DE10220181B4

DE10220181B4 - Head-Up-Display-Einrichtung

Info

Publication number: DE10220181B4
Application number: DE10220181A
Authority: DE
Inventors: Nakamura Susono Go; Aoki Susono Kunimitsu; Takada Susono Yoshihide
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-05-07
Also published as: JP4611566B2; DE10220181A1; JP2002331854A; US20020167189A1; US6657789B2

Abstract

Head-Up-Display-Einrichtung (100), mit einem Überlagerungsbildschirm (110), der, wenn er nicht in Gebrauch ist, im Armaturenbrett (1) eines Fahrzeugs versenkbar ist, wobei der Überlagerungsbildschirm (110) dazu verwendet wird, ein aus einer Anzeigevorrichtung (130) abgestrahltes Bild zu empfangen, um das Bild in der Weise in einen Vordergrund des Fahrzeugs einzublenden, dass das eingeblendete Bild für das Auge eines Fahrers sichtbar ist, wobei ferner die Anzeigevorrichtung (130) im Armaturenbrett (1) angeordnet ist, der Überlagerungsbildschirm (110) in seiner Betriebsstellung sich oberhalb des Armaturenbretts (1) befindet und um einen vorgegebenen Winkel zur Vertikalrichtung des Fahrzeugs geneigt ist, wobei die Einrichtung ferner folgende Merkmale aufweist:
eine innere Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms (110) zwischen einer Zwischenstellung, die sich im Armaturenbrett (1) oberhalb der Anzeigevorrichtung (130) befindet, und einer versenkten Stellung, in der der Überlagerungsbildschirm (110) sich in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen nahe an der Anzeigevorrichtung (130) im Armaturenbrett (1) befindet, und
eine äußere Bewegungsvorrichtung...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Head-Up-Display-Einrichtung in einem Fahrzeug, bei der, ein Überlagerungsbildschirm im Armaturenbrett des Fahrzeugs versenkbar ist. Der Überlagerungsbildschirm wird dazu verwendet, ein aus einer Anzeigevorrichtung abgestrahltes Bild optischer Information in einen durch eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs gesehenen Vordergrund einzublenden, um das Bild für das Auge eines Fahrers sichtbar zu machen. Die Anzeigevorrichtung ist im Armaturenbrett angeordnet, und der Überlagerungsbildschirm ist in seiner Betriebsstellung oberhalb des Armaturenbretts angeordnet.

Einrichtungen zum Einblenden optischer Information mittels eines Überlagerungsbildschirms in einen durch eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs gesehenen Vordergrund sind aus US 5 677 701 und DE 41 35 042 C1 bekannt.

Eine Head-Up-Display-Einrichtung in einem Fahrzeug bietet optische Information, die zum Betrieb des Fahrzeugs erforderlich ist, in der Weise, dass die Information einem durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs sichtbaren Vordergrund überlagert wird. Ein Fahrer, der das Fahrzeug bedient, kann die optische Information mit geringerer Ablenkung seiner Blickrichtung vom Vordergrund sehen.

Eine Head-Up-Display-Einrichtung dieser Art liefert optische Information durch einen Überlagerungsbildschirm, der an der Innenseite einer Windschutzscheibe in einem Abstand zu dieser angeordnet ist. Es ist wichtig, dass der Überlagerungsbildschirm keine Störung des Fahrers bewirkt, der im Betrieb des Fahrzeugs den Vordergrund sieht. Gleichzeitig besteht schon länger der Wunsch nach einem größeren Anzeigebild, um zum Beispiel einen Vordergrund anzuzeigen, der bei schlechten Sichtbedingungen in der Nacht mit einer Infrarotkamera aufgenommen wird.

Wenn ein großformatiger Überlagerungsbildschirm verwendet wird, um ein größeres Bild zu zeigen, ist der Überlagerungsbildschirm für den Fahrer ein Störfaktor, insbesondere bei Tage, wo der Überlagerungsbildschirm weniger genutzt wird als in der Nacht. Deshalb ist es vorzuziehen, den Überlagerungsbildschirm im Armaturenbrett zu versenken, wenn der Fahrer den Gebrauch des Überlagerungsbildschirms nicht wünscht, selbst im Fall eines Überlagerungsbildschirms normaler Größe.

Jedoch benötigt das Armaturenbrett einen größeren Unterbringungsraum oberhalb der Anzeigevorrichtung, um den größeren Überlagerungsbildschirm aufzunehmen, da der Überlagerungsbildschirm zwischen der Windschutzscheibe und der ebenfalls im Armaturenbrett untergebrachten Anzeigevorrichtung angeordnet ist.

Der Überlagerungsbildschirm ist im wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe geneigt, was den Unterbringungsplatzbedarf noch größer macht. Dementsprechend ist es nicht leicht, den Überlagerungsbildschirm oberhalb der Anzeigevorrichtung zu versenken.

