JP2017207551A - 表示位置調整ユニット及びヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い設計自由度及び静粛性と共に安定性能を発揮する表示位置調整ユニットの提供。【解決手段】駆動源３６は、反射鏡３２の回転軸３３のうち、特定Ｘ方向に突出している第一軸部３３１に対して連結されている出力軸３８１を有する。軸受体３４は、駆動源３６を保持している保持ベース３４１と、回転軸３３のうち、特定Ｘ方向とは逆方向に突出している第二軸部３３２を、特定Ｚ方向に凹む凹部により軸受している軸受ベース３４２とを有する。復原力が使用状態下での最小となる初期回転位置Ｒ０から回転軸３３が回転するに従い、弾性部材３９が反射鏡３２と軸受体３４との間にて引張り変形することで、復原力は増大する。初期回転位置Ｒ０において、復原力の作用線Ｌｆが特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することで、弾性部材３９が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とのそれぞれに回転軸３３を付勢した状態となる。【選択図】図３

Description

本発明は、表示位置調整ユニット及びヘッドアップディスプレイ（Head Up Display：以下、ＨＵＤと表記。）装置に関する。

従来、車両に搭載されるＨＵＤ装置において、投射ユニットから投射された表示光像を反射して虚像表示させる虚像表示位置を調整するために、表示位置調整ユニットが広く利用されている。例えば特許文献１に開示の表示位置調整ユニットでは、反射鏡に設けられて軸受体により軸受された回転軸が駆動源により回転駆動されることで、当該反射鏡が表示光像を反射する方向は変化する。その結果、反射鏡による表示光像の反射方向が変化するのに応じて、表示光像の虚像表示位置が調整されることとなる。

さて、特許文献１に開示の表示位置調整ユニットでは、回転軸のうち軸方向に突出している第一軸部は、軸受体の保持ベースにより保持された駆動源の出力軸に対して、連結されている。一方、回転軸のうち第一軸部とは逆方向に突出している第二軸部は、軸受体の軸受ベースにおいて下方に凹む凹部に挿入されて、当該凹部により軸受されている。

このような第一及び第二軸部を有した回転軸は、特許文献１に開示の表示位置調整ユニットにおいて、一対のバネにより付勢されている。具体的に回転軸は、回転方向バネの復原力により付勢されることで、軸受ベースの凹部に対する押当状態にて回転方向の回転トルクを付与されている。それと共に、軸方向バネの復原力により回転軸は、軸方向に付勢されている。したがって、こうした付勢状態の回転軸を含む反射鏡では、回転方向における回転ガタと軸方向におけるスラストガタとの抑制が可能となっている。

特許第５７９９９２０号公報

しかし、特許文献１に開示の表示位置調整ユニットにおいて回転軸を軸方向に付勢するには、板バネ状に形成された軸方向バネを、反射鏡と軸受ベースとの間に介装させる必要がある。この場合、スラストガタを抑制するために軸方向バネの復原力を大きく調整すると、回転軸の回転に伴って軸方向バネと反射鏡との間に生じる摺動摩擦力が増大する。その結果として回転軸には、回転方向バネの復原力に摺動摩擦力の加わった大きな回転負荷が作用することとなるため、駆動源による回転出力の設計自由度が低くなってしまう。そこで、軸方向バネの復原力を小さく調整すると、スラストガタの抑制が困難となるため、車両での外乱振動に起因した異音が惹起されて静粛性が悪化してしまう。

さらに、特許文献１に開示の表示位置調整ユニットでは、こうした軸方向バネの復原力に加えて、回転方向バネの復原力も調整する必要がある。即ち、二種類のバネ荷重を調整しなければならないため、製造公差や組付公差等による荷重バラツキが当該二種類分、重畳してしまう。その結果、反射鏡による表示光像の反射方向、ひいては表示光像の虚像表示位置に関して、性能バラツキを招来するおそれがあった。

以上より本発明の目的は、高い設計自由度及び静粛性と共に安定性能を発揮する表示位置調整ユニット、並びに当該表示位置調整ユニットを含むＨＵＤ装置を、提供することにある。

