CN104245426B - 组合器接纳装置、平视显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于即使在施加振动的情况下,仍难以使组合器的驱动机构破损。组合器接纳装置(2)包括:保持组合器(40)的保持器(51);第1连接部(53),该第1连接部(53)可以第1固定轴(P)为中心而旋转,第1固定轴(P)位于其一个端部,其另一个端部与保持器(51)连接;第2连接部(54),该第2连接部(54)可以第2固定轴(S)为中心而旋转,第2固定轴(S)位于其一个端部,其另一个端部与保持器(51)连接,另外,可通过4节连杆机构,使组合器(40)从突出状态移动到接纳状态,通过驱动力和恢复力中的一个力,使组合器(40)从突出状态转变为接纳状态,通过另一个力,使组合器(40)从接纳状态转变为突出状态。
Description
技术领域
本发明涉及组合器接纳装置和具有它的平视显示装置。
背景技术
比如,人们知晓下述的平视显示(Head-Up Display;HUD)装置,其设置于车辆的仪表盘上,主要对作为驾驶员的用户,按照与前方风景重合的方式通报车速等的车辆信息。在专利文献1中公开有下述的HUD装置,其包括:生成所显示的信息的显示器(光源8);组合器(combiner,板1),该组合器将从显示器发出的显示光朝向用户反射;电动机(带有马达的元件13),该电动机用于使组合器立起或被接纳;导螺杠,其与电动机连接;滑动件,该滑动件伴随导螺杠的旋转动作,向前后方向滑动;保持器,该保持器与滑动件连接,保持组合器,可通过电动机的动力将组合器接纳于外壳体的内部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特表2009—515768号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的HUD装置中,形成下述的结构,其中,通过相对于导螺杠的滑动件的位置(导螺杠和滑动件的啮合的部分的 相对位置),将组合器保持在突出状态,由此,如果施加振动(特别是,如果由于振动在组合器的上下方向施加外力),则具有组合器的驱动机构破损的危险。
本发明是针对上述实际情况而提出的,本发明的目的在于提供即使在被施加振动的情况下,组合器的驱动机构仍难以破损的结构的组合器接纳装置和具有它的平视显示装置。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的,本发明的第1发明的组合器接纳装置为下述的组合器接纳装置,其可将上述组合器接纳于平视显示装置的外壳体的内部,在该平视显示装置中,通过具有表示显示图像的显示光所到达的凹面的组合器,汇聚上述显示光,让辨认者从上述凹面侧辨认上述显示图像,其特征在于,该组合器接纳装置包括:
保持部,该保持部可相对上述外壳体而移动,保持上述组合器;
第1连接部,从辨认者观察,该第1连接部能以作为沿左右方向延伸的轴的、相对外壳体不动的第1轴为中心旋转,上述第1轴位于该第1连接部的一端部,该第1连接部的另一端部连接于该保持部上;
第2连接部,从辨认者观察,该第2连接部能以作为沿左右方向延伸的轴的、相对外壳体不动的第2轴为中心旋转,上述第2轴位于该第2连接部的一端部,该第2连接部的的另一端部连接于该保持部上,
可通过4节连杆机构,将上述组合器从相对上述外壳体而突出的突出状态移动到接纳于上述外壳体的内部的接纳状态,在该4节连杆机构中,将上述第1连接部用作通过施加驱动力而驱动的 驱动节,将上述第2连接部用作从动节,将上述保持部用作中间节,将使上述第1轴的中心和上述第2轴的中心连接的节用作固定节,
设置有弹性部件,该弹性部件将上述第1连接部、上述第2连接部、上述保持部中的至少一者与相对于上述外壳体而不动的部分连接,通过恢复力将已连接的对象张拉,
通过上述驱动力和上述恢复力中的一个力,将上述组合器从上述突出状态转变为上述接纳状态,通过另一个力,将上述组合器从上述接纳状态转变为上述突出状态。
为了实现上述目的,本发明的第2发明的平视显示装置的特征在于,其包括:上述组合器接纳装置;射出上述显示光的显示器;上述组合器;以及上述外壳体。
发明的效果
按照本发明,即使在被施加振动的情况下,组合器的驱动机构仍难以破损。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式的HUD装置的立体图;
图2为具有HUD装置的组合器接纳装置的外观结构立体图;
图3为图2所示的组合器接纳装置的沿A—A线的外观结构剖视图,并且为从-X轴方向侧观察到的侧视图;
图4为用于说明组合器接纳装置所具有的4节连杆机构的示意图;
图5(a)和图5(b)为用于说明组合器接纳装置的动作的图,图5(a)为表示组合器在接纳状态的图,图5(b)为表示从接纳状态转变为突出状态的中途的状态的图;
图6(a)和图6(b)为用于说明组合器接纳装置的动作的图,为表示组合器的突出状态的图;
图7为组合器接纳装置的沿A—A线的示意剖视图,并且为从-X轴方向侧观察的侧视图,图7(a)为表示组合器在突出状态的图,图7(b)为表示组合器在接纳状态的图;
图8为电动机的分解立体图;
图9(a)和图9(b)为用于说明组合器接纳装置的动作的图,图9(a)为表示组合器在接纳状态的图,图9(b)为表示从接纳状态转变为突出状态的中途的状态的图;
图10(a)和图10(b)为用于说明组合器接纳装置的动作的图,为表示组合器在突出状态的图;
图11(a)和图11(b)为用于说明盖部的动作的图,图11(a)为表示盖的关闭状态的图,图11(b)为表示盖的打开状态的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
参照附图,对本发明的一个实施方式的HUD装置进行说明。
HUD装置1像图1~图3所示的那样,包括:外壳体10;显示器20;电路基板30;组合器40;驱动机构50。HUD装置1比如设置于车辆的仪表盘上,将车速、行驶距离等的车辆信息通报给驾驶员。
像图2所示的那样,通过组合器40和驱动机构50构成组合器接纳装置2。
另外,在下面的说明中,为了容易地理解HUD装置1的结构,从辨认HUD装置1所显示的显示图像的辨认者E(参照图1)观察,沿左右方向的轴设为X轴,沿上下方向的轴设为Y轴,与X轴和 Y轴相垂直的轴设为Z轴,适当地对构成HUD装置的各部分进行说明。另外,表示X、Y与Z轴的各自的方向的箭头所朝向的方向为各轴方向的+(正)方向,其反方向为-(负)方向。
外壳体10包括上壳体11和下壳体12。在上壳体11中形成有作为开口部的射出口11a,由于该上壳体11和下壳体12相连接,呈顶侧开口如箱子那样的形状。在该箱形状的内部,接纳有作为其它的各部分的显示器20~驱动机构50(另外,组合器40在后述的接纳状态时被接纳)。
上壳体11在组合器40处于后述的突出状态时,形成必要的开口部11b。开口部11b位于射出口11a的前方(-Z轴方向侧)。突出状态的组合器40像图1所示的那样,处于从开口部11b而向上方突出的形态。在下壳体12上,电路基板30和驱动机构50的后述的驱动机构用支架52,通过规定的方法而固定。
外壳体10按照下述方式构成,该方式为:最大限度地防止异物从外部侵入内部,并且防止内部向外部的漫射光(比如后述的显示光L中的不必要的光)泄漏。
显示器20射出表示显示图像的显示光L(参照图1的点划线箭头),该显示图像用于通报车速、行驶距离等的显示信息,比如该显示器20由通过液晶面板和背光用光源构成的透射型液晶显示器,或自发光型显示器构成。显示器20按照下述方式设置,该方式为:通过固定于外壳体10内的规定位置(比如固定于上壳体11上),像图1和图3所示的那样,该显示光L的射出侧与组合器40的后述的凹面40a面对。另外,在图3中,通过虚线表示组合器接纳装置2以外的组成部件。
