JP2017219716A - ミラーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 温度変化があっても所望の位置にて反射部を保持できるミラーユニットを提供する。【解決手段】 板状の基材に反射面５１ａを有する反射部５１と、前記基材と異なる材質からなり、反射部５１を保持するためのホルダ５２と、を備え、ホルダ５２と反射部５１との間において、対向面の略中央箇所にホルダ５２と反射部５１とを接着する第１の接着部材５７と、第１の接着部材５７と異なる形状で、第１の接着部材５７よりも外側に複数設けられ、ホルダ５２と反射部５１とを接着する第２の接着部材５８と、を設ける。【選択図】図５

Description

本発明は、表示光を投影するミラーユニットに関し、例えば、ヘッドアップディスプレイなどの車載用表示装置に用いられるミラーユニットとして好適である。

従来、表示光を反射させる反射部（反射ミラー）を有するミラーユニット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。かかる特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイは、車両のインストルメントパネル（以下、インパネと言う）内部に取り付けられており、表示装置が発する表示光を車両のウインドシールド（投影部材）に投影し、車両の利用者（運転者）に対し虚像を表示する。

前述した表示装置は、光源と、この光源の発光に伴い表示光を発する表示器と、この表示器が発する表示光をウインドシールド側に反射させるためのミラーユニットと、光源と表示器とミラーユニットとを収容する収納部及びミラーユニットによって反射された表示光を透過させる透光部を有する合成樹脂からなるハウジングとから主に構成されており、ミラーユニットの反射部によって反射された表示光を前記透光部を通じてウインドシールドに投影し、虚像を表示する。

特開平９−１０９７３２号公報

これらヘッドアップディスプレイは、車両に搭載され、車外の温度環境の変化だけでなく太陽光の照射による高温化など、温度変化が大きい。このため、反射部とこの反射部を保持するホルダとの温度変化による膨張率の差異によって、接着状態が解けたり、ミラー面に応力が加わり表示が歪んでしまうという課題があった。

特に、ミラーユニットが大型であったり、反射部の基材と、ホルダとの材質が異なる場合には、前述課題が顕著になってしまうため、熱影響があっても歪が少なく、かつ所望の位置に反射部を保持できる構造が望まれていた。

そこで本発明の目的は、前述の課題に着目し、温度変化があっても所望の位置にて反射部を保持できるミラーユニットを提供することにある。

本発明のミラーユニットは、
板状の基材に反射面を有する反射部と、
前記基材と異なる材質からなり、前記反射部を保持するためのホルダと、を備え、
前記ホルダと前記反射部との間において、
前記ホルダと前記反射部との対向面の略中央箇所に前記ホルダと前記反射部とを接着する第１の接着部材と、
前記第１の接着部材と異なる形状で、前記第１の接着部材よりも外側に複数設けられ、前記ホルダと前記反射部とを接着する第２の接着部材と、
を設けることを特徴とする。

また、前記第２の接着部材は、接着面に対して垂直方向の厚みが、前記第１の接着部材よりも大きいことを特徴とする。

また、前記第２の接着部材は、前記第１の接着部材よりも大きな変形量に対応できる緩衝材を有することを特徴とする。

本発明のミラーユニットは、温度変化があっても所望の位置にて反射部を保持できる。

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。 同実施形態における反射ユニットの分解斜視図。 同実施形態における支持部を示す断面図。 同実施形態における反射ユニットを示す斜視図。 同実施形態における反射ユニットを示す断面図。 同実施形態における反射ユニットの別例を示す要部断面図。

以下、本発明のミラーユニットは、車両のウインドシールドに表示光を投影する車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用した実施形態について、図面を用いて説明する。

