(57)【要約】【課題】主に、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の起動時間を大幅に短縮し得るようにする。【解決手段】表示装置２の画像３を運転席４の前方に設けた反射部材６へ導く光学部品１１と、光学部品１１を使用位置１２と待機位置１３との間で変位可能な可動装置１４とを備え、可動装置１４が、駆動装置１５と、駆動装置１５の駆動力によって光学部品１１を変位する減速歯車機構１６とを備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関する。  減速歯車機構１６が、駆動装置１５の駆動力によって光学部品１１を強制的に移動する強制移動領域３１と、駆動装置１５の駆動力によらずに光学部品１１が自由に移動可能な自由移動領域３２とを備える。  自由移動領域３２で、光学部品１１を即座に使用位置１２へと変位させる付勢手段３３を設ける。【選択図】図３Ｃ
2018176848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を表示する表示装置の画像を運転席の前方に設けた反射部材へ導く光学部品と、
該光学部品を使用位置と待機位置との間で変位可能な可動装置とを備え、
該可動装置が、駆動装置と、該駆動装置の駆動力によって前記光学部品を変位する減速歯車機構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、
前記減速歯車機構が、前記駆動装置の駆動力によって前記光学部品を強制的に移動する強制移動領域と、前記駆動装置の駆動力によらずに前記光学部品が自由に移動可能な自由移動領域とを備え、
該自由移動領域で、前記光学部品を即座に前記使用位置へと変位させる付勢手段を設けた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。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記自由移動領域が、前記減速歯車機構を構成する歯車に設けた歯部欠如部によって形成され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。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記使用位置に、前記光学部品を停止する停止手段を設けた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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両に対し、ヘッドアップディスプレイ装置（車両用ヘッドアップディスプレイ装置）を設置したものが存在している（例えば、特許文献１参照）。このヘッドアップディスプレイ装置は、情報を表示する表示装置と、表示装置の画像を運転席の前方に虚像として表示可能な反射部材と、を備えている。また、表示装置と反射部材との間に、表示装置の画像を反射部材へ導く光学部品を設けるようにしたものもある。
【０００３】
そして、光学部品を備えたヘッドアップディスプレイ装置には、車両の駐車中などに外部から太陽光が入射することで表示装置の温度が上昇してしまうのを防止するために、光学部品を可動式にしたものも存在している。この場合、光学部品を使用位置と待機位置との間で変位可能な可動装置を備えるようにしている。そして、可動装置は、駆動装置と、駆動装置の駆動力によって光学部品を変位する減速歯車機構とを備えるようにしている。
【０００４】
このように、駐車中などに光学部品を待機位置へ変位して、光学部品が太陽光を反射して表示装置へ太陽光が当たるようなことが起こらないようにすることで、表示装置の温度上昇を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−９０６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置には、光学部品の使用位置と待機位置との間の変位を可動装置で駆動するようにしていたので起動時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記した問題点を解決することを、主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、
情報を表示する表示装置の画像を運転席の前方に設けた反射部材へ導く光学部品と、
該光学部品を使用位置と待機位置との間で変位可能な可動装置とを備え、
