DE3812648A1

DE3812648A1 - Anzeigevorrichtung fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE3812648A1
Application number: DE3812648A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Iino; Kunimitsu Aoki; Yoshiyuki Suzuki
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1988-11-03
Also published as: US5056890A; GB8808949D0; DE3812648C2; GB2204713A; GB2204713B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, um Muster auf einen Halbspiegel oder auf eine Frontscheibe des Fahrzeuges derart zu projizieren, daß der Fahrer des Fahrzeuges die Muster in Überlagerung zu der äußeren Umgebung des Fahrzeuges sehen kann.

Allgemein sind in einem Fahrzeug Anzeigevorrichtungen wie Geschwindigkeitsmesser und eine Zeituhr an dem Armaturenbrett derart angebracht, daß der Fahrer des Fahrzeuges die an den Anzeigevorrichtungen angezeigten Muster direkt sehen kann. Es gibt auch eine sogenannte Headup-Display-Vorrichtung, die neuerdings entwickelt worden ist. um Muster auf einen Halbspiegel oder auf die Frontscheibe des Fahrzeuges zu projizieren derart, daß der Fahrer virtuelle Bilder der projizierten Muster in Überlagerung zur äußeren Umgebung des Fahrzeuges sieht. Eine solche Vorrichtung ist angemessen für siche res Fahren, weil der Fahrer während des Fahrens die Muster sehen kann, ohne seine Augenstellung zu verändern.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer solchen Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Stand der Technik. Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Armaturenbrett 1 einen Projektor 105, der eine Anzeigeeinrichtung 102, eine Lichtquelle 103, eine Linse 104 usw. umfaßt. Die Anzeigeeinrichtung 102 besteht beispielsweise aus Flüssigkristallzellen. Licht strahlt die Hinterseite der Anzeigeeinrichtung 102 an, und ein anzuzeigendes Muster der Anzeigeeinrichtung 102 wird mit der Linse 104 vergrößert und auf einen Halbspiegel 101 projiziert. Der Halbspiegel 101 reflektiert ein virtuelles Bild 107 des Musters in Richtung zum Fahrer 8.

Bei der bekannten Anzeigevorrichtung ist der die An zeigeeinrichtung 102 umfassende Projektor 105 in dem Armaturenbrett 1 aufgenommen, welches üblicherweise verschiedene Instrumente und Leiterverbindungen trägt, so daß für den Projektor 105 nur ein begrenzter Raum verbleibt. Daher muß das Armaturenbrett 1 genügend groß gestaltet werden, um den Projektor 105 aufzunehmen. Demgemäß wird durch eine entsprechende Gestaltung des Armaturenbrettes 1 der Innenraum des Fahrzeuges ver kleinert.

Weiterhin kann durch eine in der oberen Fläche des Armaturenbrettes 1 gebildete Öffnung zum Projizieren eines Musters, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, starkes Sonnenlicht, welches durch die Frontscheibe 6 hindurchtritt, auf den Projektor 105 auftreffen, so daß die Anzeigeeinrichtung 102 zerstört werden kann, die aus Flüssigkristallzellen gebildet ist.

Um das virtuelle Bild 107 am Halbspiegel 101 in Rich tung gegen den Fahrer 8 zu richten, der in einer be sonderen Haltung sitzt und eine besondere körperliche Konstitution hat, kann der Halbspiegel 101 in Rechts- Links-Richtung rund um eine vertikale Achse Y, und in Vorwärts-Rückwärts-Richtung rund um eine horizontale Achse X gedreht werden, um seine Winkelstellung einzu stellen. Nach dem Einstellen des Halbspiegels 101 werden Feststellungsschrauben, die an der horizontalen und der vertikalen Achse X bzw. Y vorgesehen sind, angezogen, um die Achsen festzulegen. Dies bedeutet, daß zwei sol cher Schrauben vor und nach der Einstellung des Spiegels 101 gehandhabt werden müssen, so daß der Einstellvorgang umständlich ist. Außerdem erhöht sich dadurch die Anzahl der Einzelteile, und die Vorrichtung insgesamt ist kompliziert, und es werden viel Zeit und viele Arbeits vorgänge benötigt, um die Vorrichtung herzustellen und zusammenzubauen. Daher ergeben sich auch hohe Kosten.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, bei welcher wirksame Benutzung des Innenraumes des Fahr zeuges gegeben ist.

Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, bei welcher verhindert ist, daß starkes Licht den Projektor der Anzeigevorrichtung zerstören kann.

Ein noch anderer Zweck der vorliegenden Erfindung be steht darin, eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, bei welcher die Sichtbarkeit eines ange zeigten Bildes verbessert ist.

Ein noch anderer Zweck der vorliegenden Erfindung be steht darin, eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, bei welcher der Vorgang des Einstellens des Winkels eines Halbspiegels vereinfacht ist, an wel chem ein Bild angezeigt wird, um die Anzahl der Teile zu verringern, die zum Einstellen des Winkels erforder lich sind.

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuse zur Aufnahme einer Lampe oder Zimmerlampe am Dachhimmel des Inneren des Fahrzeuges angebracht, und ein Projektor, der eine Anzeigeeinrichtung usw. auf weist, um ein anzuzeigendes Muster zu projizieren, ist in dem Gehäuse aufgenommen.

Die bedeutet, daß der Projektor der Anzeigevorrichtung in dem Gehäuse für Aufnahme der Lampe angeordnet ist, und daß das Gehäuse am Dachhimmel des Innenraumes des Fahrzeuges angebracht ist. Der Projektor projiziert ein Bild auf einen Reflektor, der vor dem Fahrer des Fahrzeuges angeordnet ist.