Angesichts der vorstehend beschriebenen Situation besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Head-Up-Display-Einrichtung mit einem Überlagerungsbildschirm, der in einem begrenzten Unterbringungsraum eines Armaturenbretts eines Fahrzeugs angeordnet werden kann, wenn er nicht in Gebrauch ist. Der Überlagerungsbildschirm wird dazu verwendet, ein aus einer Anzeigevorrichtung abgestrahltes Bild optischer Information in einen Vordergrund des Fahrzeugs einzublenden, um das Bild für das Auge eines Fahrers sichtbar zu machen. Die Anzeigevorrichtung ist im Armaturenbrett angeordnet, und der Überlagerungsbildschirm ist in seiner Betriebsstellung oberhalb des Armaturenbretts angeordnet.

Gemäß der Erfindung ist hierzu eine Head-Up-Display-Einrichtung vorgesehen, bei der ein Überlagerungsbildschirm in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs versenkbar ist, wenn der Überlagerungsbildschirm nicht in Gebrauch ist. Der Überlagerungsbildschirm wird dazu verwendet, ein aus einer Anzeigevorrichtung abgestrahltes Bild zu empfangen, um das Bild in einen Vordergrund des Fahrzeugs einzublenden, so dass das eingeblendete Bild für das Auge eines Fahrers sichtbar ist. Die Anzeigevorrichtung ist im Armaturenbrett angeordnet. In seiner Betriebsstellung befindet sich der Überlagerungsbildschirm oberhalb des Armaturenbretts und ist um einen vorgegebenen Winkel zur Vertikalrichtung des Fahrzeugs geneigt. Die Einrichtung weist hierzu ferner folgende Merkmale auf:
eine innere Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms zwischen einer Zwischenstellung, die sich oberhalb der Anzeigevorrichtung im Armaturenbrett befindet, und einer versenkten Stellung, in der der Überlagerungsbildschirm sich in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen nahe an der Anzeigevorrichtung im Armaturenbrett befindet, und
eine äußere Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms zwischen der Zwischenstellung und einer Betriebsstellung des Überlagerungsbildschirms.

Gemäß der Erfindung bewegt die äußere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm zwischen der oberhalb des Armaturenbretts befindlichen Betriebsstellung und der oberhalb der Anzeigevorrichtung im Armaturenbrett befindlichen Zwischenstellung. Das Armaturenbrett benötigt eine Öffnung im Armaturenbrett, um den Überlagerungsbildschirm in aufrechtem Zustand hindurchtreten zu lassen, aber die Größe der Öffnung kann minimiert werden.

Andererseits bewegt die innere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung, damit der Überlagerungsbildschirm in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen nahe an der Anzeigevorrichtung aufgenommen wird. Auf diese Weise wird der Überlagerungsbildschirm in der versenkten Stellung aufgenommen, ohne vertikal über der Anzeigevorrichtung zu liegen.

Vorzugsweise weist entweder die innere oder die äußere Bewegungsvorrichtung einen Nockenkanal auf und der Überlagerungsbildschirm weist einen entlang des Nockenkanals bewegbaren Zapfen auf, wobei der Nockenkanal und der Zapfen einen Nockenbewegungsmechanismus zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms bilden, während die äußere bzw die innere Bewegungsvorrichtung einen zum Festhalten des Zapfens dienenden Zapfenhaltemechanismus aufweist, der zusammen mit dem Zapfen bewegt werden kann, um den Überlagerungsbildschirm zu bewegen.

Der Zapfen kann in der inneren und äußeren Bewegungsvorrichtung gemeinsam zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms verwendet werden.

Somit können durch effiziente Verwendung des Zapfens sowohl die innere als auch die äußere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm entlang der jeweiligen Bahn bewegen.

Vorzugsweise umfasst die äußere Bewegungsvorrichtung den Zapfenhaltemechanismus, und der Zapfenhaltemechanismus weist einen Zapfensperrhebel, ein Zapfensperr- und -freigabeelement und ein Vorspannelement zum Vorspannen des Zapfensperrhebels zum Zapfen hin auf. Der Zapfensperrhebel ist zusammen mit dem Zapfen zwischen der Betriebsstellung und der Zwischenstellung bewegbar. Das Zapfensperr- und -freigabeelement bewirkt, dass zwischen der Betriebsstellung und der Zwischenstellung der Zapfensperrhebel den Zapfen festhält, während das Zapfensperr- und -freigabeelement zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung bewirkt, dass der Zapfensperrhebel den Zapfen freigibt. Das Vorspannelement spannt zwischen der Betriebsstellung und der Zwischenstellung den Zapfensperrhebel in der Weise zum Zapfen hin vor, dass der Zapfensperrhebel den Zapfen halten kann.

Somit wird der Überlagerungsbildschirm in der Zwischenstellung aus der inneren Bewegungsvorrichtung an die äußere Bewegungsvorrichtung in der Weise überführt, dass der Sperrhebel den Zapfen festhält, um den Überlagerungsbildschirm in die Betriebsstellung zu bewegen. Wenn andererseits der Überlagerungsbildschirm aus der Betriebsstellung in die Zwischenstellung bewegt wird, bewirkt das Vorspannelement, dass der Zapfen vom Sperrhebel festgehalten bleibt, bis der Überlagerungsbildschirm die Zwischenstellung erreicht.

Mithin wird dar Überlagerungsbildschirm sicher aus der Betriebsstellung in die Zwischenstellung bewegt.

