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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Head-Up-Display für ein Fahrzeug,
mit einer in das Armaturenbrett eingebauten Anzeigeeinrichtung, mit
der Bilder nach oben durch eine Öffnung
im Armaturenbrett zur Reflexion an einem über dem Armaturenbrett angeordneten
Bildschirm projiziert werden. Die Anzeigeeinrichtung ist im Armaturenbrett
des Fahrzeugs angeordnet und der Überlagerungsbildschirm befindet
sich oberhalb des Armaturenbretts.
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Eine
in einem Fahrzeug eingesetzte Anzeigeeinrichtung zum Ablesen in
aufrechter Kopfhaltung bietet optische Information, die zum Betrieb
des Fahrzeugs erforderlich ist, in der Weise, dass die Information
einem durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs sichtbaren Hintergrund
vor dem Fahrzeug überlagert
wird. Ein Fahrer, der nach vorn blickt, um das Fahrzeug zu führen, kann
die optische Information mit geringerer Ablenkung seiner Blickrichtung
sehen.
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Das
Fahrzeug besitzt ein Armaturenbrett mit einer Öffnung zum Hindurchtretenlassen
eines aus einer Anzeigeeinrichtung abgestrahlten Bildes an die Windschutzscheibe
oder an einen über
dem Armaturenbrett angeordneten Überlagerungsbildschirm.
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Aus
US 5 677 701 A ist
ein Head-Up-Display für
ein Fahrzeug mit einer in das Armaturenbrett eingebauten Anzeigeeinrichtung
bekannt, mit der Bilder nach oben durch eine Öffnung im Armaturenbrett zur Reflexion
an einem halbdurchlässigen
Kombinator projiziert werden. Der Kombinator ist im Betrieb des Head-Up-Displays
in einer Stehstellung an der dem Fahrer abgewandten Seite der Öffnung aufgerichtet und
ist für
den Nicht-Betrieb auf die Öffnung
im Armaturenbrett zu deren Abdeckung in eine Liegestellung abschwenkbar.
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Bei
diesem bekannten Head-Up-Display wird die schrägliegende Öffnung im Armaturenbrett an
ihrer dem Fahrer abgewandten Seite von einer schräg nach unten
abgewinkelten Abschirmplatte begrenzt, um die Blicklinie des Fahrers
durch die Öffnung
hindurch zu blockieren und daher entsprechende Störungen des
Fahrers durch direkten Blickkontakt mit dem Inneren des Armaturenbretts
zu vermeiden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Head-Up-Display der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, bei dem die Sicht des Fahrers nicht durch eine direkte
Blicklinie durch die Öffnung
hindurch in das Innere des Armaturenbretts gestört wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Head-Up-Display mit den in den Ansprüchen 1, 3 und 9 angegebenen
Merkmalen.
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Durch
die Erfindung wird für
ein Head-Up-Display eine Abdeckeinheit angegeben, um unerwünschte Strahlen
aus der Öffnung
des Armaturenbretts des Fahrzeugs zu verhindern. Mit dem Head-Up-Display
wird ein aus einer Anzeigeeinrichtung gesandtes Bild von optischen
Informationen durch die Öffnung
an eine Windschutzscheibe oder einen Überlagerungsbildschirm zum
Einblenden des Bildes in einen durch die Windschutzscheibe gesehenen
Hintergrund vor dem Fahrzeug projiziert, um die Informationen für das Auge
eines Fahrers sichtbar zu machen. Die Anzeigeeinrichtung ist im
Armaturenbrett angeordnet, und der Überlagerungsbildschirm ist über dem
Armaturenbrett angeordnet.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
weist die Abdeckeinheit zum Öffnen
und zum Schließen
der Öffnung
des Armaturenbretts, die aus einer Anzeigeeinrichtung gesandte Bildstrahlen
zu einem Bildschirm gelangen lässt,
eine Abschirmplatte auf, die zwischen einer Steh- und einer Liegestellung
bewegbar ist. Die Abschirmplatte ist in ihrer Stehstellung auf dem
dem Fahrer zugewandten Teil des Randes der Öffnung aufgerichtet, um in
der Stehstellung die vom Auge des Fahrers ins Innere des Armaturenbretts
gerichtete Blicklinie zu unterbrechen, während die Abschirmplatte in
der Liegestellung die vom Auge zur Windschutzscheibe gerichteten
Blicklinien nicht unterbricht. Die Abdeckeinheit umfasst ferner
einen Abdeckkörper,
der bewegbar ist, um die Öffnung
zu schließen
und zu öffnen.
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Die
Abschirmplatte steht im Offen-Zustand der Öffnung und liegt im Schließ-Zustand
der Öffnung.
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Somit
unterbricht die Abschirmplatte in ihrem Stehzustand eine vom Auge
zum Inneren des Armaturenbretts gerichtete Blicklinie, da die Abschirmplatte
in ihrem Stehzustand am Rand der Öffnung aufgerichtet ist. Das
heißt,
die Blicklinie des Auges kann nicht direkt durch die Öffnung in
das Armaturenbrett eintreten.
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Dies
beseitigt eine Störung,
die darin besteht, dass die Blicklinie des Fahrerauges beim Betrieb
des Fahrzeugs direkt durch die Öffnung
in das Armaturenbrett eintritt.
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Vorzugsweise
weisen die Abschirmplatte und der Abdeckkörper jeweils eine Oberfläche auf, die
in der Weise behandelt ist, dass sie eine Reflexion eines äußeren Lichtstrahls
begrenzen, wenn die Oberfläche
im Offen-Zustand der Öffnung
zur Öffnung
gewandt ist.
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Auf
diese Weise werden Lichtstrahlen, die von der Abschirmplatte und
dem Abdeckkörper
zur Windschutzscheibe reflektiert werden, minimiert, so dass die äußeren Lichtstrahlen
im Offen-Zustand des Abdeckkörpers
nicht auf dem Weg über
die Windschutzscheibe das Auge erreichen.
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In
einer Abwandlung wird die Abschirmplatte von dem Abdeckkörper selbst
gebildet. Dadurch wird keine gesonderte Abschirmplatte zusätzlich zum
Verschlusselement benötigt,
wodurch sich die Konstruktion der Abdeckeinheit vereinfacht.
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Vorzugsweise
weist die Abdeckeinheit ferner eine über die Öffnung gelegte transparente
Schutzabdeckung auf, über
die sich im Schließ-Zustand
der Öffnung
der Abdeckkörper
legt. Die Abschirmplatte ist in der Weise ausgebildet, dass sie
einen äußeren Lichtstrahl,
der an der nach außen
exponierten transparenten Schutzabdeckung reflektiert wird, wenigstens
in der Stehstellung der Abschirmplatte unterbricht, um zu verhindern,
dass der äußere Lichtstrahl ins
Auge gelangt.
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Vorzugsweise
ist der Abdeckkörper
an der Abschirmplatte in der Weise angelenkt, dass der Abdeckkörper im
Offen-Zustand zusammen mit der Abschirmplatte hochgeklappt ist und
im Schließ-Zustand
zusammen mit der Abschirmplatte auseinandergeklappt ist. Der Abdeckkörper weist
eine behandelte Oberseite auf, um sowohl im Offen-Zustand als auch
im Schließ-Zustand eine Reflexion
eines äußeren Lichtstrahls
zu verhindern, wobei die Oberseite im Offen-Zustand im wesentlichen
in die Vorwärtsfahrrichtung
des Fahrzeugs gewandt ist.
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Auf
diese Weise verhindert die Abschirmplatte in ihrem Stehzustand eine
Reflexion eines äußeren Lichtstrahls,
selbst wenn der äußere Lichtstrahl von
der transparenten Schutzabdeckung reflektiert wird. Dementsprechend
wird der äußere Lichtstrahl, der
von der Abschirmplatte zur Windschutzscheibe reflektiert wird, minimiert,
so dass der äußere Lichtstrahl
im Offen-Zustand des Abdeckkörpers
nicht das Auge auf dem Weg über
die Windschutzscheibe erreicht.
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Die
Oberseite des Abdeckkörpers
kann in der gleichen Weise wie die allgemeine Armaturenbrettoberfläche oberflächenbehandelt
sein, um Licht unregelmäßig zu reflektieren
und das Erscheinungsbild der Oberflächen zu vereinheitlichen.
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Vorzugsweise
trägt die
Oberseite des Abdeckkörpers
einen Aufdruck, um gleiche Oberflächenrauhigkeit wie für die Oberfläche des
Armaturenbretts zu schaffen, das im Schließ-Zustand bündig mit der Oberseite des
Abdeckkörpers
ist.
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Auf
diese Weise werden äußere Lichtstrahlen,
die vom Abdeckkörper
zur Windschutzscheibe reflektiert werden, minimiert, so dass die äußeren Lichtstrahlen
das Auge nicht auf dem Weg über
die Windschutzscheibe erreichen.
