DE10353156A1

DE10353156A1 - Anzeigeeinrichtung in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10353156A1
Application number: DE10353156A
Authority: DE
Inventors: Kunimitsu Susono Aoki; Go Susono Nakamura; Yoshihide Susono Takada
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2023-11-15
Also published as: DE10353156B4; JP3936653B2; JP2004170661A; US20040095651A1; US6992578B2

Abstract

Anzeigeeinrichtung in einem Kraftfahrzeug, aufweisend: eine Anzeigeeinheit und einen Reflektor, welche in einem Armaturenbrett eines Automobils untergebracht sind. Die Anzeigeeinheit emittiert ein Bild, welches von dem Reflektor reflektiert wird. Das Bild wird dann durch eine Öffnung des Armaturenbrettes auf die Windschutzscheibe eines Fahrzeuges projiziert. Die Anzeigeeinrichtung überlagert ein Bild eines von dem Fahrzeug aus gesehenen Vordergrundes, so dass ein Fahrer des Fahrzeuges das überlagerte Bild und den Vordergrund durch die Windschutzscheibe simultan wahrnehmen kann. Die Anzeigeeinrichtung weist eine zwischen der Anzeigeeinheit und der Öffnung angeordnete Verschlussvorrichtung auf. Die Verschlussvorrichtung ist transformierbar, um Darstellungsstrahlen des angezeigten Bildes entsprechend der Größe des angezeigten Bildes durch die Öffnung durchtreten zu lassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine in einem Kraftfahrzeug angeordnete Anzeigeeinrichtung. Die Anzeigeeinrichtung hat insbesondere eine Anzeigeeinheit und einen Reflektor, welche in einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Die Anzeigeinheit emittiert ein Bild, welches vom Reflektor reflektiert wird. Das Bild wird durch eine Öffnung des Armaturenbrettes auf eine Windschutzscheibe projiziert. Die Anzeigeeinrichtung überlagert das Bild dem vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrund (vor dem Fahrzeug liegend), so dass ein Fahrer des Fahrzeuges das überlagerte Bild und das Vordergrund-Bild simultan durch die Windschutzscheibe sehen kann.

Heutzutage benötigt ein Fahrer in erhöhtem Maße und in vielfältigerer Art Informationen während des Betriebs eines Kraftfahrzeuges. Eine an einem Armaturenbrett eines Fahrzeuges angeordnete Anzeigeeinheit hat nicht genug Platz zur Anzeige aller Informationen. Daher wurde eine als Head-Up-Display (HUD) bezeichnete Projektor-Anzeigeinheit eingeführt, so dass ein Überfluss an Information als ein virtuelles Bild auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeuges projiziert werden kann.

Die Projektor-Anzeigeinheit reflektiert ein von einem Projektor projiziertes Bild auf die Windschutzscheibe, so dass ein Fahrer das Bild sehen kann. Allerdings treten externe Strahlen, wie Sonnenlicht, durch die Windschutzscheibe in die Anzeigeeinheit ein und erreichen den Projektor. Ungünstigerweise heizen in den externen Strahlen enthaltene Infrarotstrahlen den Projektor auf, was als Problem zur Folge hat, dass sich aufgrund der Erwärmung und des Wärmestaus des Projektors die Lebensdauer des Projektors verringert.

Um dieses Problem zu lösen, weist eine Head-Up-Display-Einheit nach dem Stand der Technik einen Reflektor für Infrarotstrahlen (Filter) auf, welcher in einem Strahlverlauf externer Strahlen zwischengeschaltet ist, um eine Beschädigung des Indikators aufgrund seiner Erwärmung zu vermeiden. Eine Head-Up-Display-Einheit dieser Art gemäß dem Stand der Technik ist in dem Japanischen Gebrauchsmuster Nr. 64-35139 (Seiten 4, 5 und 1) offenbart.

31 zeigt eine allgemeine Anordnung einer herkömmlichen Head-Up-Display-Einheit für ein Fahrzeug. Im Allgemeinen ist eine solche Head-Up-Anzeigeeinheit in einem Armaturenbrett 1 angeordnet, welches in einem begrenzten Fahrzeugraum angeordnet ist. Ein durch eine Windschutzscheibe 3 sichtbares virtuelles Bild S muss sich mehr als 2 oder 3 Meter von eines Fahrers Auge I entfernt befinden. Daher hat die Head-Up-Display-Einheit einen Reflektor 4, wie etwa einen Konkavspiegel oder einen Flachspiegel, oder es kann anstelle eines Spiegels eine Linse vorgesehen sein, um den Abstand des virtuellen Bildes vom Fahrerauge zu vergrößern. Allerdings treten externe Strahlen F, wie etwa Sonnenlicht, durch die Windschutzscheibe 3 in das Armaturenbrett 1 ein und erreichen eine Anzeigevorrichtung 5, wodurch das oben beschriebene Problem hervorgerufen wird.

Die Head-Up-Anzeigeeinrichtung zeigt normale Informationen inklusive Geschwindigkeit, Kontrollanzeigen und Navigation an. Die Head-Up-Anzeigeeinrichtung zeigt auch ein vom Fahrzeug aus gesehenes Vordergrundbild an, welches nachts von einer Infrarotstrahlkamera aufgenommen wird.

Die normale Information der Anzeigeeinrichtung wird wünschenswerterweise in der Nähe des Zentrums des Sehwinkels des Fahrers angezeigt. Ferner muss die Darstellung so positioniert sein, dass die normale Fahrzeug-Bedienung für den Fahrer nicht behindert wird. Darüber hinaus muss die Größe der Darstellung (Sehwinkel) derart bestimmt werden, dass die Darstellung leicht wahrgenommen wird, darf aber nicht zu groß sein, um den Fahrer nicht im Wahrnehmen des Vordergrunds aus des Fahrers Blick zu behindern.

Die normale Information wird mit Ziffern Buchstaben Illustrationen oder Kontrollanzeigen angezeigt, während das per Kamera aufgenommene Bild ein bewegtes Bild ist, in welchem ein entferntes Objekt kleiner ist als ein näheres Objekt. Das Kamerabild muss daher größer dargestellt sein, um den Fahrer mit einem Bild der gewünschten Größe zu versorgen. Daher ist das Bild größer als die Darstellung der normalen Information. Dies bedeutet, dass die Head-Up-Anzeigeinrichtung ein optisches System zum Vergrößern des Bildes aufweist, sowie eine Funktion, um alternativ die normale Information oder das Kamerabild anzuzeigen.

Die Head-Up-Anzeigeeinrichtung benötigt einen Reflektor 4, welcher größer als ein herkömmlicher ist, um das projizierte Bild zu vergrößern. Allerdings sammelt ein größerer Reflektor 4 mehr externe Strahlen ein, welche die Anzeigeeinheit 5 erreichen. Das herkömmliche Wärmeabsorbierende oder Wärme-reflektierende Element kann daher nicht unerwünschte Erwärmung der Anzeigeeinheit 5 vermeiden. Ein Filter, wie in dem Japanischen Gebrauchsmuster Nr. 64-35139, oder ein Hologramm, welches Strahlen mit spezifischen Wellenlängen reflektiert, ist aufgrund des größeren Reflektors 4 nicht ausreichend, um das Erhitzen der Anzeigeeinheit 5 zu vermeiden.

Mit Blick auf den oben genannten Nachteil ist ein Ziel der Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung bereitzustellen, welche das Problem löst, dass externe Strahlen die Anzeigeeinheit erreichen und diese erhitzen.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Anzeigeeinrichtung mit einer Anzeigeeinheit und einem Reflektor vorgesehen, welche in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet sind. Die Anzeigeeinheit emittiert ein Bild, welches von dem Reflektor reflektiert wird, und das Bild wird durch eine Öffnung im Armaturenbrett auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs projiziert. Die Anzeigeeinrichtung überlagert das Bild einem vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrund (vor dem Fahrzeugliegend), so dass ein Fahrer des Fahrzeuges das überlagerte Bild und den Vordergrund durch die Windschutzscheibe simultan wahrnehmen kann. Die Anzeigeeinrichtung weist zwischen der Anzeigeeinheit und der Öffnung eine Verschlussvorrichtung auf. Die Verschlussvorrichtung ist transformierbar, um in Übereinstimmung mit der Größe des emittierten Bildes Darstellungsstrahlen des emittierten Bildes durch die Öffnung passieren zu lassen.

