DE4029312A1 - Anzeigevorrichtung fuer betriebsdaten auf einer sichtscheibe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine optische Anzeigevorrichtung von
Betriebsdaten eines Fahrzeuges auf dessen Schutzscheibe
durch einen Fahrzeugführer beobachtbar ein Bildbereich in
einer Bildebene einer Projektionsvorrichtung liegt, deren
Helligkeit einstellbar ist und in deren Objektebene eine
betriebsdatengesteuerte elektronische Bildausgabevorrichtung
angeordnet ist.
Es ist bekannt, in einem Personenfahrzeug auf die
Windschutzscheibe Anzeigevorrichtungen, z. B. einen
Tachometerscheibenausschnitt, zu projizieren, damit der
Fahrer während der Beobachtung der Fahrbahn die angezeigten
Betriebsdaten ohne Augenbewegung und -adaption an einen
anderen Helligkeitswert von Anzeigearmaturen, verglichen zur
Ungebungshelligkeit auf der zu beobachtenden Straße,
ermüdungsfrei wahrnehmen kann. Diese Anzeigevorrichtung ist
jedoch nur beschränkt einzusetzen, da die zu projizierende
Anzeige einer bestimmten Funktion fest zugeordnet ist und
ein Teil der Vorrichtung auf dem Armaturenbrett, das
Sichtfeld des Fahrzeugführers einengend, angeordnet ist.
Es ist weiterhin bekannt, in Flugzeugen sogenannte Head-UP-
Anzeigevorrichtungen einzusetzen, mit denen über sehr
aufwendige Abbildungsoptiken ein Hologramm im Sichtbereich
des Piloten erzeugt wird, dessen Quelle der Bildschirm einer
Bildröhre ist. Eine derartige Vorrichtung ist aus
Kostengründen nur in sehr teuren Flugzeugen einzusetzen, und
die Bildröhre und Projektionsvorrichtung sind dabei vor dem
Piloten in Flugrichtung vor einem Armaturenbrett angeordnet,
wodurch eine Aussicht in den unteren Bereich vor dem Piloten
nach außen nicht gegeben ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine optische Anzeige auf
einer Schutzscheibe im Sichtbereich eines Fahrzeugführers
von verschiedenartigen Betriebsdaten zu erbringen, wobei das
Sichtfeld nach außen von der Projektionsvorrichtung nicht
eingeschränkt ist und die Projektionsvorrichtung relativ
geringen technischen Aufwand erfordert.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die
Bildausgabevorrichtung eine Durchlicht-Flüssigkristall-
Anzeigevorrichtung ist, daß die Projektionsvorrichtung mit
der Bildausgabevorrichtung außerhalb des Sichtfeldes des
Fahrzeugführers angeordnet ist und der Bildbereich derart
angeordnet und seine Projektionsachse derart orientiert ist,
daß ein direkter Reflexlichtbereich der
Projektionsvorrichtung außerhalb eines Beobachterbereiches
des Fahrzeugführers liegt und nur ein Streulicht von dem
Bildbereich in den Beobachtungsbereich fällt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Verwendung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ermöglicht mittels einer prozessorgesteuerten Auswahl der
anzuzeigenden Betriebsdaten des Fahrzeuges und insbes. einer
Arbeitsmaschine jeweils die wichtigen Betriebsdaten den
Fahrer anzuzeigen, wodurch dieser einerseits nicht durch
eine unübersichtliche Vielzahl von Informationen überlastet
oder von der Beobachtung der Fahrbahn oder des
Arbeitsbereiches abgelenkt wird und andererseits stets die
gerade für seine Tätigkeit wichtigsten Betriebsdaten
übersichtlich und augenfällig angezeigt erhält.
