JP2019015821A - 反射鏡ユニット及びヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両において虚像表示品位を確保するための反射鏡ユニットの提供。【解決手段】反射鏡ユニットは、長手方向Ｄｌに幅をもって短手方向Ｄｓに広がる凹面３４５を有した湾曲板状に樹脂成形されているベース体３４０と、凹面３４５の長手方向Ｄｌの両側箇所に分離して接着されている１対の両面テープ３４１と、凹面３４５に沿う湾曲板状に形成されて両面テープ３４１の全てに接着されている反射体を備える。表示光像が反射体の変形により歪むと予測される割合を予測歪み率Ｒｐと定義し、両面テープ３４１の各々における長手方向Ｄｌの寸法をテープ幅Ｗｔと定義し、ベース体３４０における長手方向Ｄｌの中心位置Ｐｂから、両面テープ３４１の各々における長手方向Ｄｌの中心位置Ｐｔまでの距離をテープ配置距離Δｔと定義すると、Ｒｐ＝０．０９３３・Ｗｔ+２．１１６７≦５［％］と、Ｒｐ＝０．１１６７・Δｔ−０．５６９７≦５［％］とが成立する。【選択図】図４

Description

本発明は、反射鏡ユニット及びヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ（Head Up Display）という）装置に関する。

従来、投射ユニットから投射した表示光像を反射鏡ユニットにより反射して車両の投影部材に投影することで、車両の車室内にて乗員により視認可能に表示光像を虚像表示するＨＵＤ装置は、広く知られている。

このようなＨＵＤ装置の反射鏡ユニットとして特許文献１に開示されたものでは、車両に支持されることになる樹脂基材の凹面に、例えば蒸着等により反射膜が形成されている。これにより反射膜は、投射ユニットからの表示光像を投影部材側へと反射する。

特開２０１５−７５５１０号公報

さて、特許文献１に開示された反射ユニットの如き樹脂基材は、一般に樹脂成形されることになる。しかし、車両における環境温度の変化に応じて樹脂基材が変形するのに追従して、凹面に密着した反射膜も変形し易くなる。こうして変形した反射膜により表示光像が反射されると、当該表示光像には歪みが生じるため、虚像表示品位を悪化させるおそれがあった。

以上より本発明の目的は、車両において虚像表示品位を確保するための反射鏡ユニットを、提供することにある。また、本発明の他の目的は、車両において虚像表示品位を確保するための反射鏡ユニットを含んで構成されるＨＵＤ装置を、提供することにある。

以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。尚、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上述の課題を解決するために開示された第１発明は、
投射ユニット（２０）から投射した表示光像（５）を車両（２）の投影部材（４）に投影することにより、車両の車室（２ａ）内にて乗員により視認可能に表示光像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）において、投射ユニットからの表示光像を投影部材側へ反射する反射鏡ユニット（３）であって、
長手方向（Ｄｌ）に幅をもって短手方向（Ｄｓ）に広がる凹面（３４５）を有した湾曲板状に樹脂成形されており、車両に支持されるベース体（３４０）と、
凹面において長手方向の両側箇所にそれぞれ分離して接着されている１対の両面テープ（３４１）と、
凹面に沿う湾曲板状に形成されて両面テープの全てに接着されており、投射ユニットからの表示光像を反射する反射体（３４２）とを、備え、
表示光像が反射体の変形により歪むと予測される割合を、予測歪み率Ｒｐと定義し、
凹面に接着された両面テープの各々における長手方向の寸法を、テープ幅Ｗｔと定義し、
ベース体における長手方向の中心位置（Ｐｂ）から、凹面に接着された両面テープの各々における長手方向の中心位置（Ｐｔ）までの距離を、テープ配置距離Δｔと定義すると、
式Ａとして Ｒｐ＝０．０９３３・Ｗｔ+２．１１６７≦５［％］ と、
式Ｂとして Ｒｐ＝０．１１６７・Δｔ−０．５６９７≦５［％］ とが、成立する。

