(57)【要約】【課題】  コンバイナの格納／展開およびコンバイナの表示角度調整に係る機構を簡素化できるコンバイナ型ヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】  コンバイナ３０を備え運転者の前方に虚像により視認させるヘッドアップディスプレイ装置１であって、コンバイナ３０が取り付けられ、格納位置Ａから開口部３を介して表示位置Ｂまで昇降するホルダ３１と、ホルダ３１を昇降させる上下駆動手段４０と、ホルダ３１の側面の上下側にそれぞれ設けられた上側ピン３２ａ，下側ピン３２ｂと、２本のピン３２ａ，３２ｂを案内する案内溝３４を有する支持体３３と、を備え、案内溝３４の端部にピン３２ａが突き当たった状態で、ピン３２ｂがピン３２ａを中心として回転可能な角度調整部３４ａを設け、コンバイナ３０の表示角度をピン３２ａを中心に調整可能とする。【選択図】  図４
2015121632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示器から発せられた表示すべき情報の表示光を運転者側に向けて反射させるコンバイナを備え運転者の前方に虚像により視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記コンバイナが取り付けられ、格納位置から開口部を介して表示位置まで昇降するホルダと、
前記ホルダを昇降させる上下駆動手段と、
前記ホルダの側面の上下側にそれぞれ設けられた上側ピン，下側ピンと、
前記上側ピン，下側ピンを案内する案内溝を有する支持体と、
を備え、
前記案内溝は、前記案内溝の端部に前記上側ピン，下側ピンの何れか一方のピンが突き当たった状態で、他方のピンが、前記一方のピンを中心とし前記一方のピンと前記他方のピン間を半径とする円の円弧上を回動可能な角度調整部を備え、
前記上下駆動手段による前記コンバイナの昇降に伴って、前記角度調整部によって、前記コンバイナの角度を前記一方のピンを中心に調整可能とする
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記ホルダの昇降に伴って移動する前記上側ピンまたは、前記下側ピンに押されて回動する従動アームを有し、
前記従動アームは、前記開口部を開閉する蓋体を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の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】
本発明は、コンバイナ型ヘッドアップディスプレイ装置におけるコンバイナの格納／展開およびコンバイナの表示角度調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイ装置は、例えば車両の運転者に、運転に必要な情報などを車両の前方の景色と重畳させて表示する装置であり、運転中に大きな視線移動を行うことなく、必要な情報を把握することができる。
例えば、特許文献１に開示されたヘッドアップディスプレイ装置では、透明導光体と、透明導光体に設けられたコンバイナと、情報を含む光を表示像として発する発光表示手段とを少なくとも有し、発光表示手段からの光が透明導光体によりコンバイナへ導光可能とされたヘッドアップディスプレイ装置であって、透明導光体は可動とされており、表示像を表示する時はコンバイナがダッシュボード上に展開され、非表示時はコンバイナをダッシュボード内に格納可能とされている。コンバイナを直接フロントガラスに設けていないので、情報の非表示時に車両の内外から目立たず、目障りにならず、コンバイナ自体の耐久性の向上にも寄与している。
このようなコンバイナにおいては、ダッシュボード内に格納するため、ダッシュボードの開口部が必要となり、開口部からゴミや埃、水分などが侵入するおそれがあり、開口部を塞ぐ蓋体が必要となる。
【０００３】
また、ダッシュボードの開口部を開閉する蓋体を備えたヘッドアップディスプレイ装置が特許文献２に開示されており、ダッシュボードの内部に表示源と拡大反射鏡が固定されており、表示源により発光表示されて拡大反射鏡で反射され、運転者の視線の前方のフロントガラス部分に向かう重畳用画像の像光を、出射させるためダッシュボードの上面に開口部が形成され、この開口部を開放する蓋部材が設けられている。
