JP2006069473A - Head-up display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンバイナを用いて運転者に情報を表示するヘッドアップディスプレイ(以下では、HUDと呼ぶ)に関するものである。 The present invention relates to a head-up display (hereinafter referred to as HUD) that displays information to a driver using a combiner.
従来、HUDの1つとして、フロントガラスとは別のコンバイナと、表示器とを有する構成のものがある。これは、ハーフミラー等により構成されたコンバイナをインストルメントパネル(ダッシュボード)の上面に配置し、フロントガラスよりも運転者側に位置するこのコンバイナに対して、液晶表示器等の表示器から投射された光を入射させることで、コンバイナに虚像を表示するものである(例えば、特許文献1、2参照)。
Conventionally, as one of HUDs, there is a configuration having a combiner different from a windshield and a display. This is because a combiner composed of a half mirror is placed on the top surface of the instrument panel (dashboard) and projected from a display such as a liquid crystal display onto this combiner located on the driver side of the windshield. By making the incident light incident, a virtual image is displayed on the combiner (see, for example,
このようなHUDとしては、非使用時ではコンバイナを倒し、使用時ではコンバイナに像が表示されるように、コンバイナを起きあがらせる、いわゆるポップアップタイプのものや、コンバイナが常に起きあがった状態のタイプのものがある。 This type of HUD is a so-called pop-up type that raises the combiner when it is not in use and raises the combiner so that an image is displayed on the combiner when it is in use. There is something.
さらに、ポップアップ式のHUDの1つとして、表示器とコンバイナを収納するケースと、ケースの上面に設けられた開口部を開閉するシャッターとを有し、シャッターが閉じた状態では、コンバイナが、倒れた状態でケース内に収納されており、シャッターが開くと、コンバイナが、開口部から突出するように起立するものがある(例えば、特許文献2参照)。
図15に本発明者が検討したHUDの構成を示す。図15に示すように、このHUDは、ケース1と、表示器2と、コンバイナ3と、折り返しミラー4と、防塵カバー5とを備えている。なお、図中左側が、車両前方側であり、図中右側が運転者側である。
FIG. 15 shows the configuration of the HUD studied by the present inventors. As shown in FIG. 15, the HUD includes a
HUDの非使用時では、表示器2、コンバイナ3および折り返しミラー4は、ケース1の内部に収納されており、HUDの使用時では、コンバイナ3が起き上がるようになっている。
When the HUD is not used, the
コンバイナ3は表示部3aを有しており、表示部3aはハーフミラー(凹面鏡)により構成されている。折り返しミラー4は、表示器2から投射された光(映像)を反射させて、表示部3aにその光を入射させるものである。防塵カバー5は、コンバイナ3が起き上がったときに、ケース1の内部に塵が入るのを防ぐものである。また、防塵カバー5は、光が透過するようになっており、防塵カバー5の面は水平である。
The
そして、HUDの使用時では、図15に示すように、表示器2から、車両の前方(図中左方向)に向かって、光(映像)6aが投射される。その光6aは、折り返しミラー4で上方向に反射されて、その反射光6bがコンバイナ3の表示部3aに入射する。そして、表示部3aで反射した反射光6cが運転者の目に入るようになっている。
And when using HUD, as shown in FIG. 15, the light (image | video) 6a is projected from the
これにより、運転者は、コンバイナ3の表示部3aで、拡大された像を、前方の景色と重ねて、視認することができる。
Accordingly, the driver can visually recognize the enlarged image on the
しかし、上記した構成のHUDでは、太陽等の外光がHUDで反射して運転者の目に入り、運転者を眩惑させてしまうという問題が生じることがわかった。 However, it has been found that the HUD configured as described above has a problem that external light such as the sun is reflected by the HUD and enters the eyes of the driver, which dazzles the driver.
例えば、上記したように、面が水平な防塵カバー5を設けた場合では、外光71が防塵カバー5に反射して運転者の目に入ってしまう。また、外光72が折り返しミラー4で反射し、その反射光がさらにフロントガラス(図では省略)で反射して、運転者の目に入ってしまう。
For example, as described above, when the
そこで、この対策として、防塵カバー5や折り返しミラー4に、外光71、72が反射して運転者の目に入るのを防ぐための専用の壁を、それぞれ、HUDに設けることが考えられる。しかしながら、専用の壁を設けるとケース1のサイズ(主に高さ方向)が大きくなってしまうため、好ましくない。
Therefore, as a countermeasure, it is conceivable to provide the HUD with dedicated walls for preventing the
なお、防塵カバー5や折り返しミラー4に、反射を抑制するようにコーティングする方法も考えられるが、その方法でも、完全に反射を抑えることができない。
A method of coating the
本発明は、上記点に鑑み、専用の壁を設けなくても、外光がHUDに反射して、運転者の目に入るのを防ぐことができるHUDを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a HUD that can prevent outside light from being reflected on the HUD and entering the eyes of the driver without providing a dedicated wall.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、シャッター(1a)は遮光性のものであり、コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、開口部から塵が入るのを防ぎ、かつ、第1の光(6、6b)が透過する透光部(5a)を有する防塵カバー(5)を備えている。
In order to achieve the above object, in the invention according to
そして、透光部(5a)は、コンバイナ(3)が起立した状態では、運転者の目の位置(7a)を通り、コンバイナ(3)および透光部(5a)で反射する第2の光(73)の光路(73a、73b、73c)のうち、コンバイナ(3)と透光部(3a)との間における光路(73b)に対して、透光部(5a)の面が斜めになっている。 And the translucent part (5a) passes the position (7a) of a driver | operator's eye in the state which the combiner (3) stood up, and 2nd light reflected by a combiner (3) and a translucent part (5a). Of the optical paths (73a, 73b, 73c) of (73), the surface of the light transmitting part (5a) is inclined with respect to the optical path (73b) between the combiner (3) and the light transmitting part (3a). ing.
