Diese Erfindung betrifft eine Projektionsanordnung mit Orientierungsinformationen für ein Fahrzeug, ein Verfahren zu deren Bedienung, deren Verwendung und ein Fahrzeug mit der Projektionsanordnung.

Bei vielen Personen tritt das Problem auf, dass ihnen beim Lesen oder Betrachten von Displays mobiler Endgeräte und gedruckter Texte, sei es zum Entertainment oder zur Arbeit, während dem Autofahren übel wird. Diese Menschen leiden an der Reisekrankheit (eng. car motion sickness), welche durch einen sensorischen Konflikt hervorgerufen wird. Dieser sensorische Konflikt entsteht, wenn die Wahrnehmungskanäle nicht deckungsgleich mit denen des vestibulären Apparates sind. Dies führt zu einer Stressreaktion mit vegetativen Symptomen. Die Folgen sind häufig zunächst eine schleichende Müdigkeit, sowie eine verminderte Aufmerksamkeit. Im Weiteren führen die Symptome weiter von Kaltschweißigkeit, über vermehrten Speichelfluss schließlich zu Übelkeit. Dies kann bis zum Erbrechen des Betreffenden führen.

Bisher sind Möglichkeiten zur Reduzierung der Reisekrankheit darauf beschränkt, während des Fahrens nicht zu Lesen und den Blick nach außerhalb des Fahrzeugs auf die Straße zu richten. Dies ist aber nicht immer praktikabel und in manchen Situationen auch nicht hilfreich, da die Person dennoch reisekrank wird. Dieses Problem kann die Beifahrer oder selbst den Fahrer des Fahrzeugs betreffen.

Dieses Problem kann insbesondere auch dann auftreten, wenn Fahrer oder Beifahrer ihren Blick häufig von der Straße nehmen müssen oder sich auf andere Details konzentrieren müssen. In diesem Zusammenhang sollte erwähnt werden, dass moderne Automobile in zunehmendem Maße mit sogenannten Projektionsanordnungen, beispielsweise Head-Up- Displays (HUDs), ausgestattet werden. Mit einem Projektor, typischerweise im Bereich des Armaturenbretts, werden hierbei Bilder auf den Durchsichtbereich der Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild (von ihm aus gesehen) hinter oder auf der Windschutzscheibe wahrgenommen. So können wichtige Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, Navigations- oder Warnhinweise, die der Fahrer wahrnehmen kann. Es ist möglich, auch im Maskierungsbereich einer Windschutzscheibe ein virtuelles Bild zu erzeugen im Grunde nach dem gleichen Prinzip wie ein HUD. Es wird also auch der Maskierungsbereich durch einen Projektor bestrahlt, und das Licht dort reflektiert, wodurch eine Anzeige für den Fahrer erzeugt wird. So können beispielsweise Informationen, die bislang im Bereich des Armaturenbretts angezeigt wurden, wie die Uhrzeit, Fahrtgeschwindigkeit, Motordrehzahl oder Angaben eines Navigationssystems, oder auch das Bild einer rückwärts gerichteten Kamera, welches die klassischen Außenspiegel oder Rückspiegel ersetzt, auf praktische und ästhetisch ansprechende Weise direkt auf der Windschutzscheibe dargestellt werden, beispielsweise in dem Abschnitt des Maskierungsbereichs, der an die Unterkante der Windschutzscheibe grenzt. Eine Projektionsanordnung dieser Art ist beispielsweise aus DE102009020824A1 und WO2022073894A1 bekannt.

Die DE102019208315A1 behandelt ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung, welches das Auftreten von Reisekrankheiten bei der Verwendung von Displays im Fahrzeug reduzieren soll. Bevorzugt sollen einem Fahrzeuginsassen visuelle Hinweise zum Fahrverhalten des Fahrzeugs auf einem elektronischen Display angezeigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsanordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche das Auftreten von Reisekrankheiten verringert oder verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Projektionsanordnung umfasst eine Steuereinheit zur Bereitstellung visueller Orientierungsinformationen, eine Fahrzeugscheibe und eine Lichtquelle. Die Steuereinheit umfasst einen Sensor, welcher geeignet ausgebildet ist, um Bewegungsdaten und Neigungsdaten eines Fahrzeugs in Bezug auf eine Grundlinienposition des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Steuereinheit umfasst außerdem einen Prozessor, geeignet ausgebildet ist um eine relative Positionsänderung des Fahrzeugs gegenüber der Grundlinienposition des Fahrzeugs auf Grundlage der Bewegungsdaten und Neigungsdaten des Sensors zu bestimmen und daraus visuelle Orientierungsinformationen zu berechnen. Die Fahrzeugscheibe weist eine Reflexionsschicht auf. Die Lichtquelle ist geeignet ausgebildet, um die visuellen Orientierungsinformationen auf die Reflexionsschicht zu projizieren, wobei die Reflexionsschicht die visuellen Orientierungsinformationen zumindest teilweise reflektieren kann.

Mit „Lichtquelle“ ist im Sinne der Erfindung eine elektrisch steuerbare Anzeige gemeint, welche zur optischen Signalisierung oder Darstellung von veränderlichen Informationen wie Bildern oder Zeichen verwendet werden kann. Die Fahrzeugscheibe weist in Einbaulage in ein Fahrzeug eine der äußeren Umgebung zugewandte Außenfläche und eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Innenfläche auf. Die Fahrzeugscheibe ist dafür vorgesehen, eine äußere Umgebung von einem Fahrzeuginnenraum abzutrennen.

Die visuellen Orientierungsinformationen sind für den Fahrer oder den/die Beifahrer gut sichtbar und können bei dem Blick auf oder durch die Fahrzeugscheibe visuell wahrgenommen werden. Dies reduziert den sensorischen Konflikt, welcher durch nicht deckungsgleiche Sinnesempfindungen mit dem vestibulären Apparat entsteht.

Die Fahrzeugscheibe ist vorzugsweise eine Verbundscheibe, beispielsweise die Windschutzscheibe eines Fahrzeugs. Die Fahrzeugscheibe umfasst als Verbundscheibe eine Außenscheibe, eine Innenscheibe und eine zwischen der Innenscheibe und Außenscheibe angeordnete thermoplastische Zwischenschicht. Alternativ ist die Fahrzeugscheibe eine einzelne Scheibe, beispielsweise eine Seitenscheibe eines Fahrzeugs.

Die Innenscheibe weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte außenseitige Oberfläche und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte innenraumseitige Oberfläche auf. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe ist zugleich die Innenfläche der Fahrzeugscheibe. Die Außenscheibe weist eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte außenseitige Oberfläche auf, welche auch gleichzeitig die Außenfläche der Fahrzeugscheibe ist. Die Außenscheibe weist außerdem eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte innenraumseitige Oberfläche auf.

Die Fahrzeugscheibe weist eine umlaufende Seitenkante auf, welche vorzugsweise eine Oberkante und eine Unterkante sowie zwei dazwischen verlaufende Kanten mit einer ersten und einer zweiten Seitenkante umfasst. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet. Die Fahrzeugscheibe kann jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann.

Die Reflexionsschicht kann auf der Innenfläche oder der Außenfläche der Fahrzeugscheibe angeordnet, bevorzugt aufgebracht, sein. Bevorzugt ist die Reflexionsschicht auf der Innenfläche der Fahrzeugscheibe aufgebracht. Die Reflexionsschicht ist so besser vor Beschädigung von außen geschützt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Fahrzeugscheibe eine Verbundscheibe und die Reflexionsschicht auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet. Sichtbares Licht, das auf die Reflexionsschicht projiziert wird, wird bei einem solchen Aufbau mit einem höheren Anteil reflektiert als bei der Anordnung der Reflexionsschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe. Es werden auch Doppelbilder, welche durch Reflexion an der Innenscheibe auftreten können, vermieden.

Alternativ ist die Reflexionsschicht auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe oder der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe angeordnet. Auch die Anordnung der Reflexionsschicht innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht ist möglich. Die Reflexionsschicht ist so besser vor Beschädigung geschützt.

Bevorzugt ist die Reflexionsschicht auf der Innenscheibe oder der Außenscheibe aufgebracht.