Da der Projektor am Dachhimmel angebracht ist, wird ein nur begrenzter Raum des Fahrzeuges wirksam ausgenutzt. Weiterhin können Montageteile und Leiterverbindungen, die der Raumlampe zugeordnet sind, gemeinsam auch für den Projektor verwendet werden, so daß die Anzahl der Teile verringert ist, die Montagearbeit vereinfacht ist und die Kosten verringert sind. Weiterhin kann starkes Außenlicht nicht auf den Projekor auftreffen, so daß die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Anzeigeeinrich tung des Projektors verbessert sind.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist eine An bringeinrichtung für einen Reflektor vorgesehen für eine Anzeigevorrichtung eines Fahrzeuges. Die Anbrin gungseinrichtung für den Reflektor umfaßt einen verti kalen Tragschaft, einen waagerechten Schaftteil mit einem Loch, in welchem der vertikale Tragschaft drehbar ange ordnet ist, einen Anbringungskörper für den Reflektor, der an dem horizontalen Schaftteil drehbar und axial verschiebbar angebracht ist, einen Regulierteil, der an dem horizontalen Schaftteil zwischen dem vertikalen Tragschaft und dem Anbringungskörper für den Reflektor axial verschiebbar angeordnet ist, und eine Befestigungs schraube, die an einem Gewindeteil an einem Ende des horizontalen Schaftteiles befestigt ist. Wenn die Befe stigungsschraube angezogen ist, sind der Regulierteil und der Anbringungskörper für den Reflektor zwischen dem vertikalen Tragschaft und der Befestigungsschraube gehalten und festgelegt.

Beim Lösen der Befestigungsschraube wird der festgelegte Zustand des Regulierteiles und des Anbringungskörpers für den Reflektor zwischen dem vertikalen Tragschaft und der Befestigungsschraube aufgehoben, so daß der Anbringungskörper für den Reflektor sich um den horizon talen Schaftteil drehen kann, der weiterhin um den ver tikalen Tragschaft drehbar ist. Auf diese Weise kann ein an dem Anbringungskörper angebrachter Reflektor in Vor wärts-Rückwärts-Richtung und in Rechts-Links-Richtung eingestellt werden.

Nach der Einstellung des Reflektors wird die Befesti gungsschraube angezogen, um den Regulierteil und den Anbringungskörper für den Reflektor zwischen dem verti kalen Tragschaft und der Befestigungsschraube festzu legen, wodurch der Anbringungskörper mit Bezug auf den horizontalen Schaftteil nicht mehr gedreht werden kann und auch der horizontale Schaftteil in bezug auf den vertikalen Tragschaft nicht mehr gedreht werden kann. Auf diese Weise ist der Winkel, in welchem der Reflektor eingestellt ist, festgelegt.

Gemäß einem noch anderen Merkmal der vorliegenden Erfin dung umfaßt eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug einen am Dachhimmel des Fahrzeuges angebrachten Pro jektor und einen am Armaturenbrett des Fahrzeuges an geordneten Halbspiegel, um ein von dem Projektor pro jiziertes Bild in Richtung zum Fahrer des Fahrzeuges zu reflektieren. Der Halbspiegel an dem Armaturenbrett ist in einem Winkel von 100 bis 120° eingestellt, wobei der Winkel zwischen der Horizontalen (0°), die sich vom Armaturenbrett in Richtung zum Fahrer erstreckt, und der Frontscheibe gebildet ist.

Da der Halbspiegel am Armaturenbrett in einem Winkel im obengenannten Bereich eingestellt, wird starkes Außenlicht, beispielsweise Sonnenlicht, durch den Halbspiegel nicht reflektiert, so daß der Fahrer dadurch nicht belästigt wird. Weiterhin werden das Gesicht des Fahrers oder innere Ge genstände mit dem Halbspiegel nicht reflektiert. Als Er gebnis wird der Fahrer durch Außenlicht, durch Gesichts spiegelung und Spiegelung innerer Gegenstände nicht gestört, und die Sichtbarkeit eines Bildes vom Projektor ist nicht verschlechtert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine erläuternde Ansicht, in der schematisch eine zum Stand der Technik gehörende Anzeigevor richtung für ein Fahrzeug dargestellt ist.

Fig. 2a und 2b sind schematische Ansichten, die Vorwärts- Rückwärts-Drehung und Rechts-Links-Drehung eines Halbspiegels der Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 1 darstellen.

Fig. 3 ist eine allgemeine Ansicht einer Ausführungsform eines Beispiels einer Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung.

Fig. 4 ist eine Ansicht, in der der Projektor der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 3 schematisch dargestellt ist.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines Anbringungsteiles des Projektors der Ausführungsform gemäß Fig. 3.

Fig. 6 ist eine schaubildliche Ansicht des Anbringungs teiles für den Projektor bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3.

Fig. 7 ist eine Draufsicht, in welcher gezeigt ist, wie der Projektor der Ausführungsform gemäß Fig. 3 angebracht ist.

Fig. 8 ist eine vordere Teilansicht einer Anbringungs einrichtung für einen Halbspiegel gemäß der Aus führungsform nach Fig. 3.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht nach Linie II-II der Fig. 8.

Fig. 10 ist eine Längsschnittansicht der Anbringungsein richtung gemäß Fig. 8.

Fig. 11 ist eine auseinandergezogene schaubildliche An sicht der Anbringungseinrichtung.

Fig. 12 bis 15 sind erläuternde Ansichten, in denen Rela tionen zwischen Sichtbarkeit, Anzeigezustand und Anbringungswinkel eines Halbspiegels dargestellt sind.

