WO2016063807A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2016063807A1
WO2016063807A1 PCT/JP2015/079326 JP2015079326W WO2016063807A1 WO 2016063807 A1 WO2016063807 A1 WO 2016063807A1 JP 2015079326 W JP2015079326 W JP 2015079326W WO 2016063807 A1 WO2016063807 A1 WO 2016063807A1
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WO
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lid
state
combiner
slider
head
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PCT/JP2015/079326
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英久 高田
小黒　裕司
幸夫 小笠原
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日本精機株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a head-up display device.
  • a conventional head display device (hereinafter also referred to as a HUD device) is disclosed in Patent Document 1.
  • This HUD device is configured such that a combiner that receives display light and displays an image can be stored in a housing by a storage mechanism using a link.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a head-up display device that can prevent dust and the like from entering from an emission port with a simple configuration.
  • a head-up display device includes: An indicator that emits display light representing an image; A housing having an emission port for accommodating the display inside and emitting the display light from the display to the outside; A combiner that receives the display light emitted from the exit and displays a virtual image of the image; One of a protruding state in which the combiner protrudes from the casing and a storage state stored in the casing by a link mechanism that has a slider that moves inside the casing and operates in accordance with the movement of the slider.
  • a lid that opens the exit in an open state and covers the exit in a closed state;
  • a lid support portion provided rotatably with respect to the housing, wherein the lid is supported by a first portion, and is located on a side opposite to the first portion across a rotation center.
  • a lid support part in which the part comes into contact with the slider, When the slider moves in a predetermined direction, the combiner transitions from the protruding state to the retracted state, and the lid body transitions from the open state to the closed state according to the rotation of the lid body support portion.
  • dust or the like can be prevented from entering from the exit port with a simple configuration.
  • HUD head up display
  • the HUD device 1 includes a housing 10, a display 20, a circuit board 30, a combiner 40, a storage mechanism 50, a lid 60, A lid support part 70 and a leaf spring 80 are provided.
  • the storage mechanism 50 is an example of a storage unit
  • the leaf spring 80 is an example of an urging unit.
  • the HUD device 1 is disposed on a dashboard of a vehicle, for example, and projects the display light L from the display device 20 onto the combiner 40, thereby displaying an image represented by the display light L as a virtual image.
  • This image notifies the user (mainly the driver) of vehicle information indicating information such as vehicle speed regarding the mounted vehicle, route guidance information using a known car navigation system, and the like. That is, the vehicle information includes not only information on the own vehicle but also various information for assisting driving.
  • the axis along the left-right direction is the X axis, and the axis along the vertical direction
  • the Y axis, the X axis, and the axis orthogonal to the Y axis as the Z axis will be described as appropriate for each part of the HUD device.
  • the direction in which the arrow indicating each of the X, Y, and Z axes is directed is the + (plus) direction of each axis direction, and the opposite direction is the-(minus) direction.
  • the casing 10 includes an upper case 11 and a lower case 12 that are connected to each other, and each part (display 20 to lid support part 70) is accommodated therein (note that the combiner 40 is accommodated in a storage state described later).
  • the upper case 11 is formed with an emission port 11a and an insertion port 11b.
  • the emission port 11 a is an opening through which the display light L from the display device 20 passes (emits) to the outside of the housing 10.
  • the insertion opening 11b is an opening necessary for bringing the combiner 40 into a protruding state described later.
  • a circuit board 30 and a storage mechanism housing 52 which will be described later, are fixed by a predetermined method.
  • Display 20 emits display light L representing the image by displaying an image representing the vehicle information.
  • the display device 20 is composed of, for example, a transmissive liquid crystal display composed of a liquid crystal panel and a backlight light source, or a self-luminous display.
  • the display device 20 is disposed at a predetermined position in the housing 10 so as to face the projecting combiner 40.
  • the display light L emitted from the display device 20 passes through the emission port 11a and travels to the combiner 40.
  • the circuit board 30 is a printed circuit board on which a control unit (not shown) that controls the overall operation of the HUD device 1 is mounted.
  • the control unit includes a CPU (Central Processing Unit), a storage unit including a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and a driver that drives a motor 55 (FIG. 2) described later.
  • the storage unit stores in advance an operation program indicating the processing procedure of the CPU, image data to be displayed on the display 20, and the like.
  • the circuit board 30 is connected to each of the display device 20, the motor 55, and position detection means (described later) by an FPC (Flexible Printed Circuit) or the like.
  • FPC Flexible Printed Circuit
  • the control unit displays an image indicating predetermined vehicle information on the display 20 based on various types of vehicle information acquired from an ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle, or (ii) from an operation unit described later.
  • the motor 55 is driven to move a slider 56 (to be described later), or (iii) the position of the combiner 40 is determined based on a detection signal from a position detecting means to be described later.
  • the combiner 40 includes a plate-shaped half mirror having a curved surface, a hologram element, and the like.
  • the combiner 40 is in a state of protruding from the housing 10 (hereinafter referred to as “protruding state”) and a state of being stored in the housing 10 (hereinafter referred to as “storage state”) in accordance with the operation of the storage mechanism 50 described later. Transition from one state to the other state.
  • the lid body 60 that opens and closes the emission port 11a also transitions from the open state to the closed state in conjunction with this.
  • the lid 60 is opened when the combiner 40 is in the protruding state, and the lid 60 is closed when the combiner 40 is in the retracted state.
  • the case where the lid 60 is in the open state is also expressed as the HUD device 1 is in the open state. The same applies to the closed state.
  • the projecting combiner 40 is projected upward from the insertion opening 11b of the housing 10, as shown in FIGS. 2 is a partial cross-sectional view of the housing 10 taken along a predetermined plane parallel to the YZ plane, and is a view of the internal mechanism of the housing 10 as viewed from the left side (FIGS. 7A and 7B are also shown). The same).
  • the protruding combiner 40 receives the display light L emitted from the display device 20 at the concave surface 40a (a surface facing the + Z direction), and changes the optical path of the incident display light L.
  • the concave surface 40a of the combiner 40 has a function of condensing the display light L and is a curved surface that can form a virtual image farther forward (for example, about 1 m ahead of the combiner 40) than when the light is simply reflected. It is configured.
  • the combiner 40 forms a virtual image of the image indicated by the display light L at the front position F (FIG. 1) and transmits light from the front. Thereby, the HUD apparatus 1 can make the viewer E visually recognize the image displayed as a virtual image on a real scene.
  • the storage mechanism 50 includes a holder 51, a storage mechanism housing 52, a first connection portion 53, a second connection portion 54, a motor 55, and a slider 56.
  • the holder 51 holds the combiner 40.
  • the holder 51 is a columnar member extending in the X direction, and is formed of, for example, a resin material.
  • One end of the combiner 40 (the lower end in the protruding state) is fixed to the holder 51 and held.
  • the housing 52 for the storage mechanism is fixed inside the housing 10 and is immovable with respect to the housing 10.
  • the housing 52 for the storage mechanism is formed of, for example, a resin material, and as illustrated in FIG. 3, the support 52 a that rotatably supports the lid support 70 and the rotation of the lid support 70 are not hindered. And a side portion 52c having a surface substantially parallel to the YZ plane.
  • a first connection portion 53 and a second connection portion 54 are attached to the side portion 52c.
  • a first contact portion 56a (described later) of the slider 56 is inserted into the side portion 52c, and a hole 52d is formed to expose the first contact portion 56a to the outside of the housing 52 for the storage mechanism. .
  • the hole 52 d is formed so as to extend substantially in the Z direction corresponding to the movement range of the slider 56.
  • a motor 55 is disposed at a predetermined position of the storage mechanism housing 52.
  • the first connection portion 53 is a rod-like member that is rotatably provided to the storage mechanism housing 52 and connects the storage mechanism housing 52 and the holder 51, and is formed of, for example, a resin material.
  • One end of the first connection portion 53 is attached to the side portion 52c of the housing 52 for storage mechanism so as to be rotatable about an axis P parallel to the X axis.