电路基板30为下述的印刷电路板,其中,在由包含玻璃纤维的树脂等形成的板状的基板上,安装有控制部(在图中未示出),该 控制部具有:包含CPU(Central Processing Unit(中央处理器))和ROM(Read Only Memory(只读存储器))等的存储部的微型计算机、图形显示控制器(GDC)等。比如,电路基板30像图3所示的那样,设置于显示器20的下方。电路基板30和显示器20经由比如图中未示出的FPC(Flexible Printed Circuit(柔性印刷电路板))而导通连接。控制部从车辆ECU(Electronic Control Unit(电子控制单元))等的外部装置(图中未示出),获得通过通信线而传送的车辆的状态信息,与其相对应地驱动显示器20(即,于显示器20中显示规定的显示图像)。如果在控制部的控制下显示器20射出显示光L,则已射出的显示光L通过射出口11a,朝向组合器40。
组合器40由具有曲面的板状的半透镜、全息元件等构成。组合器40通过驱动机构50,从辨认者E可正视显示光L的显示图像的状态(在下面称为“突出状态”),移动到接纳于外壳体10的内部的状态(在下面称为“接纳状态”)。突出状态的组合器40像图1和图3所示的那样,处于从外壳体10(上壳体11)向上方突出的形态。突出状态的组合器40在其凹面40a(朝向基本+Z轴方向)接收显示器20射出的显示光L,改变射入的显示光L的光路(在组合器40采用半透镜的场合,通过反射而改变显示光L的光路,在采用全息元件的场合通过衍射而改变显示光L的光路)。组合器40的凹面40a具有汇聚显示光L的功能,与单纯地反射光的场合相比较构成下述的曲面,该曲面可将虚像形成于远前方(比如距组合器40约1m的前方)。组合器40在该前方位置F形成显示图像的虚像,并且使来自前方的光透射,由此,HUD装置1可使辨认者E辨认虚像和实际位于前方的外景等的双方。
驱动机构50是将组合器40在“突出状态”之间“接纳状态”移动的机构,像图2、图3所示的那样,驱动机构50包括:保持 器51、驱动机构用支架52、第1连接部53、第2连接部54、滑动件55、弹性部件56以及电动机57。另外,驱动机构50在组合器40处于突出状态时,还具有调整组合器40的角度的功能。
保持器51保持组合器40,由比如树脂材料形成。保持器51像图2所示的那样,为大致沿X轴方向延伸的柱状的部件,在保持器51上固定有组合器40的一个端部(突出状态的底端部)(比如通过图中未示出的螺钉等将组合器40安装于保持器51上)。另外,保持器51相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而移动。关于怎样地移动的方面,将在后面描述。
驱动机构用支架52像图2所示的那样,为从+Z轴方向而观察基本呈凹状的梯状部件,由规定的树脂材料形成。驱动机构用支架52固定于下壳体12上,相对外壳体10不运动。
具体来说,驱动机构用支架52由上底部520,壁部521与安装部522构成,该上底部520按照与底外壳12的底间隔规定的间距的方式定位,该壁部521从上底部520的左右两端部向上方直立地设置,该安装部522按照从壁部521的上端部覆盖后述的4节连杆机构,基本朝向下方的方式形成。通过将安装部522以规定的方法安装于下壳体12上,将驱动机构用支架52固定于下壳体12上。
第1连接部53为由树脂材料形成的的杆状部件,其一端部保持于驱动机构用支架52上,另一端部与保持器51连接。
具体来说,第1连接部53按照贯穿其一端部,以与X轴平行的轴的第1轴P为中心而可旋转的方式,保持于驱动机构用支架52的一部分(壁部521中的具有朝向-X轴方向的面的内侧面部521a)上。由此,第1连接部53以相对于外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的第1轴P为中心,在大致Y—Z平面上旋转。另 外,第1连接部53按照贯穿其另一端部,以与X轴平行的轴的第1支承轴Q为中心,以旋转的方式支承保持器51。
比如,在驱动机构用支架52的内侧面部521a上,形成有沿第1轴P的凸部,在第1连接部53的一端部上形成有与凸部相对应的凹部,通过两者的连接,第1连接部53可以以第1轴P为中心而旋转。显然,凹凸的关系也可是相反的关系。
即,第1连接部53也可以说是通过以第1轴P为中心的关节(连接处)与驱动机构用支架52连接。另外,该关节具有一个自由度。另外,与第1轴P一起地,同样对于构成后述的4节连杆机构的各关节的中心的轴Q、R、S,同样地构成将各部件连接的关节。以各自的轴为中心的关节具有一个自由度。另外,同样对于位于弹性部件56的两端部的各端部上的轴T、U,也以这些轴为中心,构成关节。于是,在下面,省略关于关节的说明。另外,在图3~图6(a)、图6(b)中,通过黑圆点表示相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的轴P、S、T,通过白圆圈表示相对外壳体10而移动的轴Q、R、U。
另外,突出状态下的第1连接部53的顶侧部分构成凸轮部C1,该凸轮部C1控制以第1连接部53的第1轴P为中心的旋转角,具有曲率发生渐变的曲面。通过该凸轮部C1和后述的滑动件55的接触部C2,构成凸轮机构。
具体来说,凸轮部C1的曲面形状中的形成于接近第1轴P的部分的凸曲面按照下述方式形成曲面,该方式为:滑动件55的单位移动距离的第1连接部53的旋转角的比例增大,主要用于从接纳状态转变为突出状态(相反也相同)。另一方面,凸轮部C1的曲面形状中的位于上述凸曲面的相邻处的凹曲面(形成于与凸曲面相比较,离开第1轴P的中心的位置)按照下述方式形成曲面,该 方式为:滑动件55的单位移动距离的第1连接部53的旋转角的比例减小,用于对接纳状态的组合器40的角度(比如组合器40的光轴和Z轴之间的夹角的角度)进行微调整。
在本实施方式中,通过像上述那样形成的由凸轮部C1和接触部C2构成的凸轮机构,根据滑动件55的移动这个动作,实现了接纳组合器40/使组合器40突出的动作、与突出状态下的组合器40的角度微调整动作。在专利文献1所公开的HUD装置中,由于移动组合器的机构与调整突出状态下的组合器的角度的机构由各自的机构构成,结构复杂,故如果使用频率增高,则具有产生故障的危险。但是,在本实施方式的HUD装置1中,由于通过凸轮机构实现组合器40的状态转变控制和角度微调整控制,故结构简单,可降低故障的风险。另外,还可抑制部件数量的增加、抑制产品成本。
第2连接部54为由树脂材料形成的杆状部件,该杆状部件在组合器40的突出状态下位于第1连接部53的下方(-Y轴方向侧),其一端部保持于驱动机构用支架52上,其另一端部与保持器51连接。
具体来说,第2连接部54按照贯穿其一端部,以与X轴平行的轴的第2轴S为中心可旋转的方式,保持于驱动机构用支架52的一部分(壁部521中的具有朝向-X轴方向的面的内侧面部521a)上。由此,第2连接部54以相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的第2轴S为中心,在大致Y—Z平面上旋转。另外,第2连接部54按照贯穿其另一端部,以与X轴平行的轴的第2支承轴R为中心,以可旋转的方式支承保持器51。
组合器接纳装置2可通过4节连杆机构,将组合器40从突出状态移动到接纳状态。4节连杆机构作为下述的机构而为人们所 知,该机构包括:固定节(固定连杆);驱动节(驱动连杆),该驱动节(驱动连杆)与位于固定节的两端的关节(连杆)的其中一个连接,提供驱动力;从动节(从动连杆),该从动节与固定节的另一关节连接,与驱动节面对;中间节(中间连杆),该中间节将驱动节和从动节连接。如果与此相对应,则本实施方式的组合器接纳装置2所具有的4节连杆机构按照下述方式构成,该方式为:驱动机构用支架52的一部分(具体来说,将第1轴P的中心和第2轴S的中心连接的节)用作固定节,第1连接部53用作驱动节,第2连接部54用作从动节,保持器51用作中间节(参照图4)。另外,轴P、Q、R、S的中心为构成4节连杆机构的各节中的邻接的连杆的关节的中心。
