CN107037586A - 平视显示器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够缩短叠像镜的升起时间并且能够提高后方下部的设计自由度而防止与其他的设备之间的干扰的平视显示器装置。本发明的HUD装置(1)，在叠像镜(5)的移动路径上所设置的第1开口部(2)通过第1盖体(7)进行开闭动作，并且在从发光单元(6)的投光部(第2镜(16))对叠像镜(5)照射的光路上所设置的第2开口部(3)通过第2盖体(8)进行开闭动作，在叠像镜(5)从收纳位置朝向突出位置进行突出动作时，第2盖体(8)与第1盖体(7)同样地一边向前方转动一边向叠像镜(5)与投光部之间沉入。

Description

平视显示器装置
技术领域
本发明涉及使用叠像镜(combiner)对驾驶员显示车辆信息、导航信息等的平视显示器装置。
背景技术
以往，已知有如下的平视显示器装置(以下，称为HUD装置)：将叠像镜和发光单元收纳在仪表板的内部，在使用时以使叠像镜从仪表板的上表面突出的状态，从发光单元对该叠像镜照射显示光，由此在与前风挡玻璃相比配置在靠驾驶员侧的叠像镜上显示虚像。
作为这样的HUD装置的一例，提出了如专利文献1所公开那样的HUD装置，该HUD装置构成为，在用于收纳叠像镜和发光单元的壳体的上表面设置使得叠像镜能够出入的开口部，在非使用时，通过2枚盖体将该开口部关闭，在使用时，使2枚盖体向前方(前风挡玻璃侧)和后方(驾驶员侧)沿相反方向转动并向壳体的内部收纳，并且使叠像镜从伴随于此而打开的开口部向壳体的上方突出，在该状态下使发光单元的显示光经过开口部后向叠像镜照射。
另外，作为这样的HUD装置的其他的例子，提出了如专利文献2所公开那样的HUD装置，该HUD装置构成为，能够通过2枚盖体将在壳体的上表面所设置的开口部开闭，在使用时，使2枚盖体以彼此的重叠宽度增加的方式向前方转动并收纳在壳体的内部后，从通过两盖体的转动而打开的开口部使叠像镜向壳体的上方突出，并在该状态下使发光单元的显示光经过开口部后向叠像镜照射。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－254707号公报
专利文献2：日本特开2014－201104号公报
在专利文献1所公开的前者的HUD装置中，通过使2枚盖体向前方和后方沿相反方向转动而使得开口部被打开，因此能够同时进行将2枚盖体收纳在壳体的内部而使开口部打开的动作和使叠像镜从壳体的内部向开口部的上方突出的动作，在使用时能够以短时间使叠像镜从壳体的内部向上方突出。但是，在开口部的打开时需要使一方的盖体向后方(驾驶员侧)转动并收纳在壳体的内部空间中，因此存在壳体内的后方下部的设计自由度大大受限、并与在驾驶席的前方设置的速度计等计量仪器类的设置空间之间发生干扰的问题。
与此相对，在专利文献2所公开的后者的HUD装置中，一边使2枚盖体向前方转动一边使一方向另一方的下侧潜入从而打开开口部，因此装置整体不会在前后方向上大型化。但是，如果向前方转动的2枚盖体不是在叠像镜通过移动路径以后，则不能使叠像镜从壳体的内部向上方突出，因此存在使用时到使叠像镜从壳体的内部向上方突出为止的升起时间(日文原文：立ち上げ時間)变长的问题。
发明内容
本发明是鉴于这样的现有技术的实际情况而做出的，其目的在于，提供能够缩短叠像镜的升起时间，并且能够提高后方下部的设计自由度而防止与其他的设备之间发生干扰的平视显示器装置。
为了达成上述的目的，本发明的平视显示器装置，其特征在于，具备：壳体，在上表面上从前侧向后侧连续地设置有第1开口部及第2开口部；叠像镜，能够在上述壳体的内部的收纳位置与从上述第1开口部向上方突出的突出位置之间移动；发光单元，将显示光从上述壳体的内部的投光部经过上述第2开口部向位于突出位置的上述叠像镜照射；第1盖体，能够开闭上述第1开口部；第2盖体，能够开闭上述第2开口部；以及驱动构件，使上述叠像镜和上述第1盖体及上述第2盖体动作，上述第1盖体能够从关闭上述第1开口部的关闭位置向前方移动并向上述壳体的内部沉入，并且上述第2盖体能够从关闭上述第2开口部的关闭位置向前方移动并向上述叠像镜与上述投光部之间沉入，在上述叠像镜从收纳位置朝向突出位置进行突出动作时，上述驱动构件进行上述第2盖体的沉入动作。
