KR101704366B1

KR101704366B1 - 차량용 헤드업 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR101704366B1
Application number: KR1020167005621A
Authority: KR
Inventors: 다츠야 사사키
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2017-02-07
Also published as: WO2015033549A1; US20160202472A1; JP6111940B2; US9766452B2; JP2015052656A; KR20160039675A; DE112014004075B4; DE112014004075T5

Abstract

일 실시 형태의 차량용 HUD 장치는, 제로 검출 모드에서는, 제로 복귀 방향 Dx의 회전 출력에 의하여, 리셋 범위 ΔPol 중 스토퍼 기어부(530)에 의하여 반사경(32)의 광학 위치 Po를 정지시킬 수 있는 제로 위치 Poz를 검출한다. 그 후의 초기 조정 모드에서는, 제로 이탈 방향 Dy의 회전 출력에 의하여, 표시 범위 ΔPod 중 제로 위치 Poz를 기준으로 한 초기 위치 Poi로 광학 위치 Po를 조정한다. 또한 그 후의 유저 조정 모드에서는, 차량 유저(5)로부터의 명령에 따른 회전 출력에 의하여, 표시 범위 ΔPod 중 제로 위치 Poz를 기준으로 한 명령 위치 Poo로 광학 위치 Po를 조정한다. 여기서 제로 검출 모드에서는, 스테핑 모터(40)의 회전 속도를 유저 조정 모드보다 높고, 동 모터(40)의 출력 토크를 유저 조정 모드보다 작게 설정한다. 초기 조정 모드에서는, 스테핑 모터(40)의 회전 속도를 유저 조정 모드보다 높게 설정한다.

Description

차량용 헤드업 디스플레이 장치 {VEHICLE HEADUP DISPLAY DEVICE}

본 출원은 2013년 9월 5일에 출원된 일본 특허 출원 제2013-184399호에 기초하는 것이며, 이를 여기에 참조에 의하여 원용한다.

본 개시는 차량용의 헤드업 디스플레이 장치(이하, 「HUD 장치」라고 함)에 관한 것이다.

종래, 투사기로부터 투사되어 반사경에 의하여 반사된 표시광상을 허상으로서 표시하는 차량용 HUD 장치가 알려져 있다. 이와 같이 반사경을 이용하는 것에 의하면, 차량에 있어서 HUD 장치가 점유하는 설치 공간을 작게 하는 것이 가능하게 된다.

이러한 차량용 HUD 장치의 일종으로서 특허문헌 1에는, 반사경의 광학 위치를 조정하기 위하여 스테핑 모터로부터 회전을 출력시키고, 또한 당해 회전을 감속 기어 기구에 의하여 감속시켜 반사경에 전달하는 것이 개시되어 있다. 구체적으로 특허문헌 1의 차량용 HUD 장치에서는, 스테핑 모터에 의하여 반사경의 광학 위치를 조정하는 범위로서, 차량 유저에 의한 허상의 시인을 허용하는 표시 범위와, 차량 유저에 의한 허상의 시인을 규제하는 리셋 범위가 서로 연속하여 설정되어 있다. 여기서 리셋 범위에서는, 감속 기어 기구에 설치된 스토퍼 기구의 작용에 의하여 표시 범위와는 반대측 단부에서 반사경의 회전이 정지되도록 되어 있다.

일본 특허 공개 제2011-209617호 공보

그런데 일반적으로 차량용 HUD 장치에서는, 스테핑 모터로부터 반사경에 이르는 회전 전달 경로에 있어서, 회전 요소의 위치가 차량 진동 등의 외란에 의하여 어긋날 것이 우려된다.

따라서 본원 발명자는, 특허문헌 1과 같은 차량용 HUD 장치에 있어서 제로 복귀 방향의 회전을 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써, 리셋 범위 중 표시 범위와는 반대측 단부의 제로 위치를 검출하는 것을 예의 연구해 왔다. 이러한 제로 위치의 검출에 의하면, 당해 검출 후에, 제로 복귀 방향과는 반대측을 향하는 제로 이탈 방향의 회전을 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써, 표시 범위 중 제로 위치를 기준으로 한 초기 위치로 정확히 반사경의 광학 위치를 조정할 수 있다. 또한 초기 위치의 조정 후에도, 차량 유저로부터의 명령에 따른 회전을 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써, 표시 범위 중 제로 위치를 기준으로 한 명령 위치로 정확히 반사경의 광학 위치를 조정할 수 있다.

그러나 제로 위치를 검출하여 초기 위치를 조정하기 위해서는, 리셋 범위에서 회전 방향을 전환하고 난 후, 반사경의 광학 위치를 표시 범위까지 변화시킬 필요가 있다. 그 때문에, 초기 위치가 결정되기까지의 소요 시간이 길어져 차량 유저에게 불쾌감을 줄 우려가 있었다. 또한 제로 위치의 검출은, 반사경의 광학 위치를 스토퍼 기구에 의하여 정지시키면서 행하는 것이기 때문에, 스테핑 모터가 탈조하는 데 수반하여 감속 기어 기구의 구성 기어끼리가 거칠게 되어 이음이 발생하는 것에 의해서도, 차량 유저에게 불쾌감을 줄 우려가 있었다.

본 개시는 이상의 관점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 차량용 HUD 장치의 이용에 있어서의 쾌적성을 향상시키는 데 있다.

본 개시의 일례에 관한 차량용 헤드업 디스플레이 장치는, 표시광상을 투사하는 투사기와, 투사기로부터 투사된 표시광상을 반사하는 반사경을 회전 가능하게 갖고, 당해 반사경에 의하여 반사된 표시광상을 허상으로서 표시시키는 광학계와, 반사경의 광학 위치를 조정하기 위한 회전을 출력하는 스테핑 모터와, 복수의 기어로 이루어지고, 스테핑 모터로부터 출력되어 반사경에 전달되는 회전을 감속하는 감속 기어 기구와, 스테핑 모터의 회전을 제어하는 제어계를 구비하고, 광학 위치를 조정하는 범위로서, 차량 유저에 의한 허상의 시인을 허용하는 표시 범위와, 차량 유저에 의한 허상의 시인을 규제하는 리셋 범위가 서로 연속하여 설정되는 차량용 헤드업 디스플레이 장치이며, 리셋 범위 중 표시 범위와는 반대측 단부의 제로 위치에 있어서, 광학 위치를 정지시키는 스토퍼 기구를 더 구비하고, 제어계는, 제로 복귀 방향의 회전을 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써 제로 위치를 검출하는 제로 검출부와, 제로 위치의 검출 후, 제로 복귀 방향과는 반대측을 향하는 제로 이탈 방향(Dy)의 회전을 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써, 표시 범위 중 제로 위치를 기준으로 한 초기 위치로 광학 위치를 조정하는 초기 조정부와, 초기 위치의 조정 후, 차량 유저로부터의 명령에 따른 회전을 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써, 표시 범위 중 제로 위치를 기준으로 한 명령 위치로 광학 위치를 조정하는 유저 조정부를 가지며, 제로 검출부는, 스테핑 모터의 회전 속도를 유저 조정부보다도 높게 설정함과 함께, 스테핑 모터의 출력 토크를 유저 조정부보다도 작게 설정하고, 초기 조정부는, 스테핑 모터의 회전 속도를 유저 조정부보다도 높게 설정한다.