在像这样构成的4节连杆机构中,通过滑动件55对第1连接部53施加驱动力,通过该驱动力使组合器40从突出状态转变为接纳状态,通过弹性部件56的恢复力,将组合器40从接纳状态转变为突出状态。具体的动作将在后面具体描述。
在到目前的说明中,参照组合器接纳装置2的左侧面侧(-X轴方向侧),对4节连杆机构进行了说明,组合器接纳装置2(和HUD装置1)按照左右基本对称的方式构成,对于其右侧面侧,也是同样的具有第1连接部、第2连接部等,构成4节连杆机构。即,组合器接纳装置2通过在组合器40的左右两侧同样地动作的4节连杆机构,使组合器40从突出状态移动到接纳状态。因此,省略关于右侧面侧的4节连杆机构的具体描述。
滑动件55通过电动机57的动力,向前后方向(基本上沿Z轴方向)移动。作为通过滑动件55的移动将组合器40接纳于外壳体10的内部的力的驱动力F1(参照图3),由第1连接部53施加。
滑动件55包括:板状的主体部550,该板状的主体部550在前后方向于驱动机构用支架52的上底部520之上移动;滑动部551,该滑动部551从主体部550的左右侧面部的各部分向外侧突出;接触部C2,该接触部C2位于滑动部551的外侧,与第1连接部53接触。
滑动部551为比如高度方向为X轴方向的圆柱状的部件,由含油性的聚缩醛(POM)树脂等的滑动性树脂形成。滑动部551在设置于驱动机构用支架52的壁部521上的导向部521b的内部滑动(在图2中仅仅示出右侧的滑动部551和导向部521b,而在左侧,同样地设置有该两者)。导向部521b由比如形成于壁部521上的向前后方向延伸的孔(在X轴方向贯穿壁部521的通孔)构成,滑动部551在该孔的内部滑动(圆柱状的滑动部551的侧面在导向部521b中滑动)。由此,导向部521b在前后方向对滑动件55进行导向。
接触部C2为圆板状的部件,其具有比圆柱状的滑动部551的直径大一圈的直径,比如接触部C2与滑动部551成一体地形成(即,由POM树脂等形成)。另外,不仅使滑动部551和接触部C2滑动,也可围绕X轴而旋转。
接触部C2位于导向部521b的外侧,即位于壁部521的内侧面部521a的外侧。接触部C2与第1连接部53接触,伴随滑动件55的移动,对第1连接部53施加围绕第1轴P而旋转的力。具体来说,如果滑动件55后退(如果向+Z轴方向移动),则接触部C2使第1连接部53沿逆时针方向(CCW:Counter Clock Wise)旋转。如果第1连接部53沿逆时针方向旋转,则4节连杆机构使组合器40向接纳于外壳体10的内部的方向移动(向转变为接纳状态的方向移动)。
另一方面,如果滑动件55前进(如果向-Z轴方向移动),则 通过弹性部件56的弹性力,4节连杆机构动作,其结果是,第1连接部53(第2连接部54也相同)沿顺时针方向(CW:Clock Wise)旋转。如果像这样沿CW方向旋转,则4节连杆机构使组合器40向突出于外壳体10的外部的方向移动(向转变为突出状态的方向移动)。
弹性部件56通过恢复力F2(参照图3),对4节连杆机构施加用于使组合器40从接纳状态转变为突出状态的力,该弹性部件56由比如金属性的弹簧构成。弹性部件56将第2连接部54与相对外壳10而不动的部分(比如,构成驱动机构用支架52的安装部522中的具有朝向+X轴方向的面的内侧面部(图中未示出))连接,通过恢复力F2张拉所连接的对象(即第2连接部54)。
具体来说,弹性部件56按照下述方式保持,该方式为:可围绕贯穿其一端部并作为与X轴平行的轴的第1连接轴T而旋转,并且可围绕贯穿其另一端部并作为与X轴平行的轴的第2连接轴U而旋转。第1连接轴T为相对外壳体10而不动的轴,第2连接轴U为相对第2连接部54而不动的轴(即相对外壳体10而移动的轴)。另外,如果弹性部件56通过其恢复力F2,以第1连接轴T的中心为基准,则在从第2连接轴U的中心朝向第1连接轴T的中心的方向张拉第2连接部54。
特别是,弹性部件56中的第2连接轴U所在的端部,与下述的部分连接,该部分可以第2轴S为中心,通过恢复力F2,使第2连接部54沿CCW(逆时针)方向旋转。具体来说,在第2连接部54上形成有在组合器40为突出状态下,从第2轴S中心向下方突出的突出部540,在该突出部540上连接有弹性部件56中的第2连接轴U的端部。像这样,弹性部件56的恢复力F2对本实施方式的4节连杆机构施加用于使组合器40处于突出状态的力。
另外,像图2所示的那样,在弹性部件56中的第2连接轴U侧所在的端部的附近,设置有旋转阻尼器60,该旋转阻尼器60以第2连接部54不急剧地旋转为目的(即按照4节连杆机构不急剧地动作的方式),适度地抑制动作(在图2以外的图中省略)。另外,在驱动机构用支架52的安装部522上设置有缺口部522a,该缺口部522a用于使装置的重量减轻、容易地安装4节连杆机构等。
电动机57为马达,该马达对滑动件55施加使其向前后方向移动的动力,该电动机57安装于驱动机构用支架52的上底部520的底面侧(-Y轴方向侧)。电动机57通过图中未示出的FPC(柔性印刷电路板)等与电路基板30导通连接,在上述控制部的控制下,使驱动轴(图中未示出)旋转。电动机57的驱动轴朝向比如+X轴方向,围绕X轴而旋转。
在电动机57的驱动轴上,压配合有比如斜齿轮(图中未示出),经由与斜齿轮连接的一个或多个齿轮(图中未示出),在旋转轴朝向大致Y轴方向的第1齿轮G1旋转。另外,在第1齿轮G1的图2中左侧,设置有与第1齿轮G1连接的第2齿轮G2(旋转轴朝向大致Y轴方向)。滑动件55在主体部550的内面侧,具有与第2齿轮G2连接的齿轮(图中未示出),如果第2齿轮G2旋转,则滑动件55在前后方向移动。另外,在图2中,按照省略第1齿轮G1、第2齿轮G2所具有的多个齿的方式表示。
通过这样的机构,电动机57的旋转动力经由第1齿轮G1、第2齿轮G2等,传递给滑动件55,滑动件55向前后方向移动。
另外,在驱动机构用支架52的规定的部分上设置有位置检测机构(图中未示出),由此可检测组合器40是处于突出状态还是处于接纳状态。位置检测机构为:线性电位仪,该线性电位仪检测滑动件55的前后方向的位置;旋转电位仪等,该旋转电位仪检测 第1连接部53围绕第1轴P的旋转角度、第2连接部54围绕第2轴S的旋转角度,该位置检测机构在比如与电路基板30连接,滑动件55位于规定位置的场合等的情况下,将表示该信息的检测信号供给到控制部。控制部根据该检测信号,判断组合器40是处于突出状态还是处于接纳状态。
下面参照图5(a)、图5(b)、图6(a)、图6(b),对组合器接纳装置2(和HUD装置1)如何移动组合器40的情况进行说明。在下面,主要对组合器40从接纳状态到如何转变为突出状态的情况进行说明。
比如,在装载于车辆的仪表盘上的规定的设备上,设置有操作部,该操作部具有表述为“ON/OFF”的按钮等,如果用户(通常称为辨认者E)按下该按钮,则将表示进行用户操作的操作信号供给上述控制部。控制部获得操作信号,在目前的组合器40处于接纳状态的场合,进行转变为突出状态的控制。具体来说,控制部将开始动作的控制信号供给到电动机57。与之相对应地,电动机57以一定的速度使驱动轴旋转。于是,经由第1齿轮G1、第2齿轮G2等,电动机57的旋转动力转换为用于将滑动件55向前方移动的动力,滑动件55向前方移动。像这样,HUD装置1从图5(a)的接纳状态转变为图5(b)所示的那样的状态。
如果滑动件55向前方移动,则接触部C2按照与第1轴P中心离开的方式在第1连接部53的凸轮部C1的凸曲面上运动(滑动和/或旋转运动)。如果像这样运动,则在接纳状态最大延伸的弹性部件56收缩(即通过恢复力F2张拉第2连接部54),第1连接部53以第1轴P为中心而旋转,第2连接部54以第2轴S为中心而旋转(参照图5(b))。
另外,支承保持器51的第1支承轴Q和第2支承轴R在组合 器40运动时,按照可穿过上壳体11的开口部11b的方式调整。另外,也可设置在接纳状态下封闭开口部11b的盖部,在组合器40转变为突出状态时,该盖部伴随4节连杆机构而打开,虽然关于这一点在图中没有示出。如果像这样形成,则在接纳状态下,灰尘等的异物不能进入外壳体10的内部,降低故障的危险。
