JP6107380B2 - Head-up display device - Google Patents
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Description
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a head-up display device.
表示器から発せられた光を反射部材で反射して、車両のフロントガラス等に表示画像を投影するヘッドアップディスプレイとしては、種々のものが開発され実用化されている。 Various types of head-up displays that reflect light emitted from a display by a reflecting member and project a display image on a windshield of a vehicle have been developed and put to practical use.
特許文献1には、表示器からの光を反射する反射部材の角度を調整することで、運転者の視線位置に合うように反射光の表示位置を変えることができるヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。このヘッドアップディスプレイ装置は、ステッピングモータにより駆動されるリードスクリュと、リードスクリュに螺合したナットに連動する動力伝達部材と、反射部材を保持するとともに動力伝達部材から力を受けて回動する保持部材とを備えている。リードスクリュの回転による動力伝達部材の移動に伴い、保持部材は回動軸を中心に回動する。これにより、反射部材を所望の角度に調整し、運転者の視線位置に合うように表示位置を設定することが可能である。 Patent Document 1 discloses a head-up display device that can change the display position of reflected light so as to match the driver's line-of-sight position by adjusting the angle of a reflecting member that reflects light from the display. ing. The head-up display device includes a lead screw driven by a stepping motor, a power transmission member interlocked with a nut screwed to the lead screw, a reflection member, and a holding member that rotates by receiving a force from the power transmission member. And a member. As the power transmission member moves due to the rotation of the lead screw, the holding member rotates about the rotation axis. Thereby, it is possible to adjust the reflecting member to a desired angle and set the display position so as to match the driver's line-of-sight position.
特許文献1に開示されたヘッドアップディスプレイ装置においては、反射部材を保持する保持部材と動力伝達部材との連結箇所は、保持部材の端部である。保持部材は、この端部での動力伝達部材との連結により、回動軸回りの回動が止められている。一方、回動軸を挟んだ、連結箇所とは反対側の反射部材の端部はフリーの状態にある。そのため、車両等に発生した振動が反射部材に伝わることでその振動が大きくなりやすく、その結果、表示画像にブレが生じ易いという問題があった。 In the head-up display device disclosed in Patent Document 1, the connection point between the holding member that holds the reflecting member and the power transmission member is the end of the holding member. The holding member is prevented from rotating about the rotation axis by being connected to the power transmission member at this end. On the other hand, the end portion of the reflecting member on the opposite side to the connected portion across the rotation shaft is in a free state. Therefore, the vibration generated in the vehicle or the like is transmitted to the reflecting member, so that the vibration is likely to increase, and as a result, there is a problem that the display image is likely to be blurred.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、表示画像のブレを抑制することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a head-up display device capable of suppressing blurring of a display image.
上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、モータの回転軸に連結されたリードスクリュと、前記モータの駆動による前記リードスクリュの回転に伴って、該リードスクリュの軸線に沿って移動する動力伝達部材と、表示光を出射する表示器と、前記動力伝達部材に係止され、該動力伝達部材の移動に応じて回動軸を中心に回動するとともに、前記表示光を反射して表示画像を投射する反射部材と、を備え、前記反射部材は、前記反射部材を保持する保持ユニットを有し、前記保持ユニットに形成された突出片に前記動力伝達部材による係止箇所が設けられ、前記係止箇所に隣接する前記突出片に取り付けられた弾性部材により、前記反射部材が引っ張られていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a head-up display device according to the present invention includes a lead screw coupled to a rotation shaft of a motor and an axis of the lead screw along with the rotation of the lead screw driven by the motor. The power transmission member that moves, the indicator that emits display light, and the power transmission member are engaged with the power transmission member. A reflecting member that reflects and projects a display image, the reflecting member having a holding unit that holds the reflecting member, and a locking portion by the power transmission member on a protruding piece formed on the holding unit is provided by the elastic member attached to said projecting piece adjacent to said locking portion, wherein the reflecting member is pulled.
本発明によれば、表示画像のブレを抑制することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the head-up display apparatus which can suppress the blurring of a display image can be provided.