  • the first connection portion 53 supports the holder 51 rotatably at the other end portion about an axis Q parallel to the X axis.
  • a convex portion along the axis P is formed on the side portion 52c, and a concave portion that fits with the convex portion is formed at one end portion of the first connecting portion 53, so that the first connecting portion 53 has the axis P. It can be rotated around the center.
  • the holder 51 is formed with a convex portion along the axis Q, and the other end portion of the first connection portion 53 is formed with a concave portion that fits the convex portion, so that the holder 51 is centered on the axis Q.
  • the first connection portion 53 is rotatable. These irregularities may be reversed.
  • the relationship between the mounting side and the mounted side is the same for each member that can rotate around the axes S, R, T, and U, which will be described later. Whether it is supported by is omitted.
  • the first connection portion 53 is connected to the housing 52 for the storage mechanism by a joint (joint) around the axis P.
  • This joint has one degree of freedom.
  • the axes Q, R, and S which are the centers of the joints of the four-joint link mechanism described later, are similarly configured to connect the respective members.
  • the axes P, S, T, and U that are immovable with respect to the housing 10 are represented by black circles
  • the axes Q and R is represented by a white circle.
  • the second connection portion 54 is a rod-shaped member that is rotatably provided on the storage mechanism housing 52 and connects the storage mechanism housing 52 and the holder 51, and is formed of, for example, a resin material.
  • the second connection part 54 is provided so as to be paired with the first connection part 53, and is located below the first connection part 53 in the protruding state of the combiner 40.
  • One end of the second connection portion 54 is attached to the side portion 52c of the housing 52 for the storage mechanism so as to be rotatable about an axis S parallel to the X axis.
  • the second connecting portion 54 supports the holder 51 so as to be rotatable around the axis R parallel to the X axis at the other end.
  • the storage mechanism 50 makes the transition from one of the protruding state and the storage state to the other state by moving the combiner 40 by the four-bar linkage mechanism.
  • the four-joint link mechanism is connected to one of the fixed joint (fixed link) and the joint (joint) located at both ends of the fixed joint, and the drive joint (drive link) to which the driving force is applied and the other joint of the fixed joint
  • It is known as a mechanism composed of a driven node (driven link) that is connected and opposed to the driving node, and an intermediate node (intermediate link) that connects the driving node and the driven node.
  • the four-joint link mechanism included in the storage mechanism 50 has a part of the storage mechanism housing 52 (specifically, a node connecting the centers of the axis P and the axis S) as a fixed node.
  • One of the first connection part 53 and the second connection part 54 is configured to function as a driving node, the other as a driven node, and the holder 51 as an intermediate node (see FIG. 4).
  • the first connecting portion 53 is a driving node to which a driving force is applied by the slider 56, and the second connecting portion 54. Functions as a follower.
  • the second connecting portion 54 functions as a driving node to which a driving force is applied by the slider 56, and the first connecting portion 53 functions as a driven node. Specific operation will be described later.
  • the four-bar linkage mechanism has been described with reference to FIG. 2 mainly when the internal mechanism of the HUD device 1 is viewed from the left side.
  • the HUD device 1 is configured substantially symmetrically, Similarly, a four-joint link mechanism having a first connection portion, a second connection portion, and the like is configured. That is, the HUD device 1 moves the combiner 40 by a four-bar linkage mechanism that operates in the same manner on both the left and right sides of the combiner 40. Therefore, details on the right four-link mechanism are omitted.
  • the motor 55 shown in FIG. 2 gives power to the slider 56 for moving in the front-rear direction.
  • the motor 55 rotates the drive shaft under the control of the control unit.
  • a gear is press-fitted into the drive shaft of the motor 55.
  • This gear indirectly meshes with a gear 560 (FIG. 3) formed on the slider 56 via a plurality of gears (not shown).
  • the gear 560 is formed in a comb-teeth shape substantially along the Z direction. With such a configuration, the rotational power of the motor 55 is transmitted to the slider 56, and the slider 56 moves in the front-rear direction.
  • a position detection means (not shown) is provided in a predetermined portion of the housing for housing 52 so that it can be detected whether the combiner 40 is in the protruding state or in the retracted state. It has become.
  • the position detection means includes a linear potentiometer that detects the position of the slider 56 in the front-rear direction, a rotary potentiometer that detects the rotation angle around the axis P of the first connection portion 53, the axis S of the second connection portion 54, and the like. Yes.
  • the position detection unit supplies a detection signal indicating position information to the control unit when the slider 56 is positioned at a predetermined position. Based on the detection signal, the control unit determines whether the combiner 40 is in the protruding state or in the retracted state.
  • the slider 56 is slidable with respect to the housing 52 for the storage mechanism, and moves in the front-rear direction by the power of the motor 55.
  • the slider 56 includes a first contact portion 56a that contacts the first connection portion 53 or the second connection portion 54 according to movement, and a second contact portion 56b (an example of a sliding portion) that contacts the lid support portion 70.
  • the first contact portion 56 a is a portion that protrudes to the outside of the storage mechanism housing 52 through the hole 52 d of the storage mechanism housing 52.
  • the tip of the first contact portion 56 a is located between the first connection portion 53 and the second connection portion 54.
  • the first contact portion 56a is formed from a slidable resin such as polyacetal (POM (Polyoxymethylene)) resin into a cylindrical shape having a height in the X-axis direction.
  • POM Polyoxymethylene
  • the first contact portion 56a drives the four-link mechanism by pressing and moving the first connection portion 53 or the second connection portion 54 at the tip. That is, a driving force is applied to the four-bar linkage mechanism by the first contact portion 56a. Specifically, when the first contact portion 56a presses the first connection portion 53 forward by the forward movement of the slider 56, the pressed first connection portion 53 rotates clockwise about the axis P (hereinafter referred to as CW). (Clock Wise)), and following this, the second connection portion 54 also rotates clockwise about the axis S. That is, when the slider 56 moves forward, the first connection portion 53 functions as a drive node and the second connection portion 54 functions as a driven node.
  • the four-joint link mechanism that operates in this manner moves the combiner 40 in the protruding direction.
  • the first contact portion 56a presses the second connection portion 54 backward by the backward movement of the slider 56 the pressed second connection portion 54 rotates counterclockwise about the axis S (hereinafter referred to as CCW (Counter Following this, the first connection portion 53 also rotates clockwise about the axis P. That is, when the slider 56 moves rearward, the second connection portion 54 functions as a drive node, and the first connection portion 53 functions as a driven node.
  • the four-bar linkage mechanism that operates in this manner moves the combiner 40 in the storing direction.
  • the CW rotation and the CCW rotation are rotation directions when the HUD device 1 is viewed from the left side. The same shall apply hereinafter in order to facilitate understanding of the description.
  • the second contact portion 56 b is located below the opening 52 b of the storage mechanism housing 52.
  • the second contact portion 56b enters into a guide portion 72a (described later) of the lid support portion 70.
  • the second connection portion 56b is formed in a cylindrical shape having a height in the X-axis direction from slidable resin such as POM resin.
  • the second contact portion 56b rotates the lid support portion 70 by sliding in the guide portion 72a as the slider 56 moves.
  • the lid 60 opens and closes according to the rotation of the lid support 70. Details of the operation will be described later.
  • the lid 60 opens the exit port 11a in the open state and covers the exit port 11a in the closed state.
  • the lid 60 is interlocked with the combiner 40, and is opened when the combiner 40 is in a protruding state, and is closed when the combiner 40 is in a retracted state. Thereby, when the HUD device 1 is not used, dust and the like can be prevented from entering the inside.
  • the lid 60 is attached to the open end (combiner 40 side) of the upper case 11 so as to be rotatable around an axis T parallel to the X axis. Further, a slider 71 a (described later) of the lid support portion 70 is fitted into the lid 60, and the slider 71 a is slid according to the rotation of the lid support portion 70 to support the lid 60.
  • a sliding path 61 that changes the position is provided. As shown in FIGS. 6A and 6B, the sliding path 61 is a groove-shaped portion formed along the direction in which the lid 60 extends.
