JP5997489B2

JP5997489B2 - 車両用表示装置

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Publication number: JP5997489B2
Application number: JP2012097543A
Authority: JP
Inventors: 石橋　秀一; 秀一石橋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-04-23
Also published as: DE102013207136A1; US20130279015A1; DE102013207136B4; US9423613B2; JP2013224093A

Description

本発明は、自動車のインストルメントパネル等に取り付けられて、車両情報やナビゲーション情報などを表示する車両用表示装置に関する。

車両の乗員に、ナビゲーション情報等の各種の情報を外景と重畳して視認させる車両用表示装置が多く提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

上記車両用表示装置は、図１２に示すように、表示光を照射する照射装置（図示しない）と、表示光を反射する反射面１３０を有するコンバイナ（反射板）１０３と、コンバイナ１０３の下端部に設けられ当該コンバイナ１０３を倒伏状態（収納位置）から起立状態（展開位置）に亘って回転自在に支持する支持機構と、を備えている。この車両用表示装置１０１は、コンバイナ１０３を車両のインストルメントパネル（以下、インパネという）Ｐの上面に起立させ、インパネＰ内に収納された照射装置からの表示光を、反射面１３０で反射させこの反射面１３０に画像を形成し、乗員（ドライバ）にナビゲーション情報等の各種の情報を視認させていた。

特開平９−１２７４５６号公報

しかしながら、上述した従来の車両用表示装置１０１は、コンバイナ１０３が、当該コンバイナ１０３の倒伏状態から起立状態への回転途中、及び、起立状態から倒伏状態への回転途中に、インパネＰの上面に対して上向きに傾倒した状態となることがある。この状態では、図１２に示すように、表示光以外の外部光Ｌ２（例えば、ルームランプ光）がコンバイナ１０３の反射面１３０に反射し、ドライバに眩しさを感じさせることがあるという問題があった。

本発明の目的は、外部光が反射板に反射するのを防止することで、ドライバに眩しさを感じさせるのを防止できる車両用表示装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、車両に取り付けられるベースと、該ベースから上方へ突出可能かつ該ベースに没入可能に設けられた反射板と、該反射板に表示画像を投影する投影手段と、前記ベースに没入した前記反射板の突出方向前方を覆う蓋体と、前記ベースに設けられて前記反射板を突没駆動する駆動手段と、を備えた車両用表示装置であって、前記反射板を保持するとともに前記駆動手段に連結されて直線的に駆動される保持部材と、前記保持部材と前記ベースとに亘って設けられて前記反射板の姿勢を維持する姿勢維持手段と、を備え、前記反射板は、移動時及び使用時で該反射板への視線方向に直交する直交面に対して、常時視点側に傾斜した状態で突没移動されることを特徴とする車両用表示装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記反射板が、その移動面に沿っていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記姿勢維持手段は、複数の歯を有したラックと、前記ラックに沿って設けられたガイド溝と、前記ラックに歯合する歯を有したギアと、前記ガイド溝に案内されるピンと、を有し、前記ラック及び前記ガイド溝は、前記保持部材と前記ベースとのうち前記ベース側にあり、前記ギアは、前記保持部材に回転自在に支持され、前記ピンは、前記保持部材から突出して設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記ラックよりも前記ガイド溝が前記投影手段側に設けられ、前記ギアよりも前記ピンが前記投影手段側に設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の発明において、前記姿勢維持手段は、前記ラックに隣接して設けられたガイド部と、前記ガイド部に沿って転動可能な転動ローラと、をさらに有し、前記ガイド部は、前記保持部材と前記ベースとのうち前記ベース側にあり、前記転動ローラは、前記保持部材に回転自在に支持されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３乃至請求項５のうちいずれか一項記載の発明において、前記姿勢維持手段は、前記保持部材に回転自在に支持されて前記ベースに転動可能なガイドローラをさらに有して構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の本発明によれば、反射板は、該反射板への視線方向に直交する直交面に対して突出方向に向かって視点側に傾斜した移動面に沿って突没移動されるから、反射板が、アイポイントからの視線方向に直交する直交面に対して前傾姿勢で上昇、下降移動していることとなり、外部光が反射板に反射するのを防止できる。