この蓋部材は、この開口部を開閉する開蓋状態においては、開口部のアイポイントより周縁部分から起立してアイポイントから開口部越しにダッシュボード内部に向かう視線を遮り、蓋部材が開口部を塞ぐ閉蓋状態においては、ダッシュボードの上面に沿って延在するように傾倒して視線から退避する遮蔽部材が設けられ、ダッシュボードの内部が開口部から運転者の視線に入らないようにし、目障りとなることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１３０５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３３１８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載されているコンバイナをダッシュボードの格納位置からダッシュボード上の表示位置へ移動するヘッドアップディスプレイ装置において、コンバイナの展開後にコンバイナの表示角度調整をするには別途機構が必要となるため、構造が複雑になり、ヘッドアップディスプレイ装置が大きくなることによってダッシュボード内への組み付け性が悪くなるなどの問題がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載されているコンバイナをダッシュボードの格納位置からダッシュボード上の表示位置との間で移動するヘッドアップディスプレイ装置の場合に、コンバイナ用のダッシュボードの開口部を開閉するために特許文献２に記載の蓋部材を適用しようとすると、蓋部材は２分割されており、２分割された各々の蓋体に開閉するリンク機構がそれぞれ設けられており、コンバイナを上下動させる場合には、蓋体を開閉するリンク機構と、コンバイナを上下させる移動機構を連動させる必要があり、構造が複雑になり、ヘッドアップディスプレイ装置が大きくなることによってダッシュボード内への組み付け性が悪くなるなどの問題がある。
【０００７】
本発明は、上記現状に鑑みてなされてものであり、コンバイナの格納／展開およびコンバイナの表示角度調整に係る機構を簡素化できるコンバイナ型ヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、
表示器から発せられた表示すべき情報の表示光を運転者側に向けて反射させるコンバイナを備え運転者の前方に虚像により視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記コンバイナが取り付けられ、格納位置から開口部を介して表示位置まで昇降するホルダと、
前記ホルダを昇降させる上下駆動手段と、
前記ホルダの側面の上下側にそれぞれ設けられた上側ピン，下側ピンと、
前記上側ピン，下側ピンを案内する案内溝を有する支持体と、
を備え、
前記案内溝は、前記案内溝の端部に前記上側ピン，下側ピンの何れか一方のピンが突き当たった状態で、他方のピンが、前記一方のピンを中心とし前記一方のピンと前記他方のピン間を半径とする円の円弧上を回動可能な角度調整部を備え、
前記上下駆動手段による前記コンバイナの昇降に伴って、前記角度調整部によって、前記コンバイナの角度を前記一方のピンを中心に調整可能とする。
【０００９】
また、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、
前記ホルダの昇降に伴って移動する前記上側ピンまたは、前記下側ピンに押されて回動する従動アームを有し、
前記従動アームは、前記開口部を開閉する蓋体を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コンバイナの格納／展開およびコンバイナの表示角度調整に係る機構を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のヘッドアップディスプレイ装置の一実施形態に係る表示位置での概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両に搭載した状態の概略側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る一部分の概略斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るコンバイナの格納／展開およびコンバイナの表示角度調整を説明するための側面図である。（ａ）は、格納／展開における昇降に係る図であり、（ｂ）は、コンバイナの表示角度調整に係る図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るコンバイナの表示角度調整のための案内溝上端部の側面拡大図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るコンバイナの表示角度調整のための案内溝上端部における溝形状の変形例である。（ａ）は、変形例１であり、（ｂ）は、変形例２である。
【図７】本発明の一実施形態に係る蓋体の格納／展開を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を添付図面に基づいて説明する。
