Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Anzeigevorrichtung zum Projizieren eines holographischen Anzeigeinhalts in ein Sichtfeld zumindest eines in einem jeweiligen Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen, während dieser beispielsweise durch eine Windschutzscheibe (Frontscheibe) des Kraftfahrzeugs blickt. Zum Anzeigen des Anzeigeinhalts ist in der Anzeigevorrichtung ein sogenannter Lichtfeldemitter bereitgestellt, der selbstleuchtend ausgestaltet. Ein Lichtfeldemitter kann den Anzeigeinhalt als eine Holografie anzeigen.

Ein solcher Lichtfeldemitter ist aus der WO 2020 / 185280 A1 bekannt. Der bekannte Lichtfeldemitter ist zum Bilden eines Headup-Displays in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs versenkt angeordnet und sein Licht muss über eine Spiegelanordnung auf die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs umgeleitet werden. Nachteilig bei der Verwendung von Spiegeln im Zusammenhang mit einem Lichtfeldemitter ist, dass der in einer holographischen Darstellung vorgesehene Parallaxe-Effekt oder 3D-Effekt durch die Spiegelungen beeinträchtigt ist, sodass eine seitliche Kopfbewegung um z.B. 10° nicht mehr in der entsprechenden Perspektiveveränderung um dieselben 10° resultiert, wie es für den 3D-Effekt notwendig wäre.

Weitere holographische Anzeigevorrichtungen sind aus der DE 102017002229 A1 und der WO 2019 / 219711 A1 bekannt, wobei hier nur Lösungen mit zwei beanstandeten Bauteilen vorgesehen sind, von denen eines oberhalb des Kopfes und eines unterhalb der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs angeordnet werden muss, was eine Montage und insbesondere eine Justierung der Bauteile für einen korrekten Lichtpfad aufwendig macht. Ein einteiliger, selbstleuchtender Lichtfeldemitter kommt hier nicht zum Einsatz.

Mit steigendem Grad der Automation eines Kraftfahrzeugs wird auch die Nachfrage der Fahrzeuginsassen nach einer Kontrollmöglichkeit größer. Mehr Informationen lassen sich in einer 3D-Darstellung kompakt vermitteln, aber eine 3D-Darstellung erfolgt in der Regel auf einem 2D-Display. Bei AR- Headup-Displays (AR - Augmented Reality) wird der 3D-Effekt durch den Bildabstand (weiterer entfernter Fokus der Augen) und ein Kippen des Bildes simuliert. Darstellungen, welche näher am Fahrer sind (kleinerer virtueller Bildabstand) funktionieren etwas schlechter, weil sie unscharfer sind oder weil das 3D-Sehvermögen des Menschen für den Nahbereich nicht angesprochen werden kann (unterschiedliche Perspektive für jedes Auge aufgrund des Augenabstands). Zudem sind Kombidisplays, Head-Up-Displays bereits gefüllt mit Anzeigen und Funktionen und bieten nur noch wenig Platz für komplexe Anzeigeinhalte in 3D.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte 3D-Darstellung eines dreidimensionalen Anzeigeinhalt für die Überwachung einer automatisierten Fahrfunktion bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.

Als eine Lösung umfasst die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Anzeigevorrichtung zum Projizieren eines holographischen Anzeigeinhalts in ein auf eine Windschutzscheibe (Frontscheibe) des Kraftfahrzeugs gerichtetes Sichtfeld zumindest eines in einem jeweiligen Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen. Der Anzeigeinhalt kann dem zumindest einen Fahrzeuginsassen einen aktuellen Zustand eines Fahrerassistenzsystems anzeigen, das eine automatisierte Fahrfunktion in dem Kraftfahrzeug bereitstellen und/oder durchführen kann. Beispielsweise kann als Anzeigeinhalt dargestellt werden, welche Objekte durch das Fahrerassistenzsystem in einer Umgebung oder in einem Umfeld des Kraftfahrzeugs detektiert oder erkannt worden sind. Der Anzeigeinhalt wird dem zumindest einen Fahrzeuginsassen auf der Windschutzscheibe als Reflexion präsentiert, so dass somit keine zusätzliche Bildschirmfläche in einer Fahrzeugkonsole, das heißt dem Armaturenbrett und/oder dem sogenannten Kombiinstrument, vorgesehen werden muss.

