JP5488279B2 - Head-up display device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両用のヘッドアップディスプレイ装置(以下、「HUD装置」という)に関する。 The present invention relates to a head-up display device for vehicles (hereinafter referred to as “HUD device”).
従来、表示器により発光像を表示させ、その表示像をウインドシールド等の投影部材へ投影することにより、車両関連情報の虚像を表示する車両用HUD装置が、知られている。こうしたHUD装置の一種として特許文献1には、表示器の表示像を凹面鏡等の反射鏡により反射して、その反射像を投影部材へ投影する装置が、開示されている。このように反射鏡を利用することによれば、車両においてHUD装置が占有する設置スペースを小さくすることが、可能となる。 Conventionally, a vehicle HUD device that displays a virtual image of vehicle-related information by displaying a light emission image on a display and projecting the display image onto a projection member such as a windshield is known. As a kind of such HUD device, Patent Document 1 discloses a device that reflects a display image of a display with a reflecting mirror such as a concave mirror and projects the reflected image onto a projection member. By using the reflecting mirror in this way, it is possible to reduce the installation space occupied by the HUD device in the vehicle.
さて、特許文献1に開示のHUD装置では、虚像の表示位置を調整するために、外部からの調整指令に従う駆動信号をステッピングモータに印加して、回転可能に設けた反射鏡を当該ステッピングモータにより回転駆動する構成が、採用されている。このような構成によれば、車両の乗員は調整指令をHUD装置へ入力することにより、車両関連情報の虚像を視認し易い状態にて表示させることが、可能となる。 In the HUD device disclosed in Patent Document 1, in order to adjust the display position of the virtual image, a drive signal according to an adjustment command from the outside is applied to the stepping motor, and the reflecting mirror provided rotatably is used by the stepping motor. A configuration for rotational driving is adopted. According to such a configuration, the vehicle occupant can display the virtual image of the vehicle-related information in a state where it can be easily viewed by inputting an adjustment command to the HUD device.
上記特許文献1に開示のHUD装置において、虚像の表示位置を乗員の嗜好に素早く且つ細かく対応させるには、調整指令に従って表示位置を滑らかに連続調整可能であることが、望ましい。ここで、虚像の表示位置を滑らかに連続調整する方法としては、ステッピングモータにおいて所定電気角毎に現れる安定点の間隔よりも小さな設定角度ずつ電気角が変化するように駆動信号を制御して、当該モータをマイクロステップ駆動する方法が、考えられる。 In the HUD device disclosed in Patent Document 1, it is desirable that the display position can be smoothly and continuously adjusted according to the adjustment command in order to quickly and finely correspond the virtual image display position to the passenger's preference. Here, as a method of smoothly and continuously adjusting the display position of the virtual image, the drive signal is controlled so that the electrical angle changes by a set angle smaller than the interval between the stable points appearing for each predetermined electrical angle in the stepping motor, A method of micro-step driving the motor is conceivable.
しかし、そうしたマイクロステップ駆動の場合、表示位置の連続調整ではなく、微調整を乗員が実行しようとすると、表示位置の変化量が小さくなり過ぎて、乗員に違和感を与えるおそれがある。そこで、ステッピングモータにおいて安定点の間隔ずつ電気角が変化するように駆動信号を制御して、当該モータをフルステップ駆動する方法を採用した場合、微調整には良いが、連続調整では滑らかさに欠けて乗員に違和感を与えるため、これも望ましくない。 However, in the case of such micro-step driving, if the occupant tries to perform fine adjustment instead of continuous adjustment of the display position, the amount of change in the display position becomes too small, which may give the occupant a sense of incongruity. Therefore, when a method of controlling the drive signal so that the electrical angle changes at intervals of stable points in the stepping motor and driving the motor in full step is fine, fine adjustment is good, but continuous adjustment is smooth. This is also undesirable because it lacks and gives the passenger a sense of incongruity.
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両の乗員に違和感を与えることなく、車両関連情報の虚像の表示位置を調整する車両用HUD装置を、提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems described above, and an object thereof is to provide a vehicle HUD device that adjusts the display position of a virtual image of vehicle-related information without giving a sense of incongruity to a vehicle occupant. There is to do.