この実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置１は、例えば図１および図２に示すように、表示器１０と、平面鏡２０と、反射体であるコンバイナ３０とで構成されており、車両に搭載した場合には、表示器１０から発せられた車両の各種情報に関する表示光を、平面鏡２０を介してコンバイナ３０に向けて照射し、コンバイナ３０で反射された表示光が運転者の観察位置で視認され、コンバイナ３０の前方に虚像として各種情報が背景とともに認識されるようになっている。
【００１３】
このヘッドアップディスプレイ装置１では、車両の各種情報を表示する場合には、ダッシュボード内の格納位置Ａに格納していたコンバイナ３０を上昇させてダッシュボード上の表示位置（展開位置）Ｂに配置するようにし、表示する必要がない場合には、コンバイナ３０を下降させて格納することで、運転者の目障りとならないようにしてある。
【００１４】
表示器１０は、例えば３．１インチカラーＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶ディスプレイ(ＬＣＤ:Liquid Crystal Display)で構成され、車両の各種情報に関する表示光を、反射体であるコンバイナ３０に照射する。なお、表示器１０は、液晶ディスプレイで構成する場合に限らず、レーザープロジェクタや、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)などの他の構成の表示器を用いてもよい。
コンバイナ３０は、例えばポリカーボネート（ＰＣ:Polycarbonate）で作られた凹面ミラーで構成され、表示器１０から発せされた表示光を運転者側に向けて反射させ、運転者からは、コンバイナ３０を介して虚像が遠方に拡大されて表示されると同時に、コンバイナ３０を透過する外からの光によって背景を同時に見ることができる。
【００１５】
このようなヘッドアップディスプレイ装置１では、コンバイナ３０をダッシュボード２内の格納位置Ａと、ダッシュボード上の表示位置Ｂとの間で開口部３を介して昇降させるため、コンバイナ３０がホルダ３１に支持されており、前後に２分割されたホルダ３１でコンバイナ３０の下端部を挟持して固定している。このホルダ３１の両側には、上下に２本の上側ピン３２ａ、下側ピン３２ｂが配置されて外側に突き出すように取り付けてある。
【００１６】
ホルダ３１の両側には、支持体３３を構成する１対のガイドプレート３３ａが配置されており、ガイドプレート３３ａの下端部が水平な支持プレート３３ｂに固定されて支持体３３が構成されている。
【００１７】
支持体３３は、例えばポリブチエチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ：Polybutylene Terephthalate）などの合成樹脂からなり、支持体３３を構成する１対の対向したガイドプレート３３ａには、上下方向に沿って案内溝３４が形成してあり、それぞれの案内溝３４に２つのピン（上側ピン３２ａ、下側ピン３２ｂ）が貫通して外側に突き出すように装着され、案内溝３４に沿って上下に昇降移動できる。これによってホルダ３１に支持されたコンバイナ３０が、後述する上下駆動機構（上下駆動手段）４０の動力を受け、案内溝３４に沿った方向に上下に移動することができる。なお、上側ピン３２ａ、下側ピン３２ｂは、例えばステンレスなどの金属製とされる。
【００１８】
上下駆動機構（上下駆動手段）４０は、例えば、図１および図３に示すように、支持プレート３３ｂ上に設けた回転軸４１に第１アーム４２の一端部４２ａが取り付けられ、第１アーム４２の他端部４２ｂと第２アーム４３の他端部４３ｂとがピンで連結され、第２アーム４３の一端部４３ａがホルダ３１に下側ピン３２ｂで連結してある。これら回転軸４１に取り付けられた第１アーム４２と第２アーム４３と、案内溝３４とで、いわゆるクランク機構が構成され、第１アーム（クランクに相当）４２を回転軸４１を介して回転することによって、第２アーム４３の一端部４３ａを案内溝３４に沿って往復運動し、ホルダ３１を昇降させることができる。
【００１９】
この回転軸４１には、歯車４４が取り付けられて直流モータ４５で駆動されるウォーム４６と噛み合っており、直流モータ４５を制御手段（図示せず）からの動作信号に基づいて回転動作させる。ここでは、直流モータ４５の正転と逆転で、ホルダ３１を上下に駆動して案内溝３４に沿って昇降するようにしている。これにより、ダッシュボード２の開口部３を介してダッシュボード２内の格納位置Ａとダッシュボード２上の表示位置Ｂとの間で、コンバイナ３０を上下に移動させることができる。
