DE102022117236A1 - Arrangement for a head-up display of a vehicle and a head-up display and a vehicle - Google Patents
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Abstract
Anordnung für ein Headup-Display eines Fahrzeugs, umfassend eine Lenksäule des Fahrzeugs mit einem Gehäuse, einen Anzeigeschirm des Headup-Displays und einen Umlenkspiegel des Headup-Displays, sowie Lenksäule für ein Fahrzeug mit einem Headup-Display, Headup-Display für ein Fahrzeug und Fahrzeug.Arrangement for a head-up display of a vehicle, comprising a steering column of the vehicle with a housing, a display screen of the head-up display and a deflection mirror of the head-up display, as well as a steering column for a vehicle with a head-up display, head-up display for a vehicle and Vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Headup-Display eines Fahrzeugs, umfassend eine Lenksäule des Fahrzeugs mit einem Gehäuse, einen Anzeigeschirm des Headup-Displays und einen Umlenkspiegel des Headup-Displays. Ferner betrifft die Erfindung eine Lenksäule für ein Fahrzeug mit einem Headup-Display, ein Headup-Display für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug.The invention relates to an arrangement for a head-up display of a vehicle, comprising a steering column of the vehicle with a housing, a display screen of the head-up display and a deflection mirror of the head-up display. The invention further relates to a steering column for a vehicle with a head-up display, a head-up display for a vehicle and a vehicle.
Anordnungen der eingangs genannten Art gehören in unterschiedlichen Ausgestaltungen zum Stand der Technik und dienen dazu, eine Headup-Display eines Fahrzeugs relativ zu einer Lenksäule des Fahrzeugs anzuordnen. Das Headup-Display umfasst einen Anzeigeschirm zum Anzeigen eines Anzeigeinhalts, zumindest einen und gewöhnlich mehrere Umlenkspiegel, allgemein eine Mehrzahl von einen Strahlengang definierenden optischen Elementen, und eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Der Anzeigeschirm und die Umlenkspiegel können als eine Headup-Displayeinheit bezeichnet werden.Arrangements of the type mentioned at the beginning are part of the prior art in various configurations and are used to arrange a head-up display of a vehicle relative to a steering column of the vehicle. The head-up display includes a display screen for displaying display content, at least one and usually several deflection mirrors, generally a plurality of optical elements defining a beam path, and a windshield of the vehicle. The display screen and the deflection mirrors can be referred to as a head-up display unit.
Wenn ein Insasse des Fahrzeugs durch die Windschutzscheibe blickt, sieht er einen von dem Anzeigeschirm angezeigten Anzeigeinhalt als ein von der Windschutzscheibe reflektiertes virtuelles Bild, welches außerhalb des Fahrzeugs hinter der Windschutzscheibe angeordnet ist.When an occupant of the vehicle looks through the windshield, he or she sees display content displayed by the display screen as a virtual image reflected from the windshield and located outside the vehicle behind the windshield.
Üblicherweise wird die Headup-Displayeinheit versteckt in einer Instrumententafel, d. h. einer Cockpitinnenverkleidung, des Fahrzeugs verbaut. Dabei sind mehrere technische Aufgaben zu lösen. Zunächst erzeugt der Anzeigeschirm während eines normalen Betriebs der Headup-Displayeinheit eine große Verlustwärme. Die große Verlustwärme muss abgeleitet werden, um ein Beschädigen des Anzeigeschirms infolge einer Überhitzung zu vermeiden.The head-up display unit is usually hidden in an instrument panel, i.e. H. a cockpit interior paneling of the vehicle. Several technical tasks have to be solved. First, the display screen generates a large amount of heat loss during normal operation of the head-up display unit. The large amount of heat loss must be dissipated to avoid damage to the display screen due to overheating.
So offenbart
Ferner können Insassen des Fahrzeugs unterschiedliche Körpergrößen aufweisen oder unterschiedliche Sitzpositionen bevorzugen, was ohne Weiteres zwangsläufig mit unterschiedlichen Positionen des virtuellen Bilds des Anzeigeinhalts relativ zu der Windschutzscheibe einhergeht.Furthermore, occupants of the vehicle may have different body sizes or prefer different seating positions, which inevitably goes hand in hand with different positions of the virtual image of the display content relative to the windshield.
