DE3904401C2

DE3904401C2 - Anzeigedarstellungsvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE3904401C2
Application number: DE3904401A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Ohshima; Kunimitsu Aoki
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1989-02-14
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2009-02-15
Also published as: DE3904401A1; US4925272A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigedarstellungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Es wurden mehrere verschiedene Anzeigedarstellungsvorrichtungen für Fahrzeuge unter Verwendung einer Blickfeldanzeige vorgeschlagen, bei denen Informationen über das Fahrzeug, wie die Fahrzeuggeschwindigkeit, die zurückgelegte Fahrtstrecke und dergleichen, sichtbar vom Fahrer ohne das Abwenden seiner Augen von seinem Blick nach vorne während der Fahrt des Fahrzeugs abgelesen werden können.

Jedoch verändert sich im allgemeinen die Sicht des Fahrers in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit während der Fahrt. Beispielsweise ist entsprechend den Fig. 5A und 5B der sichtbare erkennbare Bereich S bei hoher Geschwindigkeit (Fig. 5A) kleiner als der Bereich S′ bei niedriger Geschwindigkeit (Fig. 5B).

Daher ergibt sich die Schwierigkeit, die darin zu sehen ist, daß, wenn eine Position eines angezeigten Bildes, das auf die Windschutzscheibe o. gl. reflektiert wird, an einer Begrenzungsstelle des sichtbaren Bereichs S′ fest vorgegeben wird, an dem man normalerweise bei niedriger Geschwindigkeit eine Ablesung vornehmen kann, weicht dieses angezeigte Bild in starkem Maße von dem sichtbaren Bereich S ab, der normalerweise bei einer hohen Geschwindigkeit zur Verfügung steht, wodurch sich Schwierigkeiten beim Ablesen bzw. Erkennen des Bildes ergeben. Wenn hingegen eine Lage eines Anzeigebildes an einer Umfangsstelle des Bereichs S bei hoher Geschwindigkeit fest vorgegeben wird, liegt das angezeigte Bild in der Nähe der Mitte des Bereiches S′, wodurch sich der Fahrer gestört fühlt.

Zur Überwindung der vorstehenden Problematik wurden in der JP 60-192912 (A) gattungsgemäße Anzeigedarstellungsvorrichtungen für Fahrzeuge vorgeschlagen, um die Lage des angezeigten Bildes entsprechend der Fahrgeschwindigkeit zu verändern.

Fig. 4 zeigt z. B. eine vorstehend genannte übliche Anzeigedarstellungsvorrichtung. Ein Projektor 2 hat ein Gehäuse 21, das eine Anzeigeeinheit 22, einen Filter 23 und eine konvexe Linse 24 umgibt. Ein Anzeigebild von der Anzeigeeinheit 22 wird auf eine Windschutzscheibe 1 mittels des Filters 23 und der konvexen Linse 24 projiziert, und ein virtuelles Bild X kann unter Überlagerung auf ein nach außen gerichtetes Blickfeld durch die Windschutzscheibe 1 betrachtet werden.

Der Projektor 2 ist hierbei drehbar um ein Tragteil 26 gelagert, wobei bei niedriger Geschwindigkeit eine Kraft von der mit dem Pfeil A bezeichneten Richtung einwirkt, während bei hoher Geschwindigkeit eine Kraft in Richtung des Pfeils B einwirkt, so daß die Projizierstelle auf der Windschutzscheibe sich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt. Bei der vorstehend genannten Vorrichtung ist jedoch ein Projektor oder dergleichen drehbar, um eine Bildprojektionslage zu verändern, wodurch eine optische Achse L, die in die Projektionsrichtung weist, leicht im wesentlichen um einen Punkt bewegt werden kann. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ändert sich daher ein Auftreffwinkel R bezüglich der Windschutzscheibe 1 in starkem Maße, wenn sich die optische Achse L bewegt, und die Reflexionsrichtung hiervon ändert sich in starkem Maße in einer Richtung von a oder a′, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Daher ergibt sich die Schwierigkeit, daß der Bereich (d in Fig. 3), innerhalb dessen der Fahrer ein angezeigtes Bild ohne die Bewegung seiner Augenposition betrachten kann, sehr schmal ist, und der Bereich, innerhalb dessen das angezeigte Bild verschoben werden kann, im wesentlichen schmal ist, so daß man das normalerweise gewünschte Ergebnis durch die Verschiebung der angezeigten Position nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie dies vorangehend beschrieben ist, nicht in ausreichendem Maße erreichen kann.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Anzeigedarstellungsvorrichtung für Fahrzeuge bereitzustellen, bei der eine Bildanzeigeposition nach Maßgabe einer Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt wird, wobei der Bewegungsbereich der Anzeigeposition wesentlich vergrößert ist.

