DE102010061037B4

DE102010061037B4 - Head-Up-Display und Verfahren zum Steuern desselben

Info

Publication number: DE102010061037B4
Application number: DE102010061037.2A
Authority: DE
Inventors: Kazuhide Oota; Tatsuya Sasaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: KR101195680B1; DE102010061037A1; KR20110065375A; US20110134498A1; JP2011123126A; US8405912B2; JP5251853B2

Abstract

Head-up-Display mit:einer Anzeige, die dazu ausgestaltet ist, ein Bild anzuzeigen;einer Reflexionseinheit (50), die dazu ausgestaltet ist, das Bild, das auf der Anzeige (30) angezeigt wird, zu reflektieren und das Bild (80) auf einen Kombinierer (71) zu projizieren, um ein virtuelles Bild (80) des Bilds an einer Position anzuzeigen, die für einen Benutzer sichtbar ist;einen Schrittmotor (20), der dazu ausgestaltet ist, die Reflexionseinheit (50) zu drehen, um das virtuelle Bild (80) in einem vorbestimmten Abschnitt des Kombinierers (71) kontinuierlich zu bewegen; undeine Antriebssteuereinheit (10), die dazu ausgestaltet ist, den Schrittmotor (20) zu steuern, wobeidie Antriebssteuereinheit (10) dazu ausgestaltet ist, eine Antriebsleistung des Schrittmotors (20) derart zu steuern, dass ein Glättungsparameter kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, undder Glättungsparameter durch einen Bruch definiert ist, der einen Zähler und einen Nenner umfasst;wobei der Zähler eine Differenz ist zwischen einer Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds (80), wenn sich das virtuelle Bild (80) in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds (80), wenn sich das virtuelle Bild (80) in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt,wobei der Nenner die Durchschnittsgeschwindigkeit ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Head-Up-Display. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern des Head-Up-Displays. Das Head-Up-Display kann bei einer Abbildungsvorrichtung eines Fahrzeugs angewendet werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beispielsweise offenbart die JP 2009-196473 A ein Beispiel für ein Head-Up-Display (HUD-Vorrichtung) eines Fahrzeugs. Die HUD-Vorrichtung des Fahrzeugs ist dazu ausgestaltet, eine Abbildungsposition einer virtuellen Abbildung bzw. eines virtuellen Bilds (virtual image), das Informationen anzeigt, in Übereinstimmung mit einer Position eines Auges des Fahrers zu verändern. Die HUD-Vorrichtung des Fahrzeugs umfasst eine Anzeige und einen Kombinierer (combiner). Die Anzeige umfasst eine Flüssigkristall-Abbildungsvorrichtung, einen ersten Reflektor, einen zweiten Reflektor, und dergleichen. Die Anzeige wird in einem Gehäuse aufgenommen und ist in einem Armaturenbrett untergebracht. Der Kombinierer ist zum Beispiel eine Halbspiegelschicht, die ein Reflektionsvermögen und ein Durchlassvermögen von Licht aufweist. Der Kombinierer ist in einer inneren Oberfläche einer Windschutzscheibe ausgebildet. Die Flüssigkristall-Abbildungsvorrichtung zeigt ein Informationsbild an, das Informationen wie zum Beispiel eine Reisegeschwindigkeit aufzeigt. Der erste Reflektor reflektiert Licht des Informationsbilds zu dem zweiten Reflektor. Der zweite Reflektor ist ein drehbarer konkaver Spiegel, der dazu ausgestaltet ist, Licht, das durch den ersten Reflektor reflektiert wird, zu dem Kombinierer zu reflektieren. Auf diese Weise wird das Informationsbild als ein virtuelles Bild an einer vorbestimmten Abbildungsposition angezeigt. Der zweite Reflektor ist an einer Welle fixiert. Die Welle ist an einem Ende an einer Lagerung fixiert, um sich drehen zu können. An dem anderen Ende ist die Welle an einem Motor, wie zum Beispiel einem Schrittmotor, fixiert. Der Motor ist dazu ausgestaltet, die Welle in einer Richtung im Uhrzeigersinn oder in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn um einen Winkel zu drehen, der mit einem elektrischen Signal, das von einer externen Vorrichtung, wie zum Beispiel einer Steuervorrichtung, erhalten wird, übereinstimmt. Auf diese Weise dreht der Motor den zweiten Reflektor, um dadurch die Abbildungsposition des virtuellen Bildes zu verändern. Wie obenstehend beschrieben kann die HUD-Vorrichtung einen Schrittmotor als Motor einsetzen, um die Abbildungsposition des virtuellen Bildes zu verändern. In diesem Fall kann eine Bewegung des virtuellen Bilds nicht glatt bzw. ruhig gesehen werden, wenn die Abbildungsposition des angezeigten virtuellen Bildes verändert wird. Das heißt, eine Bewegung des virtuellen Bildes kann schrittweise gesehen werden. Demzufolge ist es notwendig, dass eine HUD-Vorrichtung eine Bewegung eines angezeigten virtuellen Bildes ermöglicht, das glatt bzw. ruhig gesehen werden kann, wenn die Abbildungsposition des angezeigten virtuellen Bildes verändert wird.
Die US 2005/0162340 A1 offenbart eine Displayvorrichtung für Fahrzeuge. Eine Anzeigevorrichtung emittiert Anzeigelicht. Ein Reflexionselement reflektiert das Anzeigelicht. Die Antriebsvorrichtung bewegt das reflektierende Element in einem vorbestimmten Winkelbereich. Wenn ein Zündschalter ausgeschaltet wird, bewegt das Steuermittel das reflektierende Element winkelmäßig in eine mittlere Position des Winkelbereichs. Ein Speicherteil speichert Winkelpositionsdaten des reflektierenden Elements. Speicheroperationsmittel machen die Winkelpositionsdaten, die in dem Speicherteil zu speichern sind. Wenn der Zündschalter eingeschaltet wird, wird das reflektierende Element entsprechend den im Speicherabschnitt gespeicherten Winkelpositionsdaten winkelbewegt.
Die DE 10 2007 057 695 A1 offenbart eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug und unterstützendes Verfahren zum Einstellen der Anzeigeposition. Es wird eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug angegeben, mit der der Fahrer problemlos eine Anzeigeposition eines virtuellen Bildes einstellen kann, ohne dass dadurch die Kosten für das Fahrzeug erhöht werden. Wenn eine Unterstützungs-Erfassungseinrichtung einen Unterstützungszeitpunkt zum Einstellen eines Reflexionswinkels erfasst, der zum Beispiel zum Zeitpunkt der Betätigung eines Betätigungsschalters oder dem Beginn einer Operation entspricht, steuert eine Drehsteuereinrichtung eine Dreheinrichtung, sodass ein Reflexionsglied mit einem Reflexionswinkel, der durch Reflexionswinkeldaten in einer Reflexionswinkeldaten-Speichereinrichtung angegeben wird, (a) innerhalb eines Einstellungs-Unterstützungsbereichs gedreht wird, während das Reflexionsglied Licht aus einer Anzeigequelle reflektiert, und (b) zu dem durch die Reflexionswinkeldaten angegebenen Reflexionswinkel zurückkehrt.