Zum Einstellen einer Position des virtuellen Bilds des Anzeigeinhalts stellt
Die Headup-Displayeinheit weist wegen einer Länge des Strahlengangs im Allgemeinen eine beträchtliche räumliche Ausdehnung auf. Die räumliche Ausdehnung der Headup-Displayeinheit erfordert einen entsprechenden Bauraum.The head-up display unit generally has a considerable spatial extent due to the length of the beam path. The spatial extent of the head-up display unit requires a corresponding installation space.
Dank dem tiefliegenden Querträger bleibt oberhalb des Querträgers mehr Raum zum Verbauen der Headup-Displayeinheit. Dennoch wird die Anordnung des Headup-Displays durch die ebenfalls oberhalb des Querträgers angeordnete Lenksäule eingeschränkt. Abgesehen davon muss in vielen Fällen die Instrumententafel abhängig von einem Raumbedarf der Headup-Displayeinheit ausgeformt werden, was aus ästhetischen Gründen unerwünscht ist.Thanks to the low-lying cross member, there is more space above the cross member to install the head-up display unit. However, the arrangement of the head-up display is limited by the steering column, which is also located above the cross member. Apart from that, in many cases the instrument panel has to be shaped depending on the space required by the head-up display unit, which is undesirable for aesthetic reasons.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Anordnung für ein Headup-Display eines Fahrzeugs bereitzustellen, welche eine räumliche Beschränkung durch eine Lenksäule des Fahrzeugs verringert und eine Freiheit bei einem Ausformen einer Instrumententafel des Fahrzeugs vergrößert. Weitere Aufgaben der Erfindung sind, eine Lenksäule für ein Fahrzeug mit einem Headup-Display, ein Headup-Display für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide an arrangement for a head-up display of a vehicle, which reduces a spatial restriction caused by a steering column of the vehicle and increases freedom in shaping an instrument panel of the vehicle. Further objects of the invention are to provide a steering column for a vehicle with a head-up display, a head-up display for a vehicle and a vehicle.
Ein Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung für ein Headup-Display eines Fahrzeugs, umfassend eine Lenksäule des Fahrzeugs mit einem Gehäuse, einen Anzeigeschirm des Headup-Displays und einen Umlenkspiegel des Headup-Displays. Jedes Fahrzeug mit einem Headup-Display umfasst eine Lenksäule mit einem Gehäuse, d. h. einer Lenksäulenverkleidung, und eine Headup-Displayeinheit, welche relativ zueinander angeordnet sind. Entsprechend ergeben sie vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung. Im Übrigen umfasst jedes Fahrzeug eine Instrumententafel, in welcher die Headup-Displayeinheit für Insassen des Fahrzeugs möglichst unsichtbar angeordnet ist.One object of the invention is an arrangement for a head-up display of a vehicle, comprising a steering column of the vehicle with a housing, a display screen of the head-up display and a deflection mirror of the head-up display. Every vehicle with a head-up display includes a steering column with a housing, i.e. H. a steering column cover, and a head-up display unit, which are arranged relative to each other. Accordingly, they result in a wide range of possible applications for the invention. Furthermore, every vehicle includes an instrument panel in which the head-up display unit is arranged as invisibly as possible for the vehicle's occupants.
Erfindungsgemäß sind der Anzeigeschirm und der Umlenkspiegel innerhalb des Gehäuses angeordnet. Entsprechend benötigen der Anzeigeschirm und der Umlenkspiegel keinen Bauraum außerhalb der Lenksäule, was mit einem verringerten Raumbedarf der Headup-Displayeinheit in der Instrumententafel einhergeht. Mit anderen Worten ist die Headup-Displayeinheit teilweise innerhalb des Gehäuses der Lenksäule angeordnet und somit in der Lenksäule versteckt.According to the invention, the display screen and the deflection mirror are arranged within the housing. Accordingly, the display screen and the deflection mirror do not require any installation space outside the steering column, which is accompanied by a reduced space requirement for the head-up display unit in the instrument panel. In other words, the head-up display unit is partially arranged within the housing of the steering column and is therefore hidden in the steering column.
