JP7730231B2 - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Description

本開示は、筐体の内部において角度を変更することができるミラーを有するヘッドアップディスプレイに関する。

特許文献１には、表示光を反射させる凹面鏡（ミラー）が軸受部材（支持部材）により回転自在に支持されているヘッドアップディスプレイが開示されている。

特開２０１９－７８９６６号公報

しかしながら、上記のヘッドアップディスプレイでは、ミラーが軸受部材によって回転自在に支持される状態で、筐体に固定する作業が煩雑になり得る。

そこで、本開示は、ミラーが軸受部材によって回転自在に支持される状態で、筐体に固定する作業を容易に行うことができるヘッドアップディスプレイを提供する。

本開示の一態様に係るヘッドアップディスプレイは、ミラー本体と、回転軸となる軸部を有するミラーと、前記ミラーの前記軸部を回転自在に支持する軸受部材と、前記軸部に貫通され、前記ミラーを前記軸受部材に対して、前記回転軸における所定の回転方向に付勢するトーションスプリングと、前記ミラー、前記軸受部材、及び、前記トーションスプリングを収容する筐体と、を備え、前記トーションスプリングは、前記軸受部材の前記ミラーとは反対側に配置され、前記軸受部材は、前記反対側に突出し、前記トーションスプリングの一端が掛けられる突起部を有し、前記筐体は、前記軸受部材と嵌合して、前記軸受部材を固定する凹部を有し、前記軸受部材は、さらに、前記突起部の高さよりも大きく突出する平板部を有し、前記突起部は、前記平板部が延在する方向に配置され、前記軸受部材は、前記突起部と、前記平板部との間に配置される窪みを有する。

本開示のヘッドアップディスプレイは、ミラーが軸受部材によって回転自在に支持される状態で、筐体に固定する作業を容易に行うことができる。

図１は、実施の形態に係るヘッドアップディスプレイの使用例を示す図である。 図２は、実施の形態に係るヘッドアップディスプレイにより表示される画像の領域を示す図である。 図３は、実施の形態におけるヘッドアップディスプレイの筐体の上部筐体を除いた分解斜視図である。 図４は、下部筐体に対するミラーの接続部分の分解斜視図である。 図５は、下部筐体に対するミラーの接続部分の上面視図、側面視図、及び、斜視図である。 図６は、下部筐体に対するミラーの接続部分の上面視図、側面視図、及び、斜視図である。 図７は、ミラーが回転する前の初期状態の第１姿勢を示す側面図である。 図８は、ミラーが回転して角度が調整された後の状態の第２姿勢を示す側面図である。 図９は、上部筐体を除いた状態における軸受部材の周辺の斜視図である。 図１０は、図９におけるＸ－Ｘ断面図である。 図１１は、図１０におけるＸＩ－ＸＩ断面図である。 図１２は、変形例に係る、下部筐体に対するミラーの接続部分の分解斜視図である。 図１３は、変形例に係る、ミラーの接続部分を拡大した斜視図である。

（本開示の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、ヘッドアップディスプレイに関し、以下の問題が生じることを見出した。

特許文献１のヘッドアップディスプレイでは、軸受部材が筐体に固定される構成であるため、ミラーを軸受部材に取り付けてから筐体に軸受部材を取り付ける作業を行う必要がある。よって、軸受部材を筐体に固定する作業が繁雑になり得る。

以上のことから、ミラーが軸受部材によって回転自在に支持される状態で、筐体に固定する作業を容易に行うことができるヘッドアップディスプレイが求められている。

そこで、本開示の一態様に係るヘッドアップディスプレイは、ミラー本体と、回転軸となる軸部を有するミラーと、前記ミラーの前記軸部を回転自在に支持する軸受部材と、前記軸部に貫通され、前記ミラーを前記軸受部材に対して、前記回転軸における所定の回転方向に付勢するトーションスプリングと、前記ミラー、前記軸受部材、及び、前記トーションスプリングを収容する筐体と、を備え、前記トーションスプリングは、前記軸受部材の前記ミラーとは反対側に配置され、前記軸受部材は、前記反対側に突出し、前記トーションスプリングの一端が掛けられる突起部を有し、前記筐体は、前記軸受部材と嵌合して、前記軸受部材を固定する凹部を有する。

このため、ヘッドアップディスプレイの組立作業の作業者は、軸受部材及びトーションスプリングが設けられた状態のミラーを、筐体の凹部に嵌合させることで、ミラーを軸受部材によって回転可能に支持された状態で筐体に取り付けることが容易にできる。つまり、作業者は、ミラーが軸受部材によって回転自在に支持される状態で、ミラーを筐体１１０に固定する作業を容易に行うことができる。