如果接触部C2越过凸轮部C1的凸曲面,位于凹曲面上的规定的部分(比如凹曲面的底部),则上述位置检测机构将表示组合器40转变为突出状态的检测信号供给给控制部。获得了检测信号的控制部停止电动机57的动作。由此,HUD装置1处于图6(a)所示的突出状态。
在图6(a)所示的突出状态,对组合器40的角度进行微调整的场合进行说明。比如作为上述操作部,设置有表述为“ON/OFF”的按钮以及表述为“角度调整”的按钮,如果连续地按下该按钮,则在凸轮部C1的凹曲面上,接触部C2向前后反复运动。
具体来说,在“角度调整”的按钮被连续按下的期间,控制部连续地驱动电动机57。比如如果接触部C2位于图6(b)所示的状态,则上述位置检测机构将表示该位置的检测信号供给到控制部,与此相对应的控制部按照下述方向使电动机57旋转,该方向与从图6(a)转变为图6(b)的状态时的驱动轴的旋转相反。于是,如果接触部C2后退,接触部C2再次处于图6(a)所示的状态,则上述位置检测机构将表示该位置的检测信号供给到控制部,与此相对应的控制部将电动机57的驱动轴的旋转返回到原始状态。比如在按压按钮的期间连续进行这样的控制,由此,如果用户在组合器40为所需的角度的场合将手指离开按钮,则可适当地调整组合器40的角度。
另外,在HUD装置1从图6(a)所示的状态变为图6(b)所示的 状态时,即使接触部C2向前方移动(即使滑动件55向前方移动),由于凸轮C2的凹曲面,则第1连接部53围绕第1轴P几乎不旋转。另一方面,第2连接部54围绕第2轴S而旋转,由此,将第2连接部54挤压到前方(在-Z轴方向),组合器40沿顺时针方向而倾斜。像这样,突出状态的组合器40的角度可进行微调整。
此外,在组合器40从突出状态转变为接纳状态时,HUD装置1(和组合器接纳装置2)进行与以上的说明相反的动作。
由以上的结构构成的组合器接纳装置2为下述的组合器接纳装置2,其中,在通过具有表示显示图像的显示光L到达的凹面40a的组合器40,将显示光L汇聚,让辨认者E从凹面40a侧辨认上述显示图像的平视显示装置1的外壳体10的内部,可接纳组合器40,另外,该组合器接纳装置2包括:保持器51(保持部的一个例子),该保持器可相对外壳体10而移动,保持组合器40;第1连接部53,从辨认者E观察,该第1连接部53能以作为沿左右方向延伸的轴的、相对外壳体10而不动的第1轴P为中心旋转,第1轴P位于该第1连接部53的一端部,该第1连接部53的另一端部连接于保持器51上;第2连接部54,从辨认者E而观察,该第2连接部54能以作为沿左右方向延伸的轴的、相对外壳体10而不动的第2轴S为中心旋转,第2轴S位于该第2连接部54的一端部,该第2连接部54的另一端部连接于保持器51上,另外,可通过4节连杆机构,使组合器40从相对外壳体10而突出的突出状态,移动到接纳于外壳体10内部的接纳状态,在该4节连杆机构中,将第1连接部53用作通过施加驱动力F1而驱动的驱动节,将第2连接部54用作从动节,将保持器51用作中间节,将连接第1轴P和第2轴S的节用作固定节固定节,另外,设置有弹性部件56,该弹性部件56将第2连接部54(第1连接部53、第2连接部54、保持器51中的至少一者的一个例子)与相对外壳体10而不动的部分连接,通过恢复力F2将第2连接部54(所连接的对象)张拉,另外,通过驱动力F1,将上述组合器从上述突出状态转变为上述接纳状态,通过恢复力F2,将上述组合器从上述接纳状态转变为上述突出状态。
按照该方式,即使在对组合器接纳装置2施加振动的情况下,仍可通过弹性部件56的弹性力良好地吸收振动,能最大地抑制施加在驱动机构50上的不需要的应力,故组合器40的驱动机构50难以破损。另外,在于组合器40的上下方向施加外力的场合(比如在接纳状态时,在将物体置于开口部11b之上的状态下,处于突出状态的场合),弹性部件56伸长,由此,可吸收外力的冲击。由此,按照组合器接纳装置2,即使发生这样的情况,组合器40的驱动机构50仍难以破损。
另外,组合器接纳装置2还包括接触部C2(和滑动件55,移动体的一个例子),该接触部C2与第1连接部53接触,从辨认者E观察,向前后方向移动。接触部C2由于向后方移动,由此,将驱动力F1施加于第1连接部53上。
此外,在组合器接纳装置2中,通过第1连接部53和接触部C2构成凸轮机构,第1连接部53中的与接触部C2接触的部分(凸轮部C1)具有曲率渐变的曲面,该曲面控制第1连接部53的以第1轴P为中心的旋转角。
像前述那样,在组合器接纳装置2中,由于通过凸轮机构,可实现组合器40的状态转变控制和角度微调整控制,故通过简单的结构可降低发生故障的风险。另外,可抑制部件数量的增加,还可抑制产品成本。
还有,HUD装置1包括:组合器接纳装置2、射出显示光L的显示器20、组合器40、与外壳体10。
在以上的说明中,给出了通过来自滑动件55的驱动力,使组合器40从突出状态转变为接纳状态,通过弹性部件56的恢复力,使组合器40从接纳状态转变为突出状态的例子,但是并不限于此。
也可通过滑动件的驱动力,使组合器从接纳状态转变为突出状态,通过弹性部件的恢复力,使组合器从突出状态转变为接纳状态。关于这一点,作为第2实施方式,采用图2和图7~图11,在下面进行说明。
(第2实施方式)
第2实施方式的驱动机构50为使组合器40从“突出状态”到“接纳状态”之间移动的机构,像图7等所示的那样,驱动机构50包括:保持器51、驱动机构用支架52、第1连接部53、第2连接部54、滑动件55、第1弹性部件56、与电动机57。另外,驱动机构50还具有在组合器40处于突出状态时,调整组合器40的角度的功能。
保持器51保持组合器40,由比如树脂材料形成。保持器51像图2所示的那样,为沿大致X轴方向延伸的柱状的部件,在保持器51上固定组合器40的一个端部(处于突出状态下的底端部)(比如通过在图中未示出的螺钉等,将组合器40安装于保持器51上)。另外,保持器51相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而移动。关于如何移动,将在后面描述。
驱动机构用支架52像图2所示的那样,为从+Z轴方向观察呈大致凹状的梯形部件,由规定的树脂材料形成。驱动机构用支架52固定于下壳体12上,相对外壳体10而不可动。
具体来说,驱动机构用支架52由上底部520,壁部521,与安装部522构成,该上底部520按照与下壳体12的底间隔规定的 间距的方式定位,该壁部521从上底部520的左右两端部,向上方直立地设置,该安装部522按照从该壁部521的顶端部覆盖后述的4节连杆机构,基本朝向下方的方式形成。通过将安装部522以规定的方法安装于下壳体12上,驱动机构用支架52固定于下壳体12上。
第1连接部53为由树脂材料形成的杆状的部件,其一端部保持于驱动机构用支架52上,其另一端部与保持器51连接。
具体来说,第1连接部53按照贯穿其一端部,以与X轴平行的轴的第1固定轴P为中心而可旋转的方式,保持于驱动机构用支架52的一部分(壁部521中的具有朝向-X轴方向的面的内侧面部521a)上。由此,第1连接部53以相对于外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的第1固定轴P为中心,在大致Y—Z平面上旋转。另外,第1连接部53按照贯穿其另一端部,以与X轴平行的轴的第1支承轴Q为中心,以旋转的方式支承保持器51。
比如,在驱动机构用支架52的内侧面部521a上,形成有沿第1固定轴P的凸部,在第1连接部53的一端部上形成与凸部相对应的凹部,通过两者的连接,第1连接部53可以以第1固定轴P为中心而旋转。显然,凹凸的关系也可为相反的关系。
