JP2019053111A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータへ過大な負荷が加わることを抑制しつつ、オン状態・オフ状態の切り替え作業を短時間で行うことができる技術を提供すること。【解決手段】コンバイナ位置検出手段(30)は、フォトセンサ(31)と、フォトセンサ(31)によって検知され駆動機構(20)に設けられた被検出部(32)と、を有する。被検出部(32)は、コンバイナ(13)がオフ状態にあるときにフォトセンサ(31)に検出される第1の被検出部(32a)と、コンバイナ(13)がオン状態からオフ状態に切り替わる途中でフォトセンサ(31)に検出される第2の被検出部(32b)と、を有している。【選択図】図1
Description
本発明は、コンバイナを有するヘッドアップディスプレイ装置に関する。
コンバイナを有するヘッドアップディスプレイ装置に関する従来技術として特許文献1に開示される技術がある。
特許文献1に示されるような、ヘッドアップディスプレイ装置は、モータと、このモータによって駆動するリンク機構と、このリンク機構によって映像を投影可能なオン状態から映像が投影されないオフ状態まで変位可能なコンバイナと、を有している。
ヘッドアップディスプレイ装置を使用する場合にのみコンバイナを露出させ、使用しない場合には、コンバイナを格納させることができる。
例えば、コンバイナをオン状態からオフ状態に切り替えた際に、急にモータを停止させると、モータに大きな負荷が加わる。一方、モータへの付加を軽減するために、モータの作動するスピードを遅くすることが考えられる。しかし、この場合には、コンバイナをオン状態からオフ状態に切り替えるための切り替え作業が長時間化する。
本発明は、モータへ過大な負荷が加わることを抑制しつつ、オン状態・オフ状態の切り替え作業を短時間で行うことができる技術の提供を課題とする。
請求項1による発明によれば、モータを駆動源とする駆動機構と、この駆動機構によって駆動され映像を投影可能なオン状態から映像が投影されないオフ状態まで変位可能なコンバイナと、このコンバイナの位置を検出可能なコンバイナ位置検出手段と、を有するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記コンバイナ位置検出手段は、フォトセンサと、このフォトセンサによって検知され前記駆動機構に設けられた被検出部と、を有し、
前記被検出部は、前記コンバイナが前記オフ状態にあるときに前記フォトセンサに検出される第1の被検出部と、前記コンバイナが前記オン状態から前記オフ状態に切り替わる途中で前記フォトセンサに検出される第2の被検出部と、を有し、
又は、前記被検出部は、前記コンバイナが前記オン状態にあるときに前記フォトセンサに検出される第1の被検出部と、前記コンバイナが前記オフ状態から前記オン状態に切り替わる途中で前記フォトセンサに検出される第2の被検出部と、を有していることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置が提供される。
前記コンバイナ位置検出手段は、フォトセンサと、このフォトセンサによって検知され前記駆動機構に設けられた被検出部と、を有し、
前記被検出部は、前記コンバイナが前記オフ状態にあるときに前記フォトセンサに検出される第1の被検出部と、前記コンバイナが前記オン状態から前記オフ状態に切り替わる途中で前記フォトセンサに検出される第2の被検出部と、を有し、
又は、前記被検出部は、前記コンバイナが前記オン状態にあるときに前記フォトセンサに検出される第1の被検出部と、前記コンバイナが前記オフ状態から前記オン状態に切り替わる途中で前記フォトセンサに検出される第2の被検出部と、を有していることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置が提供される。
請求項2に記載のごとく、好ましくは、前記駆動機構は、前記モータの駆動力によって回転するギヤを有し、
前記被検出部のうち、少なくとも一部は、前記ギヤに一体的に形成されている。
前記被検出部のうち、少なくとも一部は、前記ギヤに一体的に形成されている。
