DE10135986A1 - Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung - Google Patents
Fahrzeugeigene AnzeigevorrichtungInfo
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Abstract
Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung 5, bei der ein an einer Anzeigefläche 51a einer Anzeige 51 angezeigtes Bild von einem halbdurchlässigen Spiegel 55 derart reflektiert wird, dass es durch ein in einer Abdeckplatte 59a, die an einer oberen Fläche 1a eines Armaturenbrettes 1 angeordnet ist, ausgebildeten Fenster 59b über das Armaturenbrett 1 hinaus geleitet wird. Damit wird das Bild auf eine Windschutzscheibe 3 projeziert. Der halbdurchlässige Spiegel 55 ist in Längsrichtung des Fahrzeugs bewegbar, so dass die Vertikalposition eines Projektionspunktes P1 oder P3 des bildes S1 oder S3 auf der Windschutzscheibe 3 derart veriierbar ist, dass das Bild dem Vordergrund überlagerbar ist, auf den der Fahrzeugfahrer blickt. Die Abdeckplatte 59a ist derart von einer Abdeckungshaltevorrichtung 59c gehalten, dass sie in Längsrichtung des Fahrzeugs relativ zu oberen Fläche 1a des Armaturenbrettes 1 bewegbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung,
die ein Bild projiziert, das auf einer in einem Armaturenbrett
eines Fahrzeugs angeordneten Anzeige, einer Windschutzscheibe
oder einem Hilfsschirm angezeigt wird. Das Bild wird dem
Vordergrund überlagert, der durch die Windschutzscheibe oder
einen Hilfsschirm gesehen werden kann.
Eine solche fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung, die als Headup-
Anzeige bezeichnet wird, erlaubt es einem Fahrer, zusätzliche
Informationen, die für den Betrieb eines Fahrzeugs notwendig
sind, zusammen mit dem Vordergrund ohne größere Änderung der
Sichtlinie des Fahrers zu sehen.
Die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung kann Augenpositionen
kompensieren, die in Abhängigkeit von der Fahrerstatur oder
der Position des Fahrers variabel sind. Solche fahrzeugeigenen
Anzeigevorrichtungen sind in den Japanischen Patentanmeldungen
mit den Offenlegungsnummern 5-229366, 6-48218, 6-144082 und
7-144557 offenbart.
Es ist Stand der Technik, dass ein von einer Anzeige
emittiertes Bild mittels eines reflektierenden Spiegels auf
eine Windschutzscheibe oder einen Hilfsschirm projiziert wird.
Der Spiegel hat einen Neigungswinkel, der variabel ist, um
eine vertikale Position des Bildes auf einer Windschutzscheibe
oder einem Hilfsschirm einzustellen.
Die Neigungswinkeländerung des Spiegels variiert jedoch einen
Lichteinfallswinkel vom Spiegel auf die Windschutzscheibe oder
den Hilfsschirm. Dadurch variiert ein Lichtreflektionswinkel
auf der Windschutzscheibe. Daher sollte der Neigungswinkel des
Spiegels genau gemäß der vertikalen Position eines Auges
variiert werden, so dass das Bild über den Vordergrund
überlagert wird.
Außerdem ist die Sichtlinie eines Fahrers allgemein auf einen
Punkt gerichtet, der 10 bis 20 Meter vor dem Fahrzeug liegt,
obgleich der Punkt mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
variiert. Der Abstand von der Augenposition zu einem
Sichtpunkt ist deutlich größer als der Abstand zwischen der
Augenposition und der Windschutzscheibe, so dass verschiedene
vertikale Positionen des Fahrerauges beinahe keine Änderung
des Winkels der Fahrersichtlinie relativ zur Straße ergeben.
Wenn sich daher die Augenposition ändert, ist die vertikale
Verschiebedistanz des Bildes auf der Windschutzscheibe
bevorzugt die gleiche wie die vertikale Verschiebedistanz der
Augenposition.
Wie oben im Stand der Technik beschrieben sollte jedoch die
vertikale Verschiebung des Bildes auf der Windschutzscheibe
relativ zur vertikalen Bewegung der Augenposition genau
eingestellt werden. Die Änderung des Spiegelneigungswinkels
verursacht eine Verschiebung des Bildes auf der
Windschutzscheibe von der Fahrersichtlinie, die auf einen
bestimmten Punkt im Vordergrund gerichtet ist. Dies zeigt,
dass der Stand der Technik einer Verbesserung bedarf.
Eine andere derartige fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung ist
auch in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungs-Nr.
7-257228 offenbart. Die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung passt
die vertikale Position zusätzlicher Informationen auf einer
Windschutzscheibe derart an, dass sie sich mit einer
vorhandenen Fahrersichtline deckt. Darüber hinaus offenbaren
die japanischen Patentanmeldungen Offenlegungs-Nr. 6-115381
und Nr. 9-185012 eine solche fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung, bei der die vertikale Position
zusätzlicher Informationen auf einer Windschutzscheibe in
Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert wird.
Es gibt jedoch keinen Vorschlag, gemäß dem eine
Fahrersichtlinie auf einen geeigneten Punkt des Vordergrunds
gerichtet gehalten werden kann, wenn die Fahreraugenposition
variiert.
Zusätzlich ist eine weitere Verbesserung des Standes der
Technik erwünscht. Die vertikale Bildeinstellung auf der
Windschutzscheibe aufgrund der Neigungswinkeländerung des
Spiegels führt dazu, dass vom Spiegel reflektiertes Licht
durch verschiedene Punkte des Armaturenbrettes dringt. Daher
sollte das Armaturenbrett mit einem Fenster versehen sein,
durch welches das variable reflektierte Licht dringen kann.
Dies vergrößert das Armaturenbrettfenster, was eine
angemessene Maßnahme verlangt, um das Eindringen von Staub und
Verunreinigungen in das Armaturenbrett zu vermeiden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung vorzusehen, welche ein von einer
Windschutzscheibe eines Fahrzeugs reflektiertes Bild zusammen
mit dem durch die Windschutzscheibe sichtbaren Vordergrund für
den Fahrer sichtbar macht. Die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung verlangt eine kleine Änderung der
Fahrersichtlinie, wenn der Fahrer das Bild und den Vordergrund
in einer überlagerten Beziehung sieht, sogar dann, wenn die
Fahreraugenpositionen in Abhängigkeit von der Fahrerstatur
oder der Position des Fahrers vertikal variiert.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, eine fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung vorzusehen, welche mittels eines
Reflexspiegels ein von einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs
reflektiertes Bild zusammen mit dem durch die
Windschutzscheibe sichtbaren Vordergrund für den Fahrer
sichtbar machen kann. Der Reflexspiegel hat einen
Neigungswinkel, der variabel ist mit der Fahreraugenposition,
welche sich vertikal in Abhängigkeit von der Fahrerstatur oder
der Fahrerposition ändert. Die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung hat ein in einem Armaturenbrett
ausgebildetes Fenster, um von den Spiegeln reflektiertes Licht
durchdringen zu lassen, wobei das Fenster das Eindringen von
Staub und Verunreinigungen in angemessener Weise verhindern
kann.