また、シャッター(1a)は、第2の光(73)の光路(73a、73b、73c)上であって、かつ、表示器(2)から投射された第1の光(6)の光路(6a、6b、6c)外に位置するようになっていることを特徴としている。 The shutter (1a) is on the optical path (73a, 73b, 73c) of the second light (73) and the optical path of the first light (6) projected from the display (2) ( 6a, 6b, 6c) It is characterized by being located outside.
これにより、防塵カバーで反射した外光が運転者の目に入るのを防止できる。 Thereby, it is possible to prevent external light reflected by the dust cover from entering the eyes of the driver.
また、本発明では、シャッター(1a、1b)を用いて、防塵カバーで反射した外光が運転者の目に入るのを防止しているので、防塵カバーで反射した外光が運転者の目に入るのを防止するための専用の壁を設ける必要がない。この結果、専用の壁を設けた場合と比較して、ヘッドアップディスプレイを小型化することができる。 In the present invention, the shutter (1a, 1b) is used to prevent the external light reflected by the dustproof cover from entering the eyes of the driver. There is no need to provide a dedicated wall to prevent entry. As a result, the head-up display can be reduced in size compared with the case where a dedicated wall is provided.
請求項2に記載の発明では、コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、開口部から塵が入るのを防ぎ、かつ、第1の光(6、6b)が透過する透光部(5a)および光を透過しない不透光部(5b)を有する防塵カバー(5)と、コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、第1の光(6)を反射させて、コンバイナ(3)に入射させる反射鏡(4)とを備えている。
In the invention according to
そして、コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、運転者の目の位置(7a)を通り、フロントガラスおよび反射鏡(4)で反射する第3の光(74)の光路(74a)上であって、表示器(2)から投射された第1の光(6)の光路(6a、6b、6c)外に、不透光部(5b)が位置するようになっていることを特徴としている。 Then, when the combiner (3) is standing, it passes through the position (7a) of the driver's eyes and is reflected on the optical path (74a) of the third light (74) reflected by the windshield and the reflecting mirror (4). The light-impermeable portion (5b) is positioned outside the optical path (6a, 6b, 6c) of the first light (6) projected from the display (2). It is said.
これにより、反射鏡で反射した外光が、フロントガラスでの反射を経て、運転者の目に入るのを防止できる。 As a result, it is possible to prevent external light reflected by the reflecting mirror from entering the driver's eyes through reflection on the windshield.
また、本発明では、ヘッドアップディスプレイが防塵カバーを備える場合、防塵カバーを用いて、反射鏡で反射した外光が運転者の目に入るのを防止しているので、反射鏡で反射した外光が運転者の目に入るのを防止するための専用の壁を設ける必要がない。この結果、専用の壁を設けた場合と比較して、ヘッドアップディスプレイを小型化することができる。 In the present invention, when the head-up display includes a dustproof cover, the dustproof cover is used to prevent outside light reflected by the reflecting mirror from entering the eyes of the driver. There is no need to provide a dedicated wall to prevent light from entering the driver's eyes. As a result, the head-up display can be reduced in size compared with the case where a dedicated wall is provided.
請求項1、2に記載の発明に関して、例えば、請求項3に示すように、防塵カバー(5)を山型形状とすることができる。すなわち、運転者がコンバイナ(3)を視認する方向で切断した場合における防塵カバーの断面の形状を、透光部(5a)および不透光部(5b)を斜面とする山型形状とすることができる。
With regard to the invention described in
請求項4に記載の発明では、コンバイナ(3)が収納された状態では、防塵カバー(5)を、コンバイナ(3)が起立した状態の場合での第1の光(6)の光路(6a)上に位置させて、板部(1c)よりも下側に収納し、コンバイナ(3)が起立した状態では、透光部(5a)のみが第1の光(6)の光路(6b)上に位置させて、防塵カバー(5)を板部(1c)よりも上側に移動させる移動手段(51、52、53、54、55)を備えることを特徴としている。
In the invention according to
請求項3に示すように、防塵カバーの形状を山型にして、防塵カバーを板部に固定した場合では、HUD全体が大きくなってしまう。そこで、請求項4に示すように、非使用時では、防塵カバーを第1の光(6)の光路(6a)上に位置させて、収納するようにしている。
As shown in
これにより、HUDを小型化することができ、車両への搭載性を向上させることができる。 Thereby, HUD can be reduced in size and the mounting property to a vehicle can be improved.
請求項5に記載の発明では、シャッター(1b)は遮光性のものであり、HUDは、コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、第1の光(6)を反射させて、コンバイナ(3)に入射させる反射鏡(4)を備えている。
In the invention according to
そして、コンバイナ(3)が起立した状態では、運転者の目の位置(7a)を通り、フロントガラスおよび反射鏡(4)で反射する第4の光(74)の光路(74a)上であって、表示器(2)から投射された第1の光(6)の光路(6a、6b、6c)外に、シャッター(1b)が位置するようになっていることを特徴としている。 In the state where the combiner (3) stands up, it passes through the position (7a) of the driver's eyes and is on the optical path (74a) of the fourth light (74) reflected by the windshield and the reflecting mirror (4). The shutter (1b) is located outside the optical path (6a, 6b, 6c) of the first light (6) projected from the display (2).
これにより、反射鏡で反射した外光が、フロントガラスでの反射を経て、運転者の目に入るのを防止できる。 As a result, it is possible to prevent external light reflected by the reflecting mirror from entering the driver's eyes through reflection on the windshield.
また、本発明では、シャッターを用いて、反射鏡で反射した外光が運転者の目に入るのを防止しているので、反射鏡で反射した外光が運転者の目に入るのを防止するための専用の壁を設ける必要がない。この結果、専用の壁を設けた場合と比較して、ヘッドアップディスプレイを小型化することができる。 In the present invention, the shutter is used to prevent outside light reflected by the reflecting mirror from entering the driver's eyes, so that outside light reflected by the reflecting mirror is prevented from entering the eyes of the driver. There is no need to provide a dedicated wall for this purpose. As a result, the head-up display can be reduced in size compared with the case where a dedicated wall is provided.
