JP2018047734A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンバイナが出入りする出入口から塵埃及び液体が内部に進入しにくいヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】開口部1bを有する筐体1と、開口部1bを通して、筐体1内に収容された第１の位置と、少なくとも一端部側が露出した第２の位置と、の間を移動するコンバイナ5aと、コンバイナ5aの下端部側に取りつけられ、コンバイナ5aが第２の位置にあるときに、筐体1の内面を密着押圧して開口部1bとの間の隙間を塞ぐカバー5dと、を備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に係り、特に、コンバイナを、表示位置と収容位置との間で移動させるヘッドアップディスプレイ装置に関する。

ヘッドアップディスプレイ装置のコンバイナを、外部に露出して画像を表示可能な表示位置と、収容ケース内に収容した収容位置と、の間で収容ケースに開口形成された出入口を通して移動させる構造が、特許文献１及び特許文献２に記載されている。

特に、特許文献１には、開口部を通してコンバイナを昇降させる構造が記載され、特許文献２には、コンバイナが収容位置にあるときに、出入口をシャッタで塞ぐ構造が記載されている。

特開２０１３−２２２１７４号公報 特開２０１４−２２２２６５号公報

特許文献１及び特許文献２に記載されたヘッドアップディスプレイ装置では、コンバイナが収容ケースの出入口から突出した表示位置にあるときに、コンバイナと出入口との間に隙間が生じており、この隙間から塵埃が入り込み易く、内部の投射光学系に影響が及ぶ虞があった。

また、特許文献１及び２に記載された構造のヘッドアップディスプレイ装置は、自動車の例えばダッシュボード内に取り付けられ、ダッシュボード上面には、コンバイナの出入りのため、及び突出させたコンバイナに投射する映像の光路を確保するための開口部が設けられている。

従って、乗員がダッシュボードに置いた飲料などをこぼした場合や車両がオープンカーであって、屋根を開放した場合の降雨などにおいて、開口部を通った水などの液体が、収容ケースの出入口から内部に進入する虞があった。

このように、従来のヘッドアップディスプレイ装置は、コンバイナが外部に突出した表示位置にあるときに、出入口からの塵埃及び液体を内部に進入しにくくする工夫が必要な点で、改善の余地があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、コンバイナが表示位置にあっても、コンバイナが出入りする出入口から塵埃及び液体が内部に進入しにくいヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の１）の構成を有する。
１） 開口部を有する筐体と、
前記開口部を通して、前記筐体内に収容された第１の位置と、少なくとも一端部側が露出した第２の位置と、の間を移動するコンバイナと、
前記コンバイナの他端部側に取りつけられ、前記コンバイナが前記第２の位置にあるときに、前記筐体の内面に密着押圧して前記開口部との間の隙間を塞ぐカバーと、
を備えたヘッドアップディスプレイ装置である。

本発明によれば、コンバイナが表示位置にあっても、コンバイナが出入りする出入口から塵埃及び液体が内部に進入しにくい、という効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の実施例であるＨＵＤ装置５１における、コンバイナ５ａの収容位置を説明するための模式的断面図である。 図２は、ＨＵＤ装置５１におけるコンバイナ５ａの表示位置を説明するための模式的断面図である。 図３は、ＨＵＤ装置５１が備えるコンバイナユニットＴａにおけるコンバイナ５ａの収容位置を説明するための斜視図である。 図４は、コンバイナ５ａの表示位置を説明するための斜視図である。 図５は、コンバイナユニットＴａが有するコンバイナ体５を説明するための部分断面図である。 図６は、コンバイナ体５が有するカバー５ｄを説明するための斜視的断面図である。 図７は、コンバイナ５ａが表示位置にあるときの開口部１ｂ近傍の状態を説明するための部分断面図である。 図８は、液排出ユニットＴｃを説明するための模式的後面図である。

本発明の実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を、実施例のヘッドアップディスプレイ装置５１（以下、ＨＵＤ装置５１とも称する）により説明する。

ＨＵＤ装置５１は、例えば自動車の車体におけるダッシュボードの内側に収められ、使用時において、ハーフミラーなるコンバイナ５ａを、ダッシュボードの上面から乗員の視野内で上方に突出させる（第２の位置）と共に、突出させたコンバイナ５ａに対し、乗員が視認できるように画像Ｇａを投射する装置である。
乗員には、コンバイナ５ａを通した視認される背景と、コンバイナ５ａに投射された画像Ｇａとが、重畳して視認される。コンバイナ５ａは、不使用時において、ダッシュボードの内側に収容される（第１の位置）。

