JP7845374B2 - ミラーユニット - Google Patents

Description

本開示は、ミラーユニットに関し、詳しくはヘッドアップディスプレイ装置に設けられるミラーユニットに関する。

例えば特許文献１には、反射鏡を背面から保持するホルダを備えるミラーユニットが記載されている。このミラーユニットは、ホルダに設けられた被押圧部（特許文献１のアーム部３１ｄ）が押されることで軸線を中心に回転可能である。このホルダは、左右対称の形状である。

特許第６７３３４７０号公報

レイアウトの制約で、反射鏡の中心からずれた位置に被押圧部を配置せざるを得ない場合がある。この場合、ホルダが左右対称の形状であると、被押圧部から遠くに位置する反射鏡の端において、固有振動数が低くなり、耐振性を保てない虞がある。

本開示は、耐振性を良好に保つことができるミラーユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係るミラーユニットは、
反射鏡と、
前記反射鏡をその背面から保持するホルダと、を備え、
直線移動するスライダによって前記ホルダが押されることで軸線を中心に回転し、ヘッドアップディスプレイ装置に設けられるミラーユニットであって、
前記ホルダは、
前記軸線が延びる方向における前記反射鏡の中心から前記反射鏡の第１の端に向かって偏った位置にあり、前記スライダによって押される被押圧部と、
前記被押圧部に対応した位置にあり、前記背面に固定される第１支持部と、
前記第１支持部よりも前記反射鏡の前記第１の端とは反対にある第２の端の近くに位置し、前記第１支持部よりも外形が大きく、前記背面に固定される第２支持部と、を備え、
前記第１支持部は、第１両面テープによって前記背面に固定され、
前記第２支持部は、第２両面テープによって前記背面に固定され、
前記第２両面テープは、開口を有する枠状に形成され、
前記第１両面テープの面積は、前記開口の面積以下である。

第一の構成において、第二の構成としての本開示に係るミラーユニットは、
前記第１支持部は、第１両面テープによって前記背面に固定され、
前記第２支持部は、第２両面テープによって前記背面に固定され、
前記第２両面テープは、開口を有する枠状に形成され、
前記第１両面テープの面積は、前記開口の面積以下である。

第一又は第二の構成において、第三の構成としての本開示に係るミラーユニットは、
前記第１支持部及び前記第２支持部のそれぞれの外形は、矩形状である。

第一～三の構成のいずれかの構成において、第四の構成としての本開示に係るミラーユニットは、
前記第２支持部の上端は、前記第１支持部の上端よりも前記反射鏡の上端に近い。

第一～四の構成のいずれかの構成において、第五の構成としての本開示に係るミラーユニットは、
前記第２支持部の外形を前記軸線に沿って分割して得られる２つの領域のうち、一方であって前記反射鏡の上端に近いものを第１領域とし、他方を第２領域とすると、
前記第１領域の面積は、前記第２領域の面積よりも大きい。

第一～五の構成のいずれかの構成において、第六の構成としての本開示に係るミラーユニットは、
前記第１支持部の外形の重心は、前記軸線が延びる方向における前記反射鏡の中心から前記第１の端に向かって偏った位置にあり、
前記第２支持部の外形の重心は、前記軸線が延びる方向における前記反射鏡の中心から前記第２の端に向かって偏った位置にある。

本開示によれば、耐振性を良好に保つことができる。

本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の概略構成図。 同上実施形態に係るミラーユニットの背面図。 同上実施形態に係る第１両面テープ及び第２両面テープの配置を示す図。

本開示の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示すヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）装置１０は、例えば、車両のダッシュボードに設けられる。ＨＵＤ装置１０は、車両のウインドシールドに向けて表示光Ｌを放射する。ウインドシールドで反射した表示光Ｌは、ユーザに表示光が表す画像の虚像を視認させる。虚像は、ウインドシールドを介して車両の前方に表示され、車両に関する各種情報を提示可能である。

ＨＵＤ装置１０は、表示部１１と、光路変更鏡１２と、反射鏡１３を有するミラーユニット２０と、スライダ１４と、筐体１５と、を備える。

表示部１１は、画像を表示することで、その画像を表す表示光Ｌを放射する。表示部１１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）と、ＬＣＤを背後から照明するバックライトとを含んで構成される。ＬＣＤは、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型である。バックライトは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、導光部材等から構成される。

