WO2020129777A1 - 凹面鏡支持装置及び表示装置 - Google Patents

凹面鏡支持装置及び表示装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020129777A1
WO2020129777A1 PCT/JP2019/048516 JP2019048516W WO2020129777A1 WO 2020129777 A1 WO2020129777 A1 WO 2020129777A1 JP 2019048516 W JP2019048516 W JP 2019048516W WO 2020129777 A1 WO2020129777 A1 WO 2020129777A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
concave mirror
case
back side
cover
front side
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/048516
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
椋一 石川
Original Assignee
日本精機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本精機株式会社 filed Critical 日本精機株式会社
Priority to JP2020561344A priority Critical patent/JP7400733B2/ja
Publication of WO2020129777A1 publication Critical patent/WO2020129777A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a concave mirror support device and a display device.
  • Patent Document 1 a device provided in a display device for visually recognizing an image as a virtual image is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • This concave mirror support device has a structure in which a concave mirror that reflects display light representing an image toward a translucent member (for example, a windshield of a vehicle) is attached to the bottom surface of the case from the front side (see FIG. 1 of the same document). ..
  • an undesired portion such as a shaft portion for rotating the concave mirror is irradiated with display light (hereinafter, need to shield light). It is necessary to provide a cover member that covers the part) separately from the case. As a result, the number of parts may increase and the configuration may become complicated.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a concave mirror support device and a display device that have a simple structure and that can cover a necessary light shielding portion.
  • the concave mirror support device is A concave mirror that has a reflecting surface that reflects the display light representing an image visually recognized as a virtual image toward the translucent member, and that is rotatable about a predetermined axis.
  • a case having a bottom portion and an optical path space through which the display light passes is formed on the front side of the bottom portion,
  • the concave mirror, from the back side of the bottom, by being attached to the case through an opening provided in the bottom, the reflective surface is located on the front side of the bottom,
  • the case has a cover portion that covers the shaft portion from the front side.
  • a display device is The concave mirror support device, A display that emits the display light that reaches the concave mirror.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the mounting aspect in the vehicle of the head-up display (HUD) apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
  • It is the top view which looked at the principal part of a HUD device from the front side.
  • It is an exploded perspective view which looked at the principal part of a HUD device from the back side.
  • It is a perspective view of a concave mirror unit.
  • It is a principal part perspective view of a HUD apparatus.
  • It is the perspective view which looked at the case from the back side.
  • It is the top view which looked at a part structure of a HUD device from the back side.
  • It is a perspective view for explaining an attachment mode of a 1st bearing part to a case.
  • It is a perspective view for explaining an attachment mode of the 2nd bearing part to a case.
  • a head-up display (HUD) device 100 is arranged, for example, in a dashboard 2 of a vehicle 1 as shown in FIG. 1.
  • the HUD device 100 emits the display light L toward the windshield 3.
  • the display light L reflected by the windshield 3 travels toward the user 4 (mainly the driver of the vehicle 1) and causes the user 4 to visually recognize the image represented by the display light L as a virtual image V.
  • the virtual image V is displayed in front of the vehicle 1 via the windshield 3. Thereby, the user 4 can observe the virtual image V by superimposing it on the front scene.
  • the virtual image V displays various information about the vehicle 1 (hereinafter referred to as vehicle information).
  • the vehicle information includes not only the information about the vehicle 1 itself but also external information about the vehicle 1.
  • the HUD device 100 mainly includes a display unit 10, a plane mirror 20, a concave mirror unit 30, a case 40, a circuit board 50, a first cover 60, and a second cover 70, as shown in FIGS. 2 and 3. And In the following, each component of the HUD device 100 will be described with the upper side of the vehicle 1 as the front side and the lower side of the vehicle 1 as the back side. In FIGS. 1, 3 to 6, 8 and 9, the front side is represented by “F” and the back side is represented by “B”.
  • the concave mirror support device according to the present embodiment is included in the HUD device 100, and includes the concave mirror unit 30, the case 40, and the first cover 60.
  • the display device 10 By displaying an image, the display device 10 emits the display light L representing the image toward the plane mirror 20.
  • the display device 10 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) and a backlight that illuminates the LCD from behind.
  • the LCD is, for example, a TFT (Thin Film Transistor) type.
  • the backlight includes, for example, an LED (Light Emitting Diode), a light guide member, and the like.
  • the plane mirror 20 is, for example, a cold mirror, and is arranged so as to be oblique to the optical axis of the display light L emitted by the display device 10, as shown in FIG.
  • the plane mirror 20 reflects the display light L from the display device 10 toward the concave mirror 31.
  • the plane mirror 20 is fixed to the case 40 via a holder.
  • the concave mirror unit 30 includes a concave mirror 31, a first bearing portion 32, a second bearing portion 33, and a drive portion 34, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the concave mirror 31 has a reflecting surface R that expands the display light L from the plane mirror 20 and reflects it toward the windshield 3. Accordingly, the virtual image V visually recognized by the user 4 is an enlarged image of the image displayed on the display device 10.
  • the concave mirror 31 has a pair of a first shaft portion 31a and a second shaft portion 31b formed in a column shape, and a plate-shaped lever portion 31c.
  • the pair of first shaft portion 31a and second shaft portion 31b are provided so as to protrude in opposite directions from the side surface of the concave mirror 31 and extend along the axis AX.
  • the lever portion 31c is provided below the second shaft portion 31b located on the left side in FIG. 4 so as to project from the side surface of the concave mirror 31.