Die DE 195 44 526 A1 offenbart eine Anzeigevorrichtung mit einem von einem Schrittmotor angetriebenen Zeiger. Bei einer Anzeigevorrichtung mit einem von einem Schrittmotor angetriebenen Zeiger weist die Anzeigevorrichtung ein Zeitsteuermittel zur Einstellung einer festgelegten Zeit, ein Zeitberechnungsmittel zum Einstellen der Zeit in dem Zeitsteuermittel in solch einer Weise, dass, wenn eine Differenz zwischen einer zukünftigen Anzeigestellung und einer gegenwärtigen Stellung groß ist, die Zeit bei jeder Zeiteinstellung verkürzt wird, ein Nebenimpulserzeugungsmittel zur Erzeugung von M Nebenimpulsen innerhalb eines Zeitraumes eines Antriebsimpulses, so dass der Schrittmotor angetrieben wird, ein Antriebsimpulsbestimmungsmittel zur Bestimmung, ob sich der Antriebsimpuls von 0 auf 1 ändert oder ob sich der Antriebsimpuls von 1 auf 0 zu Beginn des Zeitraumes ändert, und ein Tastverhältnisänderungsmittel zur Änderung des Tastverhältnisses der Nebenimpulse aufweist, wobei, wenn sich der Antriebsimpuls von 0 auf 1 ändert, das Tastverhältnis progressiv vergrößert wird, und wenn sich der Antriebsimpuls von 1 auf 0 ändert, das Tastverhältnis progressiv verkleinert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hinsichtlich des Obengenannten und anderer Probleme, ist es Aufgabe der Erfindung ein Head-Up-Display herzustellen, die dazu ausgestaltet ist, eine Glättung des virtuellen Bildes, das sich in einem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, zu verbessern, wenn eine Abbildungsposition des virtuellen Bildes verändert wird. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer Antriebseigenschaft eines Schrittmotors des Head-Up-Displays herzustellen.
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, weist ein Head-Up-Display eine Anzeige auf, die dazu ausgestaltet ist, ein Bild anzuzeigen. Das Head-Up-Display weist weiterhin eine Reflexionseinheit auf, die dazu ausgestaltet ist, das Bild, das auf der Anzeige angezeigt wird zu reflektieren und das Bild auf einen Kombinierer zu projizieren, um ein virtuelles Bild des Bilds an einer Position anzuzeigen, die für einen Benutzer sichtbar ist. Die Bildrichtungsabbildungsvorrichtung weist weiterhin einen Schrittmotor auf, der dazu ausgestaltet ist, die Reflexionseinheit zu drehen, um das virtuelle Bild in einem Abschnitt des Kombinierers kontinuierlich zu bewegen. Das Head-Up-Display weist weiterhin eine Antriebssteuereinheit auf, die dazu ausgestaltet ist, den Schrittmotor zu steuern. Die Antriebssteuereinheit ist dazu ausgestaltet, eine Antriebsleistung des Schrittmotors derart zu steuern, dass ein Glättungsparameter kleiner als ein vorbestimmter Wert wird. Der Glättungsparameter ist durch einen Bruch definiert, der einen Zähler und einen Nenner umfasst. Der Zähler ist eine Differenz zwischen einer Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt. Der Nenner ist die Durchschnittgeschwindigkeit.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Blickrichtungsabbildungsvorrichtung vorgesehen, wobei das Head-Up-Display eine Anzeige, die dazu ausgestaltet ist, ein Bild anzuzeigen, eine Reflexionseinheit, die dazu ausgestaltet ist, das Bild, das auf der Anzeige angezeigt wird, zu reflektieren und das Bild auf einen Kombinierer zu projizieren, um ein virtuelles Bild anzuzeigen, und einen Schrittmotor umfasst, der dazu ausgestaltet ist, die Reflexionseinheit zu drehen, um das virtuelle Bild in einem Abschnitt des Kombinierers kontinuierlich zu bewegen, wobei das Verfahren ein Berechnen eines Glättungsparameters aufweist, der durch einen Bruch definiert ist, der einen Zähler und einen Nenner umfasst, wobei der Zähler eine Differenz ist zwischen einer Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, wobei der Nenner die Durchschnittsgeschwindigkeit ist. Das Verfahren weist weiterhin ein derartiges Bestimmen einer Antriebseigenschaft des Schrittmotors auf, dass der Glättungsparameter kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Figurenliste
Das Obengenannte und weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung, die mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vorgenommen wird, besser verständlich. In der Zeichnung ist:

1 eine Übersicht, die eine HUD-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Blockdiagramm, das die HUD-Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel zum Anzeigen eines Bilds der HUD-Vorrichtung zeigt;
4 ein Graph, der das Verhältnis zwischen einer Bewegungsstrecke eines virtuellen Bilds und einer Zeit zeigt;
5 ein Graph, der ein Verhältnis zwischen einer Bewegung eines virtuellen Bilds und einer Zeit sowie ein Verhältnis zwischen einer Bewegungsgeschwindigkeit eines virtuellen Bilds und einer Zeit zeigt;
6 ein Blockdiagramm, das eine Parameterberechnungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine Ansicht, die ein Bewertungsergebnis der Glättung zeigt;
8 ein Graph, der ein Verhältnis zwischen einem Glättungsparameter und dem Bewertungsergebnis zeigt; und
9 ein Graph, der ein Verhältnis zwischen einer Schwankungsbreite einer Geschwindigkeit eines virtuellen Bilds und dem Bewertungsergebnis zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Die gleichen oder die entsprechenden Elemente sind in der Zeichnung durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Head-Up-Display (HUD-Vorrichtung) bei einer HUD-Vorrichtung 100 für Fahrzeuge angewendet.
Die HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 ist dazu ausgestaltet, Informationen derart an einer Position anzuzeigen, dass einem Fahrer, der sich in einem Zustand des Fahrens befindet, ermöglicht wird, Informationen im Wesentlichen ohne Bewegung einer visuellen Achse wahrzunehmen. Die HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 kann zum Beispiel ein Bild, das eine Anweisung für eine Fahrtrichtung aufzeigt, die durch eine Navigationsvorrichtung berechnet ist, ein Bild, das Fahrtgeschwindigkeitsinformationen über das Fahrzeug in einer vorbestimmten Anzeigefarbe aufzeigt und/oder ein Bild, das Fahrzeuginformationen, wie zum Beispiel Informationen über den verbliebenen Kraftstoff und Informationen über die Kühlwassertemperatur eines Fahrzeugs aufzeigt, anzeigen. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Bild, das Anweisungen über die Fahrtrichtung aufzeigt, als ein Beispiel beschrieben.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst die HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 eine Abbildungseinheit, die einen Kombinierer 71, eine Steuereinheit 10, einen Schrittmotor 20, eine Anzeige 30, eine Schaltvorrichtung 40, einen konkaven Spiegel (Reflexionseinheit) 50, einen Reflektor 60, und dergleichen umfasst. Der Kombinierer 71 ist an der inneren Oberfläche einer Windschutzscheibe 70 auf der Seite des Fahrzeuginnenraums gegenüber von einem Fahrersitz ausgebildet.
