DE102018204958B4 - Display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle and method for operating a display device - Google Patents
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Abstract
Anzeigeeinrichtung (1) zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe (2) eines Kraftfahrzeugs (3) in eine aus mehreren Anzeigeebenen (4,12) ausgewählte Anzeigeebene (4,12), wobei die Anzeigeeinrichtung (1) wenigstens einen ersten Umlenkspiegel (5,6) und wenigstens einen zweiten Umlenkspiegel (7) aufweist, die in einem Strahlengang (10) zwischen einer bilderzeugenden Einrichtung (9) und der Scheibe (2) angeordnet sind, wobei zur Einstellung der Anzeigeebene (4,12) der wenigstens eine erste Umlenkspiegel (5,6) und der wenigstens eine zweite Umlenkspiegel (7) verlagerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strahlengang (10) zwischen den Umlenkspiegeln (5,6,7) und der Scheibe (2) ein Ausrichtungsspiegel (8) angeordnet ist, der zur Ausrichtung des Bilds auf der Scheibe (2) verlagerbar ist, und dass eine Verlagerung des wenigstens einen ersten Umlenkspiegels (5,6) und des wenigstens einen zweiten Umlenkspiegels (7) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erfolgt, die zueinander in einem festen Verhältnis stehen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs in eine aus mehreren Anzeigeebenen ausgewählte Anzeigeebene, wobei die Anzeigeeinrichtung wenigstens einen ersten Umlenkspiegel und wenigstens einen zweiten Umlenkspiegel aufweist, die in einem Strahlengang zwischen einer bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe angeordnet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung.The invention relates to a display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle in a display plane selected from several display planes, the display device having at least one first deflection mirror and at least one second deflection mirror, which are arranged in a beam path between an image-generating device and the window. The invention also relates to a method for operating a display device.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Weiterhin sei auf die
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Anzeigeeinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere einfach und kostengünstig zu realisieren ist und zudem einen weiten Umfang der mehreren Anzeigeebenen ermöglicht.It is the object of the invention to propose a display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle, which has advantages over known display devices, is in particular easy and inexpensive to implement and also enables a wide range of multiple display levels.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Strahlengang zwischen den Umlenkspiegeln und der Scheibe ein Ausrichtungsspiegel angeordnet ist, wobei der wenigstens eine erste Umlenkspiegel und der wenigstens eine zweite Umlenkspiegel zur Einstellung der Anzeigeebene und der Ausrichtungsspiegel zur Ausrichtung des Bilds auf der Scheibe verlagerbar sind.This is achieved according to the invention with a display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle with the features of claim 1. It is provided that an alignment mirror is arranged in the beam path between the deflection mirrors and the pane, the at least one first deflection mirror and the at least one second deflection mirror for setting the display plane and the alignment mirror for aligning the image on the pane being displaceable.
Die Anzeigeeinrichtung dient zur Projektion des Bilds auf die Scheibe des Kraftfahrzeugs, beispielsweise auf eine Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs. Grundsätzlich kann jedoch jede beliebige Scheibe des Kraftfahrzeugs zur Projektion des Bilds herangezogen werden. Das Bild soll derart auf die Scheibe projiziert werden, dass sie für einen Betrachter hinter der Scheibe und mithin außerhalb des Kraftfahrzeugs erscheint. Die Anzeigeeinrichtung liegt folglich als Head-Up-Anzeigeeinrichtung vor. Die Anzeigeeinrichtung ist derart ausgestaltet, dass sie die Projektion des Bilds in unterschiedliche Anzeigeebenen beziehungsweise in eine aus mehreren Anzeigeebenen ausgewählte Anzeigeebene ermöglicht. Insoweit wird die Anzeigeebene, in welche das Bild projiziert werden soll, aus mehreren unterschiedlichen Anzeigeebenen ausgewählt. Die mehreren Anzeigeebenen liegen beabstandet, insbesondere parallel beabstandet, voneinander vor. Beispielsweise wird die Anzeigeebene derart aus den mehreren Anzeigeebenen ausgewählt, dass außerhalb des Kraftfahrzeugs vorliegende Objekte außerhalb der Anzeigeebene liegen, beispielsweise die Anzeigeebene zwischen den Objekten und der Scheibe vorliegt. Mit einer derartigen Vorgehensweise kann sichergestellt werden, dass das Bild stets vollständig für den Betrachter sichtbar ist. The display device is used to project the image onto the window of the motor vehicle, for example onto a windshield of the motor vehicle. In principle, however, any desired window of the motor vehicle can be used to project the image. The image is to be projected onto the window in such a way that it appears to a viewer behind the window and therefore outside the motor vehicle. The display device is consequently present as a head-up display device. The display device is designed in such a way that it enables the image to be projected into different display planes or into a display plane selected from a plurality of display planes. In this respect, the display plane into which the image is to be projected is selected from several different display planes. The plurality of display planes are spaced apart, in particular spaced apart in parallel, from one another. For example, the display level is selected from the multiple display levels in such a way that objects present outside the motor vehicle are outside the display plane, for example the display plane is present between the objects and the window. With such a procedure it can be ensured that the image is always completely visible to the viewer.