また、前記突起部の高さは、前記トーションスプリングの前記一端の太さよりも大きくてもよい。

このため、トーションスプリングの一端を突起部に引っ掛けたままとすることができ、トーションスプリングの一端が突起部から外れることを低減することができる。

また、前記軸受部材は、さらに、前記突起部の高さよりも大きく突出する平板部を有してもよい。

このため、軸受部材の剛性を向上させることができ、軸受部材の耐久性を向上させることができる。

また、前記突起部は、前記平板部が延在する方向に配置され、前記軸受部材は、前記突起部と、前記平板部との間に配置される窪みを有してもよい。

このため、トーションスプリングに回転方向に付勢力が発生しない状態で、トーションスプリングの一端を窪みに収めることができる。

また、前記窪みから前記突起部までの間の部分は、前記軸部の軸方向に対して傾斜していてもよい。

このため、組立作業を行う作業者は、トーションスプリングの一端を窪みから突起部の窪みとは反対側に引っ掛けるために移動させるときに、突起部の窪み側に引っ掛かることを抑制でき、スムーズに移動させることができる。

また、前記筐体の前記凹部は、前記軸受部材と密着していてもよい。

これにより、軸受部材と筐体の凹部との間の隙間を０にすることができ、ミラーが振動することを低減することができ、映像の表示ブレを低減することができる。

また、前記軸受部材は、前記軸受部材の前記平板部を除く部分が前記凹部に嵌合することで、前記凹部に固定されていてもよい。

このため、軸受部材の平板部を除く部分を凹部に固定することができる。

また、前記凹部は、前記軸受部材が嵌合している第１空間を形成する第１部分と、前記第１空間の下方に設けられ、前記第１空間よりも小さい第２空間とを形成する第２部分とを有してもよい。

また、前記筐体は、第１部材と、前記第１部材と共に前記筐体の空間を形成する第２部材とを有し、前記軸受部材の前記平板部は、前記第１部材及び前記第２部材に挟まれていてもよい。

このように、軸受部材は、平板部が第１部材と第２部材とに挟まれているため、より強固に筐体に固定される。

また、前記軸受部材は、さらに、前記平板部が締結部材で貫通されて前記筐体に固定されることで、前記凹部に固定されていてもよい。

このように、軸受部材は、平板部が締結部材により貫通された状態で、筐体に固定されるため、より強固に筐体に固定される。

また、さらに、前記ミラーを回転させる動力を発生する駆動部を備え、前記ミラーは、前記駆動部からの動力を前記軸部に伝達するためのギア部材を有してもよい。

このように、ミラーに後付けでギア部材を取り付けることができるため、ギア部材を他の形状のミラーまたは他の形状の筐体にも適用させることが容易にできる。

また、さらに、押し込まれることでオン状態に遷移するスイッチを備え、前記ギア部材は、前記ミラーが回転開始の姿勢であるときに、前記スイッチを押し込む凸部を有してもよい。

このため、スイッチのオン状態であることで、ミラーが第１姿勢であることを検知することができる。

また、前記トーションスプリングは、さらに、圧縮バネとしての機能を有し、前記ヘッドアップディスプレイは、さらに、前記軸部の端部に固定され、前記軸受部材と共に前記トーションスプリングを挟んで圧縮した状態で前記トーションスプリングが伸張することを規制する規制部材を備えてもよい。

このように、規制部材がトーションスプリングを圧縮した状態に規制するため、ミラーの回転軸の方向における位置を規制することができる。トーションスプリングで回転軸の方向に付勢されることでミラーの回転軸の方向における位置が規制されるため、ヘッドアップディスプレイが振動した場合に、振動による衝撃が筐体からミラーの軸部に伝達されることを低減することができる。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
［１．ヘッドアップディスプレイの使用例］
まず、図１および図２を参照しながら、本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１００の使用例および概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１００の使用例を示す図である。図２は、本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１００により表示される画像の表示領域を示す図である。

本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ１００は、車載用のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）として構成され、車両３００のダッシュボード３０１の上面付近に取り付けられる。

このヘッドアップディスプレイ１００は、表示媒体であるウインドシールド（フロントガラス）３０２の領域Ｄ１に光を投射する。投射された光はウインドシールド３０２に反射される。この反射光は、ヘッドアップディスプレイ１００のユーザである運転席に座る運転者の目に向かう。運転者は、目に入ったその反射光を、ウインドシールド３０２越しに見える実際にある物を背景に、ウインドシールド３０２の反対側（車外側）に見える虚像Ｉ１として捉える。本実施の形態においてはこの一連の状況を、ヘッドアップディスプレイ１００はウインドシールド３０２を用いて虚像Ｉ１を表示する、と表現する。

図２は、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ１００によって光が投射される領域であるＤ１の一例を示す図である。

図２が示すように、ダッシュボード３０１に取り付けられたヘッドアップディスプレイ１００は例えば、光をウインドシールド３０２の運転席側下寄りに位置する領域Ｄ１（図中破線で囲まれた領域）に投射する。これにより、運転席に座る運転者から見てウインドシールド３０２の反対側（車外側）に見える虚像Ｉ１（図１参照）が表示される。

［２．ヘッドアップディスプレイの構成］
次に、図１及び図３を用いて、ヘッドアップディスプレイ１００の構成について説明する。図３は、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ１００の筐体の上部筐体を除いた分解斜視図である。