Eine erste erfindungsgemäße Lösung für diese Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung einen dem ersten gegenüberliegenden zweiten Spiegel umfaßt und der erste Spiegel in der ersten Position aus dem Projektionsstrahlengang entfernt ist und die Projektionsstrahlen längs einer ersten optischen Achse auf die Teilreflexionseinrichtung gerichtet sind und in der zweiten Position die Projektionsstrahlen zu dem zweiten Spiegel reflektiert, wobei die Projektionsstrahlen über den zweiten Spiegel längs einer zweiten optischen Achse auf die Teilreflexionseinrichtung gelenkt sind.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Lösung der erste Spiegel selektiv innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichs der Fahrzeuggeschwindigkeit verschwenkt wird, wird das projizierte Bild von der Anzeigeeinheit hiervon reflektiert, und es wird nochmals durch den zweiten Spiegel reflektiert, so daß es längs einer zweiten optischen Achse auf die Teilreflexionseinrichtung, die durch eine Windschutzsscheibe oder dergleichen gebildet sein kann, auftrifft, so daß es beim Blick auf die Teilreflexionseinrichtung betrachtet werden kann.

Hierbei wird die optische Achse des projizierten Bildes auf der reflektierenden Fläche der Teilreflexionseinrichtung vorzugsweise im wesentlichen parallel zu der ersten optischen Achse bewegt, die vorliegt, wenn der erste Spiegel nicht verschwenkt ist, und daher wird die Projektionslage des angezeigten Bildes bewegt, ohne daß sich der Auftreffwinkel in bezug auf die reflektierende Fläche der Teilreflexionseinrichtung stark ändert.

Eine zweite erfindungsgemäße Lösung für die obengenannte Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungseinrichtung eine Antriebseinrichtung zum Antrieb der Anzeigeeinrichtung für eine Bewegung parallel zur oberen Oberfläche des Armaturenbrettes entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit enthält.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer Anzeigedarstellungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines angezeigten Bildes auf der reflektierenden Fläche gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung der nach der Erfindung zu lösenden Aufgabe,

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer üblichen Anzeigevorrichtung unter Verwendung einer Blickfeldanzeige,

Fig. 5A und 5B schematische Ansichten zur Verdeutlichung einer Veränderung des Sichtbereiches nach Maßgabe einer Veränderung der Fahrzeugge schwindigkeit,

Fig. 6 eine Ansicht zur Verdeutlichung einer Anzeige darstellungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht zur Verdeut lichung der Anzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform,

Fig. 8 eine Schnittansicht des in Fig. 7 gezeigten Teils, und

Fig. 9 eine Fig. 2 ähnliche schematische Ansicht dieser Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine Anzeigedarstellungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin dung. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine Windschutzscheibe, mit dem Bezugszeichen 2 ein Bildprojektor bezeichnet, der in einem Armaturenbrett (nicht gezeigt) angeordnet ist. Dieser Projektor 2 ist derart vorgesehen, daß ein angezeigtes Bild, das auf einer Flüssigkristallanzeigeeinheit 2a, welche durchlässig ist, angezeigt wurde, die in dem Armaturenbrett aufgenommen ist, mittels einer Lichtquelle 2b übertragen wird, und daß das ange zeigte Bild in Richtung der Windschutzscheibe 1 mit Hilfe einer Linse 2c projiziert wird.

Ein schwenkbarer Spiegel, der mit 3 bezeichnet ist, ist um eine Drehachse 3a drehbar, die mittels eines Spiegelantriebsteiles 20 drehantreibbar ist, die mit einer Geschwindigkeitsdetek tiereinrichtung 10, wie mit einem Fahrzeuggeschwindigkeits messer, verbunden ist.

