JP2019011833A - Angle adjustment mechanism, reflection mirror unit, and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、角度調整機構、反射鏡ユニット、および、表示装置に関する。 The present invention relates to an angle adjusting mechanism, a reflecting mirror unit, and a display device.
例えば、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置が知られている。イグニッションスイッチがオフされたとき、反射鏡を太陽光が表示器に反射されない角度位置に角度移動させ、イグニッションスイッチがオンされたときは、反射鏡を第二の速度にて表示光を視認可能な原点位置に角度移動させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この技術では、偏心した形状のカム機構の外周に、回転軸までの長さの変化が異なる第一の移動部と第二の移動部とを有する。 For example, a head-up display device mounted on a vehicle is known. When the ignition switch is turned off, the reflecting mirror is moved to an angular position where sunlight is not reflected by the display. When the ignition switch is turned on, the reflecting light can be viewed at the second speed. A technique for angularly moving to the origin position is known (for example, see Patent Document 1). In this technique, a first moving portion and a second moving portion having different length changes up to the rotating shaft are provided on the outer periphery of the eccentric cam mechanism.
ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボードなどに組み付けられるため、小型化することが好ましい。このため、反射鏡の角度を調整する角度調整機構も小型化することが望まれる。 Since the head-up display device is assembled on a dashboard of a vehicle or the like, it is preferable to reduce the size. For this reason, it is desirable to reduce the angle adjustment mechanism for adjusting the angle of the reflecting mirror.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、角度を適切に調整する小型化された角度調整機構、反射鏡ユニット、および、表示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, and an object thereof is to provide a miniaturized angle adjusting mechanism, a reflecting mirror unit, and a display device that appropriately adjust the angle.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る角度調整機構は、駆動源の駆動力を伝達し、一方の端部が開口したカム溝を有する第一可動部と、前記第一可動部と向かい合って配置され、一方の端部が開口したガイド溝を有する第二可動部と、前記第一可動部と被調整体とを回転可能に支持する第一回転軸と、前記第二可動部を回転可能に支持する第二回転軸と、前記第二可動部に配置され、前記カム溝に係合して摺動可能な第一摺動部材と、前記第一可動部に配置され、前記ガイド溝に係合して摺動可能な第二摺動部材と、を備え、前記第一可動部は、前記第一回転軸を中心として、第一動作範囲と第二動作範囲とを含む範囲において回転し、前記第一摺動部材は、前記第一可動部が前記第一動作範囲において回転するとき、前記カム溝に係合して摺動し、前記第二摺動部材は、前記第一可動部が前記第二動作範囲において回転するとき、前記ガイド溝に係合して摺動し、前記第二可動部は、前記第一可動部が前記第一動作範囲において回転するとき、前記第一摺動部材が摺動することによって前記第二回転軸を中心にして回転し、前記第一可動部が前記第二動作範囲において回転するとき、前記第二摺動部材が摺動することによって前記第二回転軸を中心にして回転する、ことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an angle adjustment mechanism according to the present invention transmits a driving force of a driving source and has a first movable part having a cam groove having one end opened, A second movable part that is disposed to face the first movable part and has a guide groove that is open at one end; a first rotating shaft that rotatably supports the first movable part and the object to be adjusted; A second rotating shaft that rotatably supports the second movable portion; a first sliding member that is disposed in the second movable portion and is slidable by being engaged with the cam groove; and the first movable portion. And a second sliding member that is slidable by engaging with the guide groove, and the first movable portion has a first operation range and a second operation range centered on the first rotation axis. And the first sliding member is rotated when the first movable part rotates in the first operating range. The second sliding member engages and slides in the guide groove when the first movable portion rotates in the second operating range, and slides in engagement with the cam groove. When the first movable part rotates in the first operation range, the two movable parts rotate around the second rotation axis by sliding the first sliding member, and the first movable part When rotating in the second operating range, the second sliding member slides to rotate about the second rotation axis.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る反射鏡ユニットは、上記の角度調整機構と、被調整体である反射鏡と、前記第二可動部と前記反射鏡とを回転自在に連結する連結部材と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a reflecting mirror unit according to the present invention includes the angle adjusting mechanism, a reflecting mirror that is an object to be adjusted, the second movable portion, and the reflecting mirror. And a connecting member that is rotatably connected.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、上記の角度調整機構と、被調整体である反射鏡と、前記第二可動部と前記反射鏡とを回転自在に連結する連結部材と、前記反射鏡と向かい合って配置され、前記反射鏡に対して映像表示光を投影する投影部と、前記角度調整機構と前記反射鏡と前記連結部材と前記投影部とを内部の空間に収容した筐体と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a display device according to the present invention rotates the angle adjusting mechanism, the reflecting mirror that is an object to be adjusted, the second movable portion, and the reflecting mirror. A connecting member that is freely connected, a projecting unit that is disposed to face the reflecting mirror and that projects image display light onto the reflecting mirror, the angle adjusting mechanism, the reflecting mirror, the connecting member, and the projecting unit, And a housing in which is housed in an internal space.