請求項1に記載の発明は、発光像を表示する表示器と、回転可能に設けられて表示器の表示像を反射する反射鏡を有し、当該反射鏡の反射像を投影部材へ投影することにより、車両関連情報の虚像を表示させる光学系と、電気角に応じた振幅の駆動信号が印加されることにより、反射鏡を回転駆動して虚像の表示位置を調整するステッピングモータであって、所定の電気角毎に安定点が現れるステッピングモータと、外部から入力される調整指令に従って電気角が変化するように駆動信号を制御する制御系と、を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、制御系は、虚像の表示位置を連続調整する調整指令が入力された場合に、安定点の間隔よりも小さな設定角度ずつ電気角が変化するように駆動信号を制御することにより、ステッピングモータをマイクロステップ駆動するマイクロステップ駆動手段と、虚像の表示位置を微調整する調整指令が入力された場合に、安定点の間隔ずつ電気角が変化するように駆動信号を制御することにより、ステッピングモータをフルステップ駆動するフルステップ駆動手段と、操作部材に対する乗員操作が設定時間以上継続することにより、虚像の表示位置を連続調整する調整指令が入力される一方、操作部材に対する乗員操作が設定時間内に終了することにより、虚像の表示位置を微調整する調整指令が入力される入力手段と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 includes a display device that displays a light emission image, and a reflection mirror that is rotatably provided and reflects the display image of the display device, and projects the reflection image of the reflection mirror onto a projection member. Thus, an optical system that displays a virtual image of vehicle-related information and a stepping motor that adjusts the display position of the virtual image by rotating the reflecting mirror by applying a drive signal having an amplitude corresponding to the electrical angle. In a vehicle head-up display device comprising: a stepping motor in which a stable point appears at every predetermined electrical angle; and a control system that controls a drive signal so that the electrical angle changes according to an adjustment command input from outside. When an adjustment command for continuously adjusting the virtual image display position is input, the control system controls the drive signal so that the electrical angle changes by a set angle smaller than the stable point interval. Stepping is performed by controlling the drive signal so that the electrical angle changes by the interval of the stable points when a microstep drive means for microstepping the papping motor and an adjustment command for fine adjustment of the virtual image display position are input. An adjustment command for continuously adjusting the virtual image display position is input when the full-step drive means for driving the motor at full step and the occupant operation for the operation member continue for a set time or longer, while the occupant operation for the operation member is set for the set time. And an input unit to which an adjustment command for finely adjusting the display position of the virtual image is input .
こうした請求項1に記載の発明では、ステッピングモータにより回転駆動される反射鏡の反射像を投影部材に投影してなる車両関連情報の虚像の表示位置につき、連続調整する調整指令が入力されると、ステッピングモータがマイクロステップ駆動されることになる。このマイクロステップ駆動においてステッピングモータへ印加される駆動信号は、電気角が安定点の間隔よりも小さな設定角度ずつ変化するように制御されるので、当該小さな設定角度ずつの電気角変化に応じて虚像表示位置は、滑らかに連続調整され得る。したがって、虚像の表示位置の連続調整時においては、車両の乗員に違和感を与えることがない。 In the invention according to the first aspect, when an adjustment command for continuously adjusting the display position of the virtual image of the vehicle-related information obtained by projecting the reflection image of the reflecting mirror rotated by the stepping motor onto the projection member is input. The stepping motor is driven by microsteps. The drive signal applied to the stepping motor in this microstep drive is controlled so that the electrical angle changes by a set angle that is smaller than the interval between the stable points, so a virtual image is generated according to the change in electrical angle by the small set angle. The display position can be adjusted smoothly and continuously. Therefore, when the virtual image display position is continuously adjusted, the vehicle occupant is not given a sense of incongruity.
また一方、請求項1に記載の発明では、虚像の表示位置を微調整する調整指令が入力されると、ステッピングモータがフルステップ駆動されることになる。このフルステップ駆動においてステッピングモータへ印加される駆動信号は、電気角が安定点の間隔ずつ大きく変化するように制御されるので、当該電気角変化に応じて虚像表示位置も、乗員に違和感を与えない程度に大きな変化量にて微調整され得る。 On the other hand, in the first aspect of the present invention, when an adjustment command for fine adjustment of the display position of the virtual image is input, the stepping motor is driven in full step. The drive signal applied to the stepping motor in this full-step drive is controlled so that the electrical angle changes greatly at intervals of stable points, so that the virtual image display position also gives the passenger a sense of incompatibility according to the change in the electrical angle. Fine adjustment can be made with such a large change amount as possible.