  • the first bearing portion 32 has a pedestal portion 321 and a bearing 322 provided on the front side of the pedestal portion 321 and supporting the first shaft portion 31a rotatably around the axis AX. Further, the first bearing portion 32 is provided with pins P1 and P2 which are inserted into holes O1 and O2 described later, which are provided in the case 40.
  • the pin P1 is provided so as to project from the bearing 322 to the front side.
  • the pin P2 is provided so as to project from the pedestal portion 321 to the front side.
  • the second bearing portion 33 includes a pedestal portion 331 and a bearing 332 that is provided on the front side of the pedestal portion 331 and that supports the second shaft portion 31b so as to be rotatable about the axis AX.
  • the pedestal portion 331 is provided with holes O3 and O4, which are provided in the case 40 and into which pins P3 and P4 described later are inserted.
  • the drive unit 34 is configured to drive the concave mirror 31 to rotate, and is fixed to the back side of the pedestal unit 331 of the second bearing unit 33.
  • the drive unit 34 includes a motor M (see FIG. 3), a housing 341 to which the motor M is attached, and a sandwiching unit 342 that sandwiches the lever unit 31c.
  • the motor M is, for example, a stepping motor, and is driven by the control of the control unit mounted on the circuit board 50.
  • a guide shaft G extending along the direction in which the main surface of the lever portion 31c faces is attached to the housing 341.
  • the sandwiching portion 342 moves the lever portion 31c along the guide axis G according to the rotating operation of the motor M via a gear mechanism (not shown). In this way, by moving the lever portion 31c along the guide axis G by the sandwiching portion 342, the drive portion 34 drives the concave mirror 31 to rotate about the axis AX.
  • the case 40 is made of synthetic resin or metal and has a light-shielding property and is formed in a box shape, and accommodates each of the display unit 10, the plane mirror 20, and the concave mirror unit 30 at a position satisfying the above functions.
  • the case 40 has a bottom portion 41 on which the display 10 and the plane mirror 20 are mounted on the front side, an outer peripheral wall portion 42 standing from the outer edge portion of the bottom portion 41 toward the front side, and a first covering portion 43. And a second cover portion 44.
  • the bottom 41 has an opening 41a.
  • the concave mirror 31 is attached to the case 40 from the back side of the bottom 41 through the opening 41a, so that the reflection surface R is located on the front side of the bottom 41.
  • the opening 41a is formed in a size that does not hinder the rotating operation of the concave mirror 31.
  • an optical path space S through which the display light L passes is formed on the front side of the bottom portion 41.
  • the first cover portion 43 is located between the right end of the concave mirror 31 and the outer peripheral wall portion 42, and covers the first shaft portion 31a and the first bearing portion 32 from the front side.
  • the second cover portion 44 is located between the left end of the concave mirror 31 and the outer peripheral wall portion 42, and covers the second shaft portion 31b, the second bearing portion 33, and the drive portion 34 from the front side.
  • an insertion portion 430 into which the first bearing portion 32 is inserted is formed on the back side of the first cover portion 43.
  • the insertion portion 430 has a recess portion 431 into which the bearing 322 of the first bearing portion 32 is inserted, and a contact portion 432 that contacts the pedestal portion 321.
  • the recessed portion 431 is formed in a taper shape that tapers toward the front side so that the bearing 322 of the first bearing portion 32 can be easily inserted during assembly.
  • the hollow portion 431 is formed such that its center is located on the axis line AX.
  • a hole O1 into which the pin P1 provided on the bearing 322 is inserted is provided at the center of the recess 431.
  • the hole O1 is formed in such a size that the pin P1 is fitted therein.
  • the contact portion 432 is provided with a hole O2 into which the pin P2 provided on the pedestal portion 331 is inserted.
  • the hole O2 is formed in a shape longer than the hole O1 in the direction orthogonal to the axis AX.
  • an insertion portion 440 into which the second bearing portion 33 is inserted is formed on the back side of the second cover portion 44.
  • the insertion portion 440 has a recess portion 441 into which the bearing 332 of the second bearing portion 33 is inserted, and a contact portion 442 that contacts the pedestal portion 331.
  • the recessed portion 441 is formed in a tapered shape that tapers toward the front side, as shown in FIG. 9, so that the bearing 332 of the second bearing portion 33 can be easily inserted during assembly.
  • the recessed portion 441 is formed such that its center is located on the axis line AX.
  • the contact portion 442 has a pin P3 protruding toward the back side and inserted into a hole O3 provided in the second bearing portion 33, and a pin P4 inserted into a hole O4 provided in the second bearing portion 33. And are provided.
  • the hole O3 is formed in such a size that the pin P3 is fitted therein.
  • the hole O4 is formed in a shape longer than the hole O3 in the direction orthogonal to the axis AX.
  • the pin P3 provided on the case 40 is located on the axis AX.
  • the first bearing portion 32 is inserted into the insertion portion 430 provided on the back side of the case 40, the pin P1 is inserted into the hole O1 of the case 40, and the pin P2 is inserted into the hole O2 of the case 40. It is positioned relative to.
  • the first bearing portion 32 thus positioned is fixed from the back side of the case 40 by a fixing means such as a screw.