Zur Lösung der erstgenannten Aufgabe ist eine fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung vorgesehen, um ein Bild auf eine Scheibe zu
projizieren, wobei das Bild auf einer Anzeige im
Armaturenbrett eines Fahrzeugs angezeigt ist, wobei die
Scheibe oberhalb des Armaturenbrettes angeordnet ist und sich
in einer vertikalen Ebene relativ zur Längsrichtung des
Fahrzeugs diagonal erstreckt, wobei die Scheibe transparent
ist, so dass der Vordergrund mit dem auf die Scheibe
projizierten Bild, welches dem Vordergrund überlagert wird,
durch die Scheibe sichtbar ist. Die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung weist einen Reflexspiegel auf, der im
Armaturenbrett angeordnet ist, um Licht, das von dem auf der
Anzeige angezeigten Bild emittiert wird, in Richtung auf die
Scheibe zu reflektieren. Der Reflexspiegel kann in
Längsrichtung des Fahrzeugs an verschiedenen Positionen
angeordnet werden.
Wenn sich somit die Längsposition des Spiegels im
Armaturenbrett ändert, bewegt sich das auf die Scheibe
projizierte Bild ohne Änderung des Einfallswinkels des Lichts,
das vom Spiegel zur Scheibe reflektiert wird.
Folglich verlangt die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung
geringe Änderungen der Fahrersichtlinie, wenn der Fahrer
sowohl das Bild als auch den Vordergrund sieht, sogar wenn die
Augenpositionen des Fahrers in Abhängigkeit von der
Fahrerstatur oder der Position des Fahrers vertikal variieren.
Bevorzugt hat die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung zudem
einen Verlagerungsmechanismus, welcher den Spiegel derart
hält, dass der Spiegel in der Längsrichtung beweglich ist,
wobei der Verlagerungsmechanismus den Spiegel an allen
unterschiedlichen Positionen anordnen kann.
Daher kann die Längsverlagerung des Spiegels, der vom
Verlagerungsmechanismus gehalten wird, die Längsposition des
Spiegels im Armaturenbrett einfach verändern.
Die Scheibe hat optional eine gewölbte Fläche mit relativ zur
Längsrichtung unterschiedlichen Neigungswinkeln, und der
Verlagerungsmechanismus hat eine Neigungswinkel-
Einstellvorrichtung, um den Neigungswinkel des Spiegels, wenn
der Spiegel in Längsrichtung bewegt wird, relativ zur
Längsrichtung in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel der
gewölbten Scheibenfläche zu verändern, auf welche das Bild
projiziert wird.
Dadurch behält, sogar wenn die Scheibe eine gewölbte Fläche
mit verschiedenen Neigungswinkeln zur Längsrichtung aufweist,
das von der Scheibe ausgehend zum Fahrerauge gerichtete Licht
einen im Wesentlichen konstanten Einfallswinkel zur
Längsrichtung des Fahrzeugs.
Bevorzugt hat die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung eine
Mehrzahl von Spiegeln und einen Reflexspiegel-
Bewegungsmechanismus, um jeden Spiegel zum Reflektieren von
Licht, das von dem auf der Anzeige angezeigten Bild emittiert
wird, wahlweise derart vorwärts und rückwärts zu bewegen, dass
jeder Spiegel in Längsrichtung des Fahrzeugs an
unterschiedlichen Positionen angeordnet werden kann.
Dadurch kann der Spiegel-Bewegungsmechanismus wahlweise jeden
Spiegel vorwärts oder rückwärts bewegen, um Licht zu
reflektieren, das von dem auf der Anzeige angezeigten Bild
emittiert wird. Dies kann die Längspositionen der Spiegel im
Armaturenbrett einfach verändern.
Die Scheibe hat optional eine gewölbte Fläche mit relativ zur
Längsrichtung unterschiedlichen Neigungswinkeln, und jeder
Spiegel hat einen vorbestimmten Neigungswinkel relativ zur
Längsrichtung gemäß dem Neigungswinkel der Scheibenfläche, auf
die das Bild projiziert wird.
Damit hat, sogar wenn die Scheibe eine gewölbte Fläche mit
unterschiedlichen Neigungswinkeln gegen die Längsrichtung
aufweist, das von der Scheibe zum Fahrerauge reflektierte
Licht einen konstanten Winkel relativ zur Längsrichtung des
Fahrzeugs. Somit verlangt die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung geringe Änderungen der Fahrersichtlinie,
wenn der Fahrer sowohl das Bild als auch den Vordergrund
sieht, sogar wenn die Augenpositionen des Fahrers in
Abhängigkeit von der Fahrerstatur oder der Position des
Fahrers vertikal variieren.
Bevorzugt weist die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung
weiterhin ein zweites Reflexelement auf, das in Längsrichtung
des Fahrzeugs im Abstand von der Anzeige angeordnet ist, wobei
der Spiegel hierbei ein halbdurchlässiger Spiegel ist, der
Licht partiell durchdringen lässt, das von der Anzeige in
Richtung zum zweiten Reflexelement emittiert wird, und wobei
das zweite Reflexelement das Licht zum halbdurchlässigen
Spiegel derart reflektiert, dass das Licht vom
halbdurchlässigen Spiegel zur Scheibe reflektiert wird.
Daher ist der optische Weg von der Anzeige zur Scheibe mittels
sowohl des zweiten Reflexelements als auch des Spiegels viel
länger als der Abstand zwischen der Anzeige und der Scheibe.
Dadurch kann der Fahrer leichter auf den Vordergrund und das
von der Anzeige emittierte Bild scharf stellen.
Bevorzugt weist die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung
weiterhin eine optische Bildvergrößerungsvorrichtung,
insbesondere in Form eines optischen Elementes auf, die im
Armaturenbrett für die Vergrößerung des Bildes angeordnet ist,
welches zum halbdurchlässigen Spiegel geschickt wird.
Wenn das Bild mittels des halbdurchlässigen Spiegels, des
Reflexelementes und der Scheibe sogar mit einer vergrößerten
Bildweite sichtbar ist, kann die optische
Bildvergrößerungsvorrichtung das Bild für die Betrachtung in
einer angemessenen Größe halten.
Bevorzugt ist die optische Bildvergrößerungsvorrichtung eine
Fresnel-Linse, die auf einer ihrer Seiten eine plane
Oberfläche und auf ihrer anderen Seite eine Fresneloberfläche
aufweist, wobei die plane Oberfläche dem zweiten Reflexelement
in einer optischen Achsrichtung des von der Anzeige
emittierten Bildes zugewandt ist.
Die Fresnel-Linse ist zwischen dem Reflexelement und dem
halbdurchlässigen Spiegel derart angeordnet, dass die Fresnel-
Linse die Längsbewegung des halbdurchlässigen Spiegels nicht
beeinträchtigt. Dies ermöglicht sowohl die Bildvergrößerung
als auch eine Verlängerung der Bildweite, was für den Fahrer
besser ist, um den Vordergrund und das diesem überlagerte Bild
zu sehen.
Bevorzugt weist die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung
weiterhin auf ein Fenster, das auf einer oberen Fläche des
Armaturenbrettes angeordnet ist, und einen
Verlagerungsmechanismus, um das Fenster in Längsrichtung des
Fahrzeugs zu bewegen, wobei das Fenster es dem Licht des vom
Spiegel reflektierten Bildes partiell erlaubt, durch das
Fenster zur Scheibe durchzudringen.
Daher ist die Längsposition des Fensters gemäß der
Längsposition des Spiegels eingestellt. Dadurch kann das
Fenster eine minimale Größe haben, so dass das Eindringen von
Verunreinigungen und unerwünschten externen Strahlen in das
Armaturenbrett minimiert ist, um das Bild sicher auf die
Scheibe zu projizieren.
Bevorzugt weist die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung
weiterhin einen Fensterschließmechanismus für das Schließen
und Öffnen des Fensters auf.
