JPWO2020090462A1 - Head-up display - Google Patents

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Abstract

像ブレを低減したヘッドアップディスプレイを提供する。車両情報を表す表示光Lを出射する表示部2と、表示光Lを反射し、所定の回転軸Pを中心に回転可能である反射部30と、反射部30と連動して回転することで反射部30を回転できる腕片状の突出部37と、突出部37を弾性力により所定の回転方向に付勢する弾性部40と、弾性部40の付勢方向に位置する面と当接する動力伝達部70と、動力伝達部70を直線運動する動力部80と、反射部30を回転可能に保持し、弾性部40と、動力部80と、回転軸Pの相対位置を固定する硬質構造物と、を備えるヘッドアップディスプレイ。Provide a head-up display with reduced image blur. By rotating in conjunction with the display unit 2 that emits the display light L representing vehicle information, the reflection unit 30 that reflects the display light L and can rotate around a predetermined rotation axis P, and the reflection unit 30. An arm piece-shaped protruding portion 37 capable of rotating the reflective portion 30, an elastic portion 40 that urges the protruding portion 37 in a predetermined rotational direction by an elastic force, and a force that abuts on a surface of the elastic portion 40 located in the urging direction. A hard structure that rotatably holds the transmission unit 70, the power unit 80 that linearly moves the power transmission unit 70, and the reflection unit 30, and fixes the relative positions of the elastic unit 40, the power unit 80, and the rotation shaft P. And with a head-up display.

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイに関する。 The present invention relates to a head-up display.

従来ヘッドアップディスプレイとして、特許文献1が示すような、リードスクリュー(61c)を用いて凹面鏡(41)の角度を調整する構成が開示されている。具体的には、位置調整手段(43)の突起部(65h,65i)が凹面鏡(41)の保持部材(42)をそれぞれ点接触し、駆動部材(61a)が駆動することで、凹面鏡(41)が回転する。 Conventionally, as a head-up display, a configuration in which the angle of a concave mirror (41) is adjusted by using a lead screw (61c) as shown in Patent Document 1 is disclosed. Specifically, the protrusions (65h, 65i) of the position adjusting means (43) make point contact with the holding member (42) of the concave mirror (41), and the driving member (61a) drives the concave mirror (41). ) Rotates.

特開2009−73461号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-73461

このような構成では、駆動部材(61a)が含む螺合部やギア部のかみ合わせにより、車両に大きな振動が生じた場合に、像ブレが生じてしまう虞があった。そこで本発明の目的とするところは、上述課題に着目し、像ブレが生じる虞を低減したヘッドアップディスプレイを提供することにある。 In such a configuration, there is a possibility that image blurring may occur when a large vibration occurs in the vehicle due to the engagement of the screwed portion and the gear portion included in the drive member (61a). Therefore, an object of the present invention is to pay attention to the above-mentioned problems and to provide a head-up display in which the possibility of image blurring is reduced.

上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイは、
車両の反射透過部材に表示光を投影することで虚像を映し出すヘッドアップディスプレイであって、
車両情報を表す前記表示光を出射する表示部と、
前記表示光を反射し、所定の回転軸を中心に回転可能である反射部と、
前記反射部と連動して回転することで前記反射部を回転できる腕片状の突出部と、
前記突出部を弾性力により所定の回転方向に付勢する弾性部と、
前記弾性部の付勢方向に位置する面と当接する動力伝達部と、
前記動力伝達部を直線運動する動力部と、
前記反射部を回転可能に保持し、前記弾性部と、前記動力部と、前記回転軸の相対位置を固定する硬質構造物と、
を備え、
前記反射部は、
前記表示光を前記反射透過部材に投影するディスプレイモードと、
前記表示光を前記反射透過部材に投影しない休止モードと、
を有し、
前記弾性部は、前記弾性力がディスプレイモード時により強くなるように設定されている。
In order to achieve the above object, the head-up display according to the present invention is
It is a head-up display that projects a virtual image by projecting display light onto the reflective and transmissive member of the vehicle.
A display unit that emits the display light that represents vehicle information,
A reflecting unit that reflects the display light and can rotate around a predetermined rotation axis,
An arm piece-shaped protrusion that can rotate the reflex part by rotating in conjunction with the reflex part,
An elastic portion that urges the protruding portion in a predetermined rotational direction by an elastic force, and an elastic portion.
A power transmission unit that comes into contact with a surface of the elastic portion located in the urging direction,
A power unit that linearly moves the power transmission unit and
A rigid structure that rotatably holds the reflective portion and fixes the relative positions of the elastic portion, the power portion, and the rotating shaft.
With
The reflective part is
A display mode in which the display light is projected onto the reflection / transmission member,
A pause mode in which the display light is not projected onto the reflection / transmission member,
Have,
The elastic portion is set so that the elastic force becomes stronger in the display mode.

本発明によれば像ブレが生じる虞を低減したヘッドアップディスプレイを提供することとなる。 According to the present invention, it is possible to provide a head-up display in which the risk of image blurring is reduced.

本開示のヘッドアップディスプレイ1が車両Cに搭載された様子を示す図。The figure which shows the appearance that the head-up display 1 of this disclosure was mounted on a vehicle C. ヘッドアップディスプレイ1の構成を示す図。The figure which shows the structure of the head-up display 1. パーキング位置のヘッドアップディスプレイ1の一部を示す図。The figure which shows a part of the head-up display 1 of a parking position. トーラー位置のヘッドアップディスプレイ1の一部を示す図。The figure which shows a part of the head-up display 1 of the torah position. ショーター位置のヘッドアップディスプレイ1の一部を示す図。The figure which shows a part of the head-up display 1 of a shorter position.

以下に、本開示のヘッドアップディスプレイ(HUD)1を車両Cに搭載された実施形態及び変形例として例にあげ、添付図面を用いて次の順序で説明する。
[第一実施形態]
1−1.構成の説明
1−2.モードの説明
[変形例]
[効果例]
[第一実施形態]
<1−1.構成の説明>
Hereinafter, the head-up display (HUD) 1 of the present disclosure will be described as an example of an embodiment and a modification mounted on the vehicle C, and will be described in the following order with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
1-1. Explanation of configuration 1-2. Description of mode [Modification example]
[Effect example]
[First Embodiment]
<1-1. Description of configuration>

図1に示す通り、本開示のHUD1は車両Cに設けられたウインドシールドWSの下方に組み付けることができる。図面の上下方向は車両Cの上下方向Y、左右方向は前後方向Z、奥行き方向は左右方向Xに対応している。 As shown in FIG. 1, the HUD1 of the present disclosure can be assembled below the windshield WS provided in the vehicle C. The vertical direction of the drawing corresponds to the vertical direction Y of the vehicle C, the horizontal direction corresponds to the front-rear direction Z, and the depth direction corresponds to the horizontal direction X.

