TW201928446A - 抬頭顯示裝置及其傾斜角度調整機構 - Google Patents

Abstract

一種抬頭顯示裝置的傾斜角度調整機構。傾斜角度調整機構包括一反射板組件、一傳動組件以及一驅動單元。反射板組件包括一反射板。傳動組件包括一傳動桿及一連接件，連接件設置於傳動桿上。傳動組件係透過連接件與反射板組件連接。驅動單元用以驅動傳動桿以帶動反射板組件移動。

Description

抬頭顯示裝置的傾斜角度調整機構

本發明是有關於一種抬頭顯示裝置的傾斜角度調整機構，且特別是有關於一種可降低裝置體積的傾斜角度調整機構。

抬頭顯示裝置(Head-Up Display, HUD)為一種將駕駛者所需的資訊投影於駕駛者觀看擋風玻璃視線上的裝置，因此駕駛者不需低頭便能直接在駕駛的視線上觀看到所需的資訊。

抬頭顯示裝置的其中一種類型為擋風玻璃式抬頭顯示裝置(windshield HUD)，其可透過調整反射板之傾斜角度，決定投影至擋風玻璃上之影像的清晰程度及影像位置。然而，為了讓反射板的傾斜角度可隨使用需求調整，設置的調整機構反而讓抬頭顯示裝置的體積無法有效地縮小。

本發明係有關於一種抬頭顯示裝置的傾斜角度調整機構，可有效地降低裝置體積。

根據本發明之一方面，提出一種傾斜角度調整機構。傾斜角度調整機構包括一反射板組件、一傳動組件以及一驅動單元。反射板組件包括一反射板。傳動組件包括一傳動桿及一連接件，連接件設置於傳動桿上。傳動組件係透過連接件與反射板組件連接。驅動單元用以驅動傳動桿以帶動反射板組件移動。

根據本發明之另一方面，提出一種抬頭顯示裝置。抬頭顯示裝置包括一底座以及一傾斜角度調整機構。傾斜角度調整機構設置於底座上，並包括一反射板組件、一傳動組件及一驅動單元。反射板組件包括一反射板。傳動組件包括一傳動桿及一連接件，連接件設置於傳動桿上。傳動組件係透過連接件與反射板組件連接。驅動單元用以驅動傳動桿以帶動反射板組件移動。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

以下係提出各種實施例進行詳細說明，本發明並非顯示出所有可能的實施例，未於本發明提出的其它實施態樣也可以應用。再者，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。因此，說明書和圖示內容僅作敘述實施例之用，而非作為限縮本發明保護範圍之用。此外，實施例中之圖式係省略部分元件，以清楚顯示本發明之技術特點。以下是以相同/類似的符號表示相同/類似的元件或步驟做說明。

在本篇內容中，所指稱之一元件的「前側方向」、「左右兩側方向」或「底側方向」等用語，並不一定代表所述元件所正對之方向，而是用於描述與所述元件於空間中的相對位置關係。

請參照第1圖，其為根據本發明實施例之抬頭顯示裝置100或100’部分元件的相對位置關係的示意圖。抬頭顯示裝置100或100’可以是安裝於一交通工具(例如車輛)的儀表板下之裝置，其可包含一圖像產生單元30、一第一反射板40及一第二反射板11。圖像產生單元30用於產生於擋風玻璃上所顯示之影像，產生影像之光線L可依序經由第一反射板40及第二反射板11所反射，從而將影像投影至擋風玻璃上。此外，第二反射板11之傾斜角度通常係配置為可調整的，藉此來調整投影至擋風玻璃上之影像的清晰程度及影像位置。

為了要調整第二反射板11之傾斜角度，可在抬頭顯示裝置100或100’中設置一傾斜角度調整機構。在本發明中，藉由使傾斜角度調整機構設置在抬頭顯示裝置100或100’內部既有的剩餘空間S內，即可有效地運用抬頭顯示裝置100或100’之空間，而不需再尋找額外的空間來設置傾斜角度調整機構，藉此降低抬頭顯示裝置100或100’之體積。在此，既有的剩餘空間S可以是不影響光線L行經路線、且沒有任何元件設置於此的一個空間，其方位具體係位在第二反射板11的前側方向之位置，如第1圖所標示。

