WO2023217536A1 - Anzeigesystem - Google Patents

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WO2023217536A1
WO2023217536A1 PCT/EP2023/061049 EP2023061049W WO2023217536A1 WO 2023217536 A1 WO2023217536 A1 WO 2023217536A1 EP 2023061049 W EP2023061049 W EP 2023061049W WO 2023217536 A1 WO2023217536 A1 WO 2023217536A1
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WO
WIPO (PCT)
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display system
along
designed
output mirror
vehicle
Prior art date
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Ceased
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PCT/EP2023/061049
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English (en)
French (fr)
Inventor
Vincent Kratzer
Marcus Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/015—Head-up displays characterised by mechanical features involving arrangement aiming to get less bulky devices

Definitions

  • the invention relates to a display system.
  • a display system for a vehicle can be designed or referred to as a head-up display.
  • the publication DE 10 2018 221 545 A1 describes a projection device for a motor vehicle.
  • a display device for a vehicle is known from US 201 1 175 798 A1.
  • the display system is designed to direct a beam volume for a usually virtual image starting from an imager to an eyebox and thus to eye positions of at least one occupant in an interior of a vehicle, wherein a light-spewing or reflecting surface is arranged in the interior, which Interior space usually limited in one place.
  • a light-spewing or reflecting surface is arranged in the interior, which Interior space usually limited in one place.
  • the display system provides or defines a usually horizontally oriented or aligned preferred direction, which is oriented starting from the eyebox towards the reflecting surface, with the occupant looking with his eyes starting from the eyebox along the preferred direction towards the reflecting surface.
  • the display system has, as at least two main optical components, the imager as the first main optical component along the beam path and an output mirror as the penultimate main optical component along the beam path.
  • the imager is designed to provide and/or generate the beam volume, which includes at least one light beam for the image.
  • a penultimate main optical component among the at least two main optical components of the display system along the beam path is designed to direct the beam volume to a vectorial portion or to a first vectorial portion along the preferred direction, usually directly, i.e. in a straight line and without deflection, onto the output mirror and /or to direct.
  • the output mirror is designed to direct and/or steer or redirect, for example reflect, the beam volume directed, directed, to be directed or directed onto the reflecting surface as the last main optical component in the interior of the vehicle, which in turn is designed to direct and/or direct or redirect the beam volume to the eyebox, for example to reflect it.
  • the output mirror is designed to reflect the beam volume directed at it by the penultimate main component, for example reflected or projected onto it, to the first vectorial component, for example, either in or along the preferred direction or alternatively against the preferred direction onto the reflecting surface.
  • the penultimate main optical component is arranged along the preferred direction in front of the output mirror as the penultimate main optical component.
  • the reflecting surface is designed to reflect the beam volume directed or reflected at it by the output mirror to the first vectorial component, for example, along the preferred direction to the eyebox.
  • the reflective The reflecting surface usually delimits this interior space at one point, the reflective surface being designed as a reflective pane of a window of the vehicle and/or arranged on or in this reflective pane, which has a sandwich structure made up of several layers, for example films, and / or can be designed as laminated glass. If this reflective pane is designed or is to be referred to as a windshield or front window of the vehicle, the preferred direction of the display system is oriented opposite to a usually horizontal forward direction of travel of the vehicle.
  • the occupant, for example a driver or a passenger, of the vehicle sits in the interior on a generally adjustable vehicle seat, with the eyebox with the occupant's eyes located or arranged in the area of a headrest of the vehicle seat.
  • a vertical axis that is oriented vertically upwards is also provided for the vehicle.
  • the penultimate main optical component is arranged either along the vertical axis in the vehicle above the output mirror or alternatively below the output mirror and is designed to direct the beam volume to a further or second vectorial component either downwards against the vertical axis in the vehicle or alternatively upwards along the vertical axis usually aimed directly at the output mirror.
  • the reflecting surface is usually designed to direct or redirect, for example reflect, the beam volume to the first vectorial portion along the preferred direction to the eyebox.
  • the display system it is usually possible to fold the beam volume in the direction of the output mirror and from there in the direction of the reflecting surface.
  • the beam volume is deflected, i.e. reflected and/or aligned, to the first vectorial component with respect to the preferred direction, possibly also to the second vectorial component with respect to the vertical axis and optionally to a third vectorial component with respect to a transverse axis of the vehicle, at least partially also laterally .
  • the display system stem can be designed or referred to as a so-called head-up display.
  • the beam path is or is provided for the at least one light beam, for example a so-called central viewing beam, or for the beam volume, which starts from the imager as a light and / or image source via the output mirror to the reflecting surface and from there to the eyebox and has several sections.
  • the beam path has a rectilinear section which runs between the penultimate main optical component and the output mirror as the penultimate main optical component at least to the first vectorial portion along the preferred direction, whereby this section can also be referred to as the so-called penultimate section of the beam path.
  • the beam path also has a section that is deflected or folded once on the reflecting surface, which runs from the output mirror over the reflecting surface to the eyebox and can also be referred to as the so-called last section of the beam path.
  • the display system has at least one deflection mirror, i.e. only one or more deflection mirrors, in the form of at least one further optical main component.
  • the at least one deflection mirror can also be designed or referred to as a folding mirror, which is designed to deflect or fold the beam volume between the imager and the output mirror at least once.
  • the beam path runs on its path between the imager and the output mirror via the at least one deflection mirror, which is designed to reflect the beam volume.
  • the output mirror and/or the at least one deflecting mirror as at least one optically deflecting mirror is or are either aspherical, for example aspherically curved, or flat or planar or shaped and/or for folding and/or for shaping and/or for optical correction of the beam volume to avoid any imaging errors that may arise when reflected from other non-plane reflective surfaces, such as B. the windshield, at least partially compensate and adjust a size of the virtual image, for example to enlarge or reduce it.
  • the imager is arranged as the penultimate optical and at the same time first main component along the preferred direction in front of the output mirror and along the vertical axis either above or alternatively below the output mirror.
  • the rectilinear, for example so-called penultimate, section of the beam path runs between the imager and the output mirror as the sole optical main components, with the imager usually directing, usually emitting and/or projecting the image directly onto the output mirror.
  • a deflection mirror under the at least one deflection mirror to be designed as the penultimate main optical component and thus as the last deflection mirror and to be arranged along the preferred direction in front of the output mirror and along the vertical axis in the vehicle either above the output mirror or alternatively below the output mirror .
  • Lenses or filters for example polarization filters
  • at least one lens and/or at least one filter are conceivable as optical secondary components of the display system presented, it being possible for at least one lens and/or at least one filter to be located between the imager and a mirror, i.e. a deflection mirror or the output mirror, between two mirrors, i.e. two deflecting mirrors or one A deflection mirror and the output mirror and/or between the output mirror and the reflecting surface, for example in an opening of a cover, is arranged.
  • a mirror i.e. a deflection mirror or the output mirror
  • two mirrors i.e. two deflecting mirrors or one
  • a deflection mirror and the output mirror and/or between the output mirror and the reflecting surface for example in an opening of a cover
  • an optical secondary component does not deflect the beam path, with the at least one light beam passing through this optical secondary component, for example a polarization filter, in a straight line and thus directly, such an optical secondary component also being able to be arranged between the penultimate main optical component and the output mirror .
  • this optical secondary component for example a polarization filter
  • unwanted scattering and/or deflection of the light beam can occur.
  • a reflecting or specular optical main component there is a targeted deflection and thus a vectorial change in the direction of the light beam.
  • the imager can be arranged behind the output mirror along the preferred direction.
  • at least one deflection mirror is arranged along the preferred direction in front of the output mirror.
  • the beam path runs from the imager against the preferred direction past the output mirror to the at least one deflection mirror arranged in front of it and further from a last deflection mirror under the at least one deflection mirror, which is arranged along the vertical axis in the vehicle above or below the deflection mirror penultimate straight-line section along the preferred direction and either from above or from below onto the starting mirror and from there to the reflecting surface.
  • the display system has an installation space in which the imager, the output mirror, the at least one deflection mirror and the penultimate optical main component are arranged, which, depending on the design, is either the last deflection mirror or the imager. This provides a further degree of freedom for the interpretation or design of a head-up display.
  • By at least one deflection and/or folding of the jet volume with the at least one A volume of the installation space can be adjusted using a deflection mirror, with the beam volume being folded by a flat or planar deflection mirror or output mirror.
  • the display system and/or the installation space has or have a cover, for example a wall, which separates and delimits the installation space from the interior, the cover having an opening through which the image from the output mirror passes to the to direct and reflect on a reflective surface.
  • the cover is arranged either above or alternatively below the main optical components in the installation space.
  • the cover has an opening, for example a breakthrough, through which the image as display content is to be reflected from the output mirror to the reflecting surface.
  • a transparent pane for example a plastic cover glass, can be arranged in the opening, with a filter, e.g. B. polarization filter, can be arranged as at least one optical secondary component, which is designed to reduce incident sunlight and thus the thermal load.
  • the display system has at least three main optical components: the imager, the output mirror and, as the last main optical component, the reflecting surface for further optical deflection to the eyebox.
  • An arrangement of the main optical components with respect to the preferred direction and the vertical axis relative to one another is possible. tion depending on a curvature of the reflecting surface and/or depending on an angle at which the reflecting surface is arranged and/or inclined relative to the preferred direction, provided and correspondingly adapted to the reflecting surface designed, for example, as a windshield.
  • the display system is intended for a vehicle designed or described as a motor vehicle, in which the windshield is inclined at an acute angle relative to the preferred direction and is generally also curved.
  • the display system is also possible for the display system to be provided for a vehicle designed or to be designated as a truck or bus or omnibus, in which the windshield is arranged at an angle of approximately 90 ° relative to the preferred direction and is thus vertically aligned along the vertical axis and is generally largely level or flat.
