JP2010247630A - 反射部材及びこれを用いたヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 誤組の防止に役立ち組み付け作業性の向上した反射部材及びこの反射部材を用いたヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 ポリカーボネート等の樹脂からなる基板４３と、この基板４３の前面部４４に蒸着形成されるアルミニウム等の金属からなる反射膜４５とを備えた反射部材において、基板４３の側面部４６（一側面部４６ａ）または前面部４４とは反対側となる基板４３の背面部４７に誤組防止を目的とした識別マークＳを設ける構成とした。
【選択図】図５

Description

本発明は、樹脂からなる基板の前面部に反射膜の形成された反射部材及びこれを用いたヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、この種のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載のごとく、投影部材である自動車（車両）のフロントガラスに表示ユニット（表示装置）からの表示光を投射して虚像表示を行うものが知られている。

特開平１１−２７８１００号公報

前記表示ユニットは、自動車のインストルメントパネル（以下、インパネと言う）に取り付けられており、表示光を発する液晶表示素子（表示素子）と、液晶表示素子が発した表示光を反射させる凹面鏡（反射部材）と、液晶表示素子と凹面鏡とを収納するハウジングとを備え、凹面鏡によって反射された表示光をハウジングに形成された出射部を通じて投影部材（前記フロントガラス）に投射（投影）して観察者に対し虚像表示を行うものである。

反射部材である凹面鏡は、樹脂（例えばポリカーボネート）からなる基板と、この基板の前面部（つまり前記液晶表示素子と向かい合う基板の前面）に蒸着形成されるアルミニウム等の金属からなる反射膜とを備え、前記前面部は、所定の曲率を有する凹状の曲面（凹面）となっている。

ところで、上述した表示ユニットを自動車のインパネに搭載するにあたり、車種に応じて表示ユニットの構成部品である液晶表示素子と凹面鏡（反射部材）とハウジングのうち凹面鏡だけ設計仕様が異なるという場合がある。

つまり、ある車種Ｘの表示ユニットは、設計仕様Ａなる液晶表示素子と、設計仕様Ｂなる凹面鏡と、設計仕様Ｃなるハウジングとで構成されているのに対し、ある車種Ｘとは別の他の車種Ｙの表示ユニットが、設計仕様Ａなる液晶表示素子と、前述した設計仕様Ｂとは異なる設計仕様Ｂ’なる凹面鏡と、設計仕様Ｃなるハウジングとで構成される場合がある。

ここで、車種Ｘの表示ユニットに備えられる設計仕様Ｂなる凹面鏡と他の車種Ｙの表示ユニットに備えられる設計仕様Ｂ’なる凹面鏡との形状の相違点が、前記基板の前面部に設けられる前記凹面の曲率であるとき、外見（外観）だけでは設計仕様Ｂ、設計仕様Ｂ’なる両凹面鏡（両反射部材）の形状が酷似していることに起因して、表示ユニットの組み付け作業を行う作業者が、設計仕様Ｂなる凹面鏡を車種Ｘの表示ユニットではなく他の車種Ｙの表示ユニットに誤組したり、あるいは逆に設計仕様Ｂ’なる凹面鏡を他の車種Ｙの表示ユニットではなく車種Ｘの表示ユニットに誤組してしまう場合があり、このように凹面鏡（反射部材）の組み付け作業を行う上で組み付け作業性の低下を招く虞がある。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、誤組の防止に役立ち組み付け作業性の向上した反射部材及びこれを用いたヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とするものである。

本発明は、樹脂からなる基板と、前記基板の前面部に形成される反射膜とを備えた反射部材において、前記基板の側面部または前記前面部とは反対側となる前記基板の背面部に識別マークを設けたことを特徴とする。