なお、図３以降の図では、鉛直方向をＺ軸方向とし、車両の進行方向、かつ、Ｚ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に垂直な方向（車両の左右方向）をＹ軸方向とする。

ヘッドアップディスプレイ１００は、図１に示すように、筐体１１０と、ミラー１３０と、ミラー１４０と、液晶モジュール２００とを備える。また、ヘッドアップディスプレイ１００は、図３に示すように、ミラー１４０を筐体１１０に接続するための各種構成要素と、駆動部１９０とを備える。

筐体１１０は、上部に開口部１１４が形成された、Ｙ軸方向に長い略直方体状の形状を有する箱体の上部を構成する上部筐体１１１と、箱体の化部を構成する下部筐体１１２と、上部筐体１１１の開口部１１４を塞ぐ透明カバー１１３とを有する。上部筐体１１１と、下部筐体１１２とは、共に筐体１１０の空間Ｓ１を形成する。上部筐体１１１は、第１部材の一例であり、下部筐体１１２は、第２部材の一例である。筐体１１０は、ミラー１３０と、ミラー１４０と、液晶モジュール２００とを収容している。筐体１１０は、例えば、樹脂により構成されるが、金属により構成されてもよい。

ミラー１３０は、液晶モジュール２００により投影された映像を反射するミラーである。ミラー１４０は、ミラー１３０で反射された映像をさらに反射し、反射した映像を、開口部１１４を介してヘッドアップディスプレイ１００の外部に投影する。具体的には、ミラー１４０により反射された映像は、ウインドシールド３０２に投影される。ミラー１３０およびミラー１４０は、本実施の形態では、Ｙ軸方向に長い矩形板状の部材である。ミラー１３０、１４０は、例えば、樹脂、金属などにより構成される。

駆動部１９０は、ミラー１４０を回転させる動力を発生する。具体的には、駆動部１９０は、ミラー１４０の角度を変更するための動力をミラー１４０に付与する、例えば、モータである。駆動部１９０の回転軸と、ミラー１４０の回転軸とは、動力伝達部材により接続されている。駆動部１９０による動力は、動力伝達部材を介してミラー１４０に伝達される。動力伝達部材は、本実施の形態では、ギアである。動力伝達部材は、ギアに限らずにベルトであってもよい。

液晶モジュール２００は、液晶パネルに光源からの光を照射することで映像を投影する映像生成部の一例である。なお、液晶モジュール２００は、本実施の形態では、全部が筐体１１０に収容される構成としたが、その一部が筐体１１０に収容される構成であってもよいし、筐体１１０の外部に配置される構成であってもよい。

［３．ミラー１４０の接続部分の構成］
次に、下部筐体１１２に対するミラー１４０の接続部分の構成について、図３及び図４を用いて説明する。図４は、下部筐体１１２に対するミラー１４０の接続部分の分解斜視図である。

図３及び図４に示すように、ミラー１４０は、下部筐体１１２の支持部１１５、１１６に対してＹ軸方向に平行な回転軸ＡＸ１で回転自在に支持される。

ミラー１４０は、ミラー本体１４１と、ミラー本体１４１の回転軸ＡＸ１となる軸部１４２、１４３とを有する。ミラー本体１４１は、Ｙ軸方向に長い矩形板状の部材であり、表面にミラーが設けられている部位である。軸部１４２は、ミラー本体１４１のＹ軸方向マイナス側の端面からＹ軸方向マイナス側に突出している円柱形状の部位である。軸部１４３は、ミラー本体１４１のＹ軸方向プラス側の端面からＹ軸方向プラス側に突出している円柱形状の部位である。軸部１４２と軸部１４３とは、回転軸ＡＸ１上に配置されており、回転軸ＡＸ１でミラー本体１４１が回転自在となるように支持される部位である。

軸部１４２は、下部筐体１１２の支持部１１５により支持され、軸部１４３は、下部筐体１１２の支持部１１６により支持される。軸部１４２には、ギア部材１５０、軸受部材１６０、トーションスプリング１７０、及び、規制部材１８０が設けられている。

ギア部材１５０は、軸部１４２と駆動部１９０との間に亘って設けられる部材であり、駆動部１９０からの動力を軸部１４２に伝達するための部材である。ギア部材１５０は、軸部１４２に固定される固定部１５１と、駆動部１９０からの動力を受けるギア部１５２とを有する。ギア部材１５０は、軸部１４２を貫通した締結部材１５５が固定部１５１に固定されることで、軸部１４２に固定される。また、ギア部材１５０は、さらに、トーションスプリング１７０の端部が固定される孔１５３を有していてもよい。また、ギア部材１５０は、さらに、凸部１５４を有していてもよい。凸部１５４の機能については、後述する。

軸受部材１６０は、ミラー１４０の軸部１４２を回転自在に支持する部材である。軸受部材１６０は、軸部１４２に貫通される貫通孔１６２を有する軸受本体１６１と、回転軸ＡＸ１に平行な平板部１６３とを有する。貫通孔１６２は、軸受本体１６１からＹ軸方向マイナス側に突出する円筒形状の部位に囲われていてもよい。平板部１６３は、Ｘ－Ｙ平面に平行であり、軸受本体１６１の上端に配置される。平板部１６３は、Ｘ軸方向に長い矩形板状の部位である。

