JP2011145393A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な機構を必要とせずに光学系の位置調整の位置ずれを防止する。
【解決手段】車両用表示装置１０は、凹面鏡３９の最終回転停止位置に対応付けて、手動操作部５２からの入力に基づき凹面鏡３９が最終回転停止位置に回転されたときの最終手動回転方向を記憶する記憶部５４と、自動操作部５３からの入力に基づきモータ４４及び凹面鏡側ギヤ４２及び駆動ギヤ４３により凹面鏡３９を回転させて記憶部５４に記憶された最終回転停止位置で停止させる際に、最終回転停止位置に対応付けて記憶部５４に記憶された最終手動回転方向でモータ４４及び凹面鏡側ギヤ４２及び駆動ギヤ４３により凹面鏡３９を回転させる回転制御部５５とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用表示装置に関する。

従来、例えば車両のヘッドアップディスプレイなどの表示装置は、光学系（例えば、凹面鏡や表示画面など）の角度を調整可能であって、運転者の位置や姿勢に応じた位置に表示像を投射可能とされている。この調整のための機構はギヤなどの機械的な可動部を有することから、ギヤのバックラッシュが生じる虞があり、例えば車両のイグニッションのオン／オフに応じて表示画面の自動的な開閉などの光学系の自動的な位置変化が行なわれる表示装置においては、光学系の位置がバックラッシュに起因して所定の調整位置からずれてしまう虞がある。そして、このような位置ずれが生じると、運転者に違和感を与えてしまうとともに、利便性が低下してしまうという問題が生じる。
このような問題に対して、従来、機械的な可動部のがたつき、例えば反射ミラーと、位置決め部又は回動調整装置との間の隙間に起因するバックラッシュを低減するために、反射ミラーを一方向に付勢するばね部材を設けた車両用表示装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００６−１４３１２５号公報 特開２００１−９７０７３号公報

ところで、上記従来技術に係る車両用表示装置においては、機械的な可動部のがたつきを低減するための特別な機構（例えば、反射ミラーを一方向に付勢するばね部材など）が必要であり、装置構成に要する費用が嵩んでしまうとともに、車両搭載性および設計上のレイアウト自由度などが低下してしまうという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特別な機構を必要とせずに光学系の位置調整の位置ずれを防止す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している。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る車両用表示装置は、画像を表示する表示手段（例えば、実施の形態での液晶ユニット３３）と、回転可能に軸支されて前記表示手段により表示された前記画像を車両の運転席に着座した運転者の方向に反射可能な反射手段（例えば、実施の形態での凹面鏡３９）と、該反射手段を回転方向に回転させる回転手段（例えば、実施の形態でのモータ４４及び凹面鏡側ギヤ４２及び駆動ギヤ４３）と、該回転手段を手動により操作可能な手動操作手段（例えば、実施の形態での手動操作部５２）と、前記回転手段を自動的に操作可能な自動操作手段（例えば、実施の形態での自動操作部５３）と、前記手動操作手段又は前記自動操作手段からの入力に基づき前記回転手段を制御する制御手段（例えば、実施の形態での回転制御部５５）と、前記反射手段の回転位置（例えば、実施の形態での最終回転停止位置）を記憶する記憶手段（例えば、実施の形態での記憶部５４）とを備える車両用表示装置であって、前記手動操作手段は、該手動操作手段が手動操作されている間、前記回転手段により前記反射手段を前記回転方向の一方及び他方の２方向に操作可能であって、前記記憶手段は、該記憶手段に記憶された前記回転位置に対応付けて、前記手動操作手段からの入力に基づき前記反射手段が前記回転位置に回転されたときの前記回転方向（例えば、実施の形態での最終手動回転方向）を記憶し、前記制御手段は、前記自動操作手段からの入力に基づき前記回転手段により前記反射手段を回転させて前記記憶手段に記憶された前記回転位置で停止させる際に、前記回転位置に対応付けて前記記憶手段に記憶された前記回転方向で前記回転手段により前記反射手段を回転させる。

