DE10212600B4

DE10212600B4 - Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge mit Lichtquellen unterschiedlicher Richtschärfe

Info

Publication number: DE10212600B4
Application number: DE10212600A
Authority: DE
Inventors: Naohito Kariya-shi Kanamori
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-03-21
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: FR2822578A1; FR2822578B1; US20020135573A1; JP4193367B2; DE10212600A1; JP2002287076A; US6795040B2

Abstract

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, mit:
einer LCD-Tafel (60) mit einer gesamten Displayfläche (60a) und einer Teildisplayfläche (61), welche in der gesamten Displayfläche (60a) enthalten ist;
einer Lichtquelle (40, 40A), welche eine erste lichtemittierende Vorrichtung mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden (42), welche Licht auf die gesamte Displayfläche (60a) emittieren, und eine zweite lichtemittierende Vorrichtung mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden (43) enthält, welche Licht auf die Teildisplayfläche (61) emittieren und welche zahlenmäßig weniger sind als die lichtemittierenden Dioden (42) der ersten lichtemittierenden Vorrichtung;
einer Steuerungsschaltung (100) zum Steuern der LCD-Tafel (60), um Informationen von hoher Priorität auf der gesamten Displayfläche (60a) und Informationen von geringer Priorität auf der Teildisplayfläche (61) anzuzeigen, wobei
die zweite lichtemittierende Vorrichtung eine höhere Richtschärfe als die erste lichtemittierende Vorrichtung hat, und die lichtemittierenden Dioden (42) der ersten lichtemittierenden Vorrichtung um einen vorbestimmten Winkel aus einer senkrecht zur LCD-Tafel (60) stehenden Position...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine eingebaute Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, welche ein Head-up-Display bzw. Blickfeld-Darstellungsgerät aufweist.
Eine Bauart eines Head-up-Displays für ein Fahrzeug ist in der JP 6-130317 A offenbart. Es erzeugt virtuelle Bilder aus Informationen, welche von einem Flüssigkristalldisplay (LCD) vor eine Frontwindschutzscheibe übertragen werden, und die Reisegeschwindigkeit und Warnhinweise bzw. -vorlagen des Fahrzeugs enthalten. Eine weitere Bauart eines Head-up-Displays ist im US-Patent US 5 781 243 A offenbart. Eine Nachtsichtkamera erfaßt vor einem Fahrzeug stattfindende Vorgänge, und virtuelle Bilder der Vorgänge werden als Sichthilfe vor die Frontwindschutzscheibe geworfen.
Werden verschiedene Arten von Informationen wie bei diesen Anzeigevorrichtungen durch ein einziges Head-up-Display angezeigt, so können sich die angezeigten Bilder miteinander vermischen, und die Sicht des Fahrers verschlechtert sich. Ein an die Straßenbedingungen angelehntes Umschalten der anzuzeigenden Information ist eine Art, diesem Problem zu begegnen. Als ein Beispiel zur Verbesserung der Sicht für den Fahrer ist in der JP 6-130383 A ein Head-up-Display offenbart, welches abhängig von der Art der Informationen die Farben der gesamten Displayoberfläche des LCD ändert. Das LCD und eine Lichtquelle dieses Head-up-Displays werden jedoch in ihren Abmessungen groß. Als Folge hiervon nimmt die Installierbarkeit ab, während die Kosten zunehmen.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 570 037 A1 offenbart ein Head-up-Display-System mit einer Vorrichtung zum Projizieren eines Virtuellen Bildes von Informationen, welche von einem Fahrer eines Fahrzeugs auf einer Bildebene, die sich vor ihm befindet, betrachtet werden können, einer Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Hintergrundbeleuchtung der Bildebene, und einer Steuerung, welche auf die Erfassungsvorrichtung reagiert, um die Helligkeit des projizierten Bildes auf der Bildebene aktiv zu steuern, um das projizierte Bild auf einem konstanten Kontrastlevel mit der Hintergrundbeleuchtung aufrecht zu erhalten. Im Falle eines mehrfarbigen Displays wird dabei jede Farbe separat gesteuert.
