DE102021126195A1 - Projection display device for additional driver information in the interior mirror via reflection on the rear window - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Heckscheiben-Projektionsanzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend:- eine Projektionseinheit, die im Fahrzeuginnenraum vor, unter, über oder seitlich der Heckscheibe dieser gegenüber anzuordnen und zum Ausgeben eines Projektionslichtstrahlenbündels mit einem gewünschten Anzeigeinhalt direkt zur Heckscheibe hin ausgebildet ist, derart dass dieser Anzeigeinhalt einem Fahrzeuginsassen über Reflexion an der Heckscheibe als ein dahinter schwebendes virtuelles Anzeigebild dargestellt wird; und- eine Eyebox-Wechseleinrichtung, die ausgebildet ist zum Ermitteln, ob dieser Insasse in die Heckscheibe über einen Innenspiegel oder direkt per Schulterblick sieht, und zu einem davon abhängigen mechanischen Verstellen mindestens eines Bauteils der Projektionseinheit zum Wechseln zwischen deren erstem und zweitem Zustand;- wobei im ersten Zustand das gesamte Strahlenbündel über Reflexion am Innenspiegel zu einer entsprechenden Innenspiegel-Eyebox des Insassen gelangt, während es in dem zweiten Zustand direkt von der Heckscheibe zu einer entsprechenden Schulterblick-Eyebox des Insassen gelangt.The invention relates to a rear window projection display device for a vehicle, comprising:- a projection unit which is to be arranged in the vehicle interior in front of, below, above or to the side of the rear window opposite this and for outputting a projection light beam with a desired display content directly towards the rear window, such that this display content is presented to a vehicle occupant via reflection from the rear window as a virtual display image floating behind; and- an eyebox changing device, which is designed to determine whether this occupant looks into the rear window via an interior mirror or directly by looking over his shoulder, and for a dependent mechanical adjustment of at least one component of the projection unit to change between its first and second state;- wherein in the first state the entire bundle of rays arrives at a corresponding interior mirror eyebox of the occupant via reflection at the interior mirror, while in the second state it arrives directly from the rear window at a corresponding over-the-shoulder eyebox of the occupant.
Description
Die Erfindung betrifft Projektionsanzeigevorrichtungen in einem Kraftfahrzeug oder einem anderen Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, die auch unter der Bezeichnung Head-up-Display (HUD) bekannt sind. Derartige Projektionsanzeigevorrichtungen sind zur Erzeugung eines ins Blickfeld eines Insassen eingeblendeten virtuellen Anzeigebilds über Reflexion an einer im Fahrzeug vorgesehenen transparenten Scheibe, wie einer Front- oder Heckscheibe oder einer eigens hierzu vorgesehenen Combinerscheibe, ausgebildet. Die Erfindung richtet sich auch auf ein damit ausgestattetes Fahrzeug.The invention relates to projection display devices in a motor vehicle or other land, air or water vehicle, which are also known under the name head-up display (HUD). Such projection display devices are designed to generate a virtual display image that is superimposed into the field of vision of an occupant via reflection on a transparent pane provided in the vehicle, such as a front or rear pane or a combiner pane provided specifically for this purpose. The invention also relates to a vehicle equipped therewith.
In diesem Zusammenhang wird beispielsweise in
Ferner erwähnt
Des Weiteren erwähnt
Es ist ferner bekannt, den Innenspiegel als Direktsichtdisplay für Darstellungen von Zusatzinformationen für den Fahrer zu nutzen. In diesem Fall gibt es jedoch ein Problem, dass eine solche Direktsichtanzeige für viele Fahrer zu nah am Auge ist. Das Auge kann daher das Bild ab einer bestimmten Sehstärke, Alter oder Brillenschliff (wenn beispielsweise Lesestärke im unteren Bereich der Brillengläser eingeschliffen ist) nicht mehr scharfstellen. Dieses Problem tritt nicht auf, wenn der Innenspiegel zum indirekten Blick zur Heckscheibe genutzt wird, weil er dabei wiederum eine Fernsicht bietet.It is also known to use the interior mirror as a direct view display for showing additional information for the driver. In this case, however, there is a problem that such a direct view display is too close to the eyes of many drivers. The eye can therefore no longer focus the image from a certain visual acuity, age or glasses cut (e.g. if reading strength is ground in the lower area of the glasses). This problem does not occur if the interior mirror is used for an indirect view of the rear window, because it in turn offers a long-distance view.
Bei der Darstellung wichtiger Informationen nur im Innenspiegel-Display oder nur in einem auf den Innenspiegel beschränkten HUD-Strahlengang würde ein weiteres Problem beim sogenannten Schulterblick entstehen, d. h. wenn die Sicht direkt nach hinten über die Schulter notwendig wird. Eine derartige Kopfdrehung mit Blick direkt durch die Heckscheibe wird von den Fahrern (und auch von anderen Insassen) häufig zur besseren Erkennung und Einschätzung der rückwärtigen Fahrzeugumgebung beim Rückwärtsfahren, Parken, Rangieren, Anhängerkoppeln und Anhängerrückwärtsfahren genutzt. Hier würden jedoch wichtige Informationen, welche nur durch den Innenspiegel angezeigt werden, fehlen.If important information is only shown in the interior mirror display or only in a HUD beam path limited to the interior mirror, another problem would arise when looking over the shoulder, i. H. when the view directly behind over the shoulder becomes necessary. Such a head turn with a view directly through the rear window is often used by the driver (and also by other occupants) to better recognize and assess the rear vehicle environment when reversing, parking, maneuvering, trailer coupling and trailer reversing. However, important information, which is only displayed by the interior mirror, would be missing here.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative oder im Hinblick auf Kosten, den Bauraum, die Komplexität, die Sicherheit, die Sichtbarkeit, die Privatsphäre und/oder andere Gesichtspunkte verbesserte Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, die eine Anzeige von Zusatzinformationen einem oder mehreren Insassen des Fahrzeugs beim Blick zur Heckscheibe ermöglicht.It is an object of the present invention to specify an alternative display device for a vehicle or one that is improved in terms of cost, installation space, complexity, safety, visibility, privacy and/or other aspects, which displays additional information for one or more occupants of the vehicle when looking at the rear window.