以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。尚、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上述の課題を解決するために開示された第一発明は、
車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（１）において、投射ユニット（２０）から投射された表示光像（５）を反射して虚像表示させる虚像表示位置を、調整する表示位置調整ユニット（３，２００３）であって、
回転軸（３３）が設けられ、表示光像を反射する方向を回転軸の回転により変化させる反射鏡（３２）と、
回転軸を回転駆動する駆動源（３６）と、
回転軸を回転可能に軸受している軸受体（３４）と、
復原力により回転軸を単独で付勢している弾性部材（３９，２０３９）とを、備え、
互いに垂直な三次元方向として、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とを想定すると、
駆動源は、
回転軸のうち、特定Ｘ方向に突出している第一軸部（３３１）に対して、連結されている出力軸（３８１）を、有し、
軸受体は、
駆動源を保持している保持ベース（３４１）と、
回転軸のうち、特定Ｘ方向とは逆方向に突出している第二軸部（３３２）を、特定Ｚ方向に凹む凹部（３４３）により軸受している軸受ベース（３４２）とを、有し、
復原力が使用状態下での最小となる初期回転位置（Ｒ０）から回転軸が回転するに従い、弾性部材が反射鏡と軸受体との間にて引張り変形することにより、復原力が増大し、
初期回転位置において、復原力の作用線（Ｌｆ）が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することにより、弾性部材が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とのそれぞれに回転軸を付勢した状態となる。

また、開示された第二発明は、
車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（１）であって、
表示光像（５）を投射する投射ユニット（２０）と、
投射ユニットから投射された表示光像を反射して虚像表示させる虚像表示位置を、調整する表示位置調整ユニット（３，２００３）とを、含んで構成され、
表示位置調整ユニットは、
回転軸（３３）が設けられ、表示光像を反射する方向を回転軸の回転により変化させる反射鏡（３２）と、
回転軸を回転駆動する駆動源（３６）と、
回転軸を回転可能に軸受している軸受体（３４）と、
復原力により回転軸を単独で付勢している弾性部材（３９，２０３９）とを、備え、
互いに垂直な三次元方向として、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とを想定すると、
駆動源は、
回転軸のうち、特定Ｘ方向に突出している第一軸部（３３１）に対して、連結されている出力軸（３８１）を、有し、
軸受体は、
駆動源を保持している保持ベース（３４１）と、
回転軸のうち、特定Ｘ方向とは逆方向に突出している第二軸部（３３２）を、特定Ｚ方向に凹む凹部（３４３）により軸受している軸受ベース（３４２）とを、有し、
復原力が使用状態下での最小となる初期回転位置（Ｒ０）から回転軸が回転するに従い、弾性部材が反射鏡と軸受体との間にて引張り変形することにより、復原力が増大し、
初期回転位置において、復原力の作用線（Ｌｆ）が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することにより、弾性部材が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とのそれぞれに回転軸を付勢した状態となる。

このような第一及び第二発明によると、反射鏡に設けられた回転軸を付勢している弾性部材の復原力は、当該回転軸の初期回転位置にて使用状態下での最小となる。ここで初期回転位置では、復原力の作用線が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することで、回転軸が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とのそれぞれに付勢されることとなる。即ち、初期回転位置における復原力は、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とに分力され得る。

故に、特定Ｚ方向への分力により回転軸では、軸受体の軸受ベースにおいて特定Ｚ方向に凹む凹部に対して、特定Ｘ方向とは逆方向に突出の第二軸部が押当てられる。かかる押当て状態下、特定Ｙ方向及び特定Ｚ方向への各分力により回転軸は、回転方向に回転トルクを付与されてラジアルガタを抑制され得る。それと共に、特定Ｘ方向への分力により回転軸では、軸受体の保持ベースに保持された駆動源の出力軸に対して、特定Ｘ方向に突出の第一軸部が連結箇所にて押し当てられることで、スラストガタも抑制され得る。

こうしたラジアルガタ及びスラストガタの抑制構成下、回転軸を単独で付勢している弾性部材は、初期回転位置からの回転軸の回転に従い、反射鏡と軸受体との間にて引張り変形することで復原力を増大させる。これによれば、ラジアルガタ及びスラストガタを抑えるように弾性部材の復原力を大きくしても、回転軸に作用する回転負荷を当該復原力に限定し得る。故に、車両での外乱振動に起因した異音を抑制して静粛性を高めつつも、駆動源による回転出力の設計自由度を高めることが可能となる。しかも、回転軸を付勢するための弾性部材が単独であることによれば、製造公差や組付公差等による荷重バラツキが抑制され得る。故に、反射鏡による表示光像の反射方向、ひいては表示光像の虚像表示位置に関して、安定した性能を発揮することも可能となる。

