WO2023061912A1 - Kopf-oben-anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2023061912A1
WO2023061912A1 PCT/EP2022/078049 EP2022078049W WO2023061912A1 WO 2023061912 A1 WO2023061912 A1 WO 2023061912A1 EP 2022078049 W EP2022078049 W EP 2022078049W WO 2023061912 A1 WO2023061912 A1 WO 2023061912A1
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display device
holding
holding device
generation unit
image generation
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PCT/EP2022/078049
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Fatih DILAVER
Karl Simonis
Oezguer Salmanoglu
Daniel Kuntze
Joachim Rath
Juergen Schwaderer
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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Publication date
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    • B60K2360/96—Manufacturing of instruments by assembling

Definitions

  • the invention relates to a head-up display device for a motor vehicle, having a housing part in which an image generation unit of the display device is arranged.
  • the image generation unit is designed to provide an image which can be projected onto a translucent projection surface.
  • the image generation unit can be exposed to light by means of an illumination device of the head-up display device.
  • DE 10 2009 011 908 A1 describes a head-up display with an image generation device for generating an image and with an optical system for projecting the image onto a windshield of a vehicle.
  • the head-up display includes a light system for illuminating the imaging device.
  • the lighting system includes light sources that are followed by a light mixing geometry.
  • the light mixing geometry has reflective boundary surfaces on the inside to mix the light from the light sources. This is intended to achieve more efficient backlighting of the image generation device.
  • a head-up display device of this type too, it is a challenge to keep mechanical tolerances as small as possible. Because if the image generation unit is positioned imprecisely in a housing due to tolerances, this leads to poor quality of the image that the user looking at the transparent projection surface sees. If the head-up display device is installed in the motor vehicle, the user of the display device can be the driver of the motor vehicle in particular.
  • Inaccuracies with regard to the positioning of the image generation unit can lead to a distortion of the image generated by the image generation unit. This is disadvantageous.
  • an exit opening through which the image generated by the image generation unit reaches the transparent projection surface can be dimensioned larger than would be necessary if the tolerances were smaller.
  • at least one mirror of the display device, which reflects the image generated by the image generation unit towards the projection surface can be larger be formed than would be provided with lower tolerances. Such measures are disadvantageous with regard to the space requirement.
  • the object of the present invention is to provide a head-up display device of the type mentioned at the outset, in which a particularly precise positioning of the image generation unit relative to the housing part is achieved.
  • the image generation unit is designed to provide an image which can be projected onto a light-transmissive projection surface.
  • the head-up display device includes an illumination device, by means of which light can be applied to the image generation unit.
  • a holding device is fixed to the housing part, with the image generation unit being held on the holding device.
  • the image generation unit is held or positioned directly by means of the holding device, the holding device in turn being fastened or fixed to the housing part.
  • a particularly precise positioning of the image generation unit relative to the housing part is achieved by directly fixing or holding the image generation unit on the holding device or by means of the holding device.
  • a corresponding tolerance chain is comparatively short.
  • inaccuracies in the positioning of the Image generation unit can be largely avoided relative to the housing part.
  • the image provided by the image generation unit when it is in operation is thus advantageously placed at a specified position.
  • distortions of the image provided by the image generation unit during operation of the same can be avoided to a particularly large extent.
  • Another consequence of this is that a calibration of the respective head-up display device after it has been assembled or installed in the motor vehicle can be avoided. Therefore, the effort associated with a corresponding check and calibration of the head-up display device is avoided to a very large extent.
  • the holding device is also precisely positioned relative to the lighting device, backlighting of the image generation unit with the light emitted by the lighting device during operation of the same is improved.
  • a large number of components do not have to be provided in order to fix the image generation unit on the one hand and the lighting device on the other hand relative to the housing part. Rather, the holding device assumes the function of fixing the image generation unit relative to the housing part.
  • the holding device arranged in the area of the lighting device, in particular in the direction of light emission of the lighting device in front of the lighting device advantageously ensures very precise and easily reproducible positioning of the image generation unit relative to the lighting device.
  • the tolerance chain is shortened and thus the overall tolerances are reduced, since the optical components of the image generation unit are referenced to the holding device that holds the image generation unit.
  • the head-up display device designed as a head-up display (“head-up display”) is also referred to synonymously here simply as a display device.
  • the image provided by the image generation device can be projected onto a transparent projection surface in the form of a windscreen of the motor vehicle.
  • the image generation unit preferably comprises a pane arrangement which is in direct contact with the holding device and is held by the holding device. It is advantageous here that there is no frame or screen, which is usually provided in an image generation unit comprising a pane arrangement with at least two panes. Since such a frame or such a screen is not in direct contact with the holding device, but rather the pane arrangement, which preferably comprises the at least two translucent panes, is in direct contact with the holding device, the tolerances are reduced to a particularly large extent or the chain of tolerances is particularly greatly shortened.
  • the holding device makes direct contact with the at least one pane of the pane arrangement, a particularly direct positioning of the image generation unit on the holding device and via the holding device on the housing part is achieved. This is particularly advantageous with regard to the precise positioning of the image generation unit relative to the housing part.
  • At least one holding arm of the holding device lies on an in
  • the at least one holding arm ensures a particularly precise positioning of one of the narrow sides of the disk arrangement relative to the housing part.
  • the holding arm exerts pressure on the upper narrow side of the pane arrangement, for example by the holding arm being prestressed by means of a spring or the like.
  • the holding arm can therefore apply a compressive force to the upper narrow side, which is conducive to particularly secure holding of the pane arrangement.
  • a lower narrow side of the disk arrangement in the vertical direction of the display device rests on at least one support element of the holding device, the lower narrow side being supported by the at least one support element.
  • the at least one support element advantageously provides a precise support for the pane arrangement of the holding device. This is also conducive to precise positioning of the image generation unit relative to the housing.
  • the disk arrangement of the image generation unit is positioned particularly reliably and reproducibly in the vertical direction of the display device.
  • the holding device preferably has a plurality of contact points, on which a rear side of the pane arrangement facing the lighting device rests.
  • the pane arrangement can have a pane package comprising two translucent panes, with the rear pane, ie the pane facing the lighting device, lying against the contact points.
  • Such contact points ensure precise positioning of the pane arrangement transversely, in particular perpendicularly, to a flat extension of the pane arrangement. Also this is advantageous with regard to the precise positioning of the image generation unit relative to the housing part.
  • the holding device has a stop element, against which a lateral narrow side of the pane arrangement is pressed in relation to a vertical direction of the display device.
  • the holding device has, on a side opposite the stop element, a spring element which applies pressure directed towards the stop element to a further lateral narrow side of the pane arrangement.
  • the holding device preferably comprises a holding frame, a chamber of the display device being delimited by the holding frame and by a carrier part on which at least one light source of the lighting device is arranged.
  • the image generation unit is arranged in front of a front light outlet opening of the chamber. In this way, a very precise positioning of the image generation unit relative to the light sources of the illumination device is also achieved.
  • the holding frame can advantageously be used to hold other components of the display device. As a result, the holding frame can be used in a particularly diverse manner.
  • a diffuser element is preferably held by means of the holding device, which is designed to scatter the light emitted by the lighting device during operation of the lighting device. In this way, a very uniform application of the light to the image generation unit can be achieved during operation of the lighting device. This is advantageous with regard to good recognisability and high quality of the image provided by the image generation unit when it is in operation.
  • a plate or disk, in particular a diffusing disk, formed from a translucent plastic, for example, can be used as the diffuser element. Furthermore, due to the arrangement of the diffuser element on the holding device extended functionality of the holding device provided. This is because the holding device serves on the one hand as a diffuser holder and on the other hand for directly holding the image generation unit.