  • the display system also has the reflecting surface as an additional optical component, for example as the last main optical component, which is designed to reflect the light beam from the output mirror and to the eyebox or eye positions of the occupant of the vehicle in the interior of the to direct and/or steer the vehicle. It is possible for a usually aspherical curvature of the reflecting surface to be compensated for by the output mirror, which is also aspherically curved and thus shaped. It is also possible to present the image reflected to the eyebox to the occupant as augmented reality.
  • the reflective surface in the interior can, for example, be designed as a small plastic or glass pane and replace the windshield as an otherwise usual component of a head-up display.
  • the reflective surface can also be designed as a side window, rear window or other glass panes of the vehicle.
  • the occupant in the interior usually looks forward at the windshield along the preferred direction parallel to a longitudinal axis of the vehicle.
  • the installation space is usually behind a lower edge of the windshield as a reflective surface and thus under a windshield cross member arranged. If the reflecting surface is alternatively designed as a rear window, the occupant also looks backwards at the rear window along the preferred direction parallel to the longitudinal axis in the interior.
  • the installation space is at least partially arranged in a dashboard and, in the case of the rear window, for example, in a so-called parcel shelf of the vehicle.
  • the reflecting surface is designed as a side window, for example for a window of a door of the vehicle, the preferred direction is oriented parallel to a transverse axis of the vehicle either to the left or to the right.
  • the reflective surface can also be designed as a sticker that is attached to the interior, as a painted surface or other optically reflective surface, for example a black painted trim strip in the door or on the dashboard or an instrument panel.
  • the display system presented as a head-up display with the described optical deflection or folding concept for the beam volume is designed to save space.
  • the penultimate section of the beam path usually runs from the output mirror directly to the reflecting surface, with the last section of the beam path running from the reflecting surface along the preferred direction to the eyebox.
  • a spatial orientation for example of the output mirror as the penultimate main optical component and/or the penultimate main optical component, it is possible to take into account a spatial orientation of the reflecting surface and/or a position of the eyebox relative to the reflecting surface, which in turn also depends on a position of the vehicle seat of the occupant.
  • the output mirror is delimited along the preferred direction by two ends, for example edges, with the first end along the preferred direction is arranged in front of the second end. If the output mirror is designed to direct the beam volume from bottom to top with respect to the vertical axis to the reflecting surface, the first end of the output mirror is arranged below the second end with respect to the vertical axis. If the output mirror is alternatively designed to direct the beam volume from top to bottom with respect to the vertical axis to the reflecting surface, the first end of the output mirror is arranged above the second end with respect to the vertical axis.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the display system according to the invention.
  • Figure 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the display system according to the invention.
  • Figures 3a, 3b show a schematic representation of a third embodiment of the display system according to the invention.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a fourth embodiment of the display system according to the invention.
  • the first embodiment of the display system according to the invention is intended for a vehicle designed here as a motor vehicle, the vehicle being shown here, among other things, a windshield 12 as a reflecting surface, a steering wheel 14 with a steering column, a hood 18 and a cover 10, this cover 10 here also covers an instrument panel of the vehicle towards an interior of the vehicle. 1 also shows a wiper motor 16 for a windshield wiper of the vehicle, which is arranged here below the windshield 12. In addition, a preferred direction 24, indicated by an arrow, is defined or provided here for the display system, which is oriented here against a forward direction of travel of the vehicle.
  • the first embodiment of the display system includes several main optical components, which are arranged here in an installation space 2 shown in dashed lines below the wiper motor 16.
  • the main optical components are an imager 4, which is located along the preferred direction 24 at least partially in front of the first deflection mirror 8a and/or at least partially in the same position as the first deflection mirror 8a and also above this first with respect to a vertical axis of the vehicle Deflecting mirror 8a is arranged.
  • the display system comprises a second deflection mirror 8b, which is arranged along the preferred direction 24 at least partially behind the first deflection mirror 8a and/or at least partially in the same position as the first deflection mirror 8a and above the first deflection mirror 8a with respect to the vertical axis.
  • the display system has, as a further main optical component, an output mirror 6 which is here aspherical and which is here arranged below the second deflection mirror 8b with respect to the vertical axis and also behind the second or last deflection mirror 8b along the preferred direction 24.
  • the imager 4 is designed to generate at least one light beam 20, which can also be referred to as a central viewing beam and is enveloped here by a beam volume 22.
  • a beam path runs for at least one light Beam 20 starting from the imager 4 along the preferred direction 24 initially backwards and downwards to the first deflection mirror 8a, from there upwards and backwards to the second deflection mirror 8b and starting from there downwards again and along the preferred direction 24 to the output mirror 6.
  • the light beam 20 reflected by the output mirror 6 is directed along the preferred direction 24 through an opening in the cover 10 onto the windshield 12 and from there reflected to an eyebox and thus at least one eye position of an occupant of the vehicle.
  • the second embodiment of the display system according to the invention is shown schematically in FIG Vehicle oriented. It is provided here that the main optical components of the display system are arranged in an installation space 30 below the windshield 38.
  • the second embodiment of the display system comprises, as the main optical components, an imager 32 and a single deflection mirror 36, which here are arranged largely at the same position in the vehicle with respect to the preferred direction 40, but here the deflection mirror 36 is above the imager 32 with respect to a vertical axis of the vehicle is arranged.
  • An output mirror 34 is provided in the installation space 30 behind the imager 32 and the deflection mirror 36 and also below the deflection mirror 36.
  • At least one light beam generated by the imager 32 for an image is first to be reflected upwards to the deflection mirror 36.
  • This deflection mirror 36 is also the last deflection mirror 36, starting from the imager 32, designed to reflect the at least one light beam downwards against the vertical axis and along the preferred direction 40 to the output mirror 34.
  • the output mirror 34 is in turn designed to direct the at least one light beam directed at it, here reflected onto it, along the preferred direction.
  • device 40 to reflect backwards and along the vertical axis upwards to the windshield 38, which in turn is designed to reflect and thus direct the at least one light beam with the image along the preferred direction 40 to an eyebox of an occupant in an interior of the vehicle .
  • a beam volume 42 is indicated in FIG. 2, which envelops the at least one light beam or a beam path provided for this purpose.
  • the third embodiment of the display system according to the invention and a vehicle designed as a motor vehicle in which this display system is integrated are shown schematically in a sectional view in FIG. 3a and in a top view in FIG. 3b. Shown here are a windshield 58 of the vehicle as a reflective surface, a hood 60 and a wiper motor 62 for moving a windshield wiper to clean the windshield 58.
  • an eyebox 70 for eye positions of a driver's eyes as an occupant in an interior of the vehicle is indicated by an ellipse in FIG. 3a.
  • the vehicle also has an end wall 75 and a cover 76 with an opening 78, for example with a so-called breakthrough. The front wall 75 and the cover 76 limit the interior of the vehicle.
  • Figure 3 also shows a body 80 and a strut tower 82a, 82b of the vehicle.
  • a preferred direction 74 is provided for the display system and is oriented counter to an X direction or forward direction of travel of the vehicle.
  • the third embodiment of the display system also has an installation space 50 for accommodating optical components, here optical main components and optical secondary components.
  • the first main optical component here is an imager 52 for providing an image as display content.
  • the third embodiment of the display system includes an output mirror 54 as the penultimate main optical component and a total of four deflection mirrors 56a, 56b, 56c, 56d as further main optical components.
  • the display system also has a lens 72 and a filter as additional optical secondary components within the installation space 50.
  • the imager 52 and a first and a second deflection mirror 56a, 56b are arranged next to each other at largely the same height with respect to a vertical axis in the Z direction of the vehicle and next to one another with respect to a transverse axis of the vehicle in the Y direction.
  • the first deflection mirror 56a is arranged along the preferred direction 74 in front of the imager 52 and in front of the second deflection mirror 56b, with the second deflection mirror 56b along the preferred direction 74 at least partially in front of the imager 52 and / or in the same position as that Imager 52 is arranged.
  • a third deflection mirror 56c is arranged below the first two deflection mirrors 56a, 56b and below the imager 52 with respect to the vertical axis.
  • a here last, fourth deflection mirror 56d as the penultimate main optical component of the display system is arranged in front of the third deflection mirror 56c and slightly below the third deflection mirror 56c with respect to the preferred direction 74.
  • the fourth deflection mirror 56d is arranged along the preferred direction 74 largely in the same position as the second deflection mirror 56b and/or slightly in front of it.
  • the output mirror 54 is arranged here as the penultimate main optical component along the preferred direction 74 behind and below the other main optical components described above.
  • the lens 72 and the filter are arranged here with respect to the preferred direction 74 and also with respect to the vertical axis between the second and third deflection mirrors 56b, 56c. 3 also shows an additional imager 64.
  • a beam path must be provided for at least one light beam starting from the imager 52, which runs between the optical components described, of which only an enveloping beam volume 66 is indicated here.
  • the imager 52 directs and/or emits the at least one light beam generated by it counter to the preferred direction 74 largely along the vertical axis and also along the transverse axis of the vehicle.
  • the first deflection mirror 56a is designed to direct the at least one light beam along the preferred direction 74 backwards, along the transverse axis of the vehicle and largely at the same height with respect to the main axis to the second deflection mirror 56b and thus to reflect.
  • the second deflection mirror 56b is designed to reflect the at least one light beam backwards along the preferred direction 74 and downwards against the vertical axis to the third deflection mirror 56c. It is additionally provided that the at least one light beam from the second to the third deflection mirror 56b, 56c also runs through or traverses the lens 72 and the filter.
  • the third deflection mirror 56c is designed to reflect and thus redirect the at least one light beam forward against the preferred direction 74, downwards against the vertical axis and along the transverse axis of the vehicle to the fourth deflection mirror 56d.