図１は、ＨＵＤ装置５１のダッシュボード内への装着状態を説明するための模式的断面図である。
前後方向は、車体の上下前後方向に概ね対応している。すなわち、前方は車体の前進方向である。
また、上下方向は、図１に示される筐体１の開口部１ｂ（詳細は後述）の開口面を含む平面である開口ラインＬＨを水平としたときの、開口ラインＬＨに直交する方向とする。

ＨＵＤ装置５１は、車体のダッシュボードにおける、計器類を覆うメータカバー６１の内部に格納装着されている。
メータカバー６１には、ＨＵＤ装置５１のコンバイナ５ａ（詳細は後述）が出入りすると共に、突出したコンバイナ５ａに対し、ＨＵＤ装置５１内の投射ユニットＴｂから画像Ｇａ（図２に光軸を記載）投射するための開口部６１ａが形成されている。

図１において、ＨＵＤ装置５１は、異形箱状の筐体１と、筐体１の前部に格納されたコンバイナユニットＴａと、後部に配置されコンバイナ５ａに画像Ｇａを投射するための投射ユニットＴｂと、液排出ユニットＴｃと、を有する。
コンバイナユニットＴａと投射ユニットＴｂとは仕切り壁１ａで概ね仕切られている。
筐体１は、コンバイナユニットＴａの上方に、コンバイナ５ａが収容位置と表示位置との間での昇降で出入りするための開口部１ｂを有する。

投射ユニットＴｂは、画像Ｇａ（光軸を一点鎖線で図示）を、上斜め後方に向け出射する画像出射部２１と、画像出射部２１から出射された画像を、上斜め前方に反射偏向する反射鏡２２とを有する。

液排出ユニットＴｃは、図１及び図８に示されるように、後述するシャッタ板６の後方に配置され、液受け部３１と排液誘導路３２とを有する。
液排出ユニットＴｃの詳細は後述する。

図３は、コンバイナユニットＴａを説明するための斜視図である。図１のいけるコンバイナユニットＴａの断面位置は、図３においてＳ１−Ｓ１で示されている。
図３には、コンバイナ５ａがコンバイナユニットＴａ内に収容された状態が示されている。

コンバイナユニットＴａは、左右方向に対向配置され対向面に上下方向に延びるガイド部２ａを有するサイドパネル２，２と、昇降駆動部３の駆動によりガイド部２ａに案内されて上下動するコンバイナ体５と、を有する。
また、コンバイナユニットＴａは、上部に、シャッタ駆動部４の駆動により概ね前後方向（図１：矢印ＤＲａ参照）にスライド移動するように配置されたシャッタ板６を有する。

コンバイナ体５は、コンバイナ５ａの一端側である下端部５ａ２を保持するホルダ５ｂと、ホルダ５ｂを支持してガイド部２ａに係合するホルダベース５ｃと、ホルダ５ｂに取り付けられた異物侵入防止カバー５ｄ（以下、単にカバー５ｄと称する）と、を有する。

コンバイナ５ａは、例えばハーフミラーであって、中央部分が前方に突出するよう湾曲した湾曲部材として形成されている。
コンバイナ５ａの後面５ａ１は、図２に示される使用位置において、投射ユニットＴｂから投射された画像Ｇａを、乗員（例えば運転者）に向け反射偏向する。
筐体１は、投射ユニットＴｂから投射された画像Ｇａの光を通過させる部分が、光を透過する透明部１ｄとされている。

ホルダ５ｂは、コンバイナ５ａを、その下端部全体を包むように支持している。
カバー５ｄは、さらに、ホルダ５ｂの全周を包むように取り付けられている。カバー５ｄの詳細は後述する。

ホルダベース５ｃは、左右両端にガイド部２ａに係合する係合部（不図示）を有する。左右方向の中央部位には、リンク機構ＲＫの一端側（図４の上端）が連結されている。リンク機構ＲＫの他端側（図４の下端）は、昇降駆動部３の駆動軸に連結されている。

昇降駆動部３は、例えばモータであり、その回動がリンク機構ＲＫによって昇降動に変換される。
従って、コンバイナ５ａは、昇降駆動部３の回動及び回動方向に応じて、ガイド部２ａに案内されて、図１及び図３に示される筐体１内に全体が収容された収容位置と、図２及び図４に示される少なくとも先端側が筐体１の外部に露出した表示位置と、の間で昇降する。

