(57)【要約】【課題】  専用の壁を設けなくても、外光がＨＵＤに反射して、運転者の目に入るのを防ぐことができるＨＵＤを提供する。【解決手段】  ＨＵＤを、ケース１と、シャッター１ａ、１ｂと、表示器２と、コンバイナ３と、折り返しミラー４と、防塵カバー５とを有する構成とする。防塵カバー５の断面を、透明な面５ａと、不透明な面５ｂとを斜面とした山型形状とする。そして、ＨＵＤの使用時では、シャッター１ａ、１ｂを開いた後、コンバイナ３を起立および上昇させ、次いで、防塵カバー５を上昇させる。このとき、防塵カバー５を、透明な面５ａが水平でなく斜めになるように保持する。また、シャッター１ａを開いたとき、外光７３が透明な面５ａに入射する光路７３ａ上で、シャッター１ａを保持する。これにより、防塵カバー５で反射した外光が運転者の目に入るのを防止することができる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を投射する表示器（２）と、
車両のフロントガラスよりも運転者側に配置され、前記第１の光（６）が入射されることで、虚像を表示するコンバイナ（３）と、
前記表示器（２）の上側に配置され、開口部を有する板部（１ｃ）と、
前記開口部を開閉するシャッター（１ａ）と、
前記シャッター（１ａ、１ｂ）が開いた状態では、前記コンバイナ（３）が、起立した状態で、前記開口部から前記板部（１ｃ）よりも上側に突出するように、かつ、前記シャッター（１ａ）が閉じた状態では、前記コンバイナ（３）が、倒れた状態で前記板部（１ｃ）よりも下側に収納されるように、前記コンバイナ（３）を回動させる回動手段（１２、１３、１４、１５、１６、１７）とを備えるヘッドアップディスプレイにおいて、
前記シャッター（１ａ）は遮光性のものであり、
前記コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、前記開口部から塵が入るのを防ぎ、かつ、前記第１の光（６、６ｂ）が透過する透光部（５ａ）を有する防塵カバー（５）を備えており、
前記透光部（５ａ）は、前記コンバイナ（３）が起立した状態では、運転者の目の位置（７ａ）を通り、前記コンバイナ（３）および前記透光部（５ａ）で反射する第２の光（７３）の光路（７３ａ、７３ｂ、７３ｃ）のうち、前記コンバイナ（３）と前記透光部（３ａ）との間における光路（７３ｂ）に対して、前記透光部（５ａ）の面が斜めになっており、
前記シャッター（１ａ）は、前記第２の光（７３）の光路（７３ａ、７３ｂ、７３ｃ）上であって、かつ、前記表示器（２）から投射された前記第１の光（６）の光路（６ａ、６ｂ、６ｃ）外に位置するようになっていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項２】
第１の光を投射する表示器（２）と、
車両のフロントガラスよりも運転者側に配置され、前記第１の光（６）が入射されることで、虚像を表示するコンバイナ（３）と、
前記表示器（２）の上側に配置され、開口部を有する板部（１ｃ）と、
前記コンバイナ（３）が、起立した状態で、前記開口部から前記板部（１ｃ）よりも上側に突出したり、前記コンバイナ（３）が、倒れた状態で、前記板部（１ｃ）の下側に収納されるように、前記コンバイナ（３）を回動させる回動手段（１２、１３、１４、１５、１６、１７）とを備えるヘッドアップディスプレイにおいて、
前記コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、前記開口部から塵が入るのを防ぎ、かつ、前記第１の光（６、６ｂ）が透過する透光部（５ａ）および光を透過しない不透光部（５ｂ）を有する防塵カバー（５）と、  
前記コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、前記第１の光（６）を反射させて、前記コンバイナ（３）に入射させる反射鏡（４）とを備えており、
前記コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、運転者の目の位置（７ａ）を通り、前記フロントガラスおよび前記反射鏡（４）で反射する第３の光（７４）の光路（７４ａ）上であって、前記表示器（２）から投射された前記第１の光（６）の光路（６ａ、６ｂ、６ｃ）外に、前記不透光部（５ｂ）が位置するようになっていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項３】
前記防塵カバー（５）は、運転者が前記コンバイナ（３）を視認する方向で切断した場合における断面の形状が、前記透光部（５ａ）および前記不透光部（５ｂ）を斜面とする山型形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項４】
前記コンバイナ（３）が収納された状態では、前記防塵カバー（５）を、前記コンバイナ（３）が起立した状態の場合での前記第１の光（６）の光路（６ａ）上に位置させて、前記板部（１ｃ）よりも下側に収納し、前記コンバイナ（３）が起立した状態では、前記透光部（５ａ）のみが前記第１の光（６）の光路（６ｂ）上に位置させて、前記防塵カバー（５）を前記板部（１ｃ）よりも上側に移動させる移動手段（５１、５２、５３、５４、５５）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項５】
第１の光を投射する表示器（２）と、
車両のフロントガラスよりも運転者側に配置され、前記第１の光（６）が入射されることで、虚像を表示するコンバイナ（３）と、
前記表示器（２）の上側に配置され、開口部を有する板部（１ｃ）と、
前記開口部を開閉するシャッター（１ｂ）と、
