-
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zum Erzeugen von Bildern, welche in der Kombination für einen Betrachter einen dreidimensionalen Effekt hervorrufen. Die Anzeigevorrichtung weist mindestens einen Bildschirm und mindestens zwei semi-transparente Spiegel auf.
-
Die große Anzahl an Bildschirmen und Anzeigen in einem Fahrzeug erschwert deren für den Fahrzeugführer übersichtliche Anordnung, welche jedoch wichtig ist, um die Konzentration des Fahrzeugführers beim Fahren nicht zu beeinträchtigen. Es ist daher wünschenswert, die benötigten Informationen auf einem einzigen Bildschirm darzustellen.
-
Zudem besteht ein Bedarf an Bildschirmen, welche dreidimensionale Effekte darstellen können. Zum Erzeugen von 3D-Effekten stehen derzeit nur wenige Technologien, beispielsweise auf der Basis von Multi-Layern mit mindestens zwei Anzeigen oder orthogonale Anordnungen verschiedener Komponenten, zur Verfügung. Die bekannten Technologien erfordern einen sehr großen Bauraum.
-
In der
DE 103 33 745 A1 wird eine Anzeigeeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit mindestens einer ersten Displayeinrichtung, welche abbildendes Licht abgibt, und mindestens einer beleuchteten oder selbstleuchtenden elektromechanischen zweiten Anzeigeeinrichtung, beschrieben. Die erste Displayeinrichtung ist dabei in einem Blickfeld eines Betrachters angeordnet. Zwischen der ersten Displayeinrichtung und der zur ersten Displayeinrichtung in einem Winkel angeordneten, elektromechanischen zweiten Anzeigeeinrichtung ist eine Kombinationseinrichtung vorgesehen, welche für das abbildende Licht der ersten Displayeinrichtung durchlässig und für das abbildende Licht der elektromechanischen zweiten Anzeigeeinrichtung reflektierend ausgebildet ist.
-
In der
DE 10 2008 023 839 A1 wird eine Anzeigeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug offenbart, bei welcher mehrere virtuelle Bilder überlagert werden. Die Anzeigeeinrichtung weist eine erste Anzeigeanordnung zum Anzeigen einer ersten, in einer zumindest annähernd senkrechten ersten Anzeigeebene, direkt von einem Fahrzeugführer durch einen halbdurchlässigen Spiegel zu betrachtenden, leuchtend ansteuerbaren Information und eine zweite Anzeigeanordnung zum Anzeigen einer zweiten leuchtend ansteuerbaren Information in einer in ihrer Betriebsposition zur ersten Anzeigeebene um einen Winkel geneigten zweiten Anzeigeebene auf. Dabei ist die zweite Anzeigeanordnung fahrzeugführerseitig vor und unterhalb der ersten Anzeigeanordnung angeordnet. Die zweite Information ist vom halbdurchlässigen Spiegel zum Fahrzeugführer reflektierbar. Die zweite Anzeigeanordnung ist aus ihrer Betriebsposition zum halbdurchlässigen Spiegel hin in eine Außerbetriebsposition bewegbar.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anzeigevorrichtung zur Darstellung von Bildern mit einer dreidimensionalen Wirkung. Die Vorrichtung soll eine minimale Anzahl an Komponenten, insbesondere an freistehenden oder aus einer Einbauposition hervorstehenden Komponenten, aufweisen. Die Kosten für Herstellung und der Bauraum sollen minimal sein. Die Anzeigevorrichtung soll eine verbesserte Interaktion zwischen Bediener und Fahrzeug ermöglichen.
-
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zum Erzeugen von Bildern, welche in der Kombination für einen Betrachter einen dreidimensionalen Effekt hervorrufen, gelöst. Die dem Erzeugen einer dreidimensionalen Anzeige aus visuellen Bildern dienende Anzeigevorrichtung weist mindestens einen Bildschirm, welcher von Kanten begrenzt ist, sowie mindestens einen ersten semi-transparenten Spiegel und einen zweiten semi-transparenten Spiegel mit jeweils einer äußeren Kante auf.
