專利名稱：用于汽車的組合儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車中用以在駕駛員的基本視野附近顯示信息的組合儀表。
背景技術(shù)：
在汽車中有各種不同的信息和通信領(lǐng)域要由指示儀表指示。它們向 駕駛員和同乘人員提供信息。它們還可以在導(dǎo)航或者與外界通信方面向 駕駛員提供支持。該指示可以可視地表示特別是與交通或與駕駛有關(guān)的 數(shù)據(jù)。在駕駛員基本視野附近安排所謂組合儀表。通常它處于駕駛艙方 向盤的后面，通過方向盤的開孔可以看見它。它特別用來指示速度、油 箱的油量、冷卻器溫度和其他與駕駛有關(guān)的信息。另外，可以有無線電 和音頻功能。最后可以有指示的電話、導(dǎo)航、遠程服務(wù)和多媒體應(yīng)用用 的菜單。作為顯示器通常采用各種制法的液晶顯示器。
在DE 100 01 988 Al中描述用以指示與駕駛和/或與交通有關(guān)的數(shù) 據(jù)。為了更好承擔(dān)各式各樣信息的供應(yīng)，在DE 103 03 792A1提出一個 三維元件透視顯示。作為其他指示裝置，車輛往往在中間面板中或者中 間面板上面具有多功能指示器。例如，在DE 199 41 955 Al中描述了一 個這樣的多功能操作元件。
為了清楚地顯示各種各樣的操作和指示的可能性，往往使用層次式 菜單結(jié)構(gòu)。菜單表示不同的菜單項和在給定情況下給菜單項分配圖形或 者圖標(biāo)。在選擇一個菜單項時打開一個下級菜單，帶有其他下級菜單項。 這種結(jié)構(gòu)可以通過多個層次面繼續(xù)下去。此外，可以不給菜單項分配給 下級菜單，而是分配一定的指示圖形，表示分配給該菜單項的信息。
若在交通工具中，特別是在汽車中采用這樣的菜單結(jié)構(gòu)，則要注意， 不要使駕駛員由于要掌握所表示的信息和操縱指示裝置而使其注意力受影響。因此，信息顯示應(yīng)該盡可能顯得直觀。這時，目標(biāo)的三維顯示 優(yōu)于三維目標(biāo)的二維投影。
為了實現(xiàn)指示儀表的三維顯示，開發(fā)了不同的技術(shù)。下列印刷品描
述了汽車用的全息照相術(shù)指示裝置DE 37 40 557 A1, DE 197 04 740 Al, GB 2 212 964 A, EP 0 891 887 B1。然而，全息照相術(shù)指示裝置的 缺點是，指示裝置的結(jié)構(gòu)非常昂貴，而且三維顯示并不非常接近實際。
最后，已知有所謂汽車用的自動立體指示裝置。不同于透視的二維 顯示， 一只眼睛看到的圖像略微不同于另一只眼睛看到的圖像。以此達 到實際的三維顯示。在自動立體指示時不需要特別的裝置，例如，眼鏡 等等來在觀察指示時造成三維效果。
DE 102 25 385 Al描述了汽車用的立體指示裝置。該裝置包括第一 指示，向駕駛員指示實像。該裝置還含有一個半反射鏡，安排在該第一 指示之前。通過一個全反射鏡，在半反射鏡上顯示第二指示所產(chǎn)生的圖 像。它們在那里看起來就像是虛像。這時，該布置選擇得使結(jié)果在一個 在深度方向上遠離第一指示所指示的實像的位置上，指示一個虛像，使 得通過該實像和該虛像可以指示一個三維立體圖像。然而，這種裝置的 缺點是它們需要相對較多的結(jié)構(gòu)空間。
另夕卜，DE37 12 170 Al描述一種立體顯示系統(tǒng)，其中通過成4象光學(xué) 裝置在汽車擋風(fēng)玻璃的圓盤上投影圖像。以此實現(xiàn)所謂平視顯示器 (Head - up - Anzeige )。這個系統(tǒng)也要求相對4支多的結(jié)構(gòu)空間，此外， 不適宜在組合儀表中指示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于汽車的組合儀表，更好地在汽車 中提供信息顯示而且要求的結(jié)構(gòu)空間小。