前記シャッター（１ｂ）が開いた状態では、前記コンバイナ（３）が、起立した状態で前記開口部から前記板部（１ｃ）の上側に突出するように、かつ、前記シャッター（１ｂ）が閉じた状態では、前記コンバイナ（３）が、倒れた状態で前記板部（１ｃ）の下側に収納されるように、前記コンバイナ（３）を回動させる回動手段（１２、１３、１４、１５、１６、１７）とを備えるヘッドアップディスプレイにおいて、
前記シャッター（１ｂ）は遮光性のものであり、
前記コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、前記第１の光（６）を反射させて、前記コンバイナ（３）に入射させる反射鏡（４）を備えており、
前記コンバイナ（３）が起立した状態では、運転者の目の位置（７ａ）を通り、前記フロントガラスおよび前記反射鏡（４）で反射する第４の光（７４）の光路（７４ａ）上であって、前記表示器（２）から投射された前記第１の光（６）の光路（６ａ、６ｂ、６ｃ）外に、前記シャッター（１ｂ）が位置するようになっていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項６】
前記シャッター（１ｂ）は、閉じた状態から、前記コンバイナ（３）が起立できる位置まで開き、前記コンバイナ（３）が起立した後、前記第４の光の光路上であって、前記第１の光の光路外の位置まで戻るようになっていることを特徴とする請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバイナを用いて運転者に情報を表示するヘッドアップディスプレイ（以下では、ＨＵＤと呼ぶ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＨＵＤの１つとして、フロントガラスとは別のコンバイナと、表示器とを有する構成のものがある。これは、ハーフミラー等により構成されたコンバイナをインストルメントパネル（ダッシュボード）の上面に配置し、フロントガラスよりも運転者側に位置するこのコンバイナに対して、液晶表示器等の表示器から投射された光を入射させることで、コンバイナに虚像を表示するものである（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
このようなＨＵＤとしては、非使用時ではコンバイナを倒し、使用時ではコンバイナに像が表示されるように、コンバイナを起きあがらせる、いわゆるポップアップタイプのものや、コンバイナが常に起きあがった状態のタイプのものがある。
【０００４】
さらに、ポップアップ式のＨＵＤの１つとして、表示器とコンバイナを収納するケースと、ケースの上面に設けられた開口部を開閉するシャッターとを有し、シャッターが閉じた状態では、コンバイナが、倒れた状態でケース内に収納されており、シャッターが開くと、コンバイナが、開口部から突出するように起立するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−８５０５２号公報
【特許文献２】特開平１１−９１４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１５に本発明者が検討したＨＵＤの構成を示す。図１５に示すように、このＨＵＤは、ケース１と、表示器２と、コンバイナ３と、折り返しミラー４と、防塵カバー５とを備えている。なお、図中左側が、車両前方側であり、図中右側が運転者側である。
【０００６】
ＨＵＤの非使用時では、表示器２、コンバイナ３および折り返しミラー４は、ケース１の内部に収納されており、ＨＵＤの使用時では、コンバイナ３が起き上がるようになっている。
【０００７】
コンバイナ３は表示部３ａを有しており、表示部３ａはハーフミラー（凹面鏡）により構成されている。折り返しミラー４は、表示器２から投射された光（映像）を反射させて、表示部３ａにその光を入射させるものである。防塵カバー５は、コンバイナ３が起き上がったときに、ケース１の内部に塵が入るのを防ぐものである。また、防塵カバー５は、光が透過するようになっており、防塵カバー５の面は水平である。
【０００８】
そして、ＨＵＤの使用時では、図１５に示すように、表示器２から、車両の前方（図中左方向）に向かって、光（映像）６ａが投射される。その光６ａは、折り返しミラー４で上方向に反射されて、その反射光６ｂがコンバイナ３の表示部３ａに入射する。そして、表示部３ａで反射した反射光６ｃが運転者の目に入るようになっている。
【０００９】
これにより、運転者は、コンバイナ３の表示部３ａで、拡大された像を、前方の景色と重ねて、視認することができる。
【００１０】
しかし、上記した構成のＨＵＤでは、太陽等の外光がＨＵＤで反射して運転者の目に入り、運転者を眩惑させてしまうという問題が生じることがわかった。
【００１１】
例えば、上記したように、面が水平な防塵カバー５を設けた場合では、外光７１が防塵カバー５に反射して運転者の目に入ってしまう。また、外光７２が折り返しミラー４で反射し、その反射光がさらにフロントガラス（図では省略）で反射して、運転者の目に入ってしまう。
【００１２】
そこで、この対策として、防塵カバー５や折り返しミラー４に、外光７１、７２が反射して運転者の目に入るのを防ぐための専用の壁を、それぞれ、ＨＵＤに設けることが考えられる。しかしながら、専用の壁を設けるとケース１のサイズ（主に高さ方向）が大きくなってしまうため、好ましくない。
【００１３】
なお、防塵カバー５や折り返しミラー４に、反射を抑制するようにコーティングする方法も考えられるが、その方法でも、完全に反射を抑えることができない。
【００１４】
本発明は、上記点に鑑み、専用の壁を設けなくても、外光がＨＵＤに反射して、運転者の目に入るのを防ぐことができるＨＵＤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、シャッター（１ａ）は遮光性のものであり、コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、開口部から塵が入るのを防ぎ、かつ、第１の光（６、６ｂ）が透過する透光部（５ａ）を有する防塵カバー（５）を備えている。