HUD1は車両の前方向に傾斜した自由曲面形状を為すウインドシールドWS(反射透過部材)に車両情報を表す表示光Lを投影することで虚像Vを映し出す。HUD1は車両後斜め上方向に向けて表示光Lを出射する。HUD1に出射された表示光Lは、ウインドシールドWSに反射される。ウインドシールドWSに反射された表示光Lを視点EPで視認する利用者(例えば車両Cの乗員)は、映し出された虚像VをウインドシールドWSの奥に浮遊した表示像として視認できる。 The HUD1 projects a virtual image V by projecting a display light L representing vehicle information on a windshield WS (reflection / transmission member) having a free curved surface shape inclined in the front direction of the vehicle. The HUD1 emits the display light L diagonally upward after the vehicle. The display light L emitted from the HUD1 is reflected by the windshield WS. A user (for example, a occupant of a vehicle C) who visually recognizes the display light L reflected by the windshield WS from the viewpoint EP can visually recognize the projected virtual image V as a floating display image behind the windshield WS.

虚像Vには例えば速度やエンジン回転数と言った車両情報や、ターンバイターンや地図などの経路案内表示、ブラインドスポットモニターや制限速度超過警告などの警告表示など、乗員(利用者)へ注意喚起する必要性が高い情報が表示される。これにより視点移動及び眼の焦点距離調整の必要が低減された運転環境が提供される。表示像Vにはこれら情報を示す文字やアイコンの他、背景部分も含まれており、乗員からの平面視ではこれは例えば矩形状を為している。 The virtual image V alerts the occupants (users), for example, vehicle information such as speed and engine speed, route guidance displays such as turn-by-turns and maps, and warning displays such as blind spot monitors and speed limit excess warnings. Information that is highly necessary to be displayed is displayed. This provides a driving environment in which the need for viewpoint movement and eye focal length adjustment is reduced. In addition to the characters and icons indicating this information, the display image V also includes a background portion, which is, for example, rectangular in a plan view from the occupant.

またHUD1は大きく2つのモードを有する。1つは図1に示すような、HUD1がウインドシールドWSに表示光Lを投影することで、視点EPから虚像Vを視認することができるディスプレイモードである。もう1つは、HUD1がウインドシールドWSに表示光Lを投影せず、視点EPからは虚像Vを視認することができない、休止モード(パーキングモード)である。ウインドシールドWSに表示光Lを投影しないパーキングモードのHUD1は、光線の逆進の原理に基づいて、ウインドシールドWS方向からHUD1に入射する外光(主に太陽光)を表示光Lが入射する方向(光学的に表示部が存在する方向)へ反射することが無い位置にあることになる。これにより、車両Cが停車している状態であると考えられるHUD1がパーキングモードであるときに、表示部が外光に照らされて高温状態となることを防止することとなる。 Further, HUD1 has two main modes. One is a display mode in which the virtual image V can be visually recognized from the viewpoint EP by projecting the display light L onto the windshield WS as shown in FIG. The other is a pause mode (parking mode) in which the HUD1 does not project the display light L onto the windshield WS and the virtual image V cannot be visually recognized from the viewpoint EP. In the parking mode HUD1 that does not project the display light L onto the windshield WS, the display light L is incident on the external light (mainly sunlight) that is incident on the HUD1 from the direction of the windshield WS based on the principle of reversal of light rays. It is in a position where it does not reflect in the direction (the direction in which the display unit is optically present). As a result, when the HUD1 in which the vehicle C is considered to be stopped is in the parking mode, it is possible to prevent the display unit from being illuminated by external light and becoming in a high temperature state.

ディスプレイモードのHUD1は、虚像Vを視認できる視点EPの高さを調節するために、表示光Lの光路を後述する構成により変更することができる。本開示では図面に示す通り、ショーター表示光Ls、センター表示光Lc、トーラー表示光Ltの3種類に変更が可能である。ショーター表示光Lsは、ディスプレイモードでは、HUD1はウインドシールドSWの比較的下部へ表示光Lを投影し、虚像Vを映し出す。トーラー表示光Ltでは、HUD1はウインドシールドSWの比較的上部へ表示光Lを投影し、虚像Vを映し出す。センター表示光Lcでは、前述2つの表示光路の間を通り、虚像Vを映し出す。 In the display mode HUD1, the optical path of the display light L can be changed by a configuration described later in order to adjust the height of the viewpoint EP in which the virtual image V can be visually recognized. In the present disclosure, as shown in the drawings, it is possible to change to three types: shorter display light Ls, center display light Lc, and torah display light Lt. As for the shorter display light Ls, in the display mode, the HUD1 projects the display light L onto the relatively lower part of the windshield SW, and projects the virtual image V. In the Torah display light Lt, the HUD1 projects the display light L onto the relatively upper part of the windshield SW and projects the virtual image V. In the center display light Lc, the virtual image V is projected by passing between the above-mentioned two display optical paths.