本發(fā)明的汽車用的在駕駛員基本視野內(nèi)顯示信息的組合儀表，包括 帶有顯示器的指示單元和控制顯示器用的控制單元，其特征在于，在顯 示器之前安排掩模，它把從顯示器發(fā)射的光線改變得使之能夠顯示自動 立體圖像。
按照本發(fā)明的在交通工具中顯示信息用的方法，其特征在于，立體 顯示層次式菜單結(jié)構(gòu)的菜單或者菜單項，其中至少兩個不同的菜單在觀 察者看來像是處于不同的距離上。已經(jīng)證實，這樣顯示菜單或菜單項時觀察者可以特別迅速地掌握信息內(nèi)容。此外，通過該三維顯示可以在空 間實現(xiàn)直觀的操縱。
該菜單或菜單項可以在一個相對于基準(zhǔn)平面向觀察者錯開的平面 上顯示。例如，這樣向觀察者錯開的菜單或菜單項可以顯示得部分透明， 使得后面的菜單平面仍舊可以繼續(xù)看見。該基準(zhǔn)平面可以由一個物質(zhì)的 顯示器平面定義，這使立體顯示成為可能。菜單或菜單項還可以相對于 該基準(zhǔn)平面從觀察者像遠處錯開的平面上顯示。 一個菜單給觀察者一個
或者多個菜單項供選擇。各個菜單或者菜單項還可以包含目標(biāo)，例如應(yīng) 該闡明菜單或菜單項的內(nèi)容的圖形等等。這個目標(biāo)還可以相對于該基準(zhǔn)
平面在一個向觀察者移近或者從觀察者移開的平面上顯示。通過改變菜 單或菜單項的平面或者在菜單中表示的目標(biāo)的距離，可以實現(xiàn)菜單、菜 單項或者目標(biāo)的重要性或現(xiàn)實意義的分配。這便于觀察者迅速地掌握與 他相關(guān)的信息。對確定時刻對觀察者具有較小的意義或者重要性的目標(biāo) 或者菜單或菜單項，例如，可以顯示在離觀察者^交遠的平面上。附加地 它們可以顯示得模糊些。以此根據(jù)當(dāng)前情況或由當(dāng)前情況控制清晰度的 調(diào)整。以此還可以使所顯示的信息容易掌握。
顯示平面的改變，透明度或者清晰度的改變可以通過動畫進行，使 得菜單向前或者向后移動，這時，總是變得比較清晰或者比較模糊并在
給定情況下還改變它的透明度。
按照本發(fā)明的方法一個優(yōu)選的配置， 一個菜單項被選擇之后，在一 個區(qū)域打開屬于這個菜單項的下級菜單，該區(qū)域繞軸旋轉(zhuǎn)，直至下級菜 單的這個區(qū)域在一個平行于該基準(zhǔn)平面的平面上顯示為止。以此使該下 級菜單轉(zhuǎn)向觀察者，直至它可以在一個三維突出的平面上觀察為止。這 時，可以產(chǎn)生這樣的印象，即下級菜單處于層次較高的菜單的背側(cè)。在 該背側(cè)上指示應(yīng)該在選擇菜單項時顯示的，例如，附加的信息、細節(jié)、
備忘錄或者調(diào)整。該旋轉(zhuǎn)軸優(yōu)選取垂直或者水平方向。然而，它們還以 處于一個傾斜的角度。
按照本發(fā)明的方法的另一個配置，該菜單或者菜單項安排在立體顯 示的正六面體的一個面上、在立體顯示的空心正六面體的內(nèi)表面、在立 體顯示的球體表面上、在立體顯示的旋轉(zhuǎn)的輥子上、在立體顯示的旋轉(zhuǎn) 環(huán)上和/或在立體顯示的打開書本的一頁上。該菜單結(jié)構(gòu)還可以像一個行 星系統(tǒng)那樣顯示或者一個窗的內(nèi)觀和外觀。在顯示為窗時，例如該窗臺的顯示用作收藏夾的或者信息布告牌的狀態(tài)欄的存放處。另外作為對菜 單的補充還可以使用所謂化身，通過該菜單向觀察者給出報警指示或者 作為代理人進行菜單項的選擇。
另外該菜單可以在一個個人的空間，正如例如一棟房子、 一輛汽車 或其他空間內(nèi)顯示。若要顯示導(dǎo)航系統(tǒng)的探測目標(biāo)(感興趣的點)，則 人們可以在選才奪這個目標(biāo)時通過三維顯示說明詳細的情況深入該點所
屬的空間內(nèi)。例如，若一個超級市場是這樣的一個探測目標(biāo)，則在選擇 這個目標(biāo)時可以三維顯示該超級市場的內(nèi)部空間。
若一個菜單涉及停車輔助器，則可以三維地顯示自動創(chuàng)造三維圖片 的發(fā)射的數(shù)據(jù)，以便向駕駛員給出盡可能直觀和容易掌握的停車位的圖像。