Fig. 16 bis 22 sind erläuternde Ansichten, in denen das Prinzip dargestellt ist, wie der Halbspiegel ge mäß der Erfindung eingestellt wird.

Fig. 3 zeigt die allgemeine Ausführung eines Beispieles einer Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung. Gemäß Fig. 3 ist ein Gehäuse 10 zum Aufnehmen einer Raumlampe 14 an der Mitte des Dachhimmels 9 im Inneren eines Fahrzeuges angebracht. In dem Gehäuse 10 ist ein Projektor 5 ange bracht zum Projizieren eines anzuzeigenden Musters. Ein Halbspiegel 11 ist am Armaturenbrett 1 vor dem Fahrer 8 derart angeordnet, daß ein Ende des Halbspiegels 11 in Richtung gegen die Frontscheibe 6 geneigt ist.

Wie in Fig. 4 dargestellt, umfaßt der Projektor 5 eine Anzeigeeinrichtung 2 mit Flüssigkristallzellen, eine Lichtquelle 3 zum Bestrahlen der Hinterseite der Anzeige einrichtung 2, einen Lichtsammelspiegel 12 zum wirksamen Sammeln von Licht von der Lichtquelle 3 nach vorn, eine Lichtsammellinse 13 zum Sammeln des Lichtes von dem Sammelspiegel 12 in Richtung gegen die Anzeigeeinrich tung 2, und eine Linse 4 zum Vergrößern eines Bildes 7 des anzuzeigenden Musters auf eine erforderliche Größe. Der Projektor 5 ist in dem Raumlampengehäuse 10 so be festigt, daß er der Frontscheibe 6 zugewandt ist.

Die Fig. 5 und 6 sind eine Seitenansicht bzw. eine schaubildliche Ansicht der Raumlampe 14 und des Projek tors 5, die am Dachhimmel 9 befestigt sind. Der Projek tor 5 kann um einen Tragschaft 15 verschwenkt werden, der am Vorderteil des Gehäuses 10 an diesem befestigt ist. Eine Fläche 5 a des Projektors 5 zum Projizieren des anzuzeigenden Musters liegt zur Außenseite des Ge häuses 10 frei. Die Raumlampe 14 ist am hinteren Teil des Gehäuses 10 angebracht, und sie wird mittels eines Knopfes 16 eingeschaltet und ausgeschaltet. Mit dem Bezugszeichen 17 ist eine Lampenabdeckung bezeichnet.

Fig. 7 ist eine Draufsicht, aus welcher die Positionen des Projektors 5 und der Raumlampe 14, die am Dach himmel 9 befestigt sind, hervorgehen. Durch gemeinsame Verwendung der elektrischen Zuleitung 18, die sich von der Batterie im Motorraum zur Raumlampe 14 er streckt, werden Steuersignale und Antriebssignale und Energie zum Projektor 5 übertragen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird Licht von dem Projektor 5 auf den Halbspiegel 11 am Armaturenbrett projiziert, um ein virtuelles Bild 7 zu bilden. Der Fahrer 8 sieht das virtuelle Bild 7 als Überlagerung zur äußeren Um gebung bzw. zum Bild der äußeren Umgebung.

Obwohl das virtuelle Bild 7 an dem Halbspiegel 11 gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 gebildet worden ist, kann ein virtuelles Bild 7 auch an der Frontscheibe 6 gebildet werden, indem am Armaturenbrett 1 ein Spiegel mit Gesamtreflexion angeordnet wird, um Licht in Rich tung gegen die Frontscheibe 6 zu reflektieren. Es ist auch möglich, einen weiteren Spiegel am Dachhimmel 9 vor dem Projektor 5 vorzusehen, um Licht von dem Pro jektor 5 in Richtung gegen den Halbspiegel 11 am Arma turenbrett 1 oder in Richtung gegen die Frontscheibe 6 zu reflektieren.

Obwohl Flüssigkristallzellen für die Anzeigeeinrichtung des Projektors 5 gemäß der obigen Ausführungsform ver wendet sind, kann eine spontan lichtaussendende Anzeige einrichtung, wie beispielsweise eine fluoreszierende An zeigeröhre, für die Anzeigeeinrichtung des Projektors 5 verwendet werden.

Eine Anbringungseinrichtung für den Halbspiegel 11 der Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 3 wird nachstehend in Verbindung mit den Fig. 8 bis 11 beschrieben.

Eine Anzeigeeinrichtung 19 für den Halbspiegel 11 umfaßt einen vertikalen Tragschaft 20 mit einem Stufenteil 20 a. Der vertikale Tragschaft 20 ist am Armaturenbrett 1 auf recht auf derjenigen Seite der Frontscheibe 6 mittels einer Anbringungsmutter 21 befestigt, die dem Fahrer zugewandt is. Ein horizontaler Schaftteil 22 hat an seinem mittleren Teil einen Abschnitt 22′ großen Durch messers, der ein Loch 22 a besitzt, in welches der ver tikale Tragschaft 20 eingesetzt ist. Der horizontale Schaftteil 22 hat weiterhin an seinen beiden Enden Abschnitte 22 b und 22 c kleinen Durchmessers. Am Stufen abschnitt 20 a des vertikalen Tragschaftes 20 ist der horizontale Schaftteil 22 drehbar abgestützt.