また本発明は、表示光を発する表示素子と、前記表示光を反射させる反射部材とを備え、前記反射部材によって反射された前記表示光を投影部材に投影して観察者に対し表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、前記反射部材は、樹脂からなる基板と、前記基板の前面部に形成される反射膜とを備え、前記基板の側面部または前記前面部とは反対側となる前記基板の背面部に識別マークを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、誤組の防止に役立ち組み付け作業性の向上した反射部材及びこれを用いたヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の概略図。 同実施形態による表示装置の断面図。 同実施形態による反射部材の基板を成形する金型を示す図。 同実施形態による成形後の基板の正面図。 図４、矢印Ａ方向から見たときの基板の一側面図。

以下、図１〜図５に基づいて、本発明を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。

ヘッドアップディスプレイ装置は、図１に示すように車両１０のインパネ１１に配設された表示ユニットである表示装置１２が投射する表示光Ｌを投影部材である車両１０のフロントガラス１３で車両１０の運転者（観察者）１４の方向に反射させ、虚像Ｖの表示を行うものである。換言すれば、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置１２の後述する液晶表示器から発せられる表示光Ｌをフロントガラス１３（前記投影部材）に照射（投射）し、この照射によって得られた表示像（虚像）Ｖを運転者１４に視認させるものである。これにより運転者１４は、虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。

表示装置１２は、図２に示すように液晶表示器２０と、第１反射器３０と、第２反射器４０と、ハウジング５０とから主に構成されている。

液晶表示器２０は、配線基板Ｒに実装された発光ダイオードからなる光源２１と、この光源２１からの照明光を透過して表示光Ｌを形成するように光源２１の前方側（真上）に位置するＴＦＴ型の液晶表示素子（表示素子）２２とから主に構成される。このことは、液晶表示素子２２の背後（直下）に光源２１が配設され、液晶表示素子２２は、光源２１から発せられる光により、所定情報（後述する表示すべき情報）を表示することを意味している。かかる液晶表示器２０は、表示光Ｌの出射側の面が第１反射器３０の後述するコールドミラーに対向するようにしてハウジング５０内に設けられ、表示光Ｌの光軸が前記コールドミラーに交わるような位置や向きにて固定保持される。

また液晶表示素子２２は、図示しない素子駆動回路によって表示すべき情報（例えば車両の速度やエンジン回転数）を、数値等で発光表示する。液晶表示器２０は、可視波長域の光からなる表示光Ｌを出力するもので、例えば赤色光（主に発光波長域６１０〜６４０ｎｍ）を発する光源２１を適用することができる。なお、前記表示すべき情報は、車両の速度やエンジン回転数に限らず、あらゆる表示形態を採用できることは言うまでもない。

第１反射器３０は、コールドミラー３１と、このコールドミラー３１を所定の取付手段を用いて取付固定するための取付部材３２とを有している。コールドミラー３１は、略矩形状のガラス基板３１ａと、このガラス基板３１ａの片面（第２反射器４０の後述する凹面鏡と向かい合う面）に形成された反射層３１ｂとからなるものである。かかる反射層３１ｂは、膜厚が異なる多層の干渉膜からなるものであり、蒸着等の方法で形成されている。また、コールドミラー３１は、液晶表示器２０（液晶表示素子２２）が発した表示光Ｌを、第２反射器４０（前記凹面鏡）側へ反射させるような位置に傾斜状態にて配設される。

なお、コールドミラー３１は、液晶表示器２０の発光波長域を含む可視波長域（４５０〜７５０ｎｍ）の光を高い反射率（例えば８０％以上）で反射し、前記可視波長域以外の光を低い反射率で反射するものである。この場合、コールドミラー３１は、前記可視波長域以外の特に赤外波長域の光（赤外線あるいは太陽光の熱線）を低い反射率（例えば１５％以下）にて反射するものが適用される。なお、反射層３１ｂにて反射されない光は、コールドミラー３１を透過するように構成される。また、取付部材３２は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、ハウジング５０に固定されてなる。

第２反射器４０は、コールドミラー３１（つまり液晶表示素子２２）からの表示光Ｌを反射させる凹面鏡（反射部材）４１と、この凹面鏡４１を保持するミラーホルダ４２とを備えてなる。