Diese Aufgabe wird durch eine Heckscheiben-Projektionsanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein damit ausgestattetes Fahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der nachfolgen Beschreibung für die Projektionsanzeigevorrichtung genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf das Fahrzeug, wie auch umgekehrt.This object is achieved by a rear window projection display device according to
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Heckscheiben-Projektionsanzeigevorrichtung (nachfolgend auch einfach „Projektionsanzeigevorrichtung“ oder „Vorrichtung“ genannt) vorgesehen, die zum Einsatz in einem Fahrzeug ausgebildet ist. Die Projektionsanzeigevorrichtung kann beispielsweise als ein Head-up-Display (HUD) ausgebildet sein. Beim Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, aber auch um ein beliebiges anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug handeln. Das Fahrzeug weist einen für einen oder mehrere Insassen vorgesehenen Fahrzeuginnenraum (auch Fahrgastzelle genannt) auf, der in Fahrtrichtung nach vorn durch eine Frontscheibe und in Fahrtrichtung nach hinten durch eine Heckscheibe begrenzt ist.According to a first aspect, there is provided a rear window projection display device (hereinafter also simply referred to as “projection display device” or “device”), which is designed for use in a vehicle. The projection display device can be embodied as a head-up display (HUD), for example. The vehicle can be a motor vehicle, but also any other land, air or water vehicle. The vehicle has a vehicle interior (also known as a passenger compartment) provided for one or more occupants, which is delimited in the direction of travel to the front by a windscreen and in the direction of travel to the rear by a rear window.
Die Projektionsanzeigevorrichtung umfasst eine Projektionseinheit, die im Fahrzeuginnenraum vor, unterhalb, oberhalb oder seitlich der Heckscheibe dieser direkt gegenüber, d. h. ohne weitere optische Komponenten dazwischen, anzuordnen ist. So kann die Projektionseinheit im Fond des Fahrzeugs, beispielsweise in/auf der Hutablage, im/am Himmel, in/an der Säulenverkleidung, in/an einer oder mehreren Kopfstützen u. s. w. untergebracht sein. Dabei ist sie zum Ausgeben eines Projektionslichtstrahlenbündels (nachfolgend kurz: Strahlenbündel) mit einem gewünschten Anzeigeinhalt zur Heckscheibe hin ausgebildet, derart dass dieser Anzeigeinhalt einem Fahrzeuginsassen über Reflexion des Strahlenbündels an der Heckscheibe als ein dahinter schwebendes virtuelles Anzeigebild darstellbar ist bzw. im Betrieb der Vorrichtung dargestellt wird. Hierzu kann die Projektionseinheit eine bildgebende Einheit, beispielsweise in Form eines Displays oder dergleichen, zur Erzeugung des Strahlenbündels mit dem Anzeigeinhalt sowie gegebenenfalls weitere abbildende und strahlformende optische Komponenten wie Linsen, Spiegel etc. in seinem Strahlengang aufweisen.The projection display device comprises a projection unit which is located in the vehicle interior in front of, below, above or to the side of the rear window directly opposite it, ie. H. without further optical components in between. For example, the projection unit can be accommodated in the rear of the vehicle, for example in/on the parcel shelf, in/on the sky, in/on the pillar trim, in/on one or more headrests, etc. It is designed to emit a projection light beam (hereinafter referred to as beam) with a desired display content towards the rear window, such that this display content can be displayed to a vehicle occupant via reflection of the beam on the rear window as a virtual display image floating behind it or is displayed during operation of the device becomes. For this purpose, the projection unit can have an imaging unit, for example in the form of a display or the like, for generating the bundle of rays with the display content and optionally other imaging and beam-shaping optical components such as lenses, mirrors, etc. in its beam path.
Ferner umfasst die Projektionsanzeigevorrichtung eine Eyebox-Wechseleinrichtung. Diese ist erstens ausgebildet zum Ermitteln, ob der Insasse, für den das virtuelle Anzeigebild bestimmt ist, in die Heckscheibe über einen Innenspiegel des Fahrzeugs (d. h. indirekt) oder aber direkt (beispielsweise per Schulterblick) sieht. Zweitens ist die Eyebox-Wechseleinrichtung zu einem von dieser Ermittlung abhängigen mechanischen Verstellen mindestens eines Bauteils der Projektionseinheit ausgebildet, wodurch zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand der Projektionseinheit gewechselt wird.Furthermore, the projection display device includes an eyebox changer. This is firstly designed to determine whether the occupant for whom the virtual display image is intended is looking into the rear window via an interior mirror of the vehicle (i.e. indirectly) or directly (e.g. looking over the shoulder). Secondly, the eyebox changing device is designed to mechanically adjust at least one component of the projection unit depending on this determination, as a result of which the projection unit is changed between a first and a second state.