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Vorzugsweise
ist der Bildschirm ein Überlagerungsbildschirm,
der in einer Betriebsstellung des Überlagerungsbildschirms außerhalb
des Armaturenbretts angeordnet ist und in einer Nicht-Betriebsstellung
des Überlagerungsbildschirms
im Armaturenbrett aufgenommen ist. Die Öffnungs- und Schließbewegungen
der Abschirmplatte und des Abdeckkörpers stehen in einer ineinandergreifenden Beziehung
zur Bewegung des Überlagerungsbildschirms
zwischen der Betriebsstellung und der Nicht-Betriebsstellung.
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Somit
stehen die Abschirmplatte und der Abdeckkörper aufrecht, um die Öffnung zu öffnen, wenn der Überlagerungsbildschirm
aus dem Armaturenbrett bewegt wird. Wenn andererseits der Überlagerungsbildschirm
ins Innere des Armaturenbretts bewegt wird, werden die Abschirmplatte
und der Abdeckkörper
flachgelegt, um die Öffnung
zu verschließen.
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Dementsprechend
wird zum Starten der Öffnungs-
und Schließbewegungen
der Abschirmplatte und des Abdeckkörpers kein zusätzlicher
Betätigungsvorgang
benötigt.
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Vorzugsweise
stehen die Öffnungs-
und Schließbewegungen
der Abschirmplatte und des Abdeckkörpers in einer ineinandergreifenden
Beziehung zu einer Ein- und Ausschaltung des Anzeigens des Bildes
aus der Anzeigeeinrichtung.
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Das
heißt,
der Einschaltvorgang zum Anzeigen des Bildes in der Anzeigeeinrichtung
hebt die Abschirmplatte und den Abdeckkörper an, um die Öffnung zu öffnen. Andererseits
bewegt der Ausschaltvorgang zum Nicht-Anzeigen des Bildes in der
Anzeigeeinrichtung die Abschirmplatte und den Abdeckkörper in
der Weise, dass sie die Öffnung
verschließen.
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Dementsprechend
wird zum Starten der Öffnungs-
und Schließbewegungen
der Abschirmplatte und des Abdeckkörpers kein zusätzlicher
Betätigungsvorgang
benötigt.
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft eine Abdeckeinheit für ein Head-Up-Display
in einem Fahrzeug zum Öffnen
und Schließen
einer Öffnung,
die Strahlen eines aus einer Anzeigeeinrichtung gesandten Bildes
zu einem Bildschirm gelangen lässt.
Die Anzeigeeinrichtung ist im Armaturenbrett angeordnet, und das
Bild wird in dem Hintergrund vor dem Fahrzeug des Fahrzeugs eingeblendet,
um für
das Auge eines Fahrers sichtbar zu sein, wobei der Bildschirm außerhalb
des Armaturenbretts angeordnet ist. Die Abdeckeinheit weist eine
in Fahrtrichtung vordere, erste Abdeckung und eine in Fahrtrichtung
hintere, zweite Abdeckung zum gemeinsamen Verschließen der Öffnung auf.
Die hintere Abdeckung unterbricht in ihrer Offenstellung, in der die
hintere Abdeckung auf dem hinteren Fand der Öffnung steht, eine vom Auge
ins Innere des Armaturenbretts gerichtete Blicklinie. Vorzugsweise
ist der Bildschirm ein Überlagerungsbildschirm,
der in der Betriebsstellung des Überlagerungsbildschirms
außerhalb
des Armaturenbretts angeordnet ist und in einer Nicht-Betriebsstellung
des Überlagerungsbildschirms
im Armaturenbrett aufgenommen ist, und die hintere Abdeckung steht über einen
Schwenkhebel und einen Gelenkarm in Wirkverbindung mit einer Tragstrebe
des Überlagerungsbildschirms,
so dass die Öffnungs- und Schließbewegungen
der Abdeckplatten in einer ineinandergreifenden Beziehung zur Bewegung
des Überlagerungsbildschirms
zwischen der Betriebsstellung und der Nicht-Betriebsstellung stehen.
Vorzugsweise ist die vordere Abdeckung durch eine Feder in den Offen-Zustand
vorgespannt. Vorzugsweise umfasst die Abdeckeinheit ferner einen
Schwenkbegrenzungsarm, der mit der vorderen Abdeckung in Wirkverbindung
steht, um den Bewegungsbereich der vorderen Abdeckung zu begrenzen,
und die hintere Abdeckung schiebt den Schwenkbegrenzungsarm, wenn
die hintere Abdeckung sich bewegt, um die Öffnung zu schließen, so
dass der Schwenkbegrenzungsarm die vordere Abdeckung bewegen kann,
um die Öffnung
zusammen mit der hinteren Abdeckung zu verschließen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungsfiguren
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1 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
eines Head-Up-Displays nach einer ersten Ausführungsform, die eine erfindungsgemäße Abdeckeinheit
verwendet, wobei eine Abschirmplatte sich in ihrer Stehstellung
befindet;
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2 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
der Abdeckeinheit nach 1;
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3 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung des Betriebszustands des Head-Up-Displays
nach der ersten Ausführungsform, wobei
die Abschirmplatte sich in ihrer Liegestellung befindet;
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4 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
einer gegenüber
der ersten Ausführungsform
abgewandelten Abdeckeinheit;
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5 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines weiteren Betriebszustands
der Abdeckeinheit nach 4;
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6 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
einer weiteren gegenüber
der ersten Ausführungsform
abgewandelten Abdeckeinheit;
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7 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines weiteren Betriebszustands
der Abdeckeinheit nach 6;
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8 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
eines Head-Up-Displays, welches eine weitere Abdeckeinheit nach
einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
verwendet, wobei ein Überlagerungsbildschirm
sich in seiner Arbeitsstellung befindet;
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9 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
einer Einheit mit einer Anzeigeeinrichtung und einem Vergrößerungsreflektor,
die in 8 gezeigt sind;
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10 ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
einer Gelenkeinheit nach 9;
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11 ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines weiteren Betriebszustands
der Gelenkeinheit nach 9;
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12 ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines weiteren Betriebszustands
der Gelenkeinheit nach 9;
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13 ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung noch eines weiteren Betriebszustands der
Gelenkeinheit nach 9;
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14 ist
eine Rückansicht
zur Veranschaulichung eines Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 9;
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15 ist
eine Rückansicht
zur Veranschaulichung eines weiteren Betriebszustands der Gelenkeinheit
nach 9;
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16 ist
eine Rückansicht
zur Veranschaulichung noch eines weiteren Betriebszustands der Gelenkeinheit
nach 9;
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17 ist
eine Rückansicht
zur Veranschaulichung eines Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 9,
die den Überlagerungsbildschirm
enthält;
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18 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Abdeckeinheit nach 8,
wobei die Abdeckeinheit sich in ihrem Schließ-Zustand befindet;
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19 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Abdeckeinheit nach 8,
wobei die Abdeckeinheit sich in ihrem Offen-Zustand befindet;
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20 ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
eines Head-Up-Displays nach der zweiten Ausführungsform, wobei der Überlagerungsbildschirm
sich in seiner Versenk-Stellung befindet; und
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21 ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
des Head-Up-Displays nach der zweiten Ausführungsform, wobei der Überlagerungsbildschirm
sich in seiner Zwischenstellung befindet.
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Eingehende Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden nachstehend erfindungsgemäße Ausführungsformen
einer öffenbaren
Abdeckeinheit eines Head-Up-Displays erörtert.
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1 ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
eines Head-Up-Displays, die eine öffenbare Abdeckeinheit nach
einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform
verwendet. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet das Head-Up-Display
nach der ersten Ausführungsform. Das
Head-Up-Display überlagert
ein auf eine Windschutzscheibe 3 projiziertes Bild (wobei
die Windschutzscheibe einem in der Kurzfassung der Erfindung genannten
Bildschirm entspricht) einem durch die Windschutzscheibe 3 sichtbaren
Hintergrund vor dem Fahrzeug. Die Windschutzscheibe 3,
die sich oberhalb einer oberen Fläche 1a des Armaturenbretts 1 eines
Fahrzeugs befindet, besitzt einen im wesentlichen gleichmäßigen Neigungswinkel
bezüglich
der Vertikalrichtung oder der Längsrichtung
des Fahrzeugs.
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Das
Head-Up-Display 5 umfasst ferner eine Anzeigeeinrichtung 51 zum
Anzeigen eines an die Windschutzscheibe 3 zu projizierenden
Bildes, einen Vergrößerungsreflektor 53,
eine transparente Schutzabdeckung 55, eine Abdeckeinheit 57 usw. Die
Anzeigeeinrichtung 51 und der Vergrößerungsreflektor 53 sind
im Armaturenbrett 1 untergebracht.
