JP2021167874A - ミラーユニットおよびヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射ミラーと、反射ミラーが固定されるミラーホルダーとを備えるミラーユニットにおいて、反射ミラーが大型化しても、ミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制しつつ、ミラーホルダーおよび反射ミラーの変形を抑制することが可能なミラーユニットを提供する。【解決手段】このミラーユニットは、反射ミラーが固定されるミラーホルダー１０と、ミラーホルダー１０を回動可能に保持するフレーム１１と、Ｙ方向を回動の軸方向としてミラーホルダー１０を回動させる回動機構１２と、ミラーホルダー１０の回動方向の一方にミラーホルダー１０を付勢するネジリコイルバネ１３と、Ｙ２方向にミラーホルダー１０を付勢する引張りコイルバネ１４とを備えている。引張りコイルバネ１４の一端部は、フレーム１１のＹ２方向端側部分に取り付けられ、引張りコイルバネ１４の他端部は、ミラーホルダー１０のＹ２方向端側部分に取り付けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、表示器から射出される光を反射するためのミラーユニットに関する。また、本発明は、かかるミラーユニットを備えるヘッドアップディスプレイ装置に関する。

従来、車両のダッシュボード内に設置されるヘッドアップディスプレイ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、表示部からの表示光をフロントガラスに向かって反射するミラーユニットを備えている。ミラーユニットは、表示光を反射する凹面鏡と、凹面鏡を保持する凹面鏡ホルダーと、凹面鏡ホルダーを凹面鏡と一緒に回動させるミラー駆動ユニットと、凹面鏡ホルダーを付勢するトーションバネとを備えている。

特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、凹面鏡ホルダーは、合成樹脂によって形成されている。凹面鏡ホルダーは、凹面鏡が固定される本体部と、凹面鏡ホルダーの回動中心となる一対の回転軸部とを備えている。回転軸部は、ヘッドアップディスプレイ装置の筐体に固定される軸ホルダーに回動可能に支持されている。トーションバネには、一対の回転軸部のうちの一方の回転軸部が挿通されている。

トーションバネは、凹面鏡ホルダーの回動方向の一方に凹面鏡ホルダーを付勢している。また、トーションバネは、圧縮コイルバネの機能も果たしており、回転軸部の軸方向の一方に凹面鏡ホルダーを付勢している。具体的には、トーションバネは、トーションバネに挿通される回転軸部を保持する一方の軸ホルダーから他方の軸ホルダーに向かって凹面鏡ホルダーを付勢している。そのため、このヘッドアップディスプレイ装置では、トーションバネの付勢力によって凹面鏡ホルダーの全体に圧縮力が作用している。

特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、トーションバネによって凹面鏡ホルダーを回動方向の一方に付勢するとともに回転軸部の軸方向の一方に付勢することで、車両が振動したときの、軸ホルダーに対する凹面鏡ホルダーおよび凹面鏡のがたつきを抑制している。また、このヘッドアップディスプレイ装置では、軸ホルダーに対する凹面鏡のがたつきを抑制することで、フロントガラスに投射される虚像の、車両が振動したときのぶれを抑制している。

特開２０１９−１３９１２７号公報

近年、ヘッドアップディスプレイ装置によってフロントガラス等に表示される情報量が増加する傾向にあり、より多くの情報を表示するために、凹面鏡が大型化する傾向がある。凹面鏡が大型化すると、凹面鏡ホルダーも大型化して、凹面鏡および凹面鏡ホルダーの重量が増加する。特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、凹面鏡および凹面鏡ホルダーの重量が増加すると、凹面鏡ホルダーおよび凹面鏡のがたつきを抑制するために、トーションバネの付勢力を高める必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、トーションバネが圧縮コイルバネの機能も果たしており、トーションバネの付勢力によって凹面鏡ホルダーの全体に圧縮力が作用しているため、凹面鏡ホルダーおよび凹面鏡が大型化するとともにトーションバネの付勢力が大きくなると、大型化した凹面鏡ホルダーおよび凹面鏡の全体に大きな圧縮力が作用して、凹面鏡ホルダーおよび凹面鏡が変形しやすく（撓みやすく）なる。また、凹面鏡が変形すると、フロントガラスに投射される虚像の歪みや位置ずれが生じるおそれがある。

そこで、本発明の課題は、反射ミラーと、反射ミラーが固定されるミラーホルダーとを備えるミラーユニットにおいて、反射ミラーが大型化しても、ミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制しつつ、ミラーホルダーおよび反射ミラーの変形を抑制することが可能なミラーユニットを提供することにある。また、本発明の課題は、かかるミラーユニットを備えるヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のミラーユニットは、反射ミラーと、反射ミラーが固定されるミラーホルダーと、ミラーホルダーを回動可能に保持するフレームと、所定の第１方向を回動の軸方向としてフレームに対してミラーホルダーを回動させる回動機構と、フレームに対するミラーホルダーの回動方向の一方にミラーホルダーを付勢するネジリコイルバネと、第１方向の一方にミラーホルダーを付勢する引張りコイルバネとを備え、引張りコイルバネによるミラーホルダーの付勢方向を第２方向とすると、引張りコイルバネの一端部は、フレームの第２方向端側部分に取り付けられ、引張りコイルバネの他端部は、ミラーホルダーの第２方向端側部分に取り付けられていることを特徴とする。

