平视显示器的制作方法

1.本实用新型涉及一种平视显示器。


背景技术：

2.作为以往的平视显示器，公开了如专利文献1所示的、使用丝杠(lead screw)61c来调整凹面镜41的角度的结构。具体来说，位置调整单元43的突起部65h、65i分别与凹面镜41的保持部件42点接触，驱动部件61a进行驱动，由此凹面镜41旋转。
3.另一方面，公开了如专利文献2所示的、用于通过使用滚珠轴承(ball bearing)54来提高能够以规定的旋转轴521为中心旋转的反射单元5的滑动性的结构。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利特开2009-73461号公报
7.专利文献2：日本专利特开2017-215364号公报
8.在这样的凹面镜设置为能够以旋转轴为中心旋转的平视显示器中，在从开口部观察内部的情况下，有可能能够视觉辨认供旋转轴插入的孔。无法视觉辨认旋转轴是由于孔的结构复杂，会成为杂散光的原因，或者在外观上不理想。


技术实现要素：

9.因此，本实用新型的目的在于，着眼于上述实际情况，提供一种能够以简易的构造隐藏供能够旋转的反射部的旋转轴插入的孔部的平视显示器。
10.为了实现上述目的，本发明所涉及的平视显示器是通过将显示光投影到反射透过部件来映出虚像的平视显示器，其具备：
11.显示部，所述显示部出射所述显示光；
12.反射部，所述反射部反射所述显示光，并能够通过以规定的旋转轴为中心进行旋转来调整反射所述显示光的方向；以及
13.轴承部，所述轴承部具有规定所述旋转轴的轴承孔，
14.所述反射部通过具有向所述反射的面方向突出的突出部，从而隐藏所述轴承孔。
15.在另一观点中，本发明所涉及的平视显示器是通过将显示光投影到反射透过部件来映出虚像的平视显示器，其具备：
16.显示部，所述显示部出射所述显示光；
17.反射部，所述反射部反射所述显示光，并能够通过以规定的旋转轴为中心进行旋转来调整反射所述显示光的方向；以及
18.轴承部，所述轴承部具有规定所述旋转轴的轴承孔，
19.所述轴承部通过具有从所述轴承孔向所述反射部方向突出的突出部，从而隐藏所述轴承孔。
附图说明
20.图1是表示本实用新型的平视显示器1搭载于车辆c的情况的图。
21.图2是表示平视显示器1的外观的图。
22.图3是表示反射部30、轴承部40、轴承50的组装状态的图。
23.图4是表示支架32的图。
24.图5是表示轴承部40的图。
25.图6是表示压入了轴承50的状态的轴承部40的图。
26.图7是表示包含旋转轴a且沿着方向u的面上的平视显示器1的截面的图。
27.图8是表示经由窗部111朝向轴承孔51附近的视角下的情况的图。
28.符号说明
[0029]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
平视显示器
[0030]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上壳体
[0031]
110
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
窗部
[0032]
12
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下壳体
[0033]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
显示部
[0034]
30
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反射部
[0035]
31
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反射镜
[0036]
32
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支架
[0037]
331
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接收部
[0038]
332
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴
[0039]
34