Die US Patentanmeldung US 5 657 163 A offenbart eine Bildquelle eines Head-up-Displays für ein Fahrzeug, wobei die Bildquelle von einer entfernten Hochintensitätsquelle unter Verwendung einer Glasfaseroptik beleuchtet wird. Die HUD-Bildquelle und Glasfaseroptik befinden sich unter der Instrumententafel des Fahrzeugs und umfassen ein Farb-LCD bzw. eine farbgefilterte Bildquelle. Die Bildquelle wird durch eine Hochintensitätslichtquelle beleuchtet, welche eine hell projiziertes Bild hervor bringt, und welche eine entsprechende Wärme erzeugt. Die Lichtquelle umfasst Lampen, welche durch einen Ventilator gekühlt werden, der sich im Motorraum befindet, und zum Beispiel mit der Bildquelle über eine Glasfaseroptik mit dem Bildquelle verbunden ist. Diese Lichtleitungen veranlassen die Bildquelle einheitlich kleine Bildmustern abzustrahlen bzw. zu leuchten, welche eine entsprechende Größe zu den Lichtleitungen haben, wobei auch Lichtstreutechniken angewandt werden können, um größere Bildmuster zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zum Anzeigen verschiedener Arten von Informationen durch eine einzige LCD-Tafel mit einer kompakten Lichtquelle bei gleichzeitigem Erhalt einer guten Sicht zu schaffen. Ferner soll auch ein entsprechendes Anzeigeverfahren aufgezeigt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Zum Fahren benötigte Informationen fallen für gewöhnlich unter zwei Kategorien. Dies sind zum einen Informationen, die ein Fahrer bevorzugt in großen Bildern sehen möchte, da sie für das Fahren notwendig sind. Zum anderen handelt es sich um Informationen, die der Fahrer nicht in großen Bildern sehen muß, da es sich um zusätzliche Informationen beim Fahren handelt. Diese Arten der Informationen werden jeweils als Informationen von hoher Priorität bzw. geringer Priorität definiert.
Eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug weist eine LCD-Tafel und eine Lichtquelle auf. Die LCD-Tafel stellt die Informationen von geringer Priorität auf einem Teil der Displayfläche dar. Zusätzlich stellt es die Informationen von hoher Priorität auf einer größeren bzw. gesamten Displayfläche dar, welche die kleinere Displayfläche bzw. Teildisplayfläche einschließt.
Weiterhin werden für die Lichtquelle zwei Arten von lichtemittierenden Vorrichtungen verwendet, eine für einen großen bzw. den gesamten Bereich und die andere für einen kleinen bzw. den Teilbereich. Die lichtemittierende Vorrichtung für einen großen bzw. den gesamten Bereich hat eine größere Richtschärfe bzw. Strahl- oder Bündelungsgüte als jene für einen kleinen bzw. den Teilbereich. Daher werden die Informationen von hoher Priorität und die Informationen von geringer Priorität selektiv mit einer Lichtquelle von noch immer kompakter Größe angezeigt.
Die oben genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die mit Bezug auf die begleitende Zeichnung dargelegte, detaillierte Beschreibung veranschaulicht. In der Zeichnung ist:
1 eine Schnittansicht, welche eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Vorderansicht einer Lichtquelle in der ersten Ausführungsform;
3 eine schematische Ansicht, welche eine Displayfläche einer LCD-Tafel in der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein elektrisches Blockdiagramm, das die Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug der ersten Ausführungsform zeigt;
5 eine exemplarische Ansicht, die gemäß der ersten Ausführungsform Informationen von hoher Priorität als virtuelle Bilder angezeigt zeigt;
6 ein exemplarisches Diagramm, das gemäß der ersten Ausführungsform Informationen von geringer Priorität als virtuelle Bilder angezeigt zeigt;
7 eine Seitenansicht einer lichtemittierenden Diode, die anders als in der ersten Ausführungsform installiert ist;
8 eine Schnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
9 eine Vorderansicht einer Lichtquelle in der zweiten Ausführungsform.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen in der begleitenden Zeichnung erklärt.
[Erste Ausführungsform]
Ein Head-up-Display für ein Fahrzeug weist gemäß 1 eine unterhalb einer Armaturenabdeckung 21 eines Armaturenbretts 20 installierte Anzeigeeinheit U auf. Die Anzeigeeinheit U weist ein zylindrisches Gehäuse 30, eine Lichtquelle 40, eine Licht-Diffusionsscheibe 50 und eine transluzente LCD-Tafel 60 auf. Das Gehäuse 30 ist hinter dem Armaturenbrett 20 angebracht, wobei seine horizontale Achse in Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegt und es durch das Armaturenbrett 20 getragen wird. Eine Öffnung 31 am vorderen Ende und eine Öffnung 32 am hinteren Ende des Gehäuses 30 zeigen jeweils zum vorderen bzw. zum hinteren Teil des Fahrzeugs.
Die Lichtquelle 40 weist einen in den hinteren Teil des Gehäuses 30 eingefügten, im Querschnitt im allgemeinen U-förmigen Rahmen 40a auf, wobei seine horizontale Achse koaxial zum Gehäuse 30 liegt. Der Rahmen 40a ist im hinteren Teil des Gehäuses 30 angebracht, wobei seine vordere Wand 41 zum vorderen Teil des Fahrzeuges weist.