在这样构成的平视显示器装置中，在叠像镜的移动路径上所设置的第1开口部通过第1盖体进行开闭动作，并且在从发光单元的投光部向叠像镜照射的光路上所设置的第2开口部通过第2盖体进行开闭动作，但在叠像镜从收纳位置向突出位置进行突出动作时，第2盖体一边向与第1盖体相同的方向移动一边向叠像镜与投光部之间沉入，因此能够使叠像镜和第2盖体不会互相干扰地同时动作。因此，能够缩短叠像镜的升起时间，并且第1及第2盖体两者都向前方移动并收纳在壳体内，因此能够提高后方下部的设计自由度而防止与其他的设备之间发生干扰。
在上述的构成中，优选的是，驱动构件包括马达和传递机构，该马达配置在叠像镜的收纳位置的前侧，并且第2盖体配置在叠像镜的收纳位置的后侧且配置为能够摆动，传递机构配置在叠像镜的侧方并从叠像镜的收纳位置的前侧向后侧延伸，通过该传递机构，马达的动力被传递至第2盖体。
另外，在上述的构成中，在叠像镜已移动到突出位置时，若第2盖体的至少一部分进入到叠像镜在收纳位置所独占的空间，则能够使第2盖体以接近叠像镜的收纳位置的状态收纳在壳体的内部，因此能够节省壳体内的后方下部的空间，是优选的。
发明效果
根据本发明的平视显示器装置，能够缩短叠像镜的升起时间，并且能够提高后方下部的设计自由度而防止与其他的设备的干扰。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式例所涉及的平视显示器装置的非使用时的立体图。
图2是该平视显示器装置的非使用时的剖视图。
图3是该平视显示器装置的使用时的立体图。
图4是该平视显示器装置的使用时的剖视图。
图5是从图1的平视显示器装置拆除壳体后进行表示的立体图。
图6是表示该平视显示器装置具备的叠像镜和第2盖体的开闭机构的主要部分的立体图。
图7是该平视显示器装置具备的驱动机构的主要部分说明图。
图8是表示该叠像镜的收纳状态的说明图。
图9是表示该叠像镜的升起开始状态的说明图。
图10是表示该叠像镜的升起中途状态的说明图。
图11是表示该叠像镜的升起完毕状态的说明图。
图12是表示该叠像镜的倾斜动作的说明图。
附图标记说明
1：HUD装置(平视显示器装置)
2：第1开口部
3：第2开口部
4：上部壳体
5：叠像镜
6：发光单元
7：第1盖体
8：第2盖体
9：驱动机构(驱动构件)
10：下部壳体
11：壳体
12：框架(chassis)
13：支承体
14：工作板
15：第1镜
16：第2镜(投光部)
17、20：联杆臂
18、19：中继齿轮
21：扇形齿轮
22：第1引导部件
23：第2引导部件
24：驱动板
24a、24b：凸轮孔
25：齿轮
26：同步轴
27：马达
具体实施方式
参照附图对发明的实施的方式进行说明，本实施方式例所涉及的平视显示器装置1(以下，称为HUD装置1)，是被配置在比车厢内的驾驶席更靠前方的仪表板上、且显示车辆信息、导航信息等的显示装置。另外，在以下的说明中，将图1的箭头所示的Y1－Y2方向设为前后方向，将X1－X2方向设为左右方向，将Z1－Z2方向设为上下方向。
该HUD装置1具备：上部壳体4，在上表面具有第1及第2开口部2、3；叠像镜5，被收纳于上部壳体4的内部，能够从第1开口部2向上方突出；发光单元6，配置于上部壳体4的内部，能够使显示光经过第2开口部3后向外部照射；第1盖体7，能够开闭第1开口部2；第2盖体8，能够开闭第2开口部3；以及使这些叠像镜5和第1盖体7及第2盖体8动作的驱动机构9等，该HUD装置1是在非使用时将叠像镜5收纳于上部壳体4的内部，且在使用时使该叠像镜5从上部壳体4的内部向上方突出的弹出式的HUD装置。