該可動装置が、駆動装置と、該駆動装置の駆動力によって前記光学部品を変位する減速歯車機構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、
前記減速歯車機構が、前記駆動装置の駆動力によって前記光学部品を強制的に移動する強制移動領域と、前記駆動装置の駆動力によらずに前記光学部品が自由に移動可能な自由移動領域とを備え、
該自由移動領域で、前記光学部品を即座に前記使用位置へと変位させる付勢手段を設けたことを特徴とする。
そして、自由移動領域を使うことで、光学部品を一気に動かすことが可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記構成によって、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の起動時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態にかかる車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成図である。
【図２】実施例１にかかる光学部品の可動装置を示す斜視図である。
【図３Ａ】光学部品を使用位置で使用している時の図２の側面図である。
【図３Ｂ】光学部品を待機位置にした時の図２の側面図である。
【図３Ｃ】光学部品が待機位置から使用位置に変位する時の図２の側面図である。
【図４】実施例２にかかる光学部品の可動装置を示す斜視図である。
【図５Ａ】光学部品を使用位置で使用している時の図４の側面図である。
【図５Ｂ】光学部品を待機位置にした時の図４の側面図である。
【図５Ｃ】光学部品が待機位置から使用位置に変位する時の図４の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図５Ｃは、この実施の形態を説明するためのものである。
【実施例１】
【００１２】
＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、自動車などの車両に対し、ヘッドアップディスプレイ装置１（車両用ヘッドアップディスプレイ装置）を設置する。
【００１４】
ここで、ヘッドアップディスプレイ装置１は、少なくとも、情報を表示する表示装置２と、表示装置２の画像３を運転席４の前方に虚像５として表示可能な反射部材６とを備えている。車両用ヘッドアップディスプレイ装置の場合、表示装置２は、主に、運転を支援する情報を表示し得るようになっている。反射部材６は、フロントウィンドウガラス７や車室内に設置した反射板８（コンバイナ）などとすることができる。この実施例では、反射部材６を反射板８としている。なお、フロントウィンドウガラス７は、楔形状断面のガラスを用いたり、反射膜を設けたりすることで表示装置２の画像３を反射して虚像５を映すことができるようになる。車両用のヘッドアップディスプレイ装置１は、車室内の前部に設置したインストルメントパネル９の内部に設置することができる。インストルメントパネル９は、上面に表示装置２の画像３を反射部６へ導く開口部９ａを有している。
【００１５】
表示装置２と反射部材６との間に、表示装置２の画像３を運転席４の前方に設けた反射部材６へ導く光学部品１１を単数または複数設ける。
そして、図２（および図３Ａ〜図３Ｃ参照）に示すように、光学部品１１を使用位置１２（図３Ａ）と待機位置１３（図３Ｂ）との間で変位可能な可動装置１４を備える。
可動装置１４を、駆動装置１５と、駆動装置１５の駆動力によって光学部品１１を変位する減速歯車機構１６とを備えたものとする。
【００１６】
ここで、使用位置１２は、ヘッドアップディスプレイ装置１の起動中における光学部品１１の配置（または角度）のことであり、待機位置１３は、ヘッドアップディスプレイ装置１の停止中における光学部品１１の位置（または角度）のことである。この実施例では、光学部品１１は、使用位置１２の時には、表示装置２の画像３を反射部材６へ導くことができるように寝ている状態となり、待機位置１３の時には、表示装置２の画像３を反射部材６へ導くことができないように起きた状態となる。更に、この待機位置１３は、外部からの太陽光を表示装置２へ向けて反射しないような位置にする。なお、使用位置１２については所要の角度調整範囲を持ったものとすることができる。
【００１７】
光学部品１１には、光路を曲げたり、表示装置２から反射部材６までの光路長を長くしたりするための平面鏡や、更に画像３を拡大するための凹面鏡などがある。この実施例では、図２に示すように、光学部品１１は、幅方向の両側部の位置に、幅方向へ延びる回転軸２１を有している。この回転軸２１は、光学部品１１の上下方向の中間部の位置などに設けるようにしている。但し、回転軸２１の位置は上記に限るものではない。