本発明のミラーユニットは、フレームに対するミラーホルダーの回動の軸方向となる第１方向の一方にミラーホルダーを付勢する引張りコイルバネを備えており、引張りコイルバネによるミラーホルダーの付勢方向を第２方向とすると、引張りコイルバネの一端部は、フレームの第２方向端側部分に取り付けられ、引張りコイルバネの他端部は、ミラーホルダーの第２方向端側部分に取り付けられている。そのため、本発明では、引張りコイルバネの付勢力によってミラーホルダーに圧縮力が生じたとしても、この圧縮力は、ミラーホルダーの第２方向端側部分にしか作用しない。

したがって、本発明では、大型化して重量が重くなったミラーホルダーおよび反射ミラーの第１方向のがたつきを抑制するために、引張りコイルバネの付勢力を大きくしても、ミラーホルダーの変形を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、反射ミラーが大型化しても、ミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制しつつ、ミラーホルダーおよび反射ミラーの変形を抑制することが可能になる。また、本発明では、ミラーユニットがネジリコイルバネと引張りコイルバネとを別々に備えているため、ネジリコイルバネの付勢力と引張りコイルバネの付勢力とを個別に設定することが可能になる。したがって、本発明では、ネジリコイルバネの付勢力および引張りコイルバネの付勢力を容易に設定することが可能になる。

本発明において、ネジリコイルバネには、フレームに対するミラーホルダーの回動中心となる回動中心軸が挿通され、回動中心軸の軸方向から見たときに、回動中心軸と引張りコイルバネとは、互いにずれた位置に配置され、ネジリコイルバネによるミラーホルダーの付勢方向を第３方向とし、ミラーホルダーの回動範囲における第３方向端までミラーホルダーが回動したときのミラーホルダーの位置を基準位置とすると、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、回動中心軸を中心とするミラーホルダーの回動方向において、ネジリコイルバネの付勢力と引張りコイルバネの付勢力との合力によってミラーホルダーが第３方向にかつ所定の付勢力で付勢されていることが好ましい。

このように構成すると、回動中心軸の軸方向から見たときに、回動中心軸と引張りコイルバネとが互いにずれた位置に配置されているため、回動中心軸の軸方向でミラーユニットを小型化しつつ、引張りコイルバネを配置することが可能になる。一方で、回動中心軸の軸方向から見たときに、回動中心軸と引張りコイルバネとが互いにずれた位置に配置されていると、引張りコイルバネの付勢力がミラーホルダーの回動方向にも作用する。

しかしながら、このように構成すると、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、回動中心軸を中心とするミラーホルダーの回動方向において、ネジリコイルバネの付勢力と引張りコイルバネの付勢力との合力によってミラーホルダーが第３方向にかつ所定の付勢力で付勢されているため、引張りコイルバネの付勢力の影響でミラーホルダーが第３方向に付勢されないといった状況が生じなくなる。したがって、回動中心軸の軸方向から見たときに、回動中心軸と引張りコイルバネとが互いにずれた位置に配置されていても、ミラーホルダーの回動方向におけるミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制することが可能になる。

本発明において、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、引張りコイルバネの長手方向と回動中心軸の軸方向とが平行になっていることが好ましい。このように構成すると、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、引張りコイルバネの付勢力はミラーホルダーの回動方向において作用しなくなる。また、ミラーホルダーが基準位置から第３方向の反対方向へ回動すると、引張りコイルバネの付勢力はミラーホルダーの回動方向において第３方向に作用する。すなわち、ミラーホルダーが基準位置から第３方向の反対方向へ回動すると、引張りコイルバネの付勢力はネジリコイルバネの付勢方向と同じ方向に作用する。したがって、ネジリコイルバネの付勢力を小さくしても、ミラーホルダーの回動方向におけるミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制することが可能になる。

本発明において、ミラーユニットは、ミラーホルダーが原点位置に配置されていることを検知するための検知機構を備え、基準位置が原点位置となっており、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、検知機構によってミラーホルダーが原点位置に配置されていることが検知されることが好ましい。

一般に、ミラーホルダーの回動範囲は原点位置を基準に設定されるため、このように構成すると、ミラーホルダーの回動範囲が変わったときに、ネジリコイルバネの付勢力や引張りコイルバネの付勢力を再設定しなくても、引張りコイルバネの付勢力の影響でミラーホルダーが第３方向に付勢されないといった状況が生じなくなる。したがって、ミラーホルダーの回動範囲が変わっても、ネジリコイルバネの付勢力や引張りコイルバネの付勢力を再設定することなく、ミラーホルダーの回動方向におけるミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制することが可能になる。

本発明において、たとえば、ネジリコイルバネの一端部は、フレームの第２方向端側部分に係合し、ネジリコイルバネの他端部は、ミラーホルダーの第２方向端側部分に係合している。