【００１６】
そして、透光部（５ａ）は、コンバイナ（３）が起立した状態では、運転者の目の位置（７ａ）を通り、コンバイナ（３）および透光部（５ａ）で反射する第２の光（７３）の光路（７３ａ、７３ｂ、７３ｃ）のうち、コンバイナ（３）と透光部（３ａ）との間における光路（７３ｂ）に対して、透光部（５ａ）の面が斜めになっている。
【００１７】
また、シャッター（１ａ）は、第２の光（７３）の光路（７３ａ、７３ｂ、７３ｃ）上であって、かつ、表示器（２）から投射された第１の光（６）の光路（６ａ、６ｂ、６ｃ）外に位置するようになっていることを特徴としている。
【００１８】
これにより、防塵カバーで反射した外光が運転者の目に入るのを防止できる。
【００１９】
また、本発明では、シャッター（１ａ、１ｂ）を用いて、防塵カバーで反射した外光が運転者の目に入るのを防止しているので、防塵カバーで反射した外光が運転者の目に入るのを防止するための専用の壁を設ける必要がない。この結果、専用の壁を設けた場合と比較して、ヘッドアップディスプレイを小型化することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明では、コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、開口部から塵が入るのを防ぎ、かつ、第１の光（６、６ｂ）が透過する透光部（５ａ）および光を透過しない不透光部（５ｂ）を有する防塵カバー（５）と、コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、第１の光（６）を反射させて、コンバイナ（３）に入射させる反射鏡（４）とを備えている。
【００２１】
そして、コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、運転者の目の位置（７ａ）を通り、フロントガラスおよび反射鏡（４）で反射する第３の光（７４）の光路（７４ａ）上であって、表示器（２）から投射された第１の光（６）の光路（６ａ、６ｂ、６ｃ）外に、不透光部（５ｂ）が位置するようになっていることを特徴としている。
【００２２】
これにより、反射鏡で反射した外光が、フロントガラスでの反射を経て、運転者の目に入るのを防止できる。
【００２３】
また、本発明では、ヘッドアップディスプレイが防塵カバーを備える場合、防塵カバーを用いて、反射鏡で反射した外光が運転者の目に入るのを防止しているので、反射鏡で反射した外光が運転者の目に入るのを防止するための専用の壁を設ける必要がない。この結果、専用の壁を設けた場合と比較して、ヘッドアップディスプレイを小型化することができる。
【００２４】
請求項１、２に記載の発明に関して、例えば、請求項３に示すように、防塵カバー（５）を山型形状とすることができる。すなわち、運転者がコンバイナ（３）を視認する方向で切断した場合における防塵カバーの断面の形状を、透光部（５ａ）および不透光部（５ｂ）を斜面とする山型形状とすることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明では、コンバイナ（３）が収納された状態では、防塵カバー（５）を、コンバイナ（３）が起立した状態の場合での第１の光（６）の光路（６ａ）上に位置させて、板部（１ｃ）よりも下側に収納し、コンバイナ（３）が起立した状態では、透光部（５ａ）のみが第１の光（６）の光路（６ｂ）上に位置させて、防塵カバー（５）を板部（１ｃ）よりも上側に移動させる移動手段（５１、５２、５３、５４、５５）を備えることを特徴としている。
【００２６】
請求項３に示すように、防塵カバーの形状を山型にして、防塵カバーを板部に固定した場合では、ＨＵＤ全体が大きくなってしまう。そこで、請求項４に示すように、非使用時では、防塵カバーを第１の光（６）の光路（６ａ）上に位置させて、収納するようにしている。
【００２７】
これにより、ＨＵＤを小型化することができ、車両への搭載性を向上させることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明では、シャッター（１ｂ）は遮光性のものであり、ＨＵＤは、コンバイナ（３）が起立した状態の場合に、第１の光（６）を反射させて、コンバイナ（３）に入射させる反射鏡（４）を備えている。
【００２９】
そして、コンバイナ（３）が起立した状態では、運転者の目の位置（７ａ）を通り、フロントガラスおよび反射鏡（４）で反射する第４の光（７４）の光路（７４ａ）上であって、表示器（２）から投射された第１の光（６）の光路（６ａ、６ｂ、６ｃ）外に、シャッター（１ｂ）が位置するようになっていることを特徴としている。
【００３０】
これにより、反射鏡で反射した外光が、フロントガラスでの反射を経て、運転者の目に入るのを防止できる。
【００３１】
また、本発明では、シャッターを用いて、反射鏡で反射した外光が運転者の目に入るのを防止しているので、反射鏡で反射した外光が運転者の目に入るのを防止するための専用の壁を設ける必要がない。この結果、専用の壁を設けた場合と比較して、ヘッドアップディスプレイを小型化することができる。  
【００３２】
請求項５に記載の発明に関して、シャッター（１ａ、１ｂ）の動きとしては、第４の光の光路上であって、第１の光の光路外の位置が、コンバイナの起立に邪魔にならない場合であれば、単に、シャッターが閉じた状態から開いた状態にさせることができる。
【００３３】