Zum Anzeigen des Anzeigeinhalts in der Anzeigevorrichtung ist ein Lichtfeldemitter bereitgestellt, der selbstleuchtend ausgestaltet ist, indem der Lichtfeldemitter eine Pixelmatrix und eine auf der Pixelmatrix angeordnete Lichtfeld-Einheit aufweist. Die selbstleuchtende Ausgestaltung macht es möglich, den Lichtfeldemitter als ein einteiliges Bauteil bereitzustellen, das in dem Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Hierzu kann in der an sich bekannten Weise auf der Pixelmatrix als Lichtfeld-Einheit beispielsweise ein Raster aus Mikrolinsen oder eine optische Gitterstruktur mit Linseneffekt (Linsengitter) bereitgestellt sein. Das Licht jedes einzelnen Pixels wird durch die Lichtfeld-Einheit parallel ausgerichtet und in eine vorbestimmte Raumrichtung abgestrahlt. Somit ist das Licht jedes Pixel nur aus einer bestimmten Raumrichtung sichtbar und mittels des Pixels kann eine Perspektive des Anzeigeinhalts angezeigt werden kann, während gleichzeitig andere Pixel andere Perspektiven anzeigen, die aus anderen Raumrichtungen sichtbar sind. Nebeneinander angeordnete Pixel können somit zu unterschiedlichen Perspektiven oder Ansichten des Anzeigeinhalts, beispielsweise eines graphischen Objekts, beitragen. Mit „Anzeigeinhalt“ ist in diesem Fall die gesamte holographische Darstellung des Objekts mit den mehreren unterschiedlichen Perspektiven gemeint.

Eine Steuerschaltung ist entsprechend dazu eingerichtet, die Pixel der Pixelmatrix anzusteuern und hierdurch die Lichtfeld-Einheit mit Licht der Pixel zu durchleuchten, das den Anzeigeinhalt darstellt. Die Steuerschaltung kann somit den aktuellen Zustand eines Fahrerassistenzsystems als holographischen Anzeigeinhalt durch Ansteuern der Pixel darstellen oder ausgeben.

Um eine kompakte Baueinheit für das Anzeigen von 3D-Anzeigeinhalten in holographischer Form bereitzustellen, umfasst die Erfindung, dass eine Lichtaustrittsfläche oder Anzeigefläche des Lichtfeldemitters als ebene oder als gekrümmt geformte Fläche ausgestaltet ist und eine Halteanordnung der Anzeigeeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Lichtfeldemitter in einer Fahrzeugkonsole des Kraftfahrzeugs unter der Windschutzscheibe in einem bestimmten Anstellwinkel zu halten und damit das durch die Lichtfeld-Einheit durchgetretene Licht direkt auf die Windschutzscheibe auszurichten. Das den Anzeigeinhalt darstellende Licht trifft somit auf einem direkten Lichtpfad von der Anzeigefläche des Lichtfeldemitters auf die Windschutzscheibe und reflektiert von dort aus zu einem Kopfraum des jeweiligen Fahrzeugsitzes, wo sich erwartungsgemäß der Kopf des Fahrzeuginsassen befindet. Der Lichtfeldemitter mit der Licht-erzeugenden Pixelmatrix und der daran angeordneten Lichtfeld-Einheit ist also einstückig zum Beispiel als Scheibe oder Quader ausgestaltet und wird in einer Halteanordnung, zum Beispiel in einem Rahmen oder einem Gehäuse, in der Fahrzeugkonsole in einem Bereich gehalten, der tiefer als die Windschutzscheibe liegt oder unterhalb der Windschutzscheibe angeordnet ist, so dass das Licht nach dem Austritt aus der Lichtfeld-Einheit auf die Windschutzscheibe fällt. Mit anderen Worten strahlt die Lichtfeld-Einheit das Licht nach oben zur Windschutzscheibe hin ab. Es ist dabei ein spiegelfreier oder reflexionsfreier Lichtpfad vorgesehen, das heißt das Licht kann direkt aus der Lichtfeld-Einheit durch die Luft zur Windschutzscheibe gelangen, ohne auf dem Weg dorthin über einen Spiegel reflektiert zu werden. Von der Windschutzscheibe aus wird das Licht dann hin zum Kopf des jeweiligen Fahrzeuginsassen reflektiert, wobei davon ausgegangen wird, dass sich der Kopf in dem Kopfraum des Fahrzeugsitzes befindet, also einem der jeweiligen Kopfstütze des Fahrzeugsitzes vorgelagerten Aufenthaltsraum des Kopfes, wie er bei einer im Fahrzeugsitz bestimmungsgemäßen Sitzhaltung angenommen werden kann. Der Kopfraum kann beispielsweise ein quaderförmiges Volumen mit einer Kantenlänge von 40 cm umfassen, der an die Kopfstütze des Fahrzeugsitzes angrenzt. Zum Erzeugen des Lichtes kann die Pixelmatrix beispielsweise als TFT (Thin Film Transistor) mit Hintergrundbeleuchtung oder als OLED oder als Micro-LED- Matrix ausgestaltet sein. Die Anzeigefläche des Lichtfeldemitters kann eben ausgestaltet oder gekrümmt sein. Im gekrümmten Ausgestaltungsfall kann die Krümmung an eine Krümmung der Windschutzscheibe angepasst sein, so dass hierdurch eine optische Verzerrung, wie sie durch die Reflexion an einer gekrümmten Windschutzscheibe verursacht werden kann, kompensiert wird.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein Fahrzeuginsasse über eine einfache Reflexion an der Windschutzscheibe auf den Lichtfeldemitter schauen kann und somit ein durch den holographischen Anzeigeinhalt vermittelter Parallaxe-Effekt und/oder 3D-Effekt bei einer insbesondere seitlichen Bewegung des Kopfes zum Tragen oder zur Wirkung kommt.

