JP7787697B2 - 画像照射装置 - Google Patents

Description

本願発明は、画像表示部に表示用画像を映し出すように構成された画像照射装置に関するものである。

従来より、車載用の画像照射装置として、車室内に配置された状態で、フロントウインドウ（すなわちウインドシールド）やその車室内側に配置された透光板等の画像表示部に表示用画像を映し出すように構成されたものが知られている。

「特許文献１」には、このような画像照射装置として、表示用画像を生成する画像生成ユニットと、この画像生成ユニットから出射した光を画像表示部へ向けて順次反射させる第１および第２反射鏡とを備えたものが記載されている。

特開２０１９－１５９２８３号公報

上記「特許文献１」に記載された画像照射装置は、第１反射鏡の反射面が平面状に形成されているので、第２反射鏡の反射面が正方形以外の外形形状を有している場合には、第１反射鏡からの反射光を第２反射鏡の反射面に効率良く入射させることができにくくなってしまう。

第１反射鏡の反射面として、その表面形状を平面の代わりに凸曲面や凹曲面で構成した場合においても同様である。

なお、このような問題は、車載用以外の画像照射装置においても同様に生じ得る問題である。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、画像生成ユニットからの出射光を第１および第２反射鏡で順次反射させることにより画像表示部に表示用画像を映し出すように構成された画像照射装置において、第２反射鏡の反射面が正方形以外の外形形状を有している場合であっても、第１反射鏡からの反射光を第２反射鏡の反射面に効率良く入射させることができる画像照射装置を提供することを目的とするものである。

本願発明は、第１反射鏡の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願第１の発明に係る画像照射装置は、
画像表示部に表示用画像を映し出すように構成された画像照射装置において、
上記表示用画像を生成する画像生成ユニットと、上記画像生成ユニットから出射した光を上記画像表示部へ向けて順次反射させる第１および第２反射鏡と、を備えており、
上記第１反射鏡の反射面は、表面形状が鞍型曲面で構成されており、
上記鞍型曲面は、上記画像生成ユニットから上記鞍型曲面の各点までの距離に応じて上記鞍型曲面の一断面を構成する凸曲線の曲率が変化するように形成されており、
上記凸曲線の曲率は、上記画像生成ユニットに近い領域よりも上記画像生成ユニットから遠い領域の方が小さい値に設定されている、ことを特徴とするものである。
また、本願第２の発明に係る画像照射装置は、
画像表示部に表示用画像を映し出すように構成された画像照射装置において、
上記表示用画像を生成する画像生成ユニットと、上記画像生成ユニットから出射した光を上記画像表示部へ向けて順次反射させる第１および第２反射鏡と、を備えており、
上記第１反射鏡の反射面は、表面形状が鞍型曲面で構成されており、
上記画像生成ユニットは、上記表示用画像を長方形の外形形状を有する画像として生成するように構成されており、
上記第１反射鏡の反射面は、上記長方形の長辺と平行な第１の方向に沿った断面形状が凸曲線で構成されるとともに、上記長方形の短辺と平行な第２の方向に沿った断面形状が凹曲線で構成されており、
上記第２反射鏡の反射面は、上記第１反射鏡の反射面よりも大きいサイズで形成されており、かつ、上記第１反射鏡の反射面よりも上記第１の方向の長さと上記第２の方向の長さとの比が大きい値に設定されている、ことを特徴とするものである。

上記「画像照射装置」は、画像表示部に表示用画像を映し出すように構成されたものであれば、その具体的な用途は特に限定されるものではなく、例えば車載用のヘッドアップディスプレイ等の用途が採用可能である。

上記「画像表示部」は、表示用画像を映し出すように構成されたものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではなく、例えば車両のフロントウインドウやその車室内側に配置された透光板等が採用可能である。

上記「第１反射鏡の反射面」は、表面形状が鞍型曲面で構成されていれば、その表面の各部位における具体的な曲率は特に限定されるものではない。

上記「第２反射鏡」の反射面の表面形状は特に限定されるものではない。

本願発明に係る画像照射装置は、画像生成ユニットからの出射光を第１および第２反射鏡で順次反射させることにより画像表示部に表示用画像を映し出すように構成されているが、第１反射鏡はその反射面の表面形状が鞍型曲面で構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、第２反射鏡の反射面が正方形以外の外形形状を有している場合であっても、第１反射鏡の反射面として、第２反射鏡の反射面の長手方向に沿った断面形状が凸曲線で構成されるとともに、これと直交する方向に沿った断面形状が凹曲線で構成されたものとすることにより、第１反射鏡からの反射光を第２反射鏡の反射面に効率良く入射させることができる。

このように本願発明によれば、画像生成ユニットからの出射光を第１および第２反射鏡で順次反射させることにより画像表示部に表示用画像を映し出すように構成された画像照射装置において、第２反射鏡の反射面が正方形以外の外形形状を有している場合であっても、第１反射鏡からの反射光を第２反射鏡の反射面に効率良く入射させることができる。

