JP2009126494A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 投影部材の上下方向に表示像である虚像を移動させた場合であっても、傾きのない正立像を得ることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 表示パネル12が発した表示光Lを反射させる凹面鏡5aと、凹面鏡5aを回動動作させる第1の駆動手段Kとを備え、凹面鏡5aによって反射された表示光Lを投影部材6に投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、表示パネル12を回動動作させる第2の駆動手段40と、凹面鏡5aを第1の設定位置に回動動作させるための入力信号が入力されると、凹面鏡5aを前記第1の設定位置に回動動作させるように第1の駆動手段Kに第1の駆動信号を出力し、且つ、表示パネル12を前記第1の設定位置に応じた第2の設定位置に回動動作させるように前記第2の駆動手段40に第2の駆動信号を出力する制御手段64と、を備えてなる。
【選択図】図12
【解決手段】 表示パネル12が発した表示光Lを反射させる凹面鏡5aと、凹面鏡5aを回動動作させる第1の駆動手段Kとを備え、凹面鏡5aによって反射された表示光Lを投影部材6に投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、表示パネル12を回動動作させる第2の駆動手段40と、凹面鏡5aを第1の設定位置に回動動作させるための入力信号が入力されると、凹面鏡5aを前記第1の設定位置に回動動作させるように第1の駆動手段Kに第1の駆動信号を出力し、且つ、表示パネル12を前記第1の設定位置に応じた第2の設定位置に回動動作させるように前記第2の駆動手段40に第2の駆動信号を出力する制御手段64と、を備えてなる。
【選択図】図12
Description
本発明は、表示器(表示素子)が発した表示光を車両のフロントガラス等の投影部材に投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
従来より、この種のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、例えば下記特許文献1に記載のごとく、車両のフロントガラス(投影部材)に表示器からの表示光を投射して虚像(表示像)を表示するものが知られている。かかる特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、車両のインストルメントパネル内部に取り付けられており、表示光を発する表示器(表示素子)と、表示器が発した表示光を反射させる凹面鏡等からなる反射鏡(反射部材)と、反射鏡を保持するミラーホルダと、ミラーホルダを所定の回動軸線を中心として回動動作させ、ミラーホルダの角度位置(傾斜角度)を調整するための位置調整手段(駆動手段)とをハウジング内部に収容して保持するものである。なお、ハウジングには、反射鏡の配設位置の上方に表示光を透過してフロントガラスに出射してなる出射部が形成されてなる。
この場合、前記駆動手段は、ステッピングモータと、ステッピングモータの回転軸先端に固定された歯車と、歯車と噛み合うようにミラーホルダに配設された歯車部と、から構成されてなる。なお、歯車部は、ミラーホルダの回動軸線上に位置するようにミラーホルダに一体形成されてなる軸部の先端に固定されてなる。
車両の運転者(乗員)は、例えば図示しない押ボタンスイッチを操作することにより、反射鏡を角度移動させ(つまり、上限位置と下限位置との間の可動範囲で反射鏡の角度位置を設定し)、表示光のフロントガラスに対する投射方向を調整することができる。
つまり、前記押ボタンスイッチの操作に伴う操作入力信号(入力信号)が制御手段に入力されると、制御手段は、前記操作入力信号に基づき反射鏡の角度位置が所定の角度位置となるように、ステッピングモータを駆動させるための駆動信号を出力してなる。そして、前記駆動信号によりステッピングモータが駆動すると、ステッピングモータによる駆動力が、歯車を介して歯車部に伝達する。かかる歯車部への動力(駆動力)の伝達に伴い、歯車部が軸部(つまり、ミラーホルダの回動軸線)を中心として回動し、これによりミラーホルダ並びにミラーホルダに保持された反射鏡が、回動軸線を中心として回動し、反射鏡が所定の角度位置に配設される構成となっている。このように反射鏡を角度移動させることで、表示光のフロントガラスに対する投射方向が調整され、これに伴い車両の運転者が視認可能な前記虚像の位置をフロントガラスの上下方向に移動することが可能となる。
特開2003−335148号公報
このように上述したヘッドアップディスプレイ装置では、反射鏡を角度移動させることで、表示光のフロントガラスに対する投射方向を調整する構成(換言すれば、車両の運転者が視認する前記虚像の位置を車両のフロントガラスの上下方向に移動可能とする構成)となっている。