請求項1に記載の発明ではさらに、操作部材に対する乗員操作が設定時間以上継続すると、調整指令の入力により、電気角変化の小さなマイクロステップ駆動がステッピングモータにおいて実現されるので、当該操作時間に応じて連続的に且つ当該電気角変化に応じて滑らかに虚像表示位置が調整され得る。また一方、操作部材に対する乗員操作が設定時間内に終了すると、調整指令の入力により、電気角変化の大きなフルステップ駆動がステッピングモータにおいて実現されるので、当該電気角変化に応じて小さ過ぎず且つ当該操作時間に応じて大き過ぎない程度に、虚像表示位置が微調整され得る。これらによれば、二種類の調整方法のうち車両の乗員が嗜好する調整方法を、当該乗員による操作部材の操作時間から的確に判断して、当該乗員に違和感を与えることなく、実行できるのである。 According to the first aspect of the present invention, when the occupant operation on the operation member continues for a set time or longer, microstep driving with a small electrical angle change is realized by the input of the adjustment command in the stepping motor. Thus, the virtual image display position can be adjusted continuously and smoothly according to the change in the electrical angle. On the other hand, when the occupant operation on the operation member is completed within the set time, a full-step drive with a large electrical angle change is realized in the stepping motor by the input of the adjustment command, so that it is not too small according to the electrical angle change and The virtual image display position can be finely adjusted so as not to be too large according to the operation time. According to these, the adjustment method that the vehicle occupant prefers among the two types of adjustment methods can be accurately determined from the operation time of the operation member by the occupant without causing the occupant to feel uncomfortable. .
人間行動学の見地によると、一般に車両の乗員は、虚像の表示位置を連続調整した後に、虚像の表示位置を微調整することになる。そこで、請求項2に記載の発明によると、虚像の表示位置を連続調整する調整指令が入力されることにより、マイクロステップ駆動手段がステッピングモータをマイクロステップ駆動した後、虚像の表示位置を微調整する調整指令が入力されることにより、フルステップ駆動手段がステッピングモータをフルステップ駆動する。即ち、一般的な行動に従って乗員は、ステッピングモータのマイクロステップ駆動により虚像表示位置を滑らかに連続調整した後、ステッピングモータのフルステップ駆動により虚像表示位置を適度な変化量にて微調整可能となるので、違和感の抑制効果が高められ得る。 From the viewpoint of human behavior, in general, the vehicle occupant finely adjusts the display position of the virtual image after continuously adjusting the display position of the virtual image. Therefore, according to the second aspect of the present invention, after the adjustment command for continuously adjusting the display position of the virtual image is input, the microstep driving means finely adjusts the display position of the virtual image after the stepping motor is microstep driven. When the adjustment command to be input is input, the full step driving means drives the stepping motor at full step. That is, in accordance with general behavior, the occupant can finely adjust the virtual image display position with an appropriate amount of change by full-step driving of the stepping motor after smoothly adjusting the virtual image display position by micro-step driving of the stepping motor. Therefore, the effect of suppressing the sense of incongruity can be enhanced.
連続調整の調整指令の入力によるマイクロステップ駆動の終了後において、現在の電気角がいずれの安定点からも外れていると、安定点を起点に電気角を変化させるフルステップ駆動の場合、当該フルステップ駆動の開始が困難となる。そこで、請求項3に記載に発明によると、フルステップ駆動手段が安定点を起点に電気角を変化させる制御系は、虚像の表示位置を連続調整する調整指令が入力されることによるマイクロステップ駆動の終了後に、現在の電気角が安定点から外れている場合には、電気角が安定点まで変化するように駆動信号を制御することにより、ステッピングモータを強制駆動する強制駆動手段、を有する。これによれば、マイクロステップ駆動の終了後において現在の電気角が安定点から外れていても、強制駆動により電気角が安定点まで変化させられるので、当該安定点を起点とするフルステップ駆動を確実に開始して、違和感の抑制効果を発揮することができるのである。 If the current electrical angle deviates from any stable point after the end of the micro-step drive by inputting the adjustment command for continuous adjustment, the full-step drive that changes the electrical angle from the stable point as the starting point It becomes difficult to start step driving. Therefore, according to the third aspect of the present invention, the control system in which the full-step drive means changes the electrical angle from the stable point is the micro-step drive by inputting an adjustment command for continuously adjusting the display position of the virtual image. If the current electrical angle deviates from the stable point after the end of, the driving signal is controlled so that the electrical angle changes to the stable point, thereby forcibly driving means for forcibly driving the stepping motor. According to this, even if the current electrical angle deviates from the stable point after the end of the micro-step drive, the electrical angle can be changed to the stable point by forced drive, so full-step drive starting from the stable point is performed. It is possible to start with certainty and exert an effect of suppressing a sense of incongruity.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態による車両用HUD装置1の概略的構成を示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle HUD device 1 according to an embodiment of the present invention.