一方、その位置がコンバイナの起立に邪魔になる場合であれば、請求項６に示すように、シャッター（１ａ、１ｂ）が閉じた状態から、コンバイナ（３）が起立できる位置まで開き、コンバイナ（３）が起立した後、第４の光の光路上であって、第１の光の光路外の位置まで戻らせることができる。
【００３４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１実施形態）
図１〜５に、本発明の第１実施形態におけるＨＵＤの構成を示す。図１は、非使用時におけるＨＵＤの側面図であり、図５は、使用時におけるＨＵＤの側面図であり、図２〜４は、非使用時から使用時に至るまでの各段階におけるＨＵＤの側面図である。
【００３６】
本実施形態のＨＵＤは、いわゆるポップアップ式のＨＵＤであり、例えば、インストルメントパネルの上面に設けられた凹部に埋め込むように設置される。なお、各図の右側が運転者側であり、左側が車両の前方側である。
【００３７】
ＨＵＤは、各図に示すように、ケース１と、シャッター１ａ、１ｂと、表示器２と、フロントガラスとは別のコンバイナ３と、折り返しミラー４と、防塵カバー５とを備えている。
【００３８】
ケース１は、板部としての上面１ｃを有する直方体の箱であり、図１に示すように、ＨＵＤの非使用時に、表示器２、コンバイナ３、折り返しミラー４、防塵カバー５を収納するものである。上面１ｃは開口部を有している。また、ケース１は、例えば、ケース１の上面と、インストルメントパネルの上面とが一致するように、配置される。
【００３９】
シャッター１ａ、１ｂは、ケース１の上面１ｃに設けられており、図１に示すように、非使用時では、ケース１の開口部を塞ぐように閉じ、図５に示すように、使用時では、図示しない可動機構部によって、開くようになっている。シャッター１ａ、１ｂは、遮光性のものである。
【００４０】
表示器２は、ＨＵＤの使用時に光（映像）６を投射するものであり、例えば、液晶表示器が用いられる。表示器２は、図１に示すように、ケース１の底面に設置されており、取り付けピン２ａ等により固定されている。取り付けピン２ａは、ケース１に設けられた穴１ｃに差し込むようになっており、ケース１の複数の位置に穴１ｃが設けられている。
【００４１】
これにより、表示器２からコンバイナ３までの光路長を変更できるように、表示器２の固定位置が変えられるようになっている。なお、この固定位置の可変方向は、表示器２から投射される光（後述する図５中の光６ａ）の光軸と平行な方向である。
【００４２】
コンバイナ３は、フロントガラスよりも運転者側に位置し、表示器２から投射された光が入射されることで、虚像を表示するものである。コンバイナ３は、像を表示する表示部３ａと、表示部３ａを支持する支持部３ｂとを有している。表示部３ａは、ハーフミラー（凹面鏡）となっている。表示部３ａおよび支持部３ｂは、透明な樹脂により一体的に形成されている。なお、コンバイナ３としては、表示部３ａおよび支持部３ｂがはじめから一体成形されたものや、別々に形成された表示部３ａおよび支持部３ｂを貼り合わせたものを用いることができる。
【００４３】
また、図１に示すように、コンバイナ３は、非使用時では、ケース１の上面１ｃよりも下側に位置し、倒れた状態でケース１に収納される。このとき、表示部３ａの表示面は略水平となっている。また、コンバイナ３は、図５に示すように、使用時では、後述する図示しない可動機構部によって、倒れた状態から起き上がるようになっている。
【００４４】
折り返しミラー４は、光路を折り返すためのものであり、ケース１の底面に設置されている。本実施形態では、図５に示すように、表示器２から水平方向（図中左右方向）に投射された光（映像）を、折り返しミラー４が、上方向に反射させて、反射させた光をコンバイナ３に入射させるように配置されている。また、折り返しミラー４は、後述する図示しない可動機構部によって、前後（図中左右方向）に移動可能となっている。
【００４５】
防塵カバー５は、図５に示すように、コンバイナ３が起きあがった状態のときに、開口部からケース１内に埃やゴミなどが入るのを防ぐものである。防塵カバー５は、非使用時では、図１に示すように、ケース１の内部に収納される。収納位置は、図５に示すように、使用時において、表示器２からの光（映像）が折り返しミラー４、コンバイナ３で反射して、運転者の目の位置に到達する光路内である。一方、使用時では、図５に示すように、後述する図示しない可動機構部によってケース１の上面１ｃの上側に位置する。
【００４６】
また、防塵カバー５は、図５に示すように、表示器２からの光６ｂが透過する面５ａと、透過しない（光６ｂの光路内に位置しない）面５ｂと、三角形状の側面５ｃとを有している。表示器２からの光が透過する面５ａは透明であり、透過しない面５ｂは不透明となっている。この透明な面５ａおよび不透明な面５ｂが、本発明の透光部および不透光部に相当する。
【００４７】
これらの面５ａ、５ｂは、例えば、アクリルなどのあらかじめ透明な材料で一体成形され、表示器２からの光が透過しない面５ｂが黒色に塗装されることで形成される。
【００４８】
また、防塵カバー５は、ＨＵＤの使用時では、図５に示すように、運転者がコンバイナ３を視認する方向で切断した場合における断面の形状が、透明な面５ａと、不透明な面５ｂとにより、山型形状となっている。この透明な面５ａは、仮に、運転者の目の位置７ａから、コンバイナ３の表示部３ａに向けて光（第２の光）を照射した場合に表示部３ａで反射した光が、透明な面５ａで反射して、車両の前方方向に進むように、水平方向に対して斜めになっている。言い換えると、透明な面５ａは、運転者の目の位置７ａからコンバイナ３で反射して透明な面５ａに入射する光（光軸）に対して斜めになっている。
【００４９】
また、ＨＵＤは、図示しないが、上記した各可動機構部を制御するための制御部を有している。ＨＵＤは、この制御部により、各可動機構部が制御されることで、以下のように作動する。
【００５０】