Wie in den 1 und 2 zu sehen ist, weist die Lichtquelle 40 eine erste LED-Gruppe 40b und eine zweite LED-Gruppe 40c auf. Die erste LED-Gruppe 40b enthält zwölf LEDs 42. Die Löcher 41a sind ungefähr in einer unteren Hälfte der vorderen Wand 41 in oberen und unteren Linien mit jeweils sechs Löchern angeordnet. Die LEDs 42 sind in die Löcher 41a so eingefügt, daß sie Licht durch die Öffnung 31 am vorderen Ende rechtwinklig auf die Diffusionsscheibe 50 und die LCD-Tafel 60 emittieren. Die zweite LED-Gruppe 40c weist drei LEDs 43 auf. Die Löcher 41b sind in einer horizontalen Linie in einem oberen Abschnitt der vorderen Wand 41 angebracht. Die LEDs 43 sind so in die Löcher 41b eingefügt, daß sie Licht durch die Öffnung 31 am vorderen Ende senkrecht auf die Diffusionsscheibe 50 und die LCD-Tafel 60 emittieren.
Für die erste LED-Gruppe 40b bzw. die zweite LED-Gruppe 40c werden jeweils LEDs 42 von geringer Richtschärfe bzw. Strahlstärke und LEDs 43 von hoher Richtschärfe verwendet. Die LEDs 42 mit geringer Richtschärfe haben einen großen Verteilungsbereich um ihre optische Achse herum. Andererseits haben die LEDs 43 mit hoher Richtschärfe einen Lichtverteilungsbereich, der in Richtung ihrer optischen Achse groß bzw. langgestreckt und in senkrechter Richtung auf die optische Achse klein ist. Für die LEDs 42 werden scheibenförmige (chip-type) oder kuppelförmige (dome-type), weiße LEDs verwendet. Grüne LEDs werden für die LEDs 43 verwendet.
Die Lichtquelle 40 weist Leiterplatten 40d und 40e auf. Die Leiterplatte 40d ist parallel zur vorderen Wand 41 angeordnet, wobei ihr unteres Ende in einen Schlitz 44 eingefügt ist. Die LEDs 42 sind mit der Leiterplatte 40d mittels Löt- bzw. Leitungsanschlüssen elektrisch verbunden. Die Leiterplatte 40e ist hinter der Leiterplatte 40d parallel zu dieser angeordnet. Der Rand der Leiterplatte 40e ist in einen Schlitz 45 eingefügt. Die LEDs 43 sind mit der Leiterplatte 40e mittels Löt- bzw. Leitungsanschlüssen elektrisch verbunden.
Der Rand der Diffusionsscheibe 50 ist in die innere Wand des Gehäuses 30 eingefügt. Die Diffusionsscheibe 50 ist im mittleren Teil des Gehäuses 30 orthogonal zur optischen Achse der LEDs 42 und 43 angeordnet. Von den LEDs 42 und 43 kommendes Licht wird jeweils durch die Diffusionsscheibe 50 gestreut, um das erste gestreute Licht bzw. das zweite gestreute Licht zu erzeugen. Das erste gestreute Licht trifft auf eine gesamte Displayfläche 60a auf, das zweite gestreute Licht trifft auf eine Teildisplayfläche 61 auf, welche einen oberen Teil der Displayfläche 60a ausmacht, wie in 3 zu sehen ist. Wie in 3 weiterhin gezeigt ist, hat die gesamte Displayfläche 60a eine rechtwinklige Form mit einer Breite W und einer Höhe H. Die Teildisplayfläche 61 hat ebenfalls eine rechtwinklige Form mit einer Breite W und einer Höhe h (beispielsweise h = ca. 2/5 H).
Der Rand der LCD-Tafel 60 ist nahe der Öffnung 31 am vorderen Ende des Gehäuses 30 in dessen innere Wand eingefügt. Die LCD-Tafel 60 empfängt von der Diffusionsscheibe 50 sowohl das erste als auch das zweite gestreute Licht. Das erste gestreute Licht wird als das erste Displaylicht abgegeben, während das zweite gestreute Licht als das zweite Displaylicht durch die Öffnung 31 am vorderen Ende abgegeben wird. Das erste Displaylicht wird zum Anzeigen der Informationen von hoher Priorität verwendet. Das zweite Displaylicht wird hingegen zum Anzeigen der Informationen geringer Priorität verwendet.
