WO2020194056A9 - Vorrichtung zur head-up-projektion und helm zur anordnung einer head-up-projektions-vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur head-up-projektion und helm zur anordnung einer head-up-projektions-vorrichtung Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device for head-up projection from an image source, at least one optical module of the device being connectable to a helmet and a helmet for arranging a head-up projection device.
  • An optical module which comprises a projector and an optical element fastened to the projector, is fastened to a motorcycle helmet by means of various mechanical fastening means.
  • the optical element is a transparent or semitransparent (prismatic) lens (combiner), which is arranged as an extension of the projector in front of the helmet user's eye, so that the helmet user can look through the lens and a virtual image on the retina of the Eye is projected.
  • the optical module also has a front camera.
  • the control electronics of the optical module, the power supply and the means of communication with other peripheral devices are contained in an external box, which can be placed in a clothing pocket or attached to the outside of the helmet .
  • the disadvantage of the device is that several non-transparent parts of the optical module (fastening means, projector with housing, front camera) are in the user's field of vision and thus restrict the view in a disruptive manner, which consequently reduces the user's safety.
  • the optical module attached to a motorcycle helmet without a visor, can lead to increased wind turbulence, which can impair vision and also have an adverse effect on the conjunctiva of the eye.
  • the necessary control electronics must be carried externally or is complex to attach to the outer skin of the helmet used, which on the one hand restricts the possibility of use and furthermore, in the case of a motorcycle helmet in particular, has a negative effect on its aerodynamics.
  • the invention is based on the object of providing a head-up projection device and a helmet for arranging the head-up projection device, which improves the safety and comfort for the user of the head-up projection device .
  • the aerodynamic properties and the flexibility of use of the head-up projection device are to be improved.
  • the object is achieved by a device for head-up projection with the features of claim 1 and by a helmet with the features of claim 18.
  • the head-up projection device has a housing in which the operating means for acquiring and processing data and for imaging the data are arranged in an optical beam, and one on the housing arranged combiner pane, wherein the head-up projection device is designed such that the housing can be arranged essentially in a front area of the helmet above the eye (s) of the user and the combiner pane in front of the Eye of the user is positionable.
  • the operating means for an autonomous operation for the acquisition and processing of data and for the imaging reproduction of the data in an optical beam preferably relate to at least one optical module with optical elements which process the data in an imaging manner and generate an optical beam Processor with control electronics for controlling the optical module and an accumulator for power supply.
  • the combiner pane arranged on the housing is a transparent, translucent pane which, positioned directly in front of the user's eye, serves to deflect and project the optical beam into the user's eye and ultimately the virtual image in a user's field of vision - lets shine.
  • the head-up projection device has a flat, elongated housing designed with a curved geometry.
  • the housing is essentially elongated and designed with a curved geometry that it can be positioned in a front area (face) of the helmet above the eye (s) of the helmet user (helmet user) without hindering the use of the helmet. Impair the properties and safety features of the helmet and obscure the field of vision of the helmet user.
  • the housing can also be in a narrow area above the eyes of the user (in the forehead area of the head of the user) without hindering the user.
  • This design and arrangement of the head-up projection device according to the invention increases the safety and comfort for the user of a helmet with this head-up projection device considerably.
  • the arrangement in the forehead area or in the front area of the helmet is particularly favorable aerodynamically; in particular, the aerodynamic properties of the helmet are not impaired.
  • the combiner disk is preferably mounted movably on the housing.
  • the movable combiner disk which is preferably flat, can be folded away from the eye and preferably folded flat against the housing so that it is then also above it of the user's eye (s) and thus outside the field of vision of the eye and outside the field of vision of the helmet user.
  • the movable combiner disc also improves accessibility in the helmet user's field of vision, e.g. for putting on and taking off glasses.
  • the curved geometry of the housing has a radius or a plurality of different radii in its curvature, which are adapted to a radius or to a plurality of different radii of a helmet shell, a helmet visor or a helmet cover of the helmet.
  • the housing can be positioned following a contour of the front area of the helmet or its components, so that the head-up projection device can be conveniently and space-savingly arranged above the eyes of the user or in the front area of the helmet .
  • the components in the front area of the helmet can be, for example, a helmet shell, a helmet shield or a helmet cover.
  • Helmet shell refers to the shell construction of the protective helmet, which essentially consists of at least one outer hard shell.
  • the outer hard shell gives the safety helmet its general external shape and consists of a hard, largely bending and impact-resistant material, such as fiber-reinforced plastic.
  • the helmet shell can also have an inner hard shell in addition to the outer hard shell.
  • the inner hard shell is essentially designed in such a way that it rests on the inside against the outer hard shell and is otherwise adapted approximately to the shape of the head of a helmet wearer.
  • Such an inner hard shell can be used to absorb impact energy in the event of expected falls of the helmet wearer, the inner hard shell usually being designed in such a way that it is made of a correspondingly suitable, medium-hard material, such as a solid material, when the helmet wearer falls , compacted foam and a relatively greater thickness compared to the outer Has hard shell.
  • the inner hard shell can be covered with a fabric or leather.
  • a protective padding which is designed as a padding shell or individual padding sections essentially lining the outer or inner hard shell and largely ergonomically adapted to the shape of the head of the helmet wearer is.
  • the protective padding can be made of a soft material, such as an elastic foam, which is suitable for absorbing impacts on the one hand.
  • the protective padding can also have a textile cover. The design and the material of the protective pad can also serve to improve the wearing comfort for the helmet wearer.
  • the helmet shield essentially relates to a front-side extension of the helmet shell, which among other things. can be used to protect the face, especially the eyes and nose.
  • the helmet cover relates to a helmet element that can be attached to a protective helmet or other stable headgear (such as a cap, hat) and is made of hard, largely bending and impact-resistant material.
  • the head-up projection device can be fastened to the front of helmets of any kind, protective helmets or other helmet-like headgear by means of appropriate fastening means.
  • a protective helmet describes a helmet that is primarily intended to protect the head of the helmet wearer from impacts and, if necessary, offers further protection.
  • the shape and extension of the housing which is curved in this way, allows, according to the invention, all components (operating means) of a head-up system in its cavity.
  • Projection device but at least the following components to be arranged compactly:
  • the housing is essentially elongated in the direction of a spatial axis X and curved at least in the direction of a second spatial axis Y and, according to a further advantageous embodiment according to claim 3, can additionally also in the direction of a third spatial axis Z be curved.
  • the orientation of the spatial axis X is determined in relation to the helmet user essentially parallel to the face of the head of the helmet user in the direction of the left face of the helmet user.
  • the orientation of the spatial axis Y is determined in relation to the helmet user essentially perpendicular to the end face of the head of the helmet user in the direction of the end face.
  • the orientation of the spatial axis Z is determined in relation to the helmet user essentially parallel to the face of the helmet user in the direction of the user's head.
  • the head-up projection device is essentially designed in such a way that it is parallel to the eyes. can be arranged elongated along the front face of the head of the helmet user, so that the head-up projection device can be arranged on or in the helmet in an even more comfortable and aerodynamically advantageous manner.
  • the housing is constructed in several parts. I. E. the housing of the head-up projection device can have two or more housing parts.
  • the housing preferably has a shell-shaped housing part and an essentially flat cover part.
  • the multi-part construction of the housing can also be advantageous in order to optionally join building parts with different radii of curvature to match the situation on the helmet.
  • the optical elements of the optical module are arranged in a separate optical housing (optical casing).
  • the optical cladding ensures that the optical elements are permanently positioned at the correct spacing in order to ensure a clear and precise reproduction of the virtual image and permanently protect the optical elements from the ingress of dust and moisture.
  • the housing and / or the operating means are designed and arranged in such a way that an optical axis implemented by the optical elements extends essentially in the direction of the spatial axis X.
  • the optical axis of the optical module extends along the optical beam generated by the optical module and essentially coincides with the spatial axis X.
  • the housing can have various shapes for receiving the optical module.
  • the length of the optical module can be particularly short.
  • the optical module can, despite the curved housing in which it is arranged, realize a straight optical axis in such a way that the optical beam points in or against the direction of the spatial axis X and at the end of the optical module can be deflected approximately at right angles (opposite to the direction of the spatial axis Z) onto the combiner pane.
  • an image source (display) which has OLEDs.
  • This use of OLEDs in the image source (display) saves energy and enables the screen diagonal of the image source to be reduced.
  • the image source and the overall installation space of the optical module can be reduced in a space-saving and weight-saving manner, and the energy source (accumulator) to be carried along can be minimized.
  • the image source advantageously has multicolored emitting OLEDs.
  • Displays with multicolored emitting OLEDs offer a broader range of application possibilities for image design means For example, to realize a better, differentiated perceptibility of warnings or other important notices to be emphasized for the user (also for the user with weak colors).
  • an image source (display) which has OLEDs which emit monochrome light, preferably in a wavelength range of approximately 564 nm.
  • a monochrome, preferably yellow light causes a particularly high level of perception by the user.
  • the OLEDs preferably have a light intensity of 12,000 cd / m 2 to 20,000 cd / m 2 , particularly preferably up to 25,000 cd / m 2 .
  • OLEDs with such a light intensity produce a very high luminance of the display, which realizes a strong, low-loss optical beam passing through the optical elements and subsequently a virtual image of high sharpness and brightness.
  • a particularly advantageous embodiment comprises fastening means for indirect, detachable fastening of the housing on or in the helmet, the fastening means having a base plate which is designed to correspond to the geometry of the housing and can be detachably connected to the housing.
  • the base plate can be designed and arranged to correspond to a housing wall or to a plurality of housing walls of the housing.
  • the geometry of the base plate is designed to be adapted to the shape of the housing wall / housing walls of the housing with which the base plate corresponds to realize the connection. A very space-saving and contour-conforming fastening of the head-up projection device on or in the helmet can thus be implemented.
  • the fastening means preferably have connecting elements of a Velcro fastener connection, plug connection or magnet connection, which are arranged on the base plate and the housing, in order to implement a detachable connection between the base plate and the housing that is easy to handle.
  • the connecting elements are advantageously designed in such a way that an arrangement of the housing can be displaced sideways in relation to the base plate in the direction of the spatial axis X.
  • Advantageous means for adjusting and fixing a position of the combiner disk, which is preferably rotatably mounted on the housing, relative to the housing are used for easier adjustment and vibration-resistant alignment of the generated virtual image in the user's field of vision.
  • the helmet according to the invention is designed for the arrangement of a previously described head-up projection device on or in the helmet, preferably designed for the integrated arrangement of at least part of the above-described head-up projection device on or in the helmet.
  • a base plate can each be arranged partially integrated, for example in a space between a helmet shell and a protective pad.
  • a helmet shell of the helmet preferably an inner hard shell of the helmet shell, has a recess A in which the housing of the head-up projection device and / or a base plate can at least partially be arranged.
  • the cutout A is designed in such a way that the integrable base plate can be arranged essentially flush with the helmet shell and / or lines the cutout A conforming to the contour.
  • the recess A and / or the integrable base plate has a bulge for engagement in order to remove the housing from the recess or from the integrable base plate.
  • HUPV head-up projection device
  • FIG. 1 shows an overview diagram for the basic implementation, mode of operation and arrangement of the HUPV according to the invention
  • 2.1a is an isometric illustration of a HUPV according to a first exemplary embodiment from below,
  • FIG. 2.1b shows a view of the HUPV according to FIG. 2.1a from below
  • 2.1c shows a second isometric representation of the HUPV according to FIG. 2.1a from below
  • Fig. 3.1a is a side view of the HUPV according to Fig. 2.1a
  • Fig. 3.1b is a front view of the HUPV according to Fig. 2.1a
  • FIG. 3.1c shows a second side view of the HUPV according to FIG. 2.1a
  • FIG. 4.1a shows an isometric view of the HUPV according to FIG. 2.1a from above
  • Fig. 4.1b is a top view of the HUPV according to Fig. 2.1a from above,
  • 2.2a shows an isometric representation of a HUPV according to a second exemplary embodiment from below
  • FIG. 2.2b shows a view of the HUPV according to FIG. 2.2a from below
  • FIG. 2.2c shows a second isometric representation of the HUPV according to FIG. 2.2a from below
  • 3.2a shows a side view of the HUPV according to FIG. 2.2a
  • 3.2b shows a front view of the HUPV according to FIG. 2.2a
  • FIG. 3.2c shows a second side view of the HUPV according to FIG. 2.2a
  • FIG. 4.2a shows an isometric view of the HUPV according to FIG. 2.2a from above
  • Fig. 4.2b is a top view of the HUPV according to Fig. 2.2a from above,
  • Fig. 4.2c is a second isometric view of the HUPV according to Fig. 2.2a from above,
  • FIG. 5a shows an exploded view of the HUPV in the first embodiment according to FIG. 2.1a
  • FIG. 5b shows a second exploded view of the HUPV according to FIG. 2.1a
  • FIG. 5a shows an exploded view of the HUPV in the first embodiment according to FIG. 2.1a
  • FIG. 5b shows a second exploded view of the HUPV according to FIG. 2.1a
  • FIG. 5a shows an exploded view of the HUPV in the first embodiment according to FIG. 2.1a
  • FIG. 5b shows a second exploded view of the HUPV according to FIG. 2.1a
  • FIG. 6a shows an exploded view of the HUPV in the second embodiment according to FIG. 2.2a
  • FIG. 6b shows a second exploded view of the HUPV according to FIG. 2.2a;
  • FIG. 7 shows a side view of a motorcycle integral helmet in a first variant of the arrangement of the HUPV
  • FIG. 7a shows a side view of the motorcycle integral helmet according to FIG. 7 with the base plate (without the HUPV housing)
  • FIG. 7b shows sectional view A-A of the motorcycle integral helmet according to FIG. 7a
  • FIG. 8.1 shows a side view of the motorcycle integral helmet with a partial cutout in a second variant of the arrangement of the HUPV
  • 8.1a shows a side view of the motorcycle integral helmet according to FIG. 8.1 with the base plate (without the HUPV housing),
  • FIG. 8.1b sectional view A-A of the motorcycle integral helmet according to Fig. 8.1a,
  • Fig. 8.1c isometric view of the housing of the HUPV according to Fig. 8.1
  • Fig. 8.2 shows a side view of the motorcycle integral helmet with a partial section in a third variant of the arrangement of the HUPV
  • Fig. 8.2a shows a side view of the motorcycle integral helmet according to Fig. 8.2 with the base plate (without the HUPV housing)
  • FIG. 8.2b sectional view A-A of the motorcycle integral helmet according to Fig. 8.2,
  • FIG. 9 shows a side view of a motorcycle jet helmet in a first variant of the arrangement of the HUPV
  • FIG. 9a shows a side view of the motorcycle jet helmet according to FIG. 9 with the base plate (without the HUPV housing),
  • FIG. 9b shows a sectional view A-A of the motorcycle jet helmet according to FIG. 9a
  • FIG. 10a shows a side view of the motorcycle jet helmet according to FIG. 10 with the base plate (without the HUPV housing),
  • FIG. 10b shows a sectional view A-A of the motorcycle jet helmet according to FIG. 10a
  • Fig. 10c isometric view of the housing of the HUPV according to Fig. 10,
  • FIG. 11 is a side view of a bicycle helmet with
  • FIG. 12 shows a side view of a construction helmet with a partial cutout with an arrangement of a HUPV
  • FIG. 12a shows a detail of the view from below of the helmet shield of the construction helmet according to FIG. 12, 13 is a sectional isometric view of the HUPV according to FIGS. 5a, b with a first embodiment of the fastening and adjustment mechanism of the combiner disk, FIG. 14 is an isometric view of the HUPV according to FIGS. 6a, b with a second embodiment of the Fastening and adjusting mechanism of the Com biner disc in an exploded view,
  • FIG. 14a shows a view of the HUPV according to FIG. 14 from below
  • FIG. 14b shows a sectional view C-C of the HUPV according to FIG. 14,
  • FIG. 16 shows a schematic representation of a horizontal field of view of the user with a horizontal image sector of the HUPV
  • FIG. 17 shows a schematic illustration of the arrangement of the optical module in the housing of the HUPV in relation to the position of the eyes of the user;
  • FIG. 17a shows a schematic illustration of the arrangement of the optical module in the alternative housing of the HUPV in relation to the eyes of the user;
  • FIG. 18 shows a sectional view through the optical module with combiner disk
  • FIG. 19 shows a side view of the optical module with combiner disk
  • the housing 2 of the HUPV 1 has a flat and ergonomically curved design which is adapted to the shape of a helmet (protective helmet) 4 or to the shape of the user's head. This fla- The ergonomically curved shape of the housing 2 enables the HUPV 1 to be installed or attached to any helmet (protective helmet).
  • the design according to the invention also enables complete integration into the helmet (protective helmet) 4.
  • the HUPV 1 can be easily assembled or disassembled by means of a detachable fastening system (for details see FIGS. 5a, b, 6a, b).
  • the detachable fastening system of the HUPV 1 can have a base plate 3 and fastening means for the detachable connection of the housing 2 to the base plate 3.
  • the base plate 3 can be firmly or also detachably connected to the helmet (protective helmet) 4 (indirect fastening).
  • the HUPV 1 can be arranged and fixed in the area of the front of the helmet (protective helmet) 4 above the position of the eyes 46 of the user and thus largely outside the field of vision of the user as a result of the inventive design of the housing 2 and its fastening system.
  • This image data can, for example, contain information on the speed at which you are driving, on navigation, on safety warnings or messages from communication services such as telephone and message services.
  • a special optics module 20 integrated in the housing 2 can e.g. B. generate a virtual image 13 at a distance of apparently approx. 10 m from the viewer.
  • a mechanism for folding in the combiner disk 5 increases the accessibility in the The user's field of vision, e.g. for putting on and taking off glasses.
  • Data can be exchanged, for example with an external smartphone, by means of wireless data transmission.
  • An external power supply unit for charging the accumulator 22 / accumulators 22 can be connected via a mains connection (mains unit socket) 6.
  • the HUPV 1 can be operated by means of a switch / button 18.
  • the housing 2 of the HUPV 1 can be designed in several parts, inter alia, for the assembly of the integral components, for maintenance-friendly access to the integral components and, if necessary, for realizing different radii of curvature of the housing 2.
  • the multi-part housing 2 of the HUPV 1 can for example have two shell-shaped housing parts (shell parts) or a shell-shaped housing part (shell part) and an essentially flat housing part as the housing cover (cover part).
  • Figures 2.1a, b, c to 4.1a, b, c show details of an exemplary multi-part housing 2 of the head-up projection device 1 according to the invention for use in connection with a protective helmet 4 according to a first embodiment.
  • FIGS. 2.1a, b, c show the housing 2 in two isometric representations from below and a view from below (FIG. 2.1b) - each with a view of an underside of the housing 2.
  • FIGS. 3.la, b, c show the housing 2 in two side views and a front view
  • FIG. 3.1a a side view of the housing 2 from the right
  • FIG. 3.1b a rear view.
  • side view of the housing 2 and FIG. 3.1c shows a side view of the housing 2 from the left.
  • FIGS. 4.1a, b, c show the housing 2 in two isometric representations from above and a view from above (FIG. 4.1b) - each with a view of an upper side of the housing 2.
  • the two-part housing 2 according to FIGS. 2.1a, b, c to 4.1a, b, c comprises a lower, essentially flat housing part as a cover (lower cover part) 7 and an upper, shell-shaped housing part (upper shell part) 8 .
  • the housing 2 shown in FIGS. 2.1a, b, c to 4.1a, b, c, elongated in the direction of a defined spatial axis X, is narrow and curved in the direction of a defined spatial axis Y (widthwise extension) relative to the longitudinal extension (uniaxially curved housing) and designed to be very flat in the direction of a defined spatial axis Z (height extension) relative to the longitudinal extension (elongated, narrow, flat and uniaxially curved housing).
  • the housing 2 has an approximate symmetry in its longitudinal extension (clearly visible in FIGS. 2.1b, 4.1b).
  • a locally limited bulge with an opening 12 is formed on the underside of the housing 2 (lower cover part 7) of the HUPV 1 and a flat, transparent, translucent combiner disk 5 is arranged at the opening 12 (for details see FIGS. 5a, b).
  • the upper shell part 8 has one end openings for the power supply socket 6 and for the switch / button 18 (for details see FIG. 5a).
  • the HUPV 1 in addition to the housing 2, the HUPV 1 according to this exemplary embodiment also has a shape that is compatible with the housing 2 Corresponding base plate 3a for the indirect attachment of the HUPV 1 to the protective helmet 4.
  • the housing 2 can, however, as required, also be fastened directly to a protective helmet 4 without a base plate 3a (direct fastening).
  • the base plate 3a according to FIGS. 2.1a, b, c to 4.1a, b, c is designed in conformity with a substantially planar / planar upper housing wall 9 (see FIG. 5b) of the upper shell part 8 facing the base plate 3a and with this connectable.
  • the corresponding base plate 3 a is essentially planar / planar with a sickle-shaped contour - corresponding to the outer contour of the upper shell part 8 of the curved housing 2.
  • housing 2 can also be designed to be curved with an opposing vector in the direction of the spatial axis (minus) Y.
  • the housing 2 can also be designed to be curved in the direction of a spatial axis +/- (plus / minus) Z (biaxially curved housing).
  • the flat, elongated, narrow and curved housing 2 can be designed with a cross-section tapering at one or both ends.
  • the flat housing 2 is crescent-shaped or banana-shaped, so that it is in the area of the front side / front side of a protective helmet 4, adapted to a curvature of the helmet shell 10 of the helmet 4 and / or to a curvature of the helmet shield 11 of the helmet 4 and / or to a curvature of a helmet visor, can be arranged and fastened without impairing the field of vision 37 of the user, since a HUPV 1 arranged in this way above the position the eyes 46 of the user can be positioned (see FIGS. 1, 7 to 12, 15, 16).
  • the combiner disk 5 is movably attached to the housing 2 by means of fastening means, at least pivotable about an axis of rotation 41, so that the combiner disk 5 can be folded down from the housing 2 when required and folded onto the housing 2 when not in use
  • the only component located outside of the housing 2 can be placed flat on the underside of the flat housing 2 and thus, for example, there is enough space left for putting on and taking off glasses.
  • the movable attachment of the combiner pane 5 also serves to set the location / position of the generated virtual image in the field of view 37 of the user.
  • Figures 2.2a, b, c to 4.2a, b, c show an exemplary multi-part housing 2 of the HUPV 1 according to the invention for use in connection with a protective helmet 4 according to a second embodiment.
  • FIGS. 2.2a, b, c show the housing 2 in two isometric representations from below and a view from below (FIG. 2.2b) - each with a view of an underside of the housing 2.
  • FIGS. 3.2a, b, c show the housing 2 in two side views and a front view
  • FIG. 3.2a a side view of the housing 2 from the right
  • FIG. 3.2b a rear view of the housing 2
  • FIG 3.2c shows a side view of the housing 2 from the left.
  • FIGS. 4.2a, b, c show the housing 2 in two isometric representations from above and a view from above (FIG. 4.2b) - each with a view of an upper side of the housing 2.
  • FIGS. 2.2a, b, c to 4.2a, b, c The first embodiment of the multi-part housing 2 of the HUPV 1 according to the invention will be described according to FIGS. 2.2a, b, c to 4.2a, b, c and otherwise to the description above for FIGS. 2.2a, b, c to 4.2 a, b, c.
  • the two-part housing 2 according to FIGS. 2.2a, b, c to 4.2a, b, c comprises a lower, shell-shaped housing part 14 (lower shell part 14) and an upper, essentially flat and level housing part 15 as a cover (upper cover part 15) - see FIGS. 6a, b.
  • the lower shell part 14 has at one end in its lower, essentially planar housing wall a locally limited bulge with the opening 12 on which the combiner disk 5 is arranged (for details see FIGS. 6a, b). At the same end, the lower shell part 14 additionally has a locally limited widening in the front housing wall which is bent on the front side.
  • the flat base plate 3a which is also present according to FIGS. 2.2a, b, c to 4.2a, b, c, has a shape conforming to the upper cover part 15 facing the base plate 3a and can be connected to it.
  • the base plate 3 a of the HUPV 1 is essentially planar / planar with a sickle-shaped contour - corresponding to the outer contour of the cover part 15 of the curved housing 2.
  • the base plate 3a according to FIGS. 2.2a, b, c to 4.2a, b, c has two circular depressions, which are described in more detail in FIGS. 6a, 6b.
  • the base plate 3a has several bores which are used for the possible detachable attachment to a helmet shell 10, a helmet shield 11 or a helmet cover by means of a screw connection.
  • the housing 2 according to FIGS. 2.2a, b, c to 4.2a, b, c is also in its longitudinal extension it is shorter in the direction of the spatial axis X and somewhat flatter in its width in the direction of the spatial axis Z.
  • the housing 2 is also not designed symmetrically in its longitudinal extension.
  • FIGS. 5a and 5b The detailed structure of the exemplary head-up projection device 1 according to the first embodiment according to FIGS. 2.1a, b, c to 4.1a, b, c with a two-part, uniaxially curved housing 2 and a correspondingly shaped base plate 3a can be seen from the exploded view according to FIGS. 5a and 5b (FIG. 5a: individual parts of the head-up projection device 1 viewed from below, FIG.
  • the optical module 20 integrated in the housing 2 of the head-up projection device 1 comprises several optical elements; in the order of listing / arrangement in the optical mo- Module 20 preferably an image source (display) 23, an achromat 24, a separate convex lens 25 and a terminal prism 26, which are arranged together in a multi-part optics housing 27 (optics casing 27) (see FIGS. 5a, b).
  • the optical shuttering 27 according to this embodiment is formed, for example, in three parts from three pluggable shuttering elements 27a, b, c, with an intermediate shuttering element 27b and two terminal shuttering elements 27a, c (FIG. 5b).
  • the optical shuttering 27 is preferably firmly and tightly glued to the optical elements 23, 24, 25, 26 in order to position them precisely while ensuring protection from dust and moisture to be permanently secured.
  • the optical formwork 27 is arranged in the area of the bulge of the lower cover part 7 and is fixed within the curved housing 2 and secured against slipping through the shape of the lower cover part 7 itself and by means of several retaining bolts 16 of the upper shell part 8.
  • the optical elements 23, 24, 25, 26 and formwork elements 27a, b, c of the optics formwork 27 of the optical module 20 are designed in such a way and over a short distance along the curved housing 2 of the head-up projection device 1 (along the spatial axis X) is arranged so that the optical module 20 realizes a straight optical axis 28 despite the housing 2, which is curved in the Y direction and in which it is arranged (see FIGS. 5a, b).
  • the housing parts 7, 8 of the multi-part housing 2 of the HUPV 1 according to FIGS. 5a, b are fixed, but preferably detachable, and preferably connected to one another in a watertight manner by means of a seal when the head-up projection device 1 is in use.
  • the housing parts 7, 8 can be welded or glued to one another, so that the interior of the housing 2 is protected in a particularly dust-tight and water-tight manner.
  • a screw connection for example, is suitable for the detachable connection of the housing parts 7, 8.
  • the detachable connection enables access to certain components of the HUPV 1, such as the accumulators 22, for the purpose of maintenance or replacement.
  • the lower housing part 7 (lower cover part) of the housing 2 of the HUPV 1 according to FIGS. 5a, b has the opening 12 in the area of its bulge for the purpose of passing an optical beam generated by the integral optical module 20 along an optical path 29 onto the combiner disk 5, which is movably fastened near the opening 12 (for details see 17, 18, 19).
  • Two openings on the side housing wall of the upper shell part 8 near the circuit board 21 of the optical module 20 are used on the one hand to accommodate the power supply socket 6 and on the other hand to accommodate the switch / button 18, which is used to operate the HUPV 1, in particular for switching on and switching off the controller on the circuit board 21 for controlling the display 23 in the optical module 20 is provided.
  • the further opening in the front housing wall of the upper shell part 8 is used to accommodate a light or brightness sensor 32 in order to be able to detect the light rate or the brightness in the immediate frontal environment of the head-up projection device 1 .
  • a light or brightness sensor 32 In a small opening in the lower cover part 7 near the circuit board 21, an LED is integrated, which indicates the charge status of the accumulators 22.
  • the base plate 3a can be connected to one of the side walls (housing wall) 9 of a shell-shaped housing part 8 (shell part) of the housing 2 (such as, for example, in the embodiment according to FIGS. 5a, b ) or can be detachably connected to a cover part 15 (housing cover) (as for example in the embodiment according to FIGS. 6a, b).