まず、図２に示すように、シャッター１ａ、１ｂが開く。これにより、ケース１の上面に、コンバイナ３と防塵カバー５とをせり上げるための開口部が形成される。このとき、シャッター１ａは起き上がった状態のまま、後述する所定の位置で保持される
その後、図３に示すように、開口部からコンバイナ３が起き上がり、所望の角度になる。この所望の角度とは、コンバイナ３に表示される虚像を運転者が視認できる角度である。
【００５１】
続いて、図４に示すように、コンバイナ３が上昇する。この上昇方向は、ＨＵＤの使用時において、コンバイナ３に入射する光（後述する折り返しミラー４で反射された表示器２からの光６ｂ）の光軸上、すなわち、光軸方向と平行な方向である。また、上昇する高さは、表示部３ａの位置が、表示像の視認性の良い位置となるように、車種毎にあらかじめ設定されている。なお、図示しないが、表示器２からコンバイナ３までの光路長を所定の大きさとするために、上昇する高さに応じて、表示器２の固定位置が設定されている。
【００５２】
その後、図５に示すように、防塵カバー５が、後述する所定の位置まで、開口部から上昇する。このようにして、ＨＵＤが使用状態となる。
【００５３】
ＨＵＤの使用時では、表示器２から、車両の前方（図中左方向）に向かって、光（映像）６ａが投射される。そして、その光６ａは、折り返しミラー４で上方向に反射されて、その反射光６ｂがコンバイナ３の表示部３ａに入射する。表示部３ａで反射した反射光６ｃが運転者の目に入るようになっている。
【００５４】
これにより、運転者は、コンバイナ３の表示部３ａで、反射光６ｃの進む方向の延長線上に、前方の景色と重ねて、表示器２から投影された種々の情報の表示を視認することができる。なお、上記した光６ａ、６ｂ、６ｃの進む方向（光軸）は、アイレンジ７の中心７ａと、表示器２の表示中心と、コンバイナ３、折り返しミラー４とによって、決定されるものである。アイレンジ７は、一般的な運転者の目が位置する範囲のことであり、アイレンジの中心７ａは標準的な運転者の目の高さに相当する。アイレンジは、車両のシートの高さで定まるものである。
【００５５】
また、運転者の目の高さが標準よりも低かったり、高かったりする場合では、運転者の視域を満足するために、運転者の目の高さに応じて、図５中の破線で示すように、折り返しミラー４が平行移動する。
【００５６】
次に、上記した図２の状態におけるシャッター１ａの所定の位置と、図５の状態における防塵カバー５の所定の位置とについて説明する。
【００５７】
図６に、仮にシャッター１ａが存在しない場合に、第２の光としての外光７３が防塵カバー５の透明な面５ａで反射して、運転者の目に入る場合における外光７３の光路７３ａ、７３ｂ、７３ｃを示す。
【００５８】
本実施形態では、ＨＵＤの使用時において、防塵カバー５の透明な面５ａが斜めになっている。このため、ケース１の前方側から、水平方向と小さな角度をなして、外光７３ａが透明な面５ａに入射した場合に、透明な面５ａで反射し、その反射光７３ｂがコンバイナ３の表示部３ａで反射し、さらにその反射光７３ｃが運転者の目７ａに入ってしまう。
【００５９】
そこで、シャッター１ａは、図２の段階（シャッター１ａ、１ｂを開ける段階）では、上記した外光７３が透明な面５ａに入射するのをカットするように、上記した外光７３が透明な面５ａに入射する光路７３ａ上で保持されるようになっている。このとき、シャッター１ａは、折り返しミラー４で反射した表示器２の光６ｂの光路外に位置する。
【００６０】
図７に、仮に防塵カバー５が存在しない場合に、第３の光としての外光７４が折り返しミラー４で反射して、運転者の目に入る場合における外光７４の光路７４ａ、７４ｂ、７４ｃを示す。
【００６１】
防塵カバー５を設けていない場合、ＨＵＤの使用時では、外光７４ａが折り返しミラー４に入射し、折り返しミラー４で反射した外光７４ｂが、さらに、図示しないフロントガラスで反射し、その反射光７４ｃが運転者の目に入ってしまう。
【００６２】
そこで、防塵カバー５は、図５の段階（防塵カバー５を上昇させる段階）では、上記した外光７４が折り返しミラー４に入射するのをカットするように、不透明な面５ｂが、上記した外光７４が折り返しミラー４に入射する光路７４ａ上で保持されるようになっている。このとき、防塵カバー５の透明な面５ａは、折り返しミラー４で反射した表示器２の光６ｂの光路上に位置する。
【００６３】
次に、上記した作動を可能とする各可動機構部の構造について説明する。図８にコンバイナ３の可動機構部の側面図を示す。上記したように、コンバイナ３の動作としては、「コンバイナ３が起き上がり、所望の角度になる第１の動作」と、「所望の角度に起き上がっているコンバイナ３が上昇する第２の動作」とがある。
【００６４】
そこで、まず、第１の動作を実現するための第１の機構部について説明する。この第１の機構部が本発明の回動手段に相当する。図８に示すように、第１の機構部は、ハウジング１１と、モータ１２と、減速ギヤ１３と、回転中心軸１４と、コンバイナ側ギヤ１５とを有している。
【００６５】
ハウジング１１は、その内側に、モータ１２と、減速ギヤ１３と、回転中心軸１４とがマウントされている。モータ１２はコンバイナ３を回動させるためのものである。ハウジング１１は樹脂や金属等により構成される。
【００６６】
減速ギヤ１３はモータ１２の回転を減速させるためのものである。なお、本実施形態では、減速ギヤ１３を２つ用いているが、減速ギヤ１３の数を他の数とすることもできる。
【００６７】
回転中心軸１４は、コンバイナ３の支持部３ｂに設けられており、コンバイナ３を回動させるときに中心となる軸である。コンバイナ側ギヤ１５は減速ギヤ１３からの動力をコンバイナ３に伝えるものであり、コンバイナ３の支持部３ｂと一体となっている。なお、コンバイナ側ギヤ１５としては、コンバイナ側ギヤ１５と支持部３ｂとがはじめから一体成形されたものや、支持部３ｂと別に形成されたものを支持部３ｂに貼り合わせたものを用いることができる。