本発明の第１態様に係る車両用表示装置によれば、手動操作手段により反射手段が回転させられて回転位置に停止させられたときの回転方向（つまり、最終的な停止直前の回転方向）を記憶しておき、この記憶した回転方向と、自動操作手段により反射手段が回転させられて回転位置に停止させられる際の回転方向（つまり、最終的な停止直前の回転方向）とを一致させる。これにより、反射手段を回転させる回転手段が備えるギヤなどの機械的な可動部のがたつきやギヤのバックラッシュを低減するための特別な機構（例えば、反射部材を回転方向の一方向に付勢するばね部材など）を必要とせずに、自動操作手段により回転させられた反射手段の回転停止時の位置ずれを適切に防止することができる。しかも、装置構成に要する費用が嵩んでしまうことを防止することができ、車両搭載性および設計上のレイアウト自由度などが低下してしまうことを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る車両用表示装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る車両用表示装置の凹面鏡の開閉動作の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両用表示装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両用表示装置１０は、例えば図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１１と、制御装置１２とを備えて構成され、制御装置１２には、操作者により操作される表示起動停止スイッチ１３および位置調整スイッチ１４およびイグニッションスイッチ１５が接続されている。

この車両用表示装置１０は、例えば車両の運転席の正面の車室内前方に設けられ、この車室内前方には、車両のフロアパネル前部（図示略）から車幅方向に亘って立ち上がるダッシュボードアッパー２１が形成され、このダッシュボードアッパー２１の上縁に車幅方向に亘ってカウルトップ２２が配置されている。そして、車室前方の開口（図示略）には、カウルトップ２２の付近から車室後方に立ち上がる傾斜状態でフロントガラス２３が取り付けられている。このフロントガラス２３の車室内側の表面の所定領域は表示部２４とされ、この表示部２４には、後述する投射装置３０より出射される画像の光線が反射されて表示像として表示される。

ダッシュボードアッパー２１の車室内側には、インストゥルメントパネル２５が車幅方向に亘って取り付けられている。このインストゥルメントパネル２５には、ナビゲーション装置などの車載機器（図示略）や速度計などの計器類（図示略）が取り付けられている。また、インストゥルメントパネル２５には、フロントガラス２３近傍に、ヘッドアップディスプレイ装置１１を構成する投射装置３０を収容するための収容部２６が形成され、この収容部２６の開口２７がインストゥルメントパネル２５の上面２８に配置されている。

投射装置３０は、フロントガラス２３の表示部２４へ表示像を反射表示させるための画像を投射する。この投射装置３０は、上部開口部３１が形成されたハウジング３２を備えており、このハウジング３２内に、液晶ユニット３３、光拡散ユニット３４およびバックライトユニット３５を備えた投射器３７と、平面鏡３８と、凹面鏡３９とが収容されている。また、ハウジング３２には、上部開口部３１を閉塞するカバー部材４０が取り付けられている。

液晶ユニット３３は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）などの液晶パネル（図示略）を内蔵し、後述する制御装置１２の表示制御部５１からの制御指令に基づいて液晶パネルに画像を映し出す。
光拡散ユニット３４は、バックライトユニット３５の光線を発散させる凹レンズ（図示略）と拡散板（図示略）とを備え、この光拡散ユニット３４で発散された光線は液晶ユニット３３の液晶パネルの背面に供給される。
バックライトユニット３５は、液晶パネルを背面側などから照らす光源（例えば、複数のＬＥＤなど）を備え、光拡散ユニット３４の下部に接続されて、後述する表示制御部５１からの制御指令に基づいて駆動される。

平面鏡３８は、バックライトユニット３５から照射されて、液晶ユニット３３の液晶パネルを透過した光線、すなわち液晶パネルに表示された画像を、凹面鏡３９に向かい反射する。
凹面鏡３９は、平面鏡３８により反射された画像の光線を受けて、この光線をフロントガラス２３の表示部２４へ向けてさらに反射するとともに、所定の凹形状を有することで、傾斜配置されたフロントガラス２３の表示部２４に画像を反射させる際に生じる歪みを補正する。

カバー部材４０は、例えば平板状又は、車両前後方向に沿って若干湾曲する断面略円弧状に形成され、凹面鏡３９により反射された画像の光線を透過可能な透明な樹脂または透明なガラスなどによって形成されている。このカバー部材４０は、投射装置３０が収容部２６に収容された状態で、ハウジング３２の開口２７を介してフロントガラス２３の車室内側に臨んでいる。

すなわち、この投射装置３０によれば、背面などからバックライトユニット３５の光線で照らされた液晶ユニット３３の液晶パネルに表示された画像が投射器３７から投射されて、平面鏡３８、凹面鏡３９で反射されて透明なカバー部材４０を透過した後、表示部２４に投影されて、さらに、表示部２４で反射されて表示像として運転者の視点領域に到達する。

