JP7655315B2 - Head-up display device - Google Patents
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Description
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a head-up display device.
画像を表す表示光を透光部材(例えば、車両のウインドシールド等)に向けて放射し、当該画像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)装置が知られている。A head-up display (HUD) device is known that emits display light representing an image toward a translucent member (e.g., a vehicle windshield) and displays a virtual image of the image.
例えば、特許文献1には、光源が発した光に基づいて表示光を放射する液晶パネルを表示部として備えるHUD装置が記載されている。特許文献1に記載のHUD装置は、虚像の表示位置を調整するために表示部を移動させ、表示光の光軸方向における表示部の位置を調整可能に構成されている。For example,
特許文献1に記載のHUD装置のように、虚像の表示位置を調整する際に表示部だけを移動させた場合、光源と表示部の相対位置が変化するため、表示部の位置によって照明仕様が変化してしまう。As with the HUD device described in
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、照明仕様の変化を抑制しつつ虚像の表示位置を調整することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned situation, and aims to provide a head-up display device that can adjust the display position of a virtual image while suppressing changes in lighting specifications.
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装置は、
光源、前記光源が発した光に基づいて表示光を放射する表示部、及び、前記表示光が通過する第1開口部が形成され、前記光源及び前記表示部を収容する収容部を有する表示ユニットと、
前記第1開口部と対向する第2開口部を有し、前記第2開口部から内部に入射した前記表示光を外部の透光部材に向けて反射させる反射部を収容する筐体と、
前記筐体に対する前記表示ユニットの所定方向に沿う位置を調整する位置調整部と、を備え、
前記位置調整部は、
前記筐体に対して不動であり、前記所定方向に延びるレールと、
前記収容部に対して不動であり、前記レールに嵌め合わされるとともに、前記レールに沿ってスライド可能なスライダ部と、
前記収容部及び前記スライダ部を前記所定方向に沿って移動させる駆動部と、を備え、
前記スライダ部は、前記所定方向に互いに間隔を空けて配置された第1スライダ及び第2スライダを有し、
前記収容部は、前記スライダ部が固定されるプレート部を有し、
前記駆動部は、リードスクリューを前記所定方向に移動させるモータを有し、
前記位置調整部は、前記プレ-ト部に固定されるとともに、前記リードスクリューの動力を前記プレート部に伝達する伝達部をさらに備え、
前記リードスクリューと前記伝達部とは、ボールジョイントを介して連結されている。
In order to achieve the above object, a head-up display device according to the present invention comprises:
a display unit including a light source, a display unit that emits display light based on light emitted by the light source, and a housing unit that houses the light source and the display unit and has a first opening through which the display light passes;
a housing that houses a reflector having a second opening that faces the first opening and that reflects the display light that enters the housing from the second opening toward an external light-transmitting member;
a position adjustment unit that adjusts a position of the display unit relative to the housing along a predetermined direction,
The position adjustment unit is
a rail that is immovable relative to the housing and extends in the predetermined direction;
a slider portion that is immovable relative to the housing portion, that is fitted to the rail, and that is slidable along the rail;
a drive unit that moves the accommodation unit and the slider unit along the predetermined direction,
the slider portion includes a first slider and a second slider that are spaced apart from each other in the predetermined direction,
the housing portion has a plate portion to which the slider portion is fixed,
the drive unit has a motor that moves a lead screw in the predetermined direction,
the position adjustment unit further includes a transmission unit that is fixed to the plate unit and transmits the power of the lead screw to the plate unit,
The lead screw and the transmission portion are connected via a ball joint .
本発明によれば、照明仕様の変化を抑制しつつ虚像の表示位置を調整することができる。 According to the present invention, it is possible to adjust the display position of a virtual image while suppressing changes in lighting specifications.
