(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を発する表示器と、
前記表示器を内部に収容し、前記表示器からの前記表示光を外部へ出射させる出射口を有する筐体と、
前記出射口から出射された前記表示光を受けて虚像を表示するコンバイナと、
前記コンバイナを第１の位置と第２の位置との一方から他方の位置へと移動させる移動手段と、
前記移動手段の動力となる電動機と、
前記電動機からの逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段と、
前記電動機を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電動機の駆動によって前記コンバイナを前記一方から前記他方の位置へと移動させる間に、前記逆起電圧検出手段が所定電圧値以上の逆起電圧を検出することによって前記移動に障害が発生したことを検出すると、前記移動を中止させる
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】
前記制御手段は、前記移動に障害が発生したことを検出すると、前記移動を中止し、前記一方の状態へと回帰させる
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。
【請求項３】
前記第１の位置は、前記コンバイナが前記筐体から突出する位置であり、
前記第２の位置は、前記コンバイナが前記筐体内に格納される位置である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
音を発する報知手段を備え、
前記制御手段は、前記移動に障害が発生したことを前記報知手段に報知させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項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、コンバイナを突出／格納する格納手段を備えたヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置とも言う）として、特許文献１に開示されたものがある。このＨＵＤ装置は、表示光を受けて虚像を表示するコンバイナを、筐体から突出させた状態から筐体内に格納させる状態へと移動させる格納手段を備えたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２５１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたＨＵＤ装置においては、コンバイナを筐体内に格納した状態から筐体から突出させる状態へと移動する間に、運転者がコンバイナに触れる、あるいは、移動の妨げになる箇所に運転者の荷物が置かれている場合においては、格納手段に負荷がかかったまま動作し続けてしまい、格納手段を破損する虞があった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コンバイナの格納手段を破損する虞を低減した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】
【０００６】
本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
表示光Ｌを発する表示器１と、
前記表示器１を内部に収容し、前記表示器１からの前記表示光Ｌを外部へ出射させる出射口２０を有する筐体２と、
前記射出口２０から出射された前記表示光Ｌを受けて虚像Ｖを表示するコンバイナ３と、
前記コンバイナ３を第１の位置と第２の位置との一方から他方の位置へと移動させる移動手段４と、
前記移動手段４の動力となる電動機４４と、
前記電動機４４を制御する制御手段５０と、を備え、
前記電動機４４からの逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段５１と、
前記電動機４４を制御する制御手段５０と、を備え、
前記制御手段５０は、前記電動機４４の駆動によって前記コンバイナ３を前記一方から前記他方の位置へと移動させる間に、前記逆起電圧検出手段５１が所定電圧値以上の逆起電圧を検出することによって前記移動に障害が発生したことを検出すると、前記遷移を中止させる。
【０００７】
また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ａの
前記制御手段５０は、前記移動に障害が発生したことを検出すると、前記移動を中止し、前記一方の位置へと回帰させる。
【０００８】
また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ａの
前記第１の位置は、前記コンバイナ３が前記筐体２から突出する位置であり、
前記第２の位置は、前記コンバイナ３が前記筐体２内に格納される位置である。
【０００９】
また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