Das erste gestreute Licht trifft unter elektronischer Steuerung auf die LCD-Tafel 60 auf, und die Informationen von hoher Priorität werden auf der gesamten Displayfläche 60a angezeigt. Die Informationen von hoher Priorität werden daraufhin als das erste Displaylicht abgegeben. Ebenso werden die Informationen von geringer Priorität auf der Teildisplayfläche 61 angezeigt. Die Informationen von geringer Priorität werden daraufhin als das zweite Displaylicht abgegeben.
Das Head-up-Display weist einen unterhalb der Armaturenabdeckung 21 installierten Reflektor 70 auf. Der Reflektor 70 ist derart geneigt, daß seine Reflektionsfläche 71 durch eine Öffnung 21a der Armaturenabdeckung 21 von der Windschutzscheibe 10 sowie von der Displayfläche 60a aus zu sehen ist. Das von der Reflektionsfläche 71 reflektierte erste oder zweite Displaylicht wird durch die Öffnung 21a der Armaturenabdeckung 21 auf eine innere Fläche der Frontwindschutzscheibe 10 abgegeben. Das Displaylicht wird dann entgegen der Blickrichtung des Fahrers reflektiert und bildet virtuelle Bilder der Displayinformationen vor der Windschutzscheibe 10 ab.
Gemäß 4 weisen die elektrischen Komponenten des Head-up-Displays eine Kamera 80, eine Bildverarbeitungsschaltung 80a, einen Navigator 90, eine Steuerungsschaltung 100, Treiberschaltungen 100, 120 und 130 für die LCD-Tafel 60, die erste LED-Gruppe 40b und die zweite LED-Gruppe 40c auf. Die im vorderen Teil des Fahrzeugs installierte Kamera 80 nimmt Bilder von Vorgängen vor dem Fahrzeug auf, verarbeitet die Daten und gibt die bearbeiteten Bilddaten als Signal weiter. Der eingebaute Navigator 90 nimmt Informationen hinsichtlich der Navigation des Fahrzeugs auf und gibt sie als Daten weiter.
Die Steuerungsschaltung 100 weist einen Mikrocomputer als ihre Hauptkomponente auf und steuert die Treiberschaltungen 110, 120 und 130 zum Steuern von Anzeigen auf der LCD-Tafel 60 sowie der Lichtemission der ersten sowie der zweiten LED-Gruppen der LEDs 40b und 40c an. Durch eine eingebaute Batterie B wird eine Spannung mittels eines Zündschalters IG auf verschiedene Schaltungen einschließlich der Schaltung 100 übertragen.
Die Steuerungsschaltung 100 steuert die Treiberschaltung 110, um die Informationen von hoher Priorität auf der gesamten Displayfläche 60a anzuzeigen. Diese Steuerung wird basierend auf den Bildverarbeitungssignalen von der Bildverarbeitungsschaltung 80a gemeinsam mit der Lichtemission der ersten LED-Gruppe 40b durchgeführt. Die Steuerungsschaltung 100 steuert die Treiberschaltung 110 auch dazu, um die Informationen von geringer Priorität auf der Displayfläche 61 darzustellen. Diese Steuerung wird basierend auf den Navigationsinformationen vom Navigator 90 gemeinsam mit der Lichtemission der zweiten LED-Gruppe 40c durchgeführt.
Die Steuerungsschaltung 100 legt fest, welche Steuerung durchgeführt wird. Wenn das Bildverarbeitungssignal beispielsweise einen Fußgängerübergang mit weißen Linien anzeigt, führt sie eine Steuerung durch, welche die Informationen von hoher Priorität anzeigt. Wenn die Navigationsinformation eine Route oder eine Entfernung zwischen dem augenblicklichen Aufenthaltsort bis zu einem Ziel anzeigt, führt sie eine Steuerung durch, welche die Informationen von geringer Priorität anzeigt.
Wenn das Fahrzeug in Bewegung ist und der Schalter IG eingeschaltet wurde, wird durch die Batterie B Spannung an die Steuerungsschaltung 100 angelegt. Die Kamera 80 nimmt ein Bild des Fußgängerüberwegs mit weißen Linien und einem überquerenden Fußgänger auf, wie in 5 gezeigt ist. Die Bildverarbeitungsschaltung 80 gibt die Bilddaten als ein Bildverarbeitungssignal aus. Die Steuerungsschaltung 100 führt die Lichtemission der ersten LED-Gruppe 40b und den Prozeß des Anzeigens der Informationen von hoher Priorität gemäß dem verarbeiteten Bildsignal durch.
