DE102018106169A1

DE102018106169A1 - Einstellvorrichtung für ein Head-Up-Display eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels eines drehbar gelagerten Befestigungsmittels ein Halteelement in zwei unterschiedliche Raumrichtungen verschwenkbar ist sowie Verfahren

Info

Publication number: DE102018106169A1
Application number: DE102018106169.2A
Authority: DE
Inventors: Karl Simonis; Daniel Kuntze; Georg Poslowsky
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2019-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Head-Up-Display-Gehäuse (12) an dem mindestens ein Halteelement (13) mit einem Befestigungsmittel (17) zur Befestigung des Head-Up-Displays (2) an einem Kraftfahrzeugbauteil (K) vorgesehen ist, wobei das Befestigungsmittel (17) ein stiftförmiges Justageelement (20) aufweist, um das Head-Up-Display-Gehäuse (3) in Längsrichtung (18) des Befestigungsmittels (17) relativ zum Kraftfahrzeugbauteil (K) zu justieren, wobei das Befestigungsmittel (17) ein zweites Justageelement (22) aufweist, welches relativ zum ersten Justageelement (20) drehbar gelagert ist, um das Head-Up-Display-Gehäuse (3) durch Drehung des zweiten Justageelements (20) quer zur Längsrichtung (18) des Befestigungsmittels (17) relativ zum Kraftfahrzeugbauteil (K) zu justieren. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung für ein Head-Up-Display eines Kraftfahrzeugs, mit einem Head-Up-Display-Gehäuse an dem mindestens ein Halteelement mit einem Befestigungsmittel zu Befestigung des Head-Up-Displays an einem Kraftfahrzeugbauteil vorgesehen ist, wobei das Befestigungsmittel ein stiftförmiges Justageelement aufweist, um das Head-Up-Display-Gehäuse in Längsrichtung des Befestigungsmittels relativ zum Kraftfahrzeugbauteil zu justieren. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.
Aus dem Stand der Technik sind Anzeigevorrichtungen für Kraftfahrzeuge bekannt, mit denen dem Beobachter oder dem Insassen, insbesondere als Fahrer, des Kraftfahrzeugs eine Anzeige bereitgestellt werden kann. Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Kopf-oben-Anzeigevorrichtungen, welche auch als Head-up-Anzeigevorrichtung, welche auch als Head-up-Anzeigevorrichtung oder als Head-up-Display (HUD) bezeichnet werden. Es handelt sich hierbei um ein Anzeigegerät, bei dem der Beobachter seine Kopfhaltung beziehungsweise seine Blickrichtung beibehalten kann, weil eine Information von einem Bordsystem des Kraftfahrzeugs in sein Sichtfeld projiziert wird. Eine derartige Anzeigevorrichtung umfasst üblicherweise eine Projektionseinrichtung, beispielsweise einen Bildschirm, zum Abstrahlen von Licht. Ferner umfasst die Anzeigevorrichtung eine Optikeinrichtung, welche beispielsweise eine oder mehrere Spiegel umfassen kann. Mit der Optikeinrichtung kann das von der Projektionseinrichtung abgestrahlte Licht auf ein Anzeigeelement projiziert werden. Das Anzeigeelement kann eine semi-transparente Spiegelfläche aufweisen. Diese semi-transparente Spiegelfläche kann insbesondere durch einen Bereich der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Die Überlagerung der auf das Anzeigeelement projizierten Information, welche von diesem reflektiert wird, wird mit einer durch das Anzeigeelement hindurchscheinenden Information aus einer hinter dem Anzeigeelement gelegenen Umgebung überlagert, wodurch ein virtuelles Bild beziehungsweise eine virtuelle Anzeige bereitgestellt werden kann.
Darüber hinaus umfasst eine Anzeigevorrichtung ein entsprechendes Außengehäuse, in welchem insbesondere die Projektionseinrichtung angeordnet sein kann. Im Allgemeinen wird die Anzeigevorrichtung in einem Cockpit vor dem Betrachter, insbesondere vor dem Fahrer, in einem Bauraum positioniert. Üblicherweise ist die Anzeigevorrichtung in einem Bauraum vor dem Fahrer am Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs angeordnet.
Bei diesen Kopf-oben-Anzeigevorrichtungen gibt es Ausführungen, bei welchen das virtuelle Bild an die Innenseite der Windschutzscheibe projiziert wird, sodass es vom Beobachter, insbesondere dem Fahrer, an der Innenseite betrachtet werden kann. Des Weiteren sind dazu unterschiedliche Ausführungen von Kopf-oben-Anzeigevorrichtungen bekannt, bei welchen das virtuelle Bild nicht auf die Windschutzscheibe projiziert wird, sondern mit einem zusätzlichen Spiegel, dem oben genannten Kombinierspiegel, der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung zum Beobachter hin projiziert wird und somit bei insbesondere richtiger Einstellung des Kombinierspiegels in dessen Gesicht projiziert wird. Nachfolgend ist das Interesse auf Kopf-oben-Anzeigevorrichtungen gerichtet, die keinen derartigen zusätzlichen Kombinierspiegel aufweisen, sondern Windschutzscheiben-Anzeigevorrichtungen sind.
Aufgrund der unterschiedlichen Windschutzscheibenneigungen müssen insbesondere solche Anzeigevorrichtungen, die die Windschutzscheibe als Projektionsfläche nutzen, an die Neigung der Windschutzscheibe angepasst werden. Aus diesem Grund bleibt eine solche Anzeigevorrichtung fahrzeugspezifisch, da die Anzeigevorrichtung immer entsprechend an die Windschutzscheibe, insbesondere die Windschutzscheibenneigung, angepasst werden muss.
Die US 2016/0176291 A1 offenbart hierzu beispielsweise eine Einstellvorrichtung für eine Kopf-oben-Anzeigevorrichtung. Die Einstellvorrichtung weist Halteelemente auf, welche an ein Kraftfahrzeugbauteil anordenbar sind. Mittels vier Befestigungselementen, welche drehbar gelagert sind, kann die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung justiert werden. Insbesondere kann durch eine Schraubbewegung der Befestigungseinrichtung als Bewegungsart die Justage erfolgen. Insbesondere müssen für eine Justage die vier Befestigungselemente unterschiedlich gedreht werden, um eine Justage der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung vornehmen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einstellvorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, mittels welcher beziehungsweise mittels welchem bauteilreduziert eine Justage des Head-Up-Displays realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Einstellvorrichtung sowie durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung für ein Head-Up-Display eines Kraftfahrzeugs, mit einem Head-Up-Display-Gehäuse an dem mindestens ein Halteelement mit einem Befestigungsmittel zu Befestigung des Head-Up-Displays an einem Kraftfahrzeugbauteil vorgesehen ist, wobei das Befestigungsmittel ein stiftförmiges Justageelement aufweist, um das Head-Up-Display-Gehäuse in Längsrichtung des Befestigungsmittels relativ zum Kraftfahrzeugbauteil zu justieren.
Das Befestigungsmittel weist ein zweites Justageelement auf, welches zumindest abschnittsweise relativ zum ersten Justageelement drehbar gelagert ist, um das Head-Up-Display-Gehäuse durch Drehung des zweiten Justageelements quer zur Längsrichtung des Befestigungsmittels relativ zum Kraftfahrzeugbauteil zu justieren.