Daher kann der Fensterschließmechanismus das Fenster selektiv
schließen, wenn es nicht erforderlich ist, das Anzeigenbild
auf die Scheibe zu projizieren. Dadurch wird das Eindringen
von Verunreinigungen und unerwünschten externen Strahlen in
das Armaturenbrett minimiert.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist eine fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung, um ein Bild auf eine Scheibe mittels eines
Reflexspiegels zu projizieren, wobei das Bild auf einer
Anzeige in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angezeigt
wird, die Scheibe oberhalb des Armaturenbrettes angeordnet
ist, der Spiegel im Armaturenbrett beweglich ist, so dass das
auf die Scheibe projizierte Bild beweglich ist. Die
fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung weist auf: ein Fenster, das
auf einer oberen Fläche des Armaturenbrettes angeordnet ist,
wobei das Fenster es dem Licht des vom Spiegel reflektierten
Bildes partiell erlaubt, durch das Fenster in Richtung zur
Scheibe durchzudringen, und einen Verlagerungsmechanismus, um
das Fenster entlang der oberen Fläche des Armaturenbrettes
gemäß einer variablen Position des auf die Scheibe
projizierten Bildes zu bewegen.
Der Neigungswinkel und die Längsposition des Spiegels werden
eingestellt, wenn die Augenposition gemäß der Fahrerstatur
oder der Position des Fahrers vertikal variiert. Mit dem
Einstellen des Spiegels bewegt der Verlagerungsmechanismus das
Fenster entlang der oberen Fläche des Armaturenbrettes.
Dadurch kann das Fenster eine minimale Größe aufweisen, so
dass das Eindringen von Staub und Verunreinigungen in das
Armaturenbrett minimiert ist.
Bevorzugt ist der Spiegel mit einem vorbestimmten Winkel
relativ zur zentralen optischen Achse des von der Anzeige
emittierten Bildes geneigt, wobei der Spiegel im
Armaturenbrett bewegbar vorgesehen ist, um ihn zur zentralen
optischen Achse ausrichten zu können, wobei der
Verlagerungsmechanismus das Fenster bewegen kann, um das
Fenster mit der zentralen optischen Achse in eine Linie zu
bringen.
Somit bewegt der Verlagerungsmechanismus das Fenster in die
optische Achse, so dass das Fenster sicher positioniert ist,
um mit dem Spiegel zusammenzuwirken.
Bevorzugt wird der Spiegel von einem Halter gehalten, und das
Fenster ist in einer Abdeckung ausgebildet, die beweglich auf
der oberen Fläche des Armaturenbrettes gehalten ist, um zur
optischen Achse ausrichtbar zu sein. Die Abdeckung ist mit dem
Halter durch ein Verbindungsteil verbunden.
Daher bewegt sich das Fenster in Antwort auf die Bewegung des
Spiegels derart, dass das Fenster immer positioniert ist, um
mit dem Spiegel passend zusammenzuwirken.
Bevorzugt ist das Fenster in einer Abdeckung gebildet, die auf
der oberen Fläche des Armaturenbrettes in Übereinstimmung mit
einer variablen Position des Bildes auf der Scheibe beweglich
ist, und die Abdeckung hat eine Mehrzahl von Plattenstreifen,
die miteinander entlang einer Schwenk- oder Faltlinie
miteinander verbunden sind, die sich mit der Bewegungsrichtung
der Abdeckung kreuzt, wobei die Plattenstreifen entlang der
jeweiligen Schwenklinie schwenkbar oder faltbar sind.
Somit kann sich, sogar wenn sich die Abdeckung auf einer
gewölbten Fläche des Armaturenbrettes bewegt, die aus den
schwenkbaren Plattenstreifen zusammengesetzte Abdeckung über
die gewölbte Fläche hinweg bewegen.
Bevorzugt weist die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung
weiterhin einen Schließmechanismus für das Schließen und
Öffnen des Fensters auf.
Damit kann der Fensterschließmechanismus selektiv das Fenster
schließen, wenn es nicht erforderlich ist, das Bild der
Anzeige auf die Scheibe zu projizieren. Dadurch wird das
Eindringen von Verunreinigungen und unerwünschten externen
Strahlen in das Armaturenbrett minimiert.
Bevorzugt wird das Fenster von einer transparenten Abdeckung
bedeckt, die eine vom Armaturenbrett nach oben hin gerichtete
Fläche aufweist, welche mit einem
Reflektionsbegrenzungsverfahren behandelt ist.
Daher vermeidet die Abdeckung das Eindringen von
Verunreinigungen in das Armaturenbrett und vermeidet auch eine
unerwünschte Reflektion von externen Strahlen an der
Abdeckung, um den Fahrer nicht zu blenden.
Bevorzugt weist die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung
weiterhin eine transparente Abdeckung zum Abdecken des
Fensters sowie ein Abschattungselement auf, das am Umfang des
Fensters ausgebildet ist, wobei sich das Abschattungselement
aus der oberen Fläche des Armaturenbrettes erhebt, wobei die
Abdeckung eine Fläche hat, die oberhalb des Armaturenbrettes
nach oben gerichtet ist, wobei die Fläche auf sie projiziertes
Licht in Richtung zum Abschattungselement reflektiert.
Daher vermeidet die Abdeckung das Eindringen von
Verunreinigungen in das Armaturenbrett, und das
Abschattungselement vermeidet die unerwünschte Reflektion von
Strahlen von der Abdeckung, um eine Blendung des Fahrers zu
verhindern.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von
Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht, die eine prinzipielle
Konfiguration einer fahrzeugeigenen Anzeigevorrichtung nach
einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines
Vergrößerungsspiegels von Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines
Verschiebemechanismus eines halbdurchlässigen Spiegels von
Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die einen hinteren
(inneren) Seitenabschnitt von einem oberen Paneel von dem in
Fig. 1 dargestellten Armaturenbrett zeigt;
Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die ein
modifiziertes Beispiel einer in Fig. 1 dargestellten
Abdeckeinheit zeigt;
Fig. 6 eine Schnittansicht, die ein anderes modifiziertes
Beispiel der in Fig. 1 dargestellten Abdeckeinheit zeigt;
Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht, die ein
modifiziertes Beispiel der in Fig. 1 dargestellten
Abdeckeinheit zeigt;
Fig. 8 eine Schnittansicht, die eine prinzipielle
Konfiguration einer fahrzeugeigenen Anzeigevorrichtung gemäß
einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 9 eine schematische perspektivische Ansicht, die einen
Verlagerungsmechanismus eines halbtransparenten Spiegels von
Fig. 8 zeigt, wobei der Mechanismus in der Lage ist, einen
Neigungswinkel des halbdurchlässigen Spiegels einzustellen;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, die einen hinteren
(inneren) Seitenabschnitt eines oberen Paneels von einem in
Fig. 1 dargestellten Armaturenbrett zeigt, in dem eine
Abdeckeinheit, die einen Verschlussdeckel aufweist,
dargestellt ist; und
Fig. 11 eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine
andere modifizierte Ausführungsform zeigt, die eine
Abdeckeinheit aufweist, in der eine Abdeckplatte an einem
Verlagerungsmechanismus des halbdurchlässigen Spiegels von
Fig. 1 befestigt ist.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die eine
allgemeine Konfiguration einer Ausführungsform einer
fahrzeugeigenen Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung
darstellt. In Fig. 1 zeigt Bezugszeichen 5 die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung, die in einem Armaturenbrett 1 des
Fahrzeugs untergebracht ist. Die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung 5 projiziert ein Bild, das auf einer im
Armaturenbrett angeordneten Anzeige angezeigt wird, auf eine
Windschutzscheibe 3 (entspricht der Scheibe, die in der
Zusammenfassung beschrieben ist), wobei das Bild dem
Vordergrund, der durch die Windschutzscheibe gesehen werden
kann, überlagert wird. Die Windschutzscheibe 3, die über einer
oberen Fläche 1a des Armaturenbrettes 1 angeordnet ist, weist
eine im Wesentlichen gleichförmige Neigung relativ zu
Längsrichtung des Fahrzeugs auf.