  • the fourth deflection mirror 56d is designed to deflect the at least one light beam backwards along the preferred direction 74 and downwards along the vertical axis to the output mirror 54, which in turn is designed to deflect the at least one light beam along the preferred direction 74 to reflect backwards and along the vertical axis upwards to the windshield 58 as the last main optical component.
  • the at least one light beam or the beam path provided for this runs through the opening 78 in the cover 76.
  • the windshield 58 is designed to reflect the at least one light beam to the eyebox 70.
  • the imager 64 additionally shown here is designed to initially project an additional image directly onto the windshield 58 with at least one additional light beam, which is also reflected from there to the eyebox 70, with an additional beam volume 68 for this at least one additional light beam is shown.
  • the fourth embodiment of the display system according to the invention for another vehicle designed as a motor vehicle is shown in a schematic sectional view in FIG.
  • This vehicle has as components a windshield 98 as a reflecting surface, a hood 106, a cover 100 for an instrument panel and between the hood 106 and the windshield 98 a wiper motor 104 for a windshield wiper of the windshield 98.
  • the vehicle also has a steering wheel 102 with a steering column below the cover 100.
  • Figure 4 also shows an eyebox 112, indicated here by an ellipse, of the eyes of a driver as an occupant of the vehicle in its interior.
  • a preferred direction 114 is provided for the display system, which is here arranged opposite to a forward direction of travel of the vehicle.
  • the main optical components of the fourth embodiment of the display system are provided here in an installation space 90 below the cover 100: an imager 92, only a deflection mirror 96 as the penultimate main optical component and an output mirror 94 as the penultimate main optical component.
  • the imager 92 is arranged behind the deflection mirror 96 along the preferred direction 114 and also under the deflection mirror 96 with respect to a vertical axis of the vehicle.
  • the imager 92 and the deflection mirror 96 are arranged along the preferred direction 114 in front of the output mirror 94, which is further arranged below the deflection mirror 96 with respect to the main axis, but above the imager 92.
  • the imager 92 directs, here projects, at least one light beam 108 with an enveloping beam volume 110 against the preferred direction 114 forward and along the main axis upwards to the deflection mirror 96, which projects the at least one light beam 108 is reflected backwards along the preferred direction 1 14 and downwards with respect to the vertical axis to the output mirror 94.
  • This in turn is designed to reflect the at least one light beam 108 upward along the vertical axis and along the preferred direction 114 through a breakthrough as an opening in the cover 100 to the windshield 98, which in turn is designed to reflect the at least one light beam 108 to the Eyebox 112 to reflect the occupant in the interior.
  • each of the embodiments of the display system presented above can be designed or referred to as a so-called head-up display.
  • the main optical components provided for a respective embodiment and their relative positions with respect to the preferred direction 24, 40, 74, 114 and their angles to one another can be variably arranged relative to one another
  • the output mirror 6, 34, 54, 94 is arranged as the penultimate main optical component along the preferred direction 24, 40, 74, 114 behind the last deflection mirror 8b, 36, 56d, 96 as the penultimate main optical component.
  • All main optical components are arranged in the installation space 2, 30, 50, 90 along the preferred direction 24, 40, 74, 114 in front of the end wall 75 and the steering wheel 14, 102.
  • the opening 78 as a breakthrough in the cover 10, 76, 100 is arranged on one side of an occupant, i.e. on the side of the driver or front passenger, analogous to a ventilation slot of an air conditioning system.
  • deflection mirrors 8a, 8b, 36, 56a, 56b, 56c, 56d, 96 different optical folds and thus deflections of the beam path for the at least one light beam 20, 108 are within a respective installation space 2, 30, 50, 90 within the installation space 2, 30, 50, 90 possible with an assembly consisting of the optical components.
  • the presented components of the respective display system taking into account the installation space 2, 30, 50, 90 set for this purpose, it is possible, among other things, to determine a size of the image and a distance of the image relative to the eyebox 70, 112, for example also with regard to a spatial extent or .Adjust the size of the eyebox 70, 112.
  • the installation space 2, 30, 50, 90 for the display system can be adapt to usually unchangeable boundary conditions in the vehicle, for example to a position of the wiper motor 16, 62, 104 or a wiper drive, a suspension strut dome 82a, 82b and a battery , for example a 12V battery, a power steering or an electric brake booster (eBKV).
  • eBKV electric brake booster
  • the opening 78 in the installation space 2, 30, 50, 90, ie in the cover 10, 76, 100 and/or the end wall 75 to be mirror-like to an opening, for example for fresh air intake , an air conditioning system on a driver or passenger side, whereby a left-hand drive-specific or right-hand drive-specific control of the front wall 75 can be omitted.
  • mirror bank is a front part of the opening 78 or recess for the beam volume 22, 42, 66, 110 of the head-up display in the cover 10, 76, 100, which is designed, for example, as an instrument panel.
  • Incident sunlight is deflected from the eyebox 70, 112 in the opening 78 by a curvature of the optical secondary component, for example a cover glass or a plastic film with a thickness of approximately 0.5 mm, so that it does not blind the occupant.
  • the optical secondary component for example a cover glass or a plastic film with a thickness of approximately 0.5 mm
  • the assembly of the installation space 2, 30, 50, 90 can be carried out starting from the interior and / or, with the hood 18, 60, 106 open, starting from the engine compartment of the vehicle, with an exchange of the installation space 2, 30, 50, 90 and thus the head-up display is possible without the windshield 12, 38, 58, 98 having to be removed for this.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anzeigesystem zum Lenken eines Strahlvolumens entlang eines Strahlengangs ausgehend von einem Bildgeber (92) zu einer Eyebox (112) in einem Innenraum eines Fahrzeugs, wobei in dem Innen- raum eine reflektierende Fläche angeordnet ist, wobei das Anzeigesystem den Bildgeber (92) als erste optische Hauptkomponente entlang dem Strahlengang und einen Ausgangsspiegel (94) als vorletzte optische Hauptkomponente entlang dem Strahlengang aufweist, wobei für das Anzeigesystem eine Vorzugsrichtung (114) vorgesehen ist, die ausgehend von der reflektierenden Fläche als letzter optischer Hauptkomponente entlang dem Strahlengang zu der Eyebox (112) orientiert ist, wobei der Bildgeber (92) dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen zu erzeugen, wobei eine vorvorletzte optische Hauptkomponente entlang dem Strahlengang dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen zu einem vektoriellen Anteil entlang der Vorzugsrichtung (114) auf den Ausgangsspiegel (94) zu richten, wobei der Ausgangsspiegel (94) dazu ausgebildet ist, das auf ihn gerichtete Strahlvolumen auf die reflektierende Fläche im Innenraum des Fahrzeugs zu lenken, die dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen zu der Eyebox (112) zu lenken.

Description

AUDI AG
Anzeigesystem
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Anzeigesystem.
Ein Anzeigesystem für ein Fahrzeug kann als Head-up-Display ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden.
Die Druckschrift DE 10 2018 221 545 A1 beschreibt eine Projektionsvorrich- tung für ein Kraftfahrzeug.
Ein Displaygerät für ein Fahrzeug ist aus der Druckschrift US 201 1 175 798 A1 bekannt.
Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, ein Anzeigesystem für ein Fahrzeug platzsparend auszubilden.
Diese Aufgabe wird durch ein Anzeigesystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Ausführungsformen des Anzeigesystems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
Das erfindungsgemäße Anzeigesystem ist zum Lenken eines Strahlvolumens für ein üblicherweise virtuelles Bild ausgehend von einem Bildgeber zu einer Eyebox und somit zu Augenpositionen mindestens eines Insassen in einem Innenraum eines Fahrzeugs ausgebildet, wobei in dem Innenraum eine Licht spiegelnde bzw. reflektierende Fläche angeordnet ist, die den Innenraum an einer Stelle üblicherweise begrenzt. Dabei ist für das Anzeige- system eine üblicherweise horizontal orientierte bzw. ausgerichtete Vorzugsrichtung vorgesehen bzw. definiert, die ausgehend von der Eyebox zu der reflektierenden Fläche orientiert ist, wobei der Insasse mit seinen Augen ausgehend von der Eyebox entlang der Vorzugsrichtung auf die reflektierende Fläche blickt. Das Anzeigesystem weist als wenigstens zwei optische Hauptkomponenten den Bildgeber als erste optische Hauptkomponente entlang dem Strahlengang und einen Ausgangsspiegel als vorletzte optische Hauptkomponente entlang dem Strahlengang auf. Dabei ist der Bildgeber dazu ausgebildet, das Strahlvolumen, das mindestens einen Lichtstrahl für das Bild umfasst, bereitzustellen und/oder zu erzeugen. Eine vorvorletzte optische Hauptkomponente unter den wenigstens zwei optischen Hauptkomponenten des Anzeigesystems entlang dem Strahlengang ist dazu ausgebildet, das Strahlvolumen zu einem vektoriellen Anteil bzw. zu einem ersten vektoriellen Anteil entlang der Vorzugsrichtung üblicherweise direkt, also geradlinig und ohne Umlenkung, auf den Ausgangsspiegel zu richten und/oder zu lenken. Der Ausgangsspiegel ist dazu ausgebildet, das auf ihn gerichtete, richtbare, zu richtende bzw. gelenkte Strahlvolumen auf die reflektierende Fläche als letzte optische Hauptkomponente im Innenraum des Fahrzeugs zu richten und/oder zu lenken bzw. umzulenken, bspw. zu reflektieren, die wiederum dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen zu der Eyebox zu richten und/oder zu lenken bzw. umzulenken, bspw. zu reflektieren.