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Der
Vergrößerungsreflektor 53 besitzt
eine konkave Reflexionsfläche 53a und
ist im Armaturenbrett 1 genau unter einer im wesentlichen
rechteckigen Öffnung 1b,
die in der oberen Fläche 1a des
Armaturenbretts 1 ausgebildet ist, in der Weise angeordnet,
dass die Reflexionsfläche 53a in
einer diagonalen Aufwärtsrichtung
des Fahrzeugs nach hinten gerichtet ist.
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Die
Anzeigeeinrichtung 51 besteht aus einer Lumineszenzvorrichtung
(zB einer Feldemissions-Anzeigevorrichtung),
einer Elektronenstrahlröhre,
einer Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung oder einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
mit Hintergrundbeleuchtung. Die Anzeigeeinrichtung 51 besitzt
eine der Reflexionsfläche 53a des
Vergrößerungsreflektors 53 gegenüberliegende
Anzeigefläche 51a zum
Anzeigen von optischen Informationen, die zum Führen des Fahrzeugs erforderlich
sind, wie z.B. Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung des Fahrzeugs,
die man bei Verwendung eines Automobilnavigationssystems erhält.
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Die
transparente Schutzabdeckung 55 besteht aus einer im wesentlichen
bogenförmigen, transparenten
Kunststoffplatte und greift in einen im wesentlichen rechteckigen
Umfangsrahmen 1c ein, der etwas innerhalb der Öffnung 1b des
Armaturenbretts 1 in der Weise angeordnet ist, dass eine
konvexe Oberfläche
der transparenten Schutzabdeckung 55 zur Innenseite des
Armaturenbretts 1 gewandt ist.
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Das
Head-Up-Display 5 nach der ersten Ausführungsform erzeugt an der Anzeigefläche 51a der Anzeigeeinrichtung 51 ein
Bild. Das Bild wird durch die Reflexionsfläche 53a des Vergrößerungsreflektors 53 vergrößert und
zur Öffnung 1b reflektiert,
so dass das Bild durch die transparente Schutzabdeckung 55 gelangt,
um durch die Öffnung 1b hindurch auf
die über
dem Armaturenbrett 1 angeordnete Windschutzscheibe 3 projiziert
zu werden. Die Windschutzscheibe 3 reflektiert das Bild
zum Auge eines Fahrers des Fahrzeugs.
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Die
Abdeckeinheit 57 umfasst eine Abdeckplatte 57a zum
Schließen
der Öffnung 1b,
eine Abschirmplatte 57b, die durch ein Gelenk angeschlossen
ist, um die Abdeckplatte 57a mit der Abschirmplatte 57b zusammenklappen
zu können,
und ein Motorgehäuse 57c zur
Unterbringung eines Motors und eines Getriebes (beide nicht gezeigt)
zum Bewegen der Abschirmplatte 57b, wie in einer vergrößerten perspektivischen
Ansicht gemäß 2 veranschaulicht.
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Die
Abschirmplatte 57b ist eine im wesentlichen rechteckige
Platte, die aus undurchsichtigem Werkstoff wie das Armaturenbrett 1 besteht.
Wie in 1 veranschaulicht, besitzt die Abschirmplatte 57b ein
Ende, das an einem etwas hinter der Öffnung 1b der Oberseite 1a des
Armaturenbretts 1 gelegenen peripheren Abschnitt schwenkbar
gelagert ist.
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Wie
in 1 veranschaulicht, kann die Abschirmplatte 57b von
der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1 nach oben
ragen, um eine Blicklinie S, die vom Auge I durch die Öffnung 1b ins
Innere des Armaturenbretts 1 gerichtet ist, zu unterbrechen.
Wie in einer anschaulichen allgemeinen Seitenansicht nach 3 gezeigt,
kann die Abschirmplatte 57b entlang der Oberseite 1a des
Armaturenbretts 1 flachgelegt werden. Die Abschirmplatte 57b wird
durch eine im Motorgehäuse 57c erzeugte
Betätigungskraft
zwischen ihrer Steh- und ihrer Liegestellung bewegt.
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Die
Abdeckplatte 57a ist eine im wesentlichen rechteckige Platte,
die aus undurchsichtigem Werkstoff wie das Armaturenbrett 1 besteht,
und hat eine der Öffnung 1b entsprechende
Größe. Die
Abdeckplatte 57a besitzt ein Ende, das gelenkig mit einem
Vorderende der Abschirmplatte 57b verbunden ist, und aus
jeder Seitenfläche
der Abdeckplatte 57a ragt in der Nähe ihres freien Endes ein (nicht
dargestellter) Führungsstift.
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Wie
in 2 veranschaulicht, ist das Motorgehäuse 57c an
einer seitlichen Außenfläche des Öffnungsrahmens 1c befestigt
und beherbergt den (nicht dargestellten) Motor und eine Reihe von
(nicht dargestellten) Zahnrädern
zum Übertragen
der Betätigungskraft
des Motors an eine (nicht dargestellte) Schwenkwelle der Abschirmplatte 57b.
Die Enden der Schwenkwelle sind an der Oberseite 1a des
Armaturenbretts 1 drehbar gelagert.
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Als
nächstes
wird der Betrieb des Head-Up-Displays 5, insbesondere der
Abdeckeinheit 57 nach der in dieser Weise ausgebildeten
ersten Ausführungsform
erörtert.
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Zum
Einblenden eines von der Anzeigefläche 51a der Anzeigeeinrichtung 51 erzeugten
Bildes in einen vom Auge I durch die Windschutzscheibe 3 gesehenen
Hintergrund vor dem Fahrzeug wird der Motor im Motorgehäuse 57c um
eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen gedreht. Die Betätigungskraft
des Motors wird durch die Reihe von Zahnrädern übertragen, um die Abschirmplatte 57b aus
der liegenden in die Stehstellung zu schwenken.
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Die
Aufrichtbewegung der Abschirmplatte 57b bewegt das Hinterende
der Abdeckplatte 57a, das am Vorderende der Abschirmplatte 57b abgelenkt
ist, nach oben, während
das Vorderende der Abdeckplatte 57a sich – bezogen
auf das Fahrzeug – nach
hinten bewegt, und zwar entlang Führungsnuten 1d, denn
die Führungsstifte
sind gleitfähig
in je einer der Führungsnuten 1d aufgenommen,
die an inneren Seitenflächen
des Öffnungsrahmens 1c ausgebildet
sind. Dadurch wird die Abdeckplatte 57a zur Abschirmplatte 57b geklappt,
um die Öffnung 1b vollständig freizugeben.
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Dementsprechend
wird ein an der Anzeigefläche 51a der
Anzeigeeinrichtung 51 erzeugtes Bild durch die Reflexionsfläche 53a des
Vergrößerungsreflektors 53 zur Öffnung 1b reflektiert,
so dass ein vergrößertes Bild
durch die transparente Schutzabdeckung 55 an die über dem
Armaturenbrett 1 befindliche Windschutzscheibe 3 projiziert
wird. Das vergrößerte Bild
wird einem Hintergrund vor dem Fahrzeug überlagert, so dass es über die
Windschutzscheibe 3 für
das Auge I des Fahrers sichtbar ist.
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In
diesem Zustand wird eine Blicklinie 5, die vom Auge I direkt
durch die Öffnung 1b ins
Innere des Armaturenbretts 1 gerichtet ist, durch die stehende
Abschirmplatte 57b unterbrochen. Somit ist für das Auge
I die Innenseite des Armaturenbretts 1 nicht durch die Öffnung 1b sichtbar.
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Ein äußerer Lichtstrahl,
wie zB Sonnenlicht, der durch die Windschutzscheibe 3 in
das Innere des Fahrzeugs eintritt, wird durch die transparente Schutzabdeckung 55 nach
hinten reflektiert. Der reflektierte Lichtstrahl gelangt auf die
Oberfläche 57d der
zur Abschirmplatte 57b geklappten Abdeckplatte 57a.
Der Lichtstrahl wird unregelmäßig reflektiert,
um durch die Unregelmäßigkeit
der rauen Oberfläche 57d geschwächt zu werden,
so dass der reflektierte Lichtstrahl das Auge I nicht erreicht,
selbst wenn er nochmals an der Windschutzscheibe 3 reflektiert wird.
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Die
Abdeckplatte 57a unterbricht auch den durch die transparente
Schutzabdeckung 55 reflektierten äußeren Lichtstrahl, damit dieser
nicht direkt das Auge I erreicht.
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Wenn
eine Einblendung des Bildes in den Hintergrund vor dem Fahrzeug
nicht gewünscht
wird, wird der Motor im Motorgehäuse 57c um
eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen in der dem Überlagerungszustand
entgegengesetzten Richtung gedreht. Die Betätigungskraft des Motors wird über die Reihe
von Zahnrädern
auf die Abschirmplatte 57b ausgeübt, die aus der Steh- in die
Liegestellung bewegt wird.