Die Steuereinheit 10, der Schrittmotor 20, die Anzeige 30, der konkave Spiegel 50 (Reflexionseinheit), der Reflektor 60 und dergleichen der Abbildungseinheit sind in einem Gehäuse aufgenommen und fixiert und sind zum Beispiel innerhalb eines Armaturenbretts angeordnet. Der konkave Spiegel 50 ist dazu ausgestaltet Licht zu reflektieren, um das reflektierte Licht zu dem Kombinierer 71 der Windschutzscheibe 70 zu projizieren.
Die Steuereinheit 10 ist aus einem Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU, eine Speichereinheit wie zum Beispiel ein RAM, ein ROM, ein EEPROM, und dergleichen umfasst. Wie in 2 dargestellt, ist die Steuereinheit 10 mit dem Schrittmotor 10, der Anzeige 30, der Schaltvorrichtung 40, und dergleichen elektrisch verbunden. Die Steuereinheit 10 (Antriebssteuereinheit) steuert den Betrieb des Schrittmotors 20 in Übereinstimmung mit einem Signal, das von der Schaltvorrichtung 40 entsprechend einer Antriebseigenschaft (Antriebsform, Antriebsspannung, Antriebsgeschwindigkeit) ausgegeben wird. Die Antriebseigenschaft wird in Übereinstimmung mit einem Glättungsparameter bestimmt, der später beschrieben wird. Daten über die Antriebseigenschaft werden in einem EEPROM oder dergleichen gespeichert. Die Steuereinheit 10 gibt ein Abbildungssteuersignal an die Anzeige 30 aus, um dadurch die Abbildungssteuerung der Anzeige 30 durchzuführen.
Die Steuereinheit 10 gibt ein Signal in Übereinstimmung mit einem Signal von der Schalteinrichtung 40 aus (später beschrieben), um dadurch den Schrittmotor 20 zu steuern. Insbesondere dreht sich der Schrittmotor 20 in der normalen Richtung oder der rückwärtigen Richtung in einem Winkel, der mit dem Signal von der Steuereinrichtung 10 übereinstimmt. Der Schrittmotor 20 weist eine Ausgangswelle auf, die mit einem motorseitigen Zahnrad (nicht dargestellt) ausgestattet ist, das mit einem spiegelseitigen Zahnrad (nicht dargestellt) in Eingriff steht, das an einer Rotationsachse des konkaven Spiegels 50 angebracht ist. Der Schrittmotor 20 und der konkave Spiegel 50 sind in einer Position angeordnet, in der das motorseitige Zahnrad und das spiegelseitige Zahnrad miteinander in Eingriff gebracht werden können.
Die Anzeige 30 umfasst ein Abbildungsfeld, eine Lichtquelle und dergleichen. Die Steuereinheit 10 steuert ein Anzeichen der Anzeige 30. Die Anzeige 30 ist derart angeordnet, dass eine Bildfläche des Abbildungsfelds der Anzeige 30 auf den Reflektor 60 gerichtet ist. Das Abbildungsfeld ist zum Beispiel ein Punkt-Matrixtyp TFT durchlässiger LCD-Monitor, bei dem die Bildfläche aus einer Vielzahl von Flüssigkristallpixeln aufgebaut ist, die in einer zweidimensionalen Ebene angeordnet sind. Das Abbildungsfeld aktiviert die Pixel zum Anzeigen eines Bilds auf der Bildfläche. Die Lichtquelle ist zum Beispiel aus Licht-Emittierenden Dioden und/oder dergleichen aufgebaut. Die Lichtquelle ist hinter dem Abbildungsfeld auf der gegenüberliegenden Seite des Reflektors 60 angeordnet und dazu ausgestaltet, Licht zu dem Abbildungsfeld zu emittieren.
Der Reflektor 60 und der konkave Spiegel 50 projizieren ein Bild, das auf dem Abbildungsfeld der Anzeige 30 angezeigt wird und das durch diese hindurch von der Lichtquelle beleuchtet wird, um ein optisches Bild zu ergeben, in Richtung des Kombinierers 71 an der Windschutzscheibe 70 des Fahrzeugs. Das projizierte Bild wird vor der Windschutzscheibe 70 gebildet und als ein virtuelles Bild auf der Seite des Fahrersitzes des Fahrzeugs angezeigt. Somit kann ein Insasse, der auf dem Fahrersitz sitzt, ein Bild (virtuelles Bild) 80, das an einer fokussierten Position an der Vorderseite angezeigt wird, visuell wahrnehmen. Der Kombinierer 71 ist beispielsweise als eine Halbspiegelschicht, die ein Reflektionsvermögen und ein Durchlassvermögen von Licht aufweist, ausgebildet.
Die Schaltvorrichtung 40 dient zum Steuern der Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80. Die Schaltvorrichtung 40 gibt in Übereinstimmung mit einem Vorgang eines Benutzers ein Signal an die Steuereinheit 10 aus. Insbesondere kann sich zum Beispiel die Position der Augen des Fahrers verändern, wenn sich die Höhe des Fahrersitzes aufgrund eines Fahrerwechsels ändert, wenn sich die Position des Fahrersitzes in der Richtung vor und zurück ändert und/oder wenn sich der Anstellwinkel der Rückenlehne des Fahrersitzes ändert. Demzufolge kann es vorkommen, dass die Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80 für den Fahrer ungeeignet ist. In einem solchen Fall kann ein Fahrer die Schaltvorrichtung 40 bedienen, um die Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80 in einer gewünschten Position einzustellen.
Die Schaltvorrichtung 40 kann z.B. zwei Schalter umfassen, die einen Auf-Schalter und einen Ab-Schalter umfassen. Genauer genommen kann die Schaltvorrichtung 40 beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie verschiedene Signale in Übereinstimmung mit einem einfachen Drücken des Auf-Schalters, einem langen Drücken des Auf-Schalters und einem einfachen Drücken des Ab-Schalters und einem langen Drücken des Ab-Schalters ausgibt. Das einfache Drücken kann durch ein einmaliges Gedrückthalten eines Schalters innerhalb einer bestimmten Zeitdauer vorgenommen werden. Das lange Drücken kann durch Gedrückthalten eines Schalters während einer bestimmten Zeitdauer oder länger vorgenommen werden.