Dabei ist der erste Zustand der Projektionseinheit so ausgelegt, dass im Wesentlichen das gesamte von der Heckscheibe reflektierte Strahlenbündel über die Reflexion am Innenspiegel zu einer entsprechend definierten Innenspiegel-Eyebox des Insassen gelangt. Hingegen gelangt in dem zweiten Zustand der Projektionseinheit im Wesentlichen das gesamte Strahlenbündel nach der Reflexion an der Heckscheibe direkt (d. h. ohne weitere Umlenkung) zu einer entsprechend definierten Schulterblick-Eyebox des Insassen.The first state of the projection unit is designed such that essentially the entire bundle of rays reflected by the rear window reaches a correspondingly defined eyebox of the occupant via the reflection on the interior mirror. In contrast, in the second state of the projection unit, essentially the entire bundle of rays, after being reflected on the rear window, arrives directly (i.e. without further deflection) at a correspondingly defined shoulder eyebox of the occupant.
Als Eyebox kann dabei ein für die Augen des jeweiligen Insassen bestimmter zwei- oder dreidimensionaler Innenraumbereich im Fahrzeug verstanden werden, aus dem das virtuelle Anzeigebild für ihn uneingeschränkt wahrnehmbar ist. Die Eyebox kann beispielsweise in etwa um eine Position zentriert sein, in der sich die Augen des Insassen bei seiner typischen Sitzposition befinden, und sich über einen Raumbereich erstrecken, in dem sich der Kopf des Insassen bei dieser Sitzposition bewegen kann. Eine Nachführung anhand eines geeigneten Eyetracking-Signals ist dabei zur optimalen Eingrenzung und Ausrichtung der jeweiligen Eyebox im Betrieb möglich, jedoch nicht zwingend erforderlich, falls die Sitzposition des Insassen durch seinen Fahrzeugsitz hinreichend definierbar ist. Der Begriff „im Wesentlichen“ kann hierbei unter anderem bedeuten, dass das virtuelle Anzeigebild aus Innenraumbereichen außerhalb der jeweiligen Eyebox nicht erkennbar ist und daher insbesondere für keine weiteren Insassen des Fahrzeugs sichtbar ist.An eyebox can be understood as a two-dimensional or three-dimensional interior area in the vehicle that is intended for the eyes of the respective occupant and from which the virtual display image can be perceived without restrictions. For example, the eyebox may be approximately centered about a position where the occupant's eyes are in their typical seating position and extend over a region of space in which the occupant's head can move in that seating position. Tracking using a suitable eye-tracking signal is possible for optimal delimitation and alignment of the respective eyebox during operation, but is not absolutely necessary if the seating position of the occupant can be sufficiently defined by his or her vehicle seat. The term “essentially” can mean, among other things, that the virtual display image cannot be recognized from interior areas outside of the respective eyebox and is therefore not visible to any other occupants of the vehicle.
Das verstellbare Bauteil der Projektionseinheit kann beispielsweise ein Plan- oder Konkavspiegel sein, mittels dessen das Strahlenbündel auf die Heckscheibe geworfen wird. Bei dieser Ausführung können weitere Bestandteile der Projektionseinheit, beispielsweise die bildgebende Einheit wie ein Display samt dessen Kühleinrichtung und/oder im Strahlengang vorhandene strahlformende Optik, unbeweglich im Fahrzeug montiert sein. Bei einer kompakten Bauweise kann zum Wechseln zwischen den genannten zwei Zuständen aber auch die gesamte Projektionseinheit bewegt, beispielsweise gekippt oder gedreht, werden.The adjustable component of the projection unit can be, for example, a plane or concave mirror, by means of which the beam of rays is projected onto the rear window. In this embodiment, further components of the projection unit, for example the imaging unit such as a display together with its cooling device and/or beam-shaping optics present in the beam path, can be immovably mounted in the vehicle. In the case of a compact design, however, the entire projection unit can also be moved, for example tilted or rotated, in order to switch between the two states mentioned.
Das genannte Verstellen, beispielsweise Drehen, Kippen und/oder transversale Verschieben, mindestens eines Bauteils oder der gesamten Projektionseinheit bewirkt insbesondere eine solche Richtungsänderung eines Mittenstrahls des von der Projektionseinheit ausgegebenen Strahlenbündels, dass es zu der zugehörigen Eyebox gelangt. Der Mittenstrahl kann dabei als derjenige Projektionslichtstrahl definiert sein, der in etwa aus der Mitte der bildgebenden Einheit ausgeht und in die Mitte der Innenspiegel-Eyebox bzw. der Schulterblick-Eyebox des jeweiligen Insassen gelangt. Das genannte Verstellen kann beispielsweise durch einen geeigneten elektro-mechanischen Aktuator realisiert sein.The aforementioned adjustment, for example rotating, tilting and/or transversal displacement, of at least one component or of the entire projection unit causes in particular such a change in direction of a central ray of the beam of rays emitted by the projection unit that it reaches the associated eyebox. The center beam can be defined as the projection light beam that emanates approximately from the center of the imaging unit and reaches the center of the interior mirror eyebox or the eyebox for looking over the shoulder of the respective occupant. Said adjustment can be implemented, for example, by a suitable electromechanical actuator.
Somit bietet die vorliegende Projektionsanzeigevorrichtung die Möglichkeit, dem Insassen, insbesondere dem Fahrer des Fahrzeugs, eine vollwertige Ergänzung bis hin zur Ersetzung der Sicht nach außen durch die Heckscheibe bereitzustellen, die wie gewohnt sowohl durch den Innenspiegel als auch durch einen direkten Blick nach hinten (Schulterblick) zu sehen ist. Die Nutzung der Vorrichtung für den Insassen ist dadurch maximal einfach und intuitiv. Auch sicherheitsrelevante Anzeige ist hiermit möglich, weil sie dem Insassen in jeder Situation zuverlässig zur Verfügung gestellt werden kann.The present projection display device thus offers the possibility of providing the occupants, in particular the driver of the vehicle, with a fully-fledged supplement, including replacing the view to the outside through the rear window, which, as usual, can be viewed both through the interior mirror and through a direct view to the rear (over-the-shoulder view). ) you can see. The use of the device for the occupant is as simple and intuitive as possible. A safety-related display is also possible because it can be reliably made available to the occupant in any situation.
