JPWO2016208722A1 - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の表示装置は、対向する一対の側面を有する筐体と、表示部材と、前記表示部材を支持しかつ回動軸回りに前記筐体に対して回動自在に保持されている支持部材と、前記筐体の側面に沿ってスライド自在でありかつ前記支持部材に係合している伝達部材と、を備え、前記支持部材は、前記回動軸から第１距離離れており前記伝達部材に係合する第１支点と、当該回動軸から当該第１距離より大きい第２距離離れており前記伝達部材に係合する第２支点とを有する。

Description

本発明は、表示部材の移動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（以下、「ＨＵＤ」と記す。
）装置が知られている。例えば、特許文献１は、コンバイナ収納装置を備えるＨＵＤ装置を記載している。
特開２０１４−１２５１３１号公報
特許文献１のようなＨＵＤ装置を車両に搭載する場合、車両の停止時にはコンバイナはＨＵＤ装置の内部に収納されており、エンジンスタート時に起動されてＨＵＤ装置の外部に起立した状態（以下、「表示動作状態」と呼ぶ。）となる。このため、コンバイナは車両のエンジンスタートと共に速やかに表示動作状態まで動作する必要があり、動作速度が早いことが望まれる。他方、表示動作状態におけるコンバイナの適正な位置は運転者の体格や姿勢などにより異なるため、コンバイナの位置を細かく調整できることが望ましい。
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、コンバイナを速やかに表示動作状態に移行するとともに、容易にコンバイナの位置を微調整することが可能な表示装置（ＨＵＤ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、筐体と、表示部材と、前記表示部材を支持する支持部材と、駆動部と、前記駆動部の駆動により前記筐体の側面に沿って移動し、前記駆動部の駆動力を前記支持部材に伝達する伝達部材と、を備え、前記支持部材は、前記伝達部材の移動により、前記表示部材を前記筐体に対して出入りさせ、前記支持部材は、回動軸と、当該回動軸から第１距離離れている第１支点と、当該回動軸から当該第１距離より大きい第２距離離れている第２支点と、を備え、前記伝達部材は、前記第１支点及び前記第２支点の一方を移動させた後、前記第１支点及び前記第２支点の他方を移動させることを特徴とする。
実施例に係るＨＵＤの表示動作状態を示す斜視図である。 実施例に係るＨＵＤの非表示動作状態を示す斜視図である。 実施例に係るＨＵＤの非表示動作状態を示す一部透過斜視図である。 ＨＵＤの非表示動作状態における内部構成を示す斜視図である。 ＨＵＤの非表示動作状態における内部構成を示す拡大図である。 ＨＵＤの表示動作状態における内部構成を示す斜視図である。 ＨＵＤの表示動作状態における内部構成を示す拡大図である。 ＨＵＤの角度調整時の内部構成を示す斜視図である。 ＨＵＤの角度調整時の内部構成を示す拡大図である。
本発明の好適な実施形態では、表示装置は、対向する一対の側面を有する筐体と、表示部材と、前記表示部材を支持しかつ回動軸回りに前記筐体に対して回動自在に保持されている支持部材と、前記筐体の側面に沿ってスライド自在でありかつ前記支持部材に係合している伝達部材と、を備え、前記支持部材は、前記回動軸から第１距離離れており前記伝達部材に係合する第１支点と、当該回動軸から当該第１距離より大きい第２距離離れており前記伝達部材に係合する第２支点とを有する。
上記の表示装置では、駆動部を同じ速度で駆動しても、支持部材の回動軸に近い第１支点を移動させることで表示部材を早い動作速度で移動させることができ、支持部材の回動軸から遠い第２支点を移動させることで表示部材を緩やかな動作速度で移動させることができる。
上記の表示装置の一態様では、第１支点の移動量に対する表示部材の移動量は、第２支点の移動量に対する表示部材の移動量よりも大きい。これにより、駆動部を同じ速度で駆動しても、表示部材の動作速度が速い移動と位置の微調整とを両立することができる。
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。
図１は、実施例に係るＨＵＤ１０の外観を示す。図１Ａは、表示動作状態のＨＵＤ１０の外観を示し、図１Ｂは非表示動作状態のＨＵＤ１０の外観を示し、図１Ｃは非表示動作状態のＨＵＤ１０の内部構成を示す。
ＨＵＤ１０が自動車のダッシュボードに設置される場合、図１Ａ〜１Ｃにおける「奥側」は自動車のフロントガラス側となり、「手前側」は座席側となる。よって、使用者（運転者）はＨＵＤ１０に対して手前側に位置する。
図１Ａに示すように、表示動作状態においては、ＨＵＤ１０のコンバイナ５は筐体１から出て起立する。詳しくは、筐体１の上面、すなわち天板部ＴＰに開口１ｘが形成されており、コンバイナ５は開口１ｘ内で起立する。すなわち、コンバイナ５は、開口１ｘを介して筐体１内からその外方へ突出する。また、筐体は天板部ＴＰの端部から天板部ＴＰに垂直に伸長しかつ奥側方向及び手前側方向に延在しており、互いに対向している側面を形成する一対の側部ＳＲを有している。
コンバイナ５は、透光性を有する板状の部材である。コンバイナ５は、その板面が一方の方向（奥側）に凸に湾曲している。例えば、コンバイナ部５は、凹面側から照射光が入射すると、凸面側空間領域に虚像を形成するように構成されている。
一方、図１Ｂに示すように、非表示動作状態においては、傷や汚れから保護するためにコンバイナ５は筐体１内に格納される。具体的には、コンバイナ５が筐体１の内部に格納された後、開口１ｘはカバー８により塞がれる。即ち、図１Ｃに示すように、非表示動作状態においては、コンバイナ５は筐体１において開口１ｘの下方に収納され、その上方に位置するカバー８により開口１ｘが塞がれる。なお、図１Ａに示す表示動作状態では、カバー８は筐体１の内部において、起立したコンバイナ５よりも奥側に退避する。
図２Ａは、ＨＵＤ１０の非表示動作状態における内部構成を示す斜視図である。なお、図２Ａにおいては図示の便宜上、筐体１及びカバー８の図示を省略している。図２Ｂは図２Ａにおける破線２０で示す部分の拡大図である。
図２Ａに示すように、ＨＵＤ１０は、ＨＵＤ１０の手前側から奥側に伸長している対向する一対の側板部ＳＰ、モータ２、駆動部３、ラックギアＬＧを有するドライブレバー４、コンバイナ５、及び、コンバイナサポート６を備える。なお、図２Ａ、図２Ｂにおいて、並びに以下に説明する図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、内部構造を明確に示すため、図中紙面手前側の側板部ＳＰは二点鎖線で示され、透過する態様で示されている。駆動部３は複数のギアが互いに噛み合うことで組み合わせられたギア列により構成されている。当該ギア列の一方の端部に配されているギアがモータ２の回転シャフト（図示せず）に設けられたギア（図示せず）と噛み合い、他方の端部に配されているギアがドライブレバー４のラックギアＬＧと噛み合っている。
ドライブレバー４は、対向する側板部ＳＰの一方に対して、ＨＵＤ１０の手前側方向と奥側方向とにスライド（摺動）可能に係合している。すなわち、モータ２が駆動すると、駆動部３を介してその駆動力がドライブレバー４に伝達され、側板部ＳＰに沿って、言い換えれば筐体１の側面ＳＲ（図１Ａ及びＢ参照）に沿ってドライブレバー４が水平方向に移動させられる。
ドライブレバー４には、その上側面に第１のカム構造としての、カム部ＣＭが形成されている。カム部ＣＭは、カム部ＣＭの第１の面としてのカム面ＣＳ１を形成する、ドライブレバー４の上側面に形成された溝４ｘを有している。図示するように、カム面ＣＳ１は、溝４ｘの奥側の側面によって形成されている。カム面ＣＳ１は、ドライブレバー４のスライド方向２１（図２Ｂの矢印２１の方向）に対して角度を持って伸長するように形成されている。
また、カム部ＣＭは、ドライブレバー４の上側面において、カム面ＣＳ１から連続して、すなわち溝４ｘの奥側の端部から連続して形成されており、ＨＵＤ１０の奥側方向に伸長している第２の面としてのカム面ＣＳ２を有する水平部４ｙを有している。カム面ＣＳ２は、ドライブレバー４のスライド方向に対して、カム面ＣＳ１よりも小さい角度をもって伸長している。なお、図２Ａ及び２Ｂにおいては、一例として、カム面ＣＳ１がスライド方向２１と垂直であり、カム面ＣＳ２がスライド方向２１と平行な方向に伸長している場合を示している。
コンバイナ５の下端部はコンバイナサポート６に固定されており、コンバイナ５はコンバイナサポート６と一体的に動作する。コンバイナサポート６には、一対の突起６ａが設けられている。この一対の突起６ａは、図示しない筐体１の凹部に嵌め込まれて筐体１に対して回動自在に固定されている。すなわち、コンバイナサポート６は、コンバイナ５を支持しかつ一対の突起６ａを結ぶ回動軸１１回りに筐体１に対して回動自在に保持されている。即ち、コンバイナ６は回転軸１１を中心とした円弧状の軌跡に沿って回動する。
また、コンバイナサポート６には、さらに突起６ｂ、６ｃが設けられている。非表示動作状態においては、コンバイナサポート６の突起６ｂはドライブレバー４の溝４ｘに嵌まり込んでいる。非表示動作状態における突起６ａと６ｂの位置関係を破線２２で示している。
上記の構成において、コンバイナ５は本発明の表示部材の一例であり、コンバイナサポート６は本発明の支持部材の一例であり、ドライブレバー４は本発明の伝達部材の一例である。また、コンバイナサポート６の回動軸１１は本発明の回動軸に相当し、突起６ｂは本発明の第１支点に相当し、突起６ｃは第２支点に相当する。
次に、エンジンスタート時などにおいて、コンバイナ５を非表示動作状態から表示動作状態に移行させる動作（以下、「起立動作」とも呼ぶ。）を説明する。起立動作においては、モータ２の回転力が駆動部３の駆動力に変換される。駆動部３の駆動力がドライブレバー４に伝達され、図２Ｂの矢印２１に示す方向に筐体の側面に沿ってドライブレバー４が水平移動する。上記したように、非表示動作状態ではコンバイナサポート６の突起６ｂはドライブレバー４の溝４ｘに嵌まり込んでいる。ドライブレバー４は、矢印２１の方向に移動することにより、カム面ＣＳ１を介してコンバイナサポート６の突起６ｂを矢印２１の方向に押して移動させる。これにより、コンバイナサポート６の突起６ｂは、突起６ａの位置を回動軸（回動軸１１）として、矢印２３に示すように回動する。
その結果、コンバイナ５は時計回りに起立し、ＨＵＤ１０が表示動作状態に移行する。ここで、表示動作状態とは、コンバイナ５が開口部１ｘを介して筐体１内から外部に突出した状態であり、コンバイナ５に情報を表示させた状態、またはコンバイナ５に情報を表示させることが可能な状態などをいう。
さらにドライブレバー４が、矢印２１の方向に移動すると、コンバイナサポート６の突起６ｂは、回転軸１１回りに回動しつつカム面ＣＳ１に沿って上方に移動し、ドライブレバー４の溝４ｘから上方へ脱出する。
図３Ａは、ＨＵＤ１０の表示動作状態における内部構成を示す斜視図である。なお、図３Ａにおいても図示の便宜上、筐体１及びカバー８の図示を省略している。図３Ｂは図３Ａにおける破線２４で示す部分の拡大図である。
図３Ｂに示すように、非表示動作状態から表示動作状態に遷移した直後においては、コンバイナサポート６の突起６ｂはドライブレバー４のカム面ＣＳ２に接して水平部４ｙ上に載っている。表示動作状態におけるコンバイナサポート６の突起６ａと６ｂの位置関係を破線２５で示している。なお、表示動作状態では、図３Ｂに示すように、コンバイナサポート６の突起６ｃは、ドライブレバー４の図中紙面左下端近傍、すなわちＨＵＤ１０の手前側下方に設けられている第２のカム構造としての傾斜部４ｚの第３の面としてのカム面ＣＳ３に係合している。
このカム面ＣＳ３は、カム面ＣＳ１よりもドライブレバー４のスライド方向２１に対する角度が小さくなるように形成されていてもよい。
なお、突起６ｃとカム面ＣＳ３とは、非表示動作状態から表示動作状態に遷移した直後に係合している必要はない。すなわち、表示動作状態に遷移した後、しばらくは突起６ｂがカム面ＣＳ２に接してカム面ＣＳ２に支持されつつ、ドライブレバー４がＨＵＤ１０の手前側にスライド移動可能であってもよい。突起６ｃがカム面ＣＳ３と係合した後には、ドライブレバー４がＨＵＤ１０の手前側にスライドするにつれて、突起６ｃがカム面ＣＳ３に沿って上方に移動し、それに連れて突起６ｂも上方に移動してカム面ＣＳ２から離間していく。
なお、突起６ｂが第１の面ＣＳ１と接している限り、突起６ｃが傾斜部４ｙと係合しないこととしてもよい。
このように、実施例に係るＨＵＤ１０では、モータ２を駆動してドライブレバー４を水平移動させることによりコンバイナ５を起立させる。起立動作においては、ドライブレバー４は、コンバイナサポート６の突起６ｂを回動移動させてコンバイナ５を筐体１から突出させる。
次に、エンジンストップ時などにおいて、コンバイナ５を表示動作状態から非表示動作状態に移行させる動作（以下、「格納動作」とも呼ぶ。）を説明する。格納動作は、上述した起立動作の逆となる。即ち、モータ２を逆回転させてドライブレバー４を矢印２１と反対方向に移動させると、コンバイナサポート６の突起６ｂがドライブレバー４の溝４ｘに嵌合し、コンバイナサポート６はドライブレバー４の移動に伴って図２Ｂにおける矢印２３と反対方向に回動する。これにより、コンバイナ５は反時計回りに回動し、筐体１内部に格納される。格納動作においては、突起６ｂを移動させてコンバイナ５を筐体１内に格納する。
次に、表示動作状態におけるコンバイナ５の角度調整動作について説明する。図４Ａは、ＨＵＤ１０の表示動作状態における角度調整動作の様子を示す斜視図である。なお、図４Ａにおいても図示の便宜上、筐体１及びカバー８の図示を省略している。図４Ｂは図４Ａにおける破線２６で示す部分の拡大図である。
図４Ｂに示すように、表示動作状態ではコンバイナサポート６の下端の突起６ｃは、ドライブレバー４の傾斜部４ｚのカム面ＣＳ３に係合している。このときのコンバイナサポート６の突起６ａと６ｃとの位置関係を破線２７で示す。この状態でドライブレバー４を矢印２１の方向に移動させると、コンバイナサポート６の突起６ｃがドライブレバー４の傾斜部４ｚのカム面ＣＳ３に沿って上昇し、その分だけコンバイナ５がさらに時計回りに回動する。即ち、コンバイナ５の角度はより垂直に近い角度となる。
一方、この状態でドライブレバー４を矢印２１と反対方向に移動させると、コンバイナサポート６の突起６ｃがドライブレバー４の傾斜部４ｚのカム面ＣＳ３に沿って下降し、その分だけコンバイナ５が手前側に倒れる。即ち、コンバイナ５が起立する角度が緩やかになる。このように、ドライブレバー４を左右に水平移動させることにより、コンバイナ５の起立する角度を調整することができる。
なお、上述のように、角度調整動作において突起６ｃがカム面ＣＳ３と係合した後には、ドライブレバー４がＨＵＤ１０の手前側にスライドするにつれて、突起６ｃがカム面ＣＳ３に沿って上方に移動し、それに連れて突起６ｂも上方に移動してカム面ＣＳ２から離間していく。すなわち、表示動作状態における角度調整動作時において、言い換えれば、突起６ｃとカム面ＣＳ３が接して係合している際には、突起６ｂは、カム面ＣＳ２に接しているかまたはカム面ＣＳ２の上方にある、すなわち、カム面ＣＳ２上に位置している。
次に、コンバイナ５の起立／格納動作と角度調整の関係について説明する。コンバイナサポート６の下端の突起６ｃは、突起６ａからの距離が突起６ｂよりも遠い。即ち、回動軸として機能する突起６ａからの距離は、突起６ｂの方が突起６ｃよりも近い。よって、矢印２１に示すドライブレバー４の移動方向において、ドライブレバー４の移動量に対する突起６ｂの移動量は、ドライブレバー４の移動量に対する突起６ｃの移動量よりも大きい。このため、コンバイナの起立／格納動作においては、ドライブレバー４を早い速度で移動させることにより、迅速にコンバイナ５を起立／格納させることができる。
なお、スライド方向２１に対するカム面ＣＳ３の角度を変更することで、また、回動軸１１からの突起６ｃの距離を変化させることで、角度調整時のコンバイナ５の回動速度を変化させることも可能である。
逆に、矢印２１に示すドライブレバー４の移動方向において、ドライブレバー４の移動量に対する突起６ｃの移動量は、ドライブレバー４の移動量に対する突起６ｂの移動量よりも小さい。このため、コンバイナサポート６の突起６ａを回動支点と考えると、ドライブレバー４の移動量が同じであっても、突起６ｃは突起６ｂより移動量が小さくなり、コンバイナ５の回動が緩やかとなる。
即ち、コンバイナ５の角度調整においては、起立／格納動作時と同じ速度でドライブレバー４を移動させても、ドライブレバー４の移動量に対する突起６ｃの移動量が突起６ｂの移動量より小さいため、コンバイナ５の角度は緩やかに変化し、微調整が可能となる。
このように、実施例のＨＵＤ装置１０では、コンバイナ５の起立／格納動作とコンバイナ５が起立した後の角度調整において、モータ２を同じ速度で回転させ、ドライブレバー４を同じ速度で水平移動させればよい。従って、本実施例では、コンバイナ５の起立／格納動作と角度調整という２つの異なる動作を、モータ２の速度を変化させずに切り替えることができる。このため、コンバイナ５の起立動作と角度調整においてドライブレバー４を異なる速度で移動させる必要はなく、モータの複雑な制御が不要であり、また複数の回転速度のモータを用意する必要も無い。
また、モータ２の速度を変化させる必要が無いので、速度変化の不自然な動きを抑制して動作を安定させることができる。また、例えばモータの駆動量制御の精度を変更せずにコンバイナユニット１３の回動角度位置の位置決め精度を高めることが可能である。また、モータ２の回転数を監視することにより角度調整をより緻密に行うことができる。
［変形例］
前述の実施例では、伝達部材であるドライブレバー４は、駆動部３により、筐体１の側面に沿って水平方向に移動するが、これに限らず、筐体１の側面に平行に移動させても良い。また、ドライブレバー４を斜め方向に移動させてもよい。また、前述の実施例では、伝達部材であるドライブレバー４は筐体１の一方の側面に設けられているが、両側面にそれぞれドライブレバーを設けても良い。
１ 筐体
２ モータ
３ 駆動部
４ ドライブレバー
４ｘ 溝
４ｙ 水平部
４ｚ 傾斜部
５ コンバイナ
６ コンバイナサポート
８ カバー
ＳＲ 側部
ＳＰ 側板部
ＣＭ カム構造
ＣＳ１ カム面
ＣＳ２ カム面
ＣＳ３ カム面

Claims (6)

  1. 対向する一対の側面を有する筐体と、
    表示部材と、
    前記表示部材を支持しかつ回動軸回りに前記筐体に対して回動自在に保持されている支持部材と、
    前記筐体の側面に沿ってスライド自在でありかつ前記支持部材に係合している伝達部材と、
    を備え、
    前記支持部材は、前記回動軸から第１距離離れており前記伝達部材に係合する第１支点と、当該回動軸から当該第１距離より大きい第２距離離れており前記伝達部材に係合する第２支点とを有することを特徴とする表示装置。
  2. 前記伝達部材は第１のカム構造と第２のカム構造とを備え、前記第１支点は前記第１のカム構造と係合し、前記第２支点は前記第２のカム構造と係合することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記第１のカム構造は前記伝達部材のスライド方向と角度を持って伸長していると第１の面及び前記スライド方向に対して前記第１の面よりも小さい角度を持って伸長している第２の面とを有し、前記第２支点と前記第２のカム構造とが係合している時は、前記第１支点は前記第１のカム構造の第２の面上にあることを特徴とする請求項２に記載の表示装置
  4. 前記第２の面は前記伝達部材の移動方向と平行な方向に伸長していることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記第２のカム構造は前記第２支点と係合する第３の面を有し、前記第３の面の前記伝達部材の前記スライド方向に対する角度は、前記第１のカム構造の第１の面の前記伝達部材の前記スライド方向に対する角度より小さいことを特徴とする請求項３または４に記載の表示装置。
  6. 前記第１の面は前記伝達部材の前記スライド方向に垂直な面であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
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