上部壳体4与下部壳体10组合而构成中空构造的壳体11，如图5所示，在该壳体11的内部配设有框体状(日文原文：筐体状)的框架12。壳体11以使上部壳体4的上表面露出的状态配置在仪表板的凹部内，在此情况下配置为，在从驾驶席观看时第2开口部3在跟前侧且第1开口部2朝向前方侧(前风挡玻璃侧)。
第1开口部2设置在叠像镜5的移动路径上，第2开口部3设置在从发光单元6的后述的投光部朝向突出状态的叠像镜5照射的光路上。这些第1开口部2和第2开口部3是从前侧朝向后侧连续形成且共用彼此的一边的长方形状的切口，但相对于第1开口部2是左右方向的长度远远长于前后方向的长度的横长形状，第2开口部3的左右方向的长度被设定为比第1开口部2稍短。
叠像镜5是由半透半反镜等构成的显示面板单元，成为使矩形状的透明板向前方侧缓缓弯曲的形状。如图6所示，在叠像镜5的下边部固定有支承体13，在该支承体13的左右两端部，突出设置有腿片13a。在这些腿片13a上设置有轴部13b和长孔13c及突起13d，在轴部13b以能够旋转的方式连结有工作板14。在该工作板14的外表面设置有一对引导销14a，在工作板14的内表面设置有连结销14b。该连结销14b插入到腿片13a的长孔13c中，支承体13和工作板14的相对角度被规定在连结销14b能够在长孔13c中移动的范围内。
如图2所示，发光单元6配设在框架12的后方下部，从发光单元6出射的显示光，在配置于第2开口部3的前方下部的第1镜15反射后，朝向在第2开口部3的后方下部配置的第2镜16。该第2镜16是与发光单元6的投光部相当的部位，关于详细情况在后面叙述，但如图4所示，叠像镜5位于突出位置时，在第2镜16(投光部)反射后的发光单元6的显示光经过第2开口部3后向叠像镜5照射。
如图7所示，第1盖体7具有与第1开口部2大致相同形状的盖部7a，在从该盖部7a的左右两端部突出的腿片7b的前端部设置有引导销7c。第1盖体7以腿片7b的轴部7d为中心在框架12上被支承为能够旋转，引导销7c向后述的驱动板的凸轮孔插入。
如图6所示，第2盖体8具有与第2开口部3大致相同形状的盖部8a，在从该盖部8a的四角突出的腿片8b上设置有4个引导销8c。在第2盖体8的前侧的腿片8b上，以能够旋转的方式连结有联杆臂17，该联杆臂17被固定于轴支在框架12的侧部的中继齿轮18。在中继齿轮18上啮合有别的中继齿轮19，固定于该中继齿轮19的联杆臂20以能够旋转的方式连结于工作板14。并且，在中继齿轮19上啮合有扇形齿轮21，在该扇形齿轮21上设置有引导销21a。
如图7所示，在框架12的左右两侧部安装有第1引导部件22和第2引导部件23。在第1引导部件22上形成有向倾斜方向延伸的引导孔22a，在该引导孔22a中以能够移动的方式插入有工作板14的引导销14a。在第2引导部件23上形成有一对引导孔23a、23b，在一方的引导孔23a中以能够移动的方式插入有第2盖体8的前侧的引导销8c，并且在另一方的引导孔23b中以能够移动的方式插入有第2盖体8的后侧的引导销8c。
另外，在框架12的左右两侧部，驱动板24被支承为能够向前后方向移动，该驱动板24配置在叠像镜5的侧方并从叠像镜5的收纳位置的前侧朝向后侧延伸。在驱动板24上形成有2个凸轮孔24a、24b，在上段侧的凸轮孔24a中以能够移动的方式插入有第1盖体7的前端侧的引导销7c，在下段侧的凸轮孔24b中以能够移动的方式插入有扇形齿轮21的引导销21a。
因此，驱动板24向前后方向移动时，引导销7c在上段侧的凸轮孔24a内滑动，由此第1盖体7以轴部7d为旋转中心转动，能够伴随于此进行第1开口部2的开闭动作。另外，这样驱动板24向前后方向移动时，扇形齿轮21的引导销21a沿着下段侧的凸轮孔24b移动，因此2个中继齿轮18、19伴随着扇形齿轮21的旋转而在相反方向上旋转。其结果是，一方的中继齿轮18的旋转经由联杆臂17向第2盖体8传递，第2盖体8的各引导销8c沿着第2引导部件23的引导孔23a、23b移动，因此第2盖体8转动而能够进行第2开口部3的开闭动作。与此同时，另一方的中继齿轮19的旋转经由联杆臂20向工作板14传递，工作板14的引导销14a沿着第1引导部件22的引导孔22a移动，因此能够使与工作板14连结的叠像镜5在壳体11的内部与第1开口部2的外部之间移动。