上記構成において、さらに、第２反射鏡の反射面として、その表面形状が凹曲面で構成されたものとすれば、第１反射鏡からの反射光を第２反射鏡で反射させることにより、表示用画像を拡大した状態で画像表示部に映し出すことができる。しかも、このような構成を採用することにより、第１反射鏡と第２反射鏡との間隔を狭くすることができ、これにより画像照射装置の前後幅を小さくすることができる。

上記構成において、さらに、第１反射鏡の反射面の表面形状を構成する鞍型曲面として、画像生成ユニットから鞍型曲面の各点までの距離に応じて鞍型曲面の一断面を構成する凸曲線の曲率が変化するように形成されたものとすれば、画像生成ユニットが第１の方向に関して第１反射鏡の中心位置からずれた位置に配置されている場合であっても、第１反射鏡からの反射光を第２反射鏡の反射面に対して略均等に入射させることが可能となる。

上記構成において、さらに、画像生成ユニットとして、表示用画像を長方形の外形形状を有する画像として生成するように構成されている場合において、第１反射鏡の反射面として、長方形の長辺と平行な第１の方向に沿った断面形状が凸曲線で構成されるとともに、長方形の短辺と平行な第２の方向に沿った断面形状が凹曲線で構成されたものとすれば、第１反射鏡からの反射光を第２反射鏡の反射面に効率良く入射させることができる。

上記構成において、さらに、第１および第２反射鏡を収容するハウジングを備えている場合において、第１反射鏡における反射面の両側端部に１対のフランジ部が形成された構成とした上で、これら１対のフランジ部において第１反射鏡がハウジングに固定された構成とすれば、第１反射鏡を位置精度良く配置することができ、これにより画像生成ユニットからの出射光に対する反射制御を精度良く行うことができる。

本願発明の一実施形態に係る画像照射装置を車両に搭載された状態で示す側断面図 図１のII方向矢視図 図１のIII 部詳細図 上記画像照射装置を、第２ハウジングを外した状態で示す平面図 上記画像照射装置を、図４のＶ－Ｖ線の位置で示す断面図 上記画像照射装置の第１反射鏡を単品で示す斜視図 （ａ）は図５のVIIａ－VIIａ線断面図、（ｂ）は図５のVIIｂ－VIIｂ線断面図 （ａ）は上記第２ハウジングの詳細構造を示す、図３と略同様の図、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ線断面図 上記画像照射装置の組付けの様子を示す斜視図 上記実施形態の変形例を示す、図４と同様の図 上記変形例を示す、図６と同様の図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る画像照射装置１０を車両１００に搭載された状態で示す側断面図である。また、図２は、図１のII方向矢視図である。

これらの図において、Ｘで示す方向が画像照射装置１０としての「前方」（車両としても「前方」）であり、Ｙで示す方向が「前方」と直交する「左方向」であり、Ｚで示す方向が「上方向」である。これら以外の図においても同様である。

図１、２に示すように、本実施形態に係る画像照射装置１０は、車載用のヘッドアップディスプレイであって、車両１００の車室内に配置された状態で、画像表示部としてのフロントウインドウ１０２の表示用領域１０２Ａに表示用画像ＰＩＣを虚像として映し出すように構成されている。

図１に示す光路Ｒは、画像照射装置１０によってフロントウインドウ１０２の表示用領域１０２Ａに映し出された表示用画像ＰＩＣをドライバー２が視覚的に認知する際の光路である。

表示用領域１０２Ａは、フロントウインドウ１０２の下部領域でかつステアリングホイール１０４の前方領域に位置設定されており、これにより車両１００のドライバー２が視覚的に容易に認知し得るようになっている。なお、図２においては、表示用画像ＰＩＣの具体例として、左向きの矢印と共に車両速度（５０Ｋｍ／ｈ）が表示された状態を示している。

画像照射装置１０は、ステアリングホイール１０４の前方でかつフロントウインドウ１０２の下方近傍に位置するように配置されている。

図１に示すように、画像照射装置１０は、表示用画像ＰＩＣの元となる画像を生成する画像生成ユニット２０と、この画像生成ユニット２０から出射した光をフロントウインドウ１０２の表示用領域１０２Ａへ向けて順次反射させる第１および第２反射鏡３０、４０と、第１および第２反射鏡３０、４０を収容するハウジング５０と、このハウジング５０に装着された透光カバー６０とを備えた構成となっている。

画像生成ユニット２０ならびに第１および第２反射鏡３０、４０は、ハウジング５０に支持されている（これについては後述する）。

ハウジング５０は、上方へ向けて開口するように形成された第１ハウジング５２に対して第２ハウジング５４が組み付けられた構成となっている。具体的には、第２ハウジング５４は、外周フランジ部５４ｂを有しており、この外周フランジ部５４ｂを第１ハウジング５２の上端開口部５２ａに当接させた状態で第１ハウジング５２に組み付けられている。

第１および第２ハウジング５２、５４は、いずれも不透明の樹脂成形品で構成されている。第２ハウジング５４には、第２反射鏡４０からの反射光を表示用領域１０２Ａへ向けて透過させるための開口部５４ａが形成されている。

