DE10144491A1 - Head Up Display mit Verstelleinrichtung für einen Spiegel - Google Patents

Abstract

Bei einem Head Up Display, bei dem das Licht einer Bilderzeugungseinrichtung (10) über mindestens einen Spiegel (1) auf eine Projektionsfläche (12) projizierbar ist und der mindestens eine Spiegel (1) mittels einer Verstelleinrichtung (2, 4, 5, 6, 7, 8) um eine erste Drehachse (3) drehbar ist und so die Lage eines auf die Projektionsfläche (12) projizierbaren Bildes veränderbar ist, ist vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung mindestens ein Steigungssegment (5, 6) aufweist, das um eine zweite Drehachse (9) drehbar gelagert ist, wobei die zweite Drehachse (9) nicht senkrecht auf der Oberfläche des mindestens einen Steigungssegments (5, 6) steht, dass der mindestens eine Spiegel (1) mit einer Auflagevorrichtung (2, 2a, 2b) verbunden ist, dass die Auflagevorrichtung (2, 2a, 2b) im Abstand von der zweiten Drehachse auf das Steigungssegment (5, 6) gedrückt wird, dass durch ein Drehen des mindestens einen Steigungssegments (5, 6) die Auflagevorrichtung (2, 2a, 2b) über das Steigungssegment (5, 6) gleitet und so der Spiegel (1) um die erste Drehachse (3) gedreht wird.

Description

• Die Erfindung betrifft den Head Up Display mit einer Verstelleinrichtung für einen Spiegel, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Aus dem Stand der Technik ist ein Head Up Display bekannt, bei dem das Licht einer Bilderzeugungseinrichtung über mindestens einen Spiegel auf eine Projektionsfläche projizierbar ist, wobei der mindestens eine Spiegel mittels einer Verstelleinrichtung um eine erste Drehachse drehbar ist und so die Lage eines auf die Projektionsfläche projizierten Bildes veränderbar ist. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, derartige Spiegel über manuelle Verstelleinrichtungen oder über aufwendig konstruierte elektromechanische Verstelleinrichtungen zu verstellen. Nachteilig hierbei ist der erforderliche Bauraum und der hoch finanzielle Aufwand. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Verstelleinrichtung für ein Head Up Display anzugeben, die einfach aufgebaut und preiswert herstellbar ist und außerdem wenig Bauraum erfordert. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Verstelleinrichtung ein Steigungssegment aufweist, das um eine zweite Drehachse drehbar gelagert ist, wobei der mindestens eine Spiegel mit einer Auflagevorrichtung verbunden ist, die im Abstand von der ersten Drehachse angeordnet ist. Weiterhin wird die Auflagevorrichtung in dem Abstand von der ersten Drehachse auf das Steigungssegment gedrückt. Durch ein Drehen des Steigungssegments um die zweite Drehachse gleitet die Auflagefläche auf dem Steigungssegment, so dass der Spiegel um die erste Drehachse gedreht wird. So wird die Lage des projizierten Bildes auf der Projektionsfläche variiert.
• Die Erfindung läßt sich auch dadurch realisieren, dass anstelle des Steigungssegments die Auflagefläche verdreht wird. Ein solcher Aufbau ist durch Anspruch 4 beschrieben.
• Dadurch, dass mindestens zwei Steigungssegmente vorhanden sind, auf denen jeweils mindestens eine Auflagefläche gleitet, werden die Kippkräfte auf eine Drehwelle der Steigungssegmente minimiert. Ebenso verhält es sich, wenn statt der Steigungssegmente die Auflageflächen verdreht werden.
• Besonders einfach lassen sich mehrere Steigungssegmente in Form einer Kurvenscheibe realisieren. Besonders einfach gestaltet sich der mechanische Aufbau und die elektronische Ansteuerung der Verstelleinrichtung, wenn als Antrieb für die Drehungen um die zweite Drehachse der Steigungssegmente bzw. der Auflageflächen ein Schrittmotor vorgesehen ist. Hierdurch kann gegebenenfalls sogar ohne Getriebe eine sehr genaue Einstellung der Position ohne zusätzliche Positionssensoren erfolgen.
• Die Erfindung wird nachfolgend dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 Einen Spiegel eines Head Up Displays mit einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung,
• Fig. 2 eine besonders bevorzugte axiale Kurvenscheibe im Zusammenweg mit einem Stiftpaar,
• Fig. 3 die Teilansicht eines Fahrzeugs mit einem Head Up Display und verstellbarem Spiegel nach den Fig. 1 und 2,
• Fig. 4 Eine Abwandlung der Verstelleinrichtung aus Fig. 1.
• In Fig. 1 ist ein Spiegel 1 mit einem Stiftpaar 2 verbunden. Der Spiegel 1 ist um eine erste Drehachse 3 drehbar gelagert. Weiterhin erkennt man eine Feder 4, Stärkungssegmente 5, 6 einer axialen Kurvenscheibe 7 und einen Schrittmotor 8. Die Feder 4 drückt gegen den Spiegel 1. Dadurch wird das Stiftepaar 2 gegen die Steigungssegmente 5, 6 der axialen Kurvenscheibe 7 gedrückt. Der Schrittmotor 8 und die axiale Kurvenscheibe 7 sind um eine zweite Drehachse 9 drehbar gelagert. Sobald der Schrittmotor 8 die axiale Kurvenscheibe 7 um die Drehachse 9 dreht, gleitet das Stiftepaar 2 auf den Steigungssegmenten 5, 6 der axialen Kurvenscheibe 7. Dadurch wird das Stiftepaar 2 in Richtung der zweiten Drehachse 9 axial verschoben und so der Spiegel 1 um die erste Drehachse 3 gedreht. In Fig. 2a erkennt man die axiale Kurvenscheibe 7 im Zusammenwirken mit dem Stiftepaar 2. Das Stiftepaar 2 weist die Stifte 2a, 2b auf, die jeweils an einem Steigungssegment 5, 6 anliegen. Die Steigungssegmente 5, 6 decken jeweils 180° einer Achsendrehung ab, wobei die Steigungen der beiden Segmente gleich sind, aber um 180° versetzt. Die Ansichten der axialen Kurvenscheibe 7 aus Richtung b ist in Fig. 2b dargestellt, die Ansicht der axialen Kurvenscheibe 7 aus Richtung c entsprechend in Fig. 2c. Durch zwei oder mehr Steigungssegmente auf der axialen Kurvenscheibe werden Kippkräfte verhindert, die sonst bei nur einem Stift die Motorwelle belasten würden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Oberflächen der Steigungssegmente als ebene Flächen dargestellt und deshalb besonders einfach herzustellen. Es ist aber auch möglich, die Oberfläche anders auszugestalten, zum Beispiel in Form einer Schnecke.
• In Fig. 3 erkennt man ein Beispiel eines vollständigen Head Up Displays in einem Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung. Man erkennt zusätzlich zu den bereits beschriebenen Elementen eine Bilderzeugungseinrichtung 10, einen festen Spiegel 11, eine Windschutzscheibe WS eines Kraftfahrzeuges und ein Auge A eines Benutzers des Kraftfahrzeuges. In der Bilderzeugungseinrichtung 10 wird ein Bild erzeugt. Dies kann beispielsweise durch ein hinterleuchtbares Flüssigkristall-Display oder durch eine Leuchtdiodenmatrix erfolgen. Das in der Bilderzeugungseinrichtung 10 erzeugte Bild wird über die Spiegel 11 und 1 auf die Windschutzscheibe im Projektionsbereich 12 projiziert, so dass das Auge A ein Bild hinter der Windschutzscheibe wahrnimmt. Durch ein Drehen des Spiegels 1 um die erste Drehachse 3 kann der Projektionsbereich 12 verschoben werden.
• Fig. 4 zeigt eine kinematische Umkehr des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1. Eine axiale Kurvenscheibe 7A mit Steigungssegmenten 5A, 6A ist mit dem Spiegel 1 verbunden, während ein Stiftepaar 2A um die zweite Drehachse 9 drehbar gelagert ist. Die Steigungssegmente 5A, 6A werden gegen das Stiftepaar 2A gedrückt. Durch ein Drehen des Stiftepaares 2A um die zweite Drehachse 9 wird die axiale Kurvenscheibe 7A in axialer Richtung der zweiten Drehachse 9 verschoben.