Vorzugsweise ist die Reflexionsschicht opak mit einem Lichttransmissionsgrad (nach ISO 9050:2003) für Licht im sichtbaren Spektralbereich von kleiner 15 %, bevorzugt kleiner 10 %, besonders bevorzugt kleiner 1 %. Die Reflexionsschicht ist in diesem Fall bevorzugt nur über einen Teilbereich der Fahrzeugscheibe angeordnet und nicht innerhalb eines für die Durchsicht vorgesehenen Abschnitts der Fahrzeugscheibe angeordnet. Ganz besonders bevorzugt ist die Reflexionsschicht streifenförmig entlang eines unteren Randbereichs direkt benachbart zur Unterkante der Fahrzeugscheibe angeordnet. Die Reflexionsschicht weist vorzugsweise eine Breite von 10 cm oder mehr, besonders bevorzugt 20 cm oder mehr, insbesondere 30 cm oder mehr auf. Mit „Breite“ ist im Sinne der Erfindung die Ausdehnung senkrecht zur Erstreckungsrichtung gemeint. Durch die Opazität der Reflexionsschicht kann der Kontrast eines virtuellen Bildes erhöht werden, was die visuelle Wahrnehmbarkeit für einen Betrachter erhöht. Durch den höheren Kontrast können Bildanzeigen mit einem geringeren Energieverbrauch eingesetzt werden. Der Betrachter kann die virtuellen Orientierungsinformationen besser visuell wahrnehmen.

Alternativ weist die Reflexionsschicht Lichtdurchlässigkeit von mindestens 70 % und höchstens 95 % auf und erstreckt sich über zumindest 20 %, bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 80 % und insbesondere über die gesamte Fläche der Fahrzeugscheibe. Die Reflexionsschicht erstreckt sich bevorzugt über einen zur Durchsicht vorgesehenen Teil der Fahrzeugscheibe. Die Projektionsanordnung kann somit als ein Head- Up-Display verwendet werden. Der Betrachter bekommt außerdem die Möglichkeit, seinen Blick auf die Straße zu lenken und kann gleichzeitig die visuellen Orientierungsinformationen visuell wahrnehmen.

Die Verbundscheibe kann einen opaken Maskierungsstreifen aufweisen. Der Maskierungsstreifen kann eine Emaille sein oder eine opake thermoplastische Folie sein. Der Maskierungsstreifen kann auch der opake Bereich einer bereichsweisen opaken thermoplastischen Folie und somit Bestandteil der thermoplastischen Zwischenschicht sein. Der Maskierungsstreifen ist insbesondere eine dunkle, bevorzugt schwarze, Emaille. Der Maskierungsstreifen ist vorzugsweise rahmenförmig entlang eines umlaufenden Randbereiches der Fahrzeugscheibe angeordnet. Der Maskierungsstreifen ist vorzugsweise auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe aufgebracht, er kann aber auch auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe bzw. Innenfläche der Fahrzeugscheibe oder der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht sein. Der Maskierungsstreifen dient in erster Linie als UV-Schutz für den Montagekleber der Fahrzeugscheibe (Beispielsweise zum Einkleben in ein Fahrzeug). Der Maskierungsstreifen weist vorzugsweise einen Transmissionsgrad für sichtbares Licht von kleiner 15 %, bevorzugt kleiner 10 %, besonders bevorzugt kleiner 1 % auf. Der Maskierungsstreifen kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann der Maskierungsstreifen auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung.

Die Fahrzeugscheibe, insbesondere als Verbundscheibe, kann auch mehrere, vorzugsweise zwei, opake Maskierungsschichten aufweisen. Vorzugsweise ist ein erster Maskierungsstreifen auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe aufgebracht und ein zweiter Maskierungsstreifen auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung ist der Maskierungsstreifen in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe mit der Reflexionsschicht zumindest teilweise überdeckend angeordnet. Die Reflexionsschicht ist dabei vorzugsweise fahrzeuginnenraumseitig vor dem Maskierungsstreifen angeordnet und der Maskierungsstreifen ist entsprechend außenseitig vor der Reflexionsschicht angeordnet. „Fahrzeuginnenraumseitig angeordnetes Element A vor einem Element B“ bedeutet, dass in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe, ausgehend von einer der Innenfläche der Fahrzeugscheibe zugewandten Blickrichtung, das Element A vor dem Element B angeordnet ist. „Außenseitig angeordnetes Element B vor einem Element A “ bedeutet also, dass in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe, ausgehend von einer der Außenfläche der Fahrzeugscheibe zugewandten Blickrichtung, das Element B vor dem Element A angeordnet ist. In Einbaulage in ein Fahrzeug ist die Reflexionsschicht bevorzugt näher zum Fahrzeuginnenraum angeordnet als der Maskierungsstreifen.

Vorzugsweise überdeckt der Maskierungsstreifen in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe ausgehend von einer der Außenfläche der Fahrzeugscheibe zugewandten Blickrichtung die Reflexionsschicht vollständig. Das bedeutet die Reflexionsschicht ist in Einbaulage in ein Fahrzeug von der äußeren Umgebung aus nicht sichtbar. Im Sinne der Erfindung bedeutet die „vollständige Überdeckung eines Elements A mit einem Element B“, dass die orthonormale Projektion von Element A zur Ebene von Element B vollständig innerhalb von Element B angeordnet ist. Die Reflexionsschicht und der Maskierungsstreifen können in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe auch kongruent zueinander angeordnet sein. Die Anordnung der Reflexionsschicht vor dem Maskierungsstreifen erhöht den Kontrast von virtuellen Bildern, sie führt aber auch zu einem farblich homogenen und gut erkennbaren Anzeigebereich. Durch den höheren Kontrast können Lichtquellen mit einem geringeren Energieverbrauch eingesetzt werden. Ein großer Vorteil ist die gute visuelle Erkennbarkeit der virtuellen Orientierungsinformation, um das Auftreten

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Maskierungsstreifen im umlaufenden Randbereich der Verbundscheibe angeordnet und in einem zur Motorkante der Fahrzeugscheibe benachbarten Abschnitt des umlaufenden Randbereichs verbreitert. Die opake Schicht weist vorzugsweise eine Breite von 10 cm oder mehr, besonders bevorzugt 20 cm oder mehr, insbesondere 30 cm oder mehr auf. Die Reflexionsschicht ist fahrzeuginnenraumseitig des Maskierungsstreifens angeordnet. Die Reflexionsschicht ist so angeordnet, dass der verbreiterte Bereich des Maskierungsstreifens die Reflexionsschicht vollständig überdeckt. Diese Ausführungsform eignet sich vor allem für die Verwendung in Fahrzeugen, in dem die Projektionsanordnung als Alternative zu im Armaturenbrett verbauten Displays verwendet werden kann.

Die Reflexionsschicht kann vor dem Maskierungsstreifen angeordnet sein. Bevorzugt ist die Reflexionsschicht auf dem Maskierungsstreifen aufgebracht.

