JP2013140228A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】HUD装置は、表示部が出射した表示画像を表す表示光を反射させる折り返しミラー40と、視認者に前記表示画像を視認させるコンバイナと、中ケース13と、を備える。折り返しミラー40は、基材41と、基材41の下端部に設けられた第1位置決め部43と、基材41の上端部の左右側面の各々から外側に突出するように設けられた第2位置決め部44と、折り返しミラー44の表面に施されたハードコート膜と、を有し、中ケース13は、第1位置決め部43と当接する第1支持部と、第2位置決め部44の下端44aと当接する第2支持部136と、を有し、第2位置決め部44の下端44aと第2支持部136の上端136aとは、実質的に点接触又は線接触するように構成されている。
【選択図】図2
Description
表示画像を表す表示光を出射する表示部と、
前記表示部が出射した表示光が到達し、到達した表示光を反射させる折り返しミラーと、
前記折り返しミラーで反射した表示光が到達し、到達した表示光を集光することで、視認者に前記表示画像を視認させるコンバイナと、
前記折り返しミラーを保持し、前記折り返しミラーの下側に位置する底部を有するケースと、を備え、
前記折り返しミラーは、表示光を反射させる反射面を含む主面を有する板状の基材と、前記基材の前記底部側の端部である下端部に設けられた第1位置決め部と、前記基材の上端部の左右側面の各々から外側に突出するように設けられた第2位置決め部と、前記折り返しミラーの表面に施されたハードコート膜と、を有し、
前記ケースは、前記第1位置決め部と当接し、前記折り返しミラーの前記ケースに対する左右方向の位置を決める第1支持部と、前記第2位置決め部の下端と当接し、前記折り返しミラーの前記ケースに対する上下方向の位置を決める第2支持部と、を有し、
前記第2位置決め部の下端と前記第2支持部の上端とは、実質的に点接触又は線接触するように構成されている、
ことを特徴とする。
表示画像を表す表示光を出射する表示部と、
前記表示部が出射した表示光が到達し、到達した表示光を反射させる折り返しミラーと、
前記折り返しミラーで反射した表示光が到達し、到達した表示光を集光することで、視認者に前記表示画像を視認させるコンバイナと、
前記折り返しミラーを保持し、前記折り返しミラーの下側に位置する底部を有するケースと、を備え、
前記折り返しミラーは、表示光を反射させる反射面を含む主面を有する板状の基材と、前記基材の底部側とは反対側の端部である上端部の左右側面の各々から外側に突出するように設けられた位置決め部と、前記折り返しミラーの表面に施されたハードコート膜と、を有し、
前記位置決め部は、下方に向けて先細りとなる第1凸部と、前記基材の側面が向く方向に向けて先細りとなる第2凸部と、を含み、
前記ケースは、前記底部から立設する壁部を備え、
前記壁部は、前記第1凸部の先端と当接し、前記折り返しミラーの前記ケースに対する上下方向の位置を決める支持部と、前記第2凸部の先端と当接し、前記折り返しミラーの前記ケースに対する左右方向の位置を決める内側面と、を有し、
前記第1凸部の先端と前記支持部の上端とは、実質的に点接触又は線接触するように構成され、前記第2凸部の先端と前記内側面とは、実質的に点接触又は線接触するように構成されている、
ことを特徴とする。
第1実施形態に係るHUD装置1は、図1に示すように、ケース体10と、表示部20と、回路基板30と、折り返しミラー40と、コンバイナ50と、を備える。
HUD装置1は、据え置き型のHUD装置であり、例えば、車両のダッシュボード上(例えば、インストルメントパネル上方)に取り付けられるものである。以下の説明では、HUD装置1が表示する表示画像を視認する視認者2から見て、上方向を「上」、下方向を「下」、前方向を「前」、後ろ方向を「後」として(図1の両端矢印参照)、HUD装置を構成する各部を説明する。
上ケース11には開口部110が形成されており、この上ケース11と下ケース12とが連結することで上側開口の箱のような形状となる。この箱形状の内部に、表示部20、回路基板30、及び中ケース13が収納される。
また、中ケース13は、折り返しミラー40を保持する。中ケース13がどのように折り返しミラー40を保持するかについては、後に詳述する。
基材41の反射面は、例えば、効率良く、表示光Lをコンバイナ50に反射させる曲面として構成されている(なお、図では、説明便宜上、反射面を平面として記載した)。また、折り返しミラー40は、中ケース13に保持されることで、その反射面が表示部20の表示面と略対向するように配置されている。反射面は、基材41の主面(表示部20の表示面と対向する面)の少なくとも一部に形成されている。
表示部20が出射した表示光Lは、第1出射口131aを通過して折り返しミラー40に到達する。そして、折り返しミラー40で反射した表示光Lは、第2出射口14を通過してコンバイナ50に向かう。
