交通工具中顯示信息的方法和用於汽車的組合儀表的製作方法

2023-09-12 09:46:45 2

專利名稱：交通工具中顯示信息的方法和用於汽車的組合儀表的製作方法
交通工具中顯示信息的方法和用於汽車的組合儀表本發明涉及交通工具中顯示信息的方法，其中信息以層次式菜單結 構的形式表示。本發明涉及為此使用的裝置，帶有控制單元和立體和/ 或自動立體顯示信息用的指示單元。另外，本發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，帶有帶顯示器的指示單元和 控制該顯示器用的控制單元。最後，本發明涉及帶有這樣的組合儀表或 帶有這樣的用以顯示信息的裝置的汽車。在汽車中有各種不同的信息和通信領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的 數據。在駕駛員基本視野附近安排所謂組合儀表。通常它處於駕駛艙方 向盤的後面，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的信息。另外，可以有無線電 和音頻功能。最後可以有指示的電話、導航、遠程服務和多媒體應用用的菜單D作為顯示器通常採用各種製法的液晶顯示器。在DE 100 01 988 Al中描述用以指示與駕駛和/或與交通有關的數 據。為了更好承擔各式各樣信息的供應，在DE103 03 792 A1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 9"A1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構。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。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。這種結構可以通過多個層次面繼續下去。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 自若在交通工具中，特別是在汽車中採用這樣的菜單結構，則要注 意，不要使駕駛員由於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，信息顯示應該儘可能顯得直觀。這時，目標的三維顯 示優於三維目標的二維投影。
為了實現指示儀表的三維顯示，開發了不同的技術。下列印刷品描述了汽車用的全息照相術指示裝置DE 37 40 557 A1， DE 197 04 740 Al， GB 2 212 964 A, EP 0 891 887 Bl。然而，全息照相術指示裝置的 缺點是，指示裝置的結構非常昂貴，而且三維顯示並不非常接近實際。最後，已知有所謂汽車用的自動立體指示裝置。不同於透視的二維 顯示， 一隻眼睛看到的圖像略微不同於另一隻眼睛看到的圖像。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生的圖 像。它們在那裡看起來就像是虛像。這時，該布置選擇得使結果在一個 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構空間。另夕卜，DE37 12 170 Al描述一種立體顯示系統，其中通過成像光學 裝置在汽車擋風玻璃的圓盤上投影圖像。以此實現所謂平視顯示器 (Head - up - Anzeige )。這個系統也要求相對較多的結構空間，此外， 不適宜在組合儀表中指示。本發明的任務在於，提出一種方法和一種裝置，其中改善交通工具 中，特別是汽車中信息的顯示。還要創造一種前言中所列舉類型的組合 儀表，更好地在汽車中提供信息顯示而且要求的結構空間小。按照本發明，這個任務用帶有權利要求1的特徵的方法、帶有權利 要求27特徵的裝置和帶有權利要求36特徵的組合儀表解決。有利的擴 展在從屬權項中給出。按照本發明的在交通工具中顯示信息用的方法，其特徵在於，立體 顯示層次式菜單結構的菜單或者菜單項，其中至少兩個不同的菜單在觀 察者看來像是處於不同的距離上。已經證實，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容。此外，通過該三維顯示可以在空 間實現直觀的操縱。該菜單或菜單項可以在一個相對於基準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，使得後面的菜單平面仍舊可以繼續看見。該基準平面可以由一個物 質的顯示器平面定義，這使立體顯示成為可能。菜單或菜單項還可以相 對於該基準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，例 如應該闡明菜單或菜單項的內容的圖形等等。這個目標還可以相對於該 基準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的距離，可以實現菜 單、菜單項或者目標的重要性或現實意義的分配。這便於觀察者迅速地 掌握與他相關的信息。對確定時刻對觀察者具有較小的意義或者重要性 的目標或者菜單或菜單項，例如，可以顯示在離觀察者較遠的平面上。 附加地它們可以顯示得模糊些。以此根據當前情況或由當前情況控制清 晰度的調整。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 得菜單向前或者向後移動，這時，總是變得比較清晰或者比較模糊並在 給定情況下還改變它的透明度。