  • the base plate 3a of the HUPV 1 according to FIGS. 5a, b can be detachably connected to the upper shell part 8 of the housing 2, for example, by means of a plug-in connection.
  • such a form-fitting plug connection is provided between the base plate 3a and the upper shell part 8 of the HUPV 1, which is formed by a rail guide 30 in connection with a clip-snap closure (snap part) is (snap-in connection).
  • Two or more rail guides 30 are on a flat, the shell-shaped housing part 8 (upper shell part 8) facing underside of the flat, sickle-shaped base plate 3a (visible in FIG Base plate 3a facing housing wall 9 of the shell-shaped housing part 8 (upper shell part 8) (visible in FIG. 5b).
  • the rail guides 30 can be arranged on the flat housing wall 9 of the shell-shaped housing part 8 (upper shell part 8) and the snap parts 31 can be arranged on the flat underside of the sickle-shaped base plate 3a (not shown).
  • the respective snap part 31 of the upper shell part 8 slides sideways under a pretensioning into the associated rail guide 30 of the base plate 3 a, the two hook-shaped ends of the snap part 31 engaging in matching recesses of the rail guide 30 in one end position.
  • the two hook-shaped ends of the snap part 31 are released from the recesses and thereby pressed together, with the exertion of a relatively strong tensile force via the housing 2 on the snap part 31, so that the snap part 31 can be opened without further action can be easily pulled out along the guide rails 30.
  • the housing 2 of the HUPV 1 can thus be easily displaced and locked and unlocked relative to the base plate 3a of the HUPV 1 and parallel to the plane of the base plate.
  • the housing 2 of the HUPV 1 can, if necessary, also be arranged laterally - offset in the direction of the spatial axis X to the base plate 3a and thus a higher flexibility of the fastening on the helmet 4 can be made possible, in particular in order to be able to set up the positioning of the housing 2 and thus the combiner pane 5 in front of the eye 46 of the user even more precisely.
  • FIGS. 6b The detailed structure of the exemplary HUPV 1 according to the second embodiment according to FIGS. 2.2a, b, c to 4.2a, b, c with a two-part, uniaxially curved housing 2 and a correspondingly shaped base plate 3a is shown in the exploded view according to FIGS 6b can be seen.
  • Fig. 6a Individual parts of the HUPV 1 viewed from below
  • Fig. 6b Individual parts of the HUPV 1 viewed from above).
  • the lower shell part 14 of the two-part, curved housing 2 of the HUPV 1 according to FIGS in the closed state of the housing 2, so that the cover part 15 is flush with the edge of the lower shell part 14 (see FIG. 6b).
  • the housing 2 can be better sealed and designed to be particularly flat.
  • a single compact accumulator 22 is provided, which is arranged between the optical module 20 and the circuit board 21 and leads to a space and weight saving and thus to better carrying properties of the HUPV 1.
  • the optical shuttering 27 according to FIGS. 6a, b is designed in two parts, with only one of the two terminal shuttering elements 27a being provided in addition to the matching intermediate shuttering element 27b.
  • the single terminal formwork part 27a is designed to be elongated in such a way that it can at the same time receive and hold the terminal prism 26.
  • the second terminal shuttering element 27c of the optics shuttering 27 (as provided in FIGS. 5a, b) can be dispensed with here, which on the one hand results in a further saving of space and weight.
  • lower assembly tolerances are achieved with fewer formwork elements, so that the precise placement of the optical elements 23, 24, 25, 26 in the correctly provided distances can be further simplified and the protection of dust and moisture can be improved.
  • a one-piece optics housing (one-piece optics casing) is also conceivable, which has both on each side is terminated by the display 23 and the terminal prism 26 (not shown).
  • the optical shuttering 27 according to the embodiment according to FIGS. 6a, b is arranged in the area of the bulge and widening of the lower shell part 14 and through the locally delimited formations of the lower, flat housing wall and the housing wall of the lower shell part 14 which is curved at the front as well as in the closed state of the housing 2 fixed by a bearing pocket in the upper cover part 15 within the curved housing 2 and secured against slipping.
  • the fixing ribs in the lower shell part 14 (not shown) serve to save further space compared to the retaining bolts 16.
  • Fig. 5a, b with higher reliability and shock resistance of the fixation at the same time.
  • the opening 12 in the bulge of the lower housing wall of the lower shell part 14 also serves to pass the optical beam 29 generated by the integral optical module 20 along the optical path 29 to the combiner disk 5, which is movably attached near the opening 12 (for details see FIG Fig. 17, 18, 19)
  • the opening for receiving the switch / button 18 for the purpose of operating the HUPV 1, in particular for switching the controller on and off for controlling the display 23 in the optical module 20, is located in the lower housing wall of the lower shell part 14 of the circuit board 21.
  • the opening for receiving the light or brightness sensor 32 is enlarged in cross-sectional area and is located in the front housing wall of the lower shell part 14 in a transition area (housing rounding) to the lower housing wall so as to increase the rate of light or to be able to detect the brightness in the immediate frontal environment more independently of the installation situation of the head-up projection device 1 in or on a helmet 4 and thus even better.
  • the opening is designed in such a way that the LED, which indicates the charging status of the rechargeable battery 22, can also be provided there, so that the charging status can be checked more visibly.
  • the housing parts 14, 15 of the multi-part housing 2 of the HUPV 1 according to FIGS. 6a, b are firmly and watertightly connected to one another in their operational state by means of, for example, a circumferential welded connection.
  • a magnetic connection is provided for the detachable connection of the flat, sickle-shaped base plate 3a to the upper, flat housing part 15 (housing cover).
  • At least one permanent magnet 33 (hereinafter magnet 33) is arranged and fastened on or in the base plate 3a, and correspondingly at least one permanent magnet 34 with opposite polarity (hereinafter counter magnet 34 ) arranged and fastened on or in the upper cover part 15.
  • two or more magnets 33 of the base plate 3a as shown in FIGS 15 of the housing 2 facing underside of the base plate 3a form two or more raised knobs 35 'which correspond to two or more deep-drawn knob receptacles 35''formed in the upper cover part 15, so that the knobs 35' in the connected state the magnetic connection can engage in these knob receptacles 35 ′′.
  • These deep-drawn knob receptacles 35 ′′ of the upper cover part 15 are each formed with a circumferential edge 36 on their underside facing the lower shell part 14 of the housing 2, on which the counter magnets 34 of the upper cover part 15 are enclosed (position pockets 36 of Cover part 15).
  • the position pockets 36 on the planar underside of the sickle-shaped base plate 3a and the position pockets 19 on the cover part 15 (not shown).
  • the position pockets 19 of the base plate 3a can be easily centered in the position pockets 36 of the housing cover, the magnets 33 of the base plate 3a being held by the counter magnets 34 of the housing cover 15 and the base plate 3a on the Housing cover 15 is fixed.
  • the housing 2 of the HUPV 1 can, if necessary, also be arranged laterally - in the direction of the spatial axis X - offset to the base plate 3a and thus a higher flexibility of the fastening on the helmet 4 can be made possible, in particular in order to be able to set up the positioning of the housing 2 and thus the combiner pane 5 in front of the eye 46 of the user even more precisely.
  • a guide mechanism preferably a rail system, can be provided (not shown).
  • the magnet connection according to FIGS. 6, a, b can also be formed between the planar, sickle-shaped base plate 3a and the planar housing wall 9 of the upper shell part 8 of the housing 2 according to FIGS. 5a, b.
  • the plug connection according to FIGS. 5a, b can be formed between the planar, sickle-shaped base plate 3a and the upper cover part 15 of the housing 2 according to FIGS. 6a, b.
  • a base plate 3b of the HUPV 1 can be provided, which is curved flat (essentially curved strip-shaped) - corresponding to the curved outer contour of the side walls (front or rear housing wall) of a shell part 8 or 14 of the curved housing 2 of HUPV 1 is designed (see, for example, Fig. 8.1, 8.1a, b, c, 10, 10a, b, c).
  • a releasable connection can then - z.
  • the matching fastening means for the releasable connection can be placed on the curved wall surface of the housing wall of the shell-shaped housing part 8 or 14 and on the curved surface of the strip-shaped base plate 3b facing the curved wall surface of the housing wall of the shell-shaped housing part 8 or 14 be arranged (see e.g. Fig. 8.1, 8.1a, b, c, 10, 10a, b, c).
  • a base plate 3c of the HUPV 1 can also be provided, which is essentially curved trough-shaped - corresponding to the outer contour of all housing walls of the upper shell part 8 of a uniaxially curved housing 2 or corresponding to the outer contour of all lateral housing walls of the lower shell part 14 and the upper one Cover part 15 of a uniaxially curved housing 2 of the HUPV 1 is formed (for details see, for example, FIGS. 8.2, 8.2a, b, c,).
  • a base plate 3d of the HUPV 1 can be provided, which is essentially curved, sickle-shaped - corresponding to an outer contour of the housing wall 9 of the upper shell part 8 or corresponding to an outer contour of the upper cover part 15 of a biaxially curved housing 2 of the HUPV 1 (for details see Fig e.g. Fig. 11, 12a, b, c,).
  • the curved housing 2 of the HUPV 1 can be flexibly mounted in or on the helmet shell 10, on the helmet shield 11 or on a helmet cover by means of the detachable base plate 3a, 3b, 3c, 3d (indirect fastening).
  • the side of the planar or curved base plate 3a, 3b, 3c, 3d opposite the fastening means for the detachable connection to the housing 2 of the HUPV 1 can be provided with corresponding planar or curved surfaces of the helmet shell 10 / the helmet shield 11 / the helmet visor, which can preferably be done by a non-detachable adhesive connection or also detachably by means of, for example, a Velcro connection or screw connection.
  • the curved housing 2 of the head-up projection device 1 can alternatively also be mounted directly in or on the helmet shell 10, the helmet shield 11 or the helmet cover without a detachable base plate 3a, 3b, 3c, 3d.
  • a housing wall of the curved housing of the HUPV 1 - e.g. the housing wall 9 of the upper shell part 8 of the housing 2 of the embodiment according to FIG.
  • the head-up projection device 1 can be fixed, but easily detachable and thus interchangeable, to the front of any type of helmet 4 using the fastening options listed, with the uniaxially or biaxially curved housing 2 of the head-up projection device 1 is adapted to the corresponding helmet shape and thus also ergonomically to the head shape of the user and is at the same time arranged above the eyes 46 of the user.
  • the necessary horizontal and vertical field of view 37a, b of the user field of view - see FIGS prior art known head-up devices.
  • FIGS. 7 to 12a show exemplary arrangement and fastening options for the head-up projection device 1 according to the invention on motorcycle helmets 4a (for example full-visor integral helmets, jet helmets), on bicycle helmets 4b or on Construction helmets 4c.
  • motorcycle helmets 4a for example full-visor integral helmets, jet helmets
  • bicycle helmets 4b for example full-visor integral helmets, jet helmets
  • Construction helmets 4c for example full-visor integral helmets, jet helmets
  • the HUPV 1 according to the invention can be arranged and fastened to any type of hard material helmets and caps and is not limited to the examples described below.
  • FIGS. 7, 7a, b show the attachment of a head-up projection device 1 to a helmet shell 10 of a motorcycle helmet 4a as an integral helmet 4a with a full visor 39.
  • the helmet shell 10 in this exemplary embodiment comprises an outer hard shell 10.1 made of impact-resistant plastic and an inner hard shell 10.2 made of styrofoam.
  • a protective padding in the form of a padding shell is integrated (not shown) on the inside of the helmet shell 10 of the full-face integral helmet 4a.
  • the helmet shell 10 of the full-face integral helmet 4a has a circumferentially closed viewing window 38 on the front.
  • the HUPV 1 has an essentially uniaxially curved housing 2 made of plastic with an essentially planar (flat), sickle-shaped base plate 3a made of plastic.
  • the design of the housing 2 and the base plate 3a of the HUPV 1 can be designed according to the embodiment according to FIGS. 2.1a to 4.1c, 5a, b or 2.2a to 4.2c, FIGS. 6a, b, the detachable connection of the housing 2 with the base plate 3a can be designed variably according to the embodiment according to FIGS. 5a, b or 6a, b.
  • the detachable connection of the housing 2 to the base plate 3a takes place, for example, by means of a magnet connection according to the description according to FIGS. 6a, b.
  • the described connecting elements of the magnet connection are on the one hand on the planar, sickle-shaped base plate 3a (see Fig. 7b) and on the other hand on the housing wall 9 of the upper shell part facing the base plate 3a 8 of the housing 2 according to FIGS. 2.1a to 4.1c, 5a, b or formed on the upper cover part 15 of the housing 2 facing the base plate 3a according to FIGS. 2.2a to 4.2c, 6a, b (see FIG. 7) .
  • the base plate 3a is attached to an underside of the helmet shell 10 on the front side in the area of the viewing window 38 of the full-face integral helmet 4a, e.g. by means of an adhesive or screw connection.
  • the HUPV 1 is thus placed flat and narrow along the upper edge of the viewing window 38 of the full-face integral helmet 4a.
  • the helmet shell 10, preferably an inner hard shell (10.2) of the helmet shell 10, can also have a flat recess which is essentially designed to correspond to the shape (contour and thickness) of the base plate 3a (not shown).
  • the base plate 3a can at least partially within the helmet shell 10, respectively within the inner hard shell
  • the base plate 3a can also be arranged completely, approximately flush with the helmet shell 10 or even sunk in the recess.
  • the HUPV 1 can be placed even flatter and narrower along the upper edge of the viewing window 38 of the full visor integral helmet 4a, because only the housing 2 or only a part of the housing 2 is placed in the viewing window 38 without the function to prevent the magnet connection.
  • the magnetic connection between the base plate 3a and the housing 2 can be by means of several pairs (e.g. three or four pairs) of available Position pockets 19 with magnets 33 and position pockets 36 with magnets 34 are laterally offset in order to enable a more precise positioning of the housing 2 and thus the combiner pane 5 in front of the eye 46 of the user.
  • the front housing wall bent in the direction of the spatial axis Y and the front edge of the base plate 3a have radii that correspond to the usual radii of the outside of the helmet shell 10 on the front side of the full-face integral helmet 4a, and are essentially flush with the course placed on the outside of the helmet shell 10 on the front side of the full-visor integral helmet 4a, so that the visor 39 and, if applicable, an existing sun visor can be closed unhindered.
  • the front housing wall curved in the direction of the spatial axis Y and the front edge of the base plate 3a can also be arranged somewhat set back from the outside of the helmet shell 10 on the front side of the full-face integral helmet 4a and essentially flush with the front course of the inner one Hard shell 10.2 or to the rear course the outer hard shell 10.1 of the helmet shell 10 be placed (see Fig. 7b).
  • the outside of the helmet shell 10 of the full-face integral helmet 4a remains unaffected in any case.
  • the rear housing wall, which is curved in the direction of the axis Y, and the rear edge of the base plate 3a have radii which correspond to the customary radii of the inside of the helmet shell 10, in particular the inside of the inner hard shell 10.2 on the front side of the full-face integral helmet 4a (see Fig 7b).
  • the base plate 3 a and housing 2 are also designed to be adapted in their cross-sectional extension in the direction of the spatial axis Y essentially to the customary thickness of the helmet shell 10.
  • the HUPV 1 therefore essentially does not protrude beyond the inside of the helmet shell 10 (or the inside of the inner helmet shell 10.2) and is furthermore arranged at a sufficient distance from the user's head in accordance with the thickness of the protective padding and is therefore not directly on the head of the user.
  • the arrangement of the HUPV 1 on the upper edge of the viewing window 38 grants a largely unobstructed field of view 37 for the user and also enables glasses wearers to comfortably use glasses.
  • Figures 8.1, 8.1a, b, c show the attachment of a head-up projection device 1 in a recessed helmet shell
  • the helmet shell 10 of the full-face integral helmet 4a has, in particular on its inner hard shell 10.2 on the front side and above the viewing window 38, a recess A which essentially corresponds to the shape of the HUPV 1 (FIG. 8.1a).
  • the recess A of the helmet shell 10 serves to at least partially accommodate the HUPV 1 within the helmet shell 10, or within the inner hard shell 10.2.
  • the HUPV 1 has an essentially uniaxially curved housing 2 and, in contrast to the embodiment according to FIGS. 7, 7a, b, a curved, essentially strip-shaped base plate 3b.
  • the housing 2 of the HUPV 1 can according to the embodiment of FIG.
  • FIGS. 2.2a to 4.2c, 6a, b the embodiment according to FIGS. 6a, b being selected here as an example.
  • the curved, strip-shaped base plate 3b is designed to correspond to a curved housing wall, facing the base plate 3b, of the lower shell part 14 of the housing 2 according to FIGS. 2.2a to 4.2c, 6a, b of the HUPV 1.
  • the curved, strip-shaped base plate 3b is arranged along the likewise curved front surface of the recess A and is fastened to the recessed helmet shell 10 by means of an adhesive or screw connection, for example.
  • the detachable connection of the housing 2 of the HUPV 1 to the correspondingly curved, strip-shaped base plate 3b is also made in this exemplary embodiment by means of a magnetic connection as described in FIGS , b the described benen connecting elements of the magnetic connection (position pockets 19 with magnets 33, position pockets 36 with magnets 34) on the one hand on the curved plate surface of the strip-shaped base plate 3b (see Fig.8.1b) and on the other hand on the front, the base plate 3b facing curved housing wall lower shell part 14 of the housing 2 according to Figures 2.2a to 4.2c, 6a, b are formed (see Fig. 8.1b, c).
  • the recess A can have a finger-sized and finger-sized bulge, which enables engagement in order to be able to easily detach the housing 2 from the recess A.
  • the recess A can be made longer than the length of the housing 2 extending in the X-direction in order to allow the variable displacement of the magnetic connection between the base plate 3b and Housing 2 for the purpose of more precisely positioning the housing 2 and thus the combiner pane 5 in front of the eye 46 of the user.
  • the HUPV 1 in the assembled state, is essentially placed outside the viewing window 38 of the full-face integral helmet 4a. Only the fold-out combiner 5 protrudes into the viewing window 38 when the HUPV 1 is operating.
  • the strip-shaped base plate 3b, curved in the direction of the axis Y, and the equally / correspondingly curved front housing wall of the housing 2 have radii that correspond to the radii of the correspondingly recessed helmet shell 10 (recess A of the inner hard shell 10.2) on the front of the full visor. Integral helmets correspond to 4a.
  • Integral helmets 4a untouched.
  • the visor 39 and, if necessary, a The existing sun visor can be closed unhindered.
  • the protective function of the outer hard shell 10.1 of the helmet shell 10 is not impaired by the recess A in the inner hard shell 10.2.
  • the rear housing wall of the housing 2 which is bent in the direction of the spatial axis Y, has radii which essentially correspond to the customary radii of the inside of the helmet shell 10 (or the inside of the inner helmet shell 10.2) on the front side of the full-face integral helmet 4a .
  • Base plate 3b and housing 2 are also designed in their cross-sectional extension in the direction of the spatial axis Y essentially to the thickness of the helmet shell 10, in particular to the thickness of the inner hard shell 10.2, so that the HUPV 1 in the assembled state the inside of the helmet shell 10 (or the inside of the inner helmet shell 10.2) is essentially not or only slightly protruding.
  • the protective padding of the full-face integral helmet 4a covers the mounted HUPV 1 - essentially without any deviations in its course along the inside of the helmet shell 10.
  • a recess for partially accommodating the HUPV 1 can also be provided in the protective cushion.
  • the head-up projection device therefore does not lie directly on the head of the user in this embodiment either, the HUPV 1 in which the protective padding covers the HUPV 1 on the back also having the same arrangement in this embodiment and assembly method the HUPV 1 does not cause any uncomfortable pressure on the user's head.
  • this embodiment provides a completely unobstructed field of vision 37 for the user and also enables glasses wearers to use glasses even more comfortably.
  • an embodiment of the HUPV 1 according to FIGS - Savings A is arranged and fixed in the direction of the spatial axis Z delimiting wall (not shown).
  • Figures 8.2, 8.2 a, b, c show the attachment of a head-up projection device 1 in the recessed helmet shell 10 of the full-face integral helmet 4a according to Figures 8.1, 8.1 a, b, c in an alternative Fastening way.
  • the HUPV 1 has an essentially uniaxially curved housing 2 according to the embodiment according to FIGS. 2.2a to 4.2c, 6a, b and, in contrast to the embodiment according to FIGS. 8.1, 8.1a, b, c, a curved trough-shaped base plate 3c (see detail X, Fig. 8.2c).
  • This trough-shaped base plate 3c is arranged in the recess A of the helmet shell 10, respectively in the recess A of the inner hard shell 10.2 and, for example, by means of a
  • 3c is designed in such a way that it lines the corresponding recess A of the inner hard shell 10.2 in a contour-conforming manner.
  • the trough-shaped base plate 3c can have a circumferential, folded edge projecting beyond the recess A, which can be placed against the surface of the inner hard shell 10.2, see above that an edge surrounding the recess A is covered and / can be connected to the outer hard shell 10.1.
  • the trough-shaped base plate 3c ensures improved stability of the recessed helmet shell 10. It enables, on the one hand, a fixation of the shape of the recess in the inner hard shell 10.2 and, on the other hand, protection of the material of the inner hard shell 10.2 in the area of the recess against premature wear by the provided repeated detachable assembly of the housing 2 of the HUPV 1 in the integral helmet 4a.
  • the trough-shaped base plate 3c encloses the curved housing 2 with the shell part 14 and the cover part 15, only the underside of the lower shell part 14 of the housing 2 is excluded (see Fig. 8.2, 8.2c).
  • the detachable connection of the housing 2 to the base plate 3c takes place by means of a magnet connection according to the description according to FIGS ) formed on the one hand on an essentially flat, sickle-shaped trough bottom of the trough-shaped base plate 3c (see FIG. 8.2b) and on the other hand on the upper cover part 15 of the housing 2 (see FIG. 8.2c).
  • the HUPV 1 is also here essentially placed outside the viewing window 38 of the full-face integral helmet 4a. Only the fold-out combiner 5 protrudes into the viewing window 38 when the HUPV 1 is operating.
  • a finger-sized and finger-sized bulge in the trough-shaped base plate 3c enables engagement in order to be able to easily detach the housing 2 from the trough-shaped base plate 3c.
  • the recess A together with the trough-shaped base plate 3c can be longer than the length of the housing 2 extending in the X direction in order to allow the variable To enable displaceability of the magnetic connection between the base plate 3c and the housing 2 for the purpose of the more precise positioning of the housing 2 and thus the combiner disk 5 in front of the eye 46 of the user.
  • the trough-shaped base plate 3c which extends longer in the X direction, has a guide mechanism, preferably a rail system, for the variable displacement of the housing 2 within the trough-shaped base plate 3c (not shown).
  • FIGS. 9, 9a, b show the attachment of a head-up projection device 1 to a helmet shell 10 of a motorcycle helmet 4a as a jet helmet similar to the embodiment according to FIGS. 7, 7a, b.
  • the helmet shell 10 of the jet helmet 4a has a viewing window 38 open at the bottom (in the chin area) on the front.
  • a protective pad (not shown) is provided on the inside of the helmet shell 10 of the jet helmet 4a.
  • the housing 2 of the HUPV 1 can according to the embodiment of FIG.
  • FIGS. 5a, b the embodiment according to FIGS. 5a, b being selected here as an example.
  • the detachable connection of the housing 2 of the HUPV 1 to the correspondingly planar, sickle-shaped base plate 3a in this embodiment is preferably made by means of a plug connection according to the description according to FIGS the described connecting elements (rail guide 30, snap part 31) on the one hand on the planar, sickle-shaped base plate 3a (see FIG. 9b) and on the other hand on the housing wall 9 of the upper shell part 8 of the housing 2 facing the base plate 3a Figures 2.1a to 4.1c, 5a, b are formed (see Fig. 9).
  • the housing 2 of the HUPV 1 can be shifted and locked and unlocked relative to the base plate 3a of the HUPV 1 for assembly or removal in the direction or against the spatial axis Y.
  • the viewing window 38 of the jet helmet 4a which is open in the chin area, enables easy access.
  • the housing 2 of the HUPV 1 can, if necessary, be arranged laterally - offset in the direction of the spatial axis X from the base plate 3a and thus the combiner pane 5 can be positioned even more precisely in front of the eye 46 of the user.
  • the helmet shell 10, preferably an inner hard shell (10.2) of the helmet shell 10 can have a flat recess to optimize space, which essentially corresponds to the shape (contour and thickness) of the base plate 3a. forms is (not shown).
  • the base plate 3a can in particular be arranged completely in the recess, closing approximately flush with the helmet shell 10, without impairing the sliding mechanism of the plug connection.
  • FIGS. 10, 10a, b, c show the attachment of a HUPV 1 to the helmet shell 10 of the jet helmet 4a according to FIGS. 9, 9a, b in a second manner of attachment.
  • the design of the housing 2 and the base plate 3b of the HUPV 1, as well as their arrangement and fastening, are largely carried out in a combination of the exemplary embodiments according to FIGS Figures 8.1, 8.1a, b, c and 9, 9a, b can be referred to.
  • the detachable connection of the housing 2 of the HUPV 1 to a correspondingly curved, strip-shaped base plate 3b takes place by means of a plug connection according to the description according to FIG 5a, b, the described connecting elements (rail guide 30, snap part 31) on the one hand on the curved plate surface of the base plate 3b (see FIG Shell part 8 of the housing 2 according to Figures 2.1a to 4.1c, 5a, b are formed (see Fig. 10c).
  • FIG. 11 shows the attachment of a head-up projection device to a helmet shield 11 of a bicycle helmet 4b.
  • the helmet shield 11 is essentially bent over two axes and is arranged on the front as an extension of a helmet shell 10 of the bicycle helmet 4b.
  • the helmet shell 10 in this exemplary embodiment comprises an outer and an inner hard shell 10. 1, 10.2.
  • the outer hard shell 10. 1 of the helmet shell 10 and of the helmet shield 11 are made of impact-resistant material, such as, for example, plastic.
  • the inner hard shell 10.2 consists, for example, of styrofoam.
  • a protective pad made of pad sections (not shown) is attached to the inside of the helmet shell 10 of the bicycle helmet 4b.
  • the fastening straps that can be seen are attached to the helmet shell 10 and / or to the protective padding.
  • the HUPV 1 provided here has an essentially biaxially curved housing 2 with a curved / bent and sickle-shaped base plate 3d.
  • the biaxially curved housing 2 of the HUPV 1 can be designed analogously to the embodiment according to FIGS. 5a, b or 6a, b and attached to the base plate 3d.
  • the following description is restricted only by way of example to an embodiment analogous to FIGS. 5a, b.
  • the curved, sickle-shaped base plate 3d is designed to correspond to a housing wall 9 of the upper shell part 8 of the housing 2 according to FIGS. 5a, b, which is curved in the direction of the spatial axis Z and faces the base plate 3d.
  • the curved, sickle-shaped base plate 3d is attached to the underside of the curved helmet shield 11 of the bicycle helmet 4b by means of, for example, an adhesive or screw connection.
  • the detachable connection of the biaxially curved housing 2 of the HUPV 1 with the correspondingly curved sickle-shaped base plate 3d is preferably made in this embodiment by means of a plug connection according to the description according to FIGS ) are formed on the one hand on the curved plate surface of the sickle-shaped base plate 3d and on the other hand on the curved housing wall 9 of the upper shell part 8 facing the base plate 3d.
  • the front housing wall of the upper shell part 8, which is curved in the direction of the spatial axis Y, and the upper housing wall 9 of the upper shell part 8, which is curved in the direction of the spatial axis Z, and the front contour of the base plate 3d, which is equally / correspondingly curved in the direction of the axis Z, preferably have radii which correspond to the usual radii of the helmet shield 11 of the bicycle helmet 4b, so that the HUPV 1 rests essentially flush with the underside of the helmet shield 11 and does not protrude beyond its front contour.
  • the HUPV 1 In the assembled state, the HUPV 1 is thus placed flat along the underside of the curved helmet shield 11, the protective function (impact protection, glare protection) of the helmet shield 11 not being impaired by the HUPV 1.