【００１８】
左右の回転軸２１は、それぞれ軸受２２によって軸支している。軸受２２には回転軸２１の軸方向の変位や、径方向の変位や、回転方向の変位などを適正に規制すると共に所要の負荷を与えるための軸規制部材２３を適宜設けている。この実施例では、軸規制部材２３には、板バネなどの押さえバネやコイルばねなどを適宜用いている。
【００１９】
駆動装置１５は、例えば、ステッピングモータなどとすることができる。減速歯車機構１６は、少なくとも、ステッピングモータの出力軸に取付けた第一の歯車２８と、光学部品１１の回転軸２１に取付けた第二の歯車２９とを有している。この場合、第一の歯車２８を円形ギヤとし、第二の歯車２９を円形ギヤに噛み合う細長いアーム状のセクタギヤとしている。この場合、可動装置１４の角度調整の精度は、ステッピングモータの分解能によるものとなる。
【００２０】
以上のような基本的な構成に対し、この実施例では、以下のような構成を備えるようにしている。
【００２１】
（１）減速歯車機構１６が、駆動装置１５の駆動力によって光学部品１１を強制的に移動する強制移動領域３１と、駆動装置１５の駆動力によらずに光学部品１１が自由に移動可能な自由移動領域３２とを備えている。
そして、自由移動領域３２で、光学部品１１を即座に使用位置１２へと変位させる付勢手段３３を設ける。
【００２２】
ここで、駆動装置１５は、光学部品１１を使用位置１２から待機位置１３へと変位させる際（即ち、ヘッドアップディスプレイ装置１の停止時）、および、待機位置１３から使用位置１２へと変位させる際（即ち、ヘッドアップディスプレイ装置１の起動時）には、第一の歯車２８を一方向にのみ回転するものとしている。なお、使用位置１２で光学部品１１を位置調整する場合（即ち、ヘッドアップディスプレイ装置１の起動中）には、駆動装置１５は、第一の歯車２８を両方向へ回転し得るようにしても良い。
【００２３】
そして、強制移動領域３１および自由移動領域３２を、第一の歯車２８に対して設ける。強制移動領域３１は、ヘッドアップディスプレイ装置１の使用時における光学部品１１の可動範囲と対応する第一の歯車２８上の領域に設定する。使用時における光学部品１１の可動範囲は、反射部材６に投影する虚像５の高さを乗員の体格に応じて調整するのに必要な角度範囲である。
【００２４】
また、自由移動領域３２は、待機位置１３から使用位置１２になるまでの光学部品１１の可動範囲と対応する第一の歯車２８上の領域に設定する。この実施例では、強制移動領域３１と自由移動領域３２とをセットにして第一の歯車２８の周方向に対し３箇所交互に設けるようにしている。
【００２５】
そして、自由移動領域３２で光学部品１１が待機位置１３から使用位置１２へと変位できるようにするための付勢手段３３は、ヘッドアップディスプレイ装置１の本体と光学部品１１との間に設けることができる。この場合には、付勢手段３３を、コイルスプリング３３ａとして、駆動装置１５（の上部）に設けた取付部１５ａと光学部品１１の第二の歯車２９（の先端部）との間に引張バネとなるように介装している。
【００２６】
（２）自由移動領域３２は、減速歯車機構１６を構成する歯車（第一の歯車２８または第二の歯車２９）に設けた歯部欠如部４１によって形成しても良い。
【００２７】
ここで、歯部欠如部４１は、第一の歯車２８に設けた歯部のない領域（または駆動力非伝達領域）となっており、歯部欠如部４１で第一の歯車２８と第二の歯車２９との噛合いが部分的になくなることで、減速歯車機構１６に自由移動領域３２が形成される。
【００２８】
これに対し、各強制移動領域３１（または駆動力伝達領域）では、ヘッドアップディスプレイ装置１の起動時の第一の歯車２８の回転方向に対して最も上流側となる歯部２８ａが、第二の歯車２９の図中最も下側に位置する歯部２９ａと噛み合うと共に、第一の歯車２８の回転方向に対して最も下流側となる歯部２８ｂが、第二の歯車２９の図中最も上側に位置する歯部２９ｂと噛み合うようになっており、この範囲内で第一の歯車２８を動かすことで第二の歯車２９に駆動装置１５の駆動力を伝達できるようになっている。そして、歯部２８ａと歯部２９ａとが噛み合う位置から歯部２８ｂと歯部２９ｂとが噛み合う位置までの範囲が使用位置１２となる。
【００２９】
このうち、第一の歯車２８の上記回転方向に対して使用位置１２の最初となる、歯部２８ａと歯部２９ａとが噛み合う位置が、使用位置１２の初期位置となる。また、使用位置１２の最後となる、歯部２８ｂと歯部２９ｂとの噛み合いが外れる寸前の位置が、待機位置１３となる。