凹面鏡４１は、樹脂（例えばポリカーボネート）からなる基板４３と、この基板４３の前面部４４（つまりコールドミラー３１の第１の反射層３１ｂと向かい合う基板４３の面）に蒸着形成されるアルミニウム等の金属からなる反射膜４５とを備え、この場合、前面部４４は、所定の曲率を有する凹状の曲面（凹面）となっている。従って、この凹面からなる前面部４４に反射膜４５が形成されると、前面部４４は、コールドミラー３１からの表示光Ｌをハウジング５０の後述する透光性カバー側へ反射させるための反射面となる。なお、凹面鏡４１は、その反射膜４５（前記反射面）がコールドミラー３１並びに前記透光性カバーに対向し、前記透光性カバーから臨める位置に傾斜状態にて配設される。

また凹面鏡４１は、コールドミラー３１からの表示光Ｌを拡大しつつ、前記透光性カバー（車両１０のフロントガラス１３）側へ反射（投射）させるものである。このことは、凹面鏡４１が、コールドミラー３１によって反射された表示光Ｌを拡大し、この拡大された表示光Ｌを前記透光性カバーを通じてフロントガラス１３に投射することを意味している。なお、凹面鏡４１は、ミラーホルダ４２に両面粘着テープにより接着されている。ミラーホルダ４２は、合成樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）からなるものであり、ハウジング５０に固定されてなる。

ハウジング５０は、例えば黒色の遮光性合成樹脂材料からなり、略箱型形状に形成され、その内部空間である空間部５１に液晶表示器２０や第１反射器３０、並びに第２反射器４０を保持して収納するものであり、第２反射器４０における凹面鏡４１の配設位置の上部（フロントガラス１３側）が開口する開口部５２を備えてなる。そして、凹面鏡４１によって反射された表示光Ｌは、開口部５２を通過することになる。

またハウジング５０には、ハウジング５０とは別部材（別体）にて形成された透光部である透光性カバー５３が開口部５２を塞ぐように配設されてなる。かかる透光性カバー５３は、透光性の合成樹脂材料（例えばアクリル樹脂）からなり、凹面鏡４１で反射された表示光Ｌが透過（通過）する光透過性部材としての機能を有している。つまり、コールドミラー３１並びに凹面鏡４１によって反射された表示光Ｌは、ハウジング５０における開口部５２に配設された透光性カバー５３を通じてフロントガラス１３に投影され、これにより虚像Ｖの表示が運転者１４に対し行われることになる。

以上の各部により表示装置１２が構成される。図３は、表示装置１２の一構成部品である凹面鏡４１の基板４３を成形（射出成形）するための金型６０を示している。かかる金型６０は、上側金型（可動金型）６１及び下側金型（固定金型）６２を有している。

上側金型６１は、成形品となる基板４３の前面部４４の形状に対応した第１の曲面部６１ａを有している。また下側金型６２は、前面部４４とは反対側に位置する基板４３の背面部４７（図２参照）の形状に対応した第２の曲面部６２ａを有し、この場合、第２の曲面部６２ａの曲率は、第１の曲面部６１ａの曲率と略同一となっている。なお、下側金型６２には、詳細図示は省略するが、後述する凸文字なる識別マークを形成すべく、前記識別マークと同形状の窪み部（凹部）が設けられている。

上側金型６１と下側金型６２との間には、基板４３の形状に対応した成形空間６３が形成され、また下側金型６２には、成形空間６３に連通するゲート口６４が設けられてなる。なお、６４ａは、ゲート口６４と連通するように図３中、ゲート口６４の右方に位置し、ゲート口６４へと後述する溶融樹脂を流し込むための樹脂流入路である。