Claims (6)

1. Head Up Display, bei dem das Licht einer Bilderzeugungseinrichtung (10) über mindestens einen Spiegel (1) auf eine Projektionsfläche (12) projizierbar ist und der mindestens eine Spiegel (1) mittels einer Verstelleinrichtung (2, 4, 5, 6, 7, 8) um eine erste Drehachse (3) drehbar ist und so die Lage eines auf die Projektionsfläche (12) projizierbaren Bildes veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verstelleinrichtung mindestens ein Steigungssegment (5, 6) aufweist, das um eine zweite Drehachse (9) drehbar gelagert ist, wobei die zweite Drehachse (9) nicht senkrecht auf der Oberfläche des mindestens einen Steigungssegments (5, 6) steht,
dass der mindestens eine Spiegel (1) mit einer Auflagevorrichtung (2, 2a, 2b) verbunden ist,
dass die Auflagevorrichtung (2, 2a, 2b) im Abstand von der zweiten Drehachse auf das Steigungssegment (5, 6) gedrückt wird,
dass durch ein Drehen des mindestens einen Steigungssegments (5, 6) die Auflagevorrichtung(2, 2a, 2b) über das Steigungssegment (5, 6) gleitet und so der Spiegel(1) um die erste Drehachse (3) gedreht wird.

2. Head Up Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Steigungssegmente (5, 6) als axiale Kurvenscheibe (7) ausgebildet sind und auf jedem Steigungssegment jeweils mindestens eine Auflagefläche (2, 2a, 2b) gleitet.

3. Head Up Display nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagenflächen als Stifte ausgebildet sind.

4. Head Up Display, bei dem das Licht einer Bilderzeugungseinrichtung (10) über mindestens einen Spiegel (1) auf eine Projektionsfläche (12) projizierbar ist und der mindestens eine Spiegel (1) mittels einer Verstelleinrichtung (2, 4, 5, 6, 7, 8) um eine erste Drehachse (3) drehbar ist und so die Lage eines auf die Projektionsfläche (12) projizierbaren Bildes veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Spiegel (1) im Abstand von der ersten Drehachse (3) mit einem Steigungssegment (5A, 6A) verbunden ist,
dass eine Auflagefläche vorhanden ist, die im Abstand um eine zweite Drehachse drehbar auf dem Steigungssegment (5A, 6A) anliegt, wobei das Steigungssegment (5A, 6A) nicht senkrecht zur zweiten Drehachse angeordnet ist, so dass durch ein Drehen der Auflagefläche um die zweite Drehachse die Auflagefläche über das Steigungssegment (5A, 6A) gleitet und so der Spiegel um die erste Drehachse(3) gedreht wird.

5. Head Up Display nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Steigungssegmente (5A, 6A) vorhanden sind, auf denen jeweils mindestens eine Auflagefläche anliegt.

6. Head Up Display nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für die Drehung um die zweite Drehachse aus einem Schrittmotor besteht.