Die Verschlussvorrichtung der Anzeigeeinrichtung lässt daher die Darstellungsstrahlen des emittierten Bildes in Übereinstimmung mit der Größe des emittierten Bildes durch die Öffnung durchtreten, so dass unerwünschte externe Strahlen, welche die Anzeigeeinheit erreichen, in Bezug zu dem angezeigten Bild eingestellt werden können. Selbst wenn ein größerer Reflektor bereitgestellt wird, um das durch die Windschutzscheibe gesehene virtuelle Bild zu vergrößern, kann die Verschlussvorrichtung die durch sie hindurchtretende Strahlenmenge einstellen, wodurch eine durch Erhitzen verursachte Beschädigung verhindert wird.

Bevorzugterweise wird das von der Anzeigeeinheit emittierte Bild von einer Infrarotstrahlkamera erhalten, welche einen vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrund aufnimmt, insbesondere bei Nacht. Die Verschlussvorrichtung ist transformierbar, so dass das von der Infrarotstrahlkamera aufgenommene Bild größer wird als jenes während eines normalen Betriebs der Anzeigeeinheit.

Durch die Verwendung der Verschlussvorrichtung kann das tagsüber aufgenommene Bild kleiner sein als nachts, so dass die externen Strahlen tagsüber die Anzeigeeinheit weniger erreichen. Dies verhindert eine Beschädigung aufgrund von Erhitzen der Anzeigeeinheit.

Bevorzugterweise weist die Verschlussvorrichtung eine Mehrzahl von Schließ-Elementen auf, um die Darstellungsstrahlen des emittierten Bildes entsprechend der Größe des emittierten Bildes durch die Öffnung zu durchzulassen.

Die Verschlussvorrichtung kann daher Strahlen, die zum Darstellen des emittierten Bildes unnötig sind, blockieren und hierdurch unerwünschte externe Strahlen, welche die Anzeigeeinheit erreichen, verringern.

Bevorzugterweise ist die Verschlussvorrichtung ein Gleit-Verschluss, der öffnet und schließt, um die Darstellungsstrahlen des emittierten Bildes in Übereinstimmung mit der Größe des emittierten Bildes durchzulassen.

Die Verschlussvorrichtung kann ferner auf eine Mehrzahl ausgewählter Zwischenpositionen eingestellt werden, so dass die Öffnung mit verschiedenen Formen und Größen variiert werden kann, wodurch das virtuelle Bild in Profil und Größe variiert wird.

Bevorzugterweise verhindert die Verschlussvorrichtung, dass externe Strahlen die Anzeigeeinheit durch die Öffnung erreichen, wenn die Anzeigeeinheit nicht verwendet wird.

Bevorzugterweise ist die Verschlussvorrichtung einer Reflektionsfläche des Reflektors gegenüberliegend angeordnet.

Bevorzugterweise reflektiert der Reflektor sichtbare Strahlen und lässt infrarote Strahlen durch. Dies verhindert eine Beschädigung aufgrund von Erhitzen der Anzeigeeinheit sicher.

Bevorzugterweise sind entlang eines optischen Pfades quer zu diesem zwischen der Anzeigeeinheit und der Öffnung eine Mehrzahl von Reflektoren vorgesehen. Die Reflektoren können daher effektiv verhindern, dass infrarote Strahlen die Anzeigeeinheit erreichen, wenn externe Strahlen den Reflektor durch die Öffnung des Armaturenbrettes erreichen. Dies verhindert eine Beschädigung aufgrund von Erhitzen der Anzeigeeinheit sicher.

