专利名称：：用于抬头显示器的叠像镜定位系统的制作方法
技术领域：
：本发明大体上涉及一种定位系统(positioningsystem)。更明确地说，本发明涉及一种用于抬头显示系统(head-updisplaysystem)的叠像镜(combiner)的定位系统。
背景技术：
：抬头显示器(head-updisplay)或HUD是呈现数据而无需用户从其平常视点(viewpoint)转移目光的透明显示器。尽管在早期仅为了军用航空而开发了抬头显示器，但在商用飞机、汽车和其它应用中使用HUD正变得常见。典型的HUD含有三个主要组件叠像镜、投影单元(projectorunit)和视频产生计算机(videogenerationcomputer)。叠像镜是定位在飞行员/驾驶员前方以显示具有所需信息的虚拟图片的半透明镜面，即，飞行员/驾驶员可经由HUD的叠像镜看到飞机/交通工具前方的视野。叠像镜可以是凹的或者是平的，且通常具有反射从投影单元投影到其上的单色光(monochromaticlight)同时允许光的所有其它波长(wavelength)穿过的特殊涂层(coating)。在一些飞机上，叠像镜可容易移除，或空勤人员可将其转向旁边。投影单元将图像投影到叠像镜上以供用户检视。投影单元可在叠像镜下方或上方。计算机提供待显示的所需信息/数据。一些用于HUD的叠像镜定位机制在所属领域中是已知的。第2008/(^85138Α1号美国专利公开案中揭示一种可收起的叠像镜(retractablecombiner)0在此类机制中，叠像镜在处于停放位置(parkingposition)时储存在受保护的外壳(housing)中。叠像镜安装在可在停放位置与操作位置之间移动的可移动支撑框架(movablesupportingframe)上。叠像镜在处于停放位置时收回到外壳中，且在处于操作位置时延伸到外壳的外部。第2009/00863^Α1号美国专利公开案中提出另一种叠像镜定位机制。在此文章的叠像镜定位系统中，所述系统设置于包含底座板(baseplate)的框架上。可移动载体支撑叠像镜，且所述可移动载体可在叠像镜处于收起位置的停放位置与叠像镜处于充分展开位置的操作位置之间移动。可移动载体由耦合到步进电动机(st印pingmotor)的螺旋心轴(screwspindle)驱动。所述移动由侧壁上的凸轮(cam)和齿(teeth)引导。所述移动包含当叠像镜处于操作位置时对叠像镜位置的角度调整。尽管如此，上述叠像镜定位系统具有许多零件，且零件所需的空间限制了减小HUD尺寸的可能性。由于尺寸大，所述设计不具备汽车制造商对仪表盘(dashboard)和不同挡风玻璃(windshield)所希望的灵活性。另外，所述两个主要功能，叠像镜移动和叠像镜角度调整，彼此有力地联系在一起。因此，叠像镜移动的最大速度无法在不损害叠像镜角度调整准确度的情况下提高。能够进行角度精密调整对于叠像镜定位的机制也十分重要。有时，当叠像镜的位置不处于最佳条件时，驾驶员无法顺利地读取显示于叠像镜上的虚拟图像。交通工具的用户与叠像镜之间的较小距离以及交通工具用户之间的体格差异引起对叠像镜定位系统角度准确度的要求。
发明内容因此，本发明是针对用于抬头显示器的叠像镜的定位系统。所述定位系统设置在包含位于底座上的固定框架的外壳中。支撑叠像镜的抬升模块安置于外壳内，且包含叠像镜固持器、一对控制盘、一对杠杆以及一驱动单元。叠像镜固持器连接到叠像镜，杠杆连接到叠像镜固持器和控制盘，且驱动单元连接到控制盘。当驱动单元驱动控制盘旋转时，杠杆使叠像镜固持器和叠像镜移动。抬升模块能够在叠像镜处于停放位置(储存位置)的第一位置与叠像镜处于操作位置(显示位置)的第二位置之间进行第一移动动作，且在到达操作位置之后进行用于叠像镜的角度精密调整的第二移动动作。本发明通过用一对杠杆抬升叠像镜来实现叠像镜从停放位置到操作位置的移动。所述杠杆彼此相对，且每一杠杆包含第一端、第二端和导销。第一端以可旋转的方式安装于固定框架上，第二端连接到叠像镜固持器，杠杆的导销附接到控制盘。根据本发明的实施例，叠像镜固持器以对称的方式设计，且包含两个上部尖端(uppertip)、两个中间销和两个下部销(lowerpin)。上部尖端连同杠杆的第二端一起固定地附接到叠像镜的底端，中间销以可移动的方式连接到固定框架。杠杆移动由控制盘控制。所述控制盘彼此相对，且设置成大体上垂直于底座且邻近杠杆。控制盘包含其上的预设弯曲狭槽。杠杆通过附接到预设弯曲狭槽的导销与控制盘连接，杠杆的导销适于沿预设弯曲狭槽移动，以实现叠像镜的移动。