図2を用いて、HUD1の構成を説明する。車両Cの方向に対応する図面内の方向は図1と同様である。図2は反射部30が表示光Lをトーラー表示光Ltとして反射するトーラー位置Ptである状態を図示したものである。粗破線Psは反射部30の凹面鏡31がショーター位置にあるときの外形を示し、細破線Ppは凹面鏡31がパーキング位置Pp(休止位置)にあるときの外形を示している。本開示ではパーキング位置とはウインドシールドWSに表示光Lを投影しない位置として、特に表示光Lの中心を方向Bへ反射するような位置とする。また、パーキング位置Pp、トーラー位置Pt、センター位置、ショーター位置Psのそれぞれで、凹面鏡31の反射面31aの中心(表示光Lの中心が入射する箇所)の法線が方向Bに対して有する角度は、例えば0°、18.5°、19.7°、21°である。 The configuration of HUD1 will be described with reference to FIG. The direction in the drawing corresponding to the direction of the vehicle C is the same as in FIG. FIG. 2 illustrates a state in which the reflecting unit 30 is the torah position Pt that reflects the display light L as the torah display light Lt. The coarse broken line Ps shows the outer shape when the concave mirror 31 of the reflecting portion 30 is in the shorter position, and the fine broken line Pp shows the outer shape when the concave mirror 31 is in the parking position Pp (rest position). In the present disclosure, the parking position is a position where the display light L is not projected onto the windshield WS, and in particular, a position where the center of the display light L is reflected in the direction B. Further, at each of the parking position Pp, the torah position Pt, the center position, and the shorter position Ps, the angle that the normal of the center of the reflecting surface 31a of the concave mirror 31 (the place where the center of the display light L is incident) has with respect to the direction B. Is, for example, 0 °, 18.5 °, 19.7 °, 21 °.

HUD1は、表示部20と、反射部30と、トーションスプリング40と、制御部50、動力伝達部70と、動力部80とを備える。 The HUD 1 includes a display unit 20, a reflection unit 30, a torsion spring 40, a control unit 50, a power transmission unit 70, and a power unit 80.

表示部20は表示光Lを出射する部材である。本開示では方向Fへ向かって出射している。表示光Lを出射する部材としては、例えばTFT液晶モジュールを用いる構成や、有機ELを用いた構成、DMD(Digital Micro-mirror Device)を用いたプロジェクタなどを適用できる。TFT液晶モジュールを用いた構成では、例えば表示部20はそれぞれ制御部に接続されたバックライトユニットと液晶表示素子を固定された状態で設ける構成で、制御部の制御により情報を表示する液晶表示素子が制御部の制御により点滅を制御されるバックライトユニットから出る照明光に照らされることで表示光Lを出射する。しかしながら、例示したもの以外でも、表示光を出射できる構成であれば本開示の構成の効果を発揮できることは言うまでもない。 The display unit 20 is a member that emits the display light L. In the present disclosure, the light is emitted toward the direction F. As a member that emits the display light L, for example, a configuration using a TFT liquid crystal module, a configuration using an organic EL, a projector using a DMD (Digital Micro-mirror Device), or the like can be applied. In the configuration using the TFT liquid crystal module, for example, the display unit 20 is provided with the backlight unit and the liquid crystal display element connected to the control unit in a fixed state, and the liquid crystal display element that displays information under the control of the control unit. Is illuminated by the illumination light emitted from the backlight unit whose blinking is controlled by the control of the control unit to emit the display light L. However, it goes without saying that the effects of the configuration of the present disclosure can be exhibited as long as the configuration is capable of emitting display light other than those illustrated.

反射部30は、凹面鏡31、ホルダ32、軸33、係止孔35(力点)、突出部37(作用点)を設ける。 The reflecting portion 30 is provided with a concave mirror 31, a holder 32, a shaft 33, a locking hole 35 (power point), and a protruding portion 37 (action point).

凹面鏡31は、反射面31aに形成された自由曲面形状に則って表示光Lを拡大しつつ、表示光Lを反射する。凹面鏡31は、基材に硬質合成樹脂や無機ガラスを適用でき、例えば銀を蒸着することでなる反射面31aを有する構成を適用できる。また、反射面31aは自由曲面形状によってウインドシールドWSで生じることが想定される表示像Vの歪みを相殺することができる形状であると望ましい。 The concave mirror 31 reflects the display light L while enlarging the display light L according to the shape of the free curved surface formed on the reflection surface 31a. As the concave mirror 31, a hard synthetic resin or inorganic glass can be applied to the base material, and for example, a configuration having a reflecting surface 31a formed by depositing silver can be applied. Further, it is desirable that the reflecting surface 31a has a shape capable of canceling the distortion of the display image V which is expected to occur in the windshield WS due to the shape of the free curved surface.

ホルダ32は、凹面鏡31を接着やビス止めなどにより固定する保持部材である。素材はマグネシウムや鉄などの硬質金属や、ABS樹脂などの硬質合成樹脂を適用できる。凹面鏡31の保持は表示光Lの反射を妨げない位置で適宜行うことが可能である。例えば図示の通りホルダ32が反射面31aに対して裏面で保持を行うと、ホルダ32が視点EPから見えず、また意図しない光(迷光)が視点EPへ到達する虞も低減できる。 The holder 32 is a holding member for fixing the concave mirror 31 by adhesion or screwing. As the material, a hard metal such as magnesium or iron or a hard synthetic resin such as ABS resin can be applied. The concave mirror 31 can be appropriately held at a position that does not interfere with the reflection of the display light L. For example, when the holder 32 is held on the back surface with respect to the reflecting surface 31a as shown in the drawing, the possibility that the holder 32 cannot be seen from the viewpoint EP and that unintended light (stray light) reaches the viewpoint EP can be reduced.

軸33は、例えばホルダ32と一体に形成されている。方向Xに沿った回転軸Pを規定するために、軸33はホルダ32の例えば方向Xを向く両側面に1つずつ設けるのが望ましい。反射部30が、この軸33が規定する回転軸Pを中心に回転を行うことで、ディスプレイモードとパーキングモードとを切り替えることができる。 The shaft 33 is formed integrally with the holder 32, for example. In order to define the rotation axis P along the direction X, it is desirable to provide one shaft 33 on each side surface of the holder 32 facing, for example, the direction X. The reflection unit 30 can switch between the display mode and the parking mode by rotating around the rotation axis P defined by the axis 33.

また軸33は、図示しない硬質構造物で回転軸Pが後述の固定端41と動力部80との相対位置が固定されている状態かつ回転可能に保持されている。硬質構造物としては例えばABS樹脂のような合成樹脂材料や、マグネシウムのような金属が適用可能である。この硬質構造物は、ヘッドアップディスプレイ1を構成する各部材を収容する筐体であってもよいし、車両Cの車体の一部であってもよい。また、硬質構造物が軸33を保持する構造は、U字状の誘い込みに軸33を載置し、回転を妨げない程度の力で板バネなどで抑えることができる。しかしこれに限定されず、回転軸Pを規定できるような保持を行う硬質構造物であればよい。 Further, the shaft 33 is a hard structure (not shown), and the rotating shaft P is held rotatably in a state where the relative positions of the fixed end 41 and the power unit 80, which will be described later, are fixed. As the hard structure, for example, a synthetic resin material such as ABS resin or a metal such as magnesium can be applied. This rigid structure may be a housing for accommodating each member constituting the head-up display 1, or may be a part of the vehicle body of the vehicle C. Further, in the structure in which the rigid structure holds the shaft 33, the shaft 33 is placed on the U-shaped invitation and can be suppressed by a leaf spring or the like with a force that does not hinder the rotation. However, the present invention is not limited to this, and any rigid structure that holds the rotation axis P so as to be defined may be used.