이 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 의하면, 제로 위치를 검출하여 초기 위치를 조정할 때는, 명령 위치의 조정 시보다 스테핑 모터의 회전 속도가 높아지므로, 초기 위치가 결정되기까지의 소요 시간을 단축할 수 있다. 그와 함께, 반사경의 광학 위치를 스토퍼 기구에 의하여 정지시키면서 제로 위치를 검출할 때는, 명령 위치의 조정 시보다 스테핑 모터의 출력 토크가 작아진다. 그러므로, 스테핑 모터로부터 반사경에 작은 출력 토크가 전달되게 되는 회전 전달 경로에서는, 스테핑 모터가 탈조하는 데 수반하여 감속 기어 기구의 교합 기어끼리가 거칠게 되더라도, 그 조도를 작게 하여 이음을 저감시킬 수 있다. 이러한 시간 단축 작용 및 이음 저감 작용에 의하면, 차량 유저에게 불쾌감을 주는 것을 회피하여 차량용 HUD 장치의 이용에 있어서의 쾌적성을 향상 가능하게 된다.

또한 상기 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 제로 검출부는, 스테핑 모터에 인가하는 구동 신호의 전기각을, 광학 위치의 조정 범위 전체 영역(ΔPa)에 상당하는 만큼 변화시켜도 된다.

이 구성에 의하면, 제로 위치를 검출할 때, 스테핑 모터에 인가하는 구동 신호의 전기각 변화량은, 반사경의 광학 위치의 조정 범위 전체 영역에 상당하는 만큼으로 된다. 이것에 의하면, 반사경이 어느 광학 위치에 있더라도, 제로 위치에의 도달을 확실하게 하여 당해 제로 위치를 정확히 검출할 수 있으므로, 당해 제로 위치에 기초하는 초기 위치 및 명령 위치의 조정도 정확한 것으로 할 수 있다. 그러므로, 초기 위치 내지는 명령 위치의 조정이 부정확하게 되어 차량 유저에게 불쾌감을 주는 사태, 즉, 쾌적성의 저하를 초래하는 사태를 회피 가능하게 된다. 또한 특히, 제로 위치로부터의 어긋남이 검출 개시 시보다 작은 경우에는, 반사경의 광학 위치가 스토퍼 기구에 의하여 조기에 정지되는 한편, 스테핑 모터의 전기각이 계속해서 변화됨으로써, 탈조는 반복되면서 제로 위치가 검출될 수 있다. 이때, 작은 출력 토크가 설정되는 차량용 HUD 장치에 의하면, 스테핑 모터의 탈조마다 이음을 저감시킬 수 있으므로, 쾌적성의 향상에 공헌 가능하게 된다.

도 1은 일 실시 형태에 의한 차량용 HUD 장치의 개략적 구성을 도시하는 구성도이다.
도 2는 도 1의 차량용 HUD 장치에 의한 허상의 표시 상태를 도시하는 모식도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 반사경의 광학 위치에 대하여 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 도 1의 스테핑 모터 및 감속 기어 기구를 도시하는 확대 단면도이다.
도 5는 도 1의 스테핑 모터 및 감속 기어 기구를 도시하는 확대 사시도이다.
도 6은 도 1의 스테핑 모터에 인가되는 구동 신호에 대하여 설명하기 위한 특성도이다.
도 7은 도 4에 있어서의 감속 기어 기구의 스토퍼 기어부를 도시하는 평면도이다.
도 8은 도 6에 나타내는 구동 신호의 전기각 제어에 대하여 설명하기 위한 특성도이다.
도 9는 도 6에 나타내는 구동 신호의 전기각 제어에 대하여 설명하기 위한 특성도이다.
도 10은 도 6에 나타내는 구동 신호의 전기각 제어에 대하여 설명하기 위한 특성도이다.
도 11은 도 1의 표시 제어 회로가 실행하는 제어 플로우를 도시하는 흐름도이다.
도 12는 도 11의 변형예의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 13은 도 3의 변형예의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 14는 도 3의 변형예의 다른 예를 도시하는 모식도이다.
도 15는 도 3의 변형예의 다른 예를 도시하는 모식도이다.
도 16은 도 11의 변형예의 다른 예를 도시하는 흐름도이다.

이하, 일 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

일 실시 형태로서 차량에 탑재되는 차량용 HUD 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 하우징(10), 투사기(20), 광학계(30), 스테핑 모터(40), 감속 기어 기구(50), 명령 스위치(60) 및 제어계(70)를 구비하고 있다.

중공형의 하우징(10)은 차량의 인스트루먼트 패널(2)에 설치되어, 차량용 HUD 장치(1)의 다른 요소(20, 30, 40, 50) 등을 수용하고 있다. 하우징(10)은, 차량의 운전석 전방에 고정된 윈드실드(4)와 상하 방향으로 대향하는 개소에 투광성의 출사창(14)을 갖고 있다.

투사기(20)는, 본 실시 형태에서는 투과 조명식의 액정 패널 또는 유기 EL 패널이며, 표시 화면(22)을 갖고 있다. 투사기(20)는, 내장된 백라이트(도시되지 않음)에 의하여 표시 화면(22)이 투과 조명됨으로써, 당해 화면(22)에 표시되는 광상(6)을 투사한다. 여기서, 투사기(20)의 표시광상(6)은, 차량 운전 내지는 차량 상태에 관련된 차량 관련 정보, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같은 차속 정보 및 내비게이션 정보 등을 통지하는 화상이다. 물론 투사기(20)의 표시광상(6)으로서는, 연료 잔량 정보, 냉각수 온도 정보 등의 물리량 정보나, 교통 상황 정보, 안전 상황 정보 등의 차 외부 상황 정보를 통지하는 화상이어도 된다.

도 1에 도시한 바와 같이 광학계(30)는, 반사경(32)을 포함하는 복수의 광학 부재{반사경(32)이외에는 도시되어 있지 않음}로 구성되어 있다. 반사경(32)은, 본 실시 형태에서는 오목 거울이며, 매끄러운 곡면형으로 오목해진 반사면(34)을 갖고 있다. 반사경(32)은, 투사기(20)로부터 반사면(34)에 직접적 내지는 간접적으로 입사되는 표시광상(6)을 확대하여 출사창(14)측으로 반사한다. 반사경(32)에 의하여 반사된 표시광상(6)은, 출사창(14)을 통하여 윈드실드(4)에 투영됨으로써, 차량의 당해 실드(4)의 전방에 결상된다. 그 결과, 투사기(20)의 표시광상(6)에 의하여 지시되는 차량 관련 정보는, 차량 내에서 운전석 상의 차량 유저(5)에 의하여 시인되는 허상으로서, 도 2와 같이 표시된다.

