(57)【要約】  本発明は表示装置に関わり、特に、照明手段、画像ユニット、および、リダイレクト手段を備えるヘッドアップ表示の関する。
2014525597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に車両に対する表示装置（１）であって、ベース部材（２）および前記ベース部材（２）に対して移動可能な結合器（４）を含み、前記結合器（４）は、駆動機構（６、７、１５）によって、仮想イメージを前記結合器に投影できる使用位置と、収容位置との間で移動し、前記駆動機構は、変換機構を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載された表示装置（１）において、
前記変換機構はハサミ状機構であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または２、または請求項１の前文に記載された表示装置（１）において、
前記使用位置から前記収容位置に移動する場合に、前記結合器（４）は線形運動（１００）と回転移動（１０２）を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載された表示装置において、
前記線形運動および前記回転移動のために同一駆動部（６、７、１５）が備えられることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載された表示装置（１）において、
前記結合器（４）の運動は、湾曲した案内部に沿って、特に湾曲した案内レール（１２）に沿って行われることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載された表示装置（１）において、
前記結合器（４）は、前記案内レール（１２）で、回転自在案内部材（１１）によって支持されていることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載された表示装置（１）において、
前記案内部材（１１）は２つの案内手段を備え、前記２つの案内手段は、前記案内レールでお互いが別々に支持され、前記結合器が移動する場合に異なる経路に沿って移動させることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載された表示装置（１）において、
回転ベアリングが前記案内部材（１１）に備えられることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載された表示装置（１）において、
前記駆動機構は、リニアモーターまたは回転駆動部を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載された表示装置（１）において、
前記駆動機構は少なくとも一部分が形状記憶合金を含む材料から形成され、前記駆動機構は、好ましくは制御電流を前記形状記憶合金に印加するように構成される制御ユニットを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関わり、特に、照明手段、画像ユニットおよびリダイレクト手段を備えるヘッドアップ表示に関する。
【背景技術】
【０００２】
該ヘッドアップ表示装置（以下では「ＨＵＤ」と称する）は一般に知られ、および、航空機コックピットおよび自動車で長年にわたって使用されており、パイロットまたは運転者に、特に快適な態様で、情報、たとえば、航空機または車両の動作状態に関する状態を表示して低供する。情報を表示するために、ここでは、車両のフロントガラス、または運転者の視界に配置される別個の結合器に、直接投影される情報を含む仮想イメージを生成する。該結合器（すなわち、情報が結合される）は、典型的には、反射枠と光透過枠を含み、運転者は結合器を通して見ることができるので、結合器に投影された仮想イメージには、結合器を通してあらわれる対応する環境情報が重ね合わされる。これは、その構成に関しては分離された表示枠を使用しているにもかかわらず、主に仮想イメージの高品質な表示に使用できる。また、運転者の視界が、仮想的に損なわれることがないという有利な点がある。該表示装置は、たとえば、独国特許出願第２０２００６０２０５９１ Ｕ１号公報として知られている。
【０００３】