Ein beträchtlicher Bauraumvorteil ergibt sich gegenüber bekannten HUD-Systemen, bei denen Projektionseinheiten vor der Frontscheibe und in der Instrumententafel untergebracht werden müssen. Sämtliche Komponenten der vorliegenden Vorrichtung können hingegen im Fond des Fahrzeugs (in direkter Nähe der Heckscheibe oder in einiger Entfernung dieser gegenüber) angeordnet sein, wo in aller Regel deutlich mehr Bauraum als im Cockpit zur Verfügung steht. Der Innenspiegel muss nicht modifiziert werden und kann in seiner klassischen Innenspiegelfunktion zum Blick in die Heckscheibe genutzt werden, um dabei auch das virtuelle Anzeigebild sehen zu können.There is a considerable advantage in installation space compared to known HUD systems in which projection units have to be accommodated in front of the windscreen and in the instrument panel. All of the components of the present device can, however, be arranged in the rear of the vehicle (in the direct vicinity of the rear window or at some distance from it), where as a rule significantly more installation space is available than in the cockpit. The interior mirror does not have to be modified and can be used in its classic interior mirror function to look into the rear window in order to also be able to see the virtual display image.
Die Sicht nach hinten aus dem Fahrzeug muss dadurch nicht beeinträchtigt sein. Vielmehr kann die Vorrichtung ähnlich einem herkömmlichen Frontscheiben-HUD dazu ausgebildet sein, die Sicht für den Insassen weitgehend freizuhalten und die Zusatzinfo transparent einzublenden. Bei Bedarf (beispielsweise bei ohnehin verminderter oder fehlender Sichtbarkeit nach außen durch die Heckscheibe) kann diese Anforderung auch fallengelassen werden und der Anzeigeinhalt mit erhöhter Intensität und/oder Größe darstellbar sein.This does not have to impair the view to the rear of the vehicle. Rather, the device can be designed similarly to a conventional windscreen HUD to keep the view largely clear for the occupant and to display the additional information in a transparent manner. If necessary (for example if visibility to the outside through the rear window is already reduced or absent), this requirement can also be dropped and the display content can be displayed with increased intensity and/or size.
Die Projektionseinheit kann sich beispielsweise in Limousinen in der Hutablage, der Fondkopfstütze, im Bereich der dritten Bremsleuchte, am Dachhimmel oder in den Säulenverkleidungen befinden. Über die Eyebox-Wechseleinrichtung sind die Information und die Anzeige für den jeweiligen Insassen auch sichtbar bei Kopfrückwendung und direkter Sicht aus der Heckscheibe, und nicht nur durch den Blick in den Innenspiegel. Diese Informationen können insbesondere nur für den Fahrer sichtbar sein und daher auch Angaben zu kritischen Fahrsituationen, Überholmanövern, Abbiegeinformationen, Radfahrern, Abstandswarnung beim Einparken, Abstand und Auffahrwarnung vom rückwärtigen Verkehr, beim Rangieren und Parken vs. Poller und Engstellen oder beim Anhänger-Ankoppeln, wie beispielsweise eine Anhängerfahrspur mit aktuellem Lenkradeinschlag, anzeigen.In limousines, for example, the projection unit can be located in the parcel shelf, the rear headrest, in the area of the third brake light, on the roof liner or in the pillar trim. The information and the display for the respective occupants are also visible via the eyebox changing device when the head is turned back and the driver looks directly out of the rear window, and not just by looking in the interior mirror. In particular, this information can only be visible to the driver and therefore also information on critical driving situations, overtaking manoeuvres, turning information, cyclists, distance warning when parking, distance and collision warning from traffic behind, when maneuvering and parking vs. bollards and bottlenecks or when coupling trailers, such as a trailer lane with the current steering wheel angle.
Das virtuelle Anzeigebild kann, je nach Dringlichkeit, in unterschiedlichen Größen, Farben und statisch oder blinkend/bewegend dargestellt werden.Depending on the urgency, the virtual display image can be displayed in different sizes, colors and statically or flashing/moving.
Insbesondere kann das Fahrzeug einen oder mehrere direkt vor der Frontscheibe angeordnete Vordersitze besitzen und der Insasse, in dessen Blickfeld hinter der Heckscheibe das virtuelle Anzeigebild in genannter Weise darstellbar ist, ein Fahrer oder ein Beifahrer auf einem der Vordersitze sein. Das Fahrzeug kann aber auch einen oder mehrere hinter den Vordersitzen angeordnete Rücksitze besitzen und der Insasse, in dessen Blickfeld hinter der Heckscheibe das virtuelle Anzeigebild in genannter Weise darstellbar ist, ein Passagier auf einem der Rücksitze sein.In particular, the vehicle can have one or more front seats arranged directly in front of the windshield and the occupant, in whose field of vision behind the rear window the virtual display image can be displayed in the manner mentioned, be a driver or a front passenger on one of the front seats. However, the vehicle can also have one or more rear seats arranged behind the front seats and the occupant, in whose field of vision behind the rear window the virtual display image can be displayed in the manner mentioned, be a passenger on one of the rear seats.