請求項5に記載の発明に関して、シャッター(1a、1b)の動きとしては、第4の光の光路上であって、第1の光の光路外の位置が、コンバイナの起立に邪魔にならない場合であれば、単に、シャッターが閉じた状態から開いた状態にさせることができる。
With regard to the invention according to
一方、その位置がコンバイナの起立に邪魔になる場合であれば、請求項6に示すように、シャッター(1a、1b)が閉じた状態から、コンバイナ(3)が起立できる位置まで開き、コンバイナ(3)が起立した後、第4の光の光路上であって、第1の光の光路外の位置まで戻らせることができる。 On the other hand, if the position interferes with the standing of the combiner, as shown in claim 6, the shutter (1a, 1b) opens from the closed state to a position where the combiner (3) can stand up, and the combiner ( After 3) stands up, it can be returned to a position on the optical path of the fourth light and outside the optical path of the first light.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1〜5に、本発明の第1実施形態におけるHUDの構成を示す。図1は、非使用時におけるHUDの側面図であり、図5は、使用時におけるHUDの側面図であり、図2〜4は、非使用時から使用時に至るまでの各段階におけるHUDの側面図である。
(First embodiment)
1 to 5 show the configuration of the HUD in the first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of the HUD when not in use, FIG. 5 is a side view of the HUD when in use, and FIGS. 2 to 4 are side views of the HUD at each stage from nonuse to use. FIG.
本実施形態のHUDは、いわゆるポップアップ式のHUDであり、例えば、インストルメントパネルの上面に設けられた凹部に埋め込むように設置される。なお、各図の右側が運転者側であり、左側が車両の前方側である。 The HUD of the present embodiment is a so-called pop-up type HUD, and is installed, for example, so as to be embedded in a recess provided on the upper surface of the instrument panel. In each figure, the right side is the driver side, and the left side is the front side of the vehicle.
HUDは、各図に示すように、ケース1と、シャッター1a、1bと、表示器2と、フロントガラスとは別のコンバイナ3と、折り返しミラー4と、防塵カバー5とを備えている。
As shown in each drawing, the HUD includes a
ケース1は、板部としての上面1cを有する直方体の箱であり、図1に示すように、HUDの非使用時に、表示器2、コンバイナ3、折り返しミラー4、防塵カバー5を収納するものである。上面1cは開口部を有している。また、ケース1は、例えば、ケース1の上面と、インストルメントパネルの上面とが一致するように、配置される。
The
シャッター1a、1bは、ケース1の上面1cに設けられており、図1に示すように、非使用時では、ケース1の開口部を塞ぐように閉じ、図5に示すように、使用時では、図示しない可動機構部によって、開くようになっている。シャッター1a、1bは、遮光性のものである。
The
表示器2は、HUDの使用時に光(映像)6を投射するものであり、例えば、液晶表示器が用いられる。表示器2は、図1に示すように、ケース1の底面に設置されており、取り付けピン2a等により固定されている。取り付けピン2aは、ケース1に設けられた穴1cに差し込むようになっており、ケース1の複数の位置に穴1cが設けられている。
The
これにより、表示器2からコンバイナ3までの光路長を変更できるように、表示器2の固定位置が変えられるようになっている。なお、この固定位置の可変方向は、表示器2から投射される光(後述する図5中の光6a)の光軸と平行な方向である。
Thereby, the fixed position of the
コンバイナ3は、フロントガラスよりも運転者側に位置し、表示器2から投射された光が入射されることで、虚像を表示するものである。コンバイナ3は、像を表示する表示部3aと、表示部3aを支持する支持部3bとを有している。表示部3aは、ハーフミラー(凹面鏡)となっている。表示部3aおよび支持部3bは、透明な樹脂により一体的に形成されている。なお、コンバイナ3としては、表示部3aおよび支持部3bがはじめから一体成形されたものや、別々に形成された表示部3aおよび支持部3bを貼り合わせたものを用いることができる。
The
また、図1に示すように、コンバイナ3は、非使用時では、ケース1の上面1cよりも下側に位置し、倒れた状態でケース1に収納される。このとき、表示部3aの表示面は略水平となっている。また、コンバイナ3は、図5に示すように、使用時では、後述する図示しない可動機構部によって、倒れた状態から起き上がるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
折り返しミラー4は、光路を折り返すためのものであり、ケース1の底面に設置されている。本実施形態では、図5に示すように、表示器2から水平方向(図中左右方向)に投射された光(映像)を、折り返しミラー4が、上方向に反射させて、反射させた光をコンバイナ3に入射させるように配置されている。また、折り返しミラー4は、後述する図示しない可動機構部によって、前後(図中左右方向)に移動可能となっている。
The
防塵カバー5は、図5に示すように、コンバイナ3が起きあがった状態のときに、開口部からケース1内に埃やゴミなどが入るのを防ぐものである。防塵カバー5は、非使用時では、図1に示すように、ケース1の内部に収納される。収納位置は、図5に示すように、使用時において、表示器2からの光(映像)が折り返しミラー4、コンバイナ3で反射して、運転者の目の位置に到達する光路内である。一方、使用時では、図5に示すように、後述する図示しない可動機構部によってケース1の上面1cの上側に位置する。
As shown in FIG. 5, the
また、防塵カバー5は、図5に示すように、表示器2からの光6bが透過する面5aと、透過しない(光6bの光路内に位置しない)面5bと、三角形状の側面5cとを有している。表示器2からの光が透過する面5aは透明であり、透過しない面5bは不透明となっている。この透明な面5aおよび不透明な面5bが、本発明の透光部および不透光部に相当する。
Further, as shown in FIG. 5, the
これらの面5a、5bは、例えば、アクリルなどのあらかじめ透明な材料で一体成形され、表示器2からの光が透過しない面5bが黒色に塗装されることで形成される。
These
また、防塵カバー5は、HUDの使用時では、図5に示すように、運転者がコンバイナ3を視認する方向で切断した場合における断面の形状が、透明な面5aと、不透明な面5bとにより、山型形状となっている。この透明な面5aは、仮に、運転者の目の位置7aから、コンバイナ3の表示部3aに向けて光(第2の光)を照射した場合に表示部3aで反射した光が、透明な面5aで反射して、車両の前方方向に進むように、水平方向に対して斜めになっている。言い換えると、透明な面5aは、運転者の目の位置7aからコンバイナ3で反射して透明な面5aに入射する光(光軸)に対して斜めになっている。
Further, as shown in FIG. 5, when the HUD is used, the
また、HUDは、図示しないが、上記した各可動機構部を制御するための制御部を有している。HUDは、この制御部により、各可動機構部が制御されることで、以下のように作動する。 Moreover, although not shown in figure, HUD has a control part for controlling each above-mentioned movable mechanism part. The HUD operates as follows by controlling each movable mechanism by the control unit.