Die Erfindung umfasst auch Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.

Durch die Vermittlung eines Parallaxe-Effektes und/oder 3D-Effekts kann insbesondere durch eine dreidimensionale Darstellung von Umfeldinformationen betreffend das Umfeld des Kraftfahrzeugs für einen menschlichen Betrachter nachvollziehbar und/oder kognitiv wahrnehmbar präsentiert werden.

Eine Weiterbildung umfasst deshalb, dass die Steuerschaltung mit einem Steuergerät eines Fahrerassistenzsystems gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, aus dem Steuergerät Modelldaten eines durch das Fahrerassistenzsystem aus Sensordaten und/oder aus Funksignalen anderer Verkehrsteilnehmer (z.B. Car-2-Car-Kommunikation) ermittelten Umfeldmodells einer Umgebung des Kraftfahrzeugs zu empfangen. Das Umfeldmodell wird dann zumindest als ein Teil des Anzeigeinhalts dargestellt. Mit steigendem Grad der Automation der Fahrzeuge wird auch die Nachfrage der Fahrzeuginsassen nach einer Kontrollmöglichkeit größer. Um dieses Problem zu lösen, wird eine Umfeldmodellanzeige integriert. Diese Anzeige kann in Kombidisplay, Mittendisplay oder Head-Up Display vorhanden sein. Das Umfeldmodell kann in der Umfeldmodellanzeige ein oder mehrere Objekte, die im Umfeld des Kraftfahrzeugs mittels Sensoren detektiert und/oder klassifiziert wurden, repräsentieren. Ein solches Objekt kann beispielsweise einen anderen Verkehrsteilnehmer und/oder ein Infrastrukturobjekt (zum Beispiel Ampel und/oder Verkehrsschild) darstellen. Größenverhältnisse und/oder relative Abstände und/oder relative Positionen der Objekte in der Umfeldmodellanzeige können dabei den realen Verhältnissen im Umfeld entsprechen, wodurch ein betrachtender Fahrzeuginsasse anhand der Umfeldmodellanzeige einen Eindruck davon bekommt, welches Objekt das Fahrerassistenzsystem anhand von Sensordaten und/oder Funksignalen anderer Verkehrsteilnehmer wo erkannt hat. Die holographische Anzeige eines Umfeldmodells ergibt den Vorteil, dass ein Benutzer durch Kopfbewegungen einen Eindruck davon erhält, in welchen geometrischen Relationen (hintereinander, nebeneinander, schräg zueinander versetzt, um nur Beispiele zu nennen) sich die Objekte im Umfeld befinden. Das Umfeldmodell und damit auch die Umfeldmodellanzeige kann auch das eigene Kraftfahrzeug (sogenannten Egofahrzeug) in dem holographischen Anzeigeinhalt repräsentieren, so dass also ein Fahrzeuginsasse bei Betrachten des holographischen Anzeigeinhalts auch die Eigenposition bezüglich des zumindest einen Objekts aus dem Umfeld betrachten und/oder in Relation setzen kann.

Als besonders kognitiv eingängige Darstellung hat es sich erwiesen, ein Umfeldmodell aus einer Vogelschauansicht oder Draufsicht auf das Umfeld darzustellen. Der holographische Anzeigeinhalt repräsentiert jedes Objekt des Umfeldmodells als 3D-Körper, wobei zusätzlich durch die holographische Anzeigetechnik ein Parallaxeeffekt oder eine Perspektiveänderung auf das jeweilige 3D-Objekt in dem holographischen Anzeigeinhalt bei einer Bewegung des Kopfes des Fahrzeuginsassen für diesen dargestellt ist. Flierdurch ergibt sich eine realistische Anzeige einer Ansicht auf 3D-Objekte. Hierbei hat sich allerdings erwiesen, dass eben die Ansicht auf das Umfeld in dem Umfeldmodell gemäß der Umfeldmodellanzeige entscheidend für die räumliche Orientierung des Betrachters, das heißt des betrachtenden Fahrzeuginsassen, ist. Mit anderen Worten beruht eine Weiterbildung auf der Erkenntnis, dass für eine Draufsicht auf die umgebende Verkehrsszene auch die entsprechende Ausrichtung der Anzeigefläche des Lichtfeldemitters bezüglich der Windschutzscheibe einen Vorteil bringen kann. Geht man den Lichtpfad rückwärts vom Auge des Fahrzeuginsassen über die Reflexion an der Windschutzscheibe zu der Anzeigefläche auf dem Lichtfeldemitter, so sollte der Lichtpfad auf den Lichtfeldemitter in einem Winkel von 90° oder um höchstens 30° davon abweichend stehen. Eine Weiterbildung umfasst deshalb, dass die Anzeigefläche bezüglich der Windschutzscheibe durch den Wert des Anstellwinkels der Anzeigefläche bezüglich der Windschutzscheibe derart angeordnet ist, dass sich für den jeweilige Fahrzeuginsassen über den Lichtpfad des reflektierten Lichts (ausgehend vom Kopfraum des Fahrzeugsitzes) eine Draufsicht auf die Anzeigefläche ergibt, die in einem Winkel kleiner als 30° von einer Flächennormalen (90°) der Anzeigefläche auf die Anzeigefläche auftrifft. Mit anderen Worten schließt der Lichtpfad einen Winkel kleiner als 30° mit der Flächennormalen der Anzeigefläche ein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer über die Reflexion an der Windschutzscheibe auch in einer Draufsicht auf die Anzeigefläche des Lichtfeldemitters blickt, so dass auf dem Lichtfeldemitter als holographische Anzeigeinhalt unmittelbar eine Draufsicht angezeigt werden kann. Insbesondere bei seitlichen Kopfbewegungen eines Insassen ergibt sich für diesen ein realistischer holographischer 3D-Effekt auf das von oben darstellte Umfeldmodell.