光路変更鏡１２は、表示部１１から放射された表示光Ｌの光路を変更する。具体的に、光路変更鏡１２で反射した表示光Ｌは、反射鏡１３に向かう。光路変更鏡１２は、平面鏡又は曲面鏡からなり、図示しない部材を介して筐体１５に固定される。

反射鏡１３は、光路変更鏡１２からの表示光Ｌを車両のウインドシールドに向けて反射させる。反射鏡１３は、例えば凹面鏡からなり、光路変更鏡１２に向く反射面１３ａで表示光Ｌを反射させる。凹面鏡の機能により、虚像は、表示部１１に表示されている画像が拡大されたサイズでユーザに視認される。

スライダ１４は、図１に示すＸ方向に直線移動する構成であり、後述のホルダ３０を押すことでミラーユニット２０を、軸線ＡＸを中心に回転させる。スライダ１４は、図示せぬ駆動機構によってＸ方向に沿って往復移動可能である。駆動機構は、モータ、モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構などを備える。変換機構は、リードスクリュー、ボールねじ等から構成され、スライダ１４をＸ方向に沿って往復移動させる。

なお、ＨＵＤ装置１０は、前記駆動機構のモータの動作を制御することで、スライダ１４の往復移動を制御する、図示せぬ制御部を備える。制御部は、スライダ１４の移動に応じて変化する反射鏡１３の回転位置を調整することで、ユーザから見た虚像の上下方向における表示位置を調整可能である。制御部は、例えばマイクロコンピュータから構成され、表示部１１の表示動作も制御する。

筐体１５は、表示部１１、光路変更鏡１２、スライダ１４、及びミラーユニット２０を収容する。筐体１５は、合成樹脂、金属等から遮光性を有して箱状に形成される。なお、筐体１５は、複数の部材の組み合わせで構成されてもよい。筐体１５には、ウインドシールドに向かって開口する開口部１５ａが設けられている。筐体１５には、開口部１５ａを塞ぐ透光板１５ｂが取り付けられている。表示部１１から発せられ、光路変更鏡１２、反射鏡１３の順で反射した表示光Ｌは、透光板１５ｂを透過して、ウインドシールドに向かって放射される。

（ミラーユニット２０）
ミラーユニット２０は、反射鏡１３と、ホルダ３０と、図３に示す第１両面テープ４１及び第２両面テープ４２を備える。背面１３ｂは、反射鏡１３の反射面１３ａの裏に位置する。

ホルダ３０は、マグネシウム等の金属材料、又は、合成樹脂材料からなり、反射鏡１３を背面１３ｂから保持する。ホルダ３０は、図２に示すように、第１支持部３１と、第２支持部３２と、接続部３３と、被押圧部３４と、第１軸形成部３５と、第２軸形成部３６と、を備える。

被押圧部３４は、スライダ１４に押される部分であり、図１に示すように、ホルダ３０から垂れ下がって形成されるレバー状の部分である。スライダ１４は、被押圧部３４の下方に位置し、被押圧部３４を挟み込む構造を有する。この構造によってスライダ１４は、図１の右に移動すると被押圧部３４を左から押し、図１の左に移動すると被押圧部３４を右から押すことができる。なお、直線移動するスライダ１４によって被押圧部３４を押すことができる限りにおいては、スライダ１４及び被押圧部３４の形状、構造は限定されず、任意に変更可能である。

ここで、反射鏡１３の図２での左端を第１の端Ｅ１、反射鏡１３の図２での右端を第２の端Ｅ２とする。被押圧部３４は、軸線ＡＸが延びる方向における反射鏡１３の中心Ｃ（中心線）から、第１の端Ｅ１に向かって偏った位置に設けられる。

第１支持部３１は、反射鏡１３の背面１３ｂに固定される部分である。第１支持部３１の外形は、図２に破線で示すように矩形状である。また、第１支持部３１は、被押圧部３４に対応した位置にある。具体的には、第１支持部３１は、被押圧部３４の上方に位置する。なお、第１支持部３１が「被押圧部３４に対応した位置にある」とは、第１支持部３１が被押圧部３４の上方に位置するとともに、軸線ＡＸに沿う方向において第１支持部３１の幅の範囲内に被押圧部３４が位置することを満たしていればよい。また、第１支持部３１は、軸線ＡＸ上に位置する。