そして、本例では、ゲート口６４側となる成形空間６３の第１開口幅Ｔ１と、この第１開口幅Ｔ１に連通するゲート口６４の第２開口幅Ｔ２とは同一の開口幅ではなく、第２開口幅Ｔ２が第１開口幅Ｔ１よりも若干、幅狭となるように第２開口幅Ｔ２を第１開口幅Ｔ１に連通させた構成となっている。具体的には、図３中、ゲート口６４側の第２開口幅Ｔ２を成形空間６３側の第１開口幅Ｔ１よりも若干、小さく設定し、第２開口幅Ｔ２が、第１開口幅Ｔ１の上方側を避けて、第１開口幅Ｔ１の下方側と連通するような構成としている。

なお、ＰＬは、上側金型６１と下側金型６２との合わせ面（所謂パーティングライン）である。かかる合わせ面ＰＬは、第１の合わせ面ＰＬ１と、第２の合わせ面ＰＬ２とからなる。

第１の合わせ面ＰＬ１は、詳細図示は省略するが、成形空間６３とゲート口６４との境界領域及びその付近の領域を除いた箇所における両金型６１、６２の合わせ面となっており、第１の曲面部６１ａの端部に連なるように構成されているものとする。一方、第２の合わせ面ＰＬ２は、成形空間６３とゲート口６４との境界領域及びその付近の領域における両金型６１、６２の合わせ面となっており、第１の合わせ面ＰＬ１よりも一段低い位置に形成されているものとする。そして、第２の合わせ面ＰＬ２から下側金型６２における第２の曲面部６２ａの外縁に至る領域が、ゲート口６４の第２開口幅Ｔ２となっている。

金型６０を用いて基板４３を成形するにあたっては、まず、上側金型６１を下側金型６２に押し当てて、成形空間６３を密閉し、樹脂流入路６４ａ、ゲート口６４を通じて前記窪み部を含む成型空間６３にポリカーボネート樹脂等からなる溶融樹脂６５を注入した後、この溶融樹脂６５を固化させる。次に、上側金型６１を所定方向に抜き移動させ、これにより下側金型６２に固化した溶融樹脂６５が残る。最後に、この固化した溶融樹脂６５を下側金型６２に備えられるイジェクターピン（図示せず）により下側金型６２から離型させて、不要部分（ランナー部）をカットすることで成形品となる前記識別マーク付きの基板４３が完成する。

なお、ここで言う不要部分とは、溶融樹脂６５の固化後に上側金型６１を所定方向に抜き移動させた際に、ゲート口６４内及び樹脂流入路６４ａ内に残留する固化した溶融樹脂６５部分を意味してなる。かかる不要部分をカットした成形品である前記識別マーク付きの基板４３には、基板４３を正視したときの図である図４に示すごとく、その４つの側面部４６のうち、図４中、右方に位置する側面部４６の略中央部分において、前記不要部分のカットに伴うゲート痕Ｇが生じる構成となっている。なお、本例における基板４３の外形形状は、図４に示すように略矩形状に形成となっている。

また基板４３は、図４中、矢印Ａ方向から見たときの図５に示すように、その前面部４４が上側金型６１の第１の曲面部６１ａの形状に対応した凹状の曲面として形成されるとともに、その背面部４７が下側金型６２の第２の曲面部６２ａの形状に対応した凹状の曲面として形成され、前面部４４の曲率は、背面部４７の曲率と略同一となっている。そして、前記識別マーク付きの基板４３の前面部４４全体に反射膜４５を蒸着形成することで、前面部４４を前記反射面とした反射部材である凹面鏡４１が得られる。

ところで、図５は、前述した４つの側面部４６のうち、図４中、矢印Ａ方向から見たときの側面部４６箇所を主に示したものである。以下、この矢印Ａ方向から見たときの側面部４６を一側面部４６ａと定義する。なお、この一側面部４６ａは、図２中、透光性カバー５３側に位置する基板４３の側面部分に相当する。つまり、この一側面部４６ａは、図２中、矢印Ｂ方向から見たときに透光性カバー５３を通じて透視可能となっている。