Allerdings kann es bei einem holographischen Anzeigeinhalt auch notwendig sein, die dargestellte Ansicht auf Objekte zu wechseln und/oder das Umfeldmodell aus einem anderen Blickwinkel oder einer anderen Richtung mittels der Pixelmatrix anzuzeigen. Damit sich hierdurch der Anstellwinkel, der für die Draufsicht optimiert ist, nicht als nachteilig erweisen muss, ist Folgendes vorgesehen. Eine Weiterbildung umfasst, dass der Lichtfeldemitter in der Halteanordnung beweglich und/oder um eine Kippachse verschwenkbar gelagert ist und eine Motoreinheit dazu eingerichtet ist, den Anstellwinkel des Lichtfeldemitters in Abhängigkeit von einen Steuersignal der Steuerschaltung einzustellen. Die Steuerschaltung ist dazu eingerichtet, das Steuersignal für den Anstellwinkel in Abhängigkeit von einer aktuell oder zukünftig dargestellten Ansicht eines 3D-0bjekts des Anzeigeinhalts einzustellen. In der Halteanordnung kann der Lichtfeldemitter beispielsweise mittels eines Scharniers und/oder mittels Schienen gelagert sein, um den Lichtfeldemitter bezüglich beispielsweise eines Rahmens der Halteanordnung verschwenkbar oder beweglich zu lagern. Durch Veränderung des Anstellwinkels kann dieser beispielsweise an eine Veränderung der Ansicht von einer Draufsicht zu einer Seitenansicht angepasst oder nachgeführt werden.

Wie bereits ausgeführt, ergibt sich bei einer seitlichen Kopfbewegung während der Betrachtung eines holographischen Anzeigeinhalts bereits ein Parallaxeeffekt oder eine Perspektivwechsel auf ein holographisch angezeigtes Objekt, das heißt der Benutzer kann je nach relativer seitlicher Position des Kopfes bezüglich eines im holographischen Anzeigeinhalt dargestellten graphischen Objekts dieses Objekt mal mehr von der einen und mal mehr von der anderen Seite sehen, wie es für holographische Anzeigeinhalte bekannt ist. Allerdings ist dieser holographische Parallaxeeffekt begrenzt. Um ihn verstärken zu können und/oder um eine Beeinträchtigung des Parallaxeeffekts aufgrund der indirekten Betrachtung über die Reflexion an der Windschutzscheibe noch weiter zu verringern oder zu vermeiden, ist Folgendes vorgesehen.

Eine Weiterbildung umfasst deshalb, dass die Steuerschaltung dazu eingerichtet ist, eine dargestellte Perspektive des Anzeigeinhalts in Abhängigkeit von einer Kopfposition des jeweiligen Fahrzeuginsassen festzulegen oder einzustellen und hierzu ein Signal eines aktuellen seitlichen Versatzes des jeweiligen Kopfs der Fahrzeuginsasse aus einer Headtracker- Einrichtung des Kraftfahrzeugs zu empfangen. Der seitliche Versatz wird bezüglich einer vorbestimmten Referenzposition ermittelt. Somit kann also bei einer Bewegung des Kopfes nach rechts oder links, also in seitlicher oder horizontaler Richtung, das Objekt im holographischen Anzeigeinhalt auch gedreht werden. Dies wird zusätzlich zu der sich ergebenden Perspektiveränderungen aufgrund des holographischen Parallaxeeffektes bewirkt, indem die Pixel auf Grundalge geänderter oder neuberechneter Graphikdaten angesteuert werden. Die hierfür verwendete Headtracker- Einrichtung kann dem Stand der Technik entnommen sein, wo eine solche Headtracker-Einrichtung beispielsweise im Zusammenhang mit einer Fahrerbeobachtung (beispielsweise zur Überprüfung, ob ein Schulterblick durchgeführt wurde) bereits im Kraftfahrzeug bereitgestellt sein kann.