Die Anzeigeeinrichtung verfügt über den wenigstens einen ersten Umlenkspiegel und den wenigstens einen zweiten Umlenkspiegel. Diese sind in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe angeordnet, lenken also von der bilderzeugenden Einrichtung ausgehendes Licht in Richtung der Scheibe um, jedoch nicht notwendigerweise unmittelbar oder genau in Richtung der Scheibe. Die bilderzeugende Einrichtung liegt bevorzugt in Form eines Bildschirms vor oder weist einen solchen auf.The display device has the at least one first deflection mirror and the at least one second deflection mirror. These are arranged in the beam path between the imaging device and the pane, that is to say deflect light emanating from the imaging device in the direction of the pane, but not necessarily directly or precisely in the direction of the pane. The image-generating device is preferably in the form of a screen or has one.
Grundsätzlich können lediglich genau ein erster Umlenkspiegel und lediglich genau ein zweiter Umlenkspiegel vorliegen. Es können jedoch auch mehrere erste Umlenkspiegel und/oder mehrere zweite Umlenkspiegel vorliegen. Bevorzugt liegen sowohl mehrere erste Umlenkspiegel als auch mehrere zweite Umlenkspiegel vor. Es können jedoch auch Ausgestaltungen der Anzeigeeinrichtung realisiert sein, bei welcher genau ein erster Umlenkspiegel und mehrere zweite Umlenkspiegel oder umgekehrt mehrere erste Umlenkspiegel und genau ein zweiter Umlenkspiegel vorliegen. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung lediglich auf den ersten Umlenkspiegel und den zweiten Umlenkspiegel eingegangen wird, so sind die Ausführungen stets auf jeden der ersten Umlenkspiegel beziehungsweise jeden der zweiten Umlenkspiegel übertragbar. Umgekehrt gelten selbstverständlich Ausführungen für mehrere erste Umlenkspiegel beziehungsweise mehrere zweite Umlenkspiegel jeweils auch für einen einzigen ersten Umlenkspiegel beziehungsweise einen einzigen zweiten Umlenkspiegel.In principle, there can only be exactly one first deflecting mirror and only exactly one second deflecting mirror. However, there can also be several first deflection mirrors and / or several second deflection mirrors. There are preferably both a plurality of first deflection mirrors and a plurality of second deflection mirrors. However, embodiments of the display device can also be implemented in which there are precisely one first deflecting mirror and several second deflecting mirrors or, conversely, several first deflecting mirrors and precisely one second deflecting mirror. If only the first deflection mirror and the second deflection mirror are dealt with in the context of this description, the explanations can always be transferred to each of the first deflection mirror or each of the second deflection mirrors. Conversely, of course, statements apply to several first deflecting mirrors or several second deflecting mirrors, in each case also to a single first deflecting mirror or a single second deflecting mirror.
Die Umlenkspiegel, also sowohl der erste Umlenkspiegel als auch der zweite Umlenkspiegel, können grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise sind sie flach, konvex oder konkav. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Umlenkspiegel eine andere Ausgestaltung aufweist als der zweite Umlenkspiegel. Zum Beispiel weist der erste Umlenkspiegel eine erste Form und der zweite Umlenkspiegel eine zweite Form auf, wobei sowohl die erste Form als auch die zweite Form jeweils aus folgenden Formen auswählbar sind: flach, konvex und konkav. Die Umlenkspiegel sind zur Einstellung der Anzeigeebene verlagerbar. Anders ausgedrückt kann durch eine Verlagerung der Umlenkspiegel das Bild in unterschiedliche der Anzeigeebenen projiziert werden. Es ist insoweit bevorzugt vorgesehen, zunächst aus den mehreren Anzeigeebenen eine Anzeigeebene auszuwählen und anschließend die Umlenkspiegel derart einzustellen, dass das Bild in die ausgewählte Anzeigeebene projiziert wird. Unter der Verlagerung der Umlenkspiegel ist insbesondere eine Verlagerung innerhalb einer jeweiligen gedachten Ebene zu verstehen. Zusätzlich können wenigstens einer der Umlenkspiegel oder sowohl der erste Umlenkspiegel als auch der zweite Umlenkspiegel drehbar sein.The deflection mirror, i.e. both the first deflection mirror and the second deflection mirror, can basically be designed in any way. For example, they are flat, convex, or concave. It can be provided that the first deflection mirror has a different configuration than the second deflection mirror. For example, the first deflecting mirror has a first shape and the second deflecting mirror has a second shape, with both the first shape and the second shape each being selectable from the following shapes: flat, convex and concave. The deflecting mirrors can be moved to adjust the display level. In other words, by shifting the deflecting mirror, the image can be projected in different of the display planes. In this respect, provision is preferably made to first select a display plane from the multiple display planes and then to set the deflecting mirrors in such a way that the image is projected into the selected display plane. The displacement of the deflection mirrors is to be understood in particular as a displacement within a respective imaginary plane. In addition, at least one of the deflection mirrors or both the first deflection mirror and the second deflection mirror can be rotatable.