この場合には、回動機構は、ミラーホルダーの第２方向端側に配置されていることが好ましい。このように構成すると、ネジリコイルバネの付勢力がミラーホルダーに作用する位置と、回動機構の駆動力がミラーホルダーに作用する位置との第１方向の距離を短くすることが可能になる。したがって、ネジリコイルバネの付勢力と回動機構の駆動力とに起因するミラーホルダーの捩じれを抑制することが可能になる。

本発明のミラーユニットは、ミラーユニットに向かって表示光を射出する表示器を備えるヘッドアップディスプレイ装置に用いることができる。このヘッドアップディスプレイ装置では、反射ミラーが大型化しても、ミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制しつつ、ミラーホルダーおよび反射ミラーの変形を抑制することが可能になる。

以上のように、本発明では、反射ミラーが大型化しても、ミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制しつつ、ミラーホルダーおよび反射ミラーの変形を抑制することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の構成を説明するための概略図である。 図１に示すミラーユニットの正面斜視図である。 図２に示すミラーユニットから反射ミラーを取り外した状態の背面斜視図である。 図３のＥ部の拡大図である。 図４に示すミラーユニットの一部分からフレームを取り外した状態の拡大図である。 図５に示すミラーホルダーおよび回動機構等の側面図である。 図６に示すミラーホルダー等の動きを説明するための側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（ヘッドアップディスプレイ装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置１の構成を説明するための概略図である。

本形態のヘッドアップディスプレイ装置１（以下、「ＨＵＤ装置１」とする。）は、たとえば、自動車のダッシュボード（インストルメントパネル）の中に設置されて使用される。ＨＵＤ装置１は、たとえば、自動車のフロントガラス２に虚像を投影する。ＨＵＤ装置１は、表示光を射出する表示器３と、表示器３から射出される表示光をフロントガラス２に向かって反射するミラーユニット４とを備えている。

表示器３は、たとえば、液晶表示器であり、ＨＵＤ装置１の使用時にミラーユニット４に向かって表示光を射出する。表示器３およびミラーユニット４は、筺体５に収容されている。以下、ミラーユニット４の構成を説明する。なお、ＨＵＤ装置１は、虚像が投影されるコンバイナを備えていても良い。また、ＨＵＤ装置１は、表示器３とミラーユニット４との間の光路に配置される反射ミラーを備えていても良い。この場合には、反射ミラーは、表示器３から射出される表示光をミラーユニット４に向かって反射する。

（ミラーユニットの構成）
図２は、図１に示すミラーユニット４の正面斜視図である。図３は、図２に示すミラーユニット４から反射ミラー９を取り外した状態の背面斜視図である。図４は、図３のＥ部の拡大図である。図５は、図４に示すミラーユニット４の一部分からフレーム１１を取り外した状態の拡大図である。図６は、図５に示すミラーホルダー１０および回動機構１２等の側面図である。図７は、図６に示すミラーホルダー１０等の動きを説明するための側面図である。

ミラーユニット４は、表示器３から射出される表示光を反射する反射ミラー９と、反射ミラー９が固定されるミラーホルダー１０と、ミラーホルダー１０を回動可能に保持するフレーム１１と、フレーム１１に対してミラーホルダー１０を回動させる回動機構１２と、ミラーホルダー１０を付勢するネジリコイルバネ１３および引張りコイルバネ１４と、ミラーホルダー１０が所定の原点位置１０Ａに配置されていることを検知するための検知機構１５とを備えている。

以下の説明では、フレーム１１に対するミラーホルダー１０の回動の軸方向（図２等のＹ方向）を「左右方向」とする。すなわち、フレーム１１は、左右方向を回動の軸方向とするミラーホルダー１０の回動が可能となるようにミラーホルダー１０を保持しており、回動機構１２は、左右方向を回動の軸方向としてフレーム１１に対してミラーホルダー１０を回動させる。また、以下の説明では、左右方向に直交する図２等のＺ方向を「上下方向」とし、上下方向と左右方向とに直交する図２等のＸ方向を「前後方向」とする。本形態の左右方向（Ｙ方向）は、第１方向である。

また、以下の説明では、前後方向の一方側である図２等のＸ１方向側を「前」側とし、その反対側である図２等のＸ２方向側を「後ろ」側とし、左右方向の一方側である図２等のＹ１方向側を「右」側とし、その反対側である図２等のＹ２方向側を「左」側とし、上下方向の一方側である図２等のＺ１方向側を「上」側とし、その反対側である図２等のＺ２方向側を「下」側とする。さらに、以下の説明では、図６の時計回りの方向（ＣＷ方向）を「時計方向」とし、その反対方向である図６の反時計回りの方向（ＣＣＷ方向）を「反時計方向」とする。

反射ミラー９は、前面が凹曲面状をなすとともに後面が凸曲面状をなす略長方形の曲板状に形成されている。反射ミラー９の前面には、表示光を反射する反射面９ａが形成されている。すなわち、反射ミラー９には、凹曲面状の反射面９ａが形成されている。反射ミラー９の左右方向の両端部には、ミラーホルダー１０に固定される被固定部９ｂが形成されている。被固定部９ｂは、ネジ１８によってミラーホルダー１０に固定されている。本形態の反射ミラー９の大きさは比較的大きくなっている。たとえば、反射ミラー９の左右方向の幅は、３０（ｃｍ）程度となっている。