도 1에 도시한 바와 같이 반사경(32)은, 하우징(10)에 의하여 회전 가능하게 지지된 회전축(38)을 갖고 있다. 회전축(38)의 회전에 의하여 반사경(32)의 광학 위치 Po가 당해 축(38) 주위로 조정됨으로써, 도 2와 같이 표시광상(6)의 허상 위치 Pv가 차량의 상하 방향으로 이동한다. 여기서, 도 2에 실선으로 표시하는 허상 위치 Pv는, 차량 유저(5)에 의하여 표시광상(6)의 시인이 가능하게 되는 하방의 한계 위치 Pvl이다. 또한 한편, 도 2에 파선으로 표시하는 허상 위치 Pv는, 차량 유저(5)에 의하여 표시광상(6)의 시인이 가능하게 되는 상방의 한계 위치 Pvu이다. 따라서 반사경(32)에는, 한계 위치 Pvl, Pvu 간에 대응하는 광학 위치 Po의 조정 범위로서, 도 3에 도시하는 표시 범위 ΔPod가 설정됨으로써, 당해 범위 ΔPod 내에서는 차량 유저(5)에 의한 표시광상(6)의 시인이 허용되어 있다.

그와 함께, 반사경(32)에는, 표시 범위 ΔPod를 사이에 놓는 광학 위치 Po의 조정 범위로서, 도 3에 도시하는 리셋 범위 ΔPol, ΔPou가 설정됨으로써, 그것들 각 범위 ΔPol, ΔPou 내에서는 차량 유저(5)에 의한 표시광상(6)의 시인이 규제되어 있다. 구체적으로 로워 리셋 범위 ΔPol은, 표시 범위 ΔPod의 양 단부 중 하방 한계 위치 Pvl에 대응하는 일 단부와 연속하고 있다. 이러한 로워 리셋 범위 ΔPol의 양 단부 중 표시 범위 ΔPod와 반대측 단부에는 제로 위치 Poz가 설정되어 있다. 또한 한편, 업퍼 리셋 범위 ΔPou는, 표시 범위 ΔPod의 양 단부 중 상방 한계 위치 Pvu에 대응하는 타 단부와 연속하고 있다. 이러한 업퍼 리셋 범위 ΔPou의 양 단부 중 표시 범위 ΔPod와는 반대측 단부에는 리턴 위치 Por이 설정되어 있다. 이상의 구성에 의하여, 광학 위치 Po의 조정 범위 전체 영역 ΔPa는, 제로 위치 Poz로부터 리턴 위치 Por에 걸치는 범위(즉, ΔPol+ΔPod+ΔPou)에 일치하고 있다.

도 4, 5에 도시한 바와 같이 스테핑 모터(40)는, 본 실시 형태에서는 클로 폴 구조의 영구 자석형 모터이다. 스테핑 모터(40)는, 케이싱(46), 회전자(41) 및 고정자(44, 45)를 갖고 있다. 중공형의 케이싱(46)은 하우징(10)(도 1 참조)에 의하여 보유 지지되며, 스테핑 모터(40)의 다른 요소(41, 44, 45)를 수용하고 있다. 회전자(41)는, 모터축(42)의 외주부에 마그네트 로터(43)를 조립하여 이루어진다. 모터축(42)은 케이싱(46)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 본 실시 형태의 모터축(42)은, 도 5에 나타내는 제로 복귀 방향 Dx와 제로 이탈 방향 Dy로 회전한다. 도 4에 도시한 바와 같이 마그네트 로터(43)는, 상반되는 자극을 각각 복수씩 영구 자석에 의하여 형성하고 있다.

2상의 고정자(44, 45)는 회전자(41)의 외주측에서 케이싱(46)에 의하여 보유 지지되어 있다. A상의 고정자(44)는 자성 요크(441, 442) 및 코일(443)을 갖고, 또한 B상의 고정자(45)는 자성 요크(451, 452) 및 코일(453)을 갖고 있다. A상에 있어서 자성 요크(441, 442)와 동축 상에 배치되는 코일(443)과, B상에 있어서 자성 요크(451, 452)와 동축 상에 배치되는 코일(453)은 축 방향으로 서로 어긋나 있다. 이상의 구성에 의하여 스테핑 모터(40)는, A, B 각 상의 코일(443, 453)이 구동 신호의 인가를 받아 여자됨으로써, 마그네트 로터(43)과 함께 모터축(42)을 회전시킨다.

여기서, A상의 코일(443)에 인가되는 구동 신호는, 도 6에 굵은 실선 그래프로 나타내는 바와 같이, 전기각에 따라 전압 진폭 V를 교번시키는 코사인 함수에 따른 것으로 된다. 또한 한편, B상의 코일(453)에 인가되는 구동 신호는, 도 6에 가는 실선 그래프로 나타내는 바와 같이, 전기각에 따라 전압 진폭 V를 교번시키는 사인 함수에 따른 것으로 된다. 이러한 구동 신호의 인가에 의하여, 스테핑 모터(40)에 있어서는, 실질 90°의 전기각마다 전기 안정점 θs가 현출한다. 또한 이하의 설명에서는, A, B 각 상의 코일(443, 453)에 인가하는 구동 신호를 간단히 「구동 신호」라고 한다.

도 4에 도시한 바와 같이 감속 기어 기구(50)는, 케이싱(46) 내에서 복수의 기어(52 내지 59)를 직렬로 교합시켜 이루어진다. 구체적으로 초단 기어(52)는 모터축(42)에 형성되어 있다. 제1 아이들 기어(53)와 제1 피니언 기어(54)는, 케이싱(46)에 의하여 일체 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 아이들 기어(53)는 초단 기어(52)에 교합함으로써, 모터축(42)의 회전을 감속하여 제1 피니언 기어(54)에 전달한다. 제2 아이들 기어(55)과 제2 피니언 기어(56)는 케이싱(46)에 의하여 일체 회전 가능하게 지지되어 있다. 제2 아이들 기어(55)는 제1 피니언 기어(54)에 교합함으로써, 당해 기어(54)의 회전을 더 감속하여 제2 피니언 기어(56)에 전달한다. 제3 아이들 기어(57)와 제3 피니언 기어(58)는 케이싱(46)에 의하여 일체 회전 가능하게 지지되어 있다. 제3 아이들 기어(57)는 제2 피니언 기어(56)에 교합함으로써, 당해 기어(56)의 회전을 더 감속하여 제3 피니언 기어(58)에 전달한다. 최종단 기어(59)는, 회전축(38)(도 4, 5 참조)에 형성되어 제3 피니언 기어(58)과 교합함으로써, 당해 기어(58)의 회전을 더 감속하여 반사경(32)에 전달한다.