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 One embodiment of the present invention is described with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)装置100は、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、表示光Lをウインドシールド3に向けて放射する。ウインドシールド3で反射した表示光Lは、ユーザ4(主に車両1の運転者)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、ウインドシールド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、前方風景に重畳して表示される虚像Vを視認することができる。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の外部情報も含んでいてもよい。As shown in FIG. 1, a head-up display (HUD)
以下では、車両1の左右、上下、及び前後方向を用いて各構成を説明する場合がある。適宜の図において、左右方向に沿うX軸、上下方向に沿うY軸、前後方向に沿うZ軸を示した。また、X、Y、Zの各軸を示す矢印の向く方向を「+」方向、その反対側を「-」方向と呼ぶ場合がある。
Below, each configuration may be explained using the left-right, up-down, and front-to-rear directions of
HUD装置100は、図3に示す、表示ユニット10、反射部20、筐体30及び弾性部40を備える。また、HUD装置100は、図4に示すように、位置調整部50及びリミットスイッチ60を備える。また、HUD装置100は、図3に模式的に示す制御部70を備える。The
なお、図3は、HUD装置100の図2に示すA-A線での概略断面図と、制御部70のブロック図とを表したものである。図3の概略断面図では、見易さを考慮して適宜構成の断面を示すハッチングを省略した。また、図6は、筐体30を省略して表した、後述の第1位置調整部50aの近傍の拡大斜視図である。
Figure 3 shows a schematic cross-sectional view of the
表示ユニット10は、表示部11と、表示部11を下方から照明する照明部12と、表示部11及び照明部12を収容する収容部13と、を有する。The
表示部11は、例えば、TFT(Thin Film Transistor)型の液晶パネルから構成されている。照明部12は、例えばLED(Light Emitting Diode)からなる光源12aと、レンズ12bと、ライトボックス12cと、を有する。光源12aが発した光は、例えばコンデンサレンズからなるレンズ12bに集光され、ライトボックス12cを通過して表示部11を照明する。表示部11は、照明部12によって照明されることで画像を表示面11aに表示する。これにより、画像を表す表示光Lが表示部11から放射される。表示部11は、制御部70によって画像の表示動作が制御される。光源12aは、光源用基板14に実装され、制御部70によって発光動作が制御される。The
この実施形態では、光源12aから発せられる光、及び、表示部11から放射される表示光Lの中心光線は、図3に示すように、Y軸を後方に傾けたβ軸に沿って設定されている。そして、表示部11は、表示面11aの法線がβ軸に対して斜めに設定されている。これにより、表示ユニット10の内部へ入り込んだ外光が表示面11aで反射し、HUD装置100により表示を行う上で不要な光(以下、「迷光」と呼ぶ。)となることを抑制することができる。
なお、図3等においては、表示光Lの代表的な光線を模式的に示しているが、実際には、表示光Lは、HUD装置100における光学系を通過する光束であり、当該光束の中心光線に対して様々な角度の光線を含む。表示光Lの中心光線は、表示面11aの中心と、ユーザ4が虚像Vを視認可能な範囲として規定されるアイボックスの中心とを結ぶ光線として定義することができる。また、この実施形態では、表示ユニット10の後述の移動方向は、β軸に沿う方向(以下、β方向と言う。)に設定されている。
In this embodiment, the central ray of the light emitted from the
3 and other figures show a typical ray of the display light L, but in reality, the display light L is a light flux passing through the optical system in the