Der Ausgangsspiegel ist dazu ausgebildet, das auf ihn von der vorvorletzten Hauptkomponente gerichtete, auf ihn bspw. reflektierte oder projizierte, Strahlvolumen zu dem bspw. ersten vektoriellen Anteil entweder in bzw. entlang der Vorzugsrichtung oder alternativ entgegen der Vorzugsrichtung auf die reflektierende Fläche zu reflektieren. In der Regel ist die vorvorletzte optische Hauptkomponente entlang der Vorzugsrichtung vor dem Ausgangsspiegel als vorletzte optische Hauptkomponente angeordnet.
Weiterhin ist die reflektierende Fläche als letzte optische Hauptkomponente im Innenraum dazu ausgebildet, das von dem Ausgangsspiegel auf sie gerichtete bzw. reflektierte Strahlvolumen zu dem bspw. ersten vektoriellen Anteil entlang der Vorzugsrichtung zu der Eyebox zu reflektieren. Die reflektie- rende Fläche begrenzt diesen Innenraum üblicherweise an einer Stelle, wobei die reflektierende Fläche in Ausgestaltung als reflektierende Scheibe eines Fensters des Fahrzeugs ausgebildet und/oder auf bzw. in dieser reflektierenden Scheibe angeordnet ist, die eine Sandwichstruktur aus mehreren Schichten, bspw. Folien, aufweist und/oder als Verbundglas ausgebildet sein kann. Falls diese reflektierende Scheibe als Windschutzscheibe bzw. Frontscheibe des Fahrzeugs ausgebildet bzw. zu bezeichnen ist, so ist die Vorzugsrichtung des Anzeigesystems entgegen einer üblicherweise horizontalen Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert. Der Insasse, bspw. ein Fahrer oder ein Beifahrer, des Fahrzeugs sitzt im Innenraum auf einem in der Regel verstellbaren Fahrzeugsitz, wobei sich die Eyebox mit den Augen des Insassen im Bereich einer Kopfstütze des Fahrzeugsitzes befindet bzw. angeordnet ist.
Für das Fahrzeug ist zudem eine vertikal nach oben orientierte Hochachse vorgesehen. Dabei ist die vorvorletzte optische Hauptkomponente entweder entlang der Hochachse im Fahrzeug oberhalb des Ausgangsspiegels oder alternativ unterhalb des Ausgangsspiegels angeordnet und dazu ausgebildet, das Strahlvolumen zu einem weiteren bzw. zweiten vektoriellen Anteil entweder entgegen der Hochachse im Fahrzeug nach unten oder alternativ entlang der Hochachse nach oben üblicherweise direkt auf den Ausgangsspiegel zu richten.
Die reflektierende Fläche ist üblicherweise dazu ausgebildet, das Strahlvolumen zu dem ersten vektoriellen Anteil entlang der Vorzugsrichtung zu der Eyebox zu lenken bzw. umzulenken, bspw. zu reflektieren.
Mit dem Anzeigesystem ist üblicherweise eine Faltung des Strahlvolumens in Richtung des Ausgangsspiegels und von dort in Richtung der reflektierenden Fläche möglich. Dabei wird das Strahlvolumen zu dem ersten vektoriellen Anteil bezüglich der Vorzugsrichtung, evtl, auch zu dem zweiten vektoriellen Anteil bezüglich der Hochachse und optional zu einem dritten vektoriellen Anteil bezüglich einer Querachse des Fahrzeugs, zumindest teilweise auch seitlich, umgelenkt, also reflektiert und/oder ausgerichtet. Das Anzeigesy- stem kann als sog. Head-up-Display ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden.
Hierbei ist bzw. wird für den mindestens einen Lichtstrahl, bspw. einen sog. Mittensichtstrahl, bzw. für das Strahlvolumen der Strahlengang vorgesehen, der ausgehend von dem Bildgeber als Licht- und/oder Bildquelle über den Ausgangsspiegel zu der reflektierenden Fläche und von dort zu der Eyebox verläuft und mehrere Abschnitte aufweist. Dabei weist der Strahlengang einen geradlinigen Abschnitt auf, der zwischen der vorvorletzten optischen Hauptkomponente und dem Ausgangsspiegel als vorletzter optischer Hauptkomponente zumindest zu dem ersten vektoriellen Anteil entlang der Vorzugsrichtung verläuft, wobei dieser Abschnitt auch als sog. vorletzter Abschnitt des Strahlengangs bezeichnet werden kann. Der Strahlengang weist zudem einen an der reflektierenden Fläche einmal umgelenkten bzw. gefalteten Abschnitt auf, der ausgehend von dem Ausgangsspiegel über die reflektierende Fläche zu der Eyebox verläuft und auch als sog. letzter Abschnitt des Strahlengangs bezeichnet werden kann.
Das Anzeigesystem weist neben dem Bildgeber und dem Ausgangsspiegel in Ausgestaltung als mindestens eine weitere optische Hauptkomponente mindestens einen Umlenkspiegel, also nur einen oder mehrere Umlenkspie- gelspiegel auf. Der mindestens eine Umlenkspiegel kann auch als Faltspiegel ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden, der dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen zwischen dem Bildgeber und dem Ausgangsspiegel mindestens einmal umzulenken bzw. zu falten. Dabei verläuft der Strahlengang auf seinem Weg zwischen dem Bildgeber und dem Ausgangsspiegel über den mindestens einen Umlenkspiegel, der dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen zu reflektieren.
Der Ausgangsspiegel und/oder der mindestens eine Umlenkspiegel als mindestens ein optisch umlenkender Spiegel ist bzw. sind entweder asphärisch, bspw. asphärisch gekrümmt, oder flach bzw. eben ausgebildet bzw. geformt und/oder zur Faltung und/oder zur Formung und/oder zur optischen Korrektur des Strahlvolumens ausgebildet, um ggf. entstehende Abbildungsfehler bei Reflektion über andere nicht-plane reflektierende Flächen, wie z. B. die Windschutzscheibe, zumindest teilweise auszugleichen sowie eine Größe des virtuellen Bilds anzupassen, dieses bspw. zu vergrößern oder zu verkleinern.
In einer möglichen Ausgestaltung des Anzeigesystems ist lediglich der Ausgangsspiegel als Hauptspiegel und somit als einziger Spiegel zwischen dem Bildgeber und der reflektierenden Fläche vorgesehen, wobei in diesem Fall kein Umlenkspiegel vorgesehen ist. In diesem Fall ist der Bildgeber als vorvorletzte optische und zugleich erste Hauptkomponente entlang der Vorzugsrichtung vor dem Ausgangsspiegel sowie entlang der Hochachse entweder oberhalb oder alternativ unterhalb des Ausgangsspiegels angeordnet. In diesem Fall verläuft der geradlinige, bspw. sog. vorletzte, Abschnitt des Strahlengangs zwischen dem Bildgeber und dem Ausgangsspiegel als alleinige optische Hauptkomponenten, wobei der Bildgeber das Bild üblicherweise direkt auf den Ausgangsspiegel richtet, üblicherweise emittiert und/oder projiziert.
Alternativ hierzu ist es möglich, dass ein Umlenkspiegel unter dem mindestens einen Umlenkspiegel als vorvorletzte optische Hauptkomponente und somit als letzter Umlenkspiegel ausgebildet und entlang der Vorzugsrichtung vor dem Ausgangsspiegel und entlang der Hochachse im Fahrzeug entweder oberhalb dem Ausgangsspiegel oder alternativ unterhalb dem Ausgangsspiegel anordenbar, anzuordnen bzw. angeordnet und dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen zumindest zu dem ersten vektoriellen Anteil entlang der Vorzugsrichtung und zu dem zweiten vektoriellen Anteil entweder entgegen der Hochachse nach unten oder alternativ entlang der Hochachse nach oben üblicherweise direkt auf den Ausgangsspiegel zu reflektieren.
Als optische Nebenkomponenten des vorgestellten Anzeigesystems sind Linsen oder Filter, bspw. Polarisationsfilter, denkbar, wobei es möglich ist, dass mindestens eine Linse und/oder mindestens ein Filter zwischen dem Bildgeber und einem Spiegel, also einem Umlenkspiegel oder dem Ausgangsspiegel, zwischen zwei Spiegeln, also zwei Umlenkspiegeln oder ei- nem Umlenkspiegel und dem Ausgangsspiegel und/oder zwischen dem Ausgangsspiegel und der reflektierenden Fläche, bspw. in einer Öffnung einer Abdeckung, angeordnet ist. Eine optische Nebenkomponente lenkt den Strahlengang im Gegensatz zu einem Spiegel nicht um, wobei der mindestens eine Lichtstrahl diese optische Nebenkomponente, bspw. Polarisationsfilter, geradlinig und somit direkt durchquert, wobei eine derartige optische Nebenkomponente auch zwischen der vorvorletzten optischen Hauptkomponente und dem Ausgangsspiegel angeordnet sein kann. Bei einer Linse als optischer Nebenkomponente kann es zu einer ungewollten Streuung und/oder Umlenkung des Lichtstrahls kommen. Dagegen kommt es mit einer reflektierenden bzw. spiegelnden optischen Hauptkomponente zu einer gezielten Umlenkung und somit vektoriellen Änderung einer Richtung des Lichtstrahls.
Es ist jedoch auch denkbar, dass der Bildgeber entlang der Vorzugsrichtung hinter dem Ausgangsspiegel angeordnet sein kann. In diesem Fall ist mindestens ein Umlenkspiegel entlang der Vorzugsrichtung vor dem Ausgangsspiegel angeordnet. Dabei verläuft der Strahlengang ausgehend von dem Bildgeber entgegen der Vorzugsrichtung an dem Ausgangsspiegel vorbei zu dem mindestens einen davor angeordneten Umlenkspiegel und weiterhin von einem letzten Umlenkspiegel unter dem mindestens einen Umlenkspiegel, der entlang der Hochachse im Fahrzeug oberhalb oder unterhalb dem Umlenkspiegel angeordnet ist, entlang seines vorletzten geradlinigen Abschnitts entlang der Vorzugsrichtung sowie entweder von oben oder von unten auf den Ausgangsspiegel und ausgehend hiervon zu der reflektierenden Fläche.