Dadurch ist es ermöglicht, dass bauteilreduziert, insbesondere mittels nur eines drehbar gelagerten Befestigungsmittels, die Justage des Head-Up-Display umgesetzt wird. Somit kann bauteilreduziert das Head-Up-Display bedarfsgerecht an die Windschutzscheibenneigung eingestellt und/oder die sogenannte Eyebox des Head-Up-Displays an eine Neutralstellung angepasst werden. Die Eyebox bezeichnet den Bereich im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs, an dem das darzustellende Bild des Head-Up-Displays projiziert wird. Idealerweise stimmt dieser Bereich genau mit dem Bereich überein, in dem sich die Augen des Fahrers befinden. Allgemein kann gesagt werden, dass die erfindungsgemäße Einstellvorrichtung nicht nur für Windschutzscheiben-Head-Up-Displays geeignet ist, sondern auch für sogenannte Combiner-Head-Up-Displays verwendet werden kann. Combiner-Head-Up-Displays arbeiten mit einem sogenannten Combiner-Spiegel zur Projektion des darzustellenden Bildes arbeiten anstelle der Windschutzscheibe.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es ermöglicht, dass das Head-Up-Display für eine Vielzahl von unterschiedlichen Kraftfahrzeugen bereitgestellt werden kann. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass eine Eyebox sowohl vertikal als auch horizontal mittels des einen drehbar gelagerten Befestigungsmittels verstellbar ist. Dadurch ist es auch ermöglicht, dass das Gehäuse der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung, also das Head-Up-isplay-Gehäuse beziehungsweise ein Außengehäuse, relativ zum Kraftfahrzeugbauteil fahrzeugspezifisch ausgerichtet werden kann. Dadurch kann die Projektionseinrichtung in verschiedenen Fahrzeugen (auch verschiedene Fahrzeughersteller beziehungsweise verschiedene Fahrzeugtypen) angeordnet bzw. angepasst werden.
Mittels einer Optikeinrichtung der Projektionseinrichtung wird das von einem Projektor oder einer Projektionseinrichtung erzeugte virtuelle Bild auf die Projektionsfläche projiziert. Die Optikeinrichtung weist zum Umlenken des virtuellen Bilds vom Projektor zur Projektionsfläche, welche insbesondere die Windschutzscheibe sein kann, einen Spiegel auf. Der Spiegel der Optikeinrichtung gleicht dabei eine Windschutzscheibenanomalie aus und ist die einzige Komponente, die fahrzeugspezifisch ist. Dieser Spiegel kann dann in den Ausmaßen gleich sein, mit gleichen Bauteilen, beispielsweise gleichen Lagerzapfen. Lediglich die Freiformfläche, welche die fahrzeugspezifische Windschutzscheibenanomalie ausgleicht, ist in ihrer Form entsprechend den Fahrzeugtypen beziehungsweise den Fahrzeugarten oder Herstellern angepasst. Das Head-Up-Display-Gehäuse, welches ein Außengehäuse ist, kann, insbesondere bei einer Endmontage, spezifisch auf die Windschutzscheibenwölbung und/oder die Windschutzscheibenneigung des Zielkraftfahrzeugs justiert werden. Die Verwendung von Gleichbauteilen einer Kopf-oben-Anzeigevorrichtung beim Verbauen in verschiedenen Kraftfahrzeugen ist dadurch besonders vorteilhaft ermöglicht. Insbesondere ist es somit ermöglicht, dass mittels des drehbar gelagerten Befestigungsmittels die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung individuell an den jeweiligen Fahrzeugtyp eingestellt wird.
Die Einstellvorrichtung kann zumindest ein weiteres Befestigungsmittel aufweisen, welches zumindest bereichsweise kugelförmig ausgebildet ist, sodass das Außengehäuse um zumindest eine Drehachse des Außengehäuses verschwenkbar ist, sodass unterschiedliche Azimutstellungen des Außengehäuses gegenüber dem Kraftfahrzeugbauteil einstellbar sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Befestigungsmittel an einer ersten Seite und das weitere Befestigungsmittel an der ersten und/oder an einer zur ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Außengehäuses des Head-Up-Displays ausgebildet ist. Darüber hinaus wäre es vorteilhaft, wenn das weitere Befestigungsmittel dazu ausgelegt ist, neben der Rotation auch eine Translation des Außengehäuses zuzulassen. Das kann beispielsweise durch ein Kugelgelenk mit einer Langlochaufnahme für das Außengehäuse realisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kanndie Einstellvorrichtung ein nochmals weiteres Befestigungsmittel aufweisen, welches an der ersten und/oder der zweiten Seite des Außengehäuses ausgebildet ist. Mittels des nochmals weiteren Befestigungsmittels ist das Außengehäuse an dem Kraftfahrzeugbauteil ebenfalls anbringbar und vorzugsweise relativ zum Kraftfahrzeugbauteil rotatorisch und/oder translatorisch bewegbar. Insbesondere weist das Head-Up-Display dazu ein nochmals weiteres Halteelement für das nochmals weitere Befestigungsmittel mit einem Langloch auf, in welchem das nochmals weitere Befestigungsmittel zumindest bereichsweise beweglich gelagert ist, sodass eine Verschwenkung und/oder Verschiebung des Head-Up-Displays realisiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich weist das nochmals weitere Befestigungsmittel ein Kugelgelenk und/oder ein Langloch auf. Es kann aber auch alternativ vorgesehen sein, dass die beanspruchte Einstellvorrichtung mehrfach zur Befestigung vorgesehen ist, ohne weitere zusätzliche Befestigungselemente.
Durch die stiftartigen Ausgestaltung des ersten Justageelements ist eine einfache Ausgestaltungsform des drehbar gelagerten Befestigungsmittels ermöglicht, insbesondere durch die stiftartige Befestigungsmittelkörperform, sodass das Befestigungsmittel zuverlässig und einfach drehbar gelagert sein kann und somit eine Justage, insbesondere gegenüber dem Kraftfahrzeugbauteil, durchgeführt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das Befestigungsmittel in einer Öffnung des Halteelements angeordnet und an einer Aufnahme am Kraftfahrzeugbauteil befestigbar. Das stiftartige Justageelement ist insbesondere zumindest bereichsweise innerhalb der Öffnung beweglich angeordnet. Dadurch ist es ermöglicht, dass die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung stufenlos in eine erste Bewegungsrichtung einstellbar ist. Insbesondere kann dadurch eine feine Einstellung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung realisiert werden. Bei der ersten Bewegungsrichtung handelt es sich insbesondere um eine Drehung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung um eine Querachse des Außengehäuses und somit um eine Justage in Längsrichtung. Insbesondere ist die Querachse des Außengehäuses zusammenliegend mit einer Querachse des Kraftfahrzeugs im verbauten Zustand. Insbesondere handelt es sich dann bei der ersten Bewegungsrichtung um eine Verkippung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung um die Querachse.