しかしながら、表示光が投影されるフロントガラス(投影部材)における運転者側の面は、所定の曲率を有する凹面となっている。換言すれば、フロントガラスにおける運転者側の面は、その水平方向(左右方向)に対する横断面形状と、その鉛直方向(上下方向)に対する縦断面形状とが、ともに平面ではなく凹面からなる湾曲面となっているため、例えば表示像である前記虚像をフロントガラスの上下方向に移動させた際に、運転者は、正立像(正立表示像)ではなく傾いた状態の表示像を視認してしまう虞があり、この点で更なる改良の余地が残されていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、投影部材の上下方向に表示像である虚像を移動させた場合であっても、傾きのない正立像を得ることが可能なヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とするものである。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、投影部材の上下方向に表示像である虚像を移動させた場合であっても、傾きのない正立像を得ることが可能なヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とするものである。
本発明は、表示素子が発した表示光を反射させる反射部材と、前記反射部材を所定の回動軸線を中心として回動動作させる第1の駆動手段とを備え、前記反射部材によって反射された前記表示光を投影部材に投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、前記表示素子を前記回動軸線とは異なる他の回動軸線を中心として回動動作させる第2の駆動手段と、前記反射部材を第1の設定位置に回動動作させるための入力信号が入力されると、前記入力信号に基づいて前記反射部材を前記第1の設定位置に回動動作させるように前記第1の駆動手段に第1の駆動信号を出力し、且つ、前記入力信号に基づいて前記表示素子を前記第1の設定位置に応じて定められた第2の設定位置に回動動作させるように前記第2の駆動手段に第2の駆動信号を出力する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。
本発明によれば、初期の目的を達成でき、投影部材の上下方向に表示像である虚像を移動させた場合であっても、傾きのない正立像を得ることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。
図1から図13は、本発明の実施形態を示すもので、図1は本発明を適用したヘッドアップディスプレイ装置の全体構成を示す概略図、図2は第2反射器を拡大して示す拡大断面図、図3は表示ユニットの斜視図、図4は図3のA−A断面図、図5は図3のB−B断面図、図6は図4における規制部材を拡大して示す拡大断面図、図7は表示ユニットを図1における矢印Y方向からみたときの要部背面図、図8は図7において表示器及び可動支持体を取り除いたときの固定支持体の要部背面図、図9は図7において固定支持体を取り除いたときの可動支持体の背面図、図10は第2の駆動手段の各部を示す斜視図、図11は第2の駆動手段における駆動部材と移動部材と動力伝達部材との位置関係を示す断面図、図12はヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック図、図13は位置調整後の表示パネルの正面図である。
図1において、本実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置は、例えば自動車等の車両に搭載されるもので、ハウジング1と、表示ユニット2と、バックライトユニット3と、第1反射器4と、第2反射器5とを備えており、表示ユニット2及びバックライトユニット3を通じて生成され、第1反射器4の後述する平面鏡及び第2反射器5の後述する凹面鏡を通じて反射される表示光(表示像)Lを前記車両のフロントガラス(投影部材)6に投影(照射)して表示を行うもので、表示内容としては例えば車速等の各種車両情報やナビゲーション情報が挙げられる。
ハウジング1は例えば黒色の合成樹脂からなり、表示ユニット2、バックライトユニット3、各反射器4、5を内部に収容する他、フロントガラス6に対向する側には、表示光Lをフロントガラス6に向けて出射させる出射部7が形成され、この出射部7は透光性カバー8にて覆われている。
表示ユニット2は、バックライトユニット3からの光を受けて表示光Lを形成するものであるが、その詳細は後述する。
バックライトユニット3 は、図4に詳しく示すように、光源基板3a上に間隔を空けて複数個配置された例えば発光ダイオードからなる光源3bと、この光源3bからの光を入射して表示ユニット2に向けて放射するレンズ部材3cと、光源3b、レンズ部材3cを収納する光源ケース3dとを備え、この場合、光源ケース3dは、光反射性の良好な乳白色の合成樹脂から形成されている。
第1反射器4は、例えば平面ミラーからなる平面鏡4aと、この平面鏡4aを取り付け固定するための取付部材(図示せず)とを備えてなる。そして、平面鏡4aは、表示ユニット2からの表示光Lを第2反射器5の前記凹面鏡側に反射してなる。なお、前記取付部材は、適宜固定手段を用いてハウジング1に固定される。