即,第1连接部53也可以说是通过以第1固定轴P为中心的关节(连接处)与驱动机构用支架52连接。另外,该关节具有一个自由度。另外,对于第1固定轴P,以及后述的4节连杆机构中的构成各关节的中心的轴Q、R、S,也同样地构成将各部件连接的关节。以各自的轴为中心的关节具有一个自由度。另外,对于位于第1弹性部件56的两端部的各端部的轴T、U,同样以这些轴为中心而构成关节。于是,在下面,省略关于关节的说明。另外,在图4、7、9、10中,通过黑圆点表示相对外壳体10(或驱动机构 用支架52)而不动的轴P、S、T,通过白圆圈而表示相对外壳体10而移动的轴Q、R、U。
另外,突出状态的第1连接部53的底侧部分构成控制以第1连接部53的第1轴P为中心的旋转角的,具有曲率发生渐变的曲面的凸轮部C1。通过该凸轮部C1与后述的滑动件55的接触部C2,构成凸轮机构。
具体来说,凸轮部C1的曲面形状中的形成于接近第1固定轴P的部分的凸曲面按照下述方式形成,该方式为:滑动件55的单位移动距离的第1连接部53的旋转角的比例增大,主要用于从接纳状态转变为突出状态(相反也相同)。另一方面,凸轮部C1的曲面形状中的位于上述凸曲面的相邻处的凹曲面(形成于与凸曲面相比较,离开第1固定轴P的中心的位置)形成下述的曲面,该凹曲面按照下述方式形成,该方式为:滑动件55的单位移动距离的第1连接部53的旋转为稍稍相反的旋转,用于对处于突出状态的组合器40的角度(比如组合器40的光轴和Z轴之间的夹角的角度)进行微调整。
在本实施方式中,通过像上述那样形成的由凸轮部C1和接触部C2构成的凸轮机构,根据滑动件55的移动的一个动作,实现接纳组合器40/使组合器40突出的动作,与突出状态的组合器40的角度微调整动作。在于专利文献1中公开的HUD装置中,由于移动组合器的机构,与调整突出状态下的组合器的角度的机构由各自的机构构成,结构复杂,故如果使用频率高则具有产生故障的风险。但是,在本实施方式的HUD装置1中,由于通过凸轮机构实现组合器40的状态转变控制和角度微调整控制,故结构简单,可降低发生故障的风险。另外,还可抑制部件数量的增加,抑制产品成本。
第2连接部54为由树脂材料形成的杆状部件,该杆状部件在组合器40突出状态下,位于第1连接部53的下方(-Y轴方向侧),其一端部保持于驱动机构用支架52上,其另一端部与保持器51连接。
具体来说,第2连接部54按照贯穿其一端部,以与X轴平行的轴的第2固定轴S为中心而可旋转的方式,保持于驱动机构用支架52的一部分(壁部521中的具有朝向-X轴方向的面的内侧面部521a)上。由此,第2连接部54以相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的第2固定轴S为中心,在大致Y—Z平面上旋转。另外,第2连接部54按照贯穿其另一端部,以与X轴平行的轴的第2支承轴R为中心,以可旋转的方式支承保持器51。
组合器接纳装置2像图4所示的那样,可通过4节连杆机构,将组合器40从突出状态移动到接纳状态。4节连杆机构作为下述的机构而为人们所知,该机包括:固定节(固定连杆);驱动节(驱动连杆),该驱动节与位于固定节的两端的关节(连接处)的一个连接,施加驱动力;从动节(从动连杆),该从动节与固定节的另一关节连接,与驱动节面对;中间节,该中间节将驱动节和从动节连接。
如果与此相对应,则本实施方式的组合器接纳装置2所具有的4节连杆机构按照下述方式构成,该方式为:驱动机构用支架52的一部分(具体来说,将第1固定轴P的中心和第2固定轴S的中心连接的节)用作固定节,第1连接部53用作驱动节,第2连接部54用作从动节,保持器51用作中间节(参照图4、图7)。另外,轴P、Q、R、S的中心为构成4节连杆机构的各节中的邻接的连杆的关节的中心。
在像这样构成的4节连杆机构中,通过滑动件55对第1连接部53施加驱动力,通过该驱动力,使组合器40从接纳状态转变为突出状态,通过第1弹性部件56的恢复力,将组合器40从突出状态转变为接纳状态。具体的动作将在后面具体描述。
在到目前的说明中,参照组合器接纳装置2的左侧面侧(-X轴方向侧)对4节连杆机构进行了说明,组合器接纳装置2(和HUD装置1)按照基本左右对称的方式构成,对于其右侧面侧也是同样的,具有第1连接部、第2连接部等,构成4节连杆机构。即,组合器接纳装置2通过在组合器40的左右两侧同样地动作的4节连杆机构,将组合器40从突出状态移动到接纳状态。由此,省略关于右侧面侧的4节连杆机构的具体描述。
滑动件55通过电动机57的动力,向前后方向(沿基本Z轴方向)移动。作为通过滑动件55的移动,将组合器40突出于外壳体10之外的力的第1驱动力F1(参照图7),施加给第1连接部53。
滑动件55包括:板状的主体部550,该主体部550在前后方向于驱动机构用支架52的上底部520之上移动;滑动部551,该滑动部551从主体部550的左右侧面部的各部分向外侧突出;接触部C2,该接触部C2位于滑动部551的外侧,与第1连接部53接触。
滑动部551为比如高度方向为X轴方向的圆柱状的部件,由含油性的缩醛(POM)树脂等的滑动性树脂形成。滑动部551在设置于驱动机构用支架52的壁部521上的导向部521b的内部滑动(在图2中仅仅示出右侧的滑动部551和导向部521b,而在左侧同样地设置有该两者)。导向部521b由比如形成于壁部521上的向前后方向延伸的孔(在X轴方向贯穿壁部521的通孔)构成,滑动部551在该孔的内部滑动(圆柱状的滑动部551的侧面在导向部521b中滑动)。由此,导向部521b在前后方向对滑动件55进行导向。
接触部C2为圆板状的部件,其具有比圆柱状的滑动部551的直径大一圈的直径,比如接触部C2与滑动部551成一体地形成(即,由POM树脂等形成)。另外,不仅使滑动部551和接触部C2滑动,也可围绕X轴而旋转。
接触部C2位于导向部521b的外侧,即位于壁部521的内侧面部521a的外侧。接触部C2与第1连接部53接触,伴随滑动件55的移动,对第1连接部53施加围绕第1固定轴P而旋转的力。具体来说,如果滑动件55前进(如果向-Z轴方向移动),则接触部C2使第1连接部53沿顺时针方向(CW)旋转。如果第1连接部53沿顺时针方向旋转,则4节连杆机构使组合器40向在突出于外壳体10的外部的方向移动(向转变为突出状态的方向移动)。
另一方面,如果滑动件55后退(如果向+Z轴方向移动),则通过第1弹性部件56的弹性力,4节连杆机构动作,其结果是,第1连接部53(第2连接部54也相同)沿逆时针方向(CCW)旋转。如果像这样沿CCW(逆时针)旋转,则4节连杆机构使组合器40向接纳于外壳体10的内部的方向移动(向转变为接纳状态的方向移动)。
第1弹性部件56对4节连杆机构施加下述的力,该力用于通过第1恢复力F2(参照图7),使组合器40从突出状态转变为接纳状态,该第1弹性部件56由比如金属性的弹簧构成。第1弹性部件56将第2连接部54、与相对外壳10而不动的部分(比如驱动机构用支架52的内侧面部521a)连接,通过第1恢复力F2张拉所连接的对象(即第2连接部54)。
具体来说,第1弹性部件56按照下述方式保持,该方式为:可围绕贯穿其一端部并作为与X轴平行的轴的第1连接轴T而旋转,并且可围绕贯穿其另一端部并作为与X轴平行的轴的第2连 接轴U而旋转。第1连接轴T为相对外壳体10而不动的轴,第2连接轴U为相对第2连接部54而不动的轴(即相对外壳体10而移动的轴)。另外,如果第1弹性部件56通过其第1恢复力F2以第1连接轴T的中心为基准,则在从第2连接轴U的中心朝向第1连接轴T的中心的方向,张拉第2连接部54。
特别是,第1弹性部件56中的第2连接轴U所在的端部,与下述的部分连接,该部分可以第2固定轴S为中心,通过第1恢复力F2,使第2连接部54沿CCW(逆时针)方向旋转。具体来说,在第2连接部54上形成有在组合器40为突出状态下,从第2轴S中心向上方突出的突出部540,在该突出部540上连接有第1弹性部件56中的第2连接轴U的端部。像这样,第1弹性部件56的第1恢复力F2对本实施方式的4节连杆机构施加用于使组合器40处于接纳状态的力。