(基本構成)
まず、車両用HUD装置1の基本構成を説明する。車両に搭載されるHUD装置1は、ハウジング10、表示器20、光学系30、ステッピングモータ40、減速ギア機構50、調整スイッチ60及び制御系70を備えている。
(Basic configuration)
First, the basic configuration of the vehicle HUD device 1 will be described. The HUD device 1 mounted on a vehicle includes a
ハウジング10は、HUD装置1の他の要素20,30,40,50等を収容する中空形状に形成され、車両のインストルメントパネル2に設置される。ハウジング10は、車両の運転席前方に固定された「投影部材」としてのウインドシールド4と上下方向に対向する箇所に、透光性の出射窓14を有している。
The
表示器20は、本実施形態では透過照明式の液晶パネルであり、画像を表示する画面22を有している。表示器20は、内蔵のバックライト(図示しない)により画面22が透過照明されることで、当該画面22の表示像を発光させる。このようにして表示器20に表示される発光像は、車両運転乃至は車両状態に関連した車両関連情報を報知するものであり、本実施形態では、例えば車両進行方向等のナビゲーション情報(図2参照)を報知する。但し、表示器20の表示像については、ナビゲーション情報以外にも、車速、燃料残量、冷却水温度等の物理量情報や、交通状況、安全状況等の車外状況情報を報知するものであってもよい。
In the present embodiment, the
光学系30は、反射鏡32を含む複数の光学部材(図1において、反射鏡32以外は図示しない)からなり、表示器20の表示像を出射窓14へ出射する。ここで反射鏡32は、本実施形態では凹面鏡からなり、滑らかな曲面状に凹んだ反射面34を有している。反射鏡32は、表示器20から反射面34へ直接的乃至は間接的に入射される光学像としての表示像を、拡大して出射窓14側へと反射する。かかる反射鏡32の反射像は、出射窓14を通過してウインドシールド4へ投射されることにより、当該シールド4の前方にて結像される。その結果、表示器20の表示像により指示される車両関連情報は、虚像36(図2参照)として車両内の運転席側に表示されることとなる。
The
反射鏡32は、ハウジング10に回転自在に支持された回転軸38を、有している。反射鏡32は、回転軸38が回転駆動されることにより、図2に示す如き虚像36の表示位置をウインドシールド4に対して上下方向に変化させる。ここで、光学系30及びウインドシールド4の光学特性に起因して本実施形態では、図2に実線で示す虚像36の下限表示位置Dlと、図2に破線で示す虚像36の上限表示位置Duとの間において、虚像36の表示が実現されるようになっている。
The reflecting
図3に示すようにステッピングモータ40は、本実施形態ではクローポール構造の永久磁石型であり、回転子41及び固定子44を有している。ここで回転子41は、後述のギアケース51により回転自在に支持されるモータ軸42の外周側に、ロータ磁石43を組み付けてなる。ギアケース51に固定される固定子44は、図3,4に示す如く、A相を形成するクローポールヨーク45a及び一対のコイル46aと、B相を形成するクローポールヨーク45b及び一対のコイル46bとを組み合わせてなり、それらヨーク45a,45bのクローポールが機械角で1/2ピッチずらして配置されてなる。
As shown in FIG. 3, the stepping
こうした構成のステッピングモータ40は、A,B各相のコイル46a,46bが駆動信号を受けて励磁することによりロータ磁石43を回転駆動させて、モータ軸42にモータトルクを発生させることとなる。さらにステッピングモータ40は、全てのコイル46a,46bへ駆動信号が印加されない消磁状態にあっても、それらコイル46a,46bとロータ磁石43との相互作用により、ディテントトルクをモータ軸42に発生させるようになっている。
In the stepping
減速ギア機構50は、ステッピングモータ40を収容する中空形状のギアケース51内にて、複数のギア52〜59を直列に噛合させてなる。ここで、初段のギア52はモータ軸42に形成され、最終段のギア59は反射鏡32の回転軸38に形成されている。したがって、ステッピングモータ40がモータ軸42の回転によって発生するモータトルクは、各ギア52〜59間の減速比(ギア比)に応じて増幅されて回転軸38へと伝達されることにより、反射鏡32を回転駆動するトルクとなる。ここで、ステッピングモータ40が正回転するときは、虚像36の表示位置が上方へ移動するように反射鏡32も正回転し、ステッピングモータ40が逆回転するときは、虚像36の表示位置が下方へ移動するように反射鏡32も逆回転するようになっている。
The
図1,4に示す調整スイッチ60は、車両内の運転席上の乗員により押し操作可能に設置されている。調整スイッチ60は、虚像36の表示位置を上方向に移動させるためのアップ調整指令と、虚像36の表示位置を下方向に移動させるためのダウン調整指令との二種類を乗員により選択的に入力可能に、例えばプッシュ式等の二つの操作部材62,63を有している。調整スイッチ60は、操作部材62の乗員操作により入力されるアップ調整指令に応じた指令信号と、操作部材63の乗員操作により入力されるダウン調整指令に応じた指令信号とを、それぞれ区別して出力可能となっている。
The
制御系70は、表示制御回路72及び複数のスイッチング素子74を組み合わせてなり、ハウジング10の内部乃至は外部に配置されている。表示制御回路72は、本実施形態ではマイクロコンピュータを主体に構成された電気回路であり、表示器20及び調整スイッチ60に電気接続されている。図4に示すように各スイッチング素子74は、本実施形態ではコレクタがいずれかのコイル46a,46bに電気接続されるトランジスタであり、エミッタ及びベースがそれぞれアース(図示しない)及び表示制御回路72に電気接続されている。各スイッチング素子74は、表示制御回路72から入力されるベース信号に従って、A,B各相のコイル46a,46bへ印加する駆動信号の振幅を変化させる。そこで以下では、表示制御回路72によりスイッチング素子74へのベース信号を制御することを、コイル46a,46bへの駆動信号を制御することとして、説明する。