Weiterhin ist ein zylindrischer Regulierteil 23 vorge sehen, der an dem Abschnitt 22′ großen Durchmessers des horizontalen Schaftteiles 22 axial verschiebbar ange bracht ist. In der Mitte des Regulierteiles 23 ist ein Loch 23 a gebildet, welches mit dem Loch 22 a des hori zontalen Schaftteiles 22 fluchtet. Der vertikale Trag schaft 20 ist in das Loch 23 a drehbar eingesetzt. Die Länge des Regulierteiles 23 ist größer als diejenige des Abschnittes 22′ großen Durchmessers des horizonta len Schaftteiles 22.

Mit den Bezugszeichen 24 a und 24 b sind Anbringungskör per für den Reflektor bezeichnet. Der Anbringungskörper 24 a besitzt ein durchgehendes Loch 24 a ₁, in welches der Abschnitt 22 b kleinen Durchmessers des horizontalen Schaftteiles 22 drehbar eingesetzt ist, während der Anbringungskörper 24 b ein Loch 24 b ₁ besitzt, in welches der Abschnitt 22 c kleinen Durchmessers des horizontalen Schaftteiles 22 drehbar eingesetzt ist.

Die Anbringungskörper 24 a und 24 b sind mit einer Ver bindungsstange 25 miteinander verbunden, die eine Aus nehmung 25 a hat, mit welcher eine untere Kante 11 a des Halbspiegels 11 im Eingiff steht. Die Verbindungsstange 25, mit der der Halbspiegel 11 im Eingriff steht, ist an den Anbringungskörpern 24 a und 24 b mit Schrauben 26 befestigt, die durch Löcher 24 a₂ und 24 b₂ der An bringungskörper 24 a und 24 b befestigt sind. Auf diese Weise ist der Halbspiegel 11 an den Anbringungskörpern 24 a und 24 b befestigt, die mittels der Verbindungsstange 25 miteinander verbunden sind.

Mit dem Bezugszeichen 27 ist eine Befestigungsmutter bezeichnet als ein Handhabungsteil, der an einem Gewindeteil 22 b ₁ befestigt ist, der an einem Ende des Abschnittes 22 b kleinen Durchmessers vorgesehen ist.

Wenn gemäß Fig. 8 die Befestigungsmutter 27 angezogen wird, wird der Anbringungskörper 24 a durch die Mutter 27 in Richtung eines Pfeiles B (Fig. 10) geschoben, so daß er sich gegen das Außenende 23 b des Regulierteiles 23 legt. Demgemäß wird auch der Regulierteil 23 in der Richtung B bewegt so daß der Innenumfang 23 c des Loches 23 a sich gegen den Außenumfang des vertikalen Tragschaf tes 20 legt. Dann werden die Bewegungen in Richtung B des Regulierteiles 23 und des Anbringungskörpers 24 a angehalten. Wenn die Mutter 27 weiter angezogen wird, bewegt sich der horizontale Schaftteil 22 in Richtung des Pfeiles A, so daß der Innenumfang 22 c des Loches 22 a sich gegen den Außenumfang des vertikalen Tragschaf tes 20 legt. Auf diese Weise werden durch starkes An ziehen der Mutter 27 der Anbringungskörper 24 a und der Regulierteil 23 zwischen dem vertikalen Tragschaft 20 und der Mutter 27 gehalten und festgelegt, so daß Dre hung des horizontalen Schaftteiles 22 mit Bezug auf den vertikalen Tragschaft 20, und Drehung des Anbringungs körpers 24 a mit Bezug auf den horizontalen Schaftteil 22 unmöglich sind. Daher sind Rechts-Links-Bewegungen und Vorwärts-Rückwärts-Bewegungen des Halbspiegels 11, der an den Anbringungskörpern 24 a und 24 b über die Ver bindungsstange 25 angebracht ist, möglich.

Wenn die Mutter 27 gelöst wird, wird der festgelegte oder gesicherte Zustand des Anbringungskörpers 24 a und des Regulierteiles 23 zwischen der Mutter 27 und dem vertikalen Tragschaft 20 aufgehoben, so daß die An bringungskörper 24 a und 24 b um die Abschnitte 22 b und 22 c kleinen Durchmessers des waagerechten Schaftteiles 22 gedreht werden können, und der horizontale Schaftteil 22 kann um den vertikalen Tragschaft 20 ge dreht werden. Dann ist der Halbspiegel 11 in Rückwärts- Vorwärts-Richtung und in Links-Rechts-Richtung bewegbar, um seine Winkelstellung einzustellen.

Danach wird die Mutter 27 wiederum angezogen, um den Anbringungskörper 24 a und den Regulierteil 23 zwischen dem vertikalen Tragschaft 20 und der Mutter 27 zu hal ten und festzulegen, um den Halbspiegel 11 in dem ein gestellten Winkel festzulegen.

Wie oben beschrieben, ist durch Manipulieren der einzigen Mutter 27 Drehung des horizontalen Schaftteiles 22 mit Bezug auf den vertikalen Tragschaft 20, und Drehung des Anbringungskörpers 24 a mit Bezug auf den horizontalen Schaftteil 22 möglich und verhindert, daß der Winkel des Halbspiegels 11 eingestellt werden kann.

Obwohl zwei Anbringungskörper 24 a und 24 b für den Spie gel 11 verwendet sind, um den Halbspiegel 11 in der oben beschriebenen Ausführungsform zu stabilisieren, ist der Anbringungskörper 24 b nicht notwendigerweise erforderlich. Vielmehr kann es ausreichend sein, nur einen Anbringungskörper 24 a zu verwenden, um den Halb spiegel 11 anzubringen.