収容部13は、表示ユニット10の筐体であり、表示部11及び照明部12を収容する。収容部13は、図3に示すように、箱状に形成されて表示部11及び照明部12の収容空間を有する本体部130と、図4に示すように、一対のプレート部131,132と、を有する。本体部130には、図3に示すように、上方に向かって開口した第1開口部H1が形成されている。表示ユニット10は、表示部11で生成された表示光Lを、第1開口部H1から後述の鏡21に向けて放射する。The
図4に示すように、本体部130のX方向に向く外側面の一方にプレート部131が設けられ、他方にプレート部132が設けられている。プレート部131及びプレート部132は、本体部130を挟んで互いに対向し、且つ、互いの主面が平行に設けられている。なお、本体部130と、一対のプレート部131,132とは、一体であっても別体であってもよい。As shown in Fig. 4, a
反射部20は、図3に示すように、自由曲面鏡からなる鏡21と、凹面鏡22と、を有する。鏡21は、表示ユニット10からの表示光Lを凹面鏡22に向けて反射させる。凹面鏡22は、鏡21からの表示光Lをウインドシールド3(筐体30外部の透光部材の一例)に向けて反射させる。凹面鏡22で反射した表示光Lにより、ユーザ4に視認される虚像Vは、表示部11に表示されている画像よりも拡大されたものとなる。なお、鏡21は、平面鏡であってもよい。反射部20を構成する鏡の種類、枚数は、設計に応じて任意に変更可能である。As shown in FIG. 3, the reflecting
筐体30は、図3に示すように、反射部20を上記の機能を満たす適宜の位置に収容するメインケース30aと、図4に示すように、収容部13のプレート部131と対向する対向プレート31、及び、収容部13のプレート部132と対向する対向プレート32と、を有する。As shown in Figure 3, the
メインケース30aは、上方に向かって開口した箱状をなしている。図3に示すように、メインケース30aの底部31bには、第2開口部H2が形成されている。第2開口部H2は、β方向で表示ユニット10の第1開口部H1と対向する位置に設けられている。表示ユニット10の第1開口部H1から放射された表示光Lは、第2開口部H2を通過して筐体30の内部に至り、鏡21に入射する。
メインケース30aには、その上端部と連結されるアッパーケース(図示せず)が設けられる。アッパーケースには、凹面鏡22で反射した表示光Lを、図1に示すウインドシールド3へと通過させる第3開口部が形成される。また、アッパーケースには、第3開口部を塞ぐとともに透光性を有するカバーガラス(図示せず)が設けられる。凹面鏡22で反射した表示光Lは、カバーガラスを透過してウインドシールド3に向かう。
The
The
図4に示すように、メインケース30aのX方向に向く外側面の一方に対向プレート31が設けられ、他方に対向プレート32が設けられている。対向プレート31は、プレート部131の外側に位置し、プレート部131とX方向に間隔を空けて位置する。対向プレート32は、プレート部132の外側に位置し、プレート部132とX方向に間隔を空けて位置する。As shown in Figure 4, an opposing
弾性部40は、図3に示すように、第1開口部H1と第2開口部H2とを接続する筒状の部材であって、その中空部分において第1開口部H1から第2開口部H2へと通過する表示光Lの光路を確保する。弾性部40は、例えば、発泡ウレタンから形成され、外周が四角形状の角筒状に形成されている。弾性部40は、収容部13と筐体30の少なくともいずれかに固定される。弾性部40は、筐体30及び収容部13の両者によってβ方向に圧縮された状態で当該両者の間に位置する。そして、弾性部40は、表示ユニット10がβ軸に沿う可動範囲R内で移動しても、第1開口部H1と第2開口部H2とを接続した状態を維持する。これにより、表示ユニット10と筐体30との間に生じる隙間から表示光Lが漏れ出し、迷光が生じることを抑制することができる。また、弾性部40は、第1開口部H1と第2開口部H2とを接続した状態を維持していることにより、HUD装置100の外部からの塵埃の侵入を抑制することができる。As shown in FIG. 3, the
図4に示す位置調整部50は、筐体30に対する表示ユニット10の位置を調整するための構成である。この実施形態では、位置調整部50は、筐体30に対する表示ユニット10のβ方向の位置を調整する。具体的に、位置調整部50は、β方向に沿う可動範囲R(図3参照)内で、筐体30に対して表示ユニット10を移動させる。位置調整部50による表示ユニット10の可動範囲Rにおいて、表示ユニット10が筐体30と最も接近する位置(以下、最接近位置と言う。)にある場合であっても、表示ユニット10の上端は筐体30に接触しない。また、可動範囲Rにおいて、表示ユニット10が筐体30と最も離反する位置(以下、最離反位置と言う。)は、最接近位置からβ方向に沿って所定距離だけ離れた位置として定められている。つまり、この実施形態の可動範囲Rは、β方向における最接近位置から最離反位置までの表示ユニット10の移動範囲である。
The