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
突出部
[0040]
35
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
粘接面
[0041]
36
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支架杆
[0042]
40
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴承部
[0043]
41
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
压入孔
[0044]
42
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
突出部
[0045]
491
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定位销
[0046]
492
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定位孔
[0047]
493
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
旋钮
[0048]
50
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滚珠轴承
[0049]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
内表面(轴承孔)
[0050]
52
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外表面
[0051]cꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车辆
[0052]
li
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
显示光
[0053]aꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
旋转轴
[0054]
ws
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
挡风玻璃(反射透过部件)
[0055]
ep
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
视点(eye point)
具体实施方式
[0056]
以下，将本实用新型的平视显示器(hud)1作为搭载于车辆c的实施方式以及变形例进行举例，并使用附图按照以下的顺序进行说明。此外，所有附图所示的方向f、b、l、r、u、d分别与车辆c中的前、后、左、右、上、下方向对应。另外，左右方向有时被称为方向x，上下方向有时被称为方向y，前后方向有时被称为方向z。此外，为了便于说明，省略了附图中图示的部件上应该标注的附图标记的一部分。
[0057]
[第一实施方式]
[0058]
[变形例]
[0059]
[效果例]
[0060]
[第一实施方式]
[0061]
《1-1.结构的说明》
[0062]
如图1以及图2所示，本实用新型的hud1能够组装在设置于车辆c的挡风玻璃ws的下方。
[0063]
hud1通过将表示车辆信息的显示光li投影到形成为以车辆的前侧的一端变低的方式倾斜的自由曲面形状的挡风玻璃ws(反射透过部件)来映出虚像v。hud1朝向车辆后方向斜上方出射显示光li。被hud1出射的显示光li被挡风玻璃ws反射。在视点ep对被挡风玻璃ws反射的显示光li进行视觉辨认的使用者(例如车辆c的乘客)能够将映出的虚像v视觉辨认为在挡风玻璃ws的里侧漂浮的显示像。
[0064]
在虚像v中显示有例如速度、发动机转速这样的车辆信息、分路段、地图等路径引导显示、盲点监视器、限制速度超过警告等警告显示等对乘客(使用者、用户)唤起注意的必要性较高的信息。由此，提供减少了视点移动以及眼睛的焦距调整的需要的驾驶环境。在虚像v中，除了表示这些信息的文字、图标以外，还包括背景部分，在以乘客俯视时，其例如呈矩形状。