ミラーホルダー１０は、樹脂材料で形成されている。具体的には、ミラーホルダー１０は、剛性の高い樹脂材料で形成されている。たとえば、ミラーホルダー１０は、ガラス繊維入りのポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成されている。ミラーホルダー１０は、前後方向の厚さが薄い扁平な略直方体状に形成されている。また、ミラーホルダー１０は、金型を用いた射出成形によって製造されており、ミラーホルダー１０の複数箇所に肉抜き（肉盗み）が形成されている。なお、図７では、形状を簡略化したミラーホルダー１０を図示している。

反射ミラー９は、ミラーホルダー１０の前面に固定されている。ミラーホルダー１０の前面には、反射ミラー９の形状に応じた凹曲面状のミラー固定部が形成されている。上述のように、反射ミラー９の大きさが比較的大きくなっているため、ミラーホルダー１０の大きさも比較的大きくなっている。ミラーホルダー１０は、所定の原点位置１０Ａから反時計方向に所定角度、回動可能となっている（図６、図７参照）。

ミラーホルダー１０の左右方向の両端部には、フレーム１１に対するミラーホルダー１０の回動中心となる回動中心軸１０ａが形成されている。回動中心軸１０ａは、左右方向の両側に向かって突出する円柱状に形成されており、回動中心軸１０ａの軸方向は、左右方向と一致している。すなわち、本形態の左右方向（Ｙ方向）は、回動中心軸１０ａの軸方向である。回動中心軸１０ａは、ミラーホルダー１０の上下方向の略中心位置に配置されている。また、回動中心軸１０ａは、ミラーホルダー１０の前後方向の略中心位置に配置されている。

ミラーホルダー１０の左下端には、回動機構１２を構成する後述のキャリッジ２８に係合する動力被伝達部１０ｃが形成されている。動力被伝達部１０ｃは、平板状に形成されている。動力被伝達部１０ｃは、下側に向かって突出している。ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときには、動力被伝達部１０ｃの厚さ方向と前後方向とが略一致している。

ミラーホルダー１０の後面の左端側には、引張りコイルバネ１４の端部が取り付けられるバネ取付部１０ｄが形成されている。バネ取付部１０ｄは、後ろ側に突出する円柱状に形成されている。ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときには、バネ取付部１０ｄと回動中心軸１０ａとが上下方向において同じ位置（同じ高さ）に配置されている。具体的には、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、円柱状に形成されるバネ取付部１０ｄの軸心と、円柱状に形成される回動中心軸１０ａの軸心とが上下方向において同じ位置に配置されている。

フレーム１１は、金属板を所定形状に折り曲げることで形成されている。フレーム１１は、上下方向の両側および前側が開口する略四角溝状に形成されており、フレーム１１の後面を構成する長方形状の後面部１１ａと、後面部１１ａの右端から前側に向かって伸びる長方形状の右側面部１１ｂと、後面部１１ａの左端から前側に向かって伸びる左側面部１１ｃとを備えている。すなわち、フレーム１１は、コの字状に形成されるコの字フレームである。

左側面部１１ｃには、軸受け２０が取り付けられている。軸受け２０は、ミラーホルダー１０の左端部に形成される回動中心軸１０ａを回動可能に支持している。軸受け２０は、鍔付きの円筒状に形成されている。右側面部１１ｂには、軸受け（図示省略）を保持する軸受け保持部材２２が固定されている。軸受け保持部材２２に保持される軸受けは、ミラーホルダー１０の右端部に形成される回動中心軸１０ａを回動可能に支持している。

図４に示すように、左側面部１１ｃには、引張りコイルバネ１４の端部が取り付けられるバネ取付部１１ｄが形成されている。バネ取付部１１ｄは、左側面部１１ｃを貫通する貫通穴の中に配置される突起部である。バネ取付部１１ｄは、軸受け２０の後ろ側に配置されている。具体的には、バネ取付部１１ｄは、軸受け２０の真後ろに配置されており、軸受け２０と上下方向において同じ位置に配置されている。

後面部１１ａの左上端側には、ミラーホルダー１０のバネ取付部１０ｄに引張りコイルバネ１４の端部を取り付けるための作業用の開口部１１ｅが形成されている。また、フレーム１１の左下端部には、回動機構１２が載置される載置部１１ｆが形成されている。載置部１１ｆは、平板状に形成されている。載置部１１ｆは、後面部１１ａの左下端に繋がっており、前側に向かって伸びている。載置部１１ｆの厚さ方向は、上下方向と一致している。

回動機構１２は、ミラーホルダー１０と一緒に反射ミラー９を回動させて反射ミラー９の角度を変えることで、フロントガラス２に投影される虚像の位置を調整する機能を果たしている。回動機構１２は、駆動源であるモータ２６を備えている。モータ２６の出力軸には、リードスクリュー２７が形成されている。回動機構１２は、リードスクリュー２７に係合するナット部材（図示省略）を保持するキャリッジ２８を備えている。キャリッジ２８は、リードスクリュー２７が回転すると、ナット部材と一緒に前後方向に移動する。また、回動機構１２は、キャリッジ２８を前後方向に案内するガイド軸２９を備えている。モータ２６およびガイド軸２９は、固定フレーム３０に固定されている。

