(57)【要約】【課題】イグニッションがオンされた時に、比較的短時間で反射部材を原点位置に角度移動させることが可能な車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置（表示ユニット）１０は、表示光Ｌを発する表示器１１を備える。表示光Ｌを反射させる反射部材（反射鏡）１２を備える。通常時における第一の速度あるいは前記第一の速度よりも速い第二の速度によって反射部材１２を角度移動させる駆動手段１４を備える。駆動手段１４は、イグニッションスイッチがオフされたときは、反射部材１２を太陽光が表示器１１に反射されない角度位置に角度移動させ、前記イグニッションスイッチがオンされたときは、反射部材１２を前記第二の速度にて表示光Ｌを視認可能な原点位置に角度移動させる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を発する表示器と、前記表示光を反射させる反射部材と、通常時における第一の速度あるいは前記第一の速度よりも速い第二の速度によって前記反射部材を角度移動させる駆動手段と、を備えてなることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、イグニッションスイッチがオフされたときは、前記反射部材を太陽光が前記表示器に反射されない角度位置に角度移動させ、前記イグニッションスイッチがオンされたときは、前記反射部材を前記第二の速度にて前記表示光を視認可能な原点位置に角度移動させてなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記反射部材の角度位置を記憶するメモリ部を備え、前記駆動手段は、前記イグニッションスイッチがオンされたときに、前記原点位置として前記メモリ部に記憶された前記角度位置に前記反射部材を角度移動させることを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、速度制御可能な第一のモータと、前記第一のモータを前記第一の速度あるいは前記第二の速度にて作動させる制御手段と、を備えてなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、略一定の速度で作動する第二のモータと、前記第二のモータに連結され外周面に前記反射部材を前記第一の速度で角度移動させる第一の移動部と前記反射部材を前記第二の速度で角度移動させる第二の移動部とを有するカム機構と、を備えてなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記反射部材に連結される突出部を形成し、前記突出部を前記カム機構に当接させて前記反射部材を角度移動させてなることを特徴とする請求項５に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記突出部は、前記カム機構の外周面に沿って回動することで前記反射部材を角度移動させるための回転部材を備えてなることを特徴とする請求項６に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用表示装置に関するものであり、特に、表示器が発する表示光を反射させる反射部材の角度位置を調整する車両用表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両のフロントガラス１に表示ユニット２から表示光Ｌを投射して虚像Ｖを表示するヘッドアップディスプレイ装置がある（図６参照）。表示ユニット２は、蛍光表示管等の表示器３と、この表示器３が発した表示光Ｌを反射させる反射鏡４と、この反射鏡４を回動させるステッピングモータ５とをハウジング６に収容したものである（図７参照）。ステッピングモータ５の回動軸には歯車７が取付けられており、この歯車７は、反射鏡４を保持する保持部材８に固定された歯車部９に噛み合わされている。
【０００３】
運転者は、図示しない押ボタンスイッチを操作することにより、上限位置と下限位置の間の角度範囲（例えば６度）で反射鏡４の角度位置を設定し、表示光Ｌをフロントガラス１に投射する方向を調整することができる。例えば、反射鏡４の角度位置を下限位置の近くに設定すれば、視点位置が高い運転者Ｄ１に合わせることができ、反射鏡４の角度位置を上限位置の近くに設定すれば、視点位置が低い運転者Ｄ２に合わせることができる。なお、図面が煩雑になることを避けるため、図８においては、上限位置と下限位置の間の角度範囲を拡大して図示している。
【０００４】