請求項1に係る発明では、被検出部は、コンバイナがオフ状態にあるときにフォトセンサに検出される第1の被検出部と、コンバイナがオン状態からオフ状態に切り替わる途中でフォトセンサに検出される第2の被検出部と、を有している。又は、被検出部は、コンバイナがオン状態にあるときにフォトセンサに検出される第1の被検出部と、コンバイナがオフ状態からオン状態に切り替わる途中でフォトセンサに検出される第2の被検出部と、を有している。モータは、コンバイナがオフ状態又はオン状態に位置しているとき、停止される。即ち、フォトセンサが第1の被検出部を検知すると、モータは停止する。また、フォトセンサは、オン状態・オフ状態が切り替えられる途中で第2の被検出部を検知する。第2の被検出部を検知することにより、モータの回転速度を遅くすることができる。第2の被検出部が検知されるまでは、モータを高速で作動させることができる。高速から低速にし、それから停止することにより、モータに加わる負荷を低減することができる。一方、第2の被検出部が検知されるまでは、モータを高速で作動させることができる。このため、コンバイナの切り替え作業を短時間で行うことができる。モータへ過大な負荷が加わることを抑制しつつ、オン状態・オフ状態の切り替え作業を短時間で行うことができる技術を提供することができる。
請求項2に係る発明では、被検出部のうち、少なくとも一部は、ギヤに一体的に形成されている。コンバイナは、ギヤを含む駆動機構によって駆動される。駆動機構を構成するギヤの一部に被検出部を一体的に形成するため、簡便な構造でありながらより正確にモータの作動速度を制御することができる。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
<実施例1>
<実施例1>
図1及び図2を参照する。本発明によるヘッドアップディスプレイ装置10は、例えば、乗用車両に搭載される。ヘッドアップディスプレイ装置10は、例えば、乗員の前方且つ車速計の上部に配置され、ダッシュボードに収納される。図1及び図2には、左側方から見た状態のヘッドアップディスプレイ装置10が示されている。
なお、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Frは前、Rrは後、Leは乗員から見て左、Riは乗員から見て右、Upは上、Dnは下、Ceはヘッドアップディスプレイの幅方向中央を示している。
ヘッドアップディスプレイ装置10は、支持壁11と、この支持壁11に支持された駆動機構20と、この駆動機構20によって駆動され変位可能なコンバイナ13と、このコンバイナ13の位置を検出可能なコンバイナ位置検出手段30と、このコンバイナ位置検出手段30からの情報に基づいて駆動機構20を制御する制御部15と、駆動機構20によって駆動され変位可能なリッド16と、を有する。
駆動機構20、及び、コンバイナ位置検出手段30の側方は、二重鎖線によって示されるカバー部材17によって覆われている。
支持壁11は、左右に2つ配置されている。図1及び図2には、左の支持壁11のみが示されている。左右の支持壁11の間にコンバイナ13や、リッド16は、配置されている。駆動機構20、コンバイナ位置検出手段30は、支持壁11の外面に設けられている。
図1及び図3を参照する。駆動機構20は、制御部15によって回転数が制御されるモータ21と、このモータ21の先端に取り付けられモータ21が作動することにより回転するウォーム22と、このウォーム22に噛み合いウォーム22が回転することにより回転するホイール23と、このホイール23と同軸上に配置されホイール23と共に回転可能なアウトプットギヤ24と、このアウトプットギヤ24に固定されたピン25が差し込まれているカムレバー26と、ホイール23に噛み合いホイール23が回転することにより回転するピニオンギヤ27(ギヤ27)と、このピニオンギヤ27に噛み合いピニオンギヤ27が回転することにより前後方向に変位するラック28と、を有する。
ウォーム22、ホイール23、アウトプットギヤ24、カムレバー26、ピニオンギヤ27、及び、ラック28は、それぞれ樹脂成形品を採用することができる。
ホイール23は、同軸上に2つの径のギヤが一体的に形成されたギヤである。ホイール23は、ウォーム22に噛み合う第1のホイールギヤ部23aと、この第1のホイール23の支持壁11側の面に形成されピニオンギヤ27に噛み合う第2のホイールギヤ部23bと、を有する。
アウトプットギヤ24は、軸部材を介してホイール23に連結されている。このため、ホイール23が回転すると、同じ方向にアウトプットギヤ24は、回転する。ホイール23、及び、アウトプットギヤ24の回転軸CL1は、同一軸線上に位置している。