  • the second bearing portion 33 is inserted into the insertion portion 440 provided on the back side of the case 40, and the pin P3 of the case 40 is inserted into the hole O3, and the pin P4 of the case 40 is inserted into the hole O4. It is positioned relative to. As described above, since the drive portion 34 is fixed to the second bearing portion 33, the drive portion 34 is also positioned with respect to the case 40. The second bearing portion 33 and the driving portion 34 thus positioned are fixed from the back side of the case 40 by fixing means such as screws. Note that the housing 341 of the drive unit 34 may be provided with holes that communicate with the holes O3 and O4, and the pins P3 and P4 of the case 40 may reach the holes via the second bearing unit 33. Good.
  • the concave mirror 31 is attached to the case 40 from the back side via the first bearing portion 32 and the second bearing portion 33.
  • the hole O1 and the pin P3 provided on the back side of the case 40 are located on the axis AX. Accordingly, the concave mirror 31 rotatably supported by the first bearing portion 32 and the second bearing portion 33 can be attached to the case 40 while suppressing an error with respect to the desired axis line AX.
  • a board fixing portion 41b to which the circuit board 50 is fixed is provided on the back side of the bottom portion 41 of the case 40.
  • the substrate fixing portion 41b is located on the back side of the portion of the bottom portion 41 where the display device 10 is provided.
  • the circuit board 50 is a printed circuit board on which various circuits are formed and a control unit including a microcomputer is mounted.
  • the control unit controls the entire operation of the HUD device, controls the rotational drive of the concave mirror 31 via the drive unit 34, and controls the display operation of the display device 10.
  • the control unit communicates with a system such as an ECU (Electronic Control Unit) that controls each unit of the vehicle 1 and causes the display 10 to display an image indicating vehicle information.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the first cover 60 is made of a light-shielding member, is attached to the case 40 from the back side, and covers the circuit board 50, the opening, 41a, and the concave mirror unit 30 from the back side, as shown in FIG.
  • the first cover 60 is fixed to the case 40 by the engaging means H1 using a hook.
  • the second cover 70 is made of a light-shielding member, and is attached to the case 40 from the front side by engaging means H2 using a hook, as shown in FIG.
  • the second cover 70 is provided with an injection port 71 (see FIG. 1) that opens toward the windshield 3.
  • a transparent cover (not shown) is attached to the emission port 71.
  • the display light L emitted from the display device 10 and reflected in the order of the plane mirror 20 and the concave mirror 31 is emitted to the outside through the emission port 71 and heads for the windshield 3.
  • the display light L is reflected by the windshield 3, a virtual image V is displayed in front of the windshield 3 when viewed from the user 4.
  • the concave mirror unit 30 that is previously assembled and unitized is assembled to the back side of the case 40 so that the concave mirror 31 is located in the opening 41a.
  • the first bearing portion 32 of the concave mirror unit 30 is inserted into the insertion portion 430 provided on the back side of the case 40.
  • the pin P1 of the first bearing portion 32 is inserted into the hole O1 of the case 40, and the pin P2 of the first bearing portion 32 is inserted into the hole O2 of the case 40.
  • the second bearing portion 33 of the concave mirror unit 30 is inserted into the insertion portion 440 provided on the back side of the case 40.
  • the pin P3 of the case 40 is inserted into the hole O3 of the second bearing portion 33
  • the pin P4 of the case 40 is inserted into the hole O4 of the second bearing portion 33.
  • the concave mirror unit 30 is positioned with respect to the case 40.
  • the first bearing portion 32 is fixed to the case 40 from the back side by a fixing means such as a screw.
  • the second bearing portion 33 and the drive portion 34 are fixed to the case 40 from the back side of the case 40 by fixing means such as screws.
  • the circuit board 50 fixed to the case 40, the opening 41a, and the first cover 60 that covers the concave mirror unit 30 from the back side are attached to the case 40 by the engaging means H1.
  • the step of fixing the circuit board 50 to the case 40 may be before or after the step of attaching the concave mirror unit 30 to the case 40.
  • the concave mirror unit 30 is attached to the case 40, and the main member on the back side of the case 40 is covered and protected by the first cover 60.
  • the concave mirror support device included in the HUD device 100 described above includes a concave mirror 31, a shaft portion (first shaft portion 31a, second shaft portion 31b) provided on the concave mirror 31, and extending along the axis AX, and a case. And 40.
  • the concave mirror 31 has a reflecting surface R that reflects the display light L representing an image visually recognized as a virtual image V toward the windshield 3 (an example of a light transmitting member), and is rotatable about a predetermined axis AX. ..
  • the case 40 has a bottom portion 41, and an optical path space S through which the display light L passes is formed on the front side of the bottom portion 41.
  • the concave mirror 31 is attached to the case 40 from the back side of the bottom portion 41 through the opening 41a provided in the bottom portion 41, so that the reflecting surface R is located on the front side of the bottom portion 41.
  • the case 40 has a cover portion (first cover portion 43, second cover portion 44) that covers the shaft portion from the front side.
  • first cover portion 43, second cover portion 44 covers the shaft portion from the front side.
  • the concave mirror support device includes a bearing portion (first bearing portion 32, second bearing portion 33) that rotatably supports the shaft portion, and the bearing portion is fixed to the cover portion from the back side. There is.
  • first shaft portion 31a and second shaft portion 31b as the shaft portion
  • first bearing portion 32 that supports the first shaft portion 31a and the second shaft portion as the bearing portion
  • second bearing portion 33 that supports 31 b
  • the concave mirror support device includes a drive portion 34 that rotationally drives the concave mirror 31.