固定フレーム３０は、載置部１１ｆの上面側に固定されており、回動機構１２は、載置部１１ｆに載置されている。また、回動機構１２は、ミラーホルダー１０の下側に配置されている。具体的には、回動機構１２は、ミラーホルダー１０の左端部の下側に配置されている。すなわち、回動機構１２は、ミラーホルダー１０の左端側に配置されている。モータ２６は、ステッピングモータである。リードスクリュー２７の軸方向およびガイド軸２９の軸方向は、前後方向と略一致している。なお、モータ２６は、ステッピングモータ以外のモータであっても良い。

キャリッジ２８には、ミラーホルダー１０の動力被伝達部１０ｃの後面が接触する接触部２８ａが形成されている。接触部２８ａは、三角柱状に形成されており、三角柱状に形成される接触部２８ａの頂点部分に動力被伝達部１０ｃの後面が接触している。接触部２８ａの頂点部分は、曲面状に面取り加工されている。接触部２８ａは、リードスクリュー２７およびガイド軸２９の上側に配置されている。

ネジリコイルバネ１３には、ミラーホルダー１０の左端部に形成される回動中心軸１０ａが挿通されている。ネジリコイルバネ１３の一端部は、フレーム１１の左端側部分に係合している。具体的には、ネジリコイルバネ１３の一端部は、フレーム１１の後面部１１ａの左上端に前側から接触している。ネジリコイルバネ１３の他端部は、ミラーホルダー１０の左端側部分に係合している。具体的には、ネジリコイルバネ１３の他端部は、右側に向かって９０°に折れ曲がった折曲げ部１３ａとなっており、折曲げ部１３ａがミラーホルダー１０の左端部の後面に後ろ側から接触している。

ネジリコイルバネ１３は、フレーム１１に対してミラーホルダー１０を時計方向に付勢している。すなわち、ネジリコイルバネ１３は、フレーム１１に対するミラーホルダー１０の回動方向（回動中心軸１０ａを回動中心とするミラーホルダー１０の回動方向）の一方にミラーホルダー１０を付勢している。上述のように、反射ミラー９およびミラーホルダー１０の大きさが比較的大きくなっており、反射ミラー９およびミラーホルダー１０の重量が比較的重くなっているため、ネジリコイルバネ１３の付勢力は比較的大きくなっている。本形態の時計方向（ＣＷ方向）は、ネジリコイルバネ１３によるミラーホルダー１０の付勢方向である第３方向となっている。

ネジリコイルバネ１３によって時計方向に付勢されるミラーホルダー１０の動力被伝達部１０ｃの後面は、キャリッジ２８の接触部２８ａに常時、接触している。そのため、モータ２６が回転してキャリッジ２８が前後方向に移動すると、ミラーホルダー１０は、回動中心軸１０ａを回動中心にしてフレーム１１に対して回動する。具体的には、キャリッジ２８が前方向に移動すると、ミラーホルダー１０は、回動中心軸１０ａを回動中心にして反時計方向に回動し、キャリッジ２８が後ろ方向に移動すると、ミラーホルダー１０は、回動中心軸１０ａを回動中心にして時計方向に回動する。また、動力被伝達部１０ｃの後面が接触部２８ａに常時、接触しているため、ミラーホルダー１０の回動方向において、フレーム１１に対するミラーホルダー１０のがたつきが抑制されている。

上述のように、ミラーホルダー１０は、原点位置１０Ａから反時計方向に所定角度、回動可能となっている。すなわち、本形態では、ミラーホルダー１０の回動範囲における時計方向端までミラーホルダー１０が回動したときのミラーホルダー１０の位置が原点位置１０Ａとなっている。本形態の原点位置１０Ａは基準位置である。

引張りコイルバネ１４の一端部は、フレーム１１の左端側部分に取り付けられ、引張りコイルバネ１４の他端部は、ミラーホルダー１０の左端側部分に取り付けられている。具体的には、引張りコイルバネ１４の左端部は、フレーム１１のバネ取付部１１ｄに引っ掛けられ、引張りコイルバネ１４の右端部は、ミラーホルダー１０のバネ取付部１０ｄに引っ掛けられている。引張りコイルバネ１４は、フレーム１１に対して左方向にミラーホルダー１０を付勢している。すなわち、引張りコイルバネ１４は、フレーム１１に対して左右方向の一方にミラーホルダー１０を付勢している。本形態の左方向（Ｙ２方向）は、引張りコイルバネ１４によるミラーホルダー１０の付勢方向である第２方向となっている。

上述のように、反射ミラー９およびミラーホルダー１０の大きさが比較的大きくなっており、反射ミラー９およびミラーホルダー１０の重量が比較的重くなっているため、引張りコイルバネ１４の付勢力は比較的大きくなっている。本形態では、引張りコイルバネ１４によって左方向にミラーホルダー１０が付勢されているため、左右方向において、フレーム１１に対するミラーホルダー１０のがたつきが抑制されている。なお、本形態では、ミラーホルダー１０の左端部に形成される回動中心軸１０ａは、段付きの円柱状に形成されており、引張りコイルバネ１４の付勢力によって、この回動中心軸１０ａの段差面が軸受け２０の鍔部に右側から接触している。