Bevorzugt findet die Verkippung um die Querachse der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung derart statt, dass die Querachse des Außengehäuses mit einer Drehachse des Spiegelelements im Wesentlichen übereinstimmt. Dadurch kann besonders zuverlässig und feinjustiert das virtuelle Bild auf der Windschutzscheibe bereitgestellt werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die Öffnung als Langloch ausgeführt ist und/oder derart definiert ist, dass eine Längserstreckung der Öffnung größer als ein Durchmesser des ersten Justageelements ist, um eine Verschiebung des Head-Up-Display-Gehäuses im wenigstens eine Raumrichtung zu ermöglichen. Die Längserstreckung der Öffnung kann insbesondere auch als Durchmesser der Öffnung bezeichnet werden. Insbesondere ist dadurch eine Verschwenkung in eine zweite Bewegungsrichtung, welche der Raumrichtung entspricht, ermöglicht. Durch die Ausgestaltung als Langloch kann das stiftartige erste Justageelement innerhalb des Langlochs beweglich gelagert sein. Somit ist ein Bewegungsspielraum für das erste Justageelement innerhalb der Öffnung geben und das erste Justageelement kann sich innerhalb der Öffnung bewegen.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das erste Justageelement ein Außengewinde aufweist und mit der Aufnahme am Kraftfahrzeugbauteil korrespondierend verbindbar ist. Insbesondere ist durch eine Schraubbewegung des ersten Justageelements relativ zum Kraftfahrzeugbauteil eine Verschwenkung des Head-Up-Displays in eine erste Bewegungsrichtung realisierbar. Dadurch ist es ermöglicht, dass die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung stufenlos in die erste Bewegungsrichtung einstellbar ist. Insbesondere kann dadurch eine feine Einstellung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung realisiert werden. Bei der ersten Bewegungsrichtung handelt es sich insbesondere um eine Drehung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung um eine Querachse des Außengehäuses. Insbesondere ist die Querachse des Außengehäuses zusammenliegend mit einer Querachse des Kraftfahrzeugs im verbauten Zustand. Insbesondere handelt es sich dann bei der ersten Bewegungsrichtung um eine Verkippung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung um die Querachse.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das Außengewinde selbstsichernd ausgeführt und weist insbesondere eine Steigungsänderung oder einen Defekt imGewindegang auf, um das Befestigungsmittel sicher in der korrespondierenden Aufnahme zu halten. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass, sollte die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung in einer Justagestellung verharren, insbesondere entsprechend an die Windschutzscheibenneigung justiert worden sein, das Befestigungsmittel durch das selbstsichernde Außengewinde fixiert werden, sodass keine weitere Bewegung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung möglich ist. Insbesondere wird dann die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung in der Endstellung justiert. Insbesondere kann durch diese Ausgestaltungsform eine einfache und dennoch zuverlässige Fixiereinrichtung bereitgestellt werden. Somit kann dauerhaft eine Justagestellung gehalten werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das zweite Justageelement als Exzenter ausgeführt ist und am Head-Up-Display-Gehäuse zur Verschiebung relativ zum Kraftfahrzeugbauteil angreift. Insbesondere wird durch das zweite Justageelement dann Kraft auf das Head-Up-Display-Gehäuse ausgeübt. Dadurch ist es ermöglicht, dass bei einer Drehung des zweiten Justageelements auch eine Bewegung an das Halteelement und dadurch an das Head-Up-Display-Gehäuse übertragen wird, sodass bei einer Drehung des zweiten Justageelements auch eine Bewegung des Halteelements realisiert werden kann. Insbesondere kann durch die Drehung des zweiten Justageelements eine Bewegung in eine zweite Raumrichtung und dadurch eine zweite Bewegungsrichtung realisiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Exzenter an einem Endabschnitt des Befestigungsmittels im Bereich des Halteelements ausgebildet. Dadurch kann der Exzenter einfach und dennoch zuverlässig eine auf diesen ausgeübte Kraft an das Halteelement übertragen. Somit ist eine einfache und dennoch zuverlässige Bewegung des Halteelements und damit des Head-Up-Display-Gehäuses gegenüber dem Kraftfahrzeugbauteil ermöglicht. Somit kann eine zuverlässige Justage des Head-Up-Displays gegenüber dem Kraftfahrzeugbauteil realisiert werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der Exzenter als Kopfstück des Befestigungsmittels ausgebildet ist und eine Aussparung, insbesondere ein Innensechskant, zum Verdrehen des Exzenters aufweist. Beispielsweise kann die Aussparung sechseckförmig sein, sodass beispielsweise mithilfe eines Imbusschlüssels als Werkzeug die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung in die erste und in die zweite Bewegungsrichtung bewegt werden kann. Insbesondere kann dann mittels des Werkzeugs die Drehung durchgeführt werden, sodass eine Justage entsprechend der Windschutzscheibenneigung durchgeführt werden kann. Dadurch ist eine einfache Justage des Head-Up-Displays ermöglicht.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Aussparung das erste Justageelement verdrehbar gehalten ist und einen Verstellkopf, insbesondere einen Schraubenkopf, zum Verdrehen des ersten Justageelements aufweist. Insbesondere kann dadurch nach dem Erreichen eines vorbestimmten Drehwinkels des zweiten Justageelements, das erste Justageelement relativ zum zweiten Justageelement verdreht werden. Der Verstellkopf ist damit insbesondere mit dem ersten Justageelement bewegungsgekoppelt, sodass bei einer Drehbewegung des Verstellkopfs das erste Justageelement mitbewegt wird. Insbesondere kann dadurch die Schraubbewegung des ersten Justageelements gegenüber dem Kraftfahrzeugbauteil realisiert werden. Dadurch kann eine vom zweiten Justageelement unabhängige und dabei zuverlässige Schraubbewegung des ersten Justageelements realisiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einstellvorrichtung für das Head-Up-Display dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Justageelement über eine Kupplung zumindest abschnittsweise miteinander drehbar gekoppelt sind, so dass durch Verdrehen des Exzenters eine Justage quer zur Längsrichtung und zumindest abschnittsweise gleichzeitig in Längsrichtung ermöglicht ist, wobei die Kupplung vorzugsweise zwischen dem Halteelement und der Aufnahme vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme kann in einfacher Art und Weise die Eyebox in Längsrichtung und quer zur Längsrichtung (Querrichtung) mit nur einer Verdrehung eines Justageelements durchgeführt werden. Dabei ist die Kupplung so ausgeführt, dass die Justage in Längs- und Querrichtung trotzdem unabhängig voneinander erfolgen kann. Die Kupplung ermöglicht zwischen zwei Anschlägen, welche beispielsweise durch Mitnehmernocken an den Justageelementen gebildet werden können, eine Verdrehung des zweiten Justageelements unabhängig vom ersten Justageelement. Die Anschläge defineren die maximale und minimale Auslenkung des Head-Up-Display-Gehäuses relativ zum Kraftfahrzeugteil in Querrichtung. Ferner ist die Kupplung derart ausgelegt, dass bei Erreichen einer der Anschläge und einem weiteren Verdrehen des zweiten Justageelements in dieselbe Richtung, also die Richtung in welche das zweite Justageelement bis zum Erreichen des jeweiligen Anschlags verdreht wurde, das erste Justageelement mit verdreht wird, so dass das Head-Up-Display-Gehäuse relativ zum Kraftfahrzeugteil in Längsrichtung bewegt wird. Ist die gewünschte Position in Längsrichtung erreicht, kann anschließend die Position in Querrichtung unabhängig von der Längsrichtung angepasst werden, da zwischen den Anschlägen der Kupplung nur das zweite Justageelement bewegt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Exzenter am Halteelement in einer Führungsbahn geführt, sodass bei Verdrehung des Exzenters dieser an Innenwänden der Führungsbahn angreift. Die Führungsbahn ist insbesondere als Langloch ausgebildet. Das zweite Justageelement ist insbesondere in der Führungsbahn um eine Drehachse drehbar gelagert, sodass bei einer Drehbewegung des zweiten Justageelements durch dessen Exzentrität das Halteelement in die zweite Bewegungsrichtung bewegbar ist. Bei der zweiten Bewegungsrichtung handelt es sich insbesondere um eine Verschwenkung um eine Hochachse des Head-Up-Displays-Gehäuses. Insbesondere kann dann im verbauten Zustand die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung gegenüber dem Kraftfahrzeugbauteil um die Hochachse, welche dann insbesondere auch eine Hochachse des Kraftfahrzeugs darstellen kann, verschwenkt werden. Durch die exzentrische Anordnung des zweiten Justageelements kann somit auf einfache Art und Weise durch eine Drehbewegung des zweiten Justageelements die zweite Bewegungsrichtung realisiert werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass mittels des einen Befestigungsmittels neben der Bewegung in die erste Bewegungsrichtung auch die Bewegung in die zweite Bewegungsrichtung ermöglicht ist. Somit kann bauteilreduziert die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung in zumindest zwei Bewegungsrichtungen verschwenkt werden.