請參照第2圖，其為根據本發明一實施例之抬頭顯示裝置100的立體圖。抬頭顯示裝置100包括一傾斜角度調整機構10及一底座20。傾斜角度調整機構10係設置於底座20上。在第2圖中，係剖開底座20之部分側牆，以清楚顯示出傾斜角度調整機構10之外觀。

傾斜角度調整機構10包括一反射板組件1、一傳動組件2以及一驅動單元3。底座20包括一第一側壁201、一第二側壁202、一第三側壁203。第二側壁202及第三側壁203與第一側壁201相連。底座20更包括與第一側壁201、第二側壁202及第三側壁203相連之一底面204，傳動組件2及驅動單元3係設置於底面204上。驅動單元3例如是馬達，用以驅動傳動組件2。傳動組件2連接於反射板組件1與驅動單元3之間，用以將驅動單元3之動能傳遞至反射板組件1，進而驅使反射板組件1運動。

反射板組件1包括反射板11，反射板11之作用如參照第1圖所描述之內容。如第2圖所示，驅動單元3係設置於反射板11之前側方向。反射板11之前側方向的位置可描述為：在底座20的內部空間內，相較於反射板11在X軸上之座標值更小之X軸座標值之位置。在此，驅動單元3設置之位置即位於第1圖所示之既有的剩餘空間S內。舉例來說，請參照第3圖，其為第2圖之抬頭顯示裝置100的上視圖。反射板11可鄰近於底座20的第一側壁201設置，驅動單元3則遠離於底座20的第一側壁201設置。透過此配置，可最小化抬頭顯示裝置100之體積。

如第2圖所示，傳動組件2可包括一傳動桿21及一連接件22。傳動桿21水平地朝向反射板組件1延伸。例如，傳動桿21係與底座20之底面204呈水平地朝向反射板組件1延伸。連接件22設置於傳動桿21上，且傳動組件2透過連接件21與反射板組件1連接。藉此，當驅動單元3驅動傳動組件2時，可驅使反射板組件1運動，進而調整反射板11之傾斜角度。

在一實施例中，反射板組件1可包括一轉軸12，轉軸12可設置於底座20的第二側壁202與第三側壁203之間。當驅動單元3驅動傳動組件2時，反射板11以轉軸12為軸心旋轉，以調整反射板11之傾斜角度。

如第3圖所示，轉軸12之平行線可與傳動桿21之間呈一夾角θ ，夾角θ 可小於90度。在一些實施例中，夾角θ 可等於、小於或大於90度，端視抬頭顯示裝置100之底座20的預定外型而定。也就是說，藉由使傳動桿21水平地朝向反射板組件1延伸，驅動單元3可設置於反射板11之前側方向的任何位置。

請參照第4圖，其為根據本發明一實施例之傾斜角度調整機構10的立體分解圖。連接件22可具有一導槽221，反射板組件1可包括一導柱13。在一實施例中，導柱13可設置於反射板11之一側邊11s(標示於第1圖)。在此，導柱13可滑動地設置於導槽221內。當然，本發明並不限於此配置。例如，在另一實施例中，連接件22可以是導柱，而反射板組件1可具有類似的導槽。

第5A圖為以立體視角繪示第4圖之傾斜角度調整機構10部分結構的作動示意圖(一)。請參照第4圖及第5A圖，當驅動單元3驅動傳動組件2時，傳動桿21可作直線運動。具體而言，在一實施例中，傳動組件2可包括一螺桿24、一螺母25及一導引件26。螺桿24之延伸方向與傳動桿21及導引件26係互相平行的。螺母25螺接於螺桿24，且連接於導引件26。傳動桿21可連接於螺母25，並可與螺母25連動。具體而言，傳動桿21可包括一定位件211，定位件211固定於螺母25上，故傳動桿21係與螺母25一同連動，傳動桿21與螺母25之間無法進行相對運動。

驅動單元3可驅動螺桿24以X軸為轉軸進行自轉。當驅動單元3驅動傳動組件2時，螺桿24進行自轉，使螺母25在導引件26上沿X軸作直線運動，進而帶動傳動桿21沿X軸作直線運動。

此外，在一實施例中，傳動組件2可更包括一齒輪組23，齒輪組23可連接於驅動單元3與螺桿24之間。也就是說，驅動單元3之動能係依序經由齒輪組23、螺桿24、螺母25、傳動桿21及連接件22之動力傳遞路徑，而傳遞至反射板組件1。在此，設計者可決定適當的減速比來調整齒輪組23之設計。