Bevorzugterweise reflektiert der Reflektor in erster Linie sichtbare Strahlen mit den Wellenlängen der Farben des von der Anzeigeeinheit reflektierten Bildes. Dies verhindert eine Beschädigung aufgrund von Erhitzen der Anzeigeeinheit sicher.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine allgemeine Gesamtansicht, welche eine erste Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt,
2 eine Allgemeinansicht, welche ein von der Anzeigeeinrichtung von 1 bereitgestelltes Darstellungs-Beispiel zeigt,
3A eine Ansicht, welche eine normale Darstellung zeigt, und 3B ist eine Ansicht, welche eine Bild-Darstellung eines per Kamera aufgenommenen Bildes zeigt,
4 eine allgemeine perspektivische Ansicht, welche eine Verschlusseinheit und einen Reflektor zeigt, welche zueinander in wünschenswerter Weise angeordnet sind,
5 eine allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand der Verschlusseinheit zeigt,
6 eine allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand der Verschlusseinheit zeigt, bei welchem sich die Verschlusseinheit in einem Falt-Zustand befindet,
7 eine allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand der Verschlusseinheit zeigt, bei dem sich die Verschlusseinheit in einem Offen-Zustand befindet,
8 eine vergrößerte Ansicht eines eingekreisten Teils A von 6,
9 eine vergrößerte Ansicht eines eingekreisten Teils B von 7,
10 eine allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand einer Verschlusseinheit einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt,
11 eine perspektivische Ansicht, welche ein
Beispiel der Verschlusseinheit von 10 zeigt,
12 eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Teils C von 11,
13 eine allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand einer anderen Verschlusseinheit der zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt,
14 eine perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel der Verschlusseinheit von 13 zeigt,
15 eine allgemeine Gesamtansicht, welche eine dritte Ausführungsform der Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt,
16 eine allgemeine erklärende Ansicht, welche einen Schließ-Zustand einer Verschlusseinheit zeigt,
17 eine allgemeine erklärende Ansicht, welche einen Übergangszustand der Verschlusseinheit beim Öffnen der Verschlusseinheit zeigt,
18 eine allgemeine erklärende Ansicht, welche einen Offen-Zustand der Verschlusseinheit zeigt,
19 eine allgemeine erklärende Ansicht, welche einen Übergangszustand der Verschlusseinheit beim Schließen der Verschlusseinheit zeigt,
20 eine allgemeine erklärende Ansicht, welche einen Betätigungs-Vorgang einer Verschlusseinheit zeigt,
21 eine allgemeine erklärende Ansicht, welche einen Betätigungs-Vorgang einer Doppel-Drehachsen-Verschlusseinheit zeigt,
22A, 22B und 22C jeweils eine allgemeine erklärende Ansicht, welche einen Verfahrensschritt zum gleitenden Verschieben eines Verschlusses zeigt,
23A, 23B und 23C jeweils eine allgemeine erklärende Ansicht, welche einen Verfahrensschritt zum Bewegen von Verschlüssen zu beiden Seiten zeigt,
24A und 24B perspektivische Ansichten, welche das Bewegen des Gleit-Schaftes zeigen, 25A, 25B und 25C jeweils eine allgemeine erklärende Ansicht, welche ein Betätigen von gleitenden und faltbaren Verschlüssen zeigt,
26 eine allgemeine erklärende Ansicht, welche eine vierte Ausführungsform der Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt,
27 einen ersten Graph, welcher eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und Wellenlänge von Sonnenstrahlen zeigt,
28 einen zweiten Graph, welcher eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und Wellenlänge von Sonnenstrahlen zeigt,
29 einen dritten Graph, welcher eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und Wellenlänge von Sonnenstrahlen zeigt,
30 Graphen, die jeweils eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und Wellenlänge von Sonnenstrahlen zeigen, und
31 eine allgemeine Gesamtansicht einer herkömmlichen Head-Up-Anzeigeeinrichtung.
Es sei angemerkt, dass Elemente, welche identisch oder entsprechend zu bezüglich des Stands der Technik beschriebenen Elementen sind, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind wie im Stand der Technik und dass diese Elemente nicht erneut detailliert beschrieben werden.
Erste Ausführungsform
1 bis 9 zeigen eine erste Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, hat die Anzeigeeinrichtung einen Reflektor 4 und eine Anzeigeeinheit (Anzeigevorrichtung) 5, welche in einem Armaturenbrett 1 eines Fahrzeuges angeordnet sind. Die Anzeigevorrichtung ist eine Licht emittierende Vorrichtung (beispielsweise eine Feldemissions-Anzeige, ein Fluoreszenz-Indikator oder eine Elektro-Lumineszenz-Anzeige), eine Flüssigkristall-Anzeige mit einem Hintergrund-Beleuchtungs-Licht oder dergleichen Anzeige. Die Anzeigeeinheit 5 stellt ein Bild dar, welches von dem Reflektor 4 reflektiert wird, um durch eine Öffnung 11 des Armaturenbrettes auf einen Projektionsbereich E auf der Windschutzscheibe 3 des Fahrzeuges projiziert zu werden. Ein virtuelles, projiziertes Bild S ist einem vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrund überlagert, wenn beide vom Auge I eines Fahrers aus durch die Windschutzscheibe 3 betrachtet werden.
Die Anzeigeeinrichtung weist ferner eine Verschlusseinheit (Verschlussvorrichtung) 6 auf, welche in einem optischen Pfad zwischen der Anzeigeeinheit 5 und der Öffnung 11 angeordnet ist. Die Verschlusseinheit 6 kann ihr Fensterprofil entsprechend dem dargestellten Objekt wechseln, welches von der Anzeigeeinheit 5 dargestellt wird, um zu dem Projektionsbereich E projiziert zu werden.
Die Anzeigeeinrichtung ist elektrisch mit der Anzeigeeinheit 5 und der Verschlusseinheit 6 verbunden und weist eine Steuerungseinheit 7 zum Steuern eines von der Anzeigeeinheit 5 dargestellten Hildes auf, sowie zum Steuern der Bewegung der Verschlusseinheit 6. Die Steuerungseinheit 7 ist ferner elektrisch mit einem Geschwindigkeitsmesser, einer Instrumenteneinheit 8a, wie etwa einer Navigationseinrichtung, einer Bildgebungseinheit 8b mit einer Infrarotstrahlkamera etc. verbunden. Die Steuerungseinheit 7 stellt basierend auf den von den elektrisch daran angeschlossenen Einrichtungen ausgegebenen Daten das Bild auf der Anzeigeeinheit 5 dar. Insbesondere steuert die Steuerungseinheit 7 die Verschlusseinheit 6 dahingehend an, dass diese Darstellungsstrahlen entsprechend einem Darstellungs-Objekt durchlässt.
2 ist eine allgemeine Ansicht, welche ein von der Anzeigeeinrichtung von 1 bereitgestelltes Darstellungs-Beispiel zeigt. Bezugnehmend auf 2 wird im Folgenden ein Betrieb der Steuerungseinheit 7 dieser Ausführungsform erläutert. Die Steuerungseinheit 7 kann ein Bild in dem Projektionsbereich E darstellen, so dass das Bild entweder ein kleineres Normal-Darstellungs-Muster 3A oder ein größeres per Kamera aufgenommenes Bild 3B wird.
Wie in 3A gezeigt, zeigt das Normal-Darstellungs-Muster 3A eine Fahrzeuggeschwindigkeit und hat eine ausreichende Helligkeit, so dass ein Fahrer die Darstellung selbst dann noch wahrnehmen kann, wenn externe Strahlen F, wie etwa Sonnenstrahlen oder von einer Straße oder Schneefläche reflektierte Strahlen vorhanden sind. Demgegenüber, wie in 3B gezeigt, ist das Bild-Darstellungs-Muster 3B ein Bild eines Vordergrundes einer Sicht eines Fahrers, welches mittels der Bildgebungseinheit 8b aufgenommen wurde.
Wie in 4 gezeigt, hat der Reflektor 4 einen Spiegel 41, welcher Infrarotstrahlen durchlässt und einen Spiegelhalter 42 zum Halten des Spiegels 41. Der Spiegel 41 wird im Folgenden als ein Kalt-Spiegel bezeichnet. Der Kalt-Spiegel 41 hat eine konkave Fläche zum Vergrößern eines von der Anzeigeeinheit 5 dargestellten Bildes, und die konkave Fläche ist sphärisch oder in anderer Weise gekrümmt. Die Verschlusseinheit 6 ist dem vergrößernden Spiegel 41 des Reflektors 4 gegenüberliegend. Anstelle des Kalt-Spiegels 41 kann in dieser Ausführungsform auch ein Halb-Spiegel verwendet werden.
Der Kaltspiegel 41 reflektiert sichtbare Strahlen, lässt aber infrarote Strahlen durch. Daher gehen infrarote Strahlen von externen Strahlen F durch den Reflektor 4 hindurch, wenn die externen Strahlen F den Reflektor 4 durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 erreichen. Das Bereitstellen des Kalt-Spiegels 41 des Reflektors 4 verhindert daher, dass die Anzeigeeinheit 5 durch konzentrierte Strahlen der externen Strahlen F beschädigt wird.