第２支持部３２は、第１支持部３１よりも反射鏡１３の第２の端Ｅ２の近くに位置し、背面１３ｂに固定される部分である。第２支持部３２の外形は、図２に破線で示すように矩形状であり、第１支持部３１の外形よりも大きい。具体的に、第２支持部３２は、第１支持部３１よりも外形の面積が大きく、且つ、少なくとも高さ（図２の上下方向の長さ）が大きい。また、第２支持部３２は、軸線ＡＸ上に位置する。

ここで、仮に、第２支持部３２を第１支持部３１と同じ大きさに形成し、双方を軸線ＡＸ上に配置した場合、被押圧部３４から遠くに位置する反射鏡１３の第２の端Ｅ２（特に、第２の端Ｅ２の上部）において、固有振動数が低くなり、耐振性を保てない虞がある。しかしながら、ホルダ３０に、上記のように第１支持部３１よりも外形が大きい第２支持部３２を設けたことにより、第２の端Ｅ２により近い位置まで反射鏡１３の背面１３ｂを支持することができる。このため、本実施形態のミラーユニット２０によれば、第２の端Ｅ２の近傍の固有振動数の低下を防ぎ、耐振性を良好に保つことができる。

接続部３３は、第１支持部３１及び第２支持部３２を接続する部分であり、第１支持部３１よりも高さ（図２の上下方向の長さ）が短い帯状をなす。本実施形態では、接続部３３の上に、反射鏡１３の中心Ｃ（中心線）が位置する。つまり、本実施形態では、第１支持部３１及び第２支持部３２が反射鏡１３の中心Ｃを挟んで位置する。

ここで、本実施形態において、ホルダ３０が備える第１支持部３１及び第２支持部３２は、さらに以下の条件を満たす。

第２支持部３２の上端３２ｕは、第１支持部３１の上端３１ｕよりも反射鏡１３の上端Ｅｕに近い。この構成によれば、特に、第２の端Ｅ２の上部の固有振動数の低下を防ぐことができ、耐振性を良好に保つことができる。

また、第２支持部３２の外形を軸線ＡＸに沿って分割して得られる２つの領域のうち、一方であって反射鏡３１の上端Ｅｕに近いものを第１領域Ｒ１とし、他方を第２領域Ｒ２とすると、第１領域Ｒ１の面積は、第２領域Ｒ２の面積よりも大きい。この構成によれば、特に、第２の端Ｅ２の上部の固有振動数の低下を防ぐことができ、耐振性を良好に保つことができる。

また、第１支持部３１の外形（本実施形態では矩形）の重心Ｇ１は、反射鏡１３の中心Ｃから第１の端Ｅ１に向かって偏った位置にあり、第２支持部３２の外形（本実施形態では矩形）の重心Ｇ２は、反射鏡１３の中心Ｃから第２の端Ｅ２に向かって偏った位置にある。この構成によれば、第２の端Ｅ２の固有振動数の低下を防ぐことができ、耐振性を良好に保つことができる。さらに、本実施形態では、第２支持部３２の外形の重心Ｇ２が軸線ＡＸよりも反射鏡１３の上端Ｅｕの近くに設定されていることで、この効果をより顕著なものとしている。

第１軸形成部３５は、第１支持部３１から第１の端Ｅ１にわたって設けられる部分である。第１軸形成部３５は、第１の端Ｅ１を超えた位置にある先端部に軸部３５ａを有する。軸部３５ａは、軸線ＡＸに沿った円柱状の部分である。

第２軸形成部３６は、第２支持部３２から第２の端Ｅ２にわたって設けられる部分である。第２軸形成部３６は、第２の端Ｅ２を超えた位置にある先端部に軸部３６ａを有する。軸部３６ａは、軸線ＡＸに沿った円柱状の部分である。

一対の軸部３５ａ，３６ａは、筐体１５に設けられた図示せぬ軸受部に回転可能に支持される。これにより、ミラーユニット２０は、筐体１５に対し、軸線ＡＸを中心として回転可能に設けられる。