まず、図2に示すように、シャッター1a、1bが開く。これにより、ケース1の上面に、コンバイナ3と防塵カバー5とをせり上げるための開口部が形成される。このとき、シャッター1aは起き上がった状態のまま、後述する所定の位置で保持される
その後、図3に示すように、開口部からコンバイナ3が起き上がり、所望の角度になる。この所望の角度とは、コンバイナ3に表示される虚像を運転者が視認できる角度である。
First, as shown in FIG. 2, the
続いて、図4に示すように、コンバイナ3が上昇する。この上昇方向は、HUDの使用時において、コンバイナ3に入射する光(後述する折り返しミラー4で反射された表示器2からの光6b)の光軸上、すなわち、光軸方向と平行な方向である。また、上昇する高さは、表示部3aの位置が、表示像の視認性の良い位置となるように、車種毎にあらかじめ設定されている。なお、図示しないが、表示器2からコンバイナ3までの光路長を所定の大きさとするために、上昇する高さに応じて、表示器2の固定位置が設定されている。
Subsequently, as shown in FIG. 4, the
その後、図5に示すように、防塵カバー5が、後述する所定の位置まで、開口部から上昇する。このようにして、HUDが使用状態となる。
Thereafter, as shown in FIG. 5, the
HUDの使用時では、表示器2から、車両の前方(図中左方向)に向かって、光(映像)6aが投射される。そして、その光6aは、折り返しミラー4で上方向に反射されて、その反射光6bがコンバイナ3の表示部3aに入射する。表示部3aで反射した反射光6cが運転者の目に入るようになっている。
When the HUD is used, light (image) 6a is projected from the
これにより、運転者は、コンバイナ3の表示部3aで、反射光6cの進む方向の延長線上に、前方の景色と重ねて、表示器2から投影された種々の情報の表示を視認することができる。なお、上記した光6a、6b、6cの進む方向(光軸)は、アイレンジ7の中心7aと、表示器2の表示中心と、コンバイナ3、折り返しミラー4とによって、決定されるものである。アイレンジ7は、一般的な運転者の目が位置する範囲のことであり、アイレンジの中心7aは標準的な運転者の目の高さに相当する。アイレンジは、車両のシートの高さで定まるものである。
Thereby, the driver can visually recognize the display of various information projected from the
また、運転者の目の高さが標準よりも低かったり、高かったりする場合では、運転者の視域を満足するために、運転者の目の高さに応じて、図5中の破線で示すように、折り返しミラー4が平行移動する。
Further, in the case where the driver's eye height is lower or higher than the standard, the broken line in FIG. As shown, the
次に、上記した図2の状態におけるシャッター1aの所定の位置と、図5の状態における防塵カバー5の所定の位置とについて説明する。
Next, the predetermined position of the
図6に、仮にシャッター1aが存在しない場合に、第2の光としての外光73が防塵カバー5の透明な面5aで反射して、運転者の目に入る場合における外光73の光路73a、73b、73cを示す。
In FIG. 6, if the
本実施形態では、HUDの使用時において、防塵カバー5の透明な面5aが斜めになっている。このため、ケース1の前方側から、水平方向と小さな角度をなして、外光73aが透明な面5aに入射した場合に、透明な面5aで反射し、その反射光73bがコンバイナ3の表示部3aで反射し、さらにその反射光73cが運転者の目7aに入ってしまう。
In the present embodiment, when the HUD is used, the
そこで、シャッター1aは、図2の段階(シャッター1a、1bを開ける段階)では、上記した外光73が透明な面5aに入射するのをカットするように、上記した外光73が透明な面5aに入射する光路73a上で保持されるようになっている。このとき、シャッター1aは、折り返しミラー4で反射した表示器2の光6bの光路外に位置する。
Therefore, the
図7に、仮に防塵カバー5が存在しない場合に、第3の光としての外光74が折り返しミラー4で反射して、運転者の目に入る場合における外光74の光路74a、74b、74cを示す。
In FIG. 7, if the
防塵カバー5を設けていない場合、HUDの使用時では、外光74aが折り返しミラー4に入射し、折り返しミラー4で反射した外光74bが、さらに、図示しないフロントガラスで反射し、その反射光74cが運転者の目に入ってしまう。
When the
そこで、防塵カバー5は、図5の段階(防塵カバー5を上昇させる段階)では、上記した外光74が折り返しミラー4に入射するのをカットするように、不透明な面5bが、上記した外光74が折り返しミラー4に入射する光路74a上で保持されるようになっている。このとき、防塵カバー5の透明な面5aは、折り返しミラー4で反射した表示器2の光6bの光路上に位置する。
Therefore, in the
次に、上記した作動を可能とする各可動機構部の構造について説明する。図8にコンバイナ3の可動機構部の側面図を示す。上記したように、コンバイナ3の動作としては、「コンバイナ3が起き上がり、所望の角度になる第1の動作」と、「所望の角度に起き上がっているコンバイナ3が上昇する第2の動作」とがある。
Next, the structure of each movable mechanism that enables the above-described operation will be described. FIG. 8 shows a side view of the movable mechanism portion of the
そこで、まず、第1の動作を実現するための第1の機構部について説明する。この第1の機構部が本発明の回動手段に相当する。図8に示すように、第1の機構部は、ハウジング11と、モータ12と、減速ギヤ13と、回転中心軸14と、コンバイナ側ギヤ15とを有している。
First, the first mechanism unit for realizing the first operation will be described. This 1st mechanism part is equivalent to the rotation means of this invention. As shown in FIG. 8, the first mechanism portion includes a
ハウジング11は、その内側に、モータ12と、減速ギヤ13と、回転中心軸14とがマウントされている。モータ12はコンバイナ3を回動させるためのものである。ハウジング11は樹脂や金属等により構成される。
The
減速ギヤ13はモータ12の回転を減速させるためのものである。なお、本実施形態では、減速ギヤ13を2つ用いているが、減速ギヤ13の数を他の数とすることもできる。
The
回転中心軸14は、コンバイナ3の支持部3bに設けられており、コンバイナ3を回動させるときに中心となる軸である。コンバイナ側ギヤ15は減速ギヤ13からの動力をコンバイナ3に伝えるものであり、コンバイナ3の支持部3bと一体となっている。なお、コンバイナ側ギヤ15としては、コンバイナ側ギヤ15と支持部3bとがはじめから一体成形されたものや、支持部3bと別に形成されたものを支持部3bに貼り合わせたものを用いることができる。
The
また、ハウジング11内には、コンバイナ3が起き上がったときに、コンバイナ3の回動を停止させる停止部16とリミットスイッチ17とが設けられている。