第一実施形態の表示位置調整ユニットを適用したＨＵＤ装置を示す概略構成図である。 図１のＨＵＤ装置による表示光像の虚像表示状態を示す模式図である。 第一実施形態の表示位置調整ユニットを示す正面図である。 図３の表示位置調整ユニットを示す上面図である。 図３のV−V線断面図である。 図１のステッピングモータと減速機構とを示す断面図である。 図１のステッピングモータへ印加される駆動信号を説明するための特性図である。 図１のステッピングモータと制御ユニットとの電気接続状態を示す電気回路図である。 第二実施形態の表示位置調整ユニットを示す正面図である。 図９の表示位置調整ユニットを示す上面図である。 図９のXI−XI線断面図である。 図３の変形例を示す正面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組合わせばかりではなく、特に組合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組合わせることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように、本発明の第一実施形態による表示位置調整ユニット３を備えたＨＵＤ装置１は、車両に搭載されて、同車両内に表示光像５を虚像表示する。ＨＵＤ装置１は、ハウジング１０、投射ユニット２０、光学系３０、調整スイッチ８０及び制御ユニット９０を含んで構成されている。

ハウジング１０は、中空形状に形成され、車両内のインストルメントパネル２に設置される。ハウジング１０は、車両の運転席前方において、ＨＵＤ装置１の構成要素２０，３０等を収容している。ハウジング１０は、車両の運転席前方における投影部材としてのウインドシールド４と上下に対向する箇所に、透光性の出射窓１４を有している。

投射ユニット２０は、透過照明式の液晶パネル又は有機ＥＬパネル等を主体に構成され、画面２２を有している。画面２２は、投射ユニット２０に内蔵されるバックライトにより、透過照明される。画面２２に実像表示される画像は、かかる透過照明を受けて発光することで、表示光像５として投射される。投射ユニット２０から投射される表示光像５は、車両に関連する車両関連情報を表している。本実施形態の表示光像５は、図２に示すように、車両進行方向等のナビゲーション情報を表している。但し、表示光像５については、ナビゲーション情報以外にも、車速、燃料残量、冷却水温度等の車両状態情報や、交通状況等の車外状況情報を表すものであってもよい。

図１に示すように光学系３０は、表示位置調整ユニット３を含む複数の光学ユニットから、構成されている。但し、図１では、光学系３０のうち表示位置調整ユニット３以外の構成要素について、図示を省略している。表示位置調整ユニット３は、図１，３〜５に示すように、軸受体３４、反射鏡３２、駆動源３６及び弾性部材３９を備えている。

軸受体３４は、金属によりフレーム状に形成されている。軸受体３４は、固定ベース３４０、保持ベース３４１及び軸受ベース３４２を有している。帯形の平板状を呈する固定ベース３４０は、反射鏡３２の下方にてハウジング１０の底部に固定されている。略矩形の平板状を呈する保持ベース３４１は、固定ベース３４０の一端部から上方へ向かって実質垂直に突出している。略矩形の平板状を呈する軸受ベース３４２は、固定ベース３４０において保持ベース３４１とは逆側の他端部から、上方へ向かって実質垂直に突出している。

反射鏡３２は、本実施形態では滑らかな曲面状に凹む反射面３２ａを有した、所謂凹面鏡である。反射面３２ａは、樹脂製基材への金属蒸着等により形成されている。図１に示すように反射面３２ａは、投射ユニット２０から反射面３２ａへ直接的又は間接的に入射される表示光像５を、拡大して出射窓１４側へと反射する。こうして反射された表示光像５は、出射窓１４を通過することで、ウインドシールド４に投影される。その結果として表示光像５は、ウインドシールド４の前方に結像される虚像として、図２に示すように、車両内の運転席側へ向かって表示される。

図３〜５に示すように、反射鏡３２において反射面３２ａの外周側を囲む樹脂製の外周フレーム３２ｂには、同一樹脂製の回転軸３３が一体に設けられている。回転軸３３は、反射面３２ａを横方向に挟む両側に分離させて、第一軸部３３１と第二軸部３３２とを有している。第一軸部３３１と第二軸部３３２とは、互いに同軸上の円柱状に形成され、外周フレーム３２ｂから相反する側方へ突出している。第一軸部３３１は、軸受体３４のうち保持ベース３４１により保持された駆動源３６の出力軸３８１に対して、一体回転可能に連結されている。第二軸部３３２は、軸受体３４のうち軸受ベース３４２により回転可能に軸受されている。