이러한 회전 전달 경로를 이루는 감속 기어 기구(50)는, 모터축(42)으로부터 출력되는 제로 복귀 방향 Dx의 회전을 반사경(32)까지 감속 전달함으로써, 당해 미러(32)의 광학 위치 Po를 도 3에 제로 위치 Poz측으로 변화시킨다. 또한 한편, 감속 기어 기구(50)는, 제로 복귀 방향 Dx와는 반대측을 향하여 모터축(42)으로부터 출력되는 제로 이탈 방향 Dy의 회전을 반사경(32)까지 감속 전달함으로써, 당해 미러(32)의 광학 위치 Po를 도 3의 리턴 위치 Por측으로 변화시킨다.

여기서, 기어(52 내지 59) 중 본 실시 형태의 제1 아이들 기어(53)에는, 도 7에 도시한 바와 같이 부분 기어형의 스토퍼 기어부(530)가 형성되어 있다. 구체적으로 스토퍼 기어부(530)는 제1 아이들 기어(53) 중 회전 방향의 360° 미만의 영역에 형성되어 있으며, 당해 영역 내에 한하여 복수의 톱니(532)가 이어져 있다. 이러한 구성에 의하여, 제로 복귀 방향 Dx의 회전이 모터축(42)으로부터 출력되는 데 따라, 스토퍼 기어부(530)의 일단부의 톱니(532x)가 초단 기어(52)와 교합할 때는, 반사경(32)의 광학 위치 Po가 제로 위치 Poz에 있어서 정지된다. 또한 한편, 제로 이탈 방향 Dy의 회전이 모터축(42)으로부터 출력되는 데 따라, 스토퍼 기어부(530)의 타 단부의 톱니(532y)가 초단 기어(52)와 교합할 때는, 반사경(32)의 광학 위치 Po가 리턴 위치 Por에 있어서 정지된다. 이상으로부터, 스토퍼 기어부(530)가 「스토퍼 기구」로서 기능하는 본 실시 형태에서는, 도 3과 같이 제로 위치 Poz로부터 리턴 위치 Por에 걸치는 조정 범위 전체 영역 ΔPa에 있어서, 광학 위치 Po의 조정이 가능하게 되어 있다.

도 1에 도시하는 명령 스위치(60)는, 예를 들어 차량의 스티어링 핸들 등에 설치되며, 운전석 상의 차량 유저(5)에 의하여 조작 가능하게 되어 있다. 명령 스위치(60)는, 예를 들어 푸시식 등의 2종류의 조작 부재(62, 63)를 갖고 있다. 구체적으로 다운 조작 부재(62)는, 표시광상(6)의 허상 위치 Pv를 하방으로 이동시키기 위한 다운 조정 명령을 차량 유저(5)의 조작에 따라 받는다. 또한 한편, 업 조작 부재(63)는, 표시광상(6)의 허상 위치 Pv를 상방으로 이동시키기 위한 업 조정 명령을 차량 유저(5)의 조작에 따라 받는다. 이러한 구성의 명령 스위치(60)는, 다운 조작 부재(62)의 조작에 의하여 입력되는 다운 조정 명령의 명령 신호와, 업 조작 부재(63)의 조작에 의하여 입력되는 업 조정 명령의 명령 신호를 각각 구별하여 출력한다.

제어계(70)는, 하우징(10)의 내부 내지는 외부에 표시 제어 회로(72)를 갖고 있다. 표시 제어 회로(72)는, 본 실시 형태에서는 마이크로컴퓨터를 주체로 하여 구성된 전기 회로이며, 메모리(73)를 내장하고 있다. 표시 제어 회로(72)는 투사기(20), 명령 스위치(60) 및 코일(443, 453)과 전기 접속되어 있다. 표시 제어 회로(72)는, 투사기(20)로부터의 표시광상(6)의 투사를 제어함과 함께, 명령 스위치(60)로부터 출력되는 명령 신호에 따라 스테핑 모터(40)의 회전을 제어한다. 구체적으로, 다운 조정 명령의 명령 신호에 따라 표시 제어 회로(72)는, 구동 신호의 전기각을 제로 복귀 방향 Dx로 제어하여, 반사경(32)의 광학 위치 Po를 제로 위치 Poz측으로 변화시킴으로써, 표시광상(6)의 허상 위치 Pv를 하방으로 이동시킨다. 또한 한편, 업 조정 명령의 명령 신호에 따라 표시 제어 회로(72)는, 구동 신호의 전기각을 제로 이탈 방향 Dy로 제어하여, 광학 위치 Po를 리턴 위치 Por측으로 변화시킴으로써, 표시광상(6)의 허상 위치 Pv를 상방으로 이동시킨다.

여기서, 표시 제어 회로(72)에 의한 구동 신호의 전기각 제어는, 마이크로스텝 구동과 펄스 폭 변조를 조합하여 행해진다. 본 실시 형태의 마이크로스텝 구동에서는, 도 8 내지 10에 나타내는 바와 같이 구동 신호의 전기각을, 전기 안정점 θs의 간격보다도 작은 각도 스텝 Δθ로 가변 제어할 때, 1각도 스텝 Δθ분의 변화를 발생시키는 시간을 제어 주기 ΔT로 하여 조정한다. 그 결과, 도 8의 기준 제어 주기 ΔTb에 대하여, 도 9, 10의 보정 제어 주기 ΔTc는, 예를 들어 반값 등으로 단축된다. 또한 본 실시 형태의 펄스 폭 변조에서는, 도 8 내지 10에 나타내는 바와 같이 각 각도 스텝 Δθ마다 필요한 전압 진폭 V의 변화를 부여하도록, 구동 신호의 온 듀티비 R을 가변 제어할 때, 당해 비 R을 조정한다. 그 결과, 도 8, 9의 기준 전압 진폭 Vb 및 그것을 부여하는 기준 온 듀티비 Rb에 대하여, 도 10의 보정 전압 진폭 Vc 및 그것을 부여하는 보정 온 듀티비 Rc는 각 각도 스텝 Δθ마다, 예를 들어 반값 등으로 감소한다. 또한 도 8 내지 10에서는, 각 각도 스텝 Δθ마다의 전압 진폭 V 중 최대 진폭에 대해서만 도면 부호 Vb, Vc를 붙이고, 또한 듀티비 Rb, Rc와 관련지어 도시하며, 최대 진폭 이외의 진폭에 대해서는, 도면 부호 Vb, Vc 및 관련된 도시를 생략하고 있다.

