CN214201929U - 平视显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够降低伴随反射部的旋转的磨损的平视显示(HUD)装置。HUD装置具备：放射显示图像的显示光的显示部；反射显示光的反射部(31)；设于反射部(31)、且沿着轴线(AX)的轴部(60)；以轴线(AX)为中心以能够旋转的方式支撑轴部(60)的支撑部(70)。支撑部(70)具备：在以轴线(AX)为中心的径向上与轴部(60)接触的接触部(80)、和固定接触部(80)的固定部(90)。接触部(80)具有：第一板部(81)、和夹持轴部(60)且位于第一板部(81)的相反侧的第二板部(82)。第一板部(81)具有弹性，将轴部(60)向第二板部(82)进行按压。

Description

平视显示装置

技术领域

本发明涉及一种平视显示装置。

背景技术

已知有将显示图像的显示光向车辆的挡风玻璃等的透光部件放射的平视显示装置(HUD：Head-Up Display)。作为以往的HUD装置，例如在专利文献1中记载有具备：反射显示光的反射部；设于反射部的轴部、经由轴部能够旋转地支撑反射部的支撑部；和将轴部按压于支撑部的弹性部件的HUD装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2018-192962号公报

如专利文献1所记载的那样，在通过弹性部件将轴部按压于支撑部的结构中，伴随着反射部的旋转，具有轴部以及支撑部磨损的可能，因此存在改善的余地。

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够降低伴随反射部的旋转的磨损的平视显示装置。

为实现上述目的，本发明所涉及的平视显示装置具备：

显示部，其放射显示图像的显示光；

反射部，其反射上述显示光；

轴部，其设于上述反射部、且沿着轴线；和

支撑部，其以上述轴线为中心能够旋转地支撑上述轴部，

上述支撑部具备在以上述轴线为中心的径向上与上述轴部接触的接触部、和固定上述接触部的固定部，

上述接触部具有第一板部、和夹持上述轴部且位于上述第一板部的相反侧的第二板部，

上述第一板部具有弹性，将上述轴部向上述第二板部按压。

发明效果

根据本发明，能够降低伴随反射部的旋转的磨损。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的平视显示(HUD)装置的向车辆的搭载方式的图。

图2是第一实施方式所涉及的HUD装置的概略结构图。

图3是第一实施方式所涉及的镜单元的立体图。

图4是第一实施方式所涉及的镜单元的沿图3所示的A-A线的主要部分截面图。

图5是第一实施方式所涉及的镜单元的主要部分扩大图。

图6是第一实施方式所涉及的接触部的立体图。

图7是第一实施方式所涉及的固定部的主要部分立体图。

图8是第二实施方式所涉及的镜单元的主要部分扩大图。

图9是第二实施方式所涉及的接触部的立体图。

图10是第二实施方式所涉及的固定部的主要部分立体图。

符号说明

100 平视显示(HUD)装置

1 车辆

2 仪表板

3 挡风玻璃

4 用户

L 显示光

V 虚像

10 显示部

20 折返镜

30 镜单元

31 反射部

31a 镜面

32 保持件

32a 杆

40 框体

40a 开口部

41 罩

50 驱动部

51 电机

52 传递部

53 壳体

60 轴部

AX 轴线

70、270 支撑部

80、280 接触部

81 第一板部

81a 钩

81b 接触面

H1 通孔

82 第二板部

820 相向部

S0 相向面

821 第一倾斜部

S1 第一倾斜面

822 第二倾斜部

S2 第二倾斜面

83、283 弯折形成部

T 正交面

284 连结部

90、290 固定部

91 设置部

H2 安装孔

92 轴承部

92a 压入部

93 主安装部

93a、293a 插入部

94 壁部

具体实施方式

参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

(第一实施方式)

