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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.
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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.
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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.
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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 Dokument
JP 64-35139 U (Seiten 4, 5 und
1)
offenbart.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
Dokument
JP 64-35139 U , 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.
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Aus
dem Dokument
DE 102
26 896 A1 ist eine in ein Fahrzeug eingebaute, in Kopfhöhe ablesbare
Anzeigeeinrichtung mit einer Verschlussanordnung bekannt, die zwischen
einer Anzeigeeinheit und einer Öffnung
an der Oberseite des Armaturenbretts angeordnet ist. Der Verschluss
wird geöffnet/geschlossen
um den Durchlass oder Nicht-Durchlass des Bildlichts zu steuern.
Der Verschluss weist zwei Verschlusseinrichtungen auf die derart
gesteuert werden, dass in schneller Abfolge eine der Verschlusseinrichtungen
geöffnet
und der andere der Verschlusseinrichtungen geschlossen wird, wobei die
Anzeigebilder abwechselnd durch die Verschlusseinrichtungen durchgelassen
werden.
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Aus
dem Dokument
DE 101
35 986 A1 ist eine fahrzeugeigene Anzeigevorrichtung bekannt, bei
der zwischen einer Anzeige und einer Öffnung im Armaturenbrett eine
Abdeckplatte mit einem Fenster, das eine vorbestimmte Abmessung
aufweist, angeordnet ist. Die Abdeckplatte mit dem darin ausgebildeten
Fenster ist in Längsrichtung
des Fahrzeugs verschiebbar, so dass das Fenster in Übereinstimmung
mit der Position eines halbdurchlässigen Spiegels angeordnet
werden kann. Mittels eines Verschlussdeckels kann das Fenster verschlossen
werden, wenn die überlagerte
Projektion nicht erwünscht ist.
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung bereitzustellen,
welche das Problem löst, dass
externe Strahlen die Anzeigeeinheit erreichen und diese erhitzen.
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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 hindurch
auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs projiziert. Die Anzeigeeinrichtung überlagert das
Bild einem vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrund (vor dem Fahrzeug
liegend), so dass ein Fahrer des Fahrzeuges das Bild und den Vordergrund
durch die Windschutzscheibe simultan wahrnehmen kann. Die Anzeigeeinrichtung
weist zwischen der Anzeigeeinheit und der Öffnung eine Verschlusseinheit
auf. Die Verschlusseinheit weist ein in seiner Form und Größe variierbares
Fenster auf, das auf eine Mehrzahl ausgewählter Zwischenpositionen einstellbar
ist. Die Anzeigeeinrichtung weist ferner eine Steuereinheit auf,
von der das von der Anzeigeeinheit darzustellende Bild steuerbar
und die Verschlusseinheit entsprechend dem darzustellenden Bild
gesteuert verstellbar ist, um in Übereinstimmung mit der Größe des emittierten
Bildes Darstellungsstrahlen des emittierten Bildes durch die Öffnung passieren
zu lassen, so dass die Größe und Form des
variierbaren Fensters entsprechend einem kleineren Normal-Darstellungs-Muster
oder einem Bild-Darstellungs-Muster einstellbar ist, das größer als
das kleinere Normal-Darstellungs-Muster ist, und dementsprechend
die Größe und Form
des auf die Windschutzscheibe zu projizierenden Bildes eingestellt
wird.
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Die
Verschlusseinheit 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 Verschlusseinheit die durch sie hindurchtretende Strahlenmenge
einstellen, wodurch eine durch Erhitzen verursachte Beschädigung verhindert
wird.
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Vorzugsweise
wird das Bild-Darstellungsmuster, das größer als das kleinere Normal-Darstellungs-Muster
ist, mittels einer Infrarotstrahlkamera gewonnen, welche bei Nacht
einen vom Fahrzeug aus gesehenen Vordergrund aufnimmt, wobei das von
der Anzeigeeinheit emittierte Bild das mittels der Infrarotstrahlkamera
gewonnene Bild ist, und die Größe des Fensters
der Verschlusseinheit dahingehend verändert wird, dass das von der
Infrarotstrahlkamera aufgenommene Bild größer dargestellt wird als das
Normal-Darstellungs-Muster.
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Durch
die Verwendung der Verschlusseinheit 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.
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Vorzugsweise
weist die Verschlusseinheit eine Mehrzahl die Größe und Form des Fensters variierende
Verschlusselementen auf.
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Die
Verschlussvorrichtung kann daher Strahlen, die zum Darstellen des
emittierten Bildes unnötig sind,
blockieren und hierdurch unerwünschte
externe Strahlen, welche die Anzeigeeinheit erreichen, verringern.
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Vorzugsweise
ist die Verschlusseinheit ein Gleit-Verschluss, welcher zum Variieren der
Größe und Form
des Fensters öffnet
und schließt.
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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.
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Vorzugsweise
verhindert die Verschlusseinheit, dass externe Strahlen die Anzeigeeinheit
durch die Öffnung
erreichen, wenn die Anzeigeeinheit nicht verwendet wird.
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Vorzugsweise
ist die Verschlusseinheit einer Reflektionsfläche des Reflektors gegenüberliegend angeordnet.
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Vorzugsweise
reflektiert der Reflektor sichtbare Strahlen und lässt infrarote
Strahlen durch. Dies verhindert eine Beschädigung aufgrund von Erhitzen der
Anzeigeeinheit sicher.
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Vorzugsweise
sind entlang eines optischen Pfades zwischen der Anzeigeeinheit
und der Öffnung eine
Mehrzahl von Reflektoren quer zum optischen Pfad angeordnet. 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.
