JP2005338689A - 反射ミラー及びその反射ミラーを備えた反射ミラー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の肉厚を均一化して、基板のヒケによって反射面が歪む虞を低減できる反射ミラーを提供する。
【解決手段】 反射ミラー装置は、反射ミラー４８と、ミラーホルダー４９とを有する。反射ミラー４８は、非球面からなる反射面４８ａと、少なくとも一部が前記非球面と同一形状である裏面５５ｂとを有する。ミラーホルダー４９は、前記非球面と同一形状の非球面からなる支持面４９ａを有し、反射ミラー４８を保持する。反射ミラー４８は、裏面５５ｂに設けられた第一の平面５５ｃを有する。ミラーホルダー４９は、第一の平面５５ｃに対応する第二の平面４９ｂを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ等の表示装置に用いられる反射ミラーに関するものである。また、本発明は、前記反射ミラーと、この反射ミラーを保持するミラーホルダーとを備えた反射ミラー装置に関するものである。

表示光を反射させる反射ミラーを用いた表示装置としては、ヘッドアップディスプレイがあり、例えば特許文献１に開示されている。斯かるヘッドアップディスプレイは、車両のダッシュボード１に配設された表示装置２が投射する表示光Ｌをフロントガラス３で運転者４の方向に反射させ、虚像Ｖを表示するものである（図７参照）。表示装置２は、蛍光表示管等の発光型表示器５と、反射ミラー６とを有しており、これらの発光型表示器５及び反射ミラー６はハウジング７に収容されている（図８参照）。
特開２００３−１０７３９１号公報

反射ミラー６は、基板８と、この基板８の前面に形成された反射膜９とからなるものである（図９参照）。基板８は、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂からなるものであり、射出成型により形成される。反射膜９は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属からなるものであり、蒸着法等の手段により形成される。反射ミラー６の反射面６ａは、凹面になっており、発光型表示器５の画像を拡大した虚像Ｖを表示できる。また、反射面６ａは、光学的な収差による歪みが小さくなるように非球面となっている。

しかしながら、基板８を成型する際に、金型に注入された樹脂が硬化するときに収縮する所謂ヒケが基板８の周辺部で発生し、反射ミラー６の反射面６ａが歪むという問題があった。即ち、基板８の前面は凹面になっているため、基板８は中心部で薄く中心部で厚い形状となり、基板８の周辺部でヒケが発生する虞があった。なお、基板８の中心部は、周辺部よりも薄いため、ヒケによる歪みは発生しない。

上記のようなヒケが発生した基板８に反射膜９を形成した場合、反射ミラー６の反射面６ａに歪みが生じてしまう。そして、反射面６ａが歪んだ反射ミラー６を用いて表示装置を組み立てた場合、ヘッドアップディスプレイの虚像Ｖが歪むという問題がある。ヒケが発生した基板８は、基板８の前面を検査することにより発見できるが、基板８にヒケが発生し不良品となることは、基板８の歩留りが低下することになり、好ましくない。

本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、基板のヒケによって反射面が歪む虞を低減できる反射ミラー及びその反射ミラーを備えた反射ミラー装置を提供するものである。

本発明は、前記課題を解決するため、請求項１に記載したように、樹脂からなる基板５５に反射膜５６を形成してなる反射ミラー４８であって、前記基板５５は、非球面からなり前記反射膜５６が形成される前面５５ａと、少なくとも一部が前記前面５５ａの前記非球面と同一形状である裏面５５ｂと、を有するものである。

また、本発明は、請求項２に記載したように、非球面からなる反射面４８ａと、少なくとも一部が前記非球面と同一形状である裏面５５ｂと、を有する反射ミラー４８と、前記非球面と同一形状の非球面からなる支持面４９ａを有し、前記反射ミラー４８を保持するミラーホルダー４９と、を有するものである。

また、本発明は、請求項３に記載したように、前記反射ミラー４８は、前記裏面５５ｂに設けられた第一の平面５５ｃを有すると共に、前記ミラーホルダー４９は、前記第一の平面５５ｃに対応する第二の平面４９ｂを有するものである。

反射鏡の基板の厚さが略一定になり、ヒケが発生する虞が少ない。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の反射ミラーを車載ヘッドアップディスプレイに適用した一実施例を説明する。

表示装置１０は、第一の液晶表示器１１と、第二の液晶表示器１２と、ビームスプリッタ１３と、反射器１４とを有している。第一の液晶表示器１１は、ビームスプリッタ１３の後面側に配置されており、第二の液晶表示器１２は、ビームスプリッタ１３の前面側に配置されている。液晶表示器１１，１２、ビームスプリッタ１３及び反射器１４は、ハウジング１５に収容されている。