  • cover portion there are a first cover portion 43 that covers the first shaft portion 31a from the front side and a second cover portion 44 that covers the second shaft portion 31b and the drive portion 34 from the front side.
  • the unit 30 is attached to the case 40 from the back side of the bottom portion 41. Since the unitized concave mirror unit 30 can be attached from the back side of the case 40 in this way, the assembly is easy. Further, according to the configuration, the assembled concave mirror unit 30 can be fixed by a fixing means such as a screw in one direction from the back side to the front side.
  • the concave mirror support device is attached to the circuit board 50 provided on the back side of the bottom part 41 and the case 40 from the back side, and at least covers the circuit board 50, the opening 41a, and the concave mirror 31 from the back side.
  • a cover An example of a cover.
  • the HUD device 100 (an example of a display device) includes the above-mentioned concave mirror support device and the display 10 that emits the display light L that reaches the concave mirror 31.
  • the present invention is not limited to the above embodiments and drawings. Modifications (including deletion of constituent elements) can be appropriately added without changing the gist of the present invention.
  • the display device 10 is not limited to one using an LCD, and may use one using an OLED (Organic Light-Emitting Diode). Further, the display device 10 may use a reflective display device such as DMD (Digital Micromirror Device) or LCOS (Liquid Crystal On Silicon), for example.
  • DMD Digital Micromirror Device
  • LCOS Liquid Crystal On Silicon
  • a plane mirror other than the plane mirror 20 may be provided in the optical path of the display light L connecting the plane mirror 20 and the concave mirror 31. How many flat mirrors are used and how the optical path of the display light L is turned back can be appropriately changed according to the design.
  • the projection target (translucent member) of the display light L is not limited to the windshield 3 of the vehicle 1, and may be a combiner composed of a plate-shaped half mirror, a hologram element, or the like.
  • the type of the vehicle 1 in which the HUD device 100 is mounted is not limited, and it can be applied to various vehicles such as a motorcycle and a motorcycle. Further, the HUD device 100 may be mounted on a vehicle other than the vehicle 1, such as an aircraft, a ship, a snowmobile and the like.
  • HUD Head-up display
  • HUD Head-up display
  • 3... Windshield 4... User L... Display light, V... Virtual image 10
  • Indicator 20 Plane mirror 30

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

簡潔な構成で、遮光必要部分を覆うことができる凹面鏡支持装置及び表示装置を提供する。 凹面鏡支持装置は、凹面鏡31と、凹面鏡31に設けられ、軸線に沿う軸部と、ケース40と、を備える。凹面鏡31は、虚像として視認される画像を表す表示光を透光部材に向けて反射させる反射面Rを有し、軸線を中心に回転可能である。ケース40は、底部41を有し、底部41の表側に表示光が通過する光路空間Sが形成されている。凹面鏡31は、底部41の裏側から、底部41に設けられた開口部41aを通してケース40に取り付けられていることで、反射面Rが底部41の表側に位置する。ケース40は、軸部を表側から覆う、第1覆い部43及び第2覆い部44を有する。

Description

凹面鏡支持装置及び表示装置
 本発明は、凹面鏡支持装置及び表示装置に関する。
 従来の凹面鏡支持装置として、画像を虚像として視認させる表示装置に備えられるものが、例えば、特許文献1に開示されている。この凹面鏡支持装置は、画像を表す表示光を透光部材(例えば、車両のフロントガラス)に向けて反射させる凹面鏡を、ケースの底面部に表側から取り付ける構造を有する(同文献の図1参照)。
特開2008-180917号公報