  • the light outlet opening of the chamber is preferably closed by means of the diffuser element. This prevents dirt from undesirably entering the chamber via the light outlet opening. Furthermore, the diffuser element ensures that all of the light leaving the chamber via the light outlet opening on the front is scattered by means of the diffuser element.
  • the chamber is preferably designed to be light-reflecting on the inside and/or is provided with a reflector device on the inside. In this way, it is ensured that the light emitted by the lighting device during operation of the same reaches the light outlet opening of the chamber in a particularly large amount, in front of which the image generation unit is arranged. This is accompanied by a high light output.
  • such a reflector is positioned very precisely relative to the image generation unit. This is conducive to improved lighting or backlighting of the image generation unit by means of the lighting device.
  • At least one end area of the holding device is preferably engaged with a carrier part of the lighting device. This achieves a very precise positioning of the holding device relative to the lighting device.
  • the at least one end area of the holding device can engage in a recess which is formed in the carrier part.
  • At least one light source of the lighting device can be arranged on the carrier part of the lighting device, in particular designed as a printed circuit board.
  • the carrier part is preferably fixed to the housing part, in particular by screwing the carrier part to the housing part. If, in addition, the at least one end region of the holding device is in engagement with the carrier part, this is advantageous for precise positioning of the holding device relative to the housing part.
  • the holding device preferably has two holding tabs which are formed in one piece with a base body of the holding device. In this case, the holding device is fixed to the housing part via the holding tabs.
  • the one-piece design of the holding tabs with the base body of the holding device is advantageous with regard to a very precise positioning of the holding device on the housing part. This in turn is conducive to the precise positioning of the image generation unit relative to the housing part.
  • respective screws can be passed through passage openings formed in the holding tabs.
  • the image generation unit is preferably designed as a liquid crystal screen.
  • the liquid crystal screen can be in the form of an active matrix display which contains a matrix of thin-film transistors.
  • thin-film transistors can be arranged between two translucent panes of a pane arrangement of the liquid-crystal screen.
  • a very precise positioning of the liquid crystal screen relative to the housing part can be achieved because the panes of the pane arrangement are held directly on the holding device.
  • a holding device which is fixed to a housing part of the display device, holds a disk arrangement of an image generation unit of the head-up display device directly;
  • FIG. 2 shows the display device according to FIG. 1 in a partially sectioned plan view
  • FIG. 3 shows a perspective view of a detail of the display device according to FIG. 1 in a front view of a front side of the pane arrangement.
  • housing part 12 of a head-up display device for a motor vehicle which is also simply referred to below for reasons of simplicity as display device 10 , is shown in detail in FIG. 1 .
  • housing part 12 is a lower housing part 12 of display device 10 in relation to an installation position of display device 10 in the motor vehicle.
  • an upper housing part (not shown) of the display device 10 is on the lower housing part 12 arranged.
  • the upper housing part has an outlet opening provided with a translucent film or similar cover, via which an image can be projected onto a translucent projection surface.
  • the front pane or windshield of the motor vehicle can serve as this light-transmitting projection surface.
  • the image projected onto the projection surface is provided by an image generation unit 14 of the display device 10 .
  • the image generation unit 14 comprises a pane arrangement 16 which has two panes (not shown in detail here), in particular glass panes, and the thin-film transistors arranged between the two panes.
  • the pane arrangement 16 is held directly on a holding device 18 which in turn is fixed to the housing part 12 .
  • the holding device 18 can have two holding tabs 20, 22, via which the holding device 18 is fixed to the housing part 12.
  • respective screws 24 are guided through passage openings which are formed in the retaining tabs 20, 22 (compare FIG. 2).
  • the holding device 18 also includes a holding frame 26, through which a chamber 28 (see FIG. 2) of the display device 10 is delimited in the circumferential direction.
  • a reflector device or a reflector 30 can be arranged in the chamber 28 formed or delimited in some areas by the holding frame 26 of the holding device 18 .
  • the reflector 30 ensures a high luminous efficiency during operation of a lighting device 32 (compare FIG. 2) of the display device 10.
  • the lighting device 32 is provided or designed here for backlighting the image generation unit 14. Accordingly, when the display device 10 is in operation, the image provided by the image generation unit 14 is exposed to light which is emitted by light sources of the illumination device 32 .
  • light sources in the form of light-emitting diodes 34 are shown schematically in FIG. 2, of which only a few are provided with a reference number for reasons of clarity.
  • the light emitted by the light-emitting diodes 34 is used to a particularly large extent due to the provision of the reflector 30, which is arranged on an inner side of the holding frame 26 (compare FIG. 2), in order to expose the image generation unit 14 to light or to backlight it.
  • a diffuser element or a diffuser 36 can be arranged in the path of the light from the light sources, presently in the form of the light-emitting diodes 34, to the image generation unit 14, which is shown in section in FIG.
  • the diffuser 36 embodied, for example, as a translucent plastic plate or a diffusing disk of this type ensures, in particular, that the light emitted by the light-emitting diodes 34 impinges on the image generation unit 14 uniformly.
  • the holding device 18 can be referred to here as a diffuser holder.
  • the transparent diffuser 36 closes or covers a front light outlet opening of the chamber 28, which is delimited in the circumferential direction by the holding frame 26 (cf. FIG. 2).
  • the chamber 28 is delimited by a carrier part in the form of a printed circuit board 38, on which the light sources in the present case in the form of the light-emitting diodes 34 are held (compare FIG. 2).
  • the printed circuit board 38 thus serves as a carrier part for the light sources of the lighting device 32.
  • the printed circuit board 38 is also screwed to the housing part 12 by means of at least one screw 40 (cf. FIG. 2).
  • the image provided by image generation unit 14 during operation of the same is projected onto the projection surface, for example in the form of the windshield of the motor vehicle, via at least one mirror (not shown) through the exit opening, which is formed in the upper housing part (also not shown) of display device 10 , projected.
  • a mirror of the display device 10 can be used for this projection of the image onto the projection surface, which mirror ensures that the image is enlarged.
  • the image generation unit 14 is positioned very precisely relative to the housing part 12, as is the case with the one shown here Display device 10 is the case.
  • This precise positioning of the image generation unit 14 is achieved by the holding device 18, which will be explained in more detail below.
  • the pane arrangement 16 of the image generation unit 14, ie the pane package comprising the present two panes is in direct contact with the holding device 18 or is held directly on the holding device 18.
  • TFT displays which have frame-shaped screens which run around the pane arrangement or the pane pack.
  • a screen or a frame in the form of a screen can be arranged on a front side of the pane assembly and also on a rear side of the pane assembly.
  • additional tolerances must be taken into account with regard to the positioning of the pane arrangement 16, which result from the arrangement of the pane arrangement 16 relative to the frame.
  • the pane arrangement 16 is held directly or immediately on the holding device 18 .
  • the holding device 18 is in direct contact with at least one pane of the pane arrangement 16 or the pane pack.
  • a particularly short tolerance chain is achieved. This leads to a very precise or accurate positioning of the pane arrangement 16 and thus the optically effective components of the image generation unit 14, because they provide the image, relative to the housing part 12 of the display device 10.
  • the present frameless pane arrangement 16 makes possible direct mounting and positioning of the image generation unit 14 on the holding device 18 , presently designed as a diffuser holder, is made possible.
  • This positioning of the image generation unit 14 relative to the housing part 12 remains precise, regardless of possible tolerances with which the arrangement of the display device 10 in the motor vehicle may be subject. Therefore, the display device 10 can be used to precisely project an image that has been created or provided at least largely free of distortion onto the light-transmitting projection surface.