[0065]
另外，hud1大致具有两个模式。一个为如图1所示的通过hud1将显示光li投影于挡风玻璃ws上，能够从视点ep视觉辨认虚像v的显示模式。另一个为hud1不将显示光li投影于挡风玻璃ws上，无法从视点ep视觉辨认虚像v的停止模式(停车模式)。不将显示光li投影到挡风玻璃ws的停车模式的hud1基于光线的逆行的原理，处于不会将从挡风玻璃ws方向入射到hud1的外部光(主要是太阳光)向显示光li入射的方向(显示部光学地存在的方向)反射的位置。由此，在被认为是车辆c停车的状态的hud1为停车模式时，防止显示部被外光照射而成为高温状态。
[0066]
hud1为了切换这些模式，根据后述的结构使反射部30旋转。
[0067]
显示模式的hud1，为了调节能够视觉辨认虚像v的视点ep的高度，能够通过后述的结构来变更显示光li的光路。在本实用新型中，如附图所示，能够变更为较短显示光ls、中心显示光lc、较高显示光lt这三种。较短显示光ls在显示模式下，hud1向挡风玻璃ws的较下部投影显示光li，映出虚像v。在较高显示光lt中，hud1向挡风玻璃ws的较上部处投影显示光li，映出虚像v。在中心显示光lc中，通过上述两个显示光路之间，映出虚像v。
[0068]
hud1具备控制部、上壳体11、下壳体12、显示部20、反射部30以及轴承部40。
[0069]
控制部能够应用微型计算机，该微型计算机设置有：用于规定程序、各种数据的存储、运算时的存储区域的未图示的rom、ram等存储部；用于按照上述规定程序进行运算处理
的cpu；以及输入输出接口等。控制部与显示部20以及动力部、hud1的外部的电子设备电连接。控制部基于从hud1的外部的车载设备接收到的车辆信息，生成显示于显示部20的图像，或者控制显示部20的显示，或者控制显示部20的发光强度，或者控制反射部30的旋转。
[0070]
上壳体11以及下壳体12是将hud1所具备的部件通过粘接、嵌合、螺钉固定等公知的手段固定的箱体。例如，下壳体12固定显示部20、未图示的控制部、轴承部40。另外，上壳体11是以从上方覆盖下壳体12的方式设置的盖状的箱体，在中央具有显示光li通过的窗部111。窗部111也可以使用透明的硬质合成树脂(丙烯酸树脂、聚醚树脂等)来进行封闭。车辆c的用户能够仅经由该窗部111视觉辨认hud1的内部。
[0071]
显示部20是出射显示光li的部件。在本实用新型中，朝向方向f出射。作为出射显示光li的部件，例如能够应用使用了tft液晶模块的结构、使用了有机el的结构、使用了dmd(digital micro-mirror device：数字微镜设备)的投影仪等。在使用了tft液晶模块的结构中，例如显示部20是将分别与控制部连接的背光单元和液晶显示元件以固定的状态设置的结构，通过控制部的控制来显示信息的液晶显示元件被从通过控制部的控制来控制亮灭的背光单元发出的照明光照射，由此出射显示光li。然而，除了例示的情况，只要是能够出射显示光的结构，当然就能够发挥本实用新型的结构的效果。
[0072]
如图3所示，反射部30设置有反射镜31、支架32。
[0073]
反射镜31反射显示光li。反射镜31例如反射显示光li的面为凹状自由曲面形状，通过蒸镀、溅射等方法形成镜面。反射镜31在放大显示光li的同时进行反射。反射镜31能够将硬质合成树脂、无机玻璃应用于基材。另外，反射面31a优选为通过自由曲面形状，抵消假定在挡风玻璃ws处产生的虚像v的形变的形状。
[0074]
如图4所示，支架32是通过粘接、螺钉固定等公知的手段固定反射镜31的保持部件。另外，支架32将反射镜31保持为能够以旋转轴a为中心旋转。支架32的材料能够应用镁、铁等硬质金属、abs树脂等硬质合成树脂。
[0075]
支架32设置有接收部331、轴332、突出部34、粘接面35、支架杆36。
[0076]
接收部331是用于供轴332插入的嵌合孔。轴332例如优选为与轴承或轴承部类似的材料，在本实施方式中例如使用不锈钢。后述的轴承通常使用不锈钢那样的刚性大的材料。另一方面，支架32由于自身的自重引起的变形会诱发虚像v的变形，因此优选除了刚性之外还兼具轻量性的材料。因此，存在支架32与轴承(轴承部)之间的材料的差异产生线膨胀系数等物性的差异等而导致旋转能力降低的情况。因此，处于支架32与轴承的接触部位的轴332优选不使用作为支架32的主要原材料的上述的材料(镁、合成树脂)，而应用与轴承、轴承部类似的材料。