本発明によれば、小型化され、角度を適切に調整することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the size is reduced and the angle can be adjusted appropriately.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る角度調整機構10を備えたヘッドアップディスプレイ装置(表示装置。以下、「HUD(Head Up Display)装置」という。)1の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。
Hereinafter, an embodiment of a head-up display device (display device; hereinafter referred to as “HUD (Head Up Display) device”) 1 having an
以下の説明においては、HUD装置1を車両の運転席の前方に搭載した状態で各方向を定義する。前後方向とは、車両直進時の進行方向と平行な方向であり、運転席側に向かう方向を前後方向の「前」、前方ウィンドシールド側に向かう方向を前後方向「後」とする。左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。運転席側から見て、左手側が「左」、右手側が「右」である。上下方向とは、前後方向および左右方向に対して直交する方向である。したがって、前後方向、左右方向および鉛直方向は、3次元で直交する。 In the following description, each direction is defined with the HUD device 1 mounted in front of the driver's seat of the vehicle. The front-rear direction is a direction parallel to the traveling direction when the vehicle goes straight, and the direction toward the driver's seat is referred to as “front” in the front-rear direction, and the direction toward the front windshield is referred to as “rear”. The left-right direction is a direction that is horizontally orthogonal to the front-rear direction. When viewed from the driver's seat side, the left hand side is “left” and the right hand side is “right”. The vertical direction is a direction orthogonal to the front-rear direction and the left-right direction. Therefore, the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction are orthogonal in three dimensions.
図1、図2を参照して、HUD装置1について説明する。図1は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、虚像視点調整動作を説明する図である。図2は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、太陽光回避動作を説明する図である。HUD装置1は、例えば、経路案内情報または車速情報を含む運転支援情報を、車両の前方に虚像として投影して運転者に認識させるものである。HUD装置1は、車両に配置された筐体200と、筐体200内に配置された投影部210と反射鏡(被調整体)220と角度調整機構10とを有する。なお、反射鏡ユニットとは、反射鏡220と角度調整機構10とを組み付けた構成である。
The HUD device 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which the head-up display device according to the embodiment is attached to a vehicle, and is a diagram illustrating a virtual image viewpoint adjustment operation. Drawing 2 is a figure showing the state where the head up display device concerning an embodiment was attached to vehicles, and is a figure explaining sunlight avoiding operation. For example, the HUD device 1 projects driving support information including route guidance information or vehicle speed information as a virtual image in front of the vehicle and allows the driver to recognize it. The HUD device 1 includes a
筐体200は、車両のダッシュボートの下側に配置されている。筐体200は、箱形状に形成されている。筐体200は、内部の空間に投影部210と反射鏡220と角度調整機構10とが組み付けられている。
The
投影部210は、ウィンドシールドSに対して映像表示光を投射する。投影部210は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)または有機EL(Organic Electro‐Luminescence)ディスプレイなどを含むディスプレイである。投影部210は、図示しない表示制御部からの映像信号に基づいて表示面に映像を表示する。投影部210の表示面に表示された映像の映像表示光は、反射鏡220に投影される。
The
反射鏡220は、投影部210から投射された映像表示光を反射させて、ウィンドシールドSに投影する。反射鏡220が反射した映像表示光は、ウィンドシールドSにおいて反射されて、視認者に虚像として認識される。反射鏡220は、例えば、凹面鏡である。反射鏡220は、投影部210の表示面およびウィンドシールドSと向かい合っている。反射鏡220は、駆動ピン(連結部材)221を介して角度調整機構10によって角度が調整される。
The reflecting
駆動ピン221は、反射鏡220と角度調整機構10とを連結する。駆動ピン221は、反射鏡220の右側面220a(図9参照)の下部に配置されている。駆動ピン221は、角度調整機構10の駆動レバ40(図3参照)の第二スリット44(図3参照)に挿入されている。駆動ピン221は、角度調整機構10の駆動レバ40の動作による動力を反射鏡220に伝達する。
The
このように構成された反射鏡220は、回転中心222を中心として回転することで、虚像視点調整動作と太陽光回避動作とを行う。
The