在驱动板24的上表面形成有齿条24c，在该齿条24c上啮合有齿轮25。如图5所示，齿轮25被固定连接在沿框架12的左右方向延伸的同步轴26的两端，将在框架12的前方下部配设的马达27作为驱动源而同步轴26旋转时，左右一对驱动板24向前后方向移动。另外，在驱动板24的上部形成有按压突起24d，关于详细情况在后面叙述，但在叠像镜5的升起动作完毕后进一步使驱动板24移动时，按压突起24d与突起13d抵接并使支承体13旋转，由此能够进行叠像镜5的倾斜动作。另外，通过这些马达27、齿轮25、驱动板24、扇形齿轮21、中继齿轮18、19、联杆臂17、20、工作板14等，构成使叠像镜5和第1盖体7及第2盖体8动作的驱动机构9(驱动构件)。另外，通过驱动板24、扇形齿轮21、中继齿轮18、联杆臂17等，构成将马达27的动力向第2盖体8传递的传递机构。
接下来，参照图8～图12对这样构成的HUD装置1中的叠像镜5的升起动作进行说明。
图1、图2表示HUD装置1的非使用状态，在该非使用状态下，在上部壳体4的上表面所设置的第1开口部2和第2开口部3分别通过第1盖体7和第2盖体8关闭，叠像镜5被保持于壳体11的内部的收纳位置。在此情况下，如图8所示，驱动板24在图中左端的前进位置停止，第1盖体7的引导销7c与上段侧凸轮孔24a的图中右端部卡合，扇形齿轮21的引导销21a与下段侧凸轮孔24b的图中右端部卡合。另外，工作板14的引导销14a与第1引导部件22的引导孔22a的下端部卡合，叠像镜5在最下端侧的收纳位置停止。
在该状态下向正反任意一方向旋转驱动马达27时，马达27的旋转经由同步轴26向齿轮25传递，因此驱动板24从前进位置朝向后退位置沿图中右方向(箭头A方向)开始移动。由此，如图9所示，第1盖体7的引导销7c向上段侧凸轮孔24a的倾斜部移行，因此第1盖体7以轴部7d为中心向前方转动并被收纳在上部壳体4的内部，伴随于此第1开口部2被打开。
另外，这样驱动板24朝向后退位置开始移动时，扇形齿轮21的引导销21a向下段侧凸轮孔24b的倾斜部移行，因此扇形齿轮21沿图中的逆时针方向旋转并使一对中继齿轮18、19反向旋转。由此，固定于中继齿轮19的联杆臂20的运动向工作板14传递，工作板14的引导销14a从第1引导部件22的引导孔22a的下端部向上方移行，因此与工作板14连结的叠像镜5从收纳位置向第1开口部2开始上升。与此同时，固定于中继齿轮18的联杆臂17的运动向第2盖体8传递，第2盖体8的各引导销8c从第2引导部件23的引导孔23a、23b的图中右端部向左方向移行，因此第2盖体8向前方转动同时趋向上部壳体4的内部，伴随于此第2开口部3的后端侧逐渐被打开。
驱动板24进一步朝向后退位置继续移动时，如图10所示，叠像镜5从第1开口部2向上部壳体4的上方开始突出，并且第2盖体8进入到上部壳体4的内部。然后，在驱动板24移动到后退位置为止的时刻使马达27停止时，如图11所示，叠像镜5被保持在使其整体从第1开口部2突出的突出位置，并且第2盖体8被收纳在上部壳体4的内部以使得第2开口部3为全开状态，在该时刻叠像镜5的升起动作完毕。
图3、图4表示叠像镜5的升起动作完毕后的HUD装置1的使用状态，在该使用状态下，从发光单元6出射显示光时，该显示光在第1镜15和第2镜16反射后经过第2开口部3并向叠像镜5照射。此时，根据图4可知，第1盖体7在叠像镜5的移动路径的前方位置停止，第2盖体8以使其前端部进入到叠像镜5在收纳位置中独占的空间S中的状态停止。