また、上述の課題を解決するために開示された第２発明は、
投射ユニット（２０）及び反射鏡ユニット（３）を含んで構成され、投射ユニットから投射した表示光像（５）を反射鏡ユニットにより反射して車両（２）の投影部材（４）に投影することにより、車両の車室（２ａ）内にて乗員により視認可能に表示光像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）であって、
反射鏡ユニットは、
長手方向（Ｄｌ）に幅をもって短手方向（Ｄｓ）に広がる凹面（３４５）を有した湾曲板状に樹脂成形されており、車両に支持されるベース体（３４０）と、
凹面において長手方向の両側箇所にそれぞれ分離して接着されている１対の両面テープ（３４１）と、
凹面に沿う湾曲板状に形成されて両面テープの全てに接着されており、投射ユニットからの表示光像を反射する反射体（３４２）とを、備え、
表示光像が反射体の変形により歪むと予測される割合を、予測歪み率Ｒｐと定義し、
凹面に接着された両面テープの各々における長手方向の寸法を、テープ幅Ｗｔと定義し、
ベース体における長手方向の中心位置（Ｐｂ）から、凹面に接着された両面テープの各々における長手方向の中心位置（Ｐｔ）までの距離を、テープ配置距離Δｔと定義すると、
式Ａとして Ｒｐ＝０．０９３３・Ｗｔ+２．１１６７≦５［％］ と、
式Ｂとして Ｒｐ＝０．１１６７・Δｔ−０．５６９７≦５［％］ とが、成立する。

これら第１及び第２発明によると、長手方向に幅をもって短手方向に広がる凹面を有した湾曲板状に樹脂成形されるベース体と、当該凹面に沿う湾曲板状に形成されて投射ユニットからの表示光像を反射する反射体とを、反射鏡ユニットが備える。こうした反射鏡ユニットでは、ベース体の凹面における長手方向の両側箇所に１対の両面テープがそれぞれ分離して接着されることで、それら両面テープの全てに反射体がさらに接着されることとなる。このようにベース体と反射体とが長手方向両側の両面テープを介して間接的に接着されることによれば、車両に支持されるベース体が環境温度の変化に応じて変形しても、当該間接的接着状態の反射体では変形の追従性が低下するので、表示光像が歪み難くなる。しかも、両面テープの各々におけるテープ幅Ｗｔ及びテープ配置距離Δｔが式Ａ且つ式Ｂを成立させることによれば、反射体の変形により表示光像の歪むと予測される予測歪み率Ｒｐは、５％以下に抑制される。以上のことから、虚像表示品位を確保することが可能となる。

さて、上述の課題を解決するために開示された第３発明は、
投射ユニット（２０）から投射した表示光像（５）を車両（２）の投影部材（４）に投影することにより、車両の車室（２ａ）内にて乗員により視認可能に表示光像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）において、投射ユニットからの表示光像を投影部材側へ反射する反射鏡ユニット（３）であって、
長手方向（Ｄｌ）に幅をもって短手方向（Ｄｓ）に広がる凹面（３４５）を有した湾曲板状に樹脂成形されており、車両に支持されるベース体（３４０）と、
凹面において長手方向の両側箇所にそれぞれ分離して接着されている１対の両面テープ（３４１）と、
凹面に沿う湾曲板状に形成されて両面テープの全てに接着されており、投射ユニットからの表示光像を反射する反射体（３４２）とを、備え、
ベース体における長手方向の寸法を、ベース幅Ｗｂと定義し、
凹面に接着された両面テープの各々における長手方向の寸法を、テープ幅Ｗｔと定義し、
ベース体における長手方向の中心位置（Ｐｂ）から、凹面に接着された両面テープの各々における長手方向の中心位置（Ｐｔ）までの距離を、テープ配置距離Δｔと定義すると、
式Ｄとして Ｗｔ≦０．１７２６・Ｗｂ と、
式Ｅとして Δｔ≦０．２６６６・Ｗｂ とが、成立する。

また、上述の課題を解決するために開示された第４発明は、 投射ユニット（２０）及び反射鏡ユニット（３）を含んで構成され、投射ユニットから投射した表示光像（５）を反射鏡ユニットにより反射して車両（２）の投影部材（４）に投影することにより、車両の車室（２ａ）内にて乗員により視認可能に表示光像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）であって、
反射鏡ユニットは、
長手方向（Ｄｌ）に幅をもって短手方向（Ｄｓ）に広がる凹面（３４５）を有した湾曲板状に樹脂成形されており、車両に支持されるベース体（３４０）と、
凹面において長手方向の両側箇所にそれぞれ分離して接着されている１対の両面テープ（３４１）と、
凹面に沿う湾曲板状に形成されて両面テープの全てに接着されており、投射ユニットからの表示光像を反射する反射体（３４２）とを、備え、
ベース体における長手方向の寸法を、ベース幅Ｗｂと定義し、
凹面に接着された両面テープの各々における長手方向の寸法を、テープ幅Ｗｔと定義し、
ベース体における長手方向の中心位置（Ｐｂ）から、凹面に接着された両面テープの各々における長手方向の中心位置（Ｐｔ）までの距離を、テープ配置距離Δｔと定義すると、
式Ｄとして Ｗｔ≦０．１７２６・Ｗｂ と、
式Ｅとして Δｔ≦０．２６６６・Ｗｂ とが、成立する。