図1を参照して、虚像視点調整動作について説明する。虚像視点調整動作は、運転者が虚像位置を調整したいときに実行される。虚像視点調整動作とは、HUD装置1の使用時において、視認者の視点位置に合わせて虚像が結像する虚像位置を調整するために、反射鏡220の傾きを調整する動作である。より詳しくは、虚像視点調整動作とは、視点位置E0を中心として視点位置E1から視点位置E2までの間で、視認者が虚像を視認しやすいように反射鏡220の傾きを調整する動作である。例えば、視点位置E0のとき、虚像が虚像位置P0において結像されるように、反射鏡220を実線で示す傾きに調整する。視点位置E0のときの反射鏡200の姿勢を反射鏡200の中央位置という。例えば、視点位置E1のとき、虚像が虚像位置P1において結像されるように、反射鏡220を大きい破線で示す傾きに調整する。視点位置E1のときの反射鏡200の姿勢を反射鏡200の下限位置という。例えば、視点位置E2のとき、虚像が虚像位置P2において結像されるように、反射鏡220を細かい破線で示す傾きに調整する。視点位置E2のときの反射鏡200の姿勢を反射鏡200の上限位置という。虚像視点調整動作における反射鏡220の回転中心222を中心とした可動範囲(虚像視点調整範囲)は数°程度である。
The virtual image viewpoint adjustment operation will be described with reference to FIG. The virtual image viewpoint adjustment operation is executed when the driver wants to adjust the virtual image position. The virtual image viewpoint adjustment operation is an operation of adjusting the tilt of the reflecting
図2を参照して、太陽光回避動作について説明する。太陽光回避動作は、HUD装置1の終了時に毎回実行される。本実施形態では、反射鏡220の太陽光回避動位置を原点位置とする。太陽光回避動作とは、例えば、駐車時のようにHUD装置1の不使用時において、反射鏡220において反射した太陽光が投影部210に集光することを規制するために、反射鏡220の傾きを調整する動作である。反射鏡220は、太陽光回避動作を行うことで、HUD装置1の使用時、言い換えると、虚像視点調整動作時より上部が持ち上がり起立した姿勢となる。太陽光回避動作における反射鏡220の回転中心222を中心とした可動範囲(太陽光回避動作範囲)は10数°程度である。反射鏡220の太陽光回避動作範囲の動作角度は、虚像視点調整範囲の動作角度の数倍程度である。
With reference to FIG. 2, sunlight avoidance operation | movement is demonstrated. The sunlight avoidance operation is executed every time the HUD device 1 is terminated. In the present embodiment, the sunlight avoidance moving position of the reflecting
図3ないし図8を参照して、角度調整機構10について説明する。図3は、実施形態に係る角度調整機構を示す分解斜視図である。図4は、実施形態に係る角度調整機構を示す正面図である。図5は、実施形態に係る角度調整機構を示す斜視図である。図6は、実施形態に係る角度調整機構のカム歯車の正面図である。図7は、実施形態に係る角度調整機構のカム歯車の背面図である。図8は、角度調整機構のケーシングを示す正面図である。角度調整機構10は、反射鏡220の傾きを調整する。より詳しくは、角度調整機構10は、反射鏡220の虚像視点調整動作を行って、HUD装置1の使用時、視認者の視点位置に合わせて虚像の虚像位置を調整する。また、角度調整機構10は、反射鏡220の太陽光回避動作を行って、HUD装置1の不使用時、反射鏡220において反射した太陽光が投影部210に投影されることを規制する。角度調整機構10は、カム歯車(第一可動部)20と、カム歯車回転軸30と、駆動レバ(第二可動部)40と、駆動レバ回転軸(第二回転軸)50と、第一ローラ(第一摺動部材)60と、第二ローラ(第二摺動部材)70と、モータユニット(駆動源)80と、図示しない制御部と、これらを収容するケーシング100とを有する。
The
カム歯車20は、モータユニット80の動力を駆動レバ40に出力する。カム歯車20は、カム歯車回転軸30によって回転可能に支持されている。カム歯車20は、駆動レバ40と向かい合う表面20aと、表面20aと反対側の面でありモータユニット80と向かい合う裏面20bとを有する。カム歯車20は、反射鏡220の虚像視点調整動作範囲に対応する第一動作範囲に対応する動作角度Bおよび反射鏡220の虚像視点調整動作範囲に対応する第二動作範囲に対応する動作角度Cの範囲内で回転する。カム歯車20は、歯車21と、挿通孔22と、虚像調整用の第一カム溝(カム溝)23と、センサ用の第二カム溝(センサ用カム溝)24と、ストッパ25とを有する。
The
歯車21は、板状材で円形に形成されている。歯車21は、外周の一部に歯が形成されている。より詳しくは、歯車21は、カム歯車20の第一動作範囲および第二動作範囲に対応する外周に刃が形成されている。歯車21は、モータユニット80の歯車81と噛み合っている。
The
挿通孔22は、歯車21の中央部に形成されている。挿通孔22は、歯車21を板厚方向に貫通している。挿通孔22は、カム歯車回転軸30が挿通されている。
The
第一カム溝23は、第一ローラ60が係合可能なカム溝である。第一カム溝23は、表面20aに形成されている。第一カム溝23は、一方の端部23aから他方の端部23bに向かうにつれて歯車21の中央部に近接する曲線形状である。第一カム溝23は、一方の端部23aが開口している。一方の端部23aは、他方の端部23bに向かうにつれて幅が狭くなるテーパ状に形成されている。一方の端部23aがテーパ状に形成されていることにより、第一ローラ60が第一カム溝23にガイドされやすくなっている。
The
第一カム溝23は、反射鏡220の虚像視点調整動作時、第一ローラ60が係合する。第一カム溝23は、カム歯車20の第一動作範囲に対応して形成されている。
The
第二カム溝24は、リニアポジションセンサ(位置検出センサ)110が係合するカム溝である。第二カム溝24は、裏面20bに形成されている。第二カム溝24は、一方の端部24aから他方の端部24bに向かうにつれて歯車21の中央部に近接する曲線形状である。このような第二カム溝24とリニアポジションセンサ110とによってカム歯車20の回転角を検出可能である。
The
ストッパ25は、原点スイッチ120と当接する。ストッパ25は、裏面20bに配置されている。ストッパ25は、原点側のストッパ121と当接することで原点位置を検出する。ストッパ25は、動作端側のストッパ122と当接すると動作側端位置を検出する。このようなストッパ25により、カム歯車20が、第一動作範囲および第二動作範囲を動作範囲として回転する。
The
カム歯車回転軸30は、カム歯車20と反射鏡220とを回転可能に支持する。カム歯車回転軸30は、筐体200によって回転可能に支持されている。カム歯車回転軸30は、歯車21の回転に連動して回転する。
The cam