Es kann insbesondere die Führungsbahn umlaufend einen Kragen mit den entsprechenden Innenwänden aufweisen, welcher sich vom Halteelement erhaben erstreckt. Dadurch kann eine zuverlässige Führung insbesondere für das zweite Justageelement geschaffen werden, sodass bei einer Bewegung des zweiten Justageelements auch die exzentrische Bewegung des zweiten Justageelements zuverlässig auf die Führungsbahn übertragen werden kann. Somit kann eine zuverlässige Verschwenkung des Halteelements und damit der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung in die zweite Bewegungsrichtung realisiert werden.
Insbesondere ist das Langloch derart ausgestaltet, dass eine Verschwenkung des Außengehäuses um zwei Grad um die Drehachse realisiert werden kann. Da insbesondere die nötigen Bewegungen bei der Verstellung der Eyebox sehr gering gehalten werden können, reicht eine Verschwenkung um zwei Grad vollkommen aus, um die Eyebox entsprechend an die Windschutzscheibenneigung anzupassen. Durch die Ausgestaltungsform als Langloch kann somit eine Führung für das zweite Justageelement geschaffen werden, sodass die exzentrische Bewegung zuverlässig innerhalb des Langlochs durchgeführt werden kann. Dadurch kann eine einfache und dennoch bauteilreduzierte Justage der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung realisiert werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Befestigungsmittel ein Federelement aufweist zur Erzeugung einer Vorspannung zwischen Halteelement und Kraftfahrzeugbauteil im montierten Zustand. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass, sollte die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung in einer Justagestellung verharren, insbesondere entsprechend an die Windschutzscheibenneigung justiert worden sein, das Befestigungselement durch das Federelement fixiert werden, sodass keine weitere Bewegung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung möglich ist. Insbesondere wird dann die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung in der Endstellung justiert. Insbesondere durch die Ausgestaltungsform als Federelement kann eine einfache und dennoch zuverlässige Fixiereinrichtung bereitgestellt werden. Durch die Federvorspannung wird verhindert, dass sich das zweite Justageelement weiter verdreht und somit kann die eingestellte Justageposition dauerhaft gehalten werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Einstellvorrichtung mindestens einen Aktuator, insbesondere einen Schrittmotor, auf, welcher mit dem Befestigungsmittel bewegungsgekoppelt ist, um das erste Justageelement und/oder das zweite Justageelement zu verstellen. Dadurch kann die Einstellung/Justage über den Schrittmotor beispielsweise per Knopfdruck erfolgen. Insbesondere ist dadurch eine vereinfachte Justage beziehungsweise Einstellung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung ermöglicht. Insbesondere durch die Ausgestaltungsform, mit welcher das Befestigungselement durch den Schrittmotor drehbar ist, kann somit die Justage auch bei einem bereits montierten Kraftfahrzeug durchgeführt werden. Auch im Zuge eines Tausches der Windschutzscheibe kann die Justage ohne zusätzliches Entfernen von Abdeckungen erfolgen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren einer Einstellvorrichtung für ein Head-Up-Display eines Kraftfahrzeugs mit einem Head-Up-Display-Gehäuse. Das Head-Up-Display wird mittels der Einstellvorrichtung mit mindestens einem Halteelement und mit einem Befestigungsmittel an einem Kraftfahrzeugbauteil befestigt, wobei das Befestigungsmittel mit einem stiftförmigen Justageelement bereitgestellt wird, und das Head-Up-Display-Gehäuse wird in Längsrichtung des Befestigungsmittels relativ zum Kraftfahrzeugbauteil justiert. Das Befestigungsmittel wird mit einem zweiten Justageelement bereitgestellt, welches relativ zum ersten Justageelement drehbar gelagert ist, und das Head-Up-Display-Gehäuse wird durch Drehung des zweiten Justageelements quer zur Längsrichtung des Befestigungsmittels relativ zum Kraftfahrzeugbauteil justiert.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung vor dem Beobachter, insbesondere vor dem Fahrer, in einem Cockpit des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung insbesondere in einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs als Kraftfahrzeugbauteil angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann sichergestellt werden, dass das abgestrahlte Licht der Projektionseinrichtung auf die entsprechende Projektionsfläche, insbesondere Windschutzscheibe, ohne optische Hindernisse realisiert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens können für unterschiedliche Kraftfahrzeuge unterschiedliche Spiegel für die Projektionseinrichtung bereitgestellt werden und abhängig von der daraus resultierenden unterschiedlichen Projektion des virtuellen Bilds die Endposition eingestellt werden. Kraftfahrzeuge können sich hier beispielsweise bezüglich dem Hersteller, dem Herstellungsjahr, der Herstellungsbaureihe und dem Fahrzeugtyp unterscheiden. Beim Fahrzeugtyp kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug einer gleichen Baureihe handeln, welche dennoch unterschiedliche Kraftfahrzeugbauteile aufweist, insbesondere unterschiedliche Windschutzscheiben, die sich in ihrer Neigung beziehungsweise Krümmung unterscheiden. Beispielsweise hat es sich gezeigt, dass Cabrios beziehungsweise Coupes eine flachere Windschutzscheibenneigung aufweisen als ein aus der gleichen Baureihe kommendes Limousinenfahrzeug. Hierbei kann die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung, insbesondere das Außengehäuse, mit der Projektionseinheit und der Optikeinrichtung für verschiedenste Fahrzeugarten, wie oben beschrieben, verwendet werden. Lediglich der Spiegel, der zur Anpassung des virtuellen Bilds an die Windschutzscheibenanomalie, die fahrzeugspezifisch ist, kann hierbei individuell unterschiedlich sein. Der Spiegel kann hierbei in den Ausmaßen gleich zu einem anderen Spiegel sein, jedoch können sich beispielsweise die Spiegel in der Freiformfläche unterscheiden, sodass die Freiformfläche das durch die Projektionseinrichtung projizierte virtuelle Bild entsprechend der Windschutzscheibenanomalie anpassen kann. Entsprechend der unterschiedlichen Voraussetzungen der Windschutzscheibe kann dann die Projektionseinrichtung in dem Träger entsprechend angepasst werden, insbesondere eingestellt werden, da mehrere Positionen möglich sind, und dann in einer Endposition fixiert werden. Es kann eine Endposition des Außengehäuses abhängig von einem vorgegebenen Überdeckungsgrad der Fläche des virtuellen Bilds mit der von dem Beobachter einsehbaren Projektionsfläche eingestellt werden. Somit kann erreicht werden, dass das virtuelle Bild in einen Sichtbereich des Beobachters, insbesondere des Fahrers, projiziert wird. Dabei kann der Überdeckungsgrad insbesondere so realisiert werden, dass das virtuelle Bild ganzheitlich im Sichtbereich des Fahrers projiziert wird. Die Einstellung erfolgt hierbei insbesondere so, dass das virtuelle Bild sich in einem unteren Bereich des Sichtbereichs des Fahrers befindet, sodass insbesondere eine Überdeckung beziehungsweise Überlappung mit einer Spiegelung des Armaturenbretts nicht gegeben ist. Des Weiteren kann somit das virtuelle Bild so projiziert werden, dass es nicht beziehungsweise im Wesentlichen nicht im Straßenverkehr stört.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Head-Up-Display. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Einstellvorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Anordnung, des Verfahrens sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen. Die Einstellvorrichtung, die Anordnung sowie das Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, die eine Durchführung des Verfahrens ermöglichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine ausschnittsweise Darstellung eines Kraftfahrzeugs, welches ein Head-Up-Display gemäß mit einer Einstellvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Head-Up-Displays mit einer Ausführungsform der Einstellvorrichtung;
3 eine weitere schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform der Einstellvorrichtung;
4 eine weitere schematische Perspektivansicht der Einstellvorrichtung aus 2 und 3;
5 eine Draufsicht auf die Einstellvorrichtung aus 2 bis 4;
6 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform der Einstellvorrichtung aus 2 bis 5.;
7 eine schematische Perspektivansicht der Einstellvorrichtung mit einer Kupplung am Befestigungsmittel bzw. -Element; und
8 eine schematische Darstellung des Justierverfahrens mit einem Befestigungsmittel bzw. -Element gemäß 7

In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Head-Up-Display 2, welches auch als eine Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 bezeichnet werden kann. Die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kopf-oben-Anzeigevorrichtung beziehungsweise als Head-Up-Display ausgebildet.