Nachstehend wird die Einstellung des Winkels des Halb spiegels 11 der Anzeigevorrichtung nach der Ausführungs form gemäß Fig. 3 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform kann der Fahrer 8 das virtuelle Bild 7 an dem Halbspie gel 11 sehen, jedoch besteht die Gefahr, daß die Sicht barkeit des Bildes 7 durch äußere Bedingungen ver schlechtert wird wie starkes Licht, welches nicht vom Pro jektor 5 kommt.

Wenn beispielsweise Licht von äußeren Objektiven wie vom Himmel oder der Sonne 30, d. h. nicht vom anzuzeigenden Bild 32 in das Sichtbild des Halbspiegels 11 gelangt, ist die Sichtbarkeit des Bildes 32 übermäßig ver schlechtert, und der Fahrer 8 ist geblendet oder ver wirrt durch solches Außenlicht, so daß die Sicherheit des Fahrens gefährdet ist.

Wenn, wie in Fig. 15 dargestellt, das Gesicht 34 des Fahrers 8 oder der Sitz oder ein Sitz des Fahrzeuges auf den Halbspiegel 11 reflektiert wird, wird der Fah rer 8 ebenfalls belästigt und die Sichtbarkeit des Bil des 32 wird verschlechtert.

Solche Probleme werden teilweise hervorgerufen durch den Einstellwinkel des Halbspiegels 11. Für das Problem gemäß Fig. 13 besteht das Bestreben, daß es hervorge rufen wird, wenn der Einstellwinkel R des Halbspiegels 11 mit Bezug auf eine horizontale Ebene groß ist, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, d. h. wenn der Halbspie gel 11 sich nahe der horizontalen Ebene befindet, wäh rend für das Problem gemäß Fig. 15 das Bestreben be steht, es hervorzurufen, wenn der Einstellwinkel R klein ist, wie es in Fig. 14 dargestellt ist, in wel cher der Halbspiegel 11 sich in einer Position nahe einer vertikalen Linie befindet.

Unter Verwendung allgemeiner Ausdrücke werden Beziehungen zwischen dem Einstellwinkel des Halbspiegels 11 und der Sichtbarkeit beschrieben.

Ein allgemeiner Ausdruck des Einstellwinkels R des Halb spiegels 11 wird anhand der Fig. 16 und 17 gefunden. In Fig. 16 bezeichnen das Bezugszeichen 11 den Halb spiegel, R den Einstellwinkel (Xe, Ye) Koordinaten eines Augenpunktes 38 des Fahrers (Xp, Yp) Koordinaten einer Anbringungsposition des Projektors 5 bzw. einer Position, an welcher Projektionslicht ausgesendet wird, eine ab wechselnd lange und kurze Teile aufweisende Linie eine Linie rechtwinklig zur Reflexionsfläche des Halb spiegels 11, und R _e einen Winkel, der gebildet wird, wenn der Augenpunkt 38 sich nicht in einer Ebene befin det, dieeinen Reflexionspunkt (x, y) = (0, 0) des pro jizierten Lichtes enthält. (Allgemein ist der Winkel R _e vorhanden, wenn der Reflektor am Armaturenbrett ange ordnet ist.)

Das projizierte Licht von der Position (Xp, Yp) wird am Reflexionspunkt (x, y) = (0, 0) des Reflektors in Richtung gegen den Augenpunkt 38 reflektiert. Zu diesem Zeitpunkt existiert eine Beziehung zwischen dem Einfallwinkel und dem Reflexionswinkel des Halbspiegels 11 unter der Be dingung: Einfallwinkel = Reflexionswinkel gemäß dem Reflexionsgesetz und diese Beziehung wird wie folgt ausgedrückt:

Einfallwinkel = Reflexionswinkel = (R _p + R _e)/2

Daher wird der Einstellwinkel R des Halbspiegels 11 wie folgt ausgedrückt:

R = {(R _p + R _e)/2} + R _e + ^π/₂
= ¹/₂ (R _p - R _e + 2R _e + π)
= ¹/₂ (R _p + R _e + π) (1)

Aus den Fig. 16 und 17 ist der Winkel R _p ein alter nierender Innenwinkel von R _p ₀, so daß sich folgendes ergibt:

R _p = R _p ₀ (2)
tan R _p ₀ = ^Yp/_Xp
∴R _p ₀ = tan^-1 ^Yp/_Xp (2)′

Aus (2) und (2)′ ergibt sich:

R _p ₀ = R _p = tan^-1 ^Tp/_Xp (3)

R _e wird wie folgt ausgedrückt:

tan R _e = ^Ye/_Xc
∴R _e = tan^-1 ^Ye/_Xe (4)

Aus (1), (3) und (4) kann der Einstellwinkel R des Halb spiegels 11 allgemein wie folgt ausgedrückt werden:

R = (R _p + R _e + π)/2

where R _p = tan^-1 ^Yp/_Xp (I)
R _e = tan^-1 ^Ye/_Xc.

Bedingungen, die unnötige Bilder des Halbspiegels 11 nicht hervorrufen, werden nachstehend betrachtet.

a) Winkel, die zu dem Problem der Fig. 12 und 13 nicht führen

Ein Winkelbereich des Halbspiegels 11, in welchem Außen licht wie Himmelslicht (Sonne 30) von dem Halbspiegel 11 nicht in Richtung gegen den Fahrer 8 reflektiert wird, befindet sich auf der Innenseite (Seite des Fahrzeug raumes) eines Schnittpunktes zwischen dem Dachhimmel 9 und der Frontscheibe 6, wie es in den Fig. 16 und 17 dargestellt ist. Dieser Schnittpunkt wird als An bringungsposition für den Projektor bzw. als Position (Xp, Yp) für das Aussenden von Projektionslicht ange sehen.