通過三維顯示還可以立體顯示操縱元件。用這樣的方法可以在顯示 器上虛擬地實現(xiàn)一個完全的駕駛艙，其中真實三維元件找到虛擬三維對 應(yīng)物。
另外，該層次式菜單結(jié)構(gòu)可以在一個球莖模型中顯示，其中菜單或 者目標(biāo)圍繞該菜單或目標(biāo)定位。
按照本發(fā)明的方法的另一種配置，給一個菜單分配距離自動調(diào)整用 的指示。在這種情況下對離前面行駛的車輛的距離進行三維顯示，其中 還可以指示距離的給定值。用這樣的方法，可以特別明顯地闡明離前面 行駛的車輛的距離，因為該距離不是通過透視圖，而是通過實際的三維 距離表示。按照本發(fā)明的方法的另一個配置，把導(dǎo)航系統(tǒng)路徑指引的指 示分配給一個菜單。在這種情況下該路徑可以來自一個鳥瞰三維顯示。 駕駛員的這種視覺方法還可以進行非常直觀的三維顯示，以便于導(dǎo)航系 統(tǒng)指示向現(xiàn)實環(huán)境的傳遞。
若把確定的菜單分配給報警指示，則報警指示越重要，就可以顯示 得越大和越纏磨人，特別是更接近觀察者。在按照本發(fā)明的方法中，可 以這樣利用適應(yīng)時間，首先顯示少數(shù)的，特別是僅僅重要的信息，并隨 著時間消逝顯示更多的信息。在按照本發(fā)明的方法中，報警指示優(yōu)選總 是顯示在視覺區(qū)域的前端，亦即，在菜單之前。在給定情況下該報警指 示還可以半透明顯示，使得該菜單在背景上繼續(xù)可見。
此外，為了縮短適應(yīng)時間，目標(biāo)或者菜單可以從遠視區(qū)跟到近視區(qū)。 目標(biāo)或者菜單還可以首先二維顯示，然后在第三度量上進行縮放。對于菜單結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)航可以用按照本發(fā)明的方法實現(xiàn)立體鼠標(biāo)，它 不是在空間上可以自由移動，就是只允許在觀察者的視線方向上向深度 運動。
按照本發(fā)明的方法 一個優(yōu)選的配置，菜單項的選擇通過手勢進行。 該手勢可以，例如通過紅外傳感器掌握，并轉(zhuǎn)變?yōu)椴藛慰刂啤?一個這樣 的控制在交通工具中是特別有利的，因為在這種情況下一定能夠準(zhǔn)確觸 按電鍵等等。例如一個手勢足以給書翻頁，以便獲得新菜單的指示。
按照另一個配置，菜單項的選擇通過觸摸立體顯示用的顯示器進 行。這時，通過觸摸顯示器進行的選擇在一個虛擬立體顯示的電鍵上進 行，其中觸摸之后顯示電鍵離觀察者而遠去。用這樣的方法，真實電鍵 的按壓在顯示器上的三維顯示上找到它的對應(yīng)物。
若信息顯示在垂直于觀察者視線方向的平面上，則屬于這個信息的 詳細信息顯示在該平面的背面上，其中該背面通過使該平面立體旋轉(zhuǎn)
180。變?yōu)榭梢姟?br> 若顯示涉及交通工具一部分的信息，則在按照本發(fā)明的擴展中，這 個部分的立體呈現(xiàn)，從交通工具中的物質(zhì)部分的方向向觀察者的視野移 動。用這樣的方法，觀察者可以非常容易掌握顯示的是哪一部分。
按照本方法另 一個優(yōu)選的進一步擴展，操作裝置的三維運動借助于 立體顯示進行三維呈現(xiàn)。以此對在三維空間中對實際進行的三維移動進 行光學(xué)響應(yīng)。以此便于操作裝置的控制。
在按照本發(fā)明的方法中，至少可以以圓形儀表的形式立體指示速度 和/或引擎轉(zhuǎn)速，例如，還可以以圓形儀表的形立體指示冷卻器溫度和/ 或油箱的液位。若在菜單中要顯示交通工具或者其一部分，則這可以通 過立體視點顯示進行。在這里特別有利的是，從上面看的視圖，確切地 說，從后面傾斜看的或者向前傾斜看的視圖。
菜單優(yōu)選包括交通工具內(nèi)部空間的立體顯示，其中在內(nèi)部空間中顯 示光源、聲源和空調(diào)。用這樣的方法可以特別簡單地控制交通工具內(nèi)各 種各樣的光源、聲源和/或空調(diào)。