Insbesondere kann die Projektionsanzeigevorrichtung und deren Eyebox-Wechseleinrichtung zum Umschalten zwischen den Innenspiegel- und Schulterblick-Eyeboxen von zwei oder mehr verschiedenen Insassen ausgebildet sein, die sich an verschiedenen Orten im Fahrzeuginnenraum befinden. Mit anderen Worten ist die Vorrichtung dabei jeweils zu und zwischen den genannten zwei Zuständen ist, die zur Darstellung des virtuellen Anzeigebilds für je einen von zwei oder mehr verschiedenen Insassen des Fahrzeugs bestimmt sind.In particular, the projection display device and its eyebox changing device can be designed to switch between the interior mirror and shoulder view eyeboxes of two or more different occupants who are located at different locations in the vehicle interior. In other words, the device is in each case in and between the two states mentioned, which are intended for displaying the virtual display image for one of two or more different occupants of the vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Projektionsanzeigevorrichtung zur Darstellung des virtuellen Anzeigebilds in genannter Weise für einen oder mehrere Insassen des Fahrzeugs in deren Blickfeld hinter der Heckscheibe bei einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs ausgebildet. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Steuerungseinheit, die zum Empfangen jeweils aktueller Zustands- und Bewegungsdaten des eigenen Fahrzeugs und/oder anderer Verkehrsteilnehmer und/oder einer Fahrzeugumgebung von fahrzeugeigenen und/oder externen Sensoren, Live-Kameras und Kommunikationseinrichtungen und zum davon abhängigen Erzeugen des Anzeigeinhalts ausgebildet.According to one embodiment, the projection display device is designed to display the virtual display image in the manner mentioned for one or more occupants of the vehicle in their field of vision behind the rear window when the vehicle moves forward. The device includes a control unit, which is designed to receive current status and movement data of the vehicle and/or other road users and/or a vehicle environment from on-board and/or external sensors, live cameras and communication devices and to generate the display content dependent thereon .
Mit diesem Anzeigeinhalt kann das virtuelle Anzeigebild vorbestimmte Hilfs- und Warnhinweise in Bezug auf die Bewegung und/oder den Zustand des Fahrzeugs und/oder des nachfolgenden Verkehrs und/oder Aufnahmen einer oder mehrerer Live-Kameras, die eine hinter dem Fahrzeug liegende Umgebung zeigen, umfassen. Bei den Hilfs- oder Warnhinweisen kann es sich beispielsweise um die Anzeige von Abständen zu Hindernissen oder der jeweiligen rückwärtigen Relativgeschwindigkeit bezüglich des nachfolgenden Verkehrs oder hinter dem Fahrzeug befindlichen Hindernissen wie einer Wand oder eines stehenden Fremdfahrzeugs oder eines Bürgersteigs etc. handeln. Dabei kann beispielsweise die Art der Darstellung - wie deren Größe und Farbe - abhängig von geeignet vorgegebener Relevanzparameter (die etwa in Relation zur drohenden Kollisionsgefahr stehen können) variieren. So kann beispielsweise die Größe der dargestellten Abstandsanzeige bei der Annäherung an ein fremdes geparktes Fahrzeug ansteigen und/oder in der Farbe von grün über gelb zu rot mit der Aufforderung zum sofortigen Anhalten wechseln.With this display content, the virtual display image can provide predetermined help and warnings relating to the movement and/or the condition of the vehicle and/or the following traffic and/or recordings from one or more live cameras showing an area behind the vehicle, include. The help or warnings can be, for example, the display of distances to obstacles or the respective rearward relative speed with regard to the following traffic or obstacles located behind the vehicle such as a wall or a stationary other vehicle or a sidewalk etc. act. For example, the type of representation - such as their Size and color vary depending on suitably predefined relevance parameters (which can be related to the impending risk of collision). For example, the size of the displayed distance display can increase when approaching another parked vehicle and/or change color from green to yellow to red with the prompt to stop immediately.
Bei einer Ausführungsform, die mit der obigen Ausführungsform kombinierbar ist, ist die Projektionsanzeigevorrichtung zur Darstellung des virtuellen Anzeigebilds in genannter Weise für einen oder mehrere Insassen des Fahrzeugs in deren Blickfeld hinter der Heckscheibe bei einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausgebildet. Dabei umfasst die Vorrichtung auch hier eine Steuerungseinheit, die zum Empfangen jeweils aktueller Zustands- und Bewegungsdaten des eigenen Fahrzeugs und/oder anderer Verkehrsteilnehmer und/oder einer Fahrzeugumgebung von fahrzeugeigenen und/oder externen Sensoren, Live-Kameras und Kommunikationseinrichtungen und zum davon abhängigen Erzeugen des Anzeigeinhalts ausgebildet ist. Analog zur obigen Ausführungsform kann auch hier das virtuelle Anzeigebild dadurch vorbestimmte Hilfs- und Warnhinweise in Bezug auf die Bewegung und/oder den Zustand des Fahrzeugs und/oder des nachfolgenden Verkehrs und/oder Aufnahmen einer oder mehrerer Live-Kameras, die eine hinter dem Fahrzeug liegende Umgebung zeigen, umfassen.In an embodiment that can be combined with the above embodiment, the projection display device is designed to display the virtual display image in the manner mentioned for one or more occupants of the vehicle in their field of vision behind the rear window when the vehicle moves backwards. Here, too, the device includes a control unit, which is used to receive current status and movement data from the vehicle's own vehicle and/or other road users and/or a vehicle environment from on-board and/or external sensors, live cameras and communication devices and for generating the Display content is formed. Analogously to the above embodiment, the virtual display image can also contain predetermined help and warnings relating to the movement and/or the condition of the vehicle and/or the following traffic and/or recordings from one or more live cameras, one behind the vehicle show lying environment include.