係止孔35(力点)は弾性部を連結するために反射部30に設けられた箇所である。本開示では例えば軸付近に設けられた孔である。この孔へ、弾性部の例示である後述のトーションスプリング40の荷重端42を係止することで、弾性部の反力を伝えることができる。 The locking hole 35 (power point) is a portion provided in the reflecting portion 30 for connecting the elastic portions. In the present disclosure, for example, it is a hole provided near the shaft. By locking the load end 42 of the torsion spring 40, which is an example of the elastic portion, to this hole, the reaction force of the elastic portion can be transmitted.

突出部37(作用点)は、ホルダ32に一体に設けられた腕片である。例えば、本開示ではホルダ32から突出した平板状を為している。また突起71と当接する当接面は、凹面鏡31の中心に対して回転方向成分において18.5°傾斜しており、なおかつ回転軸Pと同一平面上に存在する。これにより、反射部材30がトーラー位置Ptにあるときに、当接面が方向Yに垂直となる。また突出部37は方向X成分においてホルダの中央に設けることで、比較的に凹面鏡31を歪みを生じることなく回転を行うことができる。後述の動力伝達部70が、この突出部37の位置を変位することで、反射部30が表示光Lを反射する方向を調節することができる。反射部30は回転軸Pを中心に回転可能に保持されており、なおかつ後述のトーションスプリング40で回転方向に対して付勢されている。この付勢より大きい力で突出部37が押し返される、または弱い力で引き込まれることで、反射部30の角度を変更できる。 The protruding portion 37 (point of action) is an arm piece integrally provided on the holder 32. For example, in the present disclosure, it has a flat plate shape protruding from the holder 32. Further, the contact surface that comes into contact with the protrusion 71 is inclined by 18.5 ° in the rotation direction component with respect to the center of the concave mirror 31, and is present on the same plane as the rotation axis P. As a result, when the reflective member 30 is at the torah position Pt, the contact surface becomes perpendicular to the direction Y. Further, by providing the protrusion 37 in the center of the holder in the direction X component, the concave mirror 31 can be rotated relatively without causing distortion. The power transmission unit 70, which will be described later, can adjust the direction in which the reflection unit 30 reflects the display light L by displacing the position of the protrusion 37. The reflecting portion 30 is rotatably held around the rotation axis P, and is urged in the rotation direction by a torsion spring 40 described later. The angle of the reflecting portion 30 can be changed by pushing back the protruding portion 37 with a force larger than this urging force or pulling it back with a weak force.

本開示では突出部37はホルダ32と一体に形成されている。しかし、突出部37は必ずしもホルダ32と一体に形成されていなくとも良い。突出部37は凹面鏡31に設けられていても良い。また更には、突出部37が所定の回転軸を中心に位置を変位することで、反射部30の位置が調節できる構成であれば良い。即ち、回転可能に設けられた突出部の回転が、例えば少なくとも1つの歯車を介して間接的に反射角度を調節する構成であってもよい。 In the present disclosure, the protruding portion 37 is formed integrally with the holder 32. However, the protruding portion 37 does not necessarily have to be formed integrally with the holder 32. The protrusion 37 may be provided on the concave mirror 31. Furthermore, the position of the reflecting portion 30 may be adjusted by displacing the position of the protruding portion 37 about a predetermined rotation axis. That is, the rotation of the rotatably provided protrusion may indirectly adjust the reflection angle via, for example, at least one gear.

トーションスプリング40(弾性部)は、反射部30を回転方向へ向けて付勢する弾性部材である。材料は硬鋼やステンレス鋼のような硬質金属が適用できる。本開示では、軸33が案内棒としての機能を果たす。案内棒である軸33の中心(回転軸P)を中心にして、荷重端42へトルクを与える事ができる。そのトルクは、トーションスプリング40固有のトルクばね定数[N・mm/deg]とたわみ角度に従って決定される。また、固定端41は前述の硬質構造物に係止や接着などの手段で固定され、前述の通り回転軸Pと動力部80との相対位置が一定に保たれている。荷重端42はトーションスプリング40の一端が方向Rに向かって折れ曲がっており、前述の通り係止孔35に係止されている。すなわち、図2に示される通りの様子で組み付けられている。 The torsion spring 40 (elastic portion) is an elastic member that urges the reflective portion 30 in the direction of rotation. Hard metals such as hard steel and stainless steel can be applied as the material. In the present disclosure, the shaft 33 functions as a guide rod. Torque can be applied to the load end 42 about the center of the shaft 33 (rotating shaft P), which is a guide rod. The torque is determined according to the torque spring constant [N · mm / deg] peculiar to the torsion spring 40 and the deflection angle. Further, the fixed end 41 is fixed to the above-mentioned hard structure by means such as locking or adhesion, and the relative position between the rotating shaft P and the power unit 80 is kept constant as described above. One end of the torsion spring 40 of the load end 42 is bent in the direction R, and is locked in the locking hole 35 as described above. That is, they are assembled as shown in FIG.

また本開示では、トーションスプリング40は巻き込み方向に対して荷重が加わっている。すなわち、トーションスプリング40は図示する方向から見たときに時計回りの方向に付勢されていることを意味する。一方、突出部37は方向Bに向かって突起71に押されていることを意味する。この付勢は反射部30の反射面31aが方向Uを向くにつれて換言すればショーター位置に近くなるにつれて、大きくなる。一方、この付勢はパーキング位置に近づくにつれて、小さくなる。 Further, in the present disclosure, a load is applied to the torsion spring 40 in the winding direction. That is, it means that the torsion spring 40 is urged in the clockwise direction when viewed from the direction shown in the drawing. On the other hand, the protrusion 37 means that the protrusion 37 is pushed toward the direction B by the protrusion 71. This urging increases as the reflecting surface 31a of the reflecting portion 30 faces the direction U, in other words, as it approaches the shorter position. On the other hand, this urging becomes smaller as it approaches the parking position.

