DE10044221A1 - Head-Up-Anzeige mit drehbarem Reflexionsspiegel - Google Patents

Head-Up-Anzeige mit drehbarem Reflexionsspiegel

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DE10044221A1
DE10044221A1 DE2000144221 DE10044221A DE10044221A1 DE 10044221 A1 DE10044221 A1 DE 10044221A1 DE 2000144221 DE2000144221 DE 2000144221 DE 10044221 A DE10044221 A DE 10044221A DE 10044221 A1 DE10044221 A1 DE 10044221A1
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windshield
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Naohito Kanamori
Satoru Tamura
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Abstract

Bei einer Head-up-Anzeige für ein Fahrzeug steuert eine Drehpositionseinstellvorrichtung (70) eine Drehposition eines reflektierenden Spiegels (50) in solcher Weise, daß Sonnenlicht, welches in umgekehrter Weise auf den reflektierenden Spiegel (50) auftrifft, nachdem es eine Windschutzscheibe (20) passiert hat, nicht in eine Flüssigkristalltafel (10) eintritt. Demzufolge kann eine Head-up-Anzeige geschaffen werden, welche die Fähigkeit hat, den umgekehrten Einfall von Sonnenlicht auf die Flüssigkristalltafel (10) zu verhindern, ohne Verwendung eines optischen Extrateiles.

Description

Die Erfindung betrifft eine Head-up-Anzeige für ein Fahrzeug.
Die JP-A-11-23997 offenbart eine Head-up-Anzeige für ein Fahrzeug. Bei der Head- up-Anzeige ist eine Flüssigkristalltafel an einer Rückflächenseite einer Instrumentenkonsole innerhalb einer Fahrzeugkabine positioniert und es wird das Licht, welches durch eine Hinterbeleuchtung emittiert wird und durch die Flüssigkristalltafel hindurch verläuft, durch einen Reflexionsspiegel zu einer Windschutzscheibe reflektiert, um ein Bild vor der Windschutzscheibe zu projizieren, so daß ein Fahrer sichtbar das Bild für Informationen beobachten kann.
Bei der Head-up-Anzeige ist zwischen dem Reflexionsspiegel und der Flüssigkristalltafel ein Filter angeordnet, um die Flüssigkristalltafel gegenüber Wärmestrahlen im Sonnenlicht zu schützen, die auf die Windschutzscheibe einfallen. Das Filter ermöglicht es, daß sichtbare Strahlen von der Flüssigkristalltafel zu dem Reflexionsspiegel hin hindurchgelangen können, während jedoch Wärmestrahlen, die durch den Reflexionsspiegel reflektiert werden, daran gehindert werden, dort hindurch zu der Flüssigkristalltafel zu verlaufen.
Jedoch ist dieses Filter sehr kostspielig, da das Filter Licht auffangen muß, welches eine spezifische Wellenlänge besitzt. Dies führt zu einer Erhöhung in den Kosten der Head-up-Anzeige. Zusätzlich fängt das Filter, welches die Fähigkeit hat, Licht mit der spezifischen Wellenlänge aufzufangen, gleichzeitig das Licht von der Flüssigkristalltafel auf, wodurch dann die Helligkeit der Anzeige an der Windschutzscheibe reduziert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erläuterten Probleme entwickelt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Head-up- Anzeige für ein Fahrzeug zu schaffen, die einen Reflexionsspiegel enthält, der Licht von einer Anzeige zu einer Windschutzscheibe hin reflektiert, während er Sonnenlicht daran hindert, in umgekehrter Richtung auf die Anzeige durch die Windschutzscheibe hindurch zu fallen, ohne ein zusätzliches Extrateil.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Head-up-Anzeige für ein Fahrzeug einen Reflexionsspiegel, der drehbar vor einer Anzeigevorrichtung angeordnet ist, und eine Reflexionsfläche besitzt, die gegenüber der Anzeigevorrichtung angeordnet ist, um Licht von der Anzeigevorrichtung zu empfangen und um das Licht zu einer Windschutzscheibe hin zu reflektieren. Der Reflexionsspiegel wird bei einer spezifischen Bedingung gedreht, so daß er in eine erste Position von einer ersten und zweiten möglichen Position eingestellt wird. Der Reflexionsspiegel, der in der ersten Position eingestellt ist, hat dann die reflektierende Fläche so angeordnet, daß Sonnenlicht reflektiert wird, welches auf den Reflexionsspiegel einfällt, nachdem das Licht durch die Windschutzscheibe hindurch verlaufen ist, und zwar zu einem peripheren Abschnitt der Anzeigevorrichtung hin, um das Sonnenlicht daran zu hindern, in die Anzeigevorrichtung einzutreten. Der Reflexionsspiegel, der in die zweite Position eingestellt ist, hat die reflektierende Fläche derart angeordnet, daß sie das Sonnenlicht von der Windschutzscheibe nicht aufnehmen kann.
Beispielsweise wird der reflektierende Spiegel in eine Position gemäß der ersten und der zweiten Position eingestellt, wenn ein Schlüssel zum Starten des Fahrzeugs ausgeschaltet wird, wenn die Anzeigevorrichtung in einen Nicht-Betriebszustand eingestellt ist, in welchem die Anzeigevorrichtung aufhört, Licht zu emittierend, oder wenn eine Bestimmungseinrichtung für einen ansteigenden Gradienten bestimmt, daß ein Temperaturanstiegsgradient der Anzeigetafel einen spezifischen Wert hat.
Als ein Ergebnis wird Sonnenlicht daran gehindert, in umgekehrter Richtung auf die Anzeigevorrichtung einzufallen, ohne Verwendung eines optischen Extrateils, wie beispielsweise eines Filters, welches die Helligkeit der Anzeige vermindern kann. Das heißt, die Head-up-Anzeige nach der vorliegenden Erfindung kann bei niedrigen Kosten und mit einer hohen Helligkeit der Anzeige geschaffen werden.
Andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer aus einem besseren Verständnis der bevorzugten Ausführungsformen, die im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm ist, welches eine Gesamtkonstruktion einer Head-up-Anzeige für ein Fahrzeug wiedergibt, und zwar gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 bis 4 Seitenansichten sind, die jeweils eine Drehpositionseinstellvorrichtung der Head-up-Anzeige wiedergeben, die in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar mit einem Reflexionsspiegel in unterschiedlichen Positionen;
Fig. 5 ein Blockschaltbild ist, welches eine Steuerschaltung zum Steuern einer Flüssigkristalltafel und einen Elektromotor für die Head-up- Anzeige wiedergibt;
Fig. 6 ein Flußdiagramm ist, welches einen ersten Teil eines Computerprogramms veranschaulicht, welches durch die Steuerschaltung ausgeführt wird, die in Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 7 ein Flußdiagramm ist, welches einen zweiten Teil des Computerprogramms darstellt, welches durch die Steuerschaltung ausgeführt wird, die in Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 8 ein Graph ist, der einen Anstieg in der Temperatur der Flüssigkristalltafel in Einklang mit einer verstrichenen Zeit veranschaulicht, wenn Sonnenlicht in umgekehrter Richtung auf die Flüssigkristalltafel einfällt;
Fig. 9 ein schematisches Diagramm zeigt, welches einen Zustand wiedergibt, bei dem Sonnenlicht in umgekehrter Richtung auf die Flüssigkristalltafel einfällt;
Fig. 10 ein schematisches Diagramm ist, welches einen Zustand zeigt, bei dem der Einfall von Sonnenlicht in umgekehrter Richtung auf die Flüssigkristalltafel bei der vorliegenden Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert wird;
Fig. 11 ein schematisches Diagramm ist, welches die Hauptabschnitte der Head-up-Anzeige veranschaulicht, und zwar in Form eines modifizierten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform; und
Fig. 12 ein schematisches Diagramm ist, welches einen Zustand veranschaulicht, bei dem der Einfall von Sonnenlicht in umgekehrter Richtung auf die Flüssigkristalltafel bei dem modifizierten Beispiel, welches in Fig. 11 gezeigt ist, verhindert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die Fig. 1 bis 10 erläutert. Fig. 1 zeigt einen Zustand, bei dem eine Head-up-Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug installiert ist.
Die Head-up-Anzeige besitzt eine transparente Flüssigkristalltafel 10. Die Flüssigkristallebene 10 ist vertikal angeordnet unter Verwendung geeigneter Teile, und zwar an der rückwärtigen Flächenseite einer Instrumentenkonsole 30, die sich von einem unteren Randabschnitt einer Windschutzscheibe 20 zu einer Passagierkabine nach unten hin erstreckt. Die Head-up-Anzeige umfaßt ferner eine Lichtquelle 40, die als Hinterbeleuchtung für die Flüssigkristalltafel 10 dient, um Licht zu der Flüssigkristalltafel 10 hin zu emittieren.
Ein reflektierender Spiegel 50 ist an einer Seite einer Anzeigefläche 11 der Flüssigkristalltafel 10 positioniert und besitzt eine optische Achse P, die gemeinsam mit der Flüssigkristalltafel 10 und der Lichtquelle 40 verläuft. Der reflektierende Spiegel 50 ist zusammengesetzt aus einem konvexen Spiegel, der drehbar durch eine Dreheinstellvorrichtung 70 gehaltert ist, und zwar vor der Flüssigkristalltafel 10 und unter einer staubdichten Abdeckung 60. Die staubdichte Abdeckung 60 ist aus transparentem Harz bzw. Kunststoff oder Glas hergestellt und paßt in einen Öffnungsabschnitt 32, der in einer oberen Wand 31 der Instrumentenkonsole 30 festgelegt ist.
Wenn eine reflektierende Oberfläche 51 des Reflexionsspiegels 50 gegenüber der staubdichten Abdeckung 60 und der Anzeigefläche 11 der Flüssigkristalltafel 10 in einer spezifischen Drehposition angeordnet ist, wird Licht, welches von der Flüssigkristalltafel 10 emittiert wird, um Informationen darzustellen, zu dem reflektierenden Spiegel 50 entlang der optischen Achse P gelenkt, wird durch den reflektierenden Spiegel 50 reflektiert und fällt dann auf die Windschutzscheibe 20 in Form eines Bildprojektionslichtes, nachdem es durch die staubdichte Abdeckung 60 hindurch verlaufen ist. Mit anderen Worten erzeugt der reflektierende Spiegel 50 ein Bild 52 aus Anzeigeinformationen der Flüssigkristalltafel 10, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und projiziert das Bild 52 auf die Innenfläche der Windschutzscheibe 20 um eine Stelle 20a herum. Die Windschutzscheibe 20 trägt dazu bei, daß das einfallende Licht, welches durch den reflektierenden Spiegel 50 reflektiert wurde, in die Augen eines Fahrers M durch einen oberen Raum eines Lenkrades W gelangt. Dies bedeutet, daß der Fahrer M optisch die Anzeigeinformationen als ein Bild 21 beobachtet, welches vor der Windschutzscheibe 20 erscheint.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt die Dreheinstellvorrichtung 70 einen Vorrichtungskörper 71. Der Vorrichtungskörper 71 haltert drehbar den reflektierenden Spiegel 50 vermittels einer Drehwelle 72 über armförmige Halterungsteile (nicht gezeigt) an dem zentralen Abschnitt des Spiegels 50 in einer vertikalen Richtung in solcher Weise, daß sich der reflektierende Spiegel 50 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 2 drehen kann. Die Dreheinstellvorrichtung 70 besitzt ferner einen Elektromotor 73. Der Elektromotor 73 ist an einer Seitenwand des Vorrichtungskörpers 71 am Boden desselben befestigt, und besitzt eine Ausgangswelle 73a, die senkrecht verläuft und sich aus der Seitenwand heraus erstreckt. Ein Zahntriebwerk 74 ist koaxial durch die Ausgangswelle 73a des Elektromotors 73 gehaltert, derart, daß es sich auf einer Ebene parallel zu der Seitenwand des Vorrichtungskörpers 71, der oben beschrieben ist, drehen kann.