 特許文献1に開示された装置のように、ケースの底面部に表側から凹面鏡を取り付ける構造では、凹面鏡を回転させるための軸部などの表示光が照射されると好ましくない部分(以下、遮光必要部分と言う。)を覆う覆い部材をケースと別体で設ける必要が生じる。その結果、部品点数が増加し、構成が複雑化することがある。
 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡潔な構成で、遮光必要部分を覆うことができる凹面鏡支持装置及び表示装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る凹面鏡支持装置は、
 虚像として視認される画像を表す表示光を透光部材に向けて反射させる反射面を有し、所定の軸線を中心に回転可能な凹面鏡と、
 前記凹面鏡に設けられ、前記軸線に沿う軸部と、
 底部を有し、前記底部の表側に前記表示光が通過する光路空間が形成されたケースと、を備え、
 前記凹面鏡は、前記底部の裏側から、前記底部に設けられた開口部を通して前記ケースに取り付けられていることで、前記反射面が前記底部の表側に位置し、
 前記ケースは、前記軸部を表側から覆う覆い部を有する。
 上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る表示装置は、
 前記凹面鏡支持装置と、
 前記凹面鏡に到達する前記表示光を発する表示器と、を備える。
 本発明によれば、簡潔な構成で、遮光必要部分を覆うことができる。
本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ(HUD)装置の車両への搭載態様を示す図である。 HUD装置の要部を表側から見た平面図である。 HUD装置の要部を裏側から見た分解斜視図である。 凹面鏡ユニットの斜視図である。 HUD装置の要部斜視図である。 ケースを裏側から見た斜視図である。 HUD装置の一部構成を裏側から見た平面図である。 第1軸受部のケースへの取付態様を説明するための斜視図である。 第2軸受部のケースへの取付態様を説明するための斜視図である。
 本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
 本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置(HUD:Head-Up Display)装置100は、図1に示すように、例えば、車両1のダッシュボード2内に配設される。HUD装置100は、フロントガラス3に向けて表示光Lを射出する。フロントガラス3で反射した表示光Lは、ユーザ4(主に車両1の運転者)側へと向かい、ユーザ4に表示光Lが表す画像を虚像Vとして視認させる。虚像Vは、フロントガラス3を介して車両1の前方に表示される。これにより、ユーザ4は、虚像Vを前方風景と重畳させて観察することができる。虚像Vは、車両1に関する各種情報(以下、車両情報と言う。)を表示する。なお、車両情報は、車両1自体の情報のみならず、車両1の外部情報も含む。
 HUD装置100は、主に図2及び図3に示すように、表示器10と、平面鏡20と、凹面鏡ユニット30と、ケース40と、回路基板50と、第1カバー60と、第2カバー70と、を備える。以下では、HUD装置100において、車両1の上方を表側とし、車両1の下方を裏側として各構成を説明する。なお、図1、図3~図6、図8、図9において、表側を「F」、裏側を「B」と表した。また、本実施形態に係る凹面鏡支持装置は、HUD装置100に含まれ、凹面鏡ユニット30、ケース40及び第1カバー60を備えて構成される。
 表示器10は、画像を表示することで、その画像を表す表示光Lを平面鏡20に向けて発する。表示器10は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)と、LCDを背後から照明するバックライトとを含んで構成される。LCDは、例えば、TFT(Thin Film Transistor)型のものである。バックライトは、例えば、LED(Light Emitting Diode)や導光部材などにより構成されている。
 平面鏡20は、例えばコールドミラーからなり、図2に示すように、表示器10が発した表示光Lの光軸に対して斜めになるように配置されている。平面鏡20は、表示器10からの表示光Lを凹面鏡31に向けて反射させる。平面鏡20は、ホルダを介してケース40に固定されている。
 凹面鏡ユニット30は、図3及び図4に示すように、凹面鏡31と、第1軸受部32と、第2軸受部33と、駆動部34とを備える。
 凹面鏡31は、平面鏡20からの表示光Lを拡大しつつ、フロントガラス3に向けて反射させる反射面Rを有する。これにより、ユーザ4に視認される虚像Vは、表示器10に表示されている画像が拡大されたものとなる。凹面鏡31は、図4に示すように、円柱状に形成された一対の第1軸部31a及び第2軸部31bと、平板状のレバー部31cとを有する。一対の第1軸部31a及び第2軸部31bは、凹面鏡31の側面から互いに逆向きに突出し、軸線AXに沿って延びて設けられている。レバー部31cは、図4で左側に位置する第2軸部31bの下方に、凹面鏡31の側面から突出して設けられている。
 第1軸受部32は、台座部321と、台座部321の表側に設けられ、第1軸部31aを軸線AX周りに回転可能に支持する軸受322と、を有する。また、第1軸受部32には、ケース40に設けられた、後述の穴O1,O2に挿入される、ピンP1,P2が設けられている。ピンP1は、軸受322から表側に突起して設けられている。ピンP2は、台座部321から表側に突起して設けられている。
 第2軸受部33は、台座部331と、台座部331の表側に設けられ、第2軸部31bを軸線AX周りに回転可能に支持する軸受332と、を有する。台座部331には、ケース40に設けられた、後述のピンP3,P4が挿入される、穴O3,O4が設けられている。
 駆動部34は、凹面鏡31を回転駆動するための構成であり、第2軸受部33の台座部331の裏側に固定されている。駆動部34は、モータM(図3参照)と、モータMが取り付けられる筐体341と、レバー部31cを挟み込む挟込部342とを有する。モータMは、例えばステッピングモータからなり、回路基板50に実装された制御部の制御によって駆動される。図4に示すように、筐体341には、レバー部31cの主面が向く方向に沿って延びるガイド軸Gが取り付けられている。挟込部342は、図示しないギア機構を介して、モータMの回転動作に応じて、レバー部31cをガイド軸Gに沿って移動させる。このように挟込部342でレバー部31cをガイド軸Gに沿って移動させることで、駆動部34は、凹面鏡31を軸線AX周りに回転駆動する。
 ケース40は、合成樹脂や金属により遮光性を有して箱状に形成され、表示器10、平面鏡20、及び凹面鏡ユニット30の各々を上記の機能を満たす位置に収容する。ケース40は、主に図5に示すように、表側に表示器10及び平面鏡20が取り付けられる底部41と、底部41の外縁部から表側に向かって立つ外周壁部42と、第1覆い部43と、第2覆い部44と、を有する。
 底部41には、開口部41aが設けられている。凹面鏡31は、底部41の裏側から開口部41aを通してケース40に取り付けられていることで、反射面Rが底部41の表側に位置する。開口部41aは、凹面鏡31の回転動作を妨げない大きさで形成されている。図2及び図5に示すように、ケース40には、底部41の表側に表示光Lが通過する光路空間Sが形成されている。第1覆い部43は、図5に示すように、凹面鏡31の右端と外周壁部42との間に位置し、第1軸部31a及び第1軸受部32を表側から覆う。第2覆い部44は、図5に示すように、凹面鏡31の左端と外周壁部42との間に位置し、第2軸部31b、第2軸受部33及び駆動部34を表側から覆う。