Die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 umfasst ein Außengehäuse 12 (2), welches auch als Head-Up-Display-Gehäuse bezeichnet wird, mit einer Projektionseinrichtung 3. Mittels der Projektionseinrichtung 3 wird Licht 4 abgestrahlt. Insbesondere kann mit der Projektionseinrichtung 3 ein Bild bereitgestellt werden. Die Projektionseinrichtung 3 kann beispielsweise einen Bildschirm aufweisen, mit dem Licht von einer Lichtquelle der Projektionseinrichtung 3 zur Erzeugung eines virtuellen Bilds 10 verarbeitet wird und dann das darzustellende Bild bereitgestellt wird. Darüber hinaus umfasst die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 eine Optikeinrichtung 5. Die Optikeinrichtung 5 umfasst vorliegend einen Spiegel 6. Das von der Projektionseinrichtung 3 abgestrahlte Licht 4 trifft in Form des virtuellen Bilds 10 zunächst auf den Spiegel 6 und anschließend auf ein Anzeigeelement beziehungsweise eine vorrichtungsexterne Projektionsfläche, welches beziehungsweise welche insbesondere eine Windschutzscheibe 7 ist. Die Projektionseinrichtung 3 und die Optikeinrichtung 5 sind vorliegend innerhalb des Außengehäuses 12 angeordnet, welches wiederum innerhalb eines Kraftfahrzeugbauteils K (2), welches insbesondere als Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet ist, angeordnet ist.
Die Windschutzscheibe 7 weist eine Spiegelfläche auf und ist semi-transparent ausgebildet. Das Licht 4, das von der Projektionseinrichtung 3 abgestrahlt wird, wird mittels der Optikeinrichtung 5 auf die Windschutzscheibe 7 projiziert. Ferner wird das Licht 4, das auf die Windschutzscheibe 7 projiziert wird, zu Augen 9 eines Beobachters, insbesondere eines Fahrers 8 des Kraftfahrzeugs 1 reflektiert. Somit überlagert sich diese Anzeige mit dem Licht, das von einem Umgebungsbereich 11 des Kraftfahrzeugs 1 zu den Augen 9 des Fahrers 8 gelangt, mit dem Licht, das auf die Windschutzscheibe 7 projiziert wird. Für den Fahrer 8 des Kraftfahrzeugs 1 ergibt sich somit eine virtuelle Anzeige beziehungsweise das virtuelle Bild 10.
2 zeigt die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 in einer schematischen Perspektivansicht. Die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 befindet sich dabei in einem montierten Zustand. Das Außengehäuse 12 weist dabei ein erstes Halteelement 13 zum Anordnen an der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 auf. Ferner zeigt 2 ein zweites Halteelement 14, welches zum Anordnen an dem Kraftfahrzeugbauteil K beziehungsweise als Kraftfahrzeugbauteil K ausgebildet ist. Das Außengehäuse 12 umfasst dabei insbesondere die Projektionseinrichtung 3, die Optikeinrichtung 5 sowie den Spiegel 6, die in dieser Zeichnung nicht dargestellt sind. Ferner weist die Projektionseinrichtung 3 eine Abdeckung 15 auf, die insbesondere aus einem Glas beziehungsweise Kunststoff ausgebildet ist und transparent sein kann und welche die Projektionseinrichtung 3 vor äußeren Einflüssen, insbesondere Schmutz, schützt.
Es ist vorgesehen, dass eine Einstellvorrichtung 16 für die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 für das Kraftfahrzeug 1, das erste Halteelement 13 aufweist. Ferner weist die Einstellvorrichtung 16 zumindest ein drehbar gelagertes Befestigungsmittel 17 auf.
Eine Anordnung 44 ist durch die Einstellvorrichtung 16 mit der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2, dem ersten Halteelement 13, welches insbesondere an dem Außengehäuse 12 der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 angeordnet ist, und insbesondere dem zweiten Halteelement 14, welches insbesondere an einem Kraftfahrzeugbauteil K angeordnet ist, gebildet.
Mittels des drehbar gelagerten Befestigungsmittels 17 ist das erste Halteelement 13 mittels einer ersten Bewegungsart 34 in eine Längsrichtung 18 des Befestigungsmittels 17 als erste Bewegungsrichtung um eine erste Drehachse Q verschwenkbar. Insbesondere handelt es sich bei der ersten Drehachse Q um eine Querachse des Außengehäuses 12. Insbesondere liegt die erste Drehachse Q zumindest im Wesentlichen mit einer Drehachse des Spiegels 6 überein. Mittels des drehbar gelagerten Bewegungsmittels 17 ist das erste Halteelement 13 in einer zur ersten unterschiedlichen zweiten Bewegungsart 36 in eine quer zur Längsrichtung 18 zweiten Bewegungsrichtung 19 verschwenkbar. Insbesondere ist die zweite Bewegungsrichtung 19 eine Verschwenkung um eine zweite Drehachse H, welche insbesondere eine Hochachse des Außengehäuses 12 sein kann. Es ist insbesondere vorgesehen, dass mittels des nur einen drehbaren Befestigungsmittels 17 als einziges Justageteil eine Justage um die erste Drehachse Q und die zweite Drehachse H ermöglicht ist.
Das Befestigungsmittel 17 weist ein stiftartiges erstes Justageelement 20 auf, wobei das erste Justageelement 20 zumindest bereichsweise schraubenartig ausgebildet ist und zum Einschrauben in eine dazu korrespondiere Aufnahme 21 an dem zweiten Halteelement 14 beziehungsweise am Kraftfahrzeugbauteil K ausgebildet ist.
Ferner weist das Befestigungsmittel 17 ein zweites Justageelement 22 auf, welches gegenüber dem ersten Justageelement 20 exzentrisch angeordnet ist. Das zweite Justageelement 22 ist zur Aufnahme in einer Führungsbahn 23 des ersten Halteelements 13 ausgebildet. Das zweite Justageelement 22 ist in der Führungsbahn 23 um eine Drehachse D drehbar gelagert, sodass bei einer Drehbewegung 24 des zweiten Justageelements 22 durch dessen Exzentrität das erste Halteelement 13 in die zweite Bewegungsrichtung 19 bewegbar ist. Das erste Justageelement 20 weist insbesondere ein Außengewinde A auf, welches mit der der Aufnahme 21 korrespondiert. Das Außengewinde A ist insbesondere selbstsichernd ausgeführt und weist insbesondere eine Steigungsänderung oder einen Defekt im Gewindegang auf, um das Befestigungsmittel 17 in der Aufnahme 21 zu halten.
Ferner weist insbesondere die Einstellvorrichtung 16 ein weiteres Befestigungsmittel 25 auf, welches zumindest bereichsweise kugelförmig ausgebildet ist, sodass das Außengehäuse 12 um zumindest die zweite Drehachse H verschwenkbar ist, und insbesondere um die erste Drehachse Q ebenfalls verschwenkbar ist, sodass unterschiedliche Azimutstellungen des Außengehäuses 12 gegenüber dem Kraftfahrzeugbauteil K einstellbar sind.
