DE102018121606A1

DE102018121606A1 - Swiveling mirror device for a head-up display

Info

Publication number: DE102018121606A1
Application number: DE102018121606.8A
Authority: DE
Inventors: Loic Le Toumelin; Laurent Delpierre; Eric Blanc; Laurent Sauzay
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine schwenkbare Spiegelvorrichtung für ein Head-Up-Display mit einer Spiegeleinheit (2, 12) mit einem Spiegel (4, 14), der eine reflektierende Seite und eine Rückwand auf der gegenüberliegenden Seite aufweist, wobei die Spiegeleinheit (2, 12) schwenkbar montiert ist, um eine Schwenkbewegung des Spiegels (4, 14) um eine erste Schwenkachse (10, 28) zu ermöglichen, einer Nocke (5, 15) mit einer zweiten Schwenkachse (11), wobei die Nocke dafür vorgesehen ist, mit dem Spiegel (4, 14) zu wechselwirken, um den Spiegel (4, 14) um die erste Schwenkachse (11, 29) zu schwenken, einem Motor (6, 16) mit einer Drehwelle (7, 17) mit einer dritten Schwenkachse (23, 30) zum Drehen der Nocke (5, 15) und einem Federelement (8, 18), das derart mit dem Spiegel (4, 14) zusammenwirkt, dass der Spiegel (4, 14) gegen die Nocke (5, 15) gedrückt wird, so dass die Nocke (5, 15) mit der Rückwand des Spiegels (4) oder mit der Begrenzung der Spiegeleinheit (12) in direktem Kontakt steht. Erfindungsgemäß sind die Nocke (5, 15) und der Motor (6, 16) derart zueinander ausgerichtet, dass die zweite Schwenkachse (11, 29) und die dritte Schwenkachse (23, 30) sich parallel zueinander erstrecken. Auf diese Weise wird eine Spiegelvorrichtung für ein Head-Up-Display mit einer vereinfachten Konstruktion bereitgestellt, die auf eine effiziente und zuverlässige Weise verwendbar ist.The invention relates to a pivotable mirror device for a head-up display with a mirror unit (2, 12) with a mirror (4, 14) which has a reflecting side and a rear wall on the opposite side, the mirror unit (2, 12) is pivotally mounted in order to enable the mirror (4, 14) to pivot about a first pivot axis (10, 28), a cam (5, 15) with a second pivot axis (11), the cam being provided for this purpose, interact with the mirror (4, 14) to pivot the mirror (4, 14) about the first pivot axis (11, 29), a motor (6, 16) with a rotary shaft (7, 17) with a third pivot axis (23, 30) for rotating the cam (5, 15) and a spring element (8, 18) which interacts with the mirror (4, 14) in such a way that the mirror (4, 14) against the cam (5, 15 ) is pressed so that the cam (5, 15) with the rear wall of the mirror (4) or with the boundary of the mirror unit (12) in direct Contact is there. According to the invention, the cam (5, 15) and the motor (6, 16) are aligned with one another in such a way that the second pivot axis (11, 29) and the third pivot axis (23, 30) extend parallel to one another. In this way, a mirror device for a head-up display is provided with a simplified construction that can be used in an efficient and reliable manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine schwenkbare Spiegelvorrichtung für ein Head-Up-Display, das eine Spiegeleinheit aufweist, mit: einem Spiegel mit einer reflektierenden Seite und einer Rückwand auf der gegenüberliegenden Seite, wobei die Spiegeleinheit schwenkbar montiert ist, um eine Schwenkbewegung des Spiegels um eine erste Schwenkachse zu ermöglichen, einer Nocke mit einer zweiten Schwenkachse, wobei die Nocke mit dem Spiegel zusammenwirkt, um den Spiegel um die erste Schwenkachse zu schwenken, einem Motor mit einer Drehwelle mit einer dritten Schwenkachse zum Drehen der Nocke, und einem Federelement, das mit dem Spiegel derart zusammenwirkt, dass der Spiegel gegen die Nocke gedrückt wird, wodurch die Nocke in direktem Kontakt mit der Rückwand des Spiegels oder mit der Begrenzung der Spiegeleinheit steht. Eine derartige schwenkbare Spiegelvorrichtung ist z.B. aus der US 2016/0161741 A1 bekannt.The invention relates to a pivotable mirror device for a head-up display, which has a mirror unit, comprising: a mirror with a reflecting side and a rear wall on the opposite side, the mirror unit being pivotably mounted to pivot the mirror about a first Allow pivot axis, a cam with a second pivot axis, the cam cooperating with the mirror to pivot the mirror about the first pivot axis, a motor with a rotary shaft with a third pivot axis for rotating the cam, and a spring element which with the The mirror cooperates in such a way that the mirror is pressed against the cam, whereby the cam is in direct contact with the rear wall of the mirror or with the boundary of the mirror unit. Such a pivotable mirror device is for example from the US 2016/0161741 A1 known.

Ein Head-Up-Display (HUD) ist ein transparentes Display, das Daten anzeigt, ohne dass Benutzer von ihren normalen Beobachtungspunkten wegschauen müssen. Im Gebrauch in einem Auto kann Information (durch ein wHUD) auf die Ebene der Windschutzscheibe projiziert werden. Daher ermöglicht es ein Head-Up-Display dem Benutzer, Information mit dem Kopf aufrecht positioniert und nach vorne blickend zu betrachten, anstatt schräg nach unten gerichtet auf tiefer angeordnete Instrumente zu schauen. Dies bedeutet, dass ein Head-Up-Display auch den Vorteil hat, dass die Augen des Benutzers beim Beobachten der Außenumgebung nach dem Betrachten der optisch näher liegenden Instrumente die Augen nicht nachfokussieren müssen.A head-up display (HUD) is a transparent display that shows data without users having to look away from their normal observation points. When used in a car, information (through a wHUD) can be projected onto the plane of the windshield. Therefore, a head-up display enables the user to position information with the head upright and looking forward instead of looking obliquely downward at instruments located lower. This means that a head-up display also has the advantage that the eyes of the user do not have to refocus the eyes when observing the outside environment after viewing the optically closer instruments.

Ein typisches Head-Up-Display weist drei Hauptkomponenten auf, d.h. einen Computer zum Erzeugen eines Videos, eine Projektionseinheit und einen Combiner. Der Computer stellt die Schnittstelle zwischen den anzuzeigenden Head-Up-Display-Daten bereit und erzeugt das durch die Projektionseinheit anzuzeigende Bild. Die Projektionseinheit ist typischerweise ein optischer Kollimatoraufbau, der ein Bild dort erzeugt, wo das Licht kollimiert wird, d.h. der Brennpunkt wird als unendlich wahrgenommen. Der Combiner ist allgemein ein winkliger flacher Glaskörper, typischerweise ein Strahlteiler, der direkt vor dem Betrachter angeordnet ist und das projizierte Bild vom Projektor derart umlenkt, dass das Sichtfeld und das projizierte Unendlichkeitsbild gleichzeitig sichtbar sind. In Autos kann der Combiner eine separate Komponente sein, er kann aber auch durch die Windschutzscheibe selbst gebildet werden.A typical head-up display has three main components, i.e. a computer for generating a video, a projection unit and a combiner. The computer provides the interface between the head-up display data to be displayed and generates the image to be displayed by the projection unit. The projection unit is typically an optical collimator assembly that produces an image where the light is collimated, i.e. the focus is perceived as infinite. The combiner is generally an angled flat glass body, typically a beam splitter, which is arranged directly in front of the viewer and deflects the projected image from the projector such that the field of view and the projected infinity image are visible at the same time. In cars, the combiner can be a separate component, but it can also be formed by the windshield itself.