請求項３に記載の本発明によれば、姿勢維持手段は、ベースに設けられて複数の歯を有したラックと、ラックに沿ってベースに設けられたガイド溝と、保持部材に回転自在に支持されてラックに歯合する歯を有したギアと、保持部材から突出して設けられてガイド溝に案内されるピンと、を有して構成されているから、保持部材をラックが延在する方向に沿って確実に案内することができる。また、ギアがラックに歯合した状態でラックに転動されるから、ギアがラックに転動しない場合と比較して、ギアのラックに対する摩擦抵抗を小さくすることができ、駆動手段の駆動力を小さく設定することができる。

請求項４に記載の本発明によれば、ラックよりもガイド溝が投影手段側に設けられ、ギアよりもピンが投影手段側に設けられているから、ピンが、ガイド溝の幅方向の端部に当接することで、ギアがラックから離れるのを防止し、ギアとラックとの噛合状態を良好に維持することができる。

請求項５に記載の本発明によれば、姿勢維持手段は、ラックに隣接してベースに設けられたガイド部と、保持部材に回転自在に支持されてガイド部に沿って転動可能な転動ローラと、をさらに有して構成されているから、保持部材をラックが延在する方向に沿って、より一層確実に案内することができる。転動ローラが、ガイド部の幅方向の端部に当接することで、ギアがラックから離れるのを防止し、ギアとラックとの噛合状態を、より一層、良好に維持することができる。

請求項６に記載の本発明によれば、姿勢維持手段は、保持部材に回転自在に支持されてベースに転動可能なガイドローラをさらに有して構成されているから、ガイドローラがベースに押し付けられた状態で転動されることとなり、保持部材ががたつくのを防止できるとともに、ガイドローラがベースに転動しない場合と比較して、保持部材のベースに対する摩擦抵抗を小さくすることができ、駆動手段の駆動力をさらに小さく設定することができる。

本発明の一実施の形態にかかる車両用表示装置を備えた車両の室内を示す断面図であり、車両用表示装置に使用状態を示す図である。図１に示された車両用表示装置の非使用状態を示す断面図である。図１に示された車両用表示装置を示す斜視図である。図１に示された車両用表示装置を構成するベース示す斜視図である。図４に示されたベース及び反射板を示す斜視図である。図５に示されたベースに反射板の案内部が案内される様子を示す斜視図である。図６に示された車両用表示装置を別の角度から見た斜視図である。図７に示された車両用表示装置を模式的に示す図である。図１に示された車両用表示装置を構成するベースを示す斜視図であり、反射板が没入位置に位置付けられた状態を示す図である。図９に示された反射板が没入位置から突出位置に移動される様子を示す斜視図である。図９に示された反射板が突出位置に位置付けられた状態を示す斜視図である。従来の車両用表示装置が設けられた車両の室内の斜視図である。

以下、本発明に係る車両用表示装置（以下、ＨＵＤ装置という）の一実施形態を、図１〜図１１を参照して説明する。

車両には、その室内における車両前方にフロントウインドウシールドＷが設けられており、このフロントウインドウシールドＷの下方には、インストルメントパネルＰが設けられている。

インストルメントパネルＰ（以下、インパネという）は、黒色の合成樹脂などを用いて構成されており、ＨＵＤ装置１や図示しない各種操作スイッチなどが設けられている。このインパネＰの上面は、つや消し加工が施されているとともに、図１に示すように、この上面の運転席正面の部分には、ＨＵＤ装置１の反射手段３を挿通させるための開口ａが設けられている。

ＨＵＤ装置１は、車両情報やナビゲーション情報などの表示画像を表示するものである。また、ＨＵＤ装置１は、図１、図２に示すように、自動車（車両）に取り付けられるベース２と、ベース２（即ちインパネＰの上面）から突出可能かつベース２に没入可能に設けられた反射手段３と、反射手段３に表示画像を投影する投影手段４と、ベース２内に没入された反射手段３の突出方向前方を覆う蓋体５と、反射手段３の姿勢を突没方向に沿うように姿勢を維持する姿勢維持手段６と、反射手段３を突没駆動する駆動手段７と、を備えている。

ここで、突没方向は、図１に示すように、ドライバの視線方向Ｅに直交する直交面１ａに対して上方側がドライバ側に傾斜した移動面１ｂと平行な方向、及び車両の上下方向であり、矢印Ｚで示す方向である。図１、図２中の矢印Ｙは車両の前後方向を示し、図３などに示された矢印Ｘは、矢印Ｙと矢印Ｚに交差する方向、及び車両の左右方向を示している。