Die einzelnen Schichten der Fahrzeugscheibe als Verbundscheibe sind vorzugsweise in einer der folgenden Reihenfolgen angeordnet:

• Außenscheibe - Maskierungsstreifen - Reflexionsschicht - thermoplastische Zwischenschicht - Innenscheibe,

• Außenscheibe - Maskierungsstreifen - innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnete Reflexionsschicht - Innenscheibe,

• Außenscheibe - Maskierungsstreifen - thermoplastische Zwischenschicht -

Reflexionsschicht - Innenscheibe,

• Außenscheibe - Maskierungsstreifen - thermoplastische Zwischenschicht -

Innenscheibe - Reflexionsschicht,

• Außenscheibe - innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnete Maskierungsstreifen - Reflexionsschicht - Innenscheibe,

• Außenscheibe - innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnete Maskierungsstreifen - Innenscheibe - Reflexionsschicht,

• Außenscheibe - thermoplastische Zwischenschicht - Maskierungsstreifen - Innenscheibe - Reflexionsschicht und

• Außenscheibe - thermoplastische Zwischenschicht - Innenscheibe - Maskierungsstreifen - Reflexionsschicht.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus transparentem Glas gefertigt, insbesondere aus Kalk-Natron-Glas, was für Fensterscheiben üblich ist. Ist die Fahrzeugscheibe eine einzelne Scheibe ist sie bevorzugt aus transparentem Glas gefertigt, insbesondere aus Kalk-Natron-Glas, was für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheibe oder die Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glasarten (beispielsweise Borosilikatglas, Quarzglas, Aluminosilikatglas) oder transparenten Kunststoffen einzelnen Scheiben kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise die mit den Standarddicken 1 ,6 mm oder 2,1 mm. Die Außenscheibe und die Innenscheiben können unabhängig voneinander nicht vorgespannt, teilvorgespannt oder vorgespannt sein. Soll mindestens eine der Scheiben eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "transparent", dass der Lichttransmissionsgrad für sichtbares Licht 15 % oder höher, bevorzugt 50 % oder höher, ist. Insbesondere bedeutet „transparent“, dass die Summe der Lichtdurchlässigkeit aller Schichten der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen für Windschutzscheiben entspricht und die Fahrzeugscheibe in einem Durchsichtbereich für sichtbares Licht bevorzugt einen T ransmissionsgrad (nach ISO 9050:2003) von mehr als 70 %, insbesondere mehr als 75 %, aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 10 %, besonders bevorzugt weniger als 5 % und insbesondere weniger 0,1 %.

Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und ist auf Basis von Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB) und zusätzlich dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher ausgebildet. Bevorzugt enthält die thermoplastische Folie mindestens einen Weichmacher.

Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht nach der Lamination des Schichtstapels bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch aus einer Folie ausgebildet sein, die bereichsweise gefärbt und damit opak ist. Der Maskierungsstreifen kann auch ein Bestandteil der thermoplastischen Zwischenschicht sein. Die Zwischenschicht kann auch aus mehr als einer Folie ausgebildet sein, wobei die mindestens zwei Folien sich über unterschiedliche Bereiche der Fläche der Fahrzeugscheibe als Verbundscheibe erstrecken. Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Folie sein, insbesondere eine Folie mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Folie, eine Infrarotstrahlung absorbierende Folie und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Folie. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein.

Die Fahrzeugscheibe als einzelne Scheibe, die Fahrzeugscheibe als Verbundscheibe, die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe können eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise haben sie keine Schattenzonen, so dass sie effizient durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden können. Bevorzugt sind sie plan oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen

Ist etwas „auf Basis“ eines polymerischen Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich, also zu mindestens 50 %, vorzugsweise zu mindestens 60 % und insbesondere zu mindestens 70%, aus diesem Material. Es kann also noch weitere Materialien wie beispielsweise Stabilisatoren oder Weichmacher enthalten

Die Reflexionsschicht wird bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) auf die Fahrzeugscheibe als einzelne Scheibe oder die Innenscheibe oder die Außenscheibe aufgebracht, besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“), ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetronsputtern“). Die Reflexionsschicht wird bevorzugt vor der Lamination aufgebracht. Statt die Reflexionsschicht auf eine Scheibe aufzubringen, kann sie grundsätzlich auch auf einer T rägerfolie bereitgestellt werden, die innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet ist.

Die Reflexionsschicht umfasst vorzugsweise mindestens ein Metall ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Magnesium, Zinn, Indium Titan, Tantal, Niob, Nickel, Kupfer, Chrom, Cobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Scandium Yttrium, Silber, Gold, Platin und Palladium, Ruthenium oder Mischungen davon. Aluminium, Titan, Nickel-Chrom und/oder Nickel werden bevorzugt auf der Fahrzeugscheibe als einzelne Scheibe oder der Innenscheibe oder der Außenscheibe aufgebracht, da sie eine hohe Reflexion für p- polarisiertes oder s-polarisiertes Licht aufweisen können. Sie eignen sich somit besonders als Bestandteil einer Projektionsanordnung. Die Reflexionsschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 10 nm (Nanometer) bis 100 pm (Mikrometer), besonders bevorzugt von 50 nm bis 50 pm, insbesondere von 100 nm bis 5 pm auf. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht eine Beschichtung, enthaltend einen Dünnschichtstapel, also eine Schichtenfolge dünner Einzelschichten. Dieser Dünnschichtstapel enthält eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten auf Basis von Nickel, Nickel-Chrom, Titan und/oder Aluminium. Die elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Nickel, Nickel-Chrom, Titan und/oder Aluminium verleiht der Reflexionsschicht grundlegende reflektierende Eigenschaften und außerdem eine IR- reflektierende Wirkung und eine elektrische Leitfähigkeit. Die elektrisch leitfähige Schicht ist auf Basis von Nickel, Nickel-Chrom, Titan und/oder Aluminium ausgebildet. Die leitfähige Schicht enthält bevorzugt mindestens 90 Gew. % Nickel, Titan und/oder Aluminium, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew. % Aluminium, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 Gew. % Nickel, Titan und/oder Aluminium. Die Schicht auf Basis von Aluminium, Nickel-Chrom, Nickel und/oder Titan kann Dotierungen aufweisen, beispielsweise Palladium, Gold, Kupfer oder Silber. Materialen auf der Basis von Aluminium, Nickel, Nickel- Chrom, und/oder Titan sind besonders geeignet, um Licht, besonders bevorzugt p- polarisiertes Licht, zu reflektieren. Die Verwendung von Nickel, Nickel-Chrom, Titan und/oder Aluminium in Reflexionsschichten hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von Licht erwiesen. Aluminium, Nickel, Nickel-Chrom, und/oder Titan sind im Vergleich zu vielen anderen Metallen wie beispielsweise Gold oder Silber deutlich günstiger. Die Einzelschichten des Dünnschichtstapels weisen vorzugsweise eine Dicke von 10 nm bis 1 pm auf. Der Dünnschichtstapel weist vorzugsweise 2 bis 20 Einzelschichten und insbesondere 5 bis 10 Einzelschichten auf.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht eine reflektierende Folie, die metallfrei ist und sichtbare Lichtstrahlen mit einer p-Polarisation reflektiert. Die Reflexionsschicht ist dann vorzugsweise eine Folie, die auf Basis synergetisch miteinander wirkenden Prismen und reflektierender Polarisatoren funktioniert. Derartige Folien zur Verwendung von Reflexionsschichten sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der 3M Company. Auf diese Weise kann eine aufwendige Metallabscheidung vermieden werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht ein holographisches optisches Element (HOE). Mit dem Ausdruck HOE sind Elemente gemeint, die auf dem Funktionsprinzip der Holographie beruhen. HOE verändern Licht im Strahlengang durch die im Hologramm meist als Veränderung des Brechungsindex gespeicherte Information. Ihre Funktion basiert auf der Überlagerung verschiedener ebener oder sphärischer Lichtwellen, deren Interferenzmuster den gewünschten optischen Effekt bewirkt. HOE werden im Transportbereich beispielsweise bereits in Head-Up-Displays eingesetzt. Der Vorteil bei der Verwendung eines HOE im Vergleich zu einfach reflektierenden Schichten ergibt sich aus einer größeren geometrischen Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Anordnung von Augen- und Bildanzeigenposition sowie den jeweiligen Neigungswinkeln, z.B. von Lichtquelle und Reflexionsschicht. Des Weiteren werden bei dieser Variante Doppelbilder besonders stark reduziert oder sogar verhindert. HOE eigenen sich für Darstellungen von realen Bildern oder aber auch virtuellen Bildern in unterschiedlichen Bildweiten. Darüber hinaus kann der geometrische Winkel der Reflexion mit dem HOE eingestellt werden, sodass sich beispielsweise bei einer Anwendung in einem Fahrzeug die für den Fahrer übermittelten Informationen aus dem gewünschten Blickwinkel sehr gut darstellen lassen.

Sind dünne Schichten (Dünnschichten) „auf Basis“ eines Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich also mindestens zu 90 % aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen also mindestens zu 99 % aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.