In addition, a
このような構成の第1の機構部では、モータ12が回転するとその動力が減速ギヤ13とコンバイナ側ギヤ15とを介してコンバイナ3に伝達する。これにより、回転中心軸14を中心にして、コンバイナ3を回動させ、コンバイナ3を倒れている状態から所望の角度にまで起き上がらせることができる。
In the first mechanism portion having such a configuration, when the
次に、第2の動作を実現するための第2の機構部について説明する。第2の機構部は、ハウジング11と、モータ21と、減速ギヤ22と、送りねじ23と、案内ガイド24と、案内用ピン25とを有している。
Next, the 2nd mechanism part for implement | achieving 2nd operation | movement is demonstrated. The second mechanism portion includes a
モータ21はハウジング11全体を上昇させるための動力源である。減速ギヤ22はモータ21の回転を減速させるためのものである。送りねじ23は、直接、ハウジング11全体を上昇させるものである。
The
案内ガイド24は、ハウジング11の上昇方向を定めるものであり、ケース1の内側に設けられている。案内ガイド24は、直線状であり、HUDの使用時において、コンバイナ3に入射する光6bの光軸と平行な方向に延びている。案内用ピン25はハウジング11に設けられており、案内ガイド24に沿ってハウジング11が移動するためのピンである。
The
このような構成の第2の機構部では、モータ21が回転するとその動力が減速ギヤ22を伝達し、送りねじ23が回転する。この結果、送りねじ23の動作に連動して、ハウジング11全体が、案内ガイド24に沿って、移動し、図示しないリミットスイッチにより、所望の位置で停止する。
In the second mechanism having such a configuration, when the
これにより、ハウジング11にマウントされているコンバイナ3を、コンバイナ3に入射する光6bの光軸と平行な方向に移動させることができる。
Thereby, the
図9にシャッター1a、1bの可動機構部と防塵カバー5の可動機構部の側面図を示す。まず、シャッター1aの可動機構部について説明する。この可動機構部は、シャッター1aの可動動力源としてのモータ31と、減速ギヤ32と、シャッター1a側のギヤ33と、シャッター1aを回転させる際の軸となる回転軸34とを有している。
FIG. 9 shows a side view of the movable mechanism portion of the
モータ31、減速ギヤ32、回転軸34は、ケース1の内部にマウントされている。シャッター1a側のギヤ33は、シャッター1aの支持部35のシャッター1aから離れた側の端部に位置し、シャッター1aと一体である。回転軸34は、支持部35に設けられている。
The
このような構成のシャッター1aの可動機構部では、モータ31が回転すると、その動力が減速ギヤ32、シャッター1a側のギヤ33を伝達する。これにより、シャッター1aが回転軸34を中心として、反時計回りに回転することで、シャッター1aが開く。このとき、シャッター1aが所定の位置に達したときに、リミットスイッチ36により、シャッター1aの可動が停止する。
In the movable mechanism portion of the
次に、シャッター1bの可動機構部について説明する。この可動機構部は、シャッター1bの可動動力源としてのモータ41と、減速ギヤ42と、シャッター1b側のギヤ43と、シャッター1bを回転させる際の軸となる回転軸44とを有している。
Next, the movable mechanism part of the
モータ41、減速ギヤ42、回転軸44は、ケース1の内部にマウントされている。シャッター1b側のギヤ43は、シャッター1bの端部に位置し、シャッター1bと一体である。回転軸44は、シャッター1bの端部近傍に設けられている。
The motor 41, the
このような構成により、シャッター1bは、回転軸44を中心として、時計回りに回転することで、開くようになっており、図示しないリミットスイッチや回転のカウンターを制御することで、所定の位置で止まるようになっている。
With such a configuration, the
次に、防塵カバー5の可動機構部について説明する。
Next, the movable mechanism part of the
モータ51、減速ギヤ52、回転軸54は、ケース1の内部にマウントされている。防塵カバー5側のギヤ53は、防塵カバー5の透明な面5aの端部に位置し、防塵カバー5と一体である。回転軸54も、透明な面5aの端部に設けられている。また、ケース1の内部に図示しないリミットスイッチが設けられており、防塵カバー5には、防塵カバー5が所定の位置に達したとき、リミットスイッチに接触するように、突起部55が設けられている。
The
このような構成により、モータ51が回転すると、動力が減速ギヤ52、防塵カバー5側のギヤ53を伝達して、防塵カバー5が回転軸54を中心に回転し、所定の位置に達すると停止する。これにより、非使用時には、ケース1内に収納されていた防塵カバー5が、使用時では、所望の位置までせり上がるようになっている。
With such a configuration, when the
図10に、折り返しミラー4の可動機構部の側面図を示す。折り返しミラー4の可動機構部は、ハウジング61と、送りねじ62と、折り返しミラー4を稼働させるためのモータ63と、減速ギヤ64と、案内ガイド65と、ガイド用ピン66とを有している。
In FIG. 10, the side view of the movable mechanism part of the
送りねじ62と、折り返しミラー4を稼働させるためのモータ63と、減速ギヤ64と、案内ガイド65とは、ケース1の内部にマウントされている。
The
ハウジング61は折り返しミラー4を保持するためのものである。送りねじ62および案内ガイド65は、折り返しミラー4とハウジング61とを直線動作させるためのものである。送りねじ62および案内ガイド65は、折り返しミラー4と表示器2との距離を短くしたり長くしたりする方向(折り返しミラー4から表示器2に向かう方向)と平行である。ガイド用ピン66は、ハウジング61に設けられており、ハウジング61が案内ガイド65に沿って移動するためのピンである。
The
このような構成により、モータ63が回転すると、減速ギヤ64を伝達して、送りねじ62が回転する。これにより、折り返しミラー4がハウジング61ごと、図中左右方向に平行移動するようになっている。
With this configuration, when the
以上説明したように、本実施形態では、HUDは、ケース1と、シャッター1a、1bと、シャッター1a、1bを可動させるための可動機構部31〜36、41〜44と、表示器2と、コンバイナ3と、コンバイナ3を可動させるための第1、第2の機構部11〜17、21〜25と、折り返しミラー4と、防塵カバー5と、防塵カバー5を可動させるための可動機構部51〜55とを有する構成となっている。
As described above, in the present embodiment, the HUD includes the
防塵カバー5は、透明な面5aと、不透明な面5bとを有しており、防塵カバー5の断面は、透明な面5aと、不透明な面5bとを斜面とした山型形状である。
The dust-
(1)そして、HUDの非使用時では、コンバイナ3および防塵カバー5は、ケース1の内部に収納されている。このとき、防塵カバー5は、使用時に表示器2からの光(映像)が折り返しミラー4、コンバイナ3で反射して、運転者の目の位置に到達する光路6a上に位置している。
(1) When the HUD is not used, the
