Title:
HEAD-UP-DISPLAY MIT FÄHIGKEIT ZU WARNTON AM ANZEIGEPUNKT
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Ein Head-up-Display beinhaltet eine transparente Lautsprechermembran und einen Bildprojektor, der entsprechend ausgerichtet ist, um ein Bild auf die transparente Lautsprechermembran zu projizieren. Das Head-up-Display hat die Fähigkeit, visuelle Daten und einen Warnton an einem einzelnen Punkt als Quelle bereitzustellen. embedded image





Inventors:
Majkowski, Matthew Anthony, Mich. (Dearborn, US)
Application Number:
DE102018102645A
Publication Date:
08/09/2018
Filing Date:
02/06/2018
Assignee:
Ford Global Technologies, LLC (Mich., Dearborn, US)
International Classes:
G02B27/01; G03B21/00; G03B21/56; G03B21/62; G08B21/00; G10K15/04; H04R7/04
Attorney, Agent or Firm:
Wablat Lange Karthaus Anwaltssozietät, 14129, Berlin, DE
Claims:
Head-up-Display, umfassend:
eine transparente Lautsprechermembran;
einen Bildprojektor, der entsprechend ausgerichtet ist, um ein Bild auf die transparente Lautsprechermembran zu projizieren;
einen Aktuator zum Betreiben der transparenten Lautsprechermembran; und
eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, den Bildprojektor und den Aktuator zu steuern.

Head-up-Display nach Anspruch 1, wobei die transparente Lautsprechermembran aus einer Acrylplatte gefertigt ist.

Head-up-Display nach Anspruch 2, wobei der Aktuator ein piezoelektrischer Aktuator ist.

Verfahren zum Bereitstellen eines Head-up-Displays, umfassend:
Montieren einer transparenten Lautsprechermembran auf einer Stützfläche in einem Kraftfahrzeug; und
Projizieren eines Bilds auf die transparente Lautsprechermembran.

Verfahren nach Anspruch 4, das das Betreiben der transparenten Lautsprechermembran mit einem Aktuator beinhaltet, wobei die transparente Lautsprechermembran Ton produziert.

Verfahren nach Anspruch 5, das das Aufmerksammachen einer Person auf das Bild, das auf die transparente Lautsprechermembran projiziert wird, beinhaltet, indem durch die transparente Lautsprechermembran ein Warnton erzeugt wird.

Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Stützfläche ein Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs ist.

Verfahren nach Anspruch 6, das das Anzeigen des Bilds auf der transparenten Lautsprechermembran beinhaltet.

Verfahren nach Anspruch 8, das das Verwenden einer farblosen Acrylplatte als die transparente Lautsprechermembran beinhaltet.

Verfahren nach Anspruch 9, das das Verwenden eines piezoelektrischen Aktuators, um Ton aus der farblosen Acrylplatte zu erzeugen, beinhaltet.

Verfahren nach Anspruch 4, das das Verwenden einer farblosen Acrylplatte als die transparente Lautsprechermembran beinhaltet.

Verfahren nach Anspruch 11, das das Verwenden eines piezoelektrischen Aktuators, um Ton aus der farblosen Acrylplatte zu erzeugen, beinhaltet.

Verfahren nach Anspruch 12, das das Aufmerksammachen einer Person auf das Bild, das auf die farblose Acrylplatte projiziert wird, beinhaltet, indem durch die farblose Acrylplatte ein Warnton erzeugt wird.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Dieses Dokument betrifft im Allgemeinen das Kraftfahrzeugausstattungsgebiet und insbesondere ein Head-up-Display, das eine Fähigkeit zu einem Warnton am Anzeigepunkt hat.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Ein Head-up-Display (HUD) ist ein transparentes Display, das Daten darstellt, ohne dass der Benutzer, in diesem Fall der Fahrer eines Kraftfahrzeugs, seine Aufmerksamkeit von einem normalen Blickwinkel beim Betrieb des Kraftfahrzeugs durch die vordere Windschutzscheibe abwenden muss.

