DE102019108994A1

DE102019108994A1 - Head-Up Display für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019108994A1
Application number: DE102019108994.8A
Authority: DE
Inventors: Karl Simonis; Daniel Kuntze; Fatih Dilaver; Loic Le Toumelin; Oezguer Salmanoglu
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2039-04-06
Also published as: DE102019108994B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spiegeleinheit (10) für ein Head-Up Display zur Erzeugung eines virtuellen Bildes auf einer Windschutzscheibe oder einer Combinerscheibe eines Fahrzeuges, wobei die Spiegeleinheit (10) einen Spiegel (12) mit einer Spiegelfläche (14) und einer der Spiegelfläche (14) abgewandten Lagerfläche (16) aufweist, wobei die Spiegeleinheit (10) ferner eine Mehrzahl an Lagerelementen (18₁, 18₂, 18₃) zum beweglichen Lagern des Spiegels (12) in einer korrespondierenden Aufnahme aufweist, wobei die Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) unabhängig voneinander an dem Spiegel (12) fixiert sind, wobei die Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) (20) auf der Lagerfläche (16) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spiegeleinheit für ein Head-Up-Display. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Spiegeleinheit für ein Head-Up Display mit verbesserter Herstellbarkeit. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Head-Up Display, das eine derartige Spiegeleinheit aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Spiegeleinheit für ein Head-Up Display.
Bei Fahrzeugen ist es bekannt, dass für den Fahrer Informationen angezeigt werden. Derartige Informationen umfassen in nicht-beschränkender Weise Hinweise eines Navigationssystems, die gefahrene Geschwindigkeit, die eingestellte Temperatur usw. Neben dem Vorsehen von entsprechenden Displays etwa in dem Armaturenbrett des Fahrzeugs erlangen Head-Up Displays wachsende Bedeutung. Vorteil derartiger Anzeigesysteme ist es insbesondere, dass der Fahrer den Blick nicht von der Windschutzscheibe abwenden braucht, was einen deutlichen Sicherheitsgewinn erlauben kann.
Bei Head-Up Displays ist es bekannt, dass diese eine Bilderzeugungseinheit aufweisen, welche optische Strahlung zur Darstellung eines virtuellen Bildes emittiert. Die Strahlung fällt oftmals auf einen Spiegel, von welchem sie auf einen Anzeigebereich, wie etwa eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs oder eine separate Projektionsfläche, wie etwa eine sogenannte Combinerscheibe fällt. Der Spiegel weist dabei eine Halterung auf, wobei die Halterung durch Lagerelemente schwenkbar gelagert ist, um die Projektionsposition des virtuellen Bildes an den Fahrer des Fahrzeugs anzupassen.
Beispielsweise beschreibt WO 2016/186034 A1 eine Spiegeleinheit und eine Anzeigevorrichtung, die in der Lage ist, die Belastung in einer Spiegeloberfläche zu unterdrücken. Die Spiegeleinheit ist mit einem Konkavspiegel mit einer lichtreflektierenden Spiegelfläche und einem Halter versehen, der den Konkavspiegel hält, wobei er am Konkavspiegel haftet. Der Halter umfasst Schaftabschnitte zum Lagern des Halters und damit des Konkavspiegels.
Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen können jedoch noch weiteres Verbesserungspotential bieten, insbesondere hinsichtlich der Herstellbarkeit des Head-Up Displays.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, durch welche die Herstellbarkeit eines Head-Up-Displays verbessert werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Spiegeleinheit für ein Head-Up Display mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß ferner durch ein Head-Up Display mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschrieben, wobei weitere in den Unteransprüchen oder in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.
Es wird vorgeschlagen eine Spiegeleinheit für ein Head-Up Display zur Erzeugung eines virtuellen Bildes auf einer Windschutzscheibe oder einer Combinerscheibe eines Fahrzeuges, wobei die Spiegeleinheit einen Spiegel mit einer Spiegelfläche und einer der Spiegelfläche abgewandten Lagerfläche aufweist, und wobei die Spiegeleinheit ferner eine Mehrzahl an Lagerelementen zum beweglichen Lagern des Spiegels in einer korrespondierenden Aufnahme aufweist, wobei die Lagerelemente unabhängig voneinander an dem Spiegel fixiert sind, wobei die Lagerelemente an der Lagerfläche angeordnet sind.
Eine derartige Spiegeleinheit erlaubt insbesondere eine verbesserte Herstellbarkeit des Head-Up Displays für unterschiedliche Fahrzeuge.
Beschrieben ist somit eine Spiegeleinheit, die auch als Optikeinrichtung bezeichnet werden kann, für ein Head-Up Display für ein Fahrzeug, wie insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Ein derartiges Head-Up Display dient insbesondere der Erzeugung eines virtuellen Bildes auf einer Windschutzscheibe oder einer Combinerscheibe eines Fahrzeuges und kann bevorzugt wie folgt ausgestaltet sein.
Das Head-Up Display umfasst eine Bildquelle beziehungsweise eine Bilderzeugungseinheit, die dazu dient, ein insbesondere virtuelles Bild, welches etwa von einem Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen werden kann, zu erzeugen. Dies kann beispielsweise realisierbar sein, indem Lichtstrahlung zur Darstellung des virtuellen Bildes von der Bilderzeugungseinheit emittiert wird. Beispielsweise kann die Bilderzeugungseinheit in einem Gehäuse des Head-Up Displays angeordnet sein.
Ferner weist das Head-Up Display die beschriebene Spiegeleinheit auf, die beispielsweise eine oder mehrere beweglich gelagerte Spiegel umfassen kann und wie nachfolgend beschrieben ausgestaltet ist. Der bewegliche Spiegel kann beispielswiese zumindest um eine Drehachse schwenkbar gelagert sein. Der drehbar gelagerte Spiegel dient insbesondere zum Umlenken des von der Bilderzeugungseinheit ausgegebenen Lichts und kann in Strahlrichtung der von der Bilderzeugungseinheit emittierten Lichtstrahlung unmittelbar hinter der Bilderzeugungseinheit angeordnet sein. Von dem Spiegel kann die Lichtstrahlung durch das Gehäuse beziehungsweise durch eine Gehäuseöffnung in einen Sichtbereich des Fahrers des Fahrzeugs geleitet werden. Somit kann von der Bilderzeugungseinheit optische Strahlung zur Darstellung des virtuellen Bildes auf den Spiegel emittierbar sein, um das virtuelle Bild von der Bilderzeugungseinheit über die Spiegeleinheit durch eine Gehäuseöffnung des Gehäuses hindurch entlang eines ersten optischen Pfades auf die Windschutzscheibe oder die Combinerscheibe und in einen Sichtbereich eines Fahrers des Fahrzeugs zu projizieren.
Die Projektionsfläche der Windschutzscheibe beziehungsweise der Combinerscheibe ist derart angeordnet, dass sie von einem Beobachter, insbesondere einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, betrachtbar ist. Die Projektionsfläche kann eine semitransparente Spiegelfläche aufweisen. Die auf das Anzeigeelement, beispielsweise die Windschutzscheibe, projizierte Information, welche von diesem reflektiert wird, kann in an sich bekannter Weise mit einer durch das Anzeigeelement hindurchscheinenden Information aus einer hinter dem Anzeigeelement gelegenen Umgebung überlagert werden, wodurch ein virtuelles Bild bzw. eine virtuelle Anzeige bereitgestellt werden kann. Um dem Fahrer je nach Sitzposition, bzw. je nach Größe des Fahrers, eine gute Sicht auf das virtuelle Bild zu ermöglichen, kann eine Augenbox, die auch „Eyebox“ genannt wird, im Fahrzeug nachgeführt werden. Die Eyebox ist derjenige Bereich oder Sichtbereich, in dem der Augenpunkt des Benutzers liegt, d.h. derjenige Bereich, in dem der Benutzer die angezeigte Information sehen kann. Das Umlenken des ausgegebenen Lichts durch die Spiegeleinheit dient zum Nachführen der Eyebox und kann mittels einer Justiervorrichtung beziehungsweise eine am Spiegel der Spiegeleinheit angreifende Kinematik realisiert werden.