カムレバー26は、軸部材29を介して支持壁11に支持されている。カムレバー26は、軸部材29を中心に回転可能に設けられている。カムレバー26は、アウトプットギヤ24から延びるピン25が差し込まれた、カム溝26aを有している。カムレバー26の前端部には、コンバイナ13(図2参照)から延びるコンバイナピン13aが差し込まれている。換言すれば、コンバイナ13は、コンバイナピン13aを介して、カムレバー26に連結されている。
アウトプットギヤ24が回転すると、ピン25は、回転軸CL1を中心として回転する。ピン25の先端は、カム溝26a内を移動する。ピン25がカム溝26aに当接することにより、カムレバー26は、軸部材29を中心に回転する。カムレバー26が回転することにより、コンバイナピン13aは、変位する。コンバイナピン13aが変位することにより、コンバイナ13も変位する。
ピニオンギヤ27は、同軸上に2つの径のギヤが一体的に形成されたギヤである。ピニオンギヤ27は、第2のホイールギヤ部23bに噛み合っている第1のピニオンギヤ部27aと、ラック28に噛み合っている第2のピニオンギヤ部27bと、を有する。
ラック28は、リッド16に連結されている。即ち、ピニオンギヤ27が回転し、ラック28が前後方向に変位すると、ラック28と共にリッド16が前後方向に変位する。
図2を参照する。コンバイナ13は、透明樹脂製の部品である。コンバイナ13は、駆動機構20によって駆動される。コンバイナ13は、映像を投影可能なオン状態にある。図1に示されるように、映像が投影されないオフ状態において、コンバイナ13は、左右の支持壁11の間に格納される。即ち、コンバイナ13は、映像を投影可能なオン状態から映像が投影されないオフ状態まで変位可能に設けられている。
オン状態において、表示器から出射された光は、コンバイナ13に投射される。乗員は、コンバイナ13に投影された虚像を視認することにより、情報を得ることができる。投影される情報は、例えば、車速やナビゲーション情報である。
図4を参照する。コンバイナ位置検出手段30は、カバー部材17に支持されたフォトセンサ31と、ピニオンギヤ27に一体的に形成されフォトセンサ31によって検知される被検出部32と、を有する。
フォトセンサ31は、略U字状を呈している、透過型フォトインタラプタ(透過型フォトセンサ)である。
被検出部32は、コンバイナ13(図2参照)がオフ状態にあるときにフォトセンサ31に検出される第1の被検出部32aと、この第1の被検出部32aに連続して設けられコンバイナ13がオフ状態となる直前にフォトセンサ31に検出される第2の被検出部32bと、を有している。
例えば、第1の被検出部32aと、第2の被検出部32bとは、色が異なり、透過率が異なる。一例としては、第1の被検出部32aは、黒色であり、第2の被検出部32bは、白色であるので、第2の被検出部32bの方が第1の被検出部32aより透過率が高い。このため、同じ強さの光を当てた場合であっても、第1の被検出部32aと、第2の被検出部32bとでは、これらを透過する光量が異なる。このため、フォトセンサ31は、透過する光量から、第1の被検出部32aが対向している場合、第2の被検出部32bが対向している場合、いずれも対向していない場合を検知することができる。
第1の被検出部32aは、ピニオンギヤ27と一体成形により成形されている。第2の被検出部32bは、別工程によってピニオンギヤ27に形成されている。
図1も併せて参照する。コンバイナ13(図2参照)がオフ状態にあるときに、第1の被検出部32aは、フォトセンサ31に検知される位置に存する。換言すれば、フォトセンサ31が第1の被検出部32aを検知することにより、コンバイナ13がオフ状態にあることを検出することができる。
図1及び図2を参照する。リッド16は、オン状態においてコンバイナ13の前方に退避しており、オフ状態において後退しコンバイナ13の上方を覆っている。
オン状態・オフ状態の切り替えは、駆動機構20が作動することによって行われる。駆動機構20の作動条件は、例えば、イグニッションスイッチに連動させることとしてもよいし、乗員のスイッチ操作によることとしてもよい。次に、オン状態・オフ状態の切り替えについて、説明する。