第2反射器5は、図2に詳しく示すように凹面鏡(反射部材)5a、保持部材5b及び第1のステッピングモータ5cを有している。凹面鏡5aは、樹脂(例えばポリカーボネート)に金属(例えばアルミニウム)を蒸着させ反射面5dを形成したものである。反射面5dは凹面となっており、平面鏡4aを通じて反射した表示光Lを出射部7に向けて反射してなる。
このように凹面鏡5aによって反射された表示光Lは、出射部7に設けられた透光性カバー8を透過してフロントガラス6上に照射され、虚像を表示してなる。これにより車両の乗員Pは、表示像である前記虚像を風景と重畳させて視認することができる。
また、この場合、凹面鏡5aは、保持部材5bに両面粘着テープにより接着されている。保持部材5bは樹脂(例えばABS)からなるものであり、歯車部5e及び軸部5fが一体に形成されている。なお、保持部材5bの軸部5fはハウジング1の軸支部(図示しない)に軸支されているものとする。
第1のステッピングモータ5cの回転軸には歯車5gが取付けられており、この歯車5gは、保持部材5bの歯車部5eと噛合されている。凹面鏡5aは保持部材5bと共に回動可能な状態で支持されており、第1のステッピングモータ5cにより凹面鏡5aを回動させ、表示光Lのフロントガラス6に対する投射方向を調整することができる。なお、本実施形態の場合、第1のステッピングモータ5cと、第1のステッピングモータ5cの回転軸に取り付けられた歯車5gと、歯車5gと噛合う保持部材5bの歯車部5eとで、凹面鏡5aを所定の回動軸線R1(つまり、軸部5fの軸方向に沿った軸線)を中心として回動動作させる第1の駆動手段Kを構成してなる。
車両の乗員Pは、押ボタンスイッチ(図示しない)を操作し表示光Lが乗員Pの目の位置に反射されるように(すなわち、表示像である虚像を視認できるように)凹面鏡5aの角度を調整する。この際、前記表示像は、前記押ボタンスイッチの操作に応じて、フロントガラス6の水平方向とは直交する方向である鉛直方向(上下方向)に移動可能となる。なお、ここで言う前記鉛直方向とは、図1中、矢印W方向を意味してなる。
なお、図1中、Tは回路基板であり、この回路基板Tは、ガラスエポキシ基板に銅箔からなる配線パターンを形成したものであり、ハウジング1内に収容され、適宜固定手段によりハウジング1に固定されてなる。かかる回路基板Tには、後述する表示素子を駆動(表示制御)するための後述する素子駆動回路と、各光源3bを発光制御するための後述する光源駆動回路と、第1のステッピングモータ5cを駆動するための後述する第1のモータ駆動回路と、後述する第2のステッピングモータを駆動するための後述する第2のモータ駆動回路とを有する駆動回路(図示せず)等が搭載されてなる。
また、本実施形態の場合、回路基板Tは、凹面鏡5aの下端部に隣接するように配置される覆い部材9によって覆い隠される構成となっている。かかる覆い部材9は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、回路基板Tの上方側に配設されてなる。また覆い部材9は、回路基板Tと同様にハウジング1内に収容され、適宜固定手段によりハウジング1に固定されてなる。
次に、図3〜図11に基づいて表示ユニット2を説明する。表示ユニット2は、表示器10と、可動支持体20と、固定支持体30と、第2の駆動手段40と、規制部材50とを有する。
表示器10は、表示器ケース11と、表示パネル(表示素子)12と、パネルヒータ13と、パッキン14とを備え、可動支持体20上に配置固定されている。
表示器ケース11は、例えば黒色の合成樹脂からなり、その内部に表示パネル12、パネルヒータ13、パッキン14を収容している。またこの表示器ケース11には、表示パネル12に対応した窓部15が形成されている。
表示パネル12は、この例では一対のガラス基板間に液晶分子を封入してなる表示パネルが適用されている。この表示パネル12は、表示像を形成可能な光透過性の表示エリア(画素エリア)DAと、この表示エリアの周囲を取り巻く遮光性の非表示エリア(図示省略)とを有し、この場合、表示エリアDAは、表示器ケース11の窓部15よりも小さく形成されている。
パネルヒータ13は、表示パネル12の温度特性に配慮して採用させるもので、パッキン14は表示器10を可動支持体20上に配置固定するにあたり、表示パネル12と可動支持体20との間に介在する緩衝材として採用されている。
可動支持体20は、例えば黒色の合成樹脂からなり、表示器10(表示素子12)を移動不可能に支持している。この可動支持体20は、所定の平面形状を有する略板状に形成され、立壁部21と、二つの長孔22と、第1の開口部(第1の透過部)23と、第1の嵌合部24と、当接部25とを備えている。
立壁部21は、二つの長孔22のうち第2の駆動手段40側に位置する長孔22に隣接するように配設され、可動支持体20の前面部26から表示器10側に突出形成された壁部からなる基部21aを有している。なお、21bは、基部21aの先端側外壁面から外方(第2の駆動手段40側)に向けて略平板状に延在する鍔部であり、この鍔部21bは、その両面21c,21dが第2の駆動手段40の後述する動力伝達部材の一対の第1,第2の突起部に各々点接触するように前記一対の突起部によりサンドイッチされる。