Vorzugsweise sind die innere und die äußere Bewegungsvorrichtung in Querrichtung des Fahrzeugs nahe an der Anzeigevorrichtung angeordnet.

Dadurch stört der Überlagerungsbildschirm weder die innere noch die äußere Bewegungsvorrichtung zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung. Somit wird der Überlagerungsbildschirm zusammen mit den Bewegungsvorrichtungen effizient im Armaturenbrett aufgenommen.

Vorzugsweise bewegt die innere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung unter Veränderung der Neigung des Überlagerungsbildschirms.

Während der Bewegung des Überlagerungsbildschirms entlang der Kurve zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung ändert sich der Neigungswinkel des Überlagerungsbildschirms in der Weise, dass in der versenkten Stellung der Überlagerungsbildschirm im Einklang mit der Anordnung der Anzeigevorrichtung im Armaturenbrett aufgenommen werden kann.

Der Überlagerungsbildschirm hat in der versenkten Stellung eine gewünschte Neigung im Einklang mit der Einbauanordnung der Anzeigevorrichtung im Armaturenbrett, unabhängig von einer anderen Neigung, die der Überlagerungsbildschirm in seiner Betriebsstellung einnimmt. Das heißt, dass der Überlagerungsbildschirm im Armaturenbrett platzsparend aufgenommen werden kann.

Vorzugsweise besitzt die Einrichtung ferner eine Abdeckung zum Verschließen einer Öffnung des Armaturenbretts und ein Gelenk zum Bewegen der Abdeckung, wobei die Öffnung dazu genutzt wird, den Überlagerungsbildschirm hindurchtreten zu lassen, wenn der Überlagerungsbildschirm sich zwischen der Zwischenstellung und der Betriebsstellung bewegt. Das Gelenk steht in Wirkverbindung mit dem Überlagerungsbildschirm, um die Abdeckung in Abhängigkeit von der Bewegung des Überlagerungsbildschirms zu bewegen.

Mithin kann die Abdeckung die Armaturenbrettöffnung ohne jegliche Zusatzantriebseinheit öffnen und schließen, da das Gelenk die Abdeckung mit Bezug auf die Bewegung des Überlagerungsbildschirms zwischen der versenkten Stellung und der Betriebsstellung bewegen kann.

Vorzugsweise steht das Gelenk mit der inneren Bewegungsvorrichtung in der Weise in Wirkverbindung, dass das Gelenk in Abhängigkeit von der Bewegung des Überlagerungsbildschirms zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung die Abdeckung öffnen und schließen kann.

Auf diese Weise kann die Abdeckung die Armaturenbrettöffnung mit Bezug auf die Bewegung des Überlagerungsbildschirms zwischen der versenkten Stellung und der Zwischenstellung in der Weise öffnen und verschließen, dass die Armaturenbrettöffnung geöffnet wird, bevor der Überlagerungsbildschirm sich aus der Zwischenstellung in die Betriebsstellung bewegt, während die Armaturenbrettöffnung verschlossen wird, nachdem der Überlagerungsbildschirm sich in die versenkte Stellung bewegt hat.

Dementsprechend kann sich der Überlagerungsbildschirm in das und aus dem Armaturenbrett bewegen, ohne dass sich der Überlagerungsbildschirm und die Abdeckeinheit gegenseitig stören.

Vorzugsweise weist die Abdeckung eine Abschirmplatte auf, die verhindert, dass die Blicklinie eines Fahrers durch die Öffnung in das Armaturenbrett tritt, wenn die Öffnung offen ist.

Auf diese Weise hindert die Abschirmplatte die Blicklinie des Fahrers daran, durch die Öffnung in das Armaturenbrett einzutreten, wenn die Öffnung offen ist. Dies verhindert, dass aus der Anzeigevorrichtung abgestrahltes Licht unerwünschterweise direkt durch die Öffnung das Auge des Fahrers erreicht.

Das heißt, dass die Öffnung des Armaturenbretts sogar in ihrem offenen Zustand keine Störung des Fahrers verursacht.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Versenken eines Überlagerungsbildschirms in einem Armaturenbrett, wenn der Überlagerungsbildschirm nicht in Gebrauch ist, ist wie folgt: der Überlagerungsbildschirm wird dazu verwendet, ein aus einer Anzeigevorrichtung abgestrahltes Bild optischer Information in einen Vordergrund des Fahrzeugs einzublenden, um das Bild für das Auge eines Fahrers sichtbar zu machen. Die Anzeigevorrichtung ist im Armaturenbrett angeordnet. Der Überlagerungsbildschirm ist in seiner Betriebsstellung oberhalb des Armaturenbretts angeordnet und um einen vorgegebenen Winkel zur Vertikalrichtung des Fahrzeugs geneigt. Das Verfahren umfasst den Schritt, dass der Überlagerungsbildschirm entlang einer Geraden zwischen einer Betriebsstellung und einer Zwischenstellung bewegt wird, wobei die Zwischenstellung sich im Armaturenbrett oberhalb der Anzeigevorrichtung befindet. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt, dass der Überlagerungsbildschirm entlang einer Kurve zwischen der Zwischenstellung und einer versenkten Stellung bewegt wird, in der der Überlagerungsbildschirm sich innerhalb des Armaturenbretts in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen nahe an der Anzeigevorrichtung befindet.