そして、凹面鏡３９は、平面鏡３８およびフロントガラス２３の表示部２４に対する反射面３９Ａの角度が可変とされ、一体に設けられた凹面鏡側ギヤ４２の回転軸４２ａ周りに回転可能に軸支されている。凹面鏡側ギヤ４２に噛み合う駆動ギヤ４３の回転軸４３ａには、ステッピングモータなどのモータ４４の回転軸が連結されている。モータ４４は、後述する制御装置１２の回転制御部５５からの制御指令に基づいて回転駆動される。このモータ４４の回転駆動に伴い、駆動ギヤ４３が回転軸４３ａ周りに回転することで、凹面鏡側ギヤ４２が回転し、平面鏡３８およびフロントガラス２３の表示部２４に対する凹面鏡３９の反射面３９Ａの角度が変更される。
なお、この凹面鏡３９の反射面３９Ａの角度に対しては、外部からの光線（例えば、太陽光など）が、順次、凹面鏡３９と平面鏡３８とで反射されて液晶ユニット３３に入射することを防止するための所定の閉位置が設定されている。

制御装置１２は、例えば、表示制御部５１と、手動操作部５２と、自動操作部５３と、記憶部５４と、回転制御部５５とを備えて構成されている。

表示制御部５１は、液晶ユニット３３およびバックライトユニット３５の動作を制御しており、例えば表示起動停止スイッチ１３から表示の起動を指示する制御信号が出力された場合、あるいは、イグニッションスイッチ１５から車両の始動を指示する制御信号が出力された場合などにおいて、バックライトユニット３５による照明および液晶ユニット３３による表示の開始を指示する制御信号を出力する。また、例えば表示起動停止スイッチ１３から表示の停止を指示する制御信号が出力された場合、あるいは、イグニッションスイッチ１５から車両の停止を指示する制御信号が出力された場合などにおいて、バックライトユニット３５による照明および液晶ユニット３３による表示の停止を指示する制御信号を出力する。

手動操作部５２は、位置調整スイッチ１４から凹面鏡３９の回転位置（つまり、平面鏡３８およびフロントガラス２３の表示部２４に対する凹面鏡３９の反射面３９Ａの角度）の変更を指示する制御信号が出力されているときに、モータ４４の回転駆動を指示する制御信号を出力する。
なお、位置調整スイッチ１４は、例えば、凹面鏡３９の回転位置の変更のオン／オフを一方及び他方の２つの回転方向毎に指示することができ、手動操作部５２は、この位置調整スイッチ１４から凹面鏡３９の回転位置の変更のオンを示す制御信号が出力されている期間に亘って、予め設定された所定の回転速度かつ位置調整スイッチ１４により指示された一方又は他方の回転方向（つまり、正転又は逆転）によるモータ４４の回転駆動を指示する。
そして、手動操作部５２は、位置調整スイッチ１４から出力された制御信号に応じた凹面鏡３９の回転の停止毎に、最終の回転方向つまり回転停止直前の回転方向を最終手動回転方向として、逐次更新するようにして記憶部５４に格納する。

自動操作部５３は、例えば図２に示すように、表示起動停止スイッチ１３から表示の停止を指示する制御信号が出力された場合、あるいは、イグニッションスイッチ１５から車両の停止を指示する制御信号が出力された場合などにおいて、凹面鏡３９を所定の閉位置まで所定の閉方向に回転させて閉動作させるようにしてモータ４４の回転駆動を指示する制御信号を出力する。このとき、自動操作部５３は、凹面鏡３９をこの時点での停止位置（つまり、最終回転停止位置）から所定の閉位置まで回転するのに要するモータ４４のステップ数（あるいは回転角度など）を、最終回転停止位置に応じたステップ数Ｓａとして、逐次更新するようにして記憶部５４に格納する。