In Bezug auf 1 wird der konkave Spiegel 50 durch ein Halteelement 51 getragen, sodass dieser drehbar ist. Ein Federelement 52 ist zwischen dem Halteelement 51 und dem konkaven Spiegel 50 angeordnet, um Schwingungen und Geräusche, die durch ein Spiel (einen Abstand) zwischen dem motorseitigen Zahnrad und dem spiegelseitigen Zahnrad verursacht werden, zu absorbieren. Der konkave Spiegel 50 weist eine Rotationsachse auf, die durch das Halteelement 51 an einem Ende drehbar getragen wird. An dem einen Ende der Rotationsachse des konkaven Spiegels 50 ist das spiegelseitige Zahnrad angebracht, und das spiegelseitige Zahnrad steht mit dem motorseitigen Zahnrad in Eingriff. Der konkave Spiegel 50 ist an einer Position angeordnet, in der die Spiegeloberfläche des konkaven Spiegels 50 das Licht reflektieren kann, um das auf der Anzeige 30 angezeigte Bild in Richtung des Kombinierers 71 auf der Windschutzscheibe 70 zu projizieren.
Der konkave Spiegel 50 dreht sich mit normaler Drehung oder rückwärtiger Drehung des Schrittmotors 20 um die Rotationsachse. Auf diese Weise dreht der Schrittmotor 20 den konkaven Spiegel 50, um das Bild (virtuelles Bild) 80 in einem vorbestimmten Bereich zu bewegen, wodurch die Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80 verändert wird. Wie in 3 dargestellt, kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80 in einem Abschnitt zwischen einer Abbildungsposition A1 und einer Abbildungsposition A2 verändert werden. Die Abbildungsposition A1 ist eine untere Grenzposition in einem Bewegungsbereich, und die Abbildungsposition A2 ist eine obere Grenzposition des Bewegungsbereichs.
Die Steuervorrichtung 10 dreht den Schrittmotor 20 in der normalen Richtung oder in der rückwärtigen Richtung in einem Drehwinkel, der zuvor in Reaktion auf ein einfaches Drücken des Auf-Schalters oder des Ab-Schalters der Schaltvorrichtung 40 bestimmt wird. Der konkave Spiegel 50 dreht sich mit der Rotation des Schrittmotors 20 in der normalen Richtung oder in der rückwärtigen Richtung. Auf diese Weise bewegt sich das Bild (virtuelles Bild) 80 um eine vorbestimmte Strecke in dem Bewegungsbereich zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 in Reaktion auf ein einfaches Gedrückthalten des Auf-Schalters oder des Ab-Schalters. Somit wird, wie in 4 dargestellt, die Abbildungsposition verändert.
Der Drehwinkel des Schrittmotors 20 in Reaktion auf ein einfaches Drücken des Auf-Schalters oder des Ab-Schalters ist wird in Übereinstimmung mit der Strecke vorbestimmt, über die sich die Abbildungsposition des Bildes (virtuelles Bild) 80 bewegt, wenn ein einzelnes Drücken an dem Auf-Schalter oder dem Ab-Schalter vorgenommen wird. Das heißt, der Drehwinkel des Schrittmotors 20 ist in Übereinstimmung mit der Anzahl von Schritten vorbestimmt, in die der Bewegungsbereich der Abbildungsposition von dem Bild (virtuelles Bild) 80 zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 aufgeteilt ist.
Wahlweise dreht die Steuereinheit 10 den Schrittmotor 20 in Reaktion auf ein langes Drücken des Auf-Schalters oder des Ab-Schalters der Schaltvorrichtung 40 in die normale Richtung oder in die rückwärtige Richtung, während der Auf-Schalter oder der Ab-Schalter gedrückt gehalten wird. Der konkave Spiegel 50 dreht sich in der normalen Richtung oder in der rückwärtigen Richtung mit der Drehung des Schrittmotors 20. Auf diese Weise bewegt sich das Bild (virtuelles Bild) 80 fortlaufend in dem Bewegungsbereich zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 fortlaufend über eine Zeitdauer, in welcher der Auf-Schalter oder der Ab-Schalter gedrückt gehalten wird. Somit wird die Abbildungsposition verändert, wie in 4 dargestellt.
Es ist notwendig, dass die HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 einen Aufbau aufweist mit dem das Bild (virtuelles Bild) 80 glatt bewegt wird, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 fortlaufend bewegt wird, um die Abbildungsposition zu verändern. 5 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen einer Bewegung [mm] des Bilds (virtuelles Bild) 80 und einer Zeit [ms] sowie ein Verhältnis zwischen einer Bewegungsgeschwindigkeit [mm/ms] des Bilds (virtuelles Bild) 80 und einer Zeit [ms] zeigt, wenn sich der Schrittmotor 20 dreht, um das Bild (virtuelles Bild) 80 kontinuierlich von der Abbildungsposition A1 zu der Abbildungsposition A2 zu bewegen.
Die HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 umfasst einen Schrittmotor 20 als Motor zum Verändern der Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80. Wie in 5 gezeigt, verändert sich daher die Bewegungsgeschwindigkeit des Bilds (virtuelles Bild) 80 aufgrund von Geschwindigkeitsabweichungen periodisch, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 kontinuierlich von der Abbildungsposition A1 zu der Abbildungsposition A2 bewegt wird, während das Bild (virtuelles Bild) 80 angezeigt wird. Demzufolge kann es sein, dass sich das Bild (virtuelles Bild) 80 unter Betrachtung unglatt bewegt, wenn die Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80 verändert wird. Das heißt, dass die Bewegung des virtuelle Bilds als schrittweise betrachtet werden kann. Der Geschwindigkeitsabweichungsbereich in 5 ist ein variabler Bereich (Abweichungsbereich), wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Bilds (virtuelles Bild) 80 variiert.
Im Allgemeinen besteht keine Definition über eine Glättung des Betriebs einer HUD-Vorrichtung. Die Bewegungsgeschwindigkeit, wie z.B. die Durchschnittsgeschwindigkeit und Maximalgeschwindigkeit des Bilds (virtuelles Bild) 80, kann durch eine Parameter-Berechnungsvorrichtung 200 (später beschrieben) oder dergleichen berechnet werden. 5 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen einer Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80 und einer Zeit sowie ein Verhältnis zwischen einer Bewegungsgeschwindigkeit des Bildes (virtuelles Bild) 80 und einer Zeit anzeigt, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 kontinuierlich von der Abbildungsposition A1 zu der Abbildungsposition A2 bewegt wird, während das Bild (virtuelles Bild) 80 angezeigt wird. Es ist zu beachten, dass das Verhältnis zwischen der Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80 und einer Zeit sowie das Verhältnis zwischen einer Bewegungsgeschwindigkeit des Bilds (virtuelles Bild) 80 und einer Zeit, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 kontinuierlich von der Abbildungsposition A2 zu der Abbildungsposition A1 bewegt wird, während das Bild (virtuelles Bild) 80 angezeigt wird, im Wesentlichen dieselben sind, wie diejenigen in 5.