如图1所示，本发明的第一实施方式所涉及的平视显示(HUD)装置100例如配设于车辆1的仪表板2内。HUD装置100向挡风玻璃3放射显示光L。通过挡风玻璃3反射的显示光L朝向用户4(主要是车辆1的驾驶员)侧，使用户4将显示光L所显示的图像视觉识别为虚像V。虚像V经由挡风玻璃3显示于车辆1的前方。虚像V显示与车辆1相关的各种信息(以下称为车辆信息)。另外，车辆信息不仅是车辆1自身的信息，也包含车辆1的外部信息。

以下，存在使用车辆1的左右、上下以及前后方向来说明各结构的情况。在各图中，示出了沿左右方向的X轴、沿上下方向的Y轴和沿前后方向的Z轴。另外，存在将表示X、Y、Z的各轴的箭头的朝向称为“+”方向，将其相反侧称为“-”方向的情况。

如图2所示，HUD装置100具备：显示部10、折返镜20、包含反射部31的镜单元30、和容纳这些各部的框体40。另外，HUD装置100具备未图示的控制部。

框体40例如由树脂或者金属形成为箱状。框体40具有使显示光L朝向图1所示的挡风玻璃而通过的开口部40a。开口部40a由透光性的罩41覆盖。

如图2所示，显示部10通过显示图像，将显示该图像的显示光L向折返镜20放射。显示部10例如具有LCD(Liquid Crystal Display液晶显示屏)和从背后照明LCD的背光源。LCD例如是TFT(Thin Film Transistor薄膜晶体管)型的LCD。背光源例如由LED(LightEmitting Diode发光二极管)、导光部件等构成。

折返镜20例如由平面镜构成，将显示部10发出的显示光L向反射部31反射。另外，折返镜20不限于平面镜，也可以是自由曲面镜。另外，也可以采用省略折返镜20，显示部10放射的显示光L直接到达反射部31的结构。

如图3所示，镜单元30具备：反射部31、保持件32、驱动反射部31以及保持件32围绕轴线AX旋转的驱动部50、和能够旋转地支撑设于保持件32的轴部60的支撑部70。另外，为了便于理解说明，在图中，轴线AX表示为与X轴平行，但是轴线AX不限于与X轴平行，也可以相对于X轴倾斜一定程度。

反射部31例如由凹面镜构成，将来自折返镜20的显示光L扩大且朝向挡风玻璃反射。凹面镜的镜面31a设定为抵消由弯曲的挡风玻璃3的形状引起的变形(形变)的凹面形状。

保持件32例如由树脂形成，从镜面31a的背面侧保持反射部31。保持件32具备设于一端部(+X侧)的轴部60、和设于另一端部(-X侧)的杆32a。杆32a大致向镜面31a朝向的方向突出。

另外，保持件32可以省略，轴部60也可以设置于反射部31。另外，杆32a同样也可以设置于反射部31。

驱动部50具备：电机51、传递部52和壳体53。电机51例如由步进电机构成，通过未图示的控制部的控制而被驱动。传递部52为将电机51的旋转动力传递至杆32a的结构。传递部52具有介于电机51的输出轴和设于杆32a的前端部的齿轮之间的多个齿轮。电机51经由传递部52对杆32a进行围绕轴线AX的旋转驱动。由此，保持件32和反射部31围绕轴线AX旋转。壳体53为保持电机51以及传递部52的部件，并固定于框体40。另外，壳体53在未图示的部分以保持件32的另一端部(-X侧的端部)能够围绕轴线AX旋转的方式对其进行支撑。

轴部60形成为沿着轴线AX延伸的圆柱状。支撑部70以轴线AX为中心能够旋转地支撑轴部60。关于轴部60以及支撑部70，在后面详述。

未图示的控制部由对HUD装置100的整体动作进行控制的微型计算机构成，例如，安装在容纳于框体40的规定部位的印刷电路板上。控制部通过控制电机51的驱动而使反射部31以及保持件32旋转，从而控制虚像V的上下方向的显示位置。另外，控制部与控制车辆1的各部的ECU(Electronic Control Unit电子控制单元)等系统进行通信，将表示车辆信息的图像显示于显示部10。

在如上构成的HUD装置100中，如图2所示，从显示部10发出，按折返镜20、反射部31的顺序反射的显示光L，透过罩41放射到HUD装置100的外部。如图1所示，虚像V通过从HUD装置100放射的显示光L由挡风玻璃3反射而被显示。