Dank einer länglichen Gestalt des Gehäuses der Lenksäule kann sich ein relativ großer Teil des Strahlengangs der Headup-Displayeinheit, nämlich der Strahlengang von dem Anzeigeschirm bis zu dem Umlenkspiegel, innerhalb des Gehäuses der Lenksäule erstrecken. Nur der verbleibende Teil der Headup-Displayeinheit, bzw. des Strahlengangs bis zu der Windschutzscheibe, ist in der Instrumententafel angeordnet, wodurch eine Freiheit beim Ausformen der Instrumententafel vergrößert ist. Auch ist ein räumlicher Konflikt des verbleibenden Teils der Headup-Displayeinheit mit der Lenksäule verringert.Thanks to an elongated shape of the housing of the steering column, a relatively large part of the beam path of the head-up display unit, namely the beam path from the display screen to the deflection mirror, can extend within the housing of the steering column. Only the remaining part of the head-up display unit, or the beam path up to the windshield, is arranged in the instrument panel, which increases freedom in shaping the instrument panel. A spatial conflict between the remaining part of the head-up display unit and the steering column is also reduced.
Bevorzugt sind der Anzeigeschirm relativ zu dem Gehäuse fixiert und der Umlenkspiegel relativ zu dem Anzeigeschirm verschwenkbar gelagert. Dank der verschwenkbaren Lagerung des Umlenkspiegels, kann ein wahlweises Verschwenken der Lenksäule, d. h. ein Einstellen eines Neigungswinkels der Lenksäule relativ zu dem Fahrzeug, derart kompensiert werden, dass der sich in der Instrumententafel erstreckende Teil des Strahlengangs bei jedem eingestellten Neigungswinkel, d. h. jeder Winkelstellung, der Lenksäule praktisch identisch ist. Mit anderen Worten ist der Strahlengang der Headup-Displayeinheit außerhalb der Lenksäule von der Winkelstellung der Lenksäule unabhängig. Auf diese Weise wird eine Verträglichkeit zwischen einer Verschwenkbarkeit der Lenksäule und einer korrekten Funktion des Headup-Displays erreicht.Preferably, the display screen is fixed relative to the housing and the deflection mirror is mounted so that it can pivot relative to the display screen. Thanks to the pivotable mounting of the deflection mirror, the steering column can be pivoted optionally, i.e. H. Setting an angle of inclination of the steering column relative to the vehicle can be compensated for in such a way that the part of the beam path extending in the instrument panel is at each set angle of inclination, i.e. H. every angle position, the steering column is practically identical. In other words, the beam path of the head-up display unit outside the steering column is independent of the angular position of the steering column. In this way, compatibility is achieved between pivoting the steering column and correct functioning of the head-up display.
Günstigerweise umfasst die Anordnung einen Stellmechanismus, welcher einen Schwenkwinkel des Umlenkspiegels abhängig von einer Winkelstellung der Lenksäule einstellt. Der Stellmechanismus kann ein Getriebe umfassen und einen Schwenkwinkel des Umlenkspiegels mittels des Getriebes direkt an eine Winkelstellung der Lenksäule koppeln. Alternativ kann der Stellmechanismus einen Sensor zum Erfassen einer Winkelstellung der Lenksäule, einen Stellmotor zum Verschwenken des Umlenkspiegels und ein mit dem Sensor und dem Stellmotor funktional gekoppeltes Steuergerät umfassen, welches den Stellmotor abhängig von einer erfassten Winkelstellung betätigt.The arrangement advantageously includes an adjusting mechanism which adjusts a pivot angle of the deflection mirror depending on an angular position of the steering column. The adjusting mechanism can include a gear and couple a pivot angle of the deflection mirror directly to an angular position of the steering column by means of the gear. Alternatively, the adjusting mechanism can include a sensor for detecting an angular position of the steering column, a servomotor for pivoting the deflection mirror and a control device functionally coupled to the sensor and the servomotor, which actuates the servomotor depending on a detected angular position.
Die Anordnung kann einen ersten weiteren Umlenkspiegel des Headup-Displays umfassen, welcher in einer Vertiefung einer Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet ist. Der erste weitere Umlenkspiegel ist das letzte optische Element des Strahlengangs vor der Windschutzscheibe. Dank der Anordnung in der Vertiefung ist der erste weitere Umlenkspiegel für Insassen des Fahrzeugs unsichtbar. Der erste weitere Umlenkspiegel kann verstellbar gelagert sein, um ein Einstellen einer Position des virtuellen Bilds abhängig von einer Körpergröße oder einer Sitzposition eines Insassen zu ermöglichen.The arrangement can include a first further deflection mirror of the head-up display, which is arranged in a recess of an instrument panel of the vehicle. The first additional deflection mirror is the last optical element of the beam path in front of the windshield. Thanks to its arrangement in the recess, the first additional deflection mirror is invisible to the vehicle's occupants. The first further deflection mirror can be mounted adjustably in order to enable a position of the virtual image to be adjusted depending on an occupant's body size or sitting position.