こうした構成下、第一軸部３３１が駆動源３６により回転駆動されることで、反射鏡３２の反射面３２ａが表示光像５を反射させる方向は、回転軸３３の回転位置と対応する方向へ変化する。その結果として表示光像５の虚像表示位置は、図２に示すように、ウインドシールド４に対して上下に調整されることとなる。ここで本実施形態では、図２に実線で示す下限表示位置Ｄｌと、図２に破線で示す上限表示位置Ｄｕとの間にて、表示光像５の虚像表示位置を調整可能となっている。さらに本実施形態では、上限表示位置Ｄｕに対応する回転軸３３の回転位置として、図３〜５に示す初期回転位置Ｒ０が設定されている。

図６に示すように駆動源３６は、ステッピングモータ３７及び減速機構３８を有している。ステッピングモータ３７は、クローポール構造の永久磁石型モータである。ステッピングモータ３７では、Ａ，Ｂ二相のコイル３７０，３７１が駆動信号による通電を受けて励磁することで、ロータ磁石３７２がモータ軸３７３と一体に回転する。ここでＡ相のコイル３７０には、図７に太実線グラフで示すように、電気角に応じて振幅を交番させる余弦関数に従って駆動信号が印加される。一方でＢ相のコイル３７１には、図７に細実線グラフで示すように、電気角に応じて振幅を交番させる正弦関数に従って駆動信号が印加される。したがって、モータ軸３７３の回転位置は、Ａ，Ｂ各相のコイル３７０，３７１へ印加される駆動信号の電気角に応じた位置となる。

減速機構３８は、図１の如く保持ベース３４１に保持されたケーシング３８０内に、図６の如く複数の平歯車を組み合わせて収容してなる、ギア機構である。減速機構３８の出力軸３８１は、回転軸３３のうち第一軸部３３１に対して嵌入されることで、当該第一軸部３３１と同軸上に連結されている。ここで出力軸３８１は、ケーシング３８０により回転可能に且つ離脱不能に軸受されている。

こうした減速機構３８では、モータ軸３７３の回転が減速されて出力軸３８１から反射鏡３２の回転軸３３へと伝達される。その結果、モータ軸３７３が正回転するときは、図２に示す表示光像５の虚像表示位置が下方の下限表示位置Ｄｌへと向かって変化するように、回転軸３３が回転駆動される。一方、モータ軸３７３が逆回転するときは、図２に示す表示光像５の虚像表示位置が上方の上限表示位置Ｄｕへと向かって変化するように、回転軸３３が回転駆動される。ここで特に減速機構３８では、下限表示位置Ｄｌ及び上限表示位置Ｄｕにそれぞれ対応した回転位置間の回転制限範囲にて回転軸３３の回転を制限するために、図示の省略されたストッパ構造が設けられている。

図３〜５に示すように弾性部材３９は、引張りコイルバネ状に形成されている。弾性部材３９の一端部は、反射鏡３２に係止されている。弾性部材３９の他端部は、軸受体３４のうち固定ベース３４０により係止されている。これらの係止形態により弾性部材３９は、反射鏡３２と軸受体３４との間にて引張り変形することで、復原力（以下、単に「復原力」という）を発生する。ここで、初期回転位置Ｒ０における復原力は、表示位置調整ユニット３の使用状態下での最小なる。また、そうした初期回転位置Ｒ０から回転軸３３が正回転するに従い、反射鏡３２と軸受体３４との間にて弾性部材３９の引張り変形が進むことで、復原力は漸次増大する。

このように発生の復原力により弾性部材３９は、反射鏡３２の回転軸３３を単独で付勢する。その結果として復原力は、後に詳述する原理によって反射鏡３２の回転ガタ及びスラストガタを抑制するように、作用する。それと共に復原力は、回転軸３３のうち第一軸部３３１から出力軸３８１へと伝達されることで、減速機構３８でのギア間のバックラッシを消失させるように、作用する。

図１，８に示す調整スイッチ８０は、車両の運転席周辺において乗員により操作可能に、設置されている。調整スイッチ８０は、レバー式又はプッシュ式等といった操作部材８２，８３を有している。アップ操作部材８２は、表示光像５の虚像表示位置を上方に変化させたい乗員により、操作される。この操作を受けて調整スイッチ８０は、アップ調整指令を与える指令信号を、出力する。一方でダウン操作部材８３は、表示光像５の虚像表示位置を下方に変化させたい乗員により、操作される。この操作を受けて調整スイッチ８０は、ダウン調整指令を与える指令信号を、出力する。