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Dadurch
bewegt sich infolge des Umschwenkens der Abschirmplatte 57b das
hintere Ende der Abdeckplatte 57a aus der Anhebe-Stellung in
die Nähe
der Öffnung 1b,
während
sich das Vorderende der Abdeckplatte 57a bezogen auf die
Fahrtrichtung des Fahrzeug nach vorn bewegt, nämlich entlang der Führungsnuten 1d,
denn die Führungsstifte
sind gleitfähig
in je einer der Führungsnuten 1d aufgenommen,
die an den inneren Seitenflächen
des Öffnungsrahmens 1c ausgebildet
sind. Dadurch wird die Abdeckplatte 57a aus dem gefalteten
Zustand auseinandergeklappt, um die Öffnung 1b vollständig zu
verschließen.
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Dementsprechend
unterbricht die entlang der Öffnung 1b flachgelegte
Abschirmplatte 57b keine Blicklinie S des Auges I und ermöglicht dadurch dem
Fahrer ein größeres Blickfeld
auf den Hintergrund vor dem Fahrzeug.
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Im
Schließ-Zustand
der Öffnung 1b bilden die
Oberfläche 57d der
Abdeckplatte 57a und die Oberfläche 57e der Abschirmplatte 57b einen
Teil der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1, und
die Oberfläche 57d der
Abdeckplatte 57a und die Oberfläche 57e der Abschirmplatte 57b können jeweils
die gleiche Rauhigkeit und sonstige Oberflächenbeschaffenheit wie das
Armaturenbrett 1 aufweisen. Auf diese Weise wird ein äußerer Lichtstrahl,
der durch die Windschutzscheibe 3 ins Innere des Fahrzeugs
eintritt, durch die Oberflächen 57d und 57e nur
wenig reflektiert, so dass der reflektierte Lichtstrahl nicht das Auge
I erreicht, nicht einmal über
eine weitere Reflexion des Lichtstrahls an der Windschutzscheibe 3.
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Bei
dem Head-Up-Display 5 nach der ersten Ausführungsform
wird ein Bild, das aus der im Armaturenbrett 1 untergebrachten
Anzeigeeinrichtung 51 projiziert wird, durch den Vergrößerungsreflektor 53 an
die vor dem Auge befindliche Windschutzscheibe 3 reflektiert.
Das Bild wird aus dem Armaturenbrett 1 durch die Öffnung 1b gestrahlt,
die die zum Verschließen
der Öffnung 1b dienende
Abdeckplatte 57a aufweist. Im geöffneten Zustand der Abdeckplatte 57a steht
diese auf einem hinteren Umfangsabschnitt der Öffnung 1b, um die
Blicklinie S zu unterbrechen, die vom Auge I durch die Öffnung 1b direkt
ins Innere des Armaturenbretts 1 gerichtet ist. Im Schließ-Zustand
der zum Verschließen
der Öffnung 1b dienenden
Abdeckplatte 57a liegt die Abdeckplatte 57a flach,
um mit der Oberseite 1a bündig abzuschließen, so
dass die Abdeckplatte 57a keine Störung einer Blicklinie S darstellt,
die vom Auge I des Fahres zum Hintergrund vor dem Fahrzeug gerichtet
ist.
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Somit
ist sicher verhindert, dass eine vom Auge I des Fahrers ausgehende
Blicklinie S durch die Öffnung 1b direkt
ins Innere des Armaturenbretts 1 gelangt, und es entsteht
somit keine diesbezügliche Störung des
Fahrers.
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Bei
der ersten Ausführungsform
weisen die Oberfläche 57d der
Abdeckplatte 57a und die Oberfläche 57e der Abschirmplatte 57b jeweils
eine Rauhigkeit auf, um eine Lichtreflexion an diesen Oberflächen zu
verhindern. Alternativ können
die Oberfläche 57d der
Abdeckplatte 57a und die Oberfläche 57e der Abschirmplatte 57b durch
eine Mattierung oberflächenbehandelt
sein.
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Optional
braucht die Oberfläche 57e der
Abschirmplatte 57b nicht oberflächenbehandelt zu sein, um eine
Lichtreflexion an dieser Oberfläche
zu verhindern, denn ein äußerer Lichtstrahl
wird im geöffneten
Zustand der Abdeckplatte 57a die Oberfläche 57e nicht erreichen.
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Vorzugsweise
beginnen die Auf- und Einklappbewegungen der Abschirmplatte 57b im
Zusammenhang mit Ein-/Ausschaltbetätigungen
der Anzeigeeinrichtung 51 zum Erzeugen des Bildes. Das
heißt,
die Hochklappbewegung der Abschirmplatte 57b beginnt, wenn
die Anzeigeeinrichtung 51 eingeschaltet wird, wohingegen
die Einklappbewegung der Abschirmplatte 57b beginnt, wenn
die Anzeigeeinrichtung 51 ausgeschaltet wird.
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Bei
dem Head-Up-Display 5 nach der ersten Ausführungsform öffnet und
schließt
die Abdeckplatte 57a die Öffnung 1b, während die
Abschirmplatte 57b in ihrem Stehzustand eine vom Auge I
zur Öffnung 1b gerichtete
Blicklinie S unterbricht. Wie in einer Schnittansicht gemäß 4 veranschaulicht, kann
jedoch eine einzige Abdeckplatte 57f vorgesehen sein, um
die Öffnung 1b zu
verschließen
und in einem geöffneten
Zustand der Abdeckplatte 57f eine vom Auge I zur Öffnung 1b gerichtete
Blicklinie S zu unterbrechen. Die Abdeckplatte 57f schwenkt
zwischen ihrem in 4 gezeigten Schließ-Zustand (Liegestellung)
und ihrem geöffneten
Zustand (Stehstellung), der in einer Schnittansicht gemäß 5 veranschaulicht
ist.
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Wie
in einer Schnittansicht gemäß 6 veranschaulicht,
kann alternativ ein Paar von Abdeckplatten in Form einer vorderen
Abdeckplatte 57g und einer hinteren Abdeckplatte 57h vorhanden
sein, die an einem vorderen bzw einem hinteren Umfangsabschnitt
der Öffnung 1b schwenkbar
gelagert sind. Die Abdeckplatten 57g und 57h schwenken
zwischen ihrem in 6 gezeigten Schließ-Zustand
(Liegestellung) und ihrem Offen-Zustand (Stehstellung), der in einer
Schnittansicht gemäß 7 veranschaulicht ist.
Die hintere Abdeckplatte 57h unterbricht in ihrem Stehzustand
eine vom Auge I zur Öffnung 1b gerichtete
Blicklinie S.
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Die
Abdeckplatten 57f und 57h können eine Rückseite 57j bzw 57k aufweisen,
die so verarbeitet ist, dass eine Lichtreflexion verhindert wird.
Dadurch wird ein äußerer Lichtstrahl,
der durch die Windschutzscheibe 3 ins Innere des Fahrzeugs
tritt, durch die Rückseite 57j bzw 57k nur
wenig reflektiert, so dass der reflektierte Lichtstrahl nicht das
Auge I erreicht, nicht einmal über
eine weitere Reflexion des Lichtstrahls an der Windschutzscheibe 3.
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Wie
vorstehend beschrieben, können
eine oder mehrere Abdeckplatten verwendet werden, um die Öffnung 1b zu
schließen,
und eine zusätzliche Abschirmplatte
kann dazu dienen, im Offen-Zustand der
Abdeckungen eine vom Auge I zur Öffnung 1b gerichtete
Blicklinie S zu unterbrechen.
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Bei
der Head-Up-Display 5 nach der ersten Ausführungsform
kann die transparente Schutzabdeckung 55 durch eine bildvergrößernde Fresnellinse ersetzt
werden, während
der Vergrößerungsreflektor 53 durch
einen flachen Reflektor ersetzt werden kann. In diesem Fall ist
die zum Verschließen
der Öffnung 1b dienende
Abdeckplatte 57a dazu ausgebildet, eine äußere Fresneloberfläche der
Linse zu schützen.
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Die
vorliegende Erfindung lässt
sich auf eine in Head-Up-Display,
die an der Öffnung 1b keine transparente
Schutzabdeckung aufweist, oder auf eine weitere in Head-Up-Display anwenden,
bei der ein aus einer Anzeigeeinrichtung abgestrahltes Bild an einen Überlagerungsbildschirm
anstatt an einen Teil der Windschutzscheibe 3 projiziert
wird.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine zweite
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen öffenbaren
Abdeckeinheit erörtert.
Eine in Head-Up-Display, die in der zweiten Ausführungsform enthalten ist, weist
einen Überlagerungsbildschirm
auf, an den ein aus einer Anzeigeeinrichtung abgestrahltes Bild
projiziert wird.
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8 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands
der zweiten Ausführungsform.
Die Bezugsziffer 100 bezeichnet die in Head-Up-Display
nach der zweiten Ausführungsform.