また、軸受部材１６０は、Ｙ軸方向マイナス側、つまり、軸受部材１６０のミラー１４０のミラー本体１４１とは反対側に突出する突起部１６４を有する。突起部１６４は、トーションスプリング１７０の一端１７１が掛けられる部位である。突起部１６４は、平板部１６３が延在する方向、つまり、平板部１６３を通り、平板部１６３に平行なＸ－Ｙ平面が存在する方向に配置される。なお、平板部１６３は、Ｙ軸方向マイナス側に、突起部１６４の高さよりも大きく突出している。つまり、軸受本体１６１からのＹ軸方向マイナス側への突出量は、平板部１６３の方が突起部１６４よりも大きい。

また、軸受部材１６０は、さらに、平板部１６３と、突起部１６４との間に配置される窪み１６５を有する。平板部１６３と、突起部１６４とは、軸受本体１６１からＹ軸方向マイナス側に突出している部位を有する。つまり、窪み１６５は、平板部１６３及び突起部１６４と比較して、軸受本体１６１からＹ軸方向マイナス側に突出する突出量が少ない部位である。なお、窪み１６５は、軸受本体１６１からＹ軸方向マイナス側に突出する突出量が０の部位であってもよい。

また、平板部１６３は、貫通孔１６６を有する。貫通孔１６６の機能については、後述する。

トーションスプリング１７０は、軸部１４２に貫通され、軸受部材１６０のミラー１４０のミラー本体１４１とは反対側に配置される。トーションスプリング１７０は、その一端１７１が突起部１６４に掛けられて固定され、その他端１７２がギア部材１５０の孔１５３に固定される。トーションスプリング１７０は、一端１７１と他端１７２とが回転軸ＡＸ１を中心とする円の周方向に近づいた場合に、周方向に遠ざかる方向に反発する力を発生する。つまり、トーションスプリング１７０は、回転軸ＡＸ１の回転方向にギア部材１５０と軸受部材１６０とを遠ざける回転方向に付勢力を発生する。

また、トーションスプリング１７０は、さらに、圧縮バネとしての機能を有していてもよい。つまり、トーションスプリング１７０は、軸部１４２に貫通されるコイルの部分がＹ軸方向に圧縮された場合に、伸長する方向に反発する力を発生する。

規制部材１８０は、軸部１４２のＹ軸方向マイナス側の端部に固定され、軸受部材１６０と共にトーションスプリング１７０を挟んで圧縮した状態でトーションスプリング１７０が伸長することを規制する。規制部材１８０は、軸部１４２の回転軸ＡＸ１に垂直な方向に軸部１４２から遠ざかる方向に広がる板状の形状を有する。規制部材１８０は、Ｙ軸方向においてトーションスプリング１７０の少なくとも一部に重なる位置に設けられる。

このように、規制部材１８０がトーションスプリング１７０を圧縮した状態に規制するため、ミラー１４０の回転軸ＡＸ１の方向における位置を規制することができる。トーションスプリング１７０で回転軸ＡＸ１の方向に付勢されることでミラー１４０の回転軸ＡＸ１の方向における位置が規制されるため、ヘッドアップディスプレイ１００が振動した場合に、振動による衝撃が筐体１１０からミラー１４０の軸部１４２に伝達されることを低減することができる。

ここで、トーションスプリング１７０の固定方法について、図５及び図６を用いて説明する。

図５及び図６は、下部筐体１１２に対するミラー１４０の接続部分の上面視図、側面視図、及び、斜視図である。図５は、トーションスプリング１７０の一端１７１を軸受部材１６０の突起部１６４に掛ける前の状態を示し、図６は、一端１７１を突起部１６４に掛けた後の状態を示す。図５及び図６の（ａ）は上面視図であり、（ｂ）は側面視図であり、（ｃ）は斜視図である。

図５に示すように、軸部１４２にギア部材１５０、軸受部材１６０、トーションスプリング１７０及び規制部材１８０が組み立てられた状態で、トーションスプリング１７０の一端１７１は、軸受部材１６０の窪み１６５の位置に配置される。この状態で、トーションスプリング１７０の一端１７１を窪み１６５の位置から突起部１６４のＸ軸方向プラス側に移動させる。この結果、図６に示すように、トーションスプリング１７０の一端１７１は、突起部１６４のＸ軸方向プラス側の位置に掛けられて固定される。つまり、トーションスプリング１７０の一端１７１と他端１７２とは、軸部１４２周りの周方向に近づいた状態で固定される。よって、トーションスプリング１７０は、図６の（ｂ）に示すように、軸受部材１６０に対して、ギア部材１５０を右回りの回転方向に付勢することになる。ギア部材１５０は、ミラー１４０の軸部１４２に固定されているため、トーションスプリング１７０は、軸受部材１６０に対してミラー１４０を右回りの回転方向に付勢することになる。このため、作業者は、トーションスプリング１７０の一端１７１を窪み１６５から突起部１６４のＸ軸方向プラス側へ移動させて突起部１６４に引っ掛けるだけで、トーションスプリング１７０を、軸受部材１６０とミラー１４０との間に回転方向の付勢力を付与する状態に容易にできる。よって、作業効率を向上させることができる。