Ein zweiter Spiegel, der mit 4 bezeichnet ist, ist um eine Tragachse 4a drehbar, deren Neigungswinkel feineingestellt werden kann.

Wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit (beispiels weise weniger als 50 km/h) fährt, stellt das Spiegelantriebs teil 20 fest, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit sich in einem Bereich mit niedriger Geschwindigkeit nach Maßgabe des Aus gangs des Geschwindigkeitsmessers 10 befindet, so daß der dreh- bzw. schwenkbare Spiegel 3 in einer Position (1) in Fig. 1 ge halten wird. Hierbei wird das von dem Projektor 2 erzeugte Bild direkt auf die Oberfläche einer Windschutzscheibe 1 projiziert, und wenn es von dem Blickpunkt O aus betrachtet wird, ist ein angezeigtes Bild A, wie die Fahrzeuggeschwindig keit, in einem unteren Teil der Windschutzscheibe 1 ablesbar, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Wenn andererseits das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit (50 km/h oder mehr) fährt, stellt das Spiegelantriebsteil 20 fest, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit sich in einem Bereich mit hoher Geschwindigkeit nach Maßgabe der Geschwindigkeitsmeß einrichtung 10 befindet, so daß der drehbare Spiegel 3 in eine Position (2) in Fig. 1 gedreht wird. Das angezeigte Bild von dem Projektor 2 wird dann durch den drehbaren Spiegel 3 re flektiert und wird wiederum durch den zweiten Spiegel 4 re flektiert, um auf die Oberfläche der Windschutzscheibe 1 pro jiziert zu werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform wird die opti sche Achse l₂ des projizierten Bildes, das auf die Windschutz scheibe 1 von dem zweiten Spiegel reflektiert wird, im we sentlichen parallel zur optischen Achse l₁ des projizier ten Bildes bewegt, das auf die Windschutzscheibe 1 von dem Projektor 2 reflektiert wird, und daher wird die Projektions lage des angezeigten Bildes bewegt, ohne den Auftreffwinkel bezüglich der reflektierenden Fläche nennenswert zu verän dern, wodurch sich das reflektierte Bild in Richtung des Blickpunktes O bewegt.

Da der Winkel der reflektierenden Fläche des zweiten Spiegels 4 feineingestellt werden kann, können die Winkel α₁ und α₂, die jeweils als Betrachtungswinkel für die Projektionsposi tionen von dem zweiten Spiegel 4 und dem Blickpunkt O bezüglich der Windschutzscheibe 1 angesehen werden können, gleichgemacht werden, und das angezeigte Bild, das von dem zweiten Spiegel 4 projiziert wird, kann sichtbar an dem Punkt bzw. an der Stelle O betrachtet werden.

Von dem Punkt O aus gesehen kann ein angezeigtes Bild A′ im we sentlichen in einer Mittelposition der Windschutzscheibe 1 be trachtet werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Wie vorangehend angegeben ist, läßt sich die Projektionsposi tion selektiv nach Maßgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitsberei ches verändern, und der Sichtbereich für den Fahrer kann we sentlich vergrößert werden, ohne daß er seine Augen bewegen muß.

Fig. 6 zeigt eine Anzeigedarstellungsvorrichtung für Fahr zeuge gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, wobei mit dem Bezugszeichen 1 eine Windschutz scheibe, mit dem Bezugszeichen 5 ein Armaturenbrett, mit 3′ eine Anzeigeeinrichtung, wie ein VFT, der auf der oberen Fläche des Armaturenbretts 5 angebracht ist, und mit 20′ eine Ver schiebeeinrichtung zum Bewegen der Anzeigeeinrichtung 3′ auf der oberen Fläche des Armaturenbretts 5 nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet ist.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ausschnittsansicht der An zeigevorrichtung 3′ und Fig. 8 ist eine Schnittansicht der selben.

Die Anzeigevorrichtung 3′ ist auf einer beweglichen Platte 31 angebracht, deren kürzere Enden gleitbeweglich in zuge ordnete schienenförmige Ausnehmungen 31a und 31b eingebettet sind, die in dem Armaturenbrett 5 ausgebildet sind. Eine un tere Seitenfläche der schienenförmigen Ausnehmung 31b wird von einer Zahnstange 32 gebildet, in der ein Stirnrad 32a ein greift, das auf der gegenüberliegenden Seite der Schienenaus nehmung 31a vorgesehen ist.