Das Umfeldmodell ist bevorzugt für einen Fahrzeuginsassen im Fahrersitz und auch durch einen Beifahrer einsehbar. Eine Weiterbildung umfasst, dass der Lichtfeldemitter in einem mittleren Drittel der Fahrzeugkonsole angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Blickwinkel, aus welchem ein Fahrer im Fahrersitz und ein Fahrzeuginsasse im Beifahrersitz auf die Reflexion der Windschutzscheibe blicken, maximiert ist. Hierdurch ist in vorteilhafter weise eine optische Trennung des in Richtung des Fahrers abgestrahlten Anzeigeinhalts einerseits und des in Richtung des Beifahrers im anderen Fahrzeugsitz abgestrahlten Teils des Anzeigeinhalts ermöglicht. Zudem erscheint beiden Fahrzeuginsassen im Fahrersitz und im Beifahrersitz aufgrund der ähnlichen Abstände ihrer Köpfe zum Lichtfeldemitter ähnlich oder gleich hell. Zusätzlich oder alternativ ist auch vorgesehen, dass das Bild in der Fahrerachse angezeigt wird, d.h. auf einer Fahrerseite der Fahrzeugkonsole.

Die Anordnung im mittleren Drittel, insbesondere über der mittleren Längsachse des Kraftfahrzeugs, ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn für die beiden Fahrzeuginsassen im Fahrersitz und im Beifahrersitz inhaltlich voneinander unabhängige graphische Darstellungen, nämlich zwei unterschiedliche Nutzerschnittstellen, angezeigt werden sollen. Eine Weiterbildung umfasst hierzu, dass die Steuerschaltung dazu eingerichtet ist, als Anzeigeinhalt zwei unterschiedliche graphische Nutzerschnittstellen gleichzeitig und unabhängig voneinander darzustellen und hierzu Pixel der Pixelmatrix, deren Licht die Lichtfeld-Einheit in einem ersten Raumwinkel eines ersten Fahrzeugsitzes ausrichtet (z.B. in Richtung Fahrersitz), mit ersten Graphikdaten der ersten Nutzerschnittstelle und Pixel der Pixelmatrix, deren Licht die Lichtfeld-Einheit in einen vom ersten verschiedenen zweiten Raumwinkel eines zweiten Fahrzeugsitzes ausrichtet (z.B. in Richtung Beifahrersitz), mit zweiten Graphikdaten der zweiten Nutzerschnittstelle anzusteuern. Ein Lichtfeldemitter ermöglicht es, in unterschiedliche Raumwinkel unabhängig voneinander durch das Ansteuern der entsprechenden Pixel der Pixelmatrix auch unterschiedliche graphische Objekte darzustellen (anstelle desselben Objekts aus unterschiedlichen Perspektiven). Die unterschiedlichen Nutzerschnittstellen können beispielsweise vorsehen, dass für den Fahrer eine fahrbetriebsbezogene Nutzerschnittstelle und für den Beifahrer beispielsweise eine Unterhaltungselektronik-bezogene Nutzerschnittstelle angezeigt wird. So kann für den Fahrer beispielsweise die beschriebene holographische Umfeldmodellanzeige und für den Beifahrer beispielsweise eine Bedienschnittstelle des Infotainmentsystems (Informations- Unterhaltungssystem) beispielsweise zum Wiedergeben von Medieninhalten, wie beispielsweise Musik und/oder Video, angezeigt werden. Hierbei kann weiterhin für beide Fahrzeuginsassen für deren Nutzerschnittstellen der holographische Parallaxeeffekt oder der Anzeigeinhalt holographisch dargestellt werden, es ergibt sich lediglich beim Wechsel zwischen den beiden Raumwinkeln kein holographischer Effekt, sondern der Wechsel des Blicks auf die jeweils andere Nutzerschnittstelle. Somit wird also für eine getrennte Darstellung unterschiedlicher, voneinander unabhängiger Nutzerschnittstellen der holographische Anzeigeinhalt oder die holographische Anzeigetechnik eines Lichtfeldemitters genutzt.

Eine Weiterbildung umfasst, dass der Lichtfeldemitter mittels der Halteanordnung in der Fahrzeugkonsole in einem Schacht unter der Windschutzscheibe angeordnet ist, wobei zumindest eine Schachtwand des Schachtes eine direkte Sichtlinie von dem Lichtfeldemitter zu dem jeweiligen Fahrzeugsitz blockiert. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise Streulicht, das auf direktem optischen Weg (ohne eine Reflexion über die Windschutzscheibe) von der Anzeigefläche des Lichtfeldemitters in ein Auge eines Fahrzeuginsassen gelangen könnte, verhindert oder blockiert. Somit ist auch verhindert, dass ein Fahrzeuginsasse abgelenkt wird, was ansonsten geschehen könnte, wenn der Fahrzeuginsasse den holographischen Anzeigeinhalt sowohl als Reflexion in der Windschutzscheibe als auch direkt auf der Anzeigefläche des Lichtfeldemitters sehen könnte. Da der holographische Anzeigeinhalt über eine Reflexion an der Windschutzscheibe betrachtet wird, kann ein Kontrastverhältnis durch von außen in das Kraftfahrzeug durch die Windschutzscheibe eindringendes Licht, beispielsweise Tageslicht und/oder direktes Sonnenlicht und/oder eine Straßenbeleuchtung und/oder fremde Fahrzeugscheinwerfer, verringert oder herabgesetzt sein. Eine Weiterbildung umfasst deshalb, dass in einem Auftreffbereich des Lichts eine lichtdichte Schicht (z.B. ein Schwarzdruck) und/oder eine Spiegelfolie in und/oder an der Windschutzscheibe angeordnet ist. Der Auftreffbereich ist dort, wo der Lichtpfad, der den Lichtfeldemitter mit einer Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes verbindendet, auf die Windschutzscheibe trifft. Somit wird in demjenigen Flächenbereich, in welchem das Licht an der Windschutzscheibe reflektiert wird, um zu dem jeweiligen Fahrzeuginsassen zur Betrachtung zu gelangen, ein Eindringen von Umgebungslicht aus dem Umfeld des Kraftfahrzeugs durch die Windschutzscheibe hindurch verhindert. Der Schwarzdruck kann beispielsweise als eine Farbschicht und/oder Folie im Inneren der Windschutzscheibe zwischen zwei Scheibenschichten oder an einer äußeren Oberfläche der Windschutzscheibe angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu einem Schwarzdruck kann auch eine Spiegelfolie vorgesehen sein, welche den Anteil des an der Windschutzscheibe reflektierten Lichts (im Verhältnis zum durch die Windschutzscheibe hindurchdringenden Lichts) zu vergrößern. Somit schaut der Fahrzeuginsasse über einen Spiegel, der aus der Spiegelfolie an der Windschutzscheibe gebildet ist, auf die Anzeigefläche des Lichtfeldemitters.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.