Die Anordnung der Projektionsvorrichtung neben dem
Fahrzeugführer gibt ihm volle Sichtfreiheit bis in den
Bodenbereich der Fahrerkabine, die insbesondere bei
Erntemaschinen erforderlich ist, deren Schutzscheibe bis zum
Kabinenboden herunterreicht und deren Fahrzeugarmaturen eng
konzentriert an der Steuersäule angebracht sind. Andere
Betriebsdaten, die den Arbeitsvorgang betreffen, waren
bisher nur nach einer Kopfschwenkung um etwa 90° von einer
Anzeigevorrichtung abzulesen; sie wurden deshalb nur in
Sonderfällen wahrgenommen. Nach der Erfindung deckt sich der
Bildbereich der Projektionsvorrichtung mit den
Beobachtungsbereich der Arbeitsvorrichtung, insbesondere des
Mähwerkes und des Haspels, der eine ständige Aufmerksamkeit
auf das Vorliegen von Steinbrocken, Wild, Erdhaufen oder
anderen Hindernissen erfordert. Ohne Beeinträchtigung der
Aufmerksamkeit werden die entscheidenden Betriebsdaten nun
zu Gesicht gebracht.
Die Auswahl der jeweils anzuzeigenden Betriebsdaten
geschieht entweder über einen Betriebsartenschalter oder
automatisch abhängig von der Bedeutung der Daten, indem
diese mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden und bei
deren Überschreitung zur Anzeige gebracht werden.
Insbesondere bei dieser automatischen Auswahl der Art der
jeweils anzuzeigenden Betriebsdaten wird gleichzeitig ein
zugehöriges Betriebsdatenar-Kennzeichen zur Anzeige
gebracht.
Die Flüssigkristallanzeige ist entweder als Punktmatrix
ausgestaltet, oder sie besteht aus einer Anzahl von, z. B.
zeilenförmig angeordneten, bekannten Multisegmentstellen,
beispielsweise Siebensegmentstellen, die entsprechend der
jeweils ausgewählten Segmentkombination eine Ziffer oder
einen Buchstaben oder ein Symbol darstellen. Auf diese Weise
lassen sich mit ein oder zwei Zeilen nit jeweils 6 bis 8
Stellen die wesentlichen Betriebsarten und -zustände
übersichtlich darstellen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die
Projektionsvorrichtung um eine horizontale Achse schwenkbar
gelagert, so daß der Bildbereich in der einen
Schwenkstellung sich mit dem zu beobachtenden Arbeitsbereich
deckt und deshalb im unteren Abschnitt der Schutzscheibe
liegt und in der anderen Schwenkstellung höher liegt, so daß
er sich mit dem Fahrbahnsichtbereich im Fahrbetrieb deckt.
Die Einstellung der Schwenklage kann motorisch oder von Hand
vorgesehen sein.
Um einen zuverlässigen Betrieb der Vorrichtung zu
gewährleisten, ist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung vor
starker Erwärmung durch die Projektionslichtquelle
geschützt, indem vor dieser ein Infrarotfilter angeordnet
ist und der Projektor mit einer Zwangsbelüftung ausgestattet
ist.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Lichtquelle eine
Metalldampflampe, z. B. eine Natriumdampflampe oder eine
Quecksilberdampflampe, die bekanntlich in Verbindung mit
Leuchtstoffen eine hohe Lichtausbeute bei geringem
Leistungsbedarf und dementsprechend geringer
Wärmeentwicklung erbringt.
Passend zu der verwandten Lichtquelle ist der Bildbereich
auf der Schutzscheibe ausgestaltet. Dieser ist entweder
lichtstreuend, farbig und/oder fluoreszierend präpariert
oder beschichtet, wobei eine gute Transparenz verbleibt.
Wird eine Natriumdampflampe verwandt, so wird der
Bildbereich zweckmäßig mit einem Gelbfilter versehen, das
auf die gelbe Natriumlinie abgestimmt ist und somit dieses
Licht bevorzugt streut das übrige Licht jedoch frei
passieren läßt, so daß eine gute Transparenz verbleibt.
Wird eine Quecksilberdampflampe verwandt, so kann diese als
Leuchtstofflampe in bekannter Weise ausgebildet sein, wobei
der Bildbereich lichtstreuend ausgerüstet ist, jedoch eine
Transparenz erhalten bleibt.