  • the helmet shell 10, preferably an inner hard shell (10.2) of the helmet shell 10 can have a flat recess to optimize space, which is essentially designed to correspond to the shape (contour and thickness) of the base plate 3d (not shown).
  • the base plate 3 d can in particular be arranged completely in the recess, closing approximately flush with the helmet shell 10, without impairing the sliding mechanism of the plug connection.
  • the rear housing wall of the upper shell part 8, which is curved in the direction of the axis Y, and the rear edge (rear contour) of the base plate 3d preferably have radii that correspond to the usual radii on the inside of the helmet shell 10, in particular on the inside of the inner hard shell 10.1 of the helmet shell 10 , correspond to the front of the bicycle helmet 4b.
  • the HUPV 1 is designed and arranged in the assembled state in such a way that it essentially does not protrude beyond the inside of the helmet shell 10 and is thus adequately spaced from the protective padding of the bicycle helmet 4b and from the user's head.
  • the head-up projection device 1 thus has no contact with the head of the user here either.
  • the arrangement of the HUPV 1 on the underside of the helmet shield 11 of the bicycle helmet 4b provides a largely unobstructed field of vision 37 for the user and also enables glasses wearers to comfortably use glasses.
  • Figures 12, 12a show the attachment of a head-up projection device 1 to a helmet shield 11 of a construction helmet 4c or other technical protective helmet.
  • the helmet shield 11 is bent in two axes and is arranged on the front side on a helmet shell 10 of the construction helmet 4c or another technical protective helmet.
  • the helmet shell 10 in this exemplary embodiment comprises an outer hard shell 10.1 without an inner hard shell 10.2.
  • the helmet shell 10 and helmet shield 11 are made of impact-resistant material, such as plastic.
  • a protective padding (not shown) can be provided on the inside of the helmet shell 10.
  • the design of the housing 2 in cooperation with a base plate 3d of the HUPV 1 as well as its arrangement and attachment to the biaxially curved helmet shield 11 of the construction helmet 4c can be analogous to the exemplary embodiment according to FIG. 11 (not explicitly shown), so that in this regard reference can be made to the description of FIG. 11.
  • FIGS. 12, 12a show an alternative fastening of the head-up projection device 1 to the helmet shield 11 of the construction / protective helmet 4c, which is bent over two axes, in a second advantageous fastening method.
  • the head-up projection device 1 is fastened above the curved helmet shield 11 of the construction / protective helmet 4c.
  • the HUPV 1 has an essentially biaxially curved housing 2 and, in a further difference to the embodiment according to FIG.
  • the 11 has a curved / bent base plate 3b, which is designed to correspond to a contour of the front-side outside of the helmet shell 10 and is attached to the outside of the helmet shell 10 of the construction / protective helmet 4c.
  • the base plate 3b is fastened to the helmet shell 10, for example, by means of an adhesive or screw connection.
  • the biaxially curved housing 2 of the HUPV 1 can be analogous to
  • FIGS. 5a, b or 6a, b can be designed and fastened.
  • the following description is limited only by way of example to an embodiment analogous to FIGS. 6a, b.
  • the curved base plate 3b is also designed to correspond to a curved housing wall of the lower shell part 14 of the housing 2 of the HUPV 1 on the rear side, facing the base plate 3b.
  • the detachable connection of the housing 2 to the base plate 3b takes place preferably by means of a magnet connection 33 analogous to the description according to FIGS. 6a, b.
  • the helmet shield 11 can have an opening (opening cutout O) for the combiner disk 5 to pass through and for the optical beam 29 to pass through.
  • the opening section ⁇ in the helmet shield 11 is designed at least to correspond to the size and arrangement of the combiner disk 5, but can also be made somewhat wider in the direction of the spatial axis X than the width of the combiner disk 5, around the housing 2 in the direction the spatial axis X - to be offset from the base plate 3b and thus to allow a degree of freedom in the lateral positioning of the combiner disk 5 in the opening section ⁇ and thus in front of the eye 46 (see FIG. 12a).
  • the front housing wall of the shell part 14 bent in the direction of the spatial axis Y and the lower housing wall of the shell part 14 or the housing cover 15 bent in the direction of the axis Z have radii that correspond to the usual radii of the helmet shield 11 of the construction / protective helmet 4c correspond so that the HUPV 1 rests essentially flush with the top of the helmet shield 11 and does not protrude beyond its front contour.
  • the protective function (impact protection, glare protection) of the helmet shield 11 is therefore not impaired by the HUPV 1.
  • the rear housing wall of the shell part 14, which is curved in the direction of the axis Y, and the equally curved base plate 3b preferably have radii which correspond to the customary radii of the outside of the helmet shell 10 on the front of the construction / protective helmet 4c.
  • the arrangement of the HUPV 1 on the upper side of the helmet shield 11 of the construction / protective helmet 4c ensures a completely unobstructed field of vision 37 for the user and, of course, unhindered use of glasses.
  • Device 1 can also be used, for example, on ski helmets, sports hats / caps, full-face protective helmets by fire brigade or police forces, or on other protective helmets and protective caps.
  • the arrangement of the head-up projection device on or in the helmet shell 10 in the area of the front of the helmet 4a, b, c leaves the functionality of the helmet 4a, b, c largely unaffected - both with regard to the homologation function (conformity with the safety regulations) as well as with regard to the comfort function (no restriction of the field of view, use of screens, visors, glasses possible).
  • the arrangement of the head-up projection device 1 on or in the helmet shell 10 in the area of the front side also minimizes interference with the aerodynamics and aeroacoustics of the helmet 4a, 4b, especially in the case of motorcycle or biker helmets 4a, 4b.
  • the housing parts 2, 7, 8, 14, 15 and possibly the base plate 3a, b, c of the HUPV 1 can be made individually, partially or entirely of plastic.
  • the curved housing 2 can have a joint of a mechanical type or of a material type, with, for example, an elastic intermediate part.
  • a joint for example approximately in the middle of the longitudinal extension of the curved housing 2, enables the curved housing 2 to bend and thus a reduction or expansion of the radius of curvature of the curved housing 2 in adaptation to different radii of the various helmet shells 10.
  • FIG. 13 shows a sectioned isometric view of a detail of the curved housing 2 of the head-up projection device 1 according to FIGS. 5a, b in a plan view of the underside of the housing 2 (lower cover part 7).
  • FIG. 13 clarifies the fastening means for movably fastening the combiner disk 5 to the lower housing part or housing cover (lower cover part 7) in detail.
  • the fastening means have a pivot arm 40 which is rotatably mounted on the housing 2 (lower cover part 7) and on which the Combiner disk 5 is attached.
  • the axis of rotation 41 of the swivel arm 40 is preferably arranged essentially in the direction of the spatial axis X, so that the combiner disk 5 can be swiveled approximately about the X axis.
  • the combiner disk 5 can alternatively also be movably attached by means of a two-part hinge, as described according to FIGS. 14, 14a, b, or by means of a ball joint (not shown).
  • the alternative fastening means described above for the movable fastening of the combiner disk 5 can each interact with an adjusting mechanism.
  • the adjustment mechanism is used to specifically adjust the inclination / position of the combiner pane 5 relative to the housing 2 and thus to adjust the angle of radiation of the optical beam 29 from the optical module 20 in order to optimally target the optical beam 29 to the eye 46 of the user to be able to direct (see Fig. 18. 19).
  • the adjusting mechanism as shown in FIG. 13, can be designed to latch in multiple stages by means of an actuator connected to the swivel arm 40 or formed on the swivel arm 40, which engages in a corresponding toothed profile.
  • the adjustment mechanism can, however, also be designed to be continuously adjustable by means of a frictional connection between the swivel arm 40 or actuator of the swivel arm 40 and a friction partner fixed to the housing.
  • FIGS. 14, 14a, b illustrate the alternative fastening and adjustment mechanism for movably fastening the combiner pane 5 to the lower shell part 14 of the curved housing 2 of the head-up projection device according to FIGS. 6a, b.
  • the fastening means comprise a combiner holder 42 with a first pivot bearing element 43a extending essentially in the direction of the spatial axis X, wherein the combiner holder 42 can be detachably fastened to or in a housing wall of the lower shell part 14, for example preferably by means of a snap-in element on the housing wall of the lower shell part 14 for engaging the combiner holder 42.
  • the relevant housing wall of the lower shell part 14 has a second rotary bearing element 43b which extends in the direction of the spatial axis X and which corresponds to the first rotary bearing element 43a of the combiner holder 42.
  • Both rotary bearing elements 43a, b form a two-part rotary bearing 43 in which a correspondingly designed, corresponding bearing axis of the combiner disk 5 is mounted, so that the combiner disk 5 is held and arranged to be rotatable about an axis of rotation 41 is, the position of the axis of rotation 41 preferably approximately corresponds to the direction of the spatial axis X.
  • the combiner holder 42 like the combiner 5 itself, is therefore easily accessible and exchangeable for maintenance and repair purposes.
  • An adjustment mechanism by means of a frictional ball joint also enables multi-axis, stepless adjustment of the position of the combiner disk 5 with respect to the housing 2 and thus additional degrees of freedom in the positioning of the combiner disk 5.
  • the respective adjustment mechanism can be electronically controlled by means of a controlled, electric servomotor to further increase comfort.
  • the brackets (swivel arm 40, combiner holder 42) of the combiner disk 5 are each designed to be particularly slim on the edge of the fold-out combiner disk 5, the remaining parts of the fastening means and the adjustment mechanism being integrated within the housing 2 are.
  • the combiner pane 5 of the head-up projection device 1 is arranged directly in front of the eye 46 of the user, the fully transparent combiner pane 5 not obstructing the user's view.
  • the combiner pane 5 can in particular consist of transparent polycarbonate, which, due to the solid and non-splintering properties of the material, reduces the risk of injury to the user.
  • the side of the combiner pane 5 facing the eye 46 can have a, preferably 25%, reflective coating which, despite transparency, realizes such an adequate reflective property of the combiner pane 5 for reflecting / deflecting the light beam 29 that the light beam 29 on the Retina of the eye 46 can be imaged with high image quality.
  • the side of the combiner pane 5 facing away from the eye 46 can have an anti-reflection coating / absorption coating which prevents double reflection / double reflection and thus avoids the risk of producing images that are offset from one another.
  • This anti-reflection coating also prevents a possibly disruptive reflection of the light on the combiner pane 5 in the folded-in state.
  • the optical beam 29 projected by the optical module 20 in the housing 2 onto the combiner pane 5 and directed into the eye 46 of the user generates a virtual image 13 on the retina of the eye 46, which appears to be in the horizontal and vertical field of view 37a, b of the user (Field of View) shows (Fig. 15, 16).
  • the virtual image 13 can be generated with a corresponding arrangement of the optics of the optical module 20 and / or the alignment of the combiner pane 5 in relation to the horizontal and vertical field of view 37a, b of the user so that the virtual image 13 only one occupies a narrow sector of the horizontal and vertical field of view 37a, b.
  • This narrow sector (image sector 44) reserved for the virtual image 13 can be offset at an angle, preferably with an offset angle of 5 ° to in each case, in order to keep certain explosive areas of the field of view 37, such as the field of view 37 of the traffic ahead and / or the oncoming traffic clear 10 ° laterally to the right or left and / or vertically offset upwards or downwards to the straight line of sight 45 (see FIGS. 15, 16).
  • FIG. 15 shows a customary vertical field of view 37b (Field of View - FoV) of the user and a vertical image sector 44b provided by way of example (field outlined in bold),
  • the inclination of the combiner disk 5 about an X-axis is set so that the vertical image sector 44b is slightly upward, with an offset angle of approx. 5 °, out of the straight line of sight 45 of the eye (dash-dot Line) is shifted.
  • the 16 shows a usual horizontal field of view 37a (Field of View - FoV) of the user with the horizontal image sector 44a provided by way of example (bold bordered field), the optics of the optical module 20 and the combiner pane 5 in relation to one another are arranged so that the horizontal image sector 44a is shifted slightly, with an offset angle of approx. 10 °, to the right out of the straight line of sight 45 of the eye (dash-dot line).
  • This arrangement of the image sector 44a, b according to FIGS. 15 and 16 is particularly advantageous for a motorcyclist as a user who drives in right-hand traffic.
  • the horizontal image sector 44a with an offset angle of approximately 10 °, can be turned to the left from the straight line of sight 45 of the Eye (dash-dot line) can be moved.
  • This alignment of the virtual image 13 or of the image sector 44a, b can be implemented on the one hand by means of a corresponding arrangement and alignment of the combiner pane 5 in relation to the terminal prism 26 of the optical module 20.
  • a vertical offset of the virtual image 13 or of the image sector 44b can be achieved, for example, by means of the combiner disk 5, which can be rotated about the X axis, as described in FIGS. 13 and 14, and can be set as desired.
  • FIG. 17 shows a schematic representation of an arrangement of the optical module 20 within the housing 2 of the head-up device 1 according to FIGS. 2.1a to 4.1c, 5a, b in relation to the expected position of the eyes 46 of the user, with the a horizontal offset of the virtual image 13 or of the image sector 44a can be predetermined on the device side.
  • the example shows the generation of a horizontal offset of the virtual image 13 or the image sector 44a with an offset angle ⁇ of approximately 10 ° to the right of the straight line of sight 45 of the right eye 46 of the user.
  • the helmet 4 on which the head-up device 1 is arranged is not shown for the sake of clarity.
  • the position of the terminal prism 26 is based on the one hand on an average eye distance (eye distance D A ) of 65 mm for various people determined in scientific studies and on the other hand from an average pu pill position in a scatter field 47 (eyebox 47).
  • the head-up device 1 is designed and arranged in relation to the eyes 46 of the user on the helmet 4 that a central axis (reference axis) 48 of the housing 2 of the head-up device 1, which in this Example corresponds to the axis of symmetry of the housing 2, is positioned centrally between the eyes 46 and thus approximately congruent with half the average eye distance D A.
  • the correct positioning of the head-up device 1 or the central axis (reference axis) 48 of the housing 2 in relation to the helmet 4 or to the eyes 46 can be achieved by means of a suitable marker M on the housing 2, which is the central axis, for example (Reference axis) 48 identified.
  • the terminal prism 26 of the optical module 20 is offset to the right of the central axis (reference axis) 48 of the housing 2 of the head-up device 1 so that the light beam emerging from the exit surface of the prism 26 and deflected on the combiner disk 5 29 strikes right eye 46 at an offset angle ⁇ of approx. 10 ° to the right of straight line of sight 45 within scatter field 47 (eyebox 47), by a corresponding offset angle of virtual image 13 or image sector 44a to reach the straight line of sight 45.
  • the center of the reflective surface of the prism 26 is around 32.5 mm (half the average eye distance D A ) plus a further offset length L V45 , which is derived from the angular relationship between the offset angle ⁇ and the distance E R of the right eye 46 to the prism 26 (Center of the reflective surface of the prism 26), arranged horizontally and at right angles to the center axis (reference axis) 48 of the housing 2 of the head-up device 1.
  • the central axis (reference axis) 48 of the head-up device 1 is positioned centrally to the eye position (half the eye distance 1 ⁇ 2 D A ) and the distance E R of the right eye 46 to the prism 26 (center of the reflective surface of the prism 26) is preferably approx. 35 mm
  • 17a shows the schematic representation of the arrangement of the optical module 20 within the housing 2 of the head-up Device 1 according to FIGS. 2.2a to 4.2c, 6a, b in relation to the position of the eyes 46 of the user in order to likewise achieve a horizontal offset of the virtual image 13 or of the image sector 44a with an offset angle ⁇ of approximately 10 ° to the right of the straight line of sight 45 of the right eye 46 of the user like to realize the embodiment according to FIG.
  • the head-up device 1 in this embodiment is designed and arranged in relation to the eyes 46 or to the right eye 46 of the user on the helmet 4 that a predetermined reference axis 48 of the asymmetrical housing 2b of the head-up device 1, is positioned approximately congruently to half the interpupillary distance D A (centered between the eyes 46).
  • the position of the reference axis 48 of the housing 2b in this exemplary embodiment does not correspond to half of the housing length due to the lack of an axis of symmetry and must be determined separately.
  • the position of the reference axis 48 of the housing 2b in relation to the optical module 20 is determined by the horizontal offset length L V48 , which, starting from the center of the reflective surface of the prism 26, is the imaginary half-eye distance D A plus the offset length L V45 of the center of the reflection surface of the prism 26 with respect to the straight line of sight 45 of the right eye 46 is determined.
  • the offset length L V45 in order to achieve an offset angle ⁇ of approximately 10 ° of the virtual image 13 or of the image sector 44a to the straight line of sight 45 is determined according to the description according to FIG. 17, to which reference is made.
  • the correct positioning of the head-up device 1 or the reference axis 48 of the housing 2b in relation to the helmet 4 or to the eyes 46 can be facilitated by a suitable marker M on the housing 2, which, for example, identifies the reference axis 48 determined will.
  • the length of the optical path 29 from the exit of the light beam 29 from the image source (display) 23 to the exit of the light beam 29 from the image source (display) 23 can be determined by a corresponding design of the optics Prism 26) within the optical module 20 can be made particularly short.
  • the achromat 24 can also be designed to enlarge the image to be projected originating from the image source 23.
  • an achromatic lens 24 and / or a convex lens 25 with a typically round circumference an achromatic lens 24 and / or a convex lens 25 with a polygonal circumference or with different circumferential radii over the circumference can be designed to save space (see FIG. 5b , 6b).
  • the optical elements 23, 24, 25, 26 of the optical module 20 and the combiner pane 5 are arranged in relation to one another in such a way that the light beam 29 or the optical path 29 is deflected twice (thick black line in the side view of the optical module 20 18 and in the view rotated by 90 ° onto the optical module 20 according to FIG. 19).
  • the second deflection of the optical path 29, by another approximately 90 °, takes place in the direction of the eye 46 through the special arrangement of the reflective combiner disk 5 in relation to the prism 26 (FIG. 19).
  • the plane of the combiner disk 5 is rotated by 90 ° to the reflecting plane / inclined surface of the prism 26 and additionally inclined by about 45 ° with respect to the exit plane / surface of the prism 26 (FIGS. 18, 19).
  • a space-saving, weight-saving and energy-saving OLED display 23 is preferably used as the image source 23.
  • the necessary size and weight of the accumulator (s) carried in the curved housing 2 can be reduced, which improves the wearing comfort of the head-up projection device 1.
  • OLED display 23 also enables the screen diagonal of the image source 23 to be reduced in a space-saving manner, preferably to a screen diagonal of the display 23 of approximately 0.19 "(approximately 0.483 cm).
  • the paraxial area of the optics narrower, which enables the following optical elements (achromatic 24, convex lens 25, prism 26) of the optical module 20 to have a smaller diameter, i. H. the optical module 20 becomes slimmer as a result and can be arranged even better in the interior of the curved housing 2 of the head-up projection device 1.
  • the small screen diagonal of the display 23 requires greater magnification, which can be generated, for example, by a smaller radius and consequently a greater thickness of the optical elements (achromatic 24, convex lens 25), the spacing of the optical elements due to the associated lower focal length (Achromat 24, convex lens 25) with each other and with respect to the image source 23 can be smaller, so that ultimately the installation space or the total installation space length of the optical module 20 can be smaller.
  • An OLED display 23 is preferably used which emits monochrome yellow light at a wavelength of approx. 564 nm and / or with a light intensity of 12,000 cd / m 2 , better still of 20,000 cd / m 2 , particularly preferably 25,000 cd / m 2 . This light generates a very strong luminance of the OLED display 23, which realizes a strong, low-loss optical beam through the optical elements and subsequently a virtual image of high sharpness and brightness.
  • the optics or the optical path 29 of the optical module 20 is designed so that a virtual image 13 can be generated in apparent size and distance, which allows the user a relaxing view and does not require focusing when alternating between near and far vision .
  • a design of the optics proves to be particularly favorable for the eye of the user, with which a virtual image 13 with an apparent image diagonal of 90 "
  • the optics or the optical path 29 of the optical module 20 is appropriately matched to the materials and the radii of the achromatic 24 and the convex lens 25 and thus in a certain magnification / focal length of the achromatic 24 and the Convex lens 25 is formed in relation to the distance (s) of the display 23 to the achromatic 24 and of the achromatic 24 to the convex lens 25.
  • the material of the achromatic 24, the individual convex lens 25 and the prism 26 consists of finely cooled glass with the following material designations: Biconcave lens of the achromatic 24: SF6
  • the advantageous virtual image 13 is achieved according to this exemplary embodiment with a length of the optical path 29 of only 43.22 mm from the exit of the light beam 29 from the Image source (OLED display 23) until the light beam 29 enters the prism 26.
  • the total overall length of the optical module 20 from the image source 23 (display) to the prism 26 including the surrounding multi-part optical casing 27 is only 49.15 mm.
  • the specified dimensions are calculated values to which the practical design of the optical module 20 is largely approximated.
  • the apparent distance can be varied.
  • the material of the achromatic 24, the individual convex lens 25 and the prism 26 can alternatively consist of finely cooled glass with the following material designations: -Biconcave lens of the achromatic 24: H-ZF7LA
  • a cost-effective optical module 20 can be provided with which the quality of the image reproduction of the virtual image 13 is still sufficiently ensured, ie without adversely affecting the image quality for the user .
  • the circuit board 21 which is also located in the housing 2 of the head-up projection device 1, essentially all the necessary electronic components of the head-up projection device 1 are arranged, such as microprocessor / microcontroller, data memory, data interface (data - interface), an inertial measurement unit (9-DoF-IMU - 9 Degrees of Freedom Inertial Measurement Unit) with several inertial sensors, such as 3-axis acceleration sensor, 3-axis position sensor (gyroscope) and 3-axis Magnetometer (compass) and other electronic components, such as the light or brightness sensor 32.
  • microprocessor / microcontroller data memory
  • data interface data - interface
  • an inertial measurement unit (9-DoF-IMU - 9 Degrees of Freedom Inertial Measurement Unit) with several inertial sensors, such as 3-axis acceleration sensor, 3-axis
  • FIG. 20 shows the functional diagram of the head-up projection device 1, in which the functional interrelationships of all components in the housing 2 of the head-up projection device 1 are shown.
  • the microprocessor / microcontroller takes over the control of all processes and the evaluation of the recorded data.
  • the image source 23 (display) is controlled by the processor.
  • the microprocessor / microcontroller collects and processes data from various external host systems (central data processing systems) via the data interface, as well as data from the integrated internal measuring unit and the integrated sensors.
  • the data interface (data interface) is used for wireless data exchange with at least one host system (preferably a smartphone) via a wireless communication system such as Bluetooth or WIFI.
  • wireless data exchange with several other host systems is possible.
  • the data interface receives all data that is not provided by the integrated sensors (e.g. speed speed, navigation instructions, time, notifications, warning messages and other information etc. from the host systems).
  • data e.g. speed speed, navigation instructions, time, notifications, warning messages and other information etc. from the host systems.
  • the intertial unit of measurement is, inter alia. for determining the position of the head-up projection device 1 and thus of the helmet 4. For example, from the acquisition of acceleration values and the direction of travel via the position sensor and the acceleration sensor, an improved speed display compared to GPS is available, even when driving through tunnels.
  • a differentiated control of the head-up projection device 1 can take place by means of a corresponding head movement by means of the position sensor via the microprocessor / microcontroller.
  • the compass can be used to support off-road navigation.
  • the brightness of the display 23 can be controlled via the processor by means of the light or brightness sensor 32; in particular, automatic dimming of the brightness of the display 23 and thus an adaptation of the brightness of the virtual image 13 to the ambient conditions (e.g. when doing - Entrances and exits, change of day / night mode etc.).
  • the accumulator (s) 22 are used to supply energy for the operation of the microcontroller, the inertial measuring unit, the image source 23, the light sensor and the communication system (Bluetooth, WIFI) in different voltage levels.
  • Lithium-ion accumulators 22 are preferably used, which, thanks to their favorable performance-to-size ratio and their low weight, are space-saving and without significantly weighing down the head-up projection device 1 in the housing 2 of the head-up device.
  • Projection device 1 can be arranged, which further improves the wearing comfort of the head-up projection device 1.
  • the accumulators 22 can be connected via a connectable ex- External power supply unit can be charged, with a conventional charge protection circuit protecting the lithium-ion batteries 22 from being destroyed or ignited.
  • HUPV head-up projection device

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Head-up-Projektions-Vorrichtung (1), ausgebildet zur Anordnung an oder in einem Helm (4), zur Erfassung und Verarbeitung von Daten und zur Wiedergabe der Daten in einem virtuellen Bild (13) innerhalb des Sichtfeldes eines Auges (46) eines Benutzers des Helms (4), wobei die Head-up-Projektions-Vorrichtung (1) ein Gehäuse (2), in dem Betriebsmittel zur Erfassung und Verarbeitung von Daten und zur bildgebenden Wiedergabe der Daten angeordnet sind, und eine am Gehäuse (2) angeordnete Combiner- Scheibe (5) aufweist, wobei das Gehäuse (2) derart längserstreckt und mit einer gekrümmten Geometrie ausgebildet ist, dass das Gehäuse (2) im Wesentlichen in einem Frontbereich des Helms (4) oberhalb des /der Auge(n) (46) des Benutzer anordenbar ist und die Combiner-Scheibe (5) vor dem Auge (46) des Benutzers positionierbar ist. Die Erfindung betrifft weiter einen Helm, ausgebildet zur Anordnung einer vorbeschriebenen Head-up-Projektions-Vorrichtung (1) an oder in dem Helm (4).

Description

Vorrichtung zur Head-up-Projektion und Helm zur Anordnung einer Head-up-Projektions-Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Head-up-Projektion aus einer Bildquelle, wobei zumindest ein optisches Modul der Vorrichtung mit einem Helm verbindbar ist und einen Helm zur Anordnung einer Head-up-Projektions-Vorrichtung.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der WO 2016/016445 bekannt. Mittels verschiedener mechanischer Befestigungsmittel ist ein optisches Modul, welche einen Projektor und ein an dem Projek- tor befestigtes optisches Element umfasst, an einem Motorrad- helm befestigt. Das optische Element ist eine transparente o- der semitransparente (prismatische) Linse (Combiner), die in Verlängerung des Projektors vor dem Auge des Helmbenutzers an- geordnet ist, so dass der Helmbenutzer durch die Linse schauen kann und ein virtuelles Bild auf der Netzhaut des Auges proji- ziert wird. Optional weist das optische Modul zusätzlich eine Frontkamera auf.
Die Steuerelektronik des optischen Moduls, die Stromversorgung und die Kommunikationsmittel mit anderen Peripheriegeräten (WLAN- und Bluetooth-Kommunikationsschnittsteilen) sind in ei- ner externen Box enthalten, welche z.B. in einer Bekleidungs- tasche untergebracht wird oder an der Außenseite des Helms be- festigt wird. Nachteilig an der Vorrichtung ist, dass sich mehrere nicht- transparente Teile des optischen Moduls (Befestigungsmittel, Projektor mit Gehäuse, Frontkamera) im Sichtfeld des Benutzers befinden und damit die Sicht störend einschränken, was folg- lich die Sicherheit des Benutzers mindert.
Die vorgeschlagenen Befestigungsmöglichkeiten der Vorrichtung sind unhandlich und behindern die Funktion des Helmes und des
Helmvisiers.
Zudem kann das optische Modul, befestigt an einem Motorradhelm ohne Visier, zu erhöhten Fahrtwind-Verwirbelungen führen, die die Sicht beeinträchtigen können und sich zudem ungünstig auf die Bindehaut des Auges auswirken können.
Die notwendige Steuerelektronik muss extern mitgeführt werden oder ist aufwändig an der Außenhaut des benutzen Helms zu be- festigen, was zum einen die Benutzungsmöglichkeit einschränkt und des Weiteren, bei insbesondere einem Motorradhelm, dessen Aerodynamik negativ beeinflusst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Head-up- Projektions-Vorrichtung und einen Helm zur Anordnung der Head- up-Projektions-Vorriehtung bereitzustellen, welche die Sicher- heit und den Komfort für den Benutzer der Head-up-Projektions- Vorrichtung verbessert.
Weiter sollen die aerodynamischen Eigenschaften und die Ein- satzflexibilität der Head-up-Projektions-Vorrichtung verbes- sert werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Head-up- Projektion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Helm mit den Merkmalen des Anspruchs 18.