左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａと引張りコイルバネ１４とは、互いにずれた位置に配置されている。具体的には、引張りコイルバネ１４は、回動中心軸１０ａの後ろ側に配置されている。また、引張りコイルバネ１４は、左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａの軸心から、軸受け２０の最大外径の２倍の範囲内に配置されている。たとえば、引張りコイルバネ１４は、左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａの軸心から、軸受け２０の最大外径の１．５倍の範囲内に配置されている。

上述のように、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、バネ取付部１０ｄの軸心と回動中心軸１０ａの軸心とが上下方向において同じ位置に配置されている。また、バネ取付部１１ｄは、軸受け２０の真後ろに配置されており、軸受け２０と上下方向において同じ位置に配置されている。本形態では、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、引張りコイルバネ１４の長手方向は、左右方向と平行になっている。すなわち、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、引張りコイルバネ１４の長手方向と回動中心軸１０ａの軸方向とが平行になっている。

上述のように、左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａと引張りコイルバネ１４とは互いにずれた位置に配置されているが、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、引張りコイルバネ１４の長手方向と回動中心軸１０ａの軸方向とが平行になっているため、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときには、ミラーホルダー１０の回動方向において引張りコイルバネ１４の付勢力はミラーホルダー１０に作用しない。すなわち、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときには、回動中心軸１０ａを中心とするミラーホルダー１０の回動方向において、ミラーホルダー１０にはネジリコイルバネ１３の付勢力のみが作用している。

すなわち、本形態では、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、回動中心軸１０ａを中心とするミラーホルダー１０の回動方向において、ネジリコイルバネ１３の付勢力と引張りコイルバネ１４の付勢力との合力によってミラーホルダー１０が時計方向にかつ所定の付勢力で付勢されている。

一方、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａから反時計方向に回動すると、図７に示すように、引張りコイルバネ１４の左端部の中心Ｃ１に対して引張りコイルバネ１４の右端部の中心Ｃ２が反時計方向にずれるため、ミラーホルダー１０の回動方向において、引張りコイルバネ１４の付勢力もミラーホルダー１０に作用する。具体的には、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａから反時計方向に回動すると、ミラーホルダー１０には、引張りコイルバネ１４の付勢力が時計方向に作用する。すなわち、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａから反時計方向に回動すると、ミラーホルダー１０には、ネジリコイルバネ１３の付勢方向と同じ方向に引張りコイルバネ１４の付勢力が作用する。

検知機構１５は、たとえば、接触式センサである。検知機構１５は、固定フレーム３０に固定されている。検知機構１５は、キャリッジ２８よりも後ろ側に配置されている。また、検知機構１５は、リードスクリュー２７およびガイド軸２９の上側に配置されている。図６に示すように、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときには、キャリッジ２８の後端部が検知機構１５に接触しており、検知機構１５がオンの状態となっている。

一方、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されている状態で、キャリッジ２８が前方向に移動して、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａから反時計方向に回動すると、図７に示すように、キャリッジ２８の後端部が検知機構１５から離れて、検知機構１５がオフの状態になる。そのため、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときには、検知機構１５によってミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されていることが検知される。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、フレーム１１に対して左方向にミラーホルダー１０を付勢する引張りコイルバネ１４の一端部は、フレーム１１の左端側部分に取り付けられ、引張りコイルバネ１４の他端部は、ミラーホルダー１０の左端側部分に取り付けられている。そのため、本形態では、引張りコイルバネ１４の付勢力によってミラーホルダー１０に生じる圧縮力は、ミラーホルダー１０の左端側部分にしか作用しない。

したがって、本形態では、大きさが比較的大きくなっていて重量が比較的重くなっているミラーホルダー１０および反射ミラー９のがたつきを抑制するために、引張りコイルバネ１４の付勢力が大きくなっていても、樹脂製のミラーホルダー１０の変形を抑制することが可能になる。その結果、本形態では、反射ミラー９が大型化しても、ミラーホルダー１０および反射ミラー９のがたつきを抑制しつつ、ミラーホルダー１０および反射ミラー９の変形を抑制することが可能になる。

なお、特許文献１に記載されたヘッドアップディスプレイ装置のように、ネジリコイルバネ１３に圧縮コイルバネの機能を持たせて、ネジリコイルバネ１３によって左方向にミラーホルダー１０を付勢する場合であって、ネジリコイルバネ１３の左方向への付勢力が大きくなっている場合であっても、ミラーホルダー１０を金属で形成すれば、ミラーホルダー１０の変形を抑制することは可能である。しかしながら、この場合には、ミラーホルダー１０の重量がさらに重くなるため、ＨＵＤ装置１の重量が重くなる。これに対して、本形態では、ミラーホルダー１０が樹脂で形成されていても、ミラーホルダー１０の変形を抑制することが可能であるため、ＨＵＤ装置１の重量を軽くすることが可能になる。