長孔22は、規制部材50を通じて可動支持体20を固定支持体30上に支持した際、固定支持体30に対して可動支持体20が回動移動可能となるように規制部材50を挿通する長孔からなる。
第1の開口部23は、可動支持体20の表示パネル12に対応する位置に形成され、バックライトユニット3からの光を表示パネル12に向けて透過させる。
第1の嵌合部24は、第1の開口部23を挟むように固定支持体30側に突出形成され、可動支持体20を固定支持体30に組み付けた際、固定支持体30の後述する第2の嵌合部に挿入嵌合する一対の突出部からなり、各突出部の外周形状は、前記第2の嵌合部との嵌合状態で可動支持体20が固定支持体30に対して回動できるように円弧状に形成され、また第1の開口部23に隣接する箇所は、第1の開口部23に沿ったストレート形状に形成され、結果、一つの前記突出部は、図9において略「D」字形状を呈すると共に、二つ合わせて可動支持体20を回動させる際の軸部として機能する。
当接部25は、第1の開口部23を挟んで固定支持体30側に突出形成される一対の突出片からなり、第1の嵌合部24を前記第2の嵌合部に挿入嵌合して可動支持体20を固定支持体30に組み付けた際、後述する回動規制手段に挿入され、可動支持体20が回動した際、前記回動規制手段の後述する対向壁に当接することにより、固定支持体30に対する可動支持体20の回動移動における許容量(回転移動量)を規制するものである。
固定支持体30は、例えば金属板を所定形状にプレス抜き形成したものが採用され、可動支持体20を回動移動可能に支持すると共に、第2の駆動手段40を不動状態に固定支持するものである。
かかる固定支持体30は、第2の開口部(第2の透過部)31と、第2の嵌合部32と、回動規制手段33と、孔部34とを備えている。
第2の開口部(第2の透過部)31は、可動支持体20の第1の開口部23に対応する箇所に形成され、バックライトユニット3からの光を表示パネル12に向けて透過させる。
第2の嵌合部32は、可動支持体20の第1の嵌合部24を挿入嵌合可能な切り欠き部分として、第2の開口部31に連続するように形成され、その内周形状は第1の嵌合部24の外周形状に対応する円弧状であり、可動支持体20と固定支持体30との組み付け状態において、固定支持体30に対して可動支持体20を回動させる際、第1の嵌合部24を軸支するように摺動保持する。
回動規制手段33は、可動支持体20の各当接部25に対応する切り欠き部分として、第2の開口部31に連続するように形成され、可動支持体20と固定支持体30との組み付け状態において、それぞれが当接部25を挿通すると共に可動支持体20が回転した際、当接部25と当接して可動支持体20の時計方向(図7中、矢印Z1方向)及び反時計方向(図7中、矢印Z2方向)への回転移動量を規制する一対の対向壁35を有している。
孔部34は、規制部材50を挿通させる孔であり、規制部材50の挿通状態で規制部材50が放射方向に移動しない大きさに形成されている。
位置調整手段としての第2の駆動手段40は、駆動部材41と、ケース体42と、移動部材43と、ガイドシャフト44と、動力伝達部材45とから主に構成され、可動支持体20を回動軸線R1とは異なる後述する他の回動軸線を中心として回動動作させ、可動支持体20の配設位置を調整するために用いられる。
駆動部材41は、通電により回転駆動力を発生する第2のステッピングモータ41aと、この第2のステッピングモータ41aから延出する回転軸41bとを有する。また、この場合、回転軸41bは、その周面において螺旋状に形成されてなるねじ溝からなるリードスクリュー部41cを備える。リードスクリュー部41c(回転軸41b)は、第2のステッピングモータ41aからの前記回転駆動力を受けて回転駆動されるようになっている。
ケース体42は、第2のステッピングモータ41aを不動状態に固定支持するモータケースからなり、断面略「U」字形状に形成され、リードスクリュー部41cの軸方向Xに沿うように配設される略板状の平板部42aと、この平板部42aにおける軸方向Xに沿う方向の両端部分が、ともに第2のステッピングモータ41aに対応するように折り曲げ形成された一対の第1,第2のフランジ部42b,42cとを有する。
第2のステッピングモータ41a側に位置する第1のフランジ部42bには、リードスクリュー部41cの端部(末端部)41dが貫通する貫通孔42dと、ガイドシャフト44の一方の端部が嵌装される第1の嵌合孔42eとが形成されてなる。
一方、第1のフランジ部42bと対をなす第2のフランジ部42c側には、貫通孔42dに対応する孔(図示省略)と、第1の嵌合孔42eに対応し、ガイドシャフト44の他方の端部が嵌装される第2の嵌合孔42fとが形成されてなる。なお、第2のフランジ部42cに設けられる前記孔には、軸受部材Gが装着されてなる。そして、貫通孔42dを貫通して軸受部材G側に突出する突出部分の先端側に位置するリードスクリュー部41cの先端部41e部分が、軸受部材Gを通じて回転自在に軸支されてなる。
移動部材43は、回転軸41bにおけるリードスクリュー部41cの所定箇所に螺合(噛合)されたナットからなり、リードスクリュー部41cの回転により与えられた推力によって、リードスクリュー部41c上をリードスクリュー部41cの軸方向Xに沿い移動するものである。なお、この場合、移動部材43は、リードスクリュー部41cが回転駆動されることにより、リードスクリュー部41cの先端部41eあるいは末端部41dに移動(往復移動)するようになっている。
ガイドシャフト44は、例えば細長円柱形状の金属材からなり、リードスクリュー部41c(回転軸41b)と略平行状態をなすように、その一方の端部がケース体42の第1の嵌合孔42eに嵌合されると共に他方の端部がケース体42の第2の嵌合孔42fに嵌合されてなる。
動力伝達部材45は、ポリアセタール等の樹脂材料からなり、ベース部45aと、このベース部45aの表面部45bから上方に向けて、互いに対向するように突出形成された一対の第1,第2の対向壁45c,45dとを備えている。
ベース部45aには、ガイドシャフト44を挿通させるための略円形の貫通孔形状からなる挿通部45eと、移動部材43における両側面である第1,第2側面43a,43bの所要部と各々当接(面接触)してなる一対の第1,第2の当接部45f,45gとが形成されている。この場合、第1,第2の当接部45f,45gは、移動部材43の第1,第2側面43a,43bを部分的にサンドイッチするようにベース部45aに一体形成されてなる。
なお、この場合、移動部材43において、第1のフランジ部42b側の面を第1側面43aとし、第2のフランジ部42c側の面を第2側面43bとする。また、第1の当接部45fと第1側面43aとが当接すると共に第2の当接部45gと第2側面43bとが当接して、第1,第2の当接部45f,45gにより移動部材43がサンドイッチされているものとする。
また、第1,第2の対向壁45c,45dには、その先端側において、可動支持体20における立壁部21の鍔部21b(両面21c,21d)と各々点接触するような一対の第1,第2の突起部45h,45iが形成されてなる。かかる第1,第2の突起部45h,45iは、略半球形状からなり、その頂点部分にて鍔部21bの両面21c,21dと各々点接触するように鍔部21bをサンドイッチしてなる。換言すれば、第1の突起部45hと第2の突起部45iとは、所定の間隙を有して対向配置され、前記間隙に第1,第2の突起部45h,45iと両面21c,21dとが各々点接触するように鍔部21bが介在している構成となっている。
このように構成された第2の駆動手段40は、第2のステッピングモータ41aからの前記回転駆動力を受けてリードスクリュー部41cが回転駆動されると、リードスクリュー部41cに噛合された移動部材43が軸方向Xに沿い往復移動する。そして、例えば移動部材43が、第1のフランジ部42b側に移動している場合、移動部材43の第1側面43aには、これと面接触している第1の当接部45fを第1のフランジ部42b側に移動させるような推力が作用する。
かかる推力の作用によって、動力伝達部材45が、ガイドシャフト44に案内された状態で、移動部材43の移動に同期して軸方向Xに沿い第1のフランジ部42b側に移動してなる。この動力伝達部材45の移動と同時に、鍔部21bの両面21c,21dと各々点接触している第1,第2の突起部45h,45iは、鍔部21bの先端側に向けて両面21c,21d上を摺動するようになっている。このとき、動力伝達部材45は、その第1,第2の突起部45h,45iの鍔部21bの先端側への移動に伴い、鍔部21bに動力を伝達し、この鍔部21bへの動力伝達によって可動支持体20が固定支持体30上を前記反時計方向に回動する構成となっている。
なお、詳細説明は省略するが、移動部材43が、第1のフランジ部42b側ではなく第2のフランジ部42c側に移動する場合は、第1,第2の突起部45h,45iは、鍔部21bの先端側とは反対側に向けて両面21c,21d上を摺動し、可動支持体20が固定支持体30上を前記時計方向に回動する。
規制部材50は、ピン部材51と、第1,第2のスペーサ52,53と、付勢部材54と、Eリング55とから構成されている。
ピン部材51は、可動支持体20、固定支持体30、第1,第2のスペーサ52,53、付勢部材54、Eリング55の全てを挿通する軸部56と、可動支持体20上に位置する円板形状のフランジ部57とを有する金属部材からなる。
第1のスペーサ52は、可動支持体20と固定支持体30との間に位置しピン部材51の軸部56に挿通される金属製の環状平ワッシャーからなり、その孔径はピン部材51への挿入状態で軸部56の軸方向に移動可能な大きさに形成されている。
第2のスペーサ53は、固定支持体30と付勢部材54との間に位置しピン部材51の軸部56に挿通される金属製の環状平ワッシャーからなり、その孔径は第1のスペーサ52同様、ピン部材51への挿入状態で軸部56の軸方向に移動可能な大きさに形成されている。
付勢部材54は、第2のスペーサ53とEリング55との間に位置しピン部材51の軸部56に挿通される金属製のコイルスプリングからなり、第2のスペーサ53、固定支持体30、第2のスペーサ52、可動支持体20をピン部材51のフランジ部57側に押圧付勢する。
Eリング55は、ピン部材51の軸部56端部に固定され、付勢部材54の脱落を防止している。
このように構成される規制部材50は、可動支持体20と固定支持体30とが回動スラスト方向(固定支持体30に対して可動支持体20を回動させた際のスラスト方向)に分離(離間)しないようにフランジ部57と第2のスペーサ53との間に可動支持体20と固定支持体30とを挟んで前記回動スラスト方向における離間方向移動を規制するものであるが、前述のように第1,第2のスペーサ52,53の孔径は、ピン部材51の軸部56に対して軸方向移動可能な大きさに設定されると共に、長孔22の長手方向とは直交する方向の幅径及び孔部34の孔径も軸部56に対して移動可能な大きさに設定されている。なお長孔22の長手方向の幅径は、可動支持体20の回動移動を考慮した大きさに設定されている。
このため、ピン部材51は、長孔22、第1のスペーサ52、孔部34、第2のスペーサ53に挿通しただけの状態では、軸部56の軸方向に移動可能となるが、軸部56に付勢部材54を挿通し、且つ付勢部材54を圧縮した状態で軸部56の端部にEリング55を装着固定すると、付勢部材54の反発力により、フランジ部57と第2のスペーサ53との間で可動支持体20と固定支持体30とが第1のスペーサ52を挟んでフランジ部57側へ常時押圧された状態となり、これにより振動に伴うがたつきを防止しながら可動支持体20の回動を可能としている。
次に、表示ユニット2の組み付け例について説明する。まず、表示器10を図示省略した固定手段を介して可動支持体20に対し不動状態となるように固定する。
次に、可動支持体20の第1の嵌合部24及び当接部25を前記回動スラスト方向に沿って固定支持体30の第2の嵌合部32及び回動規制手段33に挿入、嵌合させた後、規制手段50を通じて可動支持体20と固定支持体30とを前記回動スラスト方向(反離間方向)に位置規制することで、表示器10を固定した可動支持体20が固定支持体30上に回転可能に組み付けられる。
規制手段50の組み付けは、可動支持体20と固定支持体30との間に第1のスペーサ52を介在させて、長孔22と第1のスペーサ52の挿通孔と孔部34とを位置合わせし、図6中、上方向からピン部材51の軸部56を長孔22、第1のスペーサ52の挿通孔、孔部34に挿入し、その後、図6中、下側から軸部56に第2のスペーサ53と付勢部材54を挿通させ、最後にEリング55を図6中、下側から軸部56に挿通させて付勢部材54を圧縮させた状態で固定し、完了となる。
次に、第2の駆動手段40における動力伝達部材45の第1,第2の突起部45h,45i間に可動支持体20における立壁部21の鍔部21bがサンドイッチされるように、第2の駆動手段40を固定支持体30に適宜取付手段を用いて取り付け固定する。
最後に、表示器10と可動支持体20と第2の駆動手段40とを搭載した固定支持体30をバックライトユニット3上に位置合わせしてハウジング1に取り付け固定する。
これにより、バックライトユニット3により生成された光は、固定支持体30及び可動支持体20の各開口部31,23を通じて表示パネル12を背後から照らし、表示光(表示像)Lを形成する。つまり、表示パネル12は、表示光Lを発する。
また、第2の駆動手段40に備えられる第2のステッピングモータ41aを作動させると、その回転駆動力によりナットである移動部材43がリードスクリュー41c上を移動すると共に、この移動部材43の移動に同期して動力伝達部材45が軸方向Xに沿い移動する。このとき、動力伝達部材45に備えられる第1,第2の突起部45h,45iが、可動支持体20における鍔部21bの両面21c,21d上を面方向に沿い摺動することで、鍔部21b(可動支持体20)に動力を伝達する。すると、この動力が可動支持体20に伝達され、可動支持体20上に搭載した表示器10が前述した時計方向または反時計方向に回転し、これにより表示光(表示像)を左右に回動させることができ、投影部材に対する表示光(表示像)の傾き(言い換えれば、乗員Pが視認可能な表示像である前記虚像の仮想水平線に対する傾き)を調整することが可能となる。
ここで、可動支持体20と固定支持体30とは各嵌合部24,32を通じた嵌合状態において、固定支持体30に対して可動支持体20を、表示パネル12の表示エリアDA内における中心位置を通り、且つ可動支持体20の前面部26から垂直に延びる回動軸線(他の回動軸線)R2を中心として回動動作させ、可動支持体20の配設位置を調整可能に構成されてなる。これにより表示パネル12は、第2の駆動手段40の駆動に伴い、その表示エリアDAの中心位置を基準に回動動作することになる。このことは、乗員Pが視認可能な表示像である前記虚像も、その中心位置を基準に回動することを意味してなる。
次に、本実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成を図12を用いて説明する。図12中、61は車速検出手段、62は操作手段(入力手段)、63は記憶手段、64は制御手段、65は素子駆動回路、66は光源駆動回路、67は第1のモータ駆動回路、68は第2のモータ駆動回路、12は表示パネル、3bは光源、5cは第1のステッピングモータ、41aは第2のステッピングモータである。
車速検出手段61は、車両の速度を検出するための車速センサからなり、車両の運転状態に応じた車速検出信号を検出し制御手段64に出力するものである。
操作手段62は、前記押ボタンスイッチ等からなり、第1のステッピングモータ5cを駆動させ凹面鏡5aの角度位置を調整するための操作データを制御手段64に出力するものである。
記憶手段63は、EEPROM等からなり、前記操作データに応じた後述する第1の設定位置データと、この第1の設定位置データにより定められる後述する第2の設定位置データとを記憶してなる。
制御手段64は、処理動作のプログラムが記憶されたROMや演算値を一時的に記憶するRAM、前記プログラムを実行するためのCPU等を有するマイクロコンピュータからなり、回路基板T上に搭載されている。
かかる制御手段64は、車速検出手段61からの車速検出信号や、操作手段62から入力した前記操作データ(入力信号)に基づいて、表示パネル12と光源3bと各ステッピングモータ5c、41aの動作を制御する制御信号を出力する。制御手段64の出力する制御信号は、表示パネル12と光源3bと各ステッピングモータ5c、41aに対応する個々のドライバ類(駆動回路)に入力され、これらドライバ類は、その信号入力に応じて表示パネル12、光源3b、各ステッピングモータ5c、41aを動作させる。
ここで、制御手段64は、まず、表示パネル12と光源3bと各ステッピングモータ5c、41aのうち、表示パネル12を駆動させるための指令信号を素子駆動回路65に出力し、この指令信号を受けて素子駆動回路65が表示パネル12を駆動し、表示パネル12に車両の車速を表示させる。制御手段64は、車両の速度が表示された後、光源3bを点灯動作させるための指令信号を光源駆動回路66に出力し、この指令信号を受けて光源駆動回路66が光源3bを点灯動作させ、これにより表示パネル12からは表示光(車速表示光)Lが発せられる。
制御手段64は、表示パネル12から表示光Lが発せられた後、記憶手段63に記憶された前記第1の設定位置データを読み出し、この読み出された第1の設定位置データに基づいて凹面鏡5aを後述する第1の設定位置に回動動作させるように、第1のステッピングモータ5cを駆動・制御する第1の駆動信号を出力し、この第1の駆動信号を受信した第1のモータ駆動回路67が第1のステッピングモータ5cを駆動させる信号を出力し、これにより第1のステッピングモータ5cが駆動する。
すると、第1のステッピングモータ5cの駆動によって、第1のステッピングモータ5cの回転軸が回転駆動し、かかる回転駆動力は、前記回転軸に取り付けられた歯車5g、歯車5gと噛合う保持部材5bの歯車部5eを通じて保持部材5bに伝達してなり、保持部材5bが回動軸線R1を中心として回動動作する。これにより凹面鏡5aの角度位置が前記第1の設定位置となるように調整される。かかる第1の設定位置とは、本実施形態の場合、図2中、保持部材5b底面と仮想水平線Fとのなす傾斜角度θが基準角度である45度から40度に調整された位置としている。
制御手段64は、凹面鏡5aの角度位置が前記第1の設定位置に調整された後、記憶手段63に記憶された前記第2の設定位置データに基づいて可動支持体20(表示パネル12)を後述する第2の設定位置に回動動作させるように、第2のステッピングモータ41aを駆動・制御する第2の駆動信号を出力し、この第2の駆動信号を受信した第2のモータ駆動回路68が第2のステッピングモータ41aを駆動させる信号を出力し、これにより第2のステッピングモータ41aが駆動する。
すると、第2のステッピングモータ41aの駆動によって、前述したように可動支持体20(表示器10)を他の回動軸線R2を中心として前記時計方向または前記反時計方向に回動動作させ、これに伴い例えば図13に示すように表示パネル12が、前記第1の設定位置に応じて定められた前記第2の設定位置となるように回動してなる。かかる第2の設定位置とは、本実施形態の場合、表示パネル12の基準位置(図13中、点線部分)から表示パネル12をその中心位置(他の回動軸線R2)を基準として時計方向に5度回動させた位置としている。
つまり、凹面鏡5aの角度位置(傾斜角度θ)が45度から40度に角度調整され、凹面鏡5aを前記操作データに応じて前記第1の設定位置に位置させたとき、表示像(虚像)は、フロントガラス6の上方に若干移動する。この際、フロントガラス6が所定の曲率を有していることに起因して、乗員Pが、傾いた状態の表示像を視認した場合であっても、この傾いた状態の表示像を正立像に戻すべく、表示パネル12を前記第1の設定位置に基づいて定められた前記第2の設定位置に回動動作させる構成となっている(換言すれば、前記第1の設定位置である凹面鏡5aの角度位置に連動して前記第2の設定位置である表示パネル12の配設位置が定められている)ことから、乗員Pは、フロントガラス6の位置に関係なく正立像を視認することが可能となる。
なお、上述した説明では、凹面鏡5aの傾斜角度θが45度から40度に調整された例であったが、例えば傾斜角度θが45度から50度に調整された場合は、表示像(虚像)が、フロントガラス6の下方に若干移動するが、この際、表示パネル12を所定角度だけ回動動作させ、傾いた状態の表示像ではなく正立像を視認させる構成としてもよい。