  • the lid support part 70 is a rod-shaped member and supports the lid 60.
  • the lid support portion 70 has a shaft portion 70a that is rotatably supported by the support portion 52a of the storage mechanism housing 52, and thereby, the periphery of the axis U parallel to the X axis with respect to the storage mechanism housing 52. It can be rotated.
  • the lid support portion 70 supports the lid 60 with the first portion 71 above the shaft portion 70a. Further, the second portion 72 below the shaft portion 70 a of the lid support portion 70 passes through the opening 52 b of the storage mechanism housing 52 and is positioned below.
  • a cylindrical slider 71a protruding left and right is formed at the tip of the first portion 71.
  • the slider 71 a is slidably fitted in the sliding path 61 of the lid body 60.
  • a second contact portion 56b of the slider 56 is slidably fitted, and a guide portion 72a for gradually changing the opening / closing speed of the lid 60 is formed.
  • the guide portion 72 a is formed in a U shape that is bent in the middle from one end to the other end with one end being an open end in a side view.
  • the second contact portion 56b of the slider 56 is inserted into the guide portion 72a from the open end.
  • the guide portion 72a is formed as a groove recessed in the X direction or a hole penetrating the second portion 72 in the X direction.
  • the second contact portion 56b is slidably inserted so as to be sandwiched between the guide portions 72a. In the projecting state of the combiner 40 shown in FIG.
  • the guide portion 72a includes a parallel portion extending in parallel with the moving direction of the slider 56 from the open end side to the rear, and an inclined portion inclined from the parallel portion toward the axis U.
  • the curved surface which changes the opening-and-closing speed of the cover body 60 gradually is formed in the inclination part (in the side view of FIG. 2 curved shape). How this curved surface gradually changes the opening / closing speed of the lid 60 will be described later.
  • the leaf spring 80 is made of metal, for example, and is bent. As shown in FIG. 2, the leaf spring 80 is provided so that the bent portion is positioned below the axis T that is the rotation center of the lid body 60, and one is fixed to the upper case 11 with the bent portion interposed therebetween. Is fixed to the lid 60.
  • the bending angle of the leaf spring 80 is adjusted to be approximately half (including exactly half) the opening / closing angle of the lid 60. For example, as shown in the figure, when the opening / closing angle of the lid 60 is set to 20 °, the bending angle of the leaf spring 80 is 10 °.
  • the leaf spring 80 bent in this way urges the lid 60 in the open state in the direction toward the closed state, and urges the lid 60 in the closed state in the direction toward the open state.
  • the elasticity of the leaf spring 80 can prevent rattling when the lid 60 is opened and closed, and can assist the start of the motor 55.
  • the above is the structure of the HUD device 1. Next, the state transition of the combiner 40 and the opening / closing operation of the lid 60 in the HUD device 1 will be described.
  • an operation unit including a button or the like is provided at a predetermined location of the HUD device 1 or a dashboard of the vehicle, and when a user (usually a viewer E) presses this button, an operation signal indicating the operation content is displayed. Is supplied to the control unit.
  • the control unit according to the operation signal drives the motor 55 to move the combiner 40 via the slider 56.
  • the control unit rotates the drive shaft of the motor 55 at a constant speed in the rotation direction according to the operation signal.
  • the rotational power of the motor 55 is transmitted to the slider 56 through a plurality of gears, and the slider 56 moves in the front-rear direction.
  • the pressed second connection portion 54 rotates CCW around the axis S and follows this to follow the first connection portion. 53 also rotates CCW around the axis P. Accordingly, as shown in FIG. 7A, the four-bar link is operated, and the combiner 40 moves downward so as to be pulled in from the insertion port 11 b of the housing 10. At this time, since the holder 51 that holds the combiner 40 functions as an intermediate node that connects the axis Q and the axis R, the combiner 40 follows the rotational operation of the first connection portion 53 and the second connection portion 54 and performs CCW rotation. While moving down.
  • a detection signal indicating that the combiner 40 has transitioned to the storage state is supplied from the position detection means to the control unit.
  • the control unit corresponding to this detection signal stops the operation of the motor 55. Thereby, the transition from the protruding state of the combiner 40 (FIG. 2) to the storage state (FIG. 7B) is completed.
  • the lid 60 transitions from the open state to the closed state in conjunction with the transition from the protruding state of the combiner 40 to the transition state.
  • the transition of the lid 60 will be described.
  • the second contact portion 56b slides backward on the guide portion 72a of the lid support portion 70.
  • the lid support portion 70 does not start to rotate around the axis U.
  • the second contact portion 56b is inclined from the parallel portion of the guide portion 72a toward the axis U as the combiner 40 moves downward as the slider 56 moves rearward. To be guided to.
  • the inclined portion is inclined with respect to the moving direction of the slider 56, and thus the lid support portion 70 starts CCW rotation around the axis U.
  • the slider 71a of the lid support part 70 moves along the sliding path 61 formed in the lid 60 toward the axis T side so that the rotation of the lid support part 70 is not hindered.
  • the position for supporting the lid 60 is changed (see FIGS. 6A and 6B).
  • the lid 60 is raised by CCW rotation about the axis T, and is opened from the closed state. Transition towards.
  • the rotation speed of the lid support portion 70 gradually decreases.
  • the curved surface is formed with a curvature at which the action of the second contact part 56 on the lid support part 70 (action in the circumferential direction around the axis U) gradually weakens.
  • the cover body 60 will be in the closed state shown in FIG.6 (b) and FIG.7 (b). Since the curved surface is formed in the guide portion 72a of the lid support portion 70 as described above, the rotational speed of the lid body 60 can be moderated immediately before the lid body 60 is closed.
  • the HUD device 1 performs the operation opposite to that described above. Briefly, when the slider 56 moves forward, the first connecting portion 53 is pushed forward by the first contact portion 56a, whereby the four-bar linkage mechanism operates, and the combiner 40 moves from the retracted state to the protruding state. Transition. In this process, the second contact portion 56b slides on the guide portion 72a of the lid support portion 70 from the inclined portion toward the parallel portion. At the timing when the second contact portion 56b reaches the parallel portion from the inclined portion, the lid body 60 is opened.
  • the lid body 60 gently CW rotates immediately after the start of the opening operation.
  • the rotation speed of the lid 60 becomes moderate immediately before the lid 60 is in the closed state and immediately after the operation from the closed state to the open state is started.
  • a high-class feeling of HUD device 1 can be produced and merchantability can be improved.
  • the leaf cover 80 biases the open lid 60 in the direction toward the closed state, while the closed lid 60 is biased in the direction toward the open state. For this reason, it is possible to assist the start of the motor 55 when starting the transition of the lid 60 from one of the open state and the closed state to the other.
  • the timing when the lid 60 is closed may not be the same as the timing when the transition of the combiner 40 to the storage state is completed.
  • the timing at which the lid 60 is opened may not be the same as the timing at which the transition of the combiner 40 to the protruding state is completed.
  • the lid 60 may be in an open state or a closed state at an arbitrary timing in the process of moving the combiner 40.
  • the HUD device 1 having the above configuration includes a display 20 that emits display light L representing an image (image), and an emission port that accommodates the display 20 inside and emits the display light L from the display 20 to the outside.
  • a housing 10 having 11a, a combiner 40 that receives the display light L emitted from the emission port 11a and displaying a virtual image of the image, and a slider 56 that moves inside the housing 10;
  • a storage mechanism 50 an example of storage means that causes the combiner 40 to transition from one of the protruding state and the storage state to the other state, and the emission port 11a in the open state.
  • the storage mechanism 50 is provided so as to be rotatable with respect to the case 51 and a holder 51 (an example of a holding unit) that holds the combiner, and connects the case 10 and the holder 51.
  • 1-connection part 53 and 2nd connection part 54, and a 4 node link mechanism makes one side of the 1st connection part 53 and the 2nd connection part 54 a drive node to which a driving force is given by slider 56, and the other side.
  • a follower node is used, the holder 51 is an intermediate node, and a node connecting the rotation centers (axis P, axis S) of each of the first connection portion 53 and the second connection portion 54 is a fixed node.