また、図１に示された反射手段３は、移動面１ｂよりもさらにドライバ側に傾斜した傾斜面１ｃに沿って設けられている。反射手段３は、突没方向（矢印Ｚ方向）に沿って突没移動された後、位置決め部材９（後述する）によって、その角度が傾斜面１ｃに沿うように調整される。

ベース２は、図３に示すように、長方形板状の基板２０と、一対のプレート８（後述する）の各々を取り付けるための一対のプレート取付部２１と、蓋体５を取り付けるための一対の蓋体取付片２２と、一対のプレート８の内側にそれぞれ上下方向（矢印Ｚ方向）に移動自在に支持される一対の連動部材２３と、を備えて構成されている。基板２０は、その長手方向が上下方向（矢印Ｚ方向）に沿うとともに、その厚み方向が前後方向（矢印Ｙ方向）に沿うように配置される。一対のプレート取付部２１は、基板２０の幅方向両縁部から前方側に向かって板状に立設されている。即ち、一対のプレート取付部２１は、左右方向（矢印Ｘ方向）に対向して設けられている。ここで、左右方向（矢印Ｘ方向）のうち、一対のプレート取付部２１が互いに近付く方向を内側方向と記し、互いに離れる方向を外側方向と記すことがある。

一対の蓋体取付片２２は、図３に示すように、基板２０の上端部に位置し、一対のプレート取付部２１の外側に対向して設けられている。この蓋体取付片２２には、蓋体５のアーム部５１が回動自在に軸支される。

反射手段３は、図３に示すように、コンバイナ３０（反射板）と、コンバイナ３０の下端部に設けられた略直方体状の保持部材３１と、を有して構成されている。コンバイナ３０は、板ガラス（図示しない）と、該板ガラスの一方の面に蒸着された錫や銀などの光半透過膜（図示しない）と、を有する、周知のハーフミラーである。このコンバイナ３０は、半透過性を有しており、ドライバが当該コンバイナ３０を通して車両前方を目視ですることができるように形成されている。反射手段３は、ベース２から突出された突出位置と、ベース２内に没入された没入位置とに移動可能に設けられている。

投影手段４は、液晶パネルに光を透過させて投射する、周知の液晶プロジェクタである。図１などに示すように、この投影手段４は、制御基板（図示しない）から制御信号を受け取ることにより、複数の液晶セルからなる液晶パネル上に該制御信号に応じた文字や図形などの表示画像を形成し、そして、この表示画像がバックライトによって背面から照らされることによって、該表示画像に対応する表示光Ｌ１を照射する。

蓋体５は、図１、図２に示すように、インパネＰの開口ａを覆う大きさに形成された蓋本体５０と、ベース２側に伸びて該ベース２に軸支されるＬ字状のアーム部５１と、を有して構成されている。蓋体５は、アーム部５１が蓋体取付片２２に軸支され、アーム部５１の先端部が、プレート８（後述する）に支持された連動部材２３に係止されることにより、反射手段３の突没移動に伴って連動部材２３に連動されて、開位置と閉位置とに亘って回動される。ここで、「開位置」とは、反射手段３の移動経路及び該反射手段３に向かう投影手段４の投影経路から外れる位置をいい、「閉位置」とは、蓋体５の反射手段３の突出方向前方を覆う位置をいう。

姿勢維持手段６は、ベース２の一対のプレート取付部２１のそれぞれに取り付けられる一対のプレート８と、一対のプレート８の上端部のそれぞれに設けられて反射手段３（保持部材３１）を位置決める一対の位置決め部材９と、保持部材３１に設けられて当該保持部材３１をプレート８に対して上下方向にスライド案内する一対の案内部１０と、を備えて構成されている。