Die Steuerungsschaltung 100 steuert die Treiberschaltung 120 an, um die LEDs 42 derart zu steuern, daß sie Licht auf Basis der durch seinen Mikrocomputer gesteuerten Lichtemission emittieren. Die LEDs 42 emittieren weißes Licht in Richtung zur Diffusionsscheibe 50. Das durch die Diffusionsscheibe 50 gestreute Licht strahlt dann in Richtung zur LCD-Tafel 60. Da es sich bei den LEDs 42 um scheibenförmige oder kuppelförmige LEDs handelt, haben sie eine geringe Richtschärfe und einen weiten Bereich, in welchem sich das Licht ausbreitet. Das erste gestreute Licht trifft daher auf der gesamten hinteren Fläche der LCD-Tafel 60 auf.
Die Steuerungsschaltung 100 steuert auch die Treiberschaltung 110 an, um auf dem Bildverarbeitungssignal basierende Informationen von hoher Priorität auf der LCD-Tafel 60 anzuzeigen. Die LCD-Tafel 60 zeigt daher die Informationen von hoher Priorität auf dem Display 60a an, wobei sie das erste gestreute Licht verwendet. Anschließend trifft das erste Displaylicht auf den Reflektor 70 auf. Das von der Reflektionsfläche 71 reflektierte erste Displaylicht strahlt durch die Öffnung 21a in Richtung zur inneren Fläche der Frontwindschutzscheibe 10. Es wird dann durch die Frontwindschutzscheibe 10 entgegen der Blickrichtung des Fahrers M reflektiert und bildet virtuelle Bilder der Displayinformation vor der Windschutzscheibe 10 ab.
Wie in 5 gezeigt ist, werden das weiße, virtuelle Bild des Fußgängerübergangs mit dem Fußgänger in dem der Oberfläche 60a entsprechenden Bereich vor der Windschutzscheibe 10 dargestellt. Der Fahrer sieht das Bild daher größer. Das erste Displaylicht wird durch den Reflektor 70 invertiert und bildet vor der Windschutzscheibe 10 virtuelle Bilder. Als Folge hiervon handelt es sich bei den virtuellen Bildern um Umkehrungen bzw. Spiegelbilder der auf der LCD-Tafel 60 angezeigten Bilder.
Wenn der Navigator 90 eine Reiseroute oder eine Navigationsinformation ausgibt, führt die Steuerungsschaltung 100 eine Lichtemission für die zweite LED-Gruppe 40c durch, um von den angezeigten Informationen zu den Informationen von geringer Priorität umzuschalten. Die Steuerungsschaltung 100 steuert basierend auf der Lichtemission die Treiberschaltung 130 an, um die LEDs 43 dahingehend zu steuern, Licht zu emittieren. Die LEDs 43 emittieren grünes Licht in Richtung der Diffusionsscheibe 50, welche das Licht in Richtung der LCD-Tafel 60 als das zweite gestreute Licht streut. Die LEDs 43 haben einen großen Bereich der Lichtverteilung in axialer Richtung und einen kleinen Bereich der Lichtverteilung in orthogonaler Richtung. Das grüne Licht wird daher vom dem oberen Abschnitt der Diffusionsplatte 50 gestreut und trifft auf die obere hintere Fläche der LCD-Tafel 60 auf.
Die Steuerungsschaltung 100 steuert in Abhängigkeit vom Displayvorgang die Treiberschaltung 110 an, die Informationen von geringer Priorität auf der LCD-Tafel 60 anzuzeigen. Die LCD-Tafel 60 zeigt die Informationen von geringer Priorität auf dem Display 61 an, dabei wird das zweite gestreute Licht verwendet. Das zweite Displaylicht trifft dann auf den Reflektor 70 auf. Das von der Reflektionsfläche 71 reflektierte zweite Displaylicht strahlt durch die Öffnung 21a in Richtung zur inneren Fläche der Frontwindschutzscheibe 10. Es wird dann durch die vordere Frontwindschutzscheibe 10 entgegengesetzt der Blickrichtung des Fahrers M reflektiert und bildet vor der Windschutzscheibe 10 virtuelle Bilder der Displayinformationen.
Wie in 6 gezeigt ist, werden die grünen, virtuellen Bilder einer Route und einer Entfernung zwischen dem augenblicklichen Aufenthaltsort und einem Ziel vor der Windschutzscheibe in einem der Fläche 61 entsprechenden Bereich angezeigt. Der Fahrer sieht die Bilder daher verkleinert dargestellt. Das zweite Displaylicht wird durch den Reflektor 70 invertiert und bildet vor der Windschutzscheibe 10 virtuelle Bilder. Als Folge hiervon handelt es sich bei den virtuellen Bildern um Umkehrungen bzw. Spiegelbilder der auf der LCD-Tafel 60 angezeigten Bilder.