一方、HUDの使用時では、各可動機構部により、シャッター1a、1bが開いた後、コンバイナ3が起立して上昇し、次いで、防塵カバー5が上昇して、所定の位置で保持される。この所定の位置とは、防塵カバー5の透明な面5aが、表示器2から投射された光6bの光路上となる位置である。
On the other hand, when the HUD is used, after each of the movable mechanisms opens the
防塵カバー5の形状を山型にして、ケース1に固定した場合、ケース1が大きくなってしまうが、本実施形態のように、非使用時では、表示器2から投射された光6aの光路上に収納することで、ケース1を小型化することができ、車両への搭載性を向上させることができる。
When the
(2)また、防塵カバー5が保持される所定の位置は、防塵カバー5の透明な面5aが斜めとなる位置でもある。このため、仮にシャッター1aが存在しなければ、ケース1の前方側から、水平方向と小さな角度をなして、外光73aが透明な面5aに入射した場合に、透明な面5aで反射し、その反射光73bがコンバイナ3の表示部3aで反射し、さらにその反射光73cが運転者の目7aに入ってしまう。
(2) The predetermined position where the
そこで、本実施形態では、シャッター1aが開いたとき、上記した外光73が透明な面5aに入射するのをカットするように、上記した外光73が透明な面5aに入射する光路73a上で保持するようにしている。
Therefore, in this embodiment, when the
これにより、防塵カバー5で反射した外光が運転者の目に入るのを防止することができる。
Thereby, it is possible to prevent external light reflected by the
また、このように、HUDの使用時では、防塵カバー5の透明な面5aを斜めに保持し、シャッター1aを上記した位置で保持しているので、わざわざ別部品を用いる必要がない。これにより、別部品を用いた場合と比較して、部品点数を削減でき、HUDを小型化することができる。この結果、HUDの車両への搭載性を向上させることができる。
In this way, when the HUD is used, the
(3)また、防塵カバー5が保持される所定の位置は、折り返しミラー4で反射した外光が運転者の目に入らない位置でもある。すなわち、仮に、防塵カバー5を設けていない場合、外光74aが折り返しミラー4に入射し、折り返しミラー4で反射した外光74bが、さらに、図示しないフロントガラスで反射し、その反射光74cが運転者の目に入ってしまう。
(3) The predetermined position where the
そこで、本実施形態では、上記した外光74が折り返しミラー4に入射するのをカットするように、不透明な面5bが、上記した外光74が折り返しミラー4に入射する光路74a上で保持されるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, the
これにより、折り返しミラー4で反射した外光が、フロントガラスでの反射を経て、運転者の目7aに入るのを防止できる。
Thereby, it is possible to prevent the external light reflected by the
また、本実施形態では、防塵カバー5を用いて、折り返しミラー4で反射した外光が運転者の目に入るのを防止しているので、折り返しミラー4で反射した外光が運転者の目に入るのを防止するために、別部品を設ける必要がない。これにより、別部品を設けた場合と比較して、部品点数を削減でき、HUDを小型化することができる。この結果、HUDの車両への搭載性を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the
(第2実施形態)
第1実施形態では、HUDが防塵カバー5を有する場合を例として説明したが、防塵カバー5を有しない構造とすることもできる。図11、12、13に、本実施形態におけるHUDの断面図を示す。図11〜13に示すHUDは、図1〜5に示すHUDに対して、防塵カバー5を省略したものであり、他の構成は図1〜5に示すHUDと同じである。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the case where the HUD has the
非使用時では、図11に示すように、ケース1の内部に、第1実施形態と同様に、コンバイナ3が収納されている。
When not in use, as shown in FIG. 11, the
そして、使用時では、まず、図12に示すように、第1実施形態と同様に、シャッター1a、1bが開いた後、コンバイナ3が起き上がり、図13に示すように、コンバイナ3が上昇する。このとき、シャッター1bは、コンバイナ3が起き上がる際に邪魔にならない位置まで開く。
At the time of use, as shown in FIG. 12, first, as in the first embodiment, after the
続いて、本実施形態では、コンバイナ3が上昇した後、図13に示すように、シャッター1bが開いた状態から、少し、戻って、所定の位置で停止するようになっている。
Subsequently, in the present embodiment, after the
ここで、この所定の位置について説明する。図14に、仮にシャッター1bが存在しない場合に、第4の光としての外光74が折り返しミラー4で反射して、運転者の目に入る場合における外光74の光路74a、74b、74cを示す。
Here, the predetermined position will be described. In FIG. 14, if the
仮にシャッター1bが存在しない場合、図7と同様に、外光74aが折り返しミラー4に入射し、折り返しミラー4で反射した外光74bが、さらに、図示しないフロントガラスで反射し、その反射光74cが運転者の目に入ってしまう。
If the
そこで、本実施形態では、HUDの使用時において、上記した外光74が折り返しミラー4に入射するのをカットするように、上記した外光74が折り返しミラー4に入射する光路74a上に、シャッター1bを保持するようにしている。このとき、シャッター1bは、表示器2の光6a、6b、6cの光路外に位置している。
Therefore, in the present embodiment, when the HUD is used, a shutter is placed on the
このように、防塵カバー5が設置されていない場合では、HUDの使用において、シャッター1bを上記した所定の位置に保持することで、折り返しミラー4で反射した外光が、フロントガラスでの反射を経て、運転者の目に入るのを防止することができる。
Thus, when the
また、本実施形態では、シャッター1bを用いて、折り返しミラー4で反射した外光が運転者の目に入るのを防止している。これにより、折り返しミラー4で反射した外光が運転者の目に入るのを防止するために、わざわざ別部品を設ける必要がない。この結果、本実施形態においても、別部品を設けた場合と比較して、ヘッドアップディスプレイを小型化することができる。
In this embodiment, the
なお、シャッター1bの動きに関して、本実施形態では、シャッター1bを、一度、コンバイナ3の起立の際に邪魔にならない位置まで開き、コンバイナ3が上昇した後、シャッター1bを戻すようにする場合を例として説明した。
Regarding the movement of the
しかし、シャッター1bを上記した所定の位置にあっても、コンバイナ3の起立を邪魔しない場合であれば、1回の動作で、シャッター1bを閉じた状態から、上記所定の位置まで開くようにすることもできる。
However, even if the