制御ユニット９０は、ハウジング１０の外部又は内部に設置されている。制御ユニット９０は、表示制御回路９２及びスイッチング回路９３を備えている。表示制御回路９２は、マイクロコンピュータを主体に構成されている。表示制御回路９２は、投射ユニット２０と調整スイッチ８０とに電気接続されている。図８に示すようにスイッチング回路９３は、スイッチング素子９４としてのトランジスタを、複数有している。各スイッチング素子９４のコレクタは、ステッピングモータ３７のいずれかのコイル３７０，３７１と電気接続されている。各スイッチング素子９４のエミッタとベースとは、それぞれ車両のアース端子と表示制御回路９２とに電気接続されている。各スイッチング素子９４は、調整スイッチ８０からの指令信号に応じて表示制御回路９２により入力されるベース信号に従って、Ａ，Ｂ各相のコイル３７０，３７１へと印加する駆動信号をステップ変化させる。

（表示位置調整ユニットの詳細構成）
次に、表示位置調整ユニット３の詳細構成を説明する。図３〜５に示すように表示位置調整ユニット３には、互いに垂直な三次元方向として、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とが想定される。ここで特定Ｘ方向は、回転軸３３のうち第一軸部３３１が反射鏡３２において突出している側の水平方向に、定義される。故に、回転軸３３のうち第二軸部３３２が反射鏡３２において突出している方向は、特定Ｘ方向とは逆の水平方向となる。また、特定Ｚ方向は、回転軸３３から下方へと実質垂直に向かう鉛直方向に、定義される。また、特定Ｙ方向は、初期回転位置Ｒ０の反射鏡３２において回転軸３３から外周フレーム３２ｂの下端部に到るまでの板状部分（即ち、下側部分）３２０が特定Ｚ方向に対して傾斜する側の側方へ、回転軸３３から実質垂直に向かう水平方向に、定義される。尚、以上の説明における水平方向及び鉛直方向は、水平面上の車両において水平面及び鉛直面にそれぞれ沿った方向を、意味している。

表示位置調整ユニット３の軸受体３４において軸受ベース３４２には、特定Ｚ方向に凹むように凹部３４３が設けられている。この凹部３４３は、具体的には、軸受孔３４３ａとスリット３４３ｂとからなる。軸受孔３４３ａは、軸受ベース３４２を板厚方向に貫通する円筒孔状に、形成されている。スリット３４３ｂは、軸受ベース３４２を板厚方向に貫通する略矩形の長孔状に、形成されている。スリット３４３ｂは、軸受孔３４３ａの内径よりも小さな幅をもって、軸受ベース３４２の上端部から軸受孔３４３ａへ向かって特定Ｚ方向に延伸している。かかる延伸形態によりスリット３４３ｂは、軸受ベース３４２において特定Ｚ方向とは逆方向となる外方へ向かって、開口している。

表示位置調整ユニット３の回転軸３３において第二軸部３３２には、スリット３４３ｂよりも小幅の二面幅状を呈する二面幅部３３３が、設けられている。この二面幅部３３３は、スリット３４３ｂを特定Ｚ方向に通過することで、軸受孔３４３ａへと挿入されている。二面幅部３３３は、こうして挿入された軸受孔３４３ａの内周面によりラジアル軸受される一対の円弧面３３３ａを、形成している。

表示位置調整ユニット３の反射鏡３２において弾性部材３９を係止している箇所は、当該弾性部材３９から復原力の作用している力点箇所Ｐｆとして、機能する。ここで力点箇所Ｐｆは、回転軸３３から外周側に離間した箇所であって、外周フレーム３２ｂの下端部のうち特定Ｘ方向とは逆方向へと偏る箇所に、設定されている。かかる設定により反射鏡３２の板状部分３２０は、回転軸３３から力点箇所Ｐｆにまで到る部分として、初期回転位置Ｒ０では、特定Ｚ方向に対して特定Ｙ方向に傾斜することとなる。

表示位置調整ユニット３において引張りコイルバネ状を呈する弾性部材３９は、初期回転位置Ｒ０では、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して中心軸線Ｌｃが傾斜するように、配置されている。かかる配置により初期回転位置Ｒ０では、弾性部材３９が中心軸線Ｌｃに沿って反射鏡３２に作用させている復原力の作用線Ｌｆも、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することとなる。