Die erfindungsgemäße Head-up-Projektions-Vorrichtung weist ein Gehäuse, in dem die Betriebsmittel zur Erfassung und Verarbei- tung von Daten und zur bildgebenden Wiedergabe der Daten in einem optischen Strahl angeordnet sind, und eine am Gehäuse angeordnete Combiner-Scheibe auf, wobei die Head-up- Projektions-Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass das Ge- häuse im Wesentlichen in einem Frontbereich des Helms oberhalb des /der Auge(n) des Benutzer anordenbar ist und die Combiner- Scheibe vor dem Auge des Benutzers positionierbar ist.
Die Betriebsmittel für eine autarken Betrieb zur Erfassung und Verarbeitung von Daten und zur bildgebenden Wiedergabe der Da- ten in einem optischen Strahl betreffen vorzugsweise wenigs- tens ein optisches Modul mit optischen Elementen, welche die Daten bildgebend verarbeiten und einen optischen Strahl erzeu- gen, einen Prozessor mit einer Steuerelektronik zur Steuerung des optischen Moduls und einen Akkumulator zur Energieversor- gung.
Die am Gehäuse angeordnete Combiner-Scheibe ist eine transpa- rente, lichtdurchlässige Scheibe, die unmittelbar vor dem Auge des Benutzers positioniert der Umlenkung und Projizierung des optischen Strahls in das Auge des Benutzers dient und letzt- lich das virtuelle Bild in einem Sichtfeld des Benutzers er- scheinen lässt.
Die erfindungsgemäße Head-up-Projektions-Vorrichtung weist ein flaches, längserstrecktes und mit einer gekrümmten Geometrie ausgebildetes Gehäuse auf.
Das Gehäuse ist im Wesentlichen derart längserstreckt und mit einer gekrümmten Geometrie ausgebildet, dass es in einem Frontbereich (Stirnseite) des Helms oberhalb des Auges /der Augen des Benutzers des Helms (Helmbenutzers) positioniert werden kann, ohne die Helmbenutzung zu behindern, die Trageei- genschaften und Sicherheitseigenschaften des Helms zu beein- trächtigen und das Sichtfeld des Auges/der Augen des Helmbe- nutzere zu verdecken.
Das Gehäuse kann bei derartiger Ausführung und Anordnung am oder im Helm auch in einem schmalen Bereich oberhalb der Augen des Benutzers (im Stirnbereich des Kopfes des Benutzers) posi- tioniert sein, ohne den Benutzer zu behindern.
Lediglich die am Gehäuse angeordnete Combiner-Scheibe, wird im Betrieb der Head-up-Projektions-Vorrichtung vor dem Auge im Sichtfeld des Helmbenutzers positioniert, die jedoch wegen ih- rer transparenten Eigenschaften die Sicht des Benutzers nicht behindert.
Diese erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Head-up- Projektions-Vorrichtung erhöht die Sicherheit und den Komfort für den Benutzer eines Helms mit dieser Head-up-Projektions- Vorrichtung erheblich.
Im Weiteren ist die Anordnung im Stirnbereich bzw. im Frontbe- reich des Helms aerodynamisch besonders günstig; insbesondere werden die aerodynamischen Eigenschaften des Helms nicht be- einträchtigt.
Bevorzugt ist die Combiner-Scheibe beweglich am Gehäuse gela- gert. Bei Nichtgebrauch der am Helm angeordneten Head-up- Projektions-Vorrichtung kann die bewegliche Combiner-Scheibe, welche vorzugsweise flach ausgebildet ist, von dem Auge wegge- klappt und vorzugsweise flach an das Gehäuse angeklappt wer- den, so dass sie sich sodann ebenfalls oberhalb des Auges /der Augen des Benutzers und damit außerhalb des Sichtfeldes des Auges und außerhalb des Gesichtsfeld des Helmbenutzers befin- det.
Die bewegliche Combiner-Scheibe verbessert damit auch die Zu- gänglichkeit im Gesichtsfeld des Helmbenutzers, z.B. zum Auf- und Absetzen von Brillen.
Da zudem alle wichtigen Betriebsmittel in dem Gehäuse integ- rierbar sind, und nicht in externen Baugruppen untergebracht werden müssen, wird zudem eine Kompaktheit erzielt, die sich sehr günstig auf die Einsatzflexibilität der Head-up- Projektions-Vorrichtung auswirkt. Die gekrümmte Geometrie des Gehäuses weist in ihrer Krümmung einen Radius oder mehrere verschiedene Radien auf, der /die an einen Radius oder an mehrere verschiedene Radien einer Helm- schale, eines Helmschildes oder einer Helmblende des Helmes angepasst ausgebildet sind.
Mit dieser Formgebung des Gehäuses kann das Gehäuse einer Kon- tur des Frontbereiches des Helmes oder seiner Bestandteile folgend positioniert werden, so dass die Head-up-Projektions- Vorrichtung komfortabel und platzsparend oberhalb der Augen des Benutzers bzw. im Frontbereich des Helms angeordnet werden kann.
Die Bestandteile im Frontbereich des Helms können beispiels- weise eine Helmschale, ein Helmschild oder eine Helmblende sein. Helmschale bezeichnet die Schalenkonstruktion des Schutzhelms, die im Wesentlichen aus zumindest einer äußeren Hartschale be- steht. Die äußere Hartschale verleiht dem Schutzhelm seine allgemeine äußere Form und besteht aus einem hartem, weitest- gehend biege- und stoßfestem Material, wie z.B. aus faserver- stärktem Kunststoff.
Die Helmschale kann je nach Bauart neben der äußeren Hartscha- le zusätzlich eine innere Hartschale aufweisen. Die innere Hartschale ist im Wesentlichen so geformt ausgebildet, dass sie innenseitig an der äußeren Hartschale anliegt und im Übri- gen näherungsweise an die Form des Kopfes eines Helmträgers angepasst ist.
Eine solche innere Hartschale kann der Absorption von Aufpral- lenergie bei zu erwartenden Stürzen des Helmträgers dienen, wobei die innere Hartschale üblicherweise derart ausgebildet ist, dass sie aus einem entsprechend geeignetem, Absorption von Aufprallenergie bei Stürzen des Helmträgers mittelharten Material, wie z.B. aus einem festen, verdichteten Schaumstoff besteht und eine relativ größere Dicke gegenüber der äußeren Hartschale aufweist. Die innere Hartschale kann mit einem Ge- webe oder Leder verkleidet sein.
Im Inneren der Helmschale kann eine Innenausstattung in der Art eines Schutzpolsters vorhanden sein, das als eine Polster- schale oder einzelne Polsterabschnitte im Wesentlichen die äu- ßere bzw. innere Hartschale auskleidend ausgebildet ist und weitestgehend ergonomisch an die Form des Kopfes des Helmträ- gers angepasst ist. Das Schutzpolsters kann aus einem weichen Material, wie z.B. aus einem elastischen Schaumstoff, beste- hen, das zum einen zur Absorption von Stößen geeignet ist. Das Schutzpolster kann zusätzlich einen Textilbezug aufweisen. Die Gestaltung und das Material des Schutzpolsters können darüber hinaus der Verbesserung des Tragekomforts für den Helmträger dienen.
Das Helmschild betrifft im Wesentlichen eine frontseitige Ver- längerung der Helmschale, die u. a. zum Schutz des Gesichts, insbesondere der Augen und Nase dienen kann.
Die Helmblende betrifft ein Helmelement, das an einem Schutz- helm oder einer anderen stabilen Kopfbedeckung (wie z.B. Kap- pe, Hut) angebracht sein kann, und aus hartem, weitestgehend biege- und stoßfestem Material besteht.
Mittels entsprechender Befestigungsmittel kann die Head-up- Projektions-Vorrichtung an einer Frontseite von Helmen jegli- cher Art, Schutzhelmen oder von sonstigen helmartigen Kopfbe- deckungen befestigt werden.
Ein Schutzhelm bezeichnet einen Helm, der vorrangig den Kopf des Helmträgers vor Stößen schützen soll und ggf. weiteren Schutz bietet.
Die Form und Erstreckung des in der Weise gekrümmt ausgebilde- ten Gehäuses, erlaubt es erfindungsgemäß in dessen Hohlraum sämtlichen Bestandteile (Betriebsmittel) einer Head-up- Projektions-Vorrichtung, zumindest jedoch folgende Bestandtei- le kompakt anzuordnen:
- optisches Modul (Optik) mit Optikgehäuse
- Elektronik mit Platine
- ein oder mehrere Akkumulatoren zur Energieversorgung.
Damit müssen keine weiteren Anbau- oder Aufbewahrungsteile - lediglich der dem Auge notwendiger Weise zuzuordnende Combiner (Combiner-Scheibe) - außerhalb des Gehäuses der Head-up- Projektions-Vorrichtung mitgeführt werden. Das Gehäuse ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nach Anspruch 2 im Wesentlichen in Richtung einer räumlichen Achse X längserstreckt und zumindest in Richtung einer zweiten räumlichen Achse Y gekrümmt ausgebildet und kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß Anspruch 3 zu- sätzlich auch in Richtung einer dritten räumlichen Achse Z ge- krümmt ausgebildet sein.
Die Orientierung der räumlichen Achse X ist bezogen auf den Helmbenutzer im Wesentlichen parallel zur Stirnfläche des Kop- fes des Helmbenutzers in Richtung der linken Stirnseite des Helmbenutzers bestimmt.
Die Orientierung der räumlichen Achse Y ist bezogen auf den Helmbenutzer im Wesentlichen senkrecht zur Stirnfläche des Kopfes des Helmbenutzers in Richtung auf die Stirnfläche be- stimmt.
Die Orientierung der räumlichen Achse Z ist bezogen auf den Helmbenutzer im Wesentlichen parallel zur Stirnfläche des Helmbenutzers in Richtung des Kopfscheiteis des Benutzers be- stimmt.
In dieser Weise ist die Head-up-Projektions-Vorrichtung im We- sentlichen so ausgebildet, dass sie parallel zu den Augen ent- lang der Stirnfläche des Kopfes des Helmbenutzers längser- streckt anordenbar ist, so dass die Head-up-Projektions- Vorrichtung noch komfortabler und aerodynamisch vorteilhafter am oder im Helm angeordnet werden kann. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Ge- häuse mehrteilig ausgebildet. D. h. das Gehäuse der Head-up- Projektions-Vorriehtung kann zwei oder mehr Gehäuseteile auf- weisen.
Das Gehäuse weist vorzugsweise ein schalenförmiges Gehäuseteil und ein im Wesentlichen flaches Deckelteil auf.
Somit kann die Montage, Zugänglichkeit und ggf. Wartung der Betriebsmittel erleichtert sein.
Die Mehrteiligkeit des Gehäuses kann zudem vorteilhaft sein, um in Anpassung an die Situation am Helm wahlweise Gebäudetei- le mit verschiedenen Krümmungsradien zusammenzufügen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die op- tischen Elemente des optischen Moduls in einer gesonderten Op- tikgehäuse (Optikschalung) angeordnet.
Die Optikschalung sichert eine ortsfeste Platzierung der opti- schen Elemente in den korrekt vorgesehenen Abständen zueinan- der, um eine klare und präzise Bildwiedergabe des virtuellen Bildes dauerhaft zu gewährleisten und schützt die optischen Elemente permanent vor dem Eindringen von Staub und Feuchtig- keit.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das Ge- häuse und /oder die Betriebsmittel derart ausgebildet und an- geordnet, dass eine durch die optischen Elemente realisierte optische Achse im Wesentlichen in Richtung der räumlichen Ach- se X erstreckt ist. Die optische Achse des optischen Moduls erstreckt sich entlang des durch das optische Modul erzeugten optischen Strahls und deckt sich im Wesentlichen mit der räumlichen Achse X.
Das Gehäuse kann für die Realisierung der Lage der optischen Achse zusätzlich zu seiner Krümmung in Richtung der räumlichen Achse Y und / oder in Richtung der räumlichen Achse Z diverse Ausformungen für die Aufnahme des optischen Moduls aufweisen.
Das optische Modul kann in seiner Längenerstreckung besonders kurz ausgebildet sein.
Mit diesen Ausführungen kann das optische Modul trotz des ge- krümmt ausgebildeten Gehäuses, in dem es angeordnet ist, einen gerade optische Achse realisieren und zwar so, dass der opti- sche Strahl in oder entgegen der Richtung der räumlichen Achse X weist und am Ende des optischen Moduls in etwa rechtwinklig (entgegen der Richtung der räumlichen Achse Z) auf die Combi- ner-Scheibe umgelenkt werden kann.
Diese Ausbildung des Gehäuses und Anordnung des optischen Mo- duls führt zu einer weiteren Optimierung des Platzbedarfes der Head-up-Projektions-Vorrichtung.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Bildquelle (Display) vorgesehen, welche OLEDs aufweist.
Diese Verwendung von OLEDs in der Bildquelle (Display) ist energiesparend und ermöglicht eine Reduzierung der Bildschirm- diagonale der Bildquelle. In der Folge können platz- und ge- wichtsparend die Bildquelle und der Gesamt-Bauraum des opti- schen Moduls verringert sowie die mitzuführende Energiequelle (Akkumulator) minimiert werden.
Vorteilhafter Weise weist die Bildquelle mehrfarbig ausstrah- lende OLEDs auf.
Displays mit mehrfarbig ausstrahlenden OLEDs bieten breitere Anwendungsmöglichkeiten von bildgestalterischen Mitteln, um beispielsweise eine bessere, differenzierte Wahrnehmbarkeit von Warnungen oder sonstigen wichtigen, hervorzuhebenden Hin- weisen für den Benutzer (auch für den Benutzer mit Farbschwä- che) zu verwirklichen.
In einer alternativen, vorteilhaften Ausführungsform ist eine Bildquelle (Display) vorgesehen, welche OLEDs aufweist, die monochromes Licht, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von etwa 564nm, ausstrahlen.
Ein monochromes, vorzugsweises gelbe Licht, bewirkt eine be- sonders hohe Wahrnehmung durch den Benutzer.
Vorzugsweise weisen die OLEDs eine Lichtstärke von 12.000 cd/m2 bis 20.000 cd/m2, besonders bevorzugt bis 25.000 cd/m2, auf.
OLEDs mit einer derartigen Lichtstärke erzeugen eine sehr starke Leuchtdichte des Displays, welche einen starken, ver- lustarmen optischen Strahl im Durchgang durch die optischen Elemente und nachfolgend ein virtuellen Bild von hoher Schärfe und Helligkeit realisiert.
Einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst Befesti- gungsmittel zur mittelbaren, lösbaren Befestigung des Gehäuses am oder im Helm, wobei die Befestigungsmittel eine Grundplatte aufweisen, die korrespondierend zur Geometrie des Gehäuses ausgebildet ist und mit dem Gehäuse lösbar verbindbar ist.
Die Grundplatte kann korrespondierend zu einer Gehäusewand o- der zu mehreren Gehäusewänden des Gehäuses ausgebildet und an- geordnet sein.
Die Geometrie der Grundplatte ist an die Form der Gehäusewand / Gehäusewänden des Gehäuses, mit der die Grundplatte zur Rea- lisierung der Verbindung korrespondiert, angepasst ausgebil- det. Damit ist eine sehr bauraumsparende und konturkonforme Befes- tigung der Head-up-Projektions-Vorrichtung am oder im Helm re- alisierbar.
Die Befestigungsmittel weisen zur Realisierung einer einfach handhabbaren lösbaren Verbindung zwischen der Grundplatte und dem Gehäuse bevorzugt Verbindungselemente einer Klettver- schluss-Verbindung, Steckverbindung oder Magnet-Verbindung auf, die an der Grundplatte und dem Gehäuse angeordnet sind.
Vorteilhafter Weise sind die Verbindungselemente derart ausge- bildet, dass eine Anordnung des Gehäuses in Bezug zur Grund- platte in Richtung der räumlichen Achse X seitwärts versetzbar ist.
Damit wird eine höhere Flexibilität der Befestigung der Head- up-Projektions-Vorrichtung am Helm ermöglicht, insbesondere kann die Positionierung des Gehäuses und damit die Lage der Combiner-Scheibe vor dem Auge des Benutzers genau ausgerichtet werden, um eine exaktes virtuelles Bild zu erzielen zu können.
Vorteilhafte Mittel zum Verstellen und Fixieren einer Position der vorzugsweise drehbar am Gehäuse gelagerten Combiner- Scheibe gegenüber dem Gehäuse dienen der leichteren Einsteil- barkeit und erschütterungsresistenten Ausrichtung des erzeug- ten virtuellen Bildes im Sichtfeld des Benutzers.
Der erfindungsgemäße Helm ist ausgebildet zur Anordnung einer vorbeschriebenen Head-up-Projektions-Vorrichtung an oder in dem Helm, vorzugsweise ausgebildet zur integrierten Anordnung zumindest eines Teils der vorstehend beschriebenen Head-up- Projektions-Vorrichtung, an oder in dem Helm.
So kann zum Beispiels das Gehäuse und / oder sofern zur mittelbaren, lösbaren Befestigung des Gehäuses am oder im Helm vorgesehen -, eine Grundplatte jeweils teilweise integriert angeordnet sein, z.B. in einem Zwischenraum zwischen einer Helmschale und einem Schutzpolster. Nach einer vorteilhaften platzsparenden Ausführungsform weist eine Helmschale des Helms, vorzugsweise eine innere Hartschale der Helmschale, eine Aussparung A auf, in der das Gehäuse der Head-up-Projektions-Vorrichtung und / oder eine Grundplatte zumindest teilweise anordenbar ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Aus- sparung A derart ausgebildet, dass die integrierbare Grund- platte im Wesentlichen bündig zur Helmschale anordenbar ist und / oder die Aussparung A konturkonform auskleidet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Aussparung A und / oder die integrierbare Grundplatte eine Ausbuchtung für einen Eingriff zur Entnahme des Gehäuses aus der Aussparung bzw. von der integrierbaren Grundplatte auf.
Diese und weitere aus den Patentansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale können jeweils für sich oder in Kombination als vor- teilhafte Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die erfindungsgemäße Head-up-Projektions-Vorrichtung (HUPV) wird nachfolgend in verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in einer schema- tischen Darstellung in
Fig. 1 ein Übersichtsschaubild zur prinzipiellen Aus führung, Funktionsweise und Anordnung der er- findungsgemäßen HUPV,
Fig. 2.1a eine isometrische Darstellung einer HUPV gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel von unten,
Fig. 2.1b eine Ansicht der HUPV nach Fig. 2.1a von unten,
Fig. 2.1c eine zweite isometrische Darstellung der HUPV nach Fig. 2.1a von unten, Fig. 3.1a eine Seitenansicht der HUPV nach Fig. 2.1a,
Fig. 3.1b eine Vorderansicht der HUPV nach Fig. 2.1a,
Fig. 3.1c eine zweite Seitenansicht der HUPV nach Fig. 2.1a, Fig. 4.1a eine isometrische Darstellung der HUPV nach Fig. 2.1a von oben,
Fig. 4.1b eine Draufsicht auf die HUPV nach Fig. 2.1a von oben,
Fig. 4.1c eine zweite isometrische Darstellung der HUPV nach Fig. 2.1a von oben,
Fig. 2.2a eine isometrische Darstellung einer HUPV gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel von unten,
Fig. 2.2b eine Ansicht der HUPV nach Fig. 2.2a von unten,
Fig. 2.2c eine zweite isometrische Darstellung der HUPV nach Fig. 2.2a von unten,
Fig. 3.2a eine Seitenansicht der HUPV nach Fig. 2.2a,
Fig. 3.2b eine Vorderansicht der HUPV nach Fig. 2.2a,
Fig. 3.2c eine zweite Seitenansicht der HUPV nach Fig. 2.2a, Fig. 4.2a eine isometrische Darstellung der HUPV nach Fig. 2.2a von oben,
Fig. 4.2b eine Draufsicht auf die HUPV nach Fig. 2.2a von oben,
Fig. 4.2c eine zweite isometrische Darstellung der HUPV nach Fig. 2.2a von oben,
Fig. 5a eine Explosionsdarstellung der HUPV in der ers- ten Ausführungs-form nach Fig. 2.1a, Fig. 5b eine zweite Explosionsdarstellung der HUPV nach Fig. 2.1a;
Fig. 6a eine Explosionsdarstellung der HUPV in der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2.2a, Fig. 6b eine zweite Explosionsdarstellung der HUPV nach Fig. 2.2a;
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Motorrad-Integral- Helms in einer ersten Variante der Anordnung der HUPV, Fig. 7a eine Seitenansicht des Motorrad-Integral-Helms nach Fig. 7 mit der Grundplatte (ohne Gehäuse der HUPV),
Fig. 7b Schnittansicht A-A des Motorrad-Integral-Helms nach Fig. 7a, Fig. 8.1 eine Seitenansicht des Motorrad-Integral-Helms mit Teilausschnitt in einer zweiten Variante der Anordnung der HUPV,
Fig. 8.1a eine Seitenansicht des Motorrad-Integral-Helms nach Fig. 8.1 mit der Grundplatte (ohne Gehäuse der HUPV),
Fig. 8.1b Schnittansicht A-A des Motorrad-Integral-Helms nach Fig. 8.1a,
Fig. 8.1c isometrische Darstellung des Gehäuse der HUPV nach Fig. 8.1, Fig. 8.2 eine Seitenansicht des Motorrad-Integral-Helms mit Teilausschnitt in einer dritten Variante der Anordnung der HUPV, Fig. 8.2a eine Seitenansicht des Motorrad-Integral-Helms nach Fig. 8.2 mit der Grundplatte (ohne Gehäuse der HUPV),
Fig. 8.2b Schnittansicht A-A des Motorrad-Integral-Helms nach Fig. 8.2,
Fig. 8.2c Detail X der HUPV nach Fig. 8.2,
Fig. 9 eine Seitenansicht eines Motorrad-Jethelms in einer ersten Variante der Anordnung der HUPV,
Fig. 9a eine Seitenansicht des Motorrad-Jethelms nach Fig. 9 mit der Grundplatte (ohne Gehäuse der HUPV),
Fig. 9b eine Schnittansicht A-A des Motorrad-Jethelms nach Fig. 9a,
Fig. 10 eine Seitenansicht des Motorrad-Jethelms mit
Teilausschnitt in einer zweiten Variante der
Anordnung der HUPV,
Fig. 10a eine Seitenansicht des Motorrad-Jethelms nach Fig. 10 mit der Grundplatte (ohne Gehäuse der HUPV), Fig. 10b eine Schnittansicht A-A des Motorrad-Jethelms nach Fig. 10a
Fig. 10c isometrische Darstellung des Gehäuses der HUPV nach Fig. 10,
Fig. 11 eine Seitenansicht eines Fahrrad-Helms mit
HUPV,
Fig. 12 eine Seitenansicht eines Bau-Helms mit Teil- ausschnitt mit einer Anordnung einer HUPV,
Fig. 12a ein Ausschnitt der Ansicht von unten auf das Helmschild des Bau-Helms nach Fig. 12, Fig. 13 eine geschnittene isometrische Darstellung der HUPV nach Fig. 5a,b mit einer ersten Ausfüh rungsform des Befestigungs- und Verstellmecha nismus der Combiner-Scheibe, Fig. 14 eine isometrische Darstellung der HUPV nach Fig. 6a,b mit einer zweiten Ausführungsform des Befestigungs- und Verstellmechanismus der Com biner-Scheibe in Explosionsdarstellung,
Fig. 14a eine Ansicht der HUPV nach Fig. 14 von unten, Fig. 14b eine Schnittansicht C-C der HUPV nach Fig. 14,
Fig. 15 schematische Darstellung eines vertikalen Sichtfeldes des Benutzers mit vertikalem Bildsektor der HUPV,
Fig. 16 schematische Darstellung eines horizontalen Sichtfeldes des Benutzers mit horizontalem Bildsektor der HUPV,
Fig. 17 eine schematische Darstellung der Anordnung des optischen Moduls im Gehäuse der HUPV in Bezug zur Position der Augen des Benutzers, Fig. 17a eine schematische Darstellung der Anordnung des optischen Moduls im alternativen Gehäuse der HUPV in Bezug zu den Augen des Benutzers;
Fig. 18 eine Schnittansicht durch das optische Modul mit Combiner-Scheibe, Fig. 19 eine Seitenansicht des optischen Moduls mit Combiner-Scheibe,
Fig. 20 ein schematisches Blockschaltbild der HUPV. In den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Ausführungsbeispiele bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Er- findung ausgeübt werden kann.
Enthaltene Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres" , „frontseitig", „rückseitig" usw. wird mit Bezug auf die Orientierung der be- schriebenen Figuren in den Abbildungen verwendet, sofern nicht anders beschrieben. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.
Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden kön- nen, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ab- zuweichen. Es versteht sich weiter, dass die Merkmale der hie- rin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsfor- men miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezi- fisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die an- gefügten Ansprüche definiert.
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
In vorangestellter Fig. 1 sind die prinzipielle Gestaltung, Funktionsweise und Anordnungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen HUPV 1 sowie die entsprechenden Vorzüge übersichtlich veran- schaulicht.
Das Gehäuse 2 der HUPV 1 weist ein flaches und ergonomisch ge- bogenes Design auf, das an eine Form eines Helms (Schutzhelms) 4 bzw. an die Kopfform des Benutzers angepasst ist. Diese fla- che, ergonomisch gebogene Form des Gehäuses 2 ermöglicht den Einbau oder Anbau der HUPV 1 in oder an jeden Helm (Schutz- helm).
Die erfindungsgemäße Bauform ermöglicht auch eine komplette Integration in den Helm (Schutzhelm) 4.
Mittels eines lösbaren Befestigungssystems (Details siehe Fig. 5a, b, 6a, b) kann eine einfache Montage bzw. Demontage der HUPV 1 erfolgen.
Das lösbare Befestigungssystem der HUPV 1 kann eine Grundplat- te 3 und Befestigungsmittel zur lösbaren Verbindung des Gehäu- ses 2 mit der Grundplatte 3 aufweisen. Die Grundplatte 3 kann dabei fest oder ebenfalls lösbar mit dem Helm (Schutzhelm) 4 verbunden sein (mittelbare Befestigung).
Die HUPV 1 ist infolge der erfindungsgemäßen Bauform des Ge- häuses 2 und dessen Befestigungssystems im Bereich der Front- seite des Helm (Schutzhelm) 4 oberhalb der Position der Augen 46 des Benutzers und damit weitestgehend außerhalb des Ge- sichtsfeldes des Benutzers anordenbar und fixierbar.
Lediglich eine mit dem Gehäuse 2 drehbeweglich verbundene, transparente Combiner-Scheibe 5 ist im Sichtfeld 37 platzier- bar, um die gewünschten Informationen / Daten für den Benutzer bildlich zugänglich zu machen. Diese Bilddaten können z.B. In- formationen zur gefahrenen Geschwindigkeit, zur Navigation, zu Sicherheitswarnungen oder Meldungen von Kommunikationsdiens- ten, wie Telefon- und Nachrichtendienste, enthalten.
Ein spezielles im Gehäuse 2 integriertes Optikmodul 20 (De- tails siehe Fig. 5a, b, 6a, b) kann über die Combiner-Scheibe 5 z. B. ein virtuelles Bild 13 auf scheinbar ca. 10 m Distanz zum Betrachter erzeugen. Ein Mechanismus zum Einklappen der Combiner-Scheibe 5 (Details siehe Fig. 13, 14) erhöht bedarfsweise die Zugänglichkeit im Gesichtsfeld des Benutzers, z.B. zum Auf- und Absetzen von Brillen.
In dem Gehäuse 2 der HUPV 1 sind neben dem Optikmodul 20, alle anderen notwendigen Funktionselemente, wie Elektronikmodul 21, Akkumulator (en) 22 und Kommunikationsschnittstellen vereint integriert (Details siehe Fig. 5a, b, 6a, b).
Es kann mittels einer drahtlosen Datenübertragung ein Daten- austausch beispielsweise mit einem externen Smartphone erfol- gen. Über einen Netzanschluss (Netzteilbuchse) 6 kann ein ex- ternes Netzteil zum Laden des Akkumulators 22 /der Akkumulato- ren (en) 22 angeschlossen werden. Mittels eines Schalters / Tasters 18 kann die HUPV 1 bedient werden.