駆動レバ40は、伝達されたモータユニット80の動力によって動作することで反射鏡220を駆動する。駆動レバ40は、駆動レバ回転軸50によって回転可能に支持されている。駆動レバ40は、カム歯車20と向かい合って配置されている。駆動レバ40は、本体部41と、挿通孔42と、太陽光回避動作用の第一スリット(ガイド溝)43と、反射鏡駆動用の第二スリット44とを有する。
The
本体部41は、カム歯車20と向かい合って配置されている。本体部41は、第一平面部411と、第二平面部412と、アーム部413とが一体として形成されている。第一平面部411は、カム歯車20と対面している。第二平面部412は、第一平面部411に対してカム歯車20の径方向の外側に突出している。アーム部413は、カム歯車20と対面し、第一平面部411に対して突出している。アーム部413には、第一ローラ60が配置されている。
The
挿通孔42は、第一平面部411に形成されている。挿通孔42は、第一平面部411を板厚方向に貫通している。挿通孔42は、駆動レバ回転軸50が挿通されている。
The
第一スリット43は、第二ローラ70が係合可能なスリットである。第一スリット43は、駆動レバ回転軸50を回転中心とする第一平面部411の径方向に沿って直線状に形成されている。第一スリット43は、一方の端部43aから他方の端部43bに向かうにつれて駆動レバ回転軸50に近接する直線形状である。第一スリット43は、一方の端部43aが開口している。一方の端部43aは、他方の端部43bに向かうにつれて幅が狭くなるテーパ状に形成されている。一方の端部43aがテーパ状に形成されていることにより、第二ローラ70が第一スリット43にガイドされやすくなっている。
The
第一スリット43は、反射鏡220の太陽光回避動作時、第二ローラ70が係合する。第一スリット43は、カム歯車20の第二動作範囲に対応して形成されている。
The
第二スリット44は、反射鏡220の駆動ピン221が係合している。第二スリット44は、第二平面部412に直線状に形成されている。第二スリット44は、駆動レバ回転軸50を回転中心とする第二平面部412の径方向に沿って延びている。第二スリット44は、第一スリット43の延在する方向と異なる方向に沿って形成されている。言い換えると、第二スリット44が延在する方向と第一スリット43が延在する方向とは、同一直線上に存在しない。
The
本実施形態では、第一スリット43の中心線と駆動レバ回転軸50の中心とを結ぶ線分と、アーム部413に配置された第一ローラ60の中心と駆動レバ回転軸50の中心とを結ぶ線分と、第二スリット44の中心線と駆動レバ回転軸50の中心とを結ぶ線分とが、Y字形状となるように配置されている。
In the present embodiment, a line segment connecting the center line of the
駆動レバ回転軸50は、駆動レバ40を回転可能に支持する。駆動レバ回転軸50は、筐体200によって回転可能に支持されている。
The drive
第一ローラ60は、駆動レバ40のアーム部413に配置されている。第一ローラ60は、カム歯車20の第一カム溝23に係合して摺動可能である。第一ローラ60は、反射鏡220の虚像視点調整動作時、モータユニット80の動力を駆動レバ40に出力する。第一ローラ60は、反射鏡220の虚像視点調整動作時、第一カム溝23に係合しているので、カム歯車20の回転に追従して第一カム溝23の一方の端部23aと他方の端部23bとの間を移動する。第一ローラ60は、反射鏡220の太陽光回避動作時、第一カム溝23から外れている。
The
第二ローラ70は、カム歯車20の表面20aに配置されている。第二ローラ70は、駆動レバ40の第一スリット43に係合して摺動可能である。第二ローラ70は、反射鏡220の太陽光回避動作時、モータユニット80の動力を駆動レバ40に出力する。第二ローラ70は、反射鏡220の太陽光回避動作時、第一スリット43に係合しているので、カム歯車20の回転に追従して第一スリット43の一方の端部43aと他方の端部43bとの間を移動する。第二ローラ70は、反射鏡220の虚像視点調整動作時、第一スリット43から外れている。
The
モータユニット80は、角度調整機構10の駆動源である。モータユニット80は、カム歯車20を介して駆動レバ40に動力を出力する。モータユニット80は、例えば、ステッピングモータである。モータユニット80は、歯車81を有する。歯車81は、カム歯車20の歯車21と噛み合っている。モータユニット80が駆動して歯車81が回転すると、カム歯車20が回転する。
The
このような構成により、カム歯車20が第一動作範囲において回転するとき、第一ローラ60がカム歯車20の第一カム溝23に係合して摺動することによって駆動レバ回転軸50を中心にして回転する。また、カム歯車20が第二動作範囲において回転するとき、第二ローラ70が駆動レバ40の第一スリット43に係合して摺動することによって駆動レバ回転軸50を中心にして回転する。
With such a configuration, when the
ケーシング100は、角度調整機構10の各部材を収容している。
The
リニアポジションセンサ110は、カム歯車20の回転角を検出可能である。リニアポジションセンサ110は、カム歯車20の第二カム溝24に係合する。リニアポジションセンサ110は、検出結果を制御部に出力する。
The
原点スイッチ120は、カム歯車20のストッパ25に当接する。原点スイッチ120は、カム歯車20の動作範囲の原点側のストッパ121と動作端側のストッパ122と有する。原点スイッチ120は、検出結果を制御部に出力する。
The
制御部は、HUD装置1の各機構を制御する。制御部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などで構成された演算処理装置である。制御部は、図示しない記憶部に記憶されているプログラムをメモリにロードして、プログラムに含まれる命令を実行する。制御部には図示しない内部メモリが含まれ、内部メモリは制御部におけるデータの一時記憶などに用いられる。 The control unit controls each mechanism of the HUD device 1. The control unit is, for example, an arithmetic processing device configured with a CPU (Central Processing Unit) or the like. The control unit loads a program stored in a storage unit (not shown) into the memory and executes instructions included in the program. The control unit includes an internal memory (not shown), and the internal memory is used for temporary storage of data in the control unit.
制御部は、カム歯車20が動作角度Bおよび動作角度Cの範囲内で動作するように制御する。より詳しくは、制御部は、虚像視点調整動作時は、カム歯車20が動作角度Bの範囲内で動作するように制御する。制御部は、太陽光回避動作時は、カム歯車20が動作角度Cの範囲内で動作するように制御する。
The control unit controls the
次に、このように構成されたHUD装置1の動作と作用について説明する。 Next, the operation and action of the HUD device 1 configured as described above will be described.