Die in Head-Up-Display überlagert
ein an einen Überlagerungsbildschirm 110 abgestrahltes Bild
einem Hintergrund vor dem Fahrzeug, der durch eine vor dem Überlagerungsbildschirm 110 angeordnete
Windschutzscheibe 3 sichtbar ist. Im Betriebszustand befindet
sich der Überlagerungsbildschirm 110 oberhalb
einer in der Oberseite 1a eines Armaturenbretts 1 ausgebildeten Öffnung 1b,
und zwar entlang der Windschutzscheibe 3, die einen im
wesentlichen einheitlichen Neigungswinkel zu der Vertikalrichtung
oder der Längsrichtung
eines Fahrzeugs einnimmt.
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Die
in Head-Up-Display 100 umfasst ferner eine Anzeigeeinrichtung 130 zum
Anzeigen eines an den Überlagerungsbildschirm 110 zu
projizierenden Bildes, einen Vergrößerungsreflektor 150,
eine Hebeeinheit 170 für
den Überlagerungsbildschirm 110, eine
Abdeckeinheit 190, usw. Das Armaturenbrett 1 beherbergt
die Anzeigeeinrichtung 130, den Vergrößerungsreflektor 150 und
die Hebeeinheit 170.
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Die
Anzeigeeinrichtung 130 und der Vergrößerungsreflektor 150 sind
als eine Einheit definiert, die in einem Gehäuse 160 aufgenommen
ist, das eine obere Öffnung 161 zum
Abstrahlen eines Bildes aufweist, um das Bild auf den Überlagerungsbildschirm 110 zu
projizieren, wie in einer vergrößerten perspektivischen
Ansicht in 9 dargestellt. Die Hebeeinheit 170 umfasst
ein Paar von zueinander symmetrischen Gelenkeinheiten in Form einer
linken Gelenkeinheit 171 und einer rechten Gelenkeinheit 171,
die an je einer Seite des Gehäuses 160 angeordnet
und mit dem Überlagerungsbildschirm 110 verbunden
sind, um diesen zu heben.
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Auf
die Gelenkeinheiten 171 wird nun genauer eingegangen; jede
Gelenkeinheit 171 weist eine mit einer Seite des Überlagerungsbildschirms 110 verbundene
Tragstrebe 172 auf, und die Tragstrebe 172 besitzt
ein Paar von Führungszapfen 172a,
die am unteren Ende der Tragstrebe 172 von ihrer äußeren Seitenfläche abstehen,
wie in 10 strichliniert dargestellt.
Außerdem
besitzt die Tragstrebe 172 einen Gelenkzapfen 172b,
der am unteren Ende der Tragstrebe 172 von ihrer inneren
Seitenfläche
absteht, wie in 10 mit durchgezogener Linie
dargestellt.
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Die
Hebeeinheit 170 besitzt ferner einen feststehenden Grundrahmen 173b und
einen beweglichen Grundrahmen 173c, und über den
feststehenden Grundrahmen 173b und den beweglichen Grundrahmen 173c hinweg
ist ein Paar von bogenförmigen
Nockenführungsschlitzen 173a zum
Führen der
beiden Führungszapfen 172a ausgebildet.
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Ein
oberer Abschnitt jedes Nockenführungsschlitzes 173a ist
im beweglichen Grundrahmen 173c in der Weise ausgebildet,
dass dieser Abschnitt den beweglichen Grundrahmen 173c durchdringt, während der
andere, untere Abschnitt des Nockenführungsschlitzes 173a in
einer inneren Seitenfläche des
feststehenden Grundrahmens 173b ausgebildet ist.
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Der
bewegliche Grundrahmen 173c bewegt sich relativ zum feststehenden
Grundrahmen 173b in einer Richtung, die in 10 durch
einen Doppelpfeil A gezeigt ist.
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Die
beiden Führungszapfen 172a der Tragstrebe 172 bewegen
sich von den unteren Enden zu den oberen Enden der Nockenführungsschlitze 173a,
die über
den feststehenden Grundrahmen 173b und den beweglichen
Grundrahmen 173c hinweg ausgebildet sind, so dass der an
der Tragstrebe 172 befestigte Überlagerungsbildschirm 110 sich
im Armaturenbrett 1 von einer in den 9 und 10 gezeigten
Versenk-Stellung in eine in 11 gezeigte
Zwischenstellung bewegt. In der Versenk-Stellung befindet sich der Überlagerungsbildschirm 110 in Vorwärtsfahrrichtung
des Fahrzeugs gesehen vor dem Gehäuse 160, während er
sich in der Zwischenstellung oberhalb des Gehäuses 160 befindet.
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Die
Bewegung der Tragstrebe 172 mit dem Überlagerungsbildschirm 110 zwischen
der Versenk-Stellung und der Zwischenstellung erfolgt durch einen
Schwenkarm 175. Der Schwenkarm 175 weist an seinem
Vorderende einen Langschlitz 175a zum gleitfähigen Aufnehmen
des Gelenkzapfens 172b der Tragstrebe 172 auf,
und der Schwenkarm 175 wird mittels eines (nicht dargestellten)
Motors zwischen den in den 10 und 11 dargestellten Zuständen geschwenkt.
In der Zwischenstellung des Überlagerungsbildschirms 110 befindet
sich der Gelenkzapfen 172b der Tragstrebe 172 nahe
an einem offenen Ende des Langschlitzes 175a des Schwenkarms 175,
wie in 11 veranschaulicht.
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Da
jeder Nockenführungsschlitz 173a eine Bogenform
beschreibt, verändert
die Bewegung der Führungszapfen 172a entlang
der Noclcenführungsschlitze 173a den
Neigungswinkel des Überlagerungsbildschirms 110 während des
Hubs des Überlagerungsbildschirms 110 zwischen
der Versenk-Stellung und der Zwischenstellung. In der Versenk-Stellung
ist der Überlagerungsbildschirm 110 im
wesentlichen in Vertikalrichtung des Fahrzeugs geneigt, während in
der Zwischenstellung der Überlagerungsbildschirm 110 im
wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe 3 geneigt ist.
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Wie
in 12 veranschaulicht, die eine Außenseitenansicht
der Gelenkeinheit ist, sind darin vertikal erstreckte Langlöcher 173d und 173e vorhanden,
die in einem oberen bzw unteren Endabschnitt des beweglichen Grundrahmens 173c ausgebildet
sind und diesen durchdringen. Außerdem sind an der Außenseite
des Grundrahmens 173c an einem oberen Endabschnitt des
beweglichen Grundrahmens 173c nahe bei den oberen Enden
der Nockenführungsschlitze 173a zwei
Sperrhebel 173 angeordnet.
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Sobald
ein an der Tragstrebe 172 ausgebildeter Verbindungsstift 174a sich
innerhalb des Langlochs 173d nach oben bewegt, kippen die
Sperrhebel 173f um je einen Drehpunkt 173g, um – wie in 13 dargestellt – je einen
der Führungszapfen 172a zu halten,
die ans obere Ende der zugehörigen
Nockenführungsschlitze 173a gebracht
wurden. Andererseits – wie
in 12 gezeigt – kippen
die Sperrhebel 173f um den jeweiligen Drehpunkt 173g und
geben den jeweiligen Führungszapfen 172a frei,
sobald der Verbindungsstift 174a sich im Langloch 173d nach unten
bewegt.
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Wie
in 14 dargestellt, ist an einer Außenseite
des Grundrahmens 173c parallel zu diesem ein Hubrahmen 174 angeordnet.
Der Hubrahmen 174 trägt
an seiner Innenfläche
in der Nähe
seines oberen Endes den Verbindungsstift 174a, und der
Verbindungsstift 174a dringt durch die beiden Sperrhebel 173f,
wobei er im Langloch 173d des beweglichen Grundrahmens 173c aufgenommen
ist.
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Der
Hubrahmen 174 besitzt ferner einen federgespannten, nach
innen ragenden Federbefestigungsstift 174b, der im Langloch 173e aufgenommen
ist, das in einem unteren Abschnitt des beweglichen Grundrahmens 173c angeordnet
ist. Der Federbefestigungsstift 174b ist mit einem Ende
einer Zugfeder 174c verbunden, und das andere Ende der Zugfeder 174c ist
mit einem weiteren Federbefestigungsstift 173h verbunden,
der von der Innenseite des beweglichen Grundrahmens 173c etwas
oberhalb des Langlochs 173e absteht. Die Wirkung der Zugfeder 174c besteht
darin, die Federbefestigungsstifte 173h und 174b nahe
zueinander zu bringen.
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Der
Hubrahmen 174 ist mittels eines außerhalb des Hubrahmens 174 angeordneten
Führungsrahmens 176 gleitfähig gelagert.