音を発する報知手段を備え、
前記制御手段５０は、前記移動に障害が発生したことを前記報知手段に報知させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コンバイナの格納手段を破損する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置を示す概略図である。
【図２】同実施形態の格納手段を示す斜視図および側面図である。（ａ１），（ａ２）はコンバイナの格納状態を示し、（ｂ１），（ｂ２）はコンバイナの突出状態を示している。
【図３】同実施形態のスライダとポテンショメータとの嵌合を示す要部拡大図である。
【図４】同実施形態の４節リンク機構の模式図である。
【図５】同実施形態の電気的構成図である。
【図６】同実施形態の制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置Ａを、添付図面に基づいて説明する。なお、構成の理解を容易にするため、ＨＵＤ装置Ａが表示する虚像Ｖを視認する運転者Ｄ（図１参照）から見て、左右方向に沿う軸をＸ軸、上下方向に沿う軸をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸と直交する軸をＺ軸として、適宜、ＨＵＤ装置Ａの構成する各部を説明する。また、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各軸の各々を示す矢印が向く方向を各軸方向の＋（プラス）方向、その逆方向を−(マイナス)方向と定義する。
【００１３】
本発明の実施形態であるＨＵＤ装置Ａは、表示器１と、射出口２０を有する筐体２と、コンバイナ３と、格納手段４と、回路基板５と、から主に構成される。ＨＵＤ装置Ａのコンバイナ３は、回路基板５の制御に応じて駆動される格納手段４によって、筐体２から突出した突出状態と筐体２に格納された格納状態との一方から他方の状態へと遷移可能に構成される。ＨＵＤ装置Ａは、コンバイナ３が突出状態にあるときに、表示器１が出力する表示光Ｌをコンバイナ３に投射して、コンバイナ３の表示器１と対向する側（Ｚ軸＋側）に虚像Ｖを表示する。ＨＵＤ装置Ａは、車両のインストルメントパネル上、あるいは、インストルメントパネル内に配設され、回路基板５の制御に応じて車両情報を表示光Ｌとして表示器１に出力させることで、車両情報をコンバイナ３を介して車両前方の風景に重畳して運転者Ｄに視認させる。
【００１４】
表示器１は、例えばＬＥＤなどの光線を発する発光素子からなるバックライト光源と、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶層を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着した表示パネルと、を一体にした液晶表示器からなる。表示器１は、有機ＥＬ表示器などで構成してもよい。
【００１５】
筐体２は、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの不透過な樹脂製ケース体からなる。筐体２は、コンバイナ３が突出状態にあるときは、表示器１と、格納手段４と、回路基板５を収容し、コンバイナ３が格納状態にあるときは、コンバイナ３も収容する。
【００１６】
コンバイナ３は、曲面を有する板状のハーフミラーやホログラム素子等から構成され、表示器１から投射された表示光Ｌを虚像Ｖとして結像するための被投射部材である。
【００１７】
格納手段４は、コンバイナホルダ４０と、格納手段用筐体４１と、第１接続部４２と、第２接続部４３と、電動機４４と、ギア４５と、スライダ４６と、ポテンショメータ４７と、から主に構成される４節リンク機構からなる。
【００１８】
コンバイナホルダ４０は、樹脂材からなる柱状のホルダであり、コンバイナ３の一端部（突出状態における下端部）を固定保持する。
【００１９】
格納手段用筐体４１は、ギア４５と、スライダ４６と、ポテンショメータ４７と、を収容する樹脂材で形成されたケース体である。格納手段用筐体４１は、筐体２に対して不動状態となるように筐体２内部に固定される。
【００２０】
第１接続部４２は、格納手段用筐体４１に回転可能に設けられていると共に、格納手段用筐体４１とコンバイナホルダ４０とを連結する樹脂製の棒状部材である。第１接続部４２は、その一端部が、Ｘ軸と平行な軸Ｐを中心として回転可能に格納手段用筐体４１の側部に取り付けられている。また、第１接続部４２は、その他端部で、Ｘ軸と平行な軸Ｑを中心としてコンバイナホルダ４０を回転可能に支持している。
【００２１】
第２接続部４３は、格納手段用筐体４１に回転可能に設けられていると共に、格納手段用筐体４１とコンバイナホルダ４０とを連結する樹脂製の棒状部材である。第２接続部４３は、第１接続部４２と対になるように設けられ、コンバイナ３の突出状態において第１接続部４２よりも下方に位置する。第２接続部４３は、その一端部が、Ｘ軸と平行な軸Ｓを中心として回転可能に格納手段用筐体４１の側部に取り付けられている。また、第２接続部４３は、その他端部で、Ｘ軸と平行な軸Ｒを中心としてコンバイナホルダ４０を回転可能に支持している。
