(57)【要約】【課題】  コストの増加を充分に抑制して、車速に対して表示を変化させることができる車両用表示装置を提供すること。【解決手段】  表示素子１０の進退位置を複数段階の進退位置として検出する第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６と、予め設定した複数段階の車速閾値に、車速が到達すると表示の拡大率を変更させる制御部６と、複数段階の車速閾値は、それぞれの進退位置からの表示拡大方向と表示縮小方向で、異なる車速閾値となるようにヒステリシス特性を生成するヒステリシス生成するスイッチ構造を備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹面鏡により表示素子の表示を拡大して、車両前方へ虚像表示を行う車両用表示装置において、
前記凹面鏡に対して前記表示素子を駆動で進退させ表示の拡大率を変更する拡大率変更手段と、
前記表示素子の進退位置を複数段階の進退位置として検出する段階位置検出手段と、
予め設定した複数段階の車速閾値に、車速が到達すると表示の拡大率を変更させる制御手段と、
前記複数段階の車速閾値は、それぞれの進退位置からの表示拡大方向と表示縮小方向で、異なる車速閾値となるようにヒステリシス特性を生成するヒステリシス生成手段と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用表示装置において、
前記段階位置検出手段は、
複数のスイッチを進退方向に一列に配置し、前記表示素子の進退で順にオンオフするようにし、
前記ヒステリシス生成手段は、複数の前記スイッチに、オンする点とオフする点が異なるヒステリシス特性を持たせるようにし、
前記スイッチのヒステリシス量を車速閾値のヒステリシス相当にした、
ことを特徴とする車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の乗員が視点移動少なく見ることができるよう虚像で車両前方に表示を行う車両用表示装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、凹面鏡をターニングミラーとして用い、凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、物点としての表示器を、手動又は自動もしくはこれらの組み合わせによって移動させる虚像のコントロール方法と表示器移動手段を設け、車速に応じて、表示の大小、遠近の調節を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、表示器による表示を凹面鏡により表示面に虚像表示させるようにし、この凹面鏡をその光軸に対して平行方向へ移動させ、高速路上における高速運転時の表示の視認性を向上させているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−１１５３８１号公報（第２−４頁、全図）
【特許文献２】特開平７−２８５３５８号公報（第２−３頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両用表示装置にあっては、車速に対して連続的に表示位置を変化させるとなると、構造が複雑化し、コストが大幅に増加することになり、車両への採用が困難であり問題であった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、コストの増加を充分に抑制して、車速に対して表示を変化させることができる車両用表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、凹面鏡により表示素子の表示を拡大して、車両前方へ虚像表示を行う車両用表示装置において、前記凹面鏡に対して前記表示素子を駆動で進退させ表示の拡大率を変更する拡大率変更手段と、前記表示素子の進退位置を複数段階の進退位置として検出する段階位置検出手段と、予め設定した複数段階の車速閾値に、車速が到達すると表示の拡大率を変更させる制御手段と、前記複数段階の車速閾値は、それぞれの進退位置からの表示拡大方向と表示縮小方向で、異なる車速閾値となるようにヒステリシス特性を生成するヒステリシス生成手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明にあっては、コストの増加を充分に抑制して、車速に対して表示を変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の車両用表示装置を実現する実施の形態を、請求項１，２に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用表示装置の説明斜視図である。図２は実施例１の車両用表示装置の表示部の説明斜視図である。