The
こうした構成の制御系70において表示制御回路72は、表示器20による画像の表示を制御する。それと共に表示制御回路72は、調整スイッチ60から入力される指令信号に応じて、A,B各相のコイル46a,46bへの駆動信号を制御する。具体的には、操作部材62の操作によるアップ調整指令に応じて表示制御回路72は、ステッピングモータ40と共に反射鏡32を正回転駆動するように各相のコイル46a,46bへの駆動信号の電気角を制御することで、虚像36の表示位置を上方へと変化させる。また一方、操作部材63の操作によるダウン調整指令に応じて表示制御回路72は、ステッピングモータ40と共に反射鏡32を逆回転駆動するように各相コイル46a,46bへの駆動信号の電気角を制御することで、虚像36の表示位置を下方へと変化させるのである。
In the
(特徴部分)
次に、本実施形態による車両用HUD装置1の特徴部分を説明する。HUD装置1においてA,B各相のコイル46a,46bへの駆動信号は、固定子44を二相励磁するようにして、図5に例示する如くステッピングモータ40の電気角に応じた振幅(本実施形態では電圧振幅)に、制御される。これにより各相コイル46a,46bへの駆動信号は、上述のディテントトルクが実質90度の電気角毎に最大となる安定点θsにおいて、図5に例示の如き最大振幅(Vmax)又は最小振幅(0)を実現するように、制御されることとなる。
(Characteristic part)
Next, the characteristic part of the vehicle HUD device 1 according to the present embodiment will be described. In the HUD device 1, the drive signals to the
ここで、A相コイル46aの一方への駆動信号につき、マイクロステップ駆動、強制駆動及びフルステップ駆動をステッピングモータ40にて実施する場合の制御特性を、それぞれ図5の各分図(a),(b),(c)に例示する。図5(a)に示すマイクロステップ駆動では、安定点θsの間隔Iθ(即ち、実質90度)よりも小さな設定角度Δθずつ電気角が変化するように、駆動信号を制御する。図5(b)に示す強制駆動では、マイクロステップ駆動終了時点の電気角がいずれの安定点θsからも外れている場合に(同分図のθo)、当該マイクロステップ駆動時の変化方向にて直近となる安定点θsまで電気角が変化するように、駆動信号を制御する。図5(c)に示すフルステップ駆動では、いずれかの安定点θsを起点として間隔Iθずつ電気角が変化するように、駆動信号を制御する。
Here, with respect to the drive signal to one side of the
これらの駆動形態を実現するHUD装置1において表示制御回路72は、調整スイッチ60から入力される指令信号に応じて駆動形態を切り換えることにより、各相コイル46a,46bへの駆動信号を適切に制御して、虚像36の表示位置を調整する。そこで、以下では、表示制御回路72がコンピュータプログラムの実行によって実施する駆動信号制御のフローにつき、図6を参照しつつ詳細に説明する。尚、図6の駆動信号制御フローは、車両のエンジンスイッチがオンされるのに応じて開始され、当該エンジンスイッチがオフされるのに応じて終了する。
In the HUD device 1 that realizes these drive modes, the
まず、S101では、アップ調整指令及びダウン調整指令の入力の有無を、調整スイッチ60からの指令信号に基づき判定する。双方の調整指令の無判定が下される間は、A,B各相のコイル46a,46bのいずれに対しても駆動信号の印加を停止したまま、S101を繰り返すのに対し、いずれか一方の調整指令について有判定が下された場合には、S102へ移行する。
First, in S101, the presence / absence of an input of an up adjustment command and a down adjustment command is determined based on a command signal from the
アップ調整指令又はダウン調整指令の有判定により移行するS102では、操作部材62,63のうち当該有判定対象の調整指令に対応した一方の操作につき、その開始から設定時間T以上継続しているか否かを、調整スイッチ60からの指令信号に基づき判定する。尚、時間Tについては、調整スイッチ60の操作の開始から虚像36の表示位置が変化するまでの時間に起因して乗員に違和感やストレスを感じさせることがないように、例えば0.5秒程度に予め設定されるが、他の値に予設定しても勿論よい。
In S102, which is shifted when the up adjustment command or the down adjustment command is determined, whether one of the
操作部材62,63のうち一方の長押しにより当該一方の操作が設定時間T以上継続した場合には、当該一方の操作に対応するアップ調整指令及びダウン調整指令が虚像36の表示位置の連続調整を指令するものとして、S102からS103に移行する。このS103では、図5(a)に例示の如きマイクロステップ駆動をステッピングモータ40において実施するように、A,B各相のコイル46a,46bへの駆動信号を制御する。即ち、調整指令のアップ又はダウンに従う方向において、現在の電気角から、安定点θsの間隔Iθよりも小さな設定角度Δθだけ離れた次の電気角まで、駆動信号を変化させる。その結果、ステッピングモータ40の電気角変化に応じて反射鏡32が正回転駆動又は逆回転駆動され、操作部材62又は操作部材63の長押しの間は連続して、虚像36の表示位置が上方又は下方へと調整されるのである。尚、角度Δθについては、虚像36の表示位置調整が滑らかとなるように、例えば図5(a)の如く18度程度に予め設定されるが、他の値に予設定しても勿論よい。
