平視顯示裝置的制作方法

文檔序號：11634732閱讀：307來源：國知局

本發(fā)明涉及內置有可傾斜運動的凹面鏡的平視顯示裝置。

背景技術：

車輛的駕駛員通過前擋玻璃而注視前方，并且在目視安裝面板上的儀表類的同時進行駕駛。即，視線移向前方和下方的儀表類。如果在觀看前方的狀態(tài)可觀看儀表類，則沒有視線的移動，可期待駕駛性的提高。根據(jù)該觀點，人們開發(fā)了平視顯示裝置，其用于實際應用(比如參照專利文獻1)。

像專利文獻1的圖1所示的那樣，顯示光l從顯示裝置12(括號內的數(shù)字表示在專利文件1中記載的標號。在下面相同)照射到前擋玻璃13。坐于車輛的駕駛席上的駕駛員14可越過前擋玻璃13而辨認通過該照射而獲得的顯示像v。

如果更換駕駛員14，則根據(jù)體格差(座高差)，眼睛的高度變化。按照對應于該變化的方式，變更顯示光l的位置的技術在專利文獻1中公開。

即，專利文獻1的圖2所示的顯示裝置12包括第2反射器40，該第2反射器40可調節(jié)顯示光l的射出角度。

第2反射器40的一個形態(tài)在專利文獻1的圖8中示出，其包括凹面鏡41，該凹面鏡41反射顯示光；樹脂制的反射鏡保持架60，其保持該凹面鏡41，在圖8中，在位于左方的反射鏡保持架60的側面部61，反射鏡保持架60設置于第1軸部62上，該第1軸部62安裝于設在外殼50上的凸緣部54的被安裝部54a上，在于第1軸部62上設置應力吸收部62a，在第1軸部62安裝于被安裝部54a上時，應力吸收部62a吸收作用于第1軸部62上的應力。

此外，在作為促動器的步進電動機42a的驅動軸42b的前端，固定有輸出齒輪42c，在第2軸部63的前端側，按照與上述輸出齒輪42c嚙合的方式一體地形成齒輪部63a。在這里，第2軸部63設置于位于圖8中的右方的反射鏡保持架60的側面部61上。

另外，如果在凹面鏡41安裝于外殼50上的狀態(tài)(即，第1軸部62通過軸承而保持于凹部形狀的被安裝部54a上的狀態(tài))，驅動步進電動機42a，則步進電動機42a的驅動力經(jīng)由輸出齒輪42c，傳遞給齒輪部(專利文獻1的圖5，標號48a)。形成下述的結構，其中，伴隨動力(驅動力)向該齒輪部48a的傳遞，齒輪部48a以旋轉軸線(專利文獻1的圖5，標號ra)為中心而旋轉，反射鏡保持架60和通過該反射鏡保持架60而保持的凹面鏡41以旋轉軸線ra為中心，以規(guī)定角度而旋轉(傾斜運動)。

通過以上的方案，可對應于駕駛員的眼睛的高度的變更，變更顯示光的位置。

但是，在承受來自步進電動機42a的驅動力，反射鏡保持架60和凹面鏡41旋轉時，人們認為，第1軸部62通過軸承而保持于被安裝部54a上，由此，應力集中于位于第2軸部63的附近的反射鏡保持架60的部位。該現(xiàn)象即使在通過較硬的樹脂而形成反射鏡保持架60的情況下，仍會產生。另外，該現(xiàn)象與應力吸收部62a的有無無關而產生。

其結果是，在位于第2軸部63的附近的反射鏡保持架60的部位，產生扭轉(變形)。

另外，如果從另外的觀點而考察，則在被安裝部54a和第1軸部62之間，產生不可避免地因摩擦而造成的阻力(阻力轉矩)。如果位于距被安裝部54a最遠的部位的第2軸部63通過步進電動機42a而旋轉，則相對承受阻力的第1軸部62，距被安裝部54a較遠的第2軸部63的旋轉角變大。其結果是，位于第2軸部63的附近的反射鏡保持架60的部位產生扭轉(變形)。