 ここで、凹面鏡31のケース40への取付態様について、具体的に説明する。
 図6、図7及び図8に示すように、第1覆い部43の裏側には、第1軸受部32が挿入される挿入部430が形成されている。挿入部430は、第1軸受部32の軸受322が挿入される窪み部431と、台座部321と接触する接触部432とを有する。窪み部431は、組み付けの際に第1軸受部32の軸受322を挿入し易いように、図8に示すように、表側に向かって先細りとなるテーパー状に形成されている。窪み部431は、その中心が、軸線AX上に位置するように形成されている。窪み部431の中心には、軸受322に設けられたピンP1が挿入される穴O1が設けられている。穴O1は、ピンP1が嵌め合わされる大きさで形成されている。接触部432には、台座部331に設けられたピンP2が挿入される穴O2が設けられている。穴O2は、軸線AXと直交する方向において穴O1よりも長い形状に形成されている。
 図6、図7及び図9に示すように、第2覆い部44の裏側には、第2軸受部33が挿入される挿入部440が形成されている。挿入部440は、第2軸受部33の軸受332が挿入される窪み部441と、台座部331と接触する接触部442とを有する。窪み部441は、組み付けの際に第2軸受部33の軸受332を挿入し易いように、図9に示すように、表側に向かって先細りとなるテーパー状に形成されている。窪み部441は、その中心が、軸線AX上に位置するように形成されている。接触部442には、それぞれ裏側に向かって突起し、第2軸受部33に設けられた穴O3に挿入されるピンP3と、第2軸受部33に設けられた穴O4に挿入されるピンP4とが設けられている。穴O3は、ピンP3が嵌め合わされる大きさで形成されている。穴O4は、軸線AXと直交する方向において穴O3よりも長い形状に形成されている。ケース40に設けられたピンP3は、軸線AX上に位置する。
 第1軸受部32は、ケース40の裏側に設けられた挿入部430に挿入され、ピンP1がケース40の穴O1に、ピンP2がケース40の穴O2に挿入されることで、ケース40に対して位置決めされている。このように位置決めされた第1軸受部32は、ビス等の固定手段により、ケース40の裏側から固定される。
 第2軸受部33は、ケース40の裏側に設けられた挿入部440に挿入され、ケース40のピンP3が穴O3に、ケース40のピンP4が穴O4に挿入されることで、ケース40に対して位置決めされている。前述のように、第2軸受部33には駆動部34が固定されているため、駆動部34もケース40に対して位置決めされる。このように位置決めされた第2軸受部33及び駆動部34は、ビス等の固定手段により、ケース40の裏側から固定される。なお、駆動部34の筐体341に、穴O3及び穴O4の各々と連通する穴を設け、ケース40のピンP3,P4が、第2軸受部33を介して、当該穴に達する構成としてもよい。
 以上のように、凹面鏡31は、第1軸受部32及び第2軸受部33を介して、ケース40に裏側から取り付けられる。前述のように、ケース40の裏側に設けられた穴O1とピンP3とは、軸線AX上に位置している。これにより、所望の軸線AXに対する誤差を抑制して、第1軸受部32及び第2軸受部33に回転可能に支持された凹面鏡31をケース40に対して取り付けることができる。
 また、図6に示すように、ケース40の底部41の裏側には、回路基板50が固定される基板固定部41bが設けられている。基板固定部41bは、底部41のうち、表示器10が設けられた部分の裏側に位置する。
 回路基板50は、各種回路が形成され、マイクロコンピュータからなる制御部が実装されたプリント回路板である。制御部は、HUD装置の全体動作を制御するものであり、駆動部34を介して凹面鏡31の回転駆動を制御し、表示器10の表示動作を制御する。制御部は、車両1の各部を制御するECU(Electronic Control Unit)などのシステムと通信を行い、車両情報を示す画像を表示器10に表示させる。
 第1カバー60は、遮光性を有する部材から構成され、図3に示すように、ケース40に裏側から取り付けられ、回路基板50と開口部と41aと凹面鏡ユニット30とを裏側から覆う。第1カバー60は、フックを利用した係合手段H1により、ケース40に固定される。
 第2カバー70は、遮光性を有する部材から構成され、図3に示すように、フックを利用した係合手段H2により、ケース40に表側から取り付けられる。第2カバー70には、フロントガラス3に向かって開口する射出口71(図1参照)が設けられている。射出口71には、図示しない透光性カバーが取り付けられている。
 以上の構成からなるHUD装置100において、表示器10から発せられ、平面鏡20、凹面鏡31の順で反射した表示光Lは、射出口71から外部に射出され、フロントガラス3へと向かう。この表示光Lがフロントガラス3で反射することで、ユーザ4から見てフロントガラス3の前方に虚像Vが表示される。
 ここで、HUD装置100の製造方法のうち、主に、凹面鏡31をケース40に対して取り付ける工程の一例について説明する。
 まず、予め組み立てられてユニット化された凹面鏡ユニット30を、凹面鏡31が開口部41a内に位置するように、ケース40の裏側に組み付ける。具体的には、凹面鏡ユニット30の第1軸受部32を、ケース40の裏側に設けられた挿入部430に挿入する。この際、第1軸受部32のピンP1をケース40の穴O1に挿入するとともに、第1軸受部32のピンP2をケース40の穴O2に挿入する。また、凹面鏡ユニット30の第2軸受部33を、ケース40の裏側に設けられた挿入部440に挿入する。この際、第2軸受部33の穴O3にケース40のピンP3を挿入するとともに、第2軸受部33の穴O4にケース40のピンP4を挿入する。これにより、凹面鏡ユニット30は、ケース40に対して位置決めされる。
 このように位置決めされた後に、第1軸受部32をケース40に対し、ビス等の固定手段により裏側から固定する。第2軸受部33及び駆動部34をケース40に対し、ビス等の固定手段によりケース40の裏側から固定する。
 そして、ケース40に固定された回路基板50、開口部41a及び凹面鏡ユニット30を裏側から覆う第1カバー60を係合手段H1によりケース40に取り付ける。なお、ケース40に回路基板50を固定する工程は、ケース40に凹面鏡ユニット30を取り付ける工程の前であっても後であってもよい。
 以上のようにして、凹面鏡ユニット30がケース40に取り付けられ、また、ケース40の裏側の主要部材が第1カバー60によって覆われ、保護される。
(1)以上に説明したHUD装置100に含まれる凹面鏡支持装置は、凹面鏡31と、凹面鏡31に設けられ、軸線AXに沿う軸部(第1軸部31a、第2軸部31b)と、ケース40と、を備える。凹面鏡31は、虚像Vとして視認される画像を表す表示光Lをフロントガラス3(透光部材の一例)に向けて反射させる反射面Rを有し、所定の軸線AXを中心に回転可能である。ケース40は、底部41を有し、底部41の表側に表示光Lが通過する光路空間Sが形成されている。凹面鏡31は、底部41の裏側から、底部41に設けられた開口部41aを通してケース40に取り付けられていることで、反射面Rが底部41の表側に位置する。ケース40は、軸部を表側から覆う覆い部(第1覆い部43、第2覆い部44)を有する。