Auf der beweglichen Platte 31 sind ein Motor 33, ein Getriebe 34, das ein Zahnrad enthält, das mit dem Motor 33 verbunden ist, und ein Antriebsrad 35, das mit dem Getriebe 34 verbunden ist und an der beweglichen Platte 31 gelagert ist,vorgesehen, wobei das Antriebsrad 35 in Eingriff mit der geradlinigen Verzahnung 32a der Zahnstange 32 ist.

Wenn der Motor 33 eingeschaltet wird, wird das Antriebsrad 35 durch das Getriebe 34 gedreht, und die Anzeigeeinrichtung 3′, die bewegliche Platte 31, der Motor 33 usw. werden als eine Einheit längs den Schienenausnehmungen 31a und 31b bewegt.

Auf der Anzeigeeinrichtung 3′ ist an der Oberseite ein Glas 6 vorgesehen, das auf dem Armaturenbrett 5 mittels einer Ab deckung 7 zur Abdeckung des Bewegungsbereiches angebracht ist.

Der Motor 33 wird durch ein Antriebssteuerteil 20′ eingeschal tet und gesteuert, welches eine Fahrzeuggeschwindigkeit mit Hilfe eines Fahrzeuggeschwindigkeitsmessers 10, wie ei nem Fahrzeugtachometer, feststellt.

Das Antriebssteuerteil 20′ steuert den Motor 33 derart, daß die Anzeigeeinrichtung 3′ innerhalb eines vorbestimmten Be reiches bewegt wird und gespeichert wird, ob die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Bereich hoher Geschwindigkeit oder niedriger Geschwindigkeit liegt, wobei, wenn der Geschwin digkeitsbereich verändert wird, die Antriebsrichtung des Mo tors 33 derart gewählt wird, daß die Anzeigeeinrichtung 3′ um eine vorbestimmte Größe bewegt wird. Es ist festzuhalten, daß die Bewegungsrichtung und der Bewegungsbereich der Anzeige vorrichtung 3′ unter Verwendung eines Sensors o.dgl. wählbar sind, welcher eine Position der Anzeigevorrichtung 3′ detek tiert.

Wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit (beispielsweise weniger als 50 km/h) fährt, stellt das Antriebssteuerteil 20′ fest, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Bereich niedriger Geschwindigkeit liegt, und zwar unter Berücksichtigung des Aus gangs der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 10, um den Motor 33 derart anzutreiben, daß die Anzeigeeinrichtung 3′ in Richtung auf die Windschutzscheibe 1 (in einer Position (1) in Fig. 6) bewegt wird. Wenn andererseits das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit (50/km/h oder größer) fährt, stellt das An triebssteuerteil 20′ in ähnlicher Weise fest, daß die Fahr zeuggeschwindigkeit in einem Bereich hoher Geschwindigkeit liegt, um den Motor 33 derart zu aktivieren, daß die Anzeige einrichtung 3′ in Richtung des Fahrersitzes (in einer Position (2) in Fig. 6) bewegt wird.

Entsprechend Fig. 9 kann daher bei niedriger Geschwindigkeit das angezeigte Bild B für die Fahrzeuggeschwindigkeit o.dgl. in einem unteren Teil der Windschutzscheibe 1 betrachtet wer den, während bei einer hohen Geschwindigkeit das angezeigte Bild B′ auf einem im wesentlichen in der Mitte liegenden Teil der Windschutzscheibe 1 betrachtet werden kann.

Obgleich bei der in der voranstehend beschriebenen Ausführungs form das angezeigte Bild auf die Windschutzscheibe reflektiert wird, ist es natürlich möglich, daß eine reflektierende Platte, wie ein halbdurchlässiger Spiegel, im wesentlichen parallel zu einer Windschutzscheibe angeordnet werden kann, um das ange zeigte Bild auf der reflektierenden Platte zu reflektieren.