一対のプレート８は、図４、図５に示すように、各々の平面視が長方形状に形成され、その長手方向が上下方向に沿うように、各プレート取付部２１の内面にそれぞれ取り付けられている。各プレート８は、後方側（矢印Ｙ方向の基板２０側）が前方側よりも厚くなる段差部を有している。各プレート８には、プレート８の上下方向に延びて形成されたレール８０と、レール８０の基板２０側にレール８０に沿って形成されたラック８１と、レール８０の基板２０から離れた側にレール８０に沿って形成されたガイド溝８２と、レール８０とラック８１との間にレール８０に沿って設けられたローラ受け部８３（ガイド部）と、が形成されている。ガイド溝８２は、その幅寸法（矢印Ｙ方向）が、ガイドピン１３（後述する）の外径寸法と等しく形成されている。ラック８１は、段差部の前方側の面（基板２０の内面と平行な面）に複数の歯８１ａが切られて構成されている。ローラ受け部８３には、基板２０の内面と平行でかつ、互いに対向する一対の対向面８３ａ、８３ｂ（図７などに示す）が設けられている。一対の対向面８３ａ、８３ｂ間の距離は、転動ローラ１４（後述する）の外径寸法と等しく形成されている。

一対の案内部１０は、図６、図７、図８に示すように、保持部材３１の下端部における左右方向の両端部にそれぞれ設けられている。各案内部１０は、各レール８０内に挿通されてレール８０内をスライド移動するスライド部１１と、各ラック８１の歯８ａに歯合する歯１２ａを有するギア１２と、ガイド溝８２内に挿入されて摺動されるガイドピン１３（ピン）と、ローラ受け部８３のラック８１側の対向面８３ａに転動される転動ローラ１４と、基板２０の内面に転動されるガイドローラ１５と、を有して構成されている。さらに、一対の案内部１０には、一対のギア１２の中心軸同士を連結した回転軸１６が設けられている。この回転軸１６は、保持部材３１に回転自在に支持されるとともに、その両端部のそれぞれには各ギア１２が固定されている。また、回転軸１６には、各ギア１２の外側に各転動ローラ１４が回転軸１６に回転自在に支持されている。スライド部１１、ギア１２、及び転動ローラ１４は、回転軸１６と同軸上に設けられている。ガイドローラ１５はゴムから構成されている。また、ガイドローラ１５は、保持部材３１と基板２０の内面との間に隙間があくように、保持部材３１に対して回転自在に支持されている。スライド部１１がレール８０の上端部に位置付けられると、反射手段３は突出位置に位置付けられ、スライド部１１がレール８０の下端部に位置付けられると、反射手段３が没入位置に位置付けられる。

駆動手段７は、図５などに示すように、保持部材３１の下端部に設けられた雌ねじ部７１と、雌ねじ部７１に螺合される送りねじ７２と、送りねじ７２を回転（自転）させるモータ７３と、保持部材３１を上下方向にガイドする棒状のガイド７４と、を有して構成されている。雌ねじ部７１は、その内面が矢印Ｚ方向に貫通するように形成されている。送りねじ７２はその外面に雄ねじが切られたねじ軸から構成されている。この送りねじ７２は、ベース２の基板２０の表面に沿って上下方向（矢印Ｚ方向）に沿って設けられているとともに、その長手方向の一端がモータ７３の出力軸に回転不能に支持され、他端が保持部材３１に回転自在に支持されている。ガイド７４は、送りねじと平行に設けられている。このような駆動手段７は、送りねじ７２の雄ねじと雌ねじ部７１とが螺合した状態で、モータ７３の回転駆動によって送りねじ７２が回転され、送りねじ７２の雄ねじと雌ねじ部７１との相対回転に伴って、反射手段３を上下方向（矢印Ｚ方向）に移動させる。

ＨＵＤ装置１の収納状態から使用状態への動作を、図７、図９〜図１１を参照して説明する。ＨＵＤ装置１は、図９に示すように、蓋体５が閉位置に位置した状態で、駆動手段７のモータ７３が駆動され、反射手段３が没入位置から突出方向（上方）側に移動される。反射手段３の移動中に、自動車の走行中の振動などによって、反射手段３が基板２０から離れる方向（即ち前方側に）傾くことがあっても、図７に示すように、ギア１２は、ガイド溝８２内に挿入されたガイドピン１３とラック８１との間に挟まれているから、ガイドピン１３が、ガイド溝８２の幅方向端部に当接するとともに、転動ローラ１４が、ローラ受け部８３の対向面８３ｂに当接することで、ギア１２とラック８１との距離は一定に保たれ、ギア１２がラック８１から離れるのが防止される。さらに、反射手段３が移動されると、反射手段３の移動に連動して設けられた蓋体５がベース２に回動され、図１０に示すように、開位置に位置付けられる。