図１において、本実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置（車載投影装置）Ａは、例えば自動車に搭載されるもので、ハウジング１と、表示ユニット２と、バックライトユニット３と、平面鏡４と、反射ユニット（ミラーユニット）５と、アクチュエータ（駆動手段）６とを備えており、表示ユニット２及びバックライトユニット３を通じて生成され、平面鏡４と反射ユニット５とを通じて反射される表示光（表示像）Ｌを車両のウインドシールド（風防ガラス）７に照射して表示を行うもので、表示内容としては例えば各種車両情報やナビゲーション（経路案内）情報等があげられる。

ハウジング１は、例えば黒色の合成樹脂からなり、表示ユニット２、バックライトユニット３、平面鏡４、反射ユニット５、アクチュエータ６とを内部に収容する他、ウインドシールド７に対向する側には、表示光Ｌをウインドシールド７に向けて出射させる出射部８が形成され、この出射部８は透光性カバー９にて覆われている。なお、ハウジングとして、熱変形や放熱を考慮してアルミ等の金属材料からなる箇所を組み合わせて各部品の収容空間を形成することもできる。また、各ユニット毎に囲われた筐体を組み合わせてハウジングとすることもできる。

表示ユニット２は、バックライトユニット３からの光を受けて表示光Ｌを形成する例えば液晶表示パネルからなる表示素子を含み、ハウジング１に固定配置されている。

バックライトユニット３は、光源基板、光源、レンズ部材、ケース等を含み、表示ユニット２の背後に位置してハウジング１に取り付け固定されている。

平面鏡４は、表示ユニット２からの表示光Ｌを反射ユニット５に向けて反射する。なお、平面鏡としてコールドミラーを用いることで、表示ユニット２への熱線強度を低下させることが期待できる。

反射ユニット５は、平面鏡４を通じて入射する表示光Ｌを出射部８に向けて反射するとともに、アクチュエータ６の作動に伴い、後述する回転軸を中心として回動可能に構成される。反射ユニット５を通じて反射された表示光Ｌは、出射部８に設けられた透光性カバー９を透過してウインドシールド７上に照射され、虚像となって乗員Ｐに視認される。

アクチュエータ６は、例えば、後述するモータや複数のギアを通じて反射ユニット５の回転軸５２１と連結された状態でハウジング１に取り付け固定され、反射ユニット５を回動する駆動源となる。

次に、図２乃至図５に基づいて反射ユニット５を説明する。反射ユニット５は、反射部５１と、ホルダ５２と、支持部５３とを有する。

反射部５１は、例えば、合成樹脂材料からなる板状の基材の表面に蒸着等の手段により反射膜を形成した凹面鏡からなる。反射部５１の反射面５１ａは、ウインドシールド７の形状に対応した曲面を有し、乗員Ｐから見える虚像の歪みを補正する作用も有する。なお、この場合、基材は、射出成形によって成形される。

この凹面として形成された反射面５１ａは、平面鏡４からの表示光Ｌをウインドシールド７側へ反射させるための光反射面となる。なお、反射部５１は、反射面５１ａが平面鏡４並びに上方のウインドシールド７に対向し、ハウジング１の透光性カバー９から臨める位置に傾斜状態にて設けられる。

ホルダ５２は、例えば、黒色の金属材料からなり、両端側に突出する回転軸５２１や反射部５１を載せる載置台５２２が形成される。この場合、反射部５１は、後述する接着部材で載置台５２２に固定される。また、回転軸５２１の両側には、支持部５３として、回転軸５２１を挿通して軸支するボールベアリング（転がり軸受）５４と、このボールベアリング５４をハウジング１の所定位置に保持するベアリング保持部５５とを設けている。

支持部５３は、ボールベアリング５４と、ベアリング保持部５５とからなり、予めこれらを組み付けてから回転軸５２１に挿通され、さらにハウジング１に保持される。支持部５３によって、ハウジング１に対して反射部５１を回転可能に軸支できる。この場合、支持部５３は、同様のものが３つ用意される（図２では、それらの一部を示す）。