-
Nach der Konzeption der Erfindung sind die semi-transparenten Spiegel jeweils mit der äußeren Kante zu einer Oberfläche des mindestens einen Bildschirms hin ausgerichtet und in einem bestimmten Winkel zueinander sowie jeweils in einem bestimmten Winkel zum Bildschirm angeordnet. Die semi-transparenten Spiegel liegen vorteilhaft jeweils mit der äußeren Kante an der Oberfläche des Bildschirms an.
-
Dabei sind der erste semi-transparente Spiegel in Richtung eines Betrachters und der zweite semi-transparente Spiegel vom Betrachter weg abgewinkelt ausgerichtet. Die Oberfläche des mindestens einen Bildschirms ist in einen ersten Bildschirmbereich und einen zweiten Bildschirmbereich unterteilt. An einer auf einer vom Betrachter abgewandten Seite des Bildschirms ausgebildeten Kante ist eine reflektierende Oberfläche in einem Winkel zur Oberfläche des Bildschirms angeordnet.
-
Die Anzeigevorrichtung ist bevorzugt im Wesentlichen derart angeordnet, dass der Betrachter entlang der Oberfläche des Bildschirms über den Bildschirm hinweg in Richtung der reflektierende Oberfläche schaut.
-
Der mindestens eine Bildschirm kann als ein Flüssigkristallbildschirm ausgebildet sein, welcher die Basis der Anzeigevorrichtung bildet. Die von dem Bildschirm emittierten Lichtstrahlen werden an den semi-transparenten Spiegeln vorteilhaft derart reflektiert, dass im Zwischenraum zwischen den semi-transparenten Spiegeln virtuelle Bilder, insbesondere zwei virtuelle Bilder, entstehen. Dabei wird für den Betrachter eine dreidimensionale Darstellung erzeugt. Der Betrachter nimmt die zwei in Blickrichtung hintereinander angeordneten zweidimensionalen Bilder als eine dreidimensionale Anzeige wahr. Das dreidimensionale Bild wird dabei mittels spezifischer Grafiken erzeugt, welche die zwei Bildebenen nutzen.
-
Der erste Bildschirmbereich und der zweite Bildschirmbereich sind vorteilhaft in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Dabei können die Bildschirmbereiche als Bereiche eines gemeinsamen Bildschirms oder als zwei getrennte Bildschirme ausgebildet sein.
-
Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind der erste semi-transparente Spiegel und der zweite semi-transparente Spiegel mit den äußeren Kanten aneinander anliegend angeordnet.
-
Die äußeren Kanten der semi-transparenten Spiegel sind bevorzugt auf der Oberfläche des Bildschirms eine Linie ausbildend angeordnet, welche den gemeinsamen Bildschirm in den ersten Bildschirmbereich und den zweiten Bildschirmbereich unterteilt.
-
Die von den äußeren Kanten der semi-transparenten Spiegel auf der Oberfläche des Bildschirms ausgebildete Linie ist vorteilhaft eine Gerade, welche parallel zu einer Kante des Bildschirms ausgerichtet ist.
-
Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind der erste semi-transparente Spiegel und der zweite semi-transparente Spiegel mit den äußeren Kanten beabstandet zueinander angeordnet.
-
Der erste Bildschirmbereich und der zweite Bildschirmbereich sind bevorzugt beabstandet zueinander angeordnet. Dabei ist zwischen einer vom Betrachter abgewandten Kante eines ersten Bildschirmbereichs und einer dem Betrachter zugewandten Kante eines zweiten Bildschirmbereichs ein Spalt ausgebildet. Die Bildschirmbereiche können als getrennte Bildschirme ausgebildet sein. Der Spalt weist vorteilhaft eine konstante Breite auf.