具有伴隨該扭轉(變形)的產生，上述駕駛員14越過前擋玻璃13而辨認的顯示像發(fā)生歪斜，顯示像v的顯示品質受到損害的問題，留有此方面的進一步的改良的余地。

已有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：jp特開2012—133244號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明是針對上述的課題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種平視顯示裝置，其中，可提高駕駛員所辨認的顯示像的顯示品質。

用于解決課題的技術方案

技術方案1所述的平視顯示裝置包括：外殼；反射鏡，該反射鏡接納于該外殼內，反射來自顯示單元的顯示光；反射鏡保持架，該反射鏡保持架接納于上述外殼內，并且可旋轉地安裝于上述外殼上，支承上述反射鏡；位置調整機構，該位置調整機構接納于上述外殼中，以調整上述反射鏡的角度的方式調整上述反射鏡保持架的位置；

將通過上述反射鏡而反射的上述顯示光照射到投影部件，駕駛員辨認通過該照射而獲得的顯示像；

其特征在于，上述反射鏡保持架包括突出片，該突出片從沿旋轉軸而確定的保持架寬度的基本中間處突出，通過上述位置調整機構移動該突出片。

技術方案2所述的發(fā)明的特征在于，上述反射鏡保持架經(jīng)由安裝部件，通過外殼而支承；

從反射鏡保持架的兩端，沿旋轉軸，第1軸部和第2軸部分別延伸，在安裝部件上設置第1筒狀軸承和第2筒狀軸承，該第1筒狀軸承自由旋轉地支承第1軸部，第2筒狀軸承自由旋轉地支承第2軸部；

在第1筒狀軸承的底部形成截面呈v形的凹部，在凹部中設置鋼球，在第2筒狀軸承和上述第2軸部之間設置將第2軸部偏置于上述鋼球側的偏置部件,在沿旋轉軸的方向，鋼球接觸第1筒狀軸承，第1軸部碰觸于該鋼球。

技術方案3所述的發(fā)明的特征在于，位置調整機構包括：絲杠，其沿與旋轉軸相正交的方向延伸；步進電動機，該步進電動機使該絲杠旋轉；移動部件，該移動部件包括第1壁和第2壁，該第1壁和第2壁通過絲杠而運送，夾持突出片；

在第1壁和突出片之間夾設第1板簧，在上述第2壁和上述突出片之間夾設第2板簧，通過第1板簧、第2板簧，突出片在平時被偏置。

發(fā)明的效果

在技術方案1所述的發(fā)明中，在位置調整機構的動作時，從突出片作用于反射鏡保持架上的應力從反射鏡保持架的中間到左右方向是均等的。像過去那樣，在反射鏡保持架的一部分(位于第2軸部的附近的反射鏡保持架部位)處局部地應力集中的危險在本發(fā)明中是沒有的。其結果是，具有大幅度地抑制該反射鏡保持架部位的扭轉(變形)，伴隨該情況，駕駛員可辨認抑制歪斜的顯示像，顯示像的顯示品質提高的優(yōu)點。

在技術方案2所述的發(fā)明中，第1軸部和鋼球通過1個點而接觸。像這樣，第1軸部和鋼球通過1個點而接觸，接觸面變得極小。由此，具有可抑制借助1個點而與通過金屬材料而形成的鋼球接觸的第1軸部的磨耗，提高第1軸部的耐久性的優(yōu)點。

在技術方案3所述的發(fā)明中，從反射鏡保持架而延伸的突出片不是僅僅通過第1壁和第2壁而夾持，并且通過第1、第2板簧而偏置。即使在突出片的傾斜度變化的情況下，仍在突出片與第1、第2板簧之間沒有間隙，從移動部件經(jīng)由第1、第2壁和第1、第2板簧使軸力(反射鏡保持架以旋轉軸為中心而旋轉用的力)傳遞給突出片。其結果是，對于反射鏡保持架，沒有晃動的擔心，可抑制顯示像的像晃動的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的平視顯示裝置的剖視圖；