Typischerweise weist die Projektionseinheit eine schwenkbare Spiegelvorrichtung zum Reflektieren der projizierten Bilddaten zur Windschutzscheibe oder zu einem separaten Combiner auf. Ein derartiger Spiegel erfordert eine kinematische Anordnung zum Ausführen einer Schwenkbewegung seines Spiegels um mindestens einige Grad, um das virtuelle Bild einzustellen, das entsprechend jeweiligen Benutzereingaben auf die Windschutzscheibe oder auf den Combiner projiziert wird. Herkömmlicherweise weist eine solche kinematische Anordnung für eine Spiegeleinheit eines Head-Up-Displays einen Motor, ein Getriebe zum Erhöhen der Auflösung der Schwenkbewegung, Federelemente zum Vorspannen der Spiegeleinheit und einen Sensor zum Überwachen der jeweiligen Position der Spiegelschwenkbewegung auf. Daher können herkömmliche Anordnungen relativ komplex sein, so dass die Herstellungskosten relativ hoch sein können.Typically, the projection unit has a pivotable mirror device for reflecting the projected image data to the windshield or to a separate combiner. Such a mirror requires a kinematic arrangement for pivoting its mirror by at least a few degrees in order to adjust the virtual image which is projected onto the windshield or onto the combiner according to the respective user input. Conventionally, such a kinematic arrangement for a mirror unit of a head-up display has a motor, a transmission for increasing the resolution of the pivoting movement, spring elements for biasing the mirror unit and a sensor for monitoring the respective position of the mirror pivoting movement. Therefore, conventional arrangements can be relatively complex, so that the manufacturing costs can be relatively high.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Spiegeleinheiten für Head-Up-Displays bekannt, die es ermöglichen, den Spiegel der Spiegeleinheit zu schwenken, um das auf die Windschutzscheibe oder einen separaten Combiner projizierte Bild einzustellen.Various mirror units for head-up displays are known from the prior art, which make it possible to pivot the mirror of the mirror unit in order to adjust the image projected onto the windshield or a separate combiner.

Die US 2016/0161741 A1 beschreibt ein Anzeigeelement, das einen Projektionsschirm für ein Head-Up-Display und eine Schwenkvorrichtung zum Einstellen einer Neigung des Projektionsschirms um eine horizontale Neigungsachse aufweist. Die Schwenkvorrichtung weist eine Exzentereinheit zum Einstellen der Neigung auf. Die Exzentereinheit ist mechanisch direkt mit dem Projektionsschirm gekoppelt. Die Exzentereinheit weist ein erstes Zahnrad und ein Exzenterelement auf, das bezüglich des ersten Zahnrads exzentrisch ausgebildet und am ersten Zahnrad befestigt ist. Das Exzenterelement hat die Form einer Scheibe, und ein Bereich einer schmalen Seite des scheibenförmigen Exzenterelements ist bezüglich des ersten Zahnrads exzentrisch angeordnet.The US 2016/0161741 A1 describes a display element which has a projection screen for a head-up display and a pivoting device for setting an inclination of the projection screen about a horizontal inclination axis. The swivel device has an eccentric unit for adjusting the inclination. The eccentric unit is mechanically coupled directly to the projection screen. The eccentric unit has a first gear and an eccentric element which is eccentric with respect to the first gear and is attached to the first gear. The eccentric element is in the form of a disk and a region of a narrow side of the disk-shaped eccentric element is arranged eccentrically with respect to the first gear.

Aus der US 2012/0188650 A1 ist ein Positionierungssystem für ein Head-Up-Display bekannt, das einen Combiner-Träger, der zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt wird, einen auf dem Combiner-Träger angeordneten Combiner, wobei ein Neigungswinkel des Combiners eingestellt wird, und einen Antriebsmechanismus zum alternativen Steuern der Bewegung des Combiners und der Neigungswinkeleinstellung des Combiners aufweist.From the US 2012/0188650 A1 A positioning system for a head-up display is known which comprises a combiner carrier which is moved between a first position and a second position, a combiner arranged on the combiner carrier, wherein an inclination angle of the combiner is set, and a drive mechanism for alternatively controlling the movement of the combiner and the inclination angle setting of the combiner.

Gemäß der US 2016/0202471 A1 ermöglicht es eine Anzeigevorrichtung einem Benutzer, das auf einer Anzeige angezeigte Bild bei einer vorgegebenen Anzeigeposition zu betrachten. Die Anzeigevorrichtung weist einen Schrittmotor mit einem Rotor, der einen Magnet aufweist und durch ein Mikroschrittantriebsverfahren angetrieben wird, einen Reflektor, der sich gemäß der Drehbewegung des Rotors im Schrittmotor bewegt, um die Anzeigeposition zu bewegen, und eine Motorsteuereinrichtung auf. Die Motorsteuereinrichtung identifiziert eine Drehposition des Rotors zwischen benachbarten stabilen Erregungspositionen und bewegt den Rotor derart, dass basierend auf der identifizierten Drehposition beim Empfang eines für den Schrittmotor bestimmten Stoppbefehls die nähere der stabilen Erregungspositionen erreicht wird.According to the US 2016/0202471 A1 a display device enables a user to view the image displayed on a display at a predetermined display position. The display device has a stepper motor with a rotor that has a magnet and is driven by a micro-stepping method, a reflector that moves in accordance with the rotating movement of the rotor in the stepper motor to move the display position. and an engine control device. The motor control device identifies a rotational position of the rotor between adjacent stable excitation positions and moves the rotor such that the closer of the stable excitation positions is reached on receipt of a stop command intended for the stepper motor.

Diese Spiegelvorrichtungen sind jedoch immer noch ziemlich komplex, was bedeutet, dass eine unbefriedigte Nachfrage nach einer Spiegelvorrichtung für ein Head-Up-Display mit einem vereinfachten Design besteht, die auf eine effiziente und zuverlässige Weise verwendbar ist.However, these mirror devices are still quite complex, which means that there is an unsatisfied demand for a mirror device for a head-up display with a simplified design that can be used in an efficient and reliable manner.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Preferred embodiments are described in the subclaims.

Insbesondere ist durch die Erfindung eine schwenkbare Spiegelvorrichtung für ein Head-Up-Display angegeben, die eine Spiegeleinheit mit einem Spiegel mit einer reflektierenden Seite und einer Rückwand auf der gegenüberliegenden Seite, wobei die Spiegeleinheit schwenkbar montiert ist, um eine Schwenkbewegung des Spiegels um eine erste Schwenkachse zu ermöglichen, eine Nocke mit einer zweiten Schwenkachse, die dazu vorgesehen ist, mit dem Spiegel zusammenzuwirken, um den Spiegel um die erste Schwenkachse zu schwenken, einen Motor mit einer Drehwelle mit einer dritten Schwenkachse zum Drehen der Nocke, und ein Federelement aufweist, das mit dem Spiegel derart zusammenwirkt, dass der Spiegel gegen die Nocke gedrückt wird, wodurch die Nocke in direktem Kontakt mit der Rückwand des Spiegels oder mit der Begrenzung der Spiegeleinheit steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocke und der Motor derart zueinander ausgerichtet sind, dass die zweite Schwenkachse und die dritte Schwenkachse sich parallel zueinander erstrecken.In particular, the invention provides a pivotable mirror device for a head-up display, which has a mirror unit with a mirror with a reflecting side and a rear wall on the opposite side, the mirror unit being pivotably mounted to pivot the mirror about a first Enable a pivot axis, a cam with a second pivot axis, which is intended to cooperate with the mirror to pivot the mirror about the first pivot axis, a motor with a rotary shaft with a third pivot axis for rotating the cam, and having a spring element, which interacts with the mirror such that the mirror is pressed against the cam, whereby the cam is in direct contact with the rear wall of the mirror or with the boundary of the mirror unit, characterized in that the cam and the motor are aligned with one another in such a way that the second pivot axis and the third pivot axis s I extend parallel to each other.