Wie in 5 gezeigt, hat in der ersten Ausführungsform die Verschlusseinheit 6 vier Verschlusselemente, welche schwenkbar sind, um eine Rahmengröße zu ändern, welche einen Darstellungs-Teil des von der Anzeigeeinheit 5 emittierten Bildes einstellt, so dass der Teil in dem Darstellungsbereich E dargestellt ist. Dieser Vorgang wird im Folgenden detailliert erläutert.
Wie in den 6 und 7 gezeigt, hat die Verschlusseinheit 6 vier jeweils als langgestreckte rechteckige Platte ausgebildete Verschlussplatten 61 bis 64. 6 zeigt einen Zustand, in dem die langgestreckten Platten so gefaltet sind, dass die Verschlussplatten 61 und 62 außerhalb der Verschlussplatten 63 und 64 angeordnet sind. Die gefalteten Platten 61 bis 64 bestimmen ein Innenfenster 65, durch welches von der Anzeigeeinheit 5 emittierte Darstellungs-Strahlen hindurchtreten können.
Wie in 8 und 9 gezeigt ist, schwenkt die Verschlussplatte 61 zusammen mit einem drehbar von einem fixierten Rahmen 68 gehaltenen Schaft 68b, wohingegen die Verschlussplatte 63 zusammen mit einem drehbar von einem fixierten Rahmen gehaltenen Schaft 68a schwenkt. Die Verschlussplatte 61 weist an jeder ihrer Enden ein Stopp-Teil 61a auf, um die Verschlussplatte 63 oder 64 zu kontaktieren. Die Verschlussplatten 62 und 64 bewegen sich in der gleichen Weise, wie die Verschlussplatten 61 und 63.
Die Verschlussplatte 64 hat ferner einen Antriebs-Teil (nicht gezeigt), um die Schafte 68a und 68b zu bewegen. Der Antriebs-Teil arbeitet aufgrund von Steuersignalen der Steuereinheit 7. In beispielsweise einem Betriebszustand, in dem die Verschlussplatten 61 und 62 so gefaltet sind, dass sie die Verschlussplatten 63 und 64 partiell abdecken, bewegt ein Treibesignal von der Steuereinheit 7 den Schaft 68b, so dass die Verschlussplatten 61 und 64 im wesentlichen senkrecht zu dem Reflektor 4 ausgerichtet werden. Hierdurch schwenken die Verschlussplatten 61 und 62 so lange, bis die Stopp-Teile in die Verschlussplatten 63 und 64 der Verschlusseinheit 6 eingreifen, so dass die Verschlussplatten 61 bis 64 einen Offen-Betriebszustand realisiseren.
Die Verschlussplatten 61 bis 64 bedecken im Falt-Zustand eine vorgegebene Innenfläche des Kalt-Spiegels 41 (Reflektor 4) in der Nähe des Randes des Kalt-Spiegels 41. Demgegenüber bedecken die Verschlussplatten 61 bis 64 im Offen-Zustand keinen Bereich des Kalt-Spiegels 41 (Reflektor 4). Daher ist das Fenster 65 der Verschlusseinheit 6 im Falt-Zustand kleiner als im Offen-Zustand.
Im Falt-Zustand der Verschlusseinheit 6 treten Darstellungsstrahlen durch die Verschlusseinheit 6 durch, um einen mittleren Bereich des Kalt-Spiegels 41 zu erreichen, welcher nicht von den Verschlussplatten 61 bis 64 abgedeckt ist. Demgegenüber treten im Offen-Zustand der Verschlusseinheit 6 Darstellungsstrahlen durch die Verschlusseinheit 6 hindurch um die gesamte Vorderfläche des Kalt-Spiegels 41 zu erreichen, welche nicht durch die Verschlussplatten 61 bis 64 begrenzt ist.
Das von den Verschlussplatten 61 bis 64 der Verschlusseinheit 6 definierte Fenster 65 variiert, wie oben beschrieben, so dass ein auf den Projektionsbereich E projiziertes Bild mit der Form von Fenster 65 variiert, welches durch die Verschlusseinheit 6 bestimmt wird, welche Darstellungsstrahlen von der Anzeigeeinheit 5 durchtreten lässt.
Das Normal-Darstellungs-Muster 3A ist kleiner als das Bild-Darstellungs-Muster 3B. Die Anzeigeeinrichtung der ersten Ausführungsform steuert die Verschlusseinheit 6 zum Übergehen in den Falt-Zustand an, wenn das Normal-Darstellungs-Muster 3A dargestellt wird, und zum Übergehen in den Offen-Zustand, wenn das Bild-Darstellungs-Muster 3B dargestellt wird.
Dies bedeutet: die Anzeigeeinrichtung bewegt die Verschlusseinheit 6 in den Falt-Zustand und schaltet die Anzeigeeinheit 5 zum Darstellen des normal Garstellung Musters 3A, wie in 3A gezeigt. Ferner bewegt die Anzeigeeinrichtung die Verschlusseinheit 6 in den Offen-Zustand und schaltet die Anzeigeeinheit 5 zum Darstellen des Bild-Darstellungs-Musters 3B auf dem Projektionsbereich E, wie in 3B gezeigt.
Wie oben beschrieben, hat die Anzeigeeinrichtung der ersten Ausführungsform die Verschlusseinheit 6, bei welcher das Fenster 65 bei Auswahl des Normal-Darstellungs-Musters 3A kleiner wird, da sich die Verschlusseinheit 6 im Falt-Zustand befindet. Dies reduziert den Durchtritt externer Strahlen F durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 über den Reflektor 4 zur Anzeigeeinheit 5.
Daher können, sogar wenn die Anzeigeeinrichtung mit einem größeren Reflektor 4 versehen wird, externe, auf die Anzeigeeinheit 5 konzentrierte Strahlen F von der Verschlusseinheit reduziert werden, wodurch eine Beschädigung der Anzeigeeinheit 5 durch Erhitzung vermieden wird.
Darüber hinaus kann die Anzeigeeinrichtung mit einer Nachtsichteinheit zusammenwirken, um dem Fahrer beispielsweise nachts eine klare Sicht zu ermöglichen um das Fahrzeug sicher zu bedienen. In diesen Fällen ist das Bild-Darstellungs-Muster 3B größer dargestellt, aber externe Strahlen F haben nachts eine geringere Licht-Menge, so dass der größere Reflektor 4 keine Beschädigung durch Erhitzen der Anzeigeeinheit 5 verursacht.
Darüber hinaus lässt der Kalt-Spiegel 41 des Reflektors 4 praktisch alle durch die Verschlusseinheit 6 eintretenden infraroten Strahlen der externen Strahlen F durchtreten, so dass die externen Strahlen die Anzeigeeinheit 5 nicht aufheizen.
Zweite Ausführungsform
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hat die Verschlusseinheit 6 die vier schwenkbaren Verschlussplatten 61 bis 64 . Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 10 erläutert, welche eine allgemeine Anordnung ist, welche einen Betrieb einer Verschlusseinheit der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Verschlusseinheit hat gleitfähige Verschlusselemente 61 bis 64.
11 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel der Verschlusseinheit von 10 zeigt, und 12 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Teils C von 11. Es sei angemerkt, dass die allgemeine Anordnung der zweiten Ausführungsform ähnlich der der ersten Ausführungsform ist. Wenn ein wesentliches Element identisch oder korrespondierend zu einem bereits in der ersten Ausführungsform beschriebenen ist, ist es mit dem gleichen Bezugszeichen versehen und wird nicht erneut im Detail beschrieben.
Wie in 11 gezeigt, weist die Verschlusseinheit 6 vier Verschlussplatten 61 bis 64 auf, die jeweils als langgestreckte rechteckige Platte ausgebildet und je einer Seite des Reflektors 4 zugeordnet sind. Jede der Verschlussplatten 61 bis 64 ist an einer Rahmenplatte 66 derart befestigt, dass sie diesbezüglich gleiten kann, wobei Rahmenplatte 66 mit einem zentralen Fenster 65 versehen ist, das größengleich mit dem Reflektor 4 ist, um dessen Darstellungsstrahlen durchzulassen. Die Verschlussplatten 61 bis 64 gleiten zwischen einem ersten Zustand, bei dem die Verschlussplatten 61 bis 64 das Fenster 65 (11) vollständig öffnen, und einem zweiten Zustand, bei dem die Verschlussplatten 61 bis 64 das Fenster 65 teilweise abdecken (nicht gezeigt).
Wie in 12 gezeigt, hat die Rahmenplatte 66 eine Mehrzahl von Führungsschlitzen 66b, die jeweils einen an der jeweiligen Verschlussplatte 61 bis 64 fixierten Gleitschaft 6s gleitend aufnehmen. Die Gleitschafte 6s werden von einer Antriebseinheit (nicht gezeigt) so bewegt, dass die Verschlussplatten 61 bis 64 sich zwischen dem Komplett-Offen-Zustand und dem Teil-Abdeck-Zustand bewegen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wenn sich die Verschlussplatten 61 bis 64 nicht in das Fenster 65 hinein erstrecken, treten alle von der Anzeigeeinheit 5 abgegebenen Darstellungsstrahlen durch das Fenster 65 hindurch. Wenn sich hingegen die Verschlussplatten 61 bis 64 in das Fenster 65 hinein erstrecken, dann werden die Darstellungsstrahlen teilweise von den Verschlussplatten 61 bis 64 abgeschattet. In der vorliegenden Erfindung können die Verschlussplatten 61 bis 64 normalerweise in das Fenster hinein erstreckt sein und können vom Normalzustand aus einwärts oder auswärts bewegt werden, um die Größe des Fensters 65 zu variieren.
In dem Erstreckungs-Zustand der Verschlusseinheit 6 treten die Darstellungsstrahlen durch die Verschlusseinheit 6 hindurch, um einen nicht von den Verschlussplatten 61 bis 64 abgedeckten mittleren Bereich des Kalt-Spiegels 41 zu erreichen. In dem Nicht-Erstreckungs-Zustand der Verschlusseinheit 6 hingegen treten die Darstellungsstrahlen durch die Verschlusseinheit 6 hindurch, um die gesamte Vorderfläche des Kaltspiegels 41 zu erreichen, die nicht durch die Verschlussplatten 61 bis 64 begrenzt ist.