When one of the
図6に示すようにS103から続くS104では、操作部材62,63の一方の操作による調整指令の入力が終了したか否かを、調整スイッチ60からの指令信号に基づき判定する。即ち、操作部材62,63のうち一方の操作中は継続されて虚像36の表示位置の連続調整を実現することとなるマイクロステップ駆動につき、終了したか否かを判定する。そして、マイクロステップ駆動の終了判定が下されると、S104からS105へ移行して、現在の電気角は安定点θsであるか否かを判定することとなる。
As shown in FIG. 6, in S <b> 104 following S <b> 103, it is determined based on the command signal from the
マイクロステップ駆動の終了直後に現在の電気角が安定点θsから外れている場合は、S105からS106へ移行することで、図5(b)に例示の如き強制駆動をステッピングモータ40にて実施するよう、A,B各相のコイル46a,46bへの駆動信号を制御する。即ち、直近のS103によるマイクロステップ駆動時の電気角変化の方向において、現在の電気角から、次の安定点θsまで、駆動信号を変化させる。その結果、安定点θsからずれた電気角においてマイクロステップ駆動が終了した場合であっても、ステッピングモータ40の電気角は、いずれかの安定点θsまで強制変化させられることとなる。
When the current electrical angle deviates from the stable point θs immediately after the end of the microstep drive, the stepping
以上、操作部材62,63のうち一方の長押しにより当該一方の操作が設定時間T以上継続した場合について、説明した。これに対して、操作部材62,63のうち一方の短押しにより当該一方の操作が設定時間T内に終了した場合には、当該一方の操作に対応するアップ調整指令及びダウン調整指令が虚像36の表示位置の微調整を指令するものとして、S102からS107に移行する。このS107では、図5(c)に例示の如きフルステップ駆動をステッピングモータ40において実施するように、A,B各相のコイル46a,46bへの駆動信号を制御する。即ち、調整指令のアップ又はダウンに従う方向において、現在の電気角である一安定点θsから、間隔Iθだけ離れた次の安定点θsまで、駆動信号を変化させる。その結果、ステッピングモータ40の電気角の変化に応じて反射鏡32が正回転駆動又は逆回転駆動され、操作部材62又は操作部材63の短押しに応じた短い時間にて、虚像36の表示位置が上方又は下方へと微調整されるのである。
As described above, the case where one of the
図6に示すように、S105〜S107のいずれかの実行後には、S101へ戻ることにより、エンジンスイッチがオフされるまで、当該S101及び後続のS101〜S107が繰り返されることとなる。したがって、乗員の一般的な行動によれば、まず、操作部材62又は操作部材63が設定時間T以上の長押しをされると、ステッピングモータ40がマイクロステップ駆動されて、虚像36の表示位置が連続調整される(一回り目のフローのS101〜104)。ここで、マイクロステップ駆動において駆動信号は、操作部材62又は操作部材63の長押しの間、電気角が安定点θsの間隔Iθよりも小さな設定角度Δθずつ変化するように、制御される。したがって、かかるマイクロステップ駆動により虚像36の表示位置は、操作部材62又は操作部材63の操作時間に応じて連続的に、且つ小さな設定角度Δθずつの電気角変化に応じて滑らかに、調整され得るのである。
As shown in FIG. 6, after any of S105 to S107 is executed, the process returns to S101, so that S101 and subsequent S101 to S107 are repeated until the engine switch is turned off. Therefore, according to the general behavior of the occupant, first, when the
こうしたマイクロステップ駆動の終了後に、ステッピングモータ40の電気角が安定点θsから外れている場合には、ステッピングモータ40の強制駆動により、当該電気角がいずれかの安定点θsまで変化させられる(一回り目のフローのS105,S106)。一方、ステッピングモータ40の電気角が安定点θsと一致している場合には、当該電気角がそのまま保持される(一回り目のフローのS105)。このように本実施形態では、マイクロステップ駆動の後、乗員の一般的な行動により操作部材62又は操作部材63が短押しされる前には、電気角が必ず安定点θsに制御されることとなる。
If the electrical angle of the stepping
そして、電気角が安定点θsに制御された状態下、乗員により操作部材62又は操作部材63が設定時間T内の短押しをされると、ステッピングモータ40が当該安定点θsを起点にフルステップ駆動されて、虚像36の表示位置が微調整される(二回り目のフローのS101,S102,S107)。ここで、フルステップ駆動において駆動信号は、操作部材62又は操作部材63の短押しの間は、電気角が安定点θs間をその間隔Iθずつ変化するように、制御される。したがって、かかるフルステップ駆動により虚像36の表示位置は、安定点θsの間隔Iθずつの電気角変化に応じて小さ過ぎず、且つ操作部材62又は操作部材63の操作時間に応じて大き過ぎない程度に、微調整され得るのである。