Ein Zahnsegment 75 ist an seinem Drehzentrum koaxial durch eine Drehwelle 75a gehaltert, die drehbar und senkrecht von der Seitenwand des Vorrichtungskörpers 71 vorragt. Das Zahnsegment 75 kämmt mit dem Zahntriebwerk 74 an einem bogenförmigen Eingriffsabschnitt 75b, der an einem bogenförmigen äußeren Umfangsteil desselben vorgesehen ist. Demzufolge dreht sich das Zahnsegment 75 um die Drehwelle 75a in Einklang mit der Drehung des Zahntriebwerks 74 in einer entgegengesetzten Richtung von dem Zahntriebwerk 74.
Das Zahnsegment 75 ist mit einem Verriegelungsabschnitt 75c und einem zahnfreien Abschnitt 75d ausgebildet. Der Verriegelungsabschnitt 75c ist, wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, an einem Ende des bogenförmigen äußeren Umfangsteiles des Zahnsegments 75 ausgebildet. Der Verriegelungsabschnitt 75c hält die Drehung des Zahntriebwerks 74 und des Zahnsegments 75 an, wenn das Zahnsegment 75 sich im Uhrzeigersinn dreht, und zwar zu der Position, die in Fig. 2 veranschaulicht ist. Der zahnfreie Abschnitt 75d ist an dem anderen Ende des äußeren Umfangsteiles des Zahnsegments 75 ausgebildet und gibt den Eingriff zwischen dem Zahnsegment 75 und dem Zahntriebwerk 74 frei, wenn das Zahnsegment 75 sich im Gegenuhrzeigersinn zu der Position dreht, die in Fig. 3 veranschaulicht ist.
Ein Zwischenzahnrad 76 mit einem kleinen Durchmesser ist koaxial durch die Drehwelle 75a derart gehaltert, daß es sich zusammen mit dem Zahnsegment 75 dreht. Das Zwischenzahnrad 76 kämmt mit dem bogenförmigen Eingriffsabschnitt 77a eines anderen Zahnsegments 77. Das Zahnsegment 77 ist fest durch die Drehwelle 72 an seinem Drehzentrum gehaltert, entsprechend dem Zentrum in der vertikalen Richtung des reflektierenden Spiegels 50. Demzufolge dreht sich das Zahnsegment 77 zusammen mit dem reflektierenden Spiegel 50 in Einklang mit der Drehung der Drehwelle 72. Eine Spiralfeder 78 ist zwischen einem Teil des Vorrichtungskörpers 71 und dem oberen Endabschnitt des reflektierenden Spiegels 50 installiert, um den reflektierenden Spiegel 50 immer im Gegenuhrzeigersinn zu drücken.
Als nächstes wird eine Steuerschaltung für die Flüssigkristalltafel 10 und den Elektromotor 73 unter Hinweis auf Fig. 5 erläutert. Die Steuerschaltung enthält eine Sensorgruppe 80. Die Sensorgruppe 80 enthält einen Geschwindigkeitssensor, einen Rotationssensor und ähnliches, um die das Fahrzeug betreffenden Informationen zu detektieren, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Maschinendrehzahl. Ein Wählschalter 90 wird in eine erste ausgewählte Stellung oder in eine zweite ausgewählte Stellung geschaltet, um die Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 zu steuern. Wenn der Wählschalter 50 so betätigt wurde, daß er sich in der ersten ausgewählten Stellung befindet, so kann der reflektierende Spiegel 50 sich im Uhrzeigersinn drehen, während dann, wenn der Wählschalter 90 in die zweite ausgewählte Stellung betätigt wurde, sich der reflektierende Spiegel 50 im Gegenuhrzeigersinn drehen kann.
Ein Betriebsschalter 100 wird geschlossen, um die Anzeige der Flüssigkristalltafel 10 zu realisieren, und wird geöffnet, um die Anzeige der Flüssigkristalltafel 10 zu beenden. Ein Temperatursensor 110 ist in der Nachbarschaft der Flüssigkristalltafel 10 positioniert und detektiert die Temperatur in der Nachbarschaft der Flüssigkristalltafel 10 als eine Temperatur der Flüssigkristalltafel 10.
Ein Mikrocomputer 120 führt ein Computerprogramm durch, und zwar in Einklang mit den Flußdiagrammen, die in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht sind. Spezifisch ausgedrückt, führt der Mikrocomputer 120 eine Wähloperation des Wählschalters 90, einen Dreh-Steuerprozeß des Elektromotors 37 über eine Treiberschaltung 130 in Einklang mit einer Ausgangsgröße aus dem Temperatursensor 100 durch und auch einen Prozeß zum Realisieren oder zum Unterbinden der Anzeige der Fahrzeuginformationen durch die Flüssigkristalltafel 10, mit Hilfe einer Treiberschaltung 140, basierend auf den Ausgangsgrößen aus der Sensorgruppe 80, und führt auch die Manipulation des Betriebsschalters 100 durch. Der Mikrocomputer 120 wird immer nach dem Empfang von Elektrizität aus einer Fahrzeugbatterie B betätigt und startet das Computerprogramm, wenn ein Zündschalter IG des Fahrzeugs eingeschaltet wird. Das Computerprogramm wird zu einem früheren Zeitpunkt in einem ROM des Mikrocomputers 120 abgespeichert.