Zusätzlich zu den Umlenkspiegeln verfügt die Anzeigeeinrichtung über den Ausrichtungsspiegel. Dieser ist ebenfalls verlagerbar, nämlich vorzugsweise drehbar. Der Ausrichtungsspiegel dient dem Ausgleich von Abweichungen in dem Strahlengang, welche sich durch eine Verlagerung der Umlenkspiegel ergeben. Vorzugsweise ist der Ausrichtungsspiegel derart ausgebildet beziehungsweise wird der Ausrichtungsspiegel derart angeordnet, dass er in jeder Stellung der Umlenkspiegel das von den Umlenkspiegeln reflektierte Licht in Richtung der Scheibe umlenkt beziehungsweise reflektiert. Dies erfolgt bevorzugt derart, dass das von dem Ausrichtungsspiegel reflektierte Licht unabhängig von der Stellung der Umlenkspiegel stets an derselben Stelle auf die Scheibe auftrifft, insbesondere unter demselben Winkel. Hierdurch wird sichergestellt, dass mittels der Umlenkspiegel ausschließlich eine Veränderung der Anzeigeebene erfolgt, in welche das Bild projiziert wird, jedoch keine Verlagerung des projizierten Bilds in eine andere Richtung auftritt.In addition to the deflecting mirrors, the display device has the alignment mirror. This is also displaceable, namely preferably rotatable. The alignment mirror is used to compensate for deviations in the beam path that result from a displacement of the deflecting mirror. The alignment mirror is preferably designed or the alignment mirror is arranged such that it deflects or reflects the light reflected by the deflection mirrors in the direction of the pane in every position of the deflection mirrors. This is preferably done in such a way that the light reflected by the alignment mirror always strikes the pane at the same point, in particular at the same angle, regardless of the position of the deflection mirror. This ensures that the deflection mirror only changes the display plane in which the image is projected, but does not shift the projected image in another direction.
Die Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung mit den verlagerbaren Umlenkspiegeln und dem verlagerbaren Ausrichtungsspiegel ermöglicht eine besonders große Bandbreite der Anzeigeebenen, also einen großen Abstand zwischen Anzeigeebenen, die eine Menge aller Anzeigeebenen randseitig einschließen, aus welchen eine Anzeigeebene ausgewählt wird, in die schlussendlich das Bild projiziert wird. Dies wird zudem mit einem geringen konstruktiven Aufwand erzielt, sodass die Anzeigeeinrichtung kostengünstig umgesetzt werden kann. Vorzugsweise sind die Umlenkspiegel und der Ausrichtungsspiegel als undurchsichtige Spiegel ausgestaltet. Es kann jedoch auch eine Ausführung wenigstens eines der genannten Spiegel als Einwegspiegel beziehungsweise halbdurchlässiger Spiegel vorgesehen sein. In letzterem Fall kann mittels wenigstens einer weiteren bilderzeugenden Einrichtung gleichzeitig zu dem Bild ein weiteres Bild auf die Scheibe projiziert werden, entweder in dieselbe Anzeigeebene wie das Bild oder in eine verschiedene Anzeigeebene.The design of the display device with the displaceable deflecting mirrors and the displaceable alignment mirror enables a particularly wide range of display levels, i.e. a large distance between display levels, which include a number of all display levels on the edge, from which a display level is selected, into which the image is ultimately projected. This is also achieved with little construction effort, so that the display device can be implemented inexpensively. The deflection mirrors and the alignment mirror are preferably designed as opaque mirrors. However, at least one of the mirrors mentioned can also be designed as a one-way mirror or a semi-transparent mirror. In the latter case, by means of at least one further image-generating device, a further image can be projected onto the pane at the same time as the image, either in the same display plane as the image or in a different display plane.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine erste Umlenkspiegel und der wenigstens eine zweite Umlenkspiegel in parallelen Ebenen angeordnet und in diesen verlagerbar sind, wobei die Umlenkspiegel in jeder Stellung in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe vorliegen. Die Umlenkspiegel sind insoweit parallel beabstandet zueinander angeordnet, nämlich der erste Umlenkspiegel in einer ersten Ebene und der zweite Umlenkspiegel in einer zweiten Ebene. Liegen mehrere erste Umlenkspiegel vor, so liegen diese bevorzugt alle in der ersten Ebene vor. Entsprechendes gilt für mehrere zweite Umlenkspiegel, welche analog alle in der zweiten Ebene angeordnet sind.A further embodiment of the invention provides that the at least one first deflection mirror and the at least one second deflection mirror are arranged in parallel planes and can be displaced in these, the deflection mirrors being present in every position in the beam path between the image-generating device and the pane. To this extent, the deflection mirrors are arranged parallel to one another, namely the first deflection mirror in a first plane and the second deflection mirror in a second plane. If there are several first deflecting mirrors, then these are preferably all in the first plane. The same applies to a plurality of second deflecting mirrors, which are all arranged analogously in the second plane.