-
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der erste semi-transparente Spiegel an einer vom Betrachter abgewandten Kante des ersten Bildschirmbereichs, der zweite semi-transparente Spiegel an einer dem Betrachter zugewandten Kante des zweiten Bildschirmbereichs und die reflektierende Oberfläche an der vom Betrachter abgewandten Kante des zweiten Bildschirmbereichs angeordnet.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der dem Betrachter zugewandte erste Bildschirmbereich mit einem Blickschutzfilter beschichtet ist. Mit dem Blickschutzfilter wird verhindert, dass der Betrachter, insbesondere ein Fahrzeugführer, direkt auf den Bildschirm schaut und dadurch vom Fahrgeschehen abgelenkt wird. Die Konzentration des Fahrzeugführers kann auf die Fahrbahn gerichtet bleiben.
-
Der Blickschutzfilter lässt vom ersten Bildschirmbereich emittierte Lichtstrahlen passieren, sodass der dem Betrachter zugewandte semi-transparente Spiegel das erzeugte Bild spiegelt.
-
Die reflektierende Oberfläche ist vorzugsweise in einem rechten Winkel zur Oberfläche des Bildschirms angeordnet.
-
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der erste semi-transparente Spiegel und der zweite semi-transparente Spiegel jeweils in einem gleichen Winkel zur Oberfläche des Bildschirms angeordnet. Die Winkel weisen dabei vorteilhaft Werte in einem Bereich von 30° bis 70°, vorzugsweise in einem Bereich von 40° bis 55°, insbesondere 45°, auf.
-
Speziell bei der beabstandeten Anordnung des ersten Bildschirmbereichs und des zweiten Bildschirmbereichs zueinander können der erste semi-transparente Spiegel und der zweite semi-transparente Spiegel jeweils in voneinander abweichenden Winkeln zur Oberfläche des Bildschirms angeordnet sein. Die semi-transparenten Spiegel sind dabei jeweils derart zum Bildschirm angeordnet, dass die virtuellen Bilder in parallel zueinander ausgerichteten Ebenen dargestellt werden.
-
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, speziell im Hinblick auf die platzsparende und einfache Konstruktion, ermöglicht die Verwendung der Anzeigevorrichtung innerhalb eines Fahrzeugs, insbesondere zum Darstellen von Fahrzeugparametern, beispielsweise der Geschwindigkeit, der Motortemperatur, des Ölstands und/oder von Störungsanzeigen/Warnlampen, und/oder von Informationen von Fahrzeugassistenzsystemen, beispielsweise eines Audiosystems, wie eines Radios oder CD-Abspielgeräts, von Abstandsdetektoren, eines Navigationssystem und/oder eines (Fahr-)Spurerkennungssystems. Die Anzeigevorrichtung lässt sich platzsparend, beispielsweise in das Armaturenbrett des Fahrzeugs, integrieren.
-
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung weist zusammenfassend weitere diverse Vorteile auf:
- - Beanspruchen eines sehr geringen Bauraums, damit ideal Eignung für den Einbau in ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs, um dem Betrachter, insbesondere dem Fahrzeugführer, Information in dreidimensionaler Ansicht darzustellen,
- - Dicke des Bildschirms ist unerheblich, sodass effizient betreibbare Bildschirme verwendbar sind,
- - lediglich ein Element, insbesondere ein semi-transparenter Spiegel, steht aus der sonst kompakten Anzeigevorrichtung hervor sowie
- - Ausbildung und Anordnung des zweiten semi-transparenten Spiegels sowie der reflektierenden Oberfläche zum Erzeugen des zweiten virtuellen Bildes lässt die virtuelle Anzeige näher am Betrachter erscheinen.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren. Im Einzelnen zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung mit einem Bildschirm,
- 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Anzeigevorrichtung mit zwei Bildschirmen,
- 3 eine Seitenansicht der Anzeigevorrichtung und
- 4 eine perspektivische Darstellung der Anzeigevorrichtung.