圖2為平視顯示裝置的主要部分的分解圖；

圖3為反射鏡保持架和支撐件的立體圖；

圖4為表示偏置部件的安裝形態(tài)的圖；

圖5為表示第2軸部和第2筒狀軸承的安裝形態(tài)的剖視圖；

圖6為表示鋼球和第1軸部與第1筒狀軸承的安裝形態(tài)的剖視圖；

圖7為說明鋼球的作用的圖；

圖8為位置調整機構的立體圖；

圖9為第1、第2板簧的作用圖。

具體實施方式

根據(jù)附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，附圖為標號的朝向所看到的圖。

實施例

像圖1所示的那樣，平視顯示裝置10裝載于比如汽車等的車輛上，平視顯示裝置10包括：外殼11；接納于該外殼11中的顯示單元12和背光單元13；接納于該外殼11內部的平面鏡14和凹面鏡(反射鏡)15；位置調整機構60，該位置調整機構60接納于外殼11中，調整凹面鏡15的傾斜角度。反射鏡15可為凹面鏡，以及平面鏡、其它的反射鏡，則其種類、形態(tài)是沒有關系的。

顯示單元12接受來自背光單元13的光，產生顯示光16。已產生的顯示光16通過平面鏡14而反射，該反射光通過凹面鏡15而反射。

即，通過顯示單元12和背光單元14而產生、通過平面鏡14和凹面鏡15而反射的顯示光16照射到車輛的前擋玻璃(投影部件)17。坐于車輛的駕駛席上的駕駛員(車輛的使用者)18以越過前擋玻璃17的方式辨認通過該照射而獲得的顯示像19。顯示像19的內容為比如各種車輛信息、導航信息。投影部件17可為前擋玻璃以及反射體等的可透射(照射顯示光16)的部件，其種類、形態(tài)是沒有關系的。

外殼11不僅為比如黑色的樹脂成形件，接納顯示單元12、背光單元13、平面鏡14、凹面鏡15、位置調整機構60，而且在與前擋玻璃17面對的面上具有使顯示光16通過的開口部21，并且包括覆蓋該開口部21的透光性外罩22。

像圖2所示的那樣，凹面鏡15經(jīng)由雙面粘接膠帶等的粘接層24，安裝于反射鏡保持架30上。

反射鏡保持架30的具體的形狀在后面描述，而反射鏡保持架30包括第1軸部31和第2軸部32，經(jīng)由第1筒狀軸承41和第2筒狀軸承42，通過支撐件(安裝部件)40而支承。在支撐件40上，具有第1、第2u形凹部43、44，該第1、第2u形凹部43、44可從上方插入第1、第2筒狀軸承41、42。安裝部件40不但可為支撐件，還可為托架，其種類、形態(tài)是任意的。

支撐件40的具體的形狀將在后面描述，其包括上層底板部45與從該上層底板部45而下降的下層底板部46?？稍谙聦拥装宀?6上通過螺釘47、47而固定位置調整機構60?？紤]位置調整機構60的高度而確定上層底板部45和下層底板部46的高低差。最好，上層底板部45和下層底板部46的高低差基本與位置調整機構60的高度相等。

此外，在外殼11的底部一體地形成截面呈コ字狀的臺部25，通過螺釘26、26而在臺部25上固定支撐件40。

像圖3所示的那樣，反射鏡保持架30包括橫向尺寸較長的凹面鏡支承部33；第1頸部35，該第1頸部35從該凹面鏡支承部33的右邊33a，沿旋轉軸34向右方而突出；第1軸部31，該第1軸部31從該第1頸部35進一步向右方而突出，其直徑小于第1頸部35；第2頸部36，該第2頸部36從凹面鏡支承部33的左邊33b，沿旋轉軸34向左方而突出；凸緣部37，該凸緣部37一體地形成于該第2頸部36上，其直徑大于第2頸部36；第2軸部32，該第2軸部32從該凸緣部37進一步向左方而突出，其直徑與第1軸部31相同；突出片38，該突出片38在以從左邊33b到右邊33a的長度而確定的保持架寬度的中間(基本中間)位置，從凹面鏡支承部33的下邊33c向下方突出。