ボールベアリング５４は、図３に示すように、円筒状の外輪５４１と、この外輪５４１の内側に設けられ回転軸５２１を挿通する孔部を有する内輪５４２と、外輪５４１と内輪５４２との間に介在して円滑な回転を促すボール５４３と、内輪５４２と外輪５４１との隙間を覆うように外輪５４１に嵌め込まれて設けられるカバー５４４と、カバー５４４の内側に内輪５４２及び外輪５４１とボール５４３とが潤滑する潤滑剤５４５と、を備えている。

ベアリング保持部５５は、ボールベアリング５４の外輪５４１が嵌まって収まる孔５５１と、この外輪５４１の組み付け位置を規定する壁部５５２と、ハウジング１の所定箇所にボルト５６を用いて保持するための穴部５５３とを備えている。

ベアリング保持部５５は、ボールベアリング５４が孔５５１に圧入されて、これを保持できる。この際、ボールベアリング５４は、外輪５４１が孔５５１の開口側から、図示しない圧入用治具によって押圧されて挿入され、壁部５５２に当接する位置まで圧入される。また、この圧入用治具及び壁部５５２は、外輪５４１に当たり、内輪５４２に当たらないような形状、及び組み付け方法が適用され、内輪５４２に押圧力が加わりボール５４３が外れたり傷つくなどのボールベアリング５４の不具合を防止する。

ボールベアリング５４を収納保持したベアリング保持部５５は、更に圧入用治具を用いて回転軸５２１がボールベアリング５４の内輪５４２の孔部に挿通しながら圧入されて組み付けられる。

このボールベアリング５４を収納保持したベアリング保持部５５は、同様のものが反射部５１の両側の回転軸５２１に挿通されて設けられ、アクチュエータ６側の回転軸５２１には、さらにもう一つのベアリング保持部５５が設けられる。従って、ベアリング保持部５５は、アクチュエータ６と反射部５１との間に複数設けられることになり、反射部５１（反射部５１両脇のボールベアリング５４間）での振動をアクチュエータ６側に伝えにくくしている。

アクチュエータ６は、図４に示すように、モータ６１や複数のギア６２を備えており、モータ６１の回動がギア６２を介して回転軸５２１に伝わるようにしている。ギア６２の一つは、回転軸５２１において複数のベアリング保持部５５のさらに端部側（外側）に嵌合して設けられ、回転軸５２１とともに回動する。さらにモータ６１の回動がこのギア６２に減速して伝わるように他のギア６２が用意される。

次に反射ユニット５における、ホルダ５２に反射部５１が保持される構造について、図５を用いて説明する。

反射ユニット５は、反射部５１がホルダ５２に接着部材５７，５８を用いて接着されることで所望の位置に固定保持される。接着部材５７，５８は、複数種類用意されている。反射部５１とホルダ５２との対向面において、その略中央箇所（面方向Ｘにおける反射部５１の略中央箇所）には、硬化型接着剤などの第１の接着部材５７が設けられ、さらに、第１の接着部材５７の外側（面方向Ｘにおける外側）には、緩衝材５８１と接着シート５８２とを組み合わせた第２の接着部材５８が設けられる。

第２の接着部材５８は、接着面に対して垂直方向の厚みが、第１の接着部材５７よりも大きいため、変形し易い。また、緩衝材５８１としては、ポロンやブチルゴム、発泡材、軟質ウレタン、衝撃吸収作用のあるゲル状部材等の弾性変形可能な部材が適用できる。なお、この場合、接着シート５８２は、緩衝材５８１と反射部５１との間と、緩衝材５８１とホルダ５２との間とに張り付けられる両面接着シートを適用するが、この他にも、例えば、第１の接着部材５７と同じ部材を緩衝材５８１に施して適用できる。

第２の接着部材５８は、緩衝材５８１が弾性変形することで、例えば、反射部５１やホルダ５２の温度環境が変化した場合、各部材の熱膨張率や熱収縮率の異なることによって、相対的に位置ずれが生じたとしても、多少の位置ずれをこの緩衝材５８１の変形で吸収することができ、接着シート５８２による保持状態（接着状態）を維持できる。