Die Anordnung kann einen zweiten weiteren Umlenkspiegel des Headup-Displays umfassen, welcher in der Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet ist. Der zweite weitere Umlenkspiegel ist bezogen auf den Strahlengang zwischen dem in dem Gehäuse der Lenksäule angeordneten Umlenkspiegel und dem ersten weiteren Umlenkspiegel angeordnet.The arrangement can include a second further deflection mirror of the head-up display, which is arranged in the instrument panel of the vehicle. The second further deflection mirror is arranged in relation to the beam path between the deflection mirror arranged in the housing of the steering column and the first further deflection mirror.
Der erste weitere Umlenkspiegel und der zweite weitere Umlenkspiegel gehören zu der Headup-Displayeinheit des Headup-Displays. Selbstverständlich kann die Headup-Displayeinheit weitere Umlenkspiegel und/oder weitere optische Elemente umfassen.The first further deflection mirror and the second further deflection mirror belong to the headup display unit of the headup display. Of course, the head-up display unit can include further deflection mirrors and/or further optical elements.
Idealerweise sind der Anzeigeschirm und der Umlenkspiegel in gegenüberliegenden Endbereichen der Lenksäule angeordnet. Auf diese Weise erstreckt sich ein möglichst großer Teil des Strahlengangs innerhalb des Gehäuses der Lenksäule, wodurch ein verbleibender sich außerhalb des Gehäuses erstreckender Teil des Strahlengangs verkürzt ist.Ideally, the display screen and the deflection mirror are arranged in opposite end regions of the steering column. In this way, as large a portion of the beam path as possible extends within the housing of the steering column, whereby a remaining portion of the beam path extending outside the housing is shortened.
Vorteilhaft sind der Anzeigeschirm und der Umlenkspiegel bezogen auf eine z-Richtung des Fahrzeugs an einer Oberseite einer sich in dem Gehäuse der Lenksäule erstreckenden Lenkwelle des Fahrzeugs angeordnet. Dank der Anordnung des Anzeigeschirms und des Umlenkspiegels oberhalb der Lenkwelle braucht der Strahlengang der Headup-Displayeinheit die Lenkwelle nicht zu kreuzen.The display screen and the deflection mirror are advantageously arranged in relation to a z-direction of the vehicle on an upper side of a steering shaft of the vehicle which extends in the housing of the steering column. Thanks to the arrangement of the display screen and the deflection mirror above the steering shaft, the beam path of the head-up display unit does not need to cross the steering shaft.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung ist eine Lenksäule für ein Fahrzeug mit einem Headup-Display.A second subject of the invention is a steering column for a vehicle with a head-up display.
Erfindungsgemäß ist die Lenksäule als ein Teil einer Anordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet. Die Lenksäule beherbergt einen Anzeigeschirm und einen Umlenkspiegel einer Headup-Displayeinheit des Headup-Displays und verringert einen außerhalb der Lenksäule erforderlichen Bauraum der Headup-Displayeinheit.According to the invention, the steering column is designed as part of an arrangement according to an embodiment of the invention. The steering column houses a display screen and a deflection mirror of a head-up display unit of the head-up display and reduces the installation space required for the head-up display unit outside the steering column.
Ein dritter Gegenstand der Erfindung ist ein Headup-Display für ein Fahrzeug, umfassend eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Das Headup-Display umfasst ferner eine Headup-Displayeinheit mit einem Anzeigeschirm und zumindest einem Umlenkspiegel oder allgemein optischem Element.A third subject of the invention is a head-up display for a vehicle, comprising a Vehicle windshield. The head-up display further comprises a head-up display unit with a display screen and at least one deflection mirror or generally optical element.
Erfindungsgemäß umfasst das Headup-Display eine Anordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung. Dank der Anordnung ermöglicht das Headup-Display eine große Freiheit beim Ausformen einer Instrumententafel des Fahrzeugs, was mit einer ansprechenden Ästhetik der Instrumententafel einhergeht.According to the invention, the head-up display comprises an arrangement according to an embodiment of the invention. Thanks to the arrangement, the head-up display allows great freedom in shaping a vehicle's instrument panel, which is accompanied by an attractive aesthetics of the instrument panel.
Ein vierter Gegenstand ist ein Fahrzeug. Moderne Fahrzeuge umfassen gewöhnlich ein Headup-Display.A fourth item is a vehicle. Modern vehicles usually include a head-up display.