【００１０】
実施例１の車両用表示装置は、本体ケース１、凹面鏡２、レール３、ラックギヤ４、表示部５、制御部６からなる。
本体ケース１は、凹面鏡２、レール３、ラックギヤ４、表示部５を収容し、車両のインストルメントパネル内部に設けられ、車両に固定されるものである。
凹面鏡２は、表示部５からの表示光を拡大しつつ反射し、表示を拡大させつつ、フロントウィンドウシールドもしくはフロントウィンドウシールド部分に設けられるコンバイナへ表示光を向かわせるものである。この凹面鏡２は、図１に示すように本体ケース１の内部に設けるようにして固定される。そして本体ケース１では、鏡面の周囲を覆う部分を設けて、外部から凹面鏡２が見えないようにし、且つ外光が入光することを抑制している。
【００１１】
レール３は、本体ケース１に固定されるように設けられる。レール３は、表示部５の可動方向に伸長し、表示部５の側部と係合する位置に設けられる。レール３の形状については後述する。
ラックギヤ４は、本体ケース１に固定されるように設けられる。ラックギヤ４は、表示部５の可動方向に伸長し、表示部５の底面部と係合する位置に設けられる。
【００１２】
表示部５は、図１、図２に示すように本体ケース１に収容された箱型形状のものであり、図１に示すように、凹面鏡２に対して進退するように可動自在に設ける。
表示部５は、制御部６、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６、モータ８、モータギヤ９、表示素子１０を備えている。
制御部６は、外部からの情報を処理し、モータ８を制御するとともに、表示素子１０の表示データの処理を行う。
第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６は、図２に示すように、表示部５の側部に、進退方向に順に並べて配置され、表示部５の側部に固定される。
【００１３】
第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６は、いわゆるマイクロスイッチであり、板状の操作入力部分７０１を図５に示すように押し下げる操作をすることにより、入力を行う。このマイクロスイッチは、小型で安価なスイッチであり、力（Force)と変位(Stroke)のＦＳ特性を有するものである。このＦＳ特性は、いわゆるヒステリシスを持つ特性であり、オンとなる入力値に対して、それより低い入力値にならないとオフにならない。また、オフになった入力値に対して、それより高い入力値にならないとオンとならない。この２つの入力値は設定、調整が可能である。その例として特開２００４−２６５８３６を挙げておく。
モータ８は、表示部５の底面部近傍に固定され、制御部６の制御により駆動し、モータギヤ９を駆動させる。
モータギヤ９は表示部５の底面部分で、本体ケース１に固定されたラックギヤ４に歯面と歯面で係合する。
表示素子１０は、表示部５から、凹面鏡２に向かって表示を行う。表示内容は、制御部６により制御される。
【００１４】
次に、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６とレール３の係合構造について説明する。
図４は実施例１の車両用表示装置における複数のマイクロスイッチとレールの動作説明図である。図５は実施例１の車両用表示装置におけるマイクロスイッチとレールの動作説明図である。
図５に示すように、本体ケース１に設けられるレール３の表示部５との離間方向の端部は、上面を平坦な面とし、下面は所定の位置までを平坦な面とし、所定位置から表示部５と離間する方へ行くに従って上方へ向かうテーパ部３１を設けている。
このレール３の下面に第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６の板状の操作入力部分７０１が係合するようにする。
【００１５】
この際、レール３のテーパ部３１と係合している状態では、スイッチ入力としてはオフで、テーパ部３１との係合位置が変化することで徐々に押し下げられ、下面の平坦な面と係合して押し下がった状態になるとオンとなるようにする。
第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６は、表示部５の進退方向に沿って並べた配置のため、図４に示すように、レール３との相対位置の違いにより、第６スイッチ７６から徐々にオンとなって行く構造である。
【００１６】
次に制御部６のモータ制御に関するブロック構造について説明する。