(关于轴部60以及支撑部70)

下面，对轴部60以及支撑部70进行具体说明。

如图3～图5所示，支撑部70具备：在以轴线AX为中心的径向上与轴部60接触的接触部80、和固定接触部80的固定部90。

如图4、图5所示，接触部80具有：第一板部81、和夹持轴部60且位于第一板部81的相反侧的第二板部82。

第一板部81是在Y方向上具有弹性的板簧，例如由不锈钢形成。如图4、图5所示，第一板部81位于轴部60的上方，其主面与XZ平面大致平行地设置。第一板部81在Z方向上是长条，并且在一端部(+Z侧)形成有通孔H1。第一板部81通过插入通孔H1的螺钉(未图示)固定于固定部90的后述的设置部91。在第一板部81的另一端部(-Z侧)形成有向+Y方向立起的钩81a。第一板部81的另一端部通过钩81a卡挂于固定部90的后述的插入部93a。第一板部81的通孔H1和钩81a之间的部分的下表面是在以轴线AX为中心的径向上(以下，简称为“径向”)与轴部60接触的接触面81b。第一板部81通过接触面81b将轴部60向第二板部82按压。

第二板部82由与第一板部81相同的材料形成，如图4、图5所示，位于轴部60的下方。在第一实施方式中，第二板部82与第一板部81是分体的。

第二板部82具有：相向部820、第一倾斜部821、第二倾斜部822和弯折形成部83。相向部820具有在径向上与接触面81b相向的相向面S0。第一倾斜部821与相向部820的一端(+Z侧)相连，具有相对于相向面S0倾斜的第一倾斜面S1。第一倾斜部821是第二板部82中的从相向部820的一端向+Y方向仅弯折规定角度的部分。第二倾斜部822与相向部820的另一端(-Z侧)相连，具有相对于相向面S0倾斜的第二倾斜面S2。第二倾斜部822是第二板部82中的从相向部820的另一端向+Y方向仅弯折规定角度的部分。

轴部60的与接触部80接触的部分从沿着轴线AX的方向观察为大致圆状。该部分相对于轴线AX也具有曲率，大致呈环状。接触部80的接触面81b、第一倾斜面S1以及第二倾斜面S2的每一个与轴部60接触。另外，相向面S0不与轴部60接触。如后述那样固定于固定部90的接触部80的接触面81b、第一倾斜面S1以及第二倾斜面S2的每一个以点接触状态支撑轴部60。即，固定于固定部90的接触部80通过三点支撑以围绕轴线AX能够旋转的方式支撑轴部60。由此，能够降低轴部60和接触部80的接触阻力。

如图5所示，在轴部60的外周面中，不与接触部80接触的部分上形成有在径向上相向的一对的平面部60a、60b。平面部60a、60b在通过树脂注射成型轴部60时，由于对卸下模具的方向的制约而出现。平面部60a、60b形成在即使反射部31在可旋转移动的范围内移动，也不与接触部80接触的位置。

如图6所示，弯折形成部83从相向部820弯折形成，具有与相向面S0正交的正交面T。第二板部82通过使弯折形成部83压入固定部90的后述的压入部92a，在滑动方向(沿着轴线AX的方向)上被定位。如图6所示，相向部820、第一倾斜部821以及第二倾斜部822的-X侧的端部上形成有以挂于后述的孔94a的端部的方式弯折的定位引导件820a、821a、822a。定位引导件820a、821a、822a设置成用于引导将第二板部82组装到固定部90时的位置。

如图4、图5所示，固定部90例如由树脂形成，其具有：设置第一板部81的一端部(+Z侧)的设置部91、经由第二板部82承受轴部60的轴承部92、构成向框体40的安装部分的主安装部93。另外，如图7所示，固定部90具有形成有孔94a的壁部94。

设置部91是具有与XZ平面大致平行的主面的板状的部分，具有与第一板部81的通孔H1连通的安装孔H2。第一板部81通过插入通孔H1以及安装孔H2的螺钉(未图示)固定于设置部91。