【００２２】
電動機４４は、例えばＤＣモータからなり、回路基板５の制御の下で駆動軸（図示しない）を回転させる。電動機４４の駆動軸にはギア４５が圧入されており、駆動軸の回転に伴いギア４５が回転する。
【００２３】
ギア４５は、外周面全体に櫛歯状に形成されており、この櫛歯が後述するスライダ４６と噛み合って、ギア４５の回転動力がスライダ４６に伝達され、スライダ４６を前後方向（Ｚ軸の＋，−方向）に移動させる。
【００２４】
スライダ４６は、格納手段用筐体４１に対してスライド可能に設けられ、電動機４４の動力によって前後方向に移動する。スライダ４６は、移動に応じて第１接続部４２又は第２接続部４３と接触するピン４６ａと、後述するポテンショメータ４７の接点（ツマミ）４７ａと嵌合する嵌合部４６ｂを有する。
【００２５】
ポテンショメータ４７は、概ねＺ軸方向に沿って移動可能な接点４７ａの位置を電圧に変換するリニアポテンショメータである。ポテンショメータ４７は回路基板５と電気的に接続し、スライダ４６の移動に伴って嵌合部４６ｂと嵌合した接点４７ａが移動することでスライダ４６の位置を検出し、回路基板５に変換した電圧を入力する。
ポテンショメータ４７は、ギア４５の回転角度を検出するロータリーポテンショメータとして構成して、回路基板５がロータリーポテンショメータが検出したギア４５の回転角度の推移に基づいてスライダ４６の位置を推定するように構成してもよい。
【００２６】
上述した格納手段４の各構成物に基づいて、格納手段４の４節リンク機構を説明する。４節リンク機構は、固定節（固定リンク）と、固定節の両端に位置する間接（ジョイント）の一方に繋がり、駆動力が与えられる駆動節（駆動リンク）と、固定節の他方の関節に繋がり、駆動節と対向する従動節（従動リンク）と、駆動節と従動節とを結ぶ中間節（中間リンク）と、からなる機構として知られている。上述した格納手段４の構成部品と対応させると、格納用筐体４１の一部（具体的には、軸Ｐと軸Ｓの各中心とを結ぶ節）が固定節として、第１接続部４２と第２接続部４３との一方が駆動節、他方が従動節として、コンバイナホルダ４０が中間節として機能するように構成されている（図４参照）。このように、格納機構４は、電動機４４が適宜、一方または他方に回転することによって、スライダ４６が概ねＺ軸方向に沿って移動し、スライダ４６のピン４６ａが駆動力を第１接続部４２あるいは第２接続部４３に伝達し、コンバイナホルダ４０に固定されたコンバイナ３を、筐体２から突出した突出状態と筐体２に格納された格納状態との一方から他方の状態へと遷移させる。
【００２７】
回路基板５を図５に示す電気的構成図に基づいて説明する。回路基板５は、ＨＵＤ装置Ａの全体の動作を制御するマイクロコンピュータ（制御手段）５０と、電動機４４を駆動すると共に電動機４４からの逆起電圧を検出するモータドライバ回路（逆起電圧検出手段）５１が実装されたリジット基板である。マイクロコンピュータ５０は、車内ネットワーク（図示しない）と表示器１と電気的に接続し、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等から各種車両情報を取得し、取得した各種車両情報を表示器１に表示光Ｌとして出力させる。また、マイクロコンピュータ５０は、ポテンショメータ４７とモータドライバ回路５１と電気的に接続し、モータドライバ回路５１を介して電動機４４を回動させることでコンバイナ３を筐体２から突出した突出状態と筐体２に格納された格納状態との一方から他方の状態へと遷移させると共に、ポテンショメータ４７からスライダ４６の位置を取得することでコンバイナ３の位置（格納手段４の遷移度合）を把握する。また、マイクロコンピュータ５０は、モータドライバ回路５１を介して電動機４４からの逆起電圧を取得し、電動機４４を回動させたときに電動機４４にかかった負荷を把握する。
【００２８】
また、以下にマイクロコンピュータ５０が、コンバイナ３を筐体２から突出した突出状態から筐体２に格納された格納状態へと遷移させる手順を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ＨＵＤ装置Ａは、開始前にコンバイナ３が筐体２に格納された格納状態にあるものとする。
【００２９】
（ステップＳ１）
マイクロコンピュータ５０は、車内ネットワークから取得した各種車両情報を基に、例えば、車両のイグニッションがオンとなったことをＨＵＤ装置Ａの開始条件として、ステップＳ１を開始する。
マイクロコンピュータ５０は、コンバイナ３を格納状態から突出状態へ遷移させるべく、電動機４４を一方へ回転させる。
【００３０】
（ステップＳ２）
マイクロコンピュータ５０は、コンバイナ３を格納状態から突出状態へ遷移させる間、電動機４４を一方へ回転させているにも関わらずポテンショメータ４７から取得したスライダ４６の位置が所定時間変位しない場合、あるいは、モータドライバ回路５１から取得した電動機４４の逆起電圧が所定電圧以上となった場合、格納手段４の遷移に障害が発生したものとして判断し、ステップＳ３へ進む。