Die Treiberschaltung 130 treibt den Elektromotor 73 an, damit dieser den reflektierenden Spiegel 50 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn unter der Steuerung des Mikrocomputers 120 dreht. Die Treiberschaltung 140 treibt die Flüssigkristalltafel 10, um unter der Steuerung des Mikrocomputers 120 eine Anzeige zu liefern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, die in der oben geschilderten Weise konstruiert ist, sei angenommen, daß das Fahrzeug in einen Fahrzustand gebracht wird, in dem der Zündschalter IG eingeschaltet wird. Der Mikrocomputer 120 beginnt mit der Ausführung des Computerprogramms in Einklang mit den Flußdiagrammen, die in den Fig. 6 und 7 gezeigt sind, und zwar sobald als der Zündschalter IG eingeschaltet wird.
Zuerst wird bei dem Schritt 200 die Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 auf die Anfangs- oder Ausgangsposition eingestellt. Spezifischer ausgedrückt, wird der reflektierende Spiegel 50 an der Position ausgerichtet, die bei dem Schritt 231 gespeichert worden ist, bevor der Zündschalter IG eingeschaltet wurde. Gemäß diesem Prozeß treibt die Treiberschaltung 130 den Elektromotor 73 an, damit dieser den reflektierenden Spiegel 50 in die Anfangs- oder Ausgangsposition dreht. Danach wird bei dem Schritt 201 die Detektionstemperatur T, die durch den Temperatursensor 110 detektiert wurde, in dem Mikrocomputer 120 eingespeist. Dann wird bei dem Schritt 202 der aktuelle Temperaturgradient ΔT/Δt der Detektionstemperatur T berechnet. Als nächstes wird bei dem Schritt 210 bestimmt, ob der Temperaturgradient ΔT/Δt der vorbestimmte Temperaturanstiegsgradient ΔT0/Δt ist oder nicht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der vorbestimmte Temperatur­ anstiegsgradient ΔT0/Δt basierend auf den folgenden Grundlagen eingeführt. Spezifischer ausgedrückt, wurde geprüft, auf welche Weise Wärmestrahlen in dem Sonnenlicht eine Änderung in der Temperatur der Flüssigkristalltafel 10 bewirkt, wenn das Sonnenlicht in umgekehrter Richtung auf die Flüssigkristalltafel 10 durch die Windschutzscheibe 20 hindurch und vermittels des reflektierenden Spiegels 50, wie in Fig. 9 gezeigt ist, auftrifft, und es wurden Daten, wie in Fig. 8 dargestellt ist, erhalten.
Gemäß Fig. 8 ist die Temperatur der Flüssigkristalltafel 10 um angenähert 35°C angestiegen, und zwar nachdem etwa 15 Sekunden von dem Zeitpunkt an verstrichen waren, bei dem Sonnenlicht begonnen hat, in umgekehrter Richtung durch die Windschutzscheibe 20 in der oben beschriebenen Weise hindurch auf die Flüssigkristalltafel 10 einzufallen, welche Temperatur dann auf 35°C gehalten wurde. Der Anstieg in der Temperatur kann thermisch die Flüssigkristalltafel 10 zerstören. Daher wird ein Temperaturanstiegsgradient, wenn t = 0 in Fig. 8 als der oben erwähnte vorbestimmte Temperaturanstiegsgradient ΔT0/Δt eingeführt. Die Zeit von etwa 15 Sekunden entspricht einer Zeitperiode, wenn Sonnenlicht fortwährend auf die Flüssigkristalltafel 10 durch die Windschutzscheibe 20 in einem Tag auftrifft.
Wenn der Temperaturgradient ΔT/Δt dem vorbestimmten Temperaturanstiegs­ gradienten ΔT0/Δt entspricht, wird der Temperaturgradient so betrachtet, daß er dem Sonnenlicht zuzuschreiben ist, welches in umgekehrter Richtung durch die Windschutzscheibe 20 und den reflektierenden Spiegel 50 auf die Flüssigkristalltafel 10 einfällt. Daher lautet die Bestimmung bei dem Schritt 210 gleich JA und bei dem Schritt 211 wird die Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 gesteuert, um zu verhindern, daß Sonnenlicht auf die Flüssigkristalltafel 10 einfällt, nachdem es durch den reflektierenden Spiegel 50 reflektiert worden ist.
Spezifischer ausgedrückt, wird die Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 gesteuert, so daß sie so ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Die in Fig. 4 gezeigte Position wird im folgenden als eine einen Sonnenlichteinfall in umgekehrter Richtung verhindernde Position bezeichnet (die Sonnenlicht verhindernde Position, erste Position). Wie in Fig. 10 gezeigt ist, kann der reflektierende Spiegel 50, der so, wie in Fig. 4 dargestellt ist, positioniert ist, Sonnenlicht reflektieren, welches auf den reflektierenden Spiegel 50 einfällt, nachdem es durch die Windschutzscheibe hindurch verlaufen ist, und zwar zu der unteren Seite der Flüssigkristalltafel 10 hin.
Spezifischer ausgedrückt, treibt die Treiberschaltung 130 den Elektromotor 73 so an, daß der reflektierende Spiegel 50 in der den Sonnenlichteinfall in umgekehrter Richtung verhindernde Position positioniert wird, wie oben beschrieben wurde. Das heißt, das Zahntriebwerk 74 wird im Gegenuhrzeigersinn durch den Elektromotor 73 gedreht. Das Zahntriebwerk 74 dreht daher das Zahnsegment 75 zusammen mit dem Zwischenzahnrad 76 im Uhrzeigersinn und das Zwischenzahnrad 76 dreht das Zahnsegment 77 im Gegenuhrzeigersinn zusammen mit dem reflektierenden Spiegel 50. Als ein Ergebnis wird die Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 in die den umgekehrt verlaufenden Sonnenlichteinfall verhindernde Position eingestellt.