이러한 전기각 제어를 행하는 표시 제어 회로(72)는, 도 1에 도시한 바와 같이 차량의 엔진 스위치(7)와도 전기 접속되어 있다. 따라서 표시 제어 회로(72)는, 엔진 스위치(7)의 온에 따른 광학 위치 Po의 조정으로서, 로워 리셋 범위 ΔPol에 있어서의 제로 위치 Poz의 검출 후, 도 3에 예시한 바와 같은 초기 위치 Poi를, 당해 검출 위치 Poz에 기초하여 표시 범위 ΔPod에 설정한다. 또한 표시 제어 회로(72)는, 다운 조정 명령 또는 업 조정 명령에 따른 광학 위치 Po의 조정으로서, 도 3에 예시와 같은 명령 위치 Poo를, 제로 위치 Poz에 기초하여 표시 범위 ΔPod에 설정한다. 또한 표시 제어 회로(72)는, 엔진 스위치(7)의 오프에 따른 광학 위치 Po의 조정으로서, 도 3에 예시한 바와 같은 대기 위치 Pow를, 제로 위치 Poz에 기초하여 로워 리셋 범위 ΔPol에 설정한다. 또한 이하에서는, 제로 위치 Poz를 검출하는 모드를 「제로 검출 모드」, 초기 위치 Poi를 조정하는 모드를 「초기 조정 모드」, 명령 위치 Poo를 조정하는 모드를 「유저 조정 모드」, 대기 위치 Pow를 조정하는 모드를 「대기 조정 모드」라 한다.

이하, 표시 제어 회로(72)가 컴퓨터 프로그램에 따라 실행하는 구동 신호의 제어 플로우에 대하여, 도 11을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한 본 제어 플로우는, 엔진 스위치(7)가 온되는 데 따라 개시되며, 당해 개시 후의 실행 중에는, 표시 제어 회로(72)에 의한 표시광상(6)의 투사 제어가 수시로 행해지도록 되어 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 메모리(73)에 저장되어 있어도 되고, 다른 기억 장치에 저장되어 있어도 된다.

제어 플로우의 S101에서는, 제로 검출 모드로서, 모터축(42)을 제로 복귀 방향 Dx로 회전시킨다. 이때, 도 10에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태에서는, 보정 제어 주기 ΔTc로 스텝시키는 마이크로스텝 구동과, 보정 온 듀티비 Rc로의 펄스 폭 변조에 의하여, 구동 신호의 전기각(도면에서는 EA라 약기함)을 제어한다. 즉, 기준 제어 주기 ΔTb보다도 단축된 제어 주기 ΔTc와, 기준 온 듀티비 Rb보다도 감소하여 보정 전압 진폭 Vc를 부여하는 온 듀티비 Rc를 채용한다. 이것에 의하여, 나중에 상세히 설명할 유저 조정 모드에서의 기준값과 비교하여, 스테핑 모터(40)의 회전 속도(도면에서는 V_R이라 약기함)는 높아짐과 함께, 스테핑 모터(40)의 출력 토크(도면에서는 T_OUT이라 약기함)는 작아진다.

이러한 S101에 뒤이은 S102에서는, 제로 검출 모드 개시로부터의 전기각 변화량이, 광학 위치 Po의 조정 범위 전체 영역 ΔPa에 상당하는 만큼과 일치했는지의 여부를 판정한다. 그 결과로서 불일치 판정이 내려진 동안에는 S101로 복귀됨으로써, 모터축(42)의 회전이 제로 복귀 방향 Dx를 향하여 계속된다. 이에 대하여 일치 판정이 내려지면, 제로 위치 Poz는 검출되었다고 하여, 모터축(42)의 회전을 정지시키고 난 후 S103으로 이행한다.

S103에서는, 직전의 S101에 의하여 제어된 전기각을, 검출된 제로 위치 Poz에 대응하는 제로점 θz로서 메모리(73)에 기억한다. 이상, S101 내지 S103의 실행에 의하여 제로 검출 모드는 완료된다. 또한 S101 내지 S103의 실행에 의한 제로 검출 모드 중에는, 표시광상(6)의 허상 표시가 사라지도록 되어 있다.

이와 같이 제로 검출 모드가 종료된 직후의 S104에서는, 초기 조정 모드로서, 모터축(42)을 제로 이탈 방향 Dy로 회전시킨다. 이때, 도 9에 나타내는 바와 같이 본 실시 형태에서는, 보정 제어 주기 ΔTc로 스텝시키는 마이크로스텝 구동과, 기준 온 듀티비 Rb로의 펄스 폭 변조에 의하여, 구동 신호의 전기각을 제어한다. 즉, 기준 제어 주기 ΔTb보다도 단축된 제어 주기 ΔTc와, 기준 전압 진폭 Vb를 부여하는 온 듀티비 Rb를 채용한다. 이것에 의하여, 나중에 상세히 설명할 유저 조정 모드에서의 기준값과 비교하여 스테핑 모터(40)의 출력 토크는 동등해지지만, 스테핑 모터(40)의 회전 속도는 높아진다.

이러한 S104에 뒤이은 S105에서는, 초기 조정 모드 개시로부터의 전기각 변화량이, 제로 위치 Poz로부터 초기 위치 Poi까지 상당하는 만큼과 일치했는지의 여부를 판정한다. 그 결과로서 불일치 판정이 내려진 동안에는 S104로 복귀됨으로써, 모터축(42)의 회전이 제로 이탈 방향 Dy를 향하여 계속된다. 이에 대하여 일치 판정이 내려지면, 메모리(73)에 기억된 제로점 θz에 대응한 제로 위치 Poz에 기초하여, 광학 위치 Po가 초기 위치 Poi까지 조정되었다고 하여, 모터축(42)의 회전을 정지시키고 난 후 S106으로 이행한다.

S106에서는, 직전의 S104에 의하여 제어된 전기각을, 조정된 초기 위치 Poi에 대응하는 초기점 θi로서 메모리(73)에 기억한다. 따라서 직전의 S105의 판정에서 조정 목표로 되는 초기 위치 Poi는, 전회의 제어 플로우의 실행 시에 메모리(73)에 기억된 초기점 θi의 대응 위치로 된다. 이상, S104 내지 S106의 실행에 의하여 초기 조정 모드는 완료된다. 또한 S104 내지 S106의 실행에 의한 초기 조정 모드 중에는, 표시광상(6)의 허상 표시가 사라지고 당해 모드가 종료되면, 표시광상(6)의 허상 표시가 개시되도록 되어 있다.

이리하여 초기 조정 모드가 종료된 직후의 S107에서는, 유저 조정 모드로서, 엔진 스위치(도면에서는 E-SW라 약기함)(7)의 온/오프를 판정한다. 그 결과, 온 판정이 내려진 경우에는, S108로 이행한다.