  • the holding device 18 is advantageously positioned in the form of the
  • Diffuser holder also the reflector 30 and the imaging unit 14 very precisely relative to each other. This ensures particularly good backlighting of the mounted image generation unit 14 when the display device 10 is in operation.
  • two holding arms 42 , 44 starting from the holding frame 26 are arranged in an upper area of the holding device 18 .
  • the two holding arms 42, 44 are spaced apart from one another in a transverse direction x of the display device 10, which is illustrated in FIG. 1 as well as a vertical direction z of the display device 10 and a depth direction y of the display device 10 by a coordinate system.
  • the retaining arms 42, 44 exert pressure on an upper narrow side 46 of the pane arrangement 16 in the vertical direction z.
  • respective lugs 48 of the holding arms 42, 44 lie directly on the upper narrow side 46 of the disk arrangement 16.
  • a lower narrow side 50 of the pane arrangement 16, which is opposite the upper narrow side 46 in the vertical direction z, rests on two support elements 52, 54, which, like the retaining arms 42, 44, which are designed to be resilient or spring-loaded in the present case, are designed in one piece with a base body of the retaining device 18 .
  • pane arrangement 16 Since the pane arrangement 16 is clamped in the vertical direction z between the present resilient holding arms 42, 44 and the support elements 52, 54, the pane arrangement 16 is positioned very precisely on the holding device 18 in the vertical direction z.
  • the tabs 48 of the holding arms 42, 44 are spaced further from the diffuser 36 in the depth direction y of the display device 10 or of the chamber 28 than the contact points of the support elements 52, 54, which are spaced apart from one another in the transverse direction x, and on which the lower narrow side 50 of the pane arrangement 16 rests .
  • the disk arrangement 16 is oriented in an inclined manner relative to the diffuser 36 in the present case, while the diffuser 36 extends essentially in the vertical direction z and the transverse direction x.
  • This orientation, which is inclined relative to the x-z plane, of the disk arrangement 16 of the image generation unit 14 shown in FIG. 2 in a partially sectioned manner can also be seen in FIG.
  • a rear end region 66 of the holding frame 26 can be introduced into or can engage in a recess 68 which is formed in the printed circuit board 38 .
  • the rear end area 66 of the for this purpose, the holding frame 26 can be designed to taper towards the printed circuit board 38, as can also be seen in FIG.
  • Such an interaction of the holding frame 26 with the printed circuit board 38 is advantageous with regard to a precise positioning of the holding device 18 relative to the lighting device 32 .
  • a further end area 70 of the holding frame 26 can bear against a narrow side 72 of the printed circuit board 38 .
  • the holding device 18 has a plurality of contact points 56 on which a rear side of the pane arrangement 16 facing the lighting device 32 rests.
  • the contact points 56 are arranged in the vicinity of the respective corner regions of the present rectangular pane arrangement 16 (compare FIG. 1).
  • the two upper contact points 56 in the vertical direction z are presently provided by the holding arms 42, 44.
  • the two lower contact points 56 in the vertical direction z are arranged adjacent to the support elements 52, 54 in the present case. If the disk arrangement 16 rests against these contact points 56, a very precise positioning of the disk arrangement 16 is also achieved in the depth direction y of the display device 10.
  • FIG. 3 the two upper contact points 56 are shown in a front view. Furthermore, it can be clearly seen from FIG. 3 in particular how, in the present case, the pane arrangement 16 of the image generation unit 14 is held in a precise and positionally accurate manner by the holding device 18 in the transverse direction x. This is because the holding device 18 comprises, on the one hand, a stop element 58 against which a lateral narrow side 60 (cf. FIG. 1) of the pane arrangement 16 is pressed.
  • the pressure is applied by a spring element 62 of the holding device 18, which is opposite the stop element 58 in the transverse direction x.
  • the spring element 62 applies a pressure directed towards the stop element 58 to a further lateral narrow side 64 (compare FIG. 1 ) of the disc arrangement 16 .
  • a very precise mounting of the pane arrangement 16 on the holding device 18 is also achieved in the transverse direction x.
  • both the stop element 58 and the spring element 62 are in direct contact with the at least one disk of the disk arrangement 16 .
  • the examples show how a head-up display device 10 or a head-up display with a particularly extensively shortened tolerance chain in relation to the positioning of the image generation unit 14 can be provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuseteil (12), in welchem eine Bilderzeugungseinheit (14) der Anzeigevorrichtung (10) angeordnet ist. Die Bilderzeugungseinheit (14) ist zum Bereitstellen eines Bilds ausgebildet, welches auf eine lichtdurchlässige Projektionsfläche projizierbar ist. Mittels einer Beleuchtungseinrichtung der Anzeigevorrichtung (10) ist die Bilderzeugungseinheit (14) mit Licht beaufschlagbar. Im Bereich der Beleuchtungseinrichtung ist eine Halteeinrichtung (18) an dem Gehäuseteil (12) festgelegt, wobei die Bilderzeugungseinheit (14) an der Halteeinrichtung (18) gehalten ist.

Description

Kopf-oben-Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Kopf-oben-Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuseteil, in welchem eine Bilderzeugungseinheit der Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Die Bilderzeugungseinheit ist zum Bereitstellen eines Bilds ausgebildet, welches auf eine lichtdurchlässige Projektionsfläche projiziert werden kann. Mittels einer Beleuchtungseinrichtung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung ist die Bilderzeugungseinheit mit Licht beaufschlagbar.
Die DE 10 2009 011 908 A1 beschreibt ein Head-up-Display mit einer Bilderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Bilds und mit einem optischen System zur Projektion des Bilds in eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs. Das Head-up- Display umfasst ein Lichtsystem zum Beleuchten der Bilderzeugungseinrichtung. Das Lichtsystem umfasst Lichtquellen, denen eine Lichtmischgeometrie nachgeschaltet ist. Die Lichtmischgeometrie weist an der Innenseite reflektierende Begrenzungsflächen auf, um das Licht der Lichtquellen zu mischen. So soll eine effizientere Hinterleuchtung der Bilderzeugungseinrichtung erreicht werden.
Auch bei einer derartigen Kopf-oben-Anzeigevorrichtung stellt es eine Herausforderung dar, mechanische Toleranzen möglichst gering zu halten. Denn wenn die Bilderzeugungseinheit aufgrund von Toleranzen ungenau in einem Gehäuse positioniert ist, führt dies zu einer schlechten Qualität des Bilds, welches der auf die lichtdurchlässige Projektionsfläche blickende Nutzer sieht. Wenn die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung in das Kraftfahrzeug eingebaut ist, so kann es sich bei dem Nutzer der Anzeigevorrichtung insbesondere um den Fahrer des Kraftfahrzeugs handeln.
Ungenauigkeiten im Hinblick auf die Positionierung der Bilderzeugungseinheit können etwa zu einer Verzerrung des von der Bilderzeugungseinheit erzeugten Bilds führen. Dies ist nachteilig. Um derartige Ungenauigkeiten zu kompensieren, kann beispielsweise eine Austrittsöffnung, durch welche hindurch das von der Bilderzeugungseinheit erzeugte Bild auf die lichtdurchlässige Projektionsfläche gelangt, größer bemessen werden als dies bei Vorliegen geringerer Toleranzen erforderlich wäre. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Spiegel der Anzeigevorrichtung, welcher das von der Bilderzeugungseinheit erzeugte Bild hin zu der Projektionsfläche reflektiert, größer ausgebildet werden als dies bei geringeren Toleranzen vorzusehen wäre. Derartige Maßnahmen sind im Hinblick auf den Bauraumbedarf nachteilig.