なお、軸受部材１６０において、窪み１６５から突起部１６４までの間の部分１６７は、軸部１４２の軸方向ＡＸ１に対して傾斜している。このため、組立作業を行う作業者は、トーションスプリング１７０の一端１７１を窪み１６５から突起部１６４のＸ軸方向プラス側に移動させるときに、突起部１６４のＸ軸方向マイナス側に引っ掛かることを抑制でき、スムーズに移動させることができる。

また、軸受部材１６０において、突起部１６４の高さ（つまり、突起部１６４の軸受本体１６１からのＹ軸方向マイナス側への突出量）は、トーションスプリング１７０の一端１７１の太さよりも大きい。このため、トーションスプリング１７０の一端１７１を突起部１６４に引っ掛けたままとすることができ、トーションスプリング１７０の一端１７１が突起部１６４から外れることを低減することができる。

次に、トーションスプリング１７０により軸受部材１６０とミラー１４０及びギア部材１５０との間に付勢力を働かせる効果について図７及び図８を用いて説明する。

図７は、ミラー１４０が回転する前の初期状態の第１姿勢を示す側面図である。図８は、ミラー１４０が回転して角度が調整された後の状態の第２姿勢を示す側面図である。

なお、ミラー１４０の初期状態の第１姿勢は、水平方向ＤＩ１に対して角度θ１の方向ＤＩ１１に平行な姿勢である。ミラー１４０の調整後の状態の第２姿勢は、水平方向ＤＩ１に対して角度θ２の方向ＤＩ１２に平行な姿勢である。

軸受部材１６０は、下部筐体１１２に固定されているため、トーションスプリング１７０により図７及び図８で示す右回りの回転方向に付勢力が働くと、ギア部材１５０のギア部１５２の各歯の右回転方向側の側面（歯面）が、駆動部１９０のギア１９１の各歯の左回転方向側の側面（歯面）と接触した状態が維持される。よって、ミラー１４０が第１姿勢であっても第２姿勢であっても、ギア部１５２の歯面が駆動部１９０のギア１９１の歯面と接触した状態が維持されるため、ミラー１４０のがたつきを低減することができる。

また、図７及び図８を用いて、ギア部材１５０の凸部１５４の機能について説明する。

凸部１５４は、図７に示すように、ミラー１４０が初期状態の第１姿勢である場合に、スイッチ１５６を押し込んだ状態となる。スイッチ１５６は、例えば図９に示すように、下部筐体１１２に対して固定されている。スイッチ１５６は、押し込まれることでオン状態に遷移し、押し込まれた状態が解除されるとオフ状態に遷移する。スイッチ１５６は、例えば、タクタイルスイッチである。図示しない制御部は、例えば、スイッチ１５６がオン状態である場合に、ミラー１４０の姿勢が第１姿勢である判定できる。また、凸部１５４は、図８に示すように、ミラー１４０が第２姿勢である場合に、スイッチ１５６から離れる。このため、制御部は、例えば、スイッチ１５６がオフ状態である場合に、ミラー１４０の姿勢が第１姿勢でないと判定できる。よって、制御部は、スイッチ１５６のオン状態である場合に第１姿勢であると容易に判定することができる。

次に、軸受部材１６０と下部筐体１１２との接続形態について、図９～図１１を用いて説明する。図９は、上部筐体１１１を除いた状態における軸受部材１６０の周辺の斜視図である。図１０は、図９におけるＸ－Ｘ断面図である。具体的には、図１０は、回転軸ＡＸ１を通るＸ－Ｙ平面で、上部筐体１１１を除くヘッドアップディスプレイ１００を切断した場合の断面図である。図１１は、図１０におけるＸＩ－ＸＩ断面図である。具体的には、図１１は、軸受部材１６０の軸受本体１６１のＹ軸方向における中心を通るＸ－Ｚ平面で切断した場合の断面図である。

これらの図に示すように、支持部１１５は、軸受部材１６０の軸受本体１６１、つまり、軸受部材１６０の平板部１６３を除く部分が嵌合する凹部（溝部）により構成されている。支持部１１５である凹部は、軸受本体１６１と嵌合することで軸受部材１６０を下部筐体１１２に固定する。支持部１１５である凹部は、軸受部材１６０の軸受本体１６１と密着している。具体的には、支持部１１５である凹部のＹ軸方向における幅と、軸受本体１６１のＹ軸方向における幅とは、幅Ｗ１であり、互いに等しい。また、支持部１１５である凹部のＸ軸方向における幅と、軸受本体１６１のＸ軸方向における幅とは、幅Ｗ２であり、互いに等しい。なお、軸受本体１６１は、支持部１１５の凹部に圧入されていてもよいし、支持部１１５の凹部との間のクリアランスが０であってもよい。これにより、軸受部材１６０と下部筐体１１２の支持部１１５との間の隙間を０にすることができ、ミラー１４０が振動することを低減することができ、映像の表示ブレを低減することができる。