突出片38由第1延長部38a、第2延長部38b和第3延長部38c構成，該第1延長部38a從凹面鏡支承部33與凹面鏡支承部33平行地延伸，該第2延長部38b從該第1延長部38a基本水平地延伸，該第3延長部38c從該第2延長部38b的前端向下延伸，該第3延長部38c在使用狀態(tài)朝向基本垂直方向。即，為了使第3延長部38c處于垂直狀態(tài)，夾設傾斜的第1延長部38a和基本水平的第2延長部38b。

反射鏡保持架30最好為樹脂的成形件或金屬的擠壓件。特別是，如果為樹脂的注射成形件，則可低價格地并且容易地獲得復雜的形狀的部件。

支撐件40由中間(包括基本中間)的下層底板部46、上層底板部45、45、右側的側壁部48與左側的側壁部49構成，該上層底板部45、45從該下層底板部46向左右延伸，該右側的側壁部48、左側的側壁部49從該上層底板部45、45的兩端而向上方延伸。

支撐件40最好為樹脂的成形件或金屬的擠壓件。特別是，如果為鋁合金的擠壓件，由于重量輕，并且富有剛性，故最好用作反射鏡保持架30的支承部件。

從凹面鏡支承部33向右方而延伸的第1軸部31經(jīng)由鋼球51，插入帶底筒狀的第1筒狀軸承41中。第1筒狀軸承41從上方設定于右側的側壁部48所設置的第1u形凹部43上。然后，通過螺釘53將軸承阻擋部52固定于右邊的側壁部48上。由此，可防止第1筒狀軸承41的上浮，固定第1筒狀軸承41。第1筒狀軸承41在本例子中為圓筒形狀，但是，也可為具有圓孔的方筒形狀，在方筒形狀的場合，可容易防止旋轉。

從凹面鏡支承部33向左邊而延伸的第2軸部32插入帶底筒形狀的第2筒狀軸承42中。第2筒狀軸承42從上方而設定在設于左邊的側壁部49上的第2u形凹部44上。然后，通過螺釘53，將軸承阻擋件52固定于左邊的側壁部49上。由此，可防止第2筒狀軸承42的上浮，固定第2筒狀軸承42。左側沒有采用鋼球51。代替該方式，在凸緣部37和左側的側壁部49之間夾設偏置部件54。第2筒狀軸承42也可在本例子中為圓筒形狀，但是還可為具有圓孔的方筒形狀。

即，像圖4所示的那樣，偏置部件54以左側的側壁部49為起點擠壓凸緣部37。偏置部件54的固定方法是任意的，但是，通過螺釘55固定于左側的側壁部49上。另外，對于偏置部件54，板簧的價格低，是適合的，但是也可為壓縮螺旋彈簧。

像圖5所示的那樣，第2筒狀軸承42為非旋轉部件，第2軸部32為旋轉部件。第2筒狀軸承42為自由旋轉地支承第2軸部32的滑動軸承。對于第2筒狀軸承42，樹脂制、金屬制是沒有關系的，但是從耐久性的方面來說，適合采用稱為“滑動軸承”(メタル)的金屬制軸承。

像圖6所示的那樣，在第1筒狀軸承41的底部，具有截面呈v形的凹部56。在該凹部56中放置鋼球51，在其上，在第1筒狀軸承41中嵌合第1軸部31。第1筒狀軸承41也為非旋轉部件，第1軸部31為旋轉部件。第1筒狀軸承41為自由旋轉地支承第1軸部31的滑動軸承。對于第1筒狀軸承41，樹脂制、金屬制是沒有關系的，但是從耐久性的方面來說，適合采用稱為“滑動軸承”(メタル)的金屬制軸承。