S108에서는, 다운 조정 명령 또는 업 조정 명령이 입력되는 것을 대기한다. 그 결과, 다운 조정 명령이 입력되면, S109에서는, 당해 명령에 따른 제로 복귀 방향 Dx로 모터축(42)을 회전시킨다. 또한 한편, 업 조정 명령이 입력되면, S109에서는, 당해 명령에 따른 제로 이탈 방향 Dy로 모터축(42)을 회전시킨다. 이들 중 어느 경우에도, 도 8에 나타내는 바와 같이 본 실시 형태에서는, 기준 제어 주기 ΔTb로 스텝시키는 마이크로스텝 구동과, 기준 온 듀티비 Rb로의 펄스 폭 변조에 의하여, 구동 신호의 전기각을 제어한다. 즉, 보정 제어 주기 ΔTc보다도 연장된 기준 제어 주기 ΔTb와, 보정 온 듀티비 Rc보다도 증대된 온 듀티비 Rb를 채용한다. 이것에 의하여, 스테핑 모터(40)의 회전 속도는, 제로 검출 모드 및 초기 조정 모드보다도 낮은 기준시로 됨과 함께, 스테핑 모터(40)의 출력 토크는, 제로 검출 모드보다도 크고 또한 초기 조정 모드와 동등한 기준값으로 된다.

이러한 S109에 뒤이은 S110에서는, 앞서의 초기 조정 모드 개시로부터의 전기각 변화량이, 제로 위치 Poz로부터 명령 위치 Poo에 상당하는 만큼과 일치했는지의 여부를 판정한다. 여기서 명령 위치 Poo는, 1회의 다운 조정 명령 또는 1회의 업 조정 명령에 따라 조정해야 하는 목표의 광학 위치 Po로서, 대응하는 전기각이 메모리(73)에 미리 기억되어 있다. 이러한 명령 위치 Poo를 목표로서 불일치 판정이 내려진 동안에는 S109로 복귀됨으로써, 모터축(42)의 회전이 명령에 따른 방향을 향하여 계속된다. 이에 대하여 일치 판정이 내려지면, 메모리(73)에 기억된 제로점 θz에 대응한 제로 위치 Poz에 기초하여, 광학 위치 Po가 명령 위치 Poo까지 조정되었다고 하여, 모터축(42)의 회전을 정지시키고 난 후 S107로 복귀된다.

이상, S107에서 엔진 스위치(7)의 온 판정이 내려진 동안에는, S107 내지 S110의 실행에 의하여 유저 조정 모드가 계속되고, S107에서 엔진 스위치(7)의 오프 판정이 내려지면, 당해 모드가 완료된다. 또한 S107 내지 S110의 실행에 의한 유저 조정 모드 중에는, 표시광상(6)의 허상 표시가 계속되도록 되어 있다.

한편, S107에서 엔진 스위치(7)의 오프 판정이 내려진 경우에는, 대기 조정 모드의 S111로 이행함으로써, 모터축(42)을 제로 복귀 방향 Dx로 회전시킨다. 이때 본 실시 형태에서는, 구동 신호의 전기각을 S109와 마찬가지로 제어한다.

이러한 S111에 뒤이은 S112에서는, 앞서의 초기 조정 모드 개시로부터의 전기각 변화량이, 제로 위치 Poz로부터 대기 위치 Pow까지 상당하는 만큼과 일치했는지의 여부를 판정한다. 여기서 대기 위치 Pow는, 대기 조정 모드에 의하여 조정해야 하는 목표의 광학 위치 Po로서, 대응하는 전기각이 메모리(73)에 미리 기억되어 있다. 이러한 대기 위치 Pow를 목표로서 불일치 판정이 내려진 동안에는 S111로 복귀됨으로써, 모터축(42)의 회전이 제로 복귀 방향 Dx를 향하여 계속된다. 이에 대하여 일치 판정이 내려지면, 메모리(73)에 기억된 제로점 θz에 대응한 제로 위치 Poz에 기초하여, 광학 위치 Po가 대기 위치 Pow까지 조정되었다고 하여, 모터축(42)의 회전을 정지시키고 난 후, 대기 조정 모드와 함께 본 제어 플로우를 종료시킨다. 또한 S111 내지 S112의 실행에 의한 대기 조정 모드 중에는, 표시광상(6)의 허상 표시가 사라지도록 되어 있다.

(작용 효과)

이상 설명한 차량용 HUD 장치(1)의 작용 효과를 이하에 설명한다.

차량용 HUD 장치(1)에 의하면, 제로 위치 Poz를 검출하여 초기 위치 Poi를 조정할 때는, 명령 위치 Poo의 조정 시보다 스테핑 모터(40)의 회전 속도가 높아지므로, 초기 위치 Poi가 결정되기까지의 소요 시간을 단축할 수 있다. 그와 함께, 반사경(32)의 광학 위치 Po를 스토퍼 기어부(530)에 의하여 정지시키면서 제로 위치 Poz를 검출할 때는, 명령 위치 Poo의 조정 시보다 스테핑 모터(40)의 출력 토크가 작아진다. 그러므로, 스테핑 모터(40)로부터 반사경(32)에 작은 출력 토크가 전달되게 되는 회전 전달 경로에서는, 스테핑 모터(40)가 탈조하는 데 수반하여 감속 기어 기구(50)의 교합 기어(52 내지 59)끼리가 거칠게 되더라도, 그 조도를 작게 하여 이음을 저감시킬 수 있다. 이러한 시간 단축 작용 및 이음 저감 작용에 의하면, 차량 유저(5)에게 불쾌감을 주는 것을 회피하여, 차량용 HUD 장치(1)의 이용에 있어서의 쾌적성을 향상 가능하게 된다.

또한 차량용 HUD 장치(1)에 의하면, 제로 위치 Poz를 검출할 때 스테핑 모터(40)에 인가되는 구동 신호의 전기각 변화량은, 반사경(32)의 광학 위치 Po의 조정 범위 전체 영역 ΔPa에 상당하는 만큼으로 된다. 이것에 의하면, 반사경(32)이 어느 광학 위치 Po에 있더라도, 제로 위치 Poz에의 도달을 확실하게 하여, 당해 제로 위치 Poz를 정확히 검출할 수 있으므로, 당해 제로 위치 Poz에 기초하는 초기 위치 Poi 및 명령 위치 Poo의 조정도 정확한 것으로 이룰 수 있다. 그러므로, 초기 위치 Poi 내지는 명령 위치 Poo의 조정이 부정확하게 되어 차량 유저(5)에게 불쾌감을 주는 사태, 즉, 쾌적성의 저하를 초래하는 사태를 회피 가능하게 된다. 또한 특히, 제로 위치 Poz로부터의 어긋남이 검출 개시 시보다 작은 경우에는, 반사경(32)의 광학 위치 Po가 스토퍼 기어부(530)에 의하여 조기에 정지되는 한편, 스테핑 모터(40)의 전기각이 계속해서 변화됨으로써, 탈조는 반복되면서 제로 위치 Poz가 검출될 수 있다. 이때, 작은 출력 토크가 설정되는 차량용 HUD 장치(1)에 의하면, 스테핑 모터(40)의 탈조마다 이음을 저감시킬 수 있으므로, 쾌적성의 향상에 공헌 가능하게 된다.