Die Reflexionsschicht reflektiert bevorzugt mindestens 10 %, besonders bevorzugt mindestens 50 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 80 % und insbesondere mindestens 90 % eines von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtes. Die Reflexionsschicht reflektiert vorzugsweise p-polarisiertes und s-polarisiertes Licht zu gleichen Anteilen, sie kann aber auch p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht unterschiedlich stark reflektieren. Das von der Reflexionsschicht reflektierte Licht ist vorzugsweise sichtbares Licht, also Licht in einem Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis 780 nm. Die Reflexionsschicht weist vorzugsweise einen hohen und gleichmäßigen Reflexionsgrad (über verschiedene Einstrahlwinkel) gegenüber p-polarisierter und/oder s-polarisierter Strahlung auf, so dass eine intensitätsstarke und farbneutrale Bild-Darstellung gewährleistet ist. Die Reflexionsschicht reflektiert das von der Lichtquelle auf sie gestrahlte Licht, also die projizierte visuelle Orientierungsinformation, zumindest teilweise, vorzugsweise mehrheitlich, insbesondere vollständig, in den Fahrzeuginnenraum.

Der Reflexionsgrad beschreibt den Anteil der insgesamt eingestrahlten Strahlung, der reflektiert wird. Er wird in % angegeben (bezogen auf 100% eingestrahlte Strahlung) oder als einheitenlose Zahl von 0 bis 1 (normiert auf die eingestrahlte Strahlung). Aufgetragen in Abhängigkeit von der Wellenlänge bildet er das Reflexionsspektrum. Die Ausführungen zum Reflexionsgrad gegenüber sichtbarer Strahlung (also sichtbaren Licht) beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf den Reflexionsgrad gemessen mit einem Einfallswinkel von 65° zur innenraumseitigen Flächennormalen. Die Angaben zum Reflexionsgrad beziehungsweise zum Reflexionsspektrum beziehen sich auf eine Reflexionsmessung mit einer Lichtquelle, die im betrachteten Spektralbereich gleichmäßig abstrahlt mit einer normierten Strahlungsintensität von 100%.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Fahrzeugscheibe eine reflexionssteigernde Beschichtung, welche innenraumseitig vor der Reflexionsschicht angeordnet ist. Die reflexionssteigernde Beschichtung überdeckt vorzugsweise in Durchsicht durch Fahrzeugscheibe in Blickrichtung von Innenfläche zur Außenfläche der Fahrzeugscheibe die Reflexionsschicht vollständig oder ist kongruent mit dieser angeordnet. Die reflexionssteigernde Beschichtung reflektiert sichtbares Licht zu mindestens 10 %, bevorzugt zu mindestens 20%, besonders bevorzugt zu mindestens 28%. Bevorzugt reflektiert die reflexionssteigernde Beschichtung sichtbares Licht zu maximal 30 %. Die reflexionssteigernde Beschichtung weist bevorzugt einen Lichttransmissionsgrad für Licht im sichtbaren Spektralbereich von mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 90 % auf. Das Licht der Lichtquelle wird somit nicht nur an der Reflexionsschicht, sondern auch teilweise an der reflexionssteigernden Beschichtung reflektiert. Dies erhöht den Reflexionsgrad für die Strahlung der Lichtquelle. Reflexionssteigernde Beschichtungen sind dem Fachmann allgemein bekannt und beispielsweise in der Schrift WO2021209201 A1 beschrieben.

Die Steuereinheit ist dazu vorgesehen, fest verbaut im Fahrzeug zu sein. Die Steuereinheit und damit der Sensor und der Prozessor sowie die Lichtquelle sind dazu vorgesehen mit einer Spannungsquelle verbunden zu sein. Vorzugsweise sind die Steuereinheit und die Lichtquelle mit einer Spannungsquelle verbunden. Die Spannungsquelle ist vorzugsweise das typischerweise in Fahrzeugen vorhandene Bordnetz.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Sensor einen Beschleunigungssensor, einen magnetischen Sensor und/oder ein Gyroskop. Hiermit lassen sich besonders exakte Daten zur Erzeugung visueller Orientierungsinformationen erstellen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält der Sensor einen zweiachsigen oder bevorzugt dreiachsigen Beschleunigungssensor, um visuelle Orientierungsinformationen für das Wanken bzw. Rollen und Nicken des Fahrzeugs zu erzeugen, was als Beispiel und nicht unbedingt als Einschränkung zu verstehen ist. Der Sensor kann alternativ auch aus einem oder mehreren Beschleunigungssensoren bestehen.

Der Sensor kann auch statt dem Beschleunigungssensor oder zusätzlich zum Beschleunigungssensor einen oder mehrere magnetische Sensoren enthalten. Alternativ besteht der Sensor aus einem oder mehreren magnetischen Sensoren. Die magnetischen Sensoren erfassen bevorzugt Bewegungsdaten und Neigungsdaten, die das Gieren des Fahrzeugs beschreiben. So kann der Benutzer eine visuelle Bestätigung von Rotationsänderungen erhalten, die nach links oder rechts um eine vertikale Achse erfolgen. Höhenveränderungen können dem Benutzer ebenfalls durch visuelle Orientierungsinformationen mitgeteilt werden, ebenso wie andere nützliche, aber nicht orientierungsbezogene Informationen (z. B. Kartierung oder Nachrichten).

Der Sensor umfasst bevorzugt ein Gyroskop oder mehrere Gyroskope. Bevorzugt besteht der Sensor aus einem Gyroskop oder aus mehreren Gyroskopen. Der Sensor kann auch aus einem oder mehreren Beschleunigungssensoren, Gyroskopen und/oder magnetischen Sensoren bestehen oder diese enthalten. Das Gyroskop eignet sich besonders bevorzugt, um Bewegungsdaten und Neigungsdaten zu erfassen, welche das Gieren des Fahrzeugs beschreiben. Gyroskope lassen sich gut mit Beschleunigungssensoren kombinieren.

Werden mehrere Gyroskope, Beschleunigungssensoren und/oder magnetische Sensoren verwendet, können die durch diese Sensoren erfassten Bewegungsdaten und Neigungsdaten miteinander abgeglichen und beispielsweise gemittelt werden.

Beschleunigungssensoren erfassen die Geschwindigkeitsänderung einer linearen Bewegung. Gyroskope messen die Rotationsgeschwindigkeit einer Drehbewegung (Gieren). 3-Achsen- Gyroskope und 3-Achsen-Beschleunigungssensoren lassen sich kombinieren, um zwei verschiedene physikalische Größen entlang von sechs Achsen zu erkennen und damit die Bewegung eines Objektes in drei Dimensionen zu erfassen.

Die Beschleunigungssensoren reagieren auf das Gravitationsfeld der Erde, das in Größe und Richtung relativ konstant ist. Der Betrag der Winkelneigung oder Beschleunigung, den jeder der Beschleunigungssensoren erfährt, wird vorzugsweise in Form einer Spannung an den Prozessor weitergeleitet, die proportional zur Änderung zwischen der Grundlinienposition (d. h. der Ruheposition) und jeder neu gemessenen Position ist. Ebenso reagieren die magnetischen Sensoren auf Änderungen des Erdmagnetfeldes. Bei einem konstanten Stromeingang ändert sich der Widerstand des magnetischen Sensors proportional zu den Änderungen der Magnetfeldstärke. Daher liefert der magnetische Sensor auch eine Spannung, die eine Positionsänderung von einer Grundlinienposition anzeigt. Das Gyroskop misst vorzugsweise die Winkelgeschwindigkeit um die z-Achse des Fahrzeugs (Gieren). Das Gyroskop gibt eine Spannung aus, um diese Winkelgeschwindigkeit zu beschreiben. Die Winkelgeschwindigkeits-Empfindlichkeit, in der gemessen wird ist mV/7s, was bedeutet, dass jeder ausgegebenen Spannung eine Winkelgeschwindigkeit zugeordnet werden kann. Die Funktionsweise von Gyroskopen, Beschleunigungssensoren und magnetischen Sensoren sind dem Fachmann allgemein! bekannt. Die Bewegung Rollen (Wanken), Nicken (Stampfen) und Gieren (Schlingern) sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und sind beispielsweise genauer in der DIN ISO 8855 Straßenfahrzeuge - Fahrzeugdynamik und Fahrverhalten - Begriffe (ISO 8855:2011) beschrieben.