まず、図9ないし図14を参照して、虚像視点調整動作について説明する。図9は、実施形態に係る反射鏡を示す図であり、虚像視点調整動作の下限位置における反射鏡の姿勢を示す図である。図10は、実施形態に係る角度調整機構を示す図であり、虚像視点調整動作の下限位置における角度調整機構の姿勢を示す図である。図11は、実施形態に係る反射鏡を示す図であり、虚像視点調整動作の中央位置における反射鏡の姿勢を示す図である。図12は、実施形態に係る角度調整機構を示す図であり、虚像視点調整動作の中央位置における角度調整機構の姿勢を示す図である。図13は、実施形態に係る反射鏡を示す図であり、虚像視点調整動作の上限位置における反射鏡の姿勢を示す図である。図14は、実施形態に係る角度調整機構を示す図であり、虚像視点調整動作の上限位置における角度調整機構の姿勢を示す図である。反射鏡220は、虚像視点調整動作によって、下限位置と上限位置との間で角度を細かい分解能で調整可能である。
First, the virtual image viewpoint adjustment operation will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram illustrating the reflecting mirror according to the embodiment, and is a diagram illustrating the posture of the reflecting mirror at the lower limit position of the virtual image viewpoint adjustment operation. FIG. 10 is a diagram illustrating the angle adjustment mechanism according to the embodiment, and is a diagram illustrating the attitude of the angle adjustment mechanism at the lower limit position of the virtual image viewpoint adjustment operation. FIG. 11 is a diagram illustrating the reflecting mirror according to the embodiment, and is a diagram illustrating the posture of the reflecting mirror at the center position of the virtual image viewpoint adjustment operation. FIG. 12 is a diagram illustrating the angle adjustment mechanism according to the embodiment, and is a diagram illustrating the posture of the angle adjustment mechanism at the center position of the virtual image viewpoint adjustment operation. FIG. 13 is a diagram illustrating the reflecting mirror according to the embodiment, and is a diagram illustrating the posture of the reflecting mirror at the upper limit position of the virtual image viewpoint adjustment operation. FIG. 14 is a diagram illustrating the angle adjustment mechanism according to the embodiment, and is a diagram illustrating the attitude of the angle adjustment mechanism at the upper limit position of the virtual image viewpoint adjustment operation. The reflecting
図9、図10を参照して、虚像視点調整動作時に、視点位置E1に対応して、反射鏡220が下限位置に位置付けられた状態について説明する。第一ローラ60は、カム歯車20の第一カム溝23に係合している。第一ローラ60は、第一カム溝23の位置A1に位置している。第二ローラ70は、駆動レバ40の第一スリット43から外れている。このとき、反射鏡220は、上部が後方に傾倒している。
With reference to FIG. 9 and FIG. 10, the state where the reflecting
図11、図12を参照して、虚像視点調整動作時に、視点位置E0に対応して、反射鏡220が中央位置に位置付けられた状態について説明する。第一ローラ60は、カム歯車20の第一カム溝23に係合している。第一ローラ60は、第一カム溝23の位置A0に位置している。位置A0は、位置A1より歯車21の中央部からの距離が大きい。このため、図9、図10に示す状態に比べて第一ローラ60が配置されたアーム部413がカム歯車回転軸30から遠ざかるように、駆動レバ40が駆動レバ回転軸50を中心にして反時計回りに回転する。なお、第二ローラ70は、駆動レバ40の第一スリット43から外れている。このような駆動レバ40の動作に連動して、反射鏡220は、駆動ピン221を介して下部が後方に押し込まれる。これにより、反射鏡220は、回転中心222を中心にして、図9に示す状態に比べて上部が起き上がる。
With reference to FIG. 11 and FIG. 12, the state where the reflecting
反射鏡220が中央位置に位置付けられているとき、駆動ピン221位置と回転中心222を結んだ直線L上に、駆動レバ回転軸50を配置することが好ましい。これにより、反射鏡220の姿勢を中央位置と上限位置との間で変化させる場合と、中央位置と下限位置との間で変化させる場合とのいずれの場合も、反射鏡220の動作角度移動量が同じになる。これに対して、直線L上から、駆動レバ回転軸50の位置をずらして配置した場合、反射鏡220の姿勢を中央位置と上限位置との間で変化させる場合と、中央位置と下限位置との間で変化させる場合とで、反射鏡220の動作角度移動量に微小な差が発生する。
When the reflecting
図13、図14を参照して、虚像視点調整動作時に、視点位置E2に対応して、反射鏡220が上限位置に位置付けられた状態について説明する。第一ローラ60は、カム歯車20の第一カム溝23に係合している。第一ローラ60は、第一カム溝23の位置A2に位置している。位置A2は、位置A0より歯車21の中央部からの距離が大きい。このため、図11、図12に示す状態に比べて第一ローラ60が配置されたアーム部413がカム歯車回転軸30から遠ざかるように、駆動レバ40が駆動レバ回転軸50を中心にして反時計回りに回転する。なお、第二ローラ70は、駆動レバ40の第一スリット43の一方の端部43aに位置している。このような駆動レバ40の動作に連動して、反射鏡220は、駆動ピン221を介して下部が後方に押し込まれる。これにより、反射鏡220は、回転中心222を中心にして、図11に示す状態に比べて上部が起き上がる。