この実施形態では、図4に示すように、位置調整部50は、一対あり、一方を第1位置調整部50aとし、他方を第2位置調整部50bとする。HUD装置100における-X側の端部に第1位置調整部50aが位置し、+X側の端部に第2位置調整部50bが位置する。第1位置調整部50aと第2位置調整部50bの構成は同様であるため、以下では、第1位置調整部50aの構成を主に説明し、第2位置調整部50bの説明を省略する。
In this embodiment, as shown in Figure 4, there are a pair of
第1位置調整部50aは、図4に示すように、レール51aと、スライダ部52aと、駆動部53aと、伝達部54aと、ボールジョイント55aと、を備える。As shown in FIG. 4, the first
レール51aは、筐体30に対して不動であり、図4に示すように、β方向に延びている。具体的に、レール51aは、対向プレート31の収容部13(プレート部131)に向く面に固定されている。The
ここで、図5、図6に示すように、β軸と直交し、レール51aの幅方向に延びる軸をγ軸とし、β及びγ軸と直交する軸をα軸とする。以下では、位置調整部50の構成の理解を容易とするため、α、β、γの各軸を用いて説明する場合がある。また、α、β、γの各軸を示す矢印の向く方向を「+」方向、その反対側を「-」方向と呼ぶ場合がある。
As shown in Figures 5 and 6, the axis that is perpendicular to the β axis and extends in the width direction of the
スライダ部52aは、収容部13に対して不動であり、図4に示すように、レール51aに嵌め合わされるとともに、レール51aに沿ってスライド可能な構成である。具体的に、スライダ部52aは、図6に示すように、β方向に互いに間隔を空けて配置された第1スライダS1及び第2スライダS2を有する。プレート部131には、-α方向に突出するとともに、β方向に互いに間隔を空けて配置された台座部131a,131bが設けられている。第1スライダS1は台座部131aに固定され、第2スライダS2は台座部131bに固定されている。The
β方向に互いに間隔を空けて配置された第1スライダS1及び第2スライダS2により、筐体30に対して不動なレール51aに対して、収容部13(つまり、表示ユニット10)のγ軸周りに回転する動きと、α方向の動きとが抑制される。これにより、筐体30に対する表示ユニット10のγ軸周りの回転方向、及び、α方向のガタつきを抑制することができる。
また、第1スライダS1及び第2スライダS2は、各々、γ方向(つまり、レール51aの幅方向)においてレール51aを挟み込む形状を有する。この構成により、レール51aに対する、スライダ部52aのγ方向の動きを抑制することができる。結果として、筐体30に対する表示ユニット10のγ方向のガタつきを抑制することができる。
以上により、レール51aに対するスライダ部52aのβ方向の動きを許容しつつ、他の方向のガタつきを抑制し、筐体30に対して表示ユニット10を安定して駆動することができる。
The first slider S1 and the second slider S2 arranged at an interval from each other in the β direction suppress the rotational movement of the housing 13 (i.e., the display unit 10) around the γ-axis and the movement in the α-direction with respect to the
In addition, the first slider S1 and the second slider S2 each have a shape that sandwiches the
As a result, movement of the
駆動部53aは、収容部13及びスライダ部52aをβ方向に沿って移動させる構成であり、モータMと、リードスクリューNと、を有する。モータMは、例えばステッピングモータから構成され、図5に示すように、対向プレート31の-α方向に向く面に設けられた、モータ固定部31aに固定されている。リードスクリューNは、β方向に延びており、ボールねじ機構によってモータMの回転に応じてβ方向に直線移動する。リードスクリューNは、モータMに対してβ軸方向に往復運動が可能である。リードスクリューNは、β軸に対して所定角度(例えば5°程度)だけ傾倒可能にモータMに支持されている。また、リードスクリューNは、モータMの内部に設けられたばね(図示せず)で、-β方向に付勢されている。The