Die aufgeführten Erfinder führten Nachforschungen durch, um die oben genannten Anforderungen zu erfüllen und stellten infolgedessen als Tatsache fest, dass eine Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80 glatt wird, wenn ein Glättungsparameter A, der durch die nachfolgende Gleichung (1) definiert wird, klein wird. Die nachfolgende Gleichung (1) ist im Hinblick auf die festgestellte Tatsache bestimmt worden, um die Glättung einer kontinuierlichen Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80 zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 zu definieren, in einem Zustand, in dem das Bild (virtuelles Bild) 80 angezeigt wird, während ein langes Drücken an dem Auf-Schalter oder dem Ab-Schalter der Schaltvorrichtung 40 der HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 vorgenommen wird. Ferner wird eine Antriebseigenschaft, wie z.B. eine Antriebsform einer Antriebsspannung und eine Antriebsgeschwindigkeit des Schrittmotors, derart bestimmt, dass der Glättungsparameter A, der unter Verwendung der Gleichung (1) berechnet wird, weniger als ein vorbestimmter Wert wird. Somit wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Antriebseigenschaft des Schrittmotors hergestellt. Ferner ist die HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 dazu ausgestaltet, den Schrittmotor 20 derart anzutreiben, dass das Bild (virtuelles Bild) 80 zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 kontinuierlich bewegt wird, während das Bild (virtuelles Bild) 80 angezeigt wird, sodass der Glättungsparameter A, der durch die Gleichung (1) berechnet wird, weniger als ein vorbestimmter Wert wird. Der Glättungsparameter A, bei dem der Schrittmotor 20 mit der vorbestimmten Antriebseigenschaft angetrieben wird, kann als Angabewert der HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 verwendet werden. $\frac{\sum_{k = 1}^{N} a b s (X k)}{N} \times \frac{1}{a b s (V)} \times 100 [%]$
In der Gleichung (1) ist X eine Differenz zwischen einer Maximal-(Bewegungs)-Geschwindigkeit Vmax des Bilds (virtuelles Bild) 80 in jedem Zyklus, die durch Geschwindigkeitsabweichungen verursacht wird, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in einem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt wird und einer Durchschnitts-(Bewegungs)-Geschwindigkeit (Geschwindigkeitsdurchschnittswert) V des Bilds (virtuelles Bild) 80, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt wird. In diesem Fall besteht der vorbestimmte Abschnitt zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2. Das heißt, der Zähler ist ein Durchschnittswert der Differenz zwischen der Maximal-(Bewegungs)-Geschwindigkeit Vmax des Bilds (virtuelles Bild) 80 in jedem Zyklus, die durch Geschwindigkeitsabweichung verursacht wird, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt wird und der Durchschnitts-(Bewegungs)-Geschwindigkeit (Geschwindigkeitsdurchschnittswert) V des Bilds (virtuelles Bild) 80, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt wird. N ist die Anzahl der Zyklen der Geschwindigkeitsänderung, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in dem bestimmten Abschnitt zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 kontinuierlich bewegt wird. In 5 ist der Zyklus N gleich 12 und X ist zwischen X1 und X12.
In die Gleichung (1) wird der arithmetische Durchschnitt der Differenz zwischen der Maximal-(Bewegungs)-Geschwindigkeit Vmax des Bilds (virtuelles Bild) 80 in jedem Zyklus, die durch Geschwindigkeitsabweichung verursacht wird, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in dem bestimmten Abschnitt zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 kontinuierlich bewegt wird und der Durchschnitts-(Bewegungs)-Geschwindigkeit (Geschwindigkeitsdurchschnittswert) V des Bilds (virtuelles Bild) 80, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in dem Abschnitt zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 kontinuierlich bewegt wird, eingesetzt. Wahlweise wird die Differenz zwischen der Maximal-(Bewegungs)-Geschwindigkeit Vmax des Bilds (virtuelles Bild) 80, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt wird und der Durchschnitts-(Bewegungs)-Geschwindigkeit (Geschwindigkeitsdurchschnittswert, Durchschnittsgeschwindigkeit) V des Bilds (virtuelles Bild) 80, wenn das Bild (virtuelles Bild) 80 in dem vorbestimmten Abschnitt zwischen der Abbildungsposition A1 und der Abbildungsposition A2 kontinuierlich bewegt wird, eingesetzt.
6 zeigt ein Beispiel einer Parameter-Berechnungsvorrichtung 200 zum Berechnen des Glättungsparameters A. Die Parameter-Berechnungsvorrichtung 200 umfasst einen Computer 210 und eine Videokamera 220. Der Computer 210 umfasst eine CPU und eine Speichereinheit wie z.B. einen RAM, einen ROM, einen EEPROM und dergleichen zum Ausführen einer Verarbeitung. Die Videokamera 220 ist mit dem Computer 210 verbunden und an einer Position, wie z.B. einem Fahrersitz, angeordnet, von der aus die Videokamera 220 das Bild (virtuelles Bild) 80 fotografieren kann. Der Computer 210 umfasst eine Geschwindigkeits-Artithmetikeinheit 211 und eine Parameter-Berechnungseinheit 212. Die Geschwindigkeits-Arithmetikeinheit 211 berechnet die Geschwindigkeit, wie z.B. die Durchschnittsgeschwindigkeit und die Maximalgeschwindigkeit, mit der sich das Bild (virtuelles Bild) 80 bewegt. Die Parameter-Berechnungseinheit 212 berechnet den Glättungsparameter A in Übereinstimmung mit einem Berechnungsergebnis der Geschwindigkeits-Arithmetikeinheit 211. Es werden der Glättungsparameter A, wenn sich das Bild (virtuelles Bild) 80 von der Abbildungsposition A1 zu der Abbildungsposition A2 (aufwärts) bewegt, und der Glättungsparameter A, wenn sich das Bild (virtuelles Bild) 80 von der Abbildungsposition A2 zu der Abbildungsposition A1 (abwärts) bewegt, berechnet.
Nachfolgend wird ein Berechnungsverfahren des Glättungsparameters unter Verwendung der Parameter-Berechungsvorrichtung 200 beschrieben. Der Glättungsparameter wird aus einem der Glättungsparameter A (aufwärts) und dem Glättungsparameter A (abwärts) berechnet. Einer der Glättungsparameter A (aufwärts) oder der Glättungsparameter A (abwärts) kann zuerst berechnet werden.
Zum Berechnen des Glättungsparameters A (aufwärts) wird das Bild (virtuelles Bild) 80 durch Durchführen eines langen Drückens auf den Auf-Schalter der HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 zuerst von der Abbildungsposition A1 zu der Abbildungsposition A2 bewegt. Während das Bild (virtuelles Bild) 80 von der Abbildungsposition A zu der Abbildungsposition A2 auf diese Weise bewegt wird, fotografiert die Videokamera 220 der Parameter-Berechnungsvorrichtung 200 die Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80 in Aufnahmeintervallen wie z.B. 4 ms. Anschließend berechnet die Geschwindigkeits-Arithmetikeinheit 211 die Geschwindigkeit, wie z.B. die Durchschnittsgeschwindigkeit und die Maximalgeschwindigkeit, mit der sich das Bild (virtuelles Bild) 80 bewegt, aus einem Fotosignal des Bilds (virtuelles Bild) 80, das von der Videokamera 220 ausgegeben wird. Die Parameter-Berechnungseinheit 212 berechnet den Glättungsparameter A (aufwärts) basierend auf einem Berechnungsergebnis der Geschwindigkeits-Arithmetikeinheit 211 und der Gleichung.