按照本發(fā)明的方法另一個優(yōu)選的配置，菜單包括羅盤的立體顯示。 該羅盤優(yōu)選包括立體顯示的圓片，從上面傾斜)(見察。以此大大改善羅盤 的可讀性，因為便于把羅盤安排在行駛環(huán)境中。
按照本發(fā)明的方法，所有的三維顯示優(yōu)選都自動立體進行。這意味
8著，為了獲得顯示的三維印象，無需附加的輔助手段，例如眼鏡。這在汽車內(nèi)使用本方法時是特別重要的，因為觀察者經(jīng)常要在觀察實際的行駛環(huán)境和觀察三維顯示的信息之間進行交換。
按照本發(fā)明的在交通工具中顯示信息用的裝置，其特征在于，用該控制單元可以計算菜單的顯示，使得該指示單元的至少兩個不同的菜單或者菜單項可以顯示在不同的距離上。這時，該控制單元產(chǎn)生自動立體顯示菜單或者目標(biāo)所需的數(shù)據(jù)。
此外，本發(fā)明還涉及包括這樣的顯示信息用的裝置的汽車。在這個汽車中該指示單元安排在駕駛員的視線方向方向盤的后面。該指示單元以此安排在傳統(tǒng)的組合儀表的位置上。
按照另一個配置，預(yù)先裝有反射鏡，它安排得使該指示單元的立體指示反射給觀察者。該反射鏡可以是半透射并安排在駕駛員和另一個指示儀表之間。在這種情況下三維指示看來好像出現(xiàn)在傳統(tǒng)的組合儀表之前，并在給定情況下對其進行補充。這時，該指示單元可以安排得反射鏡的上面或下面。此外，該指示單元可以安排得使其指示通過擋風(fēng)玻璃反射給觀察者。在這種情況下該擋風(fēng)玻璃起半透射鏡的作用。在該指示單元和該擋風(fēng)玻璃之間還可以安排延長光路用的光學(xué)元件。在這種情況下可以實現(xiàn)所謂平視顯示器。
按照汽車的另一個優(yōu)選的配置，它有一個與該控制單元連接的可三維操作的操作裝置。按照這種配置，該控制單元控制該指示單元，使該操作裝置的三維動作自動立體呈現(xiàn)。
該汽車中在駕駛員基本視野附近顯示信息用的按照本發(fā)明的組合儀表，其特征在于，在顯示器前面安排一個掩模，它改變顯示器發(fā)射的光線的光的發(fā)射，以便可以顯示自動立體圖像。組合儀表在汽車帶有自動立體顯示器的配置， 一方面提供這樣的優(yōu)點，即組合儀表的信息可以各種各樣的方式自由編程，并特別根據(jù)三維顯示可以非常簡單地產(chǎn)生觀察者可以掌握的顯示。此外，這樣組合儀表所要求的結(jié)構(gòu)空間遠遠小于傳統(tǒng)的組合儀表所要求的結(jié)構(gòu)空間。亦即為了進行自動立體顯示，可以使用已知的平面顯示器，帶有分離不同的圖像用的掩模。這個掩模實際上無需結(jié)構(gòu)空間。產(chǎn)生適宜于自動立體顯示的數(shù)據(jù)的控制單元和傳統(tǒng)的控制裝置需要一樣多的結(jié)構(gòu)空間。以此通過按照本發(fā)明的組合儀表可以指示大量的信息，而在機械的圓形儀表等等的情況下則需要多得多的結(jié)構(gòu)空間。在汽車領(lǐng)域，已知的立體指示也都需要多得多的結(jié)構(gòu)空間。
該掩模例如是一個波長選擇濾光掩模。這種濾波器通過覆蓋或濾波預(yù)先確定顯示器的各個子像素的光線展寬方向。像素的各個色值在該空間中以不同的角度發(fā)射。用這樣的方法，可以為觀察者兩個眼睛產(chǎn)生單獨的圖像，觀察者對其綜合出一個三維圖像。這時，該圖像對一只眼睛呈現(xiàn)相對為另 一 只眼睛決定的圖像略為錯開的觀察位置。
例如，該顯示器可以是一個平面圖像屏幕，特別是TFT-LCD或者等離子體顯示器。在這個顯示器上可以安裝一個光學(xué)結(jié)構(gòu)掩模，它使分離自動立體顯示用的分圖像成為可能。
要強調(diào)指出，應(yīng)用在按照本發(fā)明的組合儀表上時，該顯示器的分辨率在水平方向上優(yōu)選大于150dpi (像點/英寸)。在這種情況下， 一個像素包括三個顏色RGB。
按照本發(fā)明的組合儀表的 一 個優(yōu)選的擴展，該控制單元控制顯示指示圖形用的顯示器，使得至少可以同時顯示八個自動立體視圖，其中這些一見圖可以在水平一見平面上發(fā)射。多個立體碎見平面優(yōu)選纟皮此相鄰地產(chǎn)生