Wenn der Einstellwinkel R des Halbspiegels 11 von 0° vergrößert wird, wird begonnen, das Außenlicht, beispiels weise das Himmelslicht (die Sonne 30), durch den Halb spiegel 11 an dessen oberem Ende zu reflektieren, wie dies in Fig. 18 dargestellt ist.

Da der Augenpunkt (Xe, Ye) sich in Abhängigkeit von Größe, Gestalt bzw. des Fahrers ändert, wird ein Augenbereich des Fahrers (JASO Z008) verwendet, um den Reflexions punkt 40 des Halbspiegels 11 zum Augenpunkt 38 neu zu bestimmen wie es in Fig. 19 dargestellt ist.

Gemäß Fig. 19 wird ein Augenbereich A (ein Bereich von Augenpunkten) verwendet, wobei zwei Tangenten vom Re flexionspunkt 40 des Halbspiegels 11 zu dem Augenbereich A gezogen sind, und die Berührungspunkte zwischen den Tan genten und dem Bereich A sind mit A 1 und A 2 bezeichnet. Diese Punkte werden nachstehend als oberer Augenpunkt A 1 und als unterer Augenpunkt A 2 bezeichnet.

Der Einstellwinkel R des Halbspiegels 11 hat verschiedene Werte, wenn vom oberen Kantenteil 42 der Frontscheibe 6 reflektiertes Licht auf den oberen Augenpunkt A 1 auf treffen gelassen wird, und wenn das gleiche Licht auf den unteren Augenpunkt A 2 auftreffen gelassen wird. Dies bedeutet, daß der Einstellwinkel R für den oberen Augen punkt A 1 größer als für den unteren Augenpunkt A 2 ist. Der Einstellwinkel R für den oberen Augenpunkt A 1 ist dargestellt durch R A 1, und derjenige für den unteren Augenpunkt A 2 ist mit R A 2 bezeichnet. Daraus ergibt sich folgendes:

R A 1 < R A 2

Daher kann der Fahrer den Einstellwinkel R zwischen R A 1 und R A 2 auswählen. Das heißt, daß der maximale Wert des Einstellwinkels R des Halbspiegels 11 R A 1 ist.

b) Winkel, die nicht zu den Problemen gemäß den Fig. 14 und 15 führen

Wenn der Einstellwinkel R des Halbspiegels 11 von 0° aus vergrößert wird, erfolgt eine Reflexion von der unteren Kante des Halbspiegels 11 zum Fahrer zuletzt.

Ähnlich wie im Zustand gemäß Ziffer a) hat ein Augenbe reich B (JASO Z008) einen oberen Augenpunkt B 1 und einen unteren Augenpunkt B 2, die jeweils einen Berührungspunkt einer Tangente an den Augenbereich B darstellen, wobei die Tangenten vom Reflexionspunkt an der unteren Kante des Halbspiegels 11 ausgehen. Der Bereich, in welchem das Gesicht des Fahrers durch den Halbspiegel 11 nicht re flektiert wird, liegt auf der Vorderseite (Frontscheiben seite) eines Schnittpunktes 44 (Xp, Yp)′ zwischen einer Senkrechten vom oberen Augenpunkt B 1 und dem Dachhimmel 9 wie es in Fig. 20 dargestellt ist.

Wie im Fall des Zustandes unter Ziffer a) ist der Ein stellwinkel R für den oberen Augenpunkt B 1 und R B 1, und derjenige für den unteren Augenpunkt B 2 mit R B 2 be zeichnet. Daraus ergibt sich:

R B 1 < R B 2

Daher kann der Fahrer den Einstellwinkel R zwischen R B 1 und R B 2 auswählen. Dies bedeutet, daß der minimale Ein stellwinkel des Halbspiegels 11 R B 2 ist.

In Übereinstimmung mit den Ziffern a) und b) gemäß vor stehender Beschreibung besteht ein Bereich für den Ein sellwinkel R des Halbspiegels 11

R A 1 ≧= R ≧= R B 2.

Dies ist ein Bereich, in welchem der Halbspiegel 11 den Dach himmel am Schnittpunkt 44 vom oberen Kantenteil 36 re flektiert, und in welchem Winkel, bei denen der Fahrer das Bild 32 ohne Einfluß durch Außenlicht und Gesicht des Fahrers sehen kann, eingeschlossen sind.

Daher soll der Einstellwinkel R des Halbspiegels 11 im Bereich von

R A 1 ≧= R ≧= R B 2

liegen. Aus einem unzweck mäßigen Zustand des Halbspiegels, wenn beispielsweise der Winkel des Halbspiegels 11 durch einen anderen Fahrer oder durch Reinigungsarbeiten am Armaturenbrett und an der Frontscheibe verstellt worden ist, kann der Fahrer den Winkel des Halbspiegels 11 schnell auf einen opti malen Wert für ihn einstellen durch Betätigung der oben beschriebenen Anbringungseinrichtung 19 für den Halb spiegel.

Durch Substituieren von einem besonderen Fahrzeug tatsächlich gemessenen Werten in den allgemeinen Aus druck (I) ist der Einstellwinkel R des Halbspiegels 11 berechnet worden.

Beim Messen der Werte wurde der Halbspiegel 11 am Arma turenbrett an einer Position in einem Abstand von 730 mm von einem Schnittpunkt zwischen einer Augenbe reichsbezugslinie X-X und einer Augenbereichsbezugs linie Z-Z und in einer Höhe von 90 mm über dem Armaturen brett angeordnet. Die Reflektorbreite des Halbspiegels 11 betrug 60 mm, und die Neigung der Frontscheibe etwa 35°.