또한 차량용 HUD 장치(1)에 있어서 제로 위치 Poz를 검출할 때, 전기 안정점 θs의 간격보다도 소각도 스텝 Δθ의 전기각으로 가변 제어되는 구동 신호는, 스테핑 모터(40)에 흐르는 실효 전류의 급변을 각 각도 스텝 Δθ마다 억제할 수 있다. 이것에 의하면, 스테핑 모터(40)의 출력 토크가 급변하는 것도 억제할 수 있으므로, 스토퍼 기어부(530)가 반사경(32)을 정지시킬 때의 충격, 또는 스테핑 모터(40)가 탈조할 때의 충격을 완화할 수 있다. 그러므로, 그러한 충격에 기인하는 이음을 저감시킬 수 있으므로, 쾌적성의 향상에 공헌 가능하게 된다.

또한 차량용 HUD 장치(1)에 의하면, 제로 위치 Poz를 검출하여 초기 위치 Poi를 조정할 때는, 전기각 가변 제어용의 제어 주기 ΔT를 명령 위치 Poo의 조정 시보다 단축시킨 구동 신호가 스테핑 모터(40)에 인가된다. 이러한 제어 주기 ΔT의 단축에 의하면, 스테핑 모터(40)의 회전 속도를 정확히 높일 수 있으므로, 초기 위치 Poi가 결정되기까지의 소요 시간을 확실히 단축하여, 쾌적성의 향상에 공헌 가능하게 된다.

게다가 차량용 HUD 장치(1)에 의하면, 반사경(32)의 광학 위치 Po를 스토퍼 기어부(530)에서 정지시키면서 제로 위치 Poz를 검출할 때는, 펄스 폭 변조용의 온 듀티비 R을 명령 위치 Poo의 조정 시보다 감소시킨 구동 신호가 스테핑 모터(40)에 인가된다. 이러한 온 듀티비 R의 감소에 의하면, 스테핑 모터(40)의 출력 토크를 정확히 작게 할 수 있으므로, 당해 모터(40)의 탈조에 수반하는 이음을 확실히 저감시켜, 쾌적성의 향상에 공헌 가능하게 된다.

또한 게다가 차량용 HUD 장치(1)에 의하면, 차량의 엔진 스위치(7)의 오프에 따라 반사경(32)의 광학 위치 Po는, 검출된 제로 위치 Poz를 기준으로 함으로써, 대기 위치 Pow로 정확히 조정될 수 있다. 여기서 대기 위치 Pow는, 표시광상(6)의 시인을 규제하는 로워 리셋 범위 ΔPol에 있어서, 차량의 엔진 정지 중에는, 반사경(32)에 의하여 반사된 외광이 차량 유저(5)의 눈에 입사되어 당해 유저(5)가 불쾌감을 갖는 사태를 억제할 수 있다. 또한 엔진 스위치(7)의 온에 따른 제로 위치 Poz의 검출에서는, 로워 리셋 범위 ΔPol 내의 대기 위치 Pow로부터, 동 범위 ΔPol 내의 제로 위치 Poz를 향하여 반사경(32)이 회전하게 된다. 그러므로, 제로 위치 Poz의 검출 중에는, 반사경(32)에 의하여 반사된 외광이 차량 유저(5)의 눈에 입사되는 것뿐만 아니라, 당해 입사 위치의 변화에 기인하여 차량 유저(5)의 불쾌감을 증대시키는 사태를 억제할 수 있다. 이상에 의하면, 차량용 HUD 장치의 이용에 있어서의 쾌적성을 향상 가능하게 된다.

또한 지금까지의 설명에서 밝혀진 바와 같이 차량용 HUD 장치(1)에서는, S101 내지 S103의 제로 검출 모드를 실행하는 표시 제어 회로(72)가 「제로 검출 수단 및 제로 검출부」에 상당한다. 또한 S104 내지 S106의 초기 조정 모드를 실행하는 표시 제어 회로(72)가 「초기 조정 수단 및 초기 조정부」에 상당한다. 또한 S107 내지 S110의 유저 조정 모드를 실행하는 표시 제어 회로(72)가 「유저 조정 수단 및 유저 조정부」에 상당한다. 또한 S111 내지 S112의 대기 조정 모드를 실행하는 표시 제어 회로(72)가 「대기 조정 수단 및 대기 조정부」에 상당한다.

(다른 실시 형태)

이상, 본 개시에 관한 일 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 개시에 관한 실시 형태는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구성을 가질 수 있다.

구체적으로 변형예 1로서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 초기 조정 모드의 S104에서, 보정 전압 진폭 Vc를 부여하는 보정 온 듀티비 Rc, 즉, 기준 전압 진폭 Vb를 부여하는 기준 온 듀티비 Rb보다도 감소시킨 온 듀티비 Rc를 채용해도 된다. 이 경우에는, 제로 검출 모드의 S101과 마찬가지로 유저 조정 모드의 기준값과 비교하면, 스테핑 모터(40)의 출력 토크가 작아진다.

변형예 2로서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 제로 위치 Poz와 리턴 위치 Por을 뒤바꾸어도 된다. 즉, 업퍼 리셋 범위 ΔPou 중 표시 범위 ΔPod와는 반대측 단부에 제로 위치 Poz를 설정함과 함께, 로워 리셋 범위 ΔPol 중 표시 범위 ΔPod와는 반대측 단부에 리턴 위치 Por을 설정해도 된다.

변형예 3으로서는, 도 13, 14에 도시한 바와 같이, 대기 위치 Pow를 업퍼 리셋 범위 ΔPou 내에 설정해도 된다. 또한 도 13은, 변형예 2에 따라 제로 위치 Poz와 리턴 위치 Por을 뒤바꾼 후의 변형예 3을 도시하고 있다. 또한 한편, 도 14는, 제로 위치 Poz와 리턴 위치 Por을 상기 실시 형태 상태로 한 변형예 3을 도시하고 있다.

변형예 4로서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 대기 위치 Pow를 표시 범위 ΔPod 내에 설정해도 된다. 이 경우, 도 16에 도시한 바와 같이, 대기 조정 모드를 실시하지 않고 엔진 스위치(7)의 오프 시에 있어서의 명령 위치 Poo를 대기 위치 Pow에 설정하도록, S113을 실행해도 된다.

변형예 5로서는, 업퍼 리셋 범위 ΔPou 및 로워 리셋 범위 ΔPol 중 한쪽을 설정하지 않아도 된다. 단, 로워 리셋 범위 ΔPol을 설정하지 않는 경우, 변형예 2에 준하여, 업퍼 리셋 범위 ΔPou 중 표시 범위 ΔPod와는 반대측 단부에 제로 위치 Poz를 설정한다. 또한 로워 리셋 범위 ΔPol을 설정하지 않는 경우, 변형예 3에 준하여, 업퍼 리셋 범위 ΔPou 내에 대기 위치 Pow를 설정해도 되고, 또는 변형예 4에 준하여, 표시 범위 ΔPod 내에 대기 위치 Pow를 설정해도 된다.