図3を参照する。モータ21を作動させ、ウォーム22を回転させると、ウォーム22に噛み合っているホイール23が回転する。例えば、オフ状態からオン状態に切り替える際には、ホイール23を時計回り方向に回転させる。ホイール23が時計回り方向に回転すると、ホイール23に噛み合うピニオンギヤ27は、反時計回り方向に回転する。図1を併せて参照する。反時計回り方向に回転するピニオンギヤ27に噛み合うラック28は、前方に向かって変位する。ラック28に連結されたリッド16は、コンバイナ13の上方から前方に退避する。
また、ホイール23が時計回り方向に回転すると、ホイール23に軸部材を介して連結されているアウトプットギヤ24も回転軸CL1を中心に時計回りに回転する。アウトプットギヤ24が時計回り方向に回転すると、軸部材29によってカムレバー26は、持ち上げられるように回転する。カムレバー26が持ち上げられることにより、コンバイナピン13a、及び、コンバイナピン13aに連結されたコンバイナ13は、上方に変位する。これにより、図2に示されたオン状態に切り替わる。
オン状態からオフ状態に切り替える際には、ウォーム22を逆に回転させ、ホイール23を反時計回り方向に回転させる。
図1及び図2を参照する。オン状態からオフ状態に切り替える際、オフ状態になる直前から、フォトセンサ31は、被検出部32を検出する。この際の作用について説明する。
図5を参照する。図5には、展開した状態のピニオンギヤ27が示されている。図5(a)は、オフ状態となるよりも前の被検出部32が示されている。図5(b)は、オフ状態となる直前の被検出部32が示されている。図5(c)は、オフ状態となった際の被検出部32が示されている。
図5(a)を参照する。オフ状態となるよりも前には、フォトセンサ31は、何も検出していない。即ち、光の透過率が最も高い状態にある。フォトセンサ31が何も検知していない状態の電気信号を受けた制御部15(図1参照)は、モータ21(図1参照)を高速で回転させる。
図5(b)を参照する。モータ21が回転し、ピニオンギヤ27が回転すると、オフ状態の直前に第2の被検出部32bがフォトセンサ31の位置に達する。第2の被検出部32bがフォトセンサ31の位置に達することにより、透過する光量が少なくなる。これにより、フォトセンサ31は、第2の被検出部32bが対向していることを検知する。第2の被検出部32bを検知したことを電気信号で受けた制御部15は、モータ21の回転速度を低速にする。
図5(c)を参照する。モータ21が回転し、ピニオンギヤ27が回転すると、オフ状態となり第1の被検出部32aがフォトセンサ31の位置に達する。第1の被検出部32aがフォトセンサ31の位置に達することにより、透過する光量がさらに少なくなる(又は、光を透過しなくなる)。これにより、フォトセンサ31は、第1の被検出部32aが対向していることを検知する。第1の被検出部32aを検知したことを電気信号で受けた制御部15は、モータ21を停止させる。
以上に説明した本発明は、以下の効果を奏する。
図5(a)から図5(c)を参照する。被検出部32は、コンバイナ13(図1参照)がオフ状態にあるときにフォトセンサ31に検出される第1の被検出部32aと、第1の被検出部32aに連続して設けられコンバイナがオフ状態となる直前にフォトセンサに検出される第2の被検出部32bと、を有している。モータ21(図1参照)は、コンバイナ13がオフ状態に位置しているとき、停止される。即ち、フォトセンサ31が第1の被検出部32aを検知すると、モータ21は停止する。第1の被検出部32aに連続して第2の被検出部32bが設けられている。フォトセンサ31は、第1の被検出部32aを検知する直前に第2の被検出部32bを検知する。第2の被検出部32bを検知することにより、モータ21の回転速度を遅くすることができる。第2の被検出部32bが検知されるまでは、モータ21を高速で作動させることができる。高速から低速にし、それから停止することにより、モータ21に加わる負荷を低減することができる。一方、第2の被検出部32bが検知されるまでは、モータ21を高速で作動させることができる。このため、コンバイナ13の切り替え作業を短時間で行うことができる。モータ21へ過大な負荷が加わることを抑制しつつ、オン状態・オフ状態の切り替え作業を短時間で行うことができる技術を提供することができる。
さらに、被検出部32のうち、少なくとも一部は、ピニオンギヤ27に一体的に形成されている。コンバイナ13は、ピニオンギヤ27を含む駆動機構20によって駆動される。駆動機構20を構成するピニオンギヤ27の一部に被検出部32を一体的に形成するため、簡便な構造でありながらより正確にモータ21の作動速度を制御することができる。