Gemäß dem bevorzugten Verfahren bewegt sich der Überlagerungsbildschirm linear zwischen der oberhalb des Armaturenbretts befindlichen Betriebsstellung und der Zwischenstellung, die sich oberhalb der im Armaturenbrett angeordneten Anzeigevorrichtung befindet. Das Armaturenbrett benötigt eine Öffnung im Armaturenbrett, um den Überlagerungsbildschirm in aufrechtem Zustand hindurchtreten zu lassen, aber die Größe der Öffnung kann minimiert werden.

Andererseits bewegt sich der Überlagerungsbildschirm entlang der Kurve zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung, um in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen nahe an der Anzeigevorrichtung aufgenommen zu werden. Auf diese Weise wird der Überlagerungsbildschirm in der versenkten Stellung aufgenommen, ohne vertikal über der Anzeigevorrichtung zu liegen.

Während der Bewegung des Überlagerungsbildschirms entlang der Kurve zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung ändert sich der Neigungswinkel des Überlagerungsbildschirms in der Weise, dass der Überlagerungsbildschirm im Armaturenbrett in der versenkten Stellung im Einklang mit der Anordnung der Anzeigevorrichtung aufgenommen werden kann.

Somit kann das Armaturenbrett eine vergleichsweise kleine Öffnung für das Hindurchtretenlassen des Überlagerungsbildschirms aufweisen. Der Unterbringungsraum für den Überlagerungsbildschirm im Armaturenbrett befindet sich nicht oberhalb der Anzeigevorrichtung, was eine minimale Zunahme der Armaturenbrettgröße, insbesondere der Armaturenbretthöhe, ermöglicht. Der Überlagerungsbildschirm hat in der versenkten Stellung eine gewünschte Neigung im Einklang mit der Anordnung der Anzeigevorrichtung im Armaturenbrett, unabhängig von einer anderen Neigung des Überlagerungsbildschirms in dessen Betriebsstellung. Das heißt, dass der Überlagerungsbildschirm im Armaturenbrett platzsparend aufgenommen werden kann.