【００６８】
また、ハウジング１１内には、コンバイナ３が起き上がったときに、コンバイナ３の回動を停止させる停止部１６とリミットスイッチ１７とが設けられている。
【００６９】
このような構成の第１の機構部では、モータ１２が回転するとその動力が減速ギヤ１３とコンバイナ側ギヤ１５とを介してコンバイナ３に伝達する。これにより、回転中心軸１４を中心にして、コンバイナ３を回動させ、コンバイナ３を倒れている状態から所望の角度にまで起き上がらせることができる。
【００７０】
次に、第２の動作を実現するための第２の機構部について説明する。第２の機構部は、ハウジング１１と、モータ２１と、減速ギヤ２２と、送りねじ２３と、案内ガイド２４と、案内用ピン２５とを有している。
【００７１】
モータ２１はハウジング１１全体を上昇させるための動力源である。減速ギヤ２２はモータ２１の回転を減速させるためのものである。送りねじ２３は、直接、ハウジング１１全体を上昇させるものである。
【００７２】
案内ガイド２４は、ハウジング１１の上昇方向を定めるものであり、ケース１の内側に設けられている。案内ガイド２４は、直線状であり、ＨＵＤの使用時において、コンバイナ３に入射する光６ｂの光軸と平行な方向に延びている。案内用ピン２５はハウジング１１に設けられており、案内ガイド２４に沿ってハウジング１１が移動するためのピンである。
【００７３】
このような構成の第２の機構部では、モータ２１が回転するとその動力が減速ギヤ２２を伝達し、送りねじ２３が回転する。この結果、送りねじ２３の動作に連動して、ハウジング１１全体が、案内ガイド２４に沿って、移動し、図示しないリミットスイッチにより、所望の位置で停止する。
【００７４】
これにより、ハウジング１１にマウントされているコンバイナ３を、コンバイナ３に入射する光６ｂの光軸と平行な方向に移動させることができる。
【００７５】
図９にシャッター１ａ、１ｂの可動機構部と防塵カバー５の可動機構部の側面図を示す。まず、シャッター１ａの可動機構部について説明する。この可動機構部は、シャッター１ａの可動動力源としてのモータ３１と、減速ギヤ３２と、シャッター１ａ側のギヤ３３と、シャッター１ａを回転させる際の軸となる回転軸３４とを有している。
【００７６】
モータ３１、減速ギヤ３２、回転軸３４は、ケース１の内部にマウントされている。シャッター１ａ側のギヤ３３は、シャッター１ａの支持部３５のシャッター１ａから離れた側の端部に位置し、シャッター１ａと一体である。回転軸３４は、支持部３５に設けられている。
【００７７】
このような構成のシャッター１ａの可動機構部では、モータ３１が回転すると、その動力が減速ギヤ３２、シャッター１ａ側のギヤ３３を伝達する。これにより、シャッター１ａが回転軸３４を中心として、反時計回りに回転することで、シャッター１ａが開く。このとき、シャッター１ａが所定の位置に達したときに、リミットスイッチ３６により、シャッター１ａの可動が停止する。
【００７８】
次に、シャッター１ｂの可動機構部について説明する。この可動機構部は、シャッター１ｂの可動動力源としてのモータ４１と、減速ギヤ４２と、シャッター１ｂ側のギヤ４３と、シャッター１ｂを回転させる際の軸となる回転軸４４とを有している。
【００７９】
モータ４１、減速ギヤ４２、回転軸４４は、ケース１の内部にマウントされている。シャッター１ｂ側のギヤ４３は、シャッター１ｂの端部に位置し、シャッター１ｂと一体である。回転軸４４は、シャッター１ｂの端部近傍に設けられている。
【００８０】
このような構成により、シャッター１ｂは、回転軸４４を中心として、時計回りに回転することで、開くようになっており、図示しないリミットスイッチや回転のカウンターを制御することで、所定の位置で止まるようになっている。
【００８１】
次に、防塵カバー５の可動機構部について説明する。
【００８２】
モータ５１、減速ギヤ５２、回転軸５４は、ケース１の内部にマウントされている。防塵カバー５側のギヤ５３は、防塵カバー５の透明な面５ａの端部に位置し、防塵カバー５と一体である。回転軸５４も、透明な面５ａの端部に設けられている。また、ケース１の内部に図示しないリミットスイッチが設けられており、防塵カバー５には、防塵カバー５が所定の位置に達したとき、リミットスイッチに接触するように、突起部５５が設けられている。
【００８３】
このような構成により、モータ５１が回転すると、動力が減速ギヤ５２、防塵カバー５側のギヤ５３を伝達して、防塵カバー５が回転軸５４を中心に回転し、所定の位置に達すると停止する。これにより、非使用時には、ケース１内に収納されていた防塵カバー５が、使用時では、所望の位置までせり上がるようになっている。
【００８４】
図１０に、折り返しミラー４の可動機構部の側面図を示す。折り返しミラー４の可動機構部は、ハウジング６１と、送りねじ６２と、折り返しミラー４を稼働させるためのモータ６３と、減速ギヤ６４と、案内ガイド６５と、ガイド用ピン６６とを有している。
【００８５】
送りねじ６２と、折り返しミラー４を稼働させるためのモータ６３と、減速ギヤ６４と、案内ガイド６５とは、ケース１の内部にマウントされている。
【００８６】
ハウジング６１は折り返しミラー４を保持するためのものである。送りねじ６２および案内ガイド６５は、折り返しミラー４とハウジング６１とを直線動作させるためのものである。送りねじ６２および案内ガイド６５は、折り返しミラー４と表示器２との距離を短くしたり長くしたりする方向（折り返しミラー４から表示器２に向かう方向）と平行である。ガイド用ピン６６は、ハウジング６１に設けられており、ハウジング６１が案内ガイド６５に沿って移動するためのピンである。
【００８７】