Das Gehäuse 2 der HUPV 1 kann unter anderem für die Montage der integralen Bestandteile, für den wartungsfreundlichen Zu- gang zu den integralen Bestandteilen und ggf. für die Verwirk- lichung verschiedener Krümmungsradien des Gehäuses 2 mehrtei- lig ausgebildet sein.
Das mehrteilige Gehäuse 2 der HUPV 1 kann beispielsweise zwei schalenförmige Gehäuseteile (Schalenteile) oder ein schalen- förmiges Gehäuseteil (Schalenteil) und ein im Wesentlichen flaches Gehäuseteil als Gehäusedeckel (Deckelteil) aufweisen.
Die Figuren 2.1a, b, c bis 4.1a, b, c zeigen Details eines beispielhaften mehrteiligen Gehäuses 2 der erfindungsgemäßen Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 zur Benutzung in Verbindung mit einem Schutzhelm 4 nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Figuren 2.1a, b, c zeigen das Gehäuse 2 in zwei isometri- schen Darstellungen von unten und einer Ansicht von unten (Fig. 2.1b) - jeweils mit Blick auf eine Unterseite des Gehäu- ses 2.
Die Figuren 3.la, b, c zeigen das Gehäuse 2 in zwei Seitenan- sichten und einer Vorderansicht, wobei die Fig. 3.1a eine Sei- tenansicht des Gehäuses 2 von rechts, die Fig. 3.1b eine rück- seitige Ansicht des Gehäuses 2 und die Fig. 3.1c eine Seiten- ansicht des Gehäuses 2 von links zeigt.
Die Figuren 4.1a, b, c zeigen das Gehäuse 2 in zwei isometri- schen Darstellungen von oben und einer Ansicht von oben (Fig. 4.1b)- jeweils mit Blick auf eine Oberseite des Gehäuses 2.
Das zweiteilige Gehäuse 2 nach den Fig. 2.1a, b, c bis 4.1a, b, c umfasst ein unteres, im Wesentlichen flaches Gehäuseteil als Deckel (unteres Deckelteil) 7 und ein oberes, schalenför- miges, Gehäuseteil (oberes Schalenteil) 8.
Das in den Figuren 2.1a, b, c bis 4.1a, b, c gezeigte, in Richtung einer definierten Raumachse X längserstreckte Gehäuse 2 ist in Richtung einer definierten räumlichen Achse Y (Brei- tenerstreckung ) relativ zur Längserstreckung schmal und ge- krümmt ausgebildet (einachsig gekrümmtes Gehäuse) und in Rich- tung einer definierten räumlichen Achse Z (Höhenerstreckung) relativ zur Längserstreckung sehr flach ausgebildet (längser- strecktes, schmales, flaches und einachsig gekrümmtes Gehäu- se).
Das Gehäuse 2 gemäß dieser Ausführung weist eine annähernde Symmetrie in seiner Längserstreckung auf (gut ersichtlich in Fig. 2.1b, 4.1b).
Wie in den Figuren 1, 2.1a, b, c bis 4.1a, b, c weiter ge- zeigt, ist an der Unterseite des Gehäuses 2(unteres Deckelteil 7) der HUPV 1 eine lokal begrenzte Auswölbung mit einer Öff- nung 12 ausgebildet und an der Öffnung 12 eine flache, trans- parente, lichtdurchlässige Combiner-Scheibe 5 angeordnet (De- tails siehe Fig. 5a, b).
Das obere Schalenteil 8 weist einen Endes Öffnungen für die Netzteilbuchse 6 und für den Schalter / Taster 18 auf (Details siehe Fig. 5a).
Die HUPV 1 nach diesem Ausführungsbeispiel weist neben dem Ge- häuse 2 zusätzlich eine mit dem Gehäuse 2 kompatible und form- korrespondierende Grundplatte 3a zur mittelbaren Befestigung der HUPV 1 an dem Schutzhelm 4 auf.
Das Gehäuse 2 kann je nach Bedarf jedoch auch ohne eine Grund- platte 3a unmittelbar an einem Schutzhelm 4 befestigt werden (unmittelbare Befestigung).
Die Grundplatte 3a nach Fig. 2.1a, b, c bis 4.1a, b, c ist formkonform zu einer im Wesentlichen ebenflächigen / planen, der Grundplatte 3a zugewandten, oberen Gehäusewand 9 (siehe Fig. 5b) des oberen Schalenteils 8 ausgebildet und mit dieser verbindbar.
Dem entsprechend ist die korrespondierende Grundplatte 3a im Wesentlichen ebenflächig / plan mit einer sichelförmigen Kon- tur - entsprechend der Außenkontur des oberen Schalenteils 8 des gekrümmten Gehäuses 2 - ausgebildet.
In den vorgenannten Figuren ist nicht gezeigt, dass das Gehäu- se 2 auch mit gegensätzlichem Vektor in Richtung der räumli- chen Achse (minus) Y gekrümmt ausgebildet sein kann.
Nicht gezeigt ist weiter, dass das Gehäuse 2 zudem in Richtung einer räumlichen Achse +/- (plus/minus) Z gekrümmt ausgebildet sein kann (zweiachsig gekrümmtes Gehäuse).
Das flache, längserstreckte, schmale und gekrümmte Gehäuse 2 kann an einem oder beiden Enden querschnittsverjüngend ausge- bildet sein.
Hierdurch, gemäß der Ausführungen nach Fig. 1, 2.1a,b,c bis 4.1a, b, c, ist das flache Gehäuse 2 sichelförmig oder bana- nenförmig geformt ausgebildet, so dass es im Bereich der Frontseite / Vorderseite eines Schutzhelms 4, angepasst an ei- ne Krümmung der Helmschale 10 des Helms 4 und/oder an eine Krümmung des Helmschildes 11 des Helms 4 und/oder an eine Krümmung einer Helmblende, angeordnet und befestigt werden kann, ohne das Sichtfeld 37 des Benutzers zu beinträchtigen, da ein in der Weise angeordnete HUPV 1 oberhalb der Position der Augen 46 des Benutzers positioniert werden kann (siehe Fig. 1, 7 bis 12, 15, 16).
Die Combiner-Scheibe 5 ist mittels Befestigungsmittel beweg- lich, zumindest um eine Drehachse 41 schwenkbar, am Gehäuse 2 befestigt, so dass die Combiner-Scheibe 5 bei Bedarf vom Ge- häuse 2 abgeklappt und bei Nichtbenutzung an das Gehäuse 2 an- geklappt werden kann, wobei in dem letzteren Fall das einzige außerhalb des Gehäuses 2 befindliche Bauteil plan an der Un- terseite des flachen Gehäuses 2 angelegt werden kann und damit z.B. genügend Platz für das Auf- und Absetzen von Brillen ver- bleibt.
Die bewegliche Befestigung der Combiner-Scheibe 5 dient des Weiteren auch der Einstellung der Lage /der Position des er- zeugten virtuellen Bildes im Sichtfeld 37 des Nutzers.
Die Figuren 2.2a, b, c bis 4.2a, b, c zeigen ein beispielhaf- tes mehrteiliges Gehäuse 2 der erfindungsgemäßen HUPV 1 zur Benutzung in Verbindung mit einem Schutzhelm 4 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Figuren 2.2a, b, c zeigen das Gehäuse 2 in zwei isometri- schen Darstellungen von unten und einer Ansicht von unten (Fig. 2.2b) - jeweils mit Blick auf eine Unterseite des Gehäu- ses 2.
Die Figuren 3.2a, b, c zeigen das Gehäuse 2 in zwei Seitenan- sichten und einer Vorderansicht, wobei die Fig. 3.2a eine Sei- tenansicht des Gehäuses 2 von rechts, die Fig. 3.2b eine rückseitige Ansicht des Gehäuses 2 und die Fig. 3.2c eine Sei- tenansicht des Gehäuses 2 von links zeigt.
Die Figuren 4.2a, b, c zeigen das Gehäuse 2 in zwei isometri- schen Darstellungen von oben und einer Ansicht von oben (Fig. 4.2b)- jeweils mit Blick auf eine Oberseite des Gehäuses 2.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachfolgend lediglich die Unterschiede und deren Vorzüge zu dem vorhergehenden ers- ten Ausführungsbeispiel des mehrteiligen Gehäuses 2 der erfin- dungsgemäßen HUPV 1 nach den Figuren 2.2a, b, c bis 4.2a, b, c beschreiben werden und im Übrigen auf die vorstehende Be- schreibung zu den Figuren 2.2a, b, c bis 4.2a, b, c verwiesen werden.
Identische oder ähnliche Elemente werden mit identischen Be- zugszeichen versehen.
Im Unterschied zum zweiteiligen Gehäuse 2 gemäß dem Ausfüh- rungsbeispiel nach den Fig. 2.1a, b, c bis 4.1a, b, c umfasst das zweiteilige Gehäuse 2 nach den Fig. 2.2a, b, c bis 4.2a, b, c ein unteres, schalenförmiges Gehäuseteil 14 (unteres Schalenteil 14) und ein oberes, im Wesentlichen flaches und ebenes Gehäuseteil 15 als Deckel (oberes Deckelteil 15)- siehe Fig. 6a, b.
Das untere Schalenteil 14 weist einen Endes in seiner unteren, im Wesentlichen planen Gehäusewand eine lokal begrenzte Aus- wölbung mit der Öffnung 12 auf, an der die Combiner-Scheibe 5 angeordnet ist (Details siehe Fig. 6a, b). Das untere Schalen- teil 14 weist am selben Ende zusätzlich eine lokal begrenzte Aufweitung in der vorderen, frontseitig gebogenen Gehäusewand auf.
Anderen Endes der unteren, im Wesentlichen planen Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 ist eine Öffnung für die Anordnung des Tasters 18 vorgesehen (Details siehe Fig. 6a, b).
Die nach Fig. 2.2a, b, c bis 4.2a, b, c ebenfalls vorhandene flache Grundplatte 3a ist formkonform zu dem oberen, der Grundplatte 3a zugewandten Deckelteil 15 ausgebildet und mit dieser verbindbar.
Dementsprechend ist die Grundplatte 3a der HUPV 1 nach diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen ebenflächig / plan mit ei- ner sichelförmigen Kontur - entsprechend der Außenkontur des Deckelteils 15 des gekrümmten Gehäuses 2 ausgebildet. Die Grundplatte 3a nach Fig. 2.2a, b, c bis 4.2a, b, c weist zwei kreisförmige Vertiefungen auf, die in der Fig. 6a, 6b nä- her beschrieben sind.
Zusätzlich weist die Grundplatte 3a mehrere Bohrungen auf, die der möglichen lösbaren Befestigung an einer Helmschale 10, ei- nem Helmschild 11 oder einer Helmblende mittels einer Schraub- verbindung dienen.
Im weiteren Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2.1a, b, c bis 4.1a, b, c ist das Gehäuse 2 gemäß der Fig. 2.2a, b, c bis 4.2a, b, c zudem in seiner Längserstre- ckung in Richtung der räumlichen Achse X kürzer und in seiner Breitenerstreckung in Richtung der räumlichen Achse Z etwas flacher ausgebildet.
Ferner ist das Gehäuse 2 gemäß dieser Ausführung auch in sei- ner Längserstreckung nicht symmetrisch ausgebildet.
Der detaillierte Aufbau der beispielhaften Head-up- Projektions-Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2.1a,b,c bis 4.1a, b, c mit einem zweiteiligen, einachsig gekrümmten Gehäuse 2 und einer entsprechend geform- ten Grundplatte 3a ist aus der Explosionsdarstellung nach Fi- gur 5a und 5b ersichtlich (Fig. 5a: Einzelteile der Head-up- Projektions-Vorrichtung 1 mit Blickrichtung von unten, Fig.
5b: Einzelteile der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 mit Blickrichtung von oben).
In dem zweiteiligen, gekrümmten Gehäuse 2 der HUPV 1 nach Fig. 5a, b sind zumindest ein optisches Modul 20, eine Platine 21 für die elektronische Steuerung und zwei Akkumulatoren 22 un- tergebracht, die jeweils rechts und links neben dem optischen Modul 20 angeordnet sind.
Das in dem Gehäuse 2 der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 in- tegrierte optische Modul 20 umfasst mehrere optische Elemente; in der Reihenfolge der Aufzählung / Anordnung im optischen Mo- dul 20 vorzugsweise eine Bildquelle (Display) 23, einen Achro- mat 24, eine separate Konvexlinse 25 und ein endständiges Prisma 26, welche gemeinsam in einem mehrteiligen Optikgehäuse 27 (Optikschalung 27) angeordnet sind (siehe Fig. 5a, b). Die Optikschalung 27 gemäß dieser Ausführung ist z.B. dreitei- lig aus drei zusammensteckbaren Schalungselementen 27a, b, c ausgebildet, wobei es ein zwischengelagertes Schalungselement 27b und zwei endständige Schalungselemente 27a, c aufweist (Fig. 5b).
Die Gestaltung der Schalungselemente 27a, b, c und ihr Zusam- menwirken mit den aufzunehmenden optischen Elementen 23, 24, 25, 26 ermöglicht eine ortsfeste Platzierung der optischen
Elemente 23, 24, 25, 26 in den korrekt vorgesehenen Abstän- den, um eine genaue Bildwiedergabe zu gewährleisten. Die Optikschalung 27 wird nach Aufnahme der optischen Elemen- ten 23, 24, 25, 26 vorzugsweise fest und dicht mit den opti- schen Elementen 23, 24, 25, 26 verklebt, um deren genaue Plat- zierung unter Gewährleistung von Staub- und Feuchteschütz dau- erhaft zu sichern.
Die Optikschalung 27 ist im Bereich der Auswölbung des unteren Deckelteils 7 angeordnet und durch die Ausformung des unteren Deckelteils 7 selbst sowie mittels mehrerer Haltebolzen 16 des oberen Schalenteils 8 innerhalb des gekrümmten Gehäuses 2 fi- xiert und gegen Verrutschen gesichert.
Die optischen Elemente 23, 24, 25, 26 und Schalungselemente 27a, b, c der Optikschalung 27 des optischen Moduls 20 sind derart ausgebildet und auf kurzem Wege längs des gekrümmten Gehäuses 2 der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 (entlang der räumlichen Achse X) erstreckt angeordnet, dass das optische Modul 20 trotz des in Y-Richtung gekrümmten Gehäuses 2, in dem es angeordnet ist, einen gerade optische Achse 28 realisiert (siehe Fig. 5a, b). Die Gehäuseteile 7, 8 des mehrteiligen Gehäuses 2 der HUPV 1 nach Fig. 5a, b sind im Einsatzzustand der Head-up- Projektions-Vorriehtung 1 fest, vorzugsweise jedoch lösbar, und vorzugsweise mittels einer Dichtung wasserdicht miteinan- der verbunden.
Zur festen Verbindung können die Gehäuseteile 7, 8 miteinander verschweißt oder verklebt werden, so dass das Innere des Ge- häuses 2 besonders staub- und wasserdicht geschützt ist.
Zur lösbaren Verbindung der Gehäuseteile 7, 8 eignet sich bei- spielsweise eine Schraubverbindung. Die lösbare Verbindung er- möglicht den Zugriff auf bestimmte Bestandteile des HUPV 1, wie zum Beispiel auf die Akkumulatoren 22, zum Zwecke der War- tung oder des Austauschs.
Das untere Gehäuseteil 7 (unteres Deckelteil) des Gehäuses 2 der HUPV 1 nach Fig. 5a, b weist im Bereich seiner Auswölbung die Öffnung 12 zum Zwecke der Durchleitung eines durch das in- tegrale optische Modul 20 entlang eines optischen Pfades er- zeugten optischen Strahls 29 auf die nahe der Öffnung 12 be- weglich befestigte Combiner-Scheibe 5 auf (Details siehe 17, 18, 19).
Zwei Öffnungen an der seitlichen Gehäusewand des oberen Scha- lenteils 8 nahe der Platine 21 des optischen Moduls 20 dienen zum einen der Aufnahme der Netzteilbuchse 6 und zum anderen der Aufnahme des Schalters / Tasters 18, welcher zur Bedienung der HUPV 1, insbesondere zur Ein- und Aus-Schaltung des Con- trolers auf der Platine 21 zur Steuerung des Displays 23 im optischen Modul 20 vorgesehen ist.
Die im Weiteren vorhandene Öffnung in der frontseitigen Gehäu- sewand des oberen Schalenteils 8 dient der Aufnahme eines Licht- bzw. Helligkeitssensors 32, um die Lichtrate bzw. die Helligkeit in der unmittelbaren frontseitigen Umgebung der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 erfassen zu können. In einer kleinen Öffnung im unteren Deckelteil 7 nahe der Pla- tine 21 ist eine LED integriert, welche den Ladezustand der Akkumulatoren 22 anzeigt.
Je nach vorgesehenem Einsatzfall und Befestigungsbedarf der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 kann die Grundplatte 3a mit einer der Seitenwände (Gehäusewand) 9 eines schalenförmigen Gehäuseteils 8 (Schalenteils) des Gehäuses 2 (wie z.B. in Aus- führung nach Fig. 5a, b) oder auch mit einem Deckelteil 15 (Gehäusedeckel) lösbar verbunden werden (wie z.B. in Ausfüh- rung nach Fig. 6a, b).
Die Grundplatte 3a der HUPV 1 nach Fig. 5a, b kann beispiels- weise mittels einer steckbaren Verbindung lösbar mit dem obe- ren Schalenteil 8 des Gehäuses 2 verbunden werden.
Gemäß den Figuren 5a, b ist zwischen der Grundplatte 3a und dem oberen Schalenteil 8 der HUPV 1 z.B. eine solche form- schlüssige Steckverbindung vorgesehen, welche durch jeweils eine Schienenführung 30 in Verbindung mit je einem Clip-Snap- Verschluss (Snap-Teil) ausgebildet ist (Snap-In-Verbindung).
Zwei oder mehr Schienenführungen 30 sind an einer planen, dem schalenförmigen Gehäuseteil 8 (oberes Schalenteil 8) zugewand- ten Unterseite der flächigen, sichelförmigen Grundplatte 3a (sichtbar in Fig. 5a) und zwei oder mehr Snap-Teile 31 sind an der planen, der Grundplatte 3a zugewandten Gehäusewand 9 des schalenförmigen Gehäuseteils 8 (oberes Schalenteil 8) (sicht- bar in Fig. 5b) angeordnet.
Umgekehrt sind die Schienenführungen 30 an der planen Gehäuse- wand 9 des schalenförmigen Gehäuseteils 8 (oberes Schalenteil 8) und die Snap-Teile 31 an der planen Unterseite der sichel- förmigen Grundplatte 3a anordenbar (nicht dargestellt).
Zur Herstellung der Steckverbindung (Snap-In-Verbindung) glei- tet das jeweilige Snap-Teil 31 des oberen Schalenteils 8 unter einer Vorspannung seitwärts in die zugehörige Schienenführung 30 der Grundplatte 3a ein, wobei in einer Endposition die bei- den hakenförmigen Enden des Snap-Teils 31 in passende Ausfor- mungen der Schienenführung 30 einrasten. Zum Lösen der Verbin- dung werden unter Ausübung einer relativ starken Zugkraft über das Gehäuse 2 auf das Snap-Teil 31 die beiden hakenförmigen Enden des Snap-Teils 31 aus den Ausformungen gelöst und dabei zusammengedrückt, so dass das Snap-Teil 31 ohne weiteres Zutun leicht entlang der Führungsschienen 30 herausgezogen werden kann.
Damit ist das Gehäuse 2 der HUPV 1 relativ gegenüber der Grundplatte 3a der HUPV 1 und parallel zu der Grundplatten- Ebene leicht verschiebbar und ver- und entriegelbar.
Sind für die Steckverbindung (Snap-In-Verbindung) mehr als zwei Schienenführungen 30 sowie mehr als zwei Snap-Teil 31 bereitgestellt, kann das Gehäuse 2 der HUPV 1 bedarfsweise auch seitlich - in Richtung der räumlichen Achse X versetzt zur Grundplatte 3a angeordnet werden und somit eine höhere Flexibilität der Befestigung am Helm 4 ermöglicht werden, ins- besondere um die Positionierung des Gehäuses 2 und damit der Combiner-Scheibe 5 vor dem Auge 46 des Benutzers noch genauer einrichten zu können.
Der detaillierte Aufbau der beispielhaften HUPV 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2.2a, b, c bis 4.2a, b, c mit einem zweiteiligen, einachsig gekrümmten Gehäuse 2 und einer entsprechend geformten Grundplatte 3a ist aus der Explosionsdarstellung nach Figur 6a und 6b ersichtlich. (Fig. 6a: Einzelteile der HUPV 1 mit Blickrichtung von unten, Fig. 6b: Einzelteile der HUPV 1 mit Blickrichtung von oben).
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachfolgend lediglich die Unterschiede und deren Vorzüge zu dem vorhergehenden Aus- führungsbeispiel der erfindungsgemäßen HUPV 1 nach den Figuren 5a, b beschrieben werden und im Übrigen auf die vorstehende Beschreibung zu den Figuren 5a, b verwiesen werden. Identische oder ähnliche Elemente werden mit identischen Be- zugszeichen versehen.
In einem Unterschied zur Ausführung nach Fig. 5a, b weist das unteren Schalenteils 14 des zweiteiligen, gekrümmten Gehäuses 2 der HUPV 1 nach Fig. 6a, b an seinem oberen Rand eine umlau- fende integrierte Kante auf, auf welcher das obere Deckelteil 15 im geschlossenen Zustand des Gehäuses 2 aufliegt, so dass das Deckelteil 15 bündig mit dem Rand des unteren Schalen- teils 14 abschließt (siehe Fig. 6b). Dadurch kann das Gehäuse 2 besser abgedichtet und besonders flach ausgebildet werden.
Im weiteren Unterschied zur Ausführung nach Fig. 5a, b ist in dem zweiteiligen, gekrümmten Gehäuse 2 der HUPV 1 nach Fig.
6a, b ein einziger kompakter Akkumulator 22 vorgesehen, wel- cher zwischen dem optischen Modul 20 und der Platine 21 ange- ordnet ist und zu einem Platz- und Gewichtsersparnis und damit zu besseren Trageeigenschaften der HUPV 1 führt.
Im weiteren Unterschied zur Ausführung nach Fig. 5a, b ist die Optikschalung 27 nach Fig. 6a, b zweiteilig ausgebildet, wobei neben dem übereinstimmenden zwischengelagerten Schalungsele- ment 27b nur eines der beiden endständigen Schalungselemente 27a vorgesehen ist. Das einzige endständige Schalungsteil 27a ist derart längserstreckt ausgebildet, dass es zugleich das endständige Prisma 26 aufnehmen und halten kann. Somit kann auf das zweite endständige Schalungselement 27c der Optikscha- lung 27 (wie in Fig. 5a, b vorgesehen) hier verzichtet werden, was zum einen ein weiteres Platz- und Gewichtsersparnis ergibt. Zum anderen werden mit weniger Schalungselementen ge- ringer Montagetoleranzen erreicht, so dass die genaue Platzie- rung der optischen Elemente 23, 24, 25, 26 in den korrekt vor- gesehenen Abständen weiter vereinfacht und die Sicherung des Staub- und Feuchteschutzes verbessert werden kann.
Es ist mit diesen Vorteilen im Weiteren auch ein einteiliges Optikgehäuse (einteilige Optikschalung) denkbar, welche beid- seitig jeweils durch das Display 23 und das endständige Pris- ma 26 abgeschlossen wird (nicht dargestellt).
Die Optikschalung 27 gemäß der Ausführung nach Fig. 6a, b ist im Bereich der Auswölbung und Ausweitung des unteren Schalen- teils 14 angeordnet und durch die lokal begrenzten Ausformun- gen der unteren, ebenen Gehäusewand und der frontseitig gebo- genen Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 sowie im ge- schlossenen Zustand des Gehäuses 2 durch eine Lagertasche im oberen Deckelteil 15 innerhalb des gekrümmten Gehäuses 2 fi- xiert und gegen Verrutschen gesichert. Zusätzlich dienen Fi- xierungsrippen im unteren Schalenteil 14 (nicht dargestellt) einem weiteren Platzersparnis gegenüber den Haltebolzen 16 gern. Fig. 5a, b bei gleichzeitig höherer Zuverlässigkeit und Erschütterungsfestigkeit der Fixierung. Die Öffnung 12 in der Auswölbung der unteren Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 dient ebenfalls zur Durchleitung des durch das integrale optische Modul 20 entlang des optischen Pfades 29 erzeugten optischen Strahls 29 auf die nahe der Öff- nung 12 beweglich befestigte Combiner-Scheibe 5 (Details siehe Fig. 17, 18, 19)
Die Öffnung zur Aufnahme des Schalters / Tasters 18 zwecks Be- dienung der HUPV 1, insbesondere zur Ein- und Aus-Schaltung des Controlers zur Steuerung des Displays 23 im optischen Mo- dul 20, befindet sich in der unteren Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 nahe der Platine 21.
Die Öffnung für die Aufnahme des Licht- bzw. Helligkeits- sensors 32 ist in der Querschnittsfläche vergrößert und befin- det sich in der frontseitigen Gehäusewand des unteren Schalen- teils 14 in einem Übergangsbereich (Gehäuserundung) zur unte- ren Gehäusewand, um so die Lichtrate bzw. die Helligkeit in der unmittelbaren frontseitigen Umgebung unabhängiger von der Einbausituation der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 in oder an einem Helm 4 und damit noch besser erfassen zu können. Gleichzeitig ist die Öffnung derart ausgebildet, dass dort auch die LED, welche den Ladezustand des Akkumulators 22 an- zeigt, vorgesehen werden kann, so dass der Ladezustand besser sichtbar kontrolliert werden kann.
Die Gehäuseteile 14, 15 des mehrteiligen Gehäuses 2 der HUPV 1 nach Fig. 6a, b sind in deren Einsatzzustand fest und wasser- dicht mittels beispielsweise einer umlaufenden Schweißverbin- dung miteinander verbunden.
Gemäß der Ausführung der HUPV 1 nach Fig. 6a, b ist zur lösba- ren Verbindung der ebenen, sichelförmigen Grundplatte 3a mit dem oberen, flachen Gehäuseteil 15 (Gehäusedeckel) eine Mag- net-Verbindung vorgesehen.
Zur Realisierung der Magnet-Verbindung ist wenigstens ein Per- manent-Magnet 33 (im Folgenden Magnet 33 ) an oder in der Grundplatte 3a angeordnet und befestigt und dazu korrespondie- rend wenigstens ein Permanent-Magnet 34 mit entgegengesetzt gerichteter Polung (im Folgenden Gegenmagnet 34) an oder in dem oberen Deckelteil 15 angeordnet und befestigt.
Vorzugsweise sind zwei oder mehr Magneten 33 der Grundplatte 3a, wie in Fig. 6a, b gezeigt, in zwei Vertiefungen 19 der Grundplatte 3a (Positionstaschen 19 der Grundplatte 3a) ange- ordnet, wobei die Vertiefungen 19 auf der, dem oberen Deckel- teil 15 des Gehäuses 2 zugewandten Unterseite der Grundplatte 3a zwei oder mehr erhabene Noppen 35' bilden, die korrespon- dierend zu zwei oder mehr im oberen Deckelteil 15 ausgebilde- ten, tiefgezogenen Noppenaufnahmen 35'' ausgebildet sind, so dass die Noppen 35' im Verbindungszustand der Magnet- Verbindung in diese Noppenaufnahmen 35'' eingreifen können. Diese tiefgezogenen Noppenaufnahmen 35'' des oberen Deckel- teils 15 sind auf deren, dem unteren Schalenteil 14 des Gehäu- ses 2 zugewandten Unterseite jeweils mit einem umlaufenden Rand 36 ausgebildet, an dem die Gegenmagneten 34 des oberen Deckelteils 15 eingefasst sind (Positionstaschen 36 des De- ckelteils 15). Umgekehrt können die Positionstaschen 36 an der planen Unterseite der sichelförmigen Grundplatte 3a und die Positionstaschen 19 am Deckelteil 15 angeordnet sein (nicht dargestellt).
Bei der Herstellung der Magnet-Verbindung können die Positi- onstaschen 19 der Grundplatte 3a leichtgängig in den Positi- onstaschen 36 des Gehäusedeckels zentriert werden, wobei die Magneten 33 der Grundplatte 3a durch die Gegenmagneten 34 des Gehäusedeckels 15 gehalten werden und so die Grundplatte 3a am Gehäusedeckel 15 fixiert wird.