Die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung 5 hat unter anderem eine
Anzeige 51, einen Vergrößerungsspiegel 53, einen
halbdurchlässigen Spiegel 55, einen
Spiegelverlagerungsmechanismus 57 (siehe Fig. 3) und eine
Abdeckeinheit 59.
Die Anzeige 51 ist eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung
(zum Beispiel eine Feldemissionsanzeige, eine
Elektronenstrahlanzeigeröhre, eine Elektrolumineszenzanzeige,
etc.), eine Flüssigkristallanzeige mit Hintergrundlicht oder
dergleichen Anzeigen. Die Anzeige 51 hat eine
Anzeigeoberfläche 51a, die in rückwärtige Richtung des
Fahrzeugs gerichtet ist. Auf der Anzeigeoberfläche 51a ist ein
Bild vorgesehen (in der Figur nicht dargestellt), das
Informationen bezüglich der Navigation und der Geschwindigkeit
des Fahrzeuges enthält.
Der Vergrößerungsspiegel 53, in Fig. 2 dargestellt, weist auf
eine Fresnel-Linse 53a (entspricht der in der Zusammenfassung
beschriebenen Bildvergrößerungsvorrichtung) und einen
Reflexspiegel 53d (entspricht dem in der Zusammenfassung
beschriebenen zweiten Reflexelement). Die Fresnel-Linse 53a
hat eine plane Oberfläche 53b, und der Spiegel hat eine
Reflexionsoberfläche 53e. Die plane Oberfläche 53b ist durch
Evaporation in direkten Kontakt mit der Reflexionsoberfläche
gebracht. Die Fresnel-Linse 53a hat entgegengesetzt zur planen
Oberfläche 53b eine Fresneloberfläche 53c. Wie in Fig. 1
illustriert ist die Fresneloberfläche 53c der
Anzeigeoberfläche 51a der Anzeige 51 zugewandt, wobei sie in
Längsrichtung des Fahrzeugs in einem Abstand von der
Anzeigenoberfläche 51a angeordnet ist, welcher Abstand
ausgehend von der Anzeigenoberfläche 51a in rückwärtige
Richtung gerichtet ist.
Der halbdurchlässige Spiegel 55 wird vom
Verlagerungsmechanismus 57 derart gehalten, dass der
halbdurchlässige Spiegel 55 mit einer optischen Achse L in
einer Linie eines Bildes liegt (in den Figuren nicht
dargestellt), das von der Anzeige 51 zum vergrößernden
Reflexspiegel emittiert wird.
Wie in Fig. 3 illustriert weist insbesondere der
Verlagerungsmechanismus 57 auf: ein Führungsstangenpaar 57a,
57a welches sich parallel in Längsrichtung des Fahrzeugs
erstreckt, ein Gleitstück 57b, das entlang der Führungsstangen
57a, 57a gleiten kann, und einen Halter 57c, der am Gleitstück
57b ausgebildet ist.
Der Halter 57c nimmt den halbdurchlässigen Spiegel 55 derart
auf, dass, wie in Fig. 1 illustriert, der halbdurchlässige
Spiegel 55 gegen die Anzeige 51 geneigt ist, so dass er einen
vorbestimmten Winkel relativ zur optischen Achse L des
emittierten Bildes (in den Figuren nicht dargestellt)
aufweist. Der halbdurchlässige Spiegel 55 ist zwischen der
Anzeige 51 und dem Vergrößerungsspiegel 53 angeordnet, so dass
er mit der optischen Achse L in einer Linie liegt. Der
halbdurchlässige Spiegel 55 ist entlang der optischen Achse L,
das heißt in Längsrichtung des Fahrzeugs, bewegbar.
Wie in Fig. 3 illustriert, hat der Verlagerungsmechanismus 57
zudem ein Ritzel 57d, das an einer Seite des Armaturenbrettes
1 angeordnet ist, und eine Zahnstange 57e, die mit dem Ritzel
57d in Eingriff steht. Die Zahnstange 57e ist am Gleitstück
57b fixiert. Das Drehen des Ritzels von einem Elektromotor
oder von Hand bewegt den halbdurchlässigen Spiegel 55 und das
Gleitstück 57b in Längsrichtung des Fahrzeugs gemäß einer
vertikalen Lageänderung (später beschrieben) einer
Augenposition I1 oder I3 (Fig. 1).
Die Abdeckung 59 hat eine Abdeckplatte 59a und ein Fenster
59b, das in der Abdeckplatte 59a ausgeformt ist. Die
Abdeckplatte 59a deckt eine Öffnung 1b ab, die in der oberen
Fläche 1a des Armaturenbrettes 1 ausgebildet ist.
In dieser Ausführungsform hat die Öffnung 1b, die in der
oberen Fläche 1a des Armaturenbrettes 1 ausgeformt ist, eine
Längenabmessung gemäß dem Längsbewegungsweg des Gleitstücks
57b. Die Abdeckplatte 59a wird derart von einer
Abdeckhaltevorrichtung 59c gehalten, dass sie in einer
Längsrichtung des Fahrzeugs beweglich ist.
Wie in Fig. 4 dargestellt, welche eine perspektivische Ansicht
der Unterseite (Innenseite) des Armaturenbrettes 1 ist, um die
obere Fläche 1a des Armaturenbrettes 1 zu zeigen, ist eine
Abdeckungshaltevorrichtung 59c vorgesehen (entspricht dem in
der Zusammenfassung beschriebenen Fensterbewegungsmechanismus)
mit einer im Wesentlichen L-förmigen rechten und im
Wesentlichen L-förmigen linken Führungsschiene 59d, wobei jede
der Schienen auf einer rückwärtigen Fläche der oberen Fläche
1a des Armaturenbrettes 1 auf jeder Seite der Öffnung 1b
eingepasst ist. Die Führungsschienen 59d, 59d halten jedes
Seitenende der Abdeckplatte 59a derart, dass die Abdeckplatte
59a in Längsrichtung des Fahrzeugs beweglich ist.
Jede Führungsschiene 59d ist an jedem ihrer Längsenden mit
einem durch Biegen hergestellten Anschlagstück 59e versehen.
Das Anschlagstück 59e begrenzt die Längsbewegung der
Abdeckplatte 59a, so dass das Fenster 59b in Längsrichtung des
Fahrzeugs zwischen der Öffnung 1b des Armaturenbrettes 1
angeordnet ist.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der so konfigurierten
fahrzeugeigenen Anzeigevorrichtung 5 der Ausführungsform
diskutiert.