Da die Nocke einen variablen Durchmesser hat, der sich entlang ihres Umfangs ändert, führt eine Drehbewegung die Nocke zu einem linearen Versatz des Spiegels und somit zu einer Schwenkbewegung des Spiegels. Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, dass die Nocke und der Motor derart zueinander ausgerichtet sind, dass die zweite Schwenkachse, d.h. die Achse, um die die Nocke sich dreht, und die dritte Schwenkachse, d.h. die Achse, um die die Drehwelle des Motors sich dreht, sich parallel zueinander erstrecken. Auf diese Weise kann eine vereinfachte Konstruktion erreicht werden, die weniger komplex ist, so dass die Herstellungskosten gesenkt werden, ohne dass eine effiziente und zuverlässige Verwendung beeinträchtigt wird.Since the cam has a variable diameter that changes along its circumference, a rotary movement of the cam leads to a linear displacement of the mirror and thus to a pivoting movement of the mirror. It is an essential feature of the invention that the cam and the motor are aligned with one another such that the second pivot axis, i.e. the axis around which the cam rotates and the third pivot axis, i.e. the axis about which the rotating shaft of the motor rotates extends parallel to each other. In this way, a simplified construction that is less complex can be achieved, so that the manufacturing costs are reduced without impairing efficient and reliable use.

Obgleich es erfindungsgemäß ausreichend ist, dass die zweite Schwenkachse und die dritte Schwenkachse sich parallel zueinander erstrecken, sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die zweite Schwenkachse und die dritte Schwenkachse identisch. Dies macht die Konstruktion der Spiegeleinheit für das Head-Up-Display noch weniger komplex, indem es ermöglicht wird, die Nocke direkt mit der Drehwelle des Motors zu koppeln. Dies kann im Allgemeinen durch die Verwendung von Zahnrädern erreicht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Nocke jedoch direkt mit der Drehwelle des Motors gekoppelt, so dass, wenn die Nocke durch die Drehwelle gedreht wird, der Drehwinkel die Nocke immer der gleiche ist wie der Drehwinkel der Drehwelle. Auf diese Weise ist ein Getriebe für die Spiegeleinheit gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entbehrlich. Aufgrund dieser weiteren Reduzierung von Komponenten wird die Konstruktion weniger komplex, und folglich werden die Herstellungskosten weiter gesenkt. Ferner ermöglicht die direkte Kopplung der Nocke mit der Drehwelle des Motors eine direkte und somit einfache und zuverlässige Steuerung des Drehwinkels der Nocke. Der Drehwinkel der Nocke kann direkt aus dem Drehwinkel des Motors hergeleitet werden, ohne dass irgendwelche Übersetzungsverhältnisse oder dergleichen in Betracht gezogen werden müssen.Although it is sufficient according to the invention that the second pivot axis and the third pivot axis extend parallel to one another, according to a preferred embodiment of the invention the second pivot axis and the third pivot axis are identical. This makes the design of the mirror unit for the head-up display even less complex by allowing the cam to be directly coupled to the rotating shaft of the motor. This can generally be achieved through the use of gears. According to a preferred embodiment of the invention, however, the cam is directly coupled to the rotary shaft of the motor, so that when the cam is rotated by the rotary shaft, the angle of rotation of the cam is always the same as the angle of rotation of the rotary shaft. In this way, a gear for the mirror unit according to this preferred embodiment of the invention is unnecessary. Because of this further reduction in components, the design becomes less complex and consequently the manufacturing costs are further reduced. Furthermore, the direct coupling of the cam to the rotary shaft of the motor enables direct and thus simple and reliable control of the angle of rotation of the cam. The angle of rotation of the cam can be derived directly from the angle of rotation of the motor without having to consider any gear ratios or the like.

In dieser Hinsicht ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Motor ein Schrittmotor, der dafür konfiguriert ist, den Drehwinkel der Nocke unabhängig zu steuern. Die Konstruktion des Motors als Schrittmotor gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht den Verzicht auf einen Sensor zum Steuern des Drehwinkels der Nocke, da der Drehwinkel der Nocke direkt durch den Schrittmotor unabhängig von irgendeiner anderen Sensoranordnung für den Drehwinkel gegeben ist, die daher nicht erforderlich ist. Dies bedeutet eine weitere Vereinfachung der Konstruktion der Spiegeleinheit, die auf diese Weise auch weniger fehleranfällig ist.In this regard, according to another preferred embodiment of the invention, the motor is a stepper motor configured to independently control the angle of rotation of the cam. The construction of the motor as a stepper motor according to this preferred embodiment of the invention makes it possible to dispense with a sensor for controlling the angle of rotation of the cam, since the angle of rotation of the cam is given directly by the stepper motor independently of any other sensor arrangement for the angle of rotation, which is therefore not necessary . This means a further simplification of the design of the mirror unit, which is also less prone to errors in this way.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Motor und die Nocke derart konfiguriert, dass sie eine Drehbewegung der Drehwelle um einen Winkel von weniger als 360° zumindest für eine Drehrichtung ermöglichen. Da die Nocke in direktem Kontakt mit der Rückwand oder der Begrenzung der Spiegeleinheit steht und daher keine weitere Anordnung zwischen der Nocke und der Rückwand oder der Begrenzung der Spiegeleinheit vorhanden ist, ist der effektive Drehwinkel der Nocke zum Schwenken die Spiegeleinheit kleiner als 360°, da nach einer Drehbewegung von genau 360° der lineare Versatz des Spiegels aufgrund der Drehbewegung der Nocke wieder gleich wird. In dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, den Motor und die Nocke derart zu konfigurieren, dass eine Drehbewegung der Drehwelle aktiv auf einen Winkel von weniger als 360° begrenzt wird, um Fehler durch Überschreiten dieses Winkels zu vermeiden. Mit anderen Worten: ein Überschreiten des effektiven Drehwinkels der Nocke würde die Schwenkbewegung der Spiegeleinheit umkehren, was im Allgemeinen nicht mit der beabsichtigten Steuerung des Schwenkwinkels des Spiegels im Einklang steht. In dieser Hinsicht weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Nocke eine Nase auf, die als ein mechanischer Anschlag für ihre Drehbewegung wirkt, wenn sie mit der Rückwand des Spiegels bzw. der Begrenzung der Spiegeleinheit in Kontakt kommt. Auf diese Weise kann die Drehbewegung der Nocke auf einen effektiven und zulässigen Drehwinkel begrenzt werden, ohne dass ein Sensor verwendet wird und ohne dass der Motor in dieser Hinsicht gesteuert werden muss.According to a preferred embodiment of the invention, the motor and the cam are configured such that they enable the rotary shaft to be rotated by an angle of less than 360 ° at least for one direction of rotation. Since the cam is in direct contact with the rear wall or the boundary of the mirror unit and therefore there is no further arrangement between the cam and the rear wall or the boundary of the mirror unit, the effective angle of rotation of the cam for pivoting the mirror unit is less than 360 °, since after a rotation of exactly 360 ° the linear offset of the mirror becomes the same again due to the rotation of the cam. In this regard, it is advantageous to have the motor and the cam in this way to configure that a rotary movement of the rotary shaft is actively limited to an angle of less than 360 ° in order to avoid errors by exceeding this angle. In other words, exceeding the effective angle of rotation of the cam would reverse the pivoting movement of the mirror unit, which is generally not consistent with the intended control of the pivoting angle of the mirror. In this regard, according to a preferred embodiment of the invention, the cam has a nose which acts as a mechanical stop for its rotational movement when it comes into contact with the rear wall of the mirror or the boundary of the mirror unit. In this way, the rotational movement of the cam can be limited to an effective and permissible angle of rotation without the use of a sensor and without the motor having to be controlled in this regard.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Begrenzung der Spiegeleinheit einen Rahmen auf, der den Spiegel umgibt und hält, wobei der Rahmen ein Kontaktelement aufweist, das mit der Nocke in Kontakt steht, und wobei das Kontaktelement vom Rahmen nach außen hervorsteht. Daher kann die Begrenzung der Spiegeleinheit, die in direktem Kontakt mit der Nocke steht, durch ein Kontaktelement gebildet werden, das vom Rahmen und somit von der Spiegeleinheit nach außen hervorsteht. Auf diese Weise kann eine Kurbel bereitgestellt werden, die als ein Hebel wirkt, der die Schwenkkraft von der Nocke wirksamer auf die Spiegeleinheit überträgt.According to a preferred embodiment of the invention, the boundary of the mirror unit has a frame which surrounds and holds the mirror, the frame having a contact element which is in contact with the cam and the contact element projecting outward from the frame. Therefore, the boundary of the mirror unit, which is in direct contact with the cam, can be formed by a contact element which projects outwards from the frame and thus from the mirror unit. In this way, a crank can be provided that acts as a lever that more effectively transmits the pivoting force from the cam to the mirror unit.