また、支持部１１５は、図１１に示すように、軸受部材１６０の軸受本体１６１が嵌合している第１空間Ｓ１１を形成する第１部分１１５ａと、第１空間Ｓ１１の下方に設けられ、第１空間Ｓ１１よりも小さい第２空間Ｓ１２を形成する第２部分１１５ｂとを有する。第２空間Ｓ１２は、第１空間Ｓ１１よりもＸ軸方向の幅が小さい。第２空間Ｓ１２は、ギア部材１５０の孔１５３とトーションスプリング１７０の他端１７２とが通過可能な空間である。第２空間Ｓ１２は、ミラー１４０の角度が変更されて、ギア部材１５０の孔１５３とトーションスプリング１７０の他端１７２とが移動する範囲に形成されている。第２空間Ｓ１２は、第１空間よりもＸ軸方向の幅が小さいため、下部筐体１１２のＸ軸方向マイナス側の外壁から第２空間Ｓ１２まで、壁を設けることができ、下部筐体１１２の剛性を向上させることができる。

また、軸受部材１６０は、平板部１６３が上部筐体１１１と下部筐体１１２とに挟まれることで、筐体１１０に固定されている。また、軸受部材１６０は、平板部１６３が締結部材１１７で貫通されて筐体１１０に固定されることで、支持部１１５の凹部に固定されている。締結部材１１７は、平板部１６３の貫通孔１６６を貫通している。締結部材１１７は、例えば、ビスである。

このように、軸受部材１６０は、平板部１６３が上部筐体１１１と下部筐体１１２とに挟まれているため、より強固に筐体１１０に固定されうる。また、軸受部材１６０は、平板部１６３が締結部材１１７により貫通された状態で、筐体１１０に固定されるため、より強固に筐体１１０に固定される。

締結部材１１７は、筐体１１０の外側の位置において、筐体１１０の外壁に近い位置で、下部筐体１１２及び軸受部材１６０の平板部１６３を貫通して上部筐体１１１の孔１１１ａに固定される。

［４．効果など］
本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１００は、ミラー１４０と、軸受部材１６０と、トーションスプリング１７０と、筐体１１０とを備える。ミラー１４０は、ミラー本体１４１と、回転軸ＡＸ１となる軸部１４２を有する。軸受部材１６０は、ミラー１４０の軸部１４２を回転自在に支持する。トーションスプリング１７０は、軸部１４２に貫通され、ミラー１４０を軸受部材１６０に対して、回転軸ＡＸ１における所定の回転方向に付勢する。筐体１１０は、ミラー１４０、軸受部材１６０、及び、トーションスプリング１７０を収容する。トーションスプリング１７０は、軸受部材１６０のミラー１４０とは反対側に配置される。軸受部材１６０は、軸受部材１６０のミラー１４０とは反対側に突出し、トーションスプリング１７０の一端１７１が掛けられる突起部１６４を有する。筐体１１０は、軸受部材１６０と嵌合して、軸受部材１６０を固定する凹部（支持部１１５）を有する。

このため、ヘッドアップディスプレイ１００の組立作業の作業者は、軸受部材１６０及びトーションスプリング１７０が設けられた状態のミラー１４０を、筐体１１０の支持部１１５の凹部に嵌合させることで、ミラー１４０を軸受部材１６０によって回転可能に支持された状態で筐体１１０に取り付けることが容易にできる。つまり、作業者は、ミラー１４０が軸受部材１６０によって回転自在に支持される状態で、ミラー１４０を筐体１１０に固定する作業を容易に行うことができる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、突起部１６４の高さは、トーションスプリング１７０の一端の太さよりも大きい。このため、トーションスプリング１７０の一端１７１を突起部１６４に引っ掛けたままとすることができ、トーションスプリング１７０の一端１７１が突起部１６４から外れることを低減することができる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、軸受部材１６０は、さらに、突起部１６４の高さよりも大きく突出する平板部１６３を有する。このため、軸受部材１６０の剛性を向上させることができ、軸受部材１６０の耐久性を向上させることができる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、突起部１６４は、平板部１６３が延在する方向に配置される。軸受部材１６０は、突起部１６４と、平板部１６３との間に配置される窪み１６５を有する。このため、トーションスプリング１７０に回転方向に付勢力が発生しない状態で、トーションスプリング１７０の一端１７１を窪み１６５に収めることができる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、窪み１６５から突起部１６４までの間の部分１６７は、軸部１４２の軸方向ＡＸ１に対して傾斜している。このため、組立作業を行う作業者は、トーションスプリング１７０の一端１７１を窪み１６５から突起部１６４のＸ軸方向プラス側に移動させるときに、突起部１６４のＸ軸方向マイナス側に引っ掛かることを抑制でき、スムーズに移動させることができる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、筐体１１０の支持部１１５の凹部は、軸受部材１６０と密着している。これにより、軸受部材１６０と下部筐体１１２の支持部１１５との間の隙間を０にすることができ、ミラー１４０が振動することを低減することができ、映像の表示ブレを低減することができる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、軸受部材１６０は、軸受部材１６０の平板部１６３を除く部分が支持部１１５の凹部に嵌合することで、当該凹部に固定されている。このため、軸受部材１６０の軸受本体１６１を凹部に固定することができる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、支持部１１５の凹部は、軸受部材１６０が嵌合している第１空間Ｓ１１を形成する第１部分１１５ａと、第１空間Ｓ１１の下方に設けられ、第１空間Ｓ１よりも小さい第２空間Ｓ１２とを形成する第２部分１１５ｂとを有する。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、筐体１１０は、上部筐体１１１と、上部筐体１１１と共に筐体１１０の空間Ｓ１を形成する下部筐体１１２とを有する。軸受部材１６０の平板部１６３は、上部筐体１１１及び下部筐体１１２に挟まれている。このように、軸受部材１６０は、平板部１６３が上部筐体１１１と下部筐体１１２とに挟まれているため、より強固に筐体１１０に固定される。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、軸受部材１６０は、さらに、平板部１６３が締結部材１１７で貫通されて筐体１１０に固定されることで、支持部１１５の凹部に固定されている。このように、軸受部材１６０は、平板部１６３が締結部材１１７により貫通された状態で、筐体１１０に固定されるため、より強固に筐体１１０に固定される。