Insbesondere ist das erste Halteelement 13 an einer ersten Seite 26 des Außengehäuses 12 ausgebildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass an einer der ersten Seite 26 gegenüberliegenden zweiten Seite 27 des Außengehäuses 12 ein weiteres Halteelement 28 angeordnet ist, wobei das weitere Halteelement 28 ein Langloch aufweisen kann, sodass ein nochmals weiteres Befestigungsmittel 29 in dem weiteren Halteelement 28 anbringbar ist. Insbesondere kann mittels des Langlochs das nochmals weitere Befestigungsmittel 29 sich zumindest bereichsweise gegenüber dem Außengehäuse 12 bewegen, sodass eine Verschwenkung des Außengehäuses 12 ermöglicht ist.
3 zeigt eine weitere schematische Perspektivansicht der Einstellvorrichtung 16. Insbesondere zeigt 3, dass das drehbar gelagerte Befestigungsmittel 17 zwischen einer ersten Stellung 30 und einer zweiten Stellung 31 in einem aufgenommenen Zustand in die Aufnahme 21 durch eine Schraubbewegung stufenlos einschraubbar ist, sodass als erste Bewegungsart 34 eine Verschwenkung des ersten Halteelements 13 in Längsrichtung 18 ermöglicht ist. Insbesondere können dadurch zwischen der ersten Stellung 30 und der zweiten Stellung 31 unterschiedliche Azimutstellungen eingenommen werden. Insbesondere kann somit eine Verschwenkung um die erste Drehachse Q in die erste Längsrichtung 18 als Schraubbewegung durchgeführt werden.
Ferner zeigt die 3, dass die Führungsbahn 23 umlaufend einen Kragen 32 aufweisen kann, welcher sich vom ersten Halteelement 13 erhaben erstreckt. Dadurch kann eine Führung, insbesondere an Innenwänden der Führungsbahn 23, für das zweite Justageelement 22 geschaffen werden, sodass das zweite Justageelement 22 zuverlässig in dem Kragen 32 bewegbar ist, ohne aus der Führung herausspringen zu können.
Ferner ist in 3 gezeigt, dass das Befestigungsmittel 17 eine Fixiereinrichtung 33 aufweist, welche vorliegend als Federelement ausgebildet ist, sodass das Befestigungsmittel 17 in einer Justagestellung, insbesondere als Endstellung, insbesondere zwischen der ersten Stellung 30 und der zweiten Stellung 31, fixierbar ist. Insbesondere wird dadurch durch die Vorspannkraft der Fixiereinrichtung 33 durch die Federspannung verhindert, dass sich das Befestigungsmittel 17 weiterdreht und somit die eingestellte Justagestellung dauerhaft gehalten werden kann. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Fixiereinrichtung 33, insbesondere das Federelement, derart ausgestaltet sind, dass Beschleunigungen, welche beispielsweise auf einer Rüttelstrecke auftreten können, kompensiert werden können, sodass ein zuverlässiger Halt und damit eine zuverlässige Positionierung des Außengehäuses 12 realisiert werden kann. Mittels des drehbar gelagerten Befestigungsmittels 17 ist, wie vorliegend gezeigt, eine erste Bewegungsart 34 durchführbar. Die erste Bewegungsart 34 ist insbesondere durch die Schraubbewegung gegenüber dem zweiten Halteelement 14 ermöglicht. Es handelt sich hierbei insbesondere um eine vertikale Bewegung gegenüber dem zweiten Halteelement 14.
4 zeigt eine weitere schematische Perspektivansicht der Einstellvorrichtung 16. In 4 ist erneut die Führungsbahn 23 gezeigt, welche den Kragen 32, welcher umlaufend um die Führungsbahn 23 ausgebildet ist, gezeigt. Die Führungsbahn 23 ist im vorliegenden Beispiel als Langloch 35 ausgebildet, in welcher das zweite Justageelement 22 exzentrisch drehbar gelagert ist. Insbesondere kann damit eine Zwei-Grad-Schwenkung des Außengehäuses 12 erfolgen. Insbesondere ist durch die Lagerung des zweiten Justageelements 22 in dem Langloch 35 eine zweite Bewegungsart 36 ermöglicht. Insbesondere handelt es sich bei der zweiten Bewegungsart 36 um eine Verschwenkung um die zweite Drehachse H, insbesondere um eine vertikale Verschiebung des Außengehäuses 12.
Ferner zeigt 4, dass das Befestigungsmittel 17, insbesondere das zweite Justageelement 22, eine Aussparung 37 zum manuellen Eingriff eines Werkzeugs zum Drehen des Befestigungsmittels 17 aufweist. Im vorliegenden Beispiel ist die Aussparung 37 als Vertiefung gegenüber einer Oberfläche 38 des zweiten Justageelements 22 ausgebildet. Insbesondere ist im vorliegenden Beispiel die Aussparung 37 sechseckförmig, beziehungsweise als Innensechskant, ausgebildet, sodass insbesondere mittels eines Imbusschlüssels als Werkzeug eine Drehung des zweiten Justageelements 22 realisiert werden kann. Das zweite Justageelement 22 ist vorliegend als Exzenter E ausgebildet und greift an dem Außengehäuse 12 an. Der Exzenter E ist insbesondere an einem Endabschnitt 45 des Befestigungsmittels 17 im Bereich des ersten Halteelements 13 ausgebildet. Der Exzenter E ist insbesondere als Kopfstück des Befestigungsmittels 17 ausgebildet und weist insbesondere die Aussparung 37 zum Verdrehen des Exzenters E auf. Ebenfalls möglich ist, dass die Einstellvorrichtung 16 einen Aktuator für eine Justage aufweist, wobei der Aktuator insbesondere als Schrittmotor ausgebildet ist, sodass mittels des Schrittmotors das Befestigungsmittel 17 gedreht werden kann. Insbesondere kann mittels des Schrittmotors das erste Justageelement 20 und/oder das zweite Justageelement 22 verstellt werden. Insbesondere kann dann auch eine Justage nach Endmontage des Kraftfahrzeugs 1 vorgenommen werden. Beispielsweise kann auch im Zuge eines Tausches der Windschutzscheibe 7 die Justage ohne zusätzliches Entfernen von Abdeckungen erfolgen.
5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Einstellvorrichtung 16. Das Befestigungselement 17 weist insbesondere eine Verdreheinrichtung 39 auf, mittels welcher das zweite Justageelement 22 gegenüber dem ersten Justageelement 20 zumindest teilweise drehbar gelagert ist. Die Verdreheinrichtung 39 weist dazu insbesondere einen Verstellkopf 40 auf, sodass nach einem vorbestimmten Drehwinkel, insbesondere nach einer 180-Grad-Drehung, des zweiten Justageelements 22 gegenüber dem ersten Justageelement 20 das zweite Justageelement 22 an dem Verstellkopf 40 anschlägt und bei einer Weiterdrehung des zweiten Justageelements 22 auch das erste Justageelement 20 mitdrehbar ist. Die Verdreheinrichtung 39 weist ferner ein Verdrehelement 41 auf, welches mit dem ersten Justageelement 20 bewegungsgekoppelt ist, wobei das Verdrehelement 41 in der Aussparung 37 angeordnet ist.