図６は実施例１の車両用表示器装置の制御部のモータ制御に関するブロック構成を示す図である。
制御部６のモータ制御に関する部分は、インターフェース回路６１、Ｆ−Ｖ変換回路６２、位置検出スイッチ連動電圧比較回路６３、モータ制御回路６４を主要な構成としている。
【００１７】
インターフェース回路６１は、車両からオープンコレクタ出力またはオープンドレイン出力で得られる車速信号を取り入れ、Ｆ−Ｖ変換回路６２で処理できる周波数信号となるよう処理を行う。
Ｆ−Ｖ変換回路６２は、車速信号における車速を示す周波数変化を信号の電圧変化となるように変換を行う。
【００１８】
位置検出スイッチ連動電圧比較回路６３は、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６による検出結果に相当する信号電圧と、車速を示す信号電圧を比較し、比較結果をモータ制御回路６４へ出力する。
モータ制御回路６４では、比較結果に応じて、モータ８を駆動する。
【００１９】
次に、図６で説明した制御部６のモータ制御に関する部分のブロック構成に相当する回路構成について説明する。
図７は実施例１の車両用表示装置の制御部の回路構成を示す図である。
図７に示すモータ制御に関する部分の回路構成は、抵抗Ｒ１〜Ｒ２８、コンデンサＣ１〜Ｃ９、ダイオードＤ１〜Ｄ１１、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２、レギュレータＩＣ１，ＩＣ２、Ｆ−Ｖ変換器Ｔ１、ＤＣモータ用ドライバＤＲ１を主要な構成とし、車両からの車速信号を処理し、モータ８を制御駆動させる。
【００２０】
本回路構成に入力された車速信号は、所定の波形処理を行って、Ｆ−Ｖ変換器Ｔ１に入力され、車速に応じた電圧信号がコンパレータＣＰ１のプラス入力端子及びコンパレータＣＰ２のマイナス入力端子へ入力される構成である。
一方、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６のオンオフ状態により、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２５への接続状態の変化により、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６のノーマルオープン端子のオンオフ状態に応じた電圧信号が、コンパレータＣＰ１のマイナス入力端子へ入力され、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６のノーマルクローズ端子のオンオフ状態に応じた電圧信号が、コンパレータＣＰ２のプラス入力端子へ入力される構成である。
コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の比較結果を示す信号は、それぞれＤＣモータ用ドライバＤＲ１へ入力され、その入力結果に応じてＤＣモータ用ドライバＤＲ１からモータ８へ駆動電圧の出力が成される構成である。
【００２１】
次に作用を説明する。なお、一部構成の説明を含むものとする。
[段階的な表示変更作用]
実施例１の車両用表示装置は、表示部５が、本体ケース１の凹面鏡２に対して、距離を変更するように進退する。
この進退は基準位置を別として５段階に進退する。
図３は実施例１の車両用表示装置の車速と表示拡大倍率の関係を示すグラフ図である。
この６段階の切り替えは、基準位置を０位置、順に１０位置、２０位置、３０位置、４０位置、５０位置となり、それぞれ、凹面鏡２との距離の変更による表示素子１０からの表示を虚像表示した際の拡大倍率は、０位置で２倍、１０位置で２．３倍、２０位置で２．６倍、３０位置で２．９倍、４０位置で３．２倍、５０位置で３．５倍となる。
【００２２】
まず、０位置（基準位置）では、図４(a)に示すように、第２スイッチ７２〜第６スイッチ７６が、レール３の平坦な下面及び下面近傍のテーパ部３１により板状の操作入力部分７０１が押下されオンの状態で、第１スイッチ７１のみ、板状の操作入力部分７０１がレール３のテーパ部３１の上部に係合してオフの状態となっている。
【００２３】
そして、例えば、中間の位置である３０位置では、図４(b)に示すように、第５スイッチ７５、第６スイッチ７６が、レール３の平坦な下面及び下面近傍のテーパ部３１により板状の操作入力部分７０１が押下されオンの状態となる。また、この状態では、第４スイッチ７４がレール３のテーパ部３１に係合してオフの状態となり、第１スイッチ７１〜第３スイッチ７３がレール３と係合しないオフの状態となる。
【００２４】
次に、最大位置となる５０位置では、図４(c)に示すように、第６スイッチがレール３のテーパ部３１の上部に係合してオフの状態となり、第１スイッチ７１〜第５スイッチ７５がレール３と係合しないオフの状態となる。