これら第３及び第４発明によると、長手方向に幅をもって短手方向に広がる凹面を有した湾曲板状に樹脂成形されるベース体と、当該凹面に沿う湾曲板状に形成されて投射ユニットからの表示光像を反射する反射体とを、反射鏡ユニットが備える。こうした反射鏡ユニットでは、ベース体の凹面における長手方向の両側箇所に１対の両面テープがそれぞれ分離して接着されることで、それら両面テープの全てに反射体がさらに接着されることとなる。このようにベース体と反射体とが長手方向両側の両面テープを介して間接的に接着されることによれば、車両に支持されるベース体が環境温度の変化に応じて変形しても、当該間接的接着状態の反射体では変形の追従性が低下するので、表示光像が歪み難くなる。しかも、両面テープの各々におけるテープ幅Ｗｔ及びテープ配置距離Δｔがベース体のベース幅Ｗｂとの間にて式Ｄ且つ式Ｅを成立させることによれば、反射体の変形が生じても表示光像の歪みが効果的に抑制され得ることが分かっている。以上のことから、虚像表示品位を確保することが可能となる。

実施形態によるＨＵＤ装置を示す構成図である。 実施形態による虚像表示状態を例示する正面模式図である。 実施形態による反射鏡ユニットを示す分解斜視図である。 実施形態による反射鏡ユニットを説明するための正面模式図である。 図４のV−V線断面における断面模式図である。 実施形態による反射鏡ユニットの変形例を説明するための正面模式図である。 図６のVII−VII線断面における断面模式図である。 実施形態によるＬ８直交表実験を説明するための因子表である。 実施形態によるＬ８直交表実験を説明するための直交表である。 実施形態によるＬ８直交表実験を説明するための側面模式図である。 実施形態によるＬ８直交表実験を説明するための正面模式図である。 実施形態によるＬ８直交表実験の結果を示すグラフである。 実施形態によるＬ８直交表実験の結果を示す評価表である。 実施形態によるテープ幅の最適化を示すグラフである。 実施形態によるテープ配置距離の最適化を示すグラフである。 実施形態によるテープ厚の最適化を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態によるＨＵＤ装置１は、車両２に搭載されることで、車室２ａ内にて乗員により視認可能に表示光像５を虚像表示する。具体的にＨＵＤ装置１は、ハウジング１０、投射ユニット２０、光学系３０、調整スイッチ８０及び制御ユニット９０を含んで構成されている。

ハウジング１０は、硬質樹脂により中空形状に形成されている。ハウジング１０は、車室２ａ内の運転席前方においてインストルメントパネル２ｂに設置され、ＨＵＤ装置１の構成要素２０，３０等を収容している。ハウジング１０は、車両２において運転席前方に設置されて「投影部材」となるウインドシールド４に対し、車両の上下方向にて対向する位置に透光性の出射窓１４を有している。

投射ユニット２０は、透過照明式の液晶パネル又は有機ＥＬパネル等を主体に構成され、画面２２を有している。画面２２は、投射ユニット２０に内蔵されるバックライトにより、透過照明される。画面２２に実像表示される画像は、この透過照明を受けて発光することで、表示光像５として投射される。投射ユニット２０から投射される表示光像５は、車両２に関連する車両関連情報を表している。表示光像５は、例えば図２に示す車両進行方向等のナビゲーション情報を表していてもよいし、それ以外にも車速、燃料残量、冷却水温度等の車両状態情報や、交通状況等の車外状況情報を表していてもよい。

図１に示すように光学系３０は、反射鏡ユニット３を含む複数の光学ユニットから、構成されている。但し、図１では、光学系３０のうち反射鏡ユニット３以外の構成要素については、図示を省略している。

図１，３に示すように反射鏡ユニット３は、支持体３２、鏡本体３４、駆動源３６及び弾性部材３８，３９を備えている。支持体３２は、硬質金属によりフレーム状に形成されている。支持体３２は、固定部３２０及び軸受部３２１を有している。複数の固定部３２０は、ハウジング１０においてそれぞれ対応する箇所に、固定される。１対の軸受部３２１は、車両の上下方向及び前後方向に沿って配置される。

鏡本体３４は、ベース体３４０、両面テープ３４１、反射体３４２及び回転軸３４３を組み合わせてなる。ベース体３４０は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の高剛性硬質樹脂を材料とした樹脂成形により、輪郭が略長方形の湾曲板状に形成されている。