透光カバー６０は、無色透明の樹脂製パネルで構成されている。この透光カバー６０は、下方側に湾曲した状態でかつ後方へ向けてやや上方側に傾斜した状態で、第２ハウジング５４の開口部５４ａを覆うように配置されている。そして、この透光カバー６０は、第２反射鏡４０からの反射光が表示用領域１０２Ａに入射するのを許容した上で、ハウジング５０の内部空間１２の防塵性を確保するようになっている。

図３は、図１のIII 部詳細図である。また、図４は、画像照射装置１０を、第２ハウジング５４を外した状態で示す平面図であり、図５は、画像照射装置１０を、図４のＶ－Ｖ線の位置で示す断面図である。

図３～５に示すように、第１および第２反射鏡３０、４０は、その反射面３０ａ、４０ａが左右対称形状を有しており、その左右方向の中心位置に画像生成ユニット２０が配置されている。

画像生成ユニット２０は、長方形の外形形状を有する液晶パネル２２を備えている。そして、この画像生成ユニット２０は、液晶パネル２２の長手方向が左右方向（すなわち車幅方向）に延びるように配置された状態で、かつ、液晶パネル２２を斜め上後方へ向けた状態で、第１ハウジング５２の下壁部５２ｂに支持されている。

画像生成ユニット２０は、液晶パネル２２に対してその背面側からバックライト照射が行われることにより、液晶パネル２２上に表示用画像ＰＩＣの元となる画像を生成するように構成されている。

第１ハウジング５２の下壁部５２ｂには、画像生成ユニット２０を装着するためのユニット装着部５２ｄが形成されている。このユニット装着部５２ｄには、液晶パネル２２の外形形状よりもひと回り大きい長方形の開口部５２ｅが形成されている。

画像生成ユニット２０は、液晶パネル２２がユニット装着部５２ｄの開口部５２ｅに嵌め込まれるように配置された状態で、第１ハウジング５２の下壁部５２ｂにネジ締め等によって固定されている。

第１反射鏡３０は、画像生成ユニット２０の斜め上後方に配置されており、画像生成ユニット２０からの照射光を前方へ向けて反射させるように構成されている。

図６は、第１反射鏡３０を単品で示す斜視図である。

図６に示すように、第１反射鏡３０は、その反射面３０ａの表面形状が鞍型曲面で構成された鞍型反射鏡として構成されている。この第１反射鏡３０の反射面３０ａは、車両正面視において左右方向（すなわちドライバー２に視認させたい画像の方向）に延びる略長方形の外形形状を有している。

具体的には、第１反射鏡３０の反射面３０ａは、図６において１点鎖線で示すように、その水平断面形状（すなわち長方形の長辺と平行な第１の方向に沿った断面形状）が凸曲線（具体的には略円弧状の凸曲線）で構成されるとともに、その鉛直断面形状（すなわち長方形の短辺と平行な第２の方向に沿った断面形状）が凹曲線（具体的には略円弧状の凹曲線）で構成されている。

第１反射鏡３０は、その反射面３０ａの左右両側端部にフランジ部３２が形成された構成となっている。そして、図４に示すように、第１反射鏡３０は、左右１対のフランジ部３２において第１ハウジング５２に固定されている。

具体的には、各フランジ部３２は、反射面３０ａの側端部から鉛直面に沿って後方へ向けて延びるように形成された側壁部３２Ａと、この側壁部３２Ａの外側面から側方へ向けて延びるように形成された階段状部３２Ｂとを備えている。階段状部３２Ｂは、上段平面部３２Ｂ１と下段平面部３２Ｂ２とが斜面部を介して接続された構成となっている。

そして、第１反射鏡３０は、第１ハウジング５２に対して、左右１対のフランジ部３２の階段状部３２Ｂの上段平面部３２Ｂ１において位置決めされた状態で、その下段平面部３２Ｂ２においてネジ締め固定されている。

これを実現するため、第１ハウジング５２の下壁部５２ｂには、第１反射鏡３０を支持するための左右１対の柱状突起部５２ｆが形成されている。各柱状突起部５２ｆは、第１ハウジング５２の下壁部５２ｂから上方へ向けて略角錐状に突出するように形成されている。各柱状突起部５２ｆは、その上端面が水平面状に形成されており、この上端面には上方へ向けて突出するピン５２ｇが形成されている。

一方、第１反射鏡３０の各フランジ部３２における階段状部３２Ｂの上段平面部３２Ｂ１には、ピン５２ｇを挿通させるためのピン挿通孔３２Ｂ１ａが形成されている。その際、左右１対のピン挿通孔３２Ｂ１ａのうちの一方（具体的には左側のピン挿通孔３２Ｂ１ａ）はピン５２ｇと略同一径の円形状に形成されており、他方はピン５２ｇと略同一の前後幅で左右方向に延びる長円形状に形成されている。

また、各フランジ部３２における階段状部３２Ｂの下段平面部３２Ｂ２には、ネジ３４を第１ハウジング５２の下壁部５２ｂに締め付けるためのネジ挿通孔３２Ｂ２ａ（図６参照）が形成されている。