さらに、モータ７３が駆動されると、反射手段３は、図１１に示すように、さらに突出方向（上方）側に移動され、位置決め部材９によって、反射手段３が傾斜面１ｃに沿うように位置決めされる。この後、反射手段３が突出位置に到達し、モータ７３の駆動が停止される。この状態（使用状態）で、コンバイナ３０は、表示光Ｌ１がコンバイナ３０に反射することにより形成される画像を表示させる。

ＨＵＤ装置１の使用状態から収納状態への動作を説明する。ＨＵＤ装置１は、図１１に示すように、蓋体５が開位置に位置した状態で、駆動手段７のモータ７３が駆動され、反射手段３が突出位置から没入方向（下方）側に移動される。そして、反射手段３が移動されると、反射手段３の移動に連動して蓋体５がベース２に回動され、図９に示すように、閉位置に位置付けられる。これと同時に、反射手段３が没入位置に到達し、モータ７３の駆動が停止される。こうして、ＨＵＤ装置１は非使用状態となる。

このようなＨＵＤ装置１は、反射手段３が、該反射手段３への視線方向Ｅに直交する直交面１ａに対して突出方向に向かって視点側に傾斜した移動面１ｂに沿って突没移動されるから、反射手段３が、アイポイントからの視線方向Ｅに直交する直交面１ａに対して前傾姿勢（即ち反射手段３が移動面１ｂに沿うように起立した状態）で上昇、下降移動していることとなり、よって、外部光が反射手段３に反射するのを防止でき、ドライバに眩しさを感じさせるのを防止できるとともに、使用時には、反射手段３がベース２から突出されるから、斬新な演出効果を得られるとともに、非使用時には、反射手段３がベース２内に没入されるので、反射手段３がドライバの視界を遮るのを防止できる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ＨＵＤ装置（車両用表示装置）
２ベース
５蓋体
６姿勢維持手段
７駆動手段
１２一対のギア
１３ガイドン（ピン）
１４転動ローラ
１５ガイドローラ
１６回転軸
３０コンバイナ（反射板）
３１保持部材
８１ラック
８２ガイド溝
８３ローラ受け部（ガイド部）

Claims

車両に取り付けられるベースと、
該ベースから上方へ突出可能かつ該ベースに没入可能に設けられた反射板と、
該反射板に表示画像を投影する投影手段と、
前記ベースに没入した前記反射板の突出方向前方を覆う蓋体と、
前記ベースに設けられて前記反射板を突没駆動する駆動手段と、を備えた車両用表示装置であって、
前記反射板を保持するとともに前記駆動手段に連結されて直線的に駆動される保持部材と、
前記保持部材と前記ベースとに亘って設けられて前記反射板の姿勢を維持する姿勢維持手段と、を備え、
前記反射板は、移動時及び使用時で該反射板への視線方向に直交する直交面に対して、常時視点側に傾斜した状態で突没移動されることを特徴とする車両用表示装置。
前記反射板が、その移動面に沿っていることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
前記姿勢維持手段は、
複数の歯を有したラックと、
前記ラックに沿って設けられたガイド溝と、
前記ラックに歯合する歯を有したギアと、
前記ガイド溝に案内されるピンと、を有し、
前記ラック及び前記ガイド溝は、前記保持部材と前記ベースとのうち前記ベース側にあり、
前記ギアは、前記保持部材に回転自在に支持され、
前記ピンは、前記保持部材から突出して設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用表示装置。
前記ラックよりも前記ガイド溝が前記投影手段側に設けられ、
前記ギアよりも前記ピンが前記投影手段側に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
前記姿勢維持手段は、前記ラックに隣接して設けられたガイド部と、前記ガイド部に沿って転動可能な転動ローラと、をさらに有し、
前記ガイド部は、前記保持部材と前記ベースとのうち前記ベース側にあり、
前記転動ローラは、前記保持部材に回転自在に支持されていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車両用表示装置。
前記姿勢維持手段は、前記保持部材に回転自在に支持されて前記ベースに転動可能なガイドローラをさらに有して構成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のうちいずれか一項記載の車両用表示装置。