Vorteilhaft ist es, eine Quecksilberdampflampe zu verwenden,
die im wesentlichen unsichtbares UV-Licht aussendet, und den
Bildbereich mit einem transparenten, fluoreszierenden
Leuchtstoff auszurüsten. Dadurch entsteht das zu
beobachtende, leuchtende Bild unmittelbar am
fluoreszierenden Leuchtstoff auf der Schutzscheibe, und
deren Transparenz ist unbeeinträchtigt.
Die Helligkeit der Anzeige ist vorteilhaft vom Beobachter
relativ zur Außenhelligkeit vorgebbar und darüberhinaus von
der Außenhelligkeit abhängig gesteuert. Dadurch besteht für
den Beobachter stets ein optimales Konstrastverhältnis
zwischen der Beleuchtung des Beobachtungsbereiches und der
Anzeigenhelligkeit, und eine Richtungsänderung des
Fahrzeuges, z. B. zur Sonnen- oder Schattenseite,
beeinträchtigt die Sichtbarkeit der Anzeige nicht und führt
auch nicht zu einer störenden Blendbelastung der Augen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist in den Fig. 1 und 2
dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Anzeigevorrichtung schematisch im
Grundriß;
Fig. 2 zeigt eine Anzeigevorrichtung in einem Führerhaus
perspektivisch bei geöffneter Seite.
In Fig. 1 ist ein Grundriß für die Anordnung einer
Anzeigevorrichtung in einem Fahrzeug dargestellt. Die Augen
des Fahrzeugführers befinden sich während seiner Tätigkeit
in einem Beobachterbereich (BF) hinter einer Schutzscheibe
(W), durch die er einen Arbeitsbereich oder Fahrbahnbereich
im Blickfeld hat. Auf der Schutztscheibe (W) liegt die
Bildebene (BE) des Projektors (P), der z. B. neben dem
Fahrzeugführer angeordnet ist, so daß in der Bildebene (BE)
der Bildbereich (BB) liegt, in dem die
Bildausgabevorrichtung (FA) abgebildet ist, die in der
Objektebene (OE) des Projektors (P) angeordnet ist. Der
Bildbereich (BB) ist so weit neben dem Beobachterbereich
(BF) abgeordnet und die Projektionsachse (A) ist so
orientiert, daß unmittelbares Reflexlicht (RL) von der
Schutzscheibe (W) im Reflexlichtbereich (RLB) des Projektors
(P) den Beobachterbereich (BF) nicht trifft. Dadurch wird
verhindert, daß der Beobachter ein ihn blendendes
Spiegelbild der Lichtquelle (Q) des Projektors (P) sieht.
Der Beobachter sieht vielmehr das Streulicht (SL) der
Abbildung der Objektebene im Bildbereich (BB).
Die Projektionsvorrichtung (P) besteht aus einer Lichtquelle
(Q) mit Kondensatoren (K1, K2), einem nachgeschalteten
Infrarotfilter (IR), der Bildausgabevorrichtung (FA) und der
Objektivlinsenanordnung (OL). Die Bildausgabevorrichtung
(FA) ist eine transparente Flüssigkristallanzeige, deren
Bildpunkte oder Bildsegmente elektronisch in bekannter Weise
ansteuerbar sind, wobei die Bildumkehr durch die Projektion
berücksichtigt ist. Ein Lüfter (L) sorgt für die Kühlung des
Filters (IR) und der Lichtquelle (Q), so daß das
Flüssigkristallmaterial nicht überheizt wird. Falls eine
Metalldampflampe als Lichtquelle (Q) verwandt wird, kann das
Wärmefilter (IR) und unter Umständen der Lüfter (L)
entfallen.
Die Lichtquelle (Q) wird über einen Ansteuerverstärker (V)
bestromt, der eingangsseitig über ein Potentiometer (PH)
abhängig von dessen Schleifereinstellung gesteuert ist,
wobei das Potentiometer (PM) durch einen Umgebungslichtsensor
(PH) gespeist ist. Auf diese Weise läßt sich mit dem
Potentiometer (PM) die relative Helligkeit der Anzeige zur
jeweiligen Umgebungshelligkeit einstellen.
Die Ansteuerung der Bildausgabevorrichtung (FA) erfolgt über
einen Steuerprozessor (ST), dem die anzuzeigenden jeweiligen
Betriebsdaten zugeführt werden. Diese Betriebsdaten sind
z. B. ein Geschwindigkeitssignal (VS), eine Durchsatzzahl
(LZ) und eine Verlustzahl (LZ), die bei einer Erntemaschine
von einem Förderlastmesser bzw. einem Körnerstrommesser
laufend geliefert werden. Weiterhin ist die
Steuervorrichtung (ST) mit einem Wahlschalter (WS)
verbunden, der abhängig von seinen Wahlstellungen Signale
liefert. Als Stellungen sind z. B. eine Automatikstellung
(AA), eine Fahrtstellung (SF), eine Ernteleistungsstellung
(SL) und eine Erntegütestellung (SG) vorgesehen.
Ist die Automatikstellung (AA) gegeben, so vergleicht der
Steuerprozessor (ST) die Betriebsdaten (VS, VZ, LZ) ständig
mit jeweils vorgegebenen Grenzwerten, bei deren
Überschreitung er ein Betriebsdatenartenkennzeichen und das
betreffende Betriebsdatum zur Ausgabe (FA) bringt. Die
Ausgabe kann vorteilhaft zusammen mit dem vorgegebenen
Grenzwert und in absoluter oder relativer Darstellung
vorgenommen werden. Die Ausgabeart ist jeweils von der
Programmvorgabe des Prozessors (ST) bestimmt.
In den anderen drei Wahlschalterstellungen wird ein
Kennzeichen der gewähltem Betriebsarten zusammen mit dem
jeweiligen Betriebsdatum zur Anzeige gebracht.
Statt eines Wahlschalters (WS) läßt sich auch eine einfache
Eingabetaste zur Steuerung der Betriebsartenanzeige
verwenden, wenn deren Betätigung jeweils in der
Steuervorrichtung (ST) in einen Zähler fortgeschrieben wird,
dessen Stellung die Auswahl der Ausgabe bestimmt.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer
Fahrerkabine einer Erntemaschine. Die Frontseite ist
vollständig mit der Schutzscheibe (W) verglast. Vor ihr
liegt der Arbeitsbereich des Mähwerkes (MW) und der Haspel
(H). Sämtliche Armaturen sind kompakt an der Steuersäule
montiert, so daß der Fahrzeugführer schräg nach unten
blickend den Arbeitsbereich vollständig erfaßt. Rechts unten
im Blickfeld auf dem Arbeitsbereich befindet sich auf der
Schutzscheibe (W) der Bildbereich (BB). Der Projektor (P)
ist neben dem Fahrersitz (S) angeordnet. Er läßt sich mit
einen Handgriff in eine zweite Stellung (P′) um die
Schwenkachse (SA) verschwenken, so daß dann der Bildbereich
(BB′) in den Sichtbereich einer zu beobachtenden Fahrbahn
fällt.
An dem Projektor (P) ist ein Potentiometerknopf des
Helligkeitspotentiometers (PM) und der
Betriebsartenwahlschalter (WS) angebracht. Der
Außenhelligkeitssensor (PH) ist zur Frontscheibe (W)
gerichtet angebracht. Die Steuervorrichtung ist im Projektor
(P) untergebracht und mit einem Kabel zur Leitzentrale der
Maschine verbunden, über das die Betriebsdaten signalisiert
werden. Die jeweilig zu beachtenden Grenzwerte lassen sich
durch eine Tastatur (T) in die Steuervorrichtung eingeben.