Erfindungsgemäß umfasst das Fahrzeug ein Headup-Display nach einer Ausführungsform der Erfindung. Dank dem Headup-Display weist ein Innenraum des Fahrzeugs eine ansprechende Ästhetik auf.According to the invention, the vehicle includes a head-up display according to an embodiment of the invention. Thanks to the head-up display, the interior of the vehicle has an attractive aesthetic.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass eine räumliche Beschränkung einer Headup-Displayeinheit eines Headup-Displays durch eine Lenksäule eines Fahrzeugs verringert und eine Freiheit bei einem Ausformen einer Instrumententafel des Fahrzeugs vergrößert ist. Auf diese Weise wird ein ästhetisches Ausformen der Instrumententafel erleichtert.A significant advantage of the arrangement according to the invention is that a spatial restriction of a head-up display unit of a head-up display by a steering column of a vehicle is reduced and freedom in shaping an instrument panel of the vehicle is increased. In this way, aesthetic shaping of the instrument panel is made easier.
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:
-
1 in einer teilweisen Perspektivansicht ein Fahrzeug nach einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 in einer Querschnittansicht ein zu dem in1 gezeigten Fahrzeug gehörendes Headup-Display nach einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 in a partial perspective view a vehicle according to an embodiment of the invention; -
2 in a cross-sectional view one to the in1 Headup display belonging to the vehicle shown according to an embodiment of the invention.
Die Anordnung 2 ist für das Headup-Display 10 des Fahrzeugs 1 vorgesehen und umfasst die Lenksäule 11 des Fahrzeugs 1 mit dem Gehäuse 110, den Anzeigeschirm 100 des Headup-Displays 10 und einen Umlenkspiegel 101 des Headup-Displays 10.The
Der Anzeigeschirm 100 und der Umlenkspiegel 101 sind innerhalb des Gehäuses 110 angeordnet. Der Anzeigeschirm 100 und der Umlenkspiegel 101 können bezogen auf die z-Richtung 14 des Fahrzeugs 1 an einer Oberseite der sich in dem Gehäuse 110 der Lenksäule 11 erstreckenden Lenkwelle 111 des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. Der Anzeigeschirm 100 und der Umlenkspiegel 101 sind vorteilhaft in gegenüberliegenden Endbereichen der Lenksäule 11 angeordnet.The
Der Anzeigeschirm 100 ist günstigerweise relativ zu dem Gehäuse 110 fixiert. Der Umlenkspiegel 101 ist bevorzugt relativ zu dem Anzeigeschirm 100 verschwenkbar gelagert. Die Anordnung 2 kann ferner einen an sich bekannten Stellmechanismus 102 umfassen, welcher einen Schwenkwinkel des Umlenkspiegels 101 abhängig von einer Winkelstellung der Lenksäule 11 einstellt.The
Zu der Anordnung 2 kann der erste weitere Umlenkspiegel 103 des Headup-Displays 10 gehören, welcher in der Vertiefung 130 der Instrumententafel 13 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Ferner kann zu der Anordnung 2 ein zweiter weiterer Umlenkspiegel 104 des Headup-Displays 10 gehören, welcher in der Instrumententafel 13 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Der von dem Headup-Display 10 definierte Strahlengang 105 stellt in an sich bekannter Weise ein von einem Fahrer des Fahrzeugs 1 visuell wahrnehmbares virtuelles Bild 106 bereit.The
BEZUGSZEICHENLISTE:REFERENCE SYMBOL LIST:
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 1010
- Headup-DisplayHead-Up Display
- 100100
- AnzeigeschirmDisplay screen
- 101101
- UmlenkspiegelDeflecting mirror
- 102102
- StellmechanismusAdjusting mechanism
- 103103
- erster weiterer Umlenkspiegelfirst additional deflection mirror
- 104104
- zweiter weiterer Umlenkspiegelsecond additional deflection mirror
- 105105
- Strahlengangbeam path
- 106106
- virtuelles Bildvirtual image
- 1111
- LenksäuleSteering column
- 110110
- GehäuseHousing
- 111111
- LenkwelleSteering shaft
- 112112
- Lenkradsteering wheel
- 1212
- Windschutzscheibewindshield
- 1313
- Instrumententafeldashboard
- 130130
- Vertiefungdeepening
- 1414
- z-Richtungz direction
- 22
- Anordnungarrangement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102012212089 A1 [0007]DE 102012212089 A1 [0007]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: RDL PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE |
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R016 | Response to examination communication |