der Wellenlängen und die durch das Lichtventil in der Helligkeit modulierte
Helligkeit derselben zu einer vollfarbeigen Darstellung.
Beispielsweise bietet sich für das Kombiinstrument eine Projektion mit mehreren
Projektionssystemen an. Einerseits ist eine Darstellung des Hintergrundes oder Zifferblattes
durch Lichtprojektion (weiß oder farbig) eines hochaufgelösten Dias möglich. Dazu kann
gleichzeitig eines Darstellung der Zeiger und/oder Warnanzeigen sowie Zusatzinformationen
durch einen oder mehrere Laser oder Lichtprojektion erfolgen. Bei Verwendung mehrerer
Projektionssysteme mit unterschiedlichen Farben ist eine räumliche Staffelung des virtuellen
Bildes möglich. Eine solche räumliche Staffelung ist auch möglich, wenn mit mehreren
Projektionssystemen gleicher Lichtfarbe aus unterschiedlichen Richtungen projiziert wird (bei
entsprechender Ausführung des Hologrammes). Diese Möglichkeiten können auch bei
anderen Bildschirmen im Fahrzeug realisiert werden wie beispielsweise auf der
Beifahrerseite oder im Fondbereich.
Das Hologramm erstreckt sich bis zum Rand hin, es ist also kein Rahmen erforderlich. Auf
diese Weise ist es möglich, gleiche oder von der Konstruktion her unterschiedliche
Hologramme optisch nahtlos aneinander zu reihen und mit einer gemeinsamen Abdeckung zu
versehen, mit neuen Designmöglichkeiten und der Option einer Panoramadarstellung der
Bildinformation. Durch die Verwendung eines variablen und/oder programmierbaren
Laserscanners ist es möglich, unterschiedliche Bildschirmbegrenzungen und Bildformate
variabel darzustellen.
Der holographische Bildschirm ist kein System, das funktionellen Anforderungen genügen
muß. Aus diesem Grunde ist ein einfacher Beschnitt zur Bildschirmbegrenzung möglich.
Außerdem ist genau so gut eine randlose Ausführung möglich.
Claims (20)
1. Holographischer Bildschirm, der bei Umgebungslicht schwarz, grau oder farbig erscheint,
gekennzeichnet durch seine Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
2. Bildschirm nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) in Auflichtprojektion funktioniert.
3. Bildschirm nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) in Durchlichtprojektion funktioniert.
4. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschirmoberfläche (3) weich ausgeführt ist.
5. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) im Sichtbereich des Fahrers (1) unterhalb
der Windschutzscheibe angeordnet ist.
6. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) im Sichtbereich des Beifahrers (1)
unterhalb der Windschutzscheibe angeordnet ist.
7. Bildschirm nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) zumindest im wesentlichen auf der
Abdeckung eines Airbags angebracht ist.
8. Bildschirm nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) zumindest im wesentlichen auf dem
Deckel des Handschuhfaches angebracht ist.
9. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) zumindest in einer der beiden
Seitenflächen des Mitteldomes angeordnet ist.
10. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) auf der Fläche des Mitteldomes
angeordnet ist.
11. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) auf einer leicht angewinkelten Fläche des
Dachhimmels (6) im mittleren bis vorderen Bereich des Fahrzeuges angeordnet ist.
12. Bildschirm nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß sich hinter der leicht angewinkelten Fläche eine
Beleuchtungseinrichtung befindet.
13. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) hinter und/oder auf der Innenseite einer
Sonnenblende angebracht ist.
14. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (3) auf der hinteren Fläche der Kopfstützen
der Vordersitze angebracht ist.
15. Bildschirm nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschirmfläche größer ist als die Projektionsfläche auf
dem Bildschirm.
16. Bildschirm nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Richtung des Projektionssystemes mit einer
Verstellung des Vordersitzes und/oder der Kopfstütze des Vordersitzes ändert.
17. Anzeigesystem in einem Kraftfahrzeug, enthaltend wenigstens einen Bildschirm (3) nach
einem der Ansprüche 1 bis 16 sowie zu diesem wenigstens einen Bildschirm (3)
wenigstens zwei Projektionssysteme, wobei die Abbildungen der beiden
Projektionssysteme aus demselben Betrachtungswinkel zu sehen sind.
18. Anzeigesystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionssysteme
unterschiedliche Farben aufweisen.
19. Anzeigesystem in einem Kraftfahrzeug, enthaltend wenigstens einen Bildschirm (3) nach
einem der Ansprüche 1 bis 16, sowie zu diesem wenigstens einen Bildschirm (3)
wenigstens zwei Projektionssysteme, wobei die Abbildungen der beiden
Projektionssysteme aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln zu sehen sind.
20. Anzeigesystem nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet, daß zu dem wenigstens einen Bildschirm (3) wenigstens zwei
Projektionssysteme vorhanden sind, deren Abbildungen aus unterschiedlichen
Betrachtungswinkeln zu sehen sind.
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE EBERL, HEI |
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8130 | Withdrawal | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: EBERL, HEINRICH A., 87463 DIETMANNSRIED, DE Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |