JPWO2016051507A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

表示装置では、光学部材からの光が表示部材に送られ、情報が表示される。表示部材と光学部材は筐体に収納されており、前記光学部材よりも前記表示部材が前方側に設置されている。筐体の一面には開口が形成されており、開口の開放されている面積は巻取型カバーの移動により変化する。そして、表示部材の起立状態においては、巻取型カバーは表示部材側に巻き取られる。

Description

本発明は、カバーの開閉機構を有する表示装置に関する。

車両の運転席付近に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置が知られている。特許文献１は、画像を表示するためのコンバイナと、カバーとを備える車載用のヘッドアップディスプレイ装置を記載している。このヘッドアップディスプレイ装置では、コンバイナを使用していない場合、カバーはコンバイナの上方を覆っている。一方、コンバイナを使用している場合、カバーはコンバイナの上方のスペースから退避し、コンバイナが起立して露出する。

特開２０１３−１５４８１７号公報（図１、２、５参照）

特許文献１のカバーは一枚の板状であり、コンバイナの収納時と露出時とでカバーを移動させる必要があるため、カバーを配置するエリアとして少なくてもカバーの２倍程度の面積を必要とする。自動車の運転席の前、例えばダッシュボードの上の面積は限られているので、このような大きさの面積を占有するカバーは好ましくない。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のものが例として挙げられる。本発明は、カバーの占有面積が小さく、全体として小型化が可能な表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、表示装置であって、情報を表示する表示部材と、前記表示部材に光を送る光学部材と、前記表示部材および前記光学部材を収納する筺体と、前記筺体の一面に形成された開口と、前記開口が開放されている面積を可変するように移動可能な巻取型カバーと、を備え、前記光学部材よりも前記表示部材が前方側に設置され、前記表示部材の起立状態において、前記巻取型カバーが前記表示部材側に巻き取られることを特徴とする。

実施例に係るヘッドアップディスプレイの斜視図である。 実施例及び比較例に係るヘッドアップディスプレイの側面図である。 実施例に係るヘッドアップディスプレイの他の斜視図である。 実施例に係るヘッドアップディスプレイの他の斜視図である。 実施例に係るヘッドアップディスプレイの他の斜視図である。 実施例に係るヘッドアップディスプレイの他の斜視図である。

本発明の１つの好適な実施形態では、表示装置は、情報を表示する表示部材と、前記表示部材に光を送る光学部材と、前記表示部材および前記光学部材を収納する筺体と、前記筺体の一面に形成された開口と、前記開口が開放されている面積を可変するように移動可能な巻取型カバーと、を備え、前記光学部材よりも前記表示部材が前方側に設置され、前記表示部材の起立状態において、前記巻取型カバーが前記表示部材側に巻き取られることを特徴とする。

上記の表示装置では、光学部材からの光が表示部材に送られ、情報が表示される。表示部材と光学部材は筐体に収納されており、光学部材よりも表示部材が前方側に設置されている。筐体の一面には開口が形成されており、開口の開放されている面積は巻取型カバーの移動により変化する。そして、表示部材の起立状態においては、巻取型カバーは表示部材側に巻き取られる。

この表示装置では、巻取型カバーが筐体内で表示部材側に巻き取られる構造となっているため、表示部材の起立状態においてカバーを収納するスペースを小さくすることができ、全体を小型化することができる。

上記の表示装置の一態様は、前記巻取型カバーを移動させる駆動力を有する駆動手段と、前記駆動力を前記巻取型カバーに伝達する伝達手段と、備え、前記駆動手段の少なくとも一部は、前記光学部材と前記筺体の間の空間に配置される。さらに好適には、前記伝達手段の少なくとも一部は、前記光学部材と前記筺体の間の空間に配置される。

この態様では、駆動手段の発生する駆動力が伝達手段を通じて巻取型カバーに伝達され、巻取型カバーが移動する。光学部材の幅は表示部材の幅より小さく、表示部材と筐体との間に空間ができるので、その空間の一部に駆動手段及び伝達手段を配置することにより、装置全体をより小型化できる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記駆動手段は回転による駆動力を有するモータを備え、前記伝達手段は、前記モータの回転を伝える複数のギアと、一対のリンクがその中点を軸として回転自在に連結された複数のリンク機構が連結されて構成された伸縮自在なアーム部材と、を備え、前記アーム部材は前記巻取型カバーの一方の側面側に配置され、前記アーム部材の一端は前記巻取型カバーの前記一方の側面と連結され、前記アーム部材の他端は前記筺体に回転可能に支持され、前記アーム部材の他端と前記中点との間のリンクは前記複数のギアのうち１のギアと連結されている。