另外,像图2所示的那样,在第1弹性部件56中的第2连接轴U侧所在的端部的附近,设置有旋转阻尼器60,该旋转阻尼器60以第2连接部54不急剧地旋转为目的(即按照4节连杆机构不急剧地动作的方式),适度地抑制动作。另外,在驱动机构用支架52的安装部522上设置有缺口部522a,该缺口部522a用于使装置的重量减轻、容易地安装4节连杆机构等。
电动机57为促动器,该促动器对滑动件55施加使其向前后方向移动的动力,该电动机57安装于驱动机构用支架52的上底部520的底面侧(-Y轴方向侧)。电动机57通过图中未示出的FPC(柔性印刷电路板)等与电路基板30导通连接,在上述控制部的控制下,使第1齿轮G1旋转。电动机57的驱动轴朝向比如+X轴方向,围绕X轴而旋转。
电动机57像图8所示的那样,包括:马达570、第1齿轮571、 第2齿轮572、设置于第1齿轮571和第2齿轮572之间的防振部件573、具有驱动轴574a和安装部574b的电动机支架574。以驱动轴574a为中心,沿Y轴方向将第1齿轮571、第2齿轮572、防振部件573重叠,将设置于各自部件上的缺口部和突出部紧固,由此,形成一个斜齿轮(第1齿轮G1)。像这样,在与马达570连接的第1齿轮571,和与第2齿轮G2连接的第2齿轮572之间,介设有由弹性部件构成的防振部件573,由此,可防止因马达570驱动时的来自马达570的振动,在第1齿轮G1、第2齿轮G2之间产生异常声音等的情况。另外,由于来自第2齿轮G2的振动难以传递给马达570,可抑制向马达570的振动等的冲击。此外,在将电动机57安装于驱动机构用支架52的上底部520的底面侧时,设置具有由缓冲部件形成的螺纹孔的安装部574b,由此,可抑制电动机57和驱动机构用支架52之间的振动的传递和其造成的异常声音等。另外,在第1齿轮G1在图2中左侧,设置有与第1齿轮G1连接的第2齿轮G2(旋转轴朝向基本Y轴方向)。滑动件55在主体部550的内面侧,具有与第2齿轮G2连接的齿轮(图中未示出),如果第2齿轮G2旋转,则滑动件55向前后方向移动。另外,在图2中,按照省略第1齿轮G1、第2齿轮G2所具有的多个齿的方式表示。
通过这样的机构,电动机57的旋转动力经由第1齿轮G1、第2齿轮G2等,传递给滑动件55,滑动件55向前后方向移动。
另外,在驱动机构用支架52的规定的部分上设置有位置检测机构(图中未示出),由此可检测组合器40是处于突出状态还是处于接纳状态。位置检测机构为:线性电位仪,该线性电位仪检测滑动件55在前后方向的位置;旋转电位仪等,该旋转电位仪检测第1连接部53围绕第1固定轴P的旋转角度、第2连接部54围 绕第2固定轴S的旋转角度等,该位置检测机构在比如与电路基板30连接,滑动件55位于规定位置的场合等的情况下,将表示该信息的检测信号供给到控制部。控制部根据该检测信号,判断组合器40是处于突出状态还是处于接纳状态。
下面参照图9(a)、图9(b)、图9(a)、图9(b),对组合器接纳装置2(和HUD装置1)如何地移动组合器40的情况进行说明。在下面,主要对组合器40从接纳状态,如何地转变为突出状态的情况进行说明。
比如,在装载于车辆的仪表盘上的规定的设备上,设置有操作部,该操作部具有表述为“ON/OFF”的按钮等,如果用户(通常称为辨认者E)按下该按钮,则将表示进行了用户操作的操作信号供给至上述控制部。控制部获得操作信号,用于在目前的于组合器40处于接纳状态的场合,进行转移到突出状态的控制。具体来说,控制部将开始动作的控制信号供给到电动机57。与之相对应地,电动机57以一定的速度使驱动轴旋转。于是,经由第1齿轮G1、第2齿轮G2等,电动机57的旋转动力转换为用于将滑动件55向前方移动的动力,滑动件55向前方移动。像这样,HUD装置1从图9(a)的接纳状态转变为图9(b)所示的那样的状态。
如果滑动件55向前方移动,则接触部C2按照与第1轴P中心离开的方式在第1连接部53的凸轮部C1的凸曲面上移动(滑动和/或旋转运动)。如果像这样运动,则第1连接部53以第1固定轴P为中心而旋转,第2连接部54以第2固定轴S为中心而旋转(参照图9(b))。此时,第1弹性部件56从收缩的状态伸展。
另外,支承保持器51的第1支承轴Q和第2支承轴R在组合器40运动时,按照可穿过上壳体11的开口部11b的方式调整。另外,设置在接纳状态下封闭开口部11b的盖部60(在后面描述), 在组合器40转变为突出状态时,该盖部60伴随组合器接纳装置2的4节连杆机构而打开。如果像这样形成,则在接纳状态下,灰尘等的异物不能进入外壳体10的内部,降低故障的危险。
如果接触部C2位于凸轮部C1的凸曲面上的规定的部分(比如凸曲面的顶部),则上述位置检测机构将表示组合器40转变为突出状态的检测信号供给至控制部。获得了检测信号的控制部停止电动机57的动作。由此,HUD装置1处于图10(a)所示的突出状态。
在图10(a)所示的突出状态,对组合器40的角度进行微调整的场合进行说明。比如作为上述操作部,设置有表述为“ON/OFF”的按钮以及表述为“角度调整”的按钮,如果连续地按下该按钮,则在凸轮部C1的凹曲面上,接触部C2向前后反复移动。
具体来说,在“角度调整”的按钮被连续按下的期间,控制部连续地驱动电动机57。比如,如果接触部C2位于图10(b)所示的状态,则上述位置检测机构将表示该位置的检测信号供给到控制部,与此相对应的控制部按照下述方向,使电动机57旋转,该方向与从图10(a)转变为图10(b)的状态时的驱动轴的旋转相反。于是,如果接触部C2后退,接触部C2再次处于图10(a)所示的状态,则上述位置检测机构将表示该位置的检测信号供给到控制部,与此相对应的控制部将电动机57的驱动轴的旋转返回到原始状态。比如在按压按钮的期间连续进行这样的控制,由此,如果用户在组合器40为所需的角度的场合将手指离开按钮,则可适当地调整组合器40的角度。
另外,在HUD装置1从图10(a)所示的状态转变为图10(b)所示的状态时,即使接触部C2向前方移动(即使滑动件55向前方移动),由于凸轮C2的凹曲面,则第1连接部53以第1固定轴P为 中心,稍稍沿CCW(逆时针)方向旋转。另一方面,第2连接部54通过第1恢复力F2,以第2固定轴S为中心,将第2连接部54沿CCW(逆时针)方向旋转,由此,第2连接部54被拉回到后方(在+Z轴方向),组合器40沿逆时针方向而倾斜。像这样,突出状态下的组合器40的角度可进行微调整。
此外,在组合器40从突出状态转变为接纳状态时,HUD装置1(和,组合器接纳装置2)进行与以上的说明相反的动作。在下面通过图11对盖部60进行说明。图10(a)为表示盖部60的“关闭状态”的图,图11(b)为表示盖部60的“打开状态”的图。
盖部60像图11(a)所示的那样,包括:盖61;第3连接部62,该第3连接部62构成将该盖61从“打开状态”转变为“关闭状态”的盖开闭机构;第4连接部63;第2弹性部件64;辅助体65;下压部66。
盖61将开口部11b封闭,比如由树脂材料形成。盖61为在关闭状态下在大致X—Z平面延伸的板状,保持于后述的第3连接部62和第4连接部63,根据第3连接部62和第4连接部63的旋转,相对于外壳体10(或驱动机构用支架52)而运动。
第3连接部62为由树脂材料形成的杆状的部件,其一端部保持于驱动机构用支架52上,其另一端部与盖61连接。
具体来说,第3连接部62按照贯穿其一端部,以作为与X轴平行的轴的第3固定轴HP为中心而可旋转的方式,保持于驱动机构用支架52的一部分(壁部521中的具有朝向-X轴方向的面的内侧面部521a)上。由此,第3连接部62以相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的第3固定轴HP为中心,在大致Y—Z平面上旋转。另外,第3连接部62按照贯穿其另一端部,以作为与X轴平行的轴的第3支承轴HQ为中心,以可旋转的方式支承保持 器51。另外,在第3连接部62中,后述的下压部66的突出部66a钩搭的凹部62a,形成于与第3固定轴HP附近的下压部66面对的位置。通过第2驱动力F3,从下压部66的突出部66a将凹部62a下压,第3连接部62以第3固定轴HP为中心向CW(顺时针)方向旋转(将盖61转变到关闭状态)。另外,第3连接部62在图11(a)的状态下,下压部66以第1固定轴P为中心向CCW(逆时针)方向旋转,由此,突出部66a将第3连接部62的凹部62a抬起,以此契机,第3连接部62以第3固定轴HP为中心,向CCW(逆时针)方向旋转(使盖61转变为打开状态)。