【００３０】
（３）使用位置１２に、光学部品１１を停止する停止手段５１を設けるようにしても良い。
【００３１】
ここで、停止手段５１は、光学部品１１の背面上部などに設けたダンパーなどとしている。ダンパーには、ゴム製のものやバネなどを適宜使用することができる。停止手段５１をダンパーとすることにより、光学部品１１を柔らかく受け止めて停止することが可能になる。
【００３２】
この場合、停止手段５１は、図３Ｃに示すように、使用位置１２で光学部品１１が最も大きく寝た状態となる位置に設けるようにする。
【００３３】
＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。
【００３４】
ヘッドアップディスプレイ装置１は、表示装置２の画像３を反射部材６で反射することにより、運転席４の前方に画像３を虚像５として表示することができるようにした装置である。これにより、運転中に大きく視線を動かすこと無く運転を支援する情報などを視認できるようにすることが可能となる。
【００３５】
この際、表示装置２と反射部材６との間に設けた光学部品１１を用いて表示装置２の画像３の光路を曲げることで、ヘッドアップディスプレイ装置１の内部スペースが小さい場合であっても、表示装置２の画像３を運転席４の前方に設けた反射部材６へ支障なく導くことができる。また、光学部品１１で光路を曲げることにより、光路長を長くして、より遠くに虚像５が見えるようにすることができる。そして、光学部品１１を凹面鏡にすると、虚像５を拡大することができる。
【００３６】
更に、光学部品１１は、角度を調整可能にすることで、乗員の体格に応じて、反射部材６に映る虚像５の高さを調整することができるようになる。この光学部品１１の角度調整により、虚像５を見易くすることができる。この光学部品１１の角度調整は、可動装置１４の駆動装置１５と減速歯車機構１６とを用いて行うことができる。駆動装置１５を駆動すると、減速歯車機構１６の第一の歯車２８と第二の歯車２９との噛み合い位置が変わることで、光学部品１１の角度が変化する。
【００３７】
＜効果＞そして、この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３８】
（効果１）光学部品１１を使用位置１２と待機位置１３との間で可動できるようにして、ヘッドアップディスプレイ装置１の停止時には光学部品１１を待機位置１３へ変位すると共に、ヘッドアップディスプレイ装置１の起動時には光学部品１１を使用位置１２へ変位するようにした。この際、待機位置１３を、光学部品１１が外部から入射した太陽光を表示装置２へ向けて反射しない位置とした。これにより、駐車中に太陽光がヘッドアップディスプレイ装置１の本体の内部へ差し込んでも、光学部品１１が待機位置１３にあることで、太陽光を表示装置２へ向けて反射しなくなり、その分、光学部品１１による太陽光の反射を原因としてヘッドアップディスプレイ装置１の本体の内部（特に、表示装置２など）の温度が上昇するような不具合を防止できるようになる。
【００３９】
ここで、光学部品１１の変位には、駆動装置１５と減速歯車機構１６とを有する可動装置１４を用いるようにしている。この際、駆動装置１５にステッピングモータを用いることで光学部品１１に対する位置調整の精度を確保したり、駆動装置１５の回転位置の記憶を行ったりすることができる。また、減速歯車機構１６を用いることで光学部品１１を変位するための駆動トルクを確保したり、光学部品１１の位置を保持する保持力を確保したりすることができる。
【００４０】
そして、減速歯車機構１６が自由移動領域３２を備えると共に、自由移動領域３２にて、光学部品１１を即座に使用位置１２へと変位させるための付勢手段３３を設けるようにした。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１を停止状態から起動する時に、減速歯車機構１６を自由移動領域３２にすることで、強制移動領域３１におけるような駆動装置１５から減速歯車機構１６への駆動力の伝達がいらなくなるので、付勢手段３３の付勢力によって光学部品１１を即座にまたは瞬時に使用位置１２へ変位することができるようになる。即ち、自由移動領域３２を使うことで、光学部品１１を一気に動かすことができるようになるため、減速歯車機構１６によって光学部品１１をワンステップずつ動かして行く時間が掛からなくなり、ヘッドアップディスプレイ装置１の起動時間を大幅に短縮することができる。
【００４１】