1 ist eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands einer Head-Up-Display-Einrichtung nach einer Ausführungsform, die eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Versenken eines Überlagerungsbildschirms verwendet, wobei sich der Überlagerungsbildschirm in seiner Betriebsstellung befindet;
2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Einheit mit einer Anzeigevorrichtung und einem Vergrößerungsreflektor, die in 1 gezeigt sind;
3 ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands einer Gelenkeinheit nach 2;
4 ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines weiteren Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 2;
5 ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung noch eines weiteren Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 2;
6 ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung noch eines weiteren Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 2;
7 ist eine Rückansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 2;
8 ist eine Rückansicht zur Veranschaulichung eines weiteren Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 2;
9 ist eine Rückansicht zur Veranschaulichung noch eines weiteren Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 2;
10 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands der Gelenkeinheit nach 2, die den Überlagerungsbildschirm enthält;
11 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Abdeckeinheit nach 1, wobei sich die Abdeckeinheit in ihrem geschlossenen Zustand befindet;
12 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Abdeckeinheit nach 1, wobei sich die Abdeckeinheit in ihrem offenen Zustand befindet;
13 ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands einer zweiten Ausführungsform, die eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Versenken eines Überlagerungsbildschirms verwendet, wobei der Überlagerungsbildschirm sich in seiner versenkten Stellung befindet; und
14 ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands der Head-Up-Display-Einrichtung nach der zweiten Ausführungsform, wobei der Überlagerungsbildschirm sich in seiner Zwischenstellung befindet.
Eingehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird nachstehend eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Einrichtung zum Versenken eines Überlagerungsbildschirms, der bei einer Head-Up-Display-Einrichtung verwendet wird, erörtert.
1 ist eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Betriebszustands einer Ausführungsform einer Head-Up-Display-Einrichtung 5 nach der vorliegenden Erfindung. Die Bezugsziffer 100 bezeichnet die Head-Up-Display-Einrichtung nach dieser Ausführungsform. Die Head-Up-Display-Einrichtung überlagert ein an den Überlagerungsbildschirm 110 abgestrahltes Bild einem Vordergrund, der durch eine vor dem Überlagerungsbildschirm 110 befindliche Windschutzscheibe 3 sichtbar ist. In seiner Betriebsstellung ist der Überlagerungsbildschirm 110 oberhalb einer Öffnung 1b, die in einer oberen Fläche 1a eines Armaturenbretts 1 ausgebildet ist, parallel zur Windschutzscheibe 3 angeordnet, die einen im wesentlichen einheitlichen Neigungswinkel zur Vertikalrichtung oder zur Längsrichtung eines Fahrzeugs aufweist.
Die Head-Up-Display-Einrichtung 100 umfasst ferner eine Anzeigevorrichtung 130 zum Anzeigen eines auf 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 Anzeigevorrichtung 130, den Vergrößerungsreflektor 150 und die Hebeeinheit 170.
Die Anzeigevorrichtung 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 2 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.
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 3 strichliniert dargestellt. Außerdem besitzt die Tragstrebe 172 einen Gelenkzapfen 172b, der am unteren Ende der Tragstrebe 172 von ihrer inneren Seitenfläche absteht, wie in 3 mit durchgezogener Linie dargestellt.
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.
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.
Der bewegliche Grundrahmen 173c bewegt sich relativ zum feststehenden Grundrahmen 173b in einer Richtung, die in 3 durch einen Doppelpfeil A gezeigt ist.
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 2 und 3 gezeigten versenkten oder eingefahrenen Stellung in eine in 4 gezeigte Zwischenstellung bewegt. In der versenkten Stellung befindet sich der Überlagerungsbildschirm 110 in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gesehen vor dem Gehäuse 160, während er sich in der Zwischenstellung oberhalb des Gehäuses 160 befindet.
Die Bewegung der Tragstrebe 172 mit dem Überlagerungsbildschirm 110 zwischen der versenkten 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 3 und 4 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 4 veranschaulicht.
Da jeder Nockenführungsschlitz 173a eine Bogenform beschreibt, verändert die Bewegung der Führungszapfen 172a entlang der Nockenführungsschlitze 173a den Neigungswinkel des Überlagerungsbildschirms 110 während des Hubs des Überlagerungsbildschirms 110 zwischen der versenkten Stellung und der Zwischenstellung. In der versenkten Stellung ist der Überlagerungsbildschirm 110 im wesentlichen in die Vertikalrichtung des Fahrzeugs geneigt, während in der Zwischenstellung der Überlagerungsbildschirm 110 im wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe 3 geneigt ist.
Wie in 5 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 173f angeordnet.