  • the HUD device 1 is configured to be able to open and close the lid 60 in conjunction with the movement of the combiner 40, it is not necessary to provide an actuator dedicated to the opening and closing operation of the lid 60, and the configuration is simple. And when the HUD device 1 is not used, the emission port 11a is covered (closed), so that dust or the like can be prevented from entering the inside.
  • the HUD device 1 urges the lid 60 in the open state in the direction toward the closed state, and urges the lid 60 in the closed state in the direction toward the open state (biasing means).
  • biasing means For example.
  • the leaf spring 80 is bent, and one part is fixed to the housing 10 with the bent part interposed therebetween, and the other part is fixed to the lid body 10. Since it did in this way, as mentioned above, while preventing the backlash at the time of opening and closing the cover body 60, starting of the motor 55 can be assisted.
  • the slider 56 has a second contact portion 56b (an example of a sliding portion) that slides on the second portion 72 of the lid support portion 70, and the second portion 72 includes the second contact portion 56b.
  • a guide portion 72a having a curved surface that gradually changes the opening / closing speed of the lid 60 is formed. As described above, as described above, the rotational speed of the lid 60 can be reduced immediately before the lid 60 is in the closed state and immediately after the operation from the closed state to the open state is started. Can be increased.
  • the first contact portion 56a of the slider 56 is located between the first connection portion 53 and the second connection portion 54, and the configuration example for driving the four-bar linkage mechanism is shown, but the present invention is not limited to this. .
  • the first contact portion 56a presses only one of the first connection portion 53 and the second connection portion 54 from a predetermined direction, and the first connection portion 53 or the second connection portion 54 is attached in a direction opposite to the predetermined direction. It is good also as a structure which provides the elastic member to urge.
  • the example is shown in which the combiner 40 is moved by the four-bar link mechanism that operates in accordance with the movement of the slider 56.
  • the link mechanism is configured by three or less links or five or more links. It may be a thing.
  • the leaf spring 80 is an example of a biasing unit that biases the lid 60 in the open state in the direction toward the closed state and biases the lid 60 in the closed state in the direction toward the open state.
  • Such urging means may be realized by using another elastic member such as a torsion spring, a resin spring, or rubber alone or in combination.
  • the display device 20 may be arranged so as to emit the display light L in the + Z-axis direction side, and the display light L may reach the combiner 40 by folding the optical path with a predetermined reflecting member.
  • the present invention is not limited to this.
  • a servo motor or a stepping motor may be used. If the rotation angle of the drive shaft is controlled by these motors, the opening / closing speed of the lid 60 is adjusted without providing a curved surface that gradually changes the opening / closing speed of the lid 60 in the guide 72a of the lid support 70. It is possible. However, if it is desired to simplify the control, it is better to provide a curved surface.
  • an example of a vehicle on which the HUD device 1 is installed is a vehicle, but is not limited thereto.
  • the HUD device 1 can also be installed near the driver's seat of other vehicles such as ships and aircraft.
  • the present invention is suitable for a head-up display device mounted on a vehicle.

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Abstract