Somit bewegt sich der Hubrahmen 174 entlang des Führungsrahmens 176 nach
oben, so dass der Verbindungsstift 174a sich vom unteren
zum oberen Ende des Langlochs 173d bewegt, während der
Federbefestigungsstift 174b sich im Langloch 173e nach
oben bewegt. Während
der Bewegungen bewegt sich nur der Hubrahmen 174 bezüglich des
Grundrahmens 173c aufwärts.
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Nachdem
der Verbindungsstift 174a das obere Ende des Langlochs 173d erreicht
hat und auch der Federbefestigungsstift 174b das obere Ende
des Langlochs 173e erreicht hat, wie in der Seitenansicht
nach 15 dargestellt, bewegt sich der bewegliche Grundrahmen 173c zusammen
mit dem Hubrahmen 174 über
den Verbindungsstift 174a und den Federbefestigungsstift 174b.
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Die
Bewegung des Verbindungsstifts 174a vom unteren zum oberen
Ende des Langlochs 173d kippt jeden Sperrhebel 173 um
seinen Drehpunkt 173g aus dem in 12 gezeigten
Zustand, so dass die Sperrhebel 173f die am oberen Ende
der Nockenführungsschlitze 173a befindlichen
Führungszapfen 172a festhalten,
wie in 13 dargestellt.
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Wie
in der Seitenansicht nach 16 dargestellt,
bewegt eine weitere Aufwärtsbewegung
des Hubrahmens 174 den beweglichen Grundrahmen 173c zusammen
mit dem an der Tragstrebe 172 befestigten Überlagerungsbildschirm 110,
da die Führungszapfen 172a der
Tragstrebe 172 mit den Sperrhebeln 173f des beweglichen
Grundrahmens 173c in Eingriff gebracht worden sind. Schließlich erreicht der
Hubrahmen 174 seine Höchststellung
entlang des Führungsrahmens 176,
wie in der perspektivischen Ansicht nach 17 dargestellt.
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Dementsprechend
wird der Überlagerungsbildschirm 110 aus
dem Armaturenbrett 1 herausbewegt, um die in 8 gezeigte
Betriebsstellung zu erreichen, in der der Überlagerungsbildschirm 110 sich
zwischen der Windschutzscheibe 3 und dem Fahrerauge befindet.
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In
der in 11 gezeigten Zwischenstellung des Überlagerungsbildschirms 110 haben
die beiden Sperrhebel 173f die beiden Führungszapfen 172a freigegeben,
wie in 12 dargestellt. Die Sperrhebel 173f halten
die Führungszapfen 172a,
wenn die Tragstrebe 172 sich zusammen mit dem Überlagerungsbildschirm 110 aus
der Zwischenstellung ein bisschen nach oben bewegt, wie in 13 veranschaulicht.
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Der
Hubrahmen 174 wird mittels eines (nicht dargestellten)
Motors über
einen Zeitsteuerriemen 177a zwischen der in 11 gezeigten
Zwischenstellung und der in 8 oder 16 gezeigten
Betriebsstellung nach oben und unten bewegt. Ein Ende des Zeitsteuerriemens 177a ist
mit einem Verbindungsstift 174f verbunden, der von der
Außenseite des
Hubrahmens 174 absteht, wie in den 14 bis 16 dargestellt.
Der Steuerriemen 177a besitzt eine geeignete Elastizität zum Übertragen
einer Antriebskraft des Motors über
ein Antriebsrad 177b. Die Motorantriebskraft kann auch
einen weiteren Hubrahmen 174 einer weiteren Gelenkeinheit 171 über ein
weiteres Antriebsrad 177b und einen weiteren Zeitsteuerriemen 177a bewegen.
Der Motor ist ein anderer als der zuvor erwähnte, der den Schwenkarm 175 bewegen
kann.
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Die
umgekehrte Drehung des vorstehend genannten Motors bewegt den Steuerriemen 177a über das
Antriebsrad 177b in der Weise, dass der Hubrahmen 174 aus
seiner Höchststellung
am Führungsrahmen 176 nach
unten bewegt wird. Dadurch wird der Überlagerungsbildschirm 110 zusammen
mit der Tragstrebe 172 aus der Betriebsstellung nach unten
in die Zwischenstellung bewegt. Während der Abwärtsbewegung übt die Zugfeder 174c eine
Kraft aus, die die Federbefestigungsstifte 173h, 174b zusammenzuziehen
versucht. Somit bewegt sich der bewegliche Grundrahmen 173c zusammen
mit dem Hubrahmen 174 nach unten.
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Das
heißt,
die Sperrhebel 173f halten die Führungszapfen 172a solange,
bis der Hubrahmen 174 seine in 12 dargestellte
Unterststellung am Führungsrahmen 176 erreicht.
Denn der Verbindungsstift 174a erreicht das untere Ende
des Langlochs 173d erst, wenn der Überlagerungsbildschirm 110 die
Zwischenstellung erreicht.
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Wie
in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht gemäß 18 dargestellt,
umfasst die Abdeckeinheit 190 eine vordere Abdeckung 191 und eine
hintere Abdeckung 192 zum Verschließen der Öffnung 1b, einen Gelenkarm 193 zur
Herstellung einer Wirkverbindung zwischen der hinteren Abdeckung 192 und
dem Schwenkarm 175, eine die vordere Abdeckung 191 in
ihre offene Stellung vorspannende Schraubenfeder 194, einen
Schwenkbegrenzungsarm 195 zum schwenkbaren Verbinden der vorderen
Abdeckung 191 mit einem Rahmen 1c der Öffnung 1b,
usw.
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Die
hintere Abdeckung 192 besteht aus einem undurchsichtigen
Werkstoff, wie das Armaturenbrett 1, und ist als im wesentlichen
rechteckige Platte mit Rahmen ausgebildet. Die hintere Abdeckung 192 hat
ein hinteres Ende, das an einer in Fahrlängsrichtung des Fahrzeugs gesehen
hinteren Seite der Öffnung 1b schwenkbar
an einer Umfangsfläche
der Öffnung 1b in
der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1 gelagert
ist.
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Die
hintere Abdeckung 192 besitzt ein vorderes Ende, das über einen
Fortsatz 192a schwenkbar mit einem Ende des Gelenkarms 193 verbunden
ist, und das andere Ende des Gelenkarms 193 ist schwenkbar
mit einem Mittelabschnitt des Schwenkarms 175 verbunden.
Die hintere Abdeckung 192 besitzt ferner einen Fortsatz 192c,
der an der Vorderseite des Fortsatzes 192a angeordnet ist,
und der Fortsatz 192c ist an seinem Vorderabschnitt mit
einem Schiebeansatz 192b versehen.
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Die
hintere Abdeckung 192 ragt aus der Oberseite 1a des
Armaturenbretts 1, wie in 19 gezeigt,
wenn der Schwenkarm 175 geschwenkt worden ist, um die in 11 gezeigte
Zwischenstellung zu erreichen. Das heißt, die hintere Abdeckung 192 öffnet einen
hinteren Hauptteil der Öffnung 1b, solange
die stehende hintere Abdeckung 192 die vom Fahrerauge I
durch die Öffnung 1b zum
Inneren des Armaturenbretts 1 gerichtete Blicklinie S unterbricht.
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Die
hintere Abdeckung 192 wird entlang der Oberseite 1a des
Armaturenbretts 1 flachgelegt, wie in 18 gezeigt,
wenn der Schwenkarm 175 geschwenkt worden ist, um die in 10 gezeigte
Versenk-Stellung zu erreichen. Das heißt, die hintere Abdeckung 192 schließt den hinteren
Hauptteil der Öffnung 1b,
so dass die vom Fahrerauge I zum Armaturenbrett 1 gerichtete
Blicklinie S nicht durch die Öffnung 1b ins
Innere des Armaturenbretts 1 treten kann.
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Die
hintere Abdeckung 192 hat eine Rückseite mit einer mattierten
Oberfläche,
um die Reflexion von Licht an der Rückseite zu verhindern, die
im Offen-Zustand der Abdeckeinheit zur Öffnung 1b gewandt
ist.
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Wie
die hintere Abdeckung 192 besteht die vordere Abdeckung 191 aus
dem gleichen undurchsichtigem Werkstoff wie das Armaturenbrett 1 und
ist als im wesentlichen rechteckige Platte mit Rahmen ausgebildet.
Die vordere Abdeckung 191 besitzt ein vorderes Ende, das
an einer vorderen Umfangsseitenwand der Öffnung 1b der Armaturenbrettoberseite 1a schwenkbar
gelagert ist. Die vordere Abdeckung 191 wird durch die
Schraubenfeder 194, die auf einer Schwenkachse der vorderen
Abdeckung 191 steckt, in ihre offene Stellung vorgespannt,
um einen vorderen, kleineren Teil der Öffnung 1b zu öffnen.