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 6 dargestellt – je einen der Führungszapfen 172a zu halten, die ans obere Ende der zugehörigen Nockenführungsschlitze 173a gebracht wurden. Andererseits – wie in 5 gezeigt – kippen die Sperrhebel 173f um den jeweiligen Drehpunkt 1738 und geben den jeweiligen Führungszapfen 172a frei, sobald der Verbindungsstift 174a sich im Langloch 173d nach unten bewegt.
Wie in 7 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.
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.
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.
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 8 dargestellt, bewegt sich der bewegliche Grundrahmen 173c zusammen mit dem Hubrahmen 174 über den Verbindungsstift 174a und den Federbefestigungsstift 174b.
Die Bewegung des Verbindungsstifts 174a vom unteren zum oberen Ende des Langlochs 173d kippt jeden Sperrhebel 173f um seinen Drehpunkt 173g aus dem in 5 gezeigten Zustand, so dass die Sperrhebel 173f die am oberen Ende der Nockenführungsschlitze 173a befindlichen Führungszapfen 172a festhalten, wie in 6 dargestellt.
Wie in der Seitenansicht nach 9 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 höchste Stellung entlang des Führungsrahmens 176, wie in der perspektivischen Ansicht nach 10 dargestellt.
Dementsprechend wird der Überlagerungsbildschirm 110 aus dem Armaturenbrett 1 herausbewegt, um die in 1 gezeigte Betriebsstellung zu erreichen, in der der Überlagerungsbildschirm 110 sich zwischen der Windschutzscheibe 3 und dem Fahrerauge befindet.
In der in 4 gezeigten Zwischenstellung des Überlagerungsbildschirms 110 haben die beiden Sperrhebel 173f die beiden Führungszapfen 172a freigegeben, wie in 5 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 6 veranschaulicht.
Der Hubrahmen 174 wird mittels eines (nicht dargestellten) Motors über einen Zeitsteuerriemen 177a zwischen der in 4 gezeigten Zwischenstellung und der in 1 oder 9 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 7 bis 9 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.
Die umgekehrte Drehung des vorstehend genannten Motors bewegt den Steuerriemen 177a über das Antriebsrad 177b in der Weise, dass der Hubrahmen 174 aus seiner höchsten Stellung 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.
Das heißt, die Sperrhebel 173f halten die Führungszapfen 172a solange, bis der Hubrahmen 174 seine in 5 dargestellte unterste Stellung am Führungsrahmen 176 erreicht. Denn der Verbindungsstift 174a erreicht das untere Ende des Langlochs 173d erst, wenn der Überlagerungsbildschirm 110 die Zwischenstellung erreicht.
Wie in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht gemäß 11 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.
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 Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen hinteren Seite der Öffnung 1b schwenkbar an einer Umfangsfläche der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1 gelagert ist.
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.
Die hintere Abdeckung 192 ragt aus der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1, wie in 12 gezeigt, wenn der Schwenkarm 175 geschwenkt worden ist, um die in 4 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.
Die hintere Abdeckung 192 wird entlang der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1 flachgelegt, wie in 11 gezeigt, wenn der Schwenkarm 175 geschwenkt worden ist, um die in 3 gezeigte versenkte 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.
Die hintere Abdeckung 192 hat eine Rückseite mit einer mattierten Oberfläche, um die Reflexion von Licht an der Rückseite zu verhindern, die im offenen Zustand der Abdeckeinheit zur Öffnung 1b gewandt ist.
Wie die hintere Abdeckung 192 besteht die vordere Abdeckung 191 aus einem undurchsichtigem Werkstoff, ebenso wie das Armaturenbrett 1, und ist als im wesentlichen rechteckige Platte mit Rahmen ausgebildet. Die vordere Abdeckung 191 besitzt ein vorderes Ende, das an einem vorderen Umfangsseitenabschnitt 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.
Die vordere Abdeckung 191 hat ein hinteres Ende mit einem Langloch 191a, das einen Verbindungsstift 195a aufnimmt, der an einem Ende des Schwenkbegrenzungsarms 195 montiert 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.
Die hintere Abdeckung 192 verschließt, wie in 11 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 3 gezeigten versenkten Stellung des Überlagerungsbildschirms 110 entspricht. Im geschlossenen 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 geschlossenen Zustand, in dem die hintere Abdeckung 192 entlang der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1 flachgelegt ist.
Die vordere Abdeckung 191 öffnet den vorderen, kleineren Teil der Öffnung 1b, wie in Figur 12 dargestellt, sobald der Schwenkarm 175 so weit geschwenkt worden ist, dass er einen Winkel einnimt, der der in 4 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 offenen Zustand, in dem die vordere Abdeckung 191 von der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1 aufragt.
Mithin werden die Öffnungs- und Schließbewegungen der vorderen und der hinteren Abdeckung 191, 192 durch das Schwenken des Schwenkarms 175 erreicht, der zwischen der versenkten 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.
Die Oberseite der Abdeckungen 191, 192 hat eine Krümmung, die im geschlossenen Zustand der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1 entspricht.
Es sei bemerkt, dass die hintere Abdeckung 192 der Head-Up-Display-Einrichtung 100 nach der Ausführungsform auch als die in der Kurzfassung der Erfindung genannte Abschirmplatte dient.