そして、第１反射鏡３０は、左右１対のピン挿通孔３２Ｂ１ａに左右１対のピン５２ｇが挿入され、かつ、左右１対の上段平面部３２Ｂ１が左右１対の柱状突起部５２ｆの上端面に押し当てられた状態で、左右１対のネジ挿通孔３２Ｂ２ａを介して第１ハウジング５２の下壁部５２ｂに形成された左右１対のネジ穴（図示せず）にネジ３４が締め付けられることにより、第１ハウジング５２に対して位置決めされた状態で固定されるようになっている。

左右１対の柱状突起部５２ｆは、第２反射鏡４０へ向かう第１反射鏡３０からの反射光を遮光しない周面形状を有している。具体的には、左右１対の柱状突起部５２ｆは、四角錐の周面における前面内側の角部が面取りされており、これにより前方へ向けて左右両側に拡がる傾斜面５２ｆ１が形成された構成となっている。そして、このような傾斜面５２ｆ１が柱状突起部５２ｆに形成されていることによって、第２反射鏡４０へ向かう第１反射鏡３０からの反射光が柱状突起部５２ｆによって遮光されてしまわないようになっている。

また、第１反射鏡３０を支持するための左右１対の柱状突起部５２ｆが第１ハウジング５２に形成されていることにより、第１反射鏡３０のフランジ部３２に画像生成ユニット２０からの出射光や太陽光Ｓが当たって迷光が発生してしまうのを未然に防止するようになっている。

図３～５に示すように、第２反射鏡４０は、第１反射鏡３０の前方に配置されている。この第２反射鏡４０は、第１反射鏡３０で反射した画像生成ユニット２０からの照射光を上方へ向けて反射させるように構成されている。

第２反射鏡４０は、凹面鏡であって、その反射面４０ａの表面形状が略球面状の凹曲面で構成されている。この第２反射鏡４０の反射面４０ａは、車両正面視において左右方向に延びる長方形の外形形状を有している。その際、第２反射鏡４０の反射面４０ａは、第１反射鏡３０の反射面３０ａよりも大きいサイズで形成されており、かつ、第１反射鏡３０の反射面３０ａよりも大きい縦横比で形成されている。具体的には、第２反射鏡４０の反射面４０ａは、第１反射鏡３０の反射面３０ａに対して１～１．５倍程度の上下幅を有するとともに２～３倍程度の左右幅を有している。

このように第２反射鏡４０の反射面４０ａは、左右方向（すなわちドライバー２に視認させたい画像の方向）に大きく湾曲した状態で、第１反射鏡３０の反射面３０ａよりも大きい縦横比で形成されているが、第１反射鏡３０は鞍型反射鏡として構成されているので、その反射面３０ａからの反射光は上下方向の拡がりが小さく左右方向の拡がりが大きいものとなり、これにより第２反射鏡４０の反射面４０ａに効率良く入射することとなる。

図４、５に示すように、第２反射鏡４０は、第１ハウジング５２に対して、第２反射鏡４０の前方近傍において左右方向に延びる軸線Ａｘ回りに回動可能に支持されている。そしてこれにより、第２反射鏡４０は、第１反射鏡３０からの反射光をフロントウインドウ１０２の表示用領域１０２Ａに正確に入射させるための角度調整を行い得る構成となっている。

これを実現するため、第２反射鏡４０における反射面４０ａの背面側の左右両側端部には鉛直面に沿って前方へ向けて延びる左右１対のブラケット４２が形成されている。そして、これら左右１対のブラケット４２には、軸線Ａｘ上において左右両方向（すなわち反射面４０ａから離れる方向）へ向けて延びる第１および第２軸部４４Ａ、４４Ｂが形成されている。

第１および第２軸部４４Ａ、４４Ｂは、いずれも円柱状に形成されている。その際、右側に位置する第２軸部４４Ｂは、左側に位置する第１軸部４４Ａよりも小さい外径で形成されているが、その先端部は第１軸部４４Ａと同一の外径で形成されている。

第２軸部４４Ｂの先端面には、後方へ向けて延びるレバー部材４６の基端部４６ａが固定されている。レバー部材４６の基端部４６ａは、第２軸部４４Ｂと同軸で円柱状に延びるように形成されており、その外径は第２軸部４４Ｂの先端部と同一の値に設定されている。

レバー部材４６の先端部４６ｂは、第２反射鏡４０を軸線Ａｘ回りに回動させるためのアクチュエータ４８の出力軸４８ａに連結されている。

アクチュエータ４８は、第１ハウジング５２の下方側においてその下壁部５２ｂに固定されている。このアクチュエータ４８の出力軸４８ａは、上方へ向けてハウジング５０の内部空間１２まで延びるように形成されており、上下方向に往復移動し得る構成となっている。

図７（ａ）は、図５のVIIａ－VIIａ線断面図であり、図７（ｂ）は、図５のVIIｂ－VIIｂ線断面図である。

図７（ａ）、（ｂ）にも示すように、第１ハウジング５２の周壁部５２ｃには、第１軸部４４Ａを載置するための載置部５２ｈと、レバー部材４６の基端部４６ａを載置するための載置部５２ｉとが形成されている。