なお、図中の符号４７はストッパであり、正転から逆転、すなわち上昇から下降への切り替えをスムーズに行えるように第２アーム４３に当てることで、上昇と同じ経路で下降が行われるようにしている。
【００２０】
また、案内溝３４は、図４に示すように、下端位置と上端位置との間の上下方向に沿って直線状に形成すると共に、案内溝３４の上端部に、コンバイナの表示角度を調整するための扇状溝部（角度調整部）３４ａが形成されており、コンバイナ３０の高さ方向の位置、および、表示角度を調整して姿勢を規制することができるようになっている。
【００２１】
コンバイナ３０の高さ方向の位置の調整において、具体的には、コンバイナ３０を格納位置Ａから表示位置Ｂまで上昇させる場合においては、図４（ａ）のように、ホルダ３１の下側ピン３２ｂが案内溝３４の下端に位置する状態から、ホルダ３１の上側ピン３２ａが案内溝３４の上端に位置する状態まで、直動モータ４５の回転による第１アーム４２にかかる力の方向Ｖ４２が、案内溝３４に下側ピン３２ｂにかかる力の方向Ｖ３２ｂへと規制されることにより、コンバイナ３０を上昇させることができる。
【００２２】
また、コンバイナ３０の表示角度の調整においては、図４（ｂ）のように、ホルダ３１の上側ピン３２ａが案内溝３４の上端に位置する状態（表示位置Ｂ）から、再び直動モータ４５の回転によって、第１アーム４２に係る力の方向Ｖ４２を発生させると、上側ピン３２ａが、案内溝３４の上端部に突き当たっているため、下側ピン３２ｂにかかる力の方向Ｖ３２ｂが扇状溝部（角度調整部）３４ａによって、下側ピンが上側ピン３２ａを中心として回転するように案内され、コンバイナ３０の表示角度を実線で示される角度から、想像線で示される角度へ移動させることができる。
【００２３】
次に、本実施例におけるヘッドアップディスプレイ装置１のコンバイナ３０の表示角度を調整するための案内溝３４の形状要件について図５に基づいて説明する。
について説明する。
【００２４】
本実施例におけるヘッドアップディスプレイ装置１のコンバイナ３０の表示角度を調整するために、案内溝３４は、図５に示すように、案内溝３４の上端に上側ピン３２ａが突き当たった状態で、上側ピン３２ａの中心点Ｐ３２ａを中心Ｏとし、上側ピン３２と下側ピン３２ｂ間（上側ピン３２ａの中心点Ｐ３２ａと下側ピン３２ｂの中心点Ｐ３２ｂ間）を半径ｒとした円Ｃの円弧ａｒｃ上を、下側ピン３２ｂが回動可能とする角度調整用の溝を設ければよい。
上記角度調整用の溝の具体的な形状を示すと、例えば、図５のような扇状溝部３４ａのような扇状の溝形状がある。
【００２５】
また、その他変形例としては、図６（ａ）のような分岐溝部３４ｂのような案内溝３４から分岐する溝形状が考えられる。
また、図６（ｂ）のように、案内溝３４の上端に上側ピン３２ａが突き当たった状態で、上側ピン３２ａを中心に下側ピン３２ｂが回動可能とさせるための扇状溝部３４ａを設けるにあたり、上側ピン３２ａが扇状溝部３４ａに案内されないように係止部３４ｃを設けてもよい。
【００２６】
なお、このようなコンバイナ３０のダッシュボード２内の格納位置Ａでは、ダッシュボード２の開口部３が開口したままとなることから、蓋体５０を設けてホルダ３１の昇降に連動して開閉するようにしてある。
蓋体５０は、ダッシュボード２の開口部３の大きさに対応して開口部３を塞ぐことができる大きさの蓋体５１と、この蓋体５１の両端側に設けられてホルダ３１の両側に設けた２対のピン３２ａ，３２ｂに追従して回動される従動アーム５２とから構成されており、例えばＡＢＳ樹脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer）などの合成樹脂製とされる。
【００２７】
従動アーム５２は、ガイドプレート３３ａに下端部が回動可能に取り付けられた開閉アーム部５２ａと、開閉アーム部５２ａに連像する開口維持アーム部５２ｂとで構成される。
【００２８】
開閉アーム部５２ａは、図７に実線で示すように、ホルダ３１の２本のピン３２ａ，３２ｂが案内溝３４の下端に位置し、上側ピン３２ａの表面と開閉アーム部５２ａの下面が接触することで、蓋部５１が開口部３を閉じるように配置してある。
また、図７に想像線で示すように、上下駆動機構（上下駆動手段）４０による上側ピン３２ａの上昇に伴って、ホルダ３１の上側ピン３２ａの表面で、開閉アーム部５２ａの下面を押し上げることで、蓋部５１が開口部３から退避した開口状態にできるように、開閉アーム部５２ａの回動中心とアーム長さが設定してある。
したがって、開閉アーム部５２ａが、図７に実線で示す状態と想像線で示す状態との回動範囲で蓋部５１の開閉が行われることになる。
なお、開閉アーム部５２ａの下端に接触し、押し上げるのは、上側ピン３２ａでなく、下側ピン３２ｂとして構成しても良い。
【００２９】