Als nächstes wird die Betriebsweise der in dieser Art gestalteten, Head-Up-Display-Einrichtung 100 nach der Ausführungsform, insbesondere die Betriebsweise der Abdeckeinheit 190, erörtert.
Um ein vergrößertes virtuelles Bild optischer Information, das von der Anzeigevorrichtung 130 abgestrahlt wird, in einen durch die Windschutzscheibe 3 und den Überlagerungsbildschirm 110 gesehenen Vordergrund 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 3 gezeigten Zustand, der der versenkten Stellung entspricht, in einen in 4 gezeigten anderen Zustand, der der Zwischenstellung 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 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 geben die vordere Abdeckung 191 und die hintere Abdeckung 192 die Öffnung 1b vollständig frei.
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 offenen 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 untersten Stellung nach oben bewegt. Gleichzeitig bewegt sich der Überlagerungsbildschirm 110 zusammen mit der Tragstrebe 172 aus der in 4 gezeigten Zwischenstellung nach oben in die in 1 oder 9 gezeigte Betriebsstellung.
Dementsprechend wird ein von der Anzeigevorrichtung 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 Vordergrund 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.
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 Oberflächenrauigkeit 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.
Sobald nicht mehr gewünscht wird, ein von der Anzeigevorrichtung 130 abgestrahltes vergrößertes virtuelles Bild optischer Information einem durch die Windschutzscheibe 3 gesehenen Vordergrund 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 höchsten Stellung am Führungsrahmen 176 nach unten bewegt. Somit bewegt sich der mit der Tragstrebe 172 verbundene Überlagerungsbildschirm 110 aus dem in 1 oder 9 gezeigten, der Betriebsstellung entsprechenden Zustand nach unten in einen in 4 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 4 gezeigten Zustand, der der Zwischenstellung entspricht, in den in 3 gezeigten Zustand, der der versenkten 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 verschließende 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 ausgehende Blicklinie S in der Nähe der Öffnung 1b und ermöglicht dadurch dem Auge I ein größeres Blickfeld.
Selbst wenn im geschlossenen 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.
Die Head-Up-Display-Einrichtung 100 nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überlagert ein von der Anzeigevorrichtung 130 abgestrahltes virtuelles Bild optischer Information einem durch die Windschutzscheibe 3 des Fahrzeugs gesehenen Vordergrund, so dass die Information für das Auge I eines Fahrers sichtbar wird. Die Anzeigevorrichtung 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 versenkten Stellung, die sich an der Vorderseite des die Anzeigevorrichtung 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.
Somit ist der Überlagerungsbildschirm 110 nicht oberhalb des die Anzeigevorrichtung 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.
Bei der Ausführungsform wird der Überlagerungsbildschirm 110 im Armaturenbrett 1 zwischen der versenkten 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.
Die Head-Up-Display-Einrichtung 100 nach der 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.
Bei der Head-Up-Display-Einrichtung 100 nach der Ausführungsform befindet sich der Überlagerungsbildschirm 110 in seiner versenkten Stellung an der Vorderseite des die Anzeigevorrichtung 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 versenkten Stellung und der Zwischenstellung bewegt wird. Diese Anordnung minimiert einen zusätzlichen Unterbringungsraum für die Head-Up-Display-Einrichtung 100 im Armaturenbrett 1.
Bei der Head-Up-Display-Einrichtung 100 nach der Ausführungsform variiert der Neigungswinkel des Überlagerungsbildschirms 110 zwischen der versenkten Stellung und der Zwischenstellung. Somit ist der Überlagerungsbildschirm 110 in seiner versenkten 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.
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 ausgehende Blicklinie zu unterbrechen, um zu verhindern, dass die Blicklinie durch die Öffnung 1b ins Innere des Armaturenbretts 1 tritt.
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 eine Störung der Arbeit des Fahrers ausgeschaltet.
Bei der Head-Up-Display-Einrichtung 100 nach der Ausführungsform bilden die vordere Abdeckung 191 und die hintere Abdeckung 192 in ihrem geschlossenen Zustand einen Teil der Oberseite 1a des Armaturenbretts 1, und ihre Oberseiten sind in der Weise behandelt, dass sie eine Oberflächenrauigkeit aufweisen, 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 Oberflächenrauigkeit herzustellen.
Bei der Head-Up-Display-Einrichtung 100 nach der Ausführungsform wird der Schwenkarm 175 durch die Antriebskraft des ersten Motors mit Bezug zur Bewegung des Überlagerungsbildschirms 110 zwischen der versenkten Stellung und der Zwischenstellung bewegt.
Jedoch kann die Bewegung des Schwenkarms 175 als Reaktion auf die Einschaltung der Anzeigevorrichtung 130 in der Weise in Gang gesetzt werden, dass der Überlagerungsbildschirm 110 sich aus der versenkten Stellung in die Zwischenstellung bewegt, und die Bewegung des Schwenkarms 175 kann als Reaktion auf die Ausschaltung der Anzeigevorrichtung 130 in der Weise in Gang gesetzt werden, dass der Überlagerungsbildschirm 110 sich aus der Zwischenstellung in die versenkte Stellung bewegt.