載置部５２ｈは、第１ハウジング５２の周壁部５２ｃの左側領域の内面に形成されており、載置部５２ｉは、第１ハウジング５２の周壁部５２ｃの右側領域の内面に形成されている。各載置部５２ｈ、５２ｉの上面は、略Ｕ字状に形成されており、その下端部は第１軸部４４Ａおよびレバー部材４６の基端部４６ａの各々の外径と略同一の内径を有する半円筒面で構成されている。

また、第１ハウジング５２には、第２軸部４４Ｂを載置するための載置部５２ｊが、レバー部材４６よりも左側（すなわち第１軸部４４Ａ側）の位置に形成されている。この載置部５２ｊは、第１ハウジング５２の下壁部５２ｂから上方へ向けて突出するリブとして形成されている。この載置部５２ｊの上面は、略Ｕ字状に形成されており、その下端部は第２軸部４４Ｂの外径と略同一の内径を有する半円筒面で構成されている。

一方、第２ハウジング５４には、第１ハウジング５２の載置部５２ｈに載置された第１軸部４４Ａに当接して第２反射鏡４０を位置決めするための当接部５４ｃと、第１ハウジング５２の載置部５２ｉに載置されたレバー部材４６の基端部４６ａに当接して第２反射鏡４０を位置決めするための当接部５４ｄとが形成されている。

各当接部５４ｃ、５４ｄは、第２ハウジング５４の外周フランジ部５４ｂから下方へ向けて突出するリブとして形成されており、その下端面には第１軸部４４Ａおよびレバー部材４６の基端部４６ａの各々の外径と略同一の内径を有する半円筒面状の凹部が形成されている。

さらに、レバー部材４６の基端部４６ａには、下方へ向けて突出するタブ４６ｃが形成されており、第１ハウジング５２の下壁部５２ｂには、上方へ向けて突出する左右１対の挟持部５２ｋが形成されている。その際、タブ４６ｃは、前後方向に延びる鉛直面に沿って延びるように形成されており、左右１対の挟持部５２ｋは、タブ４６ｃの左右両側に位置するように形成されている。そして、タブ４６ｃと左右１対の挟持部５２ｋとが係合することによって、第１ハウジング５２に対して第２反射鏡４０が左右方向に関して位置決めされるようになっている。

なお、図３～５に示すように、第１ハウジング５２の下壁部５２ｂは、ユニット装着部５２ｄが形成されている部分ならびに第１および第２反射鏡３０、４０の反射面３０ａ、４０ａの下方に位置する部分に対して、それ以外の部分が一段高い位置に形成されている。

図３に示すように、第２ハウジング５４には、第１反射鏡３０における反射面３０ａの周辺領域を覆う遮光片部５４ｅが形成されている。この遮光片部５４ｅは、第２ハウジング５４における開口部５４ａの後端縁から斜め下前方へ向けて板状に延びるように形成されている。

画像照射装置１０においては、フロントウインドウ１０２を介して車室内に入射した太陽光Ｓが透光カバー６０を介してハウジング５０の内部空間１２に入射してしまうことがあるが、この太陽光Ｓが第１反射鏡３０の反射面３０ａの周辺領域に到達してしまうのを遮光片部５４ｅの遮光作用によって未然に防止するようになっている。

そしてこれにより、第１反射鏡３０の反射面３０ａを形成するための表面処理を行う際に、反射面３０ａの周辺領域に蒸着膜等が付着してしまうようなことがあっても、この周辺領域に到達した太陽光Ｓが蒸着膜等において反射して迷光となってしまうのを未然に防止するようになっている。

図８（ａ）は、第２ハウジング５４の詳細構造を示す、図３と略同様の図である。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）のｂ－ｂ線断面図である。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、遮光片部５４ｅは、その先端面が第１反射鏡３０の反射面３０ａの上端縁よりも下方側の位置まで延びるように形成されているが、その先端部には第１反射鏡３０からの反射光が第２反射鏡４０に入射するのを許容するための切欠き部５４ｅ１が形成されている。

切欠き部５４ｅ１は、車両正面視において横長矩形状の凹部として形成されている。その際、切欠き部５４ｅ１は、その上端縁が第１反射鏡３０の反射面３０ａの上端縁よりも僅かに下方側に位置するとともに、その両側端縁が第１反射鏡３０の反射面３０ａの左右両端縁から左右両側に多少離れた状態（すなわち上端縁および左右両端縁が第１反射鏡３０の反射面３０ａの光学的有効範囲の外周側にする状態）で形成されている。

遮光片部５４ｅは、第２ハウジング５４における開口部５４ａの左右両側に位置する部分にまで板状に回り込むように形成されている。その際、遮光片部５４ｅは、開口部５４ａの左右両側においては、内周側へ向けて斜め下方に延びるように形成されており、その前端縁は第２反射鏡４０よりも後方側に位置している。そして、このように遮光片部５４ｅを金型の抜き方向に関して無理のない形状とすることにより、金型の複雑化を未然に防止するようになっている。