Die Informationen von hoher Priorität werden auf der gesamten Displayfläche 60a angezeigt, wohingegen die Informationen von geringer Priorität auf der Teildisplayfläche 61 angezeigt werden. Die beiden unterschiedlichen Informationen werden mit anderen Worten vor der Windschutzscheibe 10 durch eine einzige LCD-Tafel 60 angezeigt. Um Informationen auf diese Art und Weise anzuzeigen, werden die LEDs der ersten LED-Gruppe 40b sowie der zweiten LED-Gruppe 40c als Lichtquelle für die LCD-Tafel 60 verwendet. Die LEDs 42 der ersten LED-Gruppe 40b haben eine geringe Richtschärfe. Die LEDs 43 der zweiten LED-Gruppe 40c haben eine hohe Richtschärfe. Als Folge hiervon können die erste und die zweite Displayinformationen selektiv angezeigt werden, wobei die Lichtquelle für die LCD-Tafel 60 noch immer von kompakter Größe ist.
Das Verwenden von LEDs, welche Licht in unterschiedlichen Farben emittieren, beugt ebenfalls einer zunehmenden Größe der Lichtquelle für die LCD-Tafel 60 vor. In dieser Ausführungsform emittieren die LEDs 42 und die LEDs 43 weißes bzw. grünes Licht. Obwohl das Head-up-Display die virtuellen Bilder mit dem wirklichen Ablauf vor dem Fahrzeug überlagert, sind die virtuellen Bilder in hohem Maße erkennbar. Dies ist darauf zurückzuführen, daß LEDs als lichtemittierende Komponenten verwendet werden.
Eine alternative Anordnung der ersten Ausführungsform ist in 7 gezeigt. Die LEDs 42 sind um einen Winkel von θ° aus der Stellung in der ersten Ausführungsform (durch gestrichtelte Linien angezeigt) geneigt. Gemäß 1 sind sie in Stützlöcher 41a eines Rahmens 40a eingefügt. Der Winkel θ° ist so bemessen, daß das Licht einer jeden LED 42 maximal genutzt wird, nachdem es durch die Diffusionsscheibe 50 gestreut wird. Der restliche Aufbau ist derselbe wie in der ersten Ausführungsform.
Da die LEDs 42 geneigt sind, wird das von den LEDs 42 emittierte, weiße Licht als das erste gestreute Licht effektiver verwendet, als jenes der ersten Ausführungsform. Die Helligkeit bzw. Leuchtdichte der virtuellen Bilder der Informationen von hoher Priorität wird daher höher als im Fall der ersten Ausführungsform. Die virtuellen Bilder der Informationen von hoher Priorität werden mit anderen Worten heller als das tatsächliche Geschehen und gut erkennbar, obwohl sie durch das reale Geschehen überlagert werden.
[Zweite Ausführungsform]
Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, hat ein Head-up-Display eine Displayeinheit Ua, welche die Displayeinheit U der ersten Ausführungsform ersetzt. Die Displayeinheit Ua hat ein zylindrisches Gehäuse 30A, eine Lichtquelle 40A, eine Lichtdiffusionsscheibe 50 und eine LCD-Tafel 60. Die Öffnung 33 des vorderen Endes des Gehäuses 30A zeigt zur Reflektionsfläche 71 eines Reflektors 70, und die Öffnung 34 des hinteren Ende zeigt zum hinteren Teil eines Fahrzeugs.
Die Lichtquelle 40A ist im hinteren Abschnitt des Gehäuses 30A installiert und weist die erste LED-Gruppe 40g von LEDs, die zweite LED-Gruppe 40c und eine Leiterplatte 40e auf. Eine Lichtleiterplatte 40f mit einer im Querschnitt üblicherweise rechtwinkligen Dreiecksform ist in einen ringförmig ausgeformten Schlitz 35 eingefügt. Die Dicke der Platte 40f nimmt in Richtung zum Boden zu. Die Platte 40f ist so angeordnet, daß ihre vordere Fläche senkrecht zur horizontalen Achse des Gehäuses 30A steht. Die Platte 40f ist aus einem klaren, achromatischen lichtleitenden Material hergestellt.
Die erste LED-Gruppe 40g weist sechs LEDs 48 auf. Der Bodenabschnitt der Lichtleiterplatte ist ausgeschnitten, so daß die LEDs 48 innerhalb des ringförmigen Schlitzes 37 am Boden in einer Reihe installiert werden können. Die LEDs 48 sind vom selben LED Typ wie die LEDs 42 und so angeordnet, daß sie in Richtung der oberen Innenfläche 46a des Ausschnitts zeigen. Von den LEDs 48 emittiertes, weißes Licht tritt durch den oberen Abschnitt der oberen Innenfläche 46a hindurch in die Platte 40f ein. Die Platte 40f reflektiert das weiße Licht dann an ihrer hinteren Fläche 47 und entläßt es durch ihre vordere Fläche 46.