この態様では、駆動手段はモータを備え、伝達手段は複数のギアと、伸縮自在なアーム部材とを備える。駆動手段による駆動力は、複数のギアとアーム部材とを介して巻取型カバーに伝達される。

上記の態様の好適な例では、前記１のギアは扇型ギアであり、前記扇型ギアの径が前記アーム部材の他端と前記中点との間のリンクと連結されている。他の好適な例では、前記巻取型カバーの他方の側面には前記アーム部材と平行にもう１つのアーム部材が配置され、前記もう１つのアーム部材の一端は前記巻取型カバーの前記他方の側面と連結され、前記もう１つのアーム部材の他端は前記筺体に回転可能に支持されている。さらに他の好適な例では、前記１つのアーム部材の他端と前記もう１つのアーム部材の他端は同期して回転するようにシャフトで連結されている。

上記の表示装置の他の一態様では、前記アーム部材の前記一端と前記他端の距離は、前記開口が開放されている面積が大きくなるにつれて大きくなる。これにより、開口が大きく開放されるほど巻取型カバーが表示部材側に大きく巻き取られる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記巻取型カバーの両方の側面は、前記筺体に形成されたガイド溝に沿って移動し、前記ガイド溝は、前記アーム部材が伸縮する方向と平行な方向に形成されている。この態様では、アーム部材が伸びることにより巻取型カバーがガイド溝に沿って移動して開口を開放する。また、アーム部材が縮むことにより巻取型カバーがガイド溝に沿って移動して開口を閉鎖する。

上記の表示装置の他の一態様では、前記巻取型カバーは、前記開口が開放されている面積が大きくなるにつれて、収納されている前記表示部材と前記筺体の１つの内面の間の空間を通って移動する。この態様では、巻取型カバーが表示部材と筐体の１つの内面との間を大きく移動することにより、開口がより大きく開放される。

上記の表示装置の他の一態様では、前記巻取型カバーの少なくとも一部は、前記表示部材の下方に巻き取られる。これにより、表示装置内のスペースを効率的に利用して巻取型カバーを巻き取ることができる。

好適な例では、この表示装置が自動車へ設置された状態において、前記巻取型カバーがフロントガラス側に巻き取られる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［基本構造］
図１は、本発明の実施例に係るヘッドアップディスプレイ（以下、「ＨＵＤ」と呼ぶ。）１の外観を示す斜視図である。詳しくは、図１（Ａ）は、カバーが閉じられた状態を示し、図１（Ｂ）はカバーが開いている状態を示し、図１（Ｃ）はカバーが開いてコンバイナが起立した状態を示す。

図１（Ａ）に示すように、ＨＵＤ１では、筐体２の上面２ａに開口２ｘが形成されており、開口２ｘはカバー３により閉じられている。カバー３は複数の短冊状のカバー板３ｘが連結されてなる巻取型カバーである。筐体２の開口２ｘが閉じられた状態では、カバー３を構成するカバー板３ｘが筐体２の上面２ａの直下に一列に整列し、筐体２の開口２ｘが塞がれている。この状態がＨＵＤ１の収納状態（非表示状態）である。

図１（Ａ）に示すように、筐体２の内部には、カバー３が移動するためのレール５が設けられている。後述するカバー移動機構により、カバー３がレール５に沿って移動して筐体２の前面２ｂの方向に移動すると、図１（Ｂ）に示すように筐体２の開口２ｘが開放される。開口２ｘの下方には、画像を表示するためのコンバイナ４が設けられており、カバー３の移動により開口２ｘが開放されると、コンバイナ４が露出する。カバー３は、筐体２の前面２ｂの内面に沿って下方へ移動し、さらにコンバイナ４の下方へ回り込む。より詳細には、カバー３はまず筐体２の前方側へ移動し、次に筐体２の前面２ｂの内面に沿って折れ曲がって下方へ移動し、さらに前面２ｂの下端付近で筐体２の後方側へ折れ曲がってコンバイナ４の下方へ回り込む。こうして、カバー３の少なくとも一部は、コンバイナ４の下方に巻き取られる。