Die Umlenkspiegel sind in der jeweiligen Ebene verlagerbar angeordnet. Die Umlenkspiegel sind insoweit linear verlagerbar und hierzu entsprechend gelagert. Die Lagerung ist derart ausgestaltet, dass die Umlenkspiegel ausschließlich in der jeweiligen Ebene linear verlagerbar sind, vorzugsweise in derselben Richtung. Der erste Umlenkspiegel ist also beispielsweise entlang einer in der ersten Ebene liegenden ersten Geraden und der zweite Umlenkspiegel entlang einer in der zweiten Ebene liegenden zweiten Geraden verlagerbar, wobei die beiden Geraden parallel zueinander vorliegen. Die Verlagerung der Umlenkspiegel erfolgt derart, dass sie in jeder Stellung in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung der Scheibe vorliegen, sodass das von der bilderzeugenden Einrichtung emittierte Licht in Richtung der Scheibe umgelenkt wird.The deflection mirrors are arranged displaceably in the respective plane. The deflection mirrors can be linearly displaced and are stored accordingly for this purpose. The mounting is designed in such a way that the deflecting mirrors can only be linearly displaced in the respective plane, preferably in the same direction. The first deflecting mirror can thus be displaced, for example, along a first straight line lying in the first plane and the second deflecting mirror along a second straight line lying in the second plane, the two straight lines being parallel to one another. The deflection mirrors are shifted in such a way that they are present in every position in the beam path between the image-generating device of the pane, so that the light emitted by the image-generating device is deflected in the direction of the pane.
Hierzu sind vorzugsweise die Umlenkspiegel miteinander gekoppelt, sodass stets eine gleichzeitige Verlagerung der Umlenkspiegel erfolgt, wobei die Verlagerung des ersten Umlenkspiegels und die Verlagerung des zweiten Umlenkspiegels voneinander abhängig sind. Die Strecke, um welche der zweite Umlenkspiegel verlagert wird, hängt also von der Strecke ab, um welche der erste Umlenkspiegel verlagert wird, und umgekehrt. Die Umlenkspiegel sind derart angeordnet, dass durch ihre Verlagerung die von dem Licht zurückgelegte Strecke zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe veränderbar ist beziehungsweise verändert wird. Aufgrund der linearen Verlagerung der Umlenkspiegel in den parallelen Ebenen ist eine deutliche Veränderung des Abstands ohne weiteres realisierbar. Insoweit ist die Bandbreite zwischen den verfügbaren Anzeigeebenen bei der beschriebenen Anzeigeeinrichtung bei gleichzeitig geringem konstruktivem Aufwand sehr groß.For this purpose, the deflection mirrors are preferably coupled to one another so that the deflection mirrors are always displaced at the same time, the displacement of the first deflection mirror and the displacement of the second deflection mirror being dependent on one another. The distance by which the second deflection mirror is displaced thus depends on the distance by which the first deflection mirror is displaced, and vice versa. The deflecting mirrors are arranged in such a way that, through their displacement, the distance covered by the light between the image-generating device and the pane can be or is changed. Due to the linear displacement of the deflecting mirrors in the parallel planes, a clear change in the distance can easily be achieved. To that extent the bandwidth is between the available Display levels in the display device described are very large with little constructive effort at the same time.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Umlenkspiegel in einer ersten Stellung zur Projektion des Bilds in eine erste der Anzeigeebenen und in einer zweiten Stellung zur Projektion des Bilds in eine zweite der Anzeigeebenen angeordnet sind. Die erste Anzeigeebene und die zweite Anzeigeebene unterscheiden sich hinsichtlich ihres Abstands von der Scheibe. Sie sind jedoch parallel zueinander angeordnet. In den beiden Stellungen sind die Umlenkspiegel unterschiedlich angeordnet. Vorzugsweise liegt bei der ersten Stellung der Umlenkspiegel der Ausrichtungsspiegel ebenfalls in einer ersten Stellung und bei der zweiten Stellung der Umlenkspiegel ebenfalls in einer zweiten Stellung vor, um das von der bilderzeugenden Einrichtung emittierte Licht in Richtung der Scheibe umzulenken, insbesondere derart, dass es sowohl für die erste Stellung als auch die zweite Stellung der Umlenkspiegel auf dieselbe