Ferner ist diese bevorzugte Ausführungsform vorteilhaft, da das Kontaktelement in einer geeigneteren Weise für eine Zusammenwirkung mit der Nocke ausgebildet sein kann. In dieser Hinsicht hat das Kontaktelement die Form eines zylindrischen Bolzens mit einer gekrümmten Seitenfläche und steht die Nocke mit der gekrümmten Seitenfläche des zylindrischen Bolzens in Kontakt. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher die Übertragung der Schwenkkraft von der Nocke auf die Spiegeleinheit über zwei gekrümmte Oberflächen erzielt, d.h. über die Umfangsfläche der Nocke und die gekrümmte Seitenfläche des zylindrischen Bolzens.Furthermore, this preferred embodiment is advantageous since the contact element can be designed in a more suitable manner for interaction with the cam. In this regard, the contact element is in the form of a cylindrical bolt with a curved side surface and the cam is in contact with the curved side surface of the cylindrical bolt. According to this preferred embodiment of the invention, the transmission of the pivoting force from the cam to the mirror unit is therefore achieved via two curved surfaces, i.e. over the circumferential surface of the cam and the curved side surface of the cylindrical bolt.

Ferner ist bezüglich des Federelements, welches derart mit dem Spiegel zusammenwirkt, dass der Spiegel gegen die Nocke gedrückt wird, das Federelement gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung derart mit dem Kontaktelement verbunden, dass das Kontaktelement gegen die Nocke gedrückt wird. Dadurch wird das Federelement gestreckt und zieht das Kontaktelement zur Nocke hin. Auf diese Weise dient das Kontaktelement sowohl zum Aufnehmen der Schwenkkraft von der Nocke für die Schwenkbewegung der Spiegeleinheit als auch zum Aufnehmen der Kraft durch das Federelement zum Drücken des Spiegels gegen die Nocke.Furthermore, with regard to the spring element which interacts with the mirror in such a way that the mirror is pressed against the cam, the spring element according to a preferred embodiment of the invention is connected to the contact element in such a way that the contact element is pressed against the cam. As a result, the spring element is stretched and pulls the contact element towards the cam. In this way, the contact element serves both to absorb the pivoting force from the cam for the pivoting movement of the mirror unit and to absorb the force by the spring element for pressing the mirror against the cam.

In Bezug auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, in denen die Nocke mit dem Kontaktelement zusammenwirkt, das vom Rahmen nach außen hervorsteht, ist es weiterhin bevorzugt, dass die Nocke vor der Spiegeleinheit angeordnet ist und der reflektierenden Seite des Spiegels oder dem Rahmen oder dem Kontaktelement zugewandt ist. Vorzugsweise ist die Nocke derart vor der Spiegeleinheit angeordnet, dass der optische Pfad des auf den Spiegel auftreffenden bzw. vom Spiegel reflektierten Lichts nicht gestört wird. Diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine einfache Anordnung der Nocke und somit des Motors, der die Nocke antreibt.With respect to the preferred embodiments described above, in which the cam interacts with the contact element which projects outwards from the frame, it is further preferred that the cam is arranged in front of the mirror unit and the reflecting side of the mirror or the frame or the contact element is facing. The cam is preferably arranged in front of the mirror unit in such a way that the optical path of the light incident on the mirror or reflected by the mirror is not disturbed. This preferred embodiment of the invention enables a simple arrangement of the cam and thus the motor that drives the cam.

Ferner erstrecken sich bei den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, bei denen die Nocke mit einem Kontaktelement zusammenwirkt, das vom Rahmen nach außen hervorsteht, gemäß einer anderen bevorzugten Anordnung die zweite Schwenkachse und die dritte Schwenkachse beide senkrecht zur ersten Schwenkachse. Es hat sich gezeigt, dass eine jeweilige Ausrichtung der Nocke bezüglich der Spiegeleinheit einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Schwenkbewegung des Spiegels ermöglicht.Furthermore, in the preferred embodiments described above, in which the cam interacts with a contact element which projects outward from the frame, according to another preferred arrangement, the second pivot axis and the third pivot axis both extend perpendicular to the first pivot axis. It has been shown that a respective alignment of the cam with respect to the mirror unit enables safe and reliable operation of the pivoting movement of the mirror.