視圖。視覺扇形或者該視平面的水平張角在進行自動立體顯示時，優(yōu)選大于15°,特別是在25°和30。之間。張角為27。特別好。用這樣的方法，可以為觀察者在不同的觀察角度觀察時產(chǎn)生多個視圖，此時為在各自的角度下組成三維圖像發(fā)射各自正確的一對圖像。結(jié)果是，人們在顯示器附近看見兩個彼此進一步分開的視圖。若人們走得更遠，則該分視圖隔得更開，眼睛更詳細地看見相鄰的視圖。視圖的數(shù)目取決于顯示器的大小。顯示器較小時，其對角線為4英寸，證實特別是具有八個視圖是有利的。顯示器較大時，例如直徑50英寸，還可能有16或者24個視圖。
按照本發(fā)明的組合儀表的另一個配置，預(yù)先裝有與該控制單元連接的跟蹤眼睛位置用的裝置，其中該掩?？梢栽谝粋€平行于顯示器的平面上移動，而且該掩模的移動根據(jù)跟蹤眼睛位置用的裝置的信號進行。在這種情況下只要有兩個視圖就足以為兩個眼睛顯示。然后，通過根據(jù)眼睛位置調(diào)節(jié)掩模位置達到正確的發(fā)射角度。
該顯示器優(yōu)選有 一個以圓形儀表的形式顯示速度和/或引擎轉(zhuǎn)速用的區(qū)域。另外，可以有顯示冷卻器溫度和/或油箱液位用的區(qū)域。傳統(tǒng)的組合儀表所有的其他指示功能自動立體顯示器也都可以實現(xiàn)。最后該顯示器優(yōu)選包括一個用以立體顯示羅盤的區(qū)域，該羅盤的圓盤從上面傾斜觀察。
最后，本發(fā)明涉及帶有上述組合儀表的汽車。在這種情況下，該組合儀表安排在擋風(fēng)玻璃下面方向盤后面。該汽車還可以包括與該控制單元連接的可三維操作的操作裝置，其中該控制單元把該指示單元控制得自動立體表示該操作裝置的三維動作。


現(xiàn)在參照附圖根據(jù)實施例闡述本發(fā)明。
圖1示意地表示按照本發(fā)明的裝置的一個實施例的一般結(jié)構(gòu)；圖2示意地表示顯示器的結(jié)構(gòu)；
圖3表示按照本發(fā)明的裝入汽車中的組合儀表的一個實施例；圖4示意地表示按照一個實施例的顯示器的光發(fā)射；圖5表示一個菜單的立體顯示用的8個視圖；圖6表示按照另一個實施例的顯示器的光發(fā)射；圖7表示按照本發(fā)明的裝置的另一個實施例；圖8表示按照本發(fā)明的裝置的再一個實施例；圖9表示按照本發(fā)明的裝置的再一個實施例，通過該裝置實現(xiàn)平視顯示器；
圖10表示按照本發(fā)明的裝置用的另一個實施例，其信息顯示在汽車的中間面板上；
圖ll表示與圖11所示的實施例對應(yīng)的另一個實施例，然而其中選擇另一種類型的信息顯示；
圖12示意地表示按照本發(fā)明的方法的一個實施例和按照本發(fā)明的組合儀表的一個實施例的不同的菜單顯示在哪些平面上；
圖13表示導(dǎo)航菜單的視圖，其表示了本發(fā)明的一個實施例；圖14表示闡明按照本發(fā)明的方法的 一個實施例的動畫的圖像順序；圖15表示按照本發(fā)明 一 個實施例顯示的另 一 個動畫的圖像順序；圖16表示按照本發(fā)明的方法的一個實施例顯示的菜單；圖17表示按照本發(fā)明的方法的一個實施例指示的報警指示；圖18表示按照本發(fā)明的方法的一個實施例顯示的屬于一個菜單的指示；圖19表示按照本發(fā)明的方法的一個實施例顯示的另一個指示；圖20表示導(dǎo)航菜單的一個下級菜單，其中作為目標(biāo)顯示公路走向；
和
圖21表示按照本發(fā)明的方法的一個實施例的羅盤顯示。
具體實施例方式
要指出的是，附圖的二維顯示在本發(fā)明的實施例的情況下將變?yōu)槿S自動立體顯示。以此顯示的要素在該顯示平面的前面和后面變?yōu)槿S顯示，其中對于觀察者可以通過改變觀察角度，在一個盡管有限的角度范圍內(nèi)從一側(cè)、上面或者在下面觀察三維顯示的目標(biāo)。
現(xiàn)就圖1闡述顯示信息用的裝置的基本結(jié)構(gòu)。該裝置裝入交通工具，特別是汽車中。