如第5A圖所示，傳動桿21在X軸方向上可包括相對的第一端21e1及第二端21e2。傳動桿21之定位件211可設置於第一端21e1上，而連接件22可設置於第二端21e2上，然本發明不以此為限。

如第4圖及第5A圖所示，連接件22之導槽221可為一直進槽。當驅動單元3驅動傳動組件2時，反射板組件1之導柱13可在導槽221內滑動。在此結構下，傳動桿21、連接件22及導柱13可形成一連桿機構，藉此使反射板11能夠以轉軸12為軸心旋轉，以調整反射板11之傾斜角度。當然，本發明並不限於此設計。

第5B圖為以側視角度繪示第4圖之傾斜角度調整機構10的作動示意圖(一)。第6A圖為以立體視角繪示第4圖之傾斜角度調整機構10部分結構的作動示意圖(二)。第6B圖為以側視角度繪示第4圖之傾斜角度調整機構10的作動示意圖(二)。

請參照第5A圖及第5B圖，第5B圖繪示反射板11位於第一位置之示意圖。此時，導柱13係位於導槽221之第一端221e1。當驅動單元3驅動傳動組件2時，導柱13在導槽221中之位置將會改變。

請參照第6A圖及第6B圖，第6B圖繪示反射板11位於第二位置之示意圖。當驅動單元3驅動傳動組件2時，傳動桿21沿X軸的正方向作直線運動，而驅使導柱13往導槽221之第二端221e2之方向滑動，使得反射板11能夠以轉軸12為軸心旋轉，而改變反射板11之傾斜角度。

此外，在這些實施例中，透過上述傳動桿21、導槽221及導柱13之配置，更可應用於不同尺寸設計之反射板11。詳細地說，透過調整導槽221與傳動桿21之間的夾角，可達成上述應用於不同尺寸設計之反射板11之目的。

第7A圖至第7D圖為根據本發明實施例繪示之不同尺寸反射板111、112的作動示意圖。第7A圖及第7B圖之反射板111之尺寸係大於第7C圖及第7D圖之反射板112之尺寸。在第7A圖和第7B圖中，導槽221與傳動桿21之間的夾角可調整為α ，以應用於較大尺寸之反射板111。在第7C圖和第7D圖中，導槽221與傳動桿21之間的夾角可調整為β ，以應用於較小尺寸之反射板112。其中，夾角α 之值係小於夾角β 之值，而可使反射板111和反射板112能夠在相同範圍的傾斜角度之間作調整。也就是說，在本發明的實施例中，導槽221與傳動桿21之間的夾角係可調變的，藉此可應用於不同尺寸設計之反射板。

第8圖為根據本發明另一實施例之抬頭顯示裝置100’的立體圖。第9圖為第8圖之抬頭顯示裝置100’的上視圖。抬頭顯示裝置100’包括傾斜角度調整機構10’及底座20。傾斜角度調整機構10’係設置於底座20上。

傾斜角度調整機構10’包括反射板組件1、傳動組件2以及驅動單元3。在本實施例中，驅動單元3設置之位置亦位於第1圖所示之既有的剩餘空間S內。因此，抬頭顯示裝置100’之體積亦可最小化。

在本實施例中，抬頭顯示裝置100’之部分元件的相對位置關係類似於第2圖之實施例所示之抬頭顯示裝置100，相同或相似之處於此不再重複說明。

第10圖為根據本發明另一實施例之傾斜角度調整機構10’的立體圖。請參照第8圖、第9圖及第10圖，傳動組件2包括傳動桿21’及連接件22’。與第2圖之實施例所示之抬頭顯示裝置100的其中一不同處在於：在本實施例中，當驅動單元3驅動傳動組件2時，傳動桿21’可作旋轉運動。在一實施例中，傳動組件2可更包括一蝸桿傳動組27，蝸桿傳動組27可連接於驅動單元3與傳動桿21’之間。也就是說，驅動單元3之動能係依序經由蝸桿傳動組27、傳動桿21’及連接件22’之動力傳遞路徑，而傳遞至反射板組件1。在此，設計者可依據所決定的減速比，增減驅動單元3與傳動桿21’之間的傳動機構設計。

連接件22’可為一蝸桿，反射板組件1可包括一蝸齒部13’。在一實施例中，蝸齒部13’可設置於反射板11之一側邊11s。蝸齒部13’可呈弧形，且弧形的長度決定反射板11可調整之傾斜角度的範圍。在此，蝸齒部13’可嚙合於蝸桿(即連接件22’)。