比如,在驱动机构用支架52的内侧面部521a上形成有沿第3固定轴HP的凸部,在第3连接部62的一个端部上形成有与凸部相对应的凹部,通过两者的连接,第3连接部62可以第3固定轴HP为中心而旋转。显然,凹凸的关系也可为相反的关系。即,第3连接部62也可以为:通过以第3固定轴HP为中心的关节(连接处)与驱动机构用支架52连接。另外,该关节具有一个自由度。另外,对于第3固定轴HP,以及构成4节连杆机构的各关节的中心的轴HQ、HR、HS,同样地构成将各部件连接的关节,以各自的轴为中心的关节具有一个自由度。另外,对于位于第2弹性部件64的两端部的各端部的第3连接轴HT、HU,同样地以这些轴为中心而构成关节。另外,在图11中,通过黑圆点表示相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的固定轴HP、HS、HU、HV,通过白圆圈表示相对外壳体10而移动的支承轴HQ、HR、HT、HW。
第4连接部63为在盖61打开状态和关闭状态下,与第3连接部62交叉的由树脂材料形成的杆状的部件,其一端部保持于驱动机构用支架52上,其另一端部与盖61连接。
具体来说,第4连接部63按照贯穿其一端部,以作为与X轴平行的轴的第4固定轴HS为中心而旋转的方式,保持于相对外壳体10而不动的部分(比如,构成驱动机构用支架52的安装部522中的具有朝向+X轴方向的面的内侧面部(图中未示出))上。由此,第4连接部63以相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的第4固定轴HS为中心,在大致Y—Z平面上旋转。另外,第4连接部63以贯穿其另一端部,作为与X轴平行的轴的支承轴HR为中心,以可旋转的方式支承盖61。
第2弹性部件64采用4节连杆机构,通过第2恢复力F4(参照图11),给予将盖61从打开状态转变为关闭状态的力,比如由金属性的弹簧构成。第2弹性部件64将第4连接部63与辅助体65连接,通过第2恢复力F4张拉已连接的对象(即第4连接部63)。
具体来说,第2弹性部件64按照可围绕贯穿其一端部,作为与X轴平行的轴的第3连接轴HT而旋转,并且可围绕贯穿其另一端部,作为与X轴平行的轴的第4连接轴HU而旋转的方式保持。第3连接轴HT为相对后述的辅助体65而不动的轴(即相对外壳体10而不移动的轴)。第4连接轴HU为相对第4连接部63而不动的轴(即相对外壳体10而移动的轴)。另外,第2弹性部件64,通过该第2恢复力F4,如果以第3连接轴HT的中心为基准,则向从第4连接轴HU的中心朝向第3连接轴HT的中心的方向,张拉第4连接部63。
特别是,第2弹性部件64中的第4连接轴HU所在的部位与下述部分连接,该部分为:以第4固定轴HS为中心,可通过第2恢复力F4使第4连接部63向CCW(逆时针)方向旋转。
辅助体65为由树脂材料形成的钩状的部件,其一端部保持于驱动机构用支架52上,以可滑动的方式保持于设置在驱动机构用 支架52的壁部521上的第2导向部521c,辅助体65的钩状的前端连接第2弹性部件64,另外在规定部位与图中未示出的第3弹性部件连接。
具体来说,辅助体65按照贯穿其一端部,作为与X轴平行的轴的第5固定轴HV为中心而可旋转的方式,保持于驱动机构用支架52的一部分(壁部521中的具有朝向-X轴方向的面的内侧面部521a)上。另外,辅助体65将贯穿其另一端部,作为与X轴平行的滑动轴HW,以可滑动的方式保持于设置于驱动机构用支架52的壁部521上的第2导向部521c上。另外,辅助体65在与X轴平行的规定轴上,与图中未示出的第3弹性部件连接,按照在平时通过第3弹性部件施加以第5固定轴HV为中心而向CW(顺时针)方向旋转的恢复力的方式构成。
即,辅助体65通过滑动轴HW附近的接触部C2(在图11(a)中没有示出)的第3驱动力F5,以相对外壳体10(或驱动机构用支架52)而不动的第5固定轴HV为中心,在大致Y-Z平面上向CCW(逆时针)方向旋转,滑动轴HW沿第2导向部521c向-Z轴方向滑动。由此,第3连接轴HT以第5固定轴HV为中心而旋转,改变挂在第4连接部63上的第2弹性部件64带来的第2恢复力F4的方向。
另外,如果在图11(b)(盖61处于打开状态)的状态下,接触部C2向+Z方向移动,则辅助体65通过第3弹性部件(图中未示出)的恢复力,以第5固定轴HV为中心向CW(顺时针)方向旋转,滑动轴HW沿第2导向部521c向+Z轴方向滑动。由此,第3连接轴HT以第5固定轴HV为中心而旋转,改变挂在第4连接部63上的第2弹性部件64带来的第2恢复力F4的方向。
下压部66由树脂材料形成,与上述第1连接部53的旋转联 动,以第1固定轴P为中心而旋转,具有突出的突出部66a。第1连接部53沿CCW(逆时针)方向旋转,由此,突出部66a可与第3连接部62的凹部62a卡合,可使第3连接部63以第3固定轴HP为中心而向CW(顺时针)方向旋转,由此,盖61处于关闭状态。另外,在图11(a)(盖61处于关闭状态)的状态下,第1连接部53向CW(顺时针)方向旋转,由此,突出部66a将第3连接部62的凹部62a抬起,以此为契机,第3连接部62以第3固定轴HP为中心而向CCW(逆时针)方向旋转(将盖61转变为打开状态)。
盖部60像图11所示的那样,通过4节连杆机构,可将盖61从打开状态移动到关闭状态。本实施方式的盖部60所具有的4节连杆机构按照下述方式构成,该方式为:驱动机构用支架52的一部分(具体来说,将第3固定轴HP的中心和第4固定轴HS的中心连接的节)用作固定节,第4连接部63用作驱动节,第3连接部62用作从动节,盖61用作中间节(参照图4、图11)。
在像这样构成的盖部60的4节连杆机构中,根据组合器接纳装置2的组合器40的突出接纳动作,下压部66旋转,由于该下压部66旋转,故盖部60的4节连杆机构的第3连接部62旋转,由此,盖61在打开状态、关闭状态之间转变。
在图11(a)的状态,组合器接纳装置2使组合器40处于突出状态时,下压部66以第1固定轴P为中心,向CW(顺时针)方向旋转,由此,第3连接部62的凹部62a由下压部66的突出部66a抬起,以此为契机,第4连接部63通过第2弹性部件64的第2恢复力F4,以第4固定轴HS为中心,向CCW(逆时针)方向旋转(盖61处于打开状态)。
另外,在图11(b)的状态,在组合器接纳装置2接纳组合器40的状态时,下压部66以第1固定轴P为中心,向CCW(逆时针) 方向旋转,基于此,第3连接部62的凹部62a被下压部66的突出部66a下压,第3连接部62通过来自下压部66的第2驱动力F3,以第3固定轴HP为中心,向CW(顺时针)方向旋转(盖61处于关闭状态)。
在到目前的说明中,参照左侧面侧(-X轴方向侧),对盖部60的4节连杆机构进行了说明,但是组合器接纳装置2(或HUD装置1)以基本对称的方式构成,在其右侧面侧同样地具有第3连接部、第4连接部等,构成4节连杆机构。即,盖部60通过在盖61的左右两侧进行同样动作的4节连杆机构,将盖61从打开状态移动到关闭状态。由此,省略右侧面侧的盖部60的4节连杆机构的具体描述。