このような構成により、モータ６３が回転すると、減速ギヤ６４を伝達して、送りねじ６２が回転する。これにより、折り返しミラー４がハウジング６１ごと、図中左右方向に平行移動するようになっている。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態では、ＨＵＤは、ケース１と、シャッター１ａ、１ｂと、シャッター１ａ、１ｂを可動させるための可動機構部３１〜３６、４１〜４４と、表示器２と、コンバイナ３と、コンバイナ３を可動させるための第１、第２の機構部１１〜１７、２１〜２５と、折り返しミラー４と、防塵カバー５と、防塵カバー５を可動させるための可動機構部５１〜５５とを有する構成となっている。
【００８９】
防塵カバー５は、透明な面５ａと、不透明な面５ｂとを有しており、防塵カバー５の断面は、透明な面５ａと、不透明な面５ｂとを斜面とした山型形状である。
【００９０】
（１）そして、ＨＵＤの非使用時では、コンバイナ３および防塵カバー５は、ケース１の内部に収納されている。このとき、防塵カバー５は、使用時に表示器２からの光（映像）が折り返しミラー４、コンバイナ３で反射して、運転者の目の位置に到達する光路６ａ上に位置している。
【００９１】
一方、ＨＵＤの使用時では、各可動機構部により、シャッター１ａ、１ｂが開いた後、コンバイナ３が起立して上昇し、次いで、防塵カバー５が上昇して、所定の位置で保持される。この所定の位置とは、防塵カバー５の透明な面５ａが、表示器２から投射された光６ｂの光路上となる位置である。
【００９２】
防塵カバー５の形状を山型にして、ケース１に固定した場合、ケース１が大きくなってしまうが、本実施形態のように、非使用時では、表示器２から投射された光６ａの光路上に収納することで、ケース１を小型化することができ、車両への搭載性を向上させることができる。
【００９３】
（２）また、防塵カバー５が保持される所定の位置は、防塵カバー５の透明な面５ａが斜めとなる位置でもある。このため、仮にシャッター１ａが存在しなければ、ケース１の前方側から、水平方向と小さな角度をなして、外光７３ａが透明な面５ａに入射した場合に、透明な面５ａで反射し、その反射光７３ｂがコンバイナ３の表示部３ａで反射し、さらにその反射光７３ｃが運転者の目７ａに入ってしまう。
【００９４】
そこで、本実施形態では、シャッター１ａが開いたとき、上記した外光７３が透明な面５ａに入射するのをカットするように、上記した外光７３が透明な面５ａに入射する光路７３ａ上で保持するようにしている。
【００９５】
これにより、防塵カバー５で反射した外光が運転者の目に入るのを防止することができる。
【００９６】
また、このように、ＨＵＤの使用時では、防塵カバー５の透明な面５ａを斜めに保持し、シャッター１ａを上記した位置で保持しているので、わざわざ別部品を用いる必要がない。これにより、別部品を用いた場合と比較して、部品点数を削減でき、ＨＵＤを小型化することができる。この結果、ＨＵＤの車両への搭載性を向上させることができる。
【００９７】
（３）また、防塵カバー５が保持される所定の位置は、折り返しミラー４で反射した外光が運転者の目に入らない位置でもある。すなわち、仮に、防塵カバー５を設けていない場合、外光７４ａが折り返しミラー４に入射し、折り返しミラー４で反射した外光７４ｂが、さらに、図示しないフロントガラスで反射し、その反射光７４ｃが運転者の目に入ってしまう。
【００９８】
そこで、本実施形態では、上記した外光７４が折り返しミラー４に入射するのをカットするように、不透明な面５ｂが、上記した外光７４が折り返しミラー４に入射する光路７４ａ上で保持されるようになっている。
【００９９】
これにより、折り返しミラー４で反射した外光が、フロントガラスでの反射を経て、運転者の目７ａに入るのを防止できる。
【０１００】
また、本実施形態では、防塵カバー５を用いて、折り返しミラー４で反射した外光が運転者の目に入るのを防止しているので、折り返しミラー４で反射した外光が運転者の目に入るのを防止するために、別部品を設ける必要がない。これにより、別部品を設けた場合と比較して、部品点数を削減でき、ＨＵＤを小型化することができる。この結果、ＨＵＤの車両への搭載性を向上させることができる。
【０１０１】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ＨＵＤが防塵カバー５を有する場合を例として説明したが、防塵カバー５を有しない構造とすることもできる。図１１、１２、１３に、本実施形態におけるＨＵＤの断面図を示す。図１１〜１３に示すＨＵＤは、図１〜５に示すＨＵＤに対して、防塵カバー５を省略したものであり、他の構成は図１〜５に示すＨＵＤと同じである。
【０１０２】
非使用時では、図１１に示すように、ケース１の内部に、第１実施形態と同様に、コンバイナ３が収納されている。
【０１０３】
そして、使用時では、まず、図１２に示すように、第１実施形態と同様に、シャッター１ａ、１ｂが開いた後、コンバイナ３が起き上がり、図１３に示すように、コンバイナ３が上昇する。このとき、シャッター１ｂは、コンバイナ３が起き上がる際に邪魔にならない位置まで開く。
【０１０４】
続いて、本実施形態では、コンバイナ３が上昇した後、図１３に示すように、シャッター１ｂが開いた状態から、少し、戻って、所定の位置で停止するようになっている。
【０１０５】
ここで、この所定の位置について説明する。図１４に、仮にシャッター１ｂが存在しない場合に、第４の光としての外光７４が折り返しミラー４で反射して、運転者の目に入る場合における外光７４の光路７４ａ、７４ｂ、７４ｃを示す。
【０１０６】
仮にシャッター１ｂが存在しない場合、図７と同様に、外光７４ａが折り返しミラー４に入射し、折り返しミラー４で反射した外光７４ｂが、さらに、図示しないフロントガラスで反射し、その反射光７４ｃが運転者の目に入ってしまう。