Bei einer Weiterbildung der obigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit ferner dazu ausgebildet und eingerichtet, eine verminderte Sichtbarkeit der Außenumgebung des Fahrzeugs für seine Insassen durch die Heckscheibe zu detektieren. Die verminderte Sichtbarkeit kann beispielsweise durch Niederschlag, Verschmutzung, Lichtverhältnisse oder andere Umstände bedingt sein und anhand eines oder mehrerer vorgegebener Sichtbarkeitskriterien detektiert werden. Dabei ist die Steuerungseinheit ausgebildet und eingerichtet, die genannten Hilfs- und Warnhinweise und/oder Aufnahmen einer oder mehrerer Live-Kameras, die eine hinter dem Fahrzeug liegende Umgebung zeigen, jeweils abhängig von der detektierten Sichtbarkeitsminderung so darzustellen, dass diese Darstellung zumindest teilweise einen freien Blick durch die Heckscheibe auf fahrzeugbewegungsrelevante Umgebungsobjekte für den Insassen ersetzt.In a further development of the above specific embodiments, the control unit is also designed and set up to detect reduced visibility of the vehicle's exterior for its occupants through the rear window. The reduced visibility can be caused, for example, by precipitation, dirt, lighting conditions or other circumstances and can be detected using one or more predefined visibility criteria. The control unit is designed and set up to display the above-mentioned help and warning notices and/or recordings from one or more live cameras, which show an area behind the vehicle, depending on the detected reduction in visibility, in such a way that this display at least partially shows a free image Replaced the view through the rear window of vehicle movement-related objects for the occupant.
Das Ersetzen kann dabei beispielsweise als das Anzeigen der Hilfs- oder Warnhinweise oder der Live-Kamera-Aufnahmen überhaupt bzw. Anpassung der Größe, Farbe und Lichtintensität dieser Anzeige an die detektierte Sichtbarkeitsminderung implementiert sein, um das sichere Erkennen von Hindernissen, anderen Verkehrsteilnehmern und anderen fahrzeugbewegungsrelevanten Umgebungsobjekten hinter dem Fahrzeug für den Fahrer oder einen anderen Insassen zu gewährleisten. Zur Detektion verminderter Sichtbarkeit kann beispielsweise ein oder mehrere optische Sensoren zum Einsatz kommen, die zumindest einen Teil der Heckscheibe erfassen und an einer hierzu geeigneten Position in der Projektionseinheit oder einem anderen Bestandteil der Projektionsanzeigevorrichtung eingebaut sind. Es können aber auch andere fahrzeugeigene Sensoren sein, beispielsweise außenseitige Helligkeitssensoren, von denen die Steuerungseinheit Daten empfangen kann.The replacement can be implemented, for example, as the display of the help or warning notices or the live camera recordings in general or the adjustment of the size, color and light intensity of this display to the detected reduction in visibility in order to reliably identify obstacles, other road users and others to ensure vehicle movement-relevant environmental objects behind the vehicle for the driver or another occupant. One or more optical sensors can be used to detect reduced visibility, for example, which detect at least part of the rear window and are installed at a suitable position in the projection unit or another component of the projection display device. However, there can also be other on-board sensors, for example external brightness sensors, from which the control unit can receive data.
Bei einer spezifischen Ausgestaltung ist die Eyebox-Wechseleinrichtung zum Empfangen jeweils aktueller Daten von einer für den betreffenden Insassen im Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Eyetracking-Einrichtung oder KopfposenErkennungseinrichtung ausgebildet. Dabei ist die Eyebox-Wechseleinrichtung dazu eingerichtet, anhand dieser Daten zu ermitteln, ob dieser Insasse in die Heckscheibe indirekt über einen Innenspiegel des Fahrzeugs oder direkt per Schulterblick sieht.In a specific embodiment, the eyebox changing device is designed to receive current data from an eye tracking device or head pose recognition device provided for the relevant occupant in the vehicle interior. The eyebox changing device is set up to use this data to determine whether this occupant is looking into the rear window indirectly via an interior mirror of the vehicle or directly by looking over his shoulder.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder ein beliebiges anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug vorgesehen. Die hierin verwendeten räumlichen Orientierungsbegriffe wie „oberhalb“, „unterhalb“, „nach vorn“, „nach hinten“, „dahinter, „seitlich“, „horizontal“, „vertikal“ etc. beziehen sich dabei auf das übliche fahrzeugfeste kartesische Koordinatensystem mit zueinander senkrechten Längs-, Quer- und Höhenrichtungen des Fahrzeugs.According to a further aspect, a vehicle, in particular a motor vehicle or any other land, air or water vehicle is provided. The spatial orientation terms used here such as “above”, “below”, “forward”, “to the rear”, “behind”, “to the side”, “horizontal”, “vertical” etc. refer to the usual Cartesian coordinate system fixed to the vehicle mutually perpendicular longitudinal, transverse and vertical directions of the vehicle.
Das Fahrzeug weist einen für einen oder mehrere Insassen vorgesehenen Fahrzeuginnenraum (Fahrgastzelle), der in Fahrtrichtung, die der Längsrichtung des Fahrzeugs entspricht, nach vorn durch eine Frontscheibe und nach hinten durch eine Heckscheibe begrenzt ist. Im Fahrzeuginnenraum ist vor oder über einem oberen Frontscheibenabschnitt ein Innenspiegel angeordnet. Der Innenspiegel kann in an sich üblicher Weise zur Lichtreflexion für einen indirekten rückwärtigen Blick in die Heckscheibe für den Fahrer oder andere Insassen ausgebildet und manuell oder durch elektrische Ansteuerung zur Anpassung an die jeweilige Augenposition des Fahrers oder eines anderen Insassen mechanisch verstellbar sein.The vehicle has a vehicle interior (passenger cell) provided for one or more occupants, which is delimited in the direction of travel, which corresponds to the longitudinal direction of the vehicle, at the front by a windshield and at the rear by a rear window. An interior mirror is arranged in the vehicle interior in front of or above an upper windshield section. The interior mirror can be designed in a conventional manner to reflect light for an indirect rear view into the rear window for the driver or other occupants and can be mechanically adjustable manually or by electrical control to adapt to the respective eye position of the driver or another occupant.