以下、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の斜視図である。 Hereinafter, a head-up display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a head-up display device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1においては、上ケース10と下ケース20とが組み合わされることで、その内部に種々の部品を収容する筐体が構築されている。この上ケース10の上面に形成された凹部11には、表示器60(図2)からの表示光Lを反射する平面鏡30が配置されている。また、この平面鏡30と対向するように、平面鏡30からの表示光Lを反射するコンバイナ40が上ケース10の上面から突出するように配置されている。
As shown in FIG. 1, in the head-up display device 1 according to the embodiment of the present invention, the
このような本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1の構造詳細について説明する。図2は、図1中の矢視II−IIで示した本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1の断面図、図3は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1の部分斜視図である。なお、図3においては、ヘッドアップディスプレイ装置1の内部を分かり易く表示するため、上ケース10と下ケース20との図示は省略している。
Details of the structure of the head-up display device 1 according to this embodiment will be described. 2 is a cross-sectional view of the head-up display device 1 according to the embodiment of the present invention indicated by arrow II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a portion of the head-up display device 1 according to the embodiment of the present invention. It is a perspective view. In FIG. 3, the
上ケース10及び下ケース20は、合成樹脂製であり、例えばABS(Acrylonitrile butadiene styrene)樹脂からなるものである。上ケース10は、コンバイナ40を保持するコンバイナ保持ユニット90を、回動軸95(図3)を中心に回動自在に支持している。また、下ケース20には、種々の構成部品を保持するブラインドカバー80が配置、固定されている。
The
ブラインドカバー80は、例えばABS樹脂から構成され、図2に示すように、平面鏡30、回路基板50、表示器60、及び放熱板70を保持する保持部材として機能する。また、ブラインドカバー80には、図中下方に向けて垂れ下がった垂下部81が形成されている。この垂下部81の先端には、ばね100の第1のフック101を固定するためのばね固定孔82が形成されている。
The
回路基板50は、例えばエポキシ系樹脂からなり、表示器60及びモータ110(図3)を動作するためのマイコン等(不図示)を搭載している。回路基板50は、ブラインドカバー80の下面にビス止めされており、配線部材によって表示器60及びモータ110と電気的に接続されている。また、回路基板50には、ブラインドカバー80の垂下部81を挿通させて下方に突出させるためのブラインドカバー挿通孔51が形成されている。これにより、ブラインドカバー80に形成されたばね固定孔82は、回路基板50の図中下方に位置している。
The
表示器60は、例えば、蛍光表示管から構成されており、ブラインドカバー80とブラインドカバー80に固定された放熱板70との間に狭持されている。図2に示すように、ブラインドカバー80には、表示器60からの表示光Lを通すための通光孔83が形成されている。これにより、表示器60からの表示光Lを平面鏡30に向けて出射することができる。
The
放熱板70は、例えば、アルミニウム製で、表示器60で発生した熱を外部へ放熱する。放熱板70は、その断面がコの字状に成形されており、ウェブ71が表示器60に対向するように配置されている。なお、本実施形態においては、放熱板70のウェブ71と表示器60との間に熱伝導ゴム75を介在させてある。これにより、表示器60で発生した熱を効率よく放熱板70に伝導させて、外部へ放熱させることができる。
The
平面鏡30は、表示器60から発せられた表示光Lを反射して、コンバイナ40に向けて折り返すものである。平面鏡30は、表示器60に対向する位置に両面テープ等の固定手段によりブラインドカバー80に固定されている。なお、平面鏡30を固定する手段としては、両面テープに限定されず種々の手段を採用することができる。例えば、平面鏡30を、上ケース10とブラインドカバー80との間で狭持するような方法を採用してもよい。
The
コンバイナ40は、例えば、ポリカーボネートの表面に反射膜を蒸着することで構築されたハーフミラーから構成されている。コンバイナ40は、平面鏡30に対向するように上ケース10の上面から突出するように配置されており、平面鏡30で反射された表示光Lを運転者側に向けて反射する。コンバイナ40は、コンバイナ保持ユニット90と固定板93との間に狭持されている。
The
コンバイナ保持ユニット90は、例えばABS樹脂からなり、固定板93との間でコンバイナ40を狭持する保持部96と、この保持部96から図中下方に垂れ下がり保持部96から突出した垂下部(突出片)91とを有する。また、コンバイナ保持ユニット90の保持部96の側面には、図3に示すように、円柱状の回動突起94が形成されている。この回動突起94は、図示していないが、保持部96の奥側の側面にも同様に形成されている。これらの回動突起94は、上ケース10に形成された軸受部(不図示)に軸支される。これにより、コンバイナ保持ユニット90は、回動軸95を中心に回動方向Rに回動可能な構成となっている。そのため、コンバイナ保持ユニット90に保持されたコンバイナ40は、コンバイナ保持ユニット90の回動動作に伴って、回動軸95を中心に回動方向Rに回動する。