Claims

Head-Up-Display-Einrichtung (100), mit einem Überlagerungsbildschirm (110), der, wenn er nicht in Gebrauch ist, im Armaturenbrett (1) eines Fahrzeugs versenkbar ist, wobei der Überlagerungsbildschirm (110) dazu verwendet wird, ein aus einer Anzeigevorrichtung (130) abgestrahltes Bild zu empfangen, um das Bild in der Weise in einen Vordergrund des Fahrzeugs einzublenden, dass das eingeblendete Bild für das Auge eines Fahrers sichtbar ist, wobei ferner die Anzeigevorrichtung (130) im Armaturenbrett (1) angeordnet ist, der Überlagerungsbildschirm (110) in seiner Betriebsstellung sich oberhalb des Armaturenbretts (1) befindet und um einen vorgegebenen Winkel zur Vertikalrichtung des Fahrzeugs geneigt ist, wobei die Einrichtung ferner folgende Merkmale aufweist: eine innere Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms (110) zwischen einer Zwischenstellung, die sich im Armaturenbrett (1) oberhalb der Anzeigevorrichtung (130) befindet, und einer versenkten Stellung, in der der Überlagerungsbildschirm (110) sich in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen nahe an der Anzeigevorrichtung (130) im Armaturenbrett (1) befindet, und eine äußere Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms (110) zwischen der Zwischenstellung und einer Betriebsstellung des Überlagerungsbildschirms (110).
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der entweder die innere oder die äußere Bewegungsvorrichtung einen Nockenkanal (173a) aufweist und der Überlagerungsbildschirm (110) einen entlang des Nockenkanals (173a) bewegbaren Zapfen (172a) aufweist, wobei der Nockenkanal (173a) und der Zapfen (172a) einen Nockenbewegungsmechanismus zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms (110) bilden, während die äußere bzw. die innere Bewegungsvorrichtung einen zum Festhalten des Zapfens (172a) dienenden Zapfenhaltemechanismus aufweist, der zusammen mit dem Zapfen (172a) bewegt werden kann, um den Überlagerungsbildschirm (110) zu bewegen.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 2, bei der die äußere Bewegungsvorrichtung den Zapfenhaltemechanismus umfasst und der Zapfenhaltemechanismus einen Zapfensperrhebel (173f), ein Zapfensperr- und -freigabeelement (174a) und ein Vorspannelement (174c) zum Vorspannen des Zapfensperrhebels (173f) zum Zapfen (172a) hin aufweist, wobei der Zapfensperrhebel (173f) zusammen mit dem Zapfen (172a) zwischen der Betriebsstellung und der Zwischenstellung bewegbar ist, das Zapfensperr- und – freigabeelement (174a) bewirkt, dass zwischen der Betriebsstellung und der Zwischenstellung der Zapfensperrhebel (173f) den Zapfen (172a) festhält, das Zapfensperr- und -freigabeelement (174a) bewirkt, dass zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung der Zapfensperrhebel (173f) den Zapfen (172a) freigibt, und das Vorspannelement (174c) zwischen der Betriebsstellung und der Zwischenstellung den Zapfensperrhebel (173f) in der Weise zum Zapfen (172a) hin vorspannt, dass der Zapfensperrhebel (173f) den Zapfen (172a) halten kann.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die innere und die äußere Bewegungsvorrichtung in Querrichtung des Fahrzeugs nahe an der Anzeigevorrichtung (130) angeordnet sind.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die innere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm (110) zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung unter Veränderung der Neigung des Überlagerungsbildschirms (110) bewegt.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 1, ferner mit einer Abdeckung zum Verschließen einer Öffnung des Armaturenbretts (1) und einem Gelenk zum Bewegen der Abdeckung, wobei die Öffnung dazu genutzt wird, den Überlagerungsbildschirm (110) hindurchtreten zu lassen, wenn der Überlagerungsbildschirm (110) sich zwischen der Zwischenstellung und der Betriebsstellung bewegt, wobei das Gelenk mit dem Überlagerungsbildschirm (110) verbunden ist, um die Abdeckung in Abhängigkeit von der Bewegung des Überlagerungsbildschirms (110) zu bewegen.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 6, bei der das Gelenk mit der inneren Bewegungsvorrichtung in der Weise in Wirkverbindung steht, dass das Gelenk in Abhängigkeit von der Bewegung des Überlagerungsbildschirms (110) zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung die Abdeckung öffnen und schließen kann.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 7, bei der die Abdeckung eine Abschirmplatte aufweist, die verhindert, dass die Blicklinie eines Fahrers durch die Öffnung in das Armaturenbrett (1) tritt, wenn die Öffnung offen ist.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die äußere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm (110) zwischen der Betriebsstellung und der Zwischenstellung entlang einer Geraden bewegt und die innere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm (110) zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung entlang einer Kurve bewegt.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die innere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm (110) zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung entlang einer Kurve in der Weise bewegt, dass der Überlagerungsbildschirm (110) in der versenkten Stellung im wesentlichen in Vertikalrichtung des Fahrzeugs steht.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die innere Bewegungsvorrichtung den Überlagerungsbildschirm (110) zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung entlang einer Kurve in der Weise bewegt, dass in der versenkten Stellung der Überlagerungsbildschirm (110) sich in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vor der Anzeigevorrichtung (130) befindet.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 11, bei der die innere Bewegungsvorrichtung einen Schwenkhebel (175) aufweist und der Überlagerungsbildschirm (110) mit einem Gelenkzapfen (172b) versehen ist, der in den Schwenkhebel (175) zusammenwirkend eingreift, um den Überlagerungsbildschirm (110) entlang der Kurve zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung zu bewegen.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 12, bei der der Schwenkhebel (175) mit einem Langschlitz (175a) ausgebildet ist, in den der Gelenkzapfen (172b) gleitfähig eingreift und aus dem der Gelenkzapfen (172b) in der Zwischenstellung des Überlagerungsbildschirms (110) freigegeben werden kann.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 11, bei der die innere Bewegungsvorrichtung einen Grundrahmen (173b) und ein Paar von im Grundrahmen (173b) ausgebildeten Führungskanälen (173a) aufweist und der Überlagerungsbildschirm (110) eine am Überlagerungsbildschirm (110) befestigte Tragstrebe (172) und ein Paar von an der Tragstrebe (172) befestigten Führungszapfen (172a) aufweist, die in einen mit dem Paar von Führungskanälen (173a) zusammenwirkenden Eingriff gebracht werden können, um den Überlagerungsbildschirm (110) entlang der Kurve zwischen der Zwischenstellung und der versenkten Stellung zu bewegen.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 14, bei der das Paar von Führungszapfen (172a) der Tragstrebe (172) in der Zwischenstellung des Überlagerungsbildschirms (110) aus dem Paar von Führungskanälen (173a) des Grundrahmens (173b) freigegeben werden kann.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 12, ferner mit einer Abdeckung zum Verschließen einer Öffnung des Armaturenbretts (1) und einem Gelenkarm (193) zum Bewegen der Abdeckung, wobei die Öffnung dazu genutzt wird, den Überlagerungsbildschirm (110) hindurchtreten zu lassen, wenn der Überlagerungsbildschirm (110) sich zwischen der Zwischenstellung und der Betriebsstellung bewegt, wobei der Gelenkarm (193) in Wirkverbindung mit dem Schwenkhebel (175) der inneren Bewegungsvorrichtung steht, um die Abdeckung in Abhängigkeit von der Bewegung des Überlagerungsbildschirms (110) zu bewegen.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die äußere Bewegungsvorrichtung einen feststehenden Rahmen (173b) und einen beweglichen Rahmen (173c) zum Bewegen des Überlagerungsbildschirms (110) zwischen der Zwischenstellung und der Betriebsstellung aufweist und der bewegliche Rahmen (173c) den Überlagerungsbildschirm (110) halten kann, während der bewegliche Rahmen (173c) linear entlang des feststehenden Rahmens (173b) bewegt werden kann.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 17, bei der die äußere Bewegungsvorrichtung einen von einem Motor angetriebenen Zeitsteuerriemen (177a) zum Bewegen des beweglichen Rahmens aufweist.
Head-Up-Display-Einrichtung (100) nach Anspruch 18, bei der der Zeitsteuerriemen (177a) eine ausreichende Elastizität zum Heben des beweglichen Rahmens (173c) besitzt.