Wie vorstehend angedeutet gibt es bei Head-Up Displays auch Ausführungen, bei welchen das virtuelle Bild nicht auf die Windschutzscheibe projiziert wird, sondern mit einem zusätzlichen Spiegel, der so genannten Combinerscheibe des Head-Up Displays, zum Beobachter hin projiziert wird und somit bei insbesondere richtiger Einstellung der Combinerscheibe in dessen Gesicht beziehungsweise in die Eyebox projiziert wird.
Die Position des Head-Up Displays liegt üblicherweise vor dem Beobachter, insbesondere vor dem Fahrer des Kraftfahrzeuges, in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs. Es kann vorgesehen sein, dass das Head-Up Display in dem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet ist. Beispielsweise kann ein Bauraum im Bereich des Armaturenbretts, insbesondere im Bereich einer Kombihutze, bereitgestellt werden, in dem das Head-Up Display montiert werden kann und mittels einer Abdeckung, die vorzugsweise transparent ist, vor Schmutzpartikeln geschützt werden. Die Abdeckung kann auch als Gehäuseöffnung angesehen werden.
Die Spiegeleinheit ist wie folgt ausgestaltet.
Wie vorstehend angedeutet umfasst die Spiegeleinheit wenigstens einen beweglich gelagerten Spiegel. Dabei wird im Folgenden die Ausgestaltung eines beweglich gelagerten Spiegels beschrieben, wobei es von der Erfindung umfasst ist, dass die Spiegeleinheit einen oder mehrere weitere bewegliche oder unbewegliche und gleich oder anders ausgestaltete Spiegel aufweist.
Wenigstens ein beweglich gelagerter Spiegel weist eine Spiegelfläche auf, die insbesondere dazu ausgestaltet ist, auf diese Spiegelfläche die Lichtstrahlung, welche das virtuelle Bild erzeugen soll, zu richten. Somit ist die Spiegelfläche dem ankommenden und auf den Spiegel treffenden Lichtstrahl zugerichtet.
Ferner weist der Spiegel eine Lagerfläche auf, die der Spiegelfläche abgewandt beziehungsweise dieser gegenüberliegend angeordnet ist. Bei dem hier beschrieben Spiegel dient die Lagerfläche dazu, Lagerelemente zum beweglichen Lagern des Spiegels zu tragen, wie dies nachfolgend in größerem Detail beschrieben ist.
Bezüglich der beweglichen Lagerung des Spiegels ist es vorgesehen, dass die Spiegeleinheit eine Mehrzahl an Lagerelementen zum beweglichen Lagern des Spiegels in einer korrespondierenden Aufnahme des Spiegels aufweist. Diese Lagerelemente sind unabhängig voneinander an dem Spiegel befestigt und können in einer oder mehreren korrespondierenden Aufnahmen und damit in entsprechenden Lageraufnahmen beziehungsweise Widerlagern des Head-Up Displays angeordnet werden, um den Spiegel so beweglich zu lagern.
Beispielsweise kann die Aufnahme, also die wenigstens eine Aufnahme, Teil eines Gehäuses des Head-Up Displays sein, was eine einfache Herstellbarkeit der Spiegeleinheit erlauben kann
Die Lagerelemente können daher mit der Kinematik des Head-Up Displays in Kontakt kommen beziehungsweise den Spiegel an die Kinematik anbinden und so eine Bewegbarkeit, wie insbesondere eine Schwenkbarkeit, des Spiegels ermöglichen.
Es ist ferner vorgesehen, dass die Lagerelemente unabhängig voneinander an dem Spiegel fixiert sind, wobei die Lagerelemente auf der Lagerfläche angeordnet sind.
Eine derartige Spiegeleinheit kann eine besonders gute Herstellbarkeit und eine besonders gute Adaptivität an unterschiedliche Platzverhältnisse bieten.
Für Head-Up Displays ist es bekannt, dass diese für eine Vielzahl von Fahrzeugvarianten und in großen Stückzahlen produziert werden. Deshalb ist gemäß dem Stand der Technik ein hohes Maß an Standardisierung zwingend erforderlich. Diese Standardisierung ist jedoch nur möglich, wenn die Orientierung des Head-Up Displays in den unterschiedlichen Fahrzeugen sich an die entsprechenden Augenpositionen des Fahrers und die Neigung der Windschutzscheibe oder der Combinerscheibe anpasst.
Bei unterschiedlichen Fahrzeugen wird aber, durch die unterschiedliche Windschutzscheibenneigung und -krümmung, oder durch unterschiedliche Ausgestaltung der Combinerscheibe, und die unterschiedliche Fahrerposition für jedes Fahrzeug ein unterschiedlicher und fahrzeugspezifischer Freiformspiegel benötigt.
Der Freiformspiegel wird üblicher Weise auf einer Kunststoffplatte beziehungsweise auf einem Kunststoffträger fixiert, an welcher beziehungsweise an welchem Lagerstellen ausgebildet sind und damit die Schnittstelle zur Kinematik des Head-Up Display ausgebildet wird. Die Spiegel sind je nach Windschutzscheibe oder Combinerscheibe unterschiedlich stark gekrümmt. Die Unterschiede im Randbereich sind bei den unterschiedlichen Fahrzeugen beispielhaft in einem Bereich von kleiner als 1mm und üblicher Weise im Bereich von 0,2mm bis 0,7mm.
Dadurch, dass als Lagerelemente bei einem Spiegelelement gemäß der Erfindung separate Bauteile verwendet werden und diese jeweils unabhängig voneinander, also etwa getrennt voneinander, an dem Spiegel befestigt werden können, kann gemäß der vorliegenden Erfindung darauf verzichtet werden, für jedes Fahrzeug spezifische Kunststoffträger herzustellen, an welchen die Spiegel fixiert werden, um so die Lagerstellenvariation auszugleichen.
Darüber hinaus kann durch den Verzicht des Spiegelträgers ebenfalls ermöglicht werden, dass etwa jeweils für Rechtslenker oder für Linkslenker jeweils gespiegelte Bauteile bereitgestellt werden müssen und gleichermaßen die Werkzeuge für deren Herstellung. Entsprechend kann die Herstellbarkeit deutlich verbessert werden.
Im Gegensatz zu den Lösungen aus dem Stand der Technik kann vielmehr auf einen derartigen Kunststoffträger vollständig verzichtet werden, was aufgrund von Materialeinsparung Kosten einsparen kann und ferner das Gewicht des Head-Up Displays reduziert. Dies ist selbstredend insbesondere für mobile Anwendungen von großer Wichtigkeit. Ferner kann auch die Größe und damit der Raumbedarf des Spiegels und damit des Head-Up Displays reduziert werden, was für einen Einbau beispielsweise in Armaturenbrettern von Fahrzeugen von großer Wichtigkeit sein kann.
Die Lagerelemente können gleich ausgebildet sein, was die Herstellbarkeit weiter vereinfacht, da die Lagerelemente unabhängig von der späteren Einbausituation des Spiegels und der Position am Spiegel hergestellt und verwendet werden können. Darüber hinaus können die Lagerelemente in ihren Ausmaßen klein sein und auch bei gegebenenfalls vorliegenden gleitmodifizierten beziehungsweise gleitoptimierten Materialien sehr kostengünstig herstellbar sein. Dies gilt auch deshalb, weil das fertige Lager, bedingt durch die geforderte Sauberkeit, schmiermittelfrei ausgelegt sein sollte und daher gleitmodifizierte Materialien von besonderem Vorteil sind.
Bezüglich einer Fixierung der Lagerelemente an dem Spiegel beziehungsweise an seiner Lagerfläche kann es vorgesehen sein, dass die Lagerelemente durch wenigstens eines von Kleben, Klipsen beziehungsweise Verrasten, Verschrauben, Anspritzen und Anschweißen an dem Spiegel befestigt sind. Derartige Befestigungen sind leicht erhältlich und bieten ferner eine dauerhaft stabile Befestigung, so dass sich ein einfaches Herstellungsverfahren mit einer hohen Stabilität vereinen lässt.
Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die Lagerelemente nur durch eine Klebstoffschicht an dem Spiegel befestigt sind. Insbesondere ist nur eine Klebstoffschicht vorgesehen, also nicht etwa ein Klebeband, sondern eine Klebstoffmasse, die vor Verfestigung, wie etwa vor einer Aushärtung, frei formbar ist.
Dadurch, dass eine insbesondere vor dem Härten formbare Klebstoffschicht verwendet wird, mit der die Lagerelemente an dem Spiegel fixiert sind, können die Lagerelemente vor dem Anbringen mit einem Lagerbereich an einer Lagerposition und damit in einer entsprechenden Position relativ zu dem Spiegel angeordnet werden und dann mit der Klebstoffschicht mit dem Spiegel verbunden werden. Dadurch wird es möglich, dass die Klebstoffschicht die Unterschiede basierend auf den unterschiedlichen Positionen der Widerlager relativ zu dem Spiegel zwischen unterschiedlichen Fahrzeugen und zwischen Rechtslenker und Linkslenker problemlos ausgleichen kann.
Es kann vorgesehen sein, dass die Spiegelfläche konkav ist und dass die Lagerfläche konvex ist. In dieser Ausgestaltung kann der Spiegel auf eine besonders einfache Weise erzeugt werden, indem die Spiegelfläche eine konkave Wölbung aufweist und die Lagerfläche keine besondere Form aufzuweisen braucht sondern auf einfache Weise konvex sein kann und somit an die Spiegelfläche angepasst sein kann.
Es kann ferner bevorzugt sein, dass die Lagerelemente unmittelbar an dem Spiegel oder einer Beschichtung des Spiegels fixiert sind. In anderen Worten kann es bevorzugt sein, dass die Lagerelemente unmittelbar auf der Lagerfläche fixiert sind. In dieser Ausgestaltung wird besonders klar, dass auf jegliche Träger für den Spiegel verzichtet werden kann, so dass die vorbeschriebenen Vorteile etwa hinsichtlich eines geringen Gewichts und Raumbedarfs und ferner einer einfachen Herstellbarkeit besonders effektiv sind.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass wenigstens ein Lagerelement, vorzugsweise sämtliche vorhandenen Lagerelemente, einen bevorzugt kugelförmigen Lagerbereich und einen starr mit dem Lagerbereich verbundenen Befestigungsbereich aufweist. In dieser Ausgestaltung können die Lagerelemente besonders klein und damit platzsparend und kostengünstig ausgebildet sein. Darüber hinaus können die Lagerelemente besonders einfach im Aufbau sein. Denn außer dem Lagerbereich und dem Befestigungsbereich braucht das beziehungsweise brauchen die Lagerelemente keine weiteren Bereiche aufweisen. Der Lagerbereich dient insbesondere dazu, mit der korrespondierenden Aufnahme beziehungsweise einem Gegenlager beziehungsweise Widerlager des Head-Up Displays zu wechselwirken beziehungsweise, um in einem Widerlager angeordnet zu sein. Für den Fall, dass auch die Anbindung an eine Kinematik über ein Lagerelement erfolgt, kann der Lagerbereich ebenfalls als Einwirkbereich beziehungsweise als Bereich zum Wechselwirken mit der Kinematik des Head-Up Displays dienen. Der Befestigungsbereich dient insbesondere dem Befestigen des Lagerelements an dem Spiegel. Der Befestigungsbereich kann beispielsweise eine Struktur aufweisen, die einer Klebeverbindung zuträglich ist. Beispielsweise kann der Befestigungsbereich zumindest zum Teil eine gewisse Rauheit aufweisen und/oder geriffelt sein.
Beispielsweise kann der Befestigungsbereich eine dreieckige Grundfläche aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Ausgestaltung eine besonders gute Vereinbarkeit von geringem Kontakt zum Spiegel, was eine niedrige Kontaktfläche von Substanzen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten ermöglicht, und einer hohen Fixierkraft vereint.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Befestigungsbereich eine Befestigungsseite zur Befestigung des Lagerelements auf der Lagerfläche aufweist, wobei zu der Befestigungsseite geöffnet ein Aufnahmeraum zum formschlüssigen Aufnehmen und Fixieren des Klebstoffs vorgesehen ist. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders stabile Fixierung des Lagerelements an dem Spiegel ermöglicht werden. Auch kann eine derartige Ausgestaltung dann hilfreich sein, wenn beispielsweise die Klebbarkeit oder eine andere Fixierung der Lagerelemente nicht oder nur unter erschwerten Bedingungen möglich ist. Denn in dieser Ausgestaltung kann neben einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Spiegel und Lagerelement durch den Klebstoff gleichermaßen eine formschlüssige Verbindung ausgebildet werden. Denn dadurch, dass zu der Befestigungsseite geöffnet ein Aufnahmeraum vorliegt, etwa durch eine zu der Befestigungsseite des Lagerelements gerichteten Öffnung des Aufnahmeraums, kann der Klebstoff in diesen fließen und nach Verfestigung beziehungsweise nach Härtung durch entsprechende Strukturen formschlüssig in dem Aufnahmeraum gehalten werden. Beispielsweise kann dies ermöglicht werden, indem eine von der Befestigungsseite in einer ersten Einfüllrichtung befüllbare Einfüllöffnung vorliegt und der hinter dieser Öffnung liegende Aufnahmeraum sich in einer Richtung senkrecht zu der Einfüllrichtung über die Einfüllöffnung heraus erstreckt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Spiegeleinheit zwei Lagerelemente aufweist, die auf einer Schwenkachse des Spiegels positioniert sind. Eine derartige Anzahl an Lagerelementen reicht bereits aus, um den Spiegel um die Schwenkachse zu verschwenken, so dass die Spiegeleinheit mit einer möglichst geringen Anzahl an Lagerelementen realisierbar ist.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Spiegeleinheit ferner ein Schwenkelement aufweist, wobei die Lagerelemente und das Schwenkelement in einer T-förmigen Anordnung an dem Spiegel fixiert sind. In dieser Ausgestaltung kann das Schwenkelement dazu vorgesehen sein, mit der Kinematik des Head-Up Displays in Kontakt zu kommen, um so den Spiegel zu verschwenken. In dieser Ausgestaltung braucht das Schwenkelement somit nicht bezüglich einer Lagerfunktion ausgebildet sein, sondern kann etwa auch als ein Element ausgebildet sein, dass über den Spiegel hinausgehend als einfacher Pin ausgestaltet ist, was etwa eine Materialeinsparung und Gewichtseinsparung erlauben kann.
Weiterhin können drei Lagerelemente vorgesehen sein, die in einer T-förmigen Anordnung an dem Spiegel fixiert sind. So können die auf der Schwenkachse liegenden Lagerelemente jeweils in die korrespondierenden Aufnahmen beziehungsweise Widerlager eingreifen um so eine schwenkbare Lagerung zu ermöglichen. Das dritte Lagerelement kann als Angriffspunkt für die Kinematik des Head-Up Displays dienen. In anderen Worten kann das dritte Lagerelement durch die Kinematik mit Bezug auf die Schwenkachse transversal bewegt werden, um so eine Schwenkbarkeit des Spiegels um die Schwenkachse zu ermöglichen, wie dies vorstehend für das Schwenkelement der Fall ist. Darüber hinaus kann die Herstellung in dieser Ausgestaltung besonders vereinfacht sein, da sämtliche an dem Spiegel angeordneten Elemente gleich ausgestaltet sein können.