由以上的结构构成的组合器接纳装置2为下述的组合器接纳装置2,其可将组合器40接纳于平视显示装置1的外壳体10的内部,在该平视显示装置1中,通过具有表示显示图像的显示光L所到达的凹面40a的组合器40,汇聚显示光L,让辨认者E从凹面40a侧辨认上述显示图像,另外,该组合器接纳装置2包括:保持器51(保持部的一个例子),该保持器51可相对外壳体10而移动,保持组合器40;第1连接部53,从辨认者E观察,该第1连接部53可以沿左右方向延伸的轴的相对外壳体10而不动的第1固定轴P为中心而旋转,第1固定轴P位于该第1连接部53的一端部,该第1连接部53的另一端部连接于该保持器51上;第2连接部54,从辨认者E观察,该第2连接部54可以沿左右方向延伸的轴的相对外壳体10而不动的第2固定轴S为中心而旋转,第2固定轴S位于该第2连接部54的一端部,该第2连接部54的另一端部连接于该保持器51上,另外,可通过4节连杆机构,将组合器40从相对外壳体10而突出的突出状态移动到接纳于外壳体 10的内部的接纳状态,在该4节连杆机构中,将第1连接部53用作通过施加第1驱动力F1而驱动的驱动节,将第2连接部54用作从动节,将保持器51用作中间节,将使第1固定轴P和第2固定轴S连接的节用作固定节,另外,设置有第1弹性部件56,该第1弹性部件56将第2连接部54(第1连接部53和第2连接部54与保持器51中的至少一者的一个例子)和相对于外壳体10而不动的部分连接,通过第1恢复力F2,将第2连接部54(已连接的对象)张拉,通过上述驱动力和上述恢复力中的一个力,将上述组合器从上述突出状态转变为上述接纳状态,通过另一方向的力,将上述组合器从上述接纳状态转变为上述突出状态。
按照该方案,即使在对组合器接纳装置2施加振动的情况下,仍可通过第1弹性部件56的弹性力在平时良好地吸收振动,可最大地抑制施加于驱动机构50上的不需要的应力,故组合器40的驱动机构50难以破损。另外,为了使施加驱动力的连接部不同于施加恢复力的连接部,在两者的连接部(第1连接部53和第2连接部54)上在平时施加第1驱动力F1或第1恢复力F2,故可在平时良好地吸收振动,可最大地抑制作用于驱动机构50上的不需要的应力,故组合器40的驱动机构50难以破损。另外,由于组合器40在接纳状态下,第1弹性部件56不处于伸长状态,故可减轻作用于第1弹性部件56本身和与卡合的部件的负担。
另外,组合器接纳装置2还包括:接触部C2(或滑动件55,移动体的一个例子),其与第1连接部53接触,从辨认者E观察,向前后方向移动,通过接触部C2向后方移动,第1驱动力F1施加给第1连接部53。
此外,组合器接纳装置2通过第1连接部53和接触部C2构成凸轮机构,第1连接部53中的与接触部C2接触的部分(凸轮部 C1)具有曲率渐变的曲面,该曲面控制以第1连接部53的第1固定轴P为中心的旋转角。
像前述那样,在组合器接纳装置2中,由于通过凸轮机构实现组合器40的状态转变控制和角度微调整控制,故结构简单,可降低故障的危险。另外,还可抑制部件数量的增加,抑制产品成本。
另外,在电动机57中,通过在与马达570连接的第1齿轮571和与第2齿轮G2连接的第2齿轮572之间,介设由弹性部件构成的防振部件573,故可防止因马达570驱动时的来自马达570的振动,在第1齿轮G1、第2齿轮G2之间产生异常声音等的情况。另外,由于来自第2齿轮G2的振动变得难以传递给马达570,故可抑制对马达570的振动等的冲击,可降低电动机57发生故障的危险。
另外,HUD装置1包括:组合器接纳装置2、射出显示光L的显示器20、组合器40、与外壳体10。
(变形例)
此外,本发明并不限于上述实施方式和附图。显然,可对上述实施方式和附图进行变更(还包括组成部件的删除)。
在以上的说明中,给出了显示器20和组合器40面对配置的例子,但是并不限于此。比如,也可按照将显示光L射出到+Z轴方向侧的方式设置显示器20,通过规定的反射部件,将光路折返,使显示光L到达组合器40。
在以上的说明中,给出第1弹性部件56张拉第2连接部54的例子,但是,也可代替该方式而设置张拉第1连接部53的弹性部件,或设置向斜上方张拉保持器51的弹性部件。
在以上的说明中,给出电动机57采用驱动轴的旋转速度为一 定的马达的例子,但是并不限于此,电动机57也可为伺服马达、步进马达。在这些马达中,如果控制驱动轴的旋转角,可不采用凸轮机构也可进行滑动件55的移动速度调整、组合器40的角度微调整。但是,在使控制简单的场合,采用凸轮机构的方式是更好的。
在以上的说明中,设置HUD装置1(或组合器接纳装置2)的交通工具的一个例子为车辆,但是并不限于此。也可将HUD装置1设置于船舶、飞机等的其它的交通工具的驾驶席附近。另外,并不限于设置于交通工具的驾驶席的附近,也可适用于设置于室内的台式装饰等。
在以上的说明中,为了容易理解本发明,适当省略了不重要的公知的技术事项的说明。
产业上的利用可能性
本发明可适合用作车辆信息显示用的平视显示装置,其比如装载于汽车等的移动体上,将显示虚像投影于组合器上。
标号的说明:
标号1表示HUD装置;
标号2表示组合器接纳装置;
标号10表示外壳体;
标号20表示显示器;
标号30表示电路基板;
标号40表示组合器;
标号50表示驱动机构;
标号51表示保持器;
标号52表示驱动机构用支架;
标号53表示第1连接部;
标号C1表示凸轮部;
标号P表示第1固定轴;
标号Q表示第1支承轴
标号54表示第2连接部;
标号S表示第2固定轴;
标号R表示第2支承轴;
标号55表示滑动件;
标号C2表示接触部;
标号56表示弹性部件;
标号T表示第1连接轴;
标号U表示第2连接轴;
标号57表示电动机;
标号60表示盖部。
Claims (6)
1.一种组合器接纳装置,其可将上述组合器接纳于平视显示装置的外壳体的内部,在该平视显示装置中,通过具有表示显示图像的显示光所到达的凹面的组合器,汇聚上述显示光,让辨认者从上述凹面侧辨认上述显示图像,其特征在于,该组合器接纳装置包括:
保持部,该保持部能相对上述外壳体而移动,保持上述组合器;
第1连接部,从辨认者观察,该第1连接部能以作为沿左右方向延伸的轴的、相对上述外壳体不动的第1轴为中心旋转,上述第1轴位于该第1连接部的一端部,该第1连接部的另一端部连接于该保持部上;以及
第2连接部,从辨认者观察,该第2连接部能以作为沿左右方向延伸的轴的、相对上述外壳体不动的第2轴为中心旋转,上述第2轴位于该第2连接部的一端部,该第2连接部的另一端部连接于该保持部上,
该组合器接纳装置能通过4节连杆机构,将上述组合器从相对上述外壳体而突出的突出状态移动到接纳于上述外壳体的内部的接纳状态,在该4节连杆机构中,将上述第1连接部用作通过施加驱动力而驱动的驱动节,将上述第2连接部用作从动节,将上述保持部用作中间节,将使上述第1轴的中心和上述第2轴的中心连接的节用作固定节,
该组合器接纳装置设置有弹性部件,该弹性部件将上述第1连接部、上述第2连接部、上述保持部中的至少一者与相对于上述外壳体不动的部分连接,通过恢复力将已连接的对象张拉,
该组合器接纳装置通过上述驱动力和上述恢复力中的一个力,将上述组合器从上述突出状态转变为上述接纳状态,通过另一个力,将上述组合器从上述接纳状态转变为上述突出状态。
2.根据权利要求1所述的组合器接纳装置,其特征在于,通过上述驱动力,将上述组合器从上述突出状态转变为上述接纳状态;
通过上述恢复力,将上述组合器从上述接纳状态转变为上述突出状态。
3.根据权利要求1所述的组合器接纳装置,其特征在于,通过上述恢复力,将上述组合器从上述突出状态转变为上述接纳状态;
通过上述驱动力,将上述组合器从上述接纳状态转变为上述突出状态。
4.根据权利要求1所述的组合器接纳装置,其特征在于,其还包括移动体,该移动体与上述第1连接部接触,从上述辨认者处观察,向前后方向移动;
通过上述移动体,对上述第1连接部施加上述驱动力。
5.根据权利要求1所述的组合器接纳装置,其特征在于,通过上述第1连接部和上述移动体构成凸轮机构,
上述第1连接部中的与上述移动体接触的部分具有曲率渐变的曲面,该曲面控制以上述第1连接部的上述第1轴为中心的旋转角。
6.一种平视显示装置,其特征在于包括:权利要求1~5中任何一项所述的组合器接纳装置;
射出上述显示光的显示器;上述组合器;以及上述外壳体。
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