변형예 6으로서는, 제로 검출 모드의 S102에 있어서, 당해 모드 개시로부터의 전기각 변화량이, 광학 위치 Po의 조정 범위 전체 영역 ΔPa에 상당하는 각도보다도 작은 상태에 있더라도, 제로 위치 Poz는 검출된 것으로 판단하는 것도 가능하다. 예를 들어 코일(443, 453)에 발생하는 유도 전압을 측정하는 것 등에 의하여, 광학 위치 Po가 제로 위치 Poz에 도달한 것을 확인함으로써, 당해 위치 Poz의 검출을 행해도 된다.

변형예 7로서는, 제로 검출 모드의 S101, 초기 조정 모드의 S104, 유저 조정 모드의 S109 및 대기 조정 모드의 S111 중 적어도 하나에 있어서, 전기 안정점 θs의 간격마다 전기각을 스텝시키는 풀 스텝 구동을 채용해도 된다. 이 경우, 전기 안정점 θs의 간격을 상기 실시 형태의 각도 스텝 Δθ로 대신 읽어들여, 구동 신호의 전기각을 가변 제어한다.

변형예 8로서는, 제로 검출 모드, 초기 조정 모드 및 대기 조정 모드 중 적어도 하나의 모드에서 표시광상(6)의 허상 표시를 행해도 된다.

변형예 9로서는, 구동 신호의 제어 플로우를 엔진 스위치(7)의 온에 따라 개시하는 것에 추가하여, 또는 대신, 차량 유저(5)로부터의 명령에 따라 개시해도 된다.

변형예 10으로서는, 반사경(32)의 광학 위치 Po를 제로 위치 Poz에서 정지시키는 것이 가능한 「스토퍼 기구」이면, 감속 기어 기구(50)에 설치하는 스토퍼 기어부(530) 이외의 구조를 채용해도 된다. 예를 들어 반사경(32)을 직접 걸림 지지하는 구조의 「스토퍼 기구」를 광학계(30)에 설치해도 되는 것이다.

변형예 11로서는, 표시광상(6)으로 되는 레이저광을 미소 전기 기계 시스템에 의하여 투사하는 레이저 스캐너, 또는 표시광상(6)으로 되는 가시광 또는 레이저광을 디지털 미러 디바이스에 의하여 투사하는 영상 표시 시스템 등을 투사기(20)에 채용해도 된다.

변형예 12로서는, 상기 실시 형태와 같이 차량의 윈드실드(4) 이외에, 예를 들어 차량용 HUD 장치(1)에 전용으로 설치되는 컴바이너 등에 표시광상(6)을 투영해도 된다.

이상, 본 개시에 관한 실시 형태, 구성을 예시했지만, 본 개시에 관한 실시 형태, 구성은 상술한 각 실시 형태, 각 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상이한 실시 형태, 구성에 각각 개시된 기술적 부분을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태, 구성에 대해서도, 본 개시에 관한 실시 형태, 구성의 범위에 포함된다.

Claims

표시광상(6)을 투사하는 투사기(20)와,
상기 투사기로부터 투사된 상기 표시광상을 반사하는 반사경(32)을 회전 가능하게 갖고, 당해 반사경에 의하여 반사된 상기 표시광상을 허상으로서 표시시키는 광학계(30)와,
상기 반사경의 광학 위치(Po)를 조정하기 위한 회전을 출력하는 스테핑 모터(40)와,
복수의 기어(52 내지 59)로 이루어지고, 상기 스테핑 모터로부터 출력되어 상기 반사경에 전달되는 회전을 감속하는 감속 기어 기구(50)와,
상기 스테핑 모터의 회전을 제어하는 제어계(70)를 구비하고,
상기 광학 위치를 조정하는 범위로서, 차량 유저(5)에 의한 상기 허상의 시인을 허용하는 표시 범위(ΔPod)와, 상기 차량 유저에 의한 상기 허상의 시인을 규제하는 리셋 범위(ΔPol)가 서로 연속하여 설정되는 차량용 헤드업 디스플레이 장치이며,
상기 리셋 범위 중 상기 표시 범위와는 반대측 단부의 제로 위치(Poz)에 있어서, 상기 광학 위치를 정지시키는 스토퍼 기구(530)를 더 구비하고,
상기 제어계는,
제로 복귀 방향(Dx)의 회전을 상기 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써 상기 제로 위치를 검출하는 제로 검출부(S101 내지 S103)와,
상기 제로 위치의 검출 후, 상기 제로 복귀 방향과는 반대측을 향하는 제로 이탈 방향(Dy)의 회전을 상기 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써, 상기 표시 범위 중 상기 제로 위치를 기준으로 한 초기 위치(Poi)로 상기 광학 위치를 조정하는 초기 조정부(S104 내지 S106)와,
상기 초기 위치의 조정 후, 상기 차량 유저로부터의 명령에 따른 회전을 상기 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써, 상기 표시 범위 중 상기 제로 위치를 기준으로 한 명령 위치(Poo)로 상기 광학 위치를 조정하는 유저 조정부(S107 내지 S110)를 가지며,
상기 제로 검출부는, 상기 스테핑 모터의 회전 속도를 상기 유저 조정부보다도 높게 설정함과 함께, 상기 스테핑 모터의 출력 토크를 상기 유저 조정부보다도 작게 설정하고,
상기 초기 조정부는, 상기 스테핑 모터의 회전 속도를 상기 유저 조정부보다도 높게 설정하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제로 검출부는, 상기 스테핑 모터에 인가하는 구동 신호의 전기각을, 상기 광학 위치의 조정 범위 전체 영역(ΔPa)에 상당하는 만큼 변화시키는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제로 검출부는, 상기 스테핑 모터에 인가하는 구동 신호의 전기각을, 상기 스테핑 모터에 있어서의 전기 안정점(θs)의 간격보다도 작은 각도 스텝(Δθ)으로 가변 제어하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제로 검출부 및 상기 초기 조정부는, 상기 스테핑 모터에 인가하는 구동 신호의 전기각을 가변 제어하기 위한 제어 주기(ΔT)를 상기 유저 조정부보다도 단축시키는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제로 검출부는, 상기 스테핑 모터에 인가하는 구동 신호를 펄스 폭 변조하기 위한 온 듀티비(R)를 상기 유저 조정부보다도 감소시키는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어계는,
상기 차량의 엔진 스위치(7)의 오프에 따라 상기 제로 복귀 방향의 회전을 상기 스테핑 모터로부터 출력시킴으로써, 상기 리셋 범위 중 상기 제로 위치를 기준으로 한 대기 위치(Pow)로 상기 광학 위치를 조정하는 대기 조정부(S111 내지 S112)를 더 갖고,
상기 제로 검출부는, 상기 엔진 스위치의 온에 따라 상기 제로 위치를 검출하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.