Selbst wenn demzufolge Sonnenlicht auf die reflektierende Fläche 51 des reflektierenden Spiegels 50 einfällt, nachdem es durch die Windschutzscheibe 20 hindurch verlaufen ist, wird das einfallende Sonnenlicht durch die reflektierende Fläche 51 zu der unteren Seite der Flüssigkristalltafel 10 hin reflektiert, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, das heißt zu einem peripheren Abschnitt der Flüssigkristalltafel 10 hin. Damit wird sicher verhindert, daß Sonnenlicht in umgekehrter Richtung auf die Flüssigkristalltafel 10 einfallen kann. Die Flüssigkristalltafel 10 erfährt somit keine Zerstörung auf Grund von thermischen Strahlen in dem Sonnenlicht.
Danach wird bei dem Schritt 220 bestimmt, ob etwa 15 Minuten verstrichen sind oder nicht, und zwar nachdem bei der Bestimmung bei dem Schritt 210 JA festgestellt wurde. Der umgekehrte Einfall des Sonnenlichts, wie dieser oben beschrieben wurde, verschwindet, wenn etwa 15 Minuten verstrichen sind. Daher führt die Bestimmung bei dem Schritt 220 zu JA, wenn etwa 15 Minuten verstrichen sind. Dann wird bei dem nächsten Schritt 221 die Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 wieder in die Position bei dem Schritt 220 zurückgeführt. Das heißt, die Treiberschaltung 130 steuert den Elektromotor 73 derart, daß dieser die Dreheinstellvorrichtung 70 antreibt und die Dreheinstellvorrichtung 70 den reflektierenden Spiegel 50 in die Drehposition bei dem Schritt 200 zurückführt. Da somit die Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 in dessen Anfangsposition zurückgeführt worden ist, nachdem der umgekehrte Einfall des Sonnenlichts auf den reflektierenden Spiegel 50 verschwunden ist, kann die Head-up-Anzeige auf einem gewöhnlichen Verwendungszustand eingestellt werden.
Nachdem der Prozeß bei dem Schritt 221 ausgeführt worden ist oder nachdem sich bei der Bestimmung bei dem Schritt 210 NEIN ergeben hat, wird bestimmt, ob der Zündschalter IG ausgeschaltet wurde oder nicht, was bei dem Schritt 230 erfolgt. Da bei der gegenwärtigen Stufe der Zündschalter IG eingeschaltet ist, tautet das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt 230 gleich NEIN. Dann wird bei dem Schritt 240 bestimmt, ob die Anzeige der Flüssigkristalltafel 10 benötigt wird oder nicht. Wenn der Betriebsschalter 100 geschlossen ist, um die Flüssigkristalltafel 10 zum Anzeigen zu bringen, lautet das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt 240 gleich JA. In diesem Fall wird bei dem Schritt 241 die Flüssigkristalltafel 10 so gesteuert, daß Fahrzeuginformationen dargestellt werden. Das heißt es wird die Flüssigkristalltafel 10 zusammen mit der Lichtquelle 40 durch die Treiberschaltung 140 angetrieben und es werden Anzeigeinformationen zu der reflektierenden Fläche 51 des reflektierenden Spiegels 50 unter Verwendung des Mediums Licht hingelenkt. Das Licht, welches die Anzeigeinformationen enthält, wird durch die reflektierende Fläche 51 reflektiert und fällt auf die Innenfläche der Windschutzscheibe 20 auf, nachdem es durch die staubdichte Abdeckung 60 hindurch verlaufen ist. Dann wird das Einfallslicht durch die Windschutzscheibe 20 reflektiert und gelangt in die Augen des Fahrers M. Als ein Ergebnis kann der Fahrer M optisch die Anzeigeinformationen als das Bild 21 beobachten.
Da in diesem Fall der reflektierende Spiegel 50 aus einem konkaven Spiegel besteht, wird das Bild 52, welches durch den reflektierenden Spiegel 50 abgebildet wird, vergrößert und wird weiter weg projiziert. Daher wird das Bild 51, welches durch die Windschutzscheibe 20 erzeugt wird, ebenfalls vergrößert und wird weiter nach vorne projiziert. Als ein Ergebnis kann der Fahrer M optisch das Bild 21 besser oder leichter beobachten.
Da, wie ebenfalls oben beschrieben wurde, Sonnenlicht daran gehindert wird, in der umgekehrten Richtung auf die Flüssigkristalltafel 10 durch die Steuerung der Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 einzufallen, braucht ein kostspieliger optischer Filter nicht zwischen der Flüssigkristalltafel 10 und dem reflektierenden Spiegel 50 vorgesehen zu werden, um das Licht aufzufangen, welches eine spezifische Wellenlänge besitzt. Dies führt dann zu einer Kostenreduzierung. Zusätzlich wird die Intensität des Lichtes, welches durch die Flüssigkristalltafel emittiert wird, das heißt die Helligkeit der Anzeige, an der Windschutzscheibe 20 nicht auf Grund des oben erwähnten Filters vermindert.
Nachdem der Schritt 241 ausgeführt worden ist, wird bei dem Schritt 250 bestimmt, ob die Anzeigeposition der Anzeigeinformationen an der Windschutzscheibe 20 eingestellt werden sollte oder nicht. Wenn der Wählschalter 90 manipuliert wird, so daß er in die erste oder in die zweite Wählstellung geschaltet wird, so lautet das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt 250 gleich JA. Wenn der Wählschalter 90 bei dem Schritt 251 in die erste ausgewählte Stellung geschaltet wird, wird der reflektierende Spiegel 50 zu einem vorbestimmten Winkel im Uhrzeigersinn gedreht. Wenn der Wählschalter 90 in die zweite ausgewählte Stellung geschaltet wird, und zwar bei dem Schritt 251, wird der reflektierende Spiegel 50 um einen vorbestimmten Winkel im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Das heißt die Drehpositionseinstellvorrichtung 70 steuert den reflektierenden Spiegel 50 derart, daß er sich im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn um den vorbestimmten Winkel dreht. Demzufolge kann die Anzeigeposition des Bildes auf der Windschutzscheibe 20 in geeigneter Weise in Einklang mit der Position des Fahrersitzes eingestellt werden, und zwar gemäß einer Anpassung des Fahrers, der auf dem Fahrersitz sitzt und ähnlichem.