在一實施例中，連接件22’可連接於傳動桿21’，並可與傳動桿21’連動。亦即，連接件22’與傳動桿21’之間無法進行相對運動。因此，當驅動單元3驅動傳動組件2而使傳動桿21’以X軸為轉軸進行自轉時，連接件22’亦隨之轉動。如此一來，連接件22’可帶動與其嚙合之蝸齒部13’，而使反射板11能夠以轉軸12為軸心旋轉，以調整反射板11之傾斜角度。當然，本發明並不限於此設計。

第11圖以側視角度繪示第10圖之傾斜角度調整機構10’的作動示意圖(一)。第12圖以側視角度繪示第10圖之傾斜角度調整機構10’的作動示意圖(二)。

請參照第11圖，其繪示反射板11位於第一位置之示意圖。當驅動單元3驅動傳動組件2時，傳動桿21’與連接件22’以X軸為轉軸進行旋轉運動，以帶動與連接件22’相嚙合之蝸齒部13’。由此，反射板11能夠以轉軸12為軸心旋轉，而改變反射板11之傾斜角度。如第12圖所示，反射板11從第11圖之第一位置轉變成第二位置。

此外，在這些實施例中，透過上述傳動桿21’、連接件22’及蝸齒部13’之配置，更可應用於不同尺寸設計之反射板11。

請參照第13圖，其為第10圖之傾斜角度調整機構10’的局部放大圖。透過調整蝸桿(即連接件22’)之截距P與螺旋角γ ，可達成上述應用於不同尺寸設計之反射板11之目的。詳細地說，若在蝸桿之節圓大小相同之條件下，具有較長截距P與較大螺旋角γ 之蝸桿可用於驅動較大尺寸之反射板11；相對地，具有較短截距P與較小螺旋角γ 之蝸桿可用於驅動較小尺寸之反射板11。

上述實施例所提出之傾斜角度調整機構10、10’及抬頭顯示裝置100、100’，驅動單元設置之位置係位於第1圖所示之既有的剩餘空間S內，例如是位於反射板的前側方向之位置，或者是遠離於底座的第一側壁之位置，其中反射板係設置在鄰近於此第一側壁之位置。因此，可有效運用抬頭顯示裝置100、100’之空間，不需再尋找額外的空間來設置傾斜角度調整機構，藉此最小化抬頭顯示裝置100、100’之體積。再者，上述實施例所提出之傾斜角度調整機構10、10’及抬頭顯示裝置100、100’更可適用於不同尺寸設計之反射板。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧反射板組件