Damit wird neben einer leicht lösbaren, kraftschlüssigen Ver- bindung durch die Magneten 33, 34 eine formschlüssige Verbin- dung durch die korrespondierend geformten Positionstaschen 19, 36 der Grundplatte 3a und des Gehäusedeckels 15 realisiert, die es ermöglichen, die Verbindung zwischen Grundplatte 3a und Gehäuse 2 der HUPV 1 in einfacher Weise schnell und exakt zu justieren und zu fixieren.
Sind für die Magnet-Verbindung mehr als zwei Positionstaschen 19 der Grundplatte 3a sowie mehr als zwei Positionstaschen 36 des Deckelteils 15 bereitgestellt, kann das Gehäuse 2 der HUPV 1 bedarfsweise auch seitlich - in Richtung der räumlichen Achse X - versetzt zur Grundplatte 3a angeordnet werden und somit eine höhere Flexibilität der Befestigung am Helm 4 er- möglicht werden, insbesondere um die Positionierung des Gehäu- ses 2 und damit der Combiner-Scheibe 5 vor dem Auge 46 des Nutzers noch genauer einrichten zu können.
Zur Vereinfachung der seitlichen Verschiebung des Gehäuses 2 gegenüber der Grundplatte 3a kann ein Führungsmechanismus, vorzugsweise ein Schienensystem, vorgesehen sein (nicht darge- stellt).
Die Magnet-Verbindung nach Fig. 6,a, b kann auch zwischen der planen, sichelförmigen Grundplatte 3a und der planen Gehäuse- wand 9 des oberen Schalenteils 8 des Gehäuses 2 nach Fig. 5a, b ausgebildet sein. Ebenso kann die Steckverbindung nach Fig. 5a, b zwischen der planen, sichelförmigen Grundplatte 3a und dem oberen Deckel- teil 15 des Gehäuses 2 nach Fig. 6a, b ausgebildet sein.
Alternativ kann eine Grundplatte 3b der HUPV 1 vorgesehen sein, die gekrümmt flächig (im Wesentlichen gekrümmt streifen- förmig) - entsprechend der gebogenen Außenkontur der Seiten- wände (frontseitige oder rückseitige Gehäusewand) eines Scha- lenteils 8 bzw. 14 des gekrümmten Gehäuses 2 der HUPV 1 ausge- bildet ist (Siehe z.B. Fig. 8.1, 8.1a, b, c, 10, 10a, b, c).
Eine lösbare Verbindung kann sodann - z. B. orthogonal zu den in Figur 5a, b bzw. Figur 6a, b dargestellten Ausführungen - zwischen einer in ihrer Fläche gekrümmten / gebogenen, strei- fenförmigen Grundplatte 3b und einer der Grundplatte 3b zuge- wandten, gekrümmten / gebogenen Gehäusewand des schalenförmi- gen Gehäuseteils (Schalenteils) 8 bzw. 14 ausgebildet sein, wobei die Krümmung der Fläche der streifenförmigen Grundplatte 3b in Anpassung an die gekrümmten Wandfläche der Gehäusewand des schalenförmigen Gehäuseteils (Schalenteils) 8 bzw. 14 ebenso / korrespondierend gekrümmt ausgebildet ist.
Die aufeinander abgestimmten Befestigungsmittel für die lösba- re Verbindung können hierbei auf der gekrümmten Wandfläche der Gehäusewand des schalenförmigen Gehäuseteils 8 bzw. 14 und auf der der gekrümmten Wandfläche der Gehäusewand des schalenför- migen Gehäuseteils 8 bzw. 14 zugewandten, gekrümmten Fläche der streifenförmigen Grundplatte 3b angeordnet sein (Siehe z.B. Fig. 8.1, 8.1a, b, c, 10, 10a, b, c).
Alternativ kann im Weiteren eine Grundplatte 3c der HUPV 1 vorgesehen sein, die im Wesentlichen gekrümmt wannenförmig - entsprechend der Außenkontur aller Gehäusewände des oberen Schalenteils 8 eines einachsig gekrümmten Gehäuses 2 bzw. ent- sprechend der Außenkontur aller seitlichen Gehäusewände des unteren Schalenteils 14 und des oberen Deckelteils 15 eines einachsig gekrümmten Gehäuses 2 der HUPV 1 ausgebildet ist (Details siehe z.B. Fig. 8.2, 8.2a, b, c,). Im Weiteren kann eine Grundplatte 3d der HUPV 1 vorgesehen sein, die im Wesentlichen gekrümmt sichelförmig - entsprechend einer Außenkontur der Gehäusewand 9 des oberen Schalenteils 8 bzw. entsprechend einer Außenkontur des oberen Deckelteils 15 eines zweiachsig gekrümmten Gehäuses 2 der HUPV 1 ausgebildet ist (Details siehe z.B. Fig. 11, 12a, b, c,).
Das gebogene Gehäuse 2 der HUPV 1 kann mittels der lösbaren Grundplatte 3a, 3b, 3c, 3d flexibel in oder an die Helmschale 10, an das Helmschild 11 oder an eine Helmblende montiert wer- den (mittelbare Befestigung). in dem Falle kann die den Befestigungsmitteln für die lösbare Verbindung zum Gehäuse 2 der HUPV 1 gegenüberliegende Seite der planen oder gekrümmten Grundplatte 3a, 3b, 3c, 3d mit ent- sprechend zur Verfügung stehenden korrespondierenden planen oder gekrümmten Flächen der Helmschale 10 / des Helmschildes 11 / der Helmblende verbunden werden, was vorzugsweise durch eine unlösbare Klebeverbindung oder auch lösbar mittels z.B. einer Klettverschluss-Verbindung oder Schraubverbindung erfol- gen kann.
Das gebogene Gehäuse 2 der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 kann alternativ auch unmittelbar ohne eine lösbare Grund- platte 3a, 3b, 3c, 3d - in oder an der Helmschale 10, dem Helmschild 11 oder der Helmblende montiert werden.
Soll beispielsweise die Head-up-Projektions-Vorrichtung in der Weise unmittelbar montiert werden, kann eine Gehäusewand des gebogenen Gehäuses der HUPV 1 - z.B. die Gehäusewand 9 des oberen Schalenteils 8 des Gehäuses 2 der Ausführung nach Fig.
5a, b direkt mit einer entsprechend zur Verfügung stehenden korrespondierenden planen oder gekrümmten Fläche der Helmscha- le 10 / des Helmschildes 11 / der Helmblende verbunden werden, was beispielsweise mittels einer unlösbaren Klebeverbindung oder lösbar mittels Klettverschluss-Elemente erfolgen kann. Die Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 kann mit den angeführten Befestigungsmöglichkeiten fest, aber leicht lösbar und damit austauschbar, an einer Frontseite von jeglichen Helmarten 4 befestigt werden, wobei das einachsig oder zweiachsig gekrümmt geformte Gehäuse 2 der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 an die entsprechende Helmform und damit auch ergonomisch an die Kopfform des Benutzers angepasst ist und zugleich oberhalb der Augen 46 des Benutzers angeordnet ist. Damit bleibt das not- wendige horizontale und vertikale Sichtfeld 37a,b des Benut- zers (Field of View - siehe Fig. 15, 16) weitestgehend voll- ständig von Gehäuseteilen unverdeckt und verbessert damit die freie Sicht und die Sicherheit für den Benutzer gegenüber den nach dem Stand der Technik bekannten Head-up-Vorrichtungen.
Die Figuren 7 bis 12a zeigen beispielhafte Anordnungs- und Be- festigungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Head-up- Projektions-Vorrichtung 1 an Motorrad-Helmen 4a (z.B. Vollvi- sier-Integral-Helme, Jet-Helme), an Fahrrad-Helmen 4b oder an Bau-Helmen 4c.
Die Anordnung und Befestigung der erfindungsgemäßen HUPV 1 kann an jeglicher Art von Hartstoff-Helmen und -Kappen erfol- gen und beschränken sich nicht auf die nachfolgend beschriebe- nen Beispiele.
Die Figuren 7, 7a, b zeigt die Befestigung einer Head-up- Projektions-Vorrichtung 1 an einer Helmschale 10 eines Motor- radhelms 4a als Integral-Helm 4a mit Vollvisier 39.
Die Helmschale 10 in diesem Ausführungsbeispiel, umfasst eine äußere Hartschale 10.1 aus schlagfestem Kunststoff und eine innere Hartschale 10.2 aus Styropor. Auf der Innenseite der Helmschale 10 des Vollvisier-Integral-Helms 4a ist eine Schutzpolster in Form einer Polsterschale integriert (nicht dargestellt). Die Helmschale 10 des Vollvisier-Integral-Helms 4a weist frontseitig ein umlaufend geschlossenes Sichtfenster 38 auf. Die HUPV 1 weist ein im Wesentlichen einachsig gekrümmtes Ge- häuse 2 aus Kunststoff mit einer im Wesentlichen planen (eben- flächigen), sichelförmigen Grundplatte 3a aus Kunststoff auf.
Die Gestaltung des Gehäuses 2 und der Grundplatte 3a der HUPV 1 kann gemäß der Ausführung nach Fig. 2.1a bis 4.1c, 5a,b oder 2.2a bis 4.2c, Fig. 6a, b ausgebildet sein, wobei die lösbare Verbindung des Gehäuses 2 mit der Grundplatte 3a variabel ge- mäß der Ausführung nach Fig. 5a, b oder Fig. 6a, b ausgebildet sein kann.
Die lösbare Verbindung des Gehäuses 2 mit der Grundplatte 3a erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft mittels einer Magneten-Verbindung gemäß der Beschreibung nach Fig. 6a, b. Die beschriebenen Verbindungselemente der Magnet-Verbindung (Positionstaschen 19 mit Magneten 33, Positionstaschen 36 mit Magneten 34) sind einerseits an der planen, sichelförmigen Grundplatte 3a (siehe Fig. 7b) und andererseits an der der Grundplatte 3a zugewandten Gehäusewand 9 des oberen Schalen- teils 8 des Gehäuses 2 nach den Figuren 2.1a bis 4.1c, 5a, b ausgebildet bzw. an dem der Grundplatte 3a zugewandten oberen Deckelteil 15 des Gehäuses 2 nach den Figuren 2.2a bis 4.2c, 6a, b ausgebildet (siehe Fig. 7).
Die Grundplatte 3a wird an einer Unterseite der Helmschale 10 frontseitig im Bereich des Sichtfensters 38 des Vollvisier- Integral-Helms 4a befestigt, z.B. mittels einer Klebe- oder Schraubverbindung .
Damit ist im Montagezustand die HUPV 1 flach und schmal ent- lang der Oberkante des Sichtfensters 38 des Vollvisier- Integral-Helms 4a platziert.
Die Helmschale 10, vorzugsweise eine innere Hartschale (10.2) der Helmschale 10 kann zudem eine flache Aussparung aufweisen, die im Wesentlichen zur Form (Kontur und Dicke) der Grundplat- te 3a korrespondierend ausgebildet ist (nicht dargestellt). Damit kann die Grundplatte 3a zumindest teilweise innerhalb der Helmschale 10, respektive innerhalb der inneren Hartschale
10.2 •9 integriert werden. Die Grundplatte 3a kann auch voll- ständig, annähernd bündig zur Helmschale 10 abschließend oder sogar versenkt in der Aussparung angeordnet sein. Somit kann im Montagezustand die HUPV 1 noch flacher und schmaler entlang der Oberkante des Sichtfensters 38 des Voll- visier-Integral-Helms 4a platziert werden, weil lediglich das Gehäuse 2 oder nur ein Teil des Gehäuse 2 im Sichtfenster 38 platziert ist, ohne die Funktion der Magnet-Verbindung zu be- hindern.
Für eine Anpassung der Position der HUPV 1 in Richtung der räumlichen Achse X entlang der Oberkante des Sichtfensters 38 des Vollvisier-Integral-Helms 4a kann die Magnetverbindung zwischen Grundplatte 3a und Gehäuse 2 mittels mehrerer Paare (z.B. drei oder vier Paare) von zur Verfügung stehenden Posi- tionstaschen 19 mit Magneten 33 und Positionstaschen 36 mit Magneten 34 seitlich versetzt werden, um eine genauere Positi- onierung des Gehäuses 2 und damit der Combiner-Scheibe 5 vor dem Auge 46 des Nutzers zu ermöglichen.
Die in Richtung der räumlichen Achse Y gebogene frontseitige Gehäusewand und die Vorderkante der Grundplatte 3a weisen Ra- dien auf, die den gebräuchlichen Radien der Außenseite der Helmschale 10 an der Frontseite des Vollvisier-Integral-Helms 4a entsprechen, und sind im Wesentlichen bündig zum Verlauf der Außenseite der Helmschale 10 an der Frontseite des Vollvi- sier-Integral-Helms 4a platziert, so dass das Visier 39 und ggf. eine vorhandene Sonnenblende ungehindert geschlossen wer- den kann / können.
Die in Richtung der räumlichen Achse Y gebogene frontseitige Gehäusewand und die Vorderkante der Grundplatte 3a können auch etwas zurückgesetzt gegenüber der Außenseite der Helmschale 10 an der Frontseite des Vollvisier-Integral-Helms 4a angeordnet sein und dabei im Wesentlichen bündig zum frontseitigem Ver- lauf der inneren Hartschale 10.2 bzw. zum rückseitigen Verlauf der äußeren Hartschale 10.1 der Helmschale 10 platziert sein (siehe Fig. 7b).
Die Außenseite der Helmschale 10 des Vollvisier-Integral-Helms 4a bleibt in jedem Fall unberührt. Die in Richtung der Achse Y gebogene rückseitige Gehäusewand und die Hinterkante der Grundplatte 3a weisen Radien auf, die den gebräuchlichen Radien der Innenseite der Helmschale 10, insbesondere der Innenseite der inneren Hartschale 10.2 an der Frontseite des Vollvisier-Integral-Helms 4a entsprechen (siehe Fig. 7b).
Grundplatte 3a und Gehäuse 2 sind zudem in ihrer Querschnitts- Erstreckung in Richtung der räumlichen Achse Y im Wesentlichen an die gebräuchliche Dicke der Helmschale 10 angepasst ausge- bildet. Damit überragt die HUPV 1 im montierten Zustand die Innenseite der Helmschale 10 (respektive die Innenseite der inneren Helmschale 10.2) im Wesentlichen nicht und ist im Wei- teren entsprechend der Dicke des Schutzpolsters vom Kopf des Benutzers genügend beabstandet angeordnet und liegt somit nicht unmittelbar am Kopf des Benutzers an.
Die Anordnung der HUPV 1 an der Oberkante des Sichtfensters 38 gewährt ein weitgehend ungehindertes Sichtfeld 37 für den Be- nutzer und ermöglicht zudem Brillenträger die bequeme Benut- zung von Brillen.
Die Figuren 8.1, 8.1a, b, c zeigen die Befestigung einer Head- up-Projektions-Vorriehtung 1 in einer ausgesparten Helmschale
10 eines Vollvisier-Integral-Helms 4a gemäß Fig. 7, 7a, b in einer zweiten Befestigungsweise.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachfolgend lediglich die Unterschiede und deren Vorzüge zu dem vorhergehenden Aus- führungsbeispiel der erfindungsgemäßen HUPV 1 nach den Figuren 7, 7a, b beschrieben werden. Identische oder ähnliche Elemente werden mit identischen Be- zugszeichen versehen.
Die Helmschale 10 des Vollvisier-Integral-Helms 4a nach diesem Ausführungsbeispiel weist insbesondere an ihrer inneren Hart- schale 10.2 frontseitig und oberhalb des Sichtfensters 38 eine im Wesentlichen zur Form der HUPV 1 korrespondierende Ausspa- rung A auf (Fig. 8.1a). Die Aussparung A der Helmschale 10 dient der wenigstens teilweisen Aufnahme der HUPV 1 innerhalb der Helmschale 10, respektive innerhalb der inneren Hartschale 10.2.
Die HUPV 1 weist ein im Wesentlichen einachsig gekrümmten Ge- häuse 2 und im Unterschied zur Ausführung nach den Figuren 7, 7a, b eine gekrümmte, im Wesentlichen streifenförmige Grund- platte 3b auf.
Das Gehäuse 2 der HUPV 1 kann gemäß der Ausführung nach Fig.
2.1a bis 4.1c, 5a,b oder Fig. 2.2a bis 4.2c, 6a, b ausgebil- det sein, wobei hier beispielhaft die Ausführung nach Fig. 6a, b gewählt ist.
Die gekrümmte streifenförmige Grundplatte 3b ist korrespondie- rend zu einer frontseitigen, der Grundplatte 3b zugewandten gekrümmten Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 des Gehäu- ses 2 nach den Figuren 2.2a bis 4.2c, 6a, b der HUPV 1 ausge- bildet.
Die gekrümmte, streifenförmige Grundplatte 3b ist entlang der ebenso gekrümmten frontseitigen Fläche der Aussparung A ange- ordnet und z.B. mittels einer Klebe- oder Schraubverbindung an der ausgesparten Helmschale 10 befestigt.
Die lösbare Verbindung des Gehäuses 2 der HUPV 1 mit der kor- respondierend gekrümmten, streifenförmigen Grundplatte 3b er- folgt in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls mittels einer Magnetverbindung gemäß der Beschreibung nach Fig. 6a, b, wobei im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 7, 7a, b die beschrie- benen Verbindungselemente der Magnetverbindung (Positions- taschen 19 mit Magneten 33, Positionstaschen 36 mit Magneten 34) einerseits an der gekrümmten Plattenfläche der streifen- förmigen Grundplatte 3b (siehe Fig. 8.1b) und andererseits an der frontseitigen, der Grundplatte 3b zugewandten gekrümmten Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 des Gehäuses 2 nach den Figuren 2.2a bis 4.2c, 6a, b ausgebildet sind (siehe Fig. 8.1 b, c).
Die Aussparung A kann eine fingergroße und -konforme Ausbuch- tung aufweisen, die einen Eingriff ermöglicht, um das Gehäuse 2 leicht aus der Aussparung A heraus lösen zu können.
Für eine Anpassung der Position der HUPV 1 in Richtung der räumlichen Achse X des Vollvisier-Integral-Helms 4a kann die Aussparung A länger als die in X-Richtung erstreckte Länge des Gehäuses 2 ausgebildet sein, um die variable Versetzbarkeit der Magnetverbindung zwischen Grundplatte 3b und Gehäuse 2 zum Zwecke der genaueren Positionierung des Gehäuses 2 und damit der Combiner-Scheibe 5 vor dem Auge 46 des Nutzers zu ermögli- chen.
In jedem Fall ist die HUPV 1 im Montagezustand im Wesentlichen außerhalb des Sichtfensters 38 des Vollvisier-Integral-Helms 4a platziert. Lediglich der ausklappbare Combiner 5 ragt im Betriebsfall der HUPV 1 in das Sichtfenster 38.
Die in Richtung der Achse Y gebogene, streifenförmige Grund- platte 3b und die gleichermaßen / korrespondierend gebogene frontseitige Gehäusewand des Gehäuses 2 weisen Radien auf, die den Radien der korrespondierend ausgesparten Helmschale 10 (Aussparung A der inneren Hartschale 10.2) an der Frontseite des Vollvisier-Integral-Helms 4a entsprechen.
Auch bei dieser Ausführungsform der Platzierung der HUPV 1 bleibt die Außenseite der Helmschale 10 des Vollvisier-
Integral-Helms 4a unberührt. Das Visier 39 und ggf. eine vor- handene Sonnenblende kann / können ungehindert geschlossen werden.
Insbesondere wird auch die Schutzfunktion der äußeren Hart- schale 10.1 der Helmschale 10 durch die Aussparung A in der inneren Hartschale 10.2 nicht beeinträchtigt.
Die in Richtung der räumlichen Achse Y gebogene rückseitige Gehäusewand des Gehäuse 2 weist Radien auf, die im Wesentli- chen den gebräuchlichen Radien der Innenseite der Helmschale 10 (respektive der Innenseite der inneren Helmschale 10.2) an der Frontseite des Vollvisier-Integral-Helms 4a entsprechen.
Grundplatte 3b und Gehäuse 2 sind zudem in ihrer Querschnitts- Erstreckung in Richtung der räumlichen Achse Y im Wesentlichen an die Dicke der Helmschale 10, insbesondere an die Dicke der inneren Hartschale 10.2 angepasst ausgebildet, so dass die HUPV 1 im montierten Zustand die Innenseite der Helmschale 10 (respektive der Innenseite der inneren Helmschale 10.2) im We- sentlichen nicht oder nur geringfügig überragt. Das Schutz- polster des Vollvisier-Integral-Helms 4a überdeckt die mon- tierte HUPV 1 - im Wesentlichen ohne Abweichung in seinem Verlauf entlang der Innenseite der Helmschale 10.
Ggf. kann auch im Schutzpolster eine Ausnehmung für die teil- weise Aufnahme der HUPV 1 vorgesehen sein.
Die Head-up-Projektions-Vorrichtung liegt somit auch bei die- ser Ausführungsform nicht unmittelbar am Kopf des Benutzers an, wobei auch bei dieser Ausführungs-und Montageweise der HUPV 1, bei der das Schutzpolster die HUPV 1 rückseitig ab- deckt, die Anordnung der HUPV 1 keinen unangenehmen Druck am Kopf des Benutzers verursacht.
Da in dieser Ausführungs-und Montageweise die HUPV 1 oberhalb des Sichtfensters 38 der Helmschale 10 angeordnet ist, gewährt diese Ausführung ein vollends ungehindertes Sichtfeld 37 für den Benutzer und ermöglicht zudem Brillenträger eine noch be- quemere Benutzung von Brillen.
Alternativ ist vorgesehen, dass in der Aussparung A der Helm- schale 10 des Integral-Helms 4a eine Ausführung des HUPV 1 nach den Figuren 7, 7a, b integriert angeordnet sein kann, wo- bei die plane, sichelförmige Grundplatte 3a an einer die Aus- sparung A in Richtung der räumlichen Achse Z begrenzenden Wand angeordnet und befestigt ist (nicht dargestellt).
Die Figuren 8.2, 8.2 a, b, c zeigen die Befestigung einer Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 in der ausgesparten Helm- schale 10 des Vollvisier-Integral-Helms 4a nach den Figuren 8.1, 8.1 a, b, c in einer alternativen Befestigungsweise.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachfolgend lediglich die Unterschiede und deren Vorzüge zu dem vorhergehenden Aus- führungsbeispiel der erfindungsgemäßen HUPV 1 nach den Figuren 8.1, 8.1 a, b, c beschrieben werden.
Identische oder ähnliche Elemente werden mit identischen Be- zugszeichen versehen.
Die HUPV 1 weist ein im Wesentlichen einachsig gekrümmten Ge- häuse 2 gemäß der Ausführung nach den Figuren 2.2a bis 4.2c, 6a, b und im Unterschied zur Ausführung nach den Figuren 8.1, 8.1 a, b, c eine gekrümmte wannenförmige Grundplatte 3c auf (siehe Detail X, Fig. 8.2c).
Diese wannenförmige Grundplatte 3c ist in der Aussparung A der Helmschale 10, respektive in der Aussparung A der inneren Hartschale 10.2 passgenau angeordnet und, z.B. mittels einer
Klebeverbindung, eingefügt (siehe Fig. 8.2a). Die Grundplatte
3c ist so ausgebildet, dass sie die korrespondierende Ausspa- rung A der inneren Hartschale 10.2 konturkonform auskleidet.
Die wannenförmige Grundplatte 3c kann einen umlaufenden über der Aussparung A überstehenden, gefalzten Rand aufweisen, der an der Oberfläche der inneren Hartschale 10.2 anlegbar ist, so dass ein die Aussparung A umgebender Rand abgedeckt ist, und / an die äußere Hartschale 10.1 anschließbar ist.
Die wannenförmige Grundplatte 3c sorgt für eine verbesserte Stabilität der ausgesparten Helmschale 10. Sie ermöglicht ei- nerseits insbesondere eine Formfixierung der Aussparung in der inneren Hartschale 10.2 und andererseits einen Schutz des Ma- terials der inneren Hartschale 10.2 im Bereich der Aussparung gegen vorzeitiger Abnutzung durch die vorgesehene wiederholte lösbare Montage des Gehäuses 2 der HUPV 1 im Integral-Helm 4a.
Im Montagezustand der HUPV 1 am Integral-Helm 4a umschließt die wannenförmige Grundplatte 3c das gekrümmte Gehäuse 2 mit dem Schalenteil 14 und dem Deckelteil 15, lediglich die Un- terseite des unteren Schalenteils 14 des Gehäuses 2 ist ausge- nommen (siehe Fig. 8.2, 8.2c).
Die lösbare Verbindung des Gehäuses 2 mit der Grundplatte 3c erfolgt mittels einer Magneten-Verbindung gemäß der Beschrei- bung nach Fig. 6a, b, wobei die beschriebenen Verbindungsele- mente der Magnet-Verbindung (Positionstaschen 19 mit Magneten 33, Positionstaschen 36 mit Magneten 34) einerseits an einem im Wesentlichen planen, sichelförmigen Wannenboden der wannen- förmigen Grundplatte 3c (siehe Fig. 8.2b) und andererseits an dem oberen Deckelteil 15 des Gehäuses 2 ausgebildet (siehe Fig. 8.2c).
Damit ist auch hier die HUPV 1 im Montagezustand im Wesentli- chen außerhalb des Sichtfensters 38 des Vollvisier-Integral- Helms 4a platziert. Lediglich der ausklappbare Combiner 5 ragt im Betriebsfall der HUPV 1 in das Sichtfenster 38.
Eine fingergroße und -konforme Ausbuchtung in der wannenförmi- gen Grundplatte 3c ermöglicht einen Eingriff, um das Gehäuse 2 leicht aus der wannenförmigen Grundplatte 3c heraus lösen zu können. Für eine Anpassung der Position der HUPV 1 in Richtung der räumlichen Achse X des Vollvisier-Integral-Helms 4a kann die Aussparung A nebst der wannenförmigen Grundplatte 3c länger als die in X-Richtung erstreckte Länge des Gehäuses 2 ausge- bildet sein, um die variable Versetzbarkeit der Magnetverbin- dung zwischen Grundplatte 3c und Gehäuse 2 zum Zwecke der ge- naueren Positionierung des Gehäuses 2 und damit der Combiner- Scheibe 5 vor dem Auge 46 des Nutzers zu ermöglichen.
Es ist vorgesehen, dass die in X-Richtung länger erstreckte wannenförmigen Grundplatte 3c einen Führungsmechanismus, vor- zugsweise ein Schienensystem, zum variablen Verschieben des Gehäuses 2 innerhalb der wannenförmigen Grundplatte 3c auf- weist (nicht dargestellt).
Die Figuren 9, 9a, b zeigt die Befestigung einer Head-up- Projektions-Vorrichtung 1 an einer Helmschale 10 eines Motor- radhelms 4a als Jet-Helm ähnlich der Ausführung nach den Figu- ren 7, 7a, b.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachfolgend lediglich die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel der Befestigung der erfindungsgemäßen HUPV 1 nach den Figuren 7, 7a, b be- schrieben werden.
Identische oder ähnliche Elemente werden mit identischen Be- zugszeichen versehen.
Im Unterschied zur Helmschale des Vollvisier-Integral-Helms 4a weist die Helmschale 10 des Jet-Helms 4a frontseitig ein un- ten (im Kinnbereich) offenes Sichtfenster 38 auf. Auf der In- nenseite der Helmschale 10 des Jet-Helms 4a ist ein Schutz- polster vorgesehen (nicht dargestellt).
Die Ausführung des Gehäuses 2 und der Grundplatte 3a der HUPV 1 sowie deren Anordnung und Befestigung erfolgt weitestgehend analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7, 7a, b, so dass diesbezüglich auf die Beschreibung zu Fig. 7, 7a, b verwiesen werden kann.
Das Gehäuse 2 der HUPV 1 kann gemäß der Ausführung nach Fig.
2.1a bis 4.1c, 5a,b oder Fig. 2.2a bis 4.2c, 6a, b ausgebil- det sein, wobei hier beispielhaft die Ausführung nach Fig. 5a, b gewählt ist.
Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 7, 7a,b erfolgt die lösbare Verbindung des Gehäuses 2 der HUPV 1 mit der korres- pondierend planen, sichelförmigen Grundplatte 3a in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise mittels einer Steckverbindung gemäß der Beschreibung nach Fig. 5a, b, wobei die beschriebe- nen Verbindungselemente (Schienenführung 30, Snap-Teil 31) ei- nerseits an der planen, sichelförmigen Grundplatte 3a (siehe Fig. 9b) und andererseits an der der Grundplatte 3a zugewand- ten Gehäusewand 9 des oberen Schalenteils 8 des Gehäuses 2 nach den Figuren 2.1a bis 4.1c, 5a, b ausgebildet sind (siehe Fig. 9).
Damit kann das Gehäuse 2 der HUPV 1 zur Montage bzw. Entnahme- relativ gegenüber der Grundplatte 3a der HUPV 1 in Richtung bzw. entgegen der räumlichen Achse Y verschoben und ver- und entriegelt werden. Das im Kinnbereich offene Sichtfenster 38 des Jet-Helms 4a ermöglicht hierbei eine leichte Zugänglich- keit.
Sind für die Steckverbindung (Snap-In-Verbindung) mehr als zwei Schienenführungen 30 sowie mehr als zwei Snap-Teil 31 vorgesehen, kann das Gehäuse 2 der HUPV 1 bedarfsweise seit- lich - in Richtung der räumlichen Achse X versetzt zur Grundplatte 3a angeordnet und somit die Combiner-Scheibe 5 vor dem Auge 46 des Nutzers noch genauer positioniert werden.
Auch hier kann die Helmschale 10, vorzugsweise eine innere Hartschale (10.2) der Helmschale 10 zur Platzoptimierung eine flache Aussparung aufweisen, die im Wesentlichen zur Form (Kontur und Dicke) der Grundplatte 3a korrespondierend ausge- bildet ist (nicht dargestellt). Die Grundplatte 3a kann insbe- sondere vollständig, annähernd bündig zur Helmschale 10 ab- schließend, in der Aussparung angeordnet sein, ohne dabei den Schiebe-Mechanismus der Steckverbindung zu beeinträchtigen. Die Figuren 10, 10a, b, c zeigen die Befestigung einer HUPV 1 an der Helmschale 10 des Jet-Helms 4a nach Fig. 9, 9a, b in einer zweiten Befestigungsweise.
Die Ausführung des Gehäuses 2 und der Grundplatte 3b der HUPV 1 sowie deren Anordnung und Befestigung erfolgt weitestgehend in Kombination der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 8.1, 8.1a, b, c und 9, 9a, b, so dass diesbezüglich auf die Be- schreibung zu den Figuren 8.1, 8.1a, b, c und 9, 9a, b, ver- wiesen werden kann.
Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 8.1, 8.1a, b, c und 9, 9a, b, erfolgt die lösbare Verbindung des Gehäuses 2 der HUPV 1 mit einer korrespondierend gekrümmten, streifenförmigen Grundplatte 3b mittels einer Steckverbindung gemäß der Be- schreibung nach Fig. 5a, b, wobei die beschriebenen Verbin- dungselemente (Schienenführung 30, Snap-Teil 31) einerseits an der gekrümmten Plattenfläche der Grundplatte 3b (siehe Fig. 10b) und andererseits an der frontseitigen, der Grundplatte 3b zugewandten gekrümmten, frontseitigen Gehäusewand des oberen Schalenteils 8 des Gehäuses 2 nach den Figuren 2.1a bis 4.1c, 5a, b ausgebildet sind (siehe Fig. 10c).
Fig. 11 zeigt die Befestigung einer Head-up-Projektions- Vorrichtung an einem Helmschild 11 eines Fahrrad-Helms 4b.
Das Helmschild 11 ist im Wesentlichen zweiachsig gebogen und frontseitig in Verlängerung einer Helmschale 10 des Fahrrad- Helms 4b angeordnet.
Die Helmschale 10 in diesem Ausführungsbeispiel umfasst eine äußere und eine innere Hartschale 10. 1, 10.2. Die äußere Hartschale 10. 1 der Helmschale 10 und des Helm- schilds 11 bestehen aus stoßfestem Material, wie z.B. Kunst- stoff. Die innere Hartschale 10.2 besteht z.B. aus Styropor.
Auf der Innenseite der Helmschale 10 des Fahrrad-Helms 4b ist ein Schutzpolster aus Polsterabschnitten (nicht dargestellt) befestigt. Die ersichtlichen Verschlussriemen sind an der Helmschale 10 und/oder an dem Schutzpolster befestigt.
Die hier vorgesehene HUPV 1 weist ein im Wesentlichen zweiach- sig gekrümmtes Gehäuse 2 mit einer gekrümmten / gebogenen und sichelförmigen Grundplatte 3d auf.
Das zweiachsig gekrümmte Gehäuse 2 der HUPV 1 kann analog der Ausführung nach Fig. 5a,b oder Fig. 6a, b ausgebildet und mit der Grundplatte 3d befestigt sein. Die nachfolgende Beschrei- bung beschränkt sich nur beispielhaft auf eine Ausführung ana- log Fig. 5a,b.
Die gekrümmte, sichelförmige Grundplatte 3d ist korrespondie- rend zu einer in Richtung der räumlichen Achse Z gekrümmten, der Grundplatte 3d zugewandten Gehäusewand 9 des oberen Scha- lenteils 8 des Gehäuses 2 nach Fig. 5a,b ausgebildet.
Die gekrümmte, sichelförmige Grundplatte 3d ist an der Unter- seite des gebogenen Helmschildes 11 des Fahrradhelms 4b mit- tels z.B. einer Klebe- oder Schraubverbindung befestigt.
Die lösbare Verbindung des zweiachsig gekrümmten Gehäuses 2 der HUPV 1 mit der korrespondierend gekrümmt sichelförmigen Grundplatte 3d erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel vorzugs- weise mittels einer Steckverbindung gemäß der Beschreibung nach Fig. 5a, b, wobei die beschriebenen Verbindungselemente (Schienenführung 30, Snap-Teil 31) einerseits an der gekrümm- ten Plattenfläche der sichelförmigen Grundplatte 3d und ande- rerseits an der, der Grundplatte 3d zugewandten, gekrümmten Gehäusewand 9 des oberen Schalenteils 8 ausgebildet sind. Die in Richtung der räumlichen Achse Y gebogene frontseitige Gehäusewand des oberen Schalenteils 8 und die in Richtung der räumlichen Achse Z gebogene obere Gehäusewand 9 des oberen Schalenteils 8 und die frontseitige Kontur der gleichermaßen / korrespondierend in Richtung der Achse Z gebogene Grundplatte 3d weisen vorzugsweise Radien auf, die den gebräuchlichen Ra- dien des Helmschildes 11 des Fahrradhelms 4b entsprechen, so dass die HUPV 1 im Wesentlichen bündig an der Unterseite des Helmschildes 11 anliegt und dessen frontseitige Kontur nicht überragt.
Damit ist im Montagezustand die HUPV 1 flach entlang der Un- terseite des gebogenen Helmschildes 11 platziert, wobei die Schutzfunktion (Stoß-, Blendschutz) des Helmschildes 11 durch die HUPV 1 nicht beeinträchtigt wird.
Auch hier kann die Helmschale 10, vorzugsweise eine innere Hartschale (10.2) der Helmschale 10 zur Platzoptimierung eine flache Aussparung aufweisen, die im Wesentlichen zur Form (Kontur und Dicke) der Grundplatte 3d korrespondierend ausge- bildet ist (nicht dargestellt). Die Grundplatte 3d kann insbe- sondere vollständig, annähernd bündig zur Helmschale 10 ab- schließend, in der Aussparung angeordnet sein, ohne dabei den Schiebe-Mechanismus der Steckverbindung zu beeinträchtigen.
Die in Richtung der Achse Y gebogene rückseitige Gehäusewand des oberen Schalenteils 8 und die Hinterkante (rückseitige Kontur) der Grundplatte 3d weisen vorzugsweise Radien auf, die den gebräuchlichen Radien auf der Innenseite der Helmschale 10, insbesondere auf der Innenseite der inneren Hartschale 10.1 der Helmschale 10, an der Frontseite des Fahrradhelms 4b entsprechen. In jedem Falle ist die HUPV 1 derart ausgebildet und im montierten Zustand angeordnet, dass diese im Wesentli- chen nicht die Innenseite der Helmschale 10 überragt und damit vom Schutzpolster des Fahrrad-Helms 4b und vom Kopf des Benut- zers auskömmlich beabstandet ist. Die Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 hat damit auch hier kei- nen Kontakt mit dem Kopf des Benutzers.
Die Anordnung der HUPV 1 an der Unterseite des Helmschildes 11 des Fahrradhelms 4b gewährt ein weitgehend ungehindertes Sichtfeld 37 für den Benutzer und ermöglicht zudem Brillenträ- ger die bequeme Benutzung von Brillen.
Die Figuren 12, 12a zeigen die Befestigung einer Head-up- Projektions-Vorrichtung 1 an einem Helmschild 11 eines Bau- Helms 4c oder anderweitigen technischen Schutzhelms.
Das Helmschild 11 ist zweiachsig gebogen und frontseitig an einer Helmschale 10 des Bau-Helms 4c bzw. eines anderweitigen technischen Schutzhelms angeordnet.
Die Helmschale 10 in diesem Ausführungsbeispiel umfasst eine äußere Hartschale 10.1 ohne eine innere Hartschale 10.2.
Helmschale 10 und Helmschild 11 bestehen aus stoßfestem Mate- rial, wie z.B. Kunststoff. Auf der Innenseite der Helmschale 10 kann ein Schutzpolster (nicht dargestellt) vorgesehen sein.
Grundsätzlich kann die Ausführung des Gehäuses 2 in Zusammen- wirken mit einer Grundplatte 3d der HUPV 1 sowie deren Anord- nung und Befestigung an dem zweiachsig gebogenen Helmschild 11 des Bau-Helms 4c analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 erfolgen (nicht explizit dargestellt), so dass diesbezüglich auf die Beschreibung zu Fig. 11 verwiesen werden kann.
Die Darstellung in Fig. 12, 12a zeigen eine dazu alternative Befestigung der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 an dem zwei- achsig gebogenen Helmschild 11 des Bau-/Schutzhelms 4c in ei- ner zweiten vorteilhaften Befestigungsweise.
Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 11 erfolgt die Befes- tigung der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 oberhalb des ge- bogenen Helmschildes 11 des Bau-/Schutzhelms 4c. Die HUPV 1 weist ein im Wesentlichen zweiachsig gekrümmtes Ge- häuse 2 und im Weiteren Unterschied zur Ausführung nach Fig.
11 eine gekrümmte / gebogene Grundplatte 3b auf, welche kor- respondierend zu einer Kontur der frontseitigen Außenseite der Helmschale 10 ausgebildet ist und an der Außenseite der Helm- schale 10 des Bau-/Schutzhelms 4c befestigt ist. Die Befesti- gung der Grundplatte 3b an der Helmschale 10 erfolgt z.B. mit- tels einer Klebe- oder Schraubverbindung.
Das zweiachsig gekrümmte Gehäuse 2 der HUPV 1 kann analog der
Ausführung nach Fig. 5a,b oder Fig. 6a,b ausgebildet und be- festigt sein. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich nur beispielhaft auf eine Ausführung analog Fig. 6a,b.
Die gekrümmte Grundplatte 3b ist im Weiteren korrespondierend zu einer rückseitigen, der Grundplatte 3b zugewandten gekrümm- ten Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 des Gehäuses 2 der HUPV 1 ausgebildet.
Die lösbare Verbindung des Gehäuses 2 mit der Grundplatte 3b erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise mittels einer Magneten-Verbindung 33 analog der Beschreibung nach Fig. 6a, b.
Das Helmschild 11 kann je nach Platzierung der HUPV 1 entlang der horizontalen Erstreckung des Helmschildes 11 eine Öffnung (Öffnungsausschnitt Ö) für die Durchführung der Combiner- Scheibe 5 und den Durchgang des optischen Strahls 29 aufwei- sen. Der Öffnungsausschnitt Ö im Helmschild 11 ist zumindest korrespondierend zur Größe und Anordnung der Combiner-Scheibe 5 ausgebildet, kann jedoch in Richtung der räumlichen Achse X auch etwas breiter als die Breite der Combiner-Scheibe 5 aus- gebildet sein, um das Gehäuse 2 in Richtung der räumlichen Achse X - versetzt zur Grundplatte 3b anordnen zu können und damit einen Freiheitsgrad bei der seitlichen Positionierung der Combiner-Scheibe 5 im Öffnungsausschnitt Ö und damit vor Auge 46 zu ermöglichen (Siehe Fig. 12a). Die in Richtung der räumlichen Achse Y gebogene frontseitige Gehäusewand des Schalenteils 14 und die in Richtung der Achse Z gebogene untere Gehäusewand des Schalenteils 14 bzw. der Gehäusedeckel 15 weisen Radien auf, die den gebräuchlichen Ra- dien des Helmschildes 11 des Bau-/Schutzhelms 4c entsprechen, so dass die HUPV 1 im Wesentlichen bündig an der Oberseite des Helmschildes 11 anliegt und dessen frontseitige Kontur nicht überragt.
Die Schutzfunktion (Stoß-, Blendschutz) des Helmschildes 11 wird somit durch die HUPV 1 nicht beeinträchtigt.
Die in Richtung der Achse Y gebogene rückseitige Gehäusewand des Schalenteils 14 und die gleichermaßen gebogene Grundplat- te 3b weisen vorzugsweise Radien auf, die den gebräuchlichen Radien der Außenseite der Helmschale 10 an der Frontseite des Bau-/Schutzhelms 4c entsprechen.
Die Anordnung der HUPV 1 an der Oberseite des Helmschildes 11 des Bau-/Schutzhelms 4c gewährt ein vollkommen ungehindertes Sichtfeld 37 für den Benutzer und selbstredend eine ungehin- derte Benutzung von Brillen.
Allgemein gilt, dass die erfindungsgemäße Head-up-Projektions-
Vorrichtung 1 im Weiteren z.B. auch an Skihelmen, Sportmüt- zen/-kappen, Vollvisier-Schutzhelmen von Einsatzkräften der Feuerwehr oder der Polizei oder an sonstigen Schutzhelmen und Schutzkappen eingesetzt werden kann.
Die Anordnung der Head-up-Projektions-Vorrichtung an oder in der Helmschale 10 im Bereich der Frontseite des Helms 4a, b, c lässt die Funktionalität des Helmes 4a, b, c weitestgehend un- berührt - sowohl hinsichtlich der Homologationsfunktion (Kon- formität mit den Sicherheitsvorschriften) als auch hinsicht- lich der Komfortfunktion (keine Sichtfeldbeschränkung, Benut- zung von Blenden, Visiere, Brillen möglich). Die Anordnung der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 an oder in der Helmschale 10 im Bereich der Frontseite minimiert speziell bei Motorrad- bzw. Biker-Helmen 4a, 4b zudem den Eingriff in die Aerodynamik und Aeroakustik des Helms 4a, 4b.
Die Gehäuseteile 2, 7, 8, 14, 15 und ggf. die Grundplatte 3a, b, c der HUPV 1 können einzeln, teilweise oder insgesamt aus Kunststoff bestehen.
Es ist denkbar bestimmte Teile, Anschnitte oder Bereiche des gekrümmten Gehäuses 2 und der ggf. Grundplatte 3a, b, c aus besonders elastischem Material, wie beispielsweise Silikon, auszubilden, um das Gehäuse 2 bzw. die Grundplatte 3a, b, c noch flexibler und anpassungsfähiger an die Anbausituation und Geometrie verschiedener Helme (Schutzhelme) 4 gestalten zu können.
Das gekrümmte Gehäuse 2 kann ein Gelenk mechanischer Art oder stofflicher Art, mit z.B. einem elastischen Zwischenteil, auf- weisen. Ein Gelenk, beispielsweise in etwa der Mitte der Längserstreckung des gekrümmten Gehäuses 2 ermöglicht ein Kni- cken des gekrümmten Gehäuses 2 und damit eine Verringerung o- der Erweiterung des Krümmungsradius des gekrümmten Gehäuses 2 in Anpassung an verschiedene Radien der verschiedenen Helm- schalen 10.
Fig. 13 zeigt eine geschnittene isometrische Ansicht eines Ausschnitts des gekrümmten Gehäuses 2 der Head-up-Projektions- Vorrichtung 1 nach Fig. 5a,b in einer Draufsicht auf die Un- terseite des Gehäuses 2 (unteres Deckelteil 7).
Die Darstellung nach Fig. 13 verdeutlicht die Befestigungsmit- tel zur beweglichen Befestigung der Combiner-Scheibe 5 an dem unteren Gehäuseteil bzw. Gehäusedeckel (unteres Deckelteil 7) im Detail.
Die Befestigungsmittel weisen einen am Gehäuse 2 (unteres De- ckelteil 7) drehbar gelagerten Schwenkarm 40 auf, an dem die Combiner-Scheibe 5 befestigt ist. Die Drehachse 41 des Schwenkarms 40 ist vorzugsweise im Wesentlichen in Richtung der räumlichen Achse X angeordnet, so dass ein Verschwenken der Combiner-Scheibe 5 in etwa um die X-Achse erfolgen kann.
Die Combiner-Scheibe 5 kann alternativ auch mittels eines zweiteiligen Scharniers, wie nach den Figuren 14, 14a, b be- schrieben, oder mittels eines Kugelgelenkes (nicht gezeigt) beweglich befestigt sein.
Die vorbeschriebenen alternativen Befestigungsmittel zur be- weglichen Befestigung der Combiner-Scheibe 5 können mit je- weils einem Verstellmechanismus Zusammenwirken.
Der Verstellmechanismus dient der gezielten Einstellung der Neigung / Position der Combiner-Scheibe 5 gegenüber dem Gehäu- se 2 und damit der Einstellung des Abstrahlwinkels des opti- schen Strahls 29 vom optischen Modul 20, um den optischen Strahl 29 optimal auf das Auge 46 des Benutzers richten zu können (siehe Fig. 18. 19).
Der Verstellmechanismus, kann wie in Fig. 13 dargestellt, mit- tels eines mit dem Schwenkarm 40 verbundenen oder am Schwenk- arm 40 ausgebildeten Stellgliedes, welches in ein korrespon- dierendes Verzahnungsprofil eingreift, mehrstufig rastend aus- gebildet sein.
Der Verstellmechanismus kann aber auch mittels einer Reib- schlussverbindung zwischen Schwenkarm 40 bzw. Stellglied des Schwenkarmes 40 und einem gehäusefesten Reibpartner stufenlos verstellbar ausgebildet sein.
Der Verstellmechanismus fixiert somit die Neigungsstellung der Combiner-Scheibe 5 so, dass sich diese auch bei den durch die Bewegung bzw. durch die Fahrt des Benutzers verursachten Er- schütterungen nicht aus der voreingestellten Position heraus verstellt. Die Figuren 14, 14a, b verdeutlichen den alternativen Befesti- gungs- und Verstellmechanismus zur beweglichen Befestigung der Combiner-Scheibe 5 an dem unteren Schalenteil 14 des gekrümm- ten Gehäuses 2 der Head-up-Projektions-Vorrichtung nach Fig. 6a,b.
Die Befestigungsmittel umfassen einen Combiner-Halter 42 mit einem ersten, im Wesentlichen in Richtung der räumlichen Achse X erstreckten Drehlagerelement 43a, wobei der Combiner-Halter 42 an oder in einer Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 lösbar befestigt werden kann, z.B. bevorzugt durch Einrastele- ment an der Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 zum Ein- rasten des Combiner-Halters 42.
Die betreffende Gehäusewand des unteren Schalenteils 14 weist ein zweites, in Richtung der räumlichen Achse X erstrecktes und mit dem ersten Drehlagerelement 43a des Combiner-Halter 42 korrespondierendes Drehlagerelement 43b auf. Beide Drehla- gerelemente 43a, b bilden ein zweiteiliges Drehlager 43, in welchem eine entsprechend ausgebildete, korrespondierende La- gerachse der Combiner-Scheibe 5 gelagert ist, so dass die Com- biner-Scheibe 5 gehalten und um eine Drehachse 41 drehbar an- geordnet ist, wobei die Lage der Drehachse 41 vorzugsweise et- wa annähernd der Richtung der räumlichen Achse X entspricht.
Damit ist der Combiner-Halter 42 wie auch der Combiner 5 selbst zu Wartungs- und Reparaturzwecken leicht zugänglich und austauschbar.
Mittels eines Klemmstücks aus Silikon innerhalb des Drehlagers 43, welches der äußeren Kontur der Lagerachse der Combiner- Scheibe 5 bzw. der inneren Kontur des Drehlagers 43 folgt, (nicht abgebildet) wird bei der Ausführung nach Fig. 14 eine Reibschlussverbindung zwischen Drehlager 43 und Lagerachse der Combiner-Scheibe 5 und damit ein stufenlos verstellbarer Ver- stellmechanismus ausgebildet. Es wird dabei eine Haftreibung erzeugt, so dass die bei der Benutzung der HUPV 1 zu erwarten- den Erschütterungen durch das elastische Klemmstück absorbiert werden, ohne dass es zu einer Verstellung des voreingestellten Neigungswinkels der Combiner-Scheibe 5 kommt.
Ein Verstellmechanismus mittels eines reibschlüssigen Kugelge- lenkes (nicht dargestellt) ermöglicht darüber hinaus eine mehrachsige, stufenlose Einstellung der Lage der Combiner- Scheibe 5 gegenüber dem Gehäuse 2 und damit zusätzliche Frei- heitsgrade in der Positionierung der Combiner-Scheibe 5.
Alle vorstehend beschriebenen Verstellmechanismen ermöglichen eine komfortable Feinjustierung der Position der Combiner- Scheibe 5 und damit des erzeugten virtuellen Bildes 13 für den Benutzer.
Der jeweilige Verstellmechanismus kann zur weiteren Komfort- Erhöhung mittels eines angesteuerten, elektrischen Stellmotors elektronisch gesteuert werden.
Die Halterungen (Schwenkarm 40, Combiner-Halter 42) der Combi- ner-Scheibe 5 sind jeweils am Rand der ausklappbaren Combiner- Scheibe 5 und besonders schlank ausgebildet, wobei die übrigen Teile der Befestigungsmittel und der Verstellmechanismus in- nerhalb des Gehäuse 2 integriert angeordnet sind.
Somit ist allein die Combiner-Scheibe 5 der Head-up- Projektions-Vorrichtung 1 unmittelbar vor dem Auge 46 des Be- nutzers angeordnet, wobei die voll transparent ausgebildete Combiner-Scheibe 5 die Sicht des Benutzers nicht behindert.
Die Combiner-Scheibe 5 kann insbesondere aus transparentem Po- lycarbonat bestehen, was aufgrund der festen und nicht split- ternden Eigenschaften des Materials die Verletzungsgefahr für den Benutzer mindert.
Die dem Auge 46 zugewandte Seite der Combiner-Scheibe 5 kann eine, vorzugsweise 25%ige, Reflexionsbeschichtung aufweisen, welche trotz Transparenz eine solche auskömmliche Spiegelungs- eigenschaft der Combiner-Scheibe 5 zur Reflexion/Umlenkung des Lichtstrahls 29 realisiert, dass der Lichtstrahl 29 auf der Netzhaut des Auges 46 mit hoher Bildqualität abgebildet werden kann.
Die dem Auge 46 abgewandte Seite der Combiner-Scheibe 5 kann eine Anti-Reflexionsbeschichtung / Absorbtionsbeschichtung, welche eine Doppelreflexion/ doppelte Spiegelung verhindert und damit die Gefahr der Erzeugung von zueinander versetzter Bilder vermeidet.
Diese Anti-Reflexionsbeschichtung verhindert im Weiteren auch eine möglicherweise störende Reflexion des Lichtes an der Com- biner-Scheibe 5 im eingeklappten Zustand.
Der durch das optische Modul 20 im Gehäuse 2 auf die Combiner- Scheibe 5 projizierte und in das Auge 46 des Benutzers gelenk- te, optische Strahl 29 erzeugt ein virtuelles Bild 13 auf der Netzhaut des Auges 46, welches sich scheinbar im horizontalen und vertikalen Sichtfeld 37a,b des Benutzers (Field of View) zeigt (Fig. 15, 16).
Das virtuelle Bild 13 kann mit entsprechender Anordnung der Optik des optischen Moduls 20 und/oder der Ausrichtung der Combiner-Scheibe 5 so im Bezug zum horizontalen und vertikalen Sichtfeld 37a,b des Benutzers erzeugt werden, dass das virtu- elle Bild 13 nur jeweils einen schmalen Sektor des horizonta- len und vertikalen Sichtfeldes 37a,b einnimmt. Dieser für das virtuelle Bild 13 vorbehaltene schmale Sektor (Bildsektor 44) kann zwecks Freihaltung bestimmter brisanter Bereiche des Sichtfeldes 37, wie das Sichtfeld 37 auf den vorausfahrenden Verkehr und/oder den Gegenverkehr, winkelversetzt, vorzugswei- se mit einem Versatzwinkel von jeweils 5° bis 10°, seitlich nach rechts oder links und/oder vertikal nach oben oder unten versetzt zur geraden Blickachse 45 angeordnet sein (siehe Fig. 15, 16).
Im Fig. 15 ist ein übliches vertikales Sichtfeld 37b (Field of View - FoV) des Benutzers und ein beispielhaft vorgesehener vertikaler Bildsektor 44b dargestellt (fett umrandetes Feld), wobei in diesem Beispiel die Neigung der Combiner-Scheibe 5 um eine X-Achse so eingestellt ist, dass der vertikale Bildsektor 44b leicht, mit einem Versatzwinkel von ca. 5 °, nach oben aus der geraden Blickachse 45 des Auges(Strich-Punkt-Linie) ver- schoben ist.
Im Fig. 16 ist ein übliche horizontale Sichtfeld 37a (Field of View - FoV)des Benutzers mit dem beispielhaft vorgesehenen ho- rizontalen Bildsektor 44a dargestellt (fett umrandetes Feld), wobei die Optik des optischen Moduls 20 und die Combiner- Scheibe 5 so zueinander angeordnet sind, dass der horizontale Bildsektor 44a leicht, mit einem Versatzwinkel von ca. 10°, nach rechts aus der geraden Blickachse 45 des Auges (Strich- Punkt-Linie) verschoben ist.
Diese Anordnung des Bildsektors 44a, b nach Fig. 15 und 16 ist besonders vorteilhaft für einen Motoradfahrer als Benutzer, der im Rechtsverkehr fährt.
Für den Motoradfahrer als Benutzer, der im Linksverkehr fährt, kann mittels der Ausrichtung der Optik des optischen Moduls 20 und der Combiner-Scheibe 5 beispielsweise der horizontale Bildsektor 44a, mit einem Versatzwinkel von ca. 10 °, nach links aus der geraden Blickachse 45 des Auges (Strich-Punkt- Linie) verschoben werden.
Diese Ausrichtung des virtuellen Bildes 13 bzw. des Bildsek- tors 44a,b kann einerseits mittels einer entsprechenden Anord- nung und Ausrichtung der Combiner-Scheibe 5 in Bezug zum end- ständigen Prisma 26 des optischen Moduls 20 realisiert werden.
Ein vertikaler Versatz des virtuellen Bildes 13 bzw. des Bildsektors 44b kann beispielsweise mittels der um die X-Achse drehverstellbaren Combiner-Scheibe 5, wie in Fig. 13 und 14 beschrieben, erzielt werden und beliebig eingestellt werden.
Es ist darüber hinaus denkbar, einen beliebig verstellbaren horizontalen Versatz des virtuellen Bildes 13 bzw. des Bildsektors 44a beispielsweise mittels einer um die Z-Achse drehverstellbaren Combiner-Scheibe 5 zu erzeugen.
Fig. 17 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung des optischen Moduls 20 innerhalb des Gehäuses 2 der Head-up- Vorrichtung 1 nach den Figuren 2.1a bis 4.1c, 5a, b in einem Bezug zur erwarteten Position der Augen 46 des Benutzers, mit der ein horizontaler Versatz des virtuellen Bildes 13 bzw. des Bildsektors 44a vorrichtungsseitig vorbestimmt werden kann.