另外，该HUD装置1具备能够调整被保持于突出位置的叠像镜5的朝向的倾斜功能。即，在叠像镜5的升起动作完毕后，使驱动板24从图11所示的后退位置进一步向图中右方移动时，如图12所示，驱动板24的按压突起24d按压支承体13的突起13d，因此通过轴部13b以能够旋转的方式连结的支承体13与工作板14的相对角度发生变化。由此，与支承体13一体化的叠像镜5以轴部13b为中心旋转，能够将叠像镜5的朝向调整为用户期望的角度。
另外，在进行将进行了升起动作的叠像镜5向壳体11的内部的收纳位置沉入的动作时，使马达27向与上述相反的方向旋转，由此只要使驱动板24从图11所示的后退位置一直移动到图8所示的前进位置即可。
如以上说明那样，在本实施方式例所涉及的HUD装置1中，在叠像镜5的移动路径上所设置的第1开口部2通过第1盖体7进行开闭动作，并且在从作为发光单元6的投光部的第2镜16向叠像镜5照射的光路上所设置的第2开口部3通过第2盖体8进行开闭动作，但在叠像镜5从收纳位置朝向突出位置进行突出动作时，第2盖体8与第1盖体7同样地一边向前方转动一边向叠像镜5与投光部(第2镜16)之间沉入，因此能够使叠像镜5和第2盖体8不会干扰且同时动作，能够缩短叠像镜5的升起时间。并且，第1盖体7和第2盖体8两者都向前方转动并收纳在壳体11的内部，因此不需要在壳体11的后方下部确保第2盖体8的收纳空间，能够使装置整体在前后方向上小型化而防止与速度计等计量仪器类之间发生干扰。
另外，在本实施方式例中，在叠像镜5已移动到突出位置时，第2盖体8的一部分进入到叠像镜5在收纳位置中独占的空间S中，因此能够将第2盖体8以接近叠像镜5的收纳位置的状态收纳在壳体11的内部，与该收纳量相对应地能够节省壳体11内的后方下部中的空间。
另外，在上述实施方式例中，构成为在使发光单元6的显示光在第1镜15和第2镜16反射后将该第2镜16作为投光部向叠像镜5照射显示光，但使用的镜的数量不限于2枚，例如，也可以仅使用第2镜16将发光单元6的显示光向叠像镜5照射。或者，也可以完全不使用镜而将显示光从发光单元6向叠像镜5直接照射，在此情况下，发光单元6相当于投光部。
另外，在上述实施方式例中，通过与驱动板24的下段侧凸轮孔24b卡合的扇形齿轮21使一对中继齿轮18、19反向旋转，伴随这些中继齿轮18、19的旋转，叠像镜5与第2盖体8同时动作，但例如也可以在驱动板24上个别地形成叠像镜5的动作用凸轮孔和第2盖体8的动作用凸轮孔，由此在叠像镜5的升起动作开始后第2盖体8才进行打开动作。

Claims (3)

1.一种平视显示器装置，其特征在于，具备：
壳体，在上表面上从前侧向后侧连续地设置有第1开口部及第2开口部；
叠像镜，能够在上述壳体的内部的收纳位置与从上述第1开口部向上方突出的突出位置之间移动；
发光单元，将显示光从上述壳体的内部的投光部经过上述第2开口部向位于突出位置的上述叠像镜照射；
第1盖体，能够开闭上述第1开口部；
第2盖体，能够开闭上述第2开口部；以及
驱动构件，使上述叠像镜和上述第1盖体及上述第2盖体动作，
上述第1盖体能够从关闭上述第1开口部的关闭位置向前方移动并向上述壳体的内部沉入，并且上述第2盖体能够从关闭上述第2开口部的关闭位置向前方移动并向上述叠像镜与上述投光部之间沉入，
在上述叠像镜从收纳位置朝向突出位置进行突出动作时，上述驱动构件进行上述第2盖体的沉入动作。
2.如权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于，
上述驱动构件包括马达和传递机构，上述马达配置在上述叠像镜的收纳位置的前侧，并且上述第2盖体配置在上述叠像镜的收纳位置的后侧且能够摆动，上述传递机构配置在上述叠像镜的侧方并从上述叠像镜的收纳位置的前侧朝向后侧延伸，通过该传递机构，上述马达的动力被传递至上述第2盖体。
3.如权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于，
在上述叠像镜移动到突出位置时，上述第2盖体的至少一部分进入到上述叠像镜在收纳位置所独占的空间中。
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