 このように、覆い部を有するケース40の裏側から凹面鏡31を取り付ける構成としたため、遮光必要部分を覆う覆い部材をケースと別体で設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。したがって、上記構成の凹面鏡支持装置によれば、簡潔な構成で、遮光必要部分を覆うことができる。
(2)具体的に、凹面鏡支持装置は、軸部を回転可能に支持する軸受部(第1軸受部32、第2軸受部33)を備え、軸受部は、覆い部に裏側から固定されている。
(3)具体的に、軸部として、一対の第1軸部31a及び第2軸部31bがあり、軸受部として、第1軸部31aを支持する第1軸受部32と、第2軸部31bを支持する第2軸受部33とがあり、凹面鏡支持装置は、凹面鏡31を回転駆動する駆動部34を備える。また、覆い部として、第1軸部31aを表側から覆う第1覆い部43と、第2軸部31b及び駆動部34を表側から覆う第2覆い部44とがある。
(4)凹面鏡支持装置においては、凹面鏡31、軸部(第1軸部31a、第2軸部31b)、軸受部(第1軸受部32、第2軸受部33)及び駆動部34を有する凹面鏡ユニット30が、底部41の裏側からケース40に取り付けられている。
 このように、ユニット化された凹面鏡ユニット30をケース40の裏側から取り付け可能な構成としたため、組み付けが容易である。また、当該構成によれば、組み付けた凹面鏡ユニット30を、裏側から表側に向かう一方向で、ビス等の固定手段により固定することができる。
(5)凹面鏡支持装置は、底部41の裏側に設けられた回路基板50と、ケース40に裏側から取り付けられ、少なくとも、回路基板50と開口部41aと凹面鏡31とを裏側から覆う第1カバー60(カバーの一例)と、を備える。
 この構成により、ケース40に対する、凹面鏡31の取付方向、回路基板50の取付方向、第1カバー60の取付方向を、裏側から表側に向かう一方向にすることができるため、組み付け作業工程における効率化を図ることができる。
(6)HUD装置100(表示装置の一例)は、前述の凹面鏡支持装置と、凹面鏡31に到達する表示光Lを発する表示器10と、を備える。
 なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。
 また、表示器10は、LCDを用いたものに限られず、OLED(Organic Light-Emitting Diode)を用いたものを採用してもよい。また、表示器10は、例えば、DMD(Digital Micro mirror Device)やLCOS(Liquid Crystal On Silicon)などの反射型表示デバイスを用いたものであってもよい。
 また、平面鏡20と凹面鏡31とを結ぶ表示光Lの光路において、平面鏡20以外の平面鏡を設けてもよい。平面鏡を何枚用いるかや、どのように表示光Lの光路を折り返すかは、設計に応じて適宜変更可能である。
 また、表示光Lの投射対象(透光部材)は、車両1のフロントガラス3に限定されず、板状のハーフミラー、ホログラム素子等により構成されるコンバイナであってもよい。
 また、HUD装置100が搭載される車両1の種類は限定されず、自動四輪車や、自動二輪車など様々な車両に適用可能である。また、HUD装置100は、航空機、船舶、スノーモービル等、車両1以外の乗り物に搭載されてもよい。
 以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
 100…ヘッドアップディスプレイ(HUD)装置
 1…車両、2…ダッシュボード、3…フロントガラス、4…ユーザ
 L…表示光、V…虚像
 10…表示器
 20…平面鏡
 30…凹面鏡ユニット
 31…凹面鏡、R…反射面、AX…軸線
 31a…第1軸部、31b…第2軸部、31c…レバー部
 32…第1軸受部
 321…台座部、P2…ピン
 322…軸受、P1…ピン
 33…第2軸受部
 331…台座部、O3,O4…穴
 332…軸受
 34…駆動部
 341…筐体、342…挟込部、M…モータ、G…ガイド軸
 40…ケース、S…光路空間
 41…底部、41a…開口部、41b…基板固定部
 43…第1覆い部
 430…挿入部
 431…窪み部、O1…穴
 432…接触部、O2…穴
 44…第2覆い部
 440…挿入部
 441…窪み部
 442…接触部、P3,P4…ピン
 50…回路基板
 60…第1カバー
 70…第2カバー、71…射出口

Claims (6)

  1.  虚像として視認される画像を表す表示光を透光部材に向けて反射させる反射面を有し、所定の軸線を中心に回転可能な凹面鏡と、
     前記凹面鏡に設けられ、前記軸線に沿う軸部と、
     底部を有し、前記底部の表側に前記表示光が通過する光路空間が形成されたケースと、を備え、
     前記凹面鏡は、前記底部の裏側から、前記底部に設けられた開口部を通して前記ケースに取り付けられていることで、前記反射面が前記底部の表側に位置し、
     前記ケースは、前記軸部を表側から覆う覆い部を有する、
     凹面鏡支持装置。
  2.  前記軸部を回転可能に支持する軸受部を備え、
     前記軸受部は、前記覆い部に裏側から固定されている、
     請求項1に記載の凹面鏡支持装置。
  3.  前記軸部として、一対の第1軸部及び第2軸部があり、
     前記軸受部として、前記第1軸部を支持する第1軸受部と、前記第2軸部を支持する第2軸受部とがあり、
     前記凹面鏡を回転駆動する駆動部を備え、
     前記覆い部として、前記第1軸部を表側から覆う第1覆い部と、前記第2軸部及び前記駆動部を表側から覆う第2覆い部とがある、
     請求項2に記載の凹面鏡支持装置。
  4.  前記凹面鏡、前記軸部、前記軸受部及び前記駆動部を有する凹面鏡ユニットが、前記底部の裏側から前記ケースに取り付けられている、
     請求項3に記載の凹面鏡支持装置。
  5.  前記底部の裏側に設けられた回路基板と、
     前記ケースに裏側から取り付けられ、少なくとも、前記回路基板と前記開口部と前記凹面鏡とを裏側から覆うカバーと、を備える、
     請求項1乃至4のいずれか1項に記載の凹面鏡支持装置。
  6.  請求項1乃至5のいずれか1項に記載の凹面鏡支持装置と、
     前記凹面鏡に到達する前記表示光を発する表示器と、を備える、
     表示装置。
PCT/JP2019/048516 2018-12-18 2019-12-11 凹面鏡支持装置及び表示装置 WO2020129777A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020561344A JP7400733B2 (ja) 2018-12-18 2019-12-11 凹面鏡支持装置及び表示装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-236421 2018-12-18
JP2018236421 2018-12-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020129777A1 true WO2020129777A1 (ja) 2020-06-25

Family