図９は、画像照射装置１０の組付けの様子を示す斜視図である。

図９に示すように、画像照射装置１０は、第１ハウジング５２に対して、その上方側から第２反射鏡４０および第２ハウジング５４を順次装着することにより、その組付けが行われるようになっている。

なお、図９においては、第１ハウジング５２を第１反射鏡３０およびアクチュエータ４８が予め装着された状態で示しており、また、第２反射鏡４０を透光カバー６０が予め装着された状態で示している。

第１ハウジング５２に対する第２反射鏡４０の装着は、第２反射鏡４０の第１軸部４４Ａを第１ハウジング５２の載置部５２ｈに載置するとともに、レバー部材４６の基端部４６ａおよび第２反射鏡４０の第２軸部４４Ｂを第１ハウジング５２の載置部５２ｉ、５２ｊに載置することによって行われるようになっている。

その際、レバー部材４６の基端部４６ａに形成されたタブ４６ｃが第１ハウジング５２の左右１対の挟持部５２ｋの間に挿入されるとともに、レバー部材４６の先端部４６ｂがアクチュエータ４８の出力軸４８ａに連結されるようになっている。

第１ハウジング５２に対する第２ハウジング５４の装着は、複数箇所におけるランス係合によって行われるようになっている。これを実現するため、第２ハウジング５４には、その外周フランジ部５４ｂの複数箇所に下向きのランス５４ｆが形成されており、第１ハウジング５２には、複数箇所のランス５４ｆに対応する位置に上下方向に開口する係合孔部５２ｍが形成されている。そして、第２ハウジング５４の外周フランジ部５４ｂが第１ハウジング５２の上端開口部５２ａに当接する際、各ランス５４ｆが各係合孔部５２ｍに挿入されて係合し、これにより第２ハウジング５４が第１ハウジング５２に固定されるようになっている。

次に本実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る画像照射装置１０は、画像生成ユニット２０からの出射光を第１および第２反射鏡３０、４０で順次反射させることにより画像表示部としてのフロントウインドウ１０２に表示用画像ＰＩＣを映し出すように構成されているが、第１反射鏡３０はその反射面３０ａの表面形状が鞍型曲面で構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、第２反射鏡４０はその反射面４０ａが横長の外形形状（すなわち正方形以外の外形形状）を有しているが、第１反射鏡３０の反射面３０ａは、その水平断面形状（すなわち長手方向に沿った断面形状）が凸曲線で構成されるとともに、その鉛直断面形状（すなわち長手方向と直交する方向に沿った断面形状）が凹曲線で構成されているので、第１反射鏡３０からの反射光を第２反射鏡４０の反射面４０ａに効率良く入射させることができる。

具体的には、第２反射鏡４０の反射面４０ａは第１反射鏡３０の反射面３０ａよりも大きい縦横比を有しているが、第１反射鏡３０が鞍型反射鏡として構成されていることによって、その反射面３０ａからの反射光を上下方向の拡がりが小さく左右方向の拡がりが大きいものとすることができ、これを第２反射鏡４０の反射面４０ａに効率良く入射させることができる。

このように本実施形態によれば、画像生成ユニット２０からの出射光を第１および第２反射鏡３０、４０で順次反射させることによりフロントウインドウ１０２に表示用画像ＰＩＣを映し出すように構成された画像照射装置１０において、第２反射鏡４０の反射面４０ａが正方形以外の外形形状を有している場合であっても、第１反射鏡３０からの反射光を第２反射鏡４０の反射面４０ａに効率良く入射させることができる。

その際、本実施形態においては、第２反射鏡４０の反射面４０ａの表面形状が凹曲面で構成されているので、第１反射鏡３０からの反射光を第２反射鏡４０で反射させることにより、表示用画像ＰＩＣを拡大した状態でフロントウインドウ１０２に映し出すことができる。しかも、第１反射鏡３０と第２反射鏡４０との間隔を狭くすることができ、これにより画像照射装置１０の前後幅を小さくすることができる。

また、本実施形態の画像生成ユニット２０は、表示用画像ＰＩＣを横長の長方形の外形形状を有する画像として生成するように構成されているが、第１反射鏡３０の反射面３０ａは水平断面形状が凸曲線で構成されるとともに鉛直断面形状が凹曲線で構成されているので、第１反射鏡３０からの反射光を第２反射鏡４０の反射面４０ａに効率良く入射させることができる。

さらに、本実施形態に係る画像照射装置１０は、第１および第２反射鏡３０、４０を収容するハウジング５０を備えた構成となっているが、第１反射鏡３０における反射面３０ａの両側端部には１対のフランジ部３２が形成されており、これら左右１対のフランジ部３２において第１反射鏡３０がハウジング５０に固定された構成となっているので、第１反射鏡３０を位置精度良く配置することができ、これにより画像生成ユニット２０からの出射光に対する反射制御を精度良く行うことができる。

上記実施形態においては、第１反射鏡３０の反射面３０ａの水平断面形状を構成する凸曲線および鉛直断面形状を構成する凹曲線がいずれも略円弧状に形成されているものとして説明したが、上記凸曲線および凹曲線として曲率が徐々に変化するように形成されたものとすることも可能である。