Mit Bezug auf Fig. 1 ist die Abdeckplatte 59a der Abdeckung 59
in Längsrichtung des Fahrzeugs voreingestellt, so dass der
halbdurchlässige Spiegel 55 in Fahrzeuglängsrichtung in
Übereinstimmung mit dem Fenster 59b angeordnet ist. Die
Anzeige 51 zeigt ein Bild an (in den Figuren nicht
dargestellt), das Informationen enthält, die für einen
Fahrzeugbetrieb notwendig sind. Das Bild wird von der
Anzeigenoberfläche 51a der Anzeige 51 zum halbdurchlässigen
Spiegel 55 emittiert, welcher zwischen der Anzeigeoberfläche
51a und dem der Anzeigeoberfläche 51a gegenüber angebrachten
Vergrößerungsspiegel 53 angeordnet ist.
Weil der halbdurchlässige Spiegel 55 gegen die Anzeige 51
geneigt ist, so dass er einen vorbestimmten Winkel relativ zur
optischen Achse L des emittierten Bildes hat, wird ein Teil
des vom halbdurchlässigen Spiegel 55 empfangenen Bildes in
Richtung der Unterseite des Armaturenbrettes 1 reflektiert,
während der andere Teil der empfangenen Bildes durch den
halbdurchlässigen Spiegel 55 durchtritt und zum
Vergrößerungsspiegel 53 gelangt.
Das auf den Vergrößerungsspiegel 53 projizierte Bild tritt
durch die Fresnel-Linse 53a von der Fresneloberfläche 53c zur
planen Oberfläche 53b hindurch. Die plane Oberfläche 53b ist
in direktem Kontakt mit der Reflexoberfläche 53e des Spiegels
53d, welcher das Bild zur Fresneloberfläche 53c reflektiert,
so dass das Bild wieder durch die Fresnel-Linse 53a in
Richtung der Anzeige 51 geführt ist.
Das Bild, das die Fresnel-Linse 53a zweifach passiert, wird
aufgrund eines Lichtbündelungseffektes von der Fresnel-Linse
53a vergrößert. Das vergrößerte Bild erreicht den
halbdurchlässigen Spiegel in Richtung der Anzeige 51.
Das Bild, das den halbdurchlässigen Spiegel 55 wieder erreicht
hat, wird nach oben in Richtung des Armaturenbrettes 1
reflektiert, um das Fenster 59b der Abdeckplatte 59a zu
durchdringen, um die Windschutzscheibe 3 zu erreichen, auf
welche das Bild projiziert wird.
Somit kann der Fahrer eines Fahrzeugs ein virtuelles Bild S1
sehen, das auf einen Projektionspunkt P1 der Windschutzscheibe
3 projiziert ist. Der Projektionspunkt P1 ist auf einer
Sichtlinie des Fahrers positioniert, der durch die
Windschutzscheibe 3 auf den Vordergrund blickt, welcher etwa
10 bis 20 Meter vor dem Fahrzeug liegt. Eine Augenposition I1
des Fahrers ist genau rückwärtig zum Projektionspunkt P1 des
Bildes auf der Windschutzscheibe 3 positioniert. Der Abstand
von 10 bis 20 Metern vom Fahrzeug bis zum fokussierten
Vordergrund ist während des Fahrzeugbetriebes allgemein
angemessen.
Wenn der halbdurchlässige Spiegel 55 zu einer zweiten Position
rückwärts bewegt wird, wie in Fig. 1 mit einer imaginären
Linie illustriert, wird auch die Abdeckplatte 59b der
Abdeckung 59 rückwärts bewegt, so dass sich das Fenster 59b in
Übereinstimmung mit der Bewegung des halbdurchlässigen
Spiegels 55 bewegt. Das Bild, das auf der Anzeigeoberfläche
51a der Anzeige 51 gezeigt wird, wird emittiert, um den
halbdurchlässigen Spiegel 55 zu durchdringen und in der
Fresnel-Linse 53a umzukehren. Dann erreicht das von der
Fresnel-Linse 53a vergrößerte Bild auf dem Weg in Richtung zur
Anzeige 51 den halbdurchlässigen Spiegel 55, und ein Teil des
vergrößerten Bildes wird vom halbdurchlässigen Spiegel 55 nach
oben in Richtung des Armaturenbrettes 1 reflektiert und
gelangt durch das Fenster 59b der Abdeckplatte 59a, um auf die
Windschutzscheibe 3 projiziert zu werden.
Weil der halbdurchlässige Spiegel 55 rückwärts bewegt ist, ist
der Projektionspunkt P3 des Bildes auf der Windschutzscheibe 3
gemäß der ersten Position des halbdurchlässigen Spiegels 55
über den Projektionspunkt P1 geschoben. Somit ist der
Projektionspunkt P3 auf einer Sichtlinie L3 des Fahrers
positioniert, der durch die Windschutzscheibe 3 auf den
Vordergrund etwa 10 bis 20 Meter vor dem Fahrzeug blickt.
Damit wird ein virtuelles Bild S3 über den Vordergrund
überlagert. Die Augenposition 13 des Fahrers ist genau
rückwärts zum Projektionspunkt P3 des Bildes auf der
Windschutzscheibe 3 positioniert.
Damit verlangt eine Aufwärtsbewegung des Fahrerauges eine
Rückwärtsbewegung des halbdurchlässigen Spiegels 55, wobei
eine Abwärtsbewegung der Fahreraugenposition eine
Vorwärtsbewegung des halbdurchlässigen Spiegels 55 verlangt,
so dass das Bild auf einer Sichtlinie positioniert ist, welche
es dem Fahrer erlaubt, den etwa 10 bis 20 Meter vor dem
Fahrzeug liegenden Vordergrund zu sehen.
In einer modifizierten Ausführungsform verlangt eine
Aufwärtsbewegung der Fahreraugenposition eine
Rückwärtsbewegung des halbdurchlässigen Spiegels 55 und eine
Rückwärtsbewegung der Abdeckplatte 59a der Abdeckung in der
Art, dass das Fenster 59b in Übereinstimmung mit der Position
des halbdurchlässigen Spiegels 55 angeordnet ist. Indessen
verlangt eine Abwärtsbewegung der Fahreraugenposition eine
Vorwärtsbewegung des halbdurchlässigen Spiegels 55 und eine
Vorwärtsbewegung der Abdeckplatte 59a der Abdeckung 59 in der
Art, dass das Fenster 59b in Übereinstimmung mit der Position
des halbdurchlässigen Spiegel 55 angeordnet ist, das heißt, im
Wesentlichen dazu fluchtet. Daher ist das Bild auf einer
Sichtlinie positioniert, welche es dem Fahrer erlaubt, den 10
bis 20 Meter vor dem Fahrzeug liegenden Vordergrund zu sehen.
Es ist zu beachten, dass die Längspositionen der virtuellen
Bilder S1 und S3 beinahe identisch sind, obgleich die
virtuellen Bilder S1 und S3 in Fig. 1 aus Gründen der
Übersichtlichkeit im Abstand voneinander illustriert sind.
Daher ist in der fahrzeugeigenen Anzeigevorrichtung 5 der
Ausführungsform der halbdurchlässige Spiegels 55 in
Längsrichtung des Fahrzeugs beweglich, um das Bild, das von
der Anzeigeoberfläche 51a der Anzeige 51 emittiert wird, um
durch den halbdurchlässigen Spiegel 55 zu reflektieren, um das
Bild auf die Windschutzscheibe zu projizieren, so dass der
Fahrer das virtuelle Bild S1 oder S3 sehen kann, das über den
durch die Windschutzscheibe 3 sichtbaren Vordergrund
überlagert wird.