作為中央單元，該裝置具有控制單元1。它控制圖像的顯示，該圖像由與控制單元1連接的指示單元2顯示。指示單元2包括圖像自動立體三維顯示用的顯示器。為了達到自動立體作用，在顯示器之前安排掩模3,它這樣地改變從顯示器發(fā)射的光線的光發(fā)射，以便可以顯示自動立體圖像。該指示單元的細節(jié)將在下面闡述。
該控制單元與汽車總線4連接。操作裝置5也與汽車總線4連接。操作裝置5包括可三維操作的操縱元件，用它可以控制可以在汽車內(nèi)進行的各種各樣的功能。這些功能所分配的指示由指示單元2顯示。為此控制單元通過汽車總線4接收操作裝置5的信號。這些輸入信號所分配的指示圖形從存儲器13裝入控制單元1。然后，該圖像自動立體顯示用的指示數(shù)據(jù)從控制單元1傳遞到指示單元2，此時它們顯示在顯示器上?？梢杂刹僮餮b置進行的和與此相應(yīng)的指示單元2指示的功能，包括汽車或者其他交通工具至今和在給定情況下將來由傳統(tǒng)的二維指示裝置指示的所有功能。本發(fā)明的特殊性在于對指示單元2的控制和指示圖形的顯示以及層次式菜單結(jié)構(gòu)的顯示。
圖2表示指示單元2，掩才莫3安排在它的前面。還示意地顯示觀察者的眼睛6。指示單元2的顯示器是傳統(tǒng)的TFT-LCD或者等離子體顯示器，帶有大量的像素，其中每個像素可以表示紅、綠、藍三色。所謂掩模3是指特別是波長選擇濾光掩?；蚬鈱W(xué)結(jié)構(gòu)掩模。該掩模能夠使屬于不同的視圖的分圖像之間進行區(qū)別和將每個視圖在一個不同的方向
12上射出。以此可以分出右眼用的分圖像和左眼用的分圖像。觀察時指示
單元2可以把這些分圖像綜合為一個三維視圖。為此不再需要其他輔助手段，如眼鏡等等。在指示單元2的其他細節(jié)方面，參見DE 103 09 194Al和DE 10320 530 Al。
圖3表示汽車中的組合儀表，其中立體地顯示圓形儀表、菜單和指示單元2的其他指示。該組合儀表按裝在汽車駕駛艙中方向盤后面一般的位置上。
在圖4中顯示如何發(fā)射指示單元2的三維指示圖形。三維圖像由一對圖像產(chǎn)生，右眼看到一個視圖，而左眼看到另一個視圖。如上所述，這些分圖像是通過結(jié)構(gòu)或濾光掩模3進行分離的。然而，這個圖像的分離只有在一個確定的空間角度上才可能。例如，若觀察者在水平平面上向一側(cè)移動，則分圖像的分離被取消，并顯示二維。為了在空間中進行正確的三維顯示而產(chǎn)生盡可能多對圖像，為一個指示圖形顯示多個視圖。這些不同視圖的分圖像在大致呈扇形地水平發(fā)射，以便形成水平的視平面7。在該實施例中總共選擇8個視圖a至h。視平面7的張角等于27°。要強調(diào)，在4英寸大的顯示器的情況下該8個視圖是特別有利的。在這種情況下亮度、分辨率和立體顯像是足夠的。在這種情況下，顯示器的分辨率大于150dpi。
為了所有汽車乘客都獲得一個立體印象，總共并列設(shè)置五個視平面7。用這樣的方法，形成一個視野，其中指示圖形是三維表示的。圖5表示視圖a至h中的一個，它用于顯示指示單元2的菜單的指示圖形。
圖6表示另一個示例，其中指示單元2只發(fā)射兩個視圖。為了在這種情況下在一個約25。的張角范圍內(nèi)保證指示圖形的三維視圖，掩模3可以與指示單元2的顯示器平行地移動。在這種情況下，掩模3是指一個光學(xué)棱鏡掩模。在這個實施例中還預(yù)先裝有一個與該控制單元連接的跟蹤眼睛位置的裝置。根據(jù)眼睛的位置，通過控制單元1和適當(dāng)?shù)尿?qū)動裝置移到掩模3，使它們跟隨眼睛位置。該中央三維視線在圖6中用12表示。
圖7至9表示按照本發(fā)明的裝置的其他實施例。其中觀察者的眼睛6通過半透射鏡看見指示單元2的三維指示圖形。這時，在圖7和8中所示的實施例中，半透射鏡10安排在傳統(tǒng)的圓形儀表9之前。用這樣的方法，三維指示圖形不是可以從下面(圖7)就是從上面(圖8)反
13射在傳統(tǒng)的組合儀表或其圓形儀表的前面。