上記実施形態においては、第２反射鏡４０として、その反射面４０ａが横長の長方形の外形形状を有しているものとして説明したが、縦長の長方形の外形形状を有する構成とすることも可能であり、また、長方形以外の外形形状を有する構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、第２反射鏡４０として、その反射面４０ａの表面形状が凹曲面で構成されているものとして説明したが、凹曲面の代わりに平面や凸曲面あるいは鞍型曲面で構成されたものとすることも可能である。

上記実施形態においては、画像表示部がフロントウインドウ１０２で構成されているものとして説明したが、フロントウインドウ１０２の車室内側に配置された透光板等で画像表示部を構成することも可能である。

上記実施形態においては、画像照射装置１０が車載用のヘッドアップディスプレイであるものとして説明したが、これ以外の用途で用いられるものとすることも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

図１０は、本変形例に係る画像照射装置１１０を示す、図４と同様の図である。また、図１１は、本変形例の第１反射鏡１３０を単品で示す、図６と同様の図である。

図１０、１１に示すように、本変形例に係る画像照射装置１１０も、その基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、画像生成ユニット２０の配置が上記実施形態の場合と異なっており、これに伴って第１反射鏡１３０および第１ハウジング１５２の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。

本変形例においては、画像生成ユニット２０が第１および第２反射鏡１３０、４０の反射面１３０ａ、４０ａの中心位置から左側に外れた位置に配置されている。その際、画像生成ユニット２０は、ユニット装着部１５２ｄの開口部１５２ｅに嵌め込まれた液晶パネル２２を、斜め上後方でかつ斜め右方向（車両正面視では斜め左方向）へ向けた状態（すなわち第１反射鏡１３０の反射面１３０ａへ向けた状態）で、第１ハウジング１５２の下壁部１５２ｂに支持されている。

本変形例の第１反射鏡１３０は、画像生成ユニット２０の液晶パネル２２に対して斜め上後方でかつ斜め右方向に配置されている。その際、第１反射鏡１３０は、上記実施形態の第１反射鏡３０と略同じ位置に配置されており、かつ、その反射面１３０ａは車両正面視において左右方向に延びる略長方形の外形形状を有しているが、その反射面１３０ａが前方正面方向からやや左側に傾斜した方向を向いた状態で配置されている。

本変形例の第１反射鏡１３０も鞍型反射鏡として構成されている。すなわち、第１反射鏡１３０の反射面１３０ａは、その水平断面形状が凸曲線で構成されるとともに、その鉛直断面形状が凹曲線で構成されている。

その際、図１１において１点鎖線で示すように、水平断面形状を構成する凸曲線は、反射面１３０ａの略左半分の領域（すなわち画像生成ユニット２０に近い領域）においては比較的曲率の大きい略円弧状の凸曲線で構成されており、反射面１３０ａの略右半分の領域（すなわち画像生成ユニット２０から離れた領域）においては比較的曲率の小さい略円弧状の凸曲線で構成されている。

一方、鉛直断面形状を構成する凹曲線は、上記実施形態の場合と同様、略円弧状の凹曲線で構成されている。

なお、図１１においては、上記実施形態の第１反射鏡３０の反射面３０ａの外形形状ならびにその水平断面形状を構成する凸曲線およびその鉛直断面形状を構成する凹曲線を破線で示している。

このように本変形例においては、第１反射鏡１３０の反射面１３０ａとして、画像生成ユニット２０に比較的近い領域では水平断面を構成する凸曲線の曲率を大きくする一方、画像生成ユニット２０から比較的近離れた領域では水平断面を構成する凸曲線の曲率を小さくすることにより、左寄りの位置に配置された画像生成ユニット２０からの出射光を第２反射鏡４０へ向けて効率良く反射させるようになっている。

本変形例の第１反射鏡１３０も、その反射面１３０ａの左右両側端部にはフランジ部１３２が形成されており、左右１対のフランジ部１３２において第１ハウジング１５２に固定されている。各フランジ部１３２は、上記実施形態の場合と同様、側壁部１３２Ａと階段状部１３２Ｂとを備えている。

そして、第１反射鏡１３０は、第１ハウジング１５２に対して、左右１対の階段状部１３２Ｂの上段平面部１３２Ｂ１においてピン１５２ｇとピン挿通孔１３２Ｂ１ａとの係合によって位置決めされた状態で、左右１対の階段状部１３２Ｂの下段平面部１３２Ｂ２においてネジ挿通孔１３２Ｂ２ａを介してのネジ３４の締め付けによって固定されている。

本変形例においても、第１ハウジング１５２の下壁部１５２ｂには、第１反射鏡１３０を支持するための左右１対の柱状突起部１５２ｆが形成されている。その際、第１反射鏡１３０の反射面１３０ａが左前方を向いているのに対応して、右側の柱状突起部１５２ｆは左側の柱状突起部１５２ｆに対して前方側に変位した状態で配置されている。