以上のように本実施形態では、表示パネル12が発した表示光Lを反射させる凹面鏡5aと、凹面鏡5aを回動軸線R1を中心として回動動作させる第1の駆動手段Kとを備え、凹面鏡5aによって反射された表示光Lをフロントガラス6に投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、表示パネル12を他の回動軸線R2を中心として回動動作させる第2の駆動手段40と、凹面鏡5aを前記第1の設定位置に回動動作させるための前記入力信号が入力されると、前記入力信号に基づいて凹面鏡5aを前記第1の設定位置に回動動作させるように第1の駆動手段K(第1のステッピングモータ5c)に前記第1の駆動信号を出力し、且つ、前記入力信号に基づいて表示パネル12を前記第1の設定位置に応じて定められた前記第2の設定位置に回動動作させるように第2の駆動手段40(第2のステッピングモータ41a)に前記第2の駆動信号を出力する制御手段64と、を備えてなることにより、フロントガラスの上下方向に表示像である虚像を移動させた場合であっても、表示パネル12を回動動作させることで、フロントガラスの位置に関係なく傾きのない正立像を得ることが可能となる。
また本実施形態では、前記入力信号に基づいて凹面鏡5aを前記第1の設定位置に位置調整した後に、表示パネル12を前記第2の設定位置に位置調整してなる例について説明したが、これとは逆に前記入力信号に基づいて表示パネル12を前記第2の設定位置に位置調整した後に、凹面鏡5aを前記第1の設定位置に位置調整してなる構成としてもよい。
また本実施形態では、前記入力信号として操作手段62から入力される操作データを採用した例について説明したが、例えば前記入力信号としてCAN(Controller Area Network)通信によって入力されるCAN通信データを採用してもよい。
また本実施形態では、可動支持体20を表示パネル12の表示エリアDA内の前記中心位置を通り、且つ可動支持体20の前面部26から垂直に延びる他の回動軸線R2を中心として回動させたが、他の回動軸線R2の設定位置はこれに限らず、あらゆる位置(任意)に設定できる。例えば表示パネル12において、前記中心位置とは異なる所定位置を通り、且つ可動支持体20の前面部26から垂直に延びる軸線を他の回動軸線R2として可動支持体20を回動させてもよい。
なお本実施形態では、表示ユニット2から発せられる表示光Lが、フロントガラス6に投射される例について説明したが、例えばフロントガラス6に表示光Lを良好に乗員P方向に反射させるコンバイナフィルムを設けてもよいし、あるいはフロントガラス6とは別の専用の反射体に表示光Lを投射する構成としてもよい。
2 表示ユニット
4 第1反射器
5 第2反射器
5a 凹面鏡(反射部材)
5b 保持部材
5c 第1のステッピングモータ
5e 歯車部
5g 歯車
6 フロントガラス(投影部材)
10 表示器
12 表示パネル(表示素子)
20 可動支持体
40 第2の駆動手段
41 駆動部材
41a 第2のステッピングモータ
62 操作手段(入力手段)
63 記憶手段
64 制御手段
K 第1の駆動手段
L 表示光(表示像)
R1 回動軸線
R2 他の回動軸線
4 第1反射器
5 第2反射器
5a 凹面鏡(反射部材)
5b 保持部材
5c 第1のステッピングモータ
5e 歯車部
5g 歯車
6 フロントガラス(投影部材)
10 表示器
12 表示パネル(表示素子)
20 可動支持体
40 第2の駆動手段
41 駆動部材
41a 第2のステッピングモータ
62 操作手段(入力手段)
63 記憶手段
64 制御手段
K 第1の駆動手段
L 表示光(表示像)
R1 回動軸線
R2 他の回動軸線
Claims (1)
- 表示素子が発した表示光を反射させる反射部材と、前記反射部材を所定の回動軸線を中心として回動動作させる第1の駆動手段とを備え、
前記反射部材によって反射された前記表示光を投影部材に投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
前記表示素子を前記回動軸線とは異なる他の回動軸線を中心として回動動作させる第2の駆動手段と、
前記反射部材を第1の設定位置に回動動作させるための入力信号が入力されると、前記入力信号に基づいて前記反射部材を前記第1の設定位置に回動動作させるように前記第1の駆動手段に第1の駆動信号を出力し、且つ、前記表示素子を前記第1の設定位置に応じて定められた第2の設定位置に回動動作させるように前記第2の駆動手段に第2の駆動信号を出力する制御手段と、を備えてなることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007307266A JP2009126494A (ja) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2007
- 2007-11-28 JP JP2007307266A patent/JP2009126494A/ja active Pending
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