The
このように、上述した各部材が配置されることにより、図2の矢印で示したように、表示器60から出射された表示光Lは、平面鏡30で反射されてコンバイナ40に向けて折り返される。平面鏡30で反射した表示光Lは、さらに、コンバイナ40で運転者側に向けて反射される。これにより、運転者は、コンバイナ40の前方に結像される表示画像を視認することができる。
As described above, by arranging the above-described members, the display light L emitted from the
なお、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1においては、コンバイナ40を回動軸95を中心に回動させることで、コンバイナ40での表示光Lの反射する方向を変えることが可能である。これにより、運転者の視線位置に合わせて表示画像の表示位置を変えることができる。以下では、コンバイナ40を所定の角度に調整するための構成について詳細に説明する。
In the head-up display device 1 according to the present embodiment, the direction in which the display light L is reflected by the
図4は、図3中の“IV”部で示した本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1の部分拡大図、図5は、図3中の矢視V−Vで示した本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1の部分側面図、図6は、図5中の矢視VI−VIで示した本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1の部分平面図である。なお、図4においては、構造の理解を容易にするため、動力伝達部材120は他の部材から分離した状態で図示している。
4 is a partially enlarged view of the head-up display device 1 according to the embodiment of the present invention indicated by “IV” in FIG. 3, and FIG. 5 is the present invention indicated by arrows VV in FIG. FIG. 6 is a partial plan view of the head-up display device 1 according to the embodiment of the present invention indicated by arrows VI-VI in FIG. 5. In FIG. 4, in order to facilitate understanding of the structure, the
図4に示すように、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1は、コの字状に形成された支持体130と、この支持体130に取り付けられたモータ110と、螺合したナット141を有し一端がモータ110の回転軸(不図示)に連結されたリードスクリュ140と、リードスクリュ140からの力をコンバイナ支持ユニット90に伝達する動力伝達部材120と、この動力伝達部材120の動きを一軸方向に導くガイドシャフト150と、を備えている。
As shown in FIG. 4, the head-up display device 1 according to the present embodiment includes a
支持体130は、例えば、ステンレス等の金属材料がチャンネル状に加工されて形成されており、ウェブ131、第1のフランジ132、及び第2のフランジ133から構成されている。支持体130は、下ケース20(図1、2)に固定されているとともに、第1のフランジ132においてモータ110を保持する。また、支持体130には、第1のフランジ132及び第2のフランジ133を連通する、リードスクリュ140及びガイドシャフト150が取り付けられている。
The
モータ110は、例えば、パルスモータから構成され、第1のフランジ132の外面に固定されている。モータ110の回転軸(不図示)には、ナット141が螺合したリードスクリュ140の一端が軸継手により連結されている。これにより、リードスクリュ140は、モータ110の駆動により回転する。
The
ガイドシャフト150は、例えば、ステンレス等の金属材料から構成された、断面が円形の棒状部材である。ガイドシャフト150は、リードスクリュ140と略並行に配され、第1のフランジ132と第2のフランジ133との間を接続する。
The
動力伝達部材120は、例えば、ポリアセタール等の合成樹脂材料から構成されている。動力伝達部材120は、2つの突出した第1の対向壁121及び第2の対向壁122を有することでU字状をなしている。第1の対向壁121には、その内面から突出した第1の突起123が形成されている。同様に、第2の対向壁122には、その内面から突出した第2の突起124が形成されている。これら第1及び第2の突起123,124は、先端に向けて細くなった略半球状をなしている。この第1及び第2の突起123、124が、コンバイナ保持ユニット90の垂下部91に点接触して垂下部91を挟みこんでいる。これにより、コンバイナ保持ユニット90は、動力伝達部材120により係止され、回動軸95を中心とした回動が止められる。
The
また、動力伝達部材120には、第1の対向壁121及び第2の対向壁122が延びる方向と直交する方向に、ガイドシャフト150を挿通するためのガイドシャフト挿通孔125が形成されている。ガイドシャフト150がガイドシャフト挿通孔125に挿通されることにより、動力伝達部材120は、ガイドシャフト150が延びる方向のみに移動可能となっている。
Further, the