伝達部54aは、プレ-ト部131に固定されるとともに、リードスクリューNの動力をプレート部131に伝達する。具体的に、伝達部54aは、図6に示すように、台部540と、台部540と連結された一対の脚部541,542と、を有してU字状に形成されている。伝達部54aは、一対の脚部541,542がレール51a及び第1スライダS1を跨ぐ格好で、プレート部131の台座部131aに固定されている。図5に示すように、伝達部54aの台部540は、対向プレート31の外側(-α側)に位置する。伝達部54aの脚部541,542は、対向プレート31に設けられたガイド孔G1,G2を通って、対向プレート31の内側(+α側)に至っている。ガイド孔G1,G2は、対向プレート31をα方向に貫通するとともに、β方向に延びる長孔であり、伝達部54aのβ方向の移動を案内する。The
ボールジョイント55aは、ボールスタッドと、ボールスタッドのボールと球面接触するソケットとを有し、図6に示すように、リードスクリューNと伝達部54aを連結する。例えば、ボールスタッドのボールは、同図に示す点Cを中心に回転可能となっている。そして、ボールジョイント55aは、ボールスタッドが伝達部54aの台部540に固定され、ソケットがリードスクリューNの先端に固定されている。この構成により、β方向に高い剛性を保ちリードスクリューNと伝達部54aを連結しつつ、点Cを中心とした回転方向のアライメントずれを吸収することができる。
The ball joint 55a has a ball stud and a socket that makes spherical contact with the ball of the ball stud, and connects the lead screw N and the
ここで、前述したスライダ部52aの構成により、筐体30に対する表示ユニット10のガタつきを良好に抑制したぶん、部品間のクリアランスが保てなくなる可能性がある。しかしながら、ボールジョイント55aと、前述のように、β軸に対して所定角度だけ傾倒可能、且つ、β方向に弾性を有するリードスクリューNとによって、筐体30に対する表示ユニット10の位置のアライメントを良好に調整することができる。Here, the configuration of the
以上の構成からなる第1位置調整部50aと同様に、第2位置調整部50bは、図4に示すレール51b、駆動部53b、伝達部54b及びボールジョイント55bと、図示しないスライダ部と、を備えている。Similar to the first
リミットスイッチ60は、筐体30に対して表示ユニット10が最も離れる位置(前述の最離反位置)を規定するものであり、この実施形態では、第1位置調整部50aに設けられている。具体的に、リミットスイッチ60は、対向プレート31の収容部13(プレート部131)に向く面に固定されている。また、リミットスイッチ60は、図6に示すように、β方向において第1スライダS1と対向する位置に設けられ、スライダ52aが-β方向に移動していくと第1スライダS1に接触し、接触したことを示す検出信号を制御部70に供給する。制御部70は、当該検出信号を取得した際の表示ユニット10の位置を原点とし、表示ユニット10の駆動制御を行う。なお、リミットスイッチ60は、第1位置調整部50aと第2位置調整部50bのいずれかに設けられていればよく、第2位置調整部50bにのみ設けられていてもよい。
なお、リミットスイッチ60が機械スイッチである例を示したが、他の要素が適用されてもよい。リミットスイッチ60は、筐体30に対して表示ユニット10が最も離れる位置を規定できる要素である、フォトインタラプタ,エンコーダ,磁気スイッチ等の要素で構成されていても良い。また,リミットスイッチ60は、モータMに生じる逆起電力に基づいて、表示ユニットの位置を検出しても良い。
The
Although an example in which the
図3に模式的に示す制御部70は、HUD装置100の全体動作を制御するものであり、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有するマイクロコンピュータから構成される。ROMには、HUD装置100の全体動作を制御するための動作プログラムや、表示部11が表示する画像(つまり、虚像Vとして視認される画像)を構成するために必要な画像パーツデータ等の固定データが記憶されている。制御部70は、図示しない表示用の駆動回路を介して、表示部11による画像の表示動作を制御する。なお、制御部70は、画像記憶専用のビデオメモリを有していてもよい。また、制御部70の機能は、複数のマイクロコンピュータが協働することで実現されてもよい。制御部70は、例えば、収容部13又は筐体30における任意の位置に設けられている。The
また、制御部70は、図示しない位置調整用の駆動回路を介して位置調整部50を駆動し、筐体30に対する表示ユニット10の位置を調整する。所定位置にある表示ユニット10が筐体30に近づくと、虚像Vは、表示ユニット10が当該所定位置にあった場合よりもユーザ4の近くに表示される。一方、所定位置にある表示ユニット10が筐体30から遠ざかると、虚像Vは、表示ユニット10が当該所定位置にあった場合よりもユーザ4から遠くに表示される。The