Grundsätzlich kann das Anordnen dreier Elemente, also etwa dreier Lagerelemente oder zweier Lagerelemente und eines Schwenkelements somit ausreichend für die gewünschte Funktionalität sein und dabei geringen Materialaufwand und geringes Gewicht ermöglichen. Ferner gilt, dass bei drei Elementen eine geringe Kontaktfläche von Substanzen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten ermöglicht wird, also insbesondere der Lagenanordnung Spiegel - Klebstoff - Lagerelement.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile der Spiegeleinheit wird auf die Beschreibung des Head-Up-Displays, des Verfahrens, auf die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Head-Up Display zur Erzeugung eines virtuellen Bildes auf einer Windschutzscheibe oder einer Combinerscheibe eines Fahrzeuges, aufweisend ein Gehäuse, in dem eine mit einem insbesondere beweglichen Spiegel ausgestattete Spiegeleinheit vorgesehen ist, wobei von einer Bilderzeugungseinheit optische Strahlung zur Darstellung des virtuellen Bildes auf den Spiegel emittierbar ist, um das virtuelle Bild von der Bilderzeugungseinheit über die Spiegeleinheit durch eine Gehäuseöffnung des Gehäuses hindurch entlang eines ersten optischen Pfades auf die Windschutzscheibe oder die Combinerscheibe und in einen Sichtbereich eines Fahrers des Fahrzeugs zu projizieren, wobei die Spiegeleinheit ausgestaltet ist, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist.
Ein derartiges Head-Up Display dient insbesondere der Erzeugung eines virtuellen Bildes auf einer Windschutzscheibe oder einer Combinerscheibe eines Fahrzeuges und kann bevorzugt wie folgt ausgestaltet sein, wie dies vorstehend bereits beschrieben ist.
Das Head-Up Display umfasst wie vorstehend beschrieben eine Bildquelle beziehungsweise eine Bilderzeugungseinheit, die dazu dient, ein insbesondere virtuelles Bild, welches etwa von einem Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen werden kann zu erzeugen. Dies kann beispielsweise realisierbar sein, indem Lichtstrahlung zur Darstellung des virtuellen Bildes von der Bilderzeugungseinheit emittiert wird. Beispielsweise kann die Bilderzeugungseinheit in einem Gehäuse des Head-Up Displays angeordnet sein.
Ferner weist das Head-Up Display die beschriebene Spiegeleinheit auf, die beispielsweise eine oder mehrere beweglich gelagerte Spiegel umfassen kann und wie nachfolgend beschrieben ausgestaltet ist. Der bewegliche Spiegel kann beispielswiese zumindest um eine Drehachse schwenkbar gelagert sein. Der drehbar gelagerte Spiegel dient insbesondere zum Umlenken des von der Bilderzeugungseinheit ausgegebenen Lichts und kann in Strahlrichtung der von der Bilderzeugungseinheit emittierten Lichtstrahlung unmittelbar hinter der Bilderzeugungseinheit angeordnet sein. Von dem Spiegel kann die Lichtstrahlung durch das Gehäuse in einen Sichtbereich des Fahrers des Fahrzeugs geleitet werden. Somit kann von der Bilderzeugungseinheit optische Strahlung zur Darstellung des virtuellen Bildes auf den Spiegel emittierbar sein, um das virtuelle Bild von der Bilderzeugungseinheit über die Spiegeleinheit durch eine Gehäuseöffnung des Gehäuses hindurch entlang eines ersten optischen Pfades auf die Windschutzscheibe oder die Combinerscheibe und in einen Sichtbereich eines Fahrers des Fahrzeugs zu projizieren.
Die Projektionsfläche der Windschutzscheibe beziehungsweise der Combinerscheibe ist derart angeordnet, dass sie von einem Beobachter, insbesondere einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, betrachtbar ist. Die Projektionsfläche kann eine semitransparente Spiegelfläche aufweisen. Die auf das Anzeigeelement, beispielsweise die Windschutzscheibe, projizierte Information, welche von diesem reflektiert wird, kann in an sich bekannter Weise mit einer durch das Anzeigeelement hindurchscheinenden Information aus einer hinter dem Anzeigeelement gelegenen Umgebung überlagert werden, wodurch ein virtuelles Bild bzw. eine virtuelle Anzeige bereitgestellt werden kann. Um dem Fahrer je nach Sitzposition, bzw. je nach Größe des Fahrers, eine gute Sicht auf das virtuelle Bild zu ermöglichen, kann eine Augenbox, die auch „Eyebox“ genannt wird, im Fahrzeug nachgeführt werden. Die Eyebox ist derjenige Bereich oder Sichtbereich, in dem der Augenpunkt des Benutzers liegt, d.h. derjenige Bereich, in dem der Benutzer die angezeigte Information sehen kann. Das Umlenken des ausgegebenen Lichts durch die Projektionseinrichtung dient zum Nachführen der Eyebox und kann mittels einer Justiervorrichtung der Kinematik am Spiegel der Spiegeleinheit realisiert werden.
Die Position des Head-Up Displays liegt üblicherweise vor dem Beobachter, insbesondere vor dem Fahrer des Kraftfahrzeuges, in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs. Es kann vorgesehen sein, dass das Head-Up Display in dem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet ist. Beispielsweise kann ein Bauraum im Bereich des Armaturenbretts, insbesondere im Bereich einer Kombihutze, bereitgestellt werden, in dem das Head-Up Display montiert werden kann und mittels einer Abdeckung, die vorzugsweise transparent ist, vor Schmutzpartikeln geschützt werden. Die Abdeckung kann auch als Gehäuseöffnung angesehen werden.
Dadurch, dass die Spiegeleinheit wie vorstehend beschrieben ausgestaltet ist, und damit dadurch, dass die Spiegeleinheit ferner eine Mehrzahl an Lagerelementen zum beweglichen Lagern des Spiegels ein einer korrespondierenden Aufnahme aufweist, wobei die Lagerelemente insbesondere bevorzugt durch eine Klebstoffschicht unabhängig voneinander an dem Spiegel fixiert sind, wobei die Lagerelemente an der Lagerfläche angeordnet sind, können Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ermöglicht werden.
Insbesondere kann die Spiegeleinheit und damit das Head-Up Display mit verringertem Materialeinsatz und auf einfache Weise hergestellt werden. Dies ermöglicht beispielsweise ein geringes Gewicht, geringe Kosten und einen geringen Bauraum. Ferner ist eine hohe Adaptivität der Spiegeleinheit, und damit des Head-Up Displays, an die Peripherie des Fahrzeugs, in dem das Head-Up Display eingebaut ist, ermöglicht.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Head-Up-Displays wird auf die Beschreibung der Spiegeleinheit, des Verfahrens, auf die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.
Beschrieben wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Spiegeleinheit für ein Head-Up Display. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

a) Bereitstellen eines Spiegels für die Spiegeleinheit;
b) Bereitstellen einer Mehrzahl von Lagerelementen, wobei die Lagerelemente einen insbesondere kugelförmigen Lagerbereich und einen starr mit dem Lagerbereich verbundenen Befestigungsbereich aufweisen;
c) Positionieren der Lagerbereiche in einer Lagerposition, insbesondere unter Verwendung einer Positionierhilfe; und
d) Positionieren und Fixieren der Befestigungsbereiche an der Lagerfläche des Spiegels.

Durch ein derartiges Verfahren kann auf besonders einfache und adaptive Weise ein Spiegelelement erzeugt werden. Insbesondere kann auf diese Weise auf besonders einfache und adaptive Weise ein Spiegel für ein derartiges Spiegelelement mit einer Lagerung zum Schwenkbaren Lagern des Spiegels in dem Head-Up Display versehen werden.
Gemäß Verfahrensschritt a) umfasst das Verfahren zunächst das Bereitstellen eines Spiegels für die Spiegeleinheit. In diesem Verfahrensschritt kann grundsätzlich ein an sich bekannter Spiegel bereitgestellt werden, wie er für herkömmliche Spiegeleinheiten bekannt ist. Insbesondere kann der Spiegel eine konkave Spiegelfläche aufweisen, die an die Gegebenheiten, wie beispielsweise die Krümmung der Windschutzscheibe des Fahrzeugs, angepasst ist. Der Spiegel kann beispielsweise nur aus Glas und einer Beschichtung, wie etwa einer Aluminiumbeschichtung oder einer Silberbeschichtung, auf der Spiegelfläche versehen sein. Auch eine Beschichtung auf der Lagerfläche des Spiegels soll nicht ausgeschlossen sein.