像圖7所示的那樣，由于凸緣部37為偏置部件(圖4中的標號54)，向鋼球51側而偏置，故將第1軸部31擠壓到由金屬部件形成的鋼球51側。此時，由于第1軸部31和鋼球51通過1個接觸點p1而接觸，故第1軸部31和鋼球51的接觸面積變得極小。借此，通過1個接觸點p1而與通過金屬部件而形成的鋼球51接觸，由此，可抑制第1軸部31的磨耗，提高第1軸部31的耐久性。

還可從另外的方面而對鋼球51的作用進行說明。

另外，雖然因伴隨溫度變化的熱膨脹、收縮，第1軸部31和第2軸部32之間的距離是微小的，但是產生了變化?？紤]到熱膨脹，在第1軸部31和第1筒狀軸承41之間，與第1軸部32和第2筒狀軸承42之間，設定稍稍的間隙。通過該間隙，維持反射鏡保持架30的平滑的傾斜運動。

在沒有鋼球51的場合，圖3所示的反射鏡保持架30在角度調整中，具有振動(軸向的往復運動)的可能性，雖然該振動在沿旋轉軸34的方向是稍小的。由于該振動誘導圖像(顯示像19)的搖擺，故要求限制該運動。

在本發(fā)明中，設置鋼球51和偏置部件54。如果第1軸部31和第2軸部32之間的距離減少，則偏置部件54處于拉伸狀態(tài)，將第1軸部31擠壓到鋼球51上。如果第1軸部31和第2軸部32之間的距離增加，則偏置部件54處于收縮狀態(tài)，將第1軸部31擠壓到鋼球51上。由此，可抑制沿旋轉軸34的方向的振動。其結果是，可穩(wěn)定地對反射鏡保持架30的角度進行調整，可防止圖像(顯示像19)的搖擺。

下面對位置調整機構60的具體結構進行說明。

像圖8所示的那樣，位置調整機構60包括：托架61，該托架61由底61a、前壁61b與后壁61c構成，該前壁61b從該底61a的一端向上方而延伸，該后壁61c從底61a的另一端向上方而延伸；步進電動機62，該步進電動機62安裝于后壁61c上；絲杠64，其中，與貫穿后壁61c，延伸到前壁61b側的電動機軸62a連接的前端通過前壁61b被自由旋轉地支承；導向桿65，該導向桿65與該絲杠64平行地延伸，通過前壁61b和后壁61c而支承；螺母66，該螺母66通過螺紋而擰于絲杠64上；移動部件67，該移動部件67通過該螺母66而支承，具有第1、第2壁67a、67b；第1板簧68，該第1板簧68安裝于第1壁67a的第2壁67b側的面上；第2板簧69，該第2板簧69安裝于第2壁67b的第1壁67b側的面上。

步進電動機62為發(fā)揮正確地使絲杠64旋轉的作用的機構，其可變更為伺服電動機等的旋轉型促動器。

導向桿65為非旋轉部件，并且為非移動部件，貫穿移動部件67。如果通過步進電動機62使絲杠64旋轉，則非旋轉的螺母66移動，與該螺母66一起地，使移動部件67直線地移動。

像圖9(a)所示的那樣，將突出片38的第3延長部38c插入到第1板簧68和第2板簧69之間。通過該插入，第1、第2板簧68、69產生彈性變形。

像圖9(b)所示的那樣，如果第3延長部38c相對垂直線71，沿圖中的順時針旋轉方向而以α角而傾斜，則第1板簧68拉伸，第2板簧69收縮。即使在此時的情況下，第1、第2板簧68、69仍不相對第3延長部38c而離開。