按照本發明的方法一個優選的配置， 一個菜單項被選擇之後，在一 個區域打開屬於這個菜單項的下級菜單，該區域繞軸旋轉，直至下級菜 單的這個區域在一個平行於該基準平面的平面上顯示為止。以此使該下 級菜單轉向觀察者，直至它可以在一個三維突出的平面上觀察為止。這 時，可以產生這樣的印象，即下級菜單處於層次較高的菜單的背側。在 該背側上指示應該在選擇菜單項時顯示的，例如，附加的信息、細節、 備忘錄或者調整。該旋轉軸優選取垂直或者水平方向。然而，它們還以 處於一個傾斜的角度。按照本發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表面、在立 體顯示的球體表面上、在立體顯示的旋轉的輥子上、在立體顯示的旋轉 環上和/或在立體顯示的打開書本的一頁上。該菜單結構還可以像一個行 星系統那樣顯示或者一個窗的內觀和外觀。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 或其他空間內顯示。若要顯示導航系統的探測目標(感興趣的點)，則 人們可以在選擇這個目標時通過三維顯示i兌明詳細的情況深入該點所屬的空間內。例如，若一個超級市場是這樣的一個探測目標，則在選擇 這個目標時可以三維顯示該超級市場的內部空間。若一個菜單涉及停車輔助器，則可以三維地顯示自動創造三維圖片 的發射的數據，以便向駕駛員給出儘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 器上虛擬地實現一個完全的駕駛艙，其中真實三維元件找到虛擬三維對應物。另外，該層次式菜單結構可以在一個球莖模型中顯示，其中菜單或 者目標圍繞該菜單或目標定位。按照本發明的方法的另一種配置，給一個菜單分配距離自動調整用 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。按照本發明的方法的另一個配置，把導航系統路徑指引的指 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，以便於導航系 統指示向現實環境的傳遞。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。在按照本發明的方法中，可 以這樣利用適應時間，首先顯示少數的，特別是僅僅重要的信息，並隨 著時間消逝顯示更多的信息。在按照本發明的方法中，報警指示優選總 是顯示在視覺區域的前端，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可見。此外，為了縮短適應時間，目標或者菜單可以從遠視區跟到近視 區。目標或者菜單還可以首先二維顯示，然後在第三度量上進行縮放。對於菜單結構中的導航可以用按照本發明的方法實現立體滑鼠，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。按照本發明的方法一個優選的配置，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，並轉變為菜單控制。 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，其中觸摸之後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物。若信息顯示在垂直於觀察者視線方向的平面上，則屬於這個信息的 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180。變為可見。若顯示涉及交通工具一部分的信息，則在按照本發明的擴展中，這 個部分的立體呈現，從交通工具中的物質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選的進一步擴展，操作裝置的三維運動藉助於 立體顯示進行三維呈現。以此對在三維空間中對實際進行的三維移動進 行光學響應。以此便於操作裝置的控制。在按照本發明的方法中，至少可以以圓形4義表的形式立體指示速度 和/或引擎轉速，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。在這裡特別有利的是，從上面看的視圖，確切地 說，從後面傾斜看的或者向前傾斜看的視圖。菜單優選包括交通工具內部空間的立體顯示，其中在內部空間中顯 示光源、聲源和空調。用這樣的方法可以特別簡單地控制交通工具內各 種各樣的光源、聲源和/或空調。按照本發明的方法另一個優選的配置，菜單包括羅盤的立體顯示。 該羅盤優選包括立體顯示的圓片，從上面傾斜觀察。以此大大改善羅盤 的可讀性，因為便於把羅盤安排在行駛環境中。按照本發明的方法，所有的三維顯示優選都自動立體進行。這意味 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 汽車內使用本方法時是特別重要的，因為觀察者經常要在觀察實際的行 駛環境和觀察三維顯示的信息之間進行交換。按照本發明的在交通工具中顯示信息用的裝置，其特徵在於，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，該控制單元產生自動立體 顯示菜單或者目標所需的數據。此外，本發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後面。