そして、本実施形態の場合、一側面部４６ａの左端部には、Ｍ１なる凸文字からなる識別マークＳが設けられている。この識別マークＳは、前述のように基板４３の射出成形時に前記窪み部を含む成型空間６３に溶融樹脂６５を注入した後、この溶融樹脂６５を固化させることで射出成形後の成形品となる基部４３に一体形成される識別記号からなる。

かかる実施形態によれば、反射部材である凹面鏡４１が、樹脂からなる基板４３と、基板４３の前面部４４に形成される反射膜４５とを備え、基板４３の側面部４６（一側面部４６ａ）にＭ１なる凸文字からなる識別マークＳを設けたことで、表示ユニットである表示装置１２に凹面鏡４１を組み付けるにあたり、仮にある車種の表示ユニットに搭載される凹面鏡と前記ある車種とは異なる他の車種の表示ユニットに搭載される凹面鏡の形状が外見上、酷似していたとしても、前記表示ユニットを組み付ける作業者は識別マークを視認することで、凹面鏡を該当する車種の表示ユニットに間違えずに正しく取り付けることが可能となるから、凹面鏡の誤組が発生する虞はなくなる。このように本発明は、凹面鏡の基板に識別マークを形成したことで、凹面鏡の誤組の防止に役立ち凹面鏡の組み付け作業性の向上したヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。

また本実施形態では、基板４３における４つの側面部４６のうち、透光性カバー５３側に位置する一側面部４６ａに識別マークＳを形成した例について説明したが、例えば一側面部４６ａを除いた３つの側面部４６のうち何れか１つの側面部４６に識別マークＳを形成したり、基板４３の前面部４４とは反対側となる基板４４の背面部４７に識別マークＳを形成してもよいが、図２のごとき前記表示ユニット（表示装置１２）の組み付け後の状態であっても、前記作業者が図２中、矢印Ｂ方向から可視（透視）できる一側面部４６ａ領域に識別マークＳを設けることが望ましい。

また本実施形態では、一側面部４６ａに設けられる識別マークＳが、Ｍ１なる凸文字からなる例について説明したが、識別マークＳの形状は、あらゆる形状を採用することが可能であり、例えば識別マークＳを凹文字にて形成してもよい。なお、識別マークＳの意匠としては、文字や数字に限らず、図形や記号、矢印等の識別記号であってもよいことは言うまでもない。

なお本実施形態では、液晶表示素子２２から発せられる表示光Ｌが、フロントガラス１３に投射される例について説明したが、例えばフロントガラス１３に表示光Ｌを良好に運転者１４方向に反射させるコンバイナフィルムを設けてもよいし、あるいはフロントガラス１３とは別の専用の反射体に表示光Ｌを投射する構成としてもよい。

１３ フロントガラス（投影部材）
１４ 運転者（観察者）
２０ 液晶表示器
２２ 液晶表示素子（表示素子）
３０ 第１反射器
３１ コールドミラー
４０ 第２反射器
４１ 凹面鏡（反射部材）
４２ ミラーホルダ
４３ 基板
４４ 前面部
４５ 反射膜
４６ 側面部
４６ａ 一側面部
４７ 背面部
５０ ハウジング
５３ 透光性カバー
Ｌ 表示光
Ｓ 識別マーク

Claims (2)

1. 樹脂からなる基板と、前記基板の前面部に形成される反射膜とを備えた反射部材において、
   前記基板の側面部または前記前面部とは反対側となる前記基板の背面部に識別マークを設けたことを特徴とする反射部材。
2. 表示光を発する表示素子と、前記表示光を反射させる反射部材とを備え、
   前記反射部材によって反射された前記表示光を投影部材に投影して観察者に対し表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記反射部材は、樹脂からなる基板と、前記基板の前面部に形成される反射膜とを備え、
   前記基板の側面部または前記前面部とは反対側となる前記基板の背面部に識別マークを設けた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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