-
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Anzeigevorrichtung 1' mit einem rechteckigen Bildschirm 2'. Der Bildschirm 2' weist eine ebene Oberfläche 3 auf, welche von jeweils zwei gegenüberliegenden, parallel angeordneten Kanten 4, 5 begrenzt ist.
-
Ein erster semi-transparenter Spiegel 6 und ein zweiter semi-transparenter Spiegel 7 sind oberhalb der Oberfläche 3 des Bildschirms 2', in einem Winkel α zueinander ausgerichtet angeordnet, wobei jeweils eine äußere Kante 6a, 7a der Spiegel 6, 7 vorteilhaft aneinander anliegen, insbesondere um die gesamte Oberfläche 3 des Bildschrims 2' optimal zu nutzen. Die im Wesentlichen ebenen Spiegel 6, 7 liegen mit den sich kontaktierenden äußeren Kanten 6a, 7a an der Oberfläche 3 des Bildschirms 2' an, wobei die Kanten 6a, 7a parallel zu einer Kante 4 des Bildschirms 2' ausgerichtet sind und den Bildschirm 2' in zwei Bildschirmbereiche 2'-1, 2'-2 unterteilen. Der erste Bildschirmbereich 2'-1 und der zweite Bildschirmbereiche 2'-2 weisen vorteilhaft etwa die gleiche Größe auf. Die Spiegel 6, 7 sind jeweils in einem bestimmten Winkel β, δ zur Oberfläche 3 des Bildschirms 2' ausgerichtet. Dabei weisen der Winkel α beispielsweise einen Wert von 90° und die Winkel β, δ Werte von 45° auf.
-
Der erste semi-transparente Spiegel 6 ist dabei in Richtung eines Betrachters 8 und der zweite semi-transparente Spiegel 7 ist von dem Betrachter 8 weg abgewinkelt angeordnet.
-
An einer von einem Betrachter 8 abgewandten äußeren Kante 4 des Bildschirms 2' ist eine reflektierende Oberfläche 9 angeordnet, welche bevorzugt in einem rechten Winkel zur Oberfläche 3 des Bildschirms 2' abgewinkelt angeordnet ist. Der Winkel zwischen der reflektierenden Oberfläche 9 und der Oberfläche 3 des Bildschirms 2' können ebenso vom rechten Winkel abweichen.
-
Die im Wesentlichen rechteckig ausgebildete reflektierende Oberfläche 9 liegt mit einer Kante 9a an der vom Betrachter 8 abgewandten äußeren Kante 4 des Bildschirms 2' an. Die reflektierende Oberfläche 9 ist in Blickrichtung des Betrachters hinter dem zweiten semi-transparenten Spiegel 7 angeordnet.
-
Der zweite semi-transparente Spiegel 7 ist mit einem Winkel δ zur Oberfläche 3 des Bildschirms 2' derart abgewinkelt ausgerichtet, dass der zweite semi-transparente Spiegel 7 mit einer distal zur an der Oberfläche 3 des Bildschirms 2' anliegenden Kante 7a ausgebildeten Kante an einer distal zur an der Oberfläche 3 des Bildschirms 2' anliegenden Kante 9a der Oberfläche 9 ausgebildeten Kante anliegt. Der zweite semi-transparente Spiegel 7 und die reflektierende Oberfläche 9 bilden in diesem Bereich eine Außenkante 10 der Anzeigevorrichtung 1' aus.
-
Im vom Betrachter 8 abgewandten Bereich der Anzeigevorrichtung 1', auch als zweiter Bereich bezeichnet, bilden der zweite semi-transparente Spiegel 7, die reflektierende Oberfläche 9 und die Oberfläche 3 des Bildschirms 2' im Querschnitt ein rechtwinkliges Dreieck.