Zum Berechnen des Glättungsparameters A (abwärts) wird das Bild (virtuelles Bild) 80 durch Durchführen eines langen Drückens auf den Ab-Schalter der HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 zuerst von der Abbildungsposition A2 zu der Abbildungsposition A1 bewegt. Anschließend fotografiert die Videokamera 220 eine Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80 in Aufnahmeintervallen, wie z.B. 4 ms, und die Geschwindigkeits-Arithmetikeinheit 211 berechnet die Geschwindigkeit, wie z.B. die Durchschnittsgeschwindigkeit und die Maximalgeschwindigkeit, mit der sich das Bild (virtuelles Bild) 80 bewegt, ähnlich wie bei der Berechnung des Glättungsparameters A (aufwärts). Somit berechnet die Parameter-Berechnungseinheit 212 den Glättungsparameter A (abwärts) basierend auf einem Berechnungsergebnis der Geschwindigkeits-Arithmetikeinheit 211 und der Gleichung.
Anschließend wird eine Antriebseigenschaft des Schrittmotors 20, wie z.B. eine Antriebsform, eine Antriebsspannung und eine Antriebsgeschwindigkeit, in verschiedene Zustände und Werte umgeschaltet, um eine Antriebseigenschaft, wie z.B. eine Antriebsform, eine Antriebsspannung und eine Antriebsgeschwindigkeit, bei welcher der Glättungsparameter A kleiner als der vorbestimmte Wert wird, zu bestimmen. Als Antriebsform kann eine Form der Zwei-Phasen-Magnetisierung, eine Form mit Mikroschritten, und dergleichen, eingesetzt werden. Wenn eine Form der Mikroschritte als Antriebsform eingesetzt wird, wird die Anzahl der Schritte und dergleichen weiter bestimmt. Daten über die Antriebseigenschaft werden in dem EEPROM oder dergleichen gespeichert. Wenigstens eine Antriebsform, wie z.B. die Anzahl der Schritte, eine Antriebsspannung und/oder eine Antriebsgeschwindigkeit, kann umgeschaltet, d.h. geändert werden, um die Antriebseigenschaft derart umzuschalten, dass der Glättungsparameter A kleiner als der vorbestimmte Wert wird.
7 zeigt ein Bewertungsergebnis einer Glättung, wenn ein Schrittmotor B als Motor verwendet wird. Die Glättungsbewertung wird beim Antreiben des Schrittmotors in verschiedenen Arten von Antriebsformen zum Bewegen des Bilds (virtuelles Bild) 80 in der Richtung von dem ersten Anzeigebereich A1 zu dem Anzeigebereich A2 und in der Richtung von dem Anzeigebereich A2 zu dem Anzeigebereich A1 vorgenommen. Somit wird die Glättung der Sichtbarkeit des Bilds (virtuelles Bild) 80 für eine Person in drei Stufen (O, Δ, x) bewertet. Mit anderen Worten ist die Glättungsbewertung ebenso eine Sichtbarkeitsbewertung. In 7 wird die Bewegungsrichtung des angezeigten Bilds (virtuelles Bild) 80 durch AUF angegeben, wenn sich dieses von dem Anzeigebereich A1 zu dem Anzeigebereich A2 aufwärts bewegt und durch AB angegeben, wenn sich dieses von dem Anzeigebereich A2 zu dem Anzeigebereich A1 abwärts bewegt.
8 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen dem Glättungsparameter A und dem Sichtbarkeitsbewertungsergebnis zeigt, das aus dem in 7 gezeigten Sichtbarkeitsbewertungsergebnis erhalten wird. 9 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen dem Geschwindigkeitsabweichungsbereich und einem Sichtbarkeitsbewertungsergebnis zeigt, das von dem in 7 gezeigten Sichtbarkeitsbewertungsergebnis erhalten wird.
Genauer genommen zeigt 7 ein Bewertungsergebnis des Motors B bei einer Bewertungsbedingung, bei der die Antriebsform eine solche mit Mikroschritten (fünf Schritte, fünf Teilungen) ist, die Antriebsfrequenz bei 11 bis 17 [pps] liegt, die Antriebsspannung zwischen 10 bis 15 [V] in neun Stufen umgeschaltet wird und die durchschnittliche Anzeigebewegungsgeschwindigkeit (Antriebsgeschwindigkeit) zwischen 42 bis 71 [mm/s] in vier Stufen umgeschaltet wird. 7 umfasst weiterhin ein Bewertungsergebnis (Vergleichsbeispiel) eines Motors A, der ein gegenwärtig verwendeter Schrittmotor ist, wenn sich dieser in einer gegenwärtig eingesetzten Antriebseigenschaft befindet. Der Motor A wird bei einer Bedingung angetrieben, bei der die Antriebsform eine solche der Zwei-Phasen-Magnetisierung ist, die Antriebsspannung 11,5 [V] ist, die durchschnittliche Anzeigebewegungsgeschwindigkeit 50 [mm/s] ist, und die bei Antriebsfrequenz 50 [pps] liegt.
Wie in dem Bewertungsergebnis von 7 und dem Graphen von 8 offensichtlich aufgezeigt wird, ändert sich die Sichtbarkeitsbewertung in einer Reihenfolgen von x, Δ, O (x bis O), wenn der Glättungsparameter A klein wird. Das heißt eine Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80 kann glatt wiedergegeben werden, wenn dieses von den Augen einer Person betrachtet wird.
Wie durch den Graph von 8 offensichtlich aufgezeigt wird, wird das Sichtbarkeitsergebnis Δ (2), wenn der Motor derart angetrieben wird, dass der Glättungsparameter A größer oder gleich 75% und kleiner oder gleich 88% wird. Deshalb kann das Bild (virtuelles Bild) 80 relativ glatt bewegt werden. Mit anderen Worten kann eine Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80, wenn dieses durch die Augen einer Person betrachtet wird, relativ glatt wiedergegeben werden, wenn der Motor derart angetrieben wird, dass der Glättungsparameter A größer oder gleich 75% und kleiner oder gleich 88% ist. Wie durch den Graphen aus 8 deutlich gezeigt wird, wird das Sichtbarkeitsergebnis O (3), wenn der Motor derart angetrieben wird, dass der Glättungsparameter A kleiner als 75% wird. Daher kann das Bild (virtuelles Bild) 80 glatt bewegt werden. Mit anderen Worten kann, wenn der Motor derart angetrieben wird, dass der Glättungsparameter A kleiner als 75% ist, die Bewegung des Bilds (virtuelles Bild) 80 glatt gehalten werden, wenn dieses durch die Augen einer Person betrachtet wird. Dementsprechend kann es weiterhin effektiv sein, wenn der vorbestimmte Wert auf weniger als 75% eingestellt ist. Wie in 9 gezeigt, kann andererseits die Bedeutung zwischen dem Abweichungsbereich der Geschwindigkeit und der Glättung (Sichtbarkeitsbewertungsergebnis) gering sein.