Das von den Verschlussplatten 61 bis 64 der Verschlusseinheit 6 definierte Fenster 65 variiert, wie oben beschrieben, so dass ein projiziertes Bild auf dem Projektionsbereich E mit der Form des von der die Darstellungsstrahlen der Anzeigeeinheit 5 durchlassenden Verschlusseinheit 6 definierten Fensters 65 variiert.
Die Anzeigeeinrichtung der zweiten Ausführungsform steuert die Verschlusseinheit 6 derart an, dass diese in den Erstreckungs-Zustand übergeht, wenn das Normal-Darstellungs-Muster A3 dargestellt ist, und in den Nicht-Erstreckungs-Zustand übergeht, wenn das Bild-Darstellungs-Muster 3B dargestellt ist.
Dies bedeutet, dass von der Anzeigeeinrichtung die Verschlussplatten 61 bis 64 verschoben werden, um die Verschlusseinheit 6 in den Erstreckungs-Zustand zu überführen, und die Anzeigeeinheit 5 geschaltet wird, um das Normal-Darstellungs-Musters 3A darzustellen, wie in 3A gezeigt. Demgegenüber werden von der Anzeigeeinrichtung die Verschlussplatten 61 bis 64 verschoben, um die Verschlusseinheit 6 in den Nicht-Erstreckungs-Zustand zu überführen, und die Anzeigeeinheit 5 geschaltet, um das Bild-Darstellungs-Muster 3B auf dem Projektionsbereich E darzustellen, wie in 3B gezeigt, um das Fahrzeug bei Nacht zu betreiben.
Wie oben beschrieben hat die Anzeigeeinrichtung der zweiten Ausführungsform die Verschlusseinheit 6, von welcher das Fenster 65 kleiner wird, wenn das Normal-Darstellungs-Muster 3A ausgewählt ist, da die Verschlusseinheit 6 sich in dem Erstreckungs-Zustand befindet. Dies vermindert das Durchtreten externer Strahlen F durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 um über den Reflektor 4 die Anzeigeeinheit 5 zu erreichen. Dementsprechend hat die zweite Ausführungsform im Betrieb eine Wirkung ähnlich der ersten Ausführungsform.
Bezugnehmend auf die zweite Ausführungsform können die Verschlussplatten 61 bis 64 in Anzahl und Form modifiziert werden, so dass die Form des Fensters 65 der Verschlusseinheit 6 mit einem projizierten Bild eines auf dem Projektionsbereich E gewünschten Profils korrespondiert. Ein modifiziertes Beispiel der zweiten Ausführungsform ist in
13 gezeigt, welche einen allgemeinen Betrieb des modifizierten Beispiels zeigt. Das Beispiel hat zwei Verschlussplatten 630 und 640, welche gleiten, um ein Fenster 65 zu variieren.
14 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Verschlusseinheit der Anzeigeeinrichtung von 13 zeigt. Die Verschlusseinheit hat die Verschlussplatten 630 und 640, die jeweils U-förmig sind. Die Verschlussplatten 630 und 640 sind jeweils an einer linken oder rechten Seite einer Rahmenplatte 66 angeordnet, wenn das Bild-Darstellungs-Muster 3B dargestellt ist. Wenn das Bild-Darstellungs-Muster 3B ausgewählt ist, bedecken die erstreckten Abschnitte 631 und 641 der Verschlussplatten 630 und 640 teilweise einen Umfangsbereich des Fensters 65 der Rahmenplatte 66, das heißt eine Vorderfläche des Kalt-Spiegels. Die Verschlussplatten 630 und 640 haben jeweils Gleitschafte 6s, die jeweils entlang eines in der Rahmenplatte 66 ausgebildeten Gleitschlitzes 66b gleiten, um die Form des Fensters zu variieren.
Wie oben beschrieben, hat die modifizierte Verschlusseinheit 6 der zweiten Ausführungsform die Verschlussplatten 630 und 640, von denen die erstreckten Abschnitte 631 und 641 das Fenster 65 verkleinern können. Das verringert das Durchtreten externer Strahlen F durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1, um über den Reflektor 4 die Anzeigeeinheit 5 zu erreichen. Dementsprechend hat die zweite Ausführungsform im Betrieb eine Wirkung ähnlich der ersten Ausführungsform.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der ersten und der zweiten Ausführungsform ist die Verschlusseinheit 6 jeweils gegenüberliegend und benachbart zu der Frontfläche des Reflektors 4 angeordnet. In der dritten Ausführungsform ist dahingegen eine Anzeigeinheit 6 gegenüberliegend und benachbart zu einem Bildschirm der Anzeigeeinheit 5 vorgesehen.
15 bis 19 zeigen die dritte Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung. Wenn ein wesentliches Element identisch oder korrespondierend zu einem bereits beschriebenen Element der ersten oder des zweiten Ausführungsform ist, so wird es mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in der ersten oder der zweiten Ausführungsform und wird nicht erneut im Detail beschrieben.
Wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform und wie in 15 gezeigt, hat die Anzeigeeinrichtung einen Reflektor 4 und eine Anzeigeeinheit (Anzeigevorrichtung) 5, welche in einem Armaturenbrett 1 eines Fahrzeuges angeordnet sind. Die Anzeigevorrichtung ist eine Licht-emittierende Vorrichtung, eine Flüssigkristall-Anzeige mit einer Hintergrundbeleuchtung oder ähnliches. Die Anzeigeeinheit 5 stellt ein Bild dar, welches von dem Reflektor 4 reflektiert wird, um durch eine Öffnung 11 des Armaturenbrettes auf einen Projektionsbereich E einer Windschutzscheibe 3 des Fahrzeugs projiziert zu werden. Ein virtuelles Bild S des projizierten Bildes ist einem vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrundbild überlagert, wenn von einem Auge I eines Fahrers durch die Windschutzscheibe 3 betrachtet.
Die Anzeigeeinrichtung hat ferner eine Verschlusseinheit (Verschlussvorrichtung) 6, welche entlang eines optischen Pfades zwischen der Anzeigeeinheit 5 und der Öffnung 11 quer im optischen Pfad angeordnet ist. Die Verschlusseinheit 6 kann ihr Frontfenster in Abhängigkeit von dem auf der Anzeigeeinheit 5 angezeigten und zum Projizieren auf den Projektionsbereich E vorgesehenen Darstellungs-Objekt verändern. Die Anzeigeeinrichtung hat auch eine Steuereinheit 7 zum Steuern eines von der Anzeigeeinheit 5 angezeigten Bildes und der Bewegung der Verschlusseinheit 6.
Bezüglich der dritten Ausführungsform wird ein Betrieb der Anzeigeeinrichtung erläutert, wobei die Steuereinheit 7 elektrisch mit einer Bildgebungseinheit 8b verbunden ist, und wobei ein Bild auf dem Projektionsbereich E dargestellt ist. Das Bild ist ein per Kamera aufgenommenes Bild 3B, gezeigt in 3B, welches einen vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrund zeigt und welches von einer Infrarotstrahlkamera aufgenommen wurde.
Die Verschlusseinheit 6, wie in 16 bis 19 gezeigt, hat einen Verschluss 60, ein Paar Gleitschlitze 66b und eine mit einem Fenster 65 zum Durchlassen von Darstellungsstrahlen, welche in einem Offen-Zustand des Verschlusses 60 von der Anzeigeeinheit 5 emittiert werden, versehene Rahmenplatte 66. Ein Paar von Gleitschaften 6s bewegen sich jeweils entlang einem der Gleitschlitze 66b. Jeder Gleitschaft 6s ist an dem Verschluss 60 fixiert und nimmt drehbar ein Ende von einem der Arme 67a, 67b auf. Das andere Ende des Armes ist drehbar mit der Rahmenplatte 66 verbunden.
Die Arme 67a, 67b sind an jeweiligen zentralen Abschnitten davon drehbar miteinander verbunden. Der Arm 67b ist drehbar mit einem Kurbelarm 67c verbunden. Der Kurbelarm 67c ist seinerseits drehbar mit einem Kurbelhebel 67e verbunden, welcher an der Ausgangs-Welle einer von einem in einer Richtung drehenden Motor 67f angetriebenen Antriebs-Getriebe-Einrichtung 67d befestigt ist. Der Kurbelhebel 67e bewegt sich mit der Drehung des Kurbelarmes 67c, um den Verschluss 60 zu öffnen oder zu schließen.
Als nächstes wird ein Betrieb der Verschlusseinheit 6 erläutert. In 16 ist der Verschluss 60 im Schließ-Zustand des Fensters 65, und der Motor 67f beginnt sich zu drehen. Hierdurch bewegt die Getriebe-Einrichtung 67d den Kurbelarm 67c mittels des Kurbelhebels 67e zum Offen-Zustand hin. Dadurch werden die Arme 67a, 67b dazu angetrieben, den Verschluss 60 zum Offen-Zustand hin zu bewegen, um das Fenster 65 der Rahmenplatte 66 teilweise zu öffnen, wie in 17 gezeigt ist.
Ein weiteres Drehen des Motors 67f legt das Fenster 65 der Rahmenplatte 66 vollständig frei, wie in 18 gezeigt. In einem Maximum-Offen-Zustand des Fensters 65 hält der Motor 67f an, um das oben beschriebene Bild-Darstellungs-Muster 3B darzustellen.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Bild-Darstellungs-Muster 3B verlässt, wird der Motor 67f erneut gedreht, so dass der Kurbelhebel 67e den Kurbelarm 67c bewegt. Daraufhin bewegen sich die Arme 67a und 67b, so dass der Verschluss 60 sich auf die Schließ-Position zu bewegt. Der Motor 67f dreht sich so lange, bis der Verschluss 60 den in 16 gezeigten Schließ-Zustand einnimmt.