在圖9所示的示例中，所謂平視顯示器(Head - up - Display)是這樣實現(xiàn)的，從該指示單元2發(fā)射的光線通過延長光路用的光學(xué)元件11，投射在擋風(fēng)玻璃8上，其反射能力足以給觀察者的眼睛6在擋風(fēng)玻璃8上呈現(xiàn)三維指示圖形。
圖10和11表示按照本發(fā)明的裝置的其他實施例。在圖10的示例中，在中間面板上有一個由指示單元2立體顯示的旋轉(zhuǎn)的輥子。如圖10所示，輥子的旋轉(zhuǎn)可以通過手勢控制。為此紅外傳感器接收手的運動并轉(zhuǎn)變?yōu)橹甘緢D形的變化。
在圖11所示的實施例中，指示單元2立體顯示被翻開的書，其各頁可以通過手勢控制翻頁。
下面闡述4妄照本發(fā)明的方法的一個實施例。為了實施這個方法可以使用上述裝置。
在該方法中應(yīng)該在交通工具，特別是汽車中顯示信息。該信息組織成層次式菜單結(jié)構(gòu)形式。亦即，人們從主菜單通過選擇一個菜單項到達層次上更深的菜單，而它又具有菜單項。在菜單內(nèi)或者層次式菜單分支的一端顯示分配給該菜單的目標(biāo)。這例如，這可以用來指示與駕駛或者與交通有關(guān)的數(shù)據(jù)。
在按照本發(fā)明的方法中，自動立體顯示該菜單，其中至少兩個不同的菜單或者菜單項對于觀察者看起來處于不同的距離。為此在存儲單元13中保存自動立體顯示菜單所需的視圖。在調(diào)出菜單時，從控制單元裝入這些視圖并傳遞給指示單元2。然后，在指示單元2的顯示器上這樣顯示該視圖，使得對觀察者而言給出一個三維-脫圖。
在圖12中顯示了如何在從顯示器的實際平面在向觀察者的方向上錯開的各個平面上顯示不同的菜單。在圖13中表示，在調(diào)出一個菜單項時一個下級菜單看起來如何在向該觀察者錯開的平面上顯示。它是部分透明的，使得處于其下的菜單仍舊可以看到。同樣地在一個確定指示圖形下可以把意義較小的菜單或菜單項模糊顯示和/或在一個離觀察者錯開較遠的平面上顯示。
在/人一個顯示過渡到另 一個顯示時可以表示動畫，^睹此/人一個顯示流暢地過渡到另一個顯示。這個動畫用的指示數(shù)據(jù)由控制單元1算出或者控制單元1從存儲單元13裝入屬于該動畫的圖像。在圖14中分圖像表示這樣一個動畫。在第一分圖像中背景表示導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖片段。在向該觀察者錯開的平面上表示速度和轉(zhuǎn)速用的三維圓形儀表。在速度和轉(zhuǎn)速用的圓形儀表和導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖之間的 一 個平面上，表示冷卻器溫
度和油箱的油量用的圓形儀表。若通過操作裝置5或者通過觸摸顯示器，
選出轉(zhuǎn)速用的圓形儀表，它便三維地繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，直至人們在這個圓形儀表虛擬背側(cè)看見指示汽車周圍環(huán)境的其他詳細信息。例如，指示行駛方向、行駛道路的坡度和高度。
圖15表示另一個動畫的三個分圖像。在這種情況下菜單項選出導(dǎo)航系統(tǒng)。在此該圓形儀表移向一側(cè)，這時縮小，以便指示處于背景中的地圖片段的較大部分。
在從地圖片段的菜單項選擇例如，探測目標(biāo)(感興趣的點)時，可以在一個向該觀察者錯開的平面上顯示一個菜單，在這個地方顯示其詳細信息。圖16表示這樣的一個菜單顯示。
此外，用該方法可以立體顯示報警指示。在圖17中表示堵塞用的報警指示，它在一個離該觀察者更近的平面上顯示。
另外，可以在下級菜單中顯示車輛用的信息。這里選擇汽車的外空間或者內(nèi)空間顯示，此時可以特別簡單地和直觀掌握與觀察者相關(guān)的信息。例如，在圖18中立體顯示車輛。在這種顯示下觀察者看見該車輛向上傾斜。這時，對他而言連同指示"門，，可以非常迅速地了解打開了的門。