控制盘以可旋转的方式连接到驱动单元。驱动单元安置在控制盘之间的固定框架上，且包含配备有蜗轮的步进电动机。所述蜗轮组装到轴杆，且以可旋转的方式连接到控制O当叠像镜处于停放位置时，步进电动机一启动，蜗轮就驱动控制盘旋转。随着控制盘旋转，杠杆的第二端将抬升叠像镜固持器和叠像镜，以移动叠像镜到操作位置。驱动单元进一步包含用于第二移动动作的一对齿轮段和一对齿条。齿轮段连接到控制盘。齿条以对称的方式安置于固定框架的轨道上，且所述齿条以单一自由度移动。当叠像镜到达操作位置时，控制盘将继续旋转，且杠杆将因预设弯曲狭槽的恒定曲率而保持在所述位置。同时，齿轮段与齿条接触且驱动齿条沿轨道移动，以驱动下部销，从而使叠像镜固持器旋转而实现第二移动动作。为了让叠像镜固持器稳定且顺畅地移动，将一对预定引导狭槽设计在固定框架的壁上。叠像镜固持器的中间销以可移动的方式连接到预定引导狭槽。为了提供无间隙调整移动，将弹簧附接到叠像镜固持器。弹簧固定地附接在固定框架与叠像镜固持器的下部销之间。前面的概括描述和以下详细描述两者都是示范性的，且意在提供对所主张的本发明的进一步阐释。从结合附图提供的对本发明优选实施例的以下详细描述将更好地理解本发明的上述和其它特征。本发明包含附图以提供对本发明的进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。本发明的实施例，且连同描述一起用以阐释本发明的原理。图IA到图IC分别说明叠像镜正处于叠像镜的停放位置、操作位置和角度精密调整移动；图2是具有驱动单元的定位系统的侧视图；图3是定位系统的侧视图。具体实施例方式现在将详细参考本发明的当前优选实施例，其实例在附图中说明。在任何可能的情况下，附图和描述中使用相同的参考数字来指代相同或相似的部分。各图不是按比例绘制的，且提供各图只是为了说明本发明。下文参考用于说明的实例应用来描述本发明的若干方面。应理解，陈述众多特定细节、关系和方法以提供对本发明的充分理解。本发明可能会以许多不同的形式体现，且不应被解释为限于本文所陈述的实施例。举例来说，本发明可体现为方法或系统。本发明提供一种用于抬头显示器的叠像镜的定位系统。所述定位系统实现了叠像镜的第一移动动作和第二移动动作。第一移动动作是叠像镜处于停放位置(储存位置)的第一位置与叠像镜处于操作位置(显示位置)的第二位置之间的移动。第二移动动作是在叠像镜到达操作位置之后用于叠像镜的角度精密调整的移动。在定位系统中实施叠像镜的角度精密调整的功能，以依据用户身高和由用户身高决定的用户眼睛位置而校正图像位置。定位系统100的基本特征和操作绘示于图1A、图IB和图IC中。图IA到图IC说明包含叠像镜的停放位置、操作位置和角度精密调整移动的叠像镜定位系统的特征和操作。如图中所说明，定位系统100主要包含外壳110和抬升模块120。在停放位置中，叠像镜130可充分地收在外壳110内。本文中的外壳110保护定位系统100的所有零件使其免受例如灰尘、液体和污物等污染。外壳110也对意外的撞击提供了保护。当定位系统100在使用时，叠像镜130从外壳110的内部展开到图IB中叠像镜130备用的操作位置。在到达操作位置之后，叠像镜130能够进行角度精密调整，且其绘示在图IC中。图2是具有驱动单元的定位系统的侧视图。定位系统100包含位于底座上的固定框架112。抬升模块120安置于外壳110内，且包含叠像镜固持器122、一对控制盘124、一对杠杆126以及一驱动单元128。抬升模块120能够在叠像镜130处于停放位置(储存位置)的第一位置与叠像镜130处于操作位置(显示位置)的第二位置之间进行第一移动动作，且在到达操作位置之后进行用于叠像镜130的角度精密调整的第二移动动作。抬升模块120通过用杠杆1抬升叠像镜130来实现第一移动动作。所述杠杆1彼此相对，且每一杠杆1包含第一端U6a、第二端126b和导销126c。第一端126a以可旋转的方式安装于固定框架112上，且第二端126b连接到叠像镜固持器122。在图IA和图IB中可观察到，随着叠像镜130从停放位置移动到操作位置，杠杆126的一端(U6a)位置保持不变，且另一端(126b)移动到靠近外壳110的开口(opening)。叠像镜固持器122以对称的方式设计，且包含一对上部尖端122a、一对下部销122b和一对中间销122c。上部尖端12连同杠杆126的第二端126b—起固定地附接到叠像镜130的底端，同时中间销122c以可移动的方式连接到固定框架112上的两个引导狭槽120a。