ホルダベース５ｃは、傾動機構（不図示）を備えており、表示位置におけるコンバイナ５ａの姿勢としての立設角度を、ホルダベース５ｃ側を支点として前後方向に調整できるようになっている（図２：矢印ＤＲｂ参照）。

シャッタ板６は、図１に示されるように、シャッタ駆動部４の動作により、筐体１の上壁１ｃの下面１ｃ１との間に隙間としての空間Ｖａを確保しつつ（図７も参照）、下面１ｃ１に沿って図１の矢印ＤＲａ方向にスライドする。

シャッタ板６は、図１及び図３に示されるように、上壁１ｃの下面１ｃ１に沿って延在する基部６ａと、基部６ａの前端から基部６ａの延在面に対し、図１における反時計回り方向に僅かに傾いた鍔部６ｂと、を有する。
鍔部６ｂの前端６ｂ１は、コンバイナ５ａの後面５ａ１に対応した曲線状に形成されている。

図１に示されるコンバイナ５ａの収容位置において、シャッタ板６は前方にスライドした位置にあって、鍔部６ｂ及び基部６ａの前部が、筐体１の開口部１ｂを塞いでいる。
シャッタ板６は、コンバイナ５ａの上昇直前に後方にスライドして開口部１ｂを開放し、コンバイナ５ａの上昇を許容するようになっている。

シャッタ板６の前端６ｂ１は、シャッタ板６が後方にスライドした位置において、コンバイナ体５のカバー５ｄ（図７参照）に近接対向するようになっている。

次に、カバー５ｄについて、図５及び図６を主に参照して説明する。
図５は、図１におけるＡ部詳細図であって、コンバイナ５ａの下端側一部と、ホルダ５ｂと、カバー５ｄと、を含む断面図である。
ホルダ５ｂは、例えば樹脂で形成される。
カバー５ｄは、柔軟性を有する材料で形成される。樹脂例はシリコーンゴムである。
図６は、カバー５ｄを説明するための斜視的断面図である。図６におけるカバー５ｄの切断面は、図５におけるカバー５ｄの切断面に対応している。

カバー５ｄは、使用状態で、左右方向に細長に延びる環状に形成されている。
中央には左右方向に延びる長孔５ｄ１が形成されている。長孔５ｄ１の周囲近傍は、前後左右方向に概ね平面上に延在する基板部５ｄ２とされている。

カバー５ｄは、ホルダ５ｂに、長孔５ｄ１がホルダ５ｂに全周にわたって係合することで保持される。詳しくは、カバー５ｄはホルダ５ｂに対し、強嵌合で係合するので、両部材の間は、塵埃及び液体に関し実質的に封止されている。

基板部５ｄ２における前方側の前基板部５ｄ２ａの前方縁には、下方に凹となる前樋部５ｄ３ａが接続形成されている。
また、後方側の後基板部５ｄ２ｂの後方縁には、下方に凹となる後樋部５ｄ３ｂが接続形成されている。
樋部５ｄ３の下方に凹となる断面形状は、図５に示されるように、例えば矩形の凹とされる。
前樋部５ｄ３ａと後樋部５ｄ３ｂとは、左右端部で連結され、実質的に環状の凹部としての樋部５ｄ３を形成している。

前樋部５ｄ３ａの前壁５ｄ３ｃは、上方に向け、前基板部５ｄ２ａとほぼ同じ高さ位置まで延在している。
後樋部５ｄ３ｂは、前壁５ｄ３ｃと後壁５ｄ３ｄを有し、後壁５ｄ３ｄは、後基板部５ｄ２ｂよりも低く（前壁５ｄ３ｃよりも短く）形成されている。

以上の構成を有するコンバイナ体５を、収容位置から表示位置に上昇させる際には、既述のように、シャッタ駆動部４の動作により、シャッタ板６が後方にスライドして筐体１の開口部１ｂが開放される。
次いで、昇降駆動部３の動作により、リンク機構ＲＫを介してホルダベース５ｃが持ち上げられる。これに伴い、ホルダベース５ｃに支持されたコンバイナ５ａが上昇し、図２及び図４に示される表示位置で維持される。
その後、コンバイナ５ａに対し、適宜、投射ユニットＴｂから画像Ｇａが投射され、乗員に対し、画像Ｇａとして情報が提供される。
上記実施の形態では、コンバイナ５ａの昇降動作を昇降駆動部３により行い、シャッタ板６の開閉をシャッタ駆動部４の動作により実行している。
これに限らず、シャッタ板６を閉状態から開状態にした後、コンバイナ５ａを上昇させる一連の動作と、上昇しているコンバイナ５ａを下降させ、その後シャッタ板６を開状態から閉状態にする一連の動作と、を、同一のカムギヤによって順次実行するよう構成した単一の駆動装置を用いてもよい。