そうでない場合、マイクロコンピュータ５０は、ポテンショメータ４７から取得したスライダ４６の位置がコンバイナ３が突出状態に対応する位置となると、電動機４４の回転を止め、格納手段４によるコンバイナ３の格納状態から突出状態への遷移を完了する。
【００３１】
（ステップＳ３）
マイクロコンピュータ５０は、コンバイナ３を格納状態から突出状態へ遷移させるべく回転させていた電動機４４の回転を停止させ、コンバイナ３を格納状態へ回帰すべく電動機４４を他方へ回転させる。
【００３２】
（ステップＳ４）
マイクロコンピュータ５０は、コンバイナ３を格納手段４の遷移に障害が発生したと判断して停止させた位置から、突出状態に対応する位置へ移動させる間、電動機４４を他方へ回転させているにも関わらずポテンショメータ４７から取得したスライダ４６の位置が所定時間変位しない場合、あるいは、モータドライバ回路５１から取得した電動機４４の逆起電圧が所定電圧以上となった場合、格納手段４の遷移に障害が発生したものとして判断し、ステップＳ５へ進む。
マイクロコンピュータ５０は、格納手段４の遷移に障害が発生したことを検出しなかった場合、ポテンショメータ４７から取得したスライダ４６の位置がコンバイナ３が格納状態に対応する位置となると、電動機４４の回転を止め、ステップＳ６へ進む。
【００３３】
（ステップＳ５）
マイクロコンピュータ５０は、コンバイナ３を格納状態へ遷移させるべく回転させていた電動機４４の回転を停止させ、ステップＳ６へ進む。
【００３４】
（ステップＳ６）
マイクロコンピュータ５０は、コンバイナ３を格納状態から突出状態へ遷移させる間に、格納手段４の遷移に障害が発生したことを、運転者Ｄに報知する。当該報知は、例えば、マイクロコンピュータ５０の制御に応じて、ブザーやスピーカ（図示しない）によって「格納手段に負荷がかかったため停止しました。格納手段の妨げになる障害物があれば取り除いてください。」などのメッセージを音声で報知する。また、マイクロコンピュータ５０は、ポテンショメータ４７から取得したスライダ４６の位置によってコンバイナ３の位置が虚像Ｖを表示可能な位置にある場合は、虚像Ｖの表示によって当該メッセージを表示するようにすることが好ましい。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を説明した。上記では、コンバイナ３を筐体２に格納した格納状態から筐体２から突出させた突出状態へと遷移させる手順を示したが、突出状態から格納状態へ遷移させる場合であっても同様である。
【００３６】
このように構成することで、ＨＵＤ装置Ａは、コンバイナ３を筐体２から突出した突出状態と筐体２に格納された格納状態との一方から他方の状態へと遷移させる間に、運転者Ｄがコンバイナ３に触れる、あるいは、移動の妨げになる箇所に運転者Ｄの荷物が置かれている等によって、格納手段４に負荷がかかったまま動作し続けて格納手段４を破損する虞が低減できる。また、ＨＵＤ装置Ａは、格納手段４によるコンバイナ３の遷移途中で障害が検出された場合に、遷移前の状態（突出状態あるいは格納状態）の位置に回帰するためＨＵＤ装置Ａの外観上の美観を損なわない。
【００３７】
なお、本発明は、要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、車両に搭載されるコンバイナ型ヘッドアップディスプレイ装置として好適である。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ              ：ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）
１              ：表示器
２              ：筐体
２０            ：射出口
３              ：コンバイナ
４              ：格納手段
４０            ：コンバイナホルダ
４１            ：格納手段用筐体
４２            ：第１接続部
４３            ：第２接続部
Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ  ：軸
４４            ：電動機
４５            ：ギア
４６            ：スライダ
４６ａ          ：ピン
４６ｂ          ：嵌合部
４７            ：ポテンショメータ
５              ：回路基板
５０            ：マイクロコンピュータ（制御手段）
５１            ：モータドライバ回路（逆起電圧検出手段）
Ｄ              ：運転者
Ｌ              ：表示光
Ｖ              ：虚像
【図１】
0006417893.tif 000002
【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】
0006417893.tif 000007