引导狭槽120a以对称的方式设计在固定框架112的壁上，以用于引导中间销122c沿引导狭槽120a移动，使得叠像镜固持器122可稳定且顺畅地移动。从图IA和图IB可见，叠像镜固持器122在其角度略微改变的情况下，从第一位置移动到第二位置。且从图IC可见，叠像镜固持器122旋转到某一角度，以实现叠像镜130的角度精密调整。杠杆126的移动由控制盘IM控制。控制盘IM彼此相对，设置成实质上垂直于底座，且分别定位成邻近于所述杠杆126。控制盘124的形状不限为圆形。控制盘IM包含预设弯曲狭槽IMa。杠杆1借助于定位在预设弯曲狭槽12中的导销126c而与控制盘124连接。随后，杠杆126的导销126c适于沿预设弯曲狭槽12移动，以实现叠像镜130的第一移动动作和第二移动动作。预设弯曲狭槽12必须设计成对应于引导叠像镜130在第一移动动作和第二移动动作两者的路线中移动的路径。明确地说，在图2中，预设弯曲狭槽12经设计以使得控制盘124的中心附近的曲率逐渐减少到控制盘124的外周边处的恒定曲率。驱动单元1使控制盘IM旋转。驱动单元1安置于控制盘IM之间的固定框架112上。在此实施例中，将步进电动机128a用作动力源。步进电动机128a配备有蜗轮(wormgear)128b。蜗轮128b组装到一轴杆，且以可旋转的方式连接到控制盘124的内侧。控制盘IM在内侧已配置连接部分(未图示)以与蜗轮128b连接。另外，可提供动力传输装置，使得蜗轮128b可同时使两个控制盘IM旋转。当定位系统100处于第一位置时，步进电动机128a—启动，蜗轮128b将驱动控制盘1旋转。随着控制盘IM旋转，导销126c将沿预设弯曲狭槽12移动，且杠杆1的第二端126b将抬升叠像镜固持器122。接着，叠像镜130将突出外壳110。如果驱动单元128持续操作，那么叠像镜130将充分展开到操作位置且备用。驱动单元1进一步包括用以实现第二移动动作的齿轮段(gearwheelsegment)128c和齿条(gearrack)U8d。齿轮段128c连接在控制盘1的内侧与齿条128d之间。齿条128d安置于固定框架112的轨道(未图示)上。所述轨道适于啮合齿条128d，使得齿条128d如图3中的箭头所示以单一自由度移动。当叠像镜130到达操作位置时，步进电动机128a将使控制盘IM继续旋转，且杠杆1将因预设弯曲狭槽12的恒定曲率而保持在所述位置。同时，齿轮段128c与齿条128d接触，且驱动所述齿条128d沿轨道移动，以驱动叠像镜固持器122的下部销122b，可根据叠像镜固持器122的角度而调整叠像镜130的角度。因此，可实现叠像镜130角度精密调整移动。此外，在一实施例中，齿轮段128c的轴杆可连接到控制盘IM的中心，且蜗轮128b可与齿轮段128c啮合，使得步进电动机U8a、蜗轮128b可直接使控制盘IM旋转。齿轮段128c的形状大小经设计以使得只有在叠像镜130移动到第二位置时，齿轮段128c才接触并驱动齿条U8d，以实现角度精密调整。在此实施例中，由于使用齿轮组合来传输组件之间的力和运动，所以间隙也是相当大的。为了提供定位系统的无间隙(backlashfree)调整移动，叠像镜固持器122进一步由一对弹簧120b附接。如图3中所示，弹簧120b固定地附接在固定框架112与叠像镜固持器122的下部销122b之间。因此，当叠像镜固持器122在第一移动动作与第二移动动作之间移动时，弹簧120b遵循所述移动，以实现无间隙调整移动。当叠像镜130从第二位置返回到其处于储存位置的第一位置时，步进电动机128a的旋转方向反向。以上在图IA到图IC中描述的动作在相反方向上执行。最后，应注意，可使用现在已知的或者未来的组件的任何合适组合来实施HUD系统，以供与所描述的定位系统100—起使用。总之，本发明开发了一种用于HUD的叠像镜的定位系统。所述定位系统使叠像镜能够在停放位置和操作位置之间移动以及进行角度精密调整。而且，本发明的定位系统仅需要少数零件，因此具有空间小的优点。对于汽车来说，有更多的自由度来设计仪表盘和汽车内部。所属领域的技术人员将明白，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明的结构作出各种修改和变化。鉴于前文，本发明既定涵盖本发明的修改和变化，只要所述修改和变化在所附权利要求书及其均等物的范围内即可。8权利要求1.