在圖19中突出顯示了汽車的輪胎，其中給出右后輪輪胎壓力偏低的報警指示。圖20表示導(dǎo)航系統(tǒng)的下級菜單。立體顯示公路走向，正如現(xiàn)實世界呈現(xiàn)給觀察者的，其中要選擇的車道三維顯示在所顯示的車道走向的上面。
最后在圖21中表示導(dǎo)航系統(tǒng)的羅盤顯示，其中羅盤的圓盤是從上面傾斜觀察的，其中圓盤三維顯示。羅盤的三維指示使駕駛員對行駛環(huán)境顯示的心靈傳遞得到改善。標(biāo)號表
1 控制單元
2 指示單元
3 掩模
4 汽車總線
5 操作裝置
6 觀察者的眼睛
7 視平面
8 擋風(fēng)玻璃
9 圓形儀表
10 半透射鏡
11 延長光學(xué)路徑用的裝置
12 三維觀察用的—見線
13 存儲單元
權(quán)利要求
1.汽車用的在駕駛員基本視野內(nèi)顯示信息的組合儀表，包括帶有顯示器的指示單元和控制顯示器用的控制單元，其特征在于，在顯示器之前安排掩模，它把從顯示器發(fā)射的光線改變得使之能夠顯示自動立體圖像。
2. 按照權(quán)利要求1的組合儀表，其特征在于，該掩模是一個波長選擇的濾光掩模。
3. 按照權(quán)利要求1或者2的組合儀表，其特征在于，該顯示器是平面圖像屏幕，其上安裝一個光學(xué)結(jié)構(gòu)掩模，它使自動立體顯示用的分圖像的分離成為可能。
4. 按照權(quán)利要求1至3中之一的組合儀表，其特征在于，在水平方向上顯示器的分辨率大于150dpi。
5. 按照權(quán)利要求1至4中之一的組合儀表，其特征在于，該控制單元這樣控制用于顯示指示圖象的顯示器，使得可以同時顯示至少8個自動立體視圖，其中該視圖可以在水平的視平面上發(fā)射。
6. 按照權(quán)利要求5的組合儀表，其特征在于，彼此并列地產(chǎn)生多個立體一見平面并形成一見野。
7. 按照權(quán)利要求5或者6的組合儀表，其特征在于，在其中進行自動立體顯示的該一個或幾個視平面的水平張角大于15°。
8. 按照權(quán)利要求7的組合儀表，其特征在于，該水平張角處于25。和30。之間的范圍內(nèi)。
9. 按照權(quán)利要求1至4中之一的組合儀表，其特征在于，裝有與該控制單元連接的跟蹤眼睛位置用的裝置，該掩?？梢栽谝粋€平行于顯示器的平面上移動，而且該掩模的移動是根據(jù)跟蹤眼睛位置的裝置的信號進行的。
10. 按照權(quán)利要求1至9中之一的組合儀表，其特征在于，該顯示器具有一個以圓形儀表的形式顯示速度和/或引擎轉(zhuǎn)速用的區(qū)域。
11. 按照權(quán)利要求1至10中之一的組合儀表，其特征在于，該顯示器具有一個顯示冷卻器溫度和/或油箱的液位的區(qū)域。
12. 按照權(quán)利要求1至11中之一的組合儀表，其特征在于，該顯示器包括一個用于立體顯示羅盤的區(qū)域，其中羅盤的圓盤是從上面傾斜觀察的。
13. 帶有按照權(quán)利要求1至12中之一所述的組合儀表的汽車。
14. 按照權(quán)利要求13的汽車，其特征在于，該組合儀表安排在擋風(fēng)玻璃的下面。
15. 按照權(quán)利要求14的汽車，其特征在于，該組合儀表安排在方向盤的后面。
16. 按照權(quán)利要求13至15中之一的汽車，其特征在于，該汽車包括一個與該控制單元連接的可三維操作的操作裝置，而且該控制單元把該指示單元控制得能夠自動立體顯示該操作裝置的三維操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車用的在駕駛員基本視野內(nèi)顯示信息的組合儀表，包括帶有顯示器的指示單元和控制顯示器用的控制單元，其特征在于，在顯示器之前安排掩模，它把從顯示器發(fā)射的光線改變得使之能夠顯示自動立體圖像。
文檔編號G02B27/22GK101670785SQ20091017367
公開日2010年3月17日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者H·巴托斯?jié)删S斯基, H·溫格爾尼克, M·庫恩, R·德曼, W·斯帕克斯 申請人:大眾汽車有限公司