図１（Ｂ）のように筐体２の開口２ｘが開放された状態で、後述するコンバイナ起立機構が動作し、図１（Ｃ）に示すようにコンバイナ４が起立する。この状態が、ＨＵＤ１により画像を表示する表示状態となる。なお、コンバイナ４は本発明の表示部材の一例である。

このように、本実施例では、ＨＵＤ１の表示状態では、図１（Ｃ）に示すように巻取型のカバー３が筐体２の前面２ｂの内側及びコンバイナ４の下方に折れ曲がって収納される。これにより、表示状態におけるカバー３の収納のためのスペースを小さくすることができる。

上記のＨＵＤ１が自動車のダッシュボードに設置される場合、車種によってそれぞれ異なるが一般的にダッシュボード付近は手前側に計器などが多くあり空間に余裕が無いが、奥のフロントウィンドウ側には比較的空間に余裕があるので、その空間を利用してカバー３を効率的に収納することができる。なお、ＨＵＤ１が自動車のダッシュボードに設置される場合、図１における「前方」は自動車のフロントガラス側となり、「後方」は座席側となる。よって、開口２ｘを開放する際にはカバー３は自動車のフロントガラス側に巻き取られる。

［カバーの収納構造］
次に、カバーの収納のためのスペースについて、比較例を参照して詳しく説明する。
図２（Ａ）は、第１比較例として、カバースライド方式のＨＵＤ５０の構造を模式的に示す。なお、図２（Ａ）はＨＵＤ５０を側方から見た図である。第１比較例は、引用文献１のように、板状のカバーを水平移動させる構造のＨＵＤである。図２（Ａ）に示すように、ＨＵＤ５０の筐体５１内部にはコンバイナ５２が設けられており、コンバイナ５２の上方に開口５１ｘが形成されている。収納状態では、破線で示す板状のカバー５３が開口５１ｘを塞いでいる。一方、表示状態では、実線で示す板状のカバー５３が矢印に示すように水平移動し、開口５１ｘを開放する。なお、開口５１ｘが開放された後、コンバイナ５２が起立する。

図２（Ａ）に示す第１比較例では、板状のカバー５３が水平移動して開口５１ｘを開放するため、筐体５１はカバー５３の面積の２倍以上の奥行き（前後方向の長さ）を必要とし、筐体５１が大型化してしまうという欠点がある。

図２（Ｂ）は、第２比較例として、カバー昇降方式のＨＵＤ５５の構造を模式的に示す。図２（Ｂ）もＨＵＤ５５を側方から見た図である。図２（Ｂ）に示すように、ＨＵＤ５５の筐体５６内部にはコンバイナ５７が設けられており、コンバイナ５７の上方に開口５６ｘが形成されている。収納状態では、破線で示す板状のカバー５８が開口５６ｘを塞いでいる。一方、表示状態では、実線で示す板状のカバー５８が矢印に示すように前方へスライドした後、さらに下降し、筐体５６の前面５６ｂの内側に入り込んで開口５６ｘを開放する。なお、開口５６ｘが開放された後、コンバイナ５７が起立する。

図２（Ｂ）に示す第２比較例では、板状のカバー５８が下方に移動して垂直方向に配置されることにより開口５６ｘを開放するため、筐体５５はカバー５８の長さ以上の高さ（垂直方向の長さ）を必要とし、筐体５６が大型化してしまうという欠点がある。

図２（Ｃ）は、実施例に係るＨＵＤ１の構造を模式的に示す。図２（Ｃ）もＨＵＤ１を側方から見た図である。図２（Ｃ）に示すように、ＨＵＤ１の筐体２内部にはコンバイナ４が設けられており、コンバイナ４の上方に開口２ｘが設けられている。収納状態では、破線で示す巻取型のカバー３がレール５に沿って１枚の板状に整列し、開口５６ｘを塞ぐ。一方、表示状態では、巻取型のカバー３は矢印に示すように前方へスライドして筐体２の前面２ｂの内側へ入り込んだ後、さらに筐体２の後方へ折れ曲がってコンバイナ４の下方に入り込んで開口２ｘを開放する。なお、開口２ｘが開放された後、コンバイナ４が起立する。