6 zeigt eine schematische Schnittansicht der Einstellvorrichtung 16. In der 6 ist gezeigt, dass das erste Halteelement 13 zumindest bereichsweise eine Öffnung 42 aufweist, durch welches sich das erste Justageelement 20 zumindest bereichsweise hindurch erstreckt. Insbesondere weist das zweite Justageelement 22 eine Drehkulisse 43 auf, in welcher das Verdrehelement 41 drehbar zum zweiten Justageelement 22 gelagert ist. Die Öffnung 42 ist insbesondere als Langloch ausgeführt und/oder derart dimensioniert, dass eine Längserstreckung L (s. 3), beziehungsweise ein Durchmesser, der Öffnung 42 größer ist als ein Durchmesser des ersten Justageelements 20.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Befestigungsmittel 17 metallisch ist, sodass das Befestigungsmittel 17 als Wärmebrücke zu dem zweiten Halteelement 14, insbesondere zum Kraftfahrzeugbauteil K, dienen kann. Damit kann beispielsweise realisiert werden, dass eine Wärme der Projektionseinrichtung 3 an das Außengehäuse 12 abgegeben wird und wiederum das Außengehäuse 12 die Wärme an das Befestigungsmittel 17 abgeben kann, welches wiederum wärmeleitend mit dem Kraftfahrzeugbauteil K verbunden sein kann.
Insbesondere ist es durch die Anordnung 44 möglich, dass das Außengehäuse 12 fahrzeugspezifisch ausgebildet ist, sodass dieses insbesondere während einer Endmontage des Kraftfahrzeugs 1 fahrzeugspezifisch auf die Windschutzscheibe 7 beziehungsweise auf die Windschutzscheibenneigung beziehungsweise Windschutzscheibenkrümmung ausgerichtet beziehungsweise justiert werden kann. Das Außengehäuse 12 ist insbesondere derart justiert, dass das virtuelle Bild 10 sich mit dem Sichtbereich des Beobachters, welcher insbesondere der Fahrer 8 sein kann, überschneidet, wobei gleichzeitig eine Position des virtuellen Bilds 10 im unteren Sichtbereich des Beobachters sich als vorteilhaft erwiesen hat.
Beim Verfahren zur Justage der Einstellvorrichtung 16 beziehungsweise der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 befindet sich das Kraftfahrzeug 1 insbesondere in einem bereits zumindest teilweise montierten Zustand, insbesondere in einem Endmontagezustand. Die Anordnung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 an dem Kraftfahrzeugbauteil K, welches insbesondere ein Armaturenbrett sein kann, kann beispielsweise durch das Verschrauben des Befestigungsmittels 17 erfolgen. Das Außengehäuse 12 umfasst dabei die Projektionseinrichtung 3 und die Optikeinrichtung 5. Der Spiegel 6, der sich von anderen Spiegeln in der Freiformfläche unterscheiden kann, wurde fahrzeugspezifisch in dem Außengehäuse 12 angeordnet. In einem nächsten Schritt erfolgt das Justieren des Außengehäuses 12 über das Befestigungsmittel 17 in insbesondere der Fahrzeughoch- und der Fahrzeugquerachse. Das Justieren erfolgt insbesondere in der Art, dass das virtuelle Bild 10 in vorteilhafter Weise auf die spezifische Windschutzscheibe 7, insbesondere auf die spezifische Windschutzscheibenkrümmung und Windschutzscheibenneigung, angepasst wird. Insbesondere kann dann das Kraftfahrzeugbauteil K, dort wo die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 verbaut wird, noch Verformungsschrägen aufweisen, sodass bei einer Positionierung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 keine Lücken beziehungsweise Spalten zwischen der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 und dem Kraftfahrzeugbauteil K entstehen. Des Weiteren kann insbesondere das Befestigungsmittel 17 derart ausgebildet sein, dass eine Verkippung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 gegenüber dem Kraftfahrzeugbauteil K maximal vier Grad, insbesondere maximal zwei Grad, beträgt. Dies dient insbesondere dazu, Lücken und Spalten zwischen der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 und dem Kraftfahrzeugbauteil K zu vermeiden. In einem weiteren Schritt kann dann das Außengehäuse 12 insbesondere über die Fixiereinrichtung 33 fixiert werden. Die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 bildet im mit dem Kraftfahrzeugbauteil K verbauten Zustand die Anordnung 44.
Die Justage und Montage der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 am Kraftfahrzeugbauteil kann alternativ auch vor einer Endmontage des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise bei einem Zulieferer, erfolgen und dort beispielsweise an einem „Dummy-Kraftfahrzeug“ erfolgen, sodass eine entsprechend justierte fahrzeugspezifische Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 2 geliefert werden kann.
7 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung. Hierbei ist wiederrum das Befestigungsmittel 17 vorgesehen, um das Head-Up-Display-Gehäuse 12 über ein Halteelement 13 mit einem Kraftfahrzeugteil 14 zu koppeln. Das Befestigungsmittel 17 weist ein zweites Justageelement 22 auf, welches mit einem Exzenter E am Halteelement 13 entsprechend der vorherigen Ausführungsbeispiele geführt und drehbar gelagert ist. Durch die Verdrehung des zweiten Justageelements 22 wird das Head-Up-Display-Gehäuse 13 quer zur Längsrichtung des Befestigungsmittels 17 relativ zum Kraftfahrzeugbauteil 14 bewegt, so dass eine Justage in Querrichtung möglich ist. Der Exzenter E ist dabei vorzugsweise so am Halteement 13 ausgeführt, dass, ausgehend von einer Nullstellung, mit einer halben Umdrehung des zweiten Justageelements 22 eine maximale Auslenkung des Head-Up-Displays-Gehäuses 12 in Querrichtung bewirkt wird. Entsprechend wird das Head-Up-Display-Gehäuse 12 bei einer vollen Umdrehung des zweiten Justageelements 22 wieder in die Nullstellung bzw. die Startposition verbracht.
Das Befestigungsmittel 17 weist außerdem ein erstes Justageelement 20 auf, welches in eine Aufnahme 21 des Kraftfahrzeugteils 14 eingreift und dort derart drehbar gelagert ist, dass das Head-Up-Display-Gehäuse 12 in Längsrichtung des Befestigungsmittels relativ zum Kraftfahrzeugteil 14 verschiebbar ist. Beispielsweise können hierfür Aufnahme 21 und erstes Justageelement 20 jeweils ein Gewinde aufweisen. Das erste Justageelement 20 ist über eine Kupplung 50 mit dem zweiten Justageelement 22 zumindest abschnittsweise bewegungsgekoppelt, insbesondere drehgekoppelt. Die Kupplung 50 ist hierzu zwischen Halteelement 13 und Kraftfahrzeugteil 14 angeordnet und wird durch die beiden Justageelemente 20, 22 selbst gebildet.
In diesem Ausführungsbeispiel greifen die Justageelemente 20, 22 hierzu ineinander und sind relativ zueinander verdrehbar gelagert, wobei die Justageelemente 20, 22 jeweils einen Mitnehmernocken 201, 221 aufweisen. Durch die Mitnehmernocken 201, 221 sind die Justageelemente 20, 22 nur abschnittsweise relativ zueinander verdrehbar, bis bei einer Verdrehung des zweiten Justageelements 22 die Mitnehmernocken 201, 221 aufeinander treffen. Die Mitnehmernocken fungieren 201, 221 also als Anschläge, ab denen das erste Justageelement 20 bei Verdrehung des zweiten mitbewegt wird. Somit kann mit nur einer Verdrehung des Befestigungsmittels 17 bzw. des zweiten Justageelements 22 das Head-Up-Display-Gehäuse abschnittsweise unabhängig in Quer- und Längsrichtung bewegt bzw. justiert werden.
Vorzugsweise ermöglicht die Kupplung 50 eine gesamte Umdrehung des zweiten Justageelements 22 unabhängig vom ersten Justageelement 20, insbesondere eine Umdrehung zwischen 50% bis 95%, vorzugsweise zwischen 80% bis 90% einer gesamten Umdrehung des zweiten Justageelements 22. Die Kupplung 50 ist hierbei nicht auf die Mitnehmernocken 201, 221 dieses Ausführungsbeispiels beschränkt. Auch andere geeignete Konzepte, wie beispielsweise eine Spiralnut mit Zapfen, sind möglich. Somit wären auch Konzepte denkbar, bei denen mehr als eine Umdrehung des zweiten Justageelements 22 unabhängig vom ersten möglich wäre.