ここで特に、初期回転位置Ｒ０における復原力の作用線Ｌｆは、特定Ｚ方向及び特定Ｙ方向に対して特定Ｘ方向に傾斜するようになっている。それと共に、初期回転位置Ｒ０における復原力の作用線Ｌｆは、板状部分３２０の場合と同様、特定Ｚ方向に対して特定Ｙ方向に傾斜するようになっている。但し、初期回転位置Ｒ０において特定Ｚ方向に対する傾斜角度については、板状部分３２０の角度よりも、作用線Ｌｆの角度が小さくなっている。

こうした作用線Ｌｆの傾斜形態が採用されることで初期回転位置Ｒ０の弾性部材３９は、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とのそれぞれに回転軸３３を付勢した状態となる。さらに本実施形態では、上限表示位置Ｄｕに対応する初期回転位置Ｒ０から、下限表示位置Ｄｌに対応する回転位置までの回転制限範囲においても、弾性部材３９が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とのそれぞれに回転軸３３を付勢可能となっている。

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

第一実施形態によると、反射鏡３２に設けられた回転軸３３を付勢している弾性部材３９の復原力は、当該回転軸３３の初期回転位置Ｒ０にて使用状態下での最小となる。ここで初期回転位置Ｒ０では、復原力の作用線Ｌｆが特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することで、回転軸が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とのそれぞれに付勢されることとなる。即ち、初期回転位置Ｒ０における復原力は、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とに分力され得る。

故に、特定Ｚ方向への分力により回転軸３３では、軸受体３４の軸受ベース３４２において特定Ｚ方向に凹む凹部３４３に対して、特定Ｘ方向とは逆方向に突出の第二軸部３３２が押当てられる。かかる押当て状態下、特定Ｙ方向及び特定Ｚ方向への各分力により回転軸３３は、回転方向（即ち、本実施形態では逆回転の方向）に回転トルクを付与されてラジアルガタを抑制され得る。それと共に、特定Ｘ方向への分力により回転軸３３では、軸受体３４の保持ベース３４１に保持された駆動源３６の出力軸３８１に対して、特定方向Ｘに突出の第一軸部３３１が連結箇所Ｐｃ（例えば図３，４を参照）にて押し当てられることで、スラストガタも抑制され得る。

こうしたラジアルガタ及びスラストガタの抑制構成下、回転軸３３を単独で付勢している弾性部材３９は、初期回転位置Ｒ０からの回転軸３３の回転に従い、反射鏡３２と軸受体３４との間にて引張り変形することで復原力を増大させる。これによれば、ラジアルガタ及びスラストガタを抑えるように弾性部材３９の復原力を大きくしても、回転軸３３に作用する回転負荷を当該復原力に限定し得る。故に、車両での外乱振動に起因した異音を抑制して静粛性を高めつつも、駆動源３６による回転出力の設計自由度を高めることが可能となる。しかも、回転軸３３を付勢するための弾性部材３９が単独であることによれば、製造公差や組付公差等による荷重バラツキが抑制され得る。故に、反射鏡３２による表示光像５の反射方向、ひいては表示光像５の虚像表示位置に関して、安定した性能を発揮することも可能となる。

また、第一実施形態によると、反射鏡３２において弾性部材３９の復原力が作用している力点箇所Ｐｆは、特定Ｘ方向とは逆方向に偏っていることで、第一軸部３３１と出力軸３８１との連結箇所Ｐｃ（例えば図３，４を参照）からは離間することとなる。これによれば、駆動源３６と第一軸部３３１との連結箇所Ｐｃを支点とし、軸受ベース３４２の凹部３４３に対する第二軸部３３２の押当て箇所Ｐｐ（例えば図５を参照）を作用点としたときに、当該押当てを維持するために反射鏡３２の力点箇所Ｐｆにて作用させることの必要な復原力は低減され得る。即ち、回転負荷として回転軸３３に作用する復原力が低減され得るので、駆動源３６による回転出力の設計自由度を格段に高めることが可能となる。

また、第一実施形態による初期回転位置Ｒ０では、回転軸３３から力点箇所Ｐｆに到る板状部分３２０も、復原力の作用線Ｌｆも、特定Ｚ方向に対して特定Ｙ方向に傾斜する。これによれば、板状部分３２０及び作用線Ｌｆに共通の傾斜側では、反射鏡３２と軸受体３４との間にて弾性部材３９を組付けるスペースを広く確保し易くなるので、当該組付けを容易にして生産性を高めることが可能となる。

また、第一実施形態によると、引張りコイル状の弾性部材３９は、復原力の作用線Ｌｆが特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とに対して傾斜する初期回転位置Ｒ０から回転軸３３が回転する際、反射鏡３２と軸受体３４との間にて全方向に変形容易となる。これによれば、回転負荷として回転軸３３に作用する復原力を可及的に小さくして、駆動源３６による回転出力の設計自由度を格段に高めることが可能となる。