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Die
vordere Abdeckung 191 hat ein hinteres Ende mit einem Langloch 191a,
das einen Verbindungsstift 195a aufnimmt, der an einem
Ende des Schwenkbegrenzungsarms 195 ausgebildet ist. Somit
ist die vordere Abdeckung 191 schwenkbar mit dem Schwenkbegrenzungsarm 195 verbunden.
Das andere Ende des Schwenkbegrenzungsarms 195 ist an einem
hinteren Umfangsabschnitt der Öffnung 1b schwenkbar
gelagert.
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Die
hintere Abdeckung 192 schließt, wie in 18 gezeigt,
den hinteren, größeren Teil
der Öffnung 1b,
sobald der Schwenkarm 175 so weit geschwenkt worden ist,
dass er einen Winkel einnimmt, der der in 10 gezeigten
Versenk-Stellung des Überlagerungsbildschirms 110 entspricht.
Im Schließ-Zustand
drückt
der Schiebeansatz 192b der hinteren Abdeckung 192 den Schwenkbegrenzungsarm 195 zur
Innenseite des Armaturenbretts 1 gegen die zur Öffnung drängende Kraft
der Schraubenfeder 194. Der Schwenkbegrenzungsarm 195 stoppt
ein weiteres Schwenken der hinteren Abdeckung 192 im Schließ-Zustand,
in dem die hintere Abdeckung 192 entlang der Oberseite 1a des
Armaturenbretts 1 flachgelegt ist.
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Die
vordere Abdeckung 191 öffnet
den vorderen, kleineren Teil der Öffnung 1b, wie in 19 dargestellt,
sobald der Schwenkarm 175 so weit geschwenkt worden ist,
dass er einen Winkel einnimmt, der der in 11 gezeigten
Zwischenstellung des Überlagerungsbildschirms 110 entspricht.
Der Schiebeansatz 192b der hinteren Abdeckung 192 gibt
den Schwenkbegrenzungsarm 195 frei, so dass der Schwenkbegrenzungsarm 195 durch
die zur Öffnung drängende Kraft
der Schraubenfeder 194 um sein anderes Ende schwenkt. Der
Schwenkbegrenzungsarm 195 stoppt ein weiteres Schwenken
der vorderen Abdeckung 191 im Offen-Zustand, in dem die
vordere Abdeckung 191 von der Oberseite 1a des
Armaturenbretts 1 aufragt.
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Mithin
werden die Öffnungs-
und Schließbewegungen
der vorderen und der hinteren Abdeckung 191, 192 durch
das Schwenken des Schwenkarms 175 erreicht, der zwischen
der Versenk-Stellung und der Zwischenstellung des Überlagerungsbildschirms 110 bewegt
wird. Wie in den 13 und 14 veranschaulicht,
steht der Überlagerungsbildschirm 110 den
Abdeckungen 191, 192 nicht im Weg, denn der Überlagerungsbildschirm 110 bewegt
sich in Bezug auf das Schwenken des Schwenkarms 175 ebenso wie
die Abdeckungen 191, 192.
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Die
Oberseite der Abdeckungen 191, 192 hat eine Krümmung, die
im Schließ-Zustand
der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1 entspricht.
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Es
sei bemerkt, dass die hintere Abdeckung 192 des Head-Up-Displays 100 nach
der zweiten Ausführungsform
auch als die in der Kurzfassung der Erfindung genannte Abschirmplatte
dient.
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Als
nächstes
wird die Betriebsweise des in dieser Art gestalteten Head-Up-Displays 100 nach der
zweiten Ausführungsform,
insbesondere die Betriebsweise der Abdeckeinheit 190, erörtert.
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Um
ein vergrößertes virtuelles
Bild optischer Information, das von der Anzeigeeinrichtung 130 abgestrahlt
wird, in einen durch die Windschutzscheibe 3 und den Überlagerungsbildschirm 110 gesehenen Hintergrund
vor dem Fahrzeug einzublenden, um das Bild für das Fahrerauge sichtbar zu
machen, wird zuerst der Motor zum Bewegen des Schwenkarms 175 um
eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen gedreht. Die Antriebskraft
des Motors schwenkt den Schwenkarm 175 aus einem in 10 gezeigten
Zustand, der der Versenk-Stellung entspricht, in einen in 11 gezeigten
anderen Zustand, der der Zwischenstellung des Überlagerungsbildschirms 110 entspricht.
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Dadurch
bewegt sich die hintere Abdeckung 192, die über den
Gelenkarm 193 schwenkbar mit dem Schwenkarm 175 verbunden
ist, in ihre offene Stellung, während
der Schiebeansatz 192b der hinteren Abdeckung 192 den
Schwenkbegrenzungsarm 195 freigibt, so dass die vordere
Abdeckung 191 durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 194 geöffnet wird.
Somit öffnen
die vordere Abdeckung 191 und die hintere Abdeckung 192 die Öffnung 1b vollständig.
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In
diesem Zustand kann der Fahrer das Innere des Armaturenbretts 1 nicht
sehen, da die Blicklinie S, die vom Auge I durch die Oberseitenöffnung 1a ins
Innere des Armaturenbretts 1 gerichtet werden könnte, durch
die hintere Abdeckung 192, die sich in ihrem Offen-Zustand
befindet, unterbrochen wird.
-
Als
nächstes
wird der zweite Motor zum Antreiben des Antriebsrads 177b um
eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen gedreht. Die Antriebskraft des
zweiten Motors wird über
den Zeitsteuerriemen 177a an den Hubrahmen 174 abgegeben,
so dass der Hubrahmen 174 sich aus seiner Unterststellung nach
oben bewegt. Gleichzeitig bewegt sich der Überlagerungsbildschirm 110 zusammen
mit der Tragstrebe 172 aus der in 11 gezeigten
Zwischenstellung nach oben in die in 8 oder 16 gezeigte
Betriebsstellung.
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Dementsprechend
wird ein von der Anzeigeeinrichtung 130 abgestrahltes Bild
durch den Vergrößerungsreflektor 150 so
reflektiert, dass es durch die obere Öffnung 161 des Gehäuses 160 und
die Öffnung 1b tritt,
und das vergrößerte Bild
wird auf den Überlagerungsbildschirm 110 projiziert,
der sich in seiner Betriebsstellung befindet. Das vergrößerte Bild
auf dem Überlagerungsbildschirm 110 wird
dem Hintergrund vor dem Fahrzeug überlagert, der durch den Überlagerungsbildschirm 110 und
die Windschutzscheibe 3 sichtbar ist, wenn die Blicklinie
des Fahrers vom Auge I zum Überlagerungsbildschirm 110 gerichtet
ist.
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Selbst
wenn ein äußerer Lichtstrahl,
zB ein Sonnenstrahl, durch die Windschutzscheibe 3 in der Weise
ins Innere des Fahrzeugs gelangt, dass er die Rückseite der geöffneten
hinteren Abdeckung 192 erreicht, wird der äußere Lichtstrahl
an der Rückseite,
die zur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit mattiert
wurde, unregelmäßig reflektiert.
Somit wird der äußere Lichtstrahl
an der Rückseite
der geöffneten
hinteren Abdeckung 192 nur wenig reflektiert, damit er
nicht das Auge I über
eine weitere Reflexion an der Windschutzscheibe 3 erreicht.
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Sobald
nicht mehr gewünscht
wird, ein von der Anzeigeeinrichtung 130 abgestrahltes
vergrößertes virtuelles
Bild optischer Information einem durch die Windschutzscheibe 3 gesehenen
Hintergrund vor dem Fahrzeug zu überlagern,
wird der Motor zum Bewegen des Antriebsrads 177b um eine
vorgegebene Anzahl von Umdrehungen entgegen der oben genannten Richtung
gedreht. Die Antriebskraft des Motors wird über den Steuerriemen 177a an
den Hubrahmen 174 abgegeben, so dass der Hubrahmen 174 sich
aus seiner Höchststellung
am Führungsrahmen 176 nach
unten bewegt. Somit bewegt sich der mit der Tragstrebe 172 verbundene Überlagerungsbildschirm 110 aus
dem in 8 oder 16 gezeigten,
der Betriebsstellung entsprechenden Zustand nach unten in einen
in 11 gezeigten anderen Zustand, der der Zwischenstellung
entspricht.
-
Als
nächstes
wird der Motor zum Bewegen des Schwenkarms 175 um eine
vorgegebene Anzahl von Umdrehungen gedreht, deren Richtung dem Öffnungsvorgang
der Abdeckeinheit entgegengesetzt ist. Die Antriebskraft des ersten
Motors schwenkt den Schwenkarm 175 aus dem in 11 gezeigten
Zustand, der der Zwischenstellung entspricht, in den in 10 gezeigten
Zustand, der der Versenk-Stellung des Überlagerungsbildschirms 110 entspricht.