該結合器は、主に車両が運転状態にある場合に必要とされるので、運転者は現在の情報を必要とし、その情報は、たとえば、ナビゲーションシステムの車両状態、エンターテイメントシステム、電話または同種のものに関する。したがって、結合器が運転者の視界に仮想イメージを表示するように配置される使用位置と、結合器が使用位置から格納された位置であって、特に保護される位置である収容位置との間を移動できることが結合器にとって望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、簡単で、信頼性があり、および、安全な方法で使用位置と収容位置の間を移動できる結合器を備え、および、比較的に費用効率が高い方法で形成できる表示装置を提供することである。さらに、本発明の目的は、比較的滑らかで、魅力的な動作をする結合器を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明による特に車両向けの表示装置によって達成され、該表示装置は、ベース部材およびベース部材に対して移動できる結合器を含み、ここで該結合器は駆動機構によって、仮想イメージを結合器に投影できる使用位置と、収容位置との間で移動でき、ここで該駆動機構は、変換機構を含む。
【０００６】
該変換機構は、駆動部、特に線形駆動部の位置経路を変化させ、特に伸長させるので、たとえば、より小さい構成とすることができる。
【０００７】
変換比は好ましくは可変である。したがって同一の駆動部を異なる表示装置に設置できる。
【０００８】
この変換機構は好ましくはハサミ状機構である。
【０００９】
本発明による表示装置によれば、結合器は変換機構、特にハサミ状関節部によって駆動され、収容位置から使用位置およびその反対への移動をできる。ハサミ状関節部の使用による有利な点は、比較的コンパクトで、丈夫で、および、費用効率が高い駆動機構を形成できることである。別の有利な点は、駆動機構は比較的に簡単な態様で、特定の空間、特に車両に対する要求を満たすことができることである。たとえば、この目的を達成するためには、部材の数および／またはハサミ状関節部の各部材の長さについて、それに応じて採用する必要がある。
【００１０】
本発明の明細書ではハサミ状関節部は、それらの中央部でお互いに回転自在に接続される、少なくとも２つの交差するロッド（ハサミ状部材とも呼ばれる）が配置されることを特に含み、すなわち、該２つの交差するロッドは一対のハサミ状に組み立てられる。該配置は、以下ではハサミ状関節部の部材と称され、該ハサミ状関節部は好ましくは複数の部材から構成され、該複数の部材は互いに重なり合って接続され、および、２つの隣接する部材のロッドは、お互いに対向するロッドの末端位置で、それぞれお互いに回転移動可能な態様で接続されている。たとえば、第１の部材の２つのロッドの自由末端位置を一緒に押すと、ロッド間の角度が増加する態様で、２つの対応するロッドはお互いに対して回転するので、この部材が長手方向に伸長し、すなわち、一対のハサミ状部材が閉じると、その長手方向に長くなる。したがって、２つのロッドの２つの反対側の末端位置もお互いに近づくので、ハサミ状関節部の次の部材も同様の態様で圧縮される。このように、ハサミ状関節部のすべての部材が同時に閉じられ、およびハサミ状関節部全体が長手方向でその伸展した位置に伸長する。反対の態様で、ハサミ状関節部のすべての部材が開き、第１の部材の２つの末端位置が長手方向に対して垂直な横方向で再びお互いに離れた位置になると、ハサミ状関節部が長手方向でそれらの引き込まれた位置に再び圧縮される。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、表示装置は駆動部を備えることができる。該駆動部は、特に回転駆動部、たとえば、回転カム、または、線形駆動部を備えるので、ハサミ状関節部の変換機構、および、特にハサミ状関節部の第１の部材を動作させる。好ましくは、駆動部、特に線形駆動部は、第１の部材の２つのロッドの交差位置に係合し、および、第１の部材の末端位置はベース部材に取り付けられている状態で、長手方向にハサミ状関節部を駆動するために交差位置を移動させる。したがって、ハサミ状関節部は、特に変換手段として機能し、たとえば、長手方向への駆動部の比較的小さな移動を、たとえば、表示装置の長手方向への大きな移動に変換する。また、駆動部は、好ましくは、２つの末端位置が長手方向に対して垂直にお互いに対して移動できる態様で、第１の部材の２つのロッドの末端位置の少なくとも１つに結合する。さらに第１の部材の２つの末端位置の１つが回転自在にベース部材に取り付けられることもでき、この場合他の末端位置は、ベース部材に取り付けられている末端位置の方向に、または、ベース部材に取り付けられている末端位置の方向とは反対方向に、この末端位置から離れる方向に、駆動部によって直進する態様で移動する。
【００１２】
線形駆動部は、好ましくはリニアモーター、いずれの場合にも電機モータによって駆動部される螺合ロッド駆動部、または、ラック、ピニオン駆動部を含む。