Wenn andererseits das Fahrzeug angehalten wird und wenn der Zündschalter IG ausgeschaltet wird, lautet das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt 230 gleich JA. In diesem Fall erneuert der Mikrocomputer 120 bei dem Schritt 231 die letzte Drehposition des Reflexionsspiegels 50 während er Elektrizität von der Batterie B direkt empfängt. Dann wird bei dem Schritt 232 die Drehposition des reflektierenden Spiegels 50 auf die oben beschriebene, einen Sonnenlichteinfall in umgekehrter Richtung verhindernde Position eingestellt. Das heißt, der reflektierende Spiegel 50 wird durch die Drehpositionseinstellvorrichtung 70 angetrieben, so daß er sich in die den Sonnenlichteinfall in umgekehrter Richtung verhindernde Position dreht.
Wenn demzufolge das Fahrzeug geparkt wird und Sonnenlicht auf die Windschutzscheibe 20 für eine lange Zeit einfallen kann, kann die reflektierende Fläche 51 des reflektierenden Spiegels 50 das Sonnenlicht zu der unteren Seite der Flüssigkristalltafel 10 hin reflektieren, wie dies oben beschrieben wurde, um das Sonnenlicht daran zu hindern, zu der Flüssigkristalltafel 10 hingelenkt zu werden. Als ein Ergebnis können die gleichen Wirkungen, wie sie bei dem Schritt 211 erhalten werden, vorgesehen werden.
Nebenbei bemerkt, obwohl der reflektierende Spiegel in die den Sonnenlichteinfall in umgekehrter Richtung verhindernde Position eingestellt wird, indem er im Gegenuhrzeigersinn bei der vorliegenden Ausführungsform gedreht wird, kann die Position des reflektierenden Spiegels 50, die in Fig. 3 gezeigt ist, als die den Sonnenlichteinfall in umgekehrter Richtung verhindernde Position (zweite Position) eingestellt werden. In diesem Fall empfängt die reflektierende Fläche 51 des reflektierenden Spiegels 50 nicht das Sonnenlicht, welches durch die Windschutzscheibe 20 verläuft. Es wird daher Sonnenlicht daran gehindert, in umgekehrter Richtung auf die Flüssigkristalltafel 10 einzufallen und es können die gleichen Wirkungen erzielt werden, wie sie oben beschrieben wurden.
Fig. 11 zeigt ein modifiziertes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform. Bei diesem modifizierten Beispiel treten an die Stelle des reflektierenden Spiegels 50 zwei konkave Spiegel 50a, 50b und ein ebener Spiegel 50c. Die konkaven Spiegel 50a, 50b sind direkt unterhalb der staubdichten Abdeckung 60 vorgesehen, wobei deren reflektierende Flächen zueinander hinweisen. Anstelle des reflektierenden Spiegels 50 ist der ebene Spiegel 50c zusammenhängend und drehbar durch die Drehwelle 72 des Vorrichtungskörpers 71 gehaltert, ähnlich wie bei dem reflektierenden Spiegel 50.
Wenn der ebene Spiegel 50c durch die Drehpositionseinstellvorrichtung 70 gesteuert wird, so daß er eine reflektierende Fläche besitzt, die vor der reflektierenden Fläche des konkaven Spiegels 50b als auch der Anzeigefläche 11 der Flüssigkristalltafel 10 gegenüberliegt, wird das Licht für die Darstellung der Fahrzeuginformationen, welches von der Flüssigkristalltafel 10 emittiert wird, durch die reflektierenden Flächen des ebenen Spiegels 50c und der konkaven Spiegel 50a, 50b in einer Aufeinanderfolge reflektiert und fällt dann auf die Innenfläche der Windschutzscheibe 20, nachdem es durch die staubdichte Abdeckung 60 hindurch verlaufen ist. Demzufolge werden die Anzeigeinformationen als ein Bild in der oben beschriebenen Weise dargestellt. Die anderen Merkmale sind die gleichen wie diejenigen bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
Bei diesem modifizierten Beispiel, welches in Fig. 11 gezeigt ist, kann selbst dann, wenn sich eine Situation ergibt, bei der Sonnenlicht in die Flüssigkristalltafel 10 eintreten kann, nachdem es durch die konkaven Spiegel 50a, 50b und den ebenen Spiegel 50c reflektiert worden ist, wie dies oben in spezifischer Weise beschrieben wurde, die Drehpositionseinstellvorrichtung 70 die Drehposition des ebenen Spiegels 50c in die den Sonnenlichteinfall in umgekehrter Richtung verhindernde Position einstellen, wenn die Bestimmung bei dem Schritt 210 oder 230 JA lautet. Demzufolge können die gleichen Wirkungen, die durch den Prozeß realisiert werden, der bei den Schritten 211 oder 232 ausgeführt wird, wie bei der oben erläuterten Ausführungsform, bei diesem modifizierten Beispiel erzielt werden.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform und dem modifizierten Beispiel ist die vorliegende Erfindung bei einer Head-up-Anzeige für ein Fahrzeug angewendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann allgemein bei vielfältigen Head-up-Anzeigeeinrichtungen angewendet werden. Das Fahrzeug, welches die Head-up-Anzeige nach der vorliegenden Erfindung verwendet kann aus einem Elektromotorfahrzeug bestehen. In diesem Fall wird die Bestimmung bei dem Schritt 230 durch die Manipulation eines Schlüsselschalters durchgeführt (entsprechend dem Zündschalter IG), um das Elektromotorfahrzeug zu starten, und die folgenden Schritte werden in ähnlicher Weise durchgeführt.