簡潔な構成で出射口から塵等が侵入することを防止できるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置を提供する。ＨＵＤ装置は、表示器からの表示光を外部へ出射させる出射口（１１ａ）を有する筐体と、表示光を受けて虚像を表示するコンバイナ（４０）と、スライダ（５６）の移動に伴って動作するリンク機構によって、コンバイナ（４０）を突出状態と格納状態との一方から他方の状態へと遷移させる格納機構と、出射口（１１ａ）を開閉する蓋体（６０）と、筐体（１０）に対して回転可能に設けられ、回転中心を挟む一方で蓋体（６０）を支持し、他方がスライダ（５６）と接触する蓋体支持部（７０）と、を備える。スライダ（５６）により、コンバイナ（４０）が突出状態及び格納状態の一方から他方へと遷移するのと連動して、蓋体支持部（７０）の回転に応じて蓋体（６０）が開閉する。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置
　本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
　従来のヘッドディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置とも言う）として、特許文献１に開示されたものがある。このＨＵＤ装置は、表示光を受けて像を表示するコンバイナを、リンクを用いた格納機構によって筐体内に格納可能に構成されたものである。
特開２０１４－１２５１３１号公報
　この種のＨＵＤ装置では、筐体に表示光を出射する出射口が設けられるため、出射口から塵等が侵入し、内機が劣化する畏れがある。これを防止するためには、出射口を開閉可能な蓋を設ければよいが、蓋を開閉するために専用のアクチュエータを新たに設けるとすれば装置の複雑化に繋がる。
　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡潔な構成で出射口から塵等が侵入することを防止できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
　像を表す表示光を発する表示器と、
　前記表示器を内部に収納し、前記表示器からの前記表示光を外部へ出射させる出射口を有する筐体と、
　前記出射口から出射された前記表示光を受けて前記像の虚像を表示するコンバイナと、
　前記筐体の内部を移動するスライダを有し、前記スライダの移動に伴って動作するリンク機構によって、前記コンバイナを前記筐体から突出した突出状態と前記筐体内に格納された格納状態との一方から他方の状態へと遷移させる格納手段と、
　開状態で前記出射口を開放し、閉状態で前記出射口を覆う蓋体と、
　前記筐体に対して回転可能に設けられる蓋体支持部であって、第１の部分で前記蓋体を支持し、回転中心を挟んで前記第１の部分と反対側に位置する第２の部分が前記スライダと接触する蓋体支持部と、を備え、
　前記スライダが所定方向に移動すると、前記コンバイナが前記突出状態から前記格納状態へと遷移すると共に、前記蓋体支持部の回転に応じて前記蓋体が前記開状態から前記閉状態へと遷移し、
　前記スライダが前記所定方向と反対方向に移動すると、前記コンバイナが前記格納状態から前記突出状態へと遷移すると共に、前記蓋体支持部の回転に応じて前記蓋体が前記閉状態から前記開状態へと遷移する、
　ことを特徴とする。
　本発明によれば、簡潔な構成で出射口から塵等が侵入することを防止できる。
本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の開状態での斜視図である。 本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置の開状態での部分断面図である。 本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置の要部分解図である。 本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置が有する４節リンク機構を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係る板ばねを説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置の蓋体の開閉動作を説明するための断面斜視図であり、（ａ）は開状態を示し、（ｂ）は閉状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置の部分断面図であり、（ａ）は開状態から閉状態へと遷移する過程を示す図であり、（ｂ）は閉状態を示す図である。
　本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置を、図面を参照して説明する。
　ＨＵＤ装置１は、図１～図７（ａ）（ｂ）に示すように、筐体１０と、表示器２０と、回路基板３０と、コンバイナ４０と、格納機構５０と、蓋体６０と、蓋体支持部７０と、板ばね８０と、を備える。
　なお、格納機構５０は格納手段の一例であり、板ばね８０は付勢手段の一例である。
　ＨＵＤ装置１は、例えば車両のダッシュボードに配設され、表示器２０からの表示光Ｌをコンバイナ４０に投射することにより、表示光Ｌが表す画像を虚像として表示する。この画像は、ユーザ（主に運転者）に、搭載車両に関する車速等の情報や、既知のカーナビゲーションシステムを用いた経路案内情報等を示す車両情報を報知するものである。つまり、車両情報は、自車の情報だけでなく、運転を補助するための種々の情報も含む。
　なお、以下では、構成の理解を容易にするため、ＨＵＤ装置１が表示する像を視認する視認者Ｅ（図１参照）から見て、左右方向に沿う軸をＸ軸、上下方向に沿う軸をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸と直交する軸をＺ軸として、適宜、ＨＵＤ装置を構成する各部を説明する。また、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸の各々を示す矢印が向く方向を各軸方向の＋（プラス）方向、その逆方向を－（マイナス）方向とする。
　筐体１０は、連結した上ケース１１と下ケース１２とにより構成され、内部に各部（表示器２０～蓋体支持部７０）を収納する（なお、コンバイナ４０は、後述の格納状態の時に収納される）。
　上ケース１１には、出射口１１ａと挿通口１１ｂとが形成されている。出射口１１ａは、表示器２０からの表示光Ｌを筐体１０の外部へと通過（出射）させる開口である。挿通口１１ｂは、コンバイナ４０を後述の突出状態にする際に必要な開口である。下ケース１２の内部には、回路基板３０と後述の格納機構用筐体５２とが所定の方法で固定されている。
　表示器２０は、車両情報を表す画像を表示することにより、当該画像を表す表示光Ｌを出射する。表示器２０は、例えば、液晶パネルとバックライト用光源から構成される透過型液晶ディスプレイ、又は自発光型ディスプレイから構成される。表示器２０は、突出状態のコンバイナ４０と対向するように筐体１０内の所定位置に配設されている。表示器２０から出射された表示光Ｌは、出射口１１ａを通過してコンバイナ４０へ向かう。
　回路基板３０は、ＨＵＤ装置１の全体の動作を制御する制御部（図示せず）が実装されたプリント回路板である。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる記憶部と、後述のモータ５５（図２）を駆動するドライバと、を備える。記憶部には、ＣＰＵの処理手順を示す動作プログラムや表示器２０に表示させる画像データ等が予め記憶されている。回路基板３０は、表示器２０、モータ５５、及び位置検出手段（後述）の各々とＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等で接続されている。
　制御部は、（ｉ）車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等から取得した各種の車両情報に基づいて表示器２０に所定の車両情報を示す画像を表示させたり、（ｉｉ）後述の操作部からの操作信号に応じてモータ５５を駆動して後述のスライダ５６を移動させたり、（ｉｉｉ）後述の位置検出手段からの検出信号に基づいてコンバイナ４０の位置を判別したりする。
　コンバイナ４０は、曲面を有する板状のハーフミラーやホログラム素子等から構成されている。コンバイナ４０は、後述の格納機構５０の動作に応じて、筐体１０から突出した状態（以下「突出状態」という）と、筐体１０内に格納された状態（以下「格納状態」という）との一方から他方の状態へ遷移する。
　後に詳述するが、コンバイナ４０が突出状態から格納状態へと遷移する際、これと連動して出射口１１ａを開閉する蓋体６０も開状態から閉状態へと遷移する。逆への遷移も同様である。つまり、本実施形態に係るＨＵＤ装置１では、コンバイナ４０が突出状態の時に蓋体６０が開状態となり、コンバイナ４０が格納状態の時に蓋体６０が閉状態となる。なお、蓋体６０が開状態の場合をＨＵＤ装置１が開状態である、とも表現する。閉状態の場合も同様である。
　突出状態のコンバイナ４０は、図１、図２に示すように、筐体１０の挿通口１１ｂから上方に突出した格好となる。なお、図２は筐体１０をＹＺ平面と平行な所定面で切った部分断面図であり、筐体１０の内部機構を左側面から見た図である（図７（ａ）（ｂ）も同様）。