また、斯かるヘッドアップディスプレイ装置において、車両のイグニッションスイッチがオフとなっても運転者が設定した角度位置のままに維持されるために、太陽光が反射鏡４に反射して表示器３に照射され、表示器３が劣化してしまうという問題があった。このような問題を解決するものとして、特開２００２−１３７１８９号公報に開示される、イグニッションスイッチがオフとなったときに、反射鏡４を太陽光が表示器３方向へ反射されないように反射鏡４の角度位置を変更するヘッドアップディスプレイ装置がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に開示されるヘッドアップディスプレイ装置においては、前記イグニッションスイッチがオンされたときには、反射鏡４の角度位置を所定の原点位置にに戻すことが望ましいが、反射鏡４の角度移動は通常、前記押しボタンスイッチによって表示光Ｌをフロントガラス１に投射する方向を調整するためのものであるために比較的遅い速度で移動する。そのため、前記イグニッションスイッチがオンされてから反射鏡４が前記原点位置に戻るまでに時間を要するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、イグニッションがオンされた時に反射部材を所定の原点位置に角度移動させる場合であっても、比較的短時間で前記反射部材を前記原点位置に角度移動させることが可能な車両用表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、表示光を発する表示器と、前記表示光を反射させる反射部材と、通常時における第一の速度あるいは前記第一の速度よりも速い第二の速度によって前記反射部材を角度移動させる駆動手段と、を備えてなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記駆動手段は、イグニッションスイッチがオフされたときは、前記反射部材を太陽光が前記表示器に反射されない角度位置に角度移動させ、前記イグニッションスイッチがオンされたときは、前記反射部材を前記第二の速度にて前記表示光を視認可能な原点位置に角度移動させてなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記反射部材の角度位置を記憶するメモリ部を備え、前記駆動手段は、前記イグニッションスイッチがオンされたときに、前記原点位置として前記メモリ部に記憶された前記角度位置に前記反射部材を角度移動させることを特徴とする。
【００１０】
また、前記駆動手段は、速度制御可能な第一のモータと、前記第一のモータを前記第一の速度あるいは前記第二の速度にて作動させる制御手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
また、前記駆動手段は、略一定の速度で作動する第二のモータと、前記第二のモータに連結され外周面に前記反射部材を前記第一の速度で角度移動させる第一の移動部と前記反射部材を前記第二の速度で角度移動させる第二の移動部とを有するカム機構と、を備えてなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記反射部材に連結される突出部を形成し、前記突出部を前記カム機構に当接させて前記反射部材を角度移動させてなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記突出部は、前記カム機構の外周面に沿って回動することで前記反射部材を角度移動させるための回転部材を備えてなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明をヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。
【００１５】
図１（ａ）は表示ユニット１０を示しており、この表示ユニット１０は車両のダッシュボードに配設されている。表示ユニット１０が投射する表示光Ｌはフロントガラスにより運転者の方向に反射される。車両の運転者は虚像を風景と重畳させて視認することができる。表示ユニット１０は、ハウジング２０内に表示器１１と、反射鏡（反射部材）１２と、保持部材１３と、駆動手段１４と、を備える。
【００１６】
表示器１１は、ＴＦＴ型の液晶表示素子及びバックライト手段からなる液晶表示器である。また、表示器１１は、背面側に表示器１１を駆動させるための回路基板１１ａを備えている。
【００１７】