Dieses Dokument betrifft ein neues und verbessertes Head-up-Display, das eine transparente Lautsprechermembran enthält, auf die Daten oder ein Bild projiziert werden. Vorteilhafterweise hat dieses neue und verbesserte Head-up-Display die Fähigkeit, einen Warnton am Anzeigepunkt zu erzeugen, um die Aufmerksamkeit des Kraftfahrzeugführers auf natürliche Weise auf das Display zu lenken, wenn gerade ein wichtiges Bild oder wichtige Daten darauf projiziert werden.

KURZDARSTELLUNG

Gemäß den hierin beschriebenen Nutzen und Vorteilen wird ein neues und verbessertes Head-up-Display bereitgestellt. Dieses Head-up-Display umfasst eine transparente Lautsprechermembran und einen Bildprojektor, der entsprechend ausgerichtet ist, um ein Bild auf diese transparente Lautsprechermembran zu projizieren.

Das Head-up-Display beinhaltet auch einen Aktuator zum Betreiben der transparenten Lautsprechermembran, um Ton zu erzeugen. Bei mindestens einer von vielen möglichen Ausführungsformen ist die transparente Lautsprechermembran aus einer Acrylplatte gefertigt und ist der Aktuator ein piezoelektrischer Aktuator. Ferner beinhaltet das Head-up-Display eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, das projizierte Bild und bei einigen der vielen möglichen Ausführungsformen den Aktuator zum Betreiben einer transparenten Lautsprechermembran zu steuern.

Gemäß einem zusätzlichen Aspekt umfasst ein Verfahren zum Bereitstellen eines Head-up-Displays das Projizieren eines Bilds auf eine transparente Lautsprechermembran. Dieses Verfahren kann den Schritt des Betreibens einer transparenten Lautsprechermembran mit einem Aktuator beinhalten, wobei die transparente Lautsprechermembran Ton produziert. Darüber hinaus kann das Verfahren das Aufmerksammachen einer Person auf das Bild, das auf die transparente Lautsprechermembran projiziert wird, beinhalten, indem durch die Lautsprechermembran ein Warnton erzeugt wird.

Das Verfahren kann den Schritt des Montierens der transparenten Lautsprechermembran auf einer Stützfläche in einem Kraftfahrzeug beinhalten. Insbesondere kann das Verfahren den Schritt des Montierens einer transparenten Lautsprechermembran auf einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs beinhalten.

Des Weiteren beinhaltet das Verfahren das Anzeigen des Bilds auf der transparenten Lautsprechermembran.

Bei einigen der vielen möglichen Ausführungsformen kann das Verfahren das Verwenden einer farblosen Acrylplatte als die transparente Lautsprechermembran beinhalten. Ferner kann das Verfahren das Verwenden eines piezoelektrischen Aktuators, um Ton aus der farblosen Acrylplatte zu erzeugen, beinhalten.

In der folgenden Beschreibung sind mehrere bevorzugte Ausführungsformen des Head-up-Displays sowie das Verfahren zum Bereitstellen eines Head-up-Displays gezeigt und beschrieben. Wie zu erkennen sein sollte, sind andere verschiedene Ausführungsformen des Head-up-Displays möglich, und seine mehreren Details sind in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten modifizierbar, ohne von dem Head-up-Display und dem Verfahren, wie sie in den folgenden Patentansprüchen dargelegt und beschrieben sind, abzuweichen. Entsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen.

Figurenliste

Die beigefügten Zeichnungsfiguren, die hier aufgenommen sind und Teil der Beschreibung bilden, stellen mehrere Aspekte des Head-up-Displays und des Verfahrens dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien derselben zu erläutern.