With reference to FIGS. 13 and 14, a state in which the reflecting
カム歯車20の第一動作範囲の動作角度Bは、第一ローラ60が第一カム溝23の位置A1と位置A2との間を動作するときに、カム歯車20が動作する範囲に対応する角度である。本実施形態では、動作角度Bは、180°よりわずかに小さい値に設定されている。このように、虚像視点調整動作においては、カム歯車20が第一動作範囲で大きく動作することで、駆動レバ40が小さく動作する。これにより、虚像視点調整動作においては、反射鏡220は角度がゆっくりと細かい分解能で変化する。
The operating angle B of the first operating range of the
つづいて、図15、図16を参照して、太陽光回避動作について説明する。図15は、実施形態に係る反射鏡を示す図であり、太陽光回避動作における反射鏡の姿勢を示す図である。図16は、実施形態に係る角度調整機構を示す図であり、太陽光回避動作における角度調整機構の姿勢を示す図である。ここでは、太陽光回避動作時に、反射鏡220が太陽光回避位置に位置付けられた状態について説明する。第一ローラ60は、カム歯車20の第一カム溝23から外れている。第二ローラ70は、駆動レバ40の第一スリット43に係合している。このため、カム歯車20が回転して第一スリット43に係合した第二ローラ70が摺動すると、図13、図14に示す状態に比べて駆動レバ40が駆動レバ回転軸50を中心にして反時計回りに回転する。このような駆動レバ40の動作に連動して、反射鏡220は、駆動ピン221を介して下部が後方に押し込まれる。これにより、反射鏡220は、回転中心222を中心にして、図13に示す状態に比べて上部が起き上がる。
Next, the sun avoidance operation will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is a diagram illustrating the reflecting mirror according to the embodiment and is a diagram illustrating the posture of the reflecting mirror in the sunlight avoiding operation. FIG. 16 is a diagram illustrating the angle adjustment mechanism according to the embodiment, and is a diagram illustrating the attitude of the angle adjustment mechanism in the sunlight avoiding operation. Here, the state where the reflecting
図17を参照して、カム歯車20の第二動作範囲の動作角度Cについて説明する。図17は、実施形態に係るカム歯車の動作角度を説明する図である。第二動作範囲の動作角度Cは、第一ローラ60がカム歯車20の第一カム溝23から外れ、第二ローラ70が第一スリット43の一方の端部43aと他方の端部43bとの間を動作するときに、カム歯車20が動作する範囲に対応する角度である。動作角度Cは、動作角度Bの1/4程度の大きさである。カム歯車20が第二動作範囲において回転するときの駆動レバ40の動作量は、カム歯車20が第一動作範囲において回転するときの駆動レバ40の動作量に比べて大きい。このように、太陽光回避動作においては、カム歯車20が第二動作範囲で小さく動作することで、駆動レバ40が大きく動作する。これにより、太陽光回避動作においては、反射鏡220は角度が速く大きく変化する。
With reference to FIG. 17, the operation angle C of the second operation range of the
このようなHUD装置1は、起動時には、虚像視点調整動作によって調整された反射鏡220の使用時位置に反射鏡220の姿勢を復帰する制御信号をモータユニット80に出力する。これにより、HUD装置1は、反射鏡220の原点位置から虚像視点調整動作時の下限位置までは、角度が速く大きく変化し、反射鏡220の虚像視点調整動作時の下限位置から使用時位置までは、角度がゆっくりと細かい分解能で変化する。
When the HUD device 1 is activated, the HUD device 1 outputs, to the
また、HUD装置1は、終了時には、原点位置である反射鏡220の太陽光回避位置に反射鏡220の姿勢を復帰する制御信号をモータユニット80に出力する。これにより、HUD装置1は、反射鏡220の使用時位置から虚像視点調整動作時の下限位置までは、角度がゆっくりと細かい分解能で変化し、反射鏡220の虚像視点調整動作時の下限位置から原点位置までは、角度が速く大きく変化する。
At the end, the HUD device 1 outputs a control signal for returning the posture of the reflecting
このようにして、虚像視点調整動作においては、カム歯車20が第一動作範囲で大きく動作するときに、第一カム溝23と第一ローラ60とによって駆動レバ40を小さく動作させる。これにより、反射鏡220は角度がゆっくりと細かい分解能で変化する。また、太陽光回避動作においては、カム歯車20が第二動作範囲で小さく動作するときに、第一スリット43と第二ローラ70とによって駆動レバ40を大きく動作させる。これにより、反射鏡220は角度が速く大きく変化する。
In this way, in the virtual image viewpoint adjustment operation, when the
上述したように、虚像視点調整動作においては、カム歯車20が第一動作範囲で大きく動作するときに、第一カム溝23と第一ローラ60とによって駆動レバ40を小さく動作させる。本実施形態は、駆動レバ40を小さく動作させることで、反射鏡220の角度を下限位置と上限位置との間で細かい分解能で調整することができる。本実施形態は、虚像視点調整動作を細かい分解能で行うことができる。また、太陽光回避動作においては、カム歯車20が第二動作範囲で小さく動作するときに、第一スリット43と第二ローラ70とによって駆動レバ40を大きく動作させる。本実施形態は、駆動レバ40を大きく動作させることで、反射鏡220を速く大きく動かすことができる。このような本実施形態は、虚像視点調整動作および太陽光回避動作を一つのカム歯車に形成された連続したカム溝で行なう従来の機構に比べて、カム歯車を小型化することができる。
As described above, in the virtual image viewpoint adjustment operation, when the
本実施形態は、角度調整機構10を小型化することができるので、取付けスペースの制約が少なくなり、様々な車両に搭載することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、カム歯車20の動作角度Cは、動作角度Bに比べて小さい。これにより、虚像視点調整動作および太陽光回避動作を、モータユニット80の回転速度を変えることなく、短時間で実行することができる。これにより、本実施形態によれば、HUD装置1の起動に要する時間を短縮することができる。
According to the present embodiment, the operating angle C of the