Allerdings ist es hier vorgesehen, dass der Spiegel auf seiner Rückseite, hier Lagerfläche genannt, frei ist von einem mit Lagerstellen versehenem Träger, wie etwa Kunststoffträger.
Gemäß Verfahrensschritt b) ist ferner vorgesehen das Bereitstellen einer Mehrzahl von Lagerelementen, wobei die Lagerelemente einen insbesondere kugelförmigen Lagerbereich und einen starr mit dem Lagerbereich verbundenen Befestigungsbereich aufweisen. Diese Lagerelemente können grundsätzlich in einer großen Variationsfreiheit ausgebildet werden, insoweit sie einen Lagerbereich aufweisen, der zum Wechselwirken mit einem entsprechenden Widerlager insbesondere für eine rotierbare beziehungsweise schwenkbare Lagerung dienen, und insoweit sie ferner einen Befestigungsbereich aufweisen, der dazu dient, die Lagerelemente mit dem Spiegel zu verbinden. Für eine entsprechende Lagerung des Spiegels ist es hierbei von Vorteil, dass der entsprechende Lagerbereich mit dem entsprechenden Befestigungsbereich starr verbunden ist.
Gemäß Verfahrensschritt b) ist ferner vorgesehen das Positionieren der Lagerbereiche in einer Lagerposition. Die Lagerposition ist insbesondere die Position, in welcher die Lagerbereiche in einer späteren Anwendung des Head-Up Displays beziehungsweise der Spiegeleinheit mit einer korrespondierenden Aufnahme beziehungsweise einem Widerlager wechselwirken. In anderen Worten soll die Lagerposition eine unabhängige Position relativ zu dem Spiegel sein, welche einer Position des Lagerbereichs relativ zu dem Spiegel in der späteren Anwendung entspricht. Diese Position der Lagerbereiche kann beispielsweise sichergestellt werden, indem beispielsweise für jedes Lagerelement eine entsprechend relativ zu dem Spiegel positionierte Positionierhilfe, wie etwa eine Auflage für den Lagerbereich, verwendet wird.
Entsprechend kann es besonders bevorzugt sein, dass die Lagerpositionen in Abhängigkeit der Position der Widerlager und gegebenenfalls einer Ansteuerung der Kinematik des Head-Up Displays in der späteren Anwendung der Spiegeleinheit in dem Head-Up Display gewählt wird.
Anschließend erfolgt gemäß Verfahrensschritt d) das Positionieren und Fixieren der Befestigungsbereiche an der Lagerfläche des Spiegels. Dies kann beispielsweise realisiert werden durch ein Verschwenken der Lagerelemente derart, dass die Lagerbereiche in der Lagerposition verbleiben und die Befestigungsbereiche in einer Fixierposition benachbart zu dem Spiegel positioniert werden. Somit verbleiben die Lagerbereiche in den entsprechenden Lagerpositionen gehalten und die Lagerelemente werden entsprechend verschwenkt beziehungsweise die Lagerelemente werden entsprechend bewegt, bis sie in einer Befestigungsposition positioniert sind. Beispielsweise können die Lagerelemente beziehungsweise die Befestigungsbereiche an dem Spiegel anliegen beziehungsweise von einer an dem Spiegel angeordneten Klebstoffschicht zumindest zum Teil aufgenommen sein. Wie vorstehend beschrieben sind jedoch ferner noch weitere Möglichkeiten der Fixierung der Lagerelemente am Spiegel vom Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst.
Wenn die Lagerelemente durch einen Klebstoff an dem Spiegel fixiert werden, wobei insbesondere eine vor dem Härten formbare Klebstoffschicht verwendet wird, kann es ferner vorgesehen sein, dass eine Klebstoffschicht an dem Lagerelement beziehungsweise an dem Befestigungsbereich vorliegt oder auch an dem Spiegel. Da die genaue Ausrichtung des Lagerelements relativ zu dem Spiegel abhängig ist von der Lagerposition relativ zu dem Spiegel, können entsprechende Unterschiede in der Ausrichtung durch eine Dicke der Klebstoffschicht problemlos ausgeglichen werden. Derartige Unterschiede können etwa begründet sein durch die Unterschiedliche Ausgestaltung von Rechts- oder Linkslenker oder durch unterschiedliche Ausgestaltungen von Combinerscheibe oder Windschutzscheibe.
Wie vorstehend angedeutet kann dadurch, dass zwar die genaue Ausrichtung des Lagerelements relativ zu dem Spiegel abhängig ist von der Lagerposition relativ zu dem Spiegel, jedoch entsprechende Unterschiede in der Ausrichtung durch eine Dicke der Klebstoffschicht problemlos ausgeglichen werden, die gleichen Elemente besonders adaptiv verwendet werden. Denn durch eine mögliche Verwendung unterschiedlicher Lagerpositionen sowohl relativ zu dem Spiegel als auch relativ zu anderen Lagerpositionen kann eine Verwendung unabhängig von den Spezifikationen des Head-Up Displays beziehungsweise des Fahrzeugs angewendet werden.
Darüber hinaus kann durch reduzierten Materialeinsatz gewichtsarm und kostengünstig gearbeitet werden.
Es kann bevorzugt sein, dass das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist:

e) Bereitstellen einer Aufnahmeeinrichtung, wobei die Aufnahmeeinrichtung erste Abstützungen zum Abstützen der Spiegelfläche des Spiegels aufweist und wobei die Aufnahmeeinrichtung ferner zweite Abstützungen zum schwenkbaren Abstützen der Lagerbereiche der Lagerelemente aufweist;
f) Positionieren des Spiegels auf den ersten Abstützungen;
g) Positionieren der Lagerelemente mit ihren Lagerbereichen auf den zweiten Abstützungen; und
h) Fixieren der Befestigungsbereiche der Lagerelemente an dem Spiegel.

Gemäß Verfahrensschritt e) wird zunächst eine Aufnahmeeinrichtung mit spezifischen Ausgestaltungen bereitgestellt. Diese Aufnahmeeinrichtung soll es ermöglichen, dass sowohl der Spiegel, als auch die Lagerelemente in einer geeigneten Relativposition zueinander ausgerichtet werden. Entsprechend ist es vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung erste Abstützungen zum Abstützen der Spiegelfläche des Spiegels aufweist und wobei die Aufnahmeeinrichtung ferner zweite Abstützungen zum schwenkbaren Abstützen der Lagerbereiche der Lagerelemente aufweist. Dabei sind die ersten und zweiten Abstützungen bevorzugt derart ausgebildet, das die Relativposition von Spiegel und Lagerelementen zueinander gewährleistet ist.
Ferner ist es gemäß Verfahrensschritt f) vorgesehen das Positionieren des Spiegels auf den ersten Abstützungen, insbesondere mit der Spiegelfläche nach unten, und gemäß Verfahrensschritt g) das Positionieren der Lagerelemente mit ihren Lagerbereichen auf den zweiten Abstützungen. Dabei kann insbesondere Verfahrensschritt g) korrespondierend sein zu Verfahrensschritt c).
Weiterhin erfolgt gemäß Verfahrensschritt h) das Fixieren der Befestigungsbereiche der Lagerelemente an dem Spiegel, Das kann insbesondere umfassen das Anordnen einer Klebstoffschicht auf dem Spiegel und/oder auf dem Befestigungsbereich vor und/oder nach dem Anordnen der Lagerelemente an den entsprechenden Abstützungen und anschließend nach Ausrichtung der Lagerelemente das Härten des Klebstoffs.
In dieser Ausgestaltung kann somit die Aufnahmeeinrichtung die späteren Gegebenheiten des Head-Up Displays simulieren und es so besonders einfach möglich machen, die Lagerelemente in der gewünschten Position und Ausrichtung zu dem Spiegel an diesem zu fixieren.