また、パーキング位置に到達した際も、トーションスプリング40は自身の自由角度には復帰せず、たわみを持ち続けるような構成である。というのも、このトーションスプリング40が付勢を行うことの目的は、パーキングモード、ディスプレイモード、その間の移行モードのいずれにおいても、付勢を行うことである。所定以上のトルクで付勢を行うことで、HUD1に衝撃が加わったことで逆方向のトルクが生じた場合でも、所望の方向へ係止孔35、反射部30、突出部37、突起71、動力伝達部70、動力80が付勢され、たとえ動力伝達部と動力部80の接続部、動力部80の内部に存在するバックラッシュが生じうる間隙に起因するガタつきに因る像ブレ、ガタつきに因る音が生じる虞を低減することができるのである。 Further, even when the parking position is reached, the torsion spring 40 does not return to its own free angle and keeps bending. This is because the purpose of the torsion spring 40 to bias is to bias in any of the parking mode, the display mode, and the transition mode in between. By urging with a torque equal to or higher than a predetermined value, even if a torque in the opposite direction is generated due to an impact applied to the HUD1, the locking hole 35, the reflecting portion 30, the protruding portion 37, the protrusion 71, The power transmission unit 70 and the power 80 are urged, and even if the power transmission unit and the power unit 80 are connected to each other, the image blurring and backlash due to the rattling caused by the gap that may cause backlash inside the power unit 80 are generated. It is possible to reduce the possibility of producing a sound due to backlash.

また、上述のように、パーキングモードの時よりディスプレイモードの時の付勢が強くなるように、弾性部の両端の位置を設定するとよい。というのも、パーキングモードでは車両Cは一般的に走行状態ではない一方、ディスプレイモードでは車両Cが走行状態であることが多い。これはつまり、ディスプレイモードの際にヘッドアップディスプレイ1へ大きな衝撃が加わる可能性が大きいことを意味する。つまり、パーキングモードの時よりディスプレイモードの時の付勢が強くなるように、弾性部の両端の位置を設定すると、効率的に像ブレが生じる虞を低減することができる。 Further, as described above, it is preferable to set the positions of both ends of the elastic portion so that the bias in the display mode is stronger than that in the parking mode. This is because the vehicle C is generally not in the running state in the parking mode, while the vehicle C is often in the running state in the display mode. This means that there is a high possibility that a large impact will be applied to the head-up display 1 in the display mode. That is, if the positions of both ends of the elastic portion are set so that the bias in the display mode is stronger than that in the parking mode, the possibility of image blurring can be efficiently reduced.

ところで、上述の事情によりトーションスプリング40のトルクばね定数[N・mm/deg]は大きければ大きいほど、より大きい逆方向のトルクに対して耐性を持つことができる。しかしながら、あまりに強くした場合、凹面鏡31(反射面31a)に歪みが生じてしまう。これは虚像Vの歪みにも繋がってしまうため、極力小さいバネ荷重で、十分な付勢を行う必要がある。その設定手法に則った構成はあとで詳述する。 By the way, due to the above circumstances, the larger the torque spring constant [N · mm / deg] of the torsion spring 40, the more resistant it is to the torque in the opposite direction. However, if it is made too strong, the concave mirror 31 (reflection surface 31a) will be distorted. This also leads to distortion of the virtual image V, so it is necessary to perform sufficient urging with a spring load as small as possible. The configuration according to the setting method will be described in detail later.

制御部50は、所定プログラムや各種データの格納、演算時の記憶領域などに用いる図示しないROMやRAM等の記憶部と、前記所定プログラムに従って演算処理するためのCPUと、入出力インターフェース等を設けたマイクロコンピュータを適用できる。制御部50は、HUD1の外部の車載機器から受信した車両情報に基づき、表示部20に表示する画像を生成したり、表示部の表示を制御したり、照明手段の照度を制御したりする。制御部50は表示部20及び動力部80、またHUD1の外部の電子機器と電気的に接続されており、動力部80の駆動も制御している。 The control unit 50 is provided with a storage unit such as a ROM or RAM (not shown) used for storing a predetermined program or various data, a storage area at the time of calculation, a CPU for performing calculation processing according to the predetermined program, an input / output interface, and the like. Microcomputer can be applied. The control unit 50 generates an image to be displayed on the display unit 20, controls the display of the display unit, and controls the illuminance of the lighting means based on the vehicle information received from the in-vehicle device external to the HUD1. The control unit 50 is electrically connected to the display unit 20, the power unit 80, and an external electronic device of the HUD 1, and also controls the drive of the power unit 80.

動力部80は、後述の動力伝達部70に回転軸Pと非平行な方向に沿って直線運動を行わせる動力部である。本開示では例えば方向Zに直線運動を行わせる。前述の通り制御部50と電気的に接続され、動作を制御されている。 The power unit 80 is a power unit that causes a power transmission unit 70, which will be described later, to perform a linear motion along a direction non-parallel to the rotation axis P. In the present disclosure, for example, a linear motion is performed in the direction Z. As described above, it is electrically connected to the control unit 50 to control its operation.

動力部80には、例えばリードスクリューを用いた構成を適用できる。具体的には、回転軸を入力信号に応じて回転させるモータなどの駆動部、その回転に応じて回転するネジ軸、ネジ軸に螺合する輪状のナット部、ナット部の回転を抑制するガイド部を有し、後述の動力伝達部70をナットに固定した構成である。ガイド部によって回転を抑制されたナット部は、駆動部によって回転されるネジ軸の軸方向に沿って直線運動を行うことができる。 For the power unit 80, for example, a configuration using a lead screw can be applied. Specifically, a drive unit such as a motor that rotates the rotating shaft in response to an input signal, a screw shaft that rotates in response to the rotation, a ring-shaped nut portion that is screwed into the screw shaft, and a guide that suppresses the rotation of the nut portion. It has a part, and the power transmission part 70 described later is fixed to a nut. The nut portion whose rotation is suppressed by the guide portion can perform a linear motion along the axial direction of the screw shaft rotated by the drive portion.