Auf diese Weise führt die Steuereinheit 10 (Antriebssteuereinheit) eine Antriebsleistungssteuerung des Schrittmotors 20 derart durch, dass der Glättungsparameter A, der durch die Gleichung bestimmt wird, weniger als der vorbestimmte Wert wird, wenn ein langes Drücken an dem Auf-Schalter oder dem Ab-Schalter der HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 vorgenommen wird, um das Bild (virtuelles Bild) 80 kontinuierlich zu bewegen. Dadurch kann eine Glättung bei der Veränderung der Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80 verbessert werden.
Es kann weiterhin effektiv sein, dass die Steuereinheit 10 (Antriebssteuereinheit) den Schrittmotor 20 durch Einsetzen eines vorbestimmten Wertes von weniger als 75% derart zu steuern, dass der Glättungsparameter A kleiner als 75% wird. In diesem Fall kann das Bild (virtuelles Bild) 80 glatt weiterbewegt werden.
Zudem wird die Glättung (Glättung) auf diese Weise durch die Gleichung bestimmt. Somit kann eine Glättung einer kontinuierlichen Bewegung der Abbildungsposition des Bilds (virtuelles Bild) 80 in der HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 10 ermöglicht werden. Daher kann die Glättung in einem Spezifikationsblatt der HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 und dergleichen spezifiziert werden. Demzufolge ist die Glättung der HUD-Vorrichtung für Fahrzeuge 100 ebenso als Spezifikationswert kontrollierbar.
In Zusammenfassung der oberen Ausführungsformen ist ein Head-Up-Display ausgestaltet zum Projizieren eines Bilds, das durch eine Abbildungseinheit bewirkt wird, auf einen Kombinierer, um dadurch ein virtuelles Bild des Bilds an einer Position, die durch einen Benutzer visuell wahrgenommen werden kann, anzuzeigen. Die Abbildungseinheit umfasst: eine Anzeige, die dazu ausgestaltet ist, ein Bild anzuzeigen; eine Reflexionseinheit, die dazu ausgestaltet ist, das Bild, das auf der Anzeige angezeigt wird, zu reflektieren und das Bild auf den Kombinierer zu projizieren; einen Schrittmotor, der dazu ausgestaltet ist, die Reflexionseinheit zu drehen, um das virtuelle Bild in einem vorbestimmten Abschnitt des Kombinierers kontinuierlich zu bewegen und eine Abbildungsposition des virtuellen Bilds zu verändern; und eine Antriebssteuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Schrittmotor anzutreiben und zu steuern. Die Antriebssteuereinheit ist dazu ausgestaltet, eine Antriebsleistungssteuerung des Schrittmotors derart durchzuführen, dass ein Glättungsparameter kleiner als ein vorbestimmter Wert wird. Der Glättungsparameter wird durch einen Bruch (einen Zähler/einen Nenner) definiert. Das heißt, der Glättungsparameter wird durch Dividieren des Zählers durch den Nenner berechnet. Insgesamt wird der Glättungsparameter definiert durch (eine Differenz zwischen einer Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt)/(die Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt).
Die aufgeführten Erfinder führten Nachforschungen durch und stellten fest, dass eine Bewegung des virtuellen Bilds glatt gehalten werden kann, wenn der Glättungsparameter, der durch ein Dividieren von (einer Differenz zwischen einer Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt) durch (die Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt) kleiner als ein vorbestimmter Wert wird. Daher wird der Antrieb des Schrittmotors auf die Art und Weise gesteuert, dass der Glättungsparameter kleiner als der vorbestimmte Wert wird. Dadurch ist es möglich, eine Glättung einer kontinuierlichen Bewegung des virtuellen Bilds in dem vorbestimmten Abschnitt zum Verändern der Abbildungsposition des virtuellen Bilds zu verbessern.
Ein Durchschnittswert von (der Differenz zwischen der Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt und der Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt) für jeden Zyklus, wenn sich eine Geschwindigkeit, mit der sich das virtuelle Bild bewegt, periodisch ändert und wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, kann für den Zähler des Glättungsparameters ausgetauscht werden.
Übereinstimmend mit einem Bewertungsergebnis der Glättung durch Änderung des Glättungsparameters, stellten die Erfinder fest, dass eine Bewegung des virtuellen Bilds ohne schrittweise Bewegung glatt gehalten werden kann, wenn der Glättungsparameter kleiner als 75% ist. Daher kann es effektiv sein, den vorbestimmten Wert kleiner als 75% einzustellen.
Gemäß eines anderen Aspekts der Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Antriebsverfahrens (Antriebseigenschaft, Antriebsform) eines Schrittmotors einer Blickrichtungsabbildungsvorrichtung vorgesehen, wobei das Head-Up-Display eine Anzeige, die dazu ausgestaltet ist, ein Bild anzuzeigen, eine Reflexionseinheit, die dazu ausgestaltet ist das Bild, das auf der Anzeige angezeigt wird, zu reflektieren und das Bild auf einem Kombinierer zu projizieren, ein Schrittmotor, der dazu ausgestaltet ist, die Reflexionseinheit zu drehen, um das virtuelle Bild in einem vorbestimmten Abschnitt des Kombinierers kontinuierlich zu bewegen, um dadurch eine Abbildungsposition des virtuellen Bilds zu verändern, und eine Antriebssteuereinheit umfasst, die dazu ausgestaltet ist, den Schrittmotor anzutreiben und zu steuern, wobei das Verfahren umfasst: ein Bestimmen der Antriebseigenschaft, sodass ein Glättungsparameter kleiner als ein vorbestimmter Wert wird. Der Glättungsparameter wird durch einen Bruch aus einem Nenner/einem Zähler definiert. Das heißt, der Glättungsparameter wird durch Dividieren des Zählers durch den Nenner berechnet. Insbesondere wird der Glättungsparameter definiert durch (eine Differenz der Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt) / (die Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt).
Die aufgeführten Erfinder führten Nachforschungen durch und stellten fest, dass eine Bewegung des virtuellen Bilds glatt gehalten werden kann, wenn der Glättungsparameter, der durch ein Dividieren von (einer Differenz zwischen der Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt) durch (die Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt) definiert ist, kleiner als ein vorbestimmter Wert wird. Daher wird die Antriebseigenschaft auf die Art und Weise bestimmt, dass der Glättungsparameter kleiner als ein vorbestimmter Wert wird. Dadurch ist es möglich, eine Glättung einer kontinuierlichen Bewegung des virtuellen Bilds zur Veränderung der Abbildungsposition des virtuellen Bilds in dem vorbestimmten Abschnitt zu verbessern.