【００１３】
当然、線形駆動部は、ピストン／シリンダ駆動部または線形電気シリンダを含むことを想定してもよい。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、駆動機構は、少なくとも一部分が形状記憶合金を含む材料から形成することができる。ハサミ状機構、および、特に好ましい態様では部材またはハサミ状機構のロッドは、形状記憶合金を含む材料から形成できる。材料は好ましくは、記憶合金（ＳＭＡ材料とも呼ばれる「形状記憶合金」）を含む。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態によれば、駆動機構は、制御電流を形状記憶合金に加えるように構成される制御ユニットを備えてもよい。好都合なことに、制御電流によって駆動機構が移動する。したがって、従来技術と比べて特に省エネルギーであり、維持に手間がかからない、コンパクトな駆動部を形成できる。特に、ハサミ状機構には、追加で、外部に、機械駆動部を必要としない。特に、ハサミ状部材がＳＭＡ材料から形成される場合には、外部駆動部は義務的ではなく、および、このように、電流を選択的に適用することで、要求される軌道内の規定の動き、したがって結合器の規定された移動がもたらされる。
【００１６】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、駆動部は、生体工学的動作原理を含むことも想定される。新しいタイプの材料、たとえば、ＳＭＡ、ＥＡＰ（電気活性ポリマー）と、従来の電動駆動部、または、ばね仕掛けの駆動部との組み合わせを想定することもできる。それによって自然界の動作原理（専門用語で：コケムシ（Ｂｒｙｏｚｏａ））を再生する。それらを生体工学による伝達機能によって変換すると、ＨＵＤ駆動部に対する技術的解決法になるとともに、該組み合わせシステムのエネルギー消費に特に有利な点をもたらす。駆動機構は、油圧および／または空気圧駆動部を含んでもよい。好ましくは、該油圧および／または空気圧駆動部は、新しいタイプのＥＡＰベースの駆動部ユニットと組み合わされる。上述の駆動部の概念は、従来技術に対して、実質的により小さい構造空間を達成することが意図され、および、著しく低ノイズ、および、動的に最適化された移動プロセスであって、同時に、結合器の大きな軌道範囲を確保する。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、結合器は固定部材に取り付けられてもよく、該固定部材はハサミ状関節部の第２の部材に取り付けられている。第２の部材は、第１の部材と長手方向で離れて対向して、特にハサミ状関節部の端部に配置される。駆動部によってハサミ状関節部を駆動すると、固定部材も長手方向に第２の部材と共に移動するので、長手方向と平行または逆平行方向に固定部材を移動させることになる。次に固定部材の移動によって、使用位置と収容位置との間で結合器が移動／旋回する。少なくとも１つの追加部材、好ましくは複数の追加部材が、ハサミ状関節部の第１の部材と第２の部材との間に配置されてもよい。
【００１８】
結合器は、好ましくは固定部材によって保持される反射枠および光透過枠を少なくとも部分的に含む。この枠は、好ましくは、プラスティック材料を含み、特に、本発明による表示装置の潜在リスクを低減するために、異常が発生した場合に、該プラスティック材料は、バラバラにならず、あるいは、鋭い端部を形成しない。
【００１９】
使用位置では、結合器は、好ましくは、車両乗員の視界に移動する。車両乗員は、この場合には、好ましくは結合器を通して見るので、結合器を通じてあらわれる周囲の情報をほとんど無制限に認知できる。同時に、使用位置では、表示装置の投影ユニットによって仮想イメージを結合器に投影できるので、たとえば、車両情報または同種のものを運転者に示すことができる。表示装置は、好ましくは、たとえば、ダッシュボードまたは中央コンソール等の車両室内設備コンポーネントと一体化される。使用位置では、結合器は、好ましくは、特に車両のフロントガラスの方向から車両内部空間に向けて、車両室内設備コンポーネントから垂直または斜めに突き出るが、収容位置の結合器は、好ましくは、車両室内設備コンポーネントの開口部を介して車両室内設備コンポーネントの中に完全に引き込まれる。
【００２０】