（第二実施形態）
図１０〜１２に示すように本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。

第二実施形態の表示位置調整ユニット２００３において特定Ｙ方向は、初期回転位置Ｒ０の反射鏡３２において回転軸３３から外周フレーム３２ｂの下端部に到るまでの板状部分（即ち、下側部分）３２０が特定Ｚ方向に対して傾斜する側とは逆側となる側方へ、回転軸３３から実質垂直に向かう水平方向に、定義される。

かかる定義の表示位置調整ユニット２００３において、引張りコイルバネ状を呈する弾性部材２０３９についても、初期回転位置Ｒ０では、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して中心軸線Ｌｃが傾斜するように、配置されている。この配置により第二実施形態においても、初期回転位置Ｒ０にて弾性部材２０３９が中心軸線Ｌｃに沿って反射鏡３２に作用させている復原力の作用線Ｌｆは、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することとなる。但し、第二実施形態では、初期回転位置Ｒ０において弾性部材２０３９の発生する復原力の作用線Ｌｆが、特定Ｚ方向に対して同位置Ｒ０における板状部分３２０の傾斜とは逆方向、即ち特定Ｚ方向に対して特定Ｙ方向に傾斜するようになっている。

こうした作用線Ｌｆの傾斜形態が採用されることで、初期回転位置Ｒ０を含む第二実施形態の回転制限範囲でも、弾性部材２０３９が特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とのそれぞれへと向かって回転軸３３を付勢した状態となる。

このような第二実施形態の初期回転位置Ｒ０では、回転軸３３から力点箇所Ｐｆに到る板状部分３２０が特定Ｚ方向に対して特定Ｙ方向とは逆方向に傾斜する一方で、弾性部材２０３９の発生する復原力の作用線Ｌｆが特定Ｚ方向に対して特定Ｙ方向へと傾斜する。これによれば、板状部分３２０の傾斜側に対して逆側となる作用線Ｌｆの傾斜側では、反射鏡３２と軸受体３４との間に空いたデッドスペースを有効活用して弾性部材３９を組付けることで、小型化を図ることが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組合わせに適用することができる。

第一及び第二実施形態に関する変形例１としては、図１２に示すように、反射鏡３２において特定Ｘ方向に偏った力点箇所Ｐｆに、弾性部材３９が復原力を作用させていてもよい。但し、図１２は、第一実施形態に関する変形例１を示している。

第一及び第二実施形態に関する変形例２としては、反射鏡３２と軸受体３４との間にて引張り変形可能な限りにおいて、引張りコイルバネ状以外となるジグザグバネ状等の形状に、弾性部材３９が形成されていてもよい。

第一及び第二実施形態に関する変形例３としては、表示光像５となるレーザ光を微小電気機械システムにより投射するレーザスキャナ、あるいは表示光像５となる可視光又はレーザ光をデジタルミラーデバイスにより投射する映像表示システム等が、投射ユニット２０の機能を果していてもよい。

第一及び第二実施形態に関する変形例４としては、反射鏡３２により反射された表示光像５が、車両内においてＨＵＤ装置１に専用に設置されるコンバイナ等へ向かって投影されてもよい。

１ ＨＵＤ装置、３，２００３ 表示位置調整ユニット、５ 表示光像、２０ 投射ユニット、２６ 駆動源、３０ 光学系、３２ 反射鏡、３２ａ 反射面、３２ｂ 外周フレーム、３３ 回転軸、３４ 軸受体、３６ 駆動源、３９，２０３９ 弾性部材、３２０ 板状部分、３３１ 第一軸部、３３２ 第二軸部、３４０ 固定ベース、３３４１ 保持ベース、４２ 軸受ベース、３４３ 凹部、３８１ 出力軸、Ｌｃ 中心軸線、Ｌｆ 作用線、Ｐｃ 連結箇所、Ｐｆ 力点箇所、Ｐｐ 押当て箇所、Ｒ０ 初期回転位置

Claims (6)