反射鏡１２は、表示器１１が発した表示光Ｌをフロントガラスに反射させるものである。反射鏡１２は、ポリカーボネート等の樹脂に、アルミニウム等の金属を蒸着させ反射面１２ａを形成したものである。反射鏡１２の反射面１２ａは凹面になっており、表示器１１からの表示光Ｌを拡大してフロントガラスに投射することができる。
【００１８】
保持部材１３は、反射鏡１２を両面粘着テープにより配設固定している。また、保持部材１３は、ハウジング２０に設けられた軸受部（図示しない）に軸支される軸部１３ａを備え、反射鏡１２及び保持部材１３は軸部１３ａを回転軸として角度移動可能な状態で支持されている。また、保持部材１３は、後述するカム機構と当接するように形成されるレバー部（突出部）１３ｂを備える。レバー部１３ｂのカム機構との当接個所には軸部８ｃに軸支されたコロ部（回転部材）１３ｄが設けられており、カム機構との摩擦を緩和することが可能となっている。
【００１９】
駆動手段１４は、略一定の速度で駆動するステッピングモータ１５（第二のモータ）とカム機構１６とからなり、レバー部１３ｂを介して反射鏡１２及び保持部材１３を角度移動させるものである。ステッピングモータ１５及びカム機構１６は、図１（ｂ）に示すように、それぞれの回動軸１５ａ，１６ａに取付けられた樹脂（例えばＡＢＳ）からなる歯車部１５ｂ，１６ｂを備えており、この歯車部１５ｂ，１６ｂは互いに噛み合わされている。従って、駆動手段１４は、ステッピングモータ１５が作動すると、歯車部１５ｂ，１６ｂを介してカム機構１６が回転運動し、カム機構１６の回転運動に応じてレバー部１３ｂを介して反射鏡１２（及び保持部材１３）を角度移動させる構成となっている。
【００２０】
また、駆動手段１４は、図２に示すように、上限位置Ａと下限位置Ｂの間の角度範囲において、後述する押しボタンスイッチの操作に応じて反射鏡１２の角度位置を調整することができる。上限位置Ａと下限位置Ｂの間の角度範囲は、アイレンジＣ（運転者の視野領域）と反射鏡１２が太陽光を表示器１１に向けて反射しない角度位置とにより適宜設定される。本実施の形態においては、下限位置Ｂを反射鏡１２が太陽光を表示器１１に向けて反射しない角度位置とする。また、カム機構１６は、図３に示すように、外周面にカム機構１６の角度変化に対する外周面から回転軸１６ａまで長さの変化が小さい第一の移動部１６ｃと、カム機構１６の角度変化に対する外周面から回転軸１６ａまでの長さの変化が第一の移動部１６ｃよりも大きい第二の移動部１６ｄと、を備える。カム機構１６は、後述する押しボタンスイッチを操作してアイレンジＣの範囲で反射鏡１２の角度移動させる場合（通常時）は、第一の移動部１６ｃがレバー部１３ｂに当接し、アイレンジ下限位置Ｄから下限位置Ｂの範囲で反射鏡１２を角度移動させる場合は、第二の移動部１６ｄがレバー部１３ｂに当接するように構成されている。すなわち、駆動手段１４は、通常時においては、比較的遅い速度（以下、第一の速度という）で角度移動させ、また、アイレンジ下限位置Ｄから下限位置Ｂの範囲で反射鏡１２を角度移動させる場合は、前記第一の速度よりも速い第二の速度で角度移動させる。
【００２１】
ハウジング２０は、表示器１１，反射鏡１２，保持部材１３及び駆動手段１４等を収容するものである。ハウジング２０には表示光Ｌが通過する透光性カバー２１が配設されている。透光性カバー２１は、アクリル等の透光性樹脂からなるものであり、湾曲形状になっている。２２は遮光壁であり、この遮光壁２２はハウジング２０と一体に形成されており、太陽光等の外光が表示器１１に入射し虚像が見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。
【００２２】
図４は、ヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック図である。斯かるヘッドアップディスプレイ装置は、速度センサ２５と、マイコン２６と、押しボタンスイッチ２７，２８と、メモリスイッチ２９と、表示器１１と、ステッピングモータ１５と、から主に構成されている。
【００２３】
速度センサ２５は、車両の速度を検出し、速度信号をマイコン２６に出力するものである。押ボタンスイッチ２７，２８は、マイコン２６にスイッチ操作信号を出力し、マイコン２６によってステッピングモータ１５の回動軸を回動させ反射鏡１２を角度移動させるものである。押ボタンスイッチ２７がオンされると、反射鏡１２は下側に角度移動し、押ボタンスイッチ２８がオンされると、反射鏡１２は上側に角度移動する。
【００２４】