[0077]
突出部34是向反射部30突出地设置的壁部。轴承孔51设置于从反射镜31朝向方向x分离的位置。突出部34以隐藏该轴承孔51的程度突出地设置。突出部34优选在不覆盖反射镜31的位置，并且是沿着与旋转轴a正交的面的方向的板状。根据该形状，能够防止hud的肥大化，并且能够有效地隐藏轴承孔。
[0078]
粘接面35将反射镜31固定于支架32。粘接面35能够应用双面胶带、粘接剂等各种固定手段。
[0079]
支架杆36是设置于支架32的臂片部。支架杆36通过被未图示的动力部按压，能够使反射部30整体以旋转轴a为中心旋转。动力部例如能够应用使用了丝杠的结构。具体而
言，构成为具有根据输入信号使旋转轴旋转的马达等驱动部、根据该旋转而旋转的螺纹轴、与螺纹轴螺合的环状的螺母部、抑制螺母部的旋转的引导部，将后述的动力传递部固定于螺母。被引导部抑制了旋转的螺母部能够沿着被驱动部旋转的螺纹轴的轴向进行直线运动。支架杆的位置基于该直线运动而位移，反射部30旋转。但是，动力部只要是产生能够使反射部30旋转的程度的扭矩的动力部即可，也可以是使用马达和变速齿轮、蜗轮、齿轮齿条等的结构。
[0080]
在本实施方式中，示出了反射部30由反射镜31以及支架32构成的方式。根据该结构，能够将因设置突出部34而产生的制造公差限制在支架内，能够降低虚像v产生变形的可能性。
[0081]
另一方面，也可以将突出部以及轴、支架杆与反射镜一体地设置。在这种情况下，能够使hud进一步小型化，或者能够通过减少部件来降低组装等制造成本。
[0082]
如图6、图7所示，轴承部40具有压入孔41、突出部42、定位销491、定位孔492、旋钮493、轴承50。
[0083]
轴承部40是用于将轴承50固定于下壳体12的附件。具有轴承50的外表面52左右大小的孔(压入孔41)，轴承50被压入于此。因此，轴承部40优选为具有定位、可耐压的程度的刚性的材料(不锈钢等硬质金属、abs等硬质合成树脂)。
[0084]
突出部42是以隐藏作为轴承孔的部位的轴承50所具有的内表面51的程度的突出的形状。突出部42特别是相对于轴承孔51的上半部分为大且相似的形状时，能够有效地隐藏。在本实用新型中所述的隐藏的含义是指，在作为hud1而组装的状态、或者组装于车辆的状态下，以从用户无法视觉辨认的程度进行覆盖。由此，通过隐藏轴承孔51那样的构造上复杂的部位，能够成为外观上简单的样子。此外，在使用轴承50的本实施方式的结构中，使用轴承50。由于能够从hud的外部视觉辨认使用具有光泽的不锈钢较多的轴承50特别容易成为杂散光的原因，因此轴承孔51被突出部隐藏也会导致将轴承50隐藏，起到特别的效果。
[0085]
另外，突出部42也可以是相对于包含旋转轴a且与方向z正交的面面对称的形状。根据该结构，假设在左右的轴承部40中使用共用的轴承部，在使另一方的轴承部相对于一方的轴承部沿水平方向旋转180度的位置而使用的情况下，能够从上方视觉辨认的左右的突出部42的形状为左右对称，因此能够使外观变得简单。
[0086]
定位销491和定位孔492与对应于下壳体12以及上壳体11而朝向的孔以及销嵌合，由此决定轴承部40的位置。另外，这些定位单元优选设置在相对于包含旋转轴a且沿着方向y(方向ud)的面对称的位置。根据该结构，在车辆c具有右方向盘规格以及左方向盘规格的情况下，能够容易地进行各个规格下的轴承部40的转用。
[0087]
旋钮493是在hud的组装时操作者能够把持的突起。例如，在反射部30以及轴承部40(包括轴承50)处于组装状态的情况下，成为如图3所示的状态。通过在反射镜31、支架32上没有旋钮493，操作者不使反射镜31变形且不接触镜面而弄脏，就能够进行组装操作。
[0088]
轴承50是用于提高反射部30旋转时的滑动性的滑动轴承。例如，在本实施方式中，轴承50是滚珠轴承。
[0089]
通过使内表面51的直径大致与轴332的外径一致，能够向内表面51压入轴332。规定反射部30的旋转轴的轴332被压入内表面51意味着内表面51为轴承孔。
[0090]
通过使外表面52的直径大致与压入孔41的内径一致，能够向压入孔41压入轴承