第一の液晶表示器１１は、液晶表示素子１６，光拡散板１７，発光ダイオード１８，硬質配線板１９，フレーム２０を有している（図２参照）。
図３に示すように、液晶表示素子１６は、表示用液晶セル２１，光学補償用液晶セル２２及び偏光板２３，２４を有している。表示用液晶セル２１は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）からなる透明電極膜２５，２６が設けられた一対の透光性基板２７，２８に液晶２９を封入したものである。各透明電極膜２５，２６は、互いに直交するストライプ状となっており、透明電極膜２５と透明電極膜２６が対向する箇所が画素となっている。光学補償用液晶セル２２は、一対の透光性基板３０，３１に液晶３２を封入したものであり、表示用液晶セル２１の後方に配設されている。偏光板２３は、表示用液晶セル２１の前面に貼着されており、偏光板２４は、光学補償用液晶セル２２の後面に貼着されている。

発光ダイオード１８は、白色発光するものであり、硬質配線板１９に配設されている。光拡散板１７は、液晶表示素子１６と発光ダイオード１８の間に配置されており、発光ダイオード１８が発した光は光拡散板１７により拡散され、液晶表示素子１６を略均一な明るさで照明する。液晶表示素子１６，光拡散板１７，硬質配線板１９は、フレーム２０に組付けられている。

第一の液晶表示器１１は、車両前方を撮像する赤外線カメラ（図示しない）の映像を表示するものである。つまり、第一の液晶表示器１１は、所謂ナイトビジョン装置のディスプレイであり、夜間のみに使用される。従って、第一の液晶表示器１１は昼間に使用されることがなく、第二の液晶表示器１２に比較して、低輝度で良い。

第二の液晶表示器１２は、液晶表示素子３５，反射部材３６，発光ダイオード３７，硬質配線板３８を有している（図４参照）。
液晶表示素子３５は、表示用液晶セル３９，光学補償用液晶セル４０及び偏光板４１，４２を有している。液晶表示素子３５の構造は、第一の液晶表示器１１の液晶表示素子１６と同様であるので、詳細な説明を省略する。

発光ダイオード３７は、複数列に配置されており、硬質配線板３８に接続されている。なお、第一の液晶表示器１１の発光ダイオード１８はチップ型であるのに対し、第二の液晶表示器１２の発光ダイオード３７はディスクリート型である。反射部材３６は、白色の樹脂からなるものであり、角筒状となっている。反射部材３６は、内周の反射面４４で発光ダイオード３７が発した光を液晶表示素子３５に反射させる。
第二の液晶表示器１２は、車両の速度，エンジンの回転数等を表示するものであり、昼間及び夜間に使用される。

ビームスプリッタ１３は、ガラス基板の前面に蒸着により反射膜を形成したものである。ビームスプリッタ１３の反射率は約７０％、透過率は約３０％になっており、第一の表示器１１の表示光Ｌ１を透過させ、第二の表示器１２の表示光Ｌ２を反射させる。ビームスプリッタ１３は、表示光Ｌ１の方向及び表示光Ｌ２の方向に対して、夫々略４５°になるように傾斜配置されている。

反射器１４は、凹面鏡４８（反射ミラー），ミラーホルダー４９，歯車５０，５１及びステッピングモータ５２からなるものである。凹面鏡４８は、表示光Ｌを反射させ、車両のフロントガラスに投射する。歯車５０には軸部５０ａが一体に形成されており、この軸部５０ａはハウジング１５に設けられた軸受部（図示しない）に軸支されている。歯車５０は、ミラーホルダー４９に固定されており、凹面鏡４８及びミラーホルダー４９と共に回動する。

歯車５１は、ステッピングモータ５２の回動軸に取付けられており、歯車５０と噛み合わされている。ステッピングモータ５１は、歯車５０及びミラーホルダー４９と共に凹面鏡４８を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整する。運転者は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように、凹面鏡４８の角度を調整する。

表示装置１０は、第一の液晶表示器１１と第二の液晶表示器１２とを選択的に表示／非表示、或いは第一の液晶表示器１１及び第二の液晶表示器１２を同時に表示させることにより、種々の態様で虚像を表示することができる。