<実施例2>
<実施例2>
次に、本発明の実施例2を図面に基づいて説明する。
図6には、実施例2によるヘッドアップディスプレイ装置10Aに適用されたコンバイナ位置検出手段40が示されている。実施例1と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。
フォトセンサ41は、フォトリフレクタ(反射型フォトセンサ)である。
被検出部42は、コンバイナ13(図2参照)がオフ状態にあるときにフォトセンサ41に検出される第1の被検出部42aと、この第1の被検出部42aに連続して設けられコンバイナ13がオフ状態となる直前にフォトセンサ41に検出される第2の被検出部42bと、を有している。
例えば、第1の被検出部42aと、第2の被検出部42bとは、ピニオンギヤ27からの突出量が異なる。第1の被検出部42aは、突出量が大きく、第2の被検出部42bは、突出量が小さい。このため、同じ強さの光を当てた場合であっても、第1の被検出部42aと、第2の被検出部42bとでは、これらを反射する光量が異なる。このため、フォトセンサ41は、反射する光量から、第1の被検出部42aが対向している場合、第2の被検出部42bが対向している場合、いずれも対向していない場合を検知することができる。
第1の被検出部42a、及び、第2の被検出部42bは、ピニオンギヤ27と一体成形により成形されている。
図1も併せて参照する。コンバイナ13(図2参照)がオフ状態にあるときに、第1の被検出部42aは、フォトセンサ41に検知される位置に存する。換言すれば、フォトセンサ41が第1の被検出部42aを検知することにより、コンバイナ13がオフ状態にあることを検出することができる。
図7を参照する。図7には、展開した状態のピニオンギヤ27が示されている。図7(a)は、オフ状態となるよりも前の被検出部42が示されている。図7(b)は、オフ状態となる直前の被検出部42が示されている。図7(c)は、オフ状態となった際の被検出部42が示されている。
図7(a)を参照する。オフ状態となるよりも前には、フォトセンサ41は、何も検出していない。即ち、光の反射率が最も低い状態にある。フォトセンサ41が何も検知していない状態の電気信号を受けた制御部15(図1参照)は、モータ21(図1参照)を高速で回転させる。
図7(b)を参照する。モータ21が回転し、ピニオンギヤ27が回転すると、オフ状態の直前に第2の被検出部42bがフォトセンサ41の位置に達する。第2の被検出部42bがフォトセンサ41の位置に達することにより、反射する光量が増加する。これにより、フォトセンサ41は、第2の被検出部42bが対向していることを検知する。第2の被検出部42bを検知したことを電気信号で受けた制御部15は、モータ21の回転速度を低速にする。
図7(c)を参照する。モータ21が回転し、ピニオンギヤ27が回転すると、オフ状態となり第1の被検出部42aがフォトセンサ41の位置に達する。第1の被検出部42aがフォトセンサ41の位置に達することにより、反射する光量がさらに増加する。これにより、フォトセンサ41は、第1の被検出部42aが対向していることを検知する。第1の被検出部42aを検知したことを電気信号で受けた制御部15は、モータ21を停止させる。
以上に説明した本発明は、以下の効果を奏する。
被検出部42は、コンバイナ13がオン状態にあるときにフォトセンサ31に検出される第1の被検出部42aと、第1の被検出部42aに連続して設けられコンバイナ13がオン状態となる直前にフォトセンサ31に検出される第2の被検出部42bと、を有している。モータ21は、コンバイナ13がオフ状態又はオン状態に位置しているとき、停止される。即ち、フォトセンサ31が第1の被検出部42aを検知すると、モータ21は停止する。第1の被検出部42aに連続して第2の被検出部42bが設けられている。フォトセンサ31は、第1の被検出部42aを検知する直前に第2の被検出部42bを検知する。第2の被検出部42bを検知することにより、モータ21の回転速度を遅くすることができる。第2の被検出部42bが検知されるまでは、モータ21を高速で作動させることができる。高速から低速にし、それから停止することにより、モータ21に加わる負荷を低減することができる。一方、第2の被検出部42bが検知されるまでは、モータ21を高速で作動させることができる。このため、コンバイナ13の切り替え作業を短時間で行うことができる。モータ21へ過大な負荷が加わることを抑制しつつ、オン状態・オフ状態の切り替え作業を短時間で行うことができる技術を提供することができる。