本発明による好ましい実施形態または実施形態によれば、結合器が、収容位置から使用位置に移動する場合に、本発明による装置の長手方向の線形運動、および、長手方向に対して垂直な旋回軸の周りの旋回／回転運動を行うように、表示装置が構成されてもよい。好ましくは、両方の運動は、同一駆動機構によってもたらされる。この目的を達成するためには、結合器の固定部材は、好ましくは側面案内部材を備え、該側面案内部材はベース部材の側面案内レールに導かれ、および、好ましくは回転移動可能な態様で支持される。または、さらに、１つまたは複数の回転／旋回ベアリングが、固定部材および／または案内部材に設けられている。
【００２１】
案内レールは好ましくは湾曲しており、使用位置の案内部材は、収容位置の空間よりも、ベース部材のベースプレートに対して大きな空間を持つようになっている。そして、ベース部材のベースプレートに対して垂直な方向に、案内レールとハサミ状関節部は、好ましくは、お互いに対して厳密には平行には伸長しない。しかし、伸長したハサミ状関節部と案内レールとの間の空間は、好ましくは、ベースプレートに対して垂直な方向で変化し、特に連続的に長手方向で変化する。
【００２２】
固定部材は、好ましくは固定位置で、第２の部材の少なくとも１つの末端位置に取り付けられ、案内部材は、好ましくは結合器と固定位置との間で、結合器の長手方向に平行に、特に結合器の主要な領域面に平行に配置される。特に、案内部材は、使用位置でベースプレートに対して垂直に配置され、収容位置では、好ましくは結合器と固定位置との間で、別の角度、好ましくは実質的にお互いに対して水平に配置される。ここで有利な点は、使用位置と収容位置との間を移動する場合に、トルクを固定部材、および結合器にも加えることができるので、結合器は、特に線形移動し、および、同時または連続的に旋回して視界に移動する。したがって結合器は、車両室内設備コンポーネントの比較的狭い開口部を通じて使用位置に移動できる。
【００２３】
代替的に、または、さらに、各案内部材は２つの案内手段を備え、たとえば、案内レールはピンによってお互いが別々に支持され、および、収容位置から使用位置で、少なくとも部分的に異なる経路を形成する。したがって、結合器は、線形運動および回転／旋回運動の組み合わせが可能になる。
【００２４】
本発明の他の詳細、特徴および利点は、図面、および、図面を参照する好ましい実施形態の以下の明細書から明らかになるであろう。この場合において、図面は本発明の例示的な実施形態を示すことだけを目的とし、本発明の重要な概念を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の例示的な実施形態による表示装置の概略斜視図である。
【図２】本発明による表示装置の例示的な実施形態の詳細図である。
【図３】本発明による表示装置の例示的な実施形態の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
さまざまな図において、同一のコンポーネントには同一の参照番号が常に付され、および、いずれの場合にも同一のコンポーネントの説明は一度だけ記載する。
【００２７】
図１および図２は、本発明の例示的な実施形態による表示装置１の概略斜視図である。表示装置１は、車両の室内設備コンポーネントであって、図示されない該コンポーネントと一体化可能なベース部材２を含む。ベース部材２は、室内設備コンポーネントに固定するための固定フラップ３を備える。表示装置１は、反射枠および光透過枠を含む結合器４をさらに備える。結合器４は、使用位置（図１、図２および図３に示される）と収容位置（図示されない）との間を移動できる。収容位置では、結合器４は、ベース部材２のベースプレート５と実質的に平行な方向に配置され、および、実質的にベース部材２の内側に位置する。図示される使用位置では、結合器４はベース部材２から展開され、結合器４はベースプレート５に対して実質的に垂直方向に配置され、および、車両乗員の視界に入るように突き出る。結合器４は、特に室内設備コンポーネントから垂直に突き出る、または、特に車両のフロントガラスの方向で車両内部空間に斜め方向に突き出る。図示されない投影ユニットによって、たとえば、車両情報または同種のものを車両乗員に示すために、使用位置で、仮想イメージを結合器４に投影することができる。
【００２８】