【０１０７】
そこで、本実施形態では、ＨＵＤの使用時において、上記した外光７４が折り返しミラー４に入射するのをカットするように、上記した外光７４が折り返しミラー４に入射する光路７４ａ上に、シャッター１ｂを保持するようにしている。このとき、シャッター１ｂは、表示器２の光６ａ、６ｂ、６ｃの光路外に位置している。
【０１０８】
このように、防塵カバー５が設置されていない場合では、ＨＵＤの使用において、シャッター１ｂを上記した所定の位置に保持することで、折り返しミラー４で反射した外光が、フロントガラスでの反射を経て、運転者の目に入るのを防止することができる。
【０１０９】
また、本実施形態では、シャッター１ｂを用いて、折り返しミラー４で反射した外光が運転者の目に入るのを防止している。これにより、折り返しミラー４で反射した外光が運転者の目に入るのを防止するために、わざわざ別部品を設ける必要がない。この結果、本実施形態においても、別部品を設けた場合と比較して、ヘッドアップディスプレイを小型化することができる。
【０１１０】
なお、シャッター１ｂの動きに関して、本実施形態では、シャッター１ｂを、一度、コンバイナ３の起立の際に邪魔にならない位置まで開き、コンバイナ３が上昇した後、シャッター１ｂを戻すようにする場合を例として説明した。
【０１１１】
しかし、シャッター１ｂを上記した所定の位置にあっても、コンバイナ３の起立を邪魔しない場合であれば、１回の動作で、シャッター１ｂを閉じた状態から、上記所定の位置まで開くようにすることもできる。
【０１１２】
（他の実施形態）
（１）上記した各実施形態では、シャッター１ａを有する場合を例として説明したが、折り返しミラー４で反射する外光が運転者の目に入るのを防止する観点では、シャッター１ａを省略することもできる。
【０１１３】
この場合、防塵カバー５で反射する外光が運転者の目に入るのを防止する手段として、ＨＵＤの使用時におけるシャッター１ａの位置に、専用の別部品を位置させることもできる。
【０１１４】
（２）上記した各実施形態では、各構成部をケース１の内部に保持する場合を例として説明したが、ケース１を用いる代わりに、板部としての上面１ｃに各構成部を保持させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第１実施形態における非使用時のヘッドアップディスプレイの側面図である。
【０１１６】
【図２】図１のヘッドアップディスプレイが使用状態になる前段階における側面図である。
【図３】図１のヘッドアップディスプレイが使用状態になる前段階における側面図である。
【図４】図１のヘッドアップディスプレイが使用状態になる前段階における側面図である。
【図５】図１のヘッドアップディスプレイが使用状態になったときの側面図である。
【図６】図５のヘッドアップディスプレイにおいて、仮にシャッター１ａが存在しない場合に、外光７３が防塵カバー５の透明な面５ａで反射して、運転者の目に入る場合における外光７３の光路７３ａ、７３ｂ、７３ｃを示す図である。
【図７】図５のヘッドアップディスプレイにおいて、仮に防塵カバー５が存在しない場合に、外光７４が折り返しミラー４で反射して、運転者の目に入る場合における外光７４の光路７４ａ、７４ｂ、７４ｃを示す図である。
【図８】コンバイナ３の可動機構部の側面図である。
【図９】シャッター１ａ、１ｂの可動機構部と防塵カバー５の可動機構部の側面図である。
【図１０】折り返しミラー４の可動機構部の側面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における非使用時のヘッドアップディスプレイの側面図である。
【図１２】図９のヘッドアップディスプレイが使用状態になる前段階における側面図である。
【図１３】図９のヘッドアップディスプレイが使用状態になったときの側面図である。
【図１４】図１３のヘッドアップディスプレイにおいて、仮にシャッター１ｂが存在しない場合に、外光７４が折り返しミラー４で反射して、運転者の目に入る場合における外光７４の光路７４ａ、７４ｂ、７４ｃを示す図である。
【図１５】本発明者が検討した構造のヘッドアップディスプレイの側面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１…ケース、２…表示器、
３…コンバイナ、３ａ…表示部、３ｂ…支持部、
４…折り返しミラー、５…防塵カバー、
６ａ、６ｂ、６ｃ…光軸、
１１、６１…ハウジング、
１２、２１、３１、４１、５１、６３…モータ、
１３、２２、３２、４２、５２、６４…減速ギヤ、
１４、３４、４４、５４…回転中心軸、
１５…コンバイナ側ギヤ、
２３、６２…送りねじ、
２４、６５…案内ガイド、
２５、６６…案内用ピン、
３３…シャッター１ａ側のギヤ、
４３…シャッター１ｂ側のギヤ、
５３…防塵カバー５側のギヤ、
７３、７４…外光（第２、第３、第４の光）。
【図１】
2006069473.tif 000003
【図２】
2006069473.tif 000004
【図３】
2006069473.tif 000005
【図４】
2006069473.tif 000006
【図５】
2006069473.tif 000007
【図６】
2006069473.tif 000008
【図７】
2006069473.tif 000009
【図８】
2006069473.tif 000010
【図９】
2006069473.tif 000011
【図１０】
2006069473.tif 000012
【図１１】
2006069473.tif 000013
【図１２】
2006069473.tif 000014
【図１３】
2006069473.tif 000015
【図１４】
2006069473.tif 000016
【図１５】
2006069473.tif 000017