本形態では、左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａと引張りコイルバネ１４とが互いにずれた位置に配置されている。そのため、本形態では、左右方向でミラーユニット４を小型化しつつ、引張りコイルバネ１４を配置することが可能になる。一方で、左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａと引張りコイルバネ１４とが互いにずれた位置に配置されていると、ミラーホルダー１０の回動位置によっては、引張りコイルバネ１４の付勢力がミラーホルダー１０の回動方向にも作用する。

しかしながら、本形態では、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、回動中心軸１０ａを中心とするミラーホルダー１０の回動方向において、ネジリコイルバネ１３の付勢力と引張りコイルバネ１４の付勢力との合力によってミラーホルダー１０が時計方向にかつ所定の付勢力で付勢されている。そのため、本形態では、引張りコイルバネ１４の付勢力の影響でミラーホルダー１０が時計方向に付勢されないといった状況が生じなくなる。したがって、本形態では、左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａと引張りコイルバネ１４とが互いにずれた位置に配置されていても、ミラーホルダー１０の回動方向におけるミラーホルダー１０および反射ミラー９のがたつきを抑制することが可能になる。

また、ミラーホルダー１０の回動範囲は原点位置１０Ａを基準に設定されるが、本形態では、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、回動中心軸１０ａを中心とするミラーホルダー１０の回動方向において、ネジリコイルバネ１３の付勢力と引張りコイルバネ１４の付勢力との合力によってミラーホルダー１０が時計方向にかつ所定の付勢力で付勢されているため、ミラーホルダー１０の回動範囲が変わったときに、ネジリコイルバネ１３の付勢力や引張りコイルバネ１４の付勢力を再設定しなくても、引張りコイルバネ１４の付勢力の影響でミラーホルダー１０が時計方向に付勢されないといった状況が生じなくなる。したがって、本形態では、ミラーホルダー１０の回動範囲が変わっても、ネジリコイルバネ１３の付勢力や引張りコイルバネ１４の付勢力を再設定することなく、ミラーホルダー１０の回動方向におけるミラーホルダー１０および反射ミラー９のがたつきを抑制することが可能になる。

本形態では、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、引張りコイルバネ１４の長手方向と回動中心軸１０ａの軸方向とが平行になっており、ミラーホルダー１０の回動方向において引張りコイルバネ１４の付勢力がミラーホルダー１０に作用しない。また、本形態では、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａから反時計方向に回動すると、ミラーホルダー１０には、ネジリコイルバネ１３の付勢方向と同じ方向に引張りコイルバネ１４の付勢力が作用する。そのため、本形態では、ネジリコイルバネ１３の付勢力を小さくしても、ミラーホルダー１０の回動方向におけるミラーホルダー１０および反射ミラー９のがたつきを抑制することが可能になる。

本形態では、回動機構１２およびネジリコイルバネ１３は、ミラーホルダー１０の左端側に配置されており、ネジリコイルバネ１３の付勢力がミラーホルダー１０に作用する位置と、回動機構１２の駆動力がミラーホルダー１０に作用する位置との左右方向の距離が短くなっている。そのため、本形態では、ネジリコイルバネ１３の付勢力と回動機構１２の駆動力とに起因するミラーホルダー１０の捩じれを抑制することが可能になる。

本形態では、時計方向にミラーホルダー１０を付勢するネジリコイルバネ１３と、左方向にミラーホルダー１０を付勢する引張りコイルバネ１４とが別々に設けられている。そのため、本形態では、ネジリコイルバネ１３に圧縮コイルバネの機能を持たせている場合と比較して、ネジリコイルバネ１３に挿通される回動中心軸１０ａを太くかつ短くすることが可能になる。したがって、本形態では、回動中心軸１０ａの剛性を高めることが可能になり、その結果、フレーム１１に対するミラーホルダー１０および反射ミラー９のがたつきを効果的に抑制することが可能になる。また、本形態では、左右方向でミラーホルダー１０を小型化することが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態において、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、引張りコイルバネ１４の長手方向と回動中心軸１０ａの軸方向とが平行になっていなくても良い。この場合には、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、引張りコイルバネ１４の左端部の中心Ｃ１よりも引張りコイルバネ１４の右端部の中心Ｃ２が反時計方向側に配置されていても良いし、引張りコイルバネ１４の左端部の中心Ｃ１よりも引張りコイルバネ１４の右端部の中心Ｃ２が時計方向側に配置されていても良い。

ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときに、引張りコイルバネ１４の左端部の中心Ｃ１よりも引張りコイルバネ１４の右端部の中心Ｃ２が時計方向側に配置される場合、ミラーホルダー１０には、引張りコイルバネ１４の付勢力が反時計方向に作用する（すなわち、ネジリコイルバネ１３の付勢方向と反対方向に引張りコイルバネ１４の付勢力が作用する）が、この場合であっても、引張りコイルバネ１４の付勢力の影響でミラーホルダー１０が時計方向に付勢されないといった状況が生じないように、ミラーホルダー１０が原点位置１０Ａに配置されているときには、回動中心軸１０ａを中心とするミラーホルダー１０の回動方向において、ネジリコイルバネ１３の付勢力と引張りコイルバネ１４の付勢力との合力によってミラーホルダー１０が時計方向にかつ所定の付勢力で付勢されている。