Des Weiteren machen es Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Bilderzeugungseinheit erforderlich, dass nach dem Einbau der Kopf-oben- Anzeigevorrichtung in das Kraftfahrzeug die Anzeigevorrichtung aufwendig mittels einer Kamera geprüft werden muss. Zudem sind im Hinblick auf eine gegebenenfalls auftretende Verzerrung des Bilds individuelle Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Auch eine solche Kalibrierung ist mit einem hohen Aufwand verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kopf-oben-Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine besonders präzise Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu dem Gehäuseteil erreicht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Kopf-oben-Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Die erfindungsgemäße Kopf-oben-Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Gehäuseteil, in welchem eine Bilderzeugungseinheit der Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Die Bilderzeugungseinheit ist zum Bereitstellen eines Bilds ausgebildet, welches auf eine lichtdurchlässige Projektionsfläche projizierbar ist. Die Kopf-oben-Anzeigevorrichtung umfasst eine Beleuchtungseinrichtung, mittels welcher die Bilderzeugungseinheit mit Licht beaufschlagbar ist. Im Bereich der Beleuchtungseinrichtung ist eine Halteeinrichtung an dem Gehäuseteil festgelegt, wobei die Bilderzeugungseinheit an der Halteeinrichtung gehalten ist.
Folglich ist die Bilderzeugungseinheit direkt mittels der Halteeinrichtung in Position gehalten oder positioniert, wobei die Halteeinrichtung wiederum an dem Gehäuseteil festgelegt oder fixiert ist. Durch die unmittelbare Festlegung oder Halterung der Bilderzeugungseinheit an der Halteeinrichtung oder mittels der Halteeinrichtung ist eine besonders präzise Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu dem Gehäuseteil erreicht. Und weil zwischen der Bilderzeugungseinheit und der Halteeinrichtung keine weiteren Komponenten angeordnet sind, ist eine entsprechende Toleranzkette vergleichsweise kurz. Dadurch können Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu dem Gehäuseteil besonders weitgehend vermieden werden.
Das von der Bilderzeugungseinheit im Betrieb derselben bereitgestellte Bild ist somit in vorteilhafter Weise an einer spezifizierten Position platziert. Dadurch können Verzerrungen des von der Bilderzeugungseinheit im Betrieb derselben bereitgestellten Bilds besonders weitgehend vermieden werden. Dies hat weiter zur Folge, dass eine Kalibrierung der jeweiligen Kopf-oben-Anzeigevorrichtung nach deren Montage oder Einbau in das Kraftfahrzeug vermieden werden kann. Daher wird der mit einer entsprechenden Überprüfung und Kalibrierung der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung einhergehende Aufwand sehr weitgehend vermieden.
Und weil die Halteeinrichtung zudem relativ zu der Beleuchtungseinrichtung präzise positioniert ist, ist eine Hinterleuchtung der Bilderzeugungseinheit mit dem Licht verbessert, welches von der Beleuchtungseinrichtung im Betrieb derselben abgegeben wird. Außerdem brauchen nicht eine Vielzahl von Komponenten vorgesehen zu werden, um die Bilderzeugungseinheit einerseits und die Beleuchtungseinrichtung andererseits relativ zu dem Gehäuseteil zu fixieren. Vielmehr übernimmt die Halteeinrichtung die Funktion der Fixierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu dem Gehäuseteil. Und die im Bereich der Beleuchtungseinrichtung, insbesondere in Richtung einer Lichtabgabe der Beleuchtungseinrichtung vor der Beleuchtungseinrichtung, angeordnete Halteeinrichtung sorgt in vorteilhafter Weise für eine sehr genaue und gut reproduzierbare Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu der Beleuchtungseinrichtung.
Es wird also bei der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung insbesondere eine Verkürzung der Toleranzkette und somit eine Verringerung der insgesamt vorhandenen Toleranzen erreicht, da die optischen Komponenten der Bilderzeugungseinheit auf die Halteeinrichtung referenziert sind, welche die Bilderzeugungseinheit hält.
Aufgrund der geringeren Toleranzen beziehungsweise der verkürzten Toleranzkette wird eine höhere Präzision bei der Positionierung der Bilderzeugungseinheit erreicht. Folglich kann auch eine besonders große Fläche der Bilderzeugungseinheit zum Bereitstellen des Bilds genutzt werden. Dies geht mit einer verbesserten Qualität des virtuellen Bilds einher, welches im Betrieb der Kopf-oben-Anzeigevorrichtung auf die lichtdurchlässige Projektionsfläche projiziert wird. Denn die das Bild bereitstellende Fläche der Bilderzeugungseinheit kann sehr effektiv genutzt, insbesondere besonders weitgehend ausgenutzt werden. Die als Head-up-Display („Kopf-oben-Anzeige“) ausgebildete Kopf-oben- Anzeigevorrichtung wird der Einfachheit halber vorliegend synonym auch lediglich als Anzeigevorrichtung bezeichnet. Im Betrieb der Anzeigevorrichtung kann das von der Bilderzeugungseinrichtung bereitgestellte Bild auf eine lichtdurchlässige Projektionsfläche in Form einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs projiziert werden. Des Weiteren ist es möglich, das Bild auf eine als sogenannter Combiner ausgebildete, lichtdurchlässige und das Bild reflektierende Scheibe zu projizieren, welche als von der Frontscheibe oder Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs separates Bauteil ausgebildet ist. In beiden Fällen ist es vorteilhaft, dass die Qualität des sehr weitgehend verzerrungsfreien Bilds, welches von der korrekt und präzise positionierten Bilderzeugungseinheit im Betrieb der Anzeigevorrichtung bereitgestellt wird, besonders hoch ist.
Vorzugsweise umfasst die Bilderzeugungseinheit eine Scheibenanordnung, welche mit der Halteeinrichtung in unmittelbarem Kontakt steht und mittels der Halteeinrichtung gehalten ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass auf einen Rahmen beziehungsweise eine Blende verzichtet ist, welcher oder welche üblicherweise bei einer eine Scheibenanordnung mit wenigstens zwei Scheiben umfassenden Bilderzeugungseinheit vorgesehen ist. Indem nicht ein derartiger Rahmen oder eine derartige Blende mit der Halteeinrichtung in unmittelbarem Kontakt ist, sondern die Scheibenanordnung, welche vorzugsweise die wenigstens zwei lichtdurchlässigen Scheiben umfasst, direkt die Halteeinrichtung kontaktiert, sind die Toleranzen besonders weitgehend reduziert beziehungsweise ist die Toleranzkette besonders stark verkürzt.
Wenn demgegenüber nicht die wenigstens eine Scheibe der Scheibenanordnung direkt oder unmittelbar mit der Halteeinrichtung in Kontakt ist, sondern der Rahmen oder die Blende, so ergeben sich zusätzliche Toleranzen, welche durch das Vorhandensein des Rahmens beziehungsweise der um die wenigstens eine Scheiben umlaufenden Blende bedingt sind. Indem die Halteeinrichtung direkt oder unmittelbar die wenigstens eine Scheibe der Scheibenanordnung kontaktiert, ist eine besonders direkte Positionierung der Bilderzeugungseinheit an der Halteeinrichtung und über die Halteeinrichtung an dem Gehäuseteil erreicht. Dies ist im Hinblick auf die präzise Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu dem Gehäuseteil besonders vorteilhaft.
Vorzugsweise liegt wenigstens ein Haltearm der Halteeinrichtung an einer in
Hochrichtung der Anzeigevorrichtung oberen Schmalseite der Scheibenanordnung an. So sorgt der wenigstens eine Haltearm für eine besonders präzise Positionierung einer der Schmalseiten der Scheibenanordnung relativ zu dem Gehäuseteil.