図７は、コンバイナ５ａの表示位置におけるカバー５ｄの状態を説明するための図である。
図７に示されるように、コンバイナ５ａの表示位置において、カバー５ｄの樋部５ｄ３が筐体１及びシャッタ板６に対し当接し押圧するようになっている。

詳しくは、前樋部５ｄ３ａにおける前壁５ｄ３ｃの上方先端部分が、筐体１における開口部１ｂの縁部１ｂ１の内面である下面１ｂ１ａを押圧する。
また、後樋部５ｄ３ｂの後壁５ｄ３ｄが、シャッタ板６の鍔部６ｂの下面６ｂ２に当接し押圧するようになっている（矢印Ｐ１位置）。
カバー５ｄの左方側部と右方側部も、同様に筐体１の縁部１ｂ１に当接し押圧するようになっている（矢印Ｐ２位置）。

カバー５ｄは、既述のように、柔軟性を有する材料で形成されている。
また、カバー５ｄには、ほぼ全周にわたって樋部５ｄ３が形成されて、前壁５ｄ３ｃ及び後壁５ｄ３ｄは、下方に付勢された際に弾性変形可能になっている。

従って、その変形反発力により、カバー５ｄは、筐体１及びシャッタ板６に、実質的に隙間なく密着押圧する。
これにより、カバー５ｄと筐体１及びシャッタ板６との密着押圧部位により防水ラインが形成される。
また、カバー５ｄが柔軟性を有する材料で形成されていることから、既述のようにホルダベース５ｃによりコンバイナ５ａの立設角度を変えても、カバー５ｄの弾性変形によって、カバー５ｄの筐体１及びシャッタ板６への密着押圧は維持される。従って、コンバイナ５ａの角度調整で防水ラインが途切れることはない。

この防水ラインを形成する構造により、コンバイナ５ａが表示位置にあるときでも、開口部１ｂは、カバー５ｄによって、塵埃及び液体に関して良好に塞がれている。
そのため、塵埃や液体は、ＨＵＤ装置５１の内部に開口部１ｂを通して進入しにくくなっている。

次に、液排出ユニットＴｃについて説明する。
液排出ユニットＴｃは、コンバイナ５ａが表示位置にあるときに、
液排出ユニットＴｃにおける液受け部３１は、図１及び図８に示されるように、後述するシャッタ板６の後方に配置されている。
コンバイナ５ａの表示位置において、コンバイナ５ａの後方側の開口部１ｂとカバー５ｄとの間に進入した液体（図７：矢印Ｗａ）は、一部が後樋部５ｄ３ｂに流れるものの、大部分は、シャッタ板６の鍔部６ｂから基部６ａを通って後方側へ流れる（図７：矢印Ｗｂ）。
シャッタ板６が後方にスライドした状態において、鍔部６ｂは、後方側（基部６ａ側）が低くなる傾斜姿勢となっているので、液体は自重により後方側に流れる。

液受け部３１は、シャッタ板６の鍔部６ｂ側から後方に流れてきた液体（図２及び図８：矢印Ｗｂ参照）を受け、投射ユニットＴｂをよけるべく（投射ユニットＴｂとの干渉を避けるべく）左右に分岐した筒状の一対の排液誘導路３２に誘導する（図８：矢印Ｗｃ）。
排液誘導路３２の下端の開口部３２ａは、筐体１の外部に開口しており、排液誘導路３２を自重で流れてきた液体（図２：矢印Ｗｄ参照）は、筐体１から下方外部に排出される。

本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。

カバー５ｄの樋部５ｄ３の下方に凹となる断面形状は、上述の矩形状に限定されない。
三角形状、弧状、などであってよく、断面形状は限定されない。
樋部５ｄ３は、開口部１ｂから進入した液体を、一時的に貯留させることができる。従って、凹形状として、入口側から奥側まで幅が一定となる矩形や、入口側よりも奥側が幅広になっている台形形状であると、より多量の液体を貯留可能になるので好ましい。