  • 1 ist eine schematische Darstellung des Head-up-Displays.
  • 2 ist eine ähnliche schematische Darstellung des Head-up-Displays aus der Sichtperspektive eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs, der über das Armaturenbrett durch die Windschutzscheibe hinausschaut.
  • 3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer möglichen Ausführungsform der Steuerung für das Head-up-Display, das in den 1 und 2 dargestellt ist.

Nun wird detailliert auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen des in den beigefügten Zeichnungsfiguren dargestellten Head-up-Displays Bezug genommen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Nun wird auf die 1 und 2 Bezug genommen, die eine mögliche Ausführungsform des neuen und verbesserten Head-up-Displays 10 darstellen. Dieses Head-up-Display 10 beinhaltet eine transparente Lautsprechermembran 12 und einen Bildprojektor 14, der entsprechend ausgerichtet ist, um ein Bild auf die transparente Lautsprechermembran zu projizieren (man beachte die Aktionspfeile A). Wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich sein sollte, stellt die transparente Lautsprechermembran 12 eine duale Funktionalität als ein Ton erzeugender Lautsprecher und ein Anzeigebildschirm für das projizierte Bild I bereit. Somit stellt die transparente Lautsprechermembran 12 visuelle Darstellung und Tonerzeugung an einem Punkt bereit.

Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Head-up-Display 10 auch einen Aktuator 16 zum Betreiben der transparenten Lautsprechermembran 12 und zum Erzeugen von Ton. Bei einer von vielen möglichen Ausführungsformen des Head-up-Displays kann die transparente Lautsprechermembran 12 durch ein Blatt optisch farblosen Acrylglasmaterials gebildet sein und der Aktuator 16 kann einen piezoelektrischen Aktuator umfassen, der die Seite der transparenten Lautsprechermembran stimuliert, um die gewünschten Töne zu erzeugen. Wie in Figur 1 näher dargestellt, beinhaltet das Head-up-Display 10 auch eine Steuerung 18. Die Steuerung 18 kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung wie etwa einen dedizierten Mikroprozessor oder eine elektronische Steuereinheit (ECU - Electronic Control Unit) umfassen, der bzw. die gemäß passenden Betriebsanweisungen von Steuersoftware arbeitet. Somit kann, wie in 3 dargestellt, die Steuerung 18 einen oder mehrere Prozessoren 20, einen oder mehrere Speicher 22 und eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen 24 beinhalten, die über einen Kommunikationsbus 26 alle miteinander kommunizieren.

Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 18 ein Karosseriesteuermodul oder BCM (Body Control Module) umfassen, das ferner eine Benutzerschnittstelle 28, eine GPS-/Geolokalisierungskomponente 30, eine Anzeigevorrichtung wie etwa ein Multifunktionsdisplay mit Touchscreen-Fähigkeit 32 und einen Sprachprozessor 34 beinhaltet, die über den Kommunikationsbus 26 auch mit den anderen Komponenten der Steuerung 18 kommunizieren. Wie ersichtlich sein sollte, stellt der Sprachprozessor 34 der Steuerung 18 eine „Sprachbefehl“-Fähigkeit bereit.

Bei einigen Ausführungsformen führt eine BCM-Steuerung 18 eine Anzahl an elektrisch basierten Innenraumkarosseriefunktionen durch, einschließlich beispielsweise Innenraumverriegelung, Fernbedienungseinstieg, Innenraumbeleuchtung, Außenbeleuchtung, Windschutzscheibenwischersteuerung und Ähnliches. Bei einigen Ausführungsformen kann die BCM-Steuerung 18 auch dazu dienen, Unterhaltungsfunktionen (z. B. Radio, CD-Spieler) und Kommunikation wie etwa Telefon- und Internetkommunikation über ein drahtloses Netzwerk zu steuern. Bei einigen Ausführungsformen ist die BCM-Steuerung 18 über einen Kommunikationsbus (nicht gezeigt) mit anderen Steuermodulen verbunden, die eine oder mehrere dieser zusätzlichen Funktionen bereitstellen. Dabei ist von Bedeutung, dass die BCM-Steuerung 18 mit einem Communication-Area-Network oder CAN verbunden ist, das Daten von praktisch jedem Betriebssystem des Kraftfahrzeugs sowie Nachrichten, Informationen und Daten von entfernten Orten über ein drahtloses Netzwerk bereitstellt. Beliebige oder alle dieser Informationen können auf der transparenten Lautsprechermembran 12 des Head-up-Displays 10 wie vom Kraftfahrzeugführer gewünscht angezeigt werden. Dieser Kraftfahrzeugführer kann die Steuerung 18 über die Benutzerschnittstelle 28, die Touchscreenanzeigevorrichtung 32 oder sogar über Sprachbefehle mittels des Sprachprozessors 34 für die Anzeige gewünschter Informationen programmieren.