また、動力伝達部材120は、リードスクリュ140に螺合したナット141と連結している。なお、動力伝達部材120には、第1の対向壁121及び第2の対向壁122が延びる方向と直交する方向に、リードスクリュ140を挿通するためのリードスクリュ挿通溝126が形成されている。これにより、動力伝達部材120は、リードスクリュ140のねじ部と干渉することなく、リードスクリュ140の回転によりガイドシャフト150の軸方向に沿って移動する。そして、動力伝達部材120により係止されているコンバイナ保持ユニット90は、その垂下部91が動力伝達部材120の移動方向に力を受けることになる。これにより、コンバイナ保持ユニット90は、動力伝達部材120の移動に応じて回動軸95を中心にして回動する。
Further, the
このようにモータ110を駆動させることにより、コンバイナ40を回動軸95を中心に回動方向R(図3)に回動させて、コンバイナ40を所定の方向に向けることができる。これにより、コンバイナ40で反射された表示光Lによる表示画像を、視認しやすい位置に表示させることが可能となる。
By driving the
なお、図3に示すように、コンバイナ保持ユニット90の垂下部91が、動力伝達部材120の第1及び第2の突起123,124(図4)で挟みこまれることで、コンバイナ40は回動することなく固定されている。一方、コンバイナ40の図中上側は支持されておらずフリーな状態にある。そのため、リードスクリュ140とナット141との螺合状態、ナット141と動力伝達部材120との連結状態、及びコンバイナ保持ユニット90の回動突起94と上ケース10に形成された軸受部(不図示)との軸支状態等にガタツキが存在する場合、車両等に発生した振動によりコンバイナ40はぶれやすい。この結果、コンバイナ40から反射されて結像された表示画像にブレが発生し、視認しにくいものとなる。そこで、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1においては、ブラインドカバー80に形成されたばね固定孔82と、コンバイナ保持ユニット90に形成されたばね引掛孔92とをばね100で接続している。これにより、コンバイナ保持ユニット90は、ブラインドカバー80に引き付けられる。これにより、コンバイナ40のガタツキの要因となっていた種々の部材の隙間が密着し、ガタツキが低減される。
Note that, as shown in FIG. 3, the
次に、より詳細に、このようなガタツキを低減するための構成について説明する。図4乃至6に示すように、コンバイナ保持ユニット90の垂下部91には、ばね100の第2のフック102を引っ掛けるためのばね引掛孔92が形成されている。このばね引掛孔92が形成される位置は、動力伝達部材120の第1及び第2の突起123,124が点接触する箇所の隣である。一方、ブラインドカバーの垂下部81の先端には、ばね100の第1のフック101を固定するためのばね固定孔82が形成されている。
Next, a configuration for reducing such backlash will be described in more detail. As shown in FIGS. 4 to 6, a
ばね100は、例えば、コイルスプリングであり、図4に示すように、ばね固定孔82とばね引掛孔92とを接続する。その際、ばね100に適切な張力Tが作用するように、ばね100の長さが設定されている。ばね100による張力Tが作用する方向は、コンバイナ保持ユニット90(ばね引掛孔92)の回動方向Rの接線方向と略一致している。これにより、コンバイナ保持ユニット90は、ばね100に引っ張られ、ブラインドカバー80に向けて引き付けられることになる。
The
これにより、コンバイナ40のガタツキの要因となっていた種々の部材の隙間が密着する。そのため、コンバイナ40のガタツキは低減されるとともに、動力伝達部材120に係止されていることで、コンバイナ40は所定の角度を保ったまま保持される。これにより、車両等に発生した振動に起因した表示画像のブレを抑制することができる。なお、ばね引掛孔92の形成位置(ばね100の取付位置)は、上記箇所に限定されるものではない。しかしながら、コンバイナ40のガタツキを低減するという観点から、コンバイナ保持ユニット90において、回動軸95(図3)に対して第1及び第2の突起123、124が点接触する箇所と同じ側に形成する必要がある。すなわち、図3においては、動力伝達部材120がコンバイナ保持ユニット90を係止している箇所は、回動軸95よりも下側にあるが、この場合、ばね引掛孔92も回動軸95よりも下側に形成する必要がある。
Thereby, the clearance gap between the various members which became the cause of the play of the
また、図3に示すように、コンバイナ保持ユニット90の垂下部91は、コンバイナ保持ユニット90の幅方向(回動軸95に沿う方向)の略中央に設けられている。すなわち、ばね引掛孔92の形成位置(ばね100の取付位置)は、コンバイナ保持ユニット90の全幅の略中央に位置する。そのため、コンバイナ保持ユニット90の垂下部91に作用するばね100による張力の作用点を、コンバイナ保持ユニット90の中心線に対して近い位置とするか、あるいはコンバイナ保持ユニット90の中心線に一致させることができる。これにより、曲げモーメント等の2次的な力の発生を抑制しながら、コンバイナ保持ユニット90をブラインドカバー80に引き付けることができる。これにより、コンバイナ保持ユニット90のガタツキの要因となっていた空隙を確実に解消することができる。
As shown in FIG. 3, the hanging
なお、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1においては、コンバイナ保持ユニット90にコンバイナ40を保持させたが、凹面鏡を保持させたとしても、本発明の効果を享受することができる。
In the head-up display device 1 according to the present embodiment, the
また、動力伝達部材120に形成された第1及び第2の突起123,124は、半球状であると説明したが、他の形状であってもよい。例えば、図7に示すように、第1及び第2の突起223、224を半円柱状とし、コンバイナ保持ユニット90の垂下部91と線接触する構成であってもよい。これにより、コンバイナ保持ユニット90の垂下部91を動力伝達部材120で確実に狭持することができる。