轴承部92是从设置部91的-Z侧的端部向下方凹陷的部分，形成为对应于第二板部82的形状。具体而言，轴承部92的上表面为与相向部820、第一倾斜部821以及第二倾斜部822的每一个的下表面接触的形状。

如图7所示，轴承部92具有第二板部82的弯折形成部83所压入的压入部92a。压入部92a具有：在Z方向上长条的长孔92b、位于长孔92b的宽度方向(X方向)的一端侧的爪92c、和位于长孔92b的宽度方向的另一端侧的外壁92d、92e。爪92c从长孔92b的长边方向(Z方向)的中间部向+X方向突出。外壁92d、92e的每一个在X方向具有与爪92c相向的部分，并且在Z方向空出若干间隔相互相向。具体而言，在压入部92a中，爪92c和外壁92d、92e的X方向的间隔D产生的部位成为弯折形成部83所压入的位置。间隔D设定为比弯折形成部83的板厚更窄一些。第二板部82通过将弯折形成部83压入压入部92a的间隔D产生的部位而被固定于轴承部92。特别地，通过将具有正交面T的弯折形成部83压入压入部92a，抑制第二板部82相对于轴承部92在滑动方向上偏移。

如图5所示，主安装部93是从轴承部92的-Z侧的端部向上推而形成的箱状的部分。在该实施方式中，主安装部93的侧面形成为三角形状。主安装部93具有向下方突出的凸台B1，通过该凸台B1安装于框体40。另外，在轴承部92上也设有向下方突出的凸台B2。固定部90利用凸台B1、凸台B2安装并固定于框体40。

另外，主安装部93具有第一板部81的钩81a所插入的插入部93a。如图5所示，插入部93a由形成于主安装部93的轴承部92侧的端部的孔构成。第一板部81的钩81a插入由孔构成的插入部93a并被卡挂。

如图7所示，壁部94沿着YZ平面立起设置。上述的设置部91、轴承部92以及主安装部93以从壁部94向+X方向推出的方式形成。轴部60通过形成于壁部94的孔94a到达轴承部92。

以上说明的第一实施方式所涉及的HUD装置100具备：设于反射部31且沿着轴线AX的轴部60、和以轴线AX为中心能够旋转地支撑轴部60的支撑部70。支撑部70具备：在以轴线AX为中心的径向上与轴部60接触的接触部80、和固定接触部80的固定部90。接触部80具有：第一板部81、和夹持轴部60且位于第一板部81的相反侧的第二板部82。第一板部81具有弹性，将轴部60向第二板部82按压。

根据该结构，例如板状的接触部80介于分别由树脂构成的轴部60以及固定部90之间，因此能够降低伴随反射部31的旋转的轴部60以及固定部90的每一个的磨损。另外，接触部80按压并且支撑轴部60，因此能够稳定地可旋转地支撑反射部31，并且缓冲性优良。

另外，在第一实施方式中，第一板部81具有在径向上与轴部60接触的接触面81b。第二板部82具备：具有在径向上与接触面81b相向的相向面S0的相向部820；与相向部820的一端相连，具有相对于相向面S0倾斜的第一倾斜面S1的第一倾斜部821；和与相向部820的另一端相连，具有相对于相向面S0倾斜的第二倾斜面S2的第二倾斜部822。并且，接触面81b、第一倾斜面S1以及第二倾斜面S2的每一个与轴部60接触。

根据该结构，能够在接触部80的三个部位支撑轴部60，因此能够降低接触阻力，并且能够使反射部31稳定地旋转。

另外，在第一实施方式中，第一板部81和第二板部82是分体的，第二板部82具备从相向部820弯折而形成、具有与相向面S0正交的面(正交面T)的弯折形成部83。并且，固定部90具有弯折形成部83所压入的压入部92a。