Im Fahrzeug ist eine Heckscheiben-Projektionsanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art vorgesehen, deren Projektionseinheit im Fahrzeuginnenraum vor, unter, über oder seitlich der Heckscheibe dieser gegenüber angeordnet ist. Wie weiter oben ausführlicher beschrieben, ist die Projektionseinheit zum Ausgeben eines Projektionslichtstrahlenbündels mit einem gewünschten Anzeigeinhalt zur Heckscheibe hin ausgebildet, derart dass dieser Anzeigeinhalt einem Fahrzeuginsassen über Reflexion des Strahlenbündels an der Heckscheibe als ein dahinter schwebendes virtuelles Anzeigebild darstellbar ist bzw. im Betrieb der Vorrichtung dargestellt wird. Die Projektionsanzeigevorrichtung umfasst eine Eyebox-Wechseleinrichtung, die im Betrieb ermittelt, ob der Insasse, für den das virtuelle Anzeigebild bestimmt ist, in die Heckscheibe über den Innenspiegel oder aber direkt per Schulterblick sieht und die Ausbreitungsrichtung des Projektionslichtstrahlenbündels entsprechend zwischen einer Innenspiegel-Eyebox und einer Schulterblick-Eyebox dieses Insassen verstellt. Hierzu kann im Fahrzeuginnenraum eine Eyetracking- oder Kopfposenerkennungs-Einrichtung integriert oder nachträglich montiert sein, die zum Erfassen eines die Augen oder den Kopf des betreffenden Insassen enthaltenden Teilraums und zum Ermitteln seiner Augenposition oder Kopfpose daraus und zum Übermitteln entsprechender Daten an die Eyebox-Wechseleinrichtung der Projektionsanzeigevorrichtung ausgebildet ist.A rear window projection display device of the type presented here is provided in the vehicle, the projection unit of which is arranged in the vehicle interior in front of, below, above or to the side of the rear window opposite this. As described in more detail above, the projection unit is designed to output a projection light beam with a desired display content toward the rear window, such that this Display content can be displayed to a vehicle occupant via reflection of the beam of rays on the rear window as a virtual display image floating behind it or is displayed during operation of the device. The projection display device includes an eyebox switching device which, in operation, determines whether the occupant for whom the virtual display image is intended looks into the rear window via the interior mirror or directly by looking over his shoulder and the direction of propagation of the projection light beam accordingly between an interior mirror eyebox and a Adjusted this occupant's over-the-shoulder eyebox. For this purpose, an eye tracking or head pose detection device can be integrated or retrofitted in the vehicle interior, which is used to detect a partial space containing the eyes or the head of the relevant occupant and to determine his eye position or head pose from this and to transmit corresponding data to the eyebox changing device of the Projection display device is formed.
Beispielsweise für den Fahrer kann die Innenspiegel-Eyebox auf einen Raumbereich vor einer Kopfstütze eines Fahrersitzes beschränkt sein, den sein Kopf beim Blicken in den Innenspiegel typischerweise einnimmt. Entsprechend kann die Schulterblick-Eyebox des Fahrers auf einen in Querrichtung des Fahrzeugs zwischen dem Fahrer- und dem Beifahrersitz liegenden Raumbereich beschränkt sein, in den der Fahrer seinen Kopf beim Umdrehen zum direkten Blicken in die Heckscheibe typischerweise hineinbewegt.For the driver, for example, the interior mirror eyebox can be limited to a spatial area in front of a headrest of a driver's seat, which his head typically occupies when looking in the interior mirror. Accordingly, the driver's over-the-shoulder eyebox may be limited to a region transversely of the vehicle between the driver and passenger seats, into which the driver typically moves his head when turning to look directly into the rear window.
Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Beispiels näher erläutert. Die Zeichnung kann zwar unter anderem als maßstabsgetreu verstanden werden, dies ist jedoch nicht beschränkend: Sie ist grundsätzlich als rein schematische Illustration des grundsätzlichen Aufbauprinzips, d. h. nicht als maßstabsgetreu, zu verstehen. Es zeigt:
-
1 eine grundsätzliche Anordnung einer Heckscheiben-Projektionsanzeigevorrichtung der hierin dargelegten Art in einem Kraftfahrzeug in perspektivischer Ansicht.
-
1 a basic arrangement of a rear window projection display device of the type set out herein in a motor vehicle in a perspective view.