-
Im ersten, dem Betrachter 8 zugewandten Bildschirmbereich 2'-1 ist die Oberfläche 3 des Bildschirms 2' mit einem Blickschutzfilter 11 beschichtet, welche ein direktes Einsehen des Betrachters 8 auf die Oberfläche 3 des Bildschirms 2' verhindert, die vom Bildschirm 2' abgestrahlten Lichtstrahlen in Richtung des ersten semi-transparenten Spiegels 6 jedoch passieren lässt. Am ersten semi-transparenten Spiegel 6 werden die Lichtstrahlen derart reflektiert, dass in einem zwischen den beiden semi-transparenten Spiegeln 6, 7 ausgebildeten Zwischenraum ein erstes virtuelles Bild 12 entsteht.
-
Ein ebenfalls in dem zwischen den beiden semi-transparenten Spiegeln 6, 7 ausgebildeten Zwischenraum gezeigtes zweites virtuelles Bild 13 wird durch die vom zweiten Bildschirmbereich 2'-2 emittierten, vom zweiten semi-transparenten Spiegel 7 zur reflektierenden Oberfläche 9 geleiteten und von der reflektierenden Oberfläche 9 reflektierten Lichtstrahlen erzeugt. Das zweite virtuelle Bild 13 kann in Blickrichtung des Betrachters 8 vor oder hinter das erste virtuellen Bild 12 projiziert werden. Die semi-transparenten Spiegel 6, 7 sind in den Winkeln α, β, δ jeweils derart zum Bildschirm 2' angeordnet, dass die virtuellen Bilder 12, 13 in parallel zueinander ausgerichteten Ebenen dargestellt werden. Das dreidimensionale Bild wird dabei mittels spezifischer Grafiken erzeugt, welche die zwei Ebenen der virtuellen Bilder 12, 13 nutzen. Der Betrachter 8 sieht dabei zwei zweidimensionale Bilder 12, 13, welche wie ein dreidimensionales Bild erscheinen.
-
In 2 wird eine schematische Darstellung einer weiteren Anzeigevorrichtung 1" gezeigt. Die Anzeigevorrichtung 1" weist einen rechteckigen Bildschirm 2" auf, welcher in einen ersten Bildschirmbereich 2"-1 und einen zweiten Bildschirmbereich 2"-2 unterteilt ausgebildet ist Die Funktionsweise der Anzeigevorrichtung 1" entspricht im Wesentlichen der Funktionsweise der Anzeigevorrichtung 1' aus 1.
-
Die vom ersten Bildschirmbereich 2"-1 emittierten Lichtstrahlen werden von dem ersten semi-transparenten Spiegel 6 reflektiert und bilden das erste virtuelles Bild 12. Die vom zweiten Bildschirmbereich 2"-2 emittierten Lichtstrahlen werden von dem zweiten semi-transparenten Spiegel 7 zur reflektierenden Oberfläche 9 geleitet, von der reflektierenden Oberfläche 9 reflektiert und bilden das zweites virtuelle Bild 13, welches das erste virtuelle Bild 12 überlagernd angeordnet ist.
-
Der erste Bildschirmbereich 2"-1 ist, ähnlich dem ersten Bereich der Oberfläche 3 des Bildschirms 2' der Anzeigevorrichtung 1' aus 1, mit einem Blickschutzfilter 11 beschichtet, welcher ein direktes Einsehen des Betrachters 8 auf den ersten Bildschirmbereich 2"-1 verhindert.
-
Der wesentliche Unterschied zwischen den Anzeigevorrichtungen 1', 1" aus den 1 und 2 liegt in der geteilten Ausbildung des Bildschirms 2" der Anzeigevorrichtung 1". Die beiden Bildschirmbereiche 2"-1, 2"-2 sind in einer gemeinsamen Ebene beabstandet zueinander angeordnet. Zwischen den Bildschirmbereichen 2"-1, 2"-2 ist ein Spalt 14 ausgebildet. Die Bildschirmbereiche 2"-1, 2"- 2 weisen vorteilhaft etwa die gleiche Größe auf.