Dies gilt insbesondere, wenn der Haltearm auf die obere Schmalseite der Scheibenanordnung einen Druck ausübt, etwa indem der Haltearm mittels einer Feder oder dergleichen vorgespannt ist. Der Haltearm kann also eine Druckkraft auf die obere Schmalseite aufbringen, was einer besonders sicheren Halterung der Scheibenanordnung zuträglich ist.
Auf diese Weise kann außerdem erreicht werden, dass eine Bewegung der Scheibenanordnung relativ zu der Halteeinrichtung besonders weitgehend unterbunden ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn im Fährbetrieb des mit der Kopf- oben-Anzeigevorrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs Schwingungen beziehungsweise Vibrationen auftreten, welche in das Gehäuseteil und somit auch die Halteeinrichtung eingebracht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass eine in Hochrichtung der Anzeigevorrichtung untere Schmalseite der Scheibenanordnung auf wenigstens einem Stützelement der Halteeinrichtung aufliegt, wobei die untere Schmalseite mittels des wenigstens einen Stützelements abgestützt ist. Durch das wenigstens eine Stützelement ist in vorteilhafter Weise eine präzise Auflage für die Scheibenanordnung der Halteeinrichtung bereitgestellt. Auch dies ist einer präzisen Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu dem Gehäuse zuträglich.
Wenn die Halteeinrichtung sowohl den wenigstens einen Haltearm als auch das wenigstens eine Stützelement aufweist, so ist die Scheibenanordnung der Bilderzeugungseinheit in Hochrichtung der Anzeigevorrichtung besonders zuverlässig und reproduzierbar positioniert.
Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung eine Mehrzahl von Anlagestellen auf, an welchen eine der Beleuchtungseinrichtung zugewandte Rückseite der Scheibenanordnung anliegt. Beispielsweise kann die Scheibenanordnung ein zwei lichtdurchlässige Scheiben umfassendes Scheibenpaket aufweisen, wobei die rückwärtige Scheibe, also die der Beleuchtungseinrichtung zugewandte Scheibe, an den Anlagestellen anliegt. Derartige Anlagestellen sorgen für eine präzise Positionierung der Scheibenanordnung quer, insbesondere senkrecht, zu einer flächigen Erstreckung der Scheibenanordnung. Auch dies ist im Hinblick auf die präzise Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu dem Gehäuseteil vorteilhaft.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Halteeinrichtung ein Anschlagelement aufweist, gegen welches eine bezogen auf eine Hochrichtung der Anzeigevorrichtung seitliche Schmalseite der Scheibenanordnung gedrückt ist. Hierbei weist die Halteeinrichtung an einer dem Anschlagelement gegenüberliegenden Seite ein Federelement auf, welches einen zu dem Anschlagelement hin gerichteten Druck auf eine weitere seitliche Schmalseite der Scheibenanordnung aufbringt. Durch ein Zusammenwirken des Federelements mit dem Anschlagelement kann insbesondere in eine Querrichtung der Anzeigevorrichtung, also senkrecht zu der Hochrichtung, eine sehr präzise und gut reproduzierbar einstellbare Positionierung der Scheibenanordnung erreicht werden. Zudem sorgt das Zusammenwirken des Federelements mit dem Anschlagelement für eine ruckelfreie Halterung der Scheibenanordnung an der beziehungsweise mittels der Halteeinrichtung.
Vorzugsweise umfasst die Halteeinrichtung einen Halterahmen, wobei durch den Halterahmen und durch ein Trägerteil, an welchem wenigstens eine Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, eine Kammer der Anzeigevorrichtung begrenzt ist. Hierbei ist die Bilderzeugungseinheit vor einer frontseitigen Lichtauslassöffnung der Kammer angeordnet. Auf diese Weise ist zudem eine sehr präzise Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu den Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung erreicht. Außerdem kann der Halterahmen in vorteilhafter Weise zur Halterung von weiteren Komponenten der Anzeigevorrichtung verwendet werden. Dadurch ist eine besonders vielfältige Nutzungsmöglichkeit des Halterahmens gegeben.
Vorzugsweise ist mittels der Halteeinrichtung ein Diffusorelement gehalten, welches zum Streuen des im Betrieb der Beleuchtungseinrichtung von der Beleuchtungseinrichtung abgegebenen Lichts ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine sehr gleichmäßige Beaufschlagung der Bilderzeugungseinheit mit dem Licht im Betrieb der Beleuchtungseinrichtung erreicht werden. Dies ist im Hinblick auf eine gute Erkennbarkeit und hohe Qualität des von der Bilderzeugungseinheit im Betrieb derselben bereitgestellten Bilds vorteilhaft.
Als Diffusorelement kann beispielsweise eine aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gebildete Platte oder Scheibe, insbesondere Streuscheibe, verwendet werden. Des Weiteren ist aufgrund der Anordnung des Diffusorelements an der Halteeinrichtung eine erweiterte Funktionalität der Halteeinrichtung bereitgestellt. Denn die Halteeinrichtung dient einerseits als Diffusorhalter und andererseits zur direkten Halterung der Bilderzeugungseinheit.
Vorzugsweise ist die Lichtauslassöffnung der Kammer mittels des Diffusorelements verschlossen. Auf diese Weise ist verhindert, dass es über die Lichtauslassöffnung zu einem unerwünschten Eindringen von Schmutz in die Kammer kommt. Des Weiteren sorgt so das Diffusorelement dafür, dass das gesamte über die frontseitige Lichtauslassöffnung die Kammer verlassende Licht mittels des Diffusorelements gestreut wird.
Vorzugsweise ist die Kammer innenseitig lichtreflektierend ausgebildet und/oder innenseitig mit einer Reflektoreinrichtung versehen. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass das von der Beleuchtungseinrichtung im Betrieb derselben abgegebene Licht in besonders großem Umfang zu der Lichtauslassöffnung der Kammer gelangt, vor welcher die Bilderzeugungseinheit angeordnet ist. Dies geht mit einer hohen Lichtausbeute einher.
Des Weiteren ist aufgrund der Anordnung der Reflektoreinrichtung beziehungsweise der lichtreflektierenden Bereiche der Kammer an der Halteeinrichtung erreicht, dass ein derartiger Reflektor relativ zu der Bilderzeugungseinheit sehr präzise positioniert ist. Dies ist einer verbesserten Beleuchtung beziehungsweise Hinterleuchtung der Bilderzeugungseinheit mittels der Beleuchtungseinrichtung zuträglich.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Endbereich der Halteeinrichtung mit einem Trägerteil der Beleuchtungseinrichtung in Eingriff. Dadurch ist eine sehr präzise Positionierung der Halteeinrichtung relativ zu der Beleuchtungseinrichtung erreicht. Beispielsweise kann der wenigstens eine Endbereich der Halteeinrichtung in eine Ausnehmung eingreifen, welche in dem Trägerteil ausgebildet ist.
An dem, insbesondere als Leiterplatte ausgebildeten, Trägerteil der Beleuchtungseinrichtung kann wenigstens eine Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sein. Das Trägerteil ist vorzugsweise an dem Gehäuseteil festgelegt, insbesondere durch Verschrauben des Trägerteils mit dem Gehäuseteil. Wenn zudem der wenigstens eine Endbereich der Halteeinrichtung mit dem Trägerteil in Eingriff steht, so ist dies für eine präzise Positionierung der Halteeinrichtung relativ zu dem Gehäuseteil vorteilhaft. Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung zwei Haltelaschen auf, welche einstückig mit einem Grundkörper der Halteeinrichtung ausgebildet sind. Hierbei ist die Halteeinrichtung über die Haltelaschen an dem Gehäuseteil festgelegt. Die einstückige Ausbildung der Haltelaschen mit dem Grundkörper der Halteeinrichtung ist im Hinblick auf eine sehr präzise Positionierung der Halteeinrichtung an dem Gehäuseteil vorteilhaft. Dies ist wiederum der präzisen Positionierung der Bilderzeugungseinheit relativ zu dem Gehäuseteil zuträglich.