また、ヘッドアップディスプレイ１００は、さらに、ミラー１４０を回転させる動力を発生する駆動部１９０を備える。ミラー１４０は、駆動部１９０からの動力を軸部１４２に伝達するためのギア部材１５０を有する。このように、ミラー１４０に後付けでギア部材１５０を取り付けることができるため、ギア部材１５０を他の形状のミラーまたは他の形状の筐体にも適用させることが容易にできる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００は、さらに、押し込まれることでオン状態に遷移するスイッチ１５６を備える。ギア部材１５０は、ミラー１４０が回転開始の姿勢、つまり、第１姿勢であるときに、スイッチ１５６を押し込む凸部１５４を有する。このため、制御部は、スイッチ１５６のオン状態である場合に第１姿勢であると容易に判定することができる。

また、ヘッドアップディスプレイ１００において、トーションスプリング１７０は、さらに、圧縮バネとしての機能を有する。ヘッドアップディスプレイ１００は、さらに、規制部材１８０を備える。規制部材１８０は、軸部１４２の端部に固定され、軸受部材１６０と共にトーションスプリング１７０を挟んで圧縮した状態でトーションスプリング１７０が伸張することを規制する。このように、規制部材１８０がトーションスプリング１７０を圧縮した状態に規制するため、ミラー１４０の回転軸ＡＸ１の方向における位置を規制することができる。トーションスプリング１７０で回転軸ＡＸ１の方向に付勢されることでミラー１４０の回転軸ＡＸ１の方向における位置が規制されるため、ヘッドアップディスプレイ１００が振動した場合に、振動による衝撃が筐体１１０からミラー１４０の軸部１４２に伝達されることを低減することができる。

［５．変形例］
上記実施の形態では、ミラー１４０は、軸部１４２に取り付けられたギア部材１５０により、駆動部１９０からの動力を受ける構成としたが、これに限らない。例えば、図１２及び図１３に示すように、ギア部材１５０Ａは、ミラー１４０Ａの下部に設けられてもよい。図１２は、変形例に係る、下部筐体に対するミラー１４０Ａの接続部分の分解斜視図である。図１３は、変形例に係る、ミラー１４０Ａの接続部分を拡大した斜視図である。

これらの図に示すように、ミラー１４０Ａは、ミラー本体１４１Ａと、軸部１４２Ａと、孔１４３Ａと、取付部１４４Ａとを有する。ミラー本体１４１Ａは、ミラー本体１４１と同じである。軸部１４２Ａは、ミラー本体１４１Ａの長手方向外側の端面から長手方向外側に突出している円柱形状の部位である。軸部１４２Ａには、実施の形態と同様に、軸受部材１６０Ａ、トーションスプリング１７０、及び、規制部材１８０が取り付けられる。

トーションスプリング１７０の一端１７１は、軸受部材１６０Ａの突起部１６４Ａに掛けられ、他端１７２は、ミラー本体１４１Ａに設けられた孔１４３Ａに固定される。規制部材１８０は、軸受部材１６０Ａ及びトーションスプリング１７０が軸部１４２Ａに貫通された状態で、軸部１４２Ａの端部に固定される。

ギア部材１５０Ａは、取付部１４４Ａと嵌合する固定部１５１Ａと、ギア部１５２Ａとを有する。固定部１５１Ａは、取付部１４４Ａと嵌合されて固定される。ギア部１５２Ａは、駆動部１９０Ａからの動力を受ける。また、ギア部材１５０Ａは、図１３に示すように、ミラー１４０Ａが初期状態の第１姿勢の時にスイッチ１５６Ａを押し込む。このため、実施の形態と同様に、ミラー１４０Ａが第１姿勢であることを容易に検知することができる。