Somit kann, wie ersichtlich sein sollte, die Steuerung 18 dazu ausgelegt sein, den Bildprojektor 14 und daher das Bild, einschließlich von Daten, das bzw. die für eine visuelle Präsentation für den Fahrer oder eine andere Person im Kraftfahrzeug auf die transparente Lautsprechermembran 12 projiziert wird bzw. werden, zu steuern. Darüber hinaus kann die Steuerung 18 dazu ausgelegt sein, den Aktuator 16 zum Betreiben der transparenten Lautsprechermembran 12 und zum Produzieren von Ton zu steuern.

In Übereinstimmung mit der vorstehenden Beschreibung wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Head-up-Displays 10 offenbart. Dieses Verfahren kann grob als den Schritt des Projizierens eines Bilds 1 auf eine transparente Lautsprechermembran 12 (siehe besonders 2) umfassend beschrieben werden. Diese transparente Lautsprechermembran 12 kann auf einer Stützfläche im Kraftfahrzeug wie etwa dem in 2 dargestellten Armaturenbrett 36 montiert sein. Wie in 2 dargestellt, ist die transparente Lautsprechermembran vom Lenkrad 38 und den Instrumentenanzeigen 40 versetzt, damit sie sich zumindest teilweise zwischen der Instrumententafel 42 und der Mittelkonsole 44 erstreckt. Hier sollte ersichtlich sein, dass die in 2 gezeigte exakte Positionierung der transparenten Lautsprechermembran 12 auf dem Armaturenbrett 36 allein Veranschaulichungszwecken dient und in keiner Weise den Umfang beschränkend ist. Zum Beispiel könnte die transparente Lautsprechermembran 12 des Head-up-Displays 10 auf dem Armaturenbrett 36 hinter der Windschutzscheibe (nicht gezeigt) montiert sein, aber direkt in einer Linie über dem Lenkrad 38 und der Instrumententafel 42 oder in einer beliebigen anderen passenden Position, einschließlich hinter der Windschutzscheibe und direkt über und mit der Mittelkonsole 44 fluchtend.

Das Verfahren kann auch den Schritt des Betreibens der transparenten Lautsprechermembran 12 mit einem Aktuator 16 beinhalten, wobei die transparente Lautsprechermembran die gewünschten Töne produziert. Folglich sollte ersichtlich sein, dass das Verfahren den Schritt des Aufmerksammachens einer Person auf das Bild I, das auf die transparente Lautsprechermembran 12 projiziert wird, beinhalten kann, indem durch die Lautsprechermembran ein Warnton erzeugt wird. Da der Warnton durch die transparente Lautsprechermembran 12 erzeugt wird, die auch als der Bildprojektionspunkt dient, sollte ersichtlich sein, dass der Ton auf natürliche Weise die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das Bild I zieht.