1. 車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（１）において、投射ユニット（２０）から投射された表示光像（５）を反射して虚像表示させる虚像表示位置を、調整する表示位置調整ユニット（３，２００３）であって、
   回転軸（３３）が設けられ、前記表示光像を反射する方向を前記回転軸の回転により変化させる反射鏡（３２）と、
   前記回転軸を回転駆動する駆動源（３６）と、
   前記回転軸を回転可能に軸受している軸受体（３４）と、
   復原力により前記回転軸を単独で付勢している弾性部材（３９，２０３９）とを、備え、
   互いに垂直な三次元方向として、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とを想定すると、
   前記駆動源は、
   前記回転軸のうち、前記特定Ｘ方向に突出している第一軸部（３３１）に対して、連結されている出力軸（３８１）を、有し、
   前記軸受体は、
   前記駆動源を保持している保持ベース（３４１）と、
   前記回転軸のうち、前記特定Ｘ方向とは逆方向に突出している第二軸部（３３２）を、前記特定Ｚ方向に凹む凹部（３４３）により軸受している軸受ベース（３４２）とを、有し、
   前記復原力が使用状態下での最小となる初期回転位置（Ｒ０）から前記回転軸が回転するに従い、前記弾性部材が前記反射鏡と前記軸受体との間にて引張り変形することにより、前記復原力が増大し、
   前記初期回転位置において、前記復原力の作用線（Ｌｆ）が前記特定Ｘ方向と前記特定Ｙ方向と前記特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することにより、前記弾性部材が前記特定Ｘ方向と前記特定Ｙ方向と前記特定Ｚ方向とのそれぞれに前記回転軸を付勢した状態となる表示位置調整ユニット。
2. 前記弾性部材は、前記反射鏡において前記特定Ｘ方向とは逆方向に偏った力点箇所（Ｐｆ）に、前記復原力を作用させている請求項１に記載の表示位置調整ユニット。
3. 前記初期回転位置の前記反射鏡において前記回転軸から、前記弾性部材が前記復原力を作用させている力点箇所（Ｐｆ）に到る板状部分（３２０）は、前記特定Ｚ方向に対して前記特定Ｙ方向に傾斜し、
   前記復原力の前記初期回転位置における前記作用線は、前記特定Ｚ方向に対して前記特定Ｙ方向に傾斜する請求項１又は２に記載の表示位置調整ユニット。
4. 前記初期回転位置の前記反射鏡において前記回転軸から、前記弾性部材が前記復原力を作用させている力点箇所（Ｐｆ）に到る板状部分（３２０）は、前記特定Ｚ方向に対して前記特定Ｙ方向とは逆方向に傾斜し、
   前記復原力の前記初期回転位置における前記作用線は、前記特定Ｚ方向に対して前記特定Ｙ方向に傾斜する請求項１又は２に記載の表示位置調整ユニット。
5. 前記弾性部材は、引張りコイルバネ状に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示位置調整ユニット。
6. 車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（１）であって、
   表示光像（５）を投射する投射ユニット（２０）と、
   前記投射ユニットから投射された前記表示光像を反射して虚像表示させる虚像表示位置を、調整する表示位置調整ユニット（３，２００３）とを、含んで構成され、
   前記表示位置調整ユニットは、
   回転軸（３３）が設けられ、前記表示光像を反射する方向を前記回転軸の回転により変化させる反射鏡（３２）と、
   前記回転軸を回転駆動する駆動源（３６）と、
   前記回転軸を回転可能に軸受している軸受体（３４）と、
   復原力により前記回転軸を単独で付勢している弾性部材（３９，２０３９）とを、備え、
   互いに垂直な三次元方向として、特定Ｘ方向と特定Ｙ方向と特定Ｚ方向とを想定すると、
   前記駆動源は、
   前記回転軸のうち、前記特定Ｘ方向に突出している第一軸部（３３１）に対して、連結されている出力軸（３８１）を、有し、
   前記軸受体は、
   前記駆動源を保持している保持ベース（３４１）と、
   前記回転軸のうち、前記特定Ｘ方向とは逆方向に突出している第二軸部（３３２）を、前記特定Ｚ方向に凹む凹部（３４３）により軸受している軸受ベース（３４２）とを、有し、
   前記復原力が使用状態下での最小となる初期回転位置（Ｒ０）から前記回転軸が回転するに従い、前記弾性部材が前記反射鏡と前記軸受体との間にて引張り変形することにより、前記復原力が増大し、
   前記初期回転位置において、前記復原力の作用線（Ｌｆ）が前記特定Ｘ方向と前記特定Ｙ方向と前記特定Ｚ方向との全てに対して傾斜することにより、前記弾性部材が前記特定Ｘ方向と前記特定Ｙ方向と前記特定Ｚ方向とのそれぞれに前記回転軸を付勢した状態となるヘッドアップディスプレイ装置。

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