DE10144491C2 - Head Up Display mit Verstelleinrichtung für einen Spiegel - Google Patents
Head Up Display mit Verstelleinrichtung für einen SpiegelInfo
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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.
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.
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.
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DE102021122252A1 (de) | Projektionssystem |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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