(他の実施形態)
(1)上記した各実施形態では、シャッター1aを有する場合を例として説明したが、折り返しミラー4で反射する外光が運転者の目に入るのを防止する観点では、シャッター1aを省略することもできる。
(Other embodiments)
(1) In each of the above-described embodiments, the case where the
この場合、防塵カバー5で反射する外光が運転者の目に入るのを防止する手段として、HUDの使用時におけるシャッター1aの位置に、専用の別部品を位置させることもできる。
In this case, as a means for preventing external light reflected by the
(2)上記した各実施形態では、各構成部をケース1の内部に保持する場合を例として説明したが、ケース1を用いる代わりに、板部としての上面1cに各構成部を保持させることもできる。
(2) In each of the above-described embodiments, the case where each component is held inside the
1…ケース、2…表示器、
3…コンバイナ、3a…表示部、3b…支持部、
4…折り返しミラー、5…防塵カバー、
6a、6b、6c…光軸、
11、61…ハウジング、
12、21、31、41、51、63…モータ、
13、22、32、42、52、64…減速ギヤ、
14、34、44、54…回転中心軸、
15…コンバイナ側ギヤ、
23、62…送りねじ、
24、65…案内ガイド、
25、66…案内用ピン、
33…シャッター1a側のギヤ、
43…シャッター1b側のギヤ、
53…防塵カバー5側のギヤ、
73、74…外光(第2、第3、第4の光)。
1 ... case, 2 ... display,
3 ... Combiner, 3a ... Display part, 3b ... Support part,
4 ... folding mirror, 5 ... dust cover,
6a, 6b, 6c ... optical axis,
11, 61 ... housing,
12, 21, 31, 41, 51, 63 ... motor,
13, 22, 32, 42, 52, 64 ... reduction gear,
14, 34, 44, 54 ... rotation center axis,
15 ... Combiner side gear,
23, 62 ... lead screw,
24, 65 ... Guide guide,
25, 66 ... guide pins,
33 ... the gear on the
43 ... the gear on the
53 ... Gear on the
73, 74: External light (second, third, fourth light).
Claims (6)
車両のフロントガラスよりも運転者側に配置され、前記第1の光(6)が入射されることで、虚像を表示するコンバイナ(3)と、
前記表示器(2)の上側に配置され、開口部を有する板部(1c)と、
前記開口部を開閉するシャッター(1a)と、
前記シャッター(1a、1b)が開いた状態では、前記コンバイナ(3)が、起立した状態で、前記開口部から前記板部(1c)よりも上側に突出するように、かつ、前記シャッター(1a)が閉じた状態では、前記コンバイナ(3)が、倒れた状態で前記板部(1c)よりも下側に収納されるように、前記コンバイナ(3)を回動させる回動手段(12、13、14、15、16、17)とを備えるヘッドアップディスプレイにおいて、
前記シャッター(1a)は遮光性のものであり、
前記コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、前記開口部から塵が入るのを防ぎ、かつ、前記第1の光(6、6b)が透過する透光部(5a)を有する防塵カバー(5)を備えており、
前記透光部(5a)は、前記コンバイナ(3)が起立した状態では、運転者の目の位置(7a)を通り、前記コンバイナ(3)および前記透光部(5a)で反射する第2の光(73)の光路(73a、73b、73c)のうち、前記コンバイナ(3)と前記透光部(3a)との間における光路(73b)に対して、前記透光部(5a)の面が斜めになっており、
前記シャッター(1a)は、前記第2の光(73)の光路(73a、73b、73c)上であって、かつ、前記表示器(2)から投射された前記第1の光(6)の光路(6a、6b、6c)外に位置するようになっていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 A display (2) for projecting the first light;
A combiner (3) for displaying a virtual image by being arranged closer to the driver than the windshield of the vehicle and receiving the first light (6);
A plate (1c) disposed above the indicator (2) and having an opening;
A shutter (1a) for opening and closing the opening;
In a state where the shutter (1a, 1b) is opened, the combiner (3) is in an upright state so as to protrude above the plate portion (1c) from the opening, and the shutter (1a In the closed state, the combiner (3) is rotated so that the combiner (3) is rotated so that the combiner (3) is housed below the plate portion (1c) in a collapsed state. 13, 14, 15, 16, 17)
The shutter (1a) is light-shielding,
When the combiner (3) is in an upright state, a dust cover (5a) that prevents dust from entering through the opening and transmits the first light (6, 6b) ( 5)
In the state where the combiner (3) stands up, the translucent part (5a) passes through the position (7a) of the driver's eyes and is reflected by the combiner (3) and the translucent part (5a). Among the light paths (73a), 73b, 73c of the light (73), the light path (73b) between the combiner (3) and the light transmission part (3a) The surface is slanted,
The shutter (1a) is on the optical path (73a, 73b, 73c) of the second light (73) and the first light (6) projected from the display (2). A head-up display that is located outside the optical path (6a, 6b, 6c).