Eine Elektrolumineszenz-(EL)-Tafel, eine lichtemittierende Diode, eine Kaltkathodenentladungsröhre oder ähnliches können an die Stelle der Flüssigkristalltafel 10 und der Lichtquelle 40 treten. Ein Photosensor oder ein Lichtmodulationsschalter können dazu verwendet werden, um Licht in der Flüssigkristalltafel 10 zu modulieren, und zwar für das Bild, welches an der Windschutzscheibe 20 dargestellt wird, in Einklang mit der Umgebungshelligkeit.
Während die vorliegende Erfindung unter Hinweis auf die vorangegangenen bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, ist es für Fachleute offensichtlich, daß Änderungen in der Form und in Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne dabei den Rahmen der Erfindung, wie er durch die anhängenden Ansprüche festgelegt ist, zu verlassen.

Claims (17)

1. Head-up-Anzeige für ein Fahrzeug, mit:
einer Anzeigevorrichtung (10) mit einer Anzeigefläche (11) zum Emittieren von Licht, welche Anzeigeinformationen enthält; und
einem reflektierenden Spiegel (50), der drehbar vor der Anzeigefläche (11) angeordnet ist und eine reflektierende Fläche (51) besitzt, um das Licht von der Anzeigevorrichtung (10) aufzunehmen und das Licht zu einer Windschutzscheibe (20) hin zu reflektieren, wenn der reflektierende Spiegel (50) in einer Betriebsposition positioniert ist, bei der:
der reflektierende Spiegel (50) unter einer spezifischen Bedingung gedreht wird, so daß er in eine Position gemäß einer ersten Position und einer zweiten Position eingestellt wird, die von der Betriebsposition verschieden ist;
der reflektierende Spiegel (50), wenn er in die erste Position eingestellt ist, dessen reflektierende Fläche (51) das Sonnenlicht, welches auf den reflektierenden Spiegel (50) einfällt, nachdem es durch die Windschutzscheibe (20) hindurch verlaufen ist, zu einem peripheren Abschnitt der Anzeigevorrichtung (10) hin reflektiert wird, um das Sonnenlicht daran zu hindern, in die Anzeigefläche (11) der Anzeigevorrichtung (10) einzutreten; und
der reflektierende Spiegel (50), wenn er in die zweite Position eingestellt ist, eine reflektierende Fläche (51) besitzt, welche das Sonnenlicht von der Windschutzscheibe (20) nicht aufnehmen kann.
2. Head-up-Anzeige nach Anspruch 1, bei der:
die Anzeigevorrichtung (10) an einer rückwärtigen Flächenseite einer Instrumentenkonsole (30) vorgesehen ist, die an einer unteren Seite der Windschutzscheibe (20) einer Passagierkabine das Fahrzeugs vorgesehen ist; und
das durch den reflektierenden Spiegel (50) reflektierte Licht durch eine Öffnung (32) hindurch verläuft, die in der Instrumentenkonsole (30) festgelegt ist, und auf eine innere Fläche der Windschutzscheibe (20) einfällt.
3. Head-up-Anzeige nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, ferner mit einer Drehpositionseinstellvorrichtung (70, 200) zum Drehen des reflektierenden Spiegels (50) unter der spezifischen Bedingung, um das Sonnenlicht daran zu hindern, in die Anzeigevorrichtung (10) einzutreten.
4. Head-up-Anzeige nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der reflektierende Spiegel (50) auf die eine Position von der ersten und der zweiten Position eingestellt wird, wenn ein Schlüssel (IG) zum Starten des Fahrzeugs ausgeschaltet wird.
5. Head-up-Anzeige nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer Steuereinrichtung (100, 240) für die Anzeigevorrichtung, um die Anzeigevorrichtung (10) in einen Zustand gemäß einem Betriebszustand, in welchem die Anzeigevorrichtung (10) das Licht emittiert, und einem Nicht- Betriebszustand zu steuern, in welchem die Anzeigevorrichtung (10) aufhört, Licht zu emittieren, bei der:
der reflektierende Spiegel (50) das Licht von der Anzeigevorrichtung (10) zu der Windschutzscheibe (20) hin reflektiert, wenn die Anzeige­ vorrichtung (10) in den Betriebszustand eingestellt ist; und
der reflektierende Spiegel (50) in eine Position gemäß der ersten Position und der zweiten Position eingestellt wird, wenn die Anzeigevorrichtung (10) in den Nicht-Betriebszustand eingestellt ist.
6. Head-up-Anzeige nach Anspruch 5, ferner mit einem Wählschalter (90), der betätigt wird, wenn der reflektierende Spiegel (50) gedreht wird, bei der:
dann, wenn die Steuereinrichtung (100, 240) für die Anzeige­ vorrichtung die Anzeigevorrichtung (10) in den Betriebszustand einstellt, der reflektierende Spiegel (50) unter der Manipulation des Wählschalters so gedreht wird, daß der reflektierende Spiegel (50) das Licht von der Anzeigevorrichtung (10) zu der Windschutzscheibe (20) hin reflektiert; und
dann, wenn die Steuereinrichtung (100, 240) der Anzeigevorrichtung die Anzeigevorrichtung (10) in den Nicht-Betriebszustand einstellt, der reflektierende Spiegel (50) so gedreht wird, daß er in die eine der ersten Position und der zweiten Position eingestellt wird.