Demzufolge verlangt die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung 5
geringe Änderungen der Fahrersichtlinie L1 oder L3, wenn der
Fahrer sowohl das virtuelle Bild S1 oder S3 als auch den
Vordergrund durch die Windschutzscheibe 3 sieht, sogar wenn
die Augenposition I1 oder I3 vertikal je nach Fahrerstatur
oder Position des Fahrers variiert.
Das Fenster 59b der Abdeckplatte 59a kann wie in der
Ausführungsform immer geöffnet sein oder mit einem
Verschlussdeckel versehen werden (entspricht dem in der
Zusammenfassung beschriebenen Fensterschließmechanismus). Der
Verschlussdeckel schließt das Fenster 59b, wenn die
überlagerte Projektion des Bildes nicht erwünscht ist. Dadurch
wird das Eindringen von Verunreinigungen und unerwünschten
externen Strahlen in das Armaturenbrett 1 ausgeschlossen, so
dass die Anzeige 51 vorteilhafterweise von einem Versagen
aufgrund von Wärmestrahlung bewahrt ist.
Anstelle des am Fenster 59b vorgesehenen Verschlussdeckels
kann ein Abschattungselement 59f angeformt sein, das sich wie
ein Kragen entlang des Umfangs des Fensters 59b der
Abdeckplatte 59a von diesem aus erstreckt, wie in Fig. 5
illustriert. Zudem kann ein transparentes, gekrümmtes Paneel
59g vorgesehen werden, das in dem Fenster 59b innerhalb des
Fensters eingebaut ist, so dass das gekrümmte Paneel 59g
externe Strahlen in Richtung des Abschattungselementes 59f
reflektiert, um externe Strahlen daran zu hindern, ins
Armaturenbrett 1 zu gelangen. Wie in Fig. 6 illustriert, kann
eine andere transparente Platte 59h anstelle der gekrümmten
Platte 59g vorgesehen werden, welche mit einem Anti-
Reflexions-Verfahren oberflächenbehandelt wurde.
Wenn sich die Abdeckplatte 59a, wie in Fig. 7 illustriert,
bewegt, um an der oberen Fläche des Armaturenbrettes 1 entlang
gezogen zu werden, hat die Abdeckplatte bevorzugt eine
Mehrzahl von miteinander faltbar bzw. schwenkbar verbundenen
Plattenstreifen 59j, um in Anlage entlang einer gekrümmten
Fläche des Armaturenbrettes bewegt werden zu können.
In der oben erwähnten Ausführungsform hat die
Windschutzscheibe 3 relativ zur Längsrichtung des Fahrzeugs
eine im Wesentlichen gleichmäßige Neigung. Die
Windschutzscheibe eines anderen Fahrzeugs hat jedoch einen in
Längsrichtung des Fahrzeugs variablen Neigungswinkel, wie in
Fig. 9 illustriert. In Verbindung mit derartigen
Windschutzscheiben ist besser ein Verlagerungsmechanismus 58
mit einer Winkelverstelleinheit vorgesehen, wie in Fig. 9
illustriert.
Der Verlagerungsmechanismus 58 mit der Winkelverstelleinheit
weist auf: ein Halterpaar 58a, 58a, wovon der jeweilige Halter
mit dem linken bzw. dem rechten Ende des halbdurchlässigen
Spiegels 55 in Eingriff steht, Führungsstifte 58b, 58c, wovon
jeder aus einem vertikalen Mittelabschnitt oder einem unteren
Endabschnitt jedes Halters 58a herausragt, einen horizontal
langgestreckten Führungsschlitz 58d, um die Führungsstifte
58b, 58b aufzunehmen, und einen anderen horizontal
langgestreckten Führungsschlitz 58e, um die Führungsstifte
58c, 58c aufzunehmen. Der Abstand zwischen den
Führungsschlitzen 58d und 58e nimmt in Vorwärtsrichtung des
Fahrzeugs allmählich ab.
Der Verlagerungsmechanismus 58 hat eine Antriebsvorrichtung
(nicht dargestellt) wie z. B. einen Elektromotor oder einen
anderen Motor oder eine Handbetätigungsvorrichtung wie z. B.
eine Handkurbel, um die Führungsstifte 58b in Längsrichtung
entlang der Führungsschlitze 58d zu bewegen.
Der Verlagerungsmechanismus 58 der von der Antriebseinheit
betrieben wird (nicht dargestellt), bewegt die Führungsstifte
58b entlang der Führungsschlitze 58d, so dass der vertikale
Abstand zwischen den Führungsstiften 58b und 58c variiert und
damit den Längsabstand zwischen den Führungsstiften 58b und
58c ändert. Je mehr der halbdurchlässige Spiegel 55 in
Längsrichtung nach vorne bewegt wird, um so mehr wird der
halbdurchlässige Spiegel 55 nach vorne geneigt.
Daher hat, sogar wenn die Windschutzscheibe eine gewölbte
Oberfläche mit verschiedenen Neigungswinkeln in Längsrichtung,
wie in Fig. 8 illustriert, aufweist, Licht, das von der
Windschutzscheibe in Richtung des Fahrerauges reflektiert
wird, einen relativ zur Längsrichtung des Fahrzeugs konstanten
Winkel. Somit erfordert die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung
5 eine geringe Änderung der Fahrersichtlinie L1 oder L3, wenn
der Fahrer sowohl das überlagerte Bild als auch den
Vordergrund sieht, sogar wenn die Fahreraugenpositionen I1
oder I3 vertikal je nach Fahrerstatur oder Position des
Fahrers variieren.
In der Ausführungsform wird der halbdurchlässige Spiegel 55
vom Verlagerungsmechanismus 57 in einer Längsrichtung des
Fahrzeugs bewegt. Alternativ dazu kann die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung aufweisen eine Mehrzahl von
halbdurchlässigen Spiegeln 55 und einen
Spiegelbewegungsmechanismus (nicht dargestellt), um selektiv
jeden der Spiegel 55 vorwärts und rückwärts zu bewegen, um
Licht zu reflektieren, das von dem auf der Anzeige 51
angezeigten Bild emittiert wird, so dass jeder Spiegel 55 an
jeder unterschiedlichen Position in Längsrichtung des
Fahrzeugs angeordnet werden kann. Der Neigungswinkel des
halbdurchlässigen Spiegels 55 kann auf Wunsch einstellbar
sein.
Wenn wie in Fig. 8 ein Fahrzeug eine gewölbte
Windschutzscheibe 3 aufweist, kann jeder halbdurchlässige
Spiegel 55 angepasst an seine Längsposition unterschiedliche
Längsneigungswinkel haben.
Die Vergrößerung des Bildes mit der Fresnel-Linse 53a der
Vergrößerungsspiegels 53 kann, falls nicht gewünscht,
weggelassen werden. In diesem Fall ist anstelle des
Vergrößerungsspiegels 53 ein gewöhnlicher Spiegel vorgesehen.
Es ist jedoch besser, wenn die Vergrößerung des Bildes mittels
der Fresnel-Linse 53a vorgenommen wird, um die Bildweite des
virtuellen Bildes S1 oder S3 näher an den durch die
Windschutzscheibe 3 sichtbaren Vordergrund anzuordnen. Dies
liegt darin begründet, dass eine vergrößerte Bildweite ein
kleineres Bild zur Folge hat.
Die Verlängerung der optischen Weglänge, die dadurch erreicht
wird, dass das Bild mittels des Spiegels 53d des
Vergrößerungsspiegels 53 reflektiert wird, kann unterlassen
werden. In diesem Fall kann der halbdurchlässige Spiegel 55
von einem gewöhnlichen Spiegel ersetzt werden, und die Anzeige
51 wird an der Position des Vergrößerungsspiegels 53
angebracht, so dass ein von der Anzeige emittiertes Bild von
dem gewöhnlichen Spiegel zur Windschutzscheibe 3 reflektiert
wird.