Als eine Alternative für die Ausführungsform, bei der die Spiegeleinheit einen Rahmen mit einem Kontaktelement aufweist, befindet sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Position, wo die Nocke in direktem Kontakt mit der Rückwand des Spiegels steht, in einem inneren Bereich der Rückwand des Spiegels, der von der Begrenzung der Spiegeleinheit beabstandet ist. Diese bevorzugte Ausführungsform ermöglicht ebenfalls eine einfache Konstruktion der Spiegeleinheit, da kein separates Kontaktelement erforderlich ist. Da die Nocke mit der Rückwand der Spiegeleinheit zusammenwirkt und sich somit auf der Rückseite des Spiegels befindet, ist es daher leicht, eine Störung von Licht zu vermeiden, das auf den Spiegel auftrifft bzw. vom Spiegel reflektiert wird. In dieser Hinsicht ist es ferner bevorzugt, dass die Spiegelvorrichtung ein Trägerelement aufweist, das sich entlang der Rückwand des Spiegels erstreckt und den Motor und die Nocke trägt, wobei die Spiegeleinheit schwenkbar am Trägerelement montiert ist. Ein solches Trägerelement hat auch den Vorteil, dass es sich automatisch außerhalb des optischen Pfades von Licht befindet, das auf den Spiegel auftrifft bzw. vom Spiegel reflektiert wird.As an alternative to the embodiment in which the mirror unit has a frame with a contact element, according to a preferred embodiment of the invention the position where the cam is in direct contact with the rear wall of the mirror is in an inner region of the rear wall of the mirror which is spaced from the boundary of the mirror unit. This preferred embodiment also enables a simple construction of the mirror unit, since no separate contact element is required. Since the cam interacts with the rear wall of the mirror unit and is therefore located on the rear of the mirror, it is therefore easy to avoid interference with light that strikes the mirror or is reflected by the mirror. In this regard, it is further preferred that the mirror device has a support member that extends along the rear wall of the mirror and supports the motor and the cam, the mirror unit being pivotally mounted on the support member. Such a carrier element also has the advantage that it is automatically outside the optical path of light that strikes the mirror or is reflected by the mirror.

Für die Ausführungsform, in der die Nocke in direktem Kontakt mit der Rückwand des Spiegels steht, sind gemäß einer weiteren bevorzugten Anordnung zwei Federelemente vorgesehen, die derart mit dem Spiegel zusammenwirken, dass der Spiegel gegen die Nocke gedrückt wird, wobei die Nocke zwischen den beiden Federelementen angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Nocke zwischen den beiden Federelementen derart angeordnet, dass der Abstand der Nocke zum Federelement, das einen geringeren Abstand zur Nocke hat als das andere Federelement, mehr als ein Drittel des Abstands der Nocke zum Federelement beträgt, das einen größeren Abstand zur Nocke hat. Noch bevorzugter beträgt der Abstand der Nocke zum Federelement, das einen geringerem Abstand zur Nocke hat als das andere Federelement, mehr als die Hälfte des Abstandes der Nocke zum Federelement, das einen größeren Abstand zur Nocke hat. Auf diese Weise kann eine unerwünschte Vorspannung der Spiegeleinheit und damit eine mögliche Beschädigung des Spiegels vermieden werden, während eine glatte und zuverlässige hin- und hergehende Schwenkbewegung der Spiegeleinheit möglich ist.For the embodiment in which the cam is in direct contact with the rear wall of the mirror, two spring elements are provided according to a further preferred arrangement, which cooperate with the mirror in such a way that the mirror is pressed against the cam, the cam being arranged between the two spring elements. The cam is preferably arranged between the two spring elements in such a way that the distance between the cam and the spring element, which has a smaller distance from the cam than the other spring element, is more than a third of the distance between the cam and the spring element, which is at a greater distance from the cam . Even more preferably, the distance between the cam and the spring element, which is at a smaller distance from the cam than the other spring element, is more than half the distance between the cam and the spring element, which is at a greater distance from the cam. In this way, an undesired bias of the mirror unit and thus possible damage to the mirror can be avoided, while a smooth and reliable reciprocating pivoting movement of the mirror unit is possible.

Für die Ausführungsform, in der die Nocke in direktem Kontakt mit der Rückwand des Spiegels steht, ist es bevorzugt, dass die zweite Schwenkachse und die dritte Schwenkachse sich beide parallel zur ersten Schwenkachse erstrecken. Im Gegensatz zu der Ausrichtung der Nocke und der Spiegeleinheit gemäß der weiter oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform, bei der ein separates Kontaktelement am Rahmen angeordnet ist, hat sich gezeigt, dass durch diese Ausrichtung für die vorliegende bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein glatter und zuverlässiger Kontakt zwischen der Nocke und der Rückwand der Spiegeleinheit erreicht wird.For the embodiment in which the cam is in direct contact with the rear wall of the mirror, it is preferred that the second pivot axis and the third pivot axis both extend parallel to the first pivot axis. In contrast to the alignment of the cam and the mirror unit according to the preferred embodiment described above, in which a separate contact element is arranged on the frame, it has been shown that this alignment for the present preferred embodiment of the invention provides a smooth and reliable contact between the Cam and the rear wall of the mirror unit is reached.

Auch betrifft die Erfindung ein Head-Up-Display zur Verwendung in Fahrzeugen, insbesondere zur Verwendung in Autos, mit einer vorstehend beschriebenen schwenkbaren Spiegelvorrichtung.The invention also relates to a head-up display for use in vehicles, in particular for use in cars, with a pivotable mirror device described above.

Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Verwendung einer vorstehend beschriebenen schwenkbaren Spiegelvorrichtung oder eines vorstehend beschriebenen Head-Up-Displays in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Auto.Furthermore, the invention also relates to a method for using a pivotable mirror device or a head-up display as described above in a vehicle, in particular in a car.

Diese und andere Aspekte der Erfindung werden anhand der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und erläutert. Einzelne Merkmale, die in den Ausführungsformen offenbart sind, können alleine oder in Kombination einen Aspekt der vorliegenden Erfindung bilden. Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können von einer Ausführungsform auf eine andere Ausführungsform übertragen werden.These and other aspects of the invention can be seen and explained with reference to the embodiments described below. Individual features disclosed in the embodiments may form an aspect of the present invention, alone or in combination. Features of the various embodiments can be transferred from one embodiment to another embodiment.

Es zeigen:

1a eine perspektivische Ansicht einer Spiegelvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von der Rückseite betrachtet;
1b eine perspektivische Ansicht der Spiegelvorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von vorne betrachtet;
2 die Spiegelvorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Explosionsansicht;
3a eine Spiegelvorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht von vorne betrachtet zusammen mit Details des Zusammenwirkens der Nocke mit einem Kontaktelement für einen ersten Neigungswinkel des Spiegels in Draufsicht;
3b ebenfalls die Spiegelvorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht von vorne betrachtet zusammen mit Details des Zusammenwirkens der Nocke mit einem Kontaktelement für einen zweiten Neigungswinkel des Spiegels in Draufsicht; und
4 Details des Zusammenwirkens der Nocke und eines Federelements mit einem Kontaktelement der Spiegelvorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.

Show it:

1a a perspective view of a mirror device according to a first preferred embodiment of the invention viewed from the rear;
1b a perspective view of the mirror device according to the first preferred embodiment of the invention viewed from the front;
2 the mirror device according to the first preferred embodiment of the invention in an exploded view;
3a a mirror device according to a second preferred embodiment of the invention in a perspective view viewed from the front together with details of the interaction of the cam with a contact element for a first angle of inclination of the mirror in plan view;
3b likewise the mirror device according to the second preferred embodiment of the invention in a perspective view viewed from the front together with details of the interaction of the cam with a contact element for a second angle of inclination of the mirror in plan view; and
4 Details of the interaction of the cam and a spring element with a contact element of the mirror device according to the second preferred embodiment of the invention in a perspective view.

Die 1a, 1 b und 2 beziehen sich auf eine Spiegelvorrichtung 1 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.The 1a . 1 b and 2 refer to a mirror device 1 according to a first preferred embodiment of the invention.