本実施形態によれば、モータユニット80の回転速度をカム歯車20の第一動作範囲と第二動作範囲とで変えなくてよいため、モータユニット80に対する制御を簡略化することができる。
According to this embodiment, since it is not necessary to change the rotational speed of the
本実施形態は、第一カム溝23は第一ローラ60が係合可能な溝構造であり、第一スリット43は第二ローラ70が係合可能なスリット構造である。これにより、本実施形態によれば、車両の振動などによって、第一ローラ60または第二ローラ70がカムから脱落するなどの不具合の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態は、カム歯車20の重心位置の偏芯を少なくすることができる。これにより、本実施形態は、車両の振動などによって外力が作用したとしても、ガタつきを抑制して、安定して動作させることができる。
In the present embodiment, the eccentricity of the center of gravity position of the
本実施形態は、太陽光回避位置を駆動機構の原点とする。これにより、本実施形態によれば、HUD装置1の終了動作時に原点復帰動作を行うようにすると、反射鏡220を自動的に太陽光回避位置にすることができる。
In the present embodiment, the sunlight avoidance position is the origin of the drive mechanism. Thereby, according to this embodiment, if the origin return operation is performed during the end operation of the HUD device 1, the reflecting
本実施形態は、角度調整機構10をユニット化することができる。これにより、本実施形態は、駆動レバ40の形状を変えることによって、様々な配置レイアウトをとることができる。このように、本実施形態は、様々なHUD装置1に共通部品として使用することができる。
In the present embodiment, the
これに対して、従来のように、一つのカム歯車に形成された連続したカム溝によって、虚像視点調整動作および太陽光回避動作を行うおうとすると、カム歯車の動作範囲が広くなり動作時間を要する。動作時間を短縮するためには、虚像調整動作における調整角度の分解能を下げて、全動作範囲の動作ステップ数を減らす必要がある。または、動作時間を短縮するためには、虚像視点調整動作および太陽光回避動作において、モータユニットを異なる回転速度で動作させて、虚像視点調整時以外はモータユニットの回転速度を速くする必要がある。これにより、モータユニット80に対する制御が複雑化する。
On the other hand, when the virtual image viewpoint adjustment operation and the sunlight avoidance operation are to be performed by the continuous cam groove formed in one cam gear as in the prior art, the operation range of the cam gear becomes wide and requires operation time. . In order to shorten the operation time, it is necessary to reduce the resolution of the adjustment angle in the virtual image adjustment operation and reduce the number of operation steps in the entire operation range. Alternatively, in order to shorten the operation time, it is necessary to operate the motor unit at different rotation speeds in the virtual image viewpoint adjustment operation and the sunlight avoidance operation, and increase the rotation speed of the motor unit except during the virtual image viewpoint adjustment. . Thereby, control with respect to the
または、従来のように、一つのカム歯車に形成された連続したカム溝によって、反射鏡の角度変位を行うと、変位量を確保するために、カム歯車およびカム溝が歪んだ形状となり、カム歯車の外形が大きくなる。これにより、角度調整機構が大型化するので、HUD装置が大型化する。さらに、カム歯車の形状が歪んでいると、重心位置が回転中心から大きく離れてしまい、車両の振動などによって外力が作用してガタつきを生じるなど悪影響を受けやすくなる。さらにまた、カム歯車の外形を小さくするために外周カムにすると、外力でカムから外れてしまうおそれがある。 Or, when the angle of the reflecting mirror is displaced by a continuous cam groove formed in one cam gear as in the prior art, the cam gear and the cam groove are distorted in order to ensure the amount of displacement. The outer shape of the gear is increased. Thereby, since an angle adjustment mechanism enlarges, a HUD apparatus enlarges. Furthermore, if the cam gear shape is distorted, the position of the center of gravity is greatly separated from the center of rotation, and an external force acts on the vehicle due to vibrations or the like, which tends to cause adverse effects. Furthermore, if the outer peripheral cam is used to reduce the outer shape of the cam gear, there is a risk that the cam will be disconnected from the cam by an external force.
さて、これまで本発明に係るHUD装置1について説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。 Although the HUD device 1 according to the present invention has been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the above-described embodiments.