Ein Durchschnittswert (der Differenz zwischen der Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt und der Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds, wenn sich das virtuelle Bild durch den vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt) bei jedem Zyklus, wenn sich eine Geschwindigkeit, mit der sich das virtuellen Bild bewegt, periodisch verändert und wenn sich das virtuelle Bild kontinuierlich in dem vorbestimmten Abschnitt bewegt, kann für den Zähler des Glättungsparameters ausgetauscht werden.
In Übereinstimmung mit einem Bewertungsergebnis der Glättung durch Änderung eines Glättungsparameters, stellten die Erfinder fest, dass eine Bewegung der Bewegungen des virtuellen Bilds ohne eine schrittweise Bewegung glatt gehalten werden kann, wenn der Glättungsparameter kleiner als 75% ist. Daher kann es effektiv sein den vorbestimmten Wert kleiner als 75% einzustellen.
Eine Antriebsform des Schrittmotors, eine Antriebsspannung und eine Antriebsgeschwindigkeit kann als Antriebseigenschaft bestimmt werden.
Die oben genannten Vorgänge, wie z.B. Berechnungen und Bestimmungen, sind nicht darauf begrenzt von der Steuereinheit 10 durchgeführt zu werden. Die Steuereinheit kann verschiedene Aufbauten aufweisen einschließlich der Steuereinheit 10, die als ein Beispiel gezeigt ist.
Die oben genannten Abläufe wie z.B. Berechnungen und Bestimmungen, können durch jede oder jede Kombination von Software, einer elektrischen Schaltung, einer mechanischen Vorrichtung und dergleichen durchgeführt werden. Die Software kann in einem Speichermedium gespeichert sein und kann durch eine Übertragungsvorrichtung, wie z.B. eine Netzwerkvorrichtung, übertragen werden. Die elektrische Schaltung kann eine integrierte Schaltung sein und kann eine zweckbestimmte Schaltung sein, wie z.B. eine logische Hardware, die mit elektrischen oder elektronischen Elementen oder dergleichen aufgebaut ist. Die Elemente, welche die obengenannten Abläufe verarbeiten, können zweckbestimmte Elemente sein und können teilweise oder ganz integriert sein.
Es ist zu berücksichtigen, dass, obwohl die Abläufe der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier so beschrieben worden sind, dass diese eine bestimmte Abfolge von Schritten umfassen, weitere alternative Ausführungsformen mit verschiedenen oder andere Abfolgen dieser Schritte und/oder zusätzliche Schritte, die hier nicht offenbart sind, in den Schritten der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind.

Claims

Head-up-Display mit: einer Anzeige, die dazu ausgestaltet ist, ein Bild anzuzeigen; einer Reflexionseinheit (50), die dazu ausgestaltet ist, das Bild, das auf der Anzeige (30) angezeigt wird, zu reflektieren und das Bild (80) auf einen Kombinierer (71) zu projizieren, um ein virtuelles Bild (80) des Bilds an einer Position anzuzeigen, die für einen Benutzer sichtbar ist; einen Schrittmotor (20), der dazu ausgestaltet ist, die Reflexionseinheit (50) zu drehen, um das virtuelle Bild (80) in einem vorbestimmten Abschnitt des Kombinierers (71) kontinuierlich zu bewegen; und eine Antriebssteuereinheit (10), die dazu ausgestaltet ist, den Schrittmotor (20) zu steuern, wobei die Antriebssteuereinheit (10) dazu ausgestaltet ist, eine Antriebsleistung des Schrittmotors (20) derart zu steuern, dass ein Glättungsparameter kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, und der Glättungsparameter durch einen Bruch definiert ist, der einen Zähler und einen Nenner umfasst; wobei der Zähler eine Differenz ist zwischen einer Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds (80), wenn sich das virtuelle Bild (80) in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds (80), wenn sich das virtuelle Bild (80) in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, wobei der Nenner die Durchschnittsgeschwindigkeit ist.
Head-up-Display nach Anspruch 1, wobei, wenn sich eine Geschwindigkeit, mit der sich das virtuelle Bild (80) in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, periodisch in Zyklen verändert, der Zähler des Glättungsparameters durch einen Durchschnittswert der Differenz bei jedem Zyklus ersetzt wird.
Head-up-Display nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorbestimmte Wert 75 % ist.
Verfahren zum Steuern eines Head-up-Displays, wobei das Head-up-Display eine Anzeige (30), die dazu ausgestaltet ist, ein Bild anzuzeigen, eine Reflexionseinheit (50), die dazu ausgestaltet ist, das Bild, das auf der Anzeige (30) angezeigt wird, zu reflektieren und das Bild auf einen Kombinierer (71) zu projizieren, um ein virtuelles Bild (80) anzuzeigen, und einen Schrittmotor (20), der dazu ausgestaltet ist, die Reflexionseinheit (50) zu drehen, um das virtuelle Bild (80) in einem Abschnitt des Kombinierers (71) kontinuierlich zu bewegen, umfasst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Berechnen eines Glättungsparameters, der durch einen Bruch definiert ist, der einen Zähler und einen Nenner umfasst, wobei der Zähler eine Differenz ist zwischen einer Maximalgeschwindigkeit des virtuellen Bilds (80), wenn sich das virtuelle Bild (80) in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, und einer Durchschnittsgeschwindigkeit des virtuellen Bilds (80), wenn sich das virtuelle Bild (80) in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, wobei der Nenner die Durchschnittsgeschwindigkeit ist; und Bestimmen einer Antriebseigenschaft des Schrittmotors (20) derart, dass der Glättungsparameter kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei, wenn sich eine Geschwindigkeit, mit der sich das virtuelle Bild (80) in dem vorbestimmten Abschnitt kontinuierlich bewegt, periodisch in Zyklen verändert, der Zähler des Glättungsparameters durch einen Durchschnittswert der Differenz bei jedem Zyklus ersetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der vorbestimmte Wert 75 % ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiterhin mit: Bestimmen von wenigstens einer Antriebsform des Schrittmotors (20), einer Antriebsspannung des Schrittmotors (20) und/oder einer Antriebsgeschwindigkeit des Schrittmotors (20), als die Antriebseigenschaft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, weiterhin mit: Steuern des Schrittmotors (20) in Übereinstimmung mit der bestimmten Antriebseigenschaft zum Drehen der Reflexionseinheit (50), um das virtuelle Bild (80) zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin mit: Anzeigen des Bilds auf der Anzeige (30); und Reflektieren des Bilds, das auf der Anzeige (30) angezeigt und von der Reflexionseinheit (50) entgegengenommen wird, und Projizieren des Bilds auf dem Kombinierer (71), um das virtuelle Bild (80) anzuzeigen.
Ein rechnerlesbares Medium mit Anweisungen, die von einem Rechner ausgeführt werden, wobei die Anweisungen das Verfahren nach Anspruch 4 umfassen.