另外，像圖9(c)所示的那樣，如果第3延長部38c相對垂直線71，沿圖中的逆時針旋轉方向而以β角而傾斜，則第1板簧68收縮，第2板簧69拉伸。即使在此時的情況下，第1、第2板簧68、69仍不相對第3延長部38c而離開。

其結果是，在圖1中，反射鏡保持架30和凹面鏡15沒有晃動，平滑地傾斜運動。

此外，在從α角到β角，第3延長部38c傾斜運動時，該第3延長部38c在圓弧運動的一環(huán)中，還在上下而運動。如果為板簧68、69，由于相對板簧68、69，第3延長部38c于垂直方向而滑動，故還具有不妨礙圓弧運動的優(yōu)點。

下面對突出片38的位置進行探討。

在圖3中，假定廢棄突出片38，通過旋轉機構使第2軸部32旋轉。由于第1筒狀軸承41的孔直徑與第1軸部31的軸直徑近似，故因制造誤差等，嵌合會變牢固。在該狀態(tài)，如果使第2軸部32旋轉，則具有應力于集中于凹面鏡支承部33的第2頸部36的附近的危險。即，具有凹面鏡支承部33局部地變形，產生顯示像的形變的危險。

在此方面，像本發(fā)明那樣，在基本中間處設置突出片38，如果要經(jīng)由該突出片38使反射鏡保持架30傾斜運動，則消除應力集中，顯示像的形變大幅度地減輕。

另外，可根據(jù)扭轉角的值，對突出片38的位置進行說明。

在圖3中，如果在阻擋第1軸部31的同時，使第2軸部32旋轉，則反射鏡保持架30基本圍繞旋轉軸34產生扭轉變形。該變形量與距第1軸部31的距離成比例地增加。于是，在第2頸部36的附近，凹面鏡支承部33的扭轉量增加，顯示像的形變顯著。

在此方面，如果像本發(fā)明那樣，對反射鏡保持架30的基本中間處施加力矩，則從突出片38到第1軸部31的距離和從突出片38，到第2軸部32的距離為沿反射鏡保持架30的旋轉軸34的長度的一半。由于距離為一半，故在第1、第2頸部35、36的附近，凹面鏡支承部33的扭轉量減半，其結果，顯示像的形變大幅度地減輕。此外，即使在產生形變的情況下，顯示像在左右均等地產生形變。與像已有技術那樣，在第2頸部36附近顯示像局部地產生形變的場合相比較，在本發(fā)明的顯示像的場合，還具有形變不醒目的優(yōu)點。

在將從凹面鏡支承部33的右邊33a到突出片38的距離稱為“右側的距離”，將從凹面鏡支承部33的左邊33b到突出片38的距離稱為“左側的距離”的場合，最好，右側的距離與左側的距離相等。但是，即使在右側的距離與左側的距離相等的情況下，仍發(fā)揮相同的作用、效果。于是，右側的距離/左側的距離的比例設定在0.8～1.2的范圍內，最好設定在0.95～1.0的范圍內。

像這樣，突出片38設置于反射鏡保持架30(凹面鏡支承部33)的保持架寬度的基本中間處，由此，可獲得所希望的作用、效果。

此外，在實施例中，具有平面鏡，但是，也可廢棄平面鏡，而將來自顯示單元的顯示光直接照射到凹面鏡。

還有，在實施例中，對從顯示單元12而發(fā)出的顯示光16照射到前擋玻璃(windowshield)17的例子進行了說明，但是，比如，還可為對獨立于前擋玻璃17的專用的反射體，照射顯示光16的結構。

再有，本發(fā)明的平視顯示裝置10還可裝載于在陸地上行駛的車輛以及船舶、飛機上。

產業(yè)上的利用可能性

本發(fā)明適用于內置有凹面鏡的平視顯示裝置。

標號的說明：

標號10表示平視顯示裝置；

標號11表示外殼；

標號12表示顯示單元；

標號15反射鏡(凹面鏡)；

標號16表示顯示光；