Die Verschlusseinheit 6 der dritten Ausführungsform dreht den Motor 67f in der einen Richtung, um den Verschluss 60 zu öffnen und zu schließen. Der Motor 67f kann allerdings auch ein Motor sein, der zu umkehrbarer Drehung in der Lage ist, um den Verschluss 60 sowohl zur Offen- als auch zur Schließ-Position zu bewegen.
In der Anzeigeeinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform steuert die Steuereinheit 7 aufgrund eines Befehls des Fahrers die Verschlusseinheit 6 zum Bewegen zur Offen-Position hin an, wenn sich das Fenster 65 der Verschlusseinheit 6 im Schließ-Zustand befindet. Hierbei dreht sich der Motor 67f der Verschlusseinheit 6, so dass der Verschluss 60 zur Offen-Position hin gleitet (18). Dann steuert die Steuereinheit 7 die Anzeigeeinheit 5 an, um ein per Kamera aufgenommenes Bild darzustellen, welches von einer Bildgebungs-Einheit 8b zur Verfügung gestellt wurde.
Die Darstellungsstrahlen der Anzeigeeinheit 5 treten durch das Fenster 65 der Verschlusseinheit 6 durch, um den Reflektor 4 zu erreichen. Der Kalt-Spiegel 41 des Reflektors 4 reflektiert die Darstellungsstrahlen, welche durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 durchtreten, um auf den Projektionsbereich E projiziert zu werden. Wenn der Fahrer einen Befehl gibt, die Bild-Darstellung zu beenden, stoppt die Steuereinheit 7 die Ausgabe des per Kamera aufgenommenen Bildes zu der Anzeigeeinheit 5, so dass die Anzeigeeinheit 5 das Darstellen beendet. Die Steuereinheit 7 steuert dann die Verschlusseinheit 6 zum Bewegen auf die geschlossene Position hin an. Hierbei dreht sich der Motor 67f der Verschlusseinheit 6, so dass der Verschluss 60 auf die Schließ-Position (16) zu gleitet.
Wie oben erläutert, hat die Anzeigeeinrichtung der dritten Ausführungsform die Verschlusseinheit 6, von welcher der Verschluss 60 gleitet, um das Fenster 65 der Verschluss-Einheit 6 zu öffnen, wenn das Bild-Darstellungs-Muster 3B ausgewählt ist, und um das Fenster 65 der Verschlusseinheit 6 zu schließen, wenn das Bild-Darstellungs-Muster 3B nicht ausgewählt ist. Hierdurch werden externe Strahlen F vermindert, welche durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 eintreten, um über den Reflektor 4 die Anzeigeeinheit 5 zu erreichen.
Selbst wenn in der Anzeigeeinheit daher ein größerer Reflektor 4 eingesetzt wird, können externe, auf die Anzeigeeinheit 5 konvergierte Strahlen F durch die Verschlusseinheit vermindert werden, wodurch eine Beschädigung der Anzeigeeinheit 5 aufgrund ihres Erhitzens vermieden wird.
Die Anzeigeeinrichtung kann darüber hinaus mit einer Nachtsicht-Einheit zusammenwirken, um dem Fahrer beispielsweise nachts eine klare Sicht zu erlauben, um das Fahrzeug sicher zu betreiben. In solchen Fällen ist das Bild-Darstellungs-Muster 3B größer dargestellt, aber externe Strahlen F haben nachts eine geringere Leucht-Energie, so dass der größere Reflektor 4 keine Beschädigung der Anzeigeeinheit 5 durch ihr Erhitzen verursacht.
Zusätzlich kann der Kalt-Spiegel 41 des Reflektors 4 ein Halbspiegel sein, der fast alle durch die Verschlusseinheit 6 durchtretenden externen Strahlen F durchlässt, so dass die externen Strahlen F die Anzeigeeinrichtung 5 nicht aufwärmen.
In der dritten Ausführungsform ist der Betrieb der Anzeigeeinrichtung nur mit dem Bild-Darstellungs-Muster 3B beschrieben worden. Allerdings kann die Anzeigeeinrichtung der dritten Ausführungsform derart modifiziert werden, dass sie das Normal-Darstellungs-Muster 3A aktiviert, zu welchem, wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform, von dem Bild-Darstellungs-Muster 3B aus umgeschaltet wird.
Beispielsweise ist das Bild-Darstellungs-Muster 3B im Offen-Zustand des Fensters 65 ausgewählt, während das Normal-Darstellungs-Muster 3A in einem Halboffen-Zustand des Fensters 65, wie in 17 oder 19 gezeigt, ausgewählt ist. Denn das Normal-Darstellungs-Muster 3A ist kleiner als das Bild-Darstellungs-Muster 3B.
Ferner ist der Verschluss 60 der Verschlusseinheit der dritten Ausführungsform in verschiedenen Konfigurationen modifiziert. 20 ist eine erläuternde Ansicht eines schwenkbaren Verschlusses 60. Der Verschluss 60 ist eine Platte mit einer Länge L1 und ist in der Nähe eines Bildschirms der Anzeigeeinheit 5 angeordnet. Der Verschluss 60 dreht sich zusammen mit einer Schwenk-Welle 6t, um ein Fenster 65 einer Verschlusseinheit 6 bereitzustellen.
Der Verschluss 60 ist in eine in 20 mit einer gestrichelten Linie dargestellte Position gedreht, um das Fenster 65 der Verschlusseinheit 6 zu öffnen, wenn das Bild-Darstellungs-Muster 3B ausgewählt ist, und der Verschluss 60 ist in eine andere Position gedreht, welche mittels einer durchgezogenen Linie in 20 dargestellt ist, um das Fenster 65 der Verschlusseinheit 6 zu schließen, wenn das Bild-Darstellungs-Muster 3B nicht ausgewählt ist. Hierdurch wird auch bei der dritten Ausführungsform verhindert, dass externe Strahlen F durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 über den Reflektor 4 die Anzeigeeinheit 5 erreichen.
21 ist eine erläuternde Ansicht eines schwenkbaren Verschlusses 60 der Verschlusseinheit 6. Der Verschluss 60 hat ein Paar Abschirmwände 60a und 60b, die jeweils eine Länge L2 kleiner als die Länge L1 aufweisen. Jede Abschirmwand 60a oder 60b dreht sich gemeinsam mit einem Schwenk-Schaft 6t, um den Verschluss 60 in beiden Richtungen zu öffnen. Dies verhindert auch bei der dritten Ausführungsform, dass externe Strahlen F durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 hindurchtreten, um über den Reflektor 4 die Anzeigeeinheit 5 zu erreichen, wenn die Verschlusseinheit 6 nicht verwendet wird.
Aufgrund des Doppel-Drehachsen-Verschlusses 60 kann die Verschlusseinheit 6 näher an der Anzeigeeinheit 5 angeordnet werden. Der Verschluss 60 kann so konfiguriert werden, dass er entgegengesetzt zur Anzeigeeinheit 5 dreht, um den Darstellungs-Pfad zu öffnen und hierbei der Platzbegrenzung im Armaturenbrett Rechnung zu tragen.
Die Verschlusseinheit 6 kann einen anderen Verschluss 60 aufweisen, welcher gleiten kann und faltbar ist. 22A, 22B und 22C sind erläuternde Ansichten der Bewegung des Verschlusses 60. Die Abschirmwände 60a und 60b sind mittels eines Scharniers 6r drehbar miteinander verbunden, so dass eine Scharnier-Struktur gebildet ist. Die Abschirm-Wand 60a ist an ihrem anderen Ende drehbar mit einem Schwenk-Schaft 6t verbunden, und die Abschirmwand 60b ist an ihrem anderen Ende drehbar mit einem Gleitschaft 6s verbunden.
22A zeigt einen Schließ-Zustand des Verschlusses 60. Wie in 22B gezeigt, gleitet der Gleitschaft 6s in einer Aufwärts-Richtung, und das Scharnier 6r bewegt sich in einer Rechts-Richtung X. Wie in 22c gezeigt ist, gleitet dann der Gleitschaft 6s aufwärts zu dem Schwenk-Schaft 6t, so dass der Verschluss 60 einen Falt-Zustand einnimmt. Hierdurch wird auch in der dritten Ausführungsform verhindert, dass externe Strahlen F durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 durchtreten, um über den Reflektor 4 die Anzeigeeinheit 5 zu erreichen, wenn die Verschlusseinheit 6 nicht verwendet wird.
Die Verschlusseinheit 6 kann ferner einen anderen Verschluss 60 aufweisen, welcher gleiten kann und faltbar ist. 23A, 23B und 23C sind erläuternde Abbildungen der Bewegung des Verschlusses 60. 24 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern der Bewegung eine Gleitschaftes von 24. Der Verschluss 60 gleitet zu beiden Seiten.
Wie in 23 und 24 gezeigt, hat der Verschluss 60 ein Paar Abschirmwände 60a und 60b und ein anderes Paar Abschirmwände 60c und 60d. Das Paar Abschirmwände 60a und 60b haben jeweils eine Länge von L3 und sind durch ein Scharnier 6ra drehbar miteinander verbunden, wobei das Paar Abschirmwände 60c und 60d, die jeweils eine Länge L3 aufweisen, durch ein Scharnier 6rb drehbar miteinander verbunden sind. Die Abschirmwand 60a ist an ihrem anderen Ende mit einem Drehschaft 6ta verbunden, und die Abschirmwand 60d ist an ihrem anderen Ende drehbar mit einem Drehschaft 6tb verbunden. Die Abschirmwand 60b ist an ihrem anderen Ende mit einem Gleitschaft 6sa verbunden, und die Abschirmwand 60c ist an ihrem anderen Ende drehbar mit einem Gleitschaft 6sb verbunden.
Die Gleitschafte 6sa und 6sb sind jeweils gleitend mit einem in einem fixierten Element ausgebildeten Gleitschlitz 6b verbunden. Die Gleitschafte 6sa und 6sb werden durch einen von einem Antriebsschaft 6m angetriebenen Riemen 6g bewegt. Der Riemen 6g und der Antriebsschaft 6m sind in Bezug auf die Abschirmwände 60a,60b an der gegenüberliegenden Seite des fixierten Elements positioniert.