Stelle der Scheibe trifft. Eine derartige Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung ermöglicht eine große Bandbreite der Anzeigeebenen, ohne dass es zu anderweitigen Abweichungen in der Darstellung des Bilds kommt.A further development of the invention provides that the deflection mirrors are arranged in a first position for projecting the image into a first of the display planes and in a second position for projecting the image into a second of the display planes. The first display level and the second display level differ in terms of their distance from the pane. However, they are arranged parallel to one another. The deflection mirrors are arranged differently in the two positions. In the first position of the deflecting mirror, the alignment mirror is preferably also in a first position and in the second position the deflecting mirror is also in a second position in order to deflect the light emitted by the image-generating device in the direction of the pane, in particular in such a way that it is for both the first position as well as the second position of the deflecting mirror hits the same point on the pane. Such a configuration of the display device enables a wide range of display levels without any other deviations in the representation of the image.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Ausrichtungsspiegel für jede Stellung der Umlenkspiegel derart anordenbar ist, dass er von der bilderzeugenden Einrichtung kommendes Licht unabhängig von der Stellung der Umlenkspiegel auf dieselbe Stelle der Scheibe lenkt. Hierauf wurde bereits hingewiesen. Beispielsweise ist jeder Stellung der Umlenkspiegel eine Stellung des Ausrichtungsspiegels zugeordnet. Bei Anordnung der Umlenkspiegel in einer bestimmten Stellung wird insoweit auch der Ausrichtungsspiegel in eine bestimmte Stellung verlagert, welche der Stellung der Umlenkspiegel zugeordnet ist. Hierdurch wird eine hohe Qualität der Projektion des Bilds auf die Scheibe sichergestellt.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the alignment mirror can be arranged for each position of the deflection mirrors in such a way that it directs light coming from the image-generating device to the same point on the pane regardless of the position of the deflection mirror. This has already been pointed out. For example, each position of the deflection mirror is assigned a position of the alignment mirror. When the deflection mirror is arranged in a specific position, the alignment mirror is also shifted to a specific position, which is assigned to the position of the deflection mirror. This ensures a high quality of the projection of the image onto the pane.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die bilderzeugende Einrichtung und einer der Umlenkspiegel parallel zueinander angeordnet und dem jeweils anderen der Umlenkspiegel zugewandt sind. Hierunter ist zu verstehen, dass entweder der wenigstens eine erste Umlenkspiegel oder der wenigstens eine zweite Umlenkspiegel parallel zu der bilderzeugenden Einrichtung vorliegen. Beispielsweise ist hierzu die bilderzeugende Einrichtung in der vorstehend bereits erwähnten ersten Ebene oder der zweiten Ebene angeordnet. Die bilderzeugende Einrichtung und der Umlenkspiegel sind dem jeweils anderen der Umlenkspiegel, also dem wenigstens einen zweiten Umlenkspiegel oder dem wenigstens einen ersten Umlenkspiegel, derart zugewandt, dass von der bilderzeugenden Einrichtung emittiertes Licht zunächst auf den anderen der Umlenkspiegel trifft und von diesem in Richtung des einen der Umlenkspiegel reflektiert wird.Another embodiment of the invention provides that the image-generating device and one of the deflection mirrors are arranged parallel to one another and face the other of the deflection mirrors. This is to be understood as meaning that either the at least one first deflection mirror or the at least one second deflection mirror are present parallel to the image-generating device. For example, for this purpose the image-generating device is arranged in the above-mentioned first level or the second level. The image-generating device and the deflecting mirror face the other of the deflecting mirrors, i.e. the at least one second deflecting mirror or the at least one first deflecting mirror, in such a way that light emitted by the image-generating device first hits the other of the deflecting mirrors and from this in the direction of one the deflection mirror is reflected.