前壁５ｄ３ｃ，後壁５ｄ３ｄは、蛇腹状に形成されていてもよい。
これらの壁を蛇腹状に形成することで、上壁１ｃの下面１ｃ１及びシャッタ板６に対する押圧力が、周方向で安定し、防水ラインがより強固になる。

ＨＵＤ装置５１は、自動車のダッシュボード内に取り付けられるものに限定されない。
コンバイナ５ａは、上述のように、概ね上下方向を向く立ち姿勢のまま昇降するものに限らず、収容姿勢を伏せた姿勢とし、その伏せた姿勢の収容位置と、起き上がって概ね立設する表示位置と、の間で昇降するものであってもよい。

コンバイナ５ａに投射する画像Ｇａは、単なる記号や文字のみであってもよく、光として投射されて乗員から視認され得るものであれば、何でもよい。

コンバイナ５ａが昇降する例を説明したが、ＨＵＤ装置５１の取付姿勢は限定されないので、コンバイナ５ａの移動方向は昇降に限定されない。
例えば、ＨＵＤ装置５１を、乗員が横に寝た姿勢で操縦する移動体又は操作するゲーム装置などに搭載してもよく、この場合、コンバイナ５ａは、収容位置と表示位置との間で概ね水平方向に移動する。

シャッタ板６が、コンバイナ５ａが表示位置にあるときに開口部１ｂから十分離隔した位置まで退避し、カバー５ｄが、シャッタ板６に当接せずに開口部１ｂ近傍の縁部１ｂ１の下面１ｂ１ａに対し密着押圧するように構成してもよい。

１ 筐体
１ａ 仕切り壁、 １ｂ 開口部、 １ｂ１ 縁部
１ｂ１ａ 下面、 １ｃ 上壁、 １ｃ１ 下面、 １ｄ 透明部
２ サイドパネル、 ２ａ ガイド部
３ 昇降駆動部
４ シャッタ駆動部
５ コンバイナ体
５ａ コンバイナ、 ５ａ１ 後面、 ５ａ２ 下端部
５ｂ ホルダ、 ５ｃ ホルダベース
５ｄ カバー（異物侵入防止カバー）、 ５ｄ１ 長孔
５ｄ２ 基板部、 ５ｄ２ａ 前基板部、 ５ｄ２ｂ 後基板部
５ｄ３ 樋部、 ５ｄ３ａ 前樋部、 ５ｄ３ｂ 後樋部
５ｄ３ｃ 前壁、 ５ｄ３ｄ 後壁
６ シャッタ板
６ａ 基部、 ６ｂ 鍔部、 ６ｂ１ 前端
２１ 画像出射部、 ２２ 反射鏡
３１ 液受け部、 ３２ 排液誘導路
５１ ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）
６１ メータカバー、 ６１ａ 開口部
Ｇａ 画像
ＬＨ 開口ライン
ＲＫ リンク機構
Ｔａ コンバイナユニット
Ｔｂ 投射ユニット
Ｔｃ 液排出ユニット
Ｖａ 空間

Claims (6)

1. 開口部を有する筐体と、
   前記開口部を通して、前記筐体内に収容された第１の位置と、少なくとも一端部側が露出した第２の位置と、の間を移動するコンバイナと、
   前記コンバイナの他端部側に取りつけられ、前記コンバイナが前記第２の位置にあるときに、前記筐体の内面に密着押圧して前記開口部との間の隙間を塞ぐカバーと、
   を備えたヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記コンバイナは、
   前記第１の位置にあるときよりも前記第２の位置にあるときの方が上方にあって、前記第１の位置と第２の位置との間を昇降することを特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記コンバイナが前記第１の位置にあるときに、前記開口部を塞ぐシャッタ板を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記コンバイナが前記第１の位置にあるときに前記開口部を塞ぎ、前記コンバイナが前記第２の位置にあるときに前記開口部を開放するシャッタ板を備え、
   前記カバーは、前記コンバイナが前記第２の位置にあるときに、前記シャッタ板の下面に密着押圧することを特徴とする請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記コンバイナが前記第２の位置にあるときに、前記シャッタ板の上面を前記開口部側から流れてきた液体を受ける液受け部と、
   前記液受け部で受けた液体を、自重によって前記筐体の下部から外部に排出させる排液誘導路と、
   を有する液排出ユニットを備えたことを特徴とする請求項４記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記コンバイナに画像を投射する投射ユニットを備え、
   前記液排出ユニットが、前記投射ユニットを避けて配置構成されていることを特徴とする請求項５記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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