Die Verlängerung der optischen Weglänge, welche dadurch
erreicht wird, dass das Bild mittels des Vergrößerungsspiegels
53 reflektiert wird, ist vorteilhaft, um im Hinblick auf einen
begrenzten Raum für die fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung 5
innerhalb des Armaturenbrettes 1 die Bildweite der virtuellen
Bilder S1 und S3 weiter von der Windschutzscheibe 3 nach vorne
zu verschieben.
Für die Vergrößerung des Bildes kann ein gewölbter Spiegel
vorgesehen werden, der anstelle der für die Ausführungsform
zur Anwendung kommenden Fresnel-Linse 53a eine sphärische
Oberfläche oder eine andere gewölbte Oberfläche aufweist. Der
gewölbte Spiegel funktioniert im Wesentlichen genauso wie der
Spiegel 53d.
Für die Vergrößerung des Bildes kann anstelle der Fresnel-
Linse 53a eine konvexe Linse vorgesehen werden. Die konvexe
Linse kann an einer ihrer Seiten eine plane Oberfläche haben,
und die plane Oberfläche wird durch Evaporation in direkten
Kontakt mit dem Spiegel 53d gebracht, um einen
Vergrößerungsspiegel zu bilden. Alternativ dazu kann die
konvexe Linse beidseitig eine gewölbte Oberfläche haben, wobei
die konvexe Linse unter Ausbildung eines Vergrößerungs-
Spiegelsystems vom Spiegel 53d separat vorgesehen ist.
In der Ausführungsform ist der Neigungswinkel des
halbdurchlässigen Spiegels 55 vorbestimmt. Tatsächlich wird
der Neigungswinkel unter anderem bestimmt gemäß der Neigungen
der Windschutzscheibe 3 bei den Projektionspunkten P1, P3, der
Längs- und Vertikalposition der Projektionspunkte P1, P3
relativ zum halbdurchlässigen Spiegel 55, der Richtung der
Sichtlinien L1, L3 von der Augenposition I1, I3 eines Fahrers.
Gemäß dem Neigungswinkel des halbdurchlässigen Spiegels 55
sind die Längspositionen der Abdeckplatte 59a und des Fensters
59b in der oberen Fläche 1a des Armaturenbrettes 1 bestimmt.
In der Ausführungsform ist die Scheibe als Windschutzscheibe 3
vorgestellt. Die Scheibe kann jedoch auch eine Hilfsscheibe
oder ein sonstiger Schirm sein, die/der innerhalb der
Windschutzscheibe 3 angebracht ist, auf welche das Bild
projiziert wird.
In einer modifizierten Ausführungsform der fahrzeugeigenen
Anzeigevorrichtung 5 der Erfindung wird ein angezeigtes Bild
auf der Anzeigeoberfläche 51a der Anzeige 51 vom
halbdurchlässigen Spiegel 55 derart reflektiert, dass es durch
das Fenster 59b, welches in der an der oberen Fläche 1a des
Armaturenbrettes 1 angeordneten Abdeckplatte 59a ausgebildet
ist, hindurch nach oben über das Armaturenbrett 1 gelangt.
Dadurch wird das emittierte Bild auf die Windschutzscheibe
emittiert. Der halbdurchlässige Spiegel 55 wird in
Längsrichtung des Fahrzeugs bewegt, so dass die vertikale
Position der Projektionspunkte P1 oder P3 der virtuellen
Bilder S1 oder S3 auf der Windschutzscheibe geändert ist, um
entlang der Sichtlinie L1 oder L3 von der Augenposition I1
oder I3 zusammen mit dem Vordergrund sichtbar zu sein. Die
Abdeckplatte 59a wird von der Abdeckhaltevorrichtung 59c
derart beweglich gehalten, dass sie in einer Längsrichtung des
Fahrzeugs relativ zur oberen Fläche 1a des Armaturenbrettes 1
beweglich ist.
Daher ist das Fenster 59b mit einer minimalen Öffnung
gebildet, wodurch das Eindringen von Staub und
Verunreinigungen in das Armaturenbrett 1 vom Fenster 59b
verringert wird. Das Fenster 59b ist hierbei immer in
Übereinstimmung mit der Längsposition des halbdurchlässigen
Spiegels 55 angeordnet, so dass das vom halbdurchlässigen
Spiegel 55 reflektierte Bild sicher nach oben über das
Armaturenbrett 1 emittiert werden kann.
Das Fenster 59b der Abdeckplatte 59a kann immer wie bei einer
der Ausführungsformen geöffnet sein oder mit einem
Verschlussdeckel 59m versehen sein (entspricht dem in der
Zusammenfassung beschriebenen Fensterschließmechanismus). Der
Verschlussdeckel 59m ist an einer linken und einer rechten
Führungsschiene 59k, 59k befestigt, die auf einer rückwärtigen
Oberfläche der Abdeckplatte wie in Fig. 10 illustriert
angeordnet sind. Das Fenster 59b kann von dem Verschlussdeckel
59m verschlossen werden, wenn die überlagerte Projektion des
Bildes nicht erwünscht ist.
Diese Anordnung verhindert zuverlässig das Eindringen von
Staub und Verunreinigungen in das Armaturenbrett 1 durch das
Fenster 59b, in dem das Fenster 59b mit dem Verschlussdeckel
59m geschlossen wird. Zusätzlich ist die Anzeige 51
vorteilhafterweise von einem Versagen durch Wärme oder
externen Strahlen geschützt, wenn das Fahrzeug nicht in
Betrieb ist.
In der Ausführungsform ist die Abdeckplatte 59a der Abdeckung
59 von einer Abdeckhaltevorrichtung 59c auf der obersten
Fläche des Armaturenbrettes 1 beweglich gehalten, so dass sie
unabhängig vom halbdurchlässigen Spiegel 55 in Längsrichtung
des Fahrzeugs beweglich ist. Die Abdeckplatte 59a kann jedoch
gemäß der Längsbewegung des halbdurchlässigen Spiegels 55 in
Längsrichtung des Fahrzeugs derart bewegt werden, dass das
Fenster 59b in Übereinstimmung mit der Position des
halbdurchlässigen Spiegels 55 angeordnet ist.
In einem Beispiel einer solchen Anordnung, wie in Fig. 11
illustriert, ist der Halter 57c des Verlagerungsmechanismus 57
mit einem im Wesentlichen T-förmigen Verbindungsstück 57f an
jedem Seitenende versehen. Jedes Verbindungsstück 57f hat ein
oberes Ende, das mit dem jeweiligen Seitenende der
Abdeckplatte 59a verbunden ist.
In den oben erwähnten Ausführungsformen ist die ein Fenster
59b aufweisende Abdeckplatte 59a in Antwort auf die
Längsbewegung des halbdurchlässigen Spiegels 55 längs
bewegbar. Der Projektionspunkt des Bildes auf der
Windschutzscheibe 3 kann in einer Seitwärtsrichtung des
Fahrzeugs beweglich sein, indem der halbdurchlässige Spiegel
55 bewegt oder indem der Neigungswinkel des halbdurchlässigen
Spiegels 55 eingestellt wird. In diesem Fall ist die ein
Fenster 59b aufweisende Abdeckplatte 59a so aufgebaut, dass
sie in einer Seitwärtsrichtung des Fahrzeugs beweglich ist.