Die Anzeigedarstellungsvorrichtung nach der Erfindung, die vorangehend beschrieben worden ist, bringt die nachstehend er läuterten Vorteile mit sich.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, wird das angezeigte Bild durch die Anzeige einheit direkt auf die reflektierende Fläche der Windschutz scheibe o.dgl. reflek tiert, während dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht in dem genannten Bereich liegt, das angezeigte Bild mit Hilfe einer drehbaren reflektierenden Platte und auch durch die zweite reflektierende Platte auf die reflektierende Fläche projiziert wird, wodurch die Projektionsposition des angezeigten Bildes bewegt wird, ohne in nennenswerter Weise den Auftreffwinkel bezüglich der re flektierenden Fläche zu verändern. Somit kann eine Bildanzeige position nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt werden, und der Bewegungsbereich der Anzeigeposition kann in starkem Maße erweitert werden.

Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Er findung wird die Anzeigeeinheit parallel zur oberen Fläche des Armaturenbretts nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt. Daher kann die Betrachtungslage des angezeigten Bildes nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit verscho ben werden, und der Bewegungsbereich der Anzeigeposition, die für den Fahrer erkannt werden kann, wird erweitert, ohne daß sich die Lage des Blickpunktes verändert.

Claims

1. Eine Anzeigedarstellungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer in einem Armaturenbrett installierten Anzeigeeinrichtung für die Erzeugung eines Informationen für einen Fahrzeugführer enthaltenden Anzeigebildes und einer Projektionseinrichtung für die Projektion des Anzeigebildes in eine Betrachtungsposition unter Überlagerung des projizierten Anzeigebildes auf den Blick des Fahrzeugführers nach außen durch eine Windschutzscheibe, wobei die Projektionseinrichtung eine Teilreflexionseinrichtung für die Reflexion von Projektionsstrahlen in Richtung zu dem Fahrzeugführer enthält und einen ersten Spiegel umfaßt, der abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen einer ersten und einer zweiten Position unter Erzeugung einer ersten und einer zweiten vertikalen Betrachtungsposition für das projizierte Anzeigebild bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung einen dem ersten (3) gegenüberliegenden zweiten (4) Spiegel umfaßt, wobei der erste Spiegel (3) in der ersten Position aus dem Projektionsstrahlengang entfernt ist und die Projektionsstrahlen längs einer ersten optischen Achse (11) auf die Teilreflexionseinrichtung (1) gerichtet sind und in der zweiten Position die Projektionsstrahlen zu dem zweiten Spiegel (4) reflektiert, wobei die Projektionsstrahlen über den zweiten Spiegel (4) längs einer zweiten optischen Achse (12) auf die Teilreflexionseinrichtung (1) gelenkt sind.

2. Eine Anzeigedarstellungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Teilreflexionseinrichtung die Windschutzscheibe des Fahrzeuges umfaßt.

3. Eine Anzeigedarstellungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Anzeigeeinrichtung (2a), der erste Spiegel (3) und der zweite Spiegel (4) derart angeordnet sind, daß die erste (11) und die zweite (12) optische Achse im wesentlichen parallel sind.

4. Eine Anzeigedarstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spiegel (4) für eine Feineinstellung verschwenkbar ist.

5. Eine Anzeigedarstellungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer in einem Armaturenbrett installierten Anzeigeeinrichtung für die Erzeugung eines Informationen für einen Fahrzeugführer enthaltenden Anzeigebildes und einer Projektionseinrichtung für die Projektion des Anzeigebildes in eine Betrachtungsposition unter Überlagerung des projizierten Anzeigebildes auf den Blick des Fahrzeugführers nach außen durch eine Windschutzscheibe, wobei die Projektionseinrichtung eine Teilreflexionseinrichtung für die Reflexion von Projektionsstrahlen in Richtung zu dem Fahrzeugführer enthält und eine Verschiebungseinrichtung zum Verschieben der Anzeigeeinrichtung umfaßt, um so die Projektionsposition des angezeigten Bildes zu verändern, so daß die Betrachtungsposition durch die Projektionseinrichtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit vertikal verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungseinrichtung (20′) eine Antriebseinrichtung (33 bis 35) zum Antrieb der Anzeigeeinrichtung für eine Bewegung parallel zur oberen Oberfläche des Armaturenbrettes (5) entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit enthält.