Der Prozessor umfasst vorzugsweise ein Rechenwerk, einen konventionellen RAM- (engl. Random-Access Memory) Speicher und einen nichtflüchtigen Speicher. Die Grundlinienposition eines Fahrzeugs ist vorzugsweise auf dem nichtflüchtigen Speicher des Prozessors gespeichert und kann zur Bestimmung einer relativen Positionsänderung des Fahrzeugs als Referenz aus diesem Speicher abgerufen werden.

Die Grundlinienposition eines Fahrzeugs stellt vorzugsweise die Ruheposition des Fahrzeugs dar, also wenn das Fahrzeug auf einem flachen waagerechten Untergrund steht und nicht in Bewegung ist. Alternativ kann auch ein sich in Bewegung befindliches Fahrzeug, das sich mit einer linearen Geschwindigkeit bewegt, die Grundlinienposition des Fahrzeugs sein. Die Grundlinienposition hängt von der Art des Fahrzeugs und der für das Fahrzeug vorgesehenen Streckenführung ab. Zur Bestimmung einer Grundlinienposition für eine Seilbahn oder ein Schiff wird das Fahrzeug beispielsweise vorzugsweise nicht auf einen flachen waagerechten Untergrund abgestellt. Die Grundlinienposition des Fahrzeugs kann vorzugsweise von der Steuereinheit bestimmt werden.

In eine besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die visuellen Orientierungsinformationen in der Form eines künstlichen Horizontes dargestellt. Der künstliche Horizont zeigt eine direkte, bildliche Lage des Fahrzeugs in Relation zur Erdoberfläche. Der künstliche Horizont zeigt vorzugsweise eine Orientierungslinie, die quer über das projizierte Bild verläuft und welche den Horizont darstellt. Ein Bereich oberhalb der Orientierungslinie (oberer Bereich stellt vorzugsweise den Himmel dar und ist beispielsweise blau dargestellt. Der Bereich unterhalb der Orientierungslinie (unterer Bereich) stellt vorzugsweise die Erde dar und ist beispielsweise braun oder schwarz dargestellt. Je nach Bewegung und Lage des Fahrzeugs verändern der obere Bereich und der untere Bereich ihre Position und Form. Die Orientierungslinie bleibt vorzugsweise konstant und verändert nicht ihre Position oder Form. Dem Fachmann ist die Funktionsweise künstlicher Horizonte bekannt. Die Funktionsweise und beispielhafte Darstellungen sind beispielsweise aus US5966680A („artificial labyrinth“), DE1473945A1 und US2413399A bekannt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestimmt der Prozessor die relative Positionsänderung des Fahrzeugs auf Grundlage der Bewegungsdaten und Neigungsdaten des Sensors sowie auf Grundlage von Daten einer Trajektorienplanung. Mit Trajektorie ist die Beschreibung eines Pfades gemeint, welchen das mit der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung ausgestattete Fahrzeug innerhalb der nächsten Sekunden oder Millisekunden folgen soll, sowie das Geschwindigkeitsprofil, welches für jeden Punkt entlang des Pfades eine Sollgeschwindigkeit (also wahrscheinliche Geschwindigkeit oder angestrebte Geschwindigkeit des Fahrzeugs) vorgibt. Die Daten einer Trajektorienplanung sind also abhängig von der Geschwindigkeit, Fahrrichtung und Beschleunigung des Fahrzeugs, gleichzeitig jedoch auch abhängig von statischen Hindernissen (Bäume, parkende Autos - unbeweglichen Hindernissen) und dynamischen Hindernissen (fahrende Autos, Fußgänger - bewegende Hindernisse). Die Einbeziehung von Daten einer Trajektorienplanung zur Bestimmung der relativen Positionsänderung des Fahrzeugs ist besonders vorteilhaft, wenn das Fahrzeug autonom fährt, also ein selbstfahrendes Fahrzeug ohne menschlichen Fahrer ist.

Die Daten der Trajektorienplanung können beispielsweise anhand von Sensordaten, Kartendaten und/oder GPS (Global Positioning System) -Daten ermittelt werden. Vorzugsweise ermittelt der Prozessor die Daten der T rajektorienplanung alternativ werden die Daten der Trajektorienplanung an den Prozessor übermittelt. Die GPS-Daten des Fahrzeugs können vorzugsweise über einen GPS-Empfänger, welcher vom Fahrzeug oder von der Steuereinheit umfasst wird, ermittelt werden. Alternativ zu GPS-Daten können auch andere Positionsdaten, welche beispielsweise mittels Galileo-Satellitennavigation, GLONASS- Satellitennavigation oder Beidou-Satellitennavigation ermittelt werden, vom Prozessor verwendet werden. Die Sensordaten können beispielsweise mittels eines optischen Sensors, welcher die Umgebung des Fahrzeugs optisch abtastet, bestimmt werden. Kartendaten sind beispielsweise auf dem nichtflüchtigen Speicher des Prozessors gespeichert und können zur Bestimmung der Daten der Trajektorienplanung verwendet werden. Mit Kartendaten sind geografische Informationen über die Erdoberfläche gemeint. Vorzugsweise werden die Daten der Trajektorienplanung auf Basis der Kartendaten und der GPS-Daten ermittelt, besonders bevorzugt aus Basis der Kartendaten, der Sensordaten und der GPS-Daten. Verfahren zur Bestimmung von Daten der Trajektorienplanung sind dem Fachmann bekannt und sind beispielsweise in DE102016007563A1 , DE102008061910A1 und DE102019119656A1 genauer beschrieben.

Die Strahlung (also das Licht) der Lichtquelle kann s- oder p-polarisierte Strahlung sein. Vorzugsweise ist die Strahlung zumindest mit einem Anteil von mehr als 50 % p-polarisiert, wobei der Anteil der p-polarisierten Strahlung bevorzugt, mindestens 80% beträgt. Die Strahlung der Lichtquelle ist besonders bevorzugt vollständig, also 100 %, oder nahezu vollständig p-polarisiert (im Wesentlichen rein p-polarisiert). P-polarisiertes Licht bietet sich besonders dann an, wenn die Reflexionsschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, da es mit p-polarisiertem Licht zu weniger Doppelbilder aufgrund von Reflexionen an der Innenscheibe kommt. Weiterhin ist das reflektierte virtuelle Bild auch für Träger von polarisationsselektiven Sonnenbrillen erkennbar, welche typischerweise nur p- polarisierte Strahlung passieren lassen und s-polarisierte Strahlung blocken.

Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Mit s-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld senkrecht zur Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Fahrzeugscheibe als Verbundscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt.

Die Lichtquelle ist vorzugsweise ein Liqiud-crystal- (LCD-) Display, Thin-Film-Transistor- (TFT-) Display, Light-Emitting-Diode- (LED-) Display, Organic-Light-Emitting-Diode- (OLED-) Display, Electroluminescent- (EL-) Display oder microLED-Display.

Das Licht der Lichtquelle trifft vorzugsweise in einem Einfallswinkel von 50° bis 75°, bevorzugt von 62° bis 68° auf die Innenfläche der Fahrzeugscheibe. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor des auftreffenden Lichtes und der fahrzeuginnenraumseitigen Flächennormale (also die Flächennormale auf die innenraumseitige externe Oberfläche der Verbundscheibe). Der Einfallswinkel des Lichts auf die Fahrzeugscheibe wird bei typischen HUD-Anordnungen oder Projektionsanordnungen, die auf einer ähnlichen Technik basieren, mit 65° approximiert. Zur Ermittlung des Einfallswinkels wird üblicherweise das geometrische Zentrum des Anzeigebereichs also der von der Lichtquelle bestrahlte Bereich der Reflexionsschicht herangezogen. Da aber nicht ein einzelner Punkt, sondern eine Fläche (nämlich der jeweilige Bereich) bestrahlt werden und zudem das Licht in gewissen Grenzen eingestellt werden kann (über Projektionselemente wie Linsen und Spiegeln), damit das virtuelle Bild von Betrachtern unterschiedlicher Körpergröße wahrnehmbar ist, tritt in der Realität eine Verteilung von Einfallswinkeln in den bestrahlten Bereichen auf. Diese Verteilung von Einfallswinkeln muss bei der Konzeption der Projektionsanordnung zugrunde gelegt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung.