Die Projektionsanzeigevorrichtung 2 ist in diesem Beispiel durch deren Projektionseinheit 5 gegeben, die in einem Fondbereich des Fahrzeuginnenraums rein beispielhaft unterhalb der Heckscheibe 3 dieser gegenüber angeordnet ist. In
Der Insasse, für den das virtuelle Anzeigebild bestimmt ist, ist in
Die Projektionsanzeigevorrichtung 2 umfasst eine Eyebox-Wechseleinrichtung, die in diesem Beispiel Bestandteil der Projektionseinheit 5 ist und im Betrieb ermittelt, ob dieser Insasse in die Heckscheibe 3 über den Innenspiegel 4 oder aber direkt per Schulterblick sieht und den gesamten Strahlengang des Projektionslichtstrahlenbündels L von der Innenspiegel-Eyebox E1 zu einer Schulterblick-Eyebox E2 dieses Insassen und zurück drehen kann, indem beispielsweise die gesamte Projektionseinheit 5 (wie in
Die beschriebene virtuelle Bilddarstellung hinter der Heckscheibe 3 durch den Innenspiegel 4 oder durch direkten Blick in die Heckscheibe 3 kann dabei insbesondere für jede Person individuell einstellbar sein, um eine jeweils optimale Sicht nach hinten zu gewährleisten. Hierzu kann eine geeignete Eyetracking- oder Kopfposenerkennungseinrichtung im Fahrzeug 1 vorgesehen sein, die auch für die obige Erkennung des erforderlichen Wechsels zwischen der Innenspiegel-Eyebox E1 und der Schulterblick-Eyebox E2 dieses Insassen genutzt werden kann.The virtual image display described behind the
Neben dem in
Nachfolgend wird ein mögliches Anwendungsszenario der Vorrichtung 2 skizziert, bei welchem dem Insassen über die oben beschriebene Einspiegelung der Zusatzinformationen über die Heckscheibe 3 eine ohne dies verdeckte Sicht auf die Anhängekupplung geboten wird:
- Über eine geeignete Projektionsanzeige durch Reflexion an
der Heckscheibe 3 kann der Fahrer punktgenau das Hängermaul und die Anhängekupplung (Kugelkopf) übereinander führen. Vorteilhaft ist bei dieser Anwendung beispielsweise, dass der Fahrzeugführer die reale Situation (die Annäherung bei der Rückwärtsfahrt in Richtung Hänger) durch dieHeckscheibe 3 sehen kann und hinsichtlich des Abstands, der Richtung und der Geschwindigkeit daher einschätzen kann. So kann er inder Heckscheibe 3 die genaue Position und „Fluchtung“ des Kugelkopfs und der Anhängeröse überwachen.
- Using a suitable projection display through reflection on the
rear window 3, the driver can place the trailer hitch and the trailer hitch (ball head) one on top of the other with pinpoint accuracy. It is advantageous in this application, for example, that the vehicle driver can see the real situation (the approach when reversing in the direction of the trailer) through therear window 3 and can therefore assess the distance, direction and speed. In this way he can monitor the exact position and "alignment" of the ball head and the trailer eyelet in therear window 3 .
Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass Gefahrensituationen mit dem direkten Rückwärtsblick samt der Projektionsinformation besser, schneller, präziser und realistischer wahrgenommen werden können. Bei einer herkömmlichen Darstellung von Hilfsinformationen auf einem Display im Cockpit des Fahrzeugs 1 ist die gesamte Situation im Vergleich dazu deutlich weniger übersichtlich und intuitiv und daher weniger leicht für den Fahrer einschätzbar, als bei dem hierin beschriebenen „natürlichen“ Blick in die Heckscheibe 3 direkt oder über den Innenspiegel 4. Geschwindigkeit, Überblick, Lenkrichtung und Gefahrensituationen können dabei mit einem Schulterblick in manchen Situationen besser überwacht werden, weil der Fahrer dadurch neben der virtuellen Anzeige von Hilfsinformationen auch außerhalb des hierfür genutzten Kamerabildes liegende Informationen durch die Heckscheibe 3 sehen kann.Another advantage can be that dangerous situations can be perceived better, faster, more precisely and more realistically with the direct rear view together with the projection information. With a conventional representation of auxiliary information on a display in the cockpit of the
Die zusätzliche eingespiegelte Projektionsinformation unterstützt dabei seinen Blick beispielsweise vertikal nach unten in den Bereich hinter dem Fahrzeug 1, der ohne die Vorrichtung 2 nicht einsehbar ist. Für Insassen und Fahrer, die sich nicht umdrehen wollen, wird dieselbe Darstellung vollständig automatisch auch durch den Innenspiegel 4 (Rückspiegel) geboten. Eine ähnliche Situation entsteht beim Rückwärtsfahren und Einparken.The additional reflected projection information supports his view, for example vertically downwards, into the area behind the
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Heckscheiben-Projektionsanzeigevorrichtung (auch einfach Projektionsanzeigevorrichtung oder Vorrichtung genannt)Rear window projection display device (also simply called projection display device or device)
- 33
- Heckscheiberear window
- 44
- Innenspiegel (auch Rückspiegel genannt)Interior mirror (also called rearview mirror)
- 55
- Projektionseinheitprojection unit
- 66
- Heckscheibenbereich, der als Reflexionsfläche nutzbar istRear window area that can be used as a reflection surface
- 77
- Innenspiegelbereich, der als Reflexionsfläche nutzbar istInterior mirror area that can be used as a reflection surface
- LL
- Projektionslichtstrahlenbündel (auch Strahlenbündel genannt)Projection light beam (also called beam of rays)
- M1M1
- erster Mittenstrahl, der im ersten Zustand der Vorrichtung in die Mitte der Innenspiegel-Eyebox führtfirst central beam, which leads to the center of the inside mirror eyebox in the first state of the device
- M2M2
- zweiter Mittenstrahl, der im zweiten Zustand der Vorrichtung in die Mitte der Schulterblick-Eyebox führtsecond center beam leading to the center of the over-the-shoulder eyebox in the second state of the device
- E1E1
- Innenspiegel-EyeboxInterior mirror eyebox
- E2E2
- Schulterblick-EyeboxOver the shoulder eyebox
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 112017003287 T5 [0002]DE 112017003287 T5 [0002]
- US 20210056934 A1 [0003]US20210056934A1 [0003]
- DE 112018001422 T5 [0004]DE 112018001422 T5 [0004]
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DE102021126195.3A DE102021126195A1 (en) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | Projection display device for additional driver information in the interior mirror via reflection on the rear window |
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DE102021126195.3A DE102021126195A1 (en) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | Projection display device for additional driver information in the interior mirror via reflection on the rear window |
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified |