(57)【要約】      （修正有）【課題】外景に重畳される画像の見え方の、コンバイナ（光学素子）の回動の前後での変化が抑制されたコンバイナユニット（画像光反射ユニット）を提供する。【解決手段】光源１０から出射された画像を構成する光を反射面２１０ａで反射させることで、前記画像を使用者に視認させる光学素子と、その光学素子を回動可能に保持すると共に、光学素子を仮想軸２１０ｂを中心として回動させることで前記反射面の使用者に対する傾き角度を調整する角度調整機構２２０と、を備え、仮想軸２１０ｂは、前記反射面２１０ａの略中央において前記反射面２１０ａに接する。【選択図】図３
2018072847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された画像を構成する光を反射面で反射させることで、前記画像を使用者に視認させる光学素子と、
前記光学素子を回動可能に保持すると共に、前記光学素子を仮想軸を中心として回動させることで前記反射面の前記使用者に対する傾き角度を調整する角度調整機構と、
を備え、
前記仮想軸は、前記反射面の略中央において前記反射面に接することを特徴とする画像光反射ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイ用のコンバイナ（光学素子）を有するコンバイナユニット（画像光反射ユニット）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の乗員に、ナビゲーション情報等の各種の情報を外景に重畳して視認させるヘッドアップディスプレイが多く提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。このヘッドアップディスプレイの中に、例えば特許文献１に記載されているように、コンバイナ、及びコンバイナを保持する機構からなるコンバイナユニットを備えたものがある。コンバイナは、光源から出射される光を乗員側へ反射することで、その光が描く画像を乗員の視界に投影する。
【０００３】
コンバイナユニットの多くでは、コンバイナが、水平面に対して立てられた状態で保持される。そして、車両の乗員の目の高さに、このコンバイナからの反射光を合わせるべく、コンバイナは、鉛直面に対する傾き角度（チルト角度）が使用時に調整される。特許文献１のコンバイナユニットでは、コンバイナが、このコンバイナの下縁側に位置する回転軸を中心に回転自在に保持されている。そして、角度調整時には、この回転軸を中心にコンバイナが回動されてチルト角度が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６８２２７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３３２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、下縁側の回転軸を中心にコンバイナを回動させた場合、光源とコンバイナとの光軸距離が回動前と変わってしまう。ここでいう光軸距離とは、コンバイナの反射面中央と光源とを結ぶ光軸の距離である。この光軸距離が変わってしまうと、コンバイナ越しに外景に重畳される画像の見え方が回動前と変わってしまう。コンバイナユニットの中には、コンバイナの回転軸が、コンバイナの上縁側に位置するものもある。この場合にも、コンバイナを回動させると光源とコンバイナとの光軸距離が変わってしまうので、外景に重畳される画像の見え方が回動前とは変ってしまう。このように、コンバイナの下縁側や上縁側の回転軸を中心にコンバイナが回動されるコンバイナユニットでは、外景に重畳される画像の見え方が、コンバイナの回動の前後で変化してしまうという問題が一例として挙げられる。
【０００６】
そこで、本発明は、外景に重畳される画像の見え方の、コンバイナ（光学素子）の回動の前後での変化が抑制されたコンバイナユニット（画像光反射ユニット）を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、光源から出射された画像を構成する光を反射面で反射させることで、前記画像を使用者に視認させる光学素子と、前記光学素子を回動可能に保持すると共に、前記光学素子を仮想軸を中心として回動させることで前記反射面の前記使用者に対する傾き角度を調整する角度調整機構と、を備え、前記仮想軸は、前記反射面の略中央において前記反射面に接することを特徴とする画像光反射ユニットである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係るコンバイナユニットを搭載したヘッドアップディスプレイを示す模式図である。
【図２】ヘッドアップディスプレイのアイボックスを示す模式図である。
【図３】コンバイナユニットの外観斜視図である。
【図４】図３に示されている一対の保持部材を、固定部材を介して保持されるコンバイナと共に示す図である。
【図５】図４のパート（Ｂ）に示されている側面図を単独で拡大して示した図である。
【図６】一対の保持部材のうち、コンバイナの凸面側から見て左側の保持部材が２個の回転ローラによって支持されている様子を示す図である。
【図７】保持部材を回動させる駆動部の拡大図である。
【図８】下端チルト機構及びセンタレスチルト機構それぞれについて、表示器から出射される光とコンバイナとの、コンバイナを側方から見たときの位置関係を示す模式図である。
【図９】コンバイナがフロントガラス側に倒されてチルト角度が大きくなって行くときの、虚像の位置の変化を、下端チルト機構とセンタレスチルト機構との双方について示したグラフである。
【図１０】コンバイナを倒したときの虚像を、下端チルト機構とセンタレスチルト機構とのそれぞれについて模式的に示す図である。
【図１１】Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎの定義式に使われているパラメータを示す図である。
【図１２】下端チルト機構及びセンタレスチルト機構それぞれについて、表示器から出射される光とコンバイナとの、コンバイナを上方から見たときの位置関係を示す模式図である。
【図１３】コンバイナのチルト角度を変えてアイボックスの高さを変更したときの、アイボックスのサイズの変化を示すグラフである。
【図１４】下端チルト機構及びセンタレスチルト機構それぞれについて、表示器から出射される光、コンバイナ、及びアイボックスの、コンバイナを側方から見たときの位置関係を示す図である。
【図１５】コンバイナのチルト角度を変えたときのアイボックスの高さの変化を示すグラフである。
【図１６】センタレスチルト機構の方が下縁チルト機構よりも、コンバイナのサイズを大きくできるという利点について説明する模式図である。
【図１７】保持部材に掛かる力を示す模式図である。
【図１８】保持部材を回動させる駆動部の、本実施例とは異なる別例の要部を示す模式図である。
【図１９】保持部材の付勢方法の別例を、本実施例におけるバネによる付勢方法と比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例に係る画像光反射ユニットを説明する。本発明の一実施例に係る画像光反射ユニットは、光源から出射された画像を構成する光を反射面で反射させることで、前記画像を使用者に視認させる光学素子と、前記光学素子を回動可能に保持すると共に、前記光学素子を仮想軸を中心として回動させることで前記反射面の前記使用者に対する傾き角度を調整する角度調整機構と、を備え、前記仮想軸は、前記反射面の略中央において前記反射面に接する。
ここで、前記仮想軸は、水平面に対して立てられた状態の前記光学素子の上下方向の略中央を左右方向に通ることは好適である。
また、前記角度調整機構が、前記光学素子の一端乃至その近傍に設けられ、且つ、前記仮想軸を中心とする円筒における外周面の一部をなす曲面を有する保持部材と、前記保持部材の前記曲面に周面が接する回転ローラを回転することで、前記保持部材を、前記仮想軸を中心に回動させる駆動手段、から構成されることも好適である。
また、前記角度調整機構が、前記光学素子の一端乃至その近傍に設けられ、且つ、前記仮想軸を中心とする円筒における外周面の一部をなす曲面を有する保持部材と、前記保持部材の前記曲面に周面が接し、前記保持部材を、前記仮想軸を中心に回動可能に支持する複数の回転ローラと、から構成されることも好適である。
また、前記保持部材の前記曲面が形成された面の裏側に、前記仮想軸をピッチ円の中心とする内歯歯車が形成され、前記角度調整機構が、前記内歯歯車と噛み合う円形歯車と、該円形歯車を回転駆動することで、前記保持部材を前記仮想軸を中心に回動させる駆動部と、から構成されるものであることも好適である。
また、前記保持部材が、前記光学素子の左右両側それぞれに配され、前記回転ローラが、前記光学素子の左右両側それぞれに位置する前記曲面につき複数ずつ配置されたものであり、前記駆動部が、前記光学素子の左右両端部に位置する前記内歯歯車それぞれに噛み合う２つの円形歯車と、該２つの円形歯車の軸を連結する回転軸と、該回転軸及び前記２つの円形歯車を直接的又は間接的に回転する駆動手段と、から構成されることも好適である。
また、前記角度調整機構が、前記保持部材を、前記複数の回転ローラに押し付ける向きに付勢する付勢部材を、更に有するものであることも好適である。
また、本発明の他の一実施例に係る画像光反射ユニットは、光源から出射された画像を構成する光を反射面で反射させることで、前記画像を使用者に視認させる光学素子と、前記光学素子を回動可能に保持すると共に、前記光学素子を仮想軸を中心として回動させることで前記反射面の前記使用者に対する傾き角度を調整する角度調整機構と、を備え、前記角度調整機構が、前記光学素子の一端乃至その近傍に設けられ、且つ、前記仮想軸を中心とする円筒における外周面の一部をなす曲面を有する保持部材と、前記保持部材の前記曲面に周面が接する回転ローラを回転することで、前記保持部材を、前記仮想軸を中心に回動させる駆動手段、から構成される。
以下、本発明の一実施例に係るコンバイナユニットを説明する。本発明の一実施例に係るコンバイナユニットは、ヘッドアップディスプレイ用のコンバイナであって、光源から出射される光を使用者側へ反射することで、その光が描く画像を、前記使用者の視界に投影するコンバイナと、水平面に対して立てられた状態の前記コンバイナの上下方向の略中央を左右方向に通る仮想軸を中心に前記コンバイナを回動可能に保持すると共に、前記コンバイナを前記仮想軸を中心として回動させることで前記コンバイナの傾き角度を調整する角度調整機構と、を備え、前記仮想軸が、前記コンバイナにおける、前記光源から出射される光を反射する反射面の接線となっている。このコンバイナユニットでは、コンバイナの回動が、コンバイナの上下方向の略中央を左右方向に通る仮想軸を中心に行われる。このため、このコンバイナユニットでは、コンバイナの反射面中央と光源とを結ぶ光軸の距離の、コンバイナの回動の前後での変化が抑えられる。その結果、このコンバイナユニットによれば、外景に重畳される画像の見え方の、コンバイナの回動の前後での変化が抑制される。
【００１０】
また、例えば、仮想軸がコンバイナの厚み方向中央を通る軸である場合等と比較して、コンバイナの回動の前後での上記の光軸距離の変化が一層抑制される。
前記角度調整機構が、水平面に対して立てられた状態の前記コンバイナの下端乃至その近傍に設けられ、且つ、前記仮想軸を中心とする円筒における外周面の一部をなす曲面を有する保持部材と、前記保持部材の前記曲面に周面が接する回転ローラを回転することで、前記保持部材を、前記仮想軸を中心に回動させる駆動手段、から構成されることは好適である。
【００１１】
また、前記角度調整機構が、水平面に対して立てられた状態の前記コンバイナの下端乃至その近傍に設けられ、且つ、前記仮想軸を中心とする円筒における外周面の一部をなす曲面を有する保持部材と、前記保持部材の前記曲面に周面が接し、前記保持部材を、前記仮想軸を中心に回動可能に支持する複数の回転ローラと、から構成されることも好適である。これにより、前記曲面と、それを支持する複数の回転ローラという単純な構成で、コンバイナの位置が、このコンバイナの回動中心が前記仮想軸と一致する位置に位置決めされる。
【００１２】
また、前記角度調整機構が前記保持部材と前記複数の回転ローラとから構成されるコンバイナユニットにおいて、前記保持部材の前記曲面が形成された面の裏側に、前記仮想軸をピッチ円の中心とする内歯歯車が形成され、前記角度調整機構が、前記内歯歯車と噛み合う円形歯車と、該円形歯車を回転駆動することで、前記保持部材を前記仮想軸を中心に回動させる駆動部と、から構成されるものであることは更に好適である。これにより、前記保持部材を回動させるための円形歯車が前記裏側に収められるので、前記角度調整機構、延いては、このコンバイナユニットが小型化されることとなる。
【００１３】
また、前記曲面が形成された面の裏側に前記内歯歯車が形成され、前記角度調整機構が前記駆動部を有しているコンバイナユニットにおいて、前記保持部材が、前記コンバイナの左右両側それぞれに配され、前記回転ローラが、前記コンバイナの左右両側それぞれに位置する前記曲面につき複数ずつ配置されたものであり、前記駆動部が、前記コンバイナの左右両端部に位置する前記内歯歯車それぞれに噛み合う２つの円形歯車と、該２つの円形歯車の軸を連結する回転軸と、該回転軸及び前記２つの円形歯車を直接的又は間接的に回転する駆動手段と、から構成されることは更に好適である。これにより、コンバイナ回動時のコンバイナの左右両端部の移動距離が等しくなるので、このコンバイナの回動が安定する。
【００１４】
また、前記角度調整機構が前記保持部材と前記複数の回転ローラとから構成されるコンバイナユニットにおいて、前記角度調整機構が、前記保持部材を、前記複数の回転ローラに押し付ける向きに付勢する付勢部材を、更に有するものであることは好適である。例えばコンバイナユニットが車載のヘッドアップディスプレイに組み込まれる場合、コンバイナに、上下方向の振動が加わる可能性がある。このような振動によりコンバイナが上下動してしまうと、外景に重畳される画像が上下にぶれてしまう。上記の好適な形態によれば、保持部材が複数の回転ローラに押し付けられているので、このような振動が加わった場合でもコンバイナの上下動が抑えられ、延いては画像のぶれが抑えられる。
また、本発明の他の一実施例に係るコンバイナユニットは、ヘッドアップディスプレイ用のコンバイナであって、光源から出射される光を使用者側へ反射することで、その光が描く画像を、前記使用者の視界に投影するコンバイナと、水平面に対して立てられた状態の前記コンバイナの上下方向の略中央を左右方向に通る仮想軸を中心に前記コンバイナを回動可能に保持すると共に、前記コンバイナを前記仮想軸を中心として回動させることで前記コンバイナの傾き角度を調整する角度調整機構と、を備え、前記角度調整機構が、水平面に対して立てられた状態の前記コンバイナの下端乃至その近傍に設けられ、且つ、前記仮想軸を中心とする円筒における外周面の一部をなす曲面を有する保持部材と、前記保持部材の前記曲面に周面が接する回転ローラを回転することで、前記保持部材を、前記仮想軸を中心に回動させる駆動手段、から構成される。
【実施例】
【００１５】
本発明の実施例に係るコンバイナユニットを図１乃至図１９を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係るコンバイナユニットを搭載したヘッドアップディスプレイを示す模式図である。
【００１７】
この図１のヘッドアップディスプレイ１は、車両の乗員に、ナビゲーション情報等の各種の情報を、フロントガラスＦＧの前方の外景に重畳して視認させるものであり、表示器１０、コンバイナユニット２０、筺体３０、及び操作部４０を備えている。また、コンバイナユニット２０は、コンバイナ２１０及び角度調整機構２２０を備えている。
【００１８】
表示器１０は、ナビゲーション情報等の各種の情報を表す画像を描く光を、コンバイナユニット２０のコンバイナ２１０に向けて出射する。この表示器１０が、本発明にいう光源の一例に相当する。
【００１９】
コンバイナ２１０は、湾曲した透明な樹脂板の凹面に、錫や銀などの光半透過膜が蒸着され、この凹面が反射面２１０ａとなった周知のハーフミラーである。角度調整機構２２０が、このコンバイナ２１０を、水平面に対して立てて、且つ、凹面が表示器１０及び車両の乗員側を向く状態に保持している。さらに、角度調整機構２２０は、コンバイナ２１０を、その上下方向の略中央を左右に通る仮想軸２１０ｂを中心に回動可能に保持している。また、この仮想軸２１０ｂは、上記の反射面２１０ａに接する軸となっている。角度調整機構２２０が、本発明にいう角度調整機構の一例に相当する。また、反射面２１０ａが、本発明にいう反射面の一例に相当し、仮想軸２１０ｂが、本発明にいう仮想軸の一例に相当する。
【００２０】
コンバイナ２１０は、表示器１０から出射される光を反射面２１０ａで車両の乗員側へと反射することで、その光が描く、ナビゲーション情報等の各種の情報を表す画像を乗員の視界に投影する。上記のようにコンバイナ２１０はハーフミラーであるので、乗員には、その投影された画像が、フロントガラスＦＧの前方の外景に重畳されてコンバイナ２１０越しに視認される。また、コンバイナ２１０が湾曲していることから、乗員には、その画像が、凡そ２〜３ｍ前方に浮かんで視認されることとなる。この乗員に視認される画像を、以下では、虚像Ｐと呼ぶ。ここで、乗員は、アイボックスと呼ばれる視認可能領域内に乗員の目が位置しているときに、虚像Ｐを視認することができる。
【００２１】
尚、本実施形態では、ヘッドアップディスプレイ１は、不図示のダッシュボード内に、コンバイナ２１０が、このダッシュボード外に突出するように搭載されている。ただし、このコンバイナ２１０については、本実施形態とは異なり、不使用時には、ダッシュボード内に収納され、使用時にダッシュボードからせり出して来るように構成してもよい。
【００２２】
図２は、ヘッドアップディスプレイのアイボックスを示す模式図である。
【００２３】
この、図２に示されているように、コンバイナ２１０は、概ね長方形の板が上下方向及び左右方向に湾曲した形状を有している。そして、このコンバイナ２１０の形状に応じて、アイボックスＥｂは直方体形状を有している。図２では、このアイボックスＥｂの、コンバイナ２１０側の面の垂直寸法が「Ｖ」、その面の水平寸法が「Ｈ」、所定の基準面からのアイボックスＥｂの高さが「Ｔ」で記載されている。
【００２４】
ここで、乗員の目がアイボックスＥｂ外に位置すると、乗員は虚像Ｐを視認できなくなってしまう。一方で、車内における乗員の目の位置は、特にその高さが、乗員の身長や姿勢によって異なる。このため、図１に示されているヘッドアップディスプレイ１では、このアイボックスＥｂの高さが、乗員によって所望の高さに調整できるようになっている。
【００２５】
ここで、アイボックスＥｂの高さＴは、コンバイナ２１０が、仰向く方向に回動されると高くなり、逆に、俯く方向に回動されると低くなる。図１に示されている角度調整機構２２０は、コンバイナ２１０を上記の仮想軸２１０ｂを中心として回動させることで、このコンバイナ２１０の、鉛直面に対する傾き角度（チルト角度）を調整する役割を担っている。この角度調整により、アイボックスＥｂの高さが所望の高さに調整される。
【００２６】
本実施例のヘッドアップディスプレイ１には、この角度調整機構２２０を乗員が操作するための操作部４０（図１参照）が設けられている。この操作部４０は、車両の乗員が、運転中に特に姿勢を変えることなく操作できる位置に配置されている。このような位置としては、例えば、座席の脇、ハンドル上、ダッシュボードの前面パネル等が挙げられる。乗員は、この操作部４０を操作して、角度調整機構２２０にコンバイナ２１０を回動させてチルト角度を調整し、アイボックスＥｂの高さを、自分の目の高さに合わせる。
【００２７】
尚、アイボックスＥｂの高さＴの調整方法は、本実施例のように乗員が操作部４０を操作して調整する方法に限るものではない。アイボックスＥｂの高さＴの調整方法は、例えば、乗員の目の高さを検知するセンサを設け、その検知結果に応じてコンバイナ２１０を回動させる方法等であってもよい。この方法では、アイボックスＥｂの高さは、乗員の目の高さに自動的に合わされることとなる。
【００２８】
次に、図１に模式的に示されているコンバイナユニット２０について詳細に説明する。
【００２９】
図３は、コンバイナユニットの外観斜視図である。
【００３０】
コンバイナユニット２０では、コンバイナ２１０の下縁が、固定部材２１１に嵌め込まれて、この固定部材２１１に固定されている。角度調整機構２２０は、この固定部材２１１の左右両側に固定された一対の保持部材２２１を有している。そして、角度調整機構２２０は、これら一対の保持部材２２１を支持する４個の回転ローラ２２２、及び、回転ローラ２２２に押し付ける向きに各保持部材２２１を付勢する一対のバネ２２３を有している。そして、角度調整機構２２０は、コンバイナ２１０の上下方向の略中央を左右に通り反射面２１０ａに接する、図１にも示されている仮想軸２１０ｂを中心として、矢印Ａ方向に一対の保持部材２２１を後述するように一緒に回動する駆動部２２４を備えている。保持部材２２１が、本発明にいう保持部材の一例に相当し、回転ローラ２２２が、本発明にいう回転ローラの一例に相当する。
【００３１】
図４は、図３に示されている一対の保持部材を、固定部材を介して保持されるコンバイナと共に示す図である。図４のパート（Ａ）には、コンバイナ２１０を固定部材２１１を介して保持した保持部材２２１を、コンバイナ２１０の凹面側から見た斜視図が示されている。図４のパート（Ｂ）には、コンバイナ２１０を保持した保持部材２２１の側面図が示されており、図４のパート（Ｃ）には、コンバイナ２１０の凸面側から見た斜視図が示されている。また、図５は、図４のパート（Ｂ）に示されている側面図を単独で拡大して示した図である。
【００３２】
各保持部材２２１は、立壁部２２１ａと曲壁部２２１ｂとを有している。立壁部２２１ａは、固定部材２１１に直交する壁であり、固定部材２１１の左右いずれかの端部に固定されている。曲壁部２２１ｂは、固定部材２１１から離れる方向に立壁部２２１ａから張り出した壁であり、さらに、次のように曲がっている。
【００３３】
図５に示されているように、曲壁部２２１ｂは、コンバイナ２１０の仮想軸２１０ｂを中心とした円筒の周壁の一部をなすように曲がった壁である。この曲壁部２２１ｂの、凸面は、このような円筒の外周面の一部をなす曲面２２１ｂ＿１となっている。一方、この曲面２２１ｂ＿１の裏側となる凹面には、仮想軸２１０ｂをピッチ円の中心とする内歯歯車２２１ｂ＿２が形成されている。また、立壁部２２１ａには、内歯歯車２２１ｂ＿２が形成されている範囲に亘って長円形の穴２２１ａ＿１が開けられている。曲面２２１ｂ＿１が、本発明にいう曲面の一例に相当し、内歯歯車２２１ｂ＿２が、本発明にいう内歯歯車の一例に相当する。
【００３４】
以上に説明した一対の保持部材２２１が、図３に示されているように合計で４個の回転ローラ２２２によって支持されている。回転ローラ２２２は、一対の保持部材２２１それぞれについて２個ずつ設けられている。
【００３５】
図６は、一対の保持部材のうち、コンバイナの凸面側から見て左側の保持部材が２個の回転ローラによって支持されている様子を示す図である。
【００３６】
この図６に示されているように、２個の回転ローラ２２２は、各々、その周面が、保持部材２２１における上記の曲面２２１ｂ＿１に接している。ここで、回転ローラ２２２は、図１に示されているヘッドアップディスプレイ１の筺体３０に、回転可能に支持されている。上記の曲面２２１ｂ＿１は、上述したように、コンバイナ２１０の仮想軸２１０ｂを中心とした円筒の周面の一部をなす曲面である。つまり、回転ローラ２２２による回動可能な支持におけるその回動方向とは、図６中の矢印Ｂが示す、コンバイナ２１０の仮想軸２１０ｂを中心とした回動方向となる。これにより、一対の保持部材２２１それぞれ、延いては、コンバイナ２１０の下縁を保持している固定部材２１１が、コンバイナ２１０の仮想軸２１０ｂを中心として回動可能に支持されることとなる。
【００３７】
また、図３にも示されていたように、一対の保持部材２２１それぞれが、各保持部材２２１を矢印Ｃ方向に付勢するバネ２２３によって２個の回転ローラ２２２に押し付けられている。このバネ２２３は、一端が保持部材２２１に固定され、図１示されているヘッドアップディスプレイ１の筺体３０に固定された引っ張りコイルバネとなっている。
【００３８】
そして、このように回動可能に支持された保持部材２２１が、図３に示されている駆動部２２４によって、コンバイナ２１０の仮想軸２１０ｂを中心として回動される。この駆動部２２４が、本発明にいう駆動部の一例に相当する。
【００３９】
図７は、保持部材を回動させる駆動部の拡大図である。
【００４０】
駆動部２２４は、各々が、各保持部材２２１の内歯歯車２２１ｂ＿２と噛み合う一対の円形歯車２２４ａを備えている。尚、図７では、後述のモータ２２４ｃ等を拡大して示したために、一対の円形歯車２２４ａのうち、コンバイナ２１０の凸面側から見て左側の円形歯車２２４ａのみが示されている。一対の円形歯車２２４ａの軸は、１本の歯車回転軸２２４ｂで連結されている。この歯車回転軸２２４ｂは、各保持部材２２１の立壁部２２１ａに開けられている長円形の穴２２１ａ＿１を通って、一対の円形歯車２２４ａを連結している。そして、この歯車回転軸２２４ｂは、２つの回転ローラ２２２が支持され、バネ２２３の一端が固定されている、ヘッドアップディスプレイ１の筺体３０に、回転可能に支持されている。これにより、一対の円形歯車２２４ａは、後述のモータ２２４ｃからの回転駆動力を受けて、この歯車回転軸２２４ｂを中心に一緒に回転するようになっている。円形歯車２２４ａが、本発明にいう円形歯車の一例に相当し、歯車回転軸２２４ｂが、本発明にいう回転軸の一例に相当する。
【００４１】
また、駆動部２２４は、モータ２２４ｃと、ウォームギア２２４ｄと、２個の伝達歯車２２４ｅとを有している。モータ２２４ｃは、円形歯車２２４ａを回転させる回転駆動力を発する。２個の伝達歯車２２４ｅは、このモータ２２４ｃからウォームギア２２４ｄを介して伝えられた回転駆動力を、一対の円形歯車２２４ａのうち、コンバイナ２１０の凸面側から見て左側の円形歯車２２４ａへと伝達する。モータ２２４ｃとウォームギア２２４ｄと２個の伝達歯車２２４ｅとを合わせたものが、本発明にいう駆動手段の一例に相当する。
【００４２】
尚、本実施例では、本発明にいう駆動手段の一例として、歯車回転軸２２４ｂ及び２つの円形歯車２２４ａを、モータ２２４ｃ、ウォームギア２２４ｄ、及び２個の伝達歯車２２４ｅにより直接的に回転する形態が例示されている。しかしながら、本発明にいう駆動手段は、これに限るものではない。本発明にいう駆動手段は、例えば保持部材２２１を支持している回転ローラ２２２を回転すること等により保持部材２２１を回動する手段であってもよい。この場合、歯車回転軸２２４ｂ及び２つの円形歯車２２４ａは駆動手段によって間接的に回転されることとなる。そして、これらの歯車回転軸２２４ｂ及び２つの円形歯車２２４ａは、保持部材２２１の回動には寄与しないが、保持部材２２１を上方から抑える役割を果たすこととなる。
【００４３】
モータ２２４ｃは、ヘッドアップディスプレイ１の筺体３０に固定されており、２個の伝達歯車２２４ｅは、この筺体３０に回転可能に支持されている。モータ２２４ｃからの回転駆動力が、左側の円形歯車２２４ａへと伝達されると、この回転駆動力は、歯車回転軸２２４ｂを介して右側の円形歯車２２４ａにも伝わり、これら一対の円形歯車２２４ａが一緒に回転する。そして、円形歯車２２４ａの回転により、保持部材２２１それぞれ、延いては、コンバイナ２１０の下縁を保持している固定部材２１１が回動される。この保持部材２２１の回動方向は、モータ２２４ｃの回転方向に応じて、矢印Ｄ１方向、又は逆向きの矢印Ｄ２方向となる。そして、モータ２２４ｃの回転方向は、図１に示されている操作部４０への乗員の操作に応じた方向となる。その結果、コンバイナ２１０のチルト角度が調整されて、図２に示されているアイボックスＥｂの高さＴが乗員の目に合った高さに調整されることとなる。
【００４４】
また、本実施形態では、コンバイナ２１０の回動の中心が、仮想軸２１０ｂとなっている。コンバイナの回動の中心をこのような仮想軸ではなく、例えばコンバイナの両側縁の上下方向中央から突出させた回転軸を中心に回動させる機構が考えられる。しかしながら、このような機構では、コンバイナの両側縁の回転軸及びその周辺構造に乗員の目が行きがちとなる。その結果、コンバイナ越しの虚像に乗員の目の焦点が合いにくく、虚像が見えにくくなる恐れがある。本実施形態では、コンバイナ２１０の回動の中心はあくまでも仮想軸２１０ｂであり、コンバイナ２１０の周囲にこのような虚像の視認を妨げる構造物が無い。このため、本実施形態によれば、上記のようにコンバイナの両側縁に回転軸及びその周辺構造が設けられる機構に比べて虚像が見え易い。
【００４５】
尚、本実施形態では、各保持部材２２１の内歯歯車２２１ｂ＿２は、乗員の目の高さとして想定される範囲に亘ってアイボックスの高さを調整できる必要最小限の歯数で設けられている。これにより、保持部材２２１の小型軽量化、延いてはコンバイナユニット２０の小型軽量化が図られている。
【００４６】
ここで、アイボックスの高さ調整のために、コンバイナ２１０のチルト角度を調整する機構としては、本実施例とは異なり、コンバイナ２１０の上縁側又は下縁側に設けた回転軸を中心にコンバイナ２１０を回動する機構が考えられる。このような機構に対し、図３に示されている本実施例のコンバイナユニット２０は、以下のような利点を有している。ここで、本実施例のように、コンバイナの回転軸が上下方向の中央の仮想軸であって下縁を動かして回動させる機構をセンタレスチルト機構と呼ぶ。また、本実施例とは異なり、回転軸がコンバイナの下縁側にあり、この回転軸を中心にコンバイナを回動させる機構を下端チルト機構と呼ぶ。以下、下端チルト機構に対するセンタレスチルト機構の利点について、両者を比較しながら説明する。
【００４７】
図８は、下端チルト機構及びセンタレスチルト機構それぞれについて、表示器から出射される光とコンバイナとの、コンバイナを側方から見たときの位置関係を示す模式図である。この図８のパート（Ａ）には、下端チルト機構についての模式図が示され、パート（Ｂ）にはセンタレスチルト機構についての模式図が示されている。尚、この図８では、説明を簡単なものとするために、図１とは異なり、表示器１０の位置が、コンバイナの正面となっている。また、この図８では、図１とは逆に、表示器１０が図中の右側、コンバイナが図中の左側に示されている。
【００４８】
図８のパート（Ａ）に示されている下端チルト機構では、コンバイナ５１０が回動されると、コンバイナ５１０と表示器１０との間の光軸距離が変わってしまう。ここで、光軸距離とは、表示器１０の中央と、コンバイナ５１０の反射面５１０ａの中央との距離のことである。例えば、このパート（Ａ）に示されているように、コンバイナ５１０が下端側の回転軸５１０ｂを中心に矢印Ｅ方向に回動される、即ちフロントガラス側に倒されたとする。この場合、下端チルト機構では、回動前の光軸距離Ｌ１が、回動後の光軸距離Ｌ２へと延びてしまう。
【００４９】
一方、図８のパート（Ｂ）に示されているセンタレスチルト機構では、コンバイナ２１０が反射面２１０ａの中央を通る仮想軸２１０ｂを中心に回動されるので、このパート（Ｂ）に示されているように、光軸距離Ｌ３は、回動の前後で略維持される。
【００５０】
下端チルト機構とセンタレスチルト機構との、このような光軸距離の変化についての相違は、図１や図２に示されている虚像の見え方についての次のような相違となって現れる。まず、乗員の目から虚像までの距離、つまり虚像Ｐが見える位置が、下端チルト機構とセンタレスチルト機構とでは次のように相違する。
【００５１】
図９は、コンバイナがフロントガラス側に倒されてチルト角度が大きくなって行くときの、虚像の位置の変化を、下端チルト機構とセンタレスチルト機構との双方について示したグラフである。
【００５２】
この図９のグラフＧ１では、横軸に、アイボックスの高さがとられている。コンバイナがフロントガラス側に倒されてチルト角度が大きくなって行くとアイボックスの高さは高くなる。このグラフＧ１では、コンバイナがどの程度倒されたかを示す指標としてアイボックスの高さが使われている。そして、このグラフＧ１では、アイボックス中の中央に乗員の目があると仮定したときのこの目から虚像までの距離が、縦軸にとられている。このグラフＧ１では、下端チルト機構についての虚像の位置の変化が破線Ｓ１で示され、センタレスチルト機構についての虚像の位置の変化が実線Ｓ２で示されている。
【００５３】
この図９のグラフＧ１から分かるように、コンバイナがフロントガラス側に倒されて行くと、下端チルト機構では、光軸距離が延びることから虚像の位置が遠ざかってしまう。一方、センタレスチルト機構では、虚像の位置は、ほとんど変化せず、略一定の位置に保たれる。
【００５４】
さらに、下端チルト機構とセンタレスチルト機構との、光軸距離の変化についての相違は、虚像の形状及び大きさに、次のような影響を及ぼす。
【００５５】
図１０は、コンバイナを倒したときの虚像を、下端チルト機構とセンタレスチルト機構とのそれぞれについて模式的に示す図である。この図１０のパート（Ａ）には、下端チルト機構での虚像Ｐ１が示され、パート（Ｂ）にはセンタレスチルト機構での虚像Ｐ２が示されている。
【００５６】
コンバイナは、表示器１０からの光を凹面で反射する一種の凹面鏡であるので、その反射光が描く虚像は、表示器１０の出力画像に対して、拡大されると共に湾曲して歪んだ形状となる。そして、この拡大及び歪みの程度は、光軸距離が長いほど大きい。上述したように、センタレスチルト機構ではコンバイナ２１０が倒されても光軸距離が略維持されるのに対し、下端チルト機構では光軸距離が延びてしまう。このため、図１０に示されているように、センタレスチルト機構ではコンバイナ２１０が倒されても虚像Ｐ２の大きさや形の変化が抑制されるのに対し、下端チルト機構での虚像Ｐ１はコンバイナ５１０が倒されて行くと拡大され歪んでいってしまう。
【００５７】
ここで、上記のような画像の歪みの程度の評価の一例として、次式で表されるＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎという指標を用いた評価が挙げられる。
【００５８】
【数１】
2018072847.tif 000003
【００５９】
図１１は、Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎの定義式に使われているパラメータを示す図である。
【００６０】
この図１１では、歪み前の画像Ｉｍ１が破線で示され、歪み後の画像Ｉｍ２が実線で示されている。Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎの算出に当たっては、まず、歪み前の画像Ｉｍ１に、この画像Ｉｍ１を複数に分割する格子Ｌａ１が引かれる。そして、歪み後の画像Ｉｍ２について、上記の歪み前の格子Ｌａ１が、この画像Ｉｍ２と同様に歪んだときの歪み後の格子Ｌａ２が求められる。
【００６１】
Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎの定義式におけるパラメータ「ｈ１」は、歪み前の格子Ｌａ１における任意の交点と、歪み前の画像Ｉｍ１における、その交点から最も遠い角までの距離である。そして、この定義式におけるパラメータ「ｈ２」は、歪み後の格子Ｌａ２における対応する交点から、対応する角までの距離である。図１１では、歪み前の格子Ｌａ１における任意の交点として、中央の交点が選ばれている。この図１１には、歪み前の画像Ｉｍ１と歪み後の画像Ｉｍ２とが、歪み前の格子Ｌａ１の中央の交点と、歪み後の格子Ｌａ２の中央の交点とが一致するように重ねられて示されている。
【００６２】
上記の定義式で表されるＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎは、画像に引かれた格子における任意の交点から、画像におけるその交点から最も遠い角までの距離が、その画像が歪んだことでどの程度変化したかを表す比率となっている。
【００６３】
画像全体の歪みを評価するに当たっては、図１１に示されているような格子の全ての交点についてＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎが算出される。そして、それら求められたＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎの最大値が、歪みの評価値として採用される。実際に使用が想定されるコンバイナについて、アイボックスの高さが所定の高さとなるまで回動させたときの虚像の歪みについて算出したところ、次のような結果が得られている。即ち、下端チルト機構では評価値が１３．６％であったのに対し、センタレスチルト機構では評価値が１２．１％となっている。つまり、センタレスチルト機構によれば、下端チルト機構と比較して、コンバイナを回動させたときの虚像の歪みが約１０％程度抑制されることとなる。
【００６４】
また、センタレスチルト機構ではコンバイナ２１０のチルト角度が増えても光軸距離が略一定に維持されるのに対し、下端チルト機構では、この光軸距離が変化してしまう。つまり、センタレスチルト機構ではチルト角度が増えても虚像の歪みの程度があまり変化しないのに対し、下端チルト機構ではチルト角度が増えるにつれて歪みの程度が変化する。一般的に、ヘッドアップディスプレイでは、虚像の歪みが、表示器１０側の画像に対する補正によって修正される。下端チルト機構ではチルト角度が増えるにつれて歪みの程度が変化するので、表示器１０側の画像に対する補正内容もチルト角度に応じて変更しなければならず補正処理が複雑になる。一方、センタレスチルト機構ではチルト角度に係わらず虚像の歪みの程度が略一定となるので、表示器１０側の画像に対する補正内容もチルト角度に応じて変更しなくても済む。つまり、センタレスチルト機構によれば、下端チルト機構に比べて、表示器１０側の画像に対する補正処理が簡単なものとなる。
【００６５】
以上に説明したように、本実施形態のコンバイナユニット２０で採用されているセンタレスチルト機構によれば、アイボックスの高さを変えたときの虚像の位置の変化や、虚像の形状及び大きさが、下端チルト機構に比べて抑制されることとなる。また、センタレスチルト機構によれば、虚像の歪みを修正するための処理が、下端チルト機構に比べて簡単なものとなる。
【００６６】
さらに、下端チルト機構では、コンバイナを回動させてアイボックスの高さを変えたとき、以下に説明するように、アイボックスのサイズが縮小しまう。センタレスチルト機構によれば、このアイボックスのサイズの縮小が抑制される。このアイボックスのサイズの縮小について、上記の図８、下記の図１３及び図１４を参照して説明する。
【００６７】
まず、図８から分かるように、コンバイナのチルト角度θが同角度となるようにコンバイナを回動させた場合、コンバイナの上縁は、センタレスチルト機構よりも下端チルト機構の方が、表示器１０から離れることとなる。このため、下端チルト機構では、図８のパート（Ａ）で点線の楕円Ｇで囲われた領域に示されているように、表示器１０からの光の一部がコンバイナ５１０の外側に出てしまうことがある。このようにコンバイナ５１０から出てしまった光は、乗員が視認することができない。そして、このようにコンバイナ５１０の外側に出てしまう光は、コンバイナ５１０のチルト角度が大きいほど増加する。つまり、下端チルト機構では、コンバイナ５１０のチルト角度が大きくなるほど、アイボックスの垂直寸法（図２のアイボックスＥｂの垂直寸法Ｖ参照）が小さくなる。
【００６８】
一方、センタレスチルト機構では、チルト角度が同じであれば、下端チルト機構に比べて、コンバイナ２１０の上縁の移動距離が短い。このため、図８パート（Ｂ）に示されているように、コンバイナ２１０を回動させても、表示器１０からの光はコンバイナ２１０の内側にほぼ収まる。その結果、下端チルト機構で見られるような、アイボックスの垂直寸法の縮小が抑えられる。
【００６９】
図１２は、下端チルト機構及びセンタレスチルト機構それぞれについて、表示器から出射される光とコンバイナとの、コンバイナを上方から見たときの位置関係を示す模式図である。この図１２では、下端チルト機構でコンバイナ５１０を回動させたときの、そのコンバイナ５１０の上縁の位置が破線で示されている。そして、センタレスチルト機構でコンバイナ２１０を回動させたときの、そのコンバイナ２１０の上縁の位置が実線で示されている。上記のように、上縁の移動距離が大きい下端チルト機構では、図１２で点線の楕円Ｈ，Ｉで囲われた領域に示されているように、上縁近傍では、左右両端部についても、表示器１０からの光の一部が外側に出てしまうことがある。そして、このように左右両端部から出てしまう光も、コンバイナ５１０のチルト角度が大きいほど増加する。つまり、下端チルト機構では、コンバイナ５１０のチルト角度が大きくなるほど、アイボックスの水平寸法（図２のアイボックスＥｂの水平寸法Ｈ参照）についても小さくなる。
【００７０】
一方、センタレスチルト機構では、上述したようにコンバイナ２１０の上縁の移動距離が短い。このため、図１２に示されているように、コンバイナ２１０を回動させても、表示器１０からの光はコンバイナ２１０の内側にほぼ収まる。その結果、下端チルト機構で見られるような、アイボックスの水平寸法の縮小も抑えられる。
【００７１】
図１３は、コンバイナのチルト角度を変えてアイボックスの高さを変更したときの、アイボックスのサイズの変化を示すグラフである。
【００７２】
この図１３のグラフＧ２では、横軸にアイボックスの高さがとられ、縦軸にアイボックスのサイズとして、垂直寸法及び水平寸法がとられている。そして、このグラフＧ２では、下端チルト機構についてのアイボックスのサイズのうち、水平寸法の変化が破線Ｓ１＿１で示され、垂直寸法の変化が破線Ｓ１＿２で示されている。また、このグラフＧ２では、センタレスチルト機構についてのアイボックスのサイズのうち、水平寸法の変化が実線Ｓ２＿１で示され、垂直寸法の変化が実線Ｓ２＿２で示されている。これらの破線及び実線の比較から、センタレスチルト機構によれば、水平寸法及び垂直寸法の両方とも、アイボックスの高さを変更したときのアイボックスのサイズの縮小が、下縁チルト機構に比べて抑制されることが分かる。
【００７３】
また、コンバイナのチルト角度が同角度の場合、以下に説明するように、下端チルト機構でのアイボックスの高さは、センタレスチルト機構でのアイボックスの高さよりも低くなってしまう。
【００７４】
図１４は、下端チルト機構及びセンタレスチルト機構それぞれについて、表示器から出射される光、コンバイナ、及びアイボックスの、コンバイナを側方から見たときの位置関係を示す図である。
【００７５】
この図１４では、下端チルト機構のコンバイナ５１０が破線で示され、この下端チルト機構のコンバイナ５１０とチルト角度が同角度となったセンタレスチルト機構のコンバイナ２１０が実線で示されている。また、この図１４では、下端チルト機構とセンタレスチルト機構とで初期位置におけるコンバイナのチルト角度も同角度となっている。図１４では、下端チルト機構とセンタレスチルト機構とが、コンバイナの初期位置が一致するように重ねて示されている。図１４では、下端チルト機構とセンタレスチルト機構とで共通のコンバイナの初期位置Ｈｐが一点鎖線で示されている。
【００７６】
センタレスチルト機構では、表示器１０の中央を出てコンバイナ２１０の反射面２１０ｂの中央へと向かう光は、図１４に示されているように、この中央における法線２１０ｃに対して対称に反射され、その反射された先にアイボックスＥｂ１が形成される。尚、図１４では、図を見易くするために、アイボックスＥｂ１におけるコンバイナ２１０側の面の中央が□印で示されている。コンバイナ２１０が初期位置Ｈｐから矢印Ｅ方向に回動されると、中央の法線２１０ｃが上向いて行き、これにつれてアイボックスＥｂ１の高さは高くなる。センタレスチルト機構では、コンバイナ２１０が上下方向中央の仮想軸２１０ｂを中心に回動されるので、表示器１０の中央を出た光は、チルト角度がどのように変わってもこの中央の法線２１０ｃに対称に反射される。
【００７７】
一方、下端チルト機構では、コンバイナ５１０が下縁側の回転軸５１０ｂを中心に矢印Ｆ方向に回動されると、反射面５１０ａが表示器１０から遠ざかりながら上向いていく。その結果、初期位置Ｈｐでは中央で反射される光は、この中央よりも上方にズレた位置の法線５１０ｃに対称に反射されて、アイボックスＥｂ２が形成される。このとき、この上方にズレた位置の法線５１０ｃは、図１４に示されているように、チルト角度が同角度のセンタレスチルト機構のコンバイナ２１０における上記の法線２１０ｃよりも下向きとなる。その結果、この下向きの法線５１０ｃに対称に反射される光の光路が、図１４中で点線で示されているように、センタレスチルト機構のコンバイナ２１０で反射された、実線で示されている光の光路よりも下方を通過する。このため、下端チルト機構では、チルト角度が同角度であっても、そのアイボックスＥｂ２の高さが、センタレスチルト機構でのアイボックスＥｂ１の高さよりも低くなる。そして、このような高さのズレは、チルト角度が大きくなってコンバイナ５１０の反射面５１０ａが表示器１０から遠ざかるほど大きくなる。
【００７８】
図１５は、コンバイナのチルト角度を変えたときのアイボックスの高さの変化を示すグラフである。
【００７９】
この図１５のグラフＧ３では、横軸にチルト角度がとられ、縦軸にアイボックスの高さがとられている。そして、このグラフＧ３では、下端チルト機構でのアイボックスの高さの変化が破線Ｓ１で示され、センタレスチルト機構でのアイボックスの高さの変化が実線Ｓ２で示されている。これらの破線及び実線の比較から、チルト角度が同角度の場合、センタレスチルト機構よりも下縁チルト機構の方が、アイボックスの高さが低くなることが分かる。また、センタレスチルト機構と下縁チルト機構との間での、このアイボックスの高さのズレは、チルト角度が大きくなるにつれて広がってゆくことも、この図１５のグラフＧ３から分かる。
【００８０】
下縁チルト機構ではアイボックスの高さについてのこのようなズレを見込んで、センタレスチルト機構よりも大きなチルト角度までコンバイナが回動でき、十分な高さまでアイボックスを移動できるように、その回動機構を設計する必要がある。
【００８１】
一方、センタレスチルト機構では、上記のようにアイボックスの高さが下縁チルト機構よりも高めとなるので、チルト角度の上限を、下縁チルト機構よりも小さくできる。このため、例えば図７に示されている内歯歯車２２１ｂ＿２の歯数を少なめとするといったことが可能となっている。そして、本実施形態では、このような歯数の抑制等により、保持部材２２１の小型化、延いては、コンバイナユニット２０の小型化が図られている。
【００８２】
また、上述したように、チルト角度が同角度の場合、センタレスチルト機構の方が下縁チルト機構よりも、コンバイナの上縁の移動距離が小さくなる。その結果、センタレスチルト機構の方が下縁チルト機構よりも、コンバイナ２１０のサイズを大きくできるという利点が生じる。
【００８３】
図１６は、センタレスチルト機構の方が下縁チルト機構よりも、コンバイナ２１０のサイズを大きくできるという利点について説明する模式図である。図１６のパート（Ａ）には、下縁チルト機構の模式図が示され、図１６のパート（Ｂ）には、センタレスチルト機構の模式図が示されている。
【００８４】
図１６のパート（Ａ）に示されているように、ヘッドアップディスプレイがダッシュボードＤＢに搭載されている場合、下縁チルト機構では、回転軸５１０ｂからの距離が長いためにコンバイナ５１０の上縁の移動距離が相対的に大きい。そして、この下縁チルト機構では、次のような事態が生じる可能性がある。即ち、下縁チルト機構では、チルト角度がセンタレスチルト機構と同程度であっても、コンバイナ５１０の上縁がフロントグラスＦＧに接触する可能性がある。一方で、仮想軸２１０ｂから上縁までの距離が短いためにこの上縁の移動距離が相対的に小さいセンタレスチルト機構では、フロントグラスＦＧに対して余裕をもってコンバイナ２１０を回動させることができる。このため、本実施形態で採用されているセンタレスチルト機構は、下縁チルト機構と比較して、チルト角度の範囲が同程度であっても、フロントグラスＦＧに対する余裕を見込んでコンバイナ２１０のサイズを大きくできるという利点を有している。
【００８５】
以上で、本実施形態で採用されているセンタレスチルト機構の、下端チルト機構に対する利点についての説明を終了し、図７に示されている、コンバイナユニット２１０の構成についての説明を補足する。
【００８６】
上述したように、本実施形態では、一対の保持部材２２１それぞれが、バネ２２３によって２個の回転ローラ２２２に押し付けられている。そして、保持部材２２１に設けられた内歯歯車２２１ｂ＿２に、この保持部材２２１を回動させるための円形歯車２２４ａが噛み合っている。このような構成の結果、各保持部材２２１には次のような力が掛かることとなる。
【００８７】
図１７は、保持部材に掛かる力を示す模式図である。
【００８８】
この図１７に示されているように、保持部材２２１には、コンバイナ２１０の重量による荷重Ｆｇ１と、バネ２２３による引っ張り荷重Ｆｇ２と、円形歯車２２４ａによる回転反力Ｆｇ３との３つの力が掛かる。図１に示されている車載のヘッドアップディスプレイに組み込まれたコンバイナユニット２０には、車両の走行中、矢印Ｇ方向の振動が加わる。このような振動によってコンバイナ２１０がガタつくと、虚像がブレてしまう可能性が生じる。本実施形態では、上記の３つの力が保持部材２２１に掛かっているので、コンバイナ２１０のガタつきが抑えられ、延いては、虚像のブレが抑えられる。