Um in einem Kraftfahrzeug den holographischen Anzeigeinhalt auf eine Windschutzscheibe zu projizieren, ist durch die Erfindung auch die Anzeigevorrichtung bereitgestellt, die in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung diese Anzeigevorrichtung zum Projizieren eines holographischen Anzeigeinhalts auf eine Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs. In der beschriebenen Weise ist zum Anzeigen des Anzeigeinhalts in der Anzeigevorrichtung ein Lichtfeldemitter bereitgestellt, der selbstleuchtend ausgestaltet ist, indem der Lichtfeldemitter eine Pixelmatrix und eine auf der Pixelmatrix angeordnete Lichtfeld-Einheit aufweist, wobei eine Steuerschaltung der Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, Pixel der Pixelmatrix anzusteuern und hierdurch die Lichtfeld- Einheit mit einem den Anzeigeinhalt darstellenden Licht der Pixel zu durchleuchten. Die Anzeigevorrichtung umfasst des Weiteren, dass eine Anzeigefläche des Lichtfeldemitters als ebene oder als gekrümmt geformte Fläche ausgestaltet ist und eine Halteanordnung der Anzeigeeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Lichtfeldemitter in einer Fahrzeugkonsole des Kraftfahrzeugs unter der Windschutzscheibe in einem vorbestimmten Anstellwinkel zu halten und damit das durch die Lichtfeld-Einheit durchgetretene Licht direkt auf die Windschutzscheibe auszurichten. Um die Pixel der Pixelmatrix anzusteuern, ist die Steuerschaltung bereitgestellt, die beispielsweise einen Grafikprozessor oder eine so genannte Grafikkarte aufweisen kann. Die Steuerschaltung kann beispielsweise als Steuergerät für die Anzeigevorrichtung ausgestaltet sein.

Die Steuerschaltung für die Anzeigevorrichtung kann eine

Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die von der Steuerschaltung auszuführenden Schritte durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch das Kraftfahrzeug von Fig. 1 ; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Lichtfeldemitters, wie er in einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sein kann.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.

Fig. 1 zeigt von einem Kraftfahrzeug 10 eine Perspektive, wie sie ein Fahrzeuginsasse auf einem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs 10 haben kann. Für den Fahrzeuginsassen kann ein Lenkrad 11, eine Bedienkonsole oder Fahrzeugkonsole 12 und ein Blick durch eine Frontscheibe oder Windschutzscheibe 13 sichtbar sein. Durch die Windschutzscheibe 13 kann ein Umfeld 14 des Kraftfahrzeugs 10 sichtbar sein. Insgesamt ergibt sich ein Sichtfeld 15 des Fahrzeuginsassen auf dem Fahrersitz. Zusätzlich kann in einem Auftreffbereich 16 Licht aus einem Lichtfeldemitter 17, der in der Fahrzeugkonsole 12 in einem Schacht versenkt angeordnet sein kann, auf oder an der Windschutzscheibe 1 reflektiert sein, so dass im Sichtfeld 15 ein holographischer Anzeigeinhalt 18, der durch das Licht des Lichtfeldemitters 17 dargestellt oder ausgestrahlt wird, eingeblendet oder sichtbar ist. Durch den holographischen Anzeigeinhalt 18 kann eine Umfeldmodellanzeige 19 eines Umfeldmodells des Umfelds 14 dargestellt sein. Dargestellt ist, wie durch die Umfeldmodellanzeige 19 detektierte oder erkannte Verkehrsobjekte 20, beispielsweise andere Kraftfahrzeuge oder Verkehrsteilnehmer und/odereine aktuell befahrene Fahrspur und/oder Fahrspurmarkierungen dargestellt werden können. Zusätzlich kann ein Abbild 21 des Kraftfahrzeugs 10 zur visuellen Orientierung als Bestandteil der Umfeldmodellanzeige 19 angezeigt werden.