Claims (14)
1. Optische Anzeigevorrichtung von Betriebsdaten eines
Fahrzeuges, auf dessen Schutzscheibe (W) durch einen
Fahrzeugführer beobachtbar ein Bildbereich (BB) in einer
Bildebene (BE) einer Projektionsvorrichtung (P) liegt, deren
Helligkeit einstellbar ist und in deren Objektebene (OE)
eine betriebsdatengesteuerte, elektronische
Bildausgabevorrichtung (FA) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bildausgabevorrichtung (FA) eine
Durchlicht-Flüssigkristallvorrichtung ist, daß die
Projektionsvorrichtung (P) mit der Bildausgabevorrichtung
(FA) außerhalb des Sichtfeldes des Fahrzeugführers
angeordnet ist und der Bildbereich (BB) derart angeordnet
und seine Projektionsachse (A) derart orientiert ist, daß
ein direkter Reflexlichtbereich (RLB) der
Projektionsvorrichtung (P) außerhalb eines
Beobachterbereiches (BF) des Fahrzeugführers liegt und nur
ein Streulicht (SL) von dem Bildbereich (BB) in den
Beobachterbereich (BF) fällt.
2. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung (FA) und einer Lichtquelle
(Q) in der Projektionsvorrichtung (P) mindestens ein
Infrarotlichtfilter (IR) angeordnet ist und die Lichtquelle
(Q) und das Infrarotlichtfilter (IR) zwangsbelüftet sind.
3. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (Q) eine
Metalldampflampe ist.
4. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schutzscheibe (W) im Bildbereich
(BB) transparent ist, jedoch für einen Lichtanteil der
Projektionsvorrichtung (P) lichtstreuend und/oder
fluoreszierend beschichtet oder präpariert ist.
5. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schutzscheibe (W) im Bildbereich
(BB) farbig getönt ist und die Projektionsvorrichtung (P)
eine Lichtquelle (Q) gleichfarbigen Lichtes enthält.
6. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (Q) fluoreszierendes
Licht an die fluoreszierende Beschichtung des Bildbereiches
(BB) gibt.
7. Optische Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit der
Lichtquelle (Q) der Projektionsvorrichtung (P) abhängig von
einer Stellung eines handbetätigbaren Einstellgliedes (PM)
und von den Ausgangssignal eines Umgebungslicht-
Helligkeitssensors (PH) gesteuert ist.
8. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einstellglied (PM) ein Potentiometer
ist, das von den Helligkeitssensor (PH) gespeist ist und
dessen Abgriff mit einem Verstärker (V) eingangsseitig
verbunden ist, der ausgangsseitig die Lichtquelle (Q)
speist.
9. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
(FA) aus einer mehrstelligen Vielsegmentvorrichtung für eine
Ziffern- und/oder Buchstabendarstellung besteht.
10. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Fahrzeug eine Arbeitsmaschine,
insbes. eine Erntemaschine ist, deren Arbeitsbereich ständig
vom Fahrzeugführer durch die Schutzscheibe (W) zu beobachten
ist, und daß der Bildbereich (BB) so angeordnet ist, daß er
sich zumindest teilweise mit dem zu beobachtenden
Arbeitsbereich, insbes. einem Mähbereich, deckt.
11. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schutzscheibe (W) der Erntemaschine
etwa bis zum Boden einer Fahrerkabine reicht und der
Bildbereich (BB) sich in deren unteren Abschnitt befindet,
so daß er sich mit einem Sichtbereich des Fahrzeugführers
auf das Mähwerk (M) deckt.
12. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Projektionsvorrichtung (P)
schwenkbar gehalten ist, so daß sie in eine zweite Stellung
verbringbar ist, in der der Bildbereich (BB′) sich mit einem
Fahrbahnsichtbereich des Fahrzeugführers deckt.
13. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Projektionsvorrichtung (P) mittels
eines Stellmotores (SM) verschwenkbar ist und/oder
zugreifbar verschwenkbar für den Fahrzeugführer angeordnet
ist.
14. Optische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung (ST)
unterschiedliche Betriebsartendaten (VS, VZ, LZ) abhängig
von einer Betriebsartensteuervorgabe (SF, SG, EL) und /oder
in eine Automatikbetriebsartstellung (AA) abhängig von einem
jeweiligen Betriebszustand (SF, SG, EL) zusammen mit einem
Betriebszustandsanzeigesignal an die Bildausgabevorrichtung
(FA) ausgibt.
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DE4029312A Withdrawn DE4029312A1 (de) | 1990-09-15 | 1990-09-15 | Anzeigevorrichtung fuer betriebsdaten auf einer sichtscheibe |
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