さらに、被検出部42のうち、少なくとも一部は、ピニオンギヤ27に一体的に形成されている。コンバイナ13は、ピニオンギヤ27を含む駆動機構20によって駆動される。駆動機構20を構成するピニオンギヤ27の一部に被検出部32を一体的に形成するため、簡便な構造でありながらより正確にモータ21の作動速度を制御することができる。
尚、本発明によるヘッドアップディスプレイ装置は、四輪車に搭載した例を基に説明したが、二輪車や三輪車等の他の車両にも適用可能である。さらには、車両以外の船、飛行機、電車等の乗物にも適用可能である。さらには、乗物以外の建機等にも適用可能である。
加えて、各実施例は、適宜組み合わせることができる。例えば、それぞれ透過率の異なる第1の被検出部及び第2の被検出部によって、コンバイナのオン状態を検知することもできる。また、それぞれ高さの異なる第1の被検出部及び第2の被検出部によって、コンバイナのオフ状態を検知することもできる。
さらに、オフ状態を検出するのに反射型フォトセンサを用いることもできるし、オン状態を検出するのに透過型フォトセンサを用いることもできる。
さらに、1つのヘッドアップディスプレイ装置において、コンバイナのオン状態、及び、オフ状態の両方を検知することもできる。
被検出部32が形成されるギヤは、ピニオンギヤ27に限らない。ホイール23やアウトプットギヤ24に形成されていてもよい。
第1の被検出部32a、及び、第2の被検出部32bは、連続せずにそれぞれ独立して設けられてもよい。即ち、モータを低速で回転させる部位に対応させて第2の被検出部32bを設けることができる。なお、第1の被検出部32a、及び、第2の被検出部32bを連続して設けた場合には、より短時間でオン状態・オフ状態の切り替えを行うことができる。
本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、乗用車に好適である。
10、10A…ヘッドアップディスプレイ装置
13…コンバイナ
20…駆動機構
21…モータ
27…ピニオンギヤ(ギヤ)
30、40…コンバイナ位置検出手段
31、41…フォトセンサ
32、42…被検出部
32a、42a…第1の被検出部
32b、42b…第2の被検出部
13…コンバイナ
20…駆動機構
21…モータ
27…ピニオンギヤ(ギヤ)
30、40…コンバイナ位置検出手段
31、41…フォトセンサ
32、42…被検出部
32a、42a…第1の被検出部
32b、42b…第2の被検出部
Claims (2)
- モータを駆動源とする駆動機構と、この駆動機構によって駆動され映像を投影可能なオン状態から映像が投影されないオフ状態まで変位可能なコンバイナと、このコンバイナの位置を検出可能なコンバイナ位置検出手段と、を有するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記コンバイナ位置検出手段は、フォトセンサと、このフォトセンサによって検知され前記駆動機構に設けられた被検出部と、を有し、
前記被検出部は、前記コンバイナが前記オフ状態にあるときに前記フォトセンサに検出される第1の被検出部と、前記コンバイナが前記オン状態から前記オフ状態に切り替わる途中で前記フォトセンサに検出される第2の被検出部と、を有し、
又は、前記被検出部は、前記コンバイナが前記オン状態にあるときに前記フォトセンサに検出される第1の被検出部と、前記コンバイナが前記オフ状態から前記オン状態に切り替わる途中で前記フォトセンサに検出される第2の被検出部と、を有していることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記駆動機構は、前記モータの駆動力によって回転するギヤを有し、
前記被検出部のうち、少なくとも一部は、前記ギヤに一体的に形成されていることを特徴とする請求項1記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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- 2017-09-13 JP JP2017175533A patent/JP2019053111A/ja active Pending
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