Die vorstehenden Ausführungen und bevorzugten Ausgestaltungen im Zusammenhang mit der Projektionsanordnung gelten für das Verfahren gleichermaßen. Die nachstehenden Ausführungen und bevorzugten Ausgestaltungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelten für die Projektionsanordnung gleichermaßen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bereitstellung von visuellen Orientierungsinformationen in einer Projektionsanordnung. Das Verfahren umfasst mindestens die folgenden Verfahrensschritte:

(A) Es werden Bewegungsdaten und Neigungsdaten eines Fahrzeugs, in welches die Projektionsanordnung eingebaut ist, mittels des Sensors erfasst.

(B) Es wird eine relative Positionsänderung des Fahrzeugs gegenüber einer Grundlinienposition des Fahrzeugs auf Basis der Bewegungsdaten und Neigungsdaten mittels des Prozessors bestimmt.

(C) Es werden visuelle Orientierungsinformationen auf Basis der relativen Positionsänderung des Fahrzeugs mittels des Prozessors berechnet.

(D) Es werden die visuellen Orientierungsinformationen mittels der Lichtquelle auf die Reflexionsschicht projiziert. Bei der Messung der Bewegungsdaten und Neigungsdaten mittels des Sensors wird vorzugsweise mindestens alle 10 Millisekunden (ms) an jedem elektrischen Ausgang jeder Achse (welche die Bewegung wiederspiegeln) des Sensors eine elektrische Spannung abgetastet. Nach mindestens 5, bevorzugt 8, besonders bevorzugt 12 Abtastzyklen (120 ms) wird die elektrische Spannung des Sensors für jede Achse gemittelt und mit der Grundlinienposition des Fahrzeugs (d. h. im Ruhezustand) verglichen (Erfassung der Bewegungsdaten und Neigungsdaten). Anschließend werden die Bewegungsdaten und Neigungsdaten an den Prozessor übermittelt und mittels des Prozessors in visuelle Orientierungsinformationen übersetzt. Das von der Lichtquelle projizierte Bild auf die Reflexionsschicht wird mehrmals pro Sekunde (mindestens alle 10 ms, bevorzugt alle 50 ms, besonders bevorzugt mindestens alle 150 ms) aktualisiert, so dass die relative Positionsänderung des Fahrzeugs rechtzeitig an das Auge zur Weiterleitung an das Gehirn des Benutzers übermittelt werden kann. In Experimenten wurde festgestellt, dass eine solche Rückmeldung die sensorische Fehlanpassung zwischen den physischen Eindrücken (Fahrbeschleunigung, Neigung und Gravitation) und dem Vestibularsystem beseitigt, so dass viele Menschen, die unter Schwindel oder Reisekrankheit leiden, Linderung erfahren.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einer Programmschleife wiederholt, bis das Programm beendet wird. Die Reihenfolge des Verfahrens geht von (A) bis (D), wobei bei Erreichen des Verfahrensschritt (D) automatisch wieder mit Verfahrensschritt (A) begonnen wird usw. Vorzugsweise wird das Programm am Ende des vierten Verfahrensschritt (D) durch einen Befehl (beispielsweise Drücken eines ,,Ende“-Knopfes) beendet. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren auch durch das Herunterfahren des Motors des Fahrzeugs automatisch beendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise durch einen elektronischen Befehl (beispielsweise Drücken eines „Start“- Knopfes) gestartet. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren auch durch das Starten des Motors des Fahrzeugs automatisch gestartet werden.

Vorzugsweise wird nach Einbau der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung in ein Fahrzeug einmalig oder mehrmalig eine Grundlinienposition des Fahrzeugs bestimmt. Dies kann als Kalibrierung der Steuereinheit betrachtet werden.

(AA) Eine Grundlinienposition des Fahrzeugs wird erfasst. Vorzugsweise wird die Grundlinienposition mittels der Steuereinheit und des Prozessors erfasst. Der Verfahrensschritt (AA) wird vorzugsweise vor dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt.

Um die Grundlinienposition des Fahrzeugs zu erhalten, wird das Fahrzeug auf einer stabilen, sich nicht bewegenden Oberfläche platziert. Der Sensor misst den Zustand des Fahrzeugs und übermittelt die Bewegungsdaten und Neigungsdaten an den Prozessor. Der Prozessor verarbeitet diese Bewegungsdaten und Neigungsdaten und bestimmt so eine Grundlinienposition des Fahrzeugs, welche als Referenz gespeichert wird. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, wobei die Fahrzeugscheibe bevorzugt eine Dachscheibe, Windschutzscheibe, Seitenscheibe oder Heckscheibe eines Fahrzeugs oder eine andere Fahrzeugverglasung, insbesondere eine Windschutzscheibe ist. Beispielsweise ist die Fahrzeugscheibe eine Trennscheibe in einem Fahrzeug, bevorzugt in einem Schienenfahrzeug, einem Auto oder einem Bus.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Die Figuren sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:

Figur 1 einen Fahrzeuginnenraum mit einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Projektionsanordnung aus Figur 1 ,

Figur 3 eine Querschnittansicht der Projektionsanordnung aus Figur 1 ,

Figur 4a-4e alternative Darstellungen der visuellen Orientierungsinformationen und

Figur 5 ein Flussdiagram mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen unterschiedliche Aspekte der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100. Figur 1 zeigt eine Innenansicht einer Fahrerkabine, in die eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 eingebaut wurde. Die Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt Z der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 wie in Figur 1 angedeutet. Die Querschnittansicht von Figur 3 entspricht der Schnittlinie A-A‘ der Verbundscheibe 1 , wie in Figur 1 angedeutet ist.

In Figur 1 ist eine Fahrerkabine eines Fahrzeugs 101 zu sehen. Die Fahrzeugscheibe 1 der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 ist als Windschutzscheibe in das Fahrzeug 101 eingebaut. Die Fahrzeugscheibe 1 ist eine Verbundscheibe, welche eine Oberkante und eine Unterkante sowie zwei die Oberkante und die Unterkante verbindende Seitenkanten aufweist. Mit der Unterkante (auch Motorkante genannt) der Fahrzeugscheibe 1 ist die Kante gemeint, welche dem Boden zugewandt ist. Mit der Oberkante (auch Dachkante genannt) der Fahrzeugscheibe 1 ist die Kante gemeint, welche dem Fahrzeugdach zugewandt ist.

Die Fahrzeugscheibe 1 weist einen mit einer Reflexionsschicht 2 versehenen Randbereich auf, welcher von Lichtquellen 3 bestrahlt wird. Die Lichtquellen 3 sind im Armaturenbrett des Fahrzeugs 101 eingesetzt. Der Randbereich erstreckt sich entlang und angrenzend zur Unterkante der Fahrzeugscheibe 1 von der linken A-Säule zur rechten A-Säule des Fahrzeugs 101. Die Reflexionsschicht kann auch auf einem Randbereich der Fahrzeugscheibe 1 angrenzend zur Oberkante angeordnet sein (hier nicht gezeigt). Die Reflexionsschicht 2 ist Bestandteil der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100, welche sich rechts auf der Beifahrerseite befindet. Außerdem ist die Reflexionsschicht 2 Bestandteil einer weiteren Projektionsanordnung 102, welche sich links auf der Fahrerseite befindet.

Die Reflexionsschicht 2 überlappt bereichsweise mit einem opaken Maskierungsstreifen 10. Der Maskierungsstreifen 10 ist in einem umlaufenden Randbereich (peripherer Randbereich) der Fahrzeugscheibe 1 angeordnet und im zur Unterkante der Fahrzeugscheibe 1 , insbesondere Nahe der Fahrerseite und der Beifahrerseite, angrenzenden Bereich verbreitert. Die Reflexionsschicht 2 ist fahrzeuginnenraumseitig zum Maskierungsstreifen 10 angeordnet, also näher zum Fahrzeuginnenraum 8 angeordnet als der Maskierungsstreifen 10. Die Reflexionsschicht 2 wird in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe 1 von der äußeren Umgebung 9 aus betrachtet vollständig vom Maskierungsstreifen 10 verdeckt (siehe Figur 3).