Die LEDs 43 der zweiten LED-Gruppe 40c sind in den Stützlöchern 47a angeordnet. Der Leuchtkörperteil der LEDs 43 zeigt in Richtung zur Öffnung am vorderen Ende des Gehäuses 30A. Die Enden der Leiterplatte 40e sind in die untere Wand des Gehäuses 30A im hinteren Abschnitt des Gehäuses 30A eingefügt. Die Diffusionsscheibe 50 ist neben der Öffnung 33 am vorderen Ende angeordnet, so daß sie der Vorderfläche 46 gegenüberliegt. Die Ränder der Diffusionsplatte 50 sind in die untere Wand des Gehäuses 30A eingefügt. Die Lichtemission der LEDs 48 wird unter elektronischer Steuerung in ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Die Steuerungsschaltung 100 steuert die Treiberschaltung 120 an, um die LEDs 48 derart zu steuern, daß sie auf Basis der Lichtemission der ersten LED-Gruppe 40g Licht emittieren. Weißes Licht, das von den LEDs 48 emittiert wird, tritt durch die obere innere Fläche 46a des Ausschnitts in die Lichtleiterplatte 40f ein. Es wird dann durch die hintere Fläche 47 in Richtung der vorderen Fläche 46 reflektiert und strahlt in Richtung der Diffusionsscheibe 50.
Die Diffusionsscheibe 50 streut das Licht aus der Lichtleiterplatte 40f und führt es durch ihre gesamte hintere Fläche der LCD-Tafel 60 zu. Die LCD-Tafel 60 gibt das erste Displaylicht für die Informationen von hoher Priorität durch die gesamte Displayfläche 60a auf eine Reflektionsfläche 71 ab. Vor einer Frontwindschutzscheibe 10 werden virtuelle Bilder aus den Informationen von hoher Priorität gebildet. Das Anzeigen der Informationen von geringer Priorität auf der LCD-Tafel 60 und das Bilden ihrer virtuellen Bilder vor der Windschutzscheibe 10 werden auf dieselbe Art und Weise durchgeführt wie in der ersten Ausführungsform. Somit können dieselben Ergebnisse wie in der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Verschiedene Abwandlungen und Alternativen sind möglich. So z. B. kann die Anzeigevorrichtung als eine neben einer fahrerseitigen Öffnung eines Armaturenbrettes befestigte Anzeigevorrichtung vorgesehen werden. In diesem Fall ist die Displayeinheit U oder Ua so gestaltet, daß ihre Öffnung am vorderen Ende durch die fahrerseitige Öffnung in Richtung des Fahrersitzes zeigt. Ein Fahrer kann die den virtuellen Bildern in der obigen Ausführungsformen entsprechenden ersten und zweiten Informationen auf der LCD-Tafel 60 sehen, wobei die Wirksamkeit der Lichtquelle erhalten bleibt.
Bei der Kamera 80 kann es sich um eine Nachtsichtkamera handeln. Leuchtkörper bzw. Lichtquellen, welche eine Elektrolumineszenztafel aufweisen, können anstatt der LED 40b der ersten Ausführungsform oder einer Lichtleiterplatte 40f und den LEDs der ersten LED-Gruppe 40g der zweiten Ausführungsform verwendet werden, ebenso wie eine Weißlichtbirne oder andere lichtemittierende Bauteile, die dieselbe Lichtverteilungseigenschaften wie die LEDs 42 oder 48 aufweisen. Die Lumineszenzfarben der LEDs 42 oder 48 und der LEDs 43 können dieselben sein. Sie sind nicht auf weiß oder grün beschränkt.