上記の説明では、角度調整機構10は、虚像視点調整動作および太陽光回避動作を実行する反射鏡220に適用するものとして説明したが、適用対象はこれに限定されない。角度調整機構10は、高精度な分解能を有する第一動作と、大きな動作角度で動作する第二動作とを行う被調整体に対して適用することができる。
In the above description, the
カム歯車20を板状材で形成することにより、第一カム溝23をよけて反対面にリニアポジションセンサ用の第二カム溝24を設けることができる。これにより、カム歯車20の回転角を検出することができる。モータユニット80は、ステッピングモータに限定されず、DCモーターによる制御も可能となる。
By forming the
第一摺動部材と第二摺動部材とは、いずれもローラであるものとして説明したが、これに限定されない。第一摺動部材は、駆動レバ40のアーム部413に一体に形成された突起部であってもよい。第二摺動部材は、カム歯車20の表面20aに一体に形成された突起部であってもよい。
Although both the first sliding member and the second sliding member have been described as being rollers, the present invention is not limited to this. The first sliding member may be a protrusion formed integrally with the
1 HUD装置
10 角度調整機構
20 カム歯車(第一可動部)
23 第一カム溝(カム溝)
23a 一方の端部
23b 他方の端部
24 第二カム溝(センサ用カム溝)
30 カム歯車回転軸(第一回転軸)
40 駆動レバ(第二可動部)
43 第一スリット(ガイド溝)
43a 一方の端部
43b 他方の端部
44 第二スリット
50 駆動レバ回転軸(第二回転軸)
60 第一ローラ(第一摺動部材)
70 第二ローラ(第二摺動部材)
80 モータユニット(駆動源)
100 ケーシング
110 リニアポジションセンサ(位置検出センサ)
120 原点スイッチ
200 筐体
210 投影部
220 反射鏡(被調整体)
221 駆動ピン(連結部材)
B 第一動作範囲に対応する動作角度
C 第二動作範囲に対応する動作角度
1
23 First cam groove (cam groove)
23a One
30 Cam gear rotation shaft (first rotation shaft)
40 Drive lever (second movable part)
43 First slit (guide groove)
43a One
60 First roller (first sliding member)
70 Second roller (second sliding member)
80 Motor unit (drive source)
100
120
221 Drive pin (connecting member)
B Operating angle corresponding to the first operating range C Operating angle corresponding to the second operating range
Claims (7)
前記第一可動部と向かい合って配置され、一方の端部が開口したガイド溝を有する第二可動部と、
前記第一可動部と被調整体とを回転可能に支持する第一回転軸と、
前記第二可動部を回転可能に支持する第二回転軸と、
前記第二可動部に配置され、前記カム溝に係合して摺動可能な第一摺動部材と、
前記第一可動部に配置され、前記ガイド溝に係合して摺動可能な第二摺動部材と、
を備え、
前記第一可動部は、前記第一回転軸を中心として、第一動作範囲と第二動作範囲とを含む範囲において回転し、
前記第一摺動部材は、前記第一可動部が前記第一動作範囲において回転するとき、前記カム溝に係合して摺動し、
前記第二摺動部材は、前記第一可動部が前記第二動作範囲において回転するとき、前記ガイド溝に係合して摺動し、
前記第二可動部は、前記第一可動部が前記第一動作範囲において回転するとき、前記第一摺動部材が摺動することによって前記第二回転軸を中心にして回転し、前記第一可動部が前記第二動作範囲において回転するとき、前記第二摺動部材が摺動することによって前記第二回転軸を中心にして回転する、
ことを特徴とする角度調整機構。 A first movable part that transmits a driving force of a driving source and has a cam groove that is open at one end;
A second movable part that is arranged to face the first movable part and has a guide groove that is open at one end;
A first rotating shaft that rotatably supports the first movable part and the body to be adjusted;
A second rotating shaft that rotatably supports the second movable part;
A first sliding member disposed on the second movable portion and slidable by engaging with the cam groove;
A second sliding member disposed on the first movable portion and slidable by engaging with the guide groove;
With
The first movable portion rotates around the first rotation axis in a range including a first operation range and a second operation range,
The first sliding member engages and slides in the cam groove when the first movable portion rotates in the first operating range,
The second sliding member engages and slides in the guide groove when the first movable portion rotates in the second operation range,
The second movable part rotates about the second rotation axis by sliding the first sliding member when the first movable part rotates in the first operation range, When the movable part rotates in the second operating range, the second sliding member rotates about the second rotation axis by sliding,
An angle adjustment mechanism characterized by that.
請求項1に記載の角度調整機構。 The second movable part is configured such that an operation amount of the second movable part when the first movable part rotates in the second operation range is equal to that when the first movable part rotates in the first operation range. Larger than the amount of movement of the second moving part,
The angle adjustment mechanism according to claim 1.
前記第二摺動部材は、前記第一可動部が前記第一動作範囲において回転するとき、前記ガイド溝の一方の端部から外れて位置する、
請求項1または2に記載の角度調整機構。 The first sliding member is positioned away from one end of the cam groove when the first movable portion rotates in the second operation range,
The second sliding member is positioned away from one end of the guide groove when the first movable portion rotates in the first operating range.
The angle adjustment mechanism according to claim 1 or 2.
前記ガイド溝は、前記一方の端部から他方の端部に向かうにつれて前記第二回転軸に近接する直線形状である、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の角度調整機構。 The cam groove has a curved shape that approaches the first rotating shaft as it goes from the one end to the other end.
The guide groove has a linear shape that approaches the second rotation axis as it goes from the one end to the other end.
The angle adjustment mechanism according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の角度調整機構。 The first movable portion has a sensor cam groove that can be engaged with a position detection sensor on a surface different from the surface on which the cam groove is disposed.
The angle adjustment mechanism according to any one of claims 1 to 4.
被調整体である反射鏡と、
前記第二可動部と前記反射鏡とを回転自在に連結する連結部材と、
を備えることを特徴とする反射鏡ユニット。 The angle adjustment mechanism according to any one of claims 1 to 5,
A reflecting mirror to be adjusted;
A connecting member for rotatably connecting the second movable part and the reflecting mirror;
A reflector unit comprising:
被調整体である反射鏡と、
前記第二可動部と前記反射鏡とを回転自在に連結する連結部材と、
前記反射鏡と向かい合って配置され、前記反射鏡に対して映像表示光を投影する投影部と、
前記角度調整機構と前記反射鏡と前記連結部材と前記投影部とを内部の空間に収容した筐体と、
を備えることを特徴とする表示装置。 The angle adjustment mechanism according to any one of claims 1 to 5,
A reflecting mirror to be adjusted;
A connecting member for rotatably connecting the second movable part and the reflecting mirror;
A projection unit that is arranged to face the reflecting mirror and projects image display light onto the reflecting mirror;
A housing that houses the angle adjustment mechanism, the reflecting mirror, the connecting member, and the projection unit in an internal space;
A display device comprising:
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