根据该结构，如前所述，能够抑制第二板部82相对于固定部90在滑动方向上偏移。另外，能够确保第一板部81和第二板部82的设计自由度。

具体而言，第一板部81为板簧，第二板部82由与第一板部81相同的材料形成。

根据该结构，能够实现轴部60相对于接触部80的滑动阻力的均匀化，因此能够降低轴部60的磨损。

(第二实施方式)

接下来，对与第一实施方式部分结构不同的第二实施方式所涉及的HUD装置100进行说明。另外，为了容易理解说明，对于具有与第一实施方式相同的功能的结构，使用与第一实施方式相同的符号，并且省略说明。

如图8所示，第二实施方式所涉及的HUD装置100具备以轴线AX为中心能够旋转地支撑轴部60的支撑部270。支撑部270具备：在以轴线AX为中心的径向上与轴部60接触的接触部280、和固定接触部280的固定部290。

如图8、图9所示，接触部280具有：具有与第一实施方式同样的功能的第一板部81以及第二板部82；和将第一板部81的端和第二板部82的端相连的被弯折的形状的连结部284。在第二实施方式中，第一板部81、第二板部82以及连结部284一体地形成。

接触部280的连结部284插入形成于固定部290的主安装部93的插入部293a。在这样将连结部284插入插入部293a之后，通过螺钉(未图示)将第一板部81固定于设置部91，从而第二实施方式所涉及的接触部280相对于固定部90被固定。

如图9所示，虽然第二实施方式所涉及的接触部280也具有从相向部820弯折而形成的弯折形成部283，但是该弯折形成部283不像第一实施方式那样被压入固定部290。第二实施方式的接触部280是一体的，如前所述，能够通过第一板部81及连结部284来确定接触部280相对于固定部290的位置。第二实施方式的弯折形成部283是为了对第二板部82组装到固定部290时的位置进行引导而设置的。如图10所示，第二实施方式所涉及的固定部290的轴承部92上形成有弯折形成部283所钩挂的凹部292。

另外，如图9所示，与第一实施方式不同，第一倾斜部821以及第二倾斜部822的-X侧的端部上没有设置像第一实施方式那样的定位引导件821a、822a。这也是因为第二实施方式的接触部280是一体的，能够通过第一板部81及连结部284来确定接触部280相对于固定部290的位置。

另外，如图9所示，连结部284的宽度(X方向的长度)比第一板部81以及第二板部82的每一个的宽度窄。根据该结构，在将接触部280组装到固定部290时，容易将连结部284插入插入部293a。另外，能够提高第一板部81和第二板部82的连结部分的弹性，能够抑制通过第一板部81和第二板部82过度夹入轴部60。

在以上说明的第二实施方式中，支撑部270具备：在以轴线AX为中心的径向上与轴部60接触的接触部280、和固定接触部280的固定部290。接触部280具有：第一板部81、和夹持轴部60且位于第一板部81的相反侧的第二板部82。第一板部81具有弹性，将轴部60向第二板部82按压。

根据该结构，与第一实施方式同样地，能够降低伴随反射部31的旋转的磨损。另外，能够稳定地能够旋转地支撑反射部31，并且缓冲性优良。

另外，在第二实施方式中，接触面81b、第一倾斜面S1以及第二倾斜面S2的每一个也与轴部60接触。

根据该结构，与第一实施方式同样地，能够减低接触阻力，并且稳定地使反射部31旋转。

另外，在第二实施方式中，固定部290具有连结部284所插入的插入部293a。并且，第一板部81、第二板部82以及连结部284一体地形成。

根据该结构，能够抑制部件数量的增加，接触部280相对于固定部290的组装变得容易。

另外，连结部284的宽度比第一板部81以及第二板部82的每一个的宽度窄。

根据该结构，如前所述，在将接触部280组装到固定部290时，容易将连结部284插入插入部293a。另外，能够抑制通过第一板部81和第二板部82过度夹入轴部60。

具体而言，第一板部81为板簧，第二板部83由与第一板部81相同的材料形成。

根据该结构，能够实现轴部60相对于接触部280的滑动阻力的均匀化，因此能够降低轴部60的磨损。

另外，发明并不限定于以上的实施方式及附图。在不改变本发明的主旨的范围内，可以适当地增加变更(也包括结构要素的删除)。

显示部10不限于使用LCD的显示部，也可以采用使用OLED(Organic Light-Emitting Diode有机发光二极管)的显示部。另外，显示部10例如也可以使用DMD(DigitalMicromirror Device数字微镜装置)、LCOS(Liquid Crystal On Silicon液晶覆硅)等反射型显示装置。