図３に、第１両面テープ４１及び第２両面テープ４２の配置を破線で示す。第１両面テープ４１は、第１支持部３１を反射鏡１３の背面１３ｂに固定する。つまり、第１両面テープ４１は、第１支持部３１と背面１３ｂに挟まれて位置する。第２両面テープ４２は、第２支持部３２を反射鏡１３の背面１３ｂに固定する。つまり、第２両面テープ４２は、第２支持部３２と背面１３ｂに挟まれて位置する。

第２両面テープ４２は、開口４２ａを有する枠状に形成されている。第２両面テープ４２の外周形状は矩形であり、開口４２ａも矩形である。第１両面テープ４１は、矩形であり、その面積は開口４２ａの面積と略等しい（丁度等しいことも含む）。このようにすることで、両面テープのシートから、第２両面テープ４２を切り出した際に、開口４２ａの部分を第１両面テープ４１として使用できる。このため、部品作成時の無駄を排除でき、コストメリットを創出できる。なお、第１両面テープ４１の面積は、開口４２ａの面積以下であればよい。

なお、第１両面テープ４１の外形は、第１支持部３１の外形と同じか、第１支持部３１からはみ出さない程度に当該外形よりも若干小さければよい。また、第２両面テープ４２の外周形状は、第２支持部３２の外形と同じか、第２支持部３２からはみ出さない程度に当該外形よりも若干小さければよい。

本実施形態では、ホルダ３０は反射鏡１３に対して図示せぬ治具を用いて位置合わせされた後に、第１両面テープ４１及び第２両面テープ４２によって背面１３ｂに固定される。そして、本実施形態では、ホルダ３０は、第１両面テープ４１及び第２両面テープ４２の設置部分でのみ反射鏡１３を支持する。ここで、第２支持部３２の背面１３ｂに向く面のうち、第２両面テープ４２の開口４２ａに相当する部分（以下、開口相当部と言う。）は、両面テープを介さずに背面１３ｂと向かい合うことになる。この開口相当部が背面１３ｂと接触すると摩耗、異音の要因となる。これを抑制すべく、第２両面テープ４２の厚みを確保すること、及び、開口相当部を背面１３ｂから離れる凹状に形成すること、の少なくともいずれかを実現することが好ましい。

以上では、治具でホルダ３０及び反射鏡１３の位置決めを行う例を説明したが、ホルダ３０及び反射鏡１３の一方に設けられた位置決めピンと、他方に設けられて当該ピンと嵌合する位置決め孔とを用いて位置決めを行っても良い。つまり、第１両面テープ４１及び第２両面テープ４２以外の領域で、ホルダ３０と反射鏡１３とが接触する構成が存在してもよい。

なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、実施形態に適宜の変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

第２支持部３２が第１支持部３１よりも反射鏡１３の第２の端Ｅ２の近くに位置し、第１支持部３１よりも外形が大きいという条件を満たす限りにおいては、第１支持部３１及び第２支持部３２の形状、配置は任意に変更可能である。同様に、第１支持部３１及び第２支持部３２の変更に応じて、第１両面テープ４１及び第２両面テープ４２の形状、配置も任意に変更可能である。

例えば、第１支持部３１及び第２支持部３２の外形は、矩形状に限られず、真円、楕円、三角形、多角形状などであってもよい。

例えば、第１支持部３１と第２支持部３２とは、接続部３３を介さずに直接繋がっていてもよい。そして、第１支持部３１及び第２支持部３２のいずれかが反射鏡１３の中心Ｃ上に位置していてもよい。このような条件下でも、第２支持部３２の上端３２ｕ、第２支持部３２の第１領域Ｒ１、第２支持部３２の外形の重心Ｇ２などの条件を調整することで、第２の端Ｅ２の近傍の固有振動数の低下を防ぎ、ミラーユニット２０の耐振性を良好に保つことができる。

以上では、ホルダ３０が２つの支持部を有する例を示したが、ホルダ３０が有する支持部の数は３つ以上であってもよい。こうした場合、３つ以上ある支持部の中に、第１支持部３１の条件と第２支持部３２の条件を満たすものが含まれていればよい。第１支持部３１に対応する第１両面テープ４１、第２支持部３２に対応する第２両面テープ４２についての考え方も同様である。

また、ホルダ３０に３つ以上の支持部を設けた場合、これらの支持部を、第１の端Ｅ１から第２の端Ｅ２に向かって段階的に大きく形成すると共に、各々に貼り付けられる両面テープの形状を入れ子状にすることで、部品作成時の無駄を排除でき、コストメリットを創出できる。こうした場合、３つ以上ある両面テープの中に、第１両面テープ４１の条件と第２両面テープ４２の条件を満たすものが含まれていればよい。

また、第１支持部３１及び第２支持部３２は、接着剤、粘着剤などの両面テープ以外の手段によって、反射鏡１３の背面１３ｂに固定されてもよい。

表示部１１と反射鏡１３とを結ぶ表示光Ｌの光路において、鏡を何枚用いるか、どのように表示光Ｌの光路を折り返すか等は、設計に応じて適宜変更可能である。

以上では、ミラーユニット２０が有する反射鏡１３が凹面鏡である例を説明したが、反射鏡１３は、他の曲面鏡、平面鏡などであってもよい。

表示部１１は、ＬＣＤを用いたものに限られず、ＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）を用いたものであってもよい。また、表示部１１は、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの反射型表示デバイスを用いたものであってもよい。

表示光Ｌの投射対象は、車両のウインドシールドに限定されず、板状のハーフミラー、ホログラム素子等により構成されるコンバイナであってもよい。

ＨＵＤ装置１０が搭載される車両の種類は限定されない。ＨＵＤ装置１０は、自動四輪車、自動二輪車など様々な車両に搭載可能である。また、ＨＵＤ装置１０は、航空機、船舶等、車両以外の乗り物に搭載されてもよい。

以上の説明では、本開示の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

１０…ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置、Ｌ…表示光
１１…表示部
１３…反射鏡、１３ａ…反射面、１３ｂ…背面
Ｃ…中心、Ｅ１…第１の端、Ｅ２…第２の端、Ｅｕ…上端
１４…スライダ
２０…ミラーユニット、ＡＸ…軸線
３０…ホルダ
３１…第１支持部、３１ｕ…上端、Ｇ１…重心
３２…第２支持部、３２ｕ…上端、Ｇ２…重心、Ｒ１…第１の領域、Ｒ２…第２の領域
３４…被押圧部
４１…第１両面テープ、４２…第２両面テープ、４２ａ…開口

Claims (5)

1. 反射鏡と、
   前記反射鏡をその背面から保持するホルダと、を備え、
   直線移動するスライダによって前記ホルダが押されることで軸線を中心に回転し、ヘッドアップディスプレイ装置に設けられるミラーユニットであって、
   前記ホルダは、
   前記軸線が延びる方向における前記反射鏡の中心から前記反射鏡の第１の端に向かって偏った位置にあり、前記スライダによって押される被押圧部と、
   前記被押圧部に対応した位置にあり、前記背面に固定される第１支持部と、
   前記第１支持部よりも前記反射鏡の前記第１の端とは反対にある第２の端の近くに位置し、前記第１支持部よりも外形が大きく、前記背面に固定される第２支持部と、を備え、
   前記第１支持部は、第１両面テープによって前記背面に固定され、
   前記第２支持部は、第２両面テープによって前記背面に固定され、
   前記第２両面テープは、開口を有する枠状に形成され、
   前記第１両面テープの面積は、前記開口の面積以下である、
   ミラーユニット。
2. 前記第１支持部及び前記第２支持部のそれぞれの外形は、矩形状である、
   請求項１に記載のミラーユニット。
3. 前記第２支持部の上端は、前記第１支持部の上端よりも前記反射鏡の上端に近い、
   請求項１に記載のミラーユニット。
4. 前記第２支持部の外形を前記軸線に沿って分割して得られる２つの領域のうち、一方であって前記反射鏡の上端に近いものを第１領域とし、他方を第２領域とすると、
   前記第１領域の面積は、前記第２領域の面積よりも大きい、
   請求項１に記載のミラーユニット。
5. 前記第１支持部の外形の重心は、前記軸線が延びる方向における前記反射鏡の中心から前記第１の端に向かって偏った位置にあり、
   前記第２支持部の外形の重心は、前記軸線が延びる方向における前記反射鏡の中心から前記第２の端に向かって偏った位置にある、
   請求項１に記載のミラーユニット。