Die Steuerung 18 kann selektiv vom Fahrzeugführer programmiert werden, zum Beispiel durch die Touchscreenanzeigevorrichtung 32 oder über Sprachbefehle mittels des Sprachprozessors 34, um ausgewählte Warntöne für Bilder I bereitzustellen, einschließlich bestimmter Daten, die von Interesse sind, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein. Somit kann zum Beispiel als eine Warnung bezüglich möglicherweise vereister Straßenbedingungen ein Warnton bereitgestellt werden, wenn die Umgebungstemperatur auf unterhalb eines vorab festgelegten Werts fällt. Zu diesem Zweck ertönt der Warnton und die Aufmerksamkeit des Kraftfahrzeugfahrers wird auf die transparente Lautsprechermembran 12 gelenkt, die ein Bild der Umgebungstemperatur anzeigt.

Als ein weiteres Beispiel kann der Warnton durch die transparente Lautsprechermembran 12 erzeugt werden, wenn das Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, die die vorgegebene Geschwindigkeitsbegrenzung um einen vorab festgelegten Wert überschreitet, während diese Information über Bild I auf der transparenten Lautsprechermembran angezeigt wird. Wie ersichtlich sein sollte, kann für eine beliebige bestimmte Position des Kraftfahrzeugs, wie sie aktuell mittels der GPS-/Geolokalisierungskomponente 30 ermittelt wird, die vorgegebene Straßengeschwindigkeitsbegrenzung für eine beliebige bestimmte Straße im Speicher der Steuerung 18 hinterlegt sein.

Wie ersichtlich sein sollte, sind dies nur zwei der vielen möglichen Warntöne, die vom Head-up-Display 10 bereitgestellt werden können. Es sollte ersichtlich sein, dass jeder Art von Warnton ihr eigener unterschiedlicher Klang zugeordnet sein kann, um eine Tonunterscheidung zwischen einer Temperaturwarnung, einer Geschwindigkeitsbegrenzungswarnung oder einer anderen Warnung für einen anderen Zweck bereitzustellen. Im Fall einer beliebigen bestimmten Warnung werden der Warnton und das Bild von einem einzelnen Punkt ausgegeben: nämlich der Lautsprechermembran 12 des Head-up-Displays 10.

Aus der vorstehenden Beschreibung sollte auch ersichtlich sein, dass das Verfahren den Schritt des Anzeigens des Bilds I auf der transparenten Lautsprechermembran 12 beinhalten kann. Ferner kann das Verfahren das Verwenden einer farblosen Acrylplatte als die transparente Lautsprechermembran 12 und das Verwenden eines piezoelektrischen Aktuators 16, um Ton aus der farblosen Acrylplatte zu erzeugen, beinhalten.

Wie ersichtlich sein sollte, stellt das neue und verbesserte Head-up-Display 10 eine Anzahl an Nutzen und Vorteilen bereit. Das Head-up-Display verwendet einen Bildprojektor 14, um ein Bild I auf eine transparente Lautsprechermembran 12 zu projizieren, wodurch eine integrierte Quelle für Bild und Ton an einem einzelnen Punkt bereitgestellt wird. Der Aktuator 16 und die transparente Lautsprechermembran 12 können als ein dediziertes Warntonsystem für das Head-up-Display genutzt werden. Alternativ können die transparente Lautsprechermembran 12 und der Aktuator 16 als Teil des Unterhaltungslautsprechersystems des Kraftfahrzeugs genutzt werden, wodurch ein separater Lautsprecher redundant und unnötig wird und Optionen für die Platznutzung und die Gestaltung des Innenraums des Kraftfahrzeugs verbessert werden.

Das Vorstehende dient Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken. Es soll nicht erschöpfend sein oder die Ausführungsformen auf die präzise offenbarte Form beschränken.

Angesichts der obigen Lehren sind offenkundige Modifikationen und Variationen möglich. All diese Modifikationen und Variationen liegen im Umfang der beigefügten Patentansprüche, wenn sie entsprechend der Breite, zu der sie billigerweise, rechtmäßigerweise und angemessenerweise berechtigt sind, ausgelegt werden.