Der Auftreffbereich 16 kann einem mittleren Drittel der Fahrzeugkonsole 12 (in Fahrzeugquerrichtung gesehen) angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein Auftreffbereich 16' auf einer Fahrerseite hinter dem Lenkrad 11 (aus Fahrersicht gesehen) vorgesehen sein.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht noch einmal die Windschutzscheibe 13, das Lenkrad 11, die Fahrzeugkonsole 12. Zusätzlich dargestellt ist der bereits beschriebene Fahrzeugsitz 22, also beispielsweise der Fahrersitz. Bei einer vorbestimmten bestimmungsgemäßen Sitzhaltung kann sich ein Kopf des Fahrzeuginsassen in einem Kopfbereich oder Kopfraum 23 vor einer Kopfstütze 24 des Fahrzeugsitzes 22 befinden oder aufhalten. Eine aktuelle Kopfposition kann durch eine Headtracking- Einrichtung 25 detektiert und durch ein Kopfpositionssignal oder Trackingsignal 26 signalisiert werden.

In einem Schacht 27 in der Fahrzeugkonsole 12 kann durch eine Anzeigevorrichtung 28 der Lichtfeldemitter 17 bereitgestellt sein. In der Anzeigevorrichtung 28 kann der Lichtfeldemitter 17 durch eine Halteanordnung 29 in einem vorbestimmten Anstellwinkel 30 beispielsweise bezüglich der horizontalen Ebene 31 und/oder bezüglich der Windschutzscheibe 13 gehalten sein. Licht 32, das der Lichtfeldemitter 17 abstrahlt und welches den Anzeigeinhalt 18 darstellt, kann entlang eines Lichtpfads 33 vom Lichtfeldemitter 17 aus direkt, das heißt ohne eine Reflexion, zu dem Auftreffbereich 16 gelangen und dort reflektieren, um zum Kopfraum 23 zu gelangen. Dagegen kann ein direkter Lichtpfad 34, der von dem Lichtfeldemitter 17 auf gerader Linie zum Kopfraum 23 führen würde, durch zumindest eine Schachtwand 35 blockiert sein, was in Fig. 2 durch ein Kreuz 36 symbolisiert ist. Ein Winkel 37, den der Lichtpfad 33 bezüglich einer Flächennormalen 38 einer Anzeigefläche 39 des Lichtfeldemitters 17 einschließt, kann kleiner als 30° eingestellt sein, was durch Festlegen des Anstellwinkels 30 ermöglicht ist. In der Halteanordnung 29 kann eine Motoreinheit 40 vorgesehen sein, welche durch Bewegen des Lichtfeldemitters 17 bezüglich der Halteanordnung 29 den Anstellwinkel 30 verändern oder einstellen kann. Eine Steuerung des Lichtfeldemitters 17 und/oder der Motoreinheit 40 kann durch eine Steuerschaltung 41 durchgeführt werden. Die Steuerschaltung 41 kann aus einem Fahrerassistenzsystem 42 Modelldaten 43 des Umfeldmodells 44 für die Umfeldmodellanzeige 19 empfangen. Die Steuerschaltung 41 kann auch das Trackingsignal 26 der Headtracking-Einrichtung 25 empfangen. Die Anzeigefläche 39 kann auch gekrümmt ausgestaltet sein und hierbei eine Krümmung 50 einer Innenseite der Windschutzscheibe 13 dahingehend kompensieren, dass durch die Krümmung 50 der Windschutzscheibe 13 bei einer Reflexion des Lichts 32 eine sich ergebende Verzerrung durch die Krümmung der Anzeigefläche 39 durch eine sich dadurch ergebende Vorverzerrung wieder kompensiert ist.