Wie in 1a ersichtlich ist, weist die Spiegelvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform eine Spiegeleinheit 2 mit einem Spiegel 4 auf, der am Umfang von einem Spiegelrahmen 3 umgeben ist und durch diesen gehalten wird. 1a zeigt die Spiegelvorrichtung 1 von ihrer Rückseite, so dass eine Rückwand des Spiegels 4 zu sehen ist. Wie in 1b dargestellt ist, weist der Spiegel 4 auf der der Rückwand gegenüberliegenden Seite eine reflektierende Seite zum Reflektieren von auf den Spiegel 4 auftreffendem Licht auf.As in 1a can be seen, the mirror device 1 a mirror unit in the first embodiment 2 with a mirror 4 on the perimeter of a mirror frame 3 is surrounded and held by it. 1a shows the mirror device 1 from its back, making a back wall of the mirror 4 you can see. As in 1b is shown, the mirror 4 on the side opposite the rear wall, a reflective side for reflecting on the mirror 4 incident light.

Die Spiegeleinheit 2 mit dem Spiegel 4 und dem Spiegelrahmen 3 wird durch ein Trägerelement 9 schwenkbar gehalten, das eine Schwenkbewegung der Spiegeleinheit 2 um eine erste Schwenkachse 10 ermöglicht, die in 1a durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Das Trägerelement 9 besteht aus einer länglichen Haltestange 23 mit Gelenkhalterungen 24 an ihren beiden gegenüberliegenden Enden, die um 90° bezüglich des Rests der Haltestange 22 abgewinkelt sind und die jeweils eine Öffnung 25 zum Aufnehmen von Bolzen 26 aufweisen, die am Spiegelrahmen 3 befestigt sind. Die Längsachsen der Bolzen 26 definieren die erste Schwenkachse 10, um die die Spiegeleinheit 2 schwenkbar ist. Auf diese Weise wird die Spiegeleinheit 2 mit dem Spiegel 4 und dem Spiegelrahmen 3 durch das Trägerelement 9 schwenkbar gehalten.The mirror unit 2 with the mirror 4 and the mirror frame 3 is through a support element 9 pivotally held, the pivoting movement of the mirror unit 2 about a first pivot axis 10 enables the in 1a is represented by a dashed line. The support element 9 consists of an elongated handrail 23 with joint brackets 24 at its two opposite ends, which are 90 ° with respect to the rest of the support rod 22 are angled and each have an opening 25th to hold bolts 26 have on the mirror frame 3 are attached. The longitudinal axes of the bolts 26 define the first pivot axis 10 around which the mirror unit 2 is pivotable. In this way the mirror unit 2 with the mirror 4 and the mirror frame 3 through the support element 9 held pivotable.

Zum Neigen der Spiegeleinheit 2 ist eine Nocke 5 vorgesehen, die direkt mit einer Drehwelle 7 eines Motors 6 verbunden ist, der in einem seitlichen Teil der Spiegeleinheit 2 am Trägerelement 9 befestigt ist, so dass die Nocke 5 mit der Rückwand des Spiegels 4 zusammenwirkt. In dieser Ausführungsform steht die Nocke 5 in direktem Kontakt mit der Rückwand des Spiegels 4.For tilting the mirror unit 2 is a cam 5 provided directly with a rotating shaft 7 of an engine 6 connected in a lateral part of the mirror unit 2 on the support element 9 is attached so that the cam 5 with the back wall of the mirror 4 cooperates. In this embodiment, the cam stands 5 in direct contact with the rear wall of the mirror 4 ,

Ferner sind zwei Federelemente 8 vorgesehen, die derart mit der Spiegeleinheit 2 zusammenwirken, dass der Spiegel 4 gegen die Nocke 5 gedrückt wird. Somit liegt jedes Federelement 8 mit einem Ende an einer länglichen Haltestange 22 des Trägerelements 9 an, was bedeutet, dass das Trägerelement 9 als Gegenlager zum Ausüben eines Drucks auf die Rückseite des Spiegels 4 wirkt, wodurch der Spiegel 4 gegen die Nocke 5 gedrückt wird.There are also two spring elements 8th provided that with the mirror unit 2 cooperate that the mirror 4 against the cam 5 is pressed. So each spring element lies 8th with one end on an elongated handrail 22 of the carrier element 9 at what the carrier element means 9 as a counter bearing to exert pressure on the back of the mirror 4 works, causing the mirror 4 against the cam 5 is pressed.

Wie in 2 ausführlicher dargestellt ist, weist der Motor 6 eine Drehwelle 7 auf und ist die Nocke 5 auf der Drehwelle 7 montiert. Die Drehwelle 7 steht in direktem Kontakt mit der Nocke 5, ohne irgendeinen dazwischen angeordneten Getriebemechanismus. Daher bewegt sich die Nocke 5 mit dem gleichen Winkel wie die Drehwelle 7. Wie in 1a dargestellt ist, definiert die Nocke 5 eine zweite Schwenkachse 11, die ebenfalls durch eine entsprechende gestrichelte Linie dargestellt ist. Da die Nocke 5 direkt auf der Drehwelle 7 des Motors 6 montiert ist, erstreckt sich eine dritte Schwenkachse 23, um die sich die Drehwelle 7 des Motors 6 dreht, nicht nur senkrecht zur zweiten Schwenkachse 11 der Nocke 5, sondern sind die zweite Schwenkachse 11 und die dritte Schwenkachse 23 gemäß der ersten Ausführungsform identisch.As in 2 is shown in more detail, the engine 6 a rotating shaft 7 on and is the cam 5 on the rotating shaft 7 assembled. The rotating shaft 7 is in direct contact with the cam 5 , without any intermediate gear mechanism. Therefore the cam moves 5 at the same angle as the rotating shaft 7 , As in 1a is shown defines the cam 5 a second pivot axis 11 , which is also represented by a corresponding dashed line. Because the cam 5 directly on the rotating shaft 7 of the motor 6 is mounted, a third pivot axis extends 23 around which the rotating shaft 7 of the motor 6 turns, not just perpendicular to the second swivel axis 11 the cam 5 , but are the second pivot axis 11 and the third pivot axis 23 identical to the first embodiment.

Daher führt eine Drehbewegung der Nocke 5 unter Verwendung des Motors 6 zu einer Neigungsbewegung der Spiegeleinheit 2 um die erste Schwenkachse 10 gemäß einer radialen Form der Nocke 5.Therefore, the cam rotates 5 using the engine 6 to a tilting movement of the mirror unit 2 about the first pivot axis 10 according to a radial shape of the cam 5 ,

Ferner wird darauf hingewiesen, dass gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, wie unter Bezug auf die 1a, 1b und 2 beschrieben ist, die zweite Schwenkachse 11, um die sich die Nocke 5 und die Drehwelle 7 des Motors 6 drehen, sich parallel zur ersten Schwenkachse 10 erstreckt, die die Achse für die Schwenkbewegung der Spiegeleinheit 2 definiert, wie oben diskutiert wurde. Die jeweilige Drehbewegung der Nocke 5 bezüglich der Rückwand des Spiegels 4 hat sich als besonders zuverlässig erwiesen und ermöglicht eine glatte und direkte Steuerung des Neigungswinkels des Spiegels 4.It is also noted that according to the first embodiment of the invention, as with reference to FIG 1a . 1b and 2 is described, the second pivot axis 11 around which the cam 5 and the rotating shaft 7 of the motor 6 rotate, parallel to the first pivot axis 10 which extends the axis for the pivotal movement of the mirror unit 2 defines as discussed above. The respective rotary movement of the cam 5 regarding the back wall of the mirror 4 has proven to be particularly reliable and enables smooth and direct control of the angle of inclination of the mirror 4 ,

Die 3a, 3b und 4 beziehen sich auf eine Spiegelvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Prinzipien, wie sie vorstehend unter Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurden, gelten auch für die zweite Ausführungsform. Daher bezieht sich die nachfolgende Beschreibung insbesondere auf Unterschiede zwischen den Spiegelvorrichtungen 1 der ersten und zweiten Ausführungsform.The 3a . 3b and 4 refer to a mirror device 1 according to a second embodiment of the invention. Principles as described above with reference to the first embodiment also apply to the second embodiment. Therefore, the following description particularly relates to differences between the mirror devices 1 of the first and second embodiments.