　突出状態のコンバイナ４０は、その凹面４０ａ（概ね＋Ｚ方向に向く面）で、表示器２０が出射した表示光Ｌを受け、入射した表示光Ｌの光路を変更する。なお、コンバイナ４０としてハーフミラーを用いる場合は反射により表示光Ｌの光路を変更し、ホログラム素子を用いる場合は回折により表示光Ｌの光路を変更する。コンバイナ４０の凹面４０ａは、表示光Ｌを集光する機能を有し、光を単純反射させる場合よりも、虚像を前遠方（例えば、コンバイナ４０より約１ｍ前方）に形成することのできる曲面として構成されている。コンバイナ４０は、その前方位置Ｆ（図１）に表示光Ｌが示す画像の虚像を形成するとともに、前方からの光を透過する。これにより、ＨＵＤ装置１は、実景に重ねて虚像として表示された画像を、視認者Ｅに視認させることができる。
　図３に示す格納機構５０は、コンバイナ４０を突出状態と格納状態との一方から他方の状態へと遷移させる機構である。格納機構５０は、ホルダ５１と、格納機構用筐体５２と、第１接続部５３と、第２接続部５４と、モータ５５と、スライダ５６と、を備える。
　ホルダ５１は、コンバイナ４０を保持する。ホルダ５１は、Ｘ方向に延びる柱状の部材であり、例えば樹脂材により形成されている。コンバイナ４０は、その一端部（突出状態における下端部）がホルダ５１に固定されて保持される。
　格納機構用筐体５２は、筐体１０内部に固定され、筐体１０に対して不動となっている。格納機構用筐体５２は、例えば樹脂材で形成され、図３に示すように、蓋体支持部７０を回転可能に支持する支持部５２ａと、蓋体支持部７０の回転動作を妨げないように設けられた開口５２ｂと、ＹＺ平面と略平行な面を有する側部５２ｃと、を有する。側部５２ｃには、第１接続部５３及び第２接続部５４が取り付けられる。また、側部５２ｃには、スライダ５６の第１接触部５６ａ（後述）が挿通され、且つ、第１接触部５６ａを格納機構用筐体５２の外部へと露出させる孔５２ｄが形成されている。この孔５２ｄは、スライダ５６の移動範囲に対応して、概ねＺ方向に延びて形成されている。また、格納機構用筐体５２の所定位置には、モータ５５が配設されている。
　第１接続部５３は、格納機構用筐体５２に回転可能に設けられると共に、格納機構用筐体５２とホルダ５１とを連結する棒状の部材であり、例えば樹脂材で形成されている。
　第１接続部５３は、その一端部が、Ｘ軸と平行な軸Ｐを中心として回転可能に格納機構用筐体５２の側部５２ｃに取り付けられている。また、第１接続部５３は、その他端部で、Ｘ軸と平行な軸Ｑを中心としてホルダ５１を回転可能に支持している。例えば、側部５２ｃに軸Ｐに沿った凸部が形成され、第１接続部５３の一端部に当該凸部と嵌合する凹部が形成されていることで、第１接続部５３が軸Ｐを中心として回転可能になっている。また、ホルダ５１に軸Ｑに沿った凸部が形成され、第１接続部５３の他端部に当該凸部と嵌合する凹部が形成されていることで、ホルダ５１が軸Ｑを中心として第１接続部５３に対して回転可能になっている。これらの凹凸の関係は逆であってもよい。なお、後述の軸Ｓ，Ｒ，Ｔ，Ｕの各軸を中心として回転可能な各部材についても、取付側と被取付側との関係は同様であるため、どのようにして各部材が回転可能に支持されているかは省略する。
　以上を踏まえると、第１接続部５３は、軸Ｐを中心とした関節（ジョイント）によって、格納機構用筐体５２と連結していると言える。そして、この関節は、１つの自由度を持つ。また、軸Ｐと共に、後述の４節リンク機構の各関節の中心となる軸Ｑ、Ｒ、Ｓについても、同様に各部材を連結する関節が構成され、各軸を中心とした関節は、１つの自由度を持つ。なお、図２、図４、図７（ａ）（ｂ）では、筐体１０に対して不動な軸Ｐ，Ｓ，Ｔ，Ｕを黒丸で表し、筐体１０に対して移動する軸Ｑ，Ｒを白丸で表した。
　第２接続部５４は、格納機構用筐体５２に回転可能に設けられると共に、格納機構用筐体５２とホルダ５１とを連結する棒状の部材であり、例えば樹脂材で形成されている。第２接続部５４は、第１接続部５３と対になるように設けられ、コンバイナ４０の突出状態において第１接続部５３よりも下方に位置する。
　第２接続部５４は、その一端部が、Ｘ軸と平行な軸Ｓを中心として回転可能に格納機構用筐体５２の側部５２ｃに取り付けられている。また、第２接続部５４は、その他端部で、Ｘ軸と平行な軸Ｒを中心としてホルダ５１を回転可能に支持している。
　格納機構５０は、４節リンク機構によってコンバイナ４０を移動させることで、突出状態と格納状態との一方から他方の状態へと遷移させる。
　４節リンク機構は、固定節（固定リンク）と、固定節の両端に位置する関節（ジョイント）の一方に繋がり、駆動力が与えられる駆動節（駆動リンク）と、固定節の他方の関節に繋がり、駆動節と対向する従動節（従動リンク）と、駆動節と従動節とを結ぶ中間節（中間リンク）と、からなる機構として知られている。これに対応させると、格納機構５０が有する４節リンク機構は、格納機構用筐体５２の一部（具体的には、軸Ｐと軸Ｓの各中心とを結ぶ節）が固定節として、第１接続部５３と第２接続部５４との一方が駆動節、他方が従動節として、ホルダ５１が中間節として機能するように構成されている（図４参照）。このように構成される４節リンク機構では、コンバイナ４０を格納状態から突出状態へと遷移させる際には、第１接続部５３がスライダ５６によって駆動力が与えられる駆動節、第２接続部５４が従動節として機能する。また、コンバイナ４０を突出状態から格納状態へと遷移させる際には、第２接続部５４がスライダ５６によって駆動力が与えられる駆動節、第１接続部５３が従動節として機能する。具体的な動作は後述する。
　以上では、主に図２を参照して、ＨＵＤ装置１の内部機構を左側面から見て４節リンク機構を説明したが、ＨＵＤ装置１は、概ね左右対称に構成されており、その右側にも同様に、第１接続部、第２接続部等を有する４節リンク機構が構成されている。つまり、ＨＵＤ装置１は、コンバイナ４０の左右両側において同様に動作する４節リンク機構により、コンバイナ４０を移動させる。そのため、右側の４節リンク機構についての詳細は省略する。
　図２に示すモータ５５は、スライダ５６に前後方向に移動するための動力を与える。モータ５５は、前記制御部の制御の下で駆動軸を回転させる。モータ５５の駆動軸には歯車が圧入されている。この歯車は、複数の歯車（図示せず）を介して、スライダ５６に形成されたギヤ５６０（図３）と間接的に噛み合う。ギヤ５６０は、概ねＺ方向に沿って櫛歯状に形成されている。このような構成により、モータ５５の回転動力がスライダ５６に伝達され、スライダ５６が前後方向に移動する。
　なお、格納構用筐体５２の所定の部分には、位置検出手段（図示せず）が配設されており、これにより、コンバイナ４０が突出状態にあるか格納状態にあるかを検出できるようになっている。位置検出手段は、スライダ５６の前後方向の位置を検出するリニアポテンショメータ、第１接続部５３の軸Ｐや、第２接続部５４の軸Ｓ周りの回転角度を検出するロータリーポテンショメータ等から構成されている。位置検出手段は、所定の位置にスライダ５６が位置した場合に、位置情報を示す検出信号を制御部に供給する。制御部は、この検出信号に基づいてコンバイナ４０が突出状態にあるか格納状態にあるかを判別する。
　スライダ５６は、格納機構用筐体５２に対してスライド可能に設けられ、モータ５５の動力によって前後方向に移動する。スライダ５６は、移動に応じて第１接続部５３又は第２接続部５４と接触する第１接触部５６ａと、蓋体支持部７０と接触する第２接触部５６ｂ（摺動部の一例）と、を有する。
　第１接触部５６ａは、格納機構用筐体５２の孔５２ｄを通って、格納機構用筐体５２の外側へと突出する部分である。第１接触部５６ａの先端は、第１接続部５３と第２接続部５４との間に位置する。第１接触部５６ａは、ポリアセタール（ＰＯＭ（Polyoxymethylene））樹脂等の摺動性樹脂から、Ｘ軸方向に高さを有する円柱状に形成されている。
　第１接触部５６ａは、先端で第１接続部５３又は第２接続部５４を押圧して移動させることで、４節リンク機構を駆動する。つまり、第１接触部５６ａにより４節リンク機構に駆動力が与えられる。
　具体的には、スライダ５６の前方移動により第１接触部５６ａが第１接続部５３を前方に押圧すると、押圧された第１接続部５３が軸Ｐを中心に時計回りに回転（以下、ＣＷ（Clock Wise）回転）し、これに追従して第２接続部５４も軸Ｓを中心に時計回りに回転する。つまり、スライダ５６が前方移動する場合は、第１接続部５３が駆動節、第２接続部５４が従動節として機能する。こうして動作する４節リンク機構は、コンバイナ４０を突出させる方向に移動させる。
　一方、スライダ５６の後方移動により第１接触部５６ａが第２接続部５４を後方に押圧すると、押圧された第２接続部５４が軸Ｓを中心に反時計回りに回転（以下、ＣＣＷ（Counter Clock Wise）回転）し、これに追従して第１接続部５３も軸Ｐを中心に時計回りに回転する。つまり、スライダ５６が後方移動する場合は、第２接続部５４が駆動節、第１接続部５３が従動節として機能する。
　こうして動作する４節リンク機構は、コンバイナ４０を格納する方向に移動させる。なお、ここでのＣＷ回転、ＣＣＷ回転は、ＨＵＤ装置１を左側から見た場合の回転方向である。説明の理解を容易にするため、以下同様とする。