該指示單元 以此安排在傳統的組合儀表的位置上。按照另一個配置，預先裝有反射鏡，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並安排在駕駛員和另 一個指 示儀表之間。在這種情況下三維指示看來好像出現在傳統的組合儀表之 前，並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玻璃 反射給觀察者。在這種情況下該擋風玻璃起半透射鏡的作用。在該指示下可以實現所謂平視顯示器。按照汽車的另一個優選的配置，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。該汽車中在駕駛員基本視野附近顯示信息用的按照本發明的組合 儀表，其特徵在於，在顯示器前面安排一個掩模，它改變顯示器發射的 光線的光的發射，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點，即組合儀表的信息可以 各種各樣的方式自由編程，並特別根據三維顯示可以非常簡單地產生觀 察者可以掌握的顯示。此外，這樣組合儀表所要求的結構空間遠遠小於 傳統的組合儀表所要求的結構空間。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 上無需結構空間。產生適宜於自動立體顯示的數據的控制單元和傳統的 控制裝置需要一樣多的結構空間。以此通過按照本發明的組合儀表可以 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 構空間。在汽車領域，已知的立體指示也都需要多得多的結構空間。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射。用這樣的方法，可以為觀察者兩個眼晴產生單 獨的圖像，觀察者對其綜合出一個三維圖像。這時，該圖像對一隻眼睛 呈現相對為另 一隻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結構掩模，它使分 離自動立體顯示用的分圖像成為可能。要強調指出，應用在按照本發明的組合儀表上時，該顯示器的分辨 率在水平方向上優選大於150dpi (像點/英寸)。在這種情況下， 一個像 素包括三個顏色RGB。按照本發明的組合儀表的一個優選的擴展，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 些視圖可以在水平^L平面上發射。多個立體3見平面優選4皮此相鄰地產生 並構成^L野。在該^L平面優選總共包含6個至八個糹皮此相鄰的自動立體 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，優選 大於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生多個視圖，此時為在各自的 角度下組成三維圖像發射各自正確的一對圖像。結果是，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。視圖的數目取決於顯示器的大 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。按照本發明的組合儀表的另 一 個配置，預先裝有與該控制單元連接 的跟蹤眼睛位置用的裝置，其中該掩模可以在一個平行於顯示器的平面 上移動，而且該掩模的移動根據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。然後，通過根據眼 睛位置調節掩模位置達到正確的發射角度。該顯示器優選有一個以圓形儀表的形式顯示速度和/或引擎轉速用 的區域。另外，可以有顯示冷卻器溫度和/或油箱液位用的區域。傳統的 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。最後該顯 示器優選包括一個用以立體顯示羅盤的區域，該羅盤的圓盤從上面傾斜 觀察。最後，本發明涉及帶有上述組合儀表的汽車。在這種情況下，該組 合儀表安排在擋風玻璃下面方向盤後面。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。現在參照附圖根據實施例闡述本發明。

圖1示意地表示按照本發明的裝置的一個實施例的一般結構； 圖2示意地表示顯示器的結構；圖3表示按照本發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射；圖7表示按照本發明的裝置的另一個實施例；圖8表示按照本發明的裝置的再一個實施例；圖9表示按照本發明的裝置的再一個實施例，通過該裝置實現平視 顯示器；圖10表示按照本發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明的方法的一個實施例和按照本發明的 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表示導航菜單的視圖，其表示了本發明的一個實施例；圖14表示闡明按照本發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表示按照本發明的方法的一個實施例顯示的菜單； 圖17表示按照本發明的方法的 一 個實施例指示的報警指示； 圖18表示按照本發明的方法的一個實施例顯示的屬於一個菜單的 指示；圖19表示按照本發明的方法的一個實施例顯示的另一個指示； 圖20表示導航菜單的一個下級菜單，其中作為目標顯示公路走向；和圖21表示按照本發明的方法的一個實施例的羅盤顯示。要指出的是，附圖的二維顯示在本發明的實施例的情況下將變為三