Die bilderzeugende Einrichtung und die Umlenkspiegel sind hierbei derart angeordnet, dass das von der bilderzeugenden Einrichtung ausgehende Licht in einer Richtung auf die Umlenkspiegel auftrifft, die von einer Normalenrichtung der Umlenkspiegel, also von einer auf den Umlenkspiegeln senkrecht stehenden Richtung, verschieden ist. Hierdurch wird erreicht, dass das Licht von den Umlenkspiegeln in Richtung des Ausrichtungsspiegels und mithin in Richtung der Scheibe reflektiert wird. Die beschriebene Ausgestaltung ermöglicht eine besonders kompakte Form der Anzeigeeinrichtung.The image-generating device and the deflecting mirror are arranged in such a way that the light emanating from the image-generating device impinges on the deflecting mirror in a direction that is different from a normal direction of the deflecting mirror, i.e. from a direction perpendicular to the deflecting mirrors. This ensures that the light is reflected by the deflection mirrors in the direction of the alignment mirror and therefore in the direction of the pane. The embodiment described enables a particularly compact form of the display device.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Abstand zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und dem einen der Umlenkspiegel veränderbar ist. Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, dass der Umlenkspiegel verlagerbar ist. Durch eine solche Verlagerung des Umlenkspiegels kann eine Veränderung des Abstands zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und dem Umlenkspiegel erzielt werden. Vorzugsweise sind jedoch sowohl der Umlenkspiegel als auch die bilderzeugende Einrichtung verlagerbar, nämlich bevorzugt jeweils innerhalb der vorstehend bereits erwähnten Ebene, in welcher der eine der Umlenkspiegel angeordnet ist. Beispielsweise sind die bilderzeugende Einrichtung und der Umlenkspiegel entlang derselben Geraden verlagerbar, die in dieser Ebene liegt. Besonders bevorzugt erfolgt die Verlagerung der bilderzeugenden Einrichtung und des Umlenkspiegels beziehungsweise sowohl des wenigstens einen ersten Umlenkspiegels als auch des wenigstens einen zweiten Umlenkspiegels derart, dass das von der bilderzeugenden Einrichtung emittierte Licht stets auf die Umlenkspiegel trifft und von diesen in Richtung des Ausrichtungsspiegels und schlussendlich in Richtung der Scheibe reflektiert wird.Another preferred embodiment of the invention provides that the distance between the image-generating device and one of the deflecting mirrors can be changed. It has already been pointed out above that the deflection mirror can be displaced. Such a displacement of the deflecting mirror can change the distance between the image-generating device and the deflecting mirror. Preferably, however, both the deflection mirror and the image-generating device can be displaced, namely preferably in each case within the above-mentioned plane in which one of the deflection mirrors is arranged. For example, the image-generating device and the deflecting mirror can be displaced along the same straight line that lies in this plane. The shifting of the image-generating device and the deflection mirror or both the at least one first deflection mirror and the at least one second deflection mirror is particularly preferably carried out in such a way that the light emitted by the image-generating device always strikes the deflection mirror and from these in the direction of the alignment mirror and finally in Direction of the disc is reflected.
Die Verlagerung der bilderzeugenden Einrichtung und der Umlenkspiegel ist derart vorgesehen, dass die Länge des Strahlengangs zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und dem Ausrichtungsspiegel und mithin der Scheibe von der Stellung der bilderzeugenden Einrichtung und der Umlenkspiegel abhängig ist. Der ersten Stellung der Umlenkspiegel ist insoweit eine erste Stellung der bilderzeugenden Einrichtung und der zweiten Stellung der Umlenkspiegel eine zweite Stellung der bilderzeugenden Einrichtung zugeordnet, um die vorstehend genannte Bedingung zu erfüllen. Insoweit werden die bilderzeugende Einrichtung und die Umlenkspiegel stets gleichzeitig verlagert. Durch die Verlagerbarkeit der bilderzeugenden Einrichtung und der Umlenkspiegel wird bei geringem konstruktivem Aufwand eine große Bandbreite der auswählbaren Anzeigeebenen realisiert.The displacement of the image-generating device and the deflecting mirror is provided in such a way that the length of the beam path between the image-generating device and the alignment mirror and therefore the pane is dependent on the position of the image-generating device and the deflecting mirror. The first position of the deflecting mirror is assigned a first position of the image-generating device and the second position of the deflecting mirror is assigned a second position of the image-generating device in order to meet the aforementioned condition. In this respect, the image-generating device and the deflecting mirror are always displaced simultaneously. Due to the displaceability of the image-generating device and the deflecting mirror, a large one is achieved with little structural effort Range of selectable display levels implemented.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die bilderzeugende Einrichtung, der eine der Umlenkspiegel sowie der andere der Umlenkspiegel in jeder Stellung derart angeordnet sind, das die Umlenkspiegel in dem Strahlengang zwischen der bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe angeordnet sind. Dies bedeutet schlussendlich, dass unabhängig von der Stellung der Umlenkspiegel und der bilderzeugenden Einrichtung das von der bilderzeugenden Einrichtung emittierte Licht stets auf den Ausrichtungsspiegel trifft und von diesem in Richtung der Scheibe reflektiert wird. Another preferred embodiment of the invention provides that the image-generating device, one of the deflection mirrors and the other of the deflection mirrors are arranged in each position in such a way that the deflection mirrors are arranged in the beam path between the image-generating device and the pane. Ultimately, this means that regardless of the position of the deflection mirror and the image-generating device, the light emitted by the image-generating device always hits the alignment mirror and is reflected by it in the direction of the pane.