メモリスイッチ２９は、スイッチ操作信号をマイコン２６に出力するものであり、メモリスイッチ２９が０．５秒以上オンされ続けると、マイコン２６は、その時点での反射鏡１２の角度位置データを後述するＥＥＰＲＯＭに記憶する。すなわち、メモリスイッチ２９を０．５秒以上押し続けると、その時点での反射鏡１２の角度位置（以下、メモリ位置Ｅと記す）が記憶される。
【００２５】
マイコン２６は、ＣＰＵ３２，ＲＯＭ３３及びＲＡＭ３４を有しており、速度信号に基づいて所定の演算処理を行い、表示器１１に速度を表示する。また、マイコン２６は、ＥＥＰＲＯＭ３６（メモリ部）とともに制御部３７を構成している。ＥＥＰＲＯＭ３６には、メモリスイッチ２９を操作することにより記憶された角度位置データが格納されている。この角度位置データは、下限位置Ｂからメモリ位置Ｅまでのステップ数である。
【００２６】
また、マイコン２６は、押しボタンスイッチ２７，２８からの前記スイッチ操作信号の入力に応じてステッピングモータ１５を駆動させ、駆動手段１４によって反射鏡１２をアイレンジＣの範囲において角度移動させて角度位置の調整を行う。このとき、アイレンジＣの範囲においてはカム機構１６の第一の移動部１６ｃがレバー部１３ｂと当接した状態であるため、反射鏡１２は、前記第一の速度にて角度移動する。
【００２７】
また、マイコン２６は、イグニッションスイッチ３１からイグニッションがＯＦＦ，ＡＣＣ，ＯＮの何れの位置にあるかを示すイグニッション状態信号を入力し、イグニッションスイッチ３１がオフされたときは、ステッピングモータ１５を駆動させ、駆動手段１４によって反射鏡１２を下限位置Ｂまで角度移動させる。このとき、アイレンジＣの範囲においては前記第一の速度にて角度移動され、アイレンジ下限位置Ｄから下限位置Ｂの範囲においては、カム機構１６の第二の移動部１６ｄがレバー部１３ｂと当接した状態であるため、反射鏡１２は、前記第二の速度にて角度移動する。
【００２８】
また、マイコン２６は、イグニッションスイッチ３１がオンされたときは、ステッピングモータ１５を駆動させ、駆動手段１４によって反射鏡１２を下限位置Ｂからメモリ位置Ｅまで角度移動させる。このとき、反射鏡１２は、下限位置Ｂからアイレンジ下限位置Ｄまでの範囲においては前記第二の速度にて角度移動され、アイレンジ下限位置Ｄからメモリ位置Ｅまでの範囲においては前記第一の速度にて角度移動される。なお、「イグニッションスイッチ３１がオフされたとき」とは、イグニッションスイッチ３１がＯＮからＡＣＣになったときだけでなく、ＡＣＣからＯＦＦになったときを含み、「イグニッションスイッチ３１がオンされたとき」とは、イグニッションスイッチ３１がＡＣＣからＯＮになったときだけでなく、ＯＦＦからＡＣＣになったときを含む。また、イグニッションスイッチ３１がオンされたときに、反射鏡１２を角度移動させる角度位置はメモリ位置Ｅでなくとも良く、例えばアイレンジＣの範囲における中間位置であってもよい。
【００２９】
次に図５に示すフローチャートに基づいて、反射鏡１２の角度移動について詳述する。
マイコン２６は、イグニッションスイッチ３１がオンになったかどうか監視している（ステップＳ１）。イグニッションスイッチ３１がオンになったときは、ＥＥＰＲＯＭ３６から、記憶されている前記角度位置データを読み込む（ステップＳ２）。次に、ステップＳ３において、読み込まれた前記角度位置データに基づいてステッピングモータ１５に駆動信号を出力し、駆動手段１４によって下限位置Ｂに位置している反射鏡１２をメモリ位置Ｅに角度移動させる。ステップＳ３の処理が終了した後は、マイコン２６は、速度表示等の通常処理を行う（ステップＳ４）。イグニッションスイッチ３１がオフになったときは（ステップＳ５）、ステッピングモータ１５に駆動信号を出力して、反射鏡１２を下限位置Ｂに角度移動させる（ステップＳ６）。
【００３０】
本実施形態は、駆動手段１４によって反射鏡１２を通常時における前記第一の速度あるいは前記第一の速度よりも速い前記第二の速度によって角度移動させることにより、必要に応じて通常時よりも速い速度で反射鏡１２を角度移動させることができ、所定の角度位置までの移動時間を比較的短くすることが可能となる。
【００３１】
また、イグニッションスイッチ３１がオンされたときに、下限位置Ｂからアイレンジ下限位置Ｄまでの範囲において通常時における前記第一の速度よりも速い前記第二の速度にて下限位置Ｂに位置する反射鏡１２を原点位置であるメモリ位置Ｅに角度移動させることにより、車両の運転を再開しようとしたときに、原点位置に反射鏡１２が角度移動するまでの時間を比較的短くすることが可能になる。
【００３２】