動力伝達部70は例えば硬質剛性樹脂材料を適用でき、動力部80の動力によって直線運動を行い、自身に設けられた突起71を介して突出部37を押すことで、反射部材30の角度を調節することができる。動力部80がリードスクリューを用いた前述の構成である場合にはナット部に対して固定され、ナット部は固定された動力伝達部70を介してガイド部に当接することで自身の回転を抑制しても良い。
<1−2.モードの説明>
For example, a rigid rigid resin material can be applied to the power transmission unit 70, and the angle of the reflection member 30 is adjusted by performing a linear motion by the power of the power unit 80 and pushing the protrusion 37 through the protrusion 71 provided on the power transmission unit 70. can do. When the power unit 80 has the above-mentioned configuration using a lead screw, it is fixed to the nut portion, and the nut portion abuts on the guide portion via the fixed power transmission portion 70 to suppress its own rotation. You may.
<1-2. Mode description>

図3、図4、図5を用いて、各モードでの付勢の様子を説明する。
図3は凹面鏡31がパーキング位置Ppにある場合の付勢の様子を示している。Tpはパーキング位置Ppでのトーションスプリング40が反射部材30に与えるトルクを示す。Fpは突出部37が突起部71に当接する力を示す。当接力Fpは突出部37の当接面に対して垂直に発生する。fpはFpの内、Z方向分力(保持分力)を示す。保持分力fpが大きくなることで、より強い衝撃が加えられた場合でも動力部80のガタつきを防ぐことができる。これは動力部80及び動力伝達部70の直線運動方向が方向Zに一致するからである。図4、図5のTx、Fx、fx(xはtまたはs)はトーラー位置Ptまたはショーター位置Psでのトルクまたは力または保持分力を示す。
The state of urging in each mode will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
FIG. 3 shows a state of urging when the concave mirror 31 is at the parking position Pp. Tp indicates the torque applied to the reflective member 30 by the torsion spring 40 at the parking position Pp. Fp indicates the force with which the protrusion 37 abuts on the protrusion 71. The contact force Fp is generated perpendicular to the contact surface of the protrusion 37. fp indicates the Z-direction component force (holding component force) in Fp. By increasing the holding component force fp, it is possible to prevent the power unit 80 from rattling even when a stronger impact is applied. This is because the linear motion directions of the power unit 80 and the power transmission unit 70 coincide with the direction Z. Tx, Fx, and fx (x is t or s) in FIGS. 4 and 5 indicate torque or force or holding component force at the torah position Pt or the shorter position Ps.

ここで、当接力Fpと保持分力fpが為す角度は、18.5°である。これは突出部37が凹面鏡31と為す角度が18.5°であって、凹面鏡31は方向Zと垂直であることからわかる。言い換えると、突出部37が動力伝達部70と当接する角度(当接角度)が18.5°であるとも言える。加えて、保持分力fpは当接力Fpに18.5°の余弦の値を乗じた大きさである。 Here, the angle formed by the contact force Fp and the holding component force fp is 18.5 °. This can be seen from the fact that the angle formed by the protrusion 37 with the concave mirror 31 is 18.5 °, and the concave mirror 31 is perpendicular to the direction Z. In other words, it can be said that the angle (contact angle) at which the protruding portion 37 comes into contact with the power transmission portion 70 is 18.5 °. In addition, the holding component force fp is a magnitude obtained by multiplying the contact force Fp by the value of the cosine of 18.5 °.

同様にして、保持分力ftは当接力Ftと等しい大きさ、保持分力fsは当接力Fsに2.5°の余弦の値を乗じた大きさである。つまり当接角度が0°に近い方が効率の良く保持分力fを加えることができる。 Similarly, the holding component force ft is a magnitude equal to the contact force Ft, and the holding component force fs is a magnitude obtained by multiplying the contact force Fs by the value of the cosine of 2.5 °. That is, the holding component force f can be applied more efficiently when the contact angle is closer to 0 °.

一般に、HUDの凹面鏡がショーター位置からトーラー位置まで回転する際の角度は3°以内である。また、ショーター位置とトーラー位置のうち、パーキング位置に近い位置からパーキング位置まで回転するために必要な角度は10°以上ある。そのため、反射部がパーキング位置付近のときに、当接角度が0度を迎えると、その後反射部がディスプレイモードに至った際には当接角度が0°から乖離してしまう。このように応力分散してしまうと、当接力Fxが大きくとも保持分力fxを効率的に加えることができず、小さくなってしまう。 Generally, the angle at which the concave mirror of the HUD rotates from the shorter position to the torah position is within 3 °. Further, of the shorter position and the torah position, the angle required to rotate from the position close to the parking position to the parking position is 10 ° or more. Therefore, if the contact angle reaches 0 ° when the reflective portion is near the parking position, the contact angle deviates from 0 ° when the reflective portion subsequently reaches the display mode. If the stress is dispersed in this way, even if the contact force Fx is large, the holding component force fx cannot be efficiently applied and becomes small.

そこで本開示で示す様に、ディスプレイモードではパーキング位置Ppの時より当接角度が0°付近になるような構成とすれば、応力分散を極力低減し、像ブレを低減したヘッドアップディスプレイを提供できる。 Therefore, as shown in the present disclosure, if the contact angle is set to be around 0 ° from the parking position Pp in the display mode, stress dispersion is reduced as much as possible and a head-up display with reduced image blurring is provided. can.

また更には、トーラー位置とショーター位置のうち、パーキング位置に近い方で当接角度が直角になるような構成では、ディスプレイモードのうち少なくとも一箇所で応力分散の無い位置を設定する事となるので、更に効率よく像ブレを低減できる。 Furthermore, in the configuration where the contact angle is at a right angle between the torah position and the shorter position, whichever is closer to the parking position, the position where there is no stress dispersion is set at least one of the display modes. , Image blur can be reduced more efficiently.