一种叠像镜定位系统，其特征在于包括外壳，其包含位于底座上的一固定框架；以及抬升模块，其安置于所述外壳内，且支撑一叠像镜，其特征在于所述抬升模块包括叠像镜固持器、两个控制盘、两个杠杆以及驱动单元，所述叠像镜固持器连接到所述叠像镜，所述杠杆连接到所述叠像镜固持器和所述控制盘，且所述驱动单元连接到所述控制盘；当所述驱动单元驱动所述控制盘旋转时，所述杠杆使所述叠像镜固持器和所述叠像镜移动，所述抬升模块实现了所述叠像镜处于停放位置的第一位置与所述叠像镜处于操作位置的第二位置之间的第一移动动作，以及在到达所述第二位置之后用于所述叠像镜的角度精密调整的第二移动动作。2.根据权利要求1所述的叠像镜定位系统，其特征在于每一个杠杆具有第一端、第二端和导销。3.根据权利要求2所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述第一端以可旋转的方式安装于所述固定框架上，所述第二端连接到所述叠像镜固持器，且所述导销附接到所述控制ο4.根据权利要求2所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述叠像镜固持器包含两个上部尖端、两个中间销和两个下部销。5.根据权利要求4所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述上部尖端固定地附接到所述叠像镜以及所述杠杆的第二端。6.根据权利要求4所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述下部销以可移动的方式连接到所述固定框架。7.根据权利要求1所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述控制盘设置成实质上垂直于所述底座，且一预设弯曲狭槽形成于所述控制盘上。8.根据权利要求7所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述杠杆通过所述杠杆的导销附接到所述预设弯曲狭槽。9.根据权利要求1所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述驱动单元安置于所述控制盘之间的所述固定框架上，且包含配备有一蜗轮的一步进电动机。10.根据权利要求9所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述蜗轮组装到一轴杆，且以可旋转的方式连接到所述控制盘。11.根据权利要求9所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述驱动单元进一步包括齿轮段和齿条。12.根据权利要求11所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述齿轮段连接在所述齿条与所述控制盘之间。13.根据权利要求11所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述固定框架包括轨道，且所述轨道适于啮合所述齿条，使得所述齿条以单一自由度移动。14.根据权利要求11所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述叠像镜固持器进一步包括下部销，所述下部销适于由所述齿条接触。15.根据权利要求4所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述固定框架进一步包括一对预定引导狭槽，所述预定引导狭槽适于连接所述叠像镜固持器的中间销。16.根据权利要求1所述的叠像镜定位系统，其特征在于所述固定框架进一步包括弹簧，所述弹簧固定地附接在所述固定框架与所述叠像镜固持器的下部销之间。全文摘要本发明公开一种用于抬头显示器(HUD)的叠像镜定位系统。所述定位系统包含叠像镜固持器、一对控制盘、一对杠杆以及一驱动单元。所述叠像镜固持器连接到所述叠像镜，所述杠杆连接到所述叠像镜固持器和所述控制盘，且所述驱动单元连接到所述控制盘。当所述驱动单元驱动所述控制盘旋转时，所述杠杆使所述叠像镜固持器和所述叠像镜移动。所述定位系统实现所述叠像镜从停放位置(存储位置)到操作位置(显示位置)的第一移动动作，且还在到达所述操作位置之后，实现用于所述叠像镜的角度精密调整的第二移动动作。文档编号B60R11/02GK102582525SQ20111005082公开日2012年7月18日申请日期2011年3月3日优先权日2011年1月12日发明者亚历山大.诺耶勒,克里斯琴.候夫,霍斯特.伦普夫申请人:建兴电子科技股份有限公司