　第２接触部５６ｂは、図３の分解図で示すように、格納機構用筐体５２の開口５２ｂの下方に位置する。第２接触部５６ｂは、蓋体支持部７０の案内部７２ａ（後述）内に入り込む。第２接続部５６ｂは、ＰＯＭ樹脂等の摺動性樹脂から、Ｘ軸方向に高さを有する円柱状に形成されている。
　第２接触部５６ｂは、スライダ５６の移動に伴い案内部７２ａ内を摺動することで、蓋体支持部７０を回転させる。蓋体支持部７０の回転動作に応じて蓋体６０が開閉する。動作の詳細は後述する。
　蓋体６０は、開状態で出射口１１ａを開放し、閉状態で出射口１１ａを覆う。後述するように、蓋体６０は、コンバイナ４０と連動し、コンバイナ４０が突出状態となる時に開状態となり、コンバイナ４０が格納状態となる時に閉状態となる。これにより、ＨＵＤ装置１の不使用時には内部に塵等が侵入することを防止することができる。
　蓋体６０は、上ケース１１の開口端（コンバイナ４０側）に、Ｘ軸と平行な軸Ｔ周りに回転可能に取り付けられている。また、蓋体６０には、蓋体支持部７０の摺動子７１ａ（後述）が嵌め込まれると共に、蓋体支持部７０の回転に応じて摺動子７１ａを摺動させ、蓋体６０の支持位置を変化させる摺動路６１が設けられている。摺動路６１は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、蓋体６０が延びる方向に沿って形成される溝状の部分である。
　蓋体支持部７０は、棒状の部材であり、蓋体６０を支持する。蓋体支持部７０は、格納機構用筐体５２の支持部５２ａに回転可能に支持される軸部７０ａを有し、これにより格納機構用筐体５２に対してＸ軸と平行な軸Ｕ周りに回転可能となっている。
　蓋体支持部７０は、軸部７０ａよりも上側の第１の部分７１で蓋体６０を支持する。また、蓋体支持部７０の軸部７０ａよりも下側の第２の部分７２は、格納機構用筐体５２の開口５２ｂを通過して下方に位置する。
　第１の部分７１の先端には、左右に突出した円柱状の摺動子７１ａが形成されている。摺動子７１ａは、蓋体６０の摺動路６１に摺動可能に嵌め込まれている。
　第２の部分７２には、スライダ５６の第２接触部５６ｂが摺動可能に嵌め込まれると共に、蓋体６０の開閉速度を徐変させる案内部７２ａが形成されている。
　案内部７２ａは、図２に示すように側面視で、一端が開放端で、一端から他端へと到る途中で折れ曲がったＵ字状に形成されている。組み付け時においては、スライダ５６の第２接触部５６ｂは、開放端から案内部７２ａと挿入される。案内部７２ａは、Ｘ方向に窪む溝、または第２の部分７２をＸ方向に貫通する孔として形成されている。図２、図６（ａ）に示すように、第２接触部５６ｂは、案内部７２ａに挟まれるようにして摺動可能に挿入されている。
　案内部７２ａは、図２に示すコンバイナ４０の突出状態において、開放端側から後方にスライダ５６の移動方向と平行に延びる平行部と、この平行部から軸Ｕに向かって傾斜する傾斜部と、を有する。そして、傾斜部に蓋体６０の開閉速度を徐変させる曲面が形成されている（図２の側面視では曲線状）。この曲面がどのように蓋体６０の開閉速度を徐変させるかについては後述する。
　板ばね８０は、例えば金属からなり、折り曲げ形成されている。板ばね８０は、図２に示すように、折り曲げ部分が蓋体６０の回転中心となる軸Ｔの下方に位置するように設けられ、折り曲げ部分を挟んで一方が上ケース１１に固定され、他方が蓋体６０に固定されている。
　ここで、図５に示すように、板ばね８０の曲げ角度は、蓋体６０の開閉角度の略半分（丁度半分も含む）になるように調整されている。例えば同図に示すように、蓋体６０の開閉角度が２０°に設定されている場合、板ばね８０の曲げ角度は１０°となる。このように折り曲げられた板ばね８０は、開状態の蓋体６０を閉状態に向かう方向に付勢する一方で、閉状態の蓋体６０を開状態に向かう方向に付勢することになる。これにより、板ばね８０の弾性で蓋体６０開閉時のガタツキを防止すると共に、モータ５５の始動を補助することができる。
　以上がＨＵＤ装置１の構造である。次に、ＨＵＤ装置１におけるコンバイナ４０の状態遷移と、蓋体６０の開閉動作を説明する。
　例えば、ＨＵＤ装置１の所定箇所や、車両のダッシュボートに、ボタン等からなる操作部が設けられており、ユーザ（通常、視認者Ｅ）が、このボタンを押下すると、操作内容を示す操作信号が前記制御部に供給される。操作信号に応じた制御部は、モータ５５を駆動することで、スライダ５６を介してコンバイナ４０を移動させる。具体的には、制御部は、モータ５５の駆動軸を一定の速度で、操作信号に応じた回転方向に回転させる。モータ５５の回転動力は、複数の歯車を介してスライダ５６に伝達され、スライダ５６が前後方向に移動する。
　まず、ＨＵＤ装置１が図２に示す開状態（コンバイナ４０の突出状態）から、図７（ｂ）に示す閉状態（コンバイナ４０の格納状態）へと遷移させる場合について説明する。この場合、スライダ５６は後方に移動する。なお、図７（ａ）（ｂ）では、板ばね８０を省略している。
　スライダ５６の後方移動により第１接触部５６ａが第２接続部５４を後方に押圧すると、押圧された第２接続部５４が軸Ｓを中心にＣＣＷ回転し、これに追従して第１接続部５３も軸Ｐを中心にＣＣＷ回転する。
　これにより、図７（ａ）に示すように、４節リンクが動作し、コンバイナ４０が筐体１０の挿通口１１ｂから内部に引き寄せられるように、下方に移動する。この際、コンバイナ４０を保持するホルダ５１が軸Ｑと軸Ｒとを結ぶ中間節として機能するため、コンバイナ４０は、第１接続部５３及び第２接続部５４の回転動作に追従してＣＣＷ回転しながら下方に移動する。
　コンバイナ４０がこのように移動し、図７（ｂ）に示す格納状態まで遷移すると、前記位置検出手段からコンバイナ４０が格納状態に遷移したことを示す検出信号が制御部に供給される。この検出信号に応じた制御部は、モータ５５の動作を停止させる。これにより、コンバイナ４０の突出状態（図２）から格納状態（図７（ｂ））への遷移が完了する。
　本実施形態に係るＨＵＤ装置１では、コンバイナ４０の突出状態から遷移状態への遷移と連動して、蓋体６０が開状態から閉状態へと遷移する。以下、蓋体６０の遷移について説明する。
　スライダ５６の後方移動に伴い、図６（ａ）に示すように、第２接触部５６ｂは、蓋体支持部７０の案内部７２ａを後方に摺動する。第２接触部５６ｂが案内部７２ａの平行部を摺動している際には、蓋体支持部７０は軸Ｕ周りに回転を始めない。
　スライダ５６の後方移動に伴い、図７（ａ）に示すように、コンバイナ４０が下方移動していく課程で、第２接触部５６ｂは、案内部７２ａの平行部から軸Ｕに向かって傾斜部へと案内される。第２接触部５６ｂが傾斜部での摺動を開始すると、傾斜部はスライダ５６の移動方向に対して傾斜しているため、蓋体支持部７０が軸Ｕ周りにＣＣＷ回転を始める。この回転に応じて蓋体支持部７０の摺動子７１ａが、蓋体６０に形成された摺動路６１を軸Ｔ側に向かって移動し、蓋体支持部７０の回転を妨げないように蓋体６０を支持する位置を変化させる（図６（ａ）（ｂ）参照）。
　蓋体支持部７０のＣＣＷ回転と、摺動子７１ａによる蓋体６０の支持位置との変化に応じて、蓋体６０は、軸Ｔを中心にＣＣＷ回転して上昇し、閉状態から開状態へ向かって遷移する。
　第２接触部５６ｂが傾斜部の軸Ｕ側に形成された曲面上を摺動し始めると、蓋体支持部７０の回転速度が徐々に低下する。この曲面は、例えば、第２接触部５６の蓋体支持部７０に対する作用（軸Ｕを中心とした円周方向へ作用）が徐々に弱まる曲率で形成されている。そして、第２接触部５６ｂが案内部７２ａの終端部に位置すると、蓋体６０が図６（ｂ）、図７（ｂ）に示す閉状態となる。
　このように蓋体支持部７０の案内部７２ａに曲面を形成したため、蓋体６０が閉状態になる間際に、蓋体６０の回転速度が緩やかになるようにすることができる。
　一方、コンバイナ４０が格納状態から突出状態へと遷移する際は、ＨＵＤ装置１は、以上の説明とは逆の動作をする。簡潔に説明すれば、スライダ５６の前方移動により、第１接続部５３が第１接触部５６ａに前方に押圧されることで４節リンク機構が動作し、コンバイナ４０が格納状態から突出状態へと遷移する。この過程で、第２接触部５６ｂは、蓋体支持部７０の案内部７２ａを傾斜部から平行部に向かって摺動する。第２接触部５６ｂが傾斜部から平行部に至ったタイミングで蓋体６０は開状態となる。なお、傾斜部に形成された前述の曲面により、蓋体６０は、開動作の開始直後は、緩やかにＣＷ回転をする。
　つまり、蓋体６０が閉状態になる間際と、閉状態から開状態への動作を開始した直後には、蓋体６０の回転速度が緩やかになる。これにより、ＨＵＤ装置１の高級感を演出でき、商品性を高めることができる。
　また、前述のように板ばね８０によって、開状態の蓋体６０が閉状態に向かう方向に付勢される一方で、閉状態の蓋体６０が開状態に向かう方向に付勢される。このため、蓋体６０を開状態及び閉状態の一方から他方への遷移を開始する際のモータ５５の始動を補助することができる。
　なお、蓋体６０が閉状態となるタイミングは、コンバイナ４０の格納状態への遷移が完了したタイミングと同時でなくともよい。同様に、蓋体６０が開状態となるタイミングは、コンバイナ４０の突出状態への遷移が完了したタイミングと同時でなくともよい。コンバイナ４０が移動する過程の任意のタイミングで、蓋体６０が開状態又は閉状態となればよい。