コンバイナ50は、図1に示すように、折り返しミラー40で反射し、到達する表示光Lの光路を変更する(コンバイナ50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50の凹面50a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50より1.5m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50は、その前方位置Fに表示画像の虚像を形成するとともに、前方からの光を透過し、これにより、HUD装置1は、虚像と前方に実際に存在する外景等の双方を、視認者2に視認させることができる。なお、コンバイナ50の表面に、折り返しミラー40のようにハードコート膜を形成してもよい。
ここからは、折り返しミラー40の保持態様について、図2(a)(b)、図3(a)〜(c)等を参照して詳細に説明する。
なお、図3(a)は、図1に示すA−A線でHUD装置1を切った場合の中ケース13の概略断面図であり、中ケース13と折り返しミラー40との関係を示すものである。以下では、図3(a)におけるB−B線より左側を「左」、B−B線より右側を「右」として、折り返しミラー40及び中ケース13を説明する。
これに対応して、中ケース13の折り返しミラーの下側に位置する底部135には、第1位置決め部43と当接し、折り返しミラー40の中ケース13に対する左右方向の位置を決める第1支持部1350が設けられている。この第1支持部1350は、底部135に形成されている孔部であり、具体的には、第1支持部1350は、中ケース13の第1内側面131と対向する第2内側面132側の底部135を貫通する貫通孔として形成されている。なお、第1支持部1350は、有底孔のような凹部であってもよい。
第1支持部1350と第1位置決め部43とは、互いに嵌め合わさるように形成されており、第1支持部1350に第1位置決め部43が挿入されると、折り返しミラー40は、中ケース13に対して左右方向に位置決めされる。具体的には、第1位置決め部43は、例えば、中ケース13の前記孔部を形成する側面のうち、左側面130L及び右側面130Rと当接することによってほぼ左右方向に不動となり(図3(b)参照)、これによって折り返しミラー40は、中ケース13に対して左右方向に位置決めされる。
これに対応して、中ケース13は、第2位置決め部44の下端と当接する第2支持部136を有する。上側開口の箱状の中ケース13は、図3(a)に示すように底部135から上方に立設する左壁部13L及び右壁部13Rを有し、両側壁の第2内側面側132の上端部に第2支持部136が形成されている(図2(b)参照)。ここで、中ケース13の第1内側面131及び第2内側面132とほぼ直交(丁度、直交も含む)する内側面であって、図3(a)に示すように、左側に位置するものを第3内側面133、右側に位置するもの第4内側面134とすれば、第3内側面133及び第4内側面134の各々の面内方向上方に突出するように、中ケース13には第2支持部136が形成されている(図2(b)、図3(a)参照)。なお、図3(a)に示すように、第3内側面133は左壁部13Lの内側面であり、第4内側面134は右壁部13Rの内側面である。左壁部13Lと右壁部13Rとは、第3内側面133と第4内側面134とが向かい合うように対向している。
上記で説明したように、第2支持部136の上端136aは前後方向に延びる線状になっており、第2位置決め部44の下端44aは、左右方向に延びる線状になっているため、第2支持部136と第2位置決め部44は、実質的に点接触する。
ハードコート膜42は、折り返しミラー40における第1位置決め部43以外の部分の表面に形成されている。つまり、基材41と第2位置決め部44の表面は、概ねハードコート膜42に覆われている。
このようなハードコート膜42をどのように形成するかについて、図6を参照して以下に説明する。
次に、ランナー部45を所定の器具に把持させることで対象400を吊るし、対象400を第2位置決め部44側から液化させた紫外線硬化型のアクリル系樹脂等からなるハードコート剤420に浸漬する(ディッピング処理)。このとき、第1位置決め部43が設けられた一端部を残して、対象400を浸漬する。第1位置決め部43は、前述のように折り返しミラー40を中ケース13に対して左右方向に位置決めするために設けられているため、第1位置決め部43にハードコート膜42が形成されるのは好ましくない。よって、対象400を、図示するように、例えば、基材41の第1位置決め部43側の端部を若干残して浸漬する(この場合、基材41の第1位置決め部43側には、若干のハードコート膜42が形成されない領域が生じることになる)。
次に、対象400を、引き出し、乾燥させる。
そして、ランナー部45を切断する。