(1) Oberer Augenbereich

a) Mit Bezug auf die Fig. 16 und 17 ist der obere Augenbereich A 1 wie folgt: (Xp, Yp) = (360, 260)
(Xe, Ye) = (690, 135)
R = (R _p + R _e + f)/2
R _p = tan^-1 ^Yp/_Xp = tan^-1 ²⁶⁰/₃₆₀
R _e = tan^-1 ^Ye/_Xe = tan^-1 ¹³⁵/₆₇₀
R A 1 = (tan^-1 ²⁶⁰/₃₆₀ + tan^-1 ¹³⁵/₆₇₀ + π)/2
= 113.6 Grad
b) Mit Bezug auf die Fig. 21 und 22 ist der obere Augenbereich B 1 wie folgt: (Xp, Yp)′ = (670, 325)
(Xe, Ye)′ = (670, 190)
R B 1 = (tan^-1 ³²⁵/₆₇₀ + tan^-1 ¹⁹⁰/₆₇₀ + π)/2
= 110.85 Grad

(2) Unterer Augenbereich

a) Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 ist der untere Augenbereich A 2 wie folgt: (Xp, Yp) = (360, 260)
(Xe, Ye) = (720, 20)
R A 2 = (tan^-1 ²⁶⁰/₃₆₀ + tan^-1 ²⁰/₇₂₀ + π)/2
= 108.7 Grad
b) Unter Bezugnahme auf die Fig. 21 und 22 is der untere Augenbereich B 2 wie folgt: (Xp, Yp)′ = (670, 325)
(Xe, Ye)′ = (720, 75)
R B 2 = (tan^-1 ³²⁵/₆₇₀ + tan^-1 ⁷⁵/₇₂₀ + π)/2
= 105.9 GradAus dem Obigen ergibt sich:105.9 Grad ≦ R ≦ 113.6 Grad

Innerhalb dieses Bereiches des Einstellwinkels R des Halbspiegels 11 kann das Bild 32 am Halbspiegel 11 von jedem Augenpunkt 38 des 99%igen Augenbereiches (JASO Z008) gesehen werden, ohne daß die Nachteile hervorgerufen werden, die anhand der Fig. 12, 13, 14 und 15 erläutert wurden.

Da die Neigung der Frontscheibe, die Höhe des Armaturen brettes, die Höhe des Dachhimmels usw. bei verschiedenen Fahrzeugen verschieden sind, ist der oben angegebene Winkelbereich vorzugsweise wie folgt:

100 Grad ≦ R ≦ 120 Grad

Wenn der Einstellwinkel R des Halbspiegels 11 auf einen Wert innerhalb dieses Bereiches begrenzt ist, können einzelne Fahrer optimale Winkel für sie im Bereich von 20° auswählen.

Durch Einstellen des Winkelbereiches wird die optische Achse des Projektors auf den Halbspiegel 11 projiziert in einem Bereich vom oberen Ende 36 der Frontscheibe 6 bis zum Anbringungsteil 44 des Projektors 5, so daß die Anbringungsposition und der Winkelbereich des Projektors 5 bestimmt werden können.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß gemäß der Erfin dung ein Projektor einer Headup-Display-Vorrichtung für ein Fahrzeug in einem Gehäuse einer Raumlampe angeord net ist, welches am Dachhimmel im Inneren des Fahrzeuges befestigt ist derart, daß vom Dachhimmel ein Bild auf einen Reflektor 11 projiziert werden kann, der vor dem Fahrer 8 angeordnet ist.

Daher wird ein Raum, der den Fahrer nicht stört oder be lästigt, verwendet für Anbringung des Projektors 5, so daß ein sehr kleiner Innenraum des Fahrzeuges wirksam ausgenutzt wird. Zusätzlich können vorhandene Anordnungs vorrichtungen und Leitungsverbindungen für die Raumlampe auch für den Projektor verwendet werden, so daß die An zahl der Teile verringert, die Montagearbeit vereinfacht und die Kosten reduziert sind. Da starkes Außenlicht nicht in den Projektor eintritt, wird die Anzeigeein richtung des Projektors durch das Außenlicht nicht be einflußt.

Da weiterhin der Winkel des Halbspiegels am Armaturen brett gemäß vorstehender Erläuterungen eingestellt wird, wird starkes Außenlicht, wie beispielsweise Sonnenlicht, über den Halbspiegel nicht zum Fahrer reflektiert. Wei terhin werden das Gesicht des Fahrers oder Objekte im Inneren des Fahrzeuges ebenfalls mit dem Halbspiegel nicht zum Fahrer reflektiert, so daß der Fahrer dadurch nicht verwirrt oder geblendet wird, wobei außerdem die Sichtbarkeit des anzuzeigenden Bildes nicht verschlech tert wird.

Zusätzlich kann durch Drehen lediglich einer Befestigungs mutter der Halbspiegel in Vorwärts-Rückwärts-Richtung und Links-Rechts-Richtung eingestellt werden, wodurch die Be dienbarkeit beim Einstellen des Halbspiegels verbessert ist.