このように、ギア部材１５０Ａは、ミラー１４０Ａの下部に設けられる場合であっても、実施の形態と同様の機能を実現することができる。

以上、本開示の一つまたは複数の態様に係るヘッドアップディスプレイについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

本開示は、ミラーが軸受部材によって回転自在に支持される状態で、筐体に固定する作業を容易に行うことができるヘッドアップディスプレイなどとして有用である。

１００ ヘッドアップディスプレイ
１１０ 筐体
１１１ 上部筐体
１１１ａ、１５３ 孔
１１２ 下部筐体
１１３ 透明カバー
１１４ 開口部
１１５、１１６ 支持部
１１５ａ 第１部分
１１５ｂ 第２部分
１１７、１５５ 締結部材
１３０、１４０、１４０Ａ ミラー
１４１、１４１Ａ ミラー本体
１４２、１４３、１４２Ａ 軸部
１５０、１５０Ａ ギア部材
１５１、１５１Ａ 固定部
１５２、１５２Ａ ギア部
１５４ 凸部
１６０、１６０Ａ 軸受部材
１６１ 軸受本体
１６２、１６６、１６２Ａ 貫通孔
１６３ 平板部
１６４、１６４Ａ 突起部
１６５ 窪み
１６７ 部分
１７０ トーションスプリング
１７１ 一端
１７２ 他端
１８０ 規制部材
１９０ 駆動部
１９１ ギア
２００ 液晶モジュール
３００ 車両
３０１ ダッシュボード
３０２ ウインドシールド
ＡＸ１ 回転軸
Ｉ１ 虚像
Ｄ１ 領域
ＤＩ１ 水平方向
ＤＩ１１、ＤＩ１２ 方向
Ｓ１ 空間
Ｓ１１ 第１空間
Ｓ１２ 第２空間
Ｗ１、Ｗ２ 幅
θ１、θ２ 角度

Claims (11)

1. ミラー本体と、回転軸となる軸部を有するミラーと、
   前記ミラーの前記軸部を回転自在に支持する軸受部材と、
   前記軸部に貫通され、前記ミラーを前記軸受部材に対して、前記回転軸における所定の回転方向に付勢するトーションスプリングと、
   前記ミラー、前記軸受部材、及び、前記トーションスプリングを収容する筐体と、を備え、
   前記トーションスプリングは、前記軸受部材の前記ミラーとは反対側に配置され、
   前記軸受部材は、前記反対側に突出し、前記トーションスプリングの一端が掛けられる突起部を有し、
   前記筐体は、前記軸受部材と嵌合して、前記軸受部材を固定する凹部を有し、
   前記軸受部材は、さらに、前記突起部の高さよりも大きく突出する平板部を有し、
   前記突起部は、前記平板部が延在する方向に配置され、
   前記軸受部材は、前記突起部と、前記平板部との間に配置される窪みを有する
   ヘッドアップディスプレイ。
2. 前記突起部の高さは、前記トーションスプリングの前記一端の太さよりも大きい
   請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
3. 前記窪みから前記突起部までの間の部分は、前記軸部の軸方向に対して傾斜している
   請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ。
4. 前記筐体の前記凹部は、前記軸受部材と密着している
   請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
5. 前記軸受部材は、前記軸受部材の前記平板部を除く部分が前記凹部に嵌合することで、前記凹部に固定されている
   請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
6. 前記凹部は、前記軸受部材が嵌合している第１空間を形成する第１部分と、前記第１空間の下方に設けられ、前記第１空間よりも小さい第２空間とを形成する第２部分とを有する
   請求項１から５のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
7. 前記筐体は、第１部材と、前記第１部材と共に前記筐体の空間を形成する第２部材とを有し、
   前記軸受部材の前記平板部は、前記第１部材及び前記第２部材に挟まれている
   請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
8. 前記軸受部材は、さらに、前記平板部が締結部材で貫通されて前記筐体に固定されることで、前記凹部に固定されている
   請求項７に記載のヘッドアップディスプレイ。
9. さらに、
   前記ミラーを回転させる動力を発生する駆動部を備え、
   前記ミラーは、前記駆動部からの動力を前記軸部に伝達するためのギア部材を有する
   請求項１から８のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
10. さらに、
    押し込まれることでオン状態に遷移するスイッチを備え、
    前記ギア部材は、前記ミラーが回転開始の姿勢であるときに、前記スイッチを押し込む凸部を有する
    請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ。
11. 前記トーションスプリングは、さらに、圧縮バネとしての機能を有し、
    前記ヘッドアップディスプレイは、さらに、
    前記軸部の端部に固定され、前記軸受部材と共に前記トーションスプリングを挟んで圧縮した状態で前記トーションスプリングが伸張することを規制する規制部材を備える
    請求項１から１０のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。