Moreover, although the 1st and 2nd protrusion 123,124 formed in the
また、上述の実施形態では、ばね100の第1のフック101を下ケース20に固定されたブラインドカバー80に固定した。しかしながら、コンバイナ保持ユニット90のガタツキを抑制できる方法としては、例えば、下ケース20にばね固定孔を形成して、下ケース20に一端が固定されたばね100でコンバイナ保持ユニット90を引き付ける構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、モータ110の回転軸に軸継手されたものはリードスクリュ140であると説明したが、例えば、リードスクリュ140の代わりにボールねじを採用することも可能である。
Further, the
また、上述の実施形態では、ばね100の第2のフック102は、コンバイナ40を保持するコンバイナ保持ユニット90に接続されていると説明したが、例えば垂下部やばね引掛孔が一体的に形成されたコンバイナを用いて、コンバイナに直接、ばねを引っ掛ける構成であってもよい。このような構成の場合、垂下部やばね引掛孔が一体的に形成されたコンバイナが反射部材として機能する。一方、上述の実施形態においては、このような反射部材は、コンバイナ40、及びコンバイナ保持ユニット90(さらに、固定板93を含んでもよい)から構成されているといえる。この場合、ばね100が反射部材(コンバイナ40、及びコンバイナ保持ユニット90)に取り付けられた箇所は、反射部材の全幅の略中央であるといえる。
In the above-described embodiment, it has been described that the
また、ブラインドカバー80とコンバイナ保持ユニット90を接続するばね100は、コイルばねであると説明したが、その他の弾性部材を用いた態様であってもよく、例えば、渦巻きばね等の他のばねであっても良いし、ゴム材により張力を付与してもよい。
In addition, the
このように、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. In other words, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
1 ヘッドアップディスプレイ装置
10 上ケース
11 凹部
20 下ケース
30 平面鏡
40 コンバイナ
50 回路基板
51 ブラインドカバー挿通孔
60 表示器
70 放熱板
71 ウェブ
75 熱伝導ゴム
80 ブラインドカバー
81 垂下部
82 ばね固定孔
83 通光孔
90 コンバイナ保持ユニット
91 垂下部
92 ばね引掛孔
93 固定板
94 回動突起
95 回動軸
96 保持部
100 ばね
101 第1のフック
102 第2のフック
110 モータ
120 動力伝達部材
121 第1の対向壁
122 第2の対向壁
123 第1の突起
124 第2の突起
125 ガイドシャフト挿通孔
126 リードスクリュ挿通溝
130 支持体
131 ウェブ
132 第1のフランジ
133 第2のフランジ
140 リードスクリュ
141 ナット
150 ガイドシャフト
L 表示光
R 回動方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head-up
Claims (4)
前記モータの駆動による前記リードスクリュの回転に伴って、該リードスクリュの軸線に沿って移動する動力伝達部材と、
表示光を出射する表示器と、
前記動力伝達部材に係止され、該動力伝達部材の移動に応じて回動軸を中心に回動するとともに、前記表示光を反射して表示画像を投射する反射部材と、を備え、
前記反射部材は、反射部材を保持する保持ユニットを有し、前記保持ユニットに形成された突出片に前記動力伝達部材による係止箇所が設けられ、前記係止箇所に隣接する前記突出片に取り付けられた弾性部材により、前記反射部材が引っ張られていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 A lead screw connected to the rotating shaft of the motor;
A power transmission member that moves along the axis of the lead screw as the lead screw rotates by driving the motor;
A display that emits display light; and
A reflection member that is locked to the power transmission member, rotates about a rotation axis according to the movement of the power transmission member, and reflects the display light to project a display image;
The reflection member has a holding unit for holding the reflection member, and a protruding portion formed on the holding unit is provided with a locking portion by the power transmission member, and is attached to the protruding piece adjacent to the locking portion. The head-up display device, wherein the reflecting member is pulled by the elastic member.
The elastic member is a head-up display device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one end attached to the holding member for holding the indicator.
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