另外，在连结显示部10和反射部31的显示光L的光路中，也可以设置多个折返镜20。能够根据设计适当地变更使用多少个折返镜20、如何折返显示光L的光路。

另外，显示光L的投射对象(透光部件)不限于车辆1的挡风玻璃3，也可以是通过板状的半反射镜、全息元件等构成的组合件。

另外，HUD装置100所搭载的车辆1的种类没有限定，可以适用于机动四轮车、机动两轮车等各种车辆。另外，HUD装置100也可以搭载在飞机、船舶、雪车(动力雪橇)等车辆1以外的交通工具上。

以上示出了接触部80、280由不锈钢形成的例子，但是材料的选定不限于此。接触部80、280可以由不锈钢以外的金属形成，也可以由树脂形成。

轴部60的形状只要是大致圆柱状即可，不限于以上的例子，可以任意变更。

另外，镜单元30的反射部31优选为凹面镜，但是只要是反射显示光L的部件，也可以是平面镜、自由曲面镜等凹面镜以外的镜。

在以上的说明中，为了容易理解本发明，适当省略了公知的技术事项的说明。

Claims (8)

1.一种平视显示装置，其特征在于，具备：

显示部，所述显示部对显示图像的显示光进行放射；

反射部，所述反射部对所述显示光进行反射；

轴部，所述轴部设于所述反射部、且沿着轴线；和

支撑部，所述支撑部以所述轴线为中心以能够旋转的方式支撑所述轴部，

所述支撑部具备：在以所述轴线为中心的径向上与所述轴部接触的接触部；和固定所述接触部的固定部，

所述接触部具有：第一板部；和夹持所述轴部且位于所述第一板部的相反侧的第二板部，

所述第一板部具有弹性，将所述轴部向所述第二板部进行按压。

2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，

所述第一板部具有在所述径向上与所述轴部接触的接触面，

所述第二板部具备：

相向部，所述相向部具有在所述径向上与所述接触面相向的相向面；

第一倾斜部，所述第一倾斜部与所述相向部的一端相连，具有相对于所述相向面倾斜的第一倾斜面；和

第二倾斜部，所述第二倾斜部与所述相向部的另一端相连，具有相对于所述相向面倾斜的第二倾斜面，

所述接触面、所述第一倾斜面以及所述第二倾斜面的每一个与所述轴部接触。

3.根据权利要求2所述的平视显示装置，其特征在于，

所述第一板部和所述第二板部是分体的，

所述第二板部具备从所述相向部弯折而形成的、具有与所述相向面正交的面的弯折形成部，

所述固定部具有所述弯折形成部所压入的压入部。

4.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，

所述接触部具有将所述第一板部的端和所述第二板部的端相连的被弯折的形状的连结部，

所述固定部具有所述连结部所插入的插入部，

所述第一板部、所述第二板部以及所述连结部一体地形成。

5.根据权利要求2所述的平视显示装置，其特征在于，

所述接触部具有将所述第一板部的端和所述第二板部的端相连的被弯折的形状的连结部，

所述固定部具有所述连结部所插入的插入部，

所述第一板部、所述第二板部以及所述连结部一体地形成。

6.根据权利要求4所述的平视显示装置，其特征在于，

所述连结部的宽度比所述第一板部以及所述第二板部的每一个的宽度窄。

7.根据权利要求5所述的平视显示装置，其特征在于，

所述连结部的宽度比所述第一板部以及所述第二板部的每一个的宽度窄。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的平视显示装置，其特征在于，

所述第一板部是板簧，

所述第二板部由与所述第一板部相同的材料形成。

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