Hierdurch wird auch während einer Verlagerung der Umlenkspiegel und der bilderzeugenden Einrichtung eine kontinuierliche Projektion des Bilds auf die Scheibe des Kraftfahrzeugs, nämlich insbesondere an gleichbleibender Stelle, umgesetzt.As a result, a continuous projection of the image onto the window of the motor vehicle, namely in particular at a constant point, is implemented even during a displacement of the deflection mirror and the image-generating device.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass eine Verlagerung des wenigstens einen ersten Umlenkspiegels und des wenigstens einen zweiten Umlenkspiegels mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erfolgt, die zueinander in einem festen Verhältnis stehen. Dies gilt vorzugsweise zusätzlich für die bilderzeugende Einrichtung. Zur besseren Erläuterung werden die bilderzeugende Einrichtung und der Umlenkspiegel nachfolgend unter der Bezeichnung „Elemente“ zusammengefasst.Finally, within the scope of a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the at least one first deflection mirror and the at least one second deflection mirror are displaced at different speeds that are in a fixed relationship to one another. This preferably also applies to the image-generating device. For a better explanation, the image-generating device and the deflection mirror are summarized below under the designation "elements".
Um während der Verlagerung der Umlenkspiegel beziehungsweise der bilderzeugenden Einrichtung durchgehend eine Projektion des Bilds auf die Scheibe zu gewährleisten, um die Verlagerung der Elemente gekoppelt miteinander erfolgen. So ist das Element, welches in dem Strahlengang dem Ausrichtungsspiegel am nächsten liegt, mit der geringsten Geschwindigkeit zu verlagern, wobei die Verlagerungsgeschwindigkeit der Elemente mit zunehmendem Abstand zu dem Ausrichtungsspiegel bezüglich des Strahlengangs zunimmt. In anderen Worten sind die Umlenkspiegel und/oder die bilderzeugende Einrichtung kinematisch derart miteinander gekoppelt, dass ein Austrittsstrahlengang zwischen dem Ausrichtungsspiegel und der Scheibe unabhängig von der Anordnung der Umlenkspiegel und/oder der bilderzeugenden Einrichtung stets gleich ist.In order to continuously ensure a projection of the image onto the pane during the displacement of the deflecting mirror or the image-generating device, so that the displacement of the elements occurs coupled to one another. The element which lies closest to the alignment mirror in the beam path is to be displaced at the lowest speed, the displacement speed of the elements increasing with increasing distance from the alignment mirror with respect to the beam path. In other words, the deflection mirror and / or the image-generating device are kinematically coupled to one another in such a way that an exit beam path between the alignment mirror and the pane is always the same regardless of the arrangement of the deflection mirror and / or the image-generating device.