Das Anzeigesystem weist einen Bauraum auf, in dem der Bildgeber, der Ausgangsspiegel, der mindestens eine Umlenkspiegel sowie die vorvorletzte optische Hauptkomponente angeordnet sind, bei der es sich bei dieser je nach Ausgestaltung entweder um den letzten Umlenkspiegel oder den Bildgeber handelt. Damit wird ein weiterer Freiheitsgrad für eine Auslegung bzw. Gestaltung eines Head-up-Displays realisiert. Durch mindestens eine Umlenkung und/oder Faltung des Strahlvolumens mit dem mindestens einen Umlenkspiegel kann eine Anpassung eines Volumens des Bauraums vorgenommen werden, wobei das Strahlvolumen von einem ebenen bzw. planen Umlenkspiegel oder Ausgangsspiegel gefaltet wird.
Das Anzeigesystem und/oder der Bauraum weist bzw. weisen eine Abdek- kung, bspw. eine Wand, auf, die den Bauraum von dem Innenraum trennt und begrenzt, wobei die Abdeckung eine Öffnung aufweist, durch die das Bild von dem Ausgangsspiegel hindurch zu der reflektierenden Fläche zu lenken und zu reflektieren ist. Die Abdeckung ist je nach relativer Anordnung der optischen Hauptkomponenten zueinander und je nach Anordnung der reflektierenden Fläche entlang der Hochachse des Fahrzeugs entweder oberhalb oder alternativ unterhalb der optischen Hauptkomponenten in dem Bauraum angeordnet. Die Abdeckung weist eine Öffnung, bspw. einen Durchbruch, auf, durch die bzw. den hindurch das Bild als Anzeigeinhalt von dem Ausgangsspiegel zu der reflektierenden Fläche zu reflektieren ist. In der Öffnung kann eine transparente Scheibe, bspw. ein Kunststoffdeckglas, angeordnet sein, wobei auf dem Kunststoffdeckglas ein Filter, z. B. Polarisationsfilter, als mindestens eine optische Nebenkomponente angeordnet sein kann, der dazu ausgebildet ist, einfallendes Sonnenlicht und damit die thermische Belastung zu reduzieren.
Das Anzeigesystem weist in Ausgestaltung als mindestens drei optische Hauptkomponenten den Bildgeber, den Ausgangsspiegel und als letzte optische Hauptkomponente für eine weitere optische Umlenkung zu der Eyebox die reflektierende Fläche auf.
Es ist denkbar, ein Fahrzeug mit einer bereits im Innenraum vorhandenen reflektierenden Fläche, die den Innenraum als eine Scheibe üblicherweise begrenzt, durch eine Ausführungsform des Anzeigesystems in dem hierfür vorgesehenen Bauraum für die mindestens drei optischen Hauptkomponenten nachzurüsten.
Eine Anordnung der optischen Hauptkomponenten bezüglich der Vorzugsrichtung und der Hochachse relativ zueinander wird in möglicher Ausgestal- tung abhängig von einer Krümmung der reflektierenden Fläche und/oder abhängig von einem Winkel, um den die reflektierende Fläche relativ zu der Vorzugsrichtung angeordnet und/oder geneigt ist, vorgesehen und entsprechend an die bspw. als Windschutzscheibe ausgebildete reflektierende Fläche angepasst. Dabei ist das Anzeigesystem für ein als Kraftfahrzeug ausgebildetes bzw. zu bezeichnendes Fahrzeug vorgesehen, bei dem die Windschutzscheibe unter einem spitzen Winkel relativ zu der Vorzugsrichtung geneigt und in der Regel auch gekrümmt ist. Es ist auch möglich, dass das Anzeigesystem für ein als Lastkraftwagen oder Bus bzw. Omnibus ausgebildetes bzw. zu bezeichnendes Fahrzeug vorgesehen ist, bei dem die Windschutzscheibe unter einem Winkel von ca. 90 ° relativ zu der Vorzugsrichtung angeordnet und somit entlang der Hochachse vertikal ausgerichtet sowie in der Regel weitgehend eben bzw. flach ist.
Das Anzeigesystem weist in weiterer Ausgestaltung auch die reflektierende Fläche als zusätzliche optische Komponente, bspw. als letzte optische Hauptkomponente, auf, die dazu ausgebildet ist, den Lichtstrahl von dem Ausgangsspiegel zu reflektieren und zu der Eyebox bzw. Augenpositionen des Insassen des Fahrzeugs im Innenraum des Fahrzeugs zu richten und/oder zu lenken. Dabei ist es möglich, dass eine üblicherweise asphärische Krümmung der reflektierenden Fläche durch den in Ausgestaltung ebenfalls asphärisch gekrümmten und somit geformten Ausgangsspiegel kompensiert wird. Es ist auch möglich, das zu der Eyebox reflektierte Bild dem Insassen als Augmented Reality darzustellen. Die reflektierende Fläche im Innenraum kann bspw. als kleine Kunststoff- oder Glasscheibe ausgebildet sein und die Windschutzscheibe als ansonsten üblicher Bestandteil eines Head-up-Displays ersetzen. Die reflektierende Fläche kann auch als Seitenscheibe, Heckscheibe oder andere Glasscheiben des Fahrzeugs ausgebildet sein.
Üblicherweise blickt der Insasse im Innenraum entlang der Vorzugsrichtung parallel zu einer Längsachse des Fahrzeugs nach vorne auf die Windschutzscheibe. Der Bauraum ist in der Regel hinter einem unteren Rand der Windschutzscheibe als reflektierende Fläche und somit unter einem Scheiben- querträger angeordnet. Falls die reflektierende Fläche alternativ als Heckscheibe ausgebildet ist, blickt der Insasse auf diese ebenfalls entlang der Vorzugsrichtung parallel zur Längsachse im Innenraum auf die Heckscheibe nach hinten. Im Fall der Windschutzscheibe ist der Bauraum zumindest teilweise in einem Armaturenbrett und im Fall der Heckscheibe bspw. in einer sog. Hutablage des Fahrzeugs angeordnet.
Falls die reflektierende Fläche als Seitenscheibe, etwa für ein Fenster einer Tür des Fahrzeugs, ausgebildet ist, ist die Vorzugsrichtung parallel zu einer Querachse des Fahrzeugs entweder nach links oder nach rechts orientiert. Die reflektierende Fläche kann auch als Aufkleber, der im Innenraum befestigt ist, als lackierte Flächen oder andere optisch reflektierende Oberfläche ausgebildet sein, bspw. eine schwarz lackierte Zierleiste in der Tür oder auf dem Armaturenbrett bzw. einer Instrumententafel.
Das vorgestellte Anzeigesystem als Head-up-Display mit dem beschriebenen optischen Umlenkungs- bzw. Faltungskonzept für das Strahlvolumen ist platzsparend ausgebildet. Dabei verläuft der vorletzte Abschnitt des Strahlengangs ausgehend von dem Ausgangsspiegel üblicherweise direkt zu der reflektierenden Fläche, wobei der letzte Abschnitt des Strahlengangs von der reflektierenden Fläche entlang der Vorzugsrichtung zu der Eyebox verläuft. Mit dem Anzeigesystem können bauraumbedingte Kollisionen mit der Lenksäule bzw. dem Lenkrad und/oder mit der Instrumententafel vermieden werden.
Weiterhin ist es möglich, hinsichtlich einer räumlichen Ausrichtung, bspw. des Ausgangsspiegels als vorletzte optische Hauptkomponente und/oder der vorvorletzten optischen Hauptkomponente, eine räumliche Ausrichtung der reflektierenden Fläche und/oder eine Position der Eyebox relativ zu der reflektierenden Fläche zu berücksichtigen, die wiederum auch von einer Position des Fahrzeugsitzes des Insassen abhängig ist.
Der Ausgangsspiegel ist entlang der Vorzugsrichtung durch zwei Enden, bspw. Kanten, begrenzt, wobei das erste Ende entlang der Vorzugsrichtung vor dem zweiten Ende angeordnet ist. Falls der Ausgangsspiegel dazu ausgebildet ist, das Strahlenvolumen bezüglich der Hochachse von unten nach oben zu der reflektierenden Fläche zu lenken, ist das erste Ende des Ausgangsspiegels bezüglich der Hochachse unterhalb dem zweiten Ende angeordnet. Falls der Ausgangsspiegel alternativ dazu ausgebildet ist, das Strahlenvolumen bezüglich der Hochachse von oben nach unten zu der reflektierenden Fläche zu lenken, ist das erste Ende des Ausgangsspiegels bezüglich der Hochachse oberhalb dem zweiten Ende angeordnet.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems.
Figuren 3a, 3b zeigen in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems.
Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Bezugszeichen sind dieselben Komponenten zugeordnet. Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems ist für ein hier als Kraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug vorgesehen, wobei von dem Fahrzeug hier u. a. eine Windschutzscheibe 12 als reflektierende Fläche, ein Lenkrad 14 mit einer Lenksäule, eine Motorhaube 18 und eine Abdeckung 10 dargestellt sind, wobei diese Abdeckung 10 hier auch eine Instrumententafel des Fahrzeugs hin zu einem Innenraum des Fahrzeugs abdeckt. Außerdem zeigt Figur 1 auch noch einen Wischermotor 16 für einen Scheibenwischer des Fahrzeugs, der hier unterhalb der Windschutzscheibe 12 angeordnet ist. Außerdem ist hier für das Anzeigesystem eine durch einen Pfeil angedeutete Vorzugsrichtung 24 definiert bzw. vorgesehen, die hier entgegen einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist.