Auch gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung weist die Spiegelvorrichtung 1 eine Spiegeleinheit 12 auf, die aus einem Spiegel 14 und einem Spiegelrahmen 13 besteht, der den Spiegel 14 hält. Ferner weist der Spiegelrahmen 13 ein Kontaktelement 20 auf, das dafür vorgesehen ist, mit einer Nocke 15 in Kontakt zu stehen, wobei die Nocke 15 direkt auf einer Drehwelle 17 eines Motors 16 montiert ist. Das Kontaktelement 20 ist als ein zylindrischer Bolzen mit einer gekrümmten Seitenfläche ausgebildet, wobei der zylindrische Bolzen in einem mittleren Teil der Unterseite des Rahmens 13 vom Rahmen 13 nach außen hervorsteht.According to the second embodiment of the invention, the mirror device also 1 a mirror unit 12 on that from a mirror 14 and a mirror frame 13 consists of the mirror 14 holds. Furthermore, the mirror frame 13 a contact element 20th on, which is intended with a cam 15 to be in contact with the cam 15 directly on a rotating shaft 17 of an engine 16 is mounted. The contact element 20th is designed as a cylindrical bolt with a curved side surface, the cylindrical bolt in a central part of the underside of the frame 13 from the frame 13 protrudes outwards.

Wie weiter in den 3a und 3b zu sehen ist, weist der Spiegelrahmen 13 seitliche Trägerelemente 19 auf, die eine erste Schwenkachse 28 für eine Schwenkbewegung der Spiegeleinheit 12 definieren.As further in the 3a and 3b can be seen, the mirror frame 13 lateral support elements 19 on that a first pivot axis 28 for a pivoting movement of the mirror unit 12 define.

Wie in 4 dargestellt ist, ist zwischen dem Rahmen 13 und einem Träger 27 für den Motor 16 ein Federelement 18 angeordnet. Daher wird das Kontaktelement 20 mit Hilfe des Federelements 18 gegen die Nocke 15 gezogen. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Kontakt der Nocke 15 mit dem Kontaktelement 20 erreicht.As in 4 is shown is between the frame 13 and a carrier 27 for the engine 16 a spring element 18th arranged. Therefore, the contact element 20th with the help of the spring element 18th against the cam 15 drawn. In this way there is a continuous contact of the cam 15 with the contact element 20th reached.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich eine zweite Schwenkachse 29 der Nocke 15 und eine dritte Schwenkachse 30 der Drehwelle 17 des Motors 16 beide senkrecht zur ersten Schwenkachse 28. Mit anderen Worten: die Nocke 15 der zweiten Ausführungsform ist im Vergleich zur vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung um 90° relativ zur ersten Schwenkachse 28 gedreht.According to the second embodiment of the invention, a second pivot axis extends 29 the cam 15 and a third pivot axis 30th the rotating shaft 17 of the motor 16 both perpendicular to the first pivot axis 28 , In other words: the cam 15 the second embodiment is 90 ° relative to the first pivot axis compared to the first embodiment of the invention described above 28 turned.

Ferner weist gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Nocke 15 eine Nase 21 auf, die durch eine geometrische Diskontinuität eines Durchmessers der Nocke 15 gebildet wird. Mit anderen Worten: während außerhalb dieser geometrischen Diskontinuität der Durchmesser der Nocke 15 entlang ihres Umfangs in einer Richtung kontinuierlich zunimmt (und in der anderen Richtung abnimmt), nimmt der Durchmesser bei der geometrischen Diskontinuität sprunghaft auf einen kleineren Wert ab. Wenn daher die Nocke 15 in eine Richtung gedreht wird, in der ihr Durchmesser an ihrer Kontaktstelle mit dem Kontaktelement 20 zunimmt, wirkt die Nase 21 als ein mechanischer Anschlag für die Drehbewegung der Nocke 15, wenn sie mit dem Kontaktelement 20 in Kontakt kommt. Auf diese Weise wirkt diese Nase 21 bei einer Drehbewegung der Nocke 15 im Gegenuhrzeigersinn als ein mechanischer Anschlag und begrenzt daher die mögliche Drehbewegung der Nocke 15 auf weniger als 360°.Furthermore, according to the second embodiment of the invention, the cam 15 a nose 21 due to a geometric discontinuity of a diameter of the cam 15 is formed. In other words, while outside this geometric discontinuity, the diameter of the cam 15 increases continuously along its circumference in one direction (and decreases in the other direction), the diameter suddenly decreases to a smaller value in the case of geometric discontinuity. So if the cam 15 is rotated in a direction in which its diameter at its contact point with the contact element 20th increases, the nose works 21 as a mechanical stop for the rotary movement of the cam 15 when using the contact element 20th comes into contact. This is how this nose works 21 when the cam rotates 15 counterclockwise as a mechanical stop and therefore limits the possible rotary movement of the cam 15 to less than 360 °.

3a zeigt die Mittenposition des Spiegels 14 bei Verwendung für ein Head-Up-Display, während 3b den Neigungswinkel des Spiegels 14 in seiner Ruheposition zeigt. Eine Drehbewegung der Nocke 15 im Uhrzeigersinn vermindert den Neigungswinkel des Spiegels 14 relativ zu einer vertikalen Richtung, während eine Drehbewegung der Nocke 15 im Gegenuhrzeigersinn diesen Neigungswinkel erhöht. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist bezüglich einer Bewegung im Gegenuhrzeigersinn die Drehbewegung der Nocke 15 durch die Nase 21 der Nocke 15 begrenzt: wenn diese Nase 21 mit dem Kontaktelement 20 mechanisch in Kontakt kommt, ist keine weitere Drehbewegung der Nocke 15 über diesen Drehwinkel hinausgehend möglich. 3a shows the center position of the mirror 14 when used for a head-up display while 3b the angle of inclination of the mirror 14 shows in its rest position. A rotation of the cam 15 clockwise decreases the angle of inclination of the mirror 14 relative to a vertical direction while rotating the cam 15 counterclockwise increases this angle of inclination. As mentioned above, with respect to counterclockwise movement, the rotary movement of the cam 15 through the nose 21 the cam 15 limited: if this nose 21 with the contact element 20th comes into mechanical contact, there is no further rotary movement of the cam 15 possible beyond this angle of rotation.

Da in der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Trägerelement 9 vorgesehen ist, das sich entlang der Rückwand des Spiegels 4 erstreckt, ist die Nocke 5 automatisch außerhalb eines optischen Pfads von Licht angeordnet, das auf die reflektierende Seite des Spiegels 4 auftrifft. Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Nocke 15 vor der Spiegeleinheit 12 angeordnet und der reflektierenden Seite des Spiegels 14 zugewandt. Um jegliche Störungen von Licht zu vermeiden, das auf die reflektierende Seite des Spiegels 14 auftrifft oder davon reflektiert wird, ist die Nocke 15 zu einer Position unterhalb einer unteren Begrenzung der Spiegeleinheit 12 versetzt.Since in the first preferred embodiment of the invention a carrier element 9 is provided, which extends along the rear wall of the mirror 4 extends is the cam 5 automatically placed outside an optical path of light that is on the reflective side of the mirror 4 hits. According to the second embodiment of the invention, the cam 15 in front of the mirror unit 12 arranged and the reflective side of the mirror 14 facing. To avoid any interference from light on the reflective side of the mirror 14 hits or is reflected by it is the cam 15 to a position below a lower limit of the mirror unit 12 transferred.