次に、図５に基づいて、凹面鏡４８及びミラーホルダー４９からなる反射ミラー装置について詳述する。凹面鏡４８は、基板５５と反射膜５６とからなるものであり、凹面鏡４８はミラーホルダー４９に両面粘着テープ（図示しない）で接着されている。凹面鏡４８の反射面４８ａは、光学的な収差が小さい非球面になっている。また、反射面４８ａは、フロントガラスの湾曲による虚像の歪みを補正するような形状になっている。
なお、本明細書において、「非球面」なる用語は、「球面を除く曲面」という意味で用いるものであり、平面を含まない。また、「球面」なる用語は、「球面の一部」という意味で用いるものであり、球の表面全体を示すものではない。

基板５５は、ポリカーボネート（ＰＣ）等の合成樹脂からなるものであり、射出成型により形成される。反射膜５６は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属からなるものであり、基板５５の前面に蒸着により形成される。基板５５の前面は非球面５５ａになっており、後面は非球面５５ｂ及び平面５５ｃ（第一の平面）を有している。基板５５の後面の非球面５５ｂは、前面の非球面５５ａを厚さ方向に平行移動させた形状になっている。つまり、非球面５５ｂは、非球面５５ａと同一形状になっている。凹面鏡４８は、基板５５の肉厚が略一定になっており、中央部の厚さと周辺部の厚さが略等しくなっている。

ミラーホルダー４９は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の合成樹脂からなるものである。ミラーホルダー４９の前面は、球面５５ｂに対向する非球面４９ａと、平面５５ｃに対向する平面４９ｂ（第二の平面）とを有している。非球面４９ａの形状は、非球面５５ｂの形状と同一になっている。

図６は、基板５５を成型する金型６０を示している。金型６０は上側金型６１及び下側金型６２を有している。上側金型６１は、非球面５５ａを形成する非球面６１ａを有している。下側金型６２は、非球面５５ｂを形成する非球面６２ａと、平面５５ｃを形成する平面６２ｂとを有している。上型金型６１と下側金型６２の合わせ面６３（所謂パーティングライン）は、非球面５５ａと同一形状になっている。

本実施例によれば、凹面鏡４８の基板５５の厚さが略一定になり、ヒケが発生する虞が少ない。また、凹面鏡４８の裏面に平面５５ｃを設けたことにより、この平面５５ｃを基準面にすることができ、例えば反射面４８ａの検査の際に、基準面を治具に合わせることができる。また、非球面５５ｂ及び平面５５ｃに対応する非球面４９ａ及び平面４９ｂをミラーホルダー４９に設けることにより、凹面鏡４８を密着させることができ、凹面鏡４８を安定して保持することができる。

なお、本実施例のミラーは凹面鏡４８であったが、凸面鏡であっても良い。また、本実施例は、ミラーホルダー４９と、軸部５０ａを有する歯車５０とを別体で設けたものであるが、例えばミラーホルダー４９と軸部５０ａを一体形成しても良い。また、本実施例は表示光Ｌをフロントガラスで反射させて視認するヘッドアップディスプレイであったが、本発明は、表示光Ｌを直視する表示装置にも応用できることは言うまでもない。

本発明の実施例を示すミラー装置の分解側面図。 同上実施例を示す表示装置の概略構成図。 同上実施例を示す第一の液晶表示器の断面図。 同上実施例を示す液晶表示素子の拡大断面図。 同上実施例を示す第二の液晶表示器の断面図。 同上実施例を示す金型の断面図。 従来例を示すヘッドアップディスプレイの説明図。 同上従来例を示す表示装置の断面図。 同上従来例を示すミラーの側面図。

符号の説明

４８ 凹面鏡（反射ミラー）
４８ａ 反射面
４９ ミラーホルダー
４９ａ 非球面
４９ｂ 平面（第二の平面）
５５ 基板
５５ｂ 非球面
５５ｃ 平面（第一の平面）
５６ 反射膜

Claims (3)

1. 樹脂からなる基板に反射膜を形成してなる反射ミラーであって、前記基板は、非球面からなり前記反射膜が形成される前面と、少なくとも一部が前記前面の前記非球面と同一形状である裏面と、を有することを特徴とする反射ミラー。
2. 非球面からなる反射面と、少なくとも一部が前記非球面と同一形状である裏面と、を有する反射ミラーと、
   前記非球面と同一形状の非球面からなる支持面を有し、前記反射ミラーを保持するミラーホルダーと、
   を有することを特徴とする反射ミラー装置。
3. 前記反射ミラーは、前記裏面に設けられた第一の平面を有すると共に、前記ミラーホルダーは、前記第一の平面に対応する第二の平面を有することを特徴とする請求項２に記載の反射ミラー装置。

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