Insbesondere können zum Festlegen der Halteeinrichtung an dem Gehäuseteil jeweilige Schrauben durch in den Haltelaschen ausgebildete Durchtrittsöffnungen hindurchgeführt sein. Durch ein derartiges Verschrauben der Halteeinrichtung mit dem Gehäuseteil ist eine besonders sichere und positionsgenaue Fixierung der Halteeinrichtung an dem Gehäuseteil erreicht.
Vorzugsweise ist die Bilderzeugungseinheit als Flüssigkristallbildschirm ausgebildet. Insbesondere kann der Flüssigkristallbildschirm als Aktiv-Matrix- Display ausgebildet sein, welches eine Matrix von Dünnschichttransistoren enthält. Die Matrix von
Dünnschichttransistoren kann hierbei zwischen zwei lichtdurchlässigen Scheiben einer Scheibenanordnung des Flüssigkristallbildschirms angeordnet sein. Insbesondere bei einer derartigen Ausgestaltung der Bilderzeugungseinheit lässt sich aufgrund einer direkten Halterung der Scheiben der Scheibenanordnung an der Halteeinrichtung eine sehr präzise Positionierung des Flüssigkristallbildschirms relativ zu dem Gehäuseteil erreichen.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
Fig. 1 perspektivisch und ausschnittsweise Komponenten einer Kopf-oben- Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Halteeinrichtung, welche an einem Gehäuseteil der Anzeigevorrichtung festgelegt ist, eine Scheibenanordnung einer Bilderzeugungseinheit der Kopf-oben- Anzeigevorrichtung direkt hält;
Fig. 2 die Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 1 in einer teilweise geschnittenen Draufsicht; und
Fig. 3 perspektivisch und ausschnittsweise die Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Frontansicht auf eine Frontseite der Scheibenanordnung.
Von einer Kopf-oben-Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche im Folgenden aus Gründen der Einfachheit auch lediglich als Anzeigevorrichtung 10 bezeichnet wird, ist in Fig. 1 ein Gehäuseteil 12 ausschnittsweise gezeigt. Bei dem Gehäuseteil 12 handelt es sich vorliegend um ein bezogen auf eine Einbaulage der Anzeigevorrichtung 10 in dem Kraftfahrzeug unteres Gehäuseteil 12 der Anzeigevorrichtung 10.
Im in das (nicht gezeigte) Kraftfahrzeug eingebauten Zustand der Anzeigevorrichtung 10, welche auch als Head-up-Display („Kopf-oben-Anzeige“) bezeichnet wird, ist ein (nicht gezeigtes) oberes Gehäuseteil der Anzeigevorrichtung 10 an dem unteren Gehäuseteil 12 angeordnet. Das obere Gehäuseteil weist eine mit einer lichtdurchlässigen Folie oder dergleichen Abdeckung versehene Austrittsöffnung auf, über welche ein Bild auf eine lichtdurchlässige Projektionsfläche projiziert werden kann. Beispielsweise kann die Frontscheibe oder Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs als diese lichtdurchlässige Projektionsfläche dienen.
Das auf die Projektionsfläche projizierte Bild wird von einer Bilderzeugungseinheit 14 der der Anzeigevorrichtung 10 bereitgestellt. Die Bilderzeugungseinheit 14 ist vorliegend als Aktiv-Matrix-Display mit Dünnschichttransistoren ausgebildet und kann daher auch als TFT-Display (TFT = thin-film transistor, Dünnschichttransistor) bezeichnet werden.
Die Bilderzeugungseinheit 14 umfasst eine Scheibenanordnung 16, welche zwei (vorliegend nicht im Detail gezeigte) Scheiben, insbesondere Glasscheiben, und die zwischen den beiden Scheiben angeordneten Dünnschichttransistoren aufweist. Vorliegend ist die Scheibenanordnung 16 unmittelbar an einer Halteeinrichtung 18 gehalten, welche wiederum an den Gehäuseteil 12 festgelegt ist.
Zu diesem Zweck kann die Halteeinrichtung 18 zwei Haltelaschen 20, 22 aufweisen, über welche die Halteeinrichtung 18 an dem Gehäuseteil 12 festgelegt ist. Bei der vorliegend beispielhaft gezeigten Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung 10 sind jeweilige Schrauben 24 durch Durchtrittsöffnungen hindurchgeführt, welche in den Haltelaschen 20, 22 ausgebildet sind (vergleiche Fig. 2).
Die Halteeinrichtung 18 umfasst des Weiteren einen Halterahmen 26, durch welchen eine Kammer 28 (vergleiche Fig. 2) der Anzeigevorrichtung 10 in Umfangsrichtung begrenzt ist. Wie vorliegend beispielhaft gezeigt kann in der bereichsweise durch den Halterahmen 26 der Halteeinrichtung 18 gebildeten oder begrenzten Kammer 28 eine Reflektoreinrichtung beziehungsweise ein Reflektor 30 angeordnet sein.
Der Reflektor 30 sorgt für eine hohe Lichtausbeute im Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung 32 (vergleiche Fig. 2) der Anzeigevorrichtung 10. Die Beleuchtungseinrichtung 32 ist vorliegend zum Hinterleuchten der Bilderzeugungseinheit 14 vorgesehen oder ausgebildet. Das mittels der Bilderzeugungseinheit 14 bereitgestellte Bild wird demnach im Betrieb der Anzeigevorrichtung 10 mit Licht beaufschlagt, welches von Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung 32 abgegeben wird.
In Fig. 2 sind diesbezüglich Lichtquellen in Form von Leuchtdioden 34 schematisch gezeigt, von welchen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einige mit einem Bezugszeichen versehen sind. Das von den Leuchtdioden 34 abgegebene Licht wird aufgrund des Vorsehens des Reflektors 30, welcher an einer Innenseite des Halterahmens 26 angeordnet ist (vergleiche Fig. 2), in einem besonders großen Ausmaß genutzt, um die Bilderzeugungseinheit 14 mit Licht zu beaufschlagen beziehungsweise zu hinterleuchten. Des Weiteren kann in dem Weg des Lichts von den Lichtquellen, vorliegend in Form der Leuchtdioden 34, hin zu der Bilderzeugungseinheit 14 ein Diffusorelement beziehungsweise ein Diffusor 36 angeordnet sein, welcher in Fig. 2 geschnitten dargestellt ist. Der beispielsweise als lichtdurchlässige Kunststoffplatte ausgebildete Diffusor 36 beziehungsweise eine derartige Streuscheibe sorgt insbesondere für eine gleichmäßige Beaufschlagung der Bilderzeugungseinheit 14 mit dem von den Leuchtdioden 34 abgegebenen Licht.
Da bei der vorliegend beispielhaft gezeigten Anzeigevorrichtung 10 der Diffusor 36 an der Halteeinrichtung 18 gehalten ist, kann die Halteeinrichtung 18 vorliegend als Diffusorhalter bezeichnet werden. Bei dieser Anzeigevorrichtung 10 verschließt oder verdeckt der lichtdurchlässige Diffusor 36 eine frontseitige Lichtauslassöffnung der Kammer 28, welche in Umfangsrichtung von dem Halterahmen 26 begrenzt ist (vergleiche Fig. 2).