また、自動操作部５３は、例えば図２に示すように、表示起動停止スイッチ１３から表示の起動を指示する制御信号が出力された場合、あるいは、イグニッションスイッチ１５から車両の始動を指示する制御信号が出力された場合などにおいて、凹面鏡３９を所定の閉位置から所定の開方向に回転させて開動作させるようにしてモータ４４の回転駆動を指示する制御信号を出力する。このとき、自動操作部５３は、凹面鏡３９の所定の開方向と、記憶部５４に記憶されている最終手動回転方向とが一致していれば、記憶部５４に記憶されている最終回転停止位置に応じたステップ数Ｓａだけ、凹面鏡３９の所定の開方向に応じた回転方向にのみモータ４４を回転駆動させる。一方、凹面鏡３９の所定の開方向と、記憶部５４に記憶されている最終手動回転方向とが一致していなければ、｛記憶部５４に記憶されている最終回転停止位置に応じたステップ数Ｓａ＋所定超過ステップ数Ｓｂ｝だけ凹面鏡３９の所定の開方向に応じた回転方向にのみモータ４４を回転駆動させ、この後、モータ４４の回転方向を逆転させて、所定超過ステップ数Ｓｂだけ凹面鏡３９の所定の閉方向に応じた回転方向にモータ４４を回転駆動させる。

回転制御部５５は、手動操作部５２又は自動操作部５３から出力される制御信号に応じてモータ４４への通電を制御してモータ４４を回転駆動する。

本実施の形態による車両用表示装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両用表示装置１０の動作について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、例えば図３に示すステップＳ０１においては、イグニッションスイッチ１５がオンとされて車両の始動が指示されたか否か、あるいは、表示起動停止スイッチ１３から表示の起動を指示する制御信号が出力されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。

次に、ステップＳ０２においては、凹面鏡３９を所定の閉位置から所定の開方向に回転させる開動作を開始する。
次に、ステップＳ０３においては、凹面鏡３９の所定の開方向と、記憶部５４に記憶されている最終手動回転方向とが一致しているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０５に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進む。

そして、ステップＳ０４においては、記憶部５４に記憶されている最終回転停止位置に応じたステップ数Ｓａだけ、凹面鏡３９の所定の開方向に応じた回転方向にのみモータ４４を回転駆動させる。
また、ステップＳ０５においては、｛記憶部５４に記憶されている最終回転停止位置に応じたステップ数Ｓａ＋所定超過ステップ数Ｓｂ｝だけ凹面鏡３９の所定の開方向に応じた回転方向にのみモータ４４を回転駆動させる。
次に、ステップＳ０６においては、所定超過ステップ数Ｓｂだけ凹面鏡３９の所定の閉方向に応じた回転方向にモータ４４を回転駆動させる。
そして、ステップＳ０７においては、バックライトユニット３５による照明および液晶ユニット３３による表示を開始する。

そして、ステップＳ０８においては、位置調整スイッチ１４から凹面鏡３９の回転位置の変更を指示する制御信号が出力されて、手動操作部５２によるモータ４４の回転駆動の指示に応じて、モータ４４が回転駆動されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進む。
そして、ステップＳ０９においては、モータ４４の回転駆動に応じた凹面鏡３９の最終の回転方向、つまり回転停止直前の回転方向（最終手動回転方向）を、逐次更新するようにして記憶部５４に記憶する。

そして、ステップＳ１０においては、イグニッションスイッチ１５がオフとされて車両の停止が指示されたか否か、あるいは、表示起動停止スイッチ１３から表示の停止を指示する制御信号が出力されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０８に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１に進む。
そして、ステップＳ１１においては、バックライトユニット３５による照明および液晶ユニット３３による表示を停止する。

そして、ステップＳ１２においては、凹面鏡３９をこの時点での停止位置（つまり、最終回転停止位置）から所定の閉位置まで所定の閉方向に回転させる閉動作を開始する。
そして、ステップＳ１３においては、凹面鏡３９をこの時点での停止位置（つまり、最終回転停止位置）から所定の閉位置まで回転するのに要するモータ４４のステップ数を、最終回転停止位置に応じたステップ数Ｓａとして、逐次更新するようにして記憶部５４に格納し、エンドに進む。

以上により、車両用表示装置１０の表示動作の実行時に手動操作部５２によって凹面鏡３９の最終回転停止位置が設定又は変更されると、この最終回転停止位置に対応付けて最終手動回転方向が記憶される。また、自動操作部５３は、表示停止時などに凹面鏡３９を最終回転停止位置から閉位置に閉じると共に、表示起動時などに凹面鏡３９を閉位置から最終回転停止位置へと復帰させており、特に、この復帰時には、凹面鏡３９を手動操作部５２による最終手動回転方向と同一の回転方向によって回転させた後に最終回転停止位置で停止させる。