【００８９】
ここで、保持部材２２１を回動させる駆動部の別例として、次のようなものが挙げられる。
【００９０】
図１８は、保持部材を回動させる駆動部の、本実施例とは異なる別例の要部を示す模式図である。尚、この図１８では、図１７に示されている本実施例の構成要素と同等な構成要素については図１７と同じ符号が付されている。以下では、この同等な構成要素についての重複説明を省略する。
【００９１】
この別例では、保持部材６０１に、本実施例とは異なり、曲壁部６０２の凸面に外歯歯車６０２ａが形成されている。また、この外歯歯車６０２ａの両側に、上下方向から曲壁部６０２を挟む回転ローラ対６０３が２組設けられている。そして、この保持部材６０１の下方に、外歯歯車６０２ａに噛み合う円形歯車６０４が配置されている。この別例では、曲壁部６０２が、回転ローラ対６０３で挟まれることで、ヘッドアップディスプレイの筺体に対して位置決めされるので、図１７に示されているバネ２２３が不用となる。このため、筺体側に、このようなバネ２２３の一端を固定する構造が不用となるので、本実施例に比べてこの分だけ構造が簡単化される。
【００９２】
ここで、保持部材６０１には、外歯歯車６０２ａと噛み合う円形歯車６０４の回転反力Ｆｇ４が、図１８に示されているように、コンバイナ２１０からの荷重Ｆｇ１とは逆向きに掛かる。コンバイナ２１０からの荷重Ｆｇ１は、上述したガタつきを抑える役割を果たすが、この別例では、円形歯車６０４の回転反力Ｆｇ４が荷重Ｆｇ１と打ち消す向きに働く。このため、コンバイナ２１０のガタつき抑制という観点では、図１〜図１７を参照して説明した本実施例の方が有利である。また、本実施例では、図７に示されている内歯歯車２２１ｂ＿２に噛み合う円形歯車２２４ａが、曲壁部２２１ｂの内側に収められるので、装置全体の小型化の点でも有利である。図１８に示されている別例では、円形歯車６０４が曲壁部６０２の外側に配置されるため、本実施例に比べると大型となる。一方で、この図１８に示されている別例でも、本実施例と同様、外景に重畳される画像の見え方の、コンバイナの回動の前後での変化が抑制されることは言うまでもない。
【００９３】
また、本実施例では、図１７に示されているように保持部材２２１がバネ２２３によって付勢されているが、この付勢方法としては次のような別例が挙げられる。
【００９４】
図１９は、保持部材の付勢方法の別例を、本実施例におけるバネによる付勢方法と比較して示す図である。この図１９のパート（Ａ）には、本実施例におけるバネ２２３による付勢方法が示され、図１９のパート（Ｂ）には、別例の付勢方法が示されている。尚、このパート（Ｂ）では、パート（Ａ）に示されている本実施例の構成要素と同等な構成要素についてはパート（Ａ）と同じ符号が付されている。以下では、この同等な構成要素についての重複説明を省略する。
【００９５】
図１９のパート（Ｂ）に示されている別例の付勢方法では、付勢アーム７０１が設けられ、保持部材２２１の下方に、この付勢アーム７０１によって下方に付勢される付勢受部７０２が取り付けられている。付勢アーム７０１は、ヘッドアップディスプレイの筺体に、一端を中心として回動自在に支持されている。そして、付勢アーム７０１は、その他端に、付勢受部７０２を押すローラ７０１ａと、この他端を矢印Ｈ方向に付勢するバネ７０１ｂとが設けられている。
【００９６】
ここで、図１９のパート（Ａ）及びパート（Ｂ）には、各々、コンバイナ２１０のチルト角度が最小のとき、チルト角度が中間値のとき、チルト角度が最大のときの３つの状態が示されている。パート（Ａ）に示されている本実施例では、チルト角度を変えるために保持部材２２１が回動されると、一端がヘッドアップディスプレイ１の筺体３０に固定され他端が保持部材２２１に固定されているバネ２２３の向きが変わる。一方、パート（Ｂ）に示されている本実施例では、ローラ７０１ａで付勢受部７０２を押す構造となっているので、保持部材２２１が回動されても付勢アーム７０１の位置は略維持される。このため、この付勢アーム７０１に固定されているバネ７０１ｂの向きも、保持部材２２１が回動されても略維持される。
【００９７】
図１９のパート（Ｂ）に示されている別例の付勢方法では、保持部材２２１を付勢するバネ７０１ｂの向きがこのように略維持されるので、パート（Ａ）に示されている本実施例の付勢方法に比べて、バネ７０１ｂの固定箇所に掛かる負荷が軽減される。このため、この別例の付勢方法は、ヘッドアップディスプレイのコンバイナユニットについて、例えば身長が異なる複数の乗員に使用され、アイボックスの高さの高頻度での調整が想定されるといった場合に適している。
【００９８】
一方で、パート（Ａ）に示されている本実施例の付勢方法は、パート（Ｂ）に示されている別例の付勢方法に比べて保持部材２２１の付勢に係る構造が簡単で部品点数も少なくて済む。このため、本実施例の付勢方法は、コンバイナユニットについて、アイボックスの高さ調整の頻度を抑える代わりにコストを抑えたいといった要望に応える場合に適している。
【００９９】
尚、以上に説明した実施例では、コンバイナユニットの一例として、車両のダッシュボードに搭載される、図１に示されているヘッドアップディスプレイ１のコンバイナユニット２０が例示されている。このコンバイナユニット２０では、虚像は、乗員の視界の下方に位置するコンバイナ２１０越しに視認される。しかしながら、コンバイナユニットはこれに限るものではない。コンバイナユニットは、例えば、車両の天井に取り付けられ、虚像が、乗員の視界の上方に位置するコンバイナ越しに視認されるものであってもよい。この場合、コンバイナは、その上縁が、角度調整機構によって保持されることとなる。
【０１００】
尚、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の画像光反射ユニットの構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０１】
１  ヘッドアップディスプレイ
１０  表示器
２０  コンバイナユニット
３０  筺体
４０  操作部
２１０、５１０  コンバイナ
２１０ａ、５１０ａ  反射面
２１０ｂ  仮想軸
２１０ｃ、５１０ｃ  法線
２１１  固定部材
２２０  角度調整機構
２２１、６０１  保持部材
２２１ａ  立壁部
２２１ａ＿１  長円形の穴
２２１ｂ  曲壁部
２２１ｂ＿１  曲面
２２１ｂ＿２  内歯歯車
２２２  回転ローラ
２２３、７０１ｂ  バネ
２２４  駆動部
２２４ａ、６０４  円形歯車
２２４ｂ  歯車回転軸
２２４ｃ  モータ
２２４ｄ  ウォームギア
２２４ｅ  伝達歯車
５１０ｂ  回転軸
６０２ａ  外歯歯車
６０３  回転ローラ対
６０４  外歯歯車
７０１  付勢アーム
７０１ａ  ローラ
７０２  付勢受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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