この開閉アーム５２ａの上端に連続する開口維持アーム部５２ｂは、図７に示すように、開口部３から退避した蓋部５１の開口状態に回動した位置の開閉アーム部５２ａからほぼ垂直情報に延びるように設けてある。
これにより、開口維持アーム部５２ｂのほぼ垂直な表面と接触しながらホルダ３１の上側ピン３２ａが上昇する間、開閉アーム部５２ａの角度は変化せずに蓋部５１の開いた状態が維持されてままとなり、コンバイナ３０の上昇や下降の際に蓋部５０が接触することを防止している。
【００３０】
この蓋体５０をコンバイナ３０の昇降に連動して開閉する機構には、例えば引張コイルばね５３を開閉アーム部５２ａと支持体３３のガイドプレート３３ａとの間に設けた、従動アーム５２を、ホルダ３１の上側ピン３２ａ側に、すなわち、蓋体５０を閉じる側に付勢する付勢手段を備え、上側ピン３２ａの動きを確実に従動アーム５２に伝達できるようになっている。
この引張コイルばね（付勢手段）５３によって、常に蓋体５０は閉じる方向に安定して力が加わるため、ホルダ３１の上側ピン３２ａの上昇に伴った蓋部５１が開口部３から退避した開口状態への移動と、ホルダ３１の上側ピン３２ａの下降に伴った蓋部５１が開口部３を閉じる閉口状態への移動と、を安定して実現することができる。
なお、この付勢手段は、引張コイルばね５３に限らず、従動アーム５２の回動中心に渦巻ばねを取り付けて付勢しても良いし、他の付勢手段で構成しても良い。
【００３１】
このように、上下駆動機構４０によって案内溝３４内を移動するコンバイナ３０が支持されるホルダ３１の２本のピン３２ａ，３２ｂの動作を利用して、コンバイナ３０の昇降（格納／展開）、それに伴う蓋体５０の開閉、および、コンバイナ３０の表示角度の調整に係る構造を、簡素化してコンパクトにすることができる。
これにより、ヘッドアップディスプレイ装置のダッシュボード２内への組み付け性を向上することができる。
【００３２】
なお、実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１では、コンバイナ３０の昇降駆動を直流モータ４５と歯車４４およびウォーム４６を用いた上下駆動機構で構成したが、これに限らず、平歯車のピニオンおよび歯車で構成したものなど他の上下駆動機構を用いることもできる。
【００３３】
また、上記の実施の形態では、案内溝３４の上端に、上側ピン（一方のピン）３２ａを突き当てた状態で、下側ピン（他方のピン）３２ｂを上側ピン（一方のピン）３２ａを中心に回動可能とする案内溝３４ａを設ける構成を示したが、これに限らず、コンバイナ３０の格納に際して、案内溝３４の下端に、下側ピン（一方のピン）３２ｂを突き当てた状態で、上側ピン（他方のピン）３２ａを下側ピン（一方のピン）３２ｂを中心に回動可能とする角度調整部を設ける構成として、コンバイナ３０を適した角度で格納位置Ｂに格納させるための角度調整に用いることもできる。
【００３４】
また、上記の実施の形態では、車両に搭載したヘッドアップディスプレイ装置を例に説明したが、車両に限らず、船舶や航空機など他の乗り物などに搭載して用いることができるものである。
【符号の説明】
【００３５】
１        ヘッドアップディスプレイ装置
２        ダッシュボード
３        開口部
４        フロントガラス
１０      表示器
２０      平面鏡
３０      コンバイナ
３１      ホルダ
３２ａ    上側ピン
３２ｂ    下側ピン
３３      支持体
３３ａ    ガイドプレート
３３ｂ    支持プレート
３４      案内溝
３４ａ    扇状溝部（角度調整部）
３４ｂ    分岐溝部（角度調整部）
３４ｃ    係止部
４０      上下駆動機構（上下駆動手段）
４１      回転軸
４２      第１アーム
４２ａ    第１アームの一端部
４２ｂ    第１アームの他端部
４３      第２アーム
４３ａ    第２アームの一端部
４３ｂ    第２アームの他端部
４４      歯車
４５      直流モータ
４６      ウォーム
４７      ストッパ
５０      蓋体
５１      蓋部
５２      従動アーム
５２ａ    開閉アーム部
５２ｂ    開口維持アーム部
５３      引張コイルばね（付勢手段）
Ａ        格納位置
Ｂ        表示位置（展開位置）
【図１】
2015121632.tif 000003
【図２】
2015121632.tif 000004
【図３】
2015121632.tif 000005
【図４】
2015121632.tif 000006
【図５】
2015121632.tif 000007
【図６】
2015121632.tif 000008
【図７】
2015121632.tif 000009