上述したように、本実施の形態による車両用表示装置１０によれば、手動操作部５２により凹面鏡３９が回転させられて最終的な回転位置（最終回転停止位置）に停止させられたときの回転方向（つまり、最終的な停止直前の回転方向であって最終手動回転方向）を記憶しておき、この記憶した回転方向と、自動操作部５３により凹面鏡３９が回転させられて最終回転停止位置に停止させられる際の回転方向（つまり、最終的な停止直前の回転方向）とを一致させる。これにより、凹面鏡３９を回転させる凹面鏡側ギヤ４２及び駆動ギヤ４３などの機械的な可動部のがたつきや各ギヤ４２，４３のバックラッシュを低減するための特別な機構（例えば、凹面鏡３９を回転方向の一方向に付勢するばね部材など）を必要とせずに、自動操作部５３により回転させられた凹面鏡３９の回転停止時の最終回転停止位置に対する位置ずれを適切に防止することができる。しかも、装置構成に要する費用が嵩んでしまうことを防止することができ、車両搭載性および設計上のレイアウト自由度などが低下してしまうことを防止することができる。

なお、上述した実施の形態においては、手動操作部５２及び自動操作部５３は凹面鏡３９を回転させるとしたが、これに限定されず、例えばフロントガラス２３の表示部２４の代わりに、支持軸周りの回転によって開閉可能なコンバイナに画像が投射される場合には、このコンバイナの回転が手動操作部５２及び自動操作部５３によって操作されてもよい。

なお、上述した実施の形態においては、凹面鏡側ギヤ４２及び駆動ギヤ４３は互いに噛み合うとしたが、これに限定されず、凹面鏡側ギヤ４２及び駆動ギヤ４３は非接触の磁気式歯車（電磁歯車）であってもよい。この場合、凹面鏡側ギヤ４２と駆動ギヤ４３との間にバックラッシュは発生しないが、自動操作部５３により凹面鏡３９を最終回転停止位置まで回転させて停止させる際の停止直前の回転方向を、記憶部５４に記憶されている最終手動回転方向に一致させることによって、駆動ギヤ４３に対する凹面鏡側ギヤ４２の追従遅れに起因する凹面鏡３９の位置ずれを解消することができる。

なお、上述した実施の形態においては、手動操作部５２及び自動操作部５３は凹面鏡３９を回転させるとしたが、これに限定されず、例えばフロントガラス２３の表示部２４の代わりに、開閉可能なコンバイナに画像が投射される場合には、このコンバイナが手動操作部５２及び自動操作部５３によって回転させられてもよい。

なお、上述した実施の形態において、手動操作部５２及び自動操作部５３は、モータ４４の回転駆動をステップ数によって制御するとしたが、これに限定されず、ステップ数の代わりに回転角度などによって制御してもよい。

１０ 車両用表示装置
３３ 液晶ユニット（表示手段）
３９ 凹面鏡（反射手段）
４２ 凹面鏡側ギヤ（回転手段）
４３ 駆動ギヤ（回転手段）
４４ モータ（回転手段）
５２ 手動操作部（手動操作手段）
５３ 自動操作部（自動操作手段）
５４ 記憶部（記憶手段）
５５ 回転制御部（制御手段）

Claims (1)

1. 画像を表示する表示手段と、回転可能に軸支されて前記表示手段により表示された前記画像を車両の運転席に着座した運転者の方向に反射可能な反射手段と、該反射手段を回転方向に回転させる回転手段と、
   該回転手段を手動により操作可能な手動操作手段と、前記回転手段を自動的に操作可能な自動操作手段と、前記手動操作手段又は前記自動操作手段からの入力に基づき前記回転手段を制御する制御手段と、前記反射手段の回転位置を記憶する記憶手段とを備える車両用表示装置であって、
   前記手動操作手段は、該手動操作手段が手動操作されている間、前記回転手段により前記反射手段を前記回転方向の一方及び他方の２方向に操作可能であって、
   前記記憶手段は、該記憶手段に記憶された前記回転位置に対応付けて、前記手動操作手段からの入力に基づき前記反射手段が前記回転位置に回転されたときの前記回転方向を記憶し、
   前記制御手段は、前記自動操作手段からの入力に基づき前記回転手段により前記反射手段を回転させて前記記憶手段に記憶された前記回転位置で停止させる際に、前記回転位置に対応付けて前記記憶手段に記憶された前記回転方向で前記回転手段により前記反射手段を回転させることを特徴とする車両用表示装置。

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