このように、図２（Ｃ）に示す本実施例では、巻取型のカバー３が折れ曲がって筐体内部に沿って移動して収納されることにより開口２ｘを開放するため、筐体２を小型化することが可能となる。

［詳細構造］
図３、図４（Ａ）、４（Ｂ）は、ＨＵＤ１の詳細な構造を示す斜視図であり、特に筐体の下方に配置された光学部材６を示している。光学部材６は、光源、光学素子などを含み、図３に示すように、情報を表示するための光Ｌをコンバイナ４に照射する。運転者などの観察者は、光学部材６側からコンバイナ４で反射された光を見ることにより、表示内容を視認する。

図４（Ａ）に示されるように、光学部材６の横方向の幅Ｘ１は、コンバイナ４の幅Ｘ２及び筐体２の幅Ｘ３より短いため、筐体２の下方では、光学部材６の左右の側方にスペースが生じる。このスペースに、カバー３を移動させるための機構（「カバー移動機構」と呼ぶ。）、及び、コンバイナ４を起立させるための機構（「コンバイナ起立機構」と呼ぶ。）を設けることができる。

図５（Ａ）、５（Ｂ）、図６は、カバー移動機構及びコンバイナ起立機構を示す斜視図である。図５（Ａ）、５（Ｂ）はＨＵＤ１を斜め上方から見た斜視図であり、図６はＨＵＤ１を斜め下方から見た斜視図である。

まず、カバー移動機構について説明する。カバー移動機構は、モータ２１と、一対のパンタグラフ２２ａ、２２ｂと、ギア２３〜２５と、扇形ギア２６と、シャフト２７と、レール５とにより構成される。

パンタグラフ２２ａ、２２ｂの各々は、一対のリンクがその中点を軸として回転可能に連結されたリンク機構を複数個連結して構成される。パンタグラフ２２ａ、２２ｂは、筐体２の左右の側面に沿って平行に配置されている。パンタグラフ２２ａ、２２ｂの一端、具体的には筐体２の前方型の端部２２ｘは、それぞれ巻取型のカバー３の端部の側面に連結されている。また、パンタグラフ２２ａ、２２ｂの他端、具体的には筐体２の後方側の端部２２ｙは、同期して回転するようにシャフト２７により連結されている。

モータ２１の回転は、ギア２３〜２５を介して扇形ギア２６に伝達される。扇形ギア２６の１つの径は、パンタグラフ２２ａの最も後方側のリンク機構の端部とその中点との間に連結されている。

モータ２１が一方向に回転すると、その回転がギア２３〜２５及び扇形ギア２６に伝達され、パンタグラフ２２ａが伸びる。パンタグラフ２２ｂは、パンタグラフ２２ａが伸びるのに伴って同じ方向に延びる。これにより、パンタグラフ２２ａの前方側の端部２２ｘが筐体２の前方へ移動し、カバー３がレール５に沿って筐体２の前面２ｂの内側へ、さらにはコンバイナ４の下方へと回り込む。

一方、モータ２１が逆方向に回転すると、その回転がギア２３〜２５及び扇側ギア２６に伝達され、パンタグラフ２２ａが縮む。パンタグラフ２２ｂは、パンタグラフ２２ｂが縮むのに伴って同じ方向に縮む。これにより、パンタグラフ２２ａの前方側の端部２２ｘが筐体２の後方へ移動し、カバー３がレール５に沿って移動して開口２ｘを塞ぐ。こうして、モータ２１の回転により巻取型のカバー３が移動し、筐体２の開口２ｘが開閉される。

なお、上記の構成において、モータ２１は本発明の駆動手段の一例であり、パンタグラフ２２ａ、２２ｂは本発明のアーム部材の一例であり、パンタグラフ２２ａ、２２ｂ及びギア２３〜２６は本発明の伝達手段の一例であり、レール５は本発明のガイド溝の一例である。