結合器４は、駆動機構によって、使用位置と収容位置との間を移動する。駆動機構は、この場合にはハサミ状関節部６を含む。ハサミ状関節部６は数多くの部材７を備え、該部材７は互いに重なるように配置される。交差する態様で（ハサミ状部材とも呼ばれる）配置され、および、それぞれがお互いに、たとえばその半分の長さで回転可能に接続される少なくとも２つのロッド８を各部材７は備える。ハサミ状関節部６は、第１の端部に第１の部材７を含み、該第１の部材７の２つのロッド８は交差位置９でお互いに回転移動可能な態様で接続されている。表示装置１の線形駆動部１５はこの交差位置９に係合するとともに、ロッド８の末端位置は回転移動可能な態様でベース部材２に取り付けられ、および、他の末端位置はいずれの場合にも移動可能に支持される。ハサミ状関節部６を駆動させるために、交差位置９は、線形駆動部１５によって長手方向１００に移動する。ハサミ状関節部６は、したがって、特に変換手段として機能し、線形駆動部９の長手方向１００の比較的小さな距離移動を、ハサミ状関節部６の長手方向１００の実質的に大きな移動距離に変換する。この目的を達成するために、ハサミ状関節部６は第２の部材７を備え、該第２の部材７は、第１の部材７から離れて長手方向１０にハサミ状関節部６の端部に配置される。第２の部材７の２つのロッド８の末端位置１６は固定手段１０に取り付けられる。第１の部材と第２の部材７との間で、複数の追加部材７が好ましくは配置され、および、これらは明確性を確保するという理由だけのために図示されない。
【００２９】
結合器４は、固定部材１０によってさらに保持される。固定部材１０は、ベース部材２に対して長手方向１００に移動できるように支持されている。この目的を達成するために、固定部材１０はベース部材２の側面案内レール１２に導かれる側面案内部材１１を備えるので、長手方向に移動できる。案内レール１２とベースプレート５との間の空間が、好ましくは長手方向１００に連続的に変化するように、案内レール１２は、長手方向１００に対して湾曲している。案内部材１１はさらに案内レール１２に回転自在に支持されるので、結合器４は案内部材１１によって規定される旋回軸１０１の周りを旋回できる（矢印１０２によって示される）。旋回軸１０１に対して、結合器４とは反対側の固定部材１０の側面は、第２の部材７に少なくとも１つの固定位置で取り付けられる。
【００３０】
結合器４が収容位置に位置する場合には、固定部材１０はベース部材２の第１の端部１３に配置され、室内設備コンポーネントの開口部から長手方向１００に離れて配置される。結合器４を使用位置に移動させるために、ハサミ状関節部６を線形駆動部１５によって駆動する。ベース部材２の第１の端部１３から、ベース部材２の第２の端部１４の方向へ、長手方向１００に固定部材１０を移動させる。案内レール１２の湾曲のために、案内レール１２はベースプレート５から離れるように案内するので、長手方向１００の線形移動に加えて、固定部材１０は旋回軸１０１の周りに上方向への旋回移動もする。したがって、さらに、結合器４も旋回軸１０１の周りに旋回し、したがって室内設備コンポーネントの開口部（図示せず）を介して車両乗員の視界に入ってくる。該開口部は第２の端部１４の領域に配置され、および、結合器と同時に持ち上がる。結合器４の使用位置から収容位置への移動は同様の態様で実行され、線形駆動部１５はこの場合には反対方向に駆動する。
【００３１】
代替実施形態によれば、ハサミ状関節部６、および、特に部材７またはロッド８は、形状記憶合金（ＳＭＡ材料とも呼ばれる、形状記憶合金）を含む材料から形成されてもよい。好ましくは、駆動部は、制御電流を形状記憶合金に加えるように構成される制御ユニットをさらに備えてもよい。このように、選択的に電流を適用することによって、ハサミ状関節部６、および、したがって結合器４の要求される軌道内で規定された移動が長手方向１００にもたらされる。自然の機能的な原理を再生するために（専門用語で：コケムシ（Ｂｒｙｏｚｏａ））、新しいタイプの材料、たとえば、ＳＭＡ、ＥＡＰを従来の電動駆動部、または、ばね仕掛けの駆動部と組み合わせることも考えられる。また、バイオニクスによる変換機能によって、それらを本発明の結合器駆動部に対する技術的解決法とすることも考えられる。
【００３２】
図３は、図１および図２に示される表示装置１の平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  表示装置
２  ベース部材
３  固定フラップ
４  結合器
５  ベースプレート
６  ハサミ状関節部
７  部材
８  ロッド
９  交差位置
１０  固定部材
１１  案内部材
１２  案内レール
１３  第１の端部
１４  第２の端部
１５  線形駆動部
１６  末端位置
１００  長手方向
１０１  旋回軸
１０２  旋回移動
【図１】
2014525597.tif 000003
【図２】
2014525597.tif 000004
【図３】
2014525597.tif 000005
【国際調査報告】
2014525597.tif 000006
2014525597.tif 000007
2014525597.tif 000008
2014525597.tif 000009