更に望ましくは、トルクばね定数をk[N・mm/deg]、変数としての角度をθ[deg]、トーラー位置とショーター位置のうちパーキングに近い一方での当接角度をθt[deg]、他方での当接角度をθs(すなわち、ディスプレイモード時に反射部を一方の位置から他方の位置まで回転した時の角度をθtに足した角度)[deg]としたときに、θ・k・cosθをθtからθsまで積分した際の絶対値が最大となるようにθtを設定することが望ましい。これによれば、さらに応力分散を低減し、効率よく像ブレを低減できる。 More preferably, the torque spring constant is k [N ・ mm / deg], the angle as a variable is θ [deg], the contact angle of one of the toller position and the shorter position, which is closer to parking, is θt [deg], and the other. When the contact angle at is θs (that is, the angle when the reflective part is rotated from one position to the other in the display mode is added to θt) [deg], θ · k · cos θ is set. It is desirable to set θt so that the absolute value when integrated from θt to θs is maximized. According to this, the stress dispersion can be further reduced and the image blur can be efficiently reduced.

こうして、像ブレが生じる虞を低減したヘッドアップディスプレイを提供することとなった。 In this way, it has become possible to provide a head-up display that reduces the risk of image blurring.

なお、本発明のヘッドアップディスプレイを上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。 例えば、本開示では反射部として、反射面、突出部の他に、ホルダを用いた構成を示した。しかし、ホルダを設けず、少なくとも反射面31aと突出部が連動して動くような構成であればいい。 Although the head-up display of the present invention has been described by way of examples in the configuration of the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and other configurations also deviate from the gist of the present invention. Of course, it is possible to make various improvements and change the display within the range that does not apply. For example, in the present disclosure, a configuration using a holder in addition to the reflecting surface and the protruding portion is shown as the reflecting portion. However, it is sufficient that the holder is not provided and at least the reflecting surface 31a and the protruding portion move in conjunction with each other.

また、弾性部としてトーションスプリングを用いた構成とした。しかし、トーションスプリング以外でも、反射部を回転方向に付勢することができる弾性部であれば他の構成であっても良い。例えば、回転軸に対して、固定端と弾性端(移動端)とを結んだ伸縮方向がねじれの位置にあるようなコイルスプリングで構成されていてもよい。伸縮方向がねじれの位置にない場合には、回転軸に対してトルクを生じさせることができず、結果的に付勢を行えない。しかし、ねじれの位置であって、上述のように固定端と回転軸と動力部との相対位置が硬質構造物で一定に保たれた状態で、移動端を反射部に止めればトルクが生じ、付勢を行うことができる。 In addition, a torsion spring was used as the elastic part. However, other than the torsion spring, any other configuration may be used as long as it is an elastic portion capable of urging the reflecting portion in the rotational direction. For example, it may be configured by a coil spring such that the expansion / contraction direction connecting the fixed end and the elastic end (moving end) is at the twisted position with respect to the rotating shaft. If the expansion / contraction direction is not in the twisted position, torque cannot be generated with respect to the rotating shaft, and as a result, urging cannot be performed. However, if it is a twisted position and the relative position of the fixed end, the rotating shaft, and the power part is kept constant by the hard structure as described above, torque is generated if the moving end is stopped at the reflecting part. You can urge.

また、本開示では、反射部30の位置がパーキング位置から順に、パーキング位置Pp、トーラー位置Pt、センター位置、ショーター位置Psとなっていた。しかし仮にパーキング位置を、反射面31aが方向F、車両の進行方向に向いた位置をとした設計では、パーキング位置に最も近いディスプレイモードでの反射部の位置はショーター位置となる。その様になった場合は、パーキング位置に近いショーター位置で当接角度が0°となるように構成すれば、効率的に像ブレが生じる虞を低減したヘッドアップディスプレイとなる。
[効果例]
Further, in the present disclosure, the positions of the reflecting portions 30 are the parking position Pp, the torah position Pt, the center position, and the shorter position Ps in order from the parking position. However, in a design in which the parking position is such that the reflecting surface 31a faces the direction F and the traveling direction of the vehicle, the position of the reflecting portion in the display mode closest to the parking position is the shorter position. In such a case, if the contact angle is set to 0 ° at the shorter position close to the parking position, the head-up display can efficiently reduce the risk of image blurring.
[Effect example]

第一に、本開示のヘッドアップディスプレイ1は、車両Cの反射透過部材WSに表示光Lを投影することで虚像Vを映し出すヘッドアップディスプレイ1であって、
車両情報を表す表示光Lを出射する表示部2と、
表示光Lを反射し、所定の回転軸Pを中心に回転可能である反射部30と、
反射部30と連動して回転することで反射部30を回転できる腕片状の突出部37と、
突出部37を弾性力により所定の回転方向に付勢する弾性部40と、
弾性部40の付勢方向に位置する面と当接する動力伝達部70と、
動力伝達部70を直線運動する動力部80と、
反射部30を回転可能に保持し、弾性部40と、動力部80と、回転軸Pの相対位置を固定する硬質構造物と、
を備え、
反射部30は、
表示光Lを反射透過部材WSに投影するディスプレイモードと、
表示光Lを反射透過部材WSに投影しないパーキングモードと、
を有し、
弾性部40は、弾性力がディスプレイモード時により強くなるように設定された
ヘッドアップディスプレイである。
この構成に依れば、ヘッドアップディスプレイ1に衝撃が加わりやすい、車両Cの走行可能状態のときに像ブレを最低限効率よく低減できるヘッドアップディスプレイを提供できる。
First, the head-up display 1 of the present disclosure is a head-up display 1 that projects a virtual image V by projecting the display light L onto the reflection / transmission member WS of the vehicle C.
A display unit 2 that emits a display light L that represents vehicle information,
A reflecting unit 30 that reflects the display light L and can rotate around a predetermined rotation axis P.
An arm piece-shaped protrusion 37 capable of rotating the reflective portion 30 by rotating in conjunction with the reflective portion 30 and
An elastic portion 40 that urges the protruding portion 37 in a predetermined rotational direction by an elastic force,
A power transmission unit 70 that comes into contact with a surface of the elastic unit 40 located in the urging direction,
A power unit 80 that linearly moves the power transmission unit 70,
A rigid structure that rotatably holds the reflective portion 30 and fixes the relative positions of the elastic portion 40, the power portion 80, and the rotating shaft P.
With
The reflection unit 30
A display mode that projects the display light L onto the reflection / transmission member WS,
A parking mode that does not project the display light L onto the reflection / transmission member WS,
Have,
The elastic portion 40 is a head-up display in which the elastic force is set to be stronger in the display mode.
According to this configuration, it is possible to provide a head-up display in which an impact is easily applied to the head-up display 1 and image blurring can be reduced at least efficiently when the vehicle C is in a runnable state.