ID=71102170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/048516 WO2020129777A1 (ja) 2018-12-18 2019-12-11 凹面鏡支持装置及び表示装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7400733B2 (ja)
WO (1) WO2020129777A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11340455B2 (en) * 2019-12-23 2022-05-24 Hyundai Mobis Co., Ltd. Vehicle head-up display apparatus having improved structure for installing aspherical mirror
CN115509014A (zh) * 2022-10-08 2022-12-23 江苏泽景汽车电子股份有限公司 Hud上盖及hud装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004317906A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Nippon Seiki Co Ltd 表示装置
US20140254023A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-11 Coretronic Corporation Display apparatus
JP2017078733A (ja) * 2015-10-19 2017-04-27 セイコーエプソン株式会社 投写光学装置、およびプロジェクター
WO2018079308A1 (ja) * 2016-10-27 2018-05-03 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160223818A1 (en) 2015-02-04 2016-08-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Image display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004317906A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Nippon Seiki Co Ltd 表示装置
US20140254023A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-11 Coretronic Corporation Display apparatus
JP2017078733A (ja) * 2015-10-19 2017-04-27 セイコーエプソン株式会社 投写光学装置、およびプロジェクター
WO2018079308A1 (ja) * 2016-10-27 2018-05-03 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11340455B2 (en) * 2019-12-23 2022-05-24 Hyundai Mobis Co., Ltd. Vehicle head-up display apparatus having improved structure for installing aspherical mirror
CN115509014A (zh) * 2022-10-08 2022-12-23 江苏泽景汽车电子股份有限公司 Hud上盖及hud装置
CN115509014B (zh) * 2022-10-08 2024-04-02 江苏泽景汽车电子股份有限公司 Hud上盖及hud装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020129777A1 (ja) 2021-12-02
JP7400733B2 (ja) 2023-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8885260B2 (en) Head-up display device
US11281004B2 (en) Rotating device for rotating rotation object and head-up display device
JP5104694B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP6153078B2 (ja) 車両用表示装置
WO2020129777A1 (ja) 凹面鏡支持装置及び表示装置
JP6801206B2 (ja) 表示装置
EP3677948B1 (en) Head-up display apparatus
JP2006062501A (ja) ヘッドアップディスプレイ
JP7238891B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
WO2020153475A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
WO2019054163A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP6787010B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置のミラーユニット
JP7416051B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2019051825A (ja) 駆動装置
JP6931471B2 (ja) 表示装置
JP6969424B2 (ja) 平面鏡ユニット
JP2019052704A (ja) 駆動装置
JP7396351B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2008179218A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2019053193A (ja) 駆動装置
WO2016175032A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置及びそのヘッドアップディスプレイ装置の組付け方法
JP7020272B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP7383948B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ
WO2021230277A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
WO2021241494A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19899172

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020561344

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19899172

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1