Die erste Ausführungsform des Anzeigesystems umfasst mehrere optische Hauptkomponenten, die hier in einem gestrichelt dargestellten Bauraum 2 unterhalb des Wischermotors 16 angeordnet sind. Bei den optischen Hauptkomponenten handelt es sich um einen Bildgeber 4, der entlang der Vorzugsrichtung 24 zumindest teilweise vor dem ersten Umlenkspiegel 8a und/oder zumindest teilweise in derselben Position wie der erste Umlenk- spiegel 8a sowie bezüglich einer Hochachse des Fahrzeugs auch oberhalb von diesem ersten Umlenkspiegel 8a angeordnet ist. Außerdem umfasst das Anzeigesystem einen zweiten Umlenkspiegel 8b, der entlang der Vorzugsrichtung 24 zumindest teilweise hinter dem ersten Umlenkspiegel 8a und/oder zumindest teilweise in derselben Position wie der erste Umlenkspiegel 8a sowie bezüglich der Hochachse oberhalb des ersten Umlenkspiegels 8a angeordnet ist. Außerdem weist das Anzeigesystem als weitere optische Hauptkomponente einen hier asphärischen Ausgangsspiegel 6 auf, der hier bezüglich der Hochachse unterhalb dem zweiten Umlenkspiegel 8b sowie entlang der Vorzugsrichtung 24 auch hinter dem zweiten bzw. letzten Umlenkspiegel 8b angeordnet ist.
Zur Bereitstellung eines Bilds als Anzeigeinhalt ist der Bildgeber 4 dazu ausgebildet, mindestens einen Lichtstrahl 20 zu erzeugen, der auch als Mittensichtstrahl bezeichnet werden kann und hier von einem Strahlvolumen 22 umhüllt ist. Dabei verläuft ein Strahlengang für den mindestens einen Licht- strahl 20 ausgehend von dem Bildgeber 4 entlang der Vorzugsrichtung 24 zunächst nach hinten und nach unten zu dem ersten Umlenkspiegel 8a, von dort nach oben und nach hinten zu dem zweiten Umlenkspiegel 8b und ausgehend von dort wieder nach unten sowie entlang der Vorzugsrichtung 24 zu dem Ausgangsspiegel 6. Ausgehend hiervon wird der von dem Ausgangsspiegel 6 reflektierte Lichtstrahl 20 entlang der Vorzugsrichtung 24 durch eine Öffnung in der Abdeckung 10 auf die Windschutzscheibe 12 gelenkt und von dort zu einer Eyebox und somit mindestens einer Augenposition eines Insassen des Fahrzeugs reflektiert.
Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems ist in Figur 2 schematisch dargestellt und ebenfalls für ein hier als Kraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug ausgebildet, das eine Windschutzscheibe 38 als reflektierende Fläche aufweist, wobei eine Vorzugsrichtung 40 des Anzeigesystems durch einen Pfeil angedeutet ist, die hier entgegen einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist. Hier ist vorgesehen, dass optische Hauptkomponenten des Anzeigesystems in einem Bauraum 30 unterhalb der Windschutzscheibe 38 angeordnet sind. Dabei umfasst die zweite Ausführungsform des Anzeigesystems als optische Hauptkomponenten einen Bildgeber 32 und einen einzigen Umlenkspiegel 36, die hier bezüglich der Vorzugsrichtung 40 in dem Fahrzeug weitgehend an derselben Position angeordnet sind, wobei jedoch hier der Umlenkspiegel 36 bezüglich einer Hochachse des Fahrzeugs oberhalb des Bildgebers 32 angeordnet ist. Hinter dem Bildgeber 32 und dem Umlenkspiegel 36 und weiterhin auch unterhalb dem Umlenkspiegel 36 ist in dem Bauraum 30 ein Ausgangsspiegel 34 vorgesehen. Bei einem Betrieb der zweiten Ausführungsform des Anzeigesystems ist vorgesehen, dass mindestens ein von dem Bildgeber 32 erzeugter Lichtstrahl für ein Bild zunächst zu dem Umlenkspiegel 36 nach oben zu reflektieren ist. Dieser Umlenkspiegel 36 ist zugleich als letzter Umlenkspiegel 36, ausgehend von dem Bildgeber 32, dazu ausgebildet, den mindestens einen Lichtstrahl entgegen der Hochachse nach unten sowie entlang der Vorzugsrichtung 40 zu dem Ausgangsspiegel 34 zu reflektieren. Der Ausgangsspiegel 34 ist wiederum dazu ausgebildet, den mindestens einen darauf gerichteten, hier auf ihn reflektierten Lichtstrahl entlang der Vorzugsrich- tung 40 nach hinten und entlang der Hochachse nach oben zu der Windschutzscheibe 38 zu reflektieren, die wiederum dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Lichtstrahl mit dem Bild entlang der Vorzugsrichtung 40 zu einer Eyebox eines Insassen in einem Innenraum des Fahrzeugs zu reflektieren und somit zu richten. Diesbezüglich ist in Figur 2 ein Strahlvolumen 42 angedeutet, das den mindestens einen Lichtstrahl bzw. einen hierfür vorgesehenen Strahlengang umhüllt.
Die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems und ein als Kraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug, in das dieses Anzeigesystem integriert ist, sind in Figur 3a in Schnittdarstellung und in Figur 3b in Draufsicht schematisch dargestellt. Dabei sind hier von dem Fahrzeug eine Windschutzscheibe 58 als reflektierende Fläche, eine Motorhaube 60 und ein Wischermotor 62 zum Bewegen eines Scheibenwischers zum Reinigen der Windschutzscheibe 58 gezeigt. Außerdem ist in Figur 3a eine Eyebox 70 für Augenpositionen von Augen eines Fahrers als Insassen in einem Innenraum des Fahrzeugs durch eine Ellipse angedeutet. Außerdem weist das Fahrzeug eine Stirnwand 75 und eine Abdeckung 76 mit einer Öffnung 78, bspw. mit einem sog. Durchbruch, auf. Dabei begrenzen die Stirnwand 75 und die Abdeckung 76 den Innenraum des Fahrzeugs. Figur 3 zeigt ferner auch eine Karosserie 80 und einen Federbeindom 82a, 82b des Fahrzeugs. Für das Anzeigesystem ist eine hier durch einen Pfeil angedeutete Vorzugsrichtung 74 vorgesehen, die entgegen einer X-Richtung bzw. Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist.
Auch die dritte Ausführungsform des Anzeigesystems weist hier einen Bauraum 50 zur Aufnahme von optischen Komponenten, hier optischen Hauptkomponenten sowie optischen Nebenkomponenten, auf. Als erste optische Hauptkomponente ist hier ein Bildgeber 52 zum Bereitstellen eines Bilds als Anzeigeinhalt vorgesehen. Außerdem umfasst die dritte Ausführungsform des Anzeigesystems einen Ausgangsspiegel 54 als vorletzte optische Hauptkomponente und insgesamt vier Umlenkspiegel 56a, 56b, 56c, 56d als weitere optische Hauptkomponenten. Ferner weist das Anzeigesystem neben den besagten optischen Hauptkomponenten auch eine Linse 72 und einen Filter als zusätzliche optische Nebenkomponenten innerhalb des Bauraums 50 auf. Im Detail sind hier der Bildgeber 52 sowie ein erster und ein zweiter Umlenkspiegel 56a, 56b bezüglich einer Hochachse in Z-Richtung des Fahrzeugs weitgehend in derselben Höhe und bezüglich einer Querachse des Fahrzeugs in Y-Richtung nebeneinander angeordnet. Dabei ist hier vorgesehen, dass der erste Umlenkspiegel 56a entlang der Vorzugsrichtung 74 vor dem Bildgeber 52 und vor dem zweiten Umlenkspiegel 56b angeordnet ist, wobei der zweite Umlenkspiegel 56b entlang der Vorzugsrichtung 74 zumindest teilweise vor dem Bildgeber 52 und/oder in derselben Position wie der Bildgeber 52 angeordnet ist. Ein dritter Umlenkspiegel 56c ist bezüglich der Hochachse unterhalb der beiden erstgenannten Umlenkspiegel 56a, 56b und unterhalb des Bildgebers 52 angeordnet. Ein hier letzter, vierter Umlenkspiegel 56d als vorvorletzte optische Hauptkomponente des Anzeigesystems ist bezüglich der Vorzugsrichtung 74 vor dem dritten Umlenkspiegel 56c und geringfügig unterhalb des dritten Umlenkspiegels 56c angeordnet. Außerdem ist hier der vierte Umlenkspiegel 56d entlang der Vorzugsrichtung 74 weitgehend in derselben Position wie der zweite Umlenkspiegel 56b und/oder geringfügig davor angeordnet. Der Ausgangsspiegel 54 ist hier als vorletzte optische Hauptkomponente entlang der Vorzugsrichtung 74 hinter sowie unterhalb der anderen voranstehend beschriebenen optischen Hauptkomponenten angeordnet. Die Linse 72 und der Filter sind hier bezüglich der Vorzugsrichtung 74 und auch bezüglich der Hochachse zwischen dem zweiten und dritten Umlenkspiegel 56b, 56c angeordnet. Außerdem zeigt Figur 3 noch einen zusätzlichen Bildgeber 64.