この実施形態では、制御部70は、第1位置調整部50aが有するモータM、及び、第2位置調整部50bが有するモータ(図示せず)の各々を同一の駆動信号で駆動する。このように、第1位置調整部50a及び第2位置調整部50bを、共通の駆動信号で駆動することで、簡潔な制御で、第1位置調整部50a及び第2位置調整部50bのアライメントをとること(つまり、第1位置調整部50a及び第2位置調整部50bが協調し、安定した動作で表示ユニット10を駆動すること)ができる。なお、制御部70は、第1位置調整部50aが有するモータM、及び、第2位置調整部50bが有するモータ(図示せず)の各々を、互いに同期された駆動信号で駆動してもよい。In this embodiment, the
また、制御部70は、操作部、ECU(Electronic Control Unit)等の車両1内で構成される図示しない各種のシステムと公知の手法により通信を行う。操作部は、ボタン、タッチパッド、タッチパネル等の入力装置からなる。操作部は、ユーザ4による操作を受け付け、受け付けた内容を示す信号を制御部70に供給する。ユーザ4は、操作部を介して、HUD装置100に対する指令を入力することができる。例えば、ユーザ4は、操作部を介して、自身の視点に合った虚像Vの表示位置を調整すべく、表示ユニット10の位置調整操作が可能である。ECUは、車両1の各部の動作を制御するものである。例えば、制御部70は、ECUから、車速等の計測量を含む車両1の状態を示す車両情報を取得する。そして、制御部70は、ECUから取得した車両情報を示す画像を虚像Vとして表示させることが可能となっている。
The
以上の構成からなるHUD装置100が、表示ユニット10を駆動する際の動作を以下に簡潔に説明する。制御部70は、ユーザ4による位置調整操作に応じて、第1位置調整部50a及び第2位置調整部50bを駆動する。この際、制御部70は、第1位置調整部50aが有するモータM、及び、第2位置調整部50bが有するモータ(図示せず)を同一の駆動信号、又は、互いに同期された駆動信号で駆動する。供給された駆動信号に応じて第1位置調整部50aのモータMが回転すると、モータMの回転に応じて、リードスクリューNがβ方向に沿って直線移動する。リードスクリューNの直線移動は、ボールジョイント55a及び伝達部54を介して、プレート部131に伝達される。第2位置調整部50bも同様に動作する。これにより、筐体30に対して収容部13(つまり、表示ユニット10)がβ方向に移動する。制御部70は、β方向の移動量及び向きを制御することにより、筐体30に対する表示ユニット10の位置を調整する。The operation of the
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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and drawings. Appropriate modifications (including the deletion of components) may be made without departing from the spirit of the present invention.
以上の説明では、第1位置調整部50a及び第2位置調整部50bの双方に設けた駆動部53a,53bを駆動して、表示ユニット10を移動させる構成を示したが、位置調整部50の構成はこれに限られない。例えば、第1位置調整部50a及び第2位置調整部50bの一方にのみ駆動部を設ける構成を採用してもよい。In the above description, the
以上の説明では、設計上の理由により、図6に示すように、伝達部54aを、第1スライダS1が固定される台座部131aに固定する例を示したが、伝達部54aの固定箇所は、これに限られない。表示ユニット10を安定して駆動する観点からは、伝達部54aの固定箇所は、β方向における第1スライダS1と第2スライダS2の中間位置であることが好ましい。In the above description, for design reasons, an example is shown in which the
以上では、弾性部40が発泡ウレタンから形成された例を示したが、表示ユニット10が可動範囲R内で移動しても、第1開口部H1と第2開口部H2とを接続した状態を維持することができる限りにおいては、弾性部40の構成は任意である。例えば、第1開口部H1と第2開口部H2とを接続する筒状の弾性部40は、発泡ウレタン以外のスポンジ材、蛇腹部材、ゴムを含むエラストマー等から構成されていてもよい。
Although the above describes an example in which the