Rückwärtig beziehungsweise an einer Rückseite ist die Kammer 28 durch ein Trägerteil in Form einer Leiterplatte 38 begrenzt, an welcher die Lichtquellen vorliegend in Form der Leuchtdioden 34 gehalten sind (vergleiche Fig. 2). Die Leiterplatte 38 dient somit als Trägerteil für die Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung 32. So wie die Halteeinrichtung 18 ist vorliegend auch die Leiterplatte 38 mittels wenigstens einer Schraube 40 mit dem Gehäuseteil 12 verschraubt (vergleiche Fig. 2).
Das von der Bilderzeugungseinheit 14 im Betrieb derselben bereitgestellte Bild wird über wenigstens einen (nicht gezeigten) Spiegel durch die Austrittsöffnung, welche in dem (ebenfalls nicht gezeigten) oberen Gehäuseteil der Anzeigevorrichtung 10 ausgebildet ist, auf die Projektionsfläche, etwa in Form der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs, projiziert. Beispielsweise kann für dieses Projizieren des Bilds auf die Projektionsfläche ein Spiegel der Anzeigevorrichtung 10 zum Einsatz kommen, welcher für eine Vergrößerung des Bilds sorgt.
Insbesondere aus diesem Grund, aber auch um das Bild möglichst frei von Verzerrungen und möglichst vollständig über die Austrittsöffnung auf die Projektionsfläche zu projizieren, ist es vorteilhaft, wenn die Bilderzeugungseinheit 14 sehr präzise relativ zu dem Gehäuseteil 12 positioniert ist, wie dies bei der vorliegend gezeigten Anzeigevorrichtung 10 der Fall ist. Diese präzise Positionierung der Bilderzeugungseinheit 14 wird durch die Halteeinrichtung 18 erreicht, was im Folgenden näher erläutert werden wird. Zum einen ist insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, dass die Scheibenanordnung 16 der Bilderzeugungseinheit 14, also das die vorliegend zwei Scheiben umfassende Scheibenpaket, mit der Halteeinrichtung 18 in unmittelbarem Kontakt steht beziehungsweise direkt an der Halteeinrichtung 18 gehalten ist.
Anders als bei der vorliegend beispielhaft gezeigten Bilderzeugungseinheit 14 existieren nämlich TFT-Displays, welche rahmenförmige Blenden aufweisen, die um die Scheibenanordnung beziehungsweise das Scheibenpaket umlaufen. Insbesondere kann hierbei an einer Frontseite des Scheibenpakets eine Blende beziehungsweise ein blendenförmiger Rahmen angeordnet sein und ebenso an einer Rückseite des Scheibenpakets. Wenn jedoch solche blendenartigen Rahmen an einer Halteeinrichtung gehalten sind, so sind im Hinblick auf die Positionierung der Scheibenanordnung 16 zusätzliche Toleranzen zu berücksichtigen, welche von der Anordnung der Scheibenanordnung 16 relativ zu den Rahmen herrühren.
Vorliegend ist jedoch auf derartige Rahmen oder Blenden verzichtet. Dementsprechend ist die Scheibenanordnung 16 direkt beziehungsweise unmittelbar an der Halteeinrichtung 18 gehalten. Insbesondere ist die Halteeinrichtung 18 unmittelbar mit wenigstens einer Scheibe der Scheibenanordnung 16 beziehungsweise des Scheibenpakets in Kontakt. Dadurch ist eine besonders kurze Toleranzkette erreicht. Dies führt zu einer sehr präzisen beziehungsweise akkuraten Positionierung der Scheibenanordnung 16 und somit den optisch wirksamen, weil das Bild bereitstellenden Komponenten der Bilderzeugungseinheit 14 relativ zu dem Gehäuseteil 12 der Anzeigevorrichtung 10.
Vorteilhaft ist an der vorliegend rahmenlosen Scheibenanordnung 16 insbesondere, dass eine direkte Halterung und Positionierung der Bilderzeugungseinheit 14 an der vorliegend als Diffusorhalter ausgebildeten Halteeinrichtung 18 ermöglicht ist. Diese Positionierung der Bilderzeugungseinheit 14 relativ zu dem Gehäuseteil 12 bleibt präzise bestehen, unabhängig von möglichen Toleranzen, mit welchen die Anordnung der Anzeigevorrichtung 10 in dem Kraftfahrzeug behaftet sein kann. Daher lässt sich mittels der Anzeigevorrichtung 10 eine präzise Projektion eines zumindest weitgehend verzerrungsfrei erstellten oder bereitgestellten Bilds auf die lichtdurchlässige Projektionsfläche erreichen.
In vorteilhafter Weise positioniert zudem die Halteeinrichtung 18 in Form des
Diffusorhalters auch den Reflektor 30 und die Bilderzeugungseinheit 14 sehr präzise relativ zueinander. Dies sorgt für eine besonders gute Hinterleuchtung der montierten Bilderzeugungseinheit 14 im Betrieb der Anzeigevorrichtung 10.
In einem oberen Bereich der Halteeinrichtung 18 sind vorliegend zwei Haltearme 42, 44 von dem Halterahmen 26 ausgehend angeordnet. In eine Querrichtung x der Anzeigevorrichtung 10, welche in Fig. 1 ebenso wie eine Hochrichtung z der Anzeigevorrichtung 10 und eine Tiefenrichtung y der Anzeigevorrichtung 10 durch ein Koordinatensystem veranschaulicht ist, sind die beiden Haltearme 42, 44 voneinander beabstandet.
Die Haltearme 42, 44 üben vorliegend einen Druck auf eine in Hochrichtung z obere Schmalseite 46 der Scheibenanordnung 16 aus. Zu diesem Zweck liegen jeweilige Laschen 48 der Haltearme 42, 44 direkt an der oberen Schmalseite 46 der Scheibenanordnung 16 an. Eine untere Schmalseite 50 der Scheibenanordnung 16, welche in Hochrichtung z der oberen Schmalseite 46 gegenüberliegt, liegt demgegenüber auf zwei Stützelementen 52, 54 auf, welche ebenso wie die vorliegend federnd oder federbelastet ausgebildeten Haltearme 42, 44 einstückig mit einem Grundkörper der Halteeinrichtung 18 ausgebildet sind.
Indem die Scheibenanordnung 16 in Hochrichtung z zwischen den vorliegend federnden Haltearmen 42, 44 und den Stützelementen 52, 54 eingespannt ist, ist die Scheibenanordnung 16 in der Hochrichtung z sehr positionsgenau an der Halteeinrichtung 18 gelagert.
Vorliegend sind die Laschen 48 der Haltearme 42, 44 in die Tiefenrichtung y der Anzeigevorrichtung 10 beziehungsweise der Kammer 28 weiter von dem Diffusor 36 beabstandet als Auflagestellen der in Querrichtung x voneinander beabstandeten Stützelemente 52, 54, an welchen die untere Schmalseite 50 der Scheibenanordnung 16 anliegt. Dies führt dazu, dass die Scheibenanordnung 16 vorliegend relativ zu dem Diffusor 36 geneigt ausgerichtet ist, während sich der Diffusor 36 im Wesentlichen in die Hochrichtung z und die Querrichtung x erstreckt. Auch in Fig. 2 ist diese zu der x-z-Ebene geneigte Ausrichtung der in Fig. 2 teilweise geschnitten dargestellten Scheibenanordnung 16 der Bilderzeugungseinheit 14 erkennbar.