Die Anzahl der Befestigungsmuttern ist gemäß der Erfin dung von zwei Muttern auf eine Mutter verringert, wodurch die Gesamtanzahl von Teilen verringert ist. Dadurch sind die Ausführung und die Montagearbeit zum Anbringen eines Mechanismus zum Einstellen des Halbspie gels vereinfacht, so daß auch die Kosten dafür reduziert sind.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

Claims

1. Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, um ein Muster an einer Position vor dem Fahrersitz im Inneren des Fahrzeugs anzu zeigen durch Projizieren des Musters auf die Position der art, daß das Muster in Überlagerung mit der Außenansicht außerhalb der Frontscheibe des Fahrzeuges sichtbar ist, gekennzeichnet durch

a) einen Reflektorteil (6), der am Armaturenbrett (1) vor dem Fahrersitz (8) angeordnet ist, und
b) zum Projizieren des Musters auf den Reflektorteil einen Projektor (5), der am Dachhimmel (9) im Inneren des Fahr zeugs angebracht ist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Raumlampe (14), die am Dachhimmel (9) im Inneren des Fahrzeugs vorgesehen ist, um das Fahrzeuginnere zu erleuchten, und daß der Projektor innerhalb eines Gehäuses (10) zur Aufnahme der Raumlampe angeordnet ist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Reflektorteil (11) einen Halbspiegel auf weist.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ge kennzeichnet durch eine Anbringungseinrichtung zum ver schiebbaren Anbringen des Reflektorteiles (11) am Arma turenbrett.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorteil (11) am Armaturenbrett (1) in einem Winkel von 100 bis 120° mit Bezug auf eine horizontale Be zugsebene eingestellt ist, die auf der Seite des Fahrer sitzes einen Winkel von 0° bestimmt.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anbringungseinrichtung für den Reflektor teil (11) einen vertikalen Tragschaft (20), der am Armatu renbrett (1) angebracht ist, einen horizontalen Schaftteil (22), der ein Loch (22 a) besitzt, durch welches hindurch der hori zontale Schaftteil mit dem vertikalen Tragschaft drehbar in Eingriff steht, einen Anbringungsteil (24 a) zum Anbringen eines Reflektorteiles, wobei der Anbringungsteil mit dem horizontalen Schaftteil drehbar und axial verschiebbar in Eingriff steht, einen Regulierteil (23), der mit dem hori zontalen Schaftteil zwischen dem vertikalen Tragschaft und dem Anbringungsteil für den Reflektor axial verschiebbar in Eingriff steht, und eine Befestigungsmutter (27) aufweist, die an einem Gewindeteil an einem Ende des horizontalen Schaftteiles befestigt ist, und daß der Regulierteil und der Anbringungsteil für den Reflektor durch Anziehen der Befestigungsmutter zwischen dem vertikalen Tragschaft und der Befestigungsmutter gehalten und festgelegt sind.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor (5) eine Lichtquelle (3), eine Lichtsammellinse (13), eine Anzeigeeinrichtung (2) mit Flüssigkristallzellen und eine Vergrößerungslinse (4) auf weist.

8. Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zum Anzeigen eines Musters an einer Position vor dem Fahrersitz im Inneren des Fahrzeugs durch Projizieren des Musters auf die Position derart, daß das Muster in Überlagerung zu der Ansicht außerhalb der Front scheibe des Fahrzeugs sichtbar ist, gekennzeichnet durch

a) einen Reflektorteil (11), der am Armaturenbrett (1) vor dem Fahrersitz (8) angeordnet ist,
b) einen Projektor (5), der am Dachhimmel (9) im Inneren des Fahrzeugs angeordnet ist, um das Muster auf den Re flektorteil zu projizieren, und
c) eine Abringungseinrichtung zum Anbringen des Reflektor teils am Armaturenbrett derart, daß der Winkel des Re flektorteiles frei einstellbar ist, wobei
d) der Reflektorteil am Armaturenbrett in einem Winkel von 100 bis 120° mit Bezug auf eine horizontale Bezugsebene eingestellt ist, die auf der Seite des Fahrersitzes einen Winkel von 0° definiert.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Raumlampe (14), die am Dachhimmel (9) im Inneren des Fahr zeugs angebracht ist, um das Fahrzeuginnere zu erleuchten, und daß der Projektor (5) in einem Gehäuse (10) zur Aufnahme der Raumlampe angeordnet ist.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorteil (11) einen Halbspiegel aufweist.

11. Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zum Anzeigen eines Mu sters auf einem Reflektorteil, der vor dem Fahrersitz im Inneren des Fahrzeugs angeordnet ist, durch Projizieren des Musters auf den Reflektorteil derart, daß das Muster in Überlagerung zur Ansicht außerhalb der Frontscheibe des Fahr zeugs sichtbar ist, wobei eine Anbringungseinrichtung vorge sehen ist zum verschiebbaren Anordnen des Reflektorteiles an einer Position vor dem Fahrersitz, gekennzeichnet durch

- einen vertikalen Tragschaft (20), der an einer Position vor dem Fahrersitz (8) im Inneren des Fahrzeugs angeordnet ist,
- einen horizontalen Schaftteil (22), der ein Loch (22 a) auf weist, durch welches hindurch der horizontale Schaftteil mit dem vertikalen Tragschaft drehbar in Eingriff steht,
- einen Anbringungsteil (24 a) für den Reflektor, der mit dem horizontalen Schaftteil axial verschiebbar in Eingriff steht,
- einen Regulierteil (23), der mit dem horizontalen Schaft teil zwischen dem vertikalen Tragschaft und dem Anbringungs teil für den Reflektor axial verschiebbar in Eingriff steht, und
- eine Befestigungsmutter (27), die an einem Gewindeteil an einem Ende des horizontalen Schaftteiles befestigt ist, wobei
- der Regulierteil und der Anbringungsteil für den Reflektor durch Anziehen der Befestigungsmutter zwischen dem verti kalen Tragschaft und der Befestigungsmutter gehalten und festgelegt sind.