【００２５】
このそれぞれの位置において、順に第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６がオンまたはオフになることにより、図７に示す回路構成で、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６のオープン側とクローズ側は、異なる状態となる。つまり、例えば、第１スイッチ７１と第２スイッチ７２がオフ、第３スイッチ７３〜第６スイッチ７６がオンの場合、図７の回路上は、第１スイッチ７１と第２スイッチ７２のクローズ側端子がオンとなり、第３スイッチ７３〜第６スイッチ７６のオープン側端子がオンとなり、異なる抵抗の接続状態となる。これによって、コンパレータＯＰ１，ＯＰ２では、検出車速に相当する電圧と、異なる２つの閾値電圧をそれぞれ比較することになる。
【００２６】
これにより、速度の段階的な切り替えの１つの段の上下限電圧値、つまり上下限速度値を比較判断することになる。
つまり、コンパレータＯＰ１，ＯＰ２の異なる２つの閾値電圧の間に、検出車速がある場合には、図３における速度が変化しても拡大倍率を変化させない特性の平らな部分を生じさせることになる。
そして、検出速度が上限値または下限値を超えると、次の拡大倍率へ変化させるようモータ８を、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６のオンオフ状態が上下段階位置になるまで駆動させる。
【００２７】
さらに、実施例１の車両用表示装置では、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６として用いたマイクロスイッチのヒステリシス特性により、拡大倍率を上げていく場合と下げる場合に、異なる速度となるようにヒステリシス特性を持たせている。
図５に示すように、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６がレール３のテーパ部３１と係合する際、スイッチがオンとなるのは、レール３の平坦な下面近くまで第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６の板状の操作入力部分７０１が押下された場合である。これに対し、スイッチがオフとなるのは、レール３のテーパ部３１の上面に近い位置まで、板状の操作入力部分７０１の押下が解除された場合である。
【００２８】
このように第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６には、オンとオフでヒステリシス特性を持たせるようにする。
また、このオンオフのヒステリシスの量は、図３の車速と拡大倍率（位置）の関係において、１０km/hに相当するものに設定する。
これによって、０位置から６０位置まで６段階の階段状の特性で拡大倍率（位置）を変更したものと異なる速度により６０位置から０位置まで６段階の階段状の特性で拡大倍率（位置）を変更させる。
【００２９】
つまり、言い換えて説明すると、本実施例１では、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６による位置検出と、このスイッチ状態を用いた２つの閾値による車速との比較による判断制御を行うことにより段階的な拡大倍率（位置）の変更を行えるようにする。これは、車速に連動して常に拡大倍率の変更を行うものでは、位置の正確な検出とその制御のために、コストが増大するが、実施例１では、安価なマイクロスイッチを６つ設ける構成によるオンオフ検出のためにコストが充分に抑制される。また、この段階的な拡大倍率（位置）の変更は、車速に対して不感な領域を有するために、車速の変動に連動してしまい表示が見難くなったり、絶えず表示が動くことにより乗員に不快感を与えるようなことがない。
【００３０】
しかしながら、拡大倍率（位置）の切り替え速度近傍での速度ふらつきがあると、絶えずその段階切り替えが行われ、表示の変動を招く場合があり問題となる。これに対して、実施例１では、さらに、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６に用いるスイッチを、ヒステリシス特性を有するマイクロスイッチにし、このヒステリシス量を車速１０ｋｍ／ｈに相当するものにすることで、拡大倍率（位置）の切り替え速度近傍での速度ふらつきがあっても、例えば、６０ｋｍ／ｈを超える車速となり、拡大倍率（位置）が、２．６倍（２０位置）から２．９倍（３０位置）に変更した場合に、速度がふらついて、６０ｋｍ／ｈを下回ったり、超えたりを繰り返したとしても、一度、２．９倍（３０位置）に変更すると、２．６倍（２０位置）へは、図３に示すように車速が５０ｋｍ／ｈより低くならないと変更されないため、速度のふらつきで、表示が変動することがなく、安定した表示にできるのである。