Insoweit wäre das bezüglich des Strahlengangs am weitesten von dem Ausrichtungsspiegel entfernte Element mit der größten Geschwindigkeit zu verlagern. Dieses Element ist üblicherweise die bilderzeugende Einrichtung. Die Verlagerung der Umlenkspiegel beziehungsweise der bilderzeugenden Einrichtung erfolgt beispielsweise mittels einer Teleskopspindel oder dergleichen. Mithilfe der beschriebenen Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung wird die kontinuierliche Anzeige des Bilds auf der Scheibe beziehungsweise in der gewünschten Anzeigeebene sichergestellt.In this respect, the element furthest away from the alignment mirror with respect to the beam path would have to be displaced at the greatest speed. This element is usually the imaging device. The deflection mirror or the image-generating device is displaced, for example, by means of a telescopic spindle or the like. With the aid of the described configuration of the display device, the continuous display of the image on the pane or in the desired display plane is ensured.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs in eine aus mehreren Anzeigeebenen ausgewählten Anzeigeebene, insbesondere einer Anzeigeeinrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Anzeigeeinrichtung wenigstens einen ersten Umlenkspiegel und wenigstens einen zweiten Umlenkspiegel aufweist, die in einem Strahlengang zwischen einer bilderzeugenden Einrichtung und der Scheibe angeordnet sind. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Strahlengang zwischen den Umlenkspiegeln und der Scheibe ein Ausrichtungsspiegel angeordnet ist, wobei der wenigstens eine erste Umlenkspiegel und der wenigstens eine zweite Umlenkspiegel zur Einstellung der Anzeigeebene und der Ausrichtungsspiegel zur Ausrichtung des Bilds auf der Scheibe verlagert werden können.The invention further relates to a method for operating a display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle in a display plane selected from several display planes, in particular a display device according to the statements within the scope of this description, the display device at least one first deflecting mirror and at least one second deflecting mirror which are arranged in a beam path between an image-generating device and the disc. It is provided that an alignment mirror is arranged in the beam path between the deflection mirrors and the pane, the at least one first deflection mirror and the at least one second deflection mirror for setting the display plane and the alignment mirror for aligning the image on the pane can be displaced.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Anzeigeeinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.Reference has already been made to the advantages of such a procedure or such a design of the display device. Both the display device and the method for operating it can be developed in accordance with the explanations in this description, so that reference is made to them in this respect.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ausrichtungsspiegel in Abhängigkeit von der Stellung der Umlenkspiegel derart angeordnet wird, dass er von der bilderzeugenden Einrichtung kommendes Licht unabhängig von der Stellung der Umlenkspiegel auf dieselbe Stelle der Scheibe lenkt. Jeder Stellung der Umlenkspiegel ist insoweit eine Stellung des Ausrichtungsspiegels zugeordnet. Bei Anordnung der Umlenkspiegel in einer bestimmten Stellung wird der Ausrichtungsspiegel in einer Stellung angeordnet, welcher der Stellung der Umlenkspiegel zugeordnet ist. Dies erfolgt bevorzugt kontinuierlich, insbesondere auch während einer Verlagerung der Umlenkspiegel. Auf diese Art und Weise wird eine kontinuierliche Anzeige des Bilds sichergestellt. Entsprechend wird bei einer Verlagerung der Umlenkspiegel eine kontinuierliche Veränderung der Anzeigeebene hin zu der ausgewählten Anzeigeebene realisiert. Dies bewirkt eine besonders hohe Bildqualität beziehungsweise einen angenehmen Eindruck für den Betrachter. Beispielsweise ist es vorgesehen, die Anzeigeebene derart auszuwählen, dass das Bild bezüglich eines von dem Kraftfahrzeug verschiedenen Objekts, insbesondere eines weiteren Kraftfahrzeugs, zumindest zeitweise ortsfest angeordnet ist. Insoweit scheint das Bild an dem weiteren Kraftfahrzeug zu „kleben“.A particularly preferred development of the invention provides that the alignment mirror is arranged as a function of the position of the deflecting mirror in such a way that it directs light coming from the image-generating device to the same point on the pane regardless of the position of the deflecting mirror. To this extent, each position of the deflecting mirror is assigned a position of the alignment mirror. When the deflection mirror is arranged in a specific position, the alignment mirror is arranged in a position which is assigned to the position of the deflection mirror. This takes place preferably continuously, in particular also during a displacement of the deflecting mirror. In this way, continuous display of the image is ensured. Correspondingly, when the deflecting mirror is displaced, a continuous change in the display plane towards the selected display plane is realized. This results in a particularly high image quality or a pleasant impression for the viewer. For example, it is provided to select the display level in such a way that the image is at least temporarily arranged in a stationary manner with respect to an object different from the motor vehicle, in particular a further motor vehicle. In this respect, the image seems to “stick” to the further motor vehicle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Anzeigeeinrichtung zur Projektion eines Bilds auf eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bild in eine aus mehreren Anzeigeebenen ausgewählte erste Anzeigeebene projiziert wird, sowie -
2 eine schematische Darstellung der Anzeigeeinrichtung, wobei das Bild in eine ebenfalls aus den mehreren Anzeigeebenen ausgewählte zweite Anzeigeebene projiziert wird.
-
1 a schematic representation of a display device for projecting an image onto a window of a motor vehicle, the image being projected into a first display plane selected from a plurality of display planes, and -
2 a schematic representation of the display device, the image being projected into a second display plane also selected from the plurality of display planes.
Die
Es ist erkennbar, dass die Umlenkspiegel
Weiterhin ist angedeutet, dass das mittels des Ausrichtungsspiegels
Es ist erkennbar, dass die ersten Umlenkspiegel
Eine Verlagerung der Umlenkspiegel
Die
Eine Verlagerung der Umlenkspiegel
Die beschriebene Anzeigeeinrichtung
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Applications Claiming Priority (1)
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