-
Die beiden äußeren Kanten 6a, 7a des ersten semi-transparenten Spiegels 6 und des zweiten semi-transparenten Spiegels 7, welche bei der Anzeigevorrichtung 1' gemäß 1 aneinander anliegen, sind ebenfalls durch den Spalt 14 voneinander getrennt angeordnet. Dabei liegent die äußere Kante 6a des ersten semi-transparenten Spiegels 6 an der Oberfläche des ersten Bildschirmbereichs 2"-1 und die äußere Kante 7a des zweiten semi-transparenten Spiegels 7 an der Oberfläche des zweiten Bildschirmbereichs 2"-2 an.
-
Die 3 und 4 zeigen weitere Ansichten der Anzeigevorrichtung 1, beispielsweise als Ausschnitt eines Armaturenbrettes eines Fahrzeugs. In der 3 ist eine Seitenansicht der Anzeigevorrichtung 1 dargestellt, während aus 4 eine perspektivische Darstellung der Anzeigevorrichtung 1 hervorgeht. Die Anzeigevorrichtung 1 ist zum Beispiel in dem Armaturenbrett des Fahrzeugs integriert angeordnet.
-
Die Anzeigevorrichtung 1 weist im Bereich der Außenkante 10, welche von dem zweiten semi-transparenten Spiegel 7 und der nicht dargestellten reflektierenden Oberfläche gebildet wird, eine Fläche 15 auf. Der in Blickrichtung durch den ersten semi-transparenten Spiegel 6 hindurch blickende Betrachter 8 schaut über den zweiten semi-transparenten Spiegel 7 sowie die ebene Fläche 15 hinweg und nimmt dabei die sich überlagernden virtuellen Bilder 12, 13 wahr, welche den dreidimensionalen Effekt der Anzeige bewirken. Beim Schauen entlang der ebenen Fläche 15 wird es dem Betrachter 8 ermöglicht, über die Anzeigevorrichtung 1 hinweg zu sehen. Bei einer Verwendung der Anzeigevorrichtung 1 im Armaturenbrett eines Fahrzeugs gewährleistet eine solche Ausführungsform, dass der Fahrzeugführer als Betrachter 8 durch die dreidimensionale Darstellung hindurch, über die ebene Fläche 15 hinweg auf die Fahrbahn sehen kann.
-
Bei einer Verwendung in einem Fahrzeug ist die Anzeigevorrichtung 1, insbesondere der Bildschirm 2, zudem mit einer Steuereinheit beziehungsweise Recheneinheit verbunden, welche der Bereitstellung der auf den Bildschirmen 2 und in den virtuellen Bildern 12, 13 darzustellenden Informationen dient. Dabei ist die Recheneinheit beispielsweise mit den im Fahrzeug ausgebildeten Fahrzeugassistenzsystemen sowie mit Sensoren und Detektoren, welche dem Bestimmen von Fahrzeugparametern dienen, verbunden.
-
Mittels der Recheneinheit wird auch bestimmt, welche Daten und Informationen innerhalb der virtuellen dreidimensionalen Anzeige dargestellt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 1', 1"
- Anzeigevorrichtung
- 2, 2', 2"
- Bildschirm
- 2'-1, 2"-1
- erster Bildschirmbereich
- 2'-2, 2"-2
- zweiter Bildschirmbereich
- 3
- Oberfläche Bildschirm 2
- 4, 5
- Kante Bildschirm 2
- 6
- erster semi-transparenter Spiegel
- 7
- zweiter semi-transparenter Spiegel
- 6a, 7a
- Kante Spiegel 6, 7
- 8
- Betrachter
- 9
- reflektierende Oberfläche
- 9a
- Kante reflektierende Oberfläche 9a
- 10
- Außenkante Anzeigevorrichtung 1, 1', 1"
- 11
- Blickschutzfilter
- 12
- erstes virtuelles Bild
- 13
- zweites virtuelles Bild
- 14
- Spalt
- 15
- Fläche
- α, β, δ
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10333745 A1 [0004]
- DE 102008023839 A1 [0005]