【００３１】
このように、段階的に車速に応じて拡大率を変更して表示すると、停車や低速、３０ｋｍ／ｈ以下の場合の最適表示を略２倍の表示倍率で設定しており、その際の視認は容易である。
車速が上昇するに従い、運転者の動的視野が狭くなる。最終的には、８０ｋｍ／ｈ以上の高速になった場合に、略３．５倍の表示倍率とすることで、表示の見易さを向上させ、且つより遠方に表示するため視点移動が楽になり、良好な運転が行えるようにする。この略２倍に対して略３．５倍の倍率は経験的に表示の歪みの影響を受け難い最大の倍率である。
【００３２】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用表示装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３３】
(1)凹面鏡２により表示素子１０の表示を拡大して、車両前方へ虚像表示を行う車両用表示装置において、凹面鏡２に対して表示素子１０を収容した表示部５を駆動で進退させ表示の拡大率を変更するモータ８、モータギヤ９、ラックギヤ４と、表示素子１０の進退位置を複数段階の進退位置として検出する第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６と、予め設定した複数段階の車速閾値に、車速が到達すると表示の拡大率を変更させる制御部６と、複数段階の車速閾値は、それぞれの進退位置からの表示拡大方向と表示縮小方向で、異なる車速閾値となるようにヒステリシス特性を生成するヒステリシス生成するスイッチ構造を備えるため、コストの増加を充分に抑制して、車速に対して表示を変化させることができる。
そして、これにより運転者は視線移動が少なく表示を見ることができ、運転者の良好な運転を支援することができる。
【００３４】
(2)段階位置検出手段は、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６を進退方向に一列に配置し、表示素子１０を収容した表示部５の進退で順にオンオフするようにし、ヒステリシス生成手段は、第１スイッチ７１〜第６スイッチ７６に、オンする点とオフする点が異なるヒステリシス特性を持たせるようにし、スイッチのヒステリシス量を車速閾値のヒステリシス相当（１０ｋｍ／ｈ）にしたため、コストを抑制してスイッチの特性で速度閾値のヒステリシス特性を生成するようにし、さらにコストの増加を充分に抑制して、車速に対して表示を変化させることができる。
【００３５】
以上、本発明の車両用表示装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１の車両用表示装置の説明斜視図である。
【図２】実施例１の車両用表示装置の表示部の説明斜視図である。
【図３】実施例１の車両用表示装置の車速と表示拡大倍率の関係を示すグラフ図である。
【図４】実施例１の車両用表示装置における複数のマイクロスイッチとレールの動作説明図である。
【図５】実施例１の車両用表示装置におけるマイクロスイッチとレールの動作説明図である。
【図６】実施例１の車両用表示器装置の制御部のモータ制御に関するブロック構成を示す図である。
【図７】実施例１の車両用表示装置の制御部の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ケース本体
２  凹面鏡
３  レール
３１  テーパ部
４  ラックギヤ
５  表示部
６  制御部
６１  インターフェース回路
６２  変換回路
６３  位置検出スイッチ連動電圧比較回路
６４  モータ制御回路
７１  第１スイッチ
７２  第２スイッチ
７３  第３スイッチ
７４  第４スイッチ
７５  第５スイッチ
７６  第６スイッチ
７０１  操作入力部分
８  モータ
９  モータギヤ
１０  表示素子
Ｒ１〜Ｒ２８  抵抗
Ｃ１〜Ｃ９  コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ１１  ダイオード
ＴＲ１  トランジスタ
ＴＲ２  トランジスタ
ＣＰ１  コンパレータ
ＣＰ２  コンパレータ
ＩＣ１  レギュレータ
ＩＣ２  レギュレータ
Ｔ１  Ｆ−Ｖ変換器
ＤＲ１  ＤＣモータ用ドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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