Beim Betrieb des Anzeigesystems ist für mindestens einen Lichtstrahl ausgehend von dem Bildgeber 52 ein Strahlengang bereitzustellen, der zwischen den beschriebenen optischen Komponenten verläuft, von dem hier nur ein umhüllendes Strahlvolumen 66 angedeutet ist. Es ist vorgesehen, dass der Bildgeber 52 den von ihm erzeugten mindestens einen Lichtstrahl entgegen der Vorzugsrichtung 74 weitgehend entlang der Hochachse sowie auch entlang der Querachse des Fahrzeugs richtet und/oder emittiert. Weiterhin ist der erste Umlenkspiegel 56a dazu ausgebildet, den mindestens einen Lichtstrahl entlang der Vorzugsrichtung 74 nach hinten, entlang der Querachse des Fahrzeugs und weitgehend auf derselben Höhe bezüglich der Hauptachse zu dem zweiten Umlenkspiegel 56b umzulenken und somit zu reflektieren. Der zweite Umlenkspiegel 56b ist dazu ausgebildet, den mindestens einen Lichtstrahl entlang der Vorzugsrichtung 74 nach hinten und entgegen der Hochachse nach unten zu dem dritten Umlenkspiegel 56c zu reflektieren. Dabei ist zusätzlich vorgesehen, dass der mindestens eine Lichtstrahl von dem zweiten zu dem dritten Umlenkspiegel 56b, 56c auch durch die Linse 72 und den Filter verläuft bzw. diese durchquert. Der dritte Umlenkspiegel 56c ist dazu ausgebildet, den mindestens einen Lichtstrahl entgegen der Vorzugsrichtung 74 nach vorne, entgegen der Hochachse nach unten und entlang der Querachse des Fahrzeugs zu dem vierten Umlenkspiegel 56d zu reflektieren und somit umzulenken. Der vierte Umlenkspiegel 56d als vorvorletzte optische Hauptkomponente des Anzeigesystems ist dazu ausgebildet, den mindestens einen Lichtstrahl entlang der Vorzugsrichtung 74 nach hinten und entlang der Hochachse nach unten zu dem Ausgangsspiegel 54 umzulenken, der wiederum dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Lichtstrahl entlang der Vorzugsrichtung 74 nach hinten und entlang der Hochachse nach oben zu der Windschutzscheibe 58 als letzte optische Hauptkomponente zu reflektieren.
Dabei verläuft der mindestens eine Lichtstrahl bzw. der hierfür vorgesehene Strahlengang durch die Öffnung 78 in der Abdeckung 76. Die Windschutzscheibe 58 ist dazu ausgebildet, den mindestens einen Lichtstrahl zu der Eyebox 70 zu reflektieren. Der hier zusätzlich dargestellte Bildgeber 64 ist dazu ausgebildet, ein zusätzliches Bild zunächst direkt auf die Windschutzscheibe 58 mit mindestens einem zusätzlichen Lichtstrahl zu projizieren, der ausgehend hiervon ebenfalls zu der Eyebox 70 reflektiert wird, wobei für diesen mindestens einen zusätzlichen Lichtstrahl hier ein zusätzliches Strahlvolumen 68 dargestellt ist.
Die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems für ein weiteres als Kraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug ist in Figur 4 in schematischer Schnittdarstellung gezeigt. Dieses Fahrzeug weist als Komponenten eine Windschutzscheibe 98 als reflektierende Fläche, eine Motorhaube 106, eine Abdeckung 100 für eine Instrumententafel und zwischen der Motorhaube 106 und der Windschutzscheibe 98 einen Wischermotor 104 für einen Scheibenwischer der Windschutzscheibe 98 auf. Außerdem weist das Fahrzeug unterhalb der Abdeckung 100 ein Lenkrad 102 mit einer Lenksäule auf. Figur 4 zeigt auch eine hier durch eine Ellipse angedeutete Eyebox 112 von Augen eines Fahrers als Insassen des Fahrzeugs in dessen Innenraum. Für das Anzeigesystem ist eine durch einen Pfeil angedeutete Vorzugsrichtung 114 vorgesehen, die hier entgegen einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
Als optische Hauptkomponenten der vierten Ausführungsform des Anzeigesystems sind hier in einem Bauraum 90 unterhalb der Abdeckung 100 ein Bildgeber 92, lediglich ein Umlenkspiegel 96 als vorvorletzte optische Hauptkomponente und ein Ausgangsspiegel 94 als vorletzte optische Hauptkomponente vorgesehen. Dabei ist der Bildgeber 92 entlang der Vorzugsrichtung 114 hinter dem Umlenkspiegel 96 und bezüglich einer Hochachse des Fahrzeugs auch unter dem Umlenkspiegel 96 angeordnet. Weiterhin sind der Bildgeber 92 und der Umlenkspiegel 96 entlang der Vorzugsrichtung 114 vor dem Ausgangsspiegel 94 angeordnet, der weiterhin bezüglich der Hauptachse unterhalb des Umlenkspiegels 96, jedoch oberhalb des Bildgebers 92 angeordnet ist.
Bei einem Betrieb der vierten Ausführungsform des Anzeigesystems ist vorgesehen, dass der Bildgeber 92 mindestens einen Lichtstrahl 108 mit einem umhüllenden Strahlvolumen 110 entgegen der Vorzugsrichtung 114 nach vorne und entlang der Hauptachse nach oben zu dem Umlenkspiegel 96 richtet, hier projiziert, der den mindestens einen Lichtstrahl 108 entlang der Vorzugsrichtung 1 14 nach hinten und bezüglich der Hochachse nach unten zu dem Ausgangsspiegel 94 reflektiert. Dieser ist wiederum dazu ausgebildet, den mindestens einen Lichtstrahl 108 entlang der Hochachse nach oben und entlang der Vorzugsrichtung 114 durch einen Durchbruch als Öffnung in der Abdeckung 100 zu der Windschutzscheibe 98 zu reflektieren, die wiederum dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Lichtstrahl 108 zu der Eyebox 112 des Insassen im Innenraum zu reflektieren. Jede der voranstehend vorgestellten Ausführungsformen des Anzeigesystems kann als sog. Head-up-Display ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden. Hierbei ist es möglich, dass die für eine jeweilige Ausführungsform vorgesehenen optischen Hauptkomponenten und deren relative Positionen bezüglich der Vorzugsrichtung 24, 40, 74, 114 und deren Winkel zueinander relativ zueinander variabel anordenbar bzw. anzuordnen sind, wobei der Ausgangsspiegel 6, 34, 54, 94 als vorletzte optische Hauptkomponente entlang der Vorzugsrichtung 24, 40, 74, 1 14 hinter dem letzten Umlenkspiegel 8b, 36, 56d, 96 als vorvorletzter optischer Hauptkomponente angeordnet ist. Dabei sind sämtliche optische Hauptkomponenten in dem Bauraum 2, 30, 50, 90 entlang der Vorzugsrichtung 24, 40, 74, 114 vor der Stirnwand 75 und dem Lenkrad 14, 102 angeordnet. Die Öffnung 78 als Durchbruch in der Abdeckung 10, 76, 100 ist analog zu einem Lüftungsschlitz einer Klimaanlage auf einer Seite eines Insassen, also auf der Seite des Fahrers oder Beifahrers angeordnet.
Durch Vorsehen der Umlenkspiegel 8a, 8b, 36, 56a, 56b, 56c, 56d, 96 sind innerhalb eines jeweiligen Bauraums 2, 30, 50, 90 unterschiedliche optische Faltungen und somit Umlenkungen des Strahlengangs für den mindestens einen Lichtstrahl 20, 108 innerhalb des Bauraums 2, 30, 50, 90 mit einer Baugruppe aus den optischen Komponenten möglich. Mit den vorgestellten Komponenten des jeweiligen Anzeigesystems unter Berücksichtigung des hierfür eingestellten Bauraums 2, 30, 50, 90 ist es u. a. möglich, eine Größe des Bilds und einen Abstand des Bilds relativ zu der Eyebox 70, 112, bspw. auch hinsichtlich einer räumlichen Ausdehnung bzw. Größe der Eyebox 70, 112 anzupassen. Dies umfasst auch eine optische Performance, eine Helligkeit des mindestens einen Lichtstrahls 20, 108, eine thermische Stabilität des Anzeigesystems sowie hierfür vorgesehene Toleranzkonzepte. Es ist möglich, dass die Öffnung 78, durch die der mindestens eine Lichtstrahl 20, 108 aus dem Bauraum 2, 30, 50, 90 zu der Windschutzscheibe 12, 38, 58, 98 verläuft, in der Abdeckung 10, 76, 100 und/oder in der Stirnwand 75, bspw. in einem Übergang zwischen der Abdeckung 10, 76, 100 und der Stirnwand 75, angeordnet ist. Bei den hier vorgestellten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der bspw. asphärische Ausgangsspiegel 6, 34, 54, 94 im Vergleich zu Anordnungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, um etwa 180 ° um die Hochachse des Fahrzeugs gedreht ist. Dabei ist es möglich, den Bauraum 2, 30, 50, 90 für das Anzeigesystem an üblicherweise unveränderliche Randbedingungen in dem Fahrzeug, bspw. an eine Position des Wischermotors 16, 62, 104 bzw. eines Wischerantriebs, eines Federbeindoms 82a, 82b und einer Batterie, bspw. einer 12V-Batterie, einer Servolenkung oder eines elektrischen Bremskraftverstärkers (eBKV) anzupassen. Durch die vorgesehene Verteilung der optischen Hauptkomponenten und durch entsprechende Anpassung des Bauraums 2, 30, 50, 90 ist es möglich, das Anzeigesystem in eine hierfür vorgesehene Plattform eines Fahrzeugs zu integrieren. Bei einer möglichen Ausführungsform des Anzeigesystems ist es weiterhin möglich, die Öffnung 78 in dem Bauraum 2, 30, 50, 90, d. h. in der Abdeckung 10, 76, 100 und/oder der Stirnwand 75 spiegelgleich zu einer Öffnung, bspw. für eine Frischluftansaugung, einer Klimaanlage auf einer Fahrer- oder Beifahrerseite auszubilden, wobei eine linkslenkerspezifische oder rechtslenkerspezifische Steuerung der Stirnwand 75 entfallen kann.