When the
ここまで説明したことから、本実施形態のHUD装置1によれば、虚像36の表示位置に関する二種類の調整方法のうち乗員が嗜好する調整方法を、当該乗員による操作時間から的確に判断して、当該乗員に違和感を与えることなく実行できるのである。尚、本実施形態では、S101〜S104を実行する表示制御回路72が特許請求の範囲に記載の「マイクロステップ駆動手段」に相当し、S101,S102,S107を実行する表示制御回路72が特許請求の範囲に記載の「フルステップ駆動手段」に相当し、S104〜S106を実行する表示制御回路72が特許請求の範囲に記載の「強制駆動手段」に相当している。
As described so far, according to the HUD device 1 of the present embodiment, the adjustment method that the occupant likes among the two types of adjustment methods related to the display position of the
(他の実施形態)
さて、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described, the present invention is not construed as being limited to the embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist of the present invention. .
具体的に、駆動信号制御フローのS106では、直近のS103によるマイクロステップ駆動時の電気角変化の方向において、現在の電気角から、次の安定点θsよりも先の安定点θsまで駆動信号を変化させるように、強制駆動を実施してもよい。また、駆動信号制御フローのS106では、直近のS103によるマイクロステップ駆動時の電気角変化の方向とは反対方向において、現在の電気角から、次の乃至はその先の安定点θsまで駆動信号を変化させるように、強制制御を実施してもよい。さらに、駆動信号制御フローの変形例を図7に示すように、S105,S106をS102,S107間にて実施してもよい。尚、この場合にも、乗員の一般的な行動により、連続調整用のマイクロステップ駆動(一回り目のフローのS101〜S104)が実施された後、設定時間T内の乗員操作が確認されると(二回り目のフローのS101,S102)、強制駆動(二回り目のフローのS105,S106)によって又はそのままの保持(二回り目のフローのS105)によって電気角が安定点θsに制御され、当該制御状態下、微調整用のフルステップ駆動(二回り目のフローのS107)が実施されることとなる。 Specifically, in S106 of the drive signal control flow, the drive signal is sent from the current electrical angle to the stable point θs ahead of the next stable point θs in the direction of the electrical angle change at the time of microstep driving by the latest S103. Forcible driving may be performed so as to change. In S106 of the drive signal control flow, the drive signal is sent from the current electrical angle to the next to the next stable point θs in the direction opposite to the direction of the electrical angle change at the time of the microstep drive in S103. Forcible control may be implemented so as to change. Furthermore, as shown in FIG. 7 as a modification of the drive signal control flow, S105 and S106 may be performed between S102 and S107. Also in this case, the occupant operation within the set time T is confirmed after the microstep drive for continuous adjustment (S101 to S104 in the first flow) is performed by the general behavior of the occupant. (S101, S102 of the second flow), the electrical angle is controlled to the stable point θs by forced driving (S105, S106 of the second flow) or as it is (S105 of the second flow). In this control state, full-step driving for fine adjustment (S107 of the second flow) is performed.