前述したように、ディッピングでは、液溜まりが生じやすく、ハードコート膜42の厚さが一様になりにくい。しかし、本実施形態に係る折り返しミラー40の第1位置決め部43には、ハードコート膜42が形成されていないため、中ケース13に対する折り返しミラー40の左右方向の位置は精度良く決まる。
一方、中ケース13に対する折り返しミラー40の上下方向の位置を決めるために設けられた第2位置決め部44にはハードコート膜42が形成されており、第2位置決め部44におけるハードコート膜42の厚みは一様になりにくい。しかし、本実施形態では、第2位置決め部44とこれを下側から支持する第2支持部136とを実質的に点接触するように構成し、これにより両者の接触面積がなるべく小さくなるようになっているため、ハードコート膜42の厚みムラによる位置決め精度の悪化が効果的に軽減される。つまり、中ケース13に対する折り返しミラー40の上下方向の位置も精度良く決まる。
以上のように、第2支持部136の上端部が三角形状であり、上端136aが角(三角形の頂角)になっていなくともよい。図7(a)に示すように、第2支持部136の上端部が曲面(球面も含む)になっていてもよい。また、第2位置決め部44の下端部は、略二等辺三角形状ではなく、図7(b)に示すように直角三角形状になっていてもよい。
つまり、第2支持部136の上端136aと第2位置決め部44の下端44aの双方が角で構成される、一方が角で他方が曲面の一部で構成される等して、実質的に両者が点接触するようにし、両者の接触面積を低減することができれば、第2支持部136と第2位置決め部44の形状は、上記実施形態に説明したものに限られない。
第1実施形態では、折り返しミラー40が、中ケース13に対する折り返しミラー40の左右方向の位置を決めるための凸部等からなる第1位置決め部43を有する例を説明した。一方、図10(a)に示すように第2実施形態に係る折り返しミラー40は、第1実施形態のような第1位置決め部43を有さずに構成されている。
以下、このような折り返しミラー40を備える第2実施形態に係るHUD装置について、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、第1実施形態と同様の機能を有する各部については、第1実施形態と同様の符号を用いて説明する。
第2実施形態に係る中ケース13は、その底部135に孔部等からなる第1支持部1350が形成されていない他は、第1実施形態と同様の形状で形成されている。
位置決め部440は、下方に向けて先細りとなる第1凸部441と、前記基材の側面が向く方向に向けて先細りとなる第2凸部442と、を有する。つまり、第1凸部441の先端441aは下方に向き、第2凸部442の先端442は左右各々の方向に向く。
また、第2凸部442は、頂角が基材41の側面の面外方向に向く三角柱状の部材であり、その先端442aは、上下方向に延びる線を描くようになる(図10(b)参照)。
第2支持部136の上端136aは前後方向に延びる線状になっており、第1凸部441の先端441aは左右方向に延びる線状になっているため、第2支持部136と第1凸部441は、実質的に点接触する。
第2凸部442の先端442aは、上下方向に延びる線状になっているため、第3内側面133及び第4内側面134と第2凸部442とは、実質的に線接触する。
しかし、第2実施形態では、第1凸部441とこれを下側から支持する第2支持部136とを実質的に点接触するように構成し、これにより両者の接触面積がなるべく小さくなるようになっている。また、第2凸部442と第3内側面133及び第4内側面134とを実質的に線接触するように構成し、これにより両者の接触面積がなるべく小さくなるようになっている。
そのため、ハードコート膜の厚みムラによる位置決め精度の悪化が効果的に軽減される。つまり、中ケース13に対する折り返しミラー40の上下方向の位置も精度良く決まる。また、第2実施形態の折り返しミラー40の形状によれば、上下及び左右方向において中ケース13と接触する部分の面積を小さくしているため、折り返しミラー40の表面のすべてを覆うようにハードコート膜を形成することもできる。
なお、第2支持部136と第1凸部441の形状は、以上の実施形態に説明したものに限られない。
第2支持部136の上端136aと第1凸部441の先端441aとの双方が角で構成される、一方が角で他方が曲面の一部で構成される等して、実質的に両者が点接触するようにし、両者の接触面積を低減することができれば、第2支持部136と第1凸部441の形状は、任意である。また、図示しないが、第2支持部136と第1凸部441とが実質的に線接触するようにして、両者の接触面積を低減してもよい。無論、上記のように両者を実質的に点接触するようにしたほうが接触面積をより低減できるので好ましいが、このようにしてもハードコート膜の厚さムラの影響を軽減できる。
このHUD装置1の構造によれば、折り返しミラー40にハードコート膜42を形成しても、良好な精度で折り返しミラー40を中ケース13に対し位置決めすることができる。よって、商品性が良好なHUD装置1を提供することができる。