8 zeigt die Justage einer Eyebox 60 mit Hilfe der Einstellvorrichtung gemäß 7. Die Eyebox 60 kann durch Verdrehen des zweiten Justageelements 22 in horizontaler 66 und vertikaler 67 Richtung verstellt werden. In diesem Beispiel stimmt die horizontale Richtung 66 mit der Querrichtung und die vertikale Richtung 67 mit der Längsrichtung 18 des Befestigungsmittels 17 überein. Je nach Einbaulage des Head-Up-Displays-Gehäuses 12 bzw. der Befestigungselemente kann diese Zuordnung aber auch vertauscht sein oder allgemein davon abweichen.
Die Eyebox 60a zeigt die Startposition vor Beginn der Justage. Von dieser Startposition aus kann die Eyebox 60a zunächst in einem horizontalen Abschnitt 63 verschoben werden, ohne dass eine Verschiebung in vertikaler Richtung 67 erfolgt. Der horizontale Abschnitt 63 wird durch die Mitnehmernocken 201, 221 bzw. die verwendete Kupplung 50 definiert. Sobald die Mitnehmernocken 201, 221 der Justageelemente 20, 22 aufeinandertreffen wird das erste Justageelement 20 mitbewegt, so dass eine gleichzeitige Verschiebung 65 der Eyebox 60 in horizontale und vertikale Richtung 66, 67 erfolgt, bis die gewünschte vertikale Position der Eyebox 60b erreicht ist. Von dieser Position aus kann wiederrum die Eyebox 60 in einem horizontalen Abschnitt 62 positioniert werden, ohne die vertikale Position zu verändern. Dazu muss nun das zweite Justageelement 22 in entgegengesetzte Richtung gedreht werden. Da der Exzenter so ausgelegt ist, dass, ausgehend von einer Nullstellung, mit einer halben Umdrehung des zweiten Justageelements 22 eine maximale Auslenkung des Head-Up-Displays-Gehäuses 12 in Querrichtung bewirkt wird und die Kupplung 50 so ausgelegt ist, dass mehr als eine halbe Umdrehung, vorzugsweise eine ganze Umdrehung möglich ist, kann jeder Punkt in dem horizontalem Abschnitt 62 angerfahren werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2016/0176291 A1 [0006]

Claims

Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Head-Up-Display-Gehäuse (12) an dem mindestens ein Halteelement (13) mit einem Befestigungsmittel (17) zur Befestigung des Head-Up-Displays (2) an einem Kraftfahrzeugbauteil (K) vorgesehen ist, wobei das Befestigungsmittel (17) ein stiftförmiges Justageelement (20) aufweist, um das Head-Up-Display-Gehäuse (3) in Längsrichtung (18) des Befestigungsmittels (17) relativ zum Kraftfahrzeugbauteil (K) zu justieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (17) ein zweites Justageelement (22) aufweist, welches zumindest abschnittsweise relativ zum ersten Justageelement (20) drehbar gelagert ist, um das Head-Up-Display-Gehäuse (3) durch Drehung des zweiten Justageelements (20) quer zur Längsrichtung (18) des Befestigungsmittels (17) relativ zum Kraftfahrzeugbauteil (K) zu justieren.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (17) in einer Öffnung (42) des Halteelements (13) angeordnet ist und an einer Aufnahme (21) am Kraftfahrzeugbauteil (K) befestigbar ist.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (42) als Langloch ausgeführt ist und/oder derart dimensioniert ist, dass eine Längserstreckung (L) der Öffnung (42) größer als der Durchmesser des ersten Justageelements (20) ist, um eine Verschiebung des Head-Up-Display-Gehäuses (3) in wenigstens eine Raumrichtung zu ermöglichen.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Justageelement (20) ein Außengewinde (A) aufweist und mit der Aufnahme (21) am Kraftfahrzeugbauteil (K) korrespondierend verbindbar ist.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (A) selbstsichernd ausgeführt ist und insbesondere eine Steigungsänderung oder einen Defekt im Gewindegang aufweist, um das Befestigungsmittel (17) sicher in der korrespondierenden Aufnahme (21) zu halten.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Justageelement (22) als Exzenter (E) ausgeführt ist und am Head-Up-Display-Gehäuse (3) zur Verschiebung relativ zum Kraftfahrzeugbauteil (K) angreift.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (E) an einem Endabschnitt (45) des Befestigungsmittels (17) im Bereich des Halteelements (13) ausgebildet ist.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (E) als Kopfstück des Befestigungsmittels (17) ausgebildet ist und eine Aussparung (37), insbesondere einen Innensechskant, zum Verdrehen des Exzenters (E) aufweist.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aussparung (37) das erste Justageelement (20) verdrehbar gehalten ist und einen Verstellkopf (40), insbesondere einen Schraubenkopf, zum Verdrehen des ersten Justageelements (20) aufweist.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Justageelement (20, 22) über eine Kupplung (50) zumindest abschnittsweise miteinander drehbar gekoppelt sind, so dass durch Verdrehen des Exzenters (E) eine Justage quer zur Längsrichtung (18) und zumindest abschnittsweise gleichzeitig in Längsrichtung (18) ermöglicht ist, wobei die Kupplung (50) vorzugsweise zwischen dem Halteelement (13) und der Aufnahme (21) vorgesehen ist.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (E) am Halteelement (13) in einer Führungsbahn (23) geführt ist, so dass bei Verdrehung des Exzenters (E) dieser an den Innenwänden der Führungsbahn (23) angreift.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (17) ein Federelement aufweist zur Erzeugung einer Vorspannung zwischen Haltelement (13) und Kraftfahrzeugbauteil (K) im montierten Zustand.
Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (16) mindestens einen Aktuator, insbesondere einen Schrittmotor, aufweist, welcher mit dem Befestigungsmittel (17) bewegungsgekoppelt ist, um das erste Justageelement (20) und/oder das zweite Justageelement (22) zu verstellen.
Verfahren zum Justieren einer Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) eines Kraftfahrzeugs (1), um die Eyebox (60) einzustellen, mit einem Head-Up-Display-Gehäuse (3), wobei das Head-Up-Display-Gehäuse (3) mittels der Einstellvorrichtung (16), mit mindestens einem Halteelement (13) und mit einem Befestigungsmittel (17), an einem Kraftfahrzeugbauteil (K) befestigt wird, wobei das Head-Up-Display-Gehäuse (3) mit einem stiftförmigen Justageelement (20), welches am Befestigungsmittels (17) bereitgestellt wirdin Längsrichtung (18) des Befestigungsmittels (17) relativ zum Kraftfahrzeugbauteil (K) justiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (17) mit einem zweiten Justageelement (22) bereitgestellt wird, welches relativ zum ersten Justageelement (20) zumindest abschnittsweise drehbar gelagert ist, und das Head-Up-Display-Gehäuse (3) durch Drehung des zweiten Justageelements (22) quer zur Längsrichtung (18) des Befestigungsmittels (17) relativ zum Kraftfahrzeugbauteil (K) justiert wird.
Verfahren zum Justieren einer Einstellvorrichtung (16) für ein Head-Up-Display (2) eines Kraftfahrzeugs (1) nach Anspruch 14, wobei durch Drehung des zweiten Justageelements (22) zumindest abschnittsweise gleichzeitig das erste Justageelement (20) mitgedreht wird, so dass das Head-Up-Display-Gehäuse (3) quer zur Längsrichtung (18) und zumindest abschnittsweise gleichzeitig in Längsrichtung (18) relativ zum Kraftfahrzeugbauteil (K) justiert wird.