DE10144491C2 - Head Up Display mit Verstelleinrichtung für einen Spiegel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Head Up Display mit einer Verstel­ leinrichtung für einen Spiegel, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge. Aus dem Stand der Technik ist ein Head Up Display be­ kannt, bei dem das Licht einer Bilderzeugungseinrichtung über mindestens einen Spiegel auf eine Projektionsfläche proji­ zierbar ist, wobei der mindestens eine Spiegel mittels einer Verstelleinrichtung um eine erste Drehachse drehbar ist und so die Lage eines auf die Projektionsfläche projizierten Bil­ des veränderbar ist. Aus dem Stand der Technik ist es be­ kannt, derartige Spiegel über manuelle Verstelleinrichtungen oder über aufwendig konstruierte elektromechanische Verstel­ leinrichtungen zu verstellen.

Aus der DE 100 44 221 A1 ist ein Head Up Display mit einer Verstelleinrichtung bekannt, bei der die Verstelleinrichtung ein Getriebe mit zwei Zahnrädern und zwei Zahnsegmenten auf­ weist. Die DE 41 25 070 C2 beschreibt ein Head Up Display, bei der im Strahlengang ein um eine Achse drehbares Prisma angeordnet ist, wobei die Verdrehung des Prismas mittels ei­ nes Kolbens, einer Magnetspule oder eines motorisch angetrie­ benen Nockens erfolgt. Die US 5,506,595 beschreibt ein Head Up Display mit einem feststehenden Spiegel und einer um eine Drehachse drehbaren Bilderzeugungseinrichtung, bei der die Bilderzeugungseinrichtung über Zahnräder verdrehbar ist, die mit einem Zahnsegment im Eingriff stehen. Weiterhin be­ schreibt die vorgenannte Schrift, dass anstelle der Bilder­ zeugungseinrichtung auch der Spiegel verdreht werden kann, ohne auf die Ausgestaltung der Verdreheinrichtung einzugehen.

Nachteilig hierbei ist der erforderliche Bauraum und der hohe 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 verbun­ den 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 vari­ iert.

Die Erfindung lässt sich auch dadurch realisieren, dass an­ stelle des Steigungssegments die Auflagefläche verdreht wird. Ein solcher Aufbau ist durch Anspruch 4 beschrieben.

Dadurch, dass mindestens zwei Steigungssegmente vorhanden sind, auf de­ nen 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 Kur­ venscheibe realisieren. Besonders einfach gestaltet sich der mechanische Auf­ bau und die elektronische Ansteuerung der Verstelleinrichtung, wenn als An­ trieb für die Drehungen um die zweite Drehachse der Steigungssegmente bzw. der Auflageflächen ein Schrittmotor vorgesehen ist. Hierdurch kann ge­ gebenenfalls sogar ohne Getriebe eine sehr genaue Einstellung der Position ohne zusätzliche Positionssensoren erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend dargestellten Figuren näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Spiegel eines Head Up Displays mit einer besonders bevor­ zugten 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 ver­ stellbarem 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 ge­ gen 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 Zusammenwir­ ken 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 Seg­ mente gleich sind, aber um 180° versetzt. Die Ansichten der axialen Kurven­ scheibe 7 aus Richtung b ist in Fig. 2b dargestellt, die Ansicht der axialen Kur­ venscheibe 7 aus Richtung c entsprechend in Fig. 2c. Durch zwei oder mehr Steigungssegmente auf der axialen Kurvenscheibe werden Kippkräfte verhin­ dert, die sonst bei nur einem Stift die Motorwelle belasten würden. Im vorlie­ genden 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 ei­ nem Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung. Man erkennt zusätzlich zu den bereits beschriebenen Elementen eine Bilderzeugungsein­ richtung 10, einen festen Spiegel 11, eine Windschutzscheibe WS eines Kraft­ fahrzeuges und ein Auge A eines Benutzers des Kraftfahrzeuges. In der Bilder­ zeugungseinrichtung 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 Projektionsbe­ reich 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 Stifte­ paar 2A gedrückt. Durch ein Drehen des Stiftepaares 2A um die zweite Dreh­ achse 9 wird die axiale Kurvenscheibe 7A in axialer Richtung der zweiten Dreh­ achse 9 verschoben.

Claims (6)

1. Head Up Display, bei dem das Licht einer Bilderzeugungseinrichtung (10) über mindestens einen Spiegel (1) auf eine Projektionsfläche (12) projizier­ bar 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 ei­ nes auf die Projektionsfläche (12) projizierbaren Bildes veränderbar ist, da­ durch gekennzeichnet,
dass die Verstelleinrichtung mindestens ein Steigungssegment (5, 6) auf­ weist, das um eine zweite Drehachse (9) drehbar gelagert ist, wobei die zweite Drehachse (9) nicht senkrecht auf der Oberfläche des mindestens ei­ nen 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 Dreh­ achse 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 min­ destens zwei Steigungssegmente (5, 6) als axiale Kurvenscheibe (7) ausge­ bildet sind und auf jedem Steigungssegment jeweils mindestens eine Aufla­ gefläche (2, 2a, 2b) gleitet.

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

4. Head Up Display, bei dem das Licht einer Bilderzeugungseinrichtung (10) über mindestens einen Spiegel (1) auf eine Projektionsfläche (12) projizier­ bar 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 ei­ nes auf die Projektionsfläche (12) projizierbaren Bildes veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Spiegel (1) im Abstand von der ersten Dreh­ achse (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 minde­ stens zwei Steigungssegmente (5A, 6A) vorhanden sind, auf denen jeweils mindestens eine Auflagefläche anliegt.

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