Wie 23A und 24A zeigen, dreht sich der Antriebsschaft 6m, um den Riemen 6g in einer Richtung T von einem Schließ-Zustand des Verschlusses aus zu bewegen. Wie in 23B gezeigt ist, bewegt sich hierbei der Gleitschaft 6sa in einer Aufwärts-Richtung Y1, und der Gleitschaft 6sb bewegt sich in einer Abwärts-Richtung Y2. Die Gleitschafte 6sa und 6sb gleiten aufwärts zu den Drehschaften 6ta oder 6tb, so dass der Verschluss 60 einen Falt-Zustand einnimmt, wie in 23C gezeigt.
Diese Anordnung verhindert daher auch bei der dritten Ausführungsform den Durchgang externer Strahlen F durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1, um die Anzeigeeinheit 5 zu erreichen, wenn die Verschlusseinheit 6 nicht verwendet wird. Der Verschluss 60 kann das Fenster 65 in Form und Größe verändern, in Übereinstimmung mit einem Darstellungs-Objekt. Die Abschirmwände 60a, 60b, 60c und 60d haben jeweils eine Länge L3 kleiner als die Längen L1 und L2, um dem begrenzten Platz im Armaturenbrett 1 Rechnung zu tragen.
Die Verschlusseinheit 6 kann einen weiteren Verschluss 60 aufweisen, welcher mit einer Mehrzahl an Abschirmwänden versehen ist, die gleiten können und faltbar sind. 25A, 25B und 25C sind erläuternde Abbildungen der Bewegung des Verschlusses 60. Die Abschirmwände 60a und 60b sind durch ein Scharnier 6r1 drehbar miteinander verbunden, und die Abschirmwände 60c und 60d sind durch ein Scharnier 6r2 drehbar miteinander verbunden, um ein Paar von Scharnier-Strukturen zu bilden. Die Abschirmwand 60a ist an ihrem anderen Ende drehbar mit einem Gleitschaft 6s1 verbunden, und die Abschirmwand 60d ist an ihrem anderen Ende drehbar mit einem Schwenkschaft 6t verbunden. Die Abschirmwände 60b und 60c sind durch einen Gleitschaft 6s2 drehbar miteinander verbunden, um das Paar von Scharnier-Strukturen miteinander zu verbinden.
25A zeigt einen Schließ-Zustand des Verschlusses 60. Wie in 25B gezeigt, gleitet der Gleitschaft 6s1 in eine Aufwärts-Richtung Y und das Scharnier 6r1 bewegt sich in der Rechts-Richtung X. Wie in 25C gezeigt, gleitet dann das Scharnier 6r1 aufwärts zu dem Scharnier 6r2, so dass das Scharnier 6r2 sich auch rechtswärts bewegt, bis der Verschluss 60 den Falt-Zustand erreicht. Hierdurch wird auch in der dritten Ausführungsform verhindert, dass externe Strahlen F durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 durchtreten, um die Anzeigeeinheit 5 zu erreichen, wenn die Verschlusseinheit 6 nicht verwendet wird.
Vierte Ausführungsform
Die erste bis dritte Ausführungsform haben jeweils einen Einzel-Reflektor 4. Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anzeigeeinrichtung mit einer Mehrzahl von Reflektoren, welche einen verlängerten optischen Pfad erlauben, um das virtuelle Bild weiter entfernt vom Fahrer-Auge darzustellen. Es sei angemerkt, dass die allgemeine Konfiguration der vierten Ausführungsform der der ersten Ausführungsform ähnlich ist. Elemente, welche identisch oder entsprechend zu anhand der ersten Ausführungsform beschriebenen Elementen sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der ersten Ausführungsform und werden nicht erneut detailliert beschrieben.
26 ist eine allgemeine Gesamt-Ansicht, welche die vierte Ausführungsform der Anzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein zweiter Spiegel 4a zwischen dem Reflektor 4 und der Anzeigeeinheit 5 angeordnet ist. Der Reflektor 4a ist ein gewöhnlicher Spiegel (Flach-Spiegel), welcher von der Anzeigeeinheit 5 emittierte Darstellungsstrahlen zu dem Reflektor 4 hin reflektiert. Die Darstellungsstrahlen werden vom Reflektor 4 zerstreut und durch die Öffnung 11 zu dem Projektionsbereich E projiziert.
Jeder der Reflektoren 4 und 4a ist ein Kalt-Spiegel. Wenn externe Strahlen F den Reflektor 4 durch die Öffnung 11 erreichen, treten fast alle Infrarotstrahlen der externen Strahlen durch den Reflektor 4. Unter Bezugnahme auf den Reflektor 4 zeigt ein erster Graph von 27 eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und Wellenlänge von Sonnenstrahlen. Kleine Mengen von Infrarotstrahlen verbleiben in den externen Strahlen, welche von Reflektor 4 reflektiert worden sind. Die reflektierten Strahlen erreichen jeweils den Reflektor 4a. Unter Bezugnahme auf Reflektor 4a zeigt ein zweiter Graph von 28 eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und Wellenlänge der reflektierten Strahlen.
Wenn T% Infrarotstrahlen in den externen Strahlen F durch den Reflektor 4 durchtreten, werden 100%-T% der Infrarotstrahlen von dem Reflektor 4 reflektiert (genau genommen sollten Absorption und Diffusion aufgrund der Reflexion ebenfalls berücksichtigt werden). Daher verbleiben (100%-T%)² der Infrarotstrahlen in den externen Strahlen, nachdem die externen Strahlen von dem Reflektor 4a reflektiert worden sind. Das Bereitstellen der Reflektoren 4 und 4a, jeweils als Kalt-Spiegel ausgebildet, reduziert in die Anzeigeeinrichtung 5 eingebrachte externe Infrarotstrahlen weiter. Dies verhindert eine Beschädigung durch Erhitzen der Anzeigeeinheit 5.
Wie oben angegeben, werden von der Anzeigeeinheit 5 ausgehende Darstellungsstrahlen nacheinander von den Reflektoren 4a und 4 reflektiert, um zu dem Projektionsbereich E reflektiert zu werden. Die Reflektoren 4 und 4a der vierten Ausführungsform lassen Infrarotstrahlen durch und reflektieren sichtbare Strahlen. Der Reflektor 4a reduziert damit weiter die verbleibenden Infrarotstrahlen in den externen Strahlen F, welche vom Reflektor 4 reflektiert worden sind. Dies vermeidet sicher ein Beschädigen der Anzeigeeinheit 5 durch Erhitzen.
Die vierte Ausführungsform wird mit den beiden Reflektoren 4 und 4a bereitgestellt. Um Infrarotstrahlen aus den externen, die Anzeigeeinheit 5 erreichenden Strahlen F weiter zu reduzieren, können allerdings auch mehr als zwei Reflektoren bereitgestellt werden.
Die Verschlusseinheit 6 ist in der Nähe des Reflektors 4 angeordnet, so dass sie einer Reflexionsfläche des Kalt-Spiegels in der gleichen Weise gegenüberliegt, wie bei der ersten Ausführungsform. Daher kann das Fenster 65 der Verschlusseinheit 6 bei dem Normal-Darstellungs Muster 3A kleiner sein als bei dem Bild-Darstellungs-Muster 3B, so dass externe Strahlen F, welche durch die Öffnung 11 des Armaturenbrettes 1 eintreten, die Anzeigeeinrichtung 5 weniger erreichen, wenn die Anzeigeeinrichtung 5 sich im Normal-Darstellungs-Muster 3A befindet. Dies vermeidet sicher ein Beschädigen der Anzeigeeinheit 5 durch ihr Erhitzen.
Der für die Reflektoren 4 und 4a verwendete Kalt-Spiegel schneidet im Allgemeinen Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge oberhalb von 700 Nanometern ab. Wenn allerdings ein Head-Up-Display keine Strahlen einer längeren Wellenlänge als Strahlen grüner Farbe benötigt, wird wenigstens einer der Reflektoren 4 oder 4a modifiziert, um eine Filtereigenschaft wie im dritten Graph von 29, welcher Transmissionsverhältnis in Bezug zur Strahl-Wellenlänge zeigt, anzunehmen. Solche Kaltspiegel können Infrarotstrahlen in den externen Strahlen F, welche die Anzeigeeinheit 5 erreichen würden, weiter reduzieren.
Wenn das Head-up-Display schmalbandige Strahlen verwendet, welche zu einer bestimmten Farbe, beispielsweise einer grünen Farbe, korrespondieren, wird wenigstens einer der Reflektoren 4 oder 4a modifiziert, um eine Filter-Eigenschaft aufzuweisen, welche nur die spezifizierte Farbe sicher reflektiert. Daher treten die anderen Strahlen durch den einen der Reflektoren hindurch, wodurch die externen Strahlen F, welche die Anzeigeeinheit 5 erreichen, reduziert werden.
Wie in 30 dargestellt, welche einen Graph einer Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und Wellenlänge von Sonnenstrahlen zeigt, kann eine Mehrzahl von Spiegeln kombiniert werden, wenn gewünscht. Jeder Spiegel schneidet einen zueinander unterschiedlichen Wellenlängenbereich der Sonnenstrahlen ab.
Beispielsweise ist gemäß 30 der Reflektor 4 so modifiziert, dass er eine Filtereigenschaft aufweist, um Strahlen einer roten Farbe und Strahlen mit Wellenlängen länger als die rote Farbe durchzulassen. Andererseits ist der Reflektor 4a so modifiziert, dass er eine Filtereigenschaft hat, Strahlen einer blauen Farbe durchzulassen. Dadurch werden nur Strahlen grüner Farbe von der Kombination der Reflektoren 4 und 4a durchgelassen, was die externen Strahlen F die die Anzeigeeinheit 5 erreichen reduziert.