第二に、ヘッドアップディスプレイ1は、
突出部37は、
回転軸Pからの平面視において動力伝達部70と常に回転方向に点接触にて当接し、
当接する方向と直線運動の方向Zとが為す当接角度は、
パーキングモードの時よりディスプレイモードの時の方が小さい
ヘッドアップディスプレイである。
この構成に依れば、更に比較的効率的に像ブレを防止できるヘッドアップディスプレイを提供できる。
Secondly, the head-up display 1
The protrusion 37
In a plan view from the rotation axis P, the power transmission unit 70 is always in contact with the power transmission unit 70 in the direction of rotation by point contact.
The contact angle formed by the contact direction and the linear motion direction Z is
The head-up display is smaller in display mode than in parking mode.
According to this configuration, it is possible to provide a head-up display capable of preventing image blurring more efficiently.

第三に、ヘッドアップディスプレイ1は、
反射部30は、
ディスプレイモード時に複数の表示位置(トーラー位置Ptやショーター位置Ps)に変位でき、
パーキングモードではパーキング位置Ppに変位でき、
当接角度は、
反射部30がディスプレイモード時の表示位置の内、少なくとも一箇所の表示位置にあるときに0°となる
ヘッドアップディスプレイである。
この構成に依れば、少なくとも1箇所では応力分散が生じない表示位置を有し、効率的に像ブレが生じる虞を低減したヘッドアップディスプレイを提供できる。
Third, the head-up display 1
The reflection unit 30
It can be displaced to multiple display positions (Torah position Pt and Shorter position Ps) in display mode.
In parking mode, it can be displaced to the parking position Pp,
The contact angle is
This is a head-up display in which the reflection unit 30 is 0 ° when it is in at least one display position among the display positions in the display mode.
According to this configuration, it is possible to provide a head-up display which has a display position where stress dispersion does not occur at at least one position and efficiently reduces the possibility of image blurring.

第四に、ヘッドアップディスプレイ1は
当接角度が複数の表示位置のうち、パーキング位置に最も近い表示位置で0°となる
ヘッドアップディスプレイである。
Fourth, the head-up display 1 is a head-up display in which the contact angle is 0 ° at the display position closest to the parking position among the plurality of display positions.

C 車両
1 ヘッドアップディスプレイ(HUD)
WS ウインドシールド(反射透過部材)
V 虚像
EP 視点
L 表示光

2 表示部
3 反射部
31 凹面鏡
31a 反射面
32 ホルダ
33 軸
35 係止孔(力点)
37 突出部(作用点)
40 トーションスプリング(弾性部)
41 荷重端
42 固定端
70 動力伝達部
71 突起
80 動力部

P 回転軸(支点)
C Vehicle 1 Head-up display (HUD)
WS windshield (reflection and transmission member)
V Virtual image EP Viewpoint L Display light

2 Display 3 Reflector 31 Concave mirror 31a Reflector 32 Holder 33 Shaft 35 Locking hole (power point)
37 Protruding part (point of action)
40 Torsion spring (elastic part)
41 Load end 42 Fixed end 70 Power transmission part 71 Protrusion 80 Power part

P rotation axis (fulcrum)

Claims (4)

車両の反射透過部材に表示光を投影することで虚像を映し出すヘッドアップディスプレイであって、
車両情報を表す前記表示光を出射する表示部と、
前記表示光を反射し、所定の回転軸を中心に回転可能である反射部と、
前記反射部と連動して回転することで前記反射部を回転できる突出部と、
前記突出部を弾性力により所定の回転方向に付勢する弾性部と、
前記弾性部の付勢方向に位置する面と当接する動力伝達部と、
前記動力伝達部を直線運動する動力部と、
前記反射部を回転可能に保持し、前記弾性部と、前記動力部と、前記回転軸の相対位置を固定する硬質構造物と、
を備え、
前記反射部は、
前記表示光を前記反射透過部材に投影するディスプレイモードと、
前記表示光を前記反射透過部材に投影しない休止モードと、
を有し、
前記弾性部は、前記弾性力がディスプレイモード時により強くなるように設定された、
ヘッドアップディスプレイ。
It is a head-up display that projects a virtual image by projecting display light onto the reflective and transmissive member of the vehicle.
A display unit that emits the display light that represents vehicle information,
A reflecting unit that reflects the display light and can rotate around a predetermined rotation axis,
A protruding portion that can rotate the reflective portion by rotating in conjunction with the reflective portion,
An elastic portion that urges the protruding portion in a predetermined rotational direction by an elastic force, and an elastic portion.
A power transmission unit that comes into contact with a surface of the elastic portion located in the urging direction,
A power unit that linearly moves the power transmission unit and
A rigid structure that rotatably holds the reflective portion and fixes the relative positions of the elastic portion, the power portion, and the rotating shaft.
With
The reflective part is
A display mode in which the display light is projected onto the reflection / transmission member,
A pause mode in which the display light is not projected onto the reflection / transmission member,
Have,
The elastic portion is set so that the elastic force becomes stronger in the display mode.
Head-up display.
前記突出部は、
前記回転軸からの平面視において前記動力伝達部と常に回転方向に点接触にて当接し、
前記当接の方向と前記直線運動の方向とが為す当接角度は、
休止モードの時よりディスプレイモードの時の方が小さい
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。
The protrusion
In a plan view from the rotation axis, the power transmission unit is always in contact with the power transmission unit in the direction of rotation by point contact.
The contact angle formed by the direction of contact and the direction of linear motion is
The head-up display according to claim 1, wherein the display mode is smaller than the hibernate mode.
前記反射部は、
前記ディスプレイモード時に複数の表示位置に変位でき、
前記休止モードでは休止位置に変位でき、
前記当接角度は、
前記反射部が前記表示位置の内、少なくとも一箇所の表示位置にあるときに0°となる
請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ。
The reflective part is
It can be displaced to multiple display positions in the display mode.
In the hibernation mode, it can be displaced to the hibernation position.
The contact angle is
The head-up display according to claim 2, wherein the reflection portion is 0 ° when it is in at least one display position among the display positions.
前記当接角度は、
前記複数の表示位置のうち、休止位置に最も近い表示位置で0°となる
請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ。
The contact angle is
The head-up display according to claim 3, wherein the display position closest to the rest position among the plurality of display positions is 0 °.
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