Es ist auch möglich, abhängig von einem Winkel, unter dem die Windschutzscheibe 12, 38, 58, 98 relativ zu der Vorzugsrichtung 24, 40, 74, 1 14 als Randbedingung orientiert, bspw. geneigt, ist, und somit für eine entsprechend flache oder steile Windschutzscheibe 12, 38, 58, 98 eine jeweilige Ausführungsform des Anzeigesystems anzupassen. Dabei ist es auch möglich, einen Fußgängerschutz und/oder einen Kopfaufschlag eines Fußgängers im Fall einer Kollision mit dem Fahrzeug zu berücksichtigen, da die optischen Komponenten des Anzeigesystems im Fall eines Aufpralls des Fahrzeugs mechanisch nachgiebig sind. Außerdem ist es möglich, eine Toleranzkette des für die Windschutzscheibe 12, 38, 58, 98 vorgesehenen Anzeigesystems zu minimieren. Es ist ebenfalls möglich, eine, üblicherweise durch die Sonne verursachte, Blendung des Insassen durch eine niedrige Spiegelbank für den Bauraum 2, 30, 50, 90 zu reduzieren. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, eine weitere transparente optische Nebenkomponente, die in der Öffnung 78 des Anzeigesystems angeordnet ist, in einfacher Weise auszutauschen. Die Spiegelbank ist ein vorderer Teil der Öffnung 78 bzw. Aussparung für das Strahlvolumen 22, 42, 66, 110 des Head-up-Displays in der Abdeckung 10, 76, 100, die bspw. als Instrumententafel ausgebildet ist. Dabei wird einfallendes Sonnenlicht durch eine Krümmung der optischen Nebenkomponente, bspw. eines Deckglases oder einer Kunststofffolie mit ca. 0,5 mm Dicke, in der Öffnung 78 von der Eyebox 70, 112 abgelenkt, so dass es den Insassen nicht blendet.
Bei einer Montage des Bauraums 2, 30, 50, 90 ist es nicht nötig, die Windschutzscheibe 12, 38, 58, 98 oder die Instrumententafel komplett auszubauen. Außerdem ist es möglich, auch parallel zur Querachse des Fahrzeugs Toleranzen hinsichtlich einer Verschiebung und/oder eines Beschnitts des Bilds bei einem Fahrzeug mit einer bspw. flachen Instrumententafel zu verringern. Außerdem wird eine Reflexanfälligkeit des Anzeigesystems verringert, da eine Montageposition für die optischen Hauptkomponenten bezüglich der Hochachse vergleichsweise niedrig angeordnet ist und auf eine sonst übliche Nachkalibrierung in einem Kundendienstfall verzichtet werden kann, wobei auch eine Vibrationsempfindlichkeit durch eine Montage an einem Modulquerträger (MQT) und eine thermische Belastung reduziert werden. Außerdem werden Kollisionen mit der Lenksäule, mit Luftkanälen und mit einem Tafeldach der Instrumententafel aufgelöst. Es ist auch möglich, dass durch eine Montage des Bauraums 2, 30, 50, 90 nah an einem Scheibenquerträger (SQT) eine Toleranzkette zwischen der Windschutzscheibe 12, 38, 58, 98 und dem Bauraum 2, 30, 50, 90 verkürzt wird. Außerdem können bei der Montage ein Aufwand für eine Justage und Kalibrierung entfallen. Die Komponenten des Anzeigesystems sind thermisch entspannt und im Fahrzeug vibrationsarm befestigt. Es ist möglich, den Bauraum 2, 30, 50, 90 unter dem Scheibenquerträger (SQT) für die Windschutzscheibe 12, 38, 58, 98 zu montieren, der entlang der Querachse zwischen A-Säulen des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Montage des Bauraums 2, 30, 50, 90 kann ausgehend vom Innenraum und/oder, bei geöffneter Motorhaube 18, 60, 106, ausgehend vom Motorraum des Fahrzeugs durchgeführt werden, wobei auch ein Austausch des Bauraums 2, 30, 50, 90 und somit des Head-up-Displays möglich ist, ohne dass die Windschutzscheibe 12, 38, 58, 98 hierfür ausgebaut werden muss.
BEZUGSZEICHEN:
2 Bauraum
4 Bildgeber
6 Ausgangsspiegel
8a, 8b Umlenkspiegel
10 Abdeckung
12 Windschutzscheibe
14 Lenkrad
16 Wischermotor
18 Motorhaube
20 Lichtstrahl
22 Strahlvolumen
24 Vorzugsrichtung
30 Bauraum
32 Bildgeber
34 Ausgangsspiegel
36 Umlenkspiegel
38 Windschutzscheibe
40 Vorzugsrichtung
42 Strahlvolumen
50 Bauraum
52 Bildgeber
54 Ausgangsspiegel
56a, 56b, Umlenkspiegel
56c, 56d
58 Windschutzscheibe
60 Motorhaube
62 Wischermotor
64 Bildgeber
66, 68 Strahlvolumen
70 Eyebox
72 Linse
74 Vorzugsrichtung 75 Stirnwand
76 Abdeckung
78 Öffnung
80 Karosserie
82a, 82b Federbeindom
90 Bauraum
92 Bildgeber
94 Ausgangsspiegel
96 Umlenkspiegel
98 Windschutzscheibe
100 Abdeckung
102 Lenkrad
104 Wischermotor
106 Motorhaube
108 Lichtstrahl
110 Strahlvolumen
112 Eyebox
114 Vorzugsrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1 . Anzeigesystem zum Lenken eines Strahlvolumens (22, 42, 66, 68) entlang eines Strahlengangs ausgehend von einem Bildgeber (4, 32, 52, 92) zu einer Eyebox (70, 112) in einem Innenraum eines Fahrzeugs, wobei in dem Innenraum eine reflektierende Fläche angeordnet ist, wobei das Anzeigesystem den Bildgeber (4, 32, 52, 92) als erste optische Hauptkomponente entlang dem Strahlengang und einen Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) als vorletzte optische Hauptkomponente entlang dem Strahlengang aufweist, wobei für das Anzeigesystem eine Vorzugsrichtung (24, 40, 74, 114) vorgesehen ist, die ausgehend von der reflektierenden Fläche als letzter optischer Hauptkomponente entlang dem Strahlengang zu der Eyebox (70, 112) orientiert ist, wobei der Bildgeber (4, 32, 52, 92) dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) zu erzeugen, wobei eine vorvorletzte optische Hauptkomponente entlang dem Strahlengang dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) zu einem vektoriellen Anteil entlang der Vorzugsrichtung (24, 40, 74, 114) auf den Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) zu richten, wobei der Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) dazu ausgebildet ist, das auf ihn gerichtete Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) auf die reflektierende Fläche im Innenraum des Fahrzeugs zu lenken, die dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) zu der Eyebox (70, 112) zu lenken.
2. Anzeigesystem nach Anspruch 1 , bei dem der Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) dazu ausgebildet ist, das auf ihn gerichtete Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) zu einem vektoriellen Anteil entweder entlang der Vorzugsrichtung (24, 40, 74, 114) oder entgegen der Vorzugsrichtung (24, 40, 74, 1 14) auf die reflektierende Fläche zu lenken, die dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) zu einem vektoriellen Anteil entlang der Vorzugsrichtung (24, 40, 74, 114) zu der Eyebox (70, 112) zu lenken. Anzeigesystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die vorvorletzte optische Hauptkomponente entlang einer Hochachse des Fahrzeugs oberhalb dem Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) oder unterhalb dem Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) angeordnet und dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) zu einem weiteren vektoriellen Anteil entweder entgegen der Hochachse oder entlang der Hochachse auf den Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) zu richten, wobei der Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) dazu ausgebildet ist, das auf ihn gerichtete Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) zu einem weiteren vektoriellen Anteil entweder entlang der Hochachse nach oben oder entgegen der Hochachse unten auf die reflektierende Fläche zu lenken. Anzeigesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) asphärisch oder eben geformt ist. Anzeigesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, das als optische Hauptkomponente mindestens einen Umlenkspiegel (8a, 8b, 36, 56a, 56b, 56c, 56d, 96) aufweist, der dazu ausgebildet ist, das Strahlvolumen (22, 42, 66, 68) zwischen dem Bildgeber (4, 32, 52, 92) und dem Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) mindestens einmal umzulenken. Anzeigesystem nach Anspruch 5, bei dem ein Umlenkspiegel (8a, 8b, 36, 56a, 56b, 56c, 56d, 96) unter dem mindestens einen Umlenkspiegel (8a, 8b, 36, 56a, 56b, 56c, 56d, 96) als vorvorletzte optische Hauptkomponente ausgebildet ist. Anzeigesystem nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der mindestens eine Umlenkspiegel (8a, 8b, 36, 56a, 56b, 56c, 56d, 96) asphärisch oder eben geformt ist. Anzeigesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, das einen Bauraum (2, 30, 50, 90) aufweist, in dem der Bildgeber (4, 32, 52, 92), der Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) und die vorvorletzte optische Hauptkomponente angeordnet sind, wobei der Bauraum (2, 30, 50, 90) durch eine Abdeckung (10, 76, 100) begrenzt ist, die eine Öffnung (78) aufweist, durch die das Bild von dem Ausgangsspiegel (6, 34, 54, 94) zu der reflektierenden Fläche zu lenken ist. Anzeigesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, das die reflektierende Fläche aufweist. Anzeigesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, das für eine reflektierende Fläche vorgesehen ist, die als Windschutzscheibe (12, 38, 58, 98) des Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei die Vorzugsrichtung (24, 40, 74, 114) entgegen einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist.
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