上述した形態において、ネジリコイルバネ１３は、フレーム１１に対してミラーホルダー１０を反時計方向に付勢していても良い。この場合には、ミラーホルダー１０の回動範囲における反時計方向端までミラーホルダー１０が回動したときのミラーホルダー１０の位置が基準位置となり、原点位置１０Ａと基準位置とが別の位置になる。また、この場合には、反時計方向（ＣＣＷ方向）がネジリコイルバネ１３によるミラーホルダー１０の付勢方向である第３方向となる。また、この場合には、動力被伝達部１０ｃの前面がキャリッジ２８に常時、接触している。

上述した形態において、ネジリコイルバネ１３には、ミラーホルダー１０の右端部に形成される回動中心軸１０ａが挿通されていても良い。また、上述した形態において、回動機構１２は、ミラーホルダー１０の右端側に配置されていても良いし、ミラーホルダー１０の左右方向における中心位置に配置されていても良い。さらに、上述した形態において、フレーム１１に、フレーム１１に対するミラーホルダー１０の回動中心となる回動中心軸が固定または形成されていても良い。

上述した形態において、左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａの軸心上に引張りコイルバネ１４が配置されていても良い。すなわち、左右方向から見たときに、回動中心軸１０ａと引張りコイルバネ１４とが互いにずれていなくても良い。この場合には、たとえば、ミラーホルダー１０の左端部に形成される回動中心軸１０ａの左端面に、引張りコイルバネ１４の端部が取り付けられている。

上述した形態において、ミラーホルダー１０は、樹脂材料で形成される樹脂ホルダーと、樹脂ホルダーを補強する金属製の補強フレームとによって構成されていても良い。この場合には、樹脂ホルダーに補強フレームが固定されていて、樹脂ホルダーと補強フレームとが一体になっている。また、上述した形態において、ミラーユニット４は、ＨＵＤ装置１以外の装置に使用されても良い。

１ ＨＵＤ装置（ヘッドアップディスプレイ装置）
３ 表示器
４ ミラーユニット
９ 反射ミラー
１０ ミラーホルダー
１０Ａ 原点位置（基準位置）
１０ａ 回動中心軸
１１ フレーム
１２ 回動機構
１３ ネジリコイルバネ
１４ 引張りコイルバネ
１５ 検知機構
ＣＷ 第３方向
Ｙ 第１方向、回動中心軸の軸方向
Ｙ２ 第２方向

Claims (7)

1. 反射ミラーと、前記反射ミラーが固定されるミラーホルダーと、前記ミラーホルダーを回動可能に保持するフレームと、所定の第１方向を回動の軸方向として前記フレームに対して前記ミラーホルダーを回動させる回動機構と、前記フレームに対する前記ミラーホルダーの回動方向の一方に前記ミラーホルダーを付勢するネジリコイルバネと、第１方向の一方に前記ミラーホルダーを付勢する引張りコイルバネとを備え、
   前記引張りコイルバネによる前記ミラーホルダーの付勢方向を第２方向とすると、
   前記引張りコイルバネの一端部は、前記フレームの第２方向端側部分に取り付けられ、
   前記引張りコイルバネの他端部は、前記ミラーホルダーの第２方向端側部分に取り付けられていることを特徴とするミラーユニット。
2. 前記ネジリコイルバネには、前記フレームに対する前記ミラーホルダーの回動中心となる回動中心軸が挿通され、
   前記回動中心軸の軸方向から見たときに、前記回動中心軸と前記引張りコイルバネとは、互いにずれた位置に配置され、
   前記ネジリコイルバネによる前記ミラーホルダーの付勢方向を第３方向とし、前記ミラーホルダーの回動範囲における第３方向端まで前記ミラーホルダーが回動したときの前記ミラーホルダーの位置を基準位置とすると、
   前記ミラーホルダーが前記基準位置に配置されているときに、前記回動中心軸を中心とする前記ミラーホルダーの回動方向において、前記ネジリコイルバネの付勢力と前記引張りコイルバネの付勢力との合力によって前記ミラーホルダーが第３方向にかつ所定の付勢力で付勢されていることを特徴とする請求項１記載のミラーユニット。
3. 前記ミラーホルダーが前記基準位置に配置されているときに、前記引張りコイルバネの長手方向と前記回動中心軸の軸方向とが平行になっていることを特徴とする請求項２記載のミラーユニット。
4. 前記ミラーホルダーが原点位置に配置されていることを検知するための検知機構を備え、
   前記基準位置が前記原点位置となっており、前記ミラーホルダーが前記基準位置に配置されているときに、前記検知機構によって前記ミラーホルダーが前記原点位置に配置されていることが検知されることを特徴とする請求項２または３記載のミラーユニット。
5. 前記ネジリコイルバネの一端部は、前記フレームの第２方向端側部分に係合し、
   前記ネジリコイルバネの他端部は、前記ミラーホルダーの第２方向端側部分に係合していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のミラーユニット。
6. 前記回動機構は、前記ミラーホルダーの第２方向端側に配置されていることを特徴とする請求項５記載のミラーユニット。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のミラーユニットと、前記ミラーユニットに向かって表示光を射出する表示器とを備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

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