HUD装置100内における光学系の構成は、表示ユニット10からの表示光Lを反射部20によって、外部の透光部材の一例であるウインドシールド3に向けて反射させることができれば任意である。以上の説明では、位置調整部50が表示ユニット10を筐体30に対してβ方向に移動させる例を示したが、位置調整部50による表示ユニット10の移動方向は任意である。なお、表示ユニット10の移動方向は、表示ユニット10から反射部20(上記実施形態の例では鏡21)へ向かう表示光Lの中心光線の向きと一致していることが好ましい。また、筐体30の第2開口部H2と表示ユニット10の第1開口部H1は、表示ユニット10の移動方向において互いに対向していればよい。The optical system in the
以上では、表示ユニット10の表示部11が液晶パネルからなる例を示したが、表示部11及び表示ユニット10の構成は限定されるものでなく任意である。例えば、表示ユニット10が備える表示部11は、OLED(Organic Light-Emitting Diode)から構成されていてもよい。また、表示ユニット10は、DMD(Digital Micromirror Device)と、DMDによる反射光を受けて画像を表示する透過型スクリーンからなる表示部11と、を備えて構成されていてもよい。
Although the above shows an example in which the
HUD装置100をユーザ4に向けて反射する透光部材は、車両1のウインドシールド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。The translucent member that reflects the
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。The type of
(1)以上に説明したHUD装置100は、筐体30に対する表示ユニット10のβ方向に沿う位置を調整する位置調整部50を備える。位置調整部50は、筐体30に対して不動なレール51aと、収容部13に対して不動なスライダ部52aと、スライダ部52aをβ方向(所定方向の一例)に沿って移動させる駆動部53aと、を備える。スライダ部52aは、レール51aに嵌め合わされ、β方向に互いに間隔を空けて配置された第1スライダS1及び第2スライダS2を有する。この構成によれば、光源12aと表示部11の相対位置を変化させずに、表示ユニット10全体を移動させることができるため、照明仕様の変化を抑制しつつ虚像の表示位置を調整することができる。また、β方向に互いに間隔を空けて配置された第1スライダS1及び第2スライダS2により、筐体30に対する表示ユニット10のγ軸周りの回転方向、及び、α方向のガタつきを抑制し、安定して表示ユニット10を移動させることができる。(1) The
(2)また、第1スライダS1及び第2スライダS2は、各々、レール51aの幅方向(γ方向)においてレール51aを挟み込む形状を有する。この構成によれば、前述の通り、筐体30に対する表示ユニット10のγ方向のガタつきを抑制することができ、より安定して表示ユニット10を移動させることができる。(2) In addition, the first slider S1 and the second slider S2 each have a shape that sandwiches the
(3)また、駆動部53aは、リードスクリューNをβ方向に移動させるモータMを有し、位置調整部50は、収容部13のプレ-ト部131に固定されるとともに、リードスクリューNの動力をプレート部131に伝達する伝達部54aをさらに備える。そして、リードスクリューNと伝達部54aとは、ボールジョイント55aを介して連結されている。この構成によれば、前述の通り、β方向に高い剛性を保ちリードスクリューNと伝達部54aを連結しつつ、点Cを中心とした回転方向のアライメントずれを吸収することができる。
(3) Furthermore, the
(4)また、位置調整部50は、一対あり、一方を第1位置調整部50aとし、他方を第2位置調整部50bとすると、第1位置調整部50aが有するモータM、及び、第2位置調整部50bが有するモータは、同一の信号、又は、互いに同期された信号で駆動される。この構成によれば、前述の通り、簡潔な制御で、第1位置調整部50a及び第2位置調整部50bのアライメントをとることができる。
(4) In addition, there is a pair of
(5)また、HUD装置100は、筐体30に対して表示ユニット10が最も離れる位置を規定するリミットスイッチ60をさらに備える。リミットスイッチ60は、第1位置調整部50aと第2位置調整部50bのいずれかに設けられている。この構成によれば、簡潔な構成で、第1位置調整部50a及び第2位置調整部50bのアライメントをとることができる。
(5) The
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。 In the above explanation, explanations of well-known technical matters have been omitted as appropriate in order to facilitate understanding of the present invention.