また、反射鏡１２の角度位置を記憶するＥＥＰＲＯＭ３６と、前記角度位置をＥＥＰＲＯＭ３６に記憶させるメモリスイッチ２９と、を設け、駆動手段１４は、イグニッションスイッチ３１がオンされたときに、原点位置としてメモリ位置Ｅに反射鏡１２を角度移動させることにより、運転者が自身の視点に適した角度位置にて車両の運転を再開することが可能となる。
【００３３】
また、駆動手段１４を、略一定の速度で作動するステッピングモータ１５と、ステッピングモータ１５に連結され外周面に反射鏡１２を前記第一の速度で角度移動させる第一の移動部１６ｃと反射鏡１２を前記第二の速度で角度移動させる第二の移動部１６ｄとを有するカム機構１６によって構成することにより、カム機構１６の外周面の形状によって前記第一の速度あるいは前記第二の速度に切り換えることが可能となることから、容易かつ安価な機構によって原点位置に反射鏡１２が角度移動するまでの時間を比較的短くすることが可能になる。
【００３４】
また、カム機構１６に反射鏡１２を保持する保持部材１３にカム機構１６方向に突出するレバー部１３ｂを形成し、カム機構１６にレバー部１３ｂを当接させることにより、カム機構１６の回転運動に従動して反射鏡１２を角度移動させることが可能となる。
【００３５】
また、レバー部１３ｂは、カム機構１６の外周面に沿って回動することで反射鏡１２を角度移動させるためのコロ部１３ｄを備えることにより、カム機構１６との当接個所における摩擦を緩和させ、安定して反射鏡１２を角度移動させることが可能となる。
【００３６】
なお、本実施携帯は、ステッピングモータ１５とカム機構１６によって駆動手段１４を構成し、カム機構１６の外周面に形成される第一，第二の移動部１６ｃ，１６ｄによって反射鏡１２を前記第一の速度あるいは前記第二の速度にて角度移動させる構成であったが、駆動手段を、速度制御可能なモータ（第一のモータ）と、このモータを通常時における第一の速度あるいは前記第一の速度よりも速い第二の速度にて作動させる例えばマイコンと駆動ドライバからなる制御手段と、を備える構成とし、前記制御手段による前記モータの速度制御によって反射部材を前記第一の速度あるいは前記第二の速度にて角度移動させる構成としてもよく、所定の角度位置までの移動時間を比較的短くすることが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態の表示器は、表示器１１であったが、例えば、蛍光表示管，有機ＥＬ表示パネルであっても良い。また、メモリ部はＥＥＰＲＯＭ３６であったが、例えばフラッシュメモリであっても良い。
【００３８】
また、本実施形態では、反射鏡１２の角度位置データを１個だけ記憶するものであったが、２人以上のメモリ位置を記憶できるように、角度位置データを複数記憶しても良い。また、本実施形態はヘッドアップディスプレイであったが、例えば、虚像表示型のコンビネーションメータに適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、表示器が発する表示光を反射させる反射部材の角度位置を調整する車両用表示装置に関するものであり、イグニッションがオンされた時に反射部材を所定の原点位置に角度移動させる場合であっても、比較的短時間で前記反射部材を前記原点位置に角度移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す表示ユニットの断面図。
【図２】同上実施形態の反射鏡の角度移動の説明図。
【図３】同上実施形態のカム機構を示す図。
【図４】同上実施形態を示すヘッドアップディスプレイ装置のブロック図。
【図５】同上実施形態の反射鏡の角度移動を示すフロー図。
【図６】従来例を示すヘッドアップディスプレイの概略構成図。
【図７】同上従来例を示す表示ユニットの断面図。
【図８】同上従来例を示す反射鏡の角度移動の説明図。
【符号の説明】
１１　表示器（表示器）
１２　反射鏡（反射部材）
１３　保持部材
１３ｂ　レバー部（突出部）
１３ｄ　コロ部（回転部材）
１４　駆動手段
１５　ステッピングモータ（第二のモータ）
１６　カム機構
１６ｃ　第一の移動部
１６ｄ　第二の移動部
３７　制御部
２９　メモリスイッチ
３６　ＥＥＰＲＯＭ（メモリ部）
３１　イグニッションスイッチ
２７　押ボタンスイッチ
２８　押ボタンスイッチ
Ｌ　　表示光
【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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【図８】
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