Aus Fig. 2 ist außerdem ersichtlich, dass ein rückwärtiger Endbereich 66 des Halterahmens 26 in eine Ausnehmung 68 eingebracht sein kann oder eingreifen kann, welche in der Leiterplatte 38 ausgebildet ist. Der rückwärtige Endbereich 66 des Halterahmens 26 kann zu diesem Zweck sich zu der Leiterplatte 38 hin verjüngend ausgebildet sein, wie dies ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist. Ein derartiges Zusammenwirken des Halterahmens 26 mit der Leiterplatte 38 ist im Hinblick auf eine präzise Positionierung der Halteeinrichtung 18 relativ zu der Beleuchtungseinrichtung 32 vorteilhaft.
An einer dem Endbereich 66 in Querrichtung x gegenüberliegenden Seite des Halterahmens 26 kann ein weiterer Endbereich 70 des Halterahmens 26 an einer Schmalseite 72 der Leiterplatte 38 anliegen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass in analoger Weise wie für den ersten Endbereich 66 beschrieben der weitere Endbereich 70 in eine Ausnehmung eingreift, welche in der Leiterplatte 38 ausgebildet ist.
Insbesondere aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Halteeinrichtung 18 eine Mehrzahl von Anlagestellen 56 aufweist, an welchen eine der Beleuchtungseinrichtung 32 zugewandte Rückseite der Scheibenanordnung 16 anliegt. Vorliegend sind die Anlagestellen 56 in der Nähe von jeweiligen Eckbereichen der vorliegend rechteckig ausgebildeten Scheibenanordnung 16 angeordnet (vergleiche Fig. 1).
Die beiden in Hochrichtung z oberen Anlagestellen 56 sind vorliegend durch die Haltearme 42, 44 bereitgestellt. Demgegenüber sind die beiden in Hochrichtung z unteren Anlagestellen 56 vorliegend benachbart zu den Stützelementen 52, 54 angeordnet. Wenn die Scheibenanordnung 16 an diesen Anlagestellen 56 anliegt, so ist auch in die Tiefenrichtung y der Anzeigevorrichtung 10 eine sehr präzise Positionierung der Scheibenanordnung 16 erreicht.
In Fig. 3 sind die beiden oberen Anlagestellen 56 in einer Frontansicht gezeigt. Des Weiteren ist insbesondere aus Fig. 3 gut ersichtlich, wie vorliegend zusätzlich in die Querrichtung x eine präzise und positionsgenaue Halterung der Scheibenanordnung 16 der Bilderzeugungseinheit 14 durch die Halteeinrichtung 18 erreicht ist. Denn die Halteeinrichtung 18 umfasst zum einen ein Anschlagelement 58, gegen welches eine seitliche Schmalseite 60 (vergleiche Fig. 1 ) der Scheibenanordnung 16 gedrückt ist.
Der Druck wird hierbei von einem Federelement 62 der Halteeinrichtung 18 aufgebracht, welches dem Anschlagelement 58 in Querrichtung x gegenüberliegt. Das Federelement 62 bringt einen zu dem Anschlagelement 58 hin gerichteten Druck auf eine weitere seitliche Schmalseite 64 (vergleiche Fig. 1 ) der Scheibenanordnung 16 auf. Indem das Federelement 62 die Scheibenanordnung 16 gegen das Anschlagelement 58 drückt, ist auch in der Querrichtung x eine sehr präzise Halterung der Scheibenanordnung 16 an der Halteeinrichtung 18 erreicht. Zudem liegen sowohl das Anschlagelement 58 als auch das Federelement 62 unmittelbar an der wenigstens einen Scheibe der Scheibenanordnung 16 an.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Kopf-oben-Anzeigevorrichtung 10 beziehungsweise ein Head-up-Display mit einer besonders weitgehend verkürzten Toleranzkette in Bezug auf die Positionierung der Bilderzeugungseinheit 14 bereitgestellt werden kann.

Claims

Patentansprüche Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuseteil (12), in welchem eine Bilderzeugungseinheit (14) der Anzeigevorrichtung (10) angeordnet ist, wobei die Bilderzeugungseinheit (14) zum Bereitstellen eines Bilds ausgebildet ist, welches auf eine lichtdurchlässige Projektionsfläche projizierbar ist, und mit einer Beleuchtungseinrichtung (32), mittels welcher die Bilderzeugungseinheit (14) mit Licht beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Beleuchtungseinrichtung (32) eine Halteeinrichtung (18) an dem Gehäuseteil (12) festgelegt ist, wobei die Bilderzeugungseinheit (14) an der Halteeinrichtung (18) gehalten ist. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungseinheit (14) eine Scheibenanordnung (16) umfasst, welche mit der Halteeinrichtung (18) in unmittelbarem Kontakt steht und mittels der Halteeinrichtung (18) gehalten ist. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein, insbesondere einen Druck ausübender, Haltearm (42, 44) der Halteeinrichtung (18) an einer in Hochrichtung (z) der Anzeigevorrichtung (10) oberen Schmalseite (46) der Scheibenanordnung (16) anliegt und/oder eine in Hochrichtung (z) der Anzeigevorrichtung (10) untere Schmalseite (50) der Scheibenanordnung (16) auf wenigstens einem Stützelement (52, 54) der Halteeinrichtung (18) aufliegt und mittels des wenigstens einen Stützelements (52, 54) abgestützt ist. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (18) eine Mehrzahl von Anlagestellen (56) aufweist, an welchen eine der Beleuchtungseinrichtung (32) zugewandte Rückseite der Scheibenanordnung (16) anliegt.
5. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (18) ein Anschlagelement (58) aufweist, gegen welches eine bezogen auf eine Hochrichtung (z) der Anzeigevorrichtung (10) seitliche Schmalseite (60) der Scheibenanordnung (16) gedrückt ist, wobei die Halteeinrichtung (18) an einer dem Anschlagelement (58) gegenüberliegenden Seite ein Federelement (62) aufweist, welches einen zu dem Anschlagelement (58) hin gerichteten Druck auf eine weitere seitliche Schmalseite (64) der Scheibenanordnung (16) aufbringt.
6. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (18) einen Halterahmen (26) umfasst, wobei durch den Halterahmen (26) und durch ein Trägerteil (38), an welchem wenigstens eine Lichtquelle (34) der Beleuchtungseinrichtung (32) angeordnet ist, eine Kammer (28) der Anzeigevorrichtung (10) begrenzt ist, und wobei die Bilderzeugungseinheit (14) vor einer frontseitigen Lichtauslassöffnung der Kammer (28) angeordnet ist.
7. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Halteeinrichtung (18) ein Diffusorelement (36) gehalten ist, welches zum Streuen des im Betrieb der Beleuchtungseinrichtung (32) von der Beleuchtungseinrichtung (32) abgegebenen Lichts ausgebildet ist.
8. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauslassöffnung der, insbesondere innenseitig Licht reflektierend ausgebildeten und/oder innenseitig mit einer Reflektoreinrichtung (30) versehenen, Kammer (28) mittels des Diffusorelements (36) verschlossen ist. 18
9. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Endbereich (66) der Halteeinrichtung (18) mit einem, insbesondere an dem Gehäuseteil (12) festgelegten, Trägerteil (38) der Beleuchtungseinrichtung (32) in Eingriff ist.
10. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (18) zwei Haltelaschen (20, 22) aufweist, welche einstückig mit einem Grundkörper der Halteeinrichtung (18) ausgebildet sind, wobei die Halteeinrichtung (18) über die Haltelaschen (20, 22) an dem Gehäuseteil (12) festgelegt ist, insbesondere mittels jeweiliger Schrauben (24), welche durch in den Haltelaschen (20, 22) ausgebildete Durchtrittsöffnungen hindurchgeführt sind. 11. Kopf-oben-Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungseinheit (14) als Flüssigkristallbildschirm ausgebildet ist.
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