100…ヘッドアップディスプレイ(HUD)装置
10…表示ユニット
11…表示部
12…照明部、12a…光源、12b…レンズ、12c…ライトボックス
13…収容部、H1…第1開口部
130…本体部
131,132…プレート部、131a,131b…台座部
20…反射部
30…筐体
30a…メインケース、30b…底部、H2…第2開口部
31,32…対向プレート、31a…モータ固定部、G1,G2…ガイド孔
40…弾性部
50…位置調整部
50a…第1位置調整部,50b…第2位置調整部
51a…レール
52a…スライダ部、S1…第1スライダ、S2…第2スライダ
53a…駆動部、M…モータ、N…リードスクリュー
54a…伝達部、540…台部、541,542…脚部
55a…ボールジョイント
60…リミットスイッチ
70…制御部
1…車両、2…ダッシュボード、3…ウインドシールド、4…ユーザ
L…表示光、V…虚像
LIST OF
Claims (4)
前記第1開口部と対向する第2開口部を有し、前記第2開口部から内部に入射した前記表示光を外部の透光部材に向けて反射させる反射部を収容する筐体と、
前記筐体に対する前記表示ユニットの所定方向に沿う位置を調整する位置調整部と、を備え、
前記位置調整部は、
前記筐体に対して不動であり、前記所定方向に延びるレールと、
前記収容部に対して不動であり、前記レールに嵌め合わされるとともに、前記レールに沿ってスライド可能なスライダ部と、
前記収容部及び前記スライダ部を前記所定方向に沿って移動させる駆動部と、を備え、
前記スライダ部は、前記所定方向に互いに間隔を空けて配置された第1スライダ及び第2スライダを有し、
前記収容部は、前記スライダ部が固定されるプレート部を有し、
前記駆動部は、リードスクリューを前記所定方向に移動させるモータを有し、
前記位置調整部は、前記プレ-ト部に固定されるとともに、前記リードスクリューの動力を前記プレート部に伝達する伝達部をさらに備え、
前記リードスクリューと前記伝達部とは、ボールジョイントを介して連結されている、
ヘッドアップディスプレイ装置。 a display unit including a light source, a display unit that emits display light based on light emitted by the light source, and a housing unit that houses the light source and the display unit and has a first opening through which the display light passes;
a housing that houses a reflector having a second opening that faces the first opening and that reflects the display light that enters the housing from the second opening toward an external light-transmitting member;
a position adjustment unit that adjusts a position of the display unit relative to the housing along a predetermined direction,
The position adjustment unit is
a rail that is immovable relative to the housing and extends in the predetermined direction;
a slider portion that is immovable relative to the housing portion, that is fitted to the rail, and that is slidable along the rail;
a drive unit that moves the accommodation unit and the slider unit along the predetermined direction,
the slider portion includes a first slider and a second slider that are spaced apart from each other in the predetermined direction,
the housing portion has a plate portion to which the slider portion is fixed,
the drive unit has a motor that moves a lead screw in the predetermined direction,
the position adjustment unit further includes a transmission unit that is fixed to the plate unit and transmits the power of the lead screw to the plate unit,
The lead screw and the transmission unit are connected via a ball joint.
Head-up display device.
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 the first slider and the second slider each have a shape that sandwiches the rail in a width direction of the rail;
The head-up display device according to claim 1 .
前記第1位置調整部が有する前記モータ、及び、前記第2位置調整部が有する前記モータは、同一の信号、又は、互いに同期された信号で駆動される、
請求項1又は2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The position adjustment unit is a pair, one of which is a first position adjustment unit and the other of which is a second position adjustment unit.
The motor of the first position adjustment unit and the motor of the second position adjustment unit are driven by the same signal or signals synchronized with each other.
The head-up display device according to claim 1 or 2 .
前記リミットスイッチは、前記第1位置調整部と前記第2位置調整部のいずれかに設けられている、
請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
A limit switch is further provided to define a position at which the display unit is farthest from the housing.
The limit switch is provided in either the first position adjustment unit or the second position adjustment unit.
The head-up display device according to claim 3 .
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