Claims (17)
1. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung für das Projizieren
eines Bildes auf eine Scheibe, wobei das Bild auf einer
Anzeige im Armaturenbrett eines Fahrzeugs angezeigt wird,
wobei die Scheibe oberhalb des Armaturenbrettes angeordnet ist
und sich in einer vertikalen Ebene relativ zur Längsrichtung
des Fahrzeugs diagonal erstreckt, wobei die Scheibe
transparent ist, so dass der Vordergrund mit dem auf die
Scheibe projizierten Bild, das dem Vordergrund überlagert ist,
durch die Scheibe sichtbar ist, die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung aufweisend: einen reflektierenden Spiegel,
der im Armaturenbrett angeordnet ist, um Licht, welches von
dem auf der Anzeige angezeigten Bild emittiert wird, in
Richtung zur Scheibe zu reflektieren, wobei der Spiegel in
Längsrichtung des Fahrzeugs an unterschiedlichen Positionen
angeordnet werden kann.
2. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, die
zudem aufweist einen Verlagerungsmechanismus, der den Spiegel
so hält, dass der Spiegel in Längsrichtung bewegbar ist, wobei
der Verlagerungsmechanismus den Spiegel an jeder der
unterschiedlichen Positionen anordnen kann.
3. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei
die Scheibe eine gewölbte Fläche mit verschiedenen
Neigungswinkeln relativ zur Längsrichtung aufweist, und wobei
der Verlagerungsmechanismus eine
Neigungswinkeleinstelleinrichtung hat, um den Neigungswinkel
des Spiegels, wenn der Spiegel in Längsrichtung bewegt wird,
relativ zur Längsrichtung in Übereinstimmung mit dem
Neigungswinkel der gewölbten Scheibenfläche zu ändern, auf
welche das Bild projiziert wird.
4. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche
eine Mehrzahl von Spiegeln und einen
Spiegelbewegungsmechanismus aufweist, um jeden Spiegel zum
Reflektieren von Licht, das von einem auf der Anzeige
angezeigten Bild emittiert wird, derart vorwärts oder
rückwärts zu bewegen, dass jeder Spiegel in Längsrichtung des
Fahrzeugs an unterschiedlichen Positionen angeordnet werden
kann.
5. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei
die Scheibe eine gewölbte Fläche mit verschiedenen
Neigungswinkeln relativ zur Längsrichtung aufweist, und jeder
Spiegel einen vorbestimmten Neigungswinkel relativ zur
Längsrichtung gemäß dem Neigungswinkel der Scheibenfläche hat,
auf die das Bild projiziert ist.
6. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche
zudem ein zweites Reflexelement aufweist, das in Längsrichtung
des Fahrzeugs im Abstand von der Anzeige angeordnet ist, wobei
der Spiegel ein halbdurchlässiger Spiegel ist, der von der
Anzeige emittiertes Licht partiell in Richtung zum zweiten
Reflexelement passieren lässt, wobei das zweite Reflexelement
das Licht in Richtung des halbdurchlässigen Spiegels derart
reflektiert, dass das Licht vom halbdurchlässigen Spiegel in
Richtung zur Scheibe reflektiert wird.
7. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, welche
zudem eine optische Bildvergrößerungsvorrichtung aufweist, die
im Armaturenbrett zum Vergrößern des Bildes angeordnet ist,
welches zum halbdurchlässigen Spiegel übermittelt wird.
8. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, wobei
die optische Bildvergrößerungsvorrichtung eine Fresnel-Linse
ist, die auf einer Seite eine plane Oberfläche und auf der
anderen Seite eine Fresneloberfläche aufweist, wobei die plane
Oberfläche dem zweiten Reflexelement in der optischen
Achsrichtung des von der Anzeige emittierten Bildes zugewandt
ist.
9. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche
zudem aufweist ein auf einer oberen Fläche des
Armaturenbrettes angeordnetes Fenster und einen
Verlagerungsmechanismus, um das Fenster in Längsrichtung des
Fahrzeugs zu bewegen, wobei das Fenster es dem Licht des vom
Spiegel reflektierten Bildes partiell ermöglicht, durch das
Fenster in Richtung zur Scheibe durchzudringen.
10. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, welche
zudem einen Fensterschließmechanismus zum Schließen des
Fensters aufweist.
11. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung, um mittels eines
Spiegels ein Bild auf eine Scheibe zu projizieren, wobei das
Bild auf einer Anzeige in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs
angezeigt wird, wobei die Scheibe oberhalb des
Armaturenbrettes angeordnet ist, wobei der Spiegel im
Armaturenbrett bewegbar ist, so dass das auf die Scheibe
projizierte Bild bewegbar ist, wobei die fahrzeugeigene
Anzeigevorrichtung aufweist: ein Fenster, das an einer oberen
Fläche des Armaturenbrettes angeordnet ist, wobei das Fenster
es dem Licht des vom Spiegel reflektierten Bildes partiell
ermöglicht, durch das Fenster in Richtung zur Scheibe
durchzudringen, und einen Verlagerungsmechanismus, um das
Fenster entlang der oberen Fläche des Armaturenbrettes gemäß
einer variablen Position des auf die Scheibe projizierten
Bildes zu bewegen.
12. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11,
wobei der Spiegel um einem vorbestimmten Winkel relativ zur
zentralen optischen Achse des von der Anzeige emittierten
Bildes geneigt ist, wobei der Spiegel im Armaturenbrett
beweglich ist, um mit der zentralen optischen Achse in einer
Linie zu stehen, und wobei der Verlagerungsmechanismus das
Fenster bewegen kann, um das Fenster mit der zentralen
optischen Achse in eine Linie zu bringen.
13. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, wobei
der Spiegel von einem Halter gehalten wird und das Fenster in
einer Abdeckung ausgebildet ist, die an der oberen Fläche des
Armaturenbrettes bewegbar gehalten ist, so dass sie zur
optischen Achse ausrichtbar ist, wobei die Abdeckung mittels
eines Verbindungsstückes an dem Halter befestigt ist.
14. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei
das Fenster in einer Abdeckung ausgebildet ist, die auf der
oberen Fläche des Armaturenbrettes bewegbar ist in
Übereinstimmung mit einer variablen Position des Bildes auf
der Scheibe, und wobei die Abdeckung eine Mehrzahl von
Plattenstreifen aufweist, die jeweils miteinander entlang
einer Faltlinie miteinander verbunden sind, die quer zur
Bewegungsrichtung der Abdeckung verläuft, wobei jeder
Plattenstreifen entlang der zugehörigen Faltlinie faltbar ist.
15. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11,
welche zudem einen Schließmechanismus für das Schließen und
Öffnen des Fensters aufweist.
16. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei
das Fenster von einer transparenten Abdeckung abgedeckt ist,
die eine Oberfläche hat, welche vom Armaturenbrett nach oben
hin gerichtet ist, wobei die Oberfläche mittels eines
Reflektionsbegrenzungsverfahrens behandelt ist.
17. Fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11,
welche zudem aufweist eine transparente Abdeckung, um das
Fenster abzudecken, und ein am Umfang des Fensters
ausgebildetes Abschattungselement, welches sich von der oberen
Fläche des Armaturenbrettes aus erhebt, wobei die Abdeckung
eine Oberfläche aufweist, die oberhalb des Armaturenbrettes
nach oben hin gerichtet ist, wobei von der Oberfläche auf
diese projiziertes Licht in Richtung zum Abschattungselement
reflektiert wird.
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