-
Dadurch
bewegt sich die hintere Abdeckung 192, die über den
Gelenkarm 193 schwenkbar mit dem Schwenkarm 175 verbunden
ist, in ihre geschlossene Stellung, während der Schiebeansatz 192b der
hinteren Abdeckung 192 das Schwenken des Schwenkbegrenzungsarms 195 begrenzt,
so dass die vordere Abdeckung 191 gegen die Vorspannkraft
der Schraubenfeder 194 geschlossen wird. Somit verschließen die
Abdeckungen 191, 192 vollständig die Öffnung 1b.
-
Dementsprechend
unterbricht die geschlossene hintere Abdeckung 192 nicht
die vom Auge I des Fahrers ausgehende Blicklinie S in der Nähe der Öffnung 1b und
ermöglicht
dadurch dem Auge I ein größeres Blickfeld.
-
Selbst
wenn im Schließ-Zustand
der vorderen Abdeckung 191 und der hinteren Abdeckung 192 ein äußerer Lichtstrahl
durch die Windschutzscheibe 3 in der Weise ins Innere des
Fahrzeugs gelangt, dass er die Abdeckungen 191, 192 erreicht,
wird der äußere Lichtstrahl
an den rauen Oberseiten der Abdeckungen 191, 192 unregelmäßig reflektiert.
Mithin wird der äußere Lichtstrahl
an den Oberseiten der Abdeckungen 191, 192 nur
wenig reflektiert und erreicht daher nicht einmal über eine
weitere Reflexion an der Windschutzscheibe 3 das Auge I.
-
Das
Head-Up-Display 100 nach der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung überlagert
ein von der Anzeigeeinrichtung 130 abgestrahltes virtuelles
Bild optischer Information einem durch die Windschutzscheibe 3 des
Fahrzeugs gesehenen Hintergrund vor dem Fahrzeug, so dass die Information
für das
Auge I des Fahrers sichtbar wird. Die Anzeigeeinrichtung ist im
Armaturenbrett angeordnet, und der Überlagerungsbildschirm 110 befindet
sich im Betriebszustand des Überlagerungsbildschirms 110 zwischen
der Windschutzscheibe 3 und dem Auge I. Der Überlagerungsbildschirm 110 wird
im Armaturenbrett 1 aus der Versenk-Stellung, die sich
an der Vorderseite des die Anzeigeeinrichtung 130 beherbergenden
Gehäuses 160 befindet,
in die oberhalb des Gehäuses 160 befindliche
Zwischenstellung bewegt. Das heißt, jeder der Führungszapfen 172a der
Tragstrebe 172 bewegt sich vom unteren zum oberen Ende
des jeweiligen bogenförmigen
Nockenführungsschlitzes 173a,
während
der Schwenkarm 175 schwenkt, um die Tragstrebe 172 zu
bewegen. Der Nockenführungsschlitz 173a erstreckt
sich über den
feststehenden Grundrahmen 173b und den beweglichen Grundrahmen 173c.
Dann wird der Hubrahmen 174 nach oben bewegt, wobei die
Sperrhebel 173f des beweglichen Grundrahmens 173c die
am Ende der Nockenführungsschlitze 173a befindlichen Führungszapfen 172a festhalten.
Dadurch bewegt der bewegliche Grundrahmen 173c die mit
dem Überlagerungsbildschirm 110 verbundene
Tragstrebe 172 aus der Zwischenstellung in die Betriebsstellung.
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Somit
ist der Überlagerungsbildschirm 110 nicht
oberhalb des die Anzeigeeinrichtung 130 beherbergenden
Gehäuses 160,
sondern an der Vorderseite des Gehäuses 160 im Armaturenbrett 1 aufgenommen,
solange der Überlagerungsbildschirm 110 nicht
im Einsatz ist. Denn es ist einfacher, die Längsabmessung als die Höhe des Armaturenbretts 1 zu
vergrößern, um
Unterbringungsplatz für
den Überlagerungsbildschirm 110 im
Bereich des Gehäuses 160 zu
schaffen.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird der Überlagerungsbildschirm 110 im
Armaturenbrett 1 zwischen der Versenk-Stellung und der
Zwischenstellung durch den Nockenmechanismus bewegt, der die Nockenführungsschlitze 173a und
die Führungszapfen 172a umfasst,
während
der Überlagerungsbildschirm 110 zwischen
der Zwischenstellung und der Betriebsstellung durch den Zapfenhaltemechanismus
bewegt wird, der die Sperrhebel 173f aufweist. Jedoch kann
der Nockenmechanismus in der Weise abgewandelt werden, dass er mit
dem Zapfenhaltemechanismus integriert wird.
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Das
Head-Up-Display 100 nach der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet die Zugfeder 174c,
um den Federbefestigungsstift 173h des beweglichen Grundrahmens 173c und
den Federbefestigungsstift 174b des Hubrahmens 174 zu drängen, sich
aufeinander zuzubewegen. Die Vorspannkraft ermöglicht es den Sperrhebeln 173f,
die am oberen Ende der Nockenführungsschlitze 173a befindlichen
Führungszapfen 172a selbst
während
der Abwärtsbewegung
des Hubrahmens 174 festzuhalten.
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Bei
dem Head-Up-Display 100 nach der zweiten Ausführungsform
befindet sich der Überlagerungsbildschirm 110 in
seiner Versenk-Stellung an der Vorderseite des die Anzeigeeinrichtung 130 beherbergenden
Gehäuses 160,
während
die Gelenkeinheiten 171 der Hebeeinheit 170 an
je einer Seite des Gehäuses 160 angeordnet
sind. Mithin stört
der Überlagerungsbildschirm 110 keine
Gelenkeinheit 171, während
er zwischen seiner Versenk-Stellung und der Zwischenstellung bewegt
wird. Diese Anordnung minimiert einen zusätzlichen Unterbringungsraum
für das
Head-Up-Display 100 im Armaturenbrett 1.
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Bei
dem Head-Up-Display 100 nach der zweiten Ausführungsform
variiert der Neigungswinkel des Überlagerungsbildschirms 110 zwischen
der Versenk-Stellung und der Zwischenstellung. Somit ist der Überlagerungsbildschirm 110 in
seiner Versenk-Stellung nahe am Gehäuse 160 angeordnet, um
den Unterbringungsraum des Überlagerungsbildschirms 110 zu
minimieren, während
der Überlagerungsbildschirm 110 in
der Betriebsstellung einen gewünschten
Neigungswinkel, nämlich
eine zur Windschutzscheibe 3 im wesentlichen parallele
Lage, aufweist.
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Die
Abdeckeinheit 190 kann in der Weise ausgebildet sein, dass
sie sich unabhängig
von der Bewegung des Überlagerungsbildschirms 110 bewegt.
Nach einer optionalen Konstruktion kann die hintere Abdeckung 192 der
Abdeckeinheit 190 dazu dienen, eine vom Auge I des Fahrers
ausgehende Blicklinie zu unterbrechen, um zu verhindern, dass die
Blicklinie durch die Öffnung 1b ins
Innere des Armaturenbretts 1 tritt.
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Jedoch
ist es vorteilhaft, dass die hintere Abdeckung 192 dazu
dient, die vom Auge I ausgehende Blicklinie S zu unterbrechen, um
zu verhindern, dass die Blicklinie S durch die Öffnung 1b ins Innere
des Armaturenbretts 1 tritt; dadurch wird nämlich eine Störung der
Arbeit des Fahrers ausgeschaltet.
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Bei
dem Head-Up-Display 100 nach der zweiten Ausführungsform
bilden die vordere Abdeckung 191 und die hintere Abdeckung 192 in
ihrem Schließ-Zustand
einen Teil der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1,
und ihre Oberseiten sind in der Weise behandelt, dass sie eine Oberflächenrauhigkeit haben,
um eine Lichtreflexion genauso gut zu verhindern, wie dies die Armaturenbrettoberseite 1a tut.
Die Oberflächenbehandlung
der Abdeckungen 191, 192 kann eine Mattierung
sein, um eine Oberflächenrauhigkeit
herzustellen.
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Bei
dem Head-Up-Display 100 nach der zweiten Ausführungsform
wird der Schwenkarm 175 durch die Antriebskraft des ersten
Motors mit Bezug zur Bewegung des Überlagerungsbildschirms 110 zwischen
der Versenk-Stellung und der Zwischenstellung bewegt.
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Jedoch
kann die Bewegung des Schwenkarms 175 als Reaktion auf
die Einschaltung der Anzeigeeinrichtung 130 in der Weise
in Gang gesetzt werden, dass der Überlagerungsbildschirm 110 sich aus
der Versenk-Stellung in die Zwischenstellung bewegt, und die Bewegung
des Schwenkarms 175 kann als Reaktion auf die Ausschaltung
der Anzeigeeinrichtung 130 in der Weise in Gang gesetzt
werden, dass der Überlagerungsbildschirm 110 sich
aus der Zwischenstellung in die Versenk-Stellung bewegt.