Die Lichtquelle kann gegenüberliegend der in der ersten Ausführungsform gezeigten Position installiert werden. In diesem Fall werden die vor der Windschutzscheibe 10 gebildeten virtuellen Bilder wie in 6 zum oberen Abschnitt des gestrichtelten Bereichs verschoben. Es können jedoch dieselben Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform erzielt werden. Anstelle des Reflektors 70 können verschiedene Arten von Reflektoren verwendet werden. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung soll nicht auf Head-up-Displays für Personenfahrzeuge beschränkt sein. Es kann für Head-up-Displays von verschiedenen Fahrzeugtypen verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Reihe anderer Wege umgesetzt werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Claims

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einer LCD-Tafel (60) mit einer gesamten Displayfläche (60a) und einer Teildisplayfläche (61), welche in der gesamten Displayfläche (60a) enthalten ist; einer Lichtquelle (40, 40A), welche eine erste lichtemittierende Vorrichtung mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden (42), welche Licht auf die gesamte Displayfläche (60a) emittieren, und eine zweite lichtemittierende Vorrichtung mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden (43) enthält, welche Licht auf die Teildisplayfläche (61) emittieren und welche zahlenmäßig weniger sind als die lichtemittierenden Dioden (42) der ersten lichtemittierenden Vorrichtung; einer Steuerungsschaltung (100) zum Steuern der LCD-Tafel (60), um Informationen von hoher Priorität auf der gesamten Displayfläche (60a) und Informationen von geringer Priorität auf der Teildisplayfläche (61) anzuzeigen, wobei die zweite lichtemittierende Vorrichtung eine höhere Richtschärfe als die erste lichtemittierende Vorrichtung hat, und die lichtemittierenden Dioden (42) der ersten lichtemittierenden Vorrichtung um einen vorbestimmten Winkel aus einer senkrecht zur LCD-Tafel (60) stehenden Position geneigt sind; und die Steuerungsschaltung (100) einen Steuerungsvorgang derart durchführt, daß die erste lichtemittierende Vorrichtung Licht emittiert, wenn Informationen von hoher Priorität auf der gesamten Displayfläche (60a) angezeigt werden, und die zweite lichtemittierende Vorrichtung Licht emittiert, wenn Informationen von geringer Priorität auf der Teildisplayfläche (61) angezeigt werden.
Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: die Lichtquelle (40, 40A) hinter einem in einem Inneren des Fahrzeugs unter einer Windschutzscheibe (10) angeordneten Armaturenbrett (20) befestigt ist; die LCD-Tafel (60) an einer lichtemittierenden Seite der Lichtquelle (40, 40A) hinter dem Armaturenbrett (20) angeordnet ist; ein Reflektor (70) so angeordnet ist, daß er sowohl auf eine innere Fläche der Windschutzscheibe (10) als auch auf die gesamte Displayfläche (60a,) der LCD-Tafel (60) zuweist; und die Steuerungsschaltung (100) einen Steuerungsvorgang derart ausführt, daß virtuelle Bilder von Informationen von geringer Priorität sowie von hoher Priorität vor der Windschutzscheibe (10) erzeugt werden, wenn Displaylicht vom Reflektor (70) durch eine Öffnung (21a) einer Armaturenbrettabdeckung (21) auf die innere Fläche der Windschutzscheibe (10) reflektiert wird.
Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, welche ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aufweist: eine Bilderfassungseinrichtung, welche in der Steuerungsschaltung (100) zum Erfassen von Bildern von Vorgängen vor dem Fahrzeug enthalten ist, um diese in großem Format anzuzeigen; und eine Ausgabeeinrichtung für Informationen von geringer Priorität, welche in der Steuerungsschaltung (100) enthalten ist, und zum Ausgeben von Fahrinformationen dient, um diese in kleinem Format anzuzeigen, wobei die Steuerungsschaltung (100) einen Steuerungsvorgang derart ausführt, daß die Informationen von hoher Priorität als Antwort auf eine Ausgabe der Bilderfassungseinrichtung auf der gesamten Displayfläche (60a) angezeigt werden, und die Informationen von geringer Priorität als Antwort auf eine Ausgabe der Ausgabeeinrichtung für Informationen von geringer Priorität auf der Teildisplayfläche (61) angezeigt werden.
Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß: eine Lichtfarbe der ersten lichtemittierenden Vorrichtung sich von jener der zweiten lichtemittierenden Vorrichtung unterscheidet.
Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist: eine Diffusionsscheibe (50), welche zwischen der LCD-Tafel (60) und der Lichtquelle (40, 40A) angeordnet ist.
Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß: die erste lichtemittierende Vorrichtung und die zweite lichtemittierende Vorrichtung so angeordnet sind, daß die erste lichtemittierende Vorrichtung und die zweite lichtemittierende Vorrichtung voneinander getrennt vorliegen.
Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist: eine Lichtleiterplatte (40f) aus einem hellen, achromatischen, lichtleitenden Material.
Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß: die erste lichtemittierende Vorrichtung derart in einem Bodenabschnitt der Lichtleiterplatte (40f) angeordnet ist, daß das Licht von der ersten lichtemittierenden Vorrichtung übertragen und in Richtung zur Diffusionsscheibe (50) geleitet wird, nachdem es an einer hinteren Fläche (47) der Lichtleiterplatte (40f) reflektiert wurde.