このHUD装置1の構造によっても、折り返しミラー40にハードコート膜42を形成しても、良好な精度で折り返しミラー40を中ケース13に対し位置決めすることができる。
2 …視認者
10 …ケース体
11 …上ケース
110 …開口部
111 …コンバイナ保持部
12 …下ケース
13 …中ケース
131 …第1内側面
131a…第1出射口
132 …第2内側面
133 …第3内側面
134 …第4内側面
135 …底部
1350…第1支持部
130L…左側面
130R…右側面
136 …第2支持部
136a…上端
13L …左壁部
13R …右壁部
14 …第2出射口
20 …表示部
30 …回路基板
31 …基材
40 …折り返しミラー
41 …基材
42 …ハードコート膜
43 …第1位置決め部
44 …第2位置決め部
44a …下端
45 …ランナー部
50 …コンバイナ
50a …凹面
440 …位置決め部
441 …第1凸部
441a…先端
442 …第2凸部
442a…先端
Claims (6)
- 表示画像を表す表示光を出射する表示部と、
前記表示部が出射した表示光が到達し、到達した表示光を反射させる折り返しミラーと、
前記折り返しミラーで反射した表示光が到達し、到達した表示光を集光することで、視認者に前記表示画像を視認させるコンバイナと、
前記折り返しミラーを保持し、前記折り返しミラーの下側に位置する底部を有するケースと、を備え、
前記折り返しミラーは、表示光を反射させる反射面を含む主面を有する板状の基材と、前記基材の前記底部側の端部である下端部に設けられた第1位置決め部と、前記基材の上端部の左右側面の各々から外側に突出するように設けられた第2位置決め部と、前記折り返しミラーの表面に施されたハードコート膜と、を有し、
前記ケースは、前記第1位置決め部と当接し、前記折り返しミラーの前記ケースに対する左右方向の位置を決める第1支持部と、前記第2位置決め部の下端と当接し、前記折り返しミラーの前記ケースに対する上下方向の位置を決める第2支持部と、を有し、
前記第2位置決め部の下端と前記第2支持部の上端とは、実質的に点接触又は線接触するように構成されている、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 表示画像を表す表示光を出射する表示部と、
前記表示部が出射した表示光が到達し、到達した表示光を反射させる折り返しミラーと、
前記折り返しミラーで反射した表示光が到達し、到達した表示光を集光することで、視認者に前記表示画像を視認させるコンバイナと、
前記折り返しミラーを保持し、前記折り返しミラーの下側に位置する底部を有するケースと、を備え、
前記折り返しミラーは、表示光を反射させる反射面を含む主面を有する板状の基材と、前記基材の底部側とは反対側の端部である上端部の左右側面の各々から外側に突出するように設けられた位置決め部と、前記折り返しミラーの表面に施されたハードコート膜と、を有し、
前記位置決め部は、下方に向けて先細りとなる第1凸部と、前記基材の側面が向く方向に向けて先細りとなる第2凸部と、を含み、
前記ケースは、前記底部から立設する壁部を備え、
前記壁部は、前記第1凸部の先端と当接し、前記折り返しミラーの前記ケースに対する上下方向の位置を決める支持部と、前記第2凸部の先端と当接し、前記折り返しミラーの前記ケースに対する左右方向の位置を決める内側面と、を有し、
前記第1凸部の先端と前記支持部の上端とは、実質的に点接触又は線接触するように構成され、前記第2凸部の先端と前記内側面とは、実質的に点接触又は線接触するように構成されている、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記第1位置決め部は、前記基材の下側面部から下方に突出する凸部であり、
前記第1支持部は、前記底部に設けられた孔部又は凹部である、
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。 - 前記第1位置決め部は、前記基材の前記反射面とは反対側の面の面外方向に突出する突起部であり、
前記第1支持部は、前記基材の前記反射面とは反対側の面と対向する側面部に設けられた孔部又は凹部である、
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。 - 前記第1位置決め部は、前記基材の下側面部から上方に向けて窪んだ凹設部であり、
前記第1支持部は、前記凹設部に対応して設けられ、前記底部から上方に突出するように設けられた突出部である、
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。 - 据え置き型であることを特徴とする請求項1乃至5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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