そして、右側の柱状突起部１５２ｆは、第２反射鏡４０へ向かう第１反射鏡１３０からの反射光を遮光しないようにするため、四角錐の周面における前面内側の角部が面取りされており、これにより左斜め前方へ向けて延びる傾斜面１５２ｆ１が形成されている。一方、左側の柱状突起部１５２ｆは、第２反射鏡４０へ向かう第１反射鏡１３０からの反射光を遮光してしまうおそれがないので、四角錐の周面形状のままで形成されている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。

また本変形例のように、第１反射鏡１３０の反射面１３０ａの表面形状を構成する鞍型曲面として、画像生成ユニット２０から鞍型曲面の各点までの距離に応じて鞍型曲面の一断面を構成する凸曲線の曲率が変化するように形成されたものとすることにより、画像生成ユニット２０が第１反射鏡１３０の中心位置から左右方向にずれた位置に配置されている場合においても、第１反射鏡１３０からの反射光を第２反射鏡４０の反射面４０ａに対して略均等に入射させることができる。

なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

また本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。

２ ドライバー
１０、１１０ 画像照射装置
１２ 内部空間
２０ 画像生成ユニット
２２ 液晶パネル
３０、１３０ 第１反射鏡
３０ａ、４０ａ、１３０ａ 反射面
３２、１３２ フランジ部
３２Ａ、１３２Ａ 側壁部
３２Ｂ、１３２Ｂ 階段状部
３２Ｂ１、１３２Ｂ１ 上段平面部
３２Ｂ１ａ、１３２Ｂ１ａ ピン挿通孔
３２Ｂ２、１３２Ｂ２ 下段平面部
３２Ｂ２ａ、１３２Ｂ２ａ ネジ挿通孔
３４ ネジ
４０ 第２反射鏡
４２ ブラケット
４４Ａ 第１軸部
４４Ｂ 第２軸部
４６ レバー部材
４６ａ 基端部
４６ｂ 先端部
４６ｃ タブ
４８ アクチュエータ
４８ａ 出力軸
５０ ハウジング
５２、１５２ 第１ハウジング
５２ａ 上端開口部
５２ｂ、１５２ｂ 下壁部
５２ｃ 周壁部
５２ｄ、１５２ｄ ユニット装着部
５２ｅ、５４ａ、１５２ｅ 開口部
５２ｆ、１５２ｆ 柱状突起部
５２ｆ１、１５２ｆ１ 傾斜面
５２ｇ、１５２ｇ ピン
５２ｈ、５２ｉ、５２ｊ 載置部
５２ｋ 挟持部
５２ｍ 係合孔部
５４ 第２ハウジング
５４ｂ 外周フランジ部
５４ｃ、５４ｄ 当接部
５４ｅ 遮光片部
５４ｅ１ 切欠き部
５４ｆ ランス
６０ 透光カバー
１００ 車両
１０２ フロントウインドウ（画像表示部）
１０２Ａ 表示用領域
１０４ ステアリングホイール
Ａｘ 軸線
ＰＩＣ 表示用画像
Ｒ 光路
Ｓ 太陽光

Claims (4)

1. 画像表示部に表示用画像を映し出すように構成された画像照射装置において、
   上記表示用画像を生成する画像生成ユニットと、上記画像生成ユニットから出射した光を上記画像表示部へ向けて順次反射させる第１および第２反射鏡と、を備えており、
   上記第１反射鏡の反射面は、表面形状が鞍型曲面で構成されており、
   上記鞍型曲面は、上記画像生成ユニットから上記鞍型曲面の各点までの距離に応じて上記鞍型曲面の一断面を構成する凸曲線の曲率が変化するように形成されており、
   上記凸曲線の曲率は、上記画像生成ユニットに近い領域よりも上記画像生成ユニットから遠い領域の方が小さい値に設定されている、ことを特徴とする画像照射装置。
2. 画像表示部に表示用画像を映し出すように構成された画像照射装置において、
   上記表示用画像を生成する画像生成ユニットと、上記画像生成ユニットから出射した光を上記画像表示部へ向けて順次反射させる第１および第２反射鏡と、を備えており、
   上記第１反射鏡の反射面は、表面形状が鞍型曲面で構成されており、
   上記画像生成ユニットは、上記表示用画像を長方形の外形形状を有する画像として生成するように構成されており、
   上記第１反射鏡の反射面は、上記長方形の長辺と平行な第１の方向に沿った断面形状が凸曲線で構成されるとともに、上記長方形の短辺と平行な第２の方向に沿った断面形状が凹曲線で構成されており、
   上記第２反射鏡の反射面は、上記第１反射鏡の反射面よりも大きいサイズで形成されており、かつ、上記第１反射鏡の反射面よりも上記第１の方向の長さと上記第２の方向の長さとの比が大きい値に設定されている、ことを特徴とする画像照射装置。
3. 上記第２反射鏡の反射面は、表面形状が凹曲面で構成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の画像照射装置。
4. 上記第１および第２反射鏡を収容するハウジングを備えており、
   上記第１反射鏡における上記反射面の両側端部に、１対のフランジ部が形成されており、
   上記第１反射鏡は、上記１対のフランジ部において上記ハウジングに固定されている、ことを特徴とする１～３いずれか記載の画像照射装置。