Claims

Anzeigeeinrichtung mit einer Anzeigeeinheit (5) und einem Reflektor (4), welche in einem Armaturenbrett (1) eines Kraftfahrzeuges untergebracht sind, wobei die Anzeigeeinheit (5) ein Bild emittiert, welches von dem Reflektor (4) reflektiert wird, und wobei das Bild durch eine Öffnung (11) des Armaturenbrettes (1) hindurch auf eine Windschutzscheibe (3) des Fahrzeuges projiziert wird, wobei die Anzeigeeinrichtung das Bild einem Vordergrund von einer Sicht eines Fahrers überlagert, so dass ein Fahrer des Fahrzeuges das überlagerte Bild und das Vordergrundbild durch die Windschutzscheibe (3) simultan wahrnehmen kann, wobei die Anzeigeeinrichtung aufweist: eine zwischen der Anzeigeeinheit (5) und der Öffnung (11) angeordnete Verschlussvorrichtung (6), wobei die Verschlussvorrichtung (6) transformierbar ist, um gemäß einer Größe des emittierten Bildes Darstellungsstrahlen des emittierten Bildes durch die Öffnung (11) durchtreten zu lassen.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das von der Anzeigeeinheit (5) emittierte Bild mittels einer Infrarotstrahlkamera gewonnen ist, welche insbesondere bei Nacht einen vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrund aufnimmt, und wobei die Verschlussvorrichtung dahingehend veränderbar ist, dass das von der Infrarotstrahlkamera aufgenommene Bild größer wird als während eines normalen Betriebes der Anzeigeeinheit (5).
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verschlussvorrichtung (6) eine Mehrzahl von Verschlusselementen aufweist, um gemäß der Größe des emittierten Bildes die Darstellungsstrahlen des emittierten Bildes durch die Öffnung durchtreten zu lassen.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verschlussvorrichtung (6) ein gleitender Verschluss ist, welcher öffnet oder schließt, um gemäß der Größe des emittierten Bildes die Darstellungsstrahlen des emittierten Bildes durch die Öffnung durchtreten zu lassen.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verschlussvorrichtung (6) verhindert, dass externe Strahlen die Anzeigeeinheit (5) durch die Öffnung (11) erreichen, wenn die Anzeigeeinheit (5) nicht verwendet wird.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verschlussvorrichtung (6) einer Reflexionsfläche des Reflektors (4) gegenüberliegt.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Reflektor (4) sichtbare Strahlen reflektiert und Infrarotstrahlen im Wesentlichen durchlässt.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl von Reflektoren entlang eines optischen Pfades quer dazu zwischen der Anzeigeeinheit und der Öffnung angeordnet sind.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 7, wobei der Reflektor (4) in erster Linie einen Teil der sichtbaren Strahlen reflektiert, die zu Wellenlängen von Farben des von der Anzeigeeinheit (5) emittierten Bildes korrespondieren.