Es kann somit besonders bevorzugt sein, dass die Positionen der ersten Abstützungen relativ zu den Positionen der zweiten Abstützungen zumindest zum Teil gewählt wird in Abhängigkeit von den Positionen der korrespondierenden Aufnahme wie etwa von Widerlagern und einer Kinematikanbindung eines Head-Up Displays.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass das Verfahren zwar im Hinblick auf eine Mehrzahl von Lagerelementen beschrieben ist, es jedoch explizit offenbart sein soll, das Verfahren im Hinblick auf die Verwendung zweier Lagerelemente und eines Schwenkelements durchzuführen.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Verfahrens wird auf die Beschreibung der Spiegeleinheit, des Head-Up-Displays, auf die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung zeigend ein eine Spiegeleinheit gemäß der Erfindung;
2 einen Spiegel für eine Spiegeleinheit gemäß der Erfindung in einer Sicht auf die Spiegelfläche;
3 einen Spiegel für eine Spiegeleinheit gemäß der Erfindung in einer Sicht auf die Lagerfläche in einer ersten Ausgestaltung;
4 einen Spiegel für eine Spiegeleinheit gemäß der Erfindung in einer Sicht auf die Lagerfläche in einer weiteren Ausgestaltung;
5 einen ersten Schritt zur Herstellung einer Spiegeleinheit gemäß der Erfindung;
6 einen weiteren Schritt zur Herstellung einer Spiegeleinheit gemäß der Erfindung;
7 einen weiteren Schritt zur Herstellung einer Spiegeleinheit gemäß der Erfindung;
8 einen weiteren Schritt zur Herstellung einer Spiegeleinheit gemäß der Erfindung;
9 eine Schnittansicht durch ein Lagerelement, das an einem Spiegel fixiert ist; und
10 eine Detailansicht eines an einem Spiegel zu fixierenden Lagerelements.

In der 1 ist eine Spiegeleinheit 10 für ein Head-Up Display zur Erzeugung eines virtuellen Bildes auf einer Windschutzscheibe oder einer Combinerscheibe eines Fahrzeuges gezeigt.
Die Spiegeleinheit 10 dient somit insbesondere dem Einsatz in einem Head-Up Display, welches in einem Fahrzeug, wie einem Kraftfahrzeug, eingebaut ist beziehungsweise eingebaut werden soll.
Ein derartiges Head-Up-Display, für das die Spiegeleinheit ausgebildet ist, umfasst beispielsweise ein Gehäuse, in dem eine mit einem insbesondere beweglichen Spiegel ausgestattete Spiegeleinheit vorgesehen ist, wobei von einer Bilderzeugungseinheit optische Strahlung zur Darstellung des virtuellen Bildes auf den Spiegel emittierbar ist, um das virtuelle Bild von der Bilderzeugungseinheit über die Spiegeleinheit durch eine Gehäuseöffnung des Gehäuses hindurch entlang eines ersten optischen Pfades auf die Windschutzscheibe oder die Combinerscheibe und in einen Sichtbereich eines Fahrers des Fahrzeugs zu projizieren. Wichtig ist somit, dass der Spiegel 12 der Spiegeleinheit 10 schwenkbar gelagert ist und damit, dass der Spiegel 12 entsprechend gelagert werden kann.
Die Spiegeleinheit 10 umfasst den Spiegel 12 mit einer Spiegelfläche 14 und einer Lagerfläche 16. Die Spiegelfläche 14 ist dabei die Fläche des Spiegels 12, auf welche von einer Bilderzeugungseinheit des Head-Up Displays emittierte Strahlung treffen soll, wohin gegen die Lagerfläche 16 die der Spiegelfläche 14 abgewandte beziehungsweise gegenüberliegend angeordnete Fläche sein soll.
Es ist ferner gezeigt, dass die Spiegeleinheit 10 ferner eine Mehrzahl an Lagerelementen 18₁ , 18₂ , 18₃ zum beweglichen Lagern des Spiegels 10 aufweist, wobei die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ durch eine Klebstoffschicht 20 an dem Spiegel 12 fixiert sind. Die Klebstoffschicht 20 ist, wie später im Detail gezeigt, an der Lagerfläche 16 angeordnet.
Dabei ist gezeigt, dass drei Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ vorgesehen sind, die ein einer T-förmigen Anordnung an dem Spiegel 12 fixiert sind. Die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , dienen dabei dem Anordnen in einem Widerlager und ermöglichen es bei einer Position in jeweils einem entsprechenden Widerlager des Head-Up Displays, dass der Spiegel 12 um eine durch die Position der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , definierte Schwenkachse schwenkbar beziehungsweise rotierbar ist. Das Lagerelement 18₃ dient dem Wechselwirken des Spiegels mit einer Kinematik des Head-Up Displays beziehungsweise ermöglicht es, dass eine Kinematik des Head-Up Displays an dem Spiegel 12 angreifen kann und so eine Verschwenkung des Spiegels 12 steuern kann. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass das Lagerelement 18₃ durch die Kinematik mit Bezug auf die Schwenkachse transversal bewegt wird, um so eine Schwenkbarkeit des Spiegels 12 um die Schwenkachse zu ermöglichen.
In der 1 sind dabei insbesondere Lagerbereiche 22₁ , 22₂ , 22₃ der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ gezeigt, die mit den Widerlagern wechselwirken sollen beziehungsweise in diesen angeordnet werden sollen. Es ist zu erkennen, dass die Lagerbereiche 22₁ , 22₂ , 22₃ kugelförmig ausgestaltet sind. Dies ermöglicht es auf vorteilhafte Weise, dass die Lagerbereiche 22₁ , 22₂ , 22₃ nicht zwingend in einer bestimmten räumlichen Ausrichtung zu den Widerlagern vorliegen beziehungsweise in diese eingreifen müssen, sondern dass es vielmehr ermöglicht wird, dass die Lagerbereiche 22₁ , 22₂ , 22₃ mit einem gewissen Spiel hinsichtlich der räumlichen Ausrichtung angeordnet werden können.
In der 2 ist ein Spiegel 12 für eine Spiegeleinheit 10 gezeigt. Zunächst ist zu sehen, dass der Spiegel 12 einen Grundkörper 26 aufweist, der etwa aus Kunststoff oder Glas ausgebildet sein kann. An der Spiegelfläche 14 ist der Spiegel 12 beziehungsweise sein Grundkörper 26 mit einer Beschichtung 28 versehen, die insbesondere ein Metall, wie etwa Aluminium oder Silber, umfassen kann oder daraus bestehen kann. An der Lagerfläche 16 kann der Grundkörper 26 frei liegen, so dass die Lagerelemente 18 mittels eines Klebstoffs unmittelbar an dem Grundkörper 26 fixiert werden können, wie dies nachfolgend in größerem Detail beschrieben ist.
Es ist ferner zu erkennen, dass der Spiegel 12 ein Konkavspiegel ist, der eine konkave Spiegelfläche 14 aufweist, wobei ferner gezeigt sein soll, dass der Spiegel 12 eine konvexe Lagerfläche 16 aufweist. Die Krümmung des Spiegels 12 sollte an die Gegebenheiten des Einbauortes angepasst sein. Dies sollte realisiert sein, da die Orientierung des Head-Up Displays in unterschiedlichen Fahrzeugen sich an die entsprechenden Augenpositionen des Fahrers und die Neigung der Windschutzscheibe oder der Combinerscheibe anpassen sollte.
Bei unterschiedlichen Fahrzeugen wird aber, durch die unterschiedliche Windschutzscheibenneigung und -krümmung, oder durch unterschiedliche Ausgestaltung der Combinerscheibe, und die unterschiedliche Fahrerposition für jedes Fahrzeug ein unterschiedlicher und fahrzeugspezifischer Spiegel 12 benötigt. Insbesondere sollte die Krümmung des Spiegels 12 daher an die Fahrzeugspezifikationen beziehungsweise insbesondere an die Spezifikationen der Abbildungsfläche, also Windschutzscheibe oder Combinerscheibe, angepasst sein.
Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass, wie vorstehend beschrieben, die Spiegeleinheit 10 ferner eine Mehrzahl an Lagerelementen 18₁ , 18₂ , 18₃ zum beweglichen Lagern des Spiegels 12 aufweist, wobei die Lagerelemente 18 durch eine Klebstoffschicht 20 an dem Spiegel 12 fixiert sind.
Dies ist in den 3 und 4 gezeigt, wobei in der 3 eine Ausgestaltung der Spiegeleinheit 10 für ein linksgelenktes Kraftfahrzeug gezeigt ist und wobei in 4 eine Ausgestaltung der Spiegeleinheit 10 für ein rechtsgelenktes Kraftfahrzeug gezeigt ist.
Insbesondere zeigen die 3 und 4 jeweils die Lagerfläche 16 der Spiegel 12, an denen mittels der Klebstoffschicht 20 die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ fixiert sind. Es ist gut zu erkennen, dass drei Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ vorgesehen sind, die ein einer T-förmigen Anordnung an dem Spiegel 12 fixiert sind. Die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , dienen dabei dem Anordnen in einem Widerlager und ermöglichen es bei einer Position in jeweils einem entsprechenden Widerlager des Head-Up Displays, dass der Spiegel 12 um eine durch die Position der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , definierte Schwenkachse schwenkbar beziehungsweise rotierbar ist. Das Lagerelement 18₃ dient einer Anbindung des Spiegels 12 an eine Kinematik des Head-Up Displays.
Bezüglich der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ ist gezeigt, dass diese einen kugelförmigen Lagerbereich 22 und einen starr mit dem Lagerbereich 22 verbundenen Befestigungsbereich 24 aufweisen.
Es ist ferner insbesondere zu erkennen, dass die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ nur durch die Klebstoffschicht 20 unmittelbar an dem Spiegel 12 beziehungsweise seinem Grundkörper 26 fixiert sind.
Darüber hinaus wird ersichtlich, dass die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ im Wesentlichen frei an dem Spiegel 12 positionierbar sind und somit die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ auch in unterschiedlichen Relativpositionen zu dem Spiegel 12 an diesem fixiert werden können. Dies ermöglicht es, dass die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ in einer Position an dem Spiegel 12 fixiert werden können, die unterschiedlichsten Lagerpositionen von verschiedenen Head-Up Displays relativ zu dem Spiegel 12 entsprechen können. In anderen Worten ist es problemlos möglich im Wesentlichen unabhängig von der Form des Spiegels 12 und im Wesentlichen unabhängig von der Relativposition der Widerlager des Head-Up Displays beziehungsweise einer Anbindung an die Kinematik des Head-Up Displays, relativ zu dem Spiegel 12, die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ an dem Spiegel 12 zu fixieren.
Ein derartiges Verfahren zum Herstellen einer Spiegeleinheit 10 für ein Head-Up Display ist in einer Ausgestaltung in den 5 bis 8 gezeigt. Es umfasst grundsätzlich die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen des Spiegels 12 für die Spiegeleinheit 10;
b) Bereitstellen einer Mehrzahl von Lagerelementen 18₁ , 18₂ , 18₃ , wobei die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ einen Lagerbereich 22₁ , 22₂ , 22₃ und einen starr mit dem Lagerbereich 22₁ , 22₂ , 22₃ verbundenen Befestigungsbereich 24₁ , 24₂ , 24₃ aufweisen;
c) Positionieren der Lagerbereiche 22₁ , 22₂ , 22₃ in einer Lagerposition, insbesondere unter Verwendung einer Positionierhilfe; und
d) Positionieren und Fixieren der Befestigungsbereiche 24₁ , 24₂ , 24₃ an der Lagerfläche 16 des Spiegels 12.

Im Detail wird das Verfahren wie folgt ausgeführt.
Zunächst erfolgt, wie in 5 gezeigt, das Bereitstellen einer Aufnahmeeinrichtung 30. Die Aufnahmeeinrichtung 30 weist spezifische Ausgestaltungen auf, die es ermöglichen, dass sowohl der Spiegel 12, als auch die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ in einer geeigneten Relativposition zueinander ausgerichtet werden. Die Aufnahmeeinrichtung 30 soll dadurch die späteren Gegebenheiten des Head-Up Displays simulieren und es so besonders einfach möglich machen, die Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ in der gewünschten Position und Ausrichtung zu dem Spiegel 12 an diesem zu fixieren.
Entsprechend ist es vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung 30 erste Abstützungen 32₁ , 32₂ , 32₃ , 32₄ zum Abstützen der Spiegelfläche 14 des Spiegels 14 aufweist und dass die Aufnahmeeinrichtung 30 ferner beispielsweise halbschalenförmige beziehungsweise halbkreisförmige zweite Abstützungen 34₁ , 34₂ , 34₃ zum schwenkbaren Abstützen der Lagerbereiche 22₁ , 22₂ , 22₃ der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ aufweist. Dabei sind die ersten Abstützungen 32₁ , 32₂ , 32₃ , 32₄ und zweiten Abstützungen 34₁ , 34₂ , 34₃ bevorzugt derart ausgebildet, das die Relativposition von Spiegel 12 und Lagerelementen 18₁ , 18₂ , 18₃ zueinander gewährleistet ist.
Beispielsweise können wenigstens eine von den ersten Abstützungen 32₁ , 32₂ , 32₃ , 32₄ und zweiten Abstützungen 34₁ , 34₂ , 34₃ beweglich sein, um die Aufnahmeeinrichtung 30 so an veränderte Gegebenheiten anzupassen. Alternativ können die ersten Abstützungen 32₁ , 32₂ , 32₃ , 32₄ und die zweiten Abstützungen 34₁ , 34₂ , 34₃ auch unbeweglich sein und damit charakteristisch für eine bestimmte Anwendung.
Ferner ist, wie in 6 gezeigt, vorgesehen das Positionieren des Spiegels 12 auf den ersten Abstützungen 32₁ , 32₂ , 32₃ , 32₄ , insbesondere mit der Spiegelfläche 14 nach unten, und, wie in 7 gezeigt, das Positionieren der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ mit ihren Lagerbereichen 22₁ , 22₂ , 22₃ auf den zweiten Abstützungen 34₁ , 34₂ , 34₃ . Durch eine Ausgestaltung der Aufnahmeeinrichtung 30 wie vorstehend beschrieben wird es so möglich, dass die Lagerbereiche 22₁ , 22₂ , 22₃ der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ in einer Relativposition zu dem Spiegel 12 angeordnet sind, die einer entsprechenden Position in der gewünschten Anwendung entspricht, und somit in einer Lagerposition.
Wenn dies realisiert ist erfolgt, wie in der 8 gezeigt, das Fixieren der Befestigungsbereiche 24₁ , 24₂ , 24₃ der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ an dem Spiegel 12, was insbesondere unter Verwendung einer Klebstoffschicht 20 realisierbar ist. Beispielsweise kann die Klebstoffschicht 20 vor einem Anordnen der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ auf den zweiten Abstützungen 34₁ , 34₂ , 34₃ auf den Spiegel 12 oder auf die Befestigungsbereiche 24₁ , 24₂ , 24₃ aufgebracht werden, so dass die Befestigungsbereiche 24₁ , 24₂ , 24₃ durch ein Verschwenken der der Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ mittels der Klebstoffschicht 20 an dem Spiegel 12 fixiert werden können.
Dies ist in größerem Detail in der 10 gezeigt. In der 10 ist eine Detailansicht eines Lagerelements 18 gezeigt, das mit seinem Lagerbereich 22 in einer zweiten Abstützung 34 und damit in einer Lagerposition vorliegt. Ausgehend von dieser Position kann das Lagerelement 18 von einer Position, in der der Befestigungsbereich 24 von dem Spiegel 12 beabstandet ist, verschwenkt werden, bis es beispielsweise mit dem Spiegel 12 oder einer zwischen Spiegel 12 und Lagerelement 18 befindlichen Klebstoffschicht 20 wechselwirkt.