（効果２）減速歯車機構１６を構成する歯車に対し歯部欠如部４１を設けても良い。これにより、歯部欠如部４１では駆動装置１５から減速歯車機構１６への駆動力の伝達がいらなくなって、付勢手段３３の付勢力が使えるようになるので、簡単な構成で確実に自由移動領域３２を得ることができる。
【００４２】
より具体的に説明すると、ヘッドアップディスプレイ装置１の起動中には、図３Ａに示すように、第一の歯車２８に設けられている複数の強制移動領域３１のうちの、１つの強制移動領域３１を使って、光学部品１１の角度調整を行うようにする。これにより、光学部品１１は使用位置１２の範囲内で自由に変位することができる。
【００４３】
次に、ヘッドアップディスプレイ装置１を停止する時には、図３Ｂに示すように、第一の歯車２８を矢印で示す方向へ回転し、この回転方向に対して最も下流側となる歯部２８ｂと、第二の歯車２９の図中最も上側に位置する歯部２９ｂとの噛み合いが外れる寸前の位置にする。これにより、光学部品１１を待機位置１３に停止することができる。
【００４４】
そして、ヘッドアップディスプレイ装置１を停止状態から起動する時には、図３Ｂの状態から第一の歯車２８を矢印の方向に僅かに回動することで第一の歯車２８の回転方向に対して最も下流側となる歯部２８ｂと、第二の歯車２９の図中最も上側に位置する歯部２９ｂとの噛み合いを外して、第一の歯車２８の自由移動領域３２が使われるようにする。
【００４５】
すると、図３Ｃに示すように、自由移動領域３２では、第二の歯車２９が自由に移動できるようになり、また、付勢手段３３の付勢力が解放されて、第二の歯車２９が付勢手段３３の付勢力によって図中上方へ回動する。すると、第一の歯車２８の自由移動領域３２の次に位置する強制移動領域３１の最も上流側に位置する歯部２８ａに、第二の歯車２９の図中最も下側の歯部２９ａが当たってまたは噛み合って第二の歯車２９が停止される。これにより、光学部品１１は、素早く使用位置１２の初期位置まで変位する。よって、これ以後、図３Ａのような光学部品１１の角度調整が可能になる。
【００４６】
（効果３）使用位置１２には停止手段５１を設けても良い。これにより、付勢手段３３の付勢力によって一気に使用位置１２へと移動した光学部品１１を、停止手段５１によって使用位置１２（の初期位置）で確実に停止することができる。停止手段５１にはダンパーを用いることができる。停止手段５１にダンパーを用いることで光学部品１１の停止ショックを柔らかく受け止めて確実に停止することができる。
【実施例２】
【００４７】
次に、図４〜図５Ｃを用いて実施例２について説明する。上記実施例１では、付勢手段３３にコイルスプリング３３ａ（引張バネ）を用いていたのに対し、この実施例では、付勢手段３３にトーションスプリング３３ｂを閉じバネとなるように用いた点が異なっている。このトーションスプリング３３ｂは、コイル部を回転軸２１に外嵌し、コイル部の両端から延びる腕部をそれぞれ光学部品１１（の上部）とヘッドアップディスプレイ装置１の本体（例えば、軸受２２）とに係止することで、光学部品１１を使用位置１２へ向けて付勢するようにしている。
【００４８】
このように付勢手段３３にトーションスプリング３３ｂを用いても、自由移動領域３２で、光学部品１１を使用位置１２へと即座に変位することができる。また、付勢手段３３にトーションスプリング３３ｂを用いることで、ヘッドアップディスプレイ装置１の小型化を図ることも可能になる。
【００４９】
なお、上記以外の構成・作用効果については、上記実施例と同様であるため、上記実施例の記載を以ってこの実施例の記載とする。
【符号の説明】
【００５０】
１      ヘッドアップディスプレイ装置
２      表示装置
３      画像
４      運転席
６      反射部材
１１    光学部品
１２    使用位置
１３    待機位置
１４    可動装置
１５    駆動装置
１６    減速歯車機構
３１    強制移動領域
３２    自由移動領域
３３    付勢手段
４１    歯部欠如部
５１    停止手段
【図１】
2018176848.tif 000003
【図２】
2018176848.tif 000004
【図３Ａ】
2018176848.tif 000005
【図３Ｂ】
2018176848.tif 000006
【図３Ｃ】
2018176848.tif 000007
【図４】
2018176848.tif 000008
【図５Ａ】
2018176848.tif 000009
【図５Ｂ】
2018176848.tif 000010
【図５Ｃ】
2018176848.tif 000011