車両のフロントガラスよりも運転者側に配置され、前記第1の光(6)が入射されることで、虚像を表示するコンバイナ(3)と、
前記表示器(2)の上側に配置され、開口部を有する板部(1c)と、
前記コンバイナ(3)が、起立した状態で、前記開口部から前記板部(1c)よりも上側に突出したり、前記コンバイナ(3)が、倒れた状態で、前記板部(1c)の下側に収納されるように、前記コンバイナ(3)を回動させる回動手段(12、13、14、15、16、17)とを備えるヘッドアップディスプレイにおいて、
前記コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、前記開口部から塵が入るのを防ぎ、かつ、前記第1の光(6、6b)が透過する透光部(5a)および光を透過しない不透光部(5b)を有する防塵カバー(5)と、
前記コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、前記第1の光(6)を反射させて、前記コンバイナ(3)に入射させる反射鏡(4)とを備えており、
前記コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、運転者の目の位置(7a)を通り、前記フロントガラスおよび前記反射鏡(4)で反射する第3の光(74)の光路(74a)上であって、前記表示器(2)から投射された前記第1の光(6)の光路(6a、6b、6c)外に、前記不透光部(5b)が位置するようになっていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 A display (2) for projecting the first light;
A combiner (3) for displaying a virtual image by being arranged closer to the driver than the windshield of the vehicle and receiving the first light (6);
A plate (1c) disposed above the indicator (2) and having an opening;
When the combiner (3) is standing upright, the combiner (3) protrudes upward from the plate (1c) from the opening, or when the combiner (3) is tilted, the lower side of the plate (1c) In a head-up display comprising rotating means (12, 13, 14, 15, 16, 17) for rotating the combiner (3) so as to be housed in
When the combiner (3) is in a standing state, dust is prevented from entering through the opening, and the first light (6, 6b) is transmitted and the light is not transmitted. A dust cover (5) having an opaque portion (5b);
A reflective mirror (4) that reflects the first light (6) and makes it incident on the combiner (3) when the combiner (3) is in an upright state;
When the combiner (3) is standing, the optical path (74a) of the third light (74) that passes through the driver's eye position (7a) and is reflected by the windshield and the reflecting mirror (4). The opaque portion (5b) is located outside the optical path (6a, 6b, 6c) of the first light (6) projected from the display (2). Head-up display, characterized by
車両のフロントガラスよりも運転者側に配置され、前記第1の光(6)が入射されることで、虚像を表示するコンバイナ(3)と、
前記表示器(2)の上側に配置され、開口部を有する板部(1c)と、
前記開口部を開閉するシャッター(1b)と、
前記シャッター(1b)が開いた状態では、前記コンバイナ(3)が、起立した状態で前記開口部から前記板部(1c)の上側に突出するように、かつ、前記シャッター(1b)が閉じた状態では、前記コンバイナ(3)が、倒れた状態で前記板部(1c)の下側に収納されるように、前記コンバイナ(3)を回動させる回動手段(12、13、14、15、16、17)とを備えるヘッドアップディスプレイにおいて、
前記シャッター(1b)は遮光性のものであり、
前記コンバイナ(3)が起立した状態の場合に、前記第1の光(6)を反射させて、前記コンバイナ(3)に入射させる反射鏡(4)を備えており、
前記コンバイナ(3)が起立した状態では、運転者の目の位置(7a)を通り、前記フロントガラスおよび前記反射鏡(4)で反射する第4の光(74)の光路(74a)上であって、前記表示器(2)から投射された前記第1の光(6)の光路(6a、6b、6c)外に、前記シャッター(1b)が位置するようになっていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 A display (2) for projecting the first light;
A combiner (3) for displaying a virtual image by being arranged closer to the driver than the windshield of the vehicle and receiving the first light (6);
A plate (1c) disposed above the indicator (2) and having an opening;
A shutter (1b) for opening and closing the opening;
In a state where the shutter (1b) is opened, the combiner (3) protrudes from the opening to the upper side of the plate portion (1c) in a standing state, and the shutter (1b) is closed. In the state, turning means (12, 13, 14, 15 for turning the combiner (3) so that the combiner (3) is housed under the plate part (1c) in a collapsed state. , 16, 17) comprising:
The shutter (1b) is light-shielding.
A reflector (4) for reflecting the first light (6) and making it incident on the combiner (3) when the combiner (3) is standing;
In the state where the combiner (3) stands, on the optical path (74a) of the fourth light (74) that passes through the position (7a) of the driver's eyes and is reflected by the windshield and the reflecting mirror (4). The shutter (1b) is positioned outside the optical path (6a, 6b, 6c) of the first light (6) projected from the display (2). Head up display.
The shutter (1b) opens from a closed state to a position where the combiner (3) can stand up, and after the combiner (3) stands up, on the optical path of the fourth light, 6. The head-up display according to claim 5, wherein the head-up display returns to a position outside the optical path of light.
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