Gemäß beiden hierin beschriebenen Ausführungsformen sind die jeweiligen Motoren 6, 16 als Schrittmotoren konfiguriert, was bedeutet, dass ein Drehwinkel der Drehwellen 7, 17 der Motoren 6, 16 und damit die Drehbewegung der Nocken 5, 15 direkt durch die Schrittfunktion der Motoren 6, 16 selbst gesteuert werden kann. Dies bedeutet, dass keine zusätzliche Anordnung, wie beispielsweise Sensoren, erforderlich ist, um den gewünschten Drehwinkel der Nocken 5, 15 zu steuern und einen gewünschten Neigungswinkel des Spiegels 4, 14 zu erreichen.According to both of the embodiments described herein, the respective motors 6 . 16 configured as stepper motors, which means that an angle of rotation of the rotating shafts 7 . 17 of the engines 6 . 16 and thus the rotation of the cams 5 . 15 directly through the step function of the motors 6 . 16 can be controlled yourself. This means that no additional arrangement, such as sensors, is required to achieve the desired angle of rotation of the cams 5 . 15 to control and a desired tilt angle of the mirror 4 . 14 to reach.

BezugszeichenlisteReference list

11: SpiegelvorrichtungMirror device
22: SpiegeleinheitMirror unit
33: SpiegelrahmenMirror frame
44: Spiegelmirror
55: NockeCam
66: Motorengine
77: Drehwelle des MotorsRotary shaft of the motor
88th: FederelementeSpring elements
99: TrägerelementCarrier element
1010: erste Schwenkachsefirst pivot axis
1111: zweite Schwenkachsesecond pivot axis
1212th: SpiegeleinheitMirror unit
1313: SpiegelrahmenMirror frame
1414: Spiegelmirror
1515: NockeCam
1616: Motorengine
1717: Drehwelle des MotorsRotary shaft of the motor
1818th: FederelementSpring element
1919: TrägerelementCarrier element
2020th: KontaktelementContact element
2121: Nasenose
2222: längliche Haltestangeelongated handrail
2323: dritte Schwenkachsethird pivot axis
2424: GelenkhalterungHinge bracket
2525: Öffnungopening
2626: Bolzenbolt
2727: Trägercarrier
2828: erste Schwenkachsefirst pivot axis
2929: zweite Schwenkachsesecond pivot axis
3030: dritte Schwenkachsethird pivot axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2016/0161741 A1 [0001, 0006]
US 2012/0188650 A1 [0007]
US 2016/0202471 A1 [0008]

Claims

Swiveling mirror device (1) for a head-up display, comprising: a mirror unit (2, 12) with a mirror (4, 14) with a reflecting side and a rear wall on the opposite side, the mirror unit (2, 12) is pivotally mounted to enable pivoting movement of the mirror (4 14) about a first pivot axis (10, 28); a cam (5, 15) with a second pivot axis (11, 29) which is intended to cooperate with the mirror (4, 14) in order to close the mirror (4, 14) about the first pivot axis (11, 28) swing; a motor (6, 16) with a rotary shaft (7, 17) with a third pivot axis (23, 30) for rotating the cam (5, 15); and a spring element (8, 18) which interacts with the mirror (4, 14) such that the mirror (4, 14) is pressed against the cam (5, 15), the cam (5, 15) with the Rear wall of the mirror (4) or with the boundary of the mirror unit (12) in direct contact; characterized in that the cam (5, 15) and the motor (6, 16) are aligned with one another such that the second pivot axis (11, 29) and the third pivot axis (23, 30) extend parallel to one another.

Swiveling mirror device (1) after Claim 1 , characterized in that the second pivot axis (11, 29) and the third pivot axis (23, 30) are identical.

Swiveling mirror device (1) after Claim 2 , characterized in that the cam (5, 15) is directly connected to the rotary shaft (7, 17) of the motor (6, 16), so that when the cam (5, 15) through the rotary shaft (7, 17) is rotated, the angle of rotation of the cam (5, 15) is always the same as the angle of rotation of the rotary shaft (7, 17).

Pivoting mirror device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the motor (6, 16) is a stepper motor which is configured to independently control the angle of rotation of the cam (5, 15).

Pivotal mirror device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the motor (6, 16) and the cam (5, 15) are configured to rotate the rotary shaft (7, 17) by an angle of less than 360 ° to enable at least one direction of rotation.

Swiveling mirror device (1) after Claim 5 , characterized in that the cam (5, 15) has a nose (21) which acts as a mechanical stop for its rotational movement when it contacts the rear wall of the mirror (4) or the boundary of the mirror unit (12) is coming.

Pivotal mirror device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the boundary of the mirror unit (12) has a frame (13) which surrounds the mirror unit (12) and holds the mirror (14), the frame (13) has a contact element (20) which is in contact with the cam (15), and wherein the contact element (20) protrudes outwards from the frame (13).

Swiveling mirror device (1) after Claim 7 , characterized in that the spring element (18) is connected to the contact element (20) such that the contact element (18) is pressed against the cam (15).

Swiveling mirror device (1) after Claim 7 or 8th , characterized in that the contact element (20) has the shape of a cylindrical bolt with a curved side surface and the cam (15) is in contact with the curved side surface of the cylindrical bolt.

Pivoting mirror device (1) according to one of the Claims 7 to 9 characterized in that the cam (15) is arranged in front of the mirror unit (12) and faces the frame (13) and / or the contact element (20) of the mirror (14).

Pivoting mirror device (1) according to one of the Claims 7 to 10 , characterized in that the second pivot axis (11, 29) and the third pivot axis (23, 30) both extend perpendicular to the first pivot axis (11, 28).

Pivoting mirror device (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the position where the cam (5) is in direct contact with the rear wall of the mirror (4) is in an inner region of the rear wall of the mirror (4), which is from the boundary of the mirror unit (2) is spaced.

Swiveling mirror device (1) after Claim 12 , characterized in that the mirror device (1) has a carrier element (9) which extends along the rear wall of the mirror (4) and carries the motor (6) and the cam (5), and wherein the mirror unit (2) on Carrier element (9) is pivotally mounted.

Swiveling mirror device (1) after Claim 12 or 13 , characterized in that two spring elements (8) are provided which cooperate with the mirror (4) in such a way that the mirror (4) is pressed against the cam (5); and the cam (5) is arranged between the two spring elements (8) in such a way that the distance of the cam (5) to the spring element (8), which has a smaller distance to the cam (5) than the other spring element (8), is more is more than a third of the distance between the cam (5) and the spring element (8), which is at a greater distance from the cam (5).

Swiveling mirror device (1) after Claim 12 or 14 , characterized in that the second pivot axis (11, 29) and the third pivot axis (23, 30) both extend parallel to the first pivot axis (10, 28).

Head-up display for use in a vehicle, with a pivotable mirror device (1) according to one of the Claims 1 to 15 ,