Das Beispiel zeigt die Erzeugung eines horizontalen Versatzes des virtuellen Bildes 13 bzw. des Bildsektors 44a mit einem Versatzwinkel α von etwa 10° recht von der geraden Blickachse 45 des rechten Auges 46 des Benutzers. Der Helm 4, an dem die Head-up-Vorrichtung 1 hierbei angeordnet ist, ist der Über- sichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Auslegung der vorgesehene Position des optischen Moduls
20, insbesondere die Position des endständigen Prismas 26 (und somit auch die der Combiner-Scheibe 5), geht einerseits von einem in wissenschaftlichen Studien ermittelten durchschnitt- lichen Augenabstand (Augendistanz DA) verschiedener Menschen von 65 mm und andererseits von einer durchschnittlichen Pu- pillenposition in einem Streufeld 47 (Eyebox 47) aus.
Die Head-up-Vorrichtung 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet und in Bezug zu den Augen 46 des Benutzers am Helm 4 angeordnet, dass eine Mittelachse (Bezugsachse) 48 des Ge- häuses 2 der Head-up-Vorrichtung 1, welche in diesem Beispiel der Symmetrieachse des Gehäuses 2 entspricht, mittig zwischen den Augen 46 und damit in etwa deckungsgleich zum hälftigen durchschnittlichen Augenabstand DA positioniert ist. Die rich- tige Positionierung der Head-up-Vorrichtung 1 bzw. der Mittel- achse (Bezugsachse) 48 des Gehäuses 2 in Bezug zum Helm 4 bzw. zu den Augen 46 kann durch einen geeigneten Marker M am Gehäuse 2, welcher z.B. die Mittelachse (Bezugsachse) 48 kenn- zeichnet, erleichtert werden. Das endständige Prisma 26 des optischen Moduls 20 ist so weit rechtsseitig von der Mittelachse (Bezugsachse) 48 des Gehäuses 2 der Head-up-Vorrichtung 1 versetzt angeordnet, dass der aus der Austrittsfläche des Prismas 26 austretende und auf der Combiner-Scheibe 5 umgelenkte Lichtstrahl 29 in einem Versatz- winkel α von ca. 10° rechts von der geraden Blickachse 45 in- nerhalb des Streufelds 47 (Eyebox 47) auf dem rechten Auge 46 auftrifft, um einen entsprechenden Versatzwinkel des virtuel- len Bildes 13 bzw. des Bildsektors 44a zur geraden Blickachse 45 zu erreichen.
Die Mitte der Reflexionsfläche des Prismas 26 ist hierbei um etwa 32,5 mm (hälftiger, durchschnittlicher Augenabstand DA) zuzüglich einer weiteren Versatzlänge LV45, die sich aus der Winkelbeziehung des Versatzwinkels α mit der Entfernung ER des rechten Auges 46 zum Prisma 26 (Mitte der Reflexionsfläche des Prismas 26) ergibt, horizontal und rechtwinklig von der Mit- telachse (Bezugsachse) 48 des Gehäuses 2 der Head-up- Vorrichtung 1 versetzt angeordnet. (Die Versatzlänge LV45 des Lichtstrahls 29 in der Mitte der Reflexionsfläche des Prismas 26 gegenüber der geraden Blickachse 45 ermittelt sich aus der Entfernung ER multipliziert mit dem Sinus des Versatzwinkels α: Lv = ER x sin α).
Unter der Annahme, dass die Mittelachse (Bezugsachse) 48 der Head-up-Vorrichtung 1 mittig zur Augenposition (hälftiger Au- genabstand ½ DA) positioniert ist und die Entfernung ER des rechten Auges 46 zum Prisma 26 (Mitte der Reflexionsfläche des Prismas 26) vorzugsweise ca. 35 mm beträgt, ergibt sich der gesamte horizontale Versatz der Mitte des Prismas 26 gegenüber der Mittelachse (Bezugsachse) 48 des Gehäuses 2 der Head-up- Vorrichtung 1 etwa zu LV48 = 38,6 (32,5 + 6,1) mm (Versatzlänge LV48 des Lichtstrahls 29 in der Mitte der Reflexionsfläche des Prismas 26 gegenüber der Mittelachse (Bezugsachse) 48).
Die Fig. 17a zeigt die schematische Darstellung der Anordnung des optischen Moduls 20 innerhalb des Gehäuses 2 der Head-up- Vorrichtung 1 nach den Figuren 2.2a bis 4.2c, 6a, b in einem Bezug zur Position der Augen 46 des Benutzers, um ebenfalls einen horizontalen Versatz des virtuellen Bildes 13 bzw. des Bildsektors 44a mit einem Versatzwinkel α von etwa 10° recht von der geraden Blickachse 45 des rechten Auges 46 des Benut- zers gern, der Ausführung nach Fig. 17 zu realisieren.
Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 17 ist die Head-up- Vorrichtung 1 in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet und in Bezug zu den Augen 46 bzw. zu dem rechten Auge 46 des Be- nutzere am Helm 4 angeordnet, dass eine vorbestimmte Bezugs- achse 48 des unsymmetrischen Gehäuses 2b der Head-up- Vorrichtung 1, in etwa deckungsgleich zum hälftigen Augenab- stand DA (mittig zwischen den Augen 46) positioniert ist.
Die Lage der Bezugsachse 48 des Gehäuses 2b entspricht in die- sem Ausführungsbeispiel mangels einer Symmetrieachse nicht der Hälfte der Gehäuselänge und ist gesondert zu bestimmen.
Die Bestimmung der Lage der Bezugsachse 48 des Gehäuses 2b in Bezug zum optischen Modul 20 erfolgt durch die horizontale Versatzlänge LV48, welche sich ausgehend von der Mitte der Re- flexionsfläche des Prismas 26 aus dem gedachten hälftigen Au- genabstand DA zuzüglich der Versatzlänge LV45 der Mitte der Re- flexionsfläche des Prismas 26 gegenüber der geraden Blickachse 45 des rechten Auges 46 ermittelt. Die Versatzlänge LV45, um einen Versatzwinkel α von etwa 10° des virtuellen Bildes 13 bzw. des Bildsektors 44a zur geraden Blickachse 45 zu errei- chen, ermittelt sich gemäß der Beschreibung nach Fig. 17, auf die verwiesen wird.
Die richtige Positionierung der Head-up-Vorrichtung 1 bzw. der Bezugsachse 48 des Gehäuses 2b in Bezug zum Helm 4 bzw. zu den Augen 46 kann durch einen geeigneten Marker M am Gehäuse 2, welcher z.B. die ermittelte Bezugsachse 48 kennzeichnet, er- leichtert werden. Zur Realisierung der geraden optischen Achse 28 in dem ge- krümmten Gehäuse 2 kann durch entsprechende Ausführung der Op- tik die Länge des optischen Pfads 29 vom Austritt des Licht- strahls 29 aus der Bildquelle (Display) 23 bis zum Austritt des Lichtstrahls 29 aus dem Prisma 26) innerhalb des optischen Moduls 20 besonders kurz ausgebildet werden. So kann neben der Konvexlinse 25 zusätzlich der Achromat 24 zur Vergrößerung des von der Bildquelle 23 ausgehenden, zu projizierenden Bildes ausgebildet sein.
Auch kann anstelle eines Achromats 24 und /oder einer Konvex- linse 25 mit typisch runden Umfang zum Platzgewinn ein Achro- mat 24 und /oder eine Konvexlinse 25 mit mehreckigen Umfang oder mit über den Umfang verschiedenen Umfangsradien ausgebil- det sein (siehe Fig. 5b, 6b). Die optischen Elemente 23, 24, 25, 26 des optischen Moduls 20 und die Combiner-Scheibe 5 sind so zueinander angeordnet, dass der Lichtstrahl 29 bzw. der optische Pfad 29 zweimal umgelenkt wird (schwarze, dicke Linie in der Seitenansicht des optischen Moduls 20 nach Fig. 18 und in der um 90° gedrehten Ansicht auf das optische Modul 20 nach Fig. 19).
Die erste Umlenkung des optischen Pfades 29, um etwa 90°, er- folgt am Ende des optischen Moduls 20 an der reflektierenden Ebene/Schrägfläche des Prismas 26 in Richtung der darunter an- geordneten Combiner-Scheibe 5 (Fig. 18).
Die zweite Umlenkung des optischen Pfades 29, um nochmals etwa 90°, erfolgt in Richtung des Auges 46 durch die besondere An- ordnung der reflektierenden Combiner-Scheibe 5 in Beziehung zum Prisma 26 (Fig. 19).
Die Ebene der Combiner-Scheibe 5 ist hierbei um 90° gedreht zur reflektierenden Ebene/Schrägfläche des Prismas 26 und zu- sätzlich um etwa 45° gegenüber der Austrittsebene/-fläche des Prismas 26 geneigt angeordnet (Fig. 18, 19). Durch die vorstehend genannten Ausführungen kann die vorteil- hafte Anordnung der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 mit ei- nem horizontal erstreckten optischen Modul 20 im Stirnbereich des Kopfes oberhalb der Augen 46 bzw. im Frontbereich des Helms 4 oberhalb der Augen 46 und damit außerhalb des Sicht- feldes 37 des Benutzers realisiert werden, während eine virtu- elle Bilderzeugung unmittelbar vor dem Auge 46 des Benutzers verwirklicht werden kann.
Als Bildquelle 23 wird vorzugsweise ein platz-, gewichts- und energiesparendes OLED-Display 23 verwendet. Somit kann einer- seits die notwendige Größe und das Gewicht des/der im gekrümm- ten Gehäuse 2 mitgeführten Akkumulatoren 22 verringert werden, was den Tragekomfort der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 verbessert.
Die Verwendung eines OLED-Displays 23 ermöglicht außerdem eine platzsparende Reduzierung der Bildschirmdiagonale der Bild- quelle 23, vorzugsweise auf eine Bildschirmdiagonale des Dis- plays 23 von ca. 0,19" (ca. 0,483 cm).
Damit wird der paraxiale Bereich der Optik enger, was einen geringeren Durchmesser der nachfolgenden optischen Elemente (Achromat 24, Konvexlinse 25, Prisma 26) des optischen Moduls 20 ermöglicht, d. h. das optische Modul 20 wird hierdurch schlanker und kann noch besser im Inneren des gekrümmten Ge- häuses 2 der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 angeordnet wer- den.
Die geringe Bildschirmdiagonale des Displays 23 erfordert eine stärkere Vergrößerung, die beispielsweise durch einen geringe- ren Radius und folglich einer größeren Dicke der optischen Elemente (Achromat 24, Konvexlinse 25) erzeugt werden kann, wobei durch die damit verbundenen niedrigeren Brennweite der Abstand der optischen Elemente (Achromat 24, Konvexlinse 25) untereinander und zur Bildquelle 23 geringer sein kann, so dass letztlich der Bauraum bzw. die Gesamt-Bauraumlänge des optischen Moduls 20 kleiner ausfallen kann. Vorzugsweise wird ein OLED-Display 23 verwendet, welches mono- chrom gelbes Licht, in einer Wellenlänge von ca. 564 nm und / oder mit einer Lichtstärke von 12.000 cd/m2, besser noch von 20.000 cd/m2, besonders bevorzugt von 25.000 cd/m2 ausstrahlt. Dieses Licht erzeugt eine sehr starke Leuchtdichte des OLED- Display 23, welche einen starken, verlustarmen optischen Strahl durch die optischen Elemente und nachfolgend ein virtu- ellen Bild von hoher Schärfe und Helligkeit realisiert.
Es ist jedoch ebenso die Verwendung eines mehrfarbigen OLED- Displays 23 von Vorteil.
Die Optik bzw. der optische Pfad 29 des optischen Moduls 20 ist so ausgelegt, dass ein virtuelles Bild 13 in scheinbarer Größe und Entfernung erzeugbar ist, welches für den Benutzer eine entspannende Sicht erlaubt und kein Fokussieren im Wech- sel zwischen Nah- und Fernsicht erfordert. Für das Auge des Benutzers erweist sich in dieser Hinsicht eine derartige Aus- legung der Optik als besonders günstig, mit welcher ein virtu- elles Bild 13 mit einer scheinbaren Bilddiagonale von 90"
(228,60 cm) und in einer scheinbaren Entfernung von größer 3 m, vorzugsweise etwa 10 m (optisch unendlich) erzeugt wird. In dieser Konstellation sind die vom Auge zu erfassenden Bilder (Realbild und virtuelles Bild 13) bezüglich ihrer Entfernung weitestgehend zueinander ausgeglichen und daher weniger ermü- dend.
Zur Realisierung des günstigen virtuellen Bildes 13 ist die Optik bzw. der optische Pfad 29 des optischen Moduls 20 in entsprechender Abstimmung der Materialen und der Radien des Achromats 24 und der Konvexlinse 25 und damit in einer be- stimmten Vergrößerung/Brennweite des Achromats 24 und der Kon- vexlinse 25 im Verhältnis zum Abstand /zu den Abständen des Displays 23 zum Achromat 24 und des Achromats 24 zur Konvex- linse 25 ausgebildet.
Die Optik bzw. der optische Pfad 29 des optischen Moduls 20 für die Erzeugung eines vorteilhaften virtuellen Bildes 13 mit einer scheinbaren Bilddiagonale von 90" (228,60 cm) und in ei- ner scheinbaren Entfernung von etwa 10 m kann ausgehend von einem OLED-Display 23 mit einer Bildschirmdiagonale von 0,19" (4,83 mm) beispielsweise nach folgender Abbildung ausgebildet sein:
Figure imgf000066_0001
Das Material des Achromaten 24, der einzelnen Konvexlinse 25 und des Prismas 26 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus feingekühltem Glas mit folgenden Materialbezeichnungen: - Bikonkavlinse des Achromaten 24: SF6
- Bikonvexlinse des Achromaten 24: N-LAK8
- Einzel-Konvexlinse 25: N-BK7
- Prisma 26: N-BK7.
Das vorteilhafte virtuelle Bild 13 wird nach diesem Ausfüh- rungsbeispiel erreicht mit einer Länge des optischen Pfads 29 von nur 43,22 mm vom Austritt des Lichtstrahls 29 aus der Bildquelle (OLED-Display 23) bis zum Eintritt des Lichtstrahls 29 in das Prismas 26.
Die Gesamt-Baulänge des optischen Moduls 20 von der Bildquelle 23 (Display) bis zum Prisma 26 einschließlich der umgebenden mehrteiligen Optikschalung 27 beträgt hierbei nur 49,15 mm.
Die angegeben Maße sind rechnerische Werte, an die die prakti- sche Ausführung des optischen Moduls 20 weitestgehend angenä- hert ist.
Durch die Variation des Abstandes zwischen Display 23 und Achromat 24 lässt sich die scheinbare Entfernung variieren.
Mit dem gezeigten Abstand von 11,4979 mm wird eine scheinbare Entfernung des virtuellen Bildes 13 von etwa 10 m erreicht.
Bei einer Veränderung des Abstandes zwischen Display 23 und Achromat 24 muss jedoch der Abstand zwischen Achromat und Kon- vexlinse 25 gleich bleiben, damit das Bild weiterhin scharf erscheint.
Das Material des Achromaten 24, der einzelnen Konvexlinse 25 und des Prismas 26 kann alternativ aus feingekühltem Glas mit folgenden Materialbezeichnungen bestehen: -Bikonkavlinse des Achromaten 24: H-ZF7LA
-Bikonvexlinse des Achromaten 24: H-LAK7A
-Einzel-Konvexlinse 25: H-K9L
-Prisma 26: N-BK7.
Mit diesen Materialien der optischen Elemente 24, 25, 26 kann ein kostengünstiges optisches Modul 20 bereitgestellt werden, mit dem die Qualität der Bildwiedergabe des virtuellen Bildes 13 in einem noch ausreichenden Maße gewährleistet wird, d. h. ohne die Bildqualität für den Benutzer nachteilig zu beschrän- ken. Auf der ebenfalls im Gehäuse 2 der Head-up-Projektions- Vorrichtung 1 befindlichen Platine 21 sind im Wesentlichen al- le erforderlichen elektronischen Bauteile der Head-up- Projektions-Vorriehtung 1 angeordnet, wie Mikroprozes- sor/Microcontroler, Datenspeicher, Datenschnittstelle (Daten- interface), eine Intertiale Messeinheit (9-DoF-IMU - 9 Degrees of Freedom Inertial Measurment Unit) mit mehreren Trägheits- sensoren (Inertialsensoren), wie 3-achsiger Beschleunigungs- sensor, 3-achsiger Lagesensor (Gyroskop) und 3-achsiger Magne- tometer (Kompass), und weitere elektronische Bauteile, wie der Licht- bzw. Helligkeitssensor 32.
Das Blockschaltbild in Figur 20 zeigt das Funktionsschema der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1, in dem die funktionalen Wechselbeziehungen aller Bauteile im Gehäuse 2 der Head-up- Projektions-Vorrichtung 1 dargestellt sind.
Der Mikroprozessor/Microcontroler übernimmt die Steuerung al- ler Prozesse und die Auswertung der erfassten Daten. Insbeson- dere wird durch den Prozessor die Bildquelle 23 (Display) an- gesteuert.
Es werden durch den Mikroprozessor/Microcontroler über die Da- tenschnittstelle (Daten-Interface) Daten von unterschiedlichen externen HostSystemen (zentrale Datenverarbeitungssysteme), im Weiteren Daten von der integrierten Intertialen Messeinheit und von den integrierten Sensoren erfasst und verarbeitet. Die Datenschnittstelle (Daten-Interface) dient dem drahtlosen Datenaustausch mit zumindest einem Hostsystem (vorzugsweise Smartphone) über ein Drahtlos-Kommunikationssystem wie Blue- tooth oder WIFI. Zusätzlich ist der drahtlose Datenaustausch mit mehreren weiteren HostSystemen (Fahrzeug- / Krad- Elektronik, Smartwatch, Wearables, Headset, Videokamera etc.) möglich.
Die Datenschnittstelle empfängt alle Daten, die nicht durch die integrierten Sensoren bereitgestellt werden(z.B. Geschwin- digkeit, Navigationsanweisungen, Uhrzeit, Benachrichtigungen, Warnmeldungen und sonstige Informationen etc. von den Hostsys- temen).
Die Intertiale Messeinheit ist u. a. zur Lagebestimmung der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 und damit des Helms 4 be- stimmt. Z.B. ist aus der Erfassung von Beschleunigungswerten und der Fahrtrichtung über den Lagesensor und dem Beschleuni- gungssensor eine verbesserte Geschwindigkeitsanzeige gegenüber GPS, auch in Tunnel-Durchfahrten, verfügbar.
Ggf. kann durch entsprechende Kopf-Bewegung mittels des Lage- sensors über den Mikroprozessor/Microcontroler eine differen- zierte Ansteuerung der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 er- folgen.
Der Kompass kann zur Unterstützung einer Offroad-Navigation dienen.
Mittels des Licht- bzw. Helligkeitssensors 32 kann über den Prozessor die Helligkeit des Display 23 angesteuert werden, insbesondere kann ein automatisches Dimmen der Helligkeit des Displays 23 und damit eine Anpassung der Helligkeit des virtu- ellen Bildes 13 an die Umgebungsbedingungen (bspw. bei Tun- nelein- bzw. -ausfahrten, Wechsel des Tag-/ Nachmodus etc.) erfolgen.
Der/ die Akkumulatoren 22 dienen der Energieversorgung für den Betrieb des Mikrocontrolers, der inertialen Messeinheit, der Bildquelle 23, des Lichtsensors und des Kommunikationssystems (Bluetooth, WIFI) in verschiedenen Spannungspegeln. Vorzugs- weise werden Lithium -Ionen-Akkumulatoren 22 verwendet, die durch ihr günstiges Leistungs-Größen-Verhältnis und ihr gerin- ges Gewicht platzsparend und ohne die Head-up-Projektions- Vorrichtung 1 erheblich zu beschweren im Gehäuse 2 der Head- up-Projektions-Vorrichtung 1 angeordnet werden können, was den Tragekomfort der Head-up-Projektions-Vorrichtung 1 weiter ver- bessert.Die Akkumulatoren 22 können über ein anschließbares ex- ternes Netzteil geladen werden, wobei eine übliche Ladeschutz- schaltung die Lithium -Ionen-Akkumulatoren 22 vor Zerstörung bzw. Entflammen schützt.
Diese und weitere aus den Patentansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale können jeweils für sich oder in Kombination als vor- teilhafte Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein, für die hier Schutz beansprucht wird.
Der hierbei verwendete Ausdruck „und/oder", wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden. Wird beispielsweise eine Beziehung beschrieben, die die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Beziehung die Komponenten A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombi- nation; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombinati- on enthalten.
Bezugszeichenliete
1 Head-up-Projektions-Vorriehtung (HUPV)
2 Gehäuse der HUPV symmetrisch a, unsymmetrisch b
3 Grundplatte der HUPV plan, sichelförmig a, gekrümmt streifenförmig b, gekrümmt wannenförmig c, gekrümmt, sichelförmig d
4 Helm, Schutzhelm, Motorrad-Helm a, Fahrrad-Helm b, Bau-Helm c
5 Combiner-Scheibe
6 Netzteilbuchse
7 unteres, flaches Gehäuseteil, unteres Deckelteil
8 oberes schalenförmiges Gehäuseteil, oberes Schalenteil
9 Gehäusewand des oberen Schalenteils
10 Helmschale, äußere Hartschale .1, innere Hartschale .2
11 Helmschild
12 Öffnung des unteren Deckelteils, Öffnung des unteren Schalenteils
13 virtuelles Bild
14 unteres, schalenförmiges Gehäuseteil, unteres Schalen- teil
15 oberes, flaches Gehäuseteil, oberes Deckelteil
16 Haltebolzen
17 Öffnung des unteren Schalenteils
18 Schalter, Taster
19 Vertiefung, Positionstasche der Grundplatte
20 optisches Modul
21 Elektronikmodul, Platine
22 Akkumulator
23 optisches Element, Bildquelle, Display
24 optisches Element, Achromat
25 optisches Element, Konvexlinse
26 optisches Element, Prisma
27 Optikgehäuse, Optikschalung, Schalungselement a, b, c
28 optische Achse
29 Lichtstrahl, optischer Pfad des Lichtstrahls 30 Schienenführung
31 Snap-Teil
32 Licht- bzw. Helligkeitssensor
33 (Permanent-) Magnet
34 (Permanent-) Gegenmagnet
35 Noppe', Noppenaufnahme''
36 umlaufendem Rand, Positionstasche des oberen Deckel- teils
37 Sichtfeld, horizontales a, vertikales b
38 Sichtfenster der Helmschale
39 Visier, Vollvisier
40 Schwenkarm
41 Drehachse
42 Combiner-Halter
43 zweiteiliges Drehlager, erstes, zweites Drehlagerele- ment a, b
44 Bildsektor, horizontaler a, vertikaler b
45 gerade Blickachse
46 Auge
47 Streufeld, Eyebox
48 Mittelachse / Bezugsachse des Gehäuses der HUPV
A Aussparung der Helmschale Ö Öffnungsausschnitt des Helmschildes α Versatzwinkel
DA durchschnittlicher Abstand der Augen (Augendistanz)
ER Entfernung des rechten Auges zum Prisma LV45 Versatzlänge des Prismas gegenüber der geraden Blick- achse 45 des Auges LV48 Versatzlänge des Prismas gegenüber der Mittelachse 48 des Gehäuses M Marker

Claims

Patentansprüche
1. Head-up-Projektions-Vorrichtung (1), ausgebildet zur Anord- nung an oder in einem Helm (4), zur Erfassung und Verarbei- tung von Daten und zur Wiedergabe der Daten in einem virtu- ellen Bild (13) innerhalb des Sichtfeldes eines Auges (46) eines Benutzers des Helms (4), wobei die Head-up- Projektions-Vorrichtung (1) ein Gehäuse (2), in dem Be- triebsmittel zur Erfassung und Verarbeitung von Daten und zur bildgebenden Wiedergabe der Daten angeordnet sind, und eine am Gehäuse (2) angeordnete Combiner-Scheibe (5) auf- weist, wobei das Gehäuse (2) derart längserstreckt und mit einer gekrümmten Geometrie ausgebildet ist, dass das Gehäu- se (2) im Wesentlichen in einem Frontbereich des Helms (4) oberhalb des /der Auge(n) (46) des Benutzer anordenbar ist und die Combiner-Scheibe (5) vor dem Auge (46) des Benut- zers positionierbar ist.
2. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Gehäuses (2) in ei- ner räumlichen Achse X längserstreckt ausgebildet ist und in Richtung einer räumlichen Achse Y gekrümmt ausgebildet ist.
3. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Gehäuses (2) in Richtung einer räumlichen Achse Z gekrümmt ausgebildet ist.
4. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Combiner- Scheibe (5) beweglich am Gehäuse (2) gelagert ist.
5. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Gehäuse (2) angeordneten Betriebsmittel wenigstens ein optisches Modul (20) mit optischen Elementen (23, 24, 25, 26), einen Pro- zessor mit einer Steuerelektronik zur Steuerung des opti- schen Moduls (20) und einen Akkumulator (22) aufweisen.
6. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mehrteilig ausgebildet ist.
7. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Ele- mente (23, 24, 25, 26) des optischen Moduls (20) in einem Optikgehäuse (27) angeordnet sind.
8. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) und/oder die Betriebsmittel derart ausgebildet und angeord- net sind, dass eine durch die optischen Elemente (23, 24, 25, 26) realisierte optische Achse (28) im Wesentlichen in Richtung der räumlichen Achse X erstreckt ist.
9. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass eine Bildquelle (23) vorgesehen ist, welche OLEDs, vorzugsweise mehrfarbig aus- strahlende OLEDs, aufweist.
10. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass eine Bildquelle (23) vorgesehen ist, welche OLEDs aufweist, die monochromes Licht, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von etwa 564nm, ausstrahlen.
11. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die OLEDs eine Lichtstärke von 12.000 cd/m2 bis 20.000 cd/m2, vorzugsweise bis 25.000 cd/m2 aufweisen.
12. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch Befestigungsmittel zur mittelbaren, lösbaren Befestigung des Gehäuses (2) am oder im Helm (4), wobei die Befestigungsmittel eine Grundplatte (3) aufweisen, die korrespondierend zur Geometrie des Ge- häuses (2) ausgebildet ist und mit dem Gehäuse (2) lösbar verbindbar ist.
13. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel Verbindungsele- mente (30, 31, 19, 33, 36, 34) einer Klettverschluss- Verbindung, Steckverbindung oder Magnet-Verbindung aufwei- sen.
14. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (30, 31, 19, 33, 36, 34) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Anordnung des Gehäuses (2) in Bezug zur Grundplatte (3) im Wesentlichen in Richtung der räumlichen Achse X seit- wärts versetzbar ist.
15. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verstellmittel zum Verstel- len und Fixieren einer Position der, vorzugsweise drehbar gelagerten Combiner-Scheibe (5) gegenüber dem Gehäuse (2).
16. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellmittel einen in ein Ver- zahnungsprofil eingreifenden Schwenkarm (40) aufweisen.
17. Head-up-Projektions-Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellmittel ein in einem Dreh- lager (43) angeordnetes Klemmstück aufweisen.
18. Helm, ausgebildet zur Anordnung einer Head-up-Projektions- Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche an oder in dem Helm (4).
19. Helm nach Anspruch 18, ausgebildet zur integrierten Anord- nung zumindest eines Teils der Head-up-Projektions- Vorrichtung (1) an oder im Helm (4).
20. Helm nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Helmschale (10) des Helms (4), vorzugsweise eine inne- re Hartschale (10.2) der Helmschale (10), eine Aussparung A aufweist, in der das Gehäuse (2) der Head-up-Projektions- Vorrichtung (1) und / oder eine Grundplatte (3) zumindest teilweise anordenbar ist.
21. Helm nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die
Aussparung A derart ausgebildet ist, dass die integrierbare Grundplatte (3) im Wesentlichen bündig zur Helmschale (10) anordenbar ist und / oder die Grundplatte (3) die Ausspa- rung A konturkonform auskleidet.
22. Helm nach einen der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Aussparung A und / oder die integrierba- re Grundplatte (3) eine Ausbuchtung für einen Eingriff zur Entnahme des Gehäuses (2) aus der Aussparung A bzw. von der integrierbaren Grundplatte (3) aufweist.
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