また、第１の接着部材５７は、他の保持箇所（第２の接着部材５８）に比べて強固に反射部５１とホルダ５２とを接着できる。従って、反射部５１に熱変形が生じても中央箇所が位置ずれし難くなる。このため、特に、表示光Ｌを乗員Ｐに届けるために使用頻度の高い反射面５１ａの中央箇所について、最適に近い歪補正のまま表示光Ｌを投影し、表示品位を保つことができる。また、ホルダ５２に対する反射部５１の変形の基点を中心箇所にすることで、外端側までの距離を短くでき、外側の反射箇所においても熱変形による相対的な位置ずれ量を小さくできる作用がある。

斯かるヘッドアップディスプレイ装置Ａの反射ユニット５は、板状の基材に反射面５１ａを有する反射部５１と、前記基材と異なる材質からなり、反射部５１を保持するためのホルダ５２と、を備え、ホルダ５２と反射部５１との間において、対向面の略中央箇所にホルダ５２と反射部５１とを接着する第１の接着部材５７と、第１の接着部材５７と異なる形状で、第１の接着部材５７よりも外側に複数設けられ、ホルダ５２と反射部５１とを接着する第２の接着部材５８と、を設ける。

従って、車載されるなどして温度変化があっても表示の歪が少なく、かつ所望の位置（略中央箇所）に反射部５１を保持できる反射ユニット５となる。

なお、本発明のヘッドアップディスプレイ装置Ａを上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。例えば、上述実施の形態にあっては、曲面を有するホルダ５２を用いたが、図６に示すように、反射部５１を載置する面が略平面のホルダ５２０を用いることもできる、この場合、上述実施形態よりも厚みの大きな緩衝材５８１を適用すればよく、変形量の大きな緩衝材５８１によって、より大型で熱変形量の大きな反射部５１にも対応して保持状態を維持できる。

また、表示ユニット２として、バックライトユニット３の照射光を利用して表示光（表示像）Ｌを形成する液晶パネルを用いるものを例に挙げて説明したが、照明光としてレーザー光を走査させて適用したり、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）を利用したプロジェクタ方式を適用することもでき、上記ミラーユニットを組み合わせることで、上述実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関して、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両情報やターンバイターン表示等の道路情報などの車載表示装置として好適である。

Ａ ヘッドアップディスプレイ装置
１ ハウジング
２ 表示ユニット
３ バックライトユニット
４ 平面鏡
５ 反射ユニット（ミラーユニット）
５１ 反射部
５１ａ 反射面
５２ ホルダ
５２１ 回転軸
５３ 支持部
５４ ボールベアリング
５５ ベアリング保持部
５７ 第１の接着部材
５８ 第２の接着部材
５８１ 緩衝材
５８２ 接着シート
６ アクチュエータ
７ ウインドシールド
８ 出射部
９ 透光性カバー（出射部）

Claims (3)

1. 板状の基材に反射面を有する反射部と、
   前記基材と異なる材質からなり、前記反射部を保持するためのホルダと、を備え、
   前記ホルダと前記反射部との間において、
   前記ホルダと前記反射部との対向面の略中央箇所に前記ホルダと前記反射部とを接着する第１の接着部材と、
   前記第１の接着部材と異なる形状で、前記第１の接着部材よりも外側に複数設けられ、前記ホルダと前記反射部とを接着する第２の接着部材と、
   を設けることを特徴とするミラーユニット。
2. 前記第２の接着部材は、接着面に対して垂直方向の厚みが、前記第１の接着部材よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のミラーユニット。
3. 前記第２の接着部材は、前記第１の接着部材よりも大きな変形量に対応できる緩衝材を有することを特徴とする請求項１に記載のミラーユニット。

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