　以上の構成からなるＨＵＤ装置１は、像（画像）を表す表示光Ｌを発する表示器２０と、表示器２０を内部に収納し、表示器２０からの表示光Ｌを外部へ出射させる出射口１１ａを有する筐体１０と、出射口１１ａから出射された表示光Ｌを受けて前記像の虚像を表示するコンバイナ４０と、筐体１０の内部を移動するスライダ５６を有し、スライダ５６の移動に伴って動作する４節リンク機構によって、コンバイナ４０を突出状態と格納状態との一方から他方の状態へと遷移させる格納機構５０（格納手段の一例）と、開状態で出射口１１ａを開放し、閉状態で出射口１１ａを覆う蓋体６０と、筐体１０に対して回転可能に設けられる蓋体支持部７０であって、第１の部分７１で蓋体６０を支持し、回転中心を挟んで第１の部分７１と反対側に位置する第２の部分７２がスライダ５６と接触する蓋体支持部７０と、を備える。
　スライダ５６が所定方向に移動すると、コンバイナ４０が突出状態から格納状態へと遷移すると共に、蓋体支持部７０の回転に応じて蓋体６０が開状態から閉状態へと遷移し、スライダ５６が前記所定方向と反対方向に移動すると、コンバイナ４０が格納状態から突出状態へと遷移すると共に、蓋体支持部７０の回転に応じて蓋体６０が閉状態から開状態へと遷移する。
　具体的には、格納機構５０は、前記コンバイナを保持するホルダ５１（保持部の一例）と、筐体１０に対して回転可能に設けられ、筐体１０とホルダ５１とを接続する一対の第１接続部５３及び第２接続部５４と、を有し、４節リンク機構は、第１接続部５３及び第２接続部５４の一方をスライダ５６によって駆動力が与えられる駆動節とし、他方を従動節とし、ホルダ５１を中間節とし、第１接続部５３及び第２接続部５４の各々の回転中心（軸Ｐ、軸Ｓ）を結ぶ節を固定節として構成されている。
　このように、ＨＵＤ装置１をコンバイナ４０の移動と連動して蓋体６０を開閉可能に構成したから、蓋体６０の開閉動作専用のアクチュエータを設ける必要がなく、構成が簡潔である。そして、ＨＵＤ装置１の不使用時には、出射口１１ａを覆う（閉じる）ため、内部に塵等が侵入することを防止できる。
　また、ＨＵＤ装置１は、開状態の蓋体６０を閉状態に向かう方向へと付勢すると共に、閉状態の蓋体６０を開状態に向かう方向へと付勢する板ばね８０（付勢手段の一例）をさらに備える。
　具体的には、板ばね８０は、折り曲げ形成されており、折り曲げ部分を挟んで一方の部分が筐体１０に固定され、他方の部分が蓋体１０に固定されている。
　このようにしたから、前述のように、蓋体６０開閉時のガタツキを防止すると共に、モータ５５の始動を補助することができる。
　また、スライダ５６は、蓋体支持部７０の第２の部分７２を摺動する第２接触部５６ｂ（摺動部の一例）を有し、第２の部分７２には、第２接触部５６ｂを案内して摺動させると共に、蓋体６０の開閉速度を徐変させる曲面を有する案内部７２ａが形成されている。
　このようにしたから、前述のように、蓋体６０が閉状態になる間際と、閉状態から開状態への動作を開始した直後に、蓋体６０の回転速度を緩めることができ、商品性を高めることができる。
　なお、本発明は上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。上記実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。
　以上の説明では、スライダ５６の第１接触部５６ａが第１接続部５３と第２接続部５４との間に位置し、４節リンク機構を駆動する構成例を示したがこれに限られない。第１接触部５６ａが第１接続部５３と第２接続部５４とのいずれか一方のみを所定方向から押圧し、当該所定方向と反対方向に第１接続部５３又は第２接続部５４を付勢する弾性部材を設ける構成としてもよい。また、以上では、スライダ５６の移動に伴って動作する４節リンク機構によって、コンバイナ４０を移動させる例を示したが、リンク機構は、３節以下のリンクや、５節以上のリンクにより構成されるものであってもよい。
　以上の説明では、開状態の蓋体６０を閉状態に向かう方向へと付勢すると共に、閉状態の蓋体６０を開状態に向かう方向へと付勢する付勢手段の一例として板ばね８０を用いたがこれに限られない。このような付勢手段を、トーションばね、樹脂ばね、ゴム等の他の弾性部材を単体で用いたり、複数組み合わせたりすることによって実現してもよい。
　以上の説明では、表示器２０とコンバイナ４０が対向する配置例を示したがこれに限られない。例えば、表示器２０を＋Ｚ軸方向側に表示光Ｌを出射するように配置し、所定の反射部材により、光路を折り返して、表示光Ｌをコンバイナ４０に到達させてもよい。
　以上の説明では、駆動軸の回転速度が一定のモータ５５を用いた例を示したが、これに限られない。サーボモータや、ステッピングモータであってもよい。これらのモータで、駆動軸の回転角を制御すれば、蓋体支持部７０の案内部７２ａに蓋体６０の開閉速度を徐変させる曲面を設けなくとも、蓋体６０の開閉速度を調整することが可能である。但し、制御を簡潔にしたい場合は、曲面を設けた方が良い。
　以上の説明では、ＨＵＤ装置１を設置する乗り物の一例を車両としたが、これに限られない。ＨＵＤ装置１を船舶、航空機等のその他の乗り物の運転席付近に設置することもできる。
　以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
　本発明は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に好適である。
１　ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置
１０　筐体
１１ａ　出射口
１１ｂ　挿通口
２０　表示器
Ｌ　表示光
３０　回路基板
４０　コンバイナ
５０　格納機構
５１　ホルダ
５２　格納機構用筐体
５３　第１接続部
５４　第２接続部
Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ　軸
５５　モータ
５６　スライダ
５６ａ　第１接触部
５６ｂ　第２接触部
６０　蓋体
６１　摺動路
７０　蓋体支持部
７１　第１の部分
７１ａ　摺動子
７２　第２の部分
７２ａ　案内部
８０　板ばね

Claims (5)

  1. 　像を表す表示光を発する表示器と、
    　前記表示器を内部に収納し、前記表示器からの前記表示光を外部へ出射させる出射口を有する筐体と、
    　前記出射口から出射された前記表示光を受けて前記像の虚像を表示するコンバイナと、
    　前記筐体の内部を移動するスライダを有し、前記スライダの移動に伴って動作するリンク機構によって、前記コンバイナを前記筐体から突出した突出状態と前記筐体内に格納された格納状態との一方から他方の状態へと遷移させる格納手段と、
    　開状態で前記出射口を開放し、閉状態で前記出射口を覆う蓋体と、
    　前記筐体に対して回転可能に設けられる蓋体支持部であって、第１の部分で前記蓋体を支持し、回転中心を挟んで前記第１の部分と反対側に位置する第２の部分が前記スライダと接触する蓋体支持部と、を備え、
    　前記スライダが所定方向に移動すると、前記コンバイナが前記突出状態から前記格納状態へと遷移すると共に、前記蓋体支持部の回転に応じて前記蓋体が前記開状態から前記閉状態へと遷移し、
    　前記スライダが前記所定方向と反対方向に移動すると、前記コンバイナが前記格納状態から前記突出状態へと遷移すると共に、前記蓋体支持部の回転に応じて前記蓋体が前記閉状態から前記開状態へと遷移する、
    　ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 　前記格納手段は、前記コンバイナを保持する保持部と、前記筐体に対して回転可能に設けられ、前記筐体と前記保持部とを接続する一対の第１接続部及び第２接続部と、を有し、
    　前記リンク機構は、前記第１接続部及び前記第２接続部の一方を前記スライダによって駆動力が与えられる駆動節とし、他方を従動節とし、前記保持部を中間節とし、前記第１接続部及び前記第２接続部の各々の回転中心を結ぶ節を固定節として構成された４節リンク機構である、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 　前記開状態の前記蓋体を前記閉状態に向かう方向へと付勢すると共に、前記閉状態の前記蓋体を前記開状態に向かう方向へと付勢する付勢手段をさらに備える、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 　前記付勢手段は、折り曲げ形成された板ばねであり、折り曲げ部分を挟んで一方の部分が前記筐体に固定され、他方の部分が前記蓋体に固定されている、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 　前記スライダは、前記蓋体支持部の前記第２の部分を摺動する摺動部を有し、
    　前記第２の部分には、前記摺動部を案内して摺動させると共に、前記蓋体の開閉速度を徐変させる曲面を有する案内部が形成されている、
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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