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Vorzugsweise
reflektiert der Reflektor einen Teil der sichtbaren Strahlen, die
zu Wellenlängen
von Farben des von der Anzeigeeinheit emittierten Bildes korrespondieren.
Dies verhindert eine Beschädigung aufgrund
von Erhitzen der Anzeigeeinheit sicher.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
allgemeine Gesamtansicht, welche eine erste Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung
gemäß der Erfindung
zeigt,
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2 eine
Allgemeinansicht, welche ein von der Anzeigeeinrichtung von 1 bereitgestelltes Darstellungs-Beispiel zeigt,
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3A eine
Ansicht, welche eine normale Darstellung zeigt, und 3B ist
eine Ansicht, welche eine Bild-Darstellung
eines per Kamera aufgenommenen Bildes zeigt,
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4 eine
allgemeine perspektivische Ansicht, welche eine Verschlusseinheit
und einen Reflektor zeigt, welche zueinander in wünschenswerter Weise
angeordnet sind,
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5 eine
allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand
der Verschlusseinheit zeigt,
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6 eine
allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand
der Verschlusseinheit zeigt, bei welchem sich die Verschlusseinheit in
einem Falt-Zustand befindet,
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7 eine
allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand
der Verschlusseinheit zeigt, bei dem sich die Verschlusseinheit
in einem Offen-Zustand befindet,
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8 eine
vergrößerte Ansicht
eines eingekreisten Teils A von 6,
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9 eine
vergrößerte Ansicht
eines eingekreisten Teils B von 7,
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10 eine
allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand
einer Verschlusseinheit einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung
zeigt,
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11 eine
perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel der Verschlusseinheit
von 10 zeigt,
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12 eine
vergrößerte Ansicht
des eingekreisten Teils C von 11,
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13 eine
allgemeine perspektivische Ansicht, welche einen Betriebszustand
einer anderen Verschlusseinheit der zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung
zeigt,
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14 eine
perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel der Verschlusseinheit
von 13 zeigt,
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15 eine
allgemeine Gesamtansicht, welche eine dritte Ausführungsform
der Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung
zeigt,
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16 eine
allgemeine erklärende
Ansicht, welche einen Schließ-Zustand
einer Verschlusseinheit zeigt,
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17 eine
allgemeine erklärende
Ansicht, welche einen Übergangszustand
der Verschlusseinheit beim öffnen
der Verschlusseinheit zeigt,
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18 eine
allgemeine erklärende
Ansicht, welche einen Offen-Zustand der Verschlusseinheit zeigt,
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19 eine
allgemeine erklärende
Ansicht, welche einen Übergangszustand
der Verschlusseinheit beim Schließen der Verschlusseinheit zeigt,
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20 eine
allgemeine erklärende
Ansicht, welche einen Betätigungs-Vorgang
einer Verschlusseinheit zeigt,
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21 eine
allgemeine erklärende
Ansicht, welche einen Betätigungs-Vorgang
einer Doppel-Drehachsen-Verschlusseinheit
zeigt,
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22A, 22B und 22C jeweils eine allgemeine erklärende Ansicht,
welche einen Verfahrensschritt zum gleitenden Verschieben eines
Verschlusses zeigt,
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23A, 23B und 23C jeweils eine allgemeine erklärende Ansicht,
welche einen Verfahrensschritt zum Bewegen von Verschlüssen zu
beiden Seiten zeigt,
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24A und 24B perspektivische
Ansichten, welche das Bewegen des Gleit-Schaftes zeigen,
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25A, 25B und 25C jeweils eine allgemeine erklärende Ansicht,
welche ein Betätigen von
gleitenden und faltbaren Verschlüssen
zeigt,
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26 eine
allgemeine erklärende
Ansicht, welche eine vierte Ausführungsform
der Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung
zeigt,
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27 einen
ersten Graph, welcher eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und
Wellenlänge
von Sonnenstrahlen zeigt,
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28 einen
zweiten Graph, welcher eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und Wellenlänge von
Sonnenstrahlen zeigt,
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29 einen
dritten Graph, welcher eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und
Wellenlänge
von Sonnenstrahlen zeigt,
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30 Graphen,
die jeweils eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und
Wellenlänge von
Sonnenstrahlen zeigen, und
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31 eine
allgemeine Gesamtansicht einer herkömmlichen Head-Up-Anzeigeeinrichtung.
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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.
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Erste Ausführungsform
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1 bis 9 zeigen
eine erste Ausführungsform
einer Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung.
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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.
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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.
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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 Bildes 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Dies
bedeutet: die Anzeigeeinrichtung bewegt die Verschlusseinheit 6 in
den Falt-Zustand und schaltet die Anzeigeeinheit 5 zum
Darstellen des Normal-Darstellungs-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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zweite Ausführungsform
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Dritte Ausführungsform
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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.
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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 der 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Als
nächstes
wird ein Betrieb der Verschlusseinheit 6 erläutert. In 16 ist
der Verschluss 60 im Schließzustand 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.
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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 35 darzustellen.
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Wenn
der Fahrer des Fahrzeugs das Bild-Darstellungs-Muster 35 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 eines Gleitschaftes von 24.
Der Verschluss 60 gleitet zu beiden Seiten.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vierte Ausführungsform
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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.
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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.
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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 den Reflektor 4a zeigt ein zweiter Graph
von 28 eine Beziehung zwischen Transmissionsverhältnis und
Wellenlänge
der reflektierten Strahlen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.