Die Lichtquelle 3 der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 projiziert visuelle Orientierungsinformationen 4 auf die Reflexionsschicht 2. Die visuellen Orientierungsinformationen 4 sind beispielsweise ein künstlicher Horizont. Fahrer oder Passagiere des Fahrzeugs 1 können zur Vermeidung von Reisekrankheiten den Blick auf die visuellen Orientierungsinformationen 4 richten. Dies ist insbesondere bei selbstfahrenden Autos sehr vorteilhaft. Bei einer Kurvenfahrt z.B. registriert das Gleichgewichtsorgan eine seitliche Beschleunigung, während der Körper mehr oder weniger unbeweglich im Autositz sitzt. Die visuellen Orientierungsinformationen 4 reduzieren den Effekt, dass Informationen der verschiedenen Sinnesorgane nicht aufeinander abgestimmt sind.

Die weitere Projektionsanordnung 102 kann ebenfalls visuelle Orientierungsinformationen 4 abbilden (hier nicht gezeigt) im vorliegenden Fall wird diese jedoch zur Abbildung von anderen Informationen, die üblicherweise mittels Displays im Armaturenbrett angezeigt werden, verwendet. Die projizierten Bilder in der weiteren Projektionsanordnung 102 können Uhrzeit, Fahrtgeschwindigkeit, Motordrehzahl oder Angaben eines Navigationssystems, oder auch das Bild einer rückwärts gerichteten Kamera darstellen.

In Figur 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt Z der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 aus Figur 1 gezeigt. Der vergrößerte Ausschnitt Z ist in Figur 1 durch eine kreisförmige gestrichelte Linie angedeutet. Figur 3 zeigt eine Querschnittansicht eines an die Unterkante der Fahrzeugscheibe 1 angrenzenden Randbereiches, der Lichtquelle 3 und einer Steuereinheit 5 wie durch die Schnittlinie A-A‘ in Figur 1 angedeutet.

Die Fahrzeugscheibe 1 ist beispielsweise eine Verbundscheibe, welche eine Außenscheibe 11 , eine Innenscheibe 12 und eine zwischen der Außenscheibe 11 und der Innenscheibe 12 flächig angeordnete thermoplastische Zwischenschicht 13 umfasst. Die Außenscheibe 2 weist eine von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandte außenseitige Oberfläche I und eine der thermoplastischen Zwischenschicht 4 zugewandte innenraumseitige Oberfläche II auf. Die Innenscheibe 3 weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht 4 zugewandte außenseitige Oberfläche III und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandte innenraumseitige Oberfläche IV auf. Die außenseitige Oberfläche I der Außenscheibe 11 ist auch gleichzeitig die Oberfläche der Fahrzeugscheibe 1 , welche der äußeren Umgebung 9 zugewandt ist, und die innenraumseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 12 ist auch gleichzeitig die Oberfläche der Fahrzeugscheibe 1 , welche dem Fahrzeuginnenraum 8 zugewandt ist. Die Fahrzeugscheibe 1 weist beispielsweise eine für Windschutzscheiben übliche Form und Krümmung auf.

Die Außenscheibe 11 und die Innenscheibe 12 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die Außenscheibe 11 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf und die Innenscheibe 12 beispielseiweise eine Dicke von 1 ,5 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht 13 umfasst einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).

Auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 12 ist der Maskierungsstreifen 10 aufgebracht, welcher sich, wie in Figur 1 angedeutet, rahmenförmig über die Fahrzeugscheibe 1 erstreckt. Der Maskierungsstreifen 10 ist opak und verhindert die Sicht auf innenseitig der Fahrzeugscheibe 1 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Fahrzeugscheibe 1 in eine Fahrzeugkarosserie. Der opake Maskierungsstreifen 10 besteht aus einem herkömmlicherweise für Schwarzdrücke verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist. Die Reflexionsschicht 2 ist fahrzeuginnenraumseitig auf dem Maskierungsstreifen 10 aufgebracht. Das bedeutet, dass die Reflexionsschicht 2 näher zum Fahrzeuginnenraum 8 angeordnet ist als der Maskierungsstreifen 10. Die Reflexionsschicht 5 überdeckt zumindest bereichsweise die opake Schicht 10. Die Reflexionsschicht 2 ist beispielsweise mittels physikalischer Gasphasenabscheidung auf den Maskierungsstreifen 10 aufgebracht worden und auf Basis von Nickel-Chrom ausgebildet. Die Reflexionsschicht 2 ist geeignet, sichtbares Licht zu mindestens 10 % zu reflektieren. Vorzugsweise reflektiert die Reflexionsschicht 2 mindestens 50 % von auf sie auftreffendem sichtbaren Licht. Der Maskierungsstreifen 10 und die Reflexionsschicht 2 können alternativ zu der hier gezeigten Darstellung auch zwischen der Außenscheibe 11 und der Innenscheibe 12 angeordnet sein. Die Reflexionsschicht 2 kann auch selbst opak sein und nicht überdeckend mit einem Maskierungsstreifen 10 angeordnet sein.

Die Lichtquelle 3, welche in Figur 3 im Querschnitt gezeigt ist, projiziert die visuellen Orientierungsinformationen 4 in Form von sichtbarem Licht auf einen Bereich der Reflexionsschicht 2. Das Licht der Lichtquelle 3 wird an der Reflexionsschicht 2 zumindest teilweise in die Richtung eines Betrachters 14, beispielsweise eines Beifahrers, reflektiert. Dieser kann die visuellen Orientierungsinformationen 4 wahrnehmen. Die visuellen Orientierungsinformationen 4 sind mit einem höheren Kontrast für den Betrachter 14 erkennbar als es bei klassischen Head-Up-Displays der Fall ist, da die Reflexionsschicht 2 vor einer opaken Schicht 10 angeordnet ist.

Die Lichtquelle 3 ist beispielsweise ein LED-Display. Die Lichtquelle 3 ist mit einer Steuereinheit 5 beispielsweise elektrisch verbunden. Die Steuereinheit umfasst einen Sensor 6 und einen Prozessor 7. Der Sensor 6 ist geeignet ausgebildet und dazu vorgesehen, Bewegungs- und Neigungsdaten des Fahrzeugs 101 zu ermitteln. Der Prozessor 7 ist geeignet ausgebildet und dazu vorgesehen, eine relative Positionsänderung des Fahrzeugs 101 gegenüber einer Grundlinienposition des Fahrzeugs 101 auf Basis, der vom Sensor 6 ermittelten, Neigungs- und Bewegungsdates des Fahrzeugs 101 zu bestimmen. Der Prozessor 7 ist hierzu beispielsweise elektrisch mit dem Sensor 6 verbunden. Anhand der relativen Positionsänderung des Fahrzeugs 101 kann der Prozessor 7 die visuellen Orientierungsinformationen 4 berechnen und diese an die Lichtquelle 3 übermitteln. Der Prozessor 7 ist beispielsweise ein Mikrocomputer, welcher ein Rechenwerk, einen konventionellen RAM- (engl. Random-Access Memory) Speicher und einen nichtflüchtigen Speicher umfasst. Der Sensor 6 ist beispielsweise ein Beschleunigungssensor und einen magnetischen Sensor.

In den Figuren 4a bis 4e sind künstliche Horizonte als stilisierte Darstellung einer möglichen visuellen Orientierungsinformation 4 dargestellt, die der Benutzer der vorliegenden Erfindung wahrnimmt. Bewegliche visuelle Anhaltspunkte 16 werden in Relation zu einem Feld fester Orientierungslinien 15 und Rahmen 17 angezeigt. Der visuelle Anhaltspunkt 16 ändert seine Position in Bezug auf die feste Orientierungslinie 15 und dem Rahmen 17, wenn das Fahrzeug 101 seine Position in Bezug auf seine Grundlinienposition ändert bzw. geändert hat. Der verändernde künstliche Horizont gibt dem Benutzer visuelle Hinweise, um den Unterschied zwischen seinem unbewegten Körper und der Krafteinwirkung auf ihn auszugleichen. Somit haben Passagiere, die unter Übelkeit und/oder Schwindel aufgrund von Reisekrankheit leiden, nun Zugang zu einem einfachen Mittel, um ihre wahre relative Orientierung zu bestimmen.