Fig. 3 veranschaulicht eine mögliche Ausgestaltung des Lichtfeldemitters 17. Dargestellt ist, wie in einer Pixelmatrix 60 einzelne Pixel 61 in einer Pixelebene 62 angeordnet sein können. Der Übersichtlichkeit halber sind nur einige Pixel 61 mit einem Bezugszeichen versehen. Jedes Pixel 61 kann beispielsweise auf der Grundlage einer TFT-Technologie und/oder OLED (Organic Light Emitting Diode) und/oder Micro-LEDs realisiert sein. An der Pixelmatrix 60 kann eine Lichtfeldeinheit 63 angeordnet sein, die beispielsweise aus Mikrolinsen 64 gebildet sein kann. Unter jeder Mikrolinse 64 können mehrere Pixel 61 angeordnet sein, was hier jeweils durch drei Pixel 61 beispielhaft veranschaulicht ist. Die Pixelebene 62 fällt dabei mit einer Fokalebene oder Fokusebene 65 der Mikrolinsen 64 zusammen, so dass die Pixel 61 ihr jeweiliges Licht im Fokus oder in der jeweiligen Fokusebene 65 abstrahlen. Tritt dieses Licht durch die jeweils darüber angeordnete Mikrolinse 64, so wird das Licht in parallelen Lichtstrahlen eines Lichtbündels 66 abgestrahlt. Hier ist jeweils das gesamte Licht eines einzelnen Pixels 61 als einzelne Linie dargestellt, aber es soll jede Linie ein ganzes Lichtbündel 66 repräsentieren. Somit wird das Licht der unterschiedlichen Pixel 61 einer einzelnen Mikrolinse 64 in unterschiedliche Raumwinkel 67 abgestrahlt. Jeweils ein Pixel 61 jeder Mikrolinse 64 kann zu einem Bild oder einer Perspektive 70 gehören, das heißt es können Grafikdaten 71 einer Perspektive dazu genutzt werden, jeweils ein Pixel 61 einer Mikrolinse 64 anzusteuern, so dass die parallelen Lichtstrahlen eines Lichtbündels 66 dieser angesteuerten Pixel (in Fig. 3 sind diese gemeinsam zu einem Bilddatensatz von Grafikdaten 71 gehörigen Pixel schraffiert dargestellt) in denselben Raumwinkel 64 abgestrahlt. Somit ergibt sich nurfür den aus diesem jeweiligen Raumwinkel 64 auf den Lichtfeldemitter 17 oder dessen Reflexion in der Windschutzscheibe 13 blickenden Fahrzeuginsassen das entsprechende Bild oder die entsprechende Perspektive 80. Somit können für unterschiedliche Raumwinkel 67 unterschiedliche Perspektiven 80 auf dasselbe graphische Objekt 81 dargestellt werden. Alternativ dazu kann für unterschiedliche Raumwinkel 67 eine andere Nutzerschnittstelle dargestellt werden, so dass beispielsweise für den Fahrer eine fahrtbezogene Nutzerschnittstelle und für einen Beifahrer beispielsweise eine unterhaltungsbezogene Nutzerschnittstelle angezeigt werden kann.

Bewegt ein Fahrzeuginsasse seinen Kopf, insbesondere seitlich, also horizontal und senkrecht zur Fahrzeuglängsachse, so bewegt er den Kopf durch unterschiedliche Raumwinkel 67 und bekommt damit unterschiedliche Perspektiven 80 des graphischen Objekts 81 zu sehen. Dies ergibt den holographischen Parallaxeeffekt, das heißt der Fahrzeuginsasse erhält den Eindruck, das graphische Objekt 81 aus unterschiedlichen Richtungen zu betrachten, was in Fig. 3 dargestellt ist, indem dasselbe graphische Objekt mit einem Orientierungsstrich 82 zur Darstellung der unterschiedlichen Perspektiven veranschaulicht ist.

Die Idee umfasst somit eine neuartige Anzeigemöglichkeit für ein Fahrzeug- Umfeldmodell und/oder räumliche Darstellungen im Bereich der Windschutzscheibe. Mit steigendem Grad der Automation der Fahrzeuge durch ein Fahrerassistenzsystem (bis hin zur autonomen Fahrfunktion) wird auch die Nachfrage des verantwortlichen und/oder zur Fahrübernahme verpflichteten Fahrzeuginsassen nach einer Kontrollmöglichkeit größer. Um dieses Problem zu lösen wird eine Umfeldmodellanzeige integriert.

Die Umfeldmodell wäre in einem Kombidisplay oder einem Lenkrad-Head-Up- Display nicht auch durch den Beifahrer einsehbar.

Durch die Idee erfolgt die Bereitstellung eines Anzeigeortes, welcher es ermöglicht, die 3D-Szenerie / das Umfeld mittels des Umfeldmodell zu erfassen und/oder zu überblicken, ohne bisher vorhandenen Displayplatz zu nehmen. Die Umfeldmodellanzeige kann zudem kognitiv einfach erfasst werden und bevorzugt auch vom Beifahrerplatz einsehbar sein.

Durch die Verwendung eines Lichtfelddisplays lässt sich das Umfeldmodell in 3D darstellen und sogar mit holographischem Effekt. Durch Einspiegelung dieses Displays in die Frontscheibe kann zusätzlich zum 3D-Effekt ein holografischer Effekt erhalten bleiben. Durch die Platzierung des Displays unterhalb der I-Tafel des Fahrzeugs (d.h. in einem Schacht in der Bedienkonsole) ist der Bildgeber (Lichtfeldemitter) nicht direkt sichtbar. Das „holografische Bild“ / der holographische Anzeigeinhalt ist aber sowohl vom Fahrer als auch vom Beifahrer aus sichtbar. Wird der Lichtfeldemitter entsprechend platziert oder ausgerichtet, kann eine „3D-Draufsicht“ realistisch abgebildet werden.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie in einem Kraftfahrzeug eine holographische integrierte Fahrerassistenz-Anzeige (IFA) bereitgestellt werden kann, mittels welcher auf Grundlage eines Umfeldmodells das Ergebnis einer Sensordatenfusion als Umfeldmodellanzeige sowie bevorzugt auch gleichzeitig Navigationsdaten angezeigt werden können.