維自動立體顯示。以此顯示的要素在該顯示平面的前面和後面變為三維 顯示，其中對於觀察者可以通過改變觀察角度，在一個儘管有限的角度 範圍內從一側、上面或者在下面觀察三維顯示的目標。現就圖1闡述顯示信息用的裝置的基本結構。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射的光線的光發射，以便可以顯示自動 立體圖像。該指示單元的細節將在下面闡述。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。然後，該圖像自動立體顯示用 的指示數據從控制單元1傳遞到指示單元2，此時它們顯示在顯示器 上。可以由操作裝置進行的和與此相應的指示單元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的二維指示裝 置指示的所有功能。本發明的特殊性在於對指示單元2的控制和指示圖 形的顯示以及層次式菜單結構的顯示。圖2表示指示單元2，掩模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模或光學結構掩模。該掩模能夠使屬 於不同的視圖的分圖像之間進行區別和將每個視圖在一個不同的方向 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的其他細節方面，參見DE 103 09 194 Al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後面一般 的位置上。 在圖4中顯示如何發射指示單元2的三維指示圖形。三維圖像由一 對圖像產生，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構或濾光掩模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 向一側移動，則分圖像的分離被取消，並顯示二維。為了在空間中進行 正確的三維顯示而產生儘可能多對圖像，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 於27°。要強調，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、解析度和立體顯像是足夠的。在這種情況下， 顯示器的解析度大於150dpi。為了所有汽車乘客都荻得一個立體印象，總共並列設置五個視平面 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，它用於顯示指示單元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隻發射兩個視圖。為了在這 種情況下在一個約25。的張角範圍內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 個光學稜鏡掩模。在這個實施例中還預先裝有一個與該控制單元連接的 跟蹤眼睛位置的裝置。根據眼睛的位置，通過控制單元1和適當的驅動 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 射在傳統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—見顯示器(Head - up - Display )是這 樣實現的，從該指示單元2發射的光線通過延長光路用的光學元件11, 投射在擋風玻璃8上，其反射能力足以給觀察者的眼睛6在擋風玻璃8 上呈現三維指示圖形。圖10和11表示按照本發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立體顯示的旋轉的輥子。如圖10
所示，輥子的旋轉可以通過手勢控制。為此紅外傳感器接收手的運動並 轉變為指示圖形的變化。在圖1所示的的實施例中，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。下面闡述按照本發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 成層次式菜單結構形式。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。在菜單內或者層次式菜單分支 的一端顯示分配給該菜單的目標。這例如，這可以用來指示與駕駛或者 與交通有關的數據。在按照本發明的方法中，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於觀察者看起來處於不同的距離。為此在存儲單元 13中保存自動立體顯示菜單所需的視圖。在調出菜單時，從控制單元裝 入這些視圖並傳遞給指示單元2。然後，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視圖。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，使得處於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。