50。图6表示压入有轴承50的状态的轴承部40。
[0091]
图7是表示包含旋转轴a且沿着方向u的面上的平视显示器1的主要部分截面的图。示出了上壳体11、下壳体12、反射部30、轴承部40的位置关系。在该状态下，基于控制部的控制，反射部30以旋转轴a为中心旋转。
[0092]
图8是例示了经由窗部111朝向轴承孔51附近的视角下的情况的图。由于突出部34以及突出部42，能够确认从该视角无法视觉辨认轴承孔51。此外，发明人还考虑了通过使专利文献1所示的部位的壁部从上侧壳体51突出来隐藏轴承孔51的结构。然而，上壳体11和轴承孔51大多设置在平视显示器中分离的位置，在该位置关系下，将用于隐藏轴承孔51的突出部设置于上壳体11时壁厚变细，成型变得困难。因此，如本实用新型的结构那样，利用轴承部40、反射部30这样的接近轴承孔51的部件隐藏轴承孔51，会起到能够以非常简单的结构防止轴承孔51露出这样的特别的效果。
[0093]
此外，以上述实施方式的结构为例对本发明的平视显示器进行了说明，但本发明并不限定于此，在其他结构中，当然也能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良以及显示的变更。
[0094]
例如，在本实用新型中例示了使用轴承50的结构，但也可以将其排除。取而代之，只要通过将轴承部40的压入孔41的内径减小到轴332的外径左右，从而将压入孔41用作轴承孔即可。根据该结构，只要突出部设置为以隐藏轴承孔的程度突出的形状，就能够隐藏轴承孔，能够成为外观上良好的状态。
[0095]
另外，在第一实施方式中，例示了使用轴承部40的结构。但是，也可以是排除轴承部40，通过将轴承50直接压入下壳体12，从而以轴承50单体作为轴承部的结构。
[0096]
另外，在第一实施方式中，以两个轴承部40中的方向l的一方为中心进行了说明。另外，例示了在支架32设置突出部34的结构。这是因为为了容易地理解说明，着眼于应该存在两个的轴承孔中的、位于方向l的一方的轴承孔51进行说明。因此，在想要隐藏位于方向r的另一方的轴承孔的情况下，只要在方向r上至少使用一个突出部来隐藏即可。另外，也可以是通过组合多个突出部而实质上隐藏轴承孔的结构。
[0097]
另外，在第一实施方式中，例示了上壳体11具备窗部111的结构。但是，窗部只要是显示光li通过的那样的中央为透明的框即可。例如，也可以将在聚碳酸酯、pmma这样的合成树脂的基材的外缘部设置有黑色印刷的防护玻璃作为窗部111来应用。
[0098]
[效果例]
[0099]
第一，本实用新型的平视显示器是通过将显示光li投影到挡风玻璃ws来映出虚像v的平视显示器1，其具备：
[0100]
显示部20，其出射显示光li；
[0101]
反射部30，其反射显示光li，并能够通过以规定的旋转轴a为中心旋转来调整反射显示光li的方向；以及
[0102]
轴承部40，其具有规定旋转轴a的轴承孔51，
[0103]
反射部30具有向反射的面方向突出的突出部，由此隐藏所述轴承孔。
[0104]
根据该结构，平视显示器能够以简单的结构隐藏供能够旋转的反射镜的旋转轴(轴)插入的孔部。
[0105]
第二，在本实用新型的平视显示器中，
[0106]
反射部30设置有：
[0107]
反射镜31，其反射显示光li；以及
[0108]
支架32，其保持反射镜31，并具有能够以旋转轴a为中心旋转的轴332，
[0109]
支架32具有呈与正交于旋转轴a的面平行的面形状的板状的突出部34。
[0110]
第三，本实用新型的平视显示器是通过将显示光li投影到挡风玻璃ws来映出虚像v的平视显示器1，其具备：
[0111]
显示部20，其出射显示光li；
[0112]
反射部30，其反射显示光li，并能够通过以规定的旋转轴a为中心旋转来调整反射显示光li的方向；以及
[0113]
轴承部40，其具有规定旋转轴a的轴承孔51，
[0114]
轴承部40通过具有从轴承孔向反射部30所在的方向突出的突出部42，从而隐藏轴承孔51。
[0115]
第四，本实用新型的平视显示器还具备：
[0116]
上壳体11，其具有供显示光li通过的窗部111，
[0117]
轴承孔51由轴承50的内表面51形成，
[0118]
突出部42以无法从窗部111视觉辨认轴承50的内环的程度来隐藏内表面51。