次に、コンバイナ起立機構について説明する。コンバイナ起立機構は、モータ１１と、ギア１３、１４と、ベルト１５、１７と、プーリ１６、１８とにより構成される。モータ１１の回転はギア１３、１４に伝達され、ベルト１５を介してプーリ１６に伝達される。プーリ１６はベルト１７によりプーリ１８に連結されており、プーリ１６の回転はベルト１７を通じてプーリ１８に伝達される。プーリ１８はコンバイナ４のベース１９に固定されており、プーリ１７が回転することにより、コンバイナ４が起立する。モータ１１を逆方向に回転させると、プーリ１８が逆方向に回転し、コンバイナ４は筐体２の後方へ倒れて開口２ｘの下方で横方向に配置される。このように、モータ１１を駆動することにより、コンバイナ４を起立させたり、倒したりすることができる。

ＨＵＤ１の制御部（図示せず）は、ＨＵＤ１を収納状態から表示状態にする際には、モータ２１を駆動してカバー３を筐体２内に収納した後、モータ１１を駆動してコンバイナ４を起立させる。一方、ＨＵＤ１を表示状態から収納状態にする場合には、制御部は、モータ１１を逆方向に駆動してコンバイナ４を倒して筐体２内部に移動させた後、モータ２１を逆方向に駆動してカバー３により開口２ｘを塞ぐ。

本発明は、カバーの開閉機構を有する表示装置に利用することができる。

１ ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）
２ 筐体
３ カバー
４ コンバイナ
５ レール
６ 光学部材

Claims (12)

1. 情報を表示する表示部材と、
   前記表示部材に光を送る光学部材と、
   前記表示部材および前記光学部材を収納する筺体と、
   前記筺体の一面に形成された開口と、
   前記開口が開放されている面積を可変するように移動可能な巻取型カバーと、
   を備え、
   前記光学部材よりも前記表示部材が前方側に設置され、
   前記表示部材の起立状態において、前記巻取型カバーが前記表示部材側に巻取られることを特徴とする表示装置。
2. 前記巻取型カバーを移動させる駆動力を有する駆動手段と、
   前記駆動力を前記巻取型カバーに伝達する伝達手段と、
   を備え、
   前記駆動手段の少なくとも一部は、前記光学部材と前記筺体の間の空間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記伝達手段の少なくとも一部は、前記光学部材と前記筺体の間の空間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記駆動手段は回転による駆動力を有するモータを備え、
   前記伝達手段は、
   前記モータの回転を伝える複数のギアと、
   一対のリンクがその中点を軸として回転自在に連結された複数のリンク機構が連結されて構成された伸縮自在なアーム部材と、
   を備え、
   前記アーム部材は前記巻取型カバーの一方の側面側に配置され、
   前記アーム部材の一端は前記巻取型カバーの前記一方の側面と連結され、
   前記アーム部材の他端は前記筺体に回転可能に支持され、
   前記アーム部材の他端と前記中点との間のリンクは前記複数のギアのうち１のギアと連結されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記１のギアは扇型ギアであり、
   前記扇型ギアの径が前記アーム部材の他端と前記中点との間のリンクと連結されていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記巻取型カバーの他方の側面には前記アーム部材と平行にもう１つのアーム部材が配置され、
   前記もう１つのアーム部材の一端は前記巻取型カバーの前記他方の側面と連結され、
   前記もう１つのアーム部材の他端は前記筺体に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記１つのアーム部材の他端と前記もう１つのアーム部材の他端は同期して回転するようにシャフトで連結されていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記アーム部材の前記一端と前記他端の距離は、前記開口が開放されている面積が大きくなるにつれて大きくなることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
9. 前記巻取型カバーの両方の側面は、前記筺体に形成されたガイド溝に沿って移動し、
   前記ガイド溝は、前記アーム部材が伸縮する方向と平行な方向に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
10. 前記巻取型カバーは、前記開口が開放されている面積が大きくなるにつれて、収納されている前記表示部材と前記筺体の１つの内面の間の空間を通って移動することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
11. 前記巻取型カバーの少なくとも一部は、前記表示部材の下方に巻き取られることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
12. この表示装置が自動車へ設置された状態において、前記巻取型カバーがフロントガラス側に巻き取られることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

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