7. Head-up-Anzeige nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit:
einem Temperaturdetektor (110) zum Detektieren einer Temperatur der Anzeigevorrichtung (10); und
einer Bestimmungseinrichtung (210) für den Temperaturanstiegs­ gradienten, um zu bestimmen, ob ein Temperaturanstiegsgradient der Anzeigevorrichtung (10) einen spezifischen Wert hat,
bei der der reflektierende Spiegel (50) in die eine der ersten Position und der zweiten Position eingestellt wird, wenn die Bestimmungseinrichtung (210) für den Temperaturanstiegsgradienten bestimmt, daß der Temperatur­ anstiegsgradient der Anzeigevorrichtung (10) den spezifischen Wert hat.
8. Head-up-Anzeige nach Anspruch 7, bei der der spezifische Wert aus einem spezifischen Temperaturanstiegsgradienten der Anzeigevorrichtung (10) besteht, der durch das Sonnenlicht verursacht wird, welches auf die Anzeigevorrichtung (10) einfällt, nachdem es durch die Windschutzscheibe (20) hindurch verlaufen ist.
9. Head-up-Anzeige nach irgendeinem der Ansprüche 7 und 8, ferner mit einer Steuereinheit (120) zum Berechnen des Temperaturanstiegsgradienten basierend auf der Temperatur der Anzeigevorrichtung (10), die durch den Temperaturdetektor (110) detektiert wurde.
10. Head-up-Anzeige nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, bei der der reflektierende Spiegel (50) in die Betriebsposition nach dem Verstreichen einer spezifischen Zeitdauer zurückgeführt wird, beginnend von einem Zeitpunkt an, wenn der reflektierende Spiegel (50) in die eine der ersten Position und der zweiten Position in Einklang mit der Bestimmung durch die Bestimmungseinrichtung (210) für den Temperaturanstiegsgradienten eingestellt wird.
11. Head-up-Anzeige nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der reflektierende Spiegel (50) in die Betriebsposition eingestellt wird, wenn der Schlüssel (IG) eingeschaltet wird.
12. Head-up-Anzeige nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, bei der:
die Anzeigevorrichtung (10) aus einer Flüssigkristalltafel (10) und einer Hinterbeleuchtung (40) zusammengesetzt ist;
der reflektierende Spiegel (50) aus einem Konkavspiegel besteht; und
der reflektierende Spiegel (50) gedreht wird, um diesen in die eine der ersten Position und der zweiten Position zu drehen, wenn ein Zündschalter (IG) zum Starten des Fahrzeugs eingeschaltet wird.
13. Head-up-Anzeige, mit:
einer Anzeigevorrichtung (10) zum Emittieren von erstem Licht, welches Anzeigeinformationen enthält; und
einem reflektierenden Spiegel (50), der drehbar derart angeordnet ist, daß er der Anzeigevorrichtung (10) gegenüberliegt, um das erste Licht von der Anzeigevorrichtung (10) aufzunehmen und um das erste Licht zu einem transparenten Teil (20) hin zu reflektieren,
bei der der reflektierende Spiegel (50) gedreht wird, um ein zweites Licht, welches auf den reflektierenden Spiegel (50) einfällt, nachdem es das transparente Teil (20) passiert hat, daran zu hindern, in die Anzeige­ vorrichtung (10) einzutreten.
14. Steuerverfahren, um Sonnenlicht daran zu hindern, in eine Anzeige­ vorrichtung (10) einer Head-up-Anzeige einzutreten, die in einem Fahrzeug installiert ist und die einen reflektierenden Spiegel (50) enthält, um Licht, welches von der Anzeigevorrichtung (10) emittiert wird, zu einer Windschutzscheibe (20) des Fahrzeugs hin zu reflektieren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Detektieren von einer von Situationen, in der ein Zündschalter (IG) eines Fahrzeugs ausgeschaltet wird, eine Anzeigevorrichtung (10) angehalten wird, Licht zu emittieren, und ein Temperaturanstiegsgradient der Anzeigevorrichtung (10) einen spezifischen Wert besitzt;
Drehen eines reflektierenden Spiegels (50) in eine Sonnenlicht- Verhinderungsposition, bei der der reflektierende Spiegel (50) das Sonnenlicht, welches auf diesen einfällt, nachdem es eine Windschutzscheibe (20) passiert hat, zu einem peripheren Abschnitt der Anzeigevorrichtung (10) hin reflektiert, um das Sonnenlicht daran zu hindern, in die Anzeige­ vorrichtung (10) einzutreten, wenn die eine der Situationen detektiert wird.
15. Steuerverfahren nach Anspruch 14, bei dem ferner: der reflektierende Spiegel (50) in eine Betriebsposition gedreht wird, bei der der reflektierende Spiegel (50) das von der Anzeigevorrichtung (10) emittierte Licht zu der Windschutzscheibe (20) hin reflektiert, wenn der Zündschalter (IG) eingeschaltet wird, nachdem der Zündschalter (IG) ausgeschaltet worden ist.
16. Steuerverfahren nach Anspruch 14, bei dem ferner: der reflektierende Spiegel (50) in eine Betriebsposition gedreht wird, bei der der reflektierende Spiegel (50) das von der Anzeigevorrichtung (10) emittierte Licht zu der Windschutzscheibe (20) hin reflektiert, wenn die Anzeigevorrichtung (10) beginnt, das Licht zu emittieren, nachdem die Anzeigevorrichtung (10) angehalten worden ist, das Licht auszusenden.
17. Steuerverfahren nach Anspruch 14, bei dem ferner: der reflektierende Spiegel (50) in eine Betriebsposition gedreht wird, bei der der reflektierende Spiegel (50) das von der Anzeigevorrichtung (10) emittierte Licht zu der Windschutzscheibe (20) hin reflektiert, wenn eine spezifische Zeitdauer vom Zeitpunkt an, wenn der Temperaturanstiegs­ gradient der Anzeigevorrichtung (10) so bestimmt wird, daß er den spezifischen Wert besitzt, verstrichen ist.
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