Dies zeigt deutlich die Einfachheit des Verfahrens, durch welches effektiv und verlässlich und damit hoch definiert der Spiegel 12 mit einer Lagerung versehen werden kann, wobei diese Lagerung hoch adaptiv umsetzbar ist.
Nach Aushärten des Klebstoffs der Klebstoffschicht 20 kann der Spiegel 12 samt der fixierten Lagerelemente 18₁ , 18₂ , 18₃ entnommen werden und als Spiegeleinheit 10 in einem Head-Up Display verbaut werden.
In der 9 ist eine Ausgestaltung eines Lagerelements 18 gezeigt, welche eine besonders sichere Fixierung des Lagerelements 18 an dem Spiegel 12 durch die Klebstoffschicht 20 ermöglicht.
Im Detail ist in der 9 gezeigt, dass der Befestigungsbereich 24 eine Befestigungsseite 38 aufweist, welche in Richtung des Spiegels 12 ausgerichtet werden soll, und wobei zu der Befestigungsseite 38 geöffnet ein Aufnahmeraum 40 zum formschlüssigen Aufnehmen und Fixieren des Klebstoffs vorgesehen ist. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders stabile Fixierung des Lagerelements 18 an dem Spiegel 12 ermöglicht werden. Auch kann eine derartige Ausgestaltung dann hilfreich sein, wenn die Klebbarkeit der Lagerelemente 18 nicht oder nur unter erschwerten Bedingungen möglich ist. Denn in dieser Ausgestaltung kann neben einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Spiegel 12 und Lagerelement 18 durch den Klebstoff gleichermaßen eine formschlüssige Verbindung ausgebildet werden. In anderen Worten kann eine mechanische Verriegelung erzeugt werden.
Denn der Klebstoff kann etwa durch eine Öffnung 42 in den Aufnahmeraum 40 fließen und nach Verfestigung beziehungsweise nach Härtung durch entsprechende Strukturen formschlüssig in dem Aufnahmeraum 40 gehalten werden. In 10 ist gezeigt, dass dies ermöglicht wird, indem der hinter der als Einfüllöffnung fungierenden Öffnung 42 liegende Aufnahmeraum 40 sich in einer Richtung senkrecht zu der Einfüllrichtung über die Öffnung 42 heraus erstreckt. In anderen Worten hat der Aufnahmeraum 40 in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Spiegeloberfläche, also parallel ohne Berücksichtigung einer Krümmung, eine größere räumliche Ausdehnung, als die Öffnung 42. Dadurch wird die mechanische Fixierung gewährleistet.
Bezugszeichenliste

10: Spiegeleinheit
12: Spiegel
14: Spiegelfläche
16: Lagerfläche
18: Lagerelement
20: Klebstoffschicht
22: Lagerbereich
24: Befestigungsbereich
26: Grundkörper
28: Beschichtung
30: Aufnahmeeinrichtung
32: erste Abstützung
34: zweite Abstützung
38: Befestigungsseite
40: Aufnahmeraum
42: Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2016/186034 A1 [0004]

Claims

Spiegeleinheit für ein Head-Up Display zur Erzeugung eines virtuellen Bildes auf einer Windschutzscheibe oder einer Combinerscheibe eines Fahrzeuges, wobei die Spiegeleinheit (10) einen Spiegel (12) mit einer Spiegelfläche (14) und einer der Spiegelfläche (14) abgewandten Lagerfläche (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (10) ferner eine Mehrzahl an Lagerelementen (18₁, 18₂, 18₃) zum beweglichen Lagern des Spiegels (12) in einer korrespondierenden Aufnahme aufweist, wobei die Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) unabhängig voneinander an dem Spiegel (12) fixiert sind, wobei die Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) (20) auf der Lagerfläche (16) angeordnet sind.
Spiegeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) durch wenigstens eines von Kleben, Klipsen, Verschrauben, Anspritzen und Anschweißen an dem Spiegel (12) befestigt sind.
Spiegeleinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) nur durch eine Klebstoffschicht (20) an dem Spiegel (12) befestigt sind.
Spiegeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) unmittelbar auf der Lagerfläche (16) fixiert sind.
Spiegeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lagerelement (18₁, 18₂, 18₃) einen insbesondere kugelförmigen Lagerbereich (22₁, 22₂, 22₃) und einen starr mit dem Lagerbereich (22₁, 22₂, 22₃) verbundenen Befestigungsbereich (24₁, 24₂, 24₃) aufweist.
Spiegeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (24₁, 24₂, 24₃) eine Befestigungsseite (38) zur Befestigung des Lagerelements (18₁, 18₂, 18₃) auf der Lagerfläche (16) aufweist, wobei zu der Befestigungsseite (38) geöffnet ein Aufnahmeraum (40) zum formschlüssigen Aufnehmen und Fixieren des Klebstoffs vorgesehen ist.
Spiegeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (10) zwei Lagerelemente (18₁, 18₂) aufweist, die auf einer Schwenkachse des Spiegels (12) positioniert sind.
Spiegeleinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (10) ein Schwenkelement aufweist, wobei die Lagerelemente (18₁, 18₂) und das Schwenkelement in einer T-förmigen Anordnung an dem Spiegel (12) fixiert sind.
Spiegeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme Teil eines Gehäuses des Head-Up Displays ist.
Head-Up Display zur Erzeugung eines virtuellen Bildes auf einer Windschutzscheibe oder einer Combinerscheibe eines Fahrzeuges, aufweisend ein Gehäuse, in dem eine mit einem insbesondere beweglichen Spiegel (12) ausgestattete Spiegeleinheit (10) vorgesehen ist, wobei von einer Bilderzeugungseinheit optische Strahlung zur Darstellung des virtuellen Bildes auf den Spiegel (12) emittierbar ist, um das virtuelle Bild von der Bilderzeugungseinheit über die Spiegeleinheit (10) durch eine Gehäuseöffnung des Gehäuses hindurch entlang eines ersten optischen Pfades auf die Windschutzscheibe oder die Combinerscheibe und in einen Sichtbereich eines Fahrers des Fahrzeugs zu projizieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (10) ausgestaltet ist nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zum Herstellen einer Spiegeleinheit (10) für ein Head-Up Display, aufweisend die Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines Spiegels (12) für die Spiegeleinheit (10); b) Bereitstellen einer Mehrzahl von Lagerelementen (18₁, 18₂, 18₃), wobei die Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) einen insbesondere kugelförmigen Lagerbereich (22₁, 22₂, 22₃) und einen starr mit dem Lagerbereich (22₁, 22₂, 22₃) verbundenen Befestigungsbereich (24₁, 24₂, 24₃) aufweisen; c) Positionieren der Lagerbereiche (22₁, 22₂, 22₃) in einer Lagerposition, insbesondere unter Verwendung einer Positionierhilfe; und d) Positionieren und Fixieren der Befestigungsbereiche (24₁, 24₂, 24₃) an der Lagerfläche (16) des Spiegels (12).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist: e) Bereitstellen einer Aufnahmeeinrichtung (30), wobei die Aufnahmeeinrichtung (30) erste Abstützungen (32₁, 32₂, 32₃, 32₄) zum Abstützen der Spiegelfläche (14) des Spiegels (12) aufweist und wobei die Aufnahmeeinrichtung (30) ferner zweite Abstützungen (34₁, 34₂, 34₃) zum schwenkbaren Abstützen der Lagerbereiche (22₁, 22₂, 22₃) der Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) aufweist; f) Positionieren des Spiegels (12) auf den ersten Abstützungen (32₁, 32₂, 32₃, 32₄); g) Positionieren der Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) mit ihren Lagerbereichen (22₁, 22₂, 22₃) auf den zweiten Abstützungen (34₁, 34₂, 34₃); und h) Fixieren der Befestigungsbereiche der (24₁, 24₂, 24₃) Lagerelemente (18₁, 18₂, 18₃) an dem Spiegel.