Die Figuren 4a bis 4e zeigen, wie sich der künstliche Horizont ändert, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Position zu seine Grundlinienposition aufweist oder es beschleunigt bzw. bremst. Der visuelle Anhaltspunkt 16 verändert seine Position nur innerhalb eines projizierten statischen Rahmens 17. Mittig innerhalb des Rahmens 17 und waagerecht verlaufend ist eine Orientierungslinie 15 angezeigt, sodass eine oberer Bereich 18 und ein unterer Bereich 19 der visuellen Orientierungsinformation 4 erzeugt werden. Die Orientierungslinie 15 ist ebenfalls bevorzugt statisch, ändert ihre Position und Form also nicht, und ist beispielsweise als eine gestrichelte Linie dargestellt.

Figur 4a zeigt einen künstlichen Horizont bei einem Fahrzeug 101 , das entsprechend seiner Grundlinienposition auf dem Boden steht oder bei gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt. Der visuelle Anhaltspunkt 16 erstreckt sich über den gesamten unteren Bereich 19. Der visuelle Anhaltspunkt 16 erstreckt sich hingegen gar nicht über den oberen Bereich 18.

Die Figur 4b zeigt einen künstlichen Horizont bei einem Fahrzeug 101 , das beschleunigt oder vorwärts ausgerichtet in einem Hang herabsteht bzw. herabfährt. Das Fahrzeug 101 fährt hierbei geradeaus und weist keine Neigung nach rechts oder nach links im Vergleich zu seiner Grundlinienposition auf. Der visuelle Anhaltspunkt 16 erstreckt sich in dieses Fall nicht über den gesamten unteren Bereich 19, sondern nur über einen Teilbereich angrenzend zum unteren Rand des Rahmens 17.

Die Figur 4c zeigt einen künstlichen Horizont bei einem Fahrzeug 101 , das von einer Geschwindigkeit runterbremst oder vorwärts ausgerichtet in einem Hang hinaufsteht bzw. hinauffährt. Das Fahrzeug 101 fährt hierbei geradeaus und weist keine Neigung nach rechts oder nach links im Vergleich zu seiner Grundlinienposition auf. Der visuelle Anhaltspunkt 16 erstreckt sich in dieses Fall nicht nur über den gesamten unteren Bereich 19, sondern auch über einen Teilbereich des oberen Bereiches 18 angrenzend zur Orientierungslinie 15. Die Figuren 4d und 4e zeigt einen künstlichen Horizont bei einem Fahrzeug 101 , das in eine Linkskurve (4e) bzw. eine Rechtskurve (Figur 4d) fährt. Alternativ steht oder fährt das Fahrzeug nach links geneigt (Figur 4e) oder nach rechts geneigt (Figur 4d) im Vergleich zur Grundlinienposition. Der visuelle Anhaltspunkt 16 erstreckt sich in diesen Fällen sowohl über einen Teilbereich des oberen Bereiches 18 als auch des unteren Bereiches 19 und ist trapezförmig ausgebildet.

Die genaue Form des Anhaltspunktes 16 bzw. des künstlichen Horizontes ist abhängig vom Grad der Kraft, die auf das Fahrzeug 101 und damit auf den Benutzer wirkt. Es versteht sich also, dass die gezeigten Figuren 4a bis 4e nur Beispiele für einen künstlichen Horizont in bestimmten Situationen darstellen und sich nicht darauf erschöpfen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es außerdem möglich, verschiedene visuelle Orientierungsinformationen 4 auf beliebige Bereiche der Reflexionsschicht 2 zu projizieren, sodass sie für den Benutzer bequem und für die Orientierungsverarbeitung im Gehirn am effektivsten sind.

Figur 5 veranschaulicht anhand eines Ablaufdiagramms eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

AA: In einem ersten Schritt wird eine Grundlinienlinienposition des Fahrzeugs 101 erfasst. Um die Grundlinienposition des Fahrzeugs 101 zu erhalten, wird das Fahrzeug 101 auf einer stabilen, sich nicht bewegenden Oberfläche platziert (Ruheposition des Fahrzeugs 101). Der Sensor 6 misst den Zustand des Fahrzeugs 101 und übermittelt die Bewegungsdaten und Neigungsdaten an den Prozessor 7. Der Sensor umfasst beispielsweise mindestens einen Beschleunigungssensor und mindestens einen Magnetsensor. Die Bewegungsdaten und Neigungsdaten werden bevorzugt in der Form einer elektrischen Spannung an den Prozessor 7 übermittelt. Der Prozessor 7 bestimmt basierend auf den übermittelten Bewegungsdaten und Neigungsdaten eine Grundlinienposition des Fahrzeugs 101 , welche als Referenz gespeichert wird.

A: Nach der Ermittlung der Grundlinienposition werden die Bewegungsdaten und Neigungsdaten des Fahrzeugs 101 mittels des Sensors 6 kontinuierlich auch unabhängig einer Ruheposition des Fahrzeugs 101 erfasst (zweiter Schritt). B: In einem dritten Schritt wird eine relative Positionsänderung des Fahrzeugs 101 gegenüber der Grundlinienposition des Fahrzeugs 101 auf Basis der mittels des Sensors 6 im zweiten Schritt ermittelten Bewegungsdaten und Neigungsdaten durch den Prozessor? bestimmt. Der Prozessor 7 ist beispielsweise ein Mikrocomputer, welcher ein Rechenwerk, einen konventionellen RAM- (engl. Random-Access Memory) Speicher und einen nichtflüchtigen Speicher umfasst. Die Grundlinienposition des Fahrzeugs 101 wurde beispielsweise zuvor auf dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und dient als Referenzwert für die mittels des Sensors 6 im zweiten Verfahrensschritt ermittelten Bewegungs- und Neigungsdaten.

C: In einem vierten Schritt werden visuelle Orientierungsinformationen 4 auf Basis der relativen Positionsänderung des Fahrzeugs 101 mittels des Prozessors 7 berechnet. Die visuellen Orientierungsinformationen 4 sind beispielsweise ein künstlicher Horizont.

D: In einem fünften Schritt werden die visuellen Orientierungsinformationen 4 mittels der Lichtquelle 3 auf zumindest einen Bereich der Reflexionsschicht 2 projiziert, sodass ein Benutzer diese visuell wahrnehmen kann.

Ab dem zweiten Schritt A tritt vorzugsweise eine Programmschleife ein, die die Verfahrensschritte zwei bis fünf umfasst. Vorzugsweise kann die Programmschleife durch die Betätigung eines „Ende“-Knopfes oder das herunterfahren des Motors des Fahrzeugs 101 beendet werden. Der erste Verfahrensschritt AA muss vorzugsweise nicht bei jedem neuen Start des Verfahrens durchgeführt werden. Vorzugsweise genügt eine einmalige Kalibrierung auf die Grundlinienposition des Fahrzeugs 101 , wobei die Werte der Grundlinienposition auf dem nichtflüchtigen Speicher des Prozessors 7 gespeichert werden und von dort abrufbar sind.

Bezuqszeichenliste

1 Fahrzeugscheibe

2 Reflexionsschicht

3 Lichtquelle

4 visuelle Orientierungsinformationen

5 Steuereinheit

6 Sensor

7 Prozessor

8 Fahrzeuginnenraum

9 äußere Umgebung

10 Maskierungsstreifen

11 Außenscheibe

12 Innenscheibe

13 thermoplastische Zwischenschicht

14 Betrachter

15 Orientierungslinie

16 visueller Anhaltspunkt

17 Rahmen

18 oberer Bereich

19 unterer Bereich

100 Projektionsanordnung

101 Fahrzeug

102 weitere Projektionsanordnung

I außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 11

II innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 11

III außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 12

IV innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 12

Z vergrößerter Ausschnitt der Projektionsanordnung 100

A-A‘ Schnittlinie