加えて、ステッピングモータ40としては、ディテントトルクに応じて安定点が現れるものであれば、上記実施形態の永久磁石型以外にも、例えばハイブリッド型等を採用してもよい。また加えて、表示器20としては、上記実施形態の液晶パネル以外にも、例えばEL(Electro-Luminescence)パネルやインジケータ等により発光像を表示するものを、採用してもよい。さらに加えて、反射鏡の反射像を投影させる「投影部材」としては、上記実施形態の如く車両に固定されたウインドシールド4以外にも、例えばHUD装置1に専用に設けられるコンバイナ等を採用してもよい。
In addition, as the stepping
1 車両用HUD(ヘッドアップディスプレイ)装置 2 インストルメントパネル、4 ウインドシールド(投影部材)、10 ハウジング、14 出射窓、20 表示器、22 画面、30 光学系、32 反射鏡、34 反射面、36 虚像、38 回転軸、40 ステッピングモータ、41 回転子、42 モータ軸、43 ロータ磁石、44 固定子、45a,45b クローポールヨーク、46a,46b コイル、50 減速ギア機構、51 ギアケース、60 調整スイッチ、62,63 操作部材、70 制御系、72 表示制御回路(マイクロステップ駆動手段・フルステップ駆動手段・強制駆動手段)、74 スイッチング素子、T 設定時間、θs 安定点、Iθ 間隔、Δθ 設定角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle HUD (head up display)
Claims (3)
回転可能に設けられて前記表示器の表示像を反射する反射鏡を有し、当該反射鏡の反射像を投影部材へ投影することにより、車両関連情報の虚像を表示させる光学系と、
電気角に応じた振幅の駆動信号が印加されることにより、前記反射鏡を回転駆動して前記虚像の表示位置を調整するステッピングモータであって、所定の前記電気角毎に安定点が現れるステッピングモータと、
外部から入力される調整指令に従って前記電気角が変化するように前記駆動信号を制御する制御系と、
を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
前記制御系は、
前記虚像の表示位置を連続調整する前記調整指令が入力された場合に、前記安定点の間隔よりも小さな設定角度ずつ前記電気角が変化するように前記駆動信号を制御することにより、前記ステッピングモータをマイクロステップ駆動するマイクロステップ駆動手段と、
前記虚像の表示位置を微調整する前記調整指令が入力された場合に、前記安定点の間隔ずつ前記電気角が変化するように前記駆動信号を制御することにより、前記ステッピングモータをフルステップ駆動するフルステップ駆動手段と、
操作部材に対する乗員操作が設定時間以上継続することにより、前記虚像の表示位置を連続調整する前記調整指令が入力される一方、前記操作部材に対する乗員操作が前記設定時間内に終了することにより、前記虚像の表示位置を微調整する前記調整指令が入力される入力手段と、
を有することを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。 A display for displaying a luminescent image;
An optical system that has a reflecting mirror that is rotatably provided and reflects a display image of the display, and that displays a virtual image of vehicle-related information by projecting the reflected image of the reflecting mirror onto a projection member;
A stepping motor that adjusts the display position of the virtual image by rotating the reflecting mirror by applying a drive signal having an amplitude corresponding to an electrical angle, and a stepping step in which a stable point appears at each predetermined electrical angle. A motor,
A control system for controlling the drive signal so that the electrical angle changes according to an adjustment command input from the outside;
In a vehicle head-up display device comprising:
The control system is
When the adjustment command for continuously adjusting the display position of the virtual image is input, the stepping motor is controlled by controlling the drive signal so that the electrical angle changes by a set angle smaller than the interval between the stable points. Microstep driving means for microstep driving,
When the adjustment command for finely adjusting the display position of the virtual image is input, the stepping motor is driven in a full step by controlling the drive signal so that the electrical angle changes at intervals of the stable points. Full step drive means;
When the occupant operation on the operation member continues for a set time or longer, the adjustment command for continuously adjusting the display position of the virtual image is input, while the occupant operation on the operation member ends within the set time, Input means for inputting the adjustment command for finely adjusting the display position of the virtual image;
A vehicle head-up display device.
前記虚像の表示位置を連続調整する前記調整指令が入力されることによるマイクロステップ駆動の終了後に、現在の電気角が前記安定点から外れている場合には、前記電気角が前記安定点まで変化するように前記駆動信号を制御することにより、前記ステッピングモータを強制駆動する強制駆動手段、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。 The control system in which the full-step drive means changes the electrical angle from the stable point as a starting point,
If the current electrical angle deviates from the stable point after the end of the microstep drive by inputting the adjustment command for continuously adjusting the display position of the virtual image, the electrical angle changes to the stable point. Forcibly driving means for forcibly driving the stepping motor by controlling the driving signal to
The vehicle head-up display device according to claim 1 , wherein the vehicle head-up display device is provided.
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