在從一個顯示過渡到另一個顯示時可以表示動畫，藉此從一個顯示 流暢地過渡到另一個顯示。這個動畫用的指示數據由控制單元1算出或 者控制單元1從存儲單元13裝入屬於該動畫的圖像。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航系統的地圖片段。在 向該觀察者錯開的平面上表示速度和轉速用的三維圓形儀表。在速度和 轉速用的圓形儀表和導航系統的地圖之間的 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，選出轉速用的圓形儀表，它便三維地繞垂直軸旋轉，直至人們在這 個圓形儀表虛擬背側看見指示汽車周圍環境的其他詳細信息。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 航系統。在此該圓形儀表移向一側，這時縮小，以便指示處於背景中的 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(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。這裡選擇汽車的外空 間或者內空間顯示，此時可以特別簡單地和直觀掌握與觀察者相關的信 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，其中給出右後輪輪胎壓力偏低 的報警指示。圖20表示導航系統的下級菜單。立體顯示公路走向，正 如現實世界呈現給觀察者的，其中要選擇的車道三維顯示在所顯示的車 道走向的上面。最後在圖21中表示導航系統的羅盤顯示，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 境顯示的心靈傳遞得到改善。 標號表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 擋風玻璃9 圓形儀表10 半透射鏡11 延長光學路徑用的裝置12 三維觀察用的視線13 存儲單元
權利要求
1.用於在交通工具中顯示信息的方法，其中信息以層次式菜單結構的形式顯示，其特徵在於，顯示是立體進行的，其中至少兩個不同的菜單或者菜單項對觀察者看起來處於不同的距離上。
2. 按照權利要求l的方法，其特徵在於，該菜單或者菜單項相對於 基準平面顯示在一個向觀察者錯開的平面上。
3. 按照權利要求2的方法，其特徵在於，向觀察者錯開的菜單或者 菜單項部分透明地顯示。
4. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，該菜單或者菜單 項相對於基準平面是在一個從觀察者離開方向上錯開的平面上顯示 的。
5. 按照權利要求4的方法，其特徵在於，其特徵在於，從觀察者離 開方向上錯開的菜單或者菜單項模糊地顯示。
6. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，選擇一個菜單項 之後，分配給這個菜單項的下級菜單在一個平面上打開，該平面繞一個 軸旋轉，直至該下級菜單的平面在一個與基準平面平行的平面上顯示。
7. 按照權利要求6的方法，其特徵在於，該旋轉軸的取向是垂直的或者水平的。
8. 按照權利要求1至7中之一的方法，其特徵在於，該菜單安排在一個立體顯示的正六面體的面上。
9. 按照權利要求1至7中之一的方法，其特徵在於，該菜單安排在 立體顯示的空心正六面體的內面上。
10. 按照權利要求1至7中之一的方法，其特徵在於，該菜單安排 在立體顯示的球體的表面上。
11. 按照權利要求1至7中之一的方法，其特徵在於，該菜單安排 在立體顯示的旋轉的輥子上。
12. 按照權利要求1至7中之一的方法，其特徵在於，該菜單安排 在立體顯示的旋轉的環上。
13. 按照權利要求1至7中之一的方法，其特徵在於，該菜單安排 在立體顯示的打開的書本的各頁上。
14. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，菜單項的選擇 通過手勢進4亍。
15. 按照權利要求1至13中之一的方法，其特徵在於，菜單項的選 擇通過觸摸立體顯示用的顯示器進行。
16. 按照權利要求15的方法，其特徵在於，菜單的選擇通過觸摸顯 示器的虛擬電鍵進行，其中觸摸之後電鍵在從觀察者離開的方向上錯開地顯示。
17. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，信息在一個其 取向垂直於觀察者視線方向的平面上顯示，而且屬於該信息的詳細信息 在該平面的背面顯示，其中該背面對觀察者而言可以通過立體旋轉該平 面180°看見。
18. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，涉及交通工具 部分的信息這樣顯示，使得這個部分的立體呈現從交通工具內的實體部 分的方向移動到觀察者的視野中。
19. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，操作裝置的三維移動藉助於立體顯示三維地顯示。
20. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，至少速度和/或引擎轉速以圓形儀表的形式立體地指示。
21. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，至少冷卻器溫 度和/或油箱的液位是以圓形儀表的形式立體地指示的。
22. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，菜單包括交通工具或者其一部分的立體視點顯示。
23. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，菜單包括交通工具內部空間的立體顯示，其中在該內部空間中顯示光源、聲源和/或空 調。
24. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，菜單包括一個 羅盤的立體顯示。
25. 按照權利要求24的方法，其特徵在於，該羅盤的顯示包括從上 面傾斜觀察的立體顯示的圓盤。
26. 按照上述權利要求中之一的方法，其特徵在於，該顯示是自動 立體進4亍的。
27. 用於在交通工具中顯示信息的裝置，藉此信息可以以層次式菜 單結構的形式顯示，帶有控制單元和用以立體和/或自動立體顯示信息的 指示單元，其特徵在於，用控制單元可以計算菜單的顯示，使得來自該 指示單元的至少兩個不同的菜單或者菜單項對觀察者而言顯示在不同 的距離上。
28. 汽車，包括按照權利要求27所迷的用於顯示信息的裝置。
29. 按照權利要求28的汽車，其特徵在於，該指示單元安排在駕駛 員的一見線方向上位於方向盤的後面。
30. 按照權利要求28或者29的汽車，其特徵在於，裝有一個鏡子， 它安排得使該指示單元的立體指示反射給觀察者。
31. 按照權利要求30的汽車，其特徵在於，該鏡子是半透射的並安 排在駕駛員和另 一個指示儀表之間。
32. 按照權利要求30或者31的汽車，其特徵在於，該指示單元安 排在反射鏡的上面或下面。
33. 按照權利要求30或者31的汽車，其特徵在於，該指示單元安 排得將其指示通過擋風玻璃反射給該觀察者。
34. 令按照權利要求33的汽車，其特徵在於，在該指示單元和該擋風 玻璃之間安排一個延長光路用的光學元件。
35. 按照權利要求28至34中之一的汽車，其特徵在於，該汽車包 括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 示單元控制得使該操作裝置的三維操作被自動立體地顯示。
36. 汽車用的在駕駛員基本視野內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，其特徵在於，在顯示器 之前安排掩模，它把從顯示器發射的光線改變得使之能夠顯示自動立體 圖像。
37. 按照權利要求36的組合儀表，其特徵在於，該掩模是一個波長 選擇的濾光掩模。
38. 按照權利要求36或者37的組合儀表，其特徵在於，該顯示器 是平面圖像屏幕，其上安裝一個光學結構掩模，它使自動立體顯示用的 分圖像的分離成為可能。
39. 按照權利要求36至38中之一的組合儀表，其特徵在於，在水
40.按照^利要求36至39中之一的組合儀表，其特徵在於，該控 制單元這樣控制用於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-脫圖可以在水平的^f見平面上發射。
41. 按照權利要求40的組合儀表，其特徵在於，彼此並列地產生多 個立體糹見平面並形成3見野。
42. 按照權利要求40或者41的組合儀表，其特徵在於，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於15°。
43. 按照權利要求42的組合儀表，其特徵在於，該水平張角處於 25。和30。之間的範圍內。
44. 按照權利要求36至39中之一的組合儀表，其特徵在於，裝有 與該控制單元連接的跟蹤眼睛位置用的裝置，該掩模可以在一個平行於 顯示器的平面上移動，而且該掩模的移動是根據跟蹤眼睛位置的裝置的 信號進行的。
45. 按照權利要求36至44中之一的組合儀表，其特徵在於，該顯 示器具有一個以圓形儀表的形式顯示速度和/或引擎轉速用的區域。
46. 按照權利要求36至45中之一的組合儀表，其特徵在於，該顯 示器具有一個顯示冷卻器溫度和/或油箱的液位的區域。
47. 按照權利要求36至46中之一的組合儀表，其特徵在於，該顯 示器包括一個用於立體顯示羅盤的區域，其中羅盤的圓盤是從上面傾斜 觀察的。
48. 帶有按照權利要求36至47中之一所述的組合儀表的汽車。
49. 按照權利要求48的汽車，其特徵在於，該組合儀表安排在擋風 玻璃的下面。
50. 按照權利要求49的汽車，其特徵在於，該組合儀表安排在方向 盤的後面。
51. 按照權利要求48至50中之一的汽車，其特徵在於，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
本發明涉及一種在運輸工具中顯示信息用的方法，按照該方法，信息以層次式菜單的結構顯示。本發明還涉及顯示信息用的裝置，包括控制單元和立體和/和自動立體顯示信息用的顯示單元並涉及汽車用的組合儀表。在所述方法中，顯示是立體的，至少兩個不同的菜單項以不同的距離呈現給觀察者。該組合儀表的特徵在於，一個掩模定位於顯示單元的顯示器前面，所述掩模把該顯示器所發射的光線改變得使之能夠顯示自動立體圖像。
文檔編號B60K35/00GK101160225SQ200680012145
公開日2008年4月9日 申請日期2006年4月11日 優先權日2005年4月14日
發明者H·巴託斯澤維斯基, 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