10、10’‧‧‧傾斜角度調整機構

100、100’‧‧‧抬頭顯示裝置

11、111、112‧‧‧反射板

11s‧‧‧側邊

12‧‧‧轉軸

13‧‧‧導柱

13’‧‧‧蝸齒部

2‧‧‧傳動組件

20‧‧‧底座

201‧‧‧第一側壁

202‧‧‧第二側壁

203‧‧‧第三側壁

204‧‧‧底面

21、21’‧‧‧傳動桿

21e1‧‧‧傳動桿之第一端

21e2‧‧‧傳動桿之第二端

211‧‧‧定位件

22、22’‧‧‧連接件

221‧‧‧導槽

221e1‧‧‧導槽之第一端

221e2‧‧‧導槽之第二端

23‧‧‧齒輪組

24‧‧‧螺桿

25‧‧‧螺母

26‧‧‧導引件

27‧‧‧蝸桿傳動組

3‧‧‧驅動單元

30‧‧‧圖像產生單元

40‧‧‧第一反射板

L‧‧‧光線

P‧‧‧截距

S‧‧‧既有的剩餘空間

α、β‧‧‧導槽與傳動桿之間的夾角

γ‧‧‧螺旋角

第1圖為根據本發明實施例之抬頭顯示裝置部分元件的相對位置關係的示意圖。 第2圖為根據本發明一實施例之抬頭顯示裝置的立體圖。 第3圖為第2圖之抬頭顯示裝置的上視圖。 第4圖為根據本發明一實施例之傾斜角度調整機構的立體分解圖。 第5A圖為以立體視角繪示第4圖之傾斜角度調整機構部分結構的作動示意圖(一)。 第5B圖為以側視角度繪示第4圖之傾斜角度調整機構的作動示意圖(一)。 第6A圖為以立體視角繪示第4圖之傾斜角度調整機構部分結構的作動示意圖(二)。 第6B圖為以側視角度繪示第4圖之傾斜角度調整機構的作動示意圖(二)。 第7A圖至第7D圖為根據本發明實施例繪示之不同尺寸反射板的作動示意圖。 第8圖為根據本發明另一實施例之抬頭顯示裝置的立體圖。 第9圖為第8圖之抬頭顯示裝置的上視圖。 第10圖為根據本發明另一實施例之傾斜角度調整機構的立體圖。 第11圖以側視角度繪示第10圖之傾斜角度調整機構的作動示意圖(一)。 第12圖以側視角度繪示第10圖之傾斜角度調整機構的作動示意圖(二)。 第13圖為第10圖之傾斜角度調整機構的局部放大圖。

Claims (15)

1. 一種傾斜角度調整機構，包括： 一反射板組件，包括一反射板； 一傳動組件，包括一傳動桿及一連接件，該連接件設置於該傳動桿上，該傳動組件係透過該連接件與該反射板組件連接；以及 一驅動單元，用以驅動該傳動桿以帶動反射板組件移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之傾斜角度調整機構，其中該反射板組件更包括一轉軸，當該驅動單元驅動該傳動桿時，該反射板以該轉軸為軸心旋轉。
3. 如申請專利範圍第2項所述之傾斜角度調整機構，其中該轉軸之平行線與該傳動桿之間呈一夾角，該夾角係小於90度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之傾斜角度調整機構，其中該連接件具有一導槽，該反射板組件更包括一導柱，該導柱設置於該反射板之一側邊，該導柱係可滑動地設置於該導槽內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之傾斜角度調整機構，其中對於不同尺寸的反射板，該導槽與該傳動桿之間的夾角係可調變的。
6. 如申請專利範圍第1項所述之傾斜角度調整機構，其中當該驅動單元驅動該傳動桿時，該傳動桿係作直線運動。
7. 如申請專利範圍第1項所述之傾斜角度調整機構，其中該傳動組件更包括一螺桿、一螺母及一導引件，該螺母螺接於該螺桿並連接於該導引件，且該傳動桿連接於該螺母並與該螺母連動，當該驅動單元驅動該傳動桿時，該螺母在該導引件上作直線運動。
8. 如申請專利範圍第1項所述之傾斜角度調整機構，其中當該驅動單元驅動該傳動桿時，該傳動桿係作旋轉運動。
9. 如申請專利範圍第8項所述之傾斜角度調整機構，其中該連接件係為一蝸桿，該反射板組件更包括一蝸齒部，該蝸齒部設置於該反射板之一側邊，該蝸齒部呈弧形，且該蝸齒部係嚙合於該蝸桿。
10. 一種抬頭顯示裝置，包括： 一底座；以及 一傾斜角度調整機構，設置於該底座上，該傾斜角度調整機構包括： 一反射板組件，包括一反射板； 一傳動組件，包括一傳動桿及一連接件，該連接件設置於該傳動桿上，該傳動組件係透過該連接件與該反射板組件連接；以及 一驅動單元，用以驅動該傳動桿以帶動反射板組件移動。
11. 如申請專利範圍第10項所述之抬頭顯示裝置，其中該反射板組件更包括一轉軸，當該驅動單元驅動該傳動桿時，該反射板以該轉軸為軸心旋轉。
12. 如申請專利範圍第10項所述之抬頭顯示裝置，其中該連接件具有一導槽，該反射板組件更包括一導柱，該導柱設置於該反射板之一側邊，該導柱係可滑動地設置於該導槽內。
13. 如申請專利範圍第12項所述之抬頭顯示裝置，其中對於不同尺寸的反射板，該導槽與該傳動桿之間的夾角係可調變的。
14. 如申請專利範圍第10項所述之抬頭顯示裝置，其中該傳動組件更包括一螺桿、一螺母及一導引件，該螺母螺接於該螺桿並連接於該導引件，且該傳動桿連接於該螺母並與該螺母連動，當該驅動單元驅動該傳動組件時，該螺母在該導引件上作直線運動。
15. 如申請專利範圍第10項所述之抬頭顯示裝置，其中該連接件係為一蝸桿，該反射板組件更包括一蝸齒部，該蝸齒部設置於該反射板之一側邊，該蝸齒部呈弧形，且該蝸齒部係嚙合於該蝸桿。