樹脂成形されたベース体３４０は、図３〜５に示すように片面の略全体にて凹状に湾曲する凹面３４５を、有している。凹面３４５は、車両の左右方向に沿う長手方向Ｄｌに長い幅をもって、同方向Ｄｌに直交する短手方向Ｄｓへと当該幅よりも短い範囲に広がっている。凹面３４５は、長手方向Ｄｌ及び短手方向Ｄｓの双方に直交する直交方向Ｄｏにおいて、ベース体３４０において上記片面とは反対の逆面側へと向かって、凹んでいる。特に本実施形態の凹面３４５は、自由曲面状等に湾曲することで、長手方向Ｄｌ及び短手方向Ｄｓの双方にて曲率を有している。但し、長手方向Ｄｌ及び短手方向Ｄｓのうち一方のみにて曲率を有するように、凹面３４５が当該一方のみで凹んでいてもよい。

両面テープ３４１は、ポリエチレン（ＰＥ）フォーム等の軟質樹脂シート両面にアクリル系接着剤等の接着剤層を設けてなる。図４，５に示すように両面テープ３４１の片面は、ベース体３４０の凹面３４５において長手方向Ｄｌの両側箇所にそれぞれ分離して、面接触状態で接着されている。特に本実施形態の両面テープ３４１は、長手方向Ｄｌにおいてベース体３４０の中心位置Ｐｂを挟んだ対称位置に互いに離間して、１対設けられている。但し、図６，７に示すように両面テープ３４１は、長手方向Ｄｌの両側箇所にそれぞれ１枚ずつ配置されていれば、同方向Ｄｌの中心位置Ｐｂにさらに１枚配置されていてもよい。

各両面テープ３４１は、凹面３４５への接着前には互いに実質同一となる長方形の帯状を、呈している。そこで各両面テープ３４１は、図４（又は図６）に示す直交方向Ｄｏの投影視にて、長手方向Ｄｌに短い幅Ｗｔをもって短手方向Ｄｓに長く延伸するように、凹面３４５に接着されている。この接着状態において、図５（又は図７）に示すように各両面テープ３４１は、長手方向Ｄｌではベース体３４０の幅Ｗｂよりも十分に短い幅Ｗｔと、短手方向Ｄｓではベース体３４０の両縁には至らない長さＬｔとを、現出させることとなる。

そこで直交方向Ｄｏの投影視にて、凹面３４５に接着の両面テープ３４１の各々における長手方向Ｄｌの寸法は、テープ幅Ｗｔと定義される。それと共に直交方向Ｄｏの投影視にて、ベース体３４０における長手方向Ｄｌの寸法は、ベース幅Ｗｂと定義される。さらに直交方向Ｄｏの投影視にて、ベース体３４０における長手方向Ｄｌの中心位置Ｐｂから、凹面３４５に接着された両面テープ３４１の各々における長手方向Ｄｌの中心位置（即ち、テープ幅Ｗｔの中心位置）Ｐｔまでの距離は、テープ配置距離Δｔと定義される。

図３，５（又は図７）に示すように反射体３４２は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等の透光性硬質樹脂により、輪郭が略長方形の湾曲板状に形成されている。樹脂成形されることで反射体３４２は、片面全体にて凹状に湾曲した表面３４６と、当該片面とは反対の逆面全体にて凸状に湾曲した裏面３４７とを、有している。表面３４６は、ベース体３４０の凹面３４５と実質同一となる曲面状に、湾曲している。一方で裏面３４７は、凹面３４５を補完する曲面状に、湾曲している。

図５（又は図７）に示すように裏面３４７は、ベース体３４０の凹面３４５に片面の接着された両面テープ３４１の全てにおける当該片面とは反対の逆面に対し、面接触状態で接着されている。これにより、両面３４６，３４７が凹面３４５に沿うこととなる湾曲板状の反射体３４２において裏面３４７は、凹面３４５との間に両面テープ３４１の全てを挟持する。そこで、両面テープ３４１の各々において凹面３４５及び反射体３４２に跨った厚さ方向となる直交方向Ｄｏの寸法は、互いに実質同一のテープ厚Ｔｔと定義される。

以上の構成下、図１に示すように投射ユニット２０から投射された表示光像５は、表面３４６へと直接的又は間接的に入射されることで、反射体３４２により拡大されてウインドシールド４側へと反射される。こうして反射された表示光像５は、出射窓１４を透過することで、ウインドシールド４に投影される。その結果として表示光像５は、ウインドシールド４よりも前方に結像される虚像として、運転席上の乗員により知覚される。即ち、表示光像５が車室２ａ内の乗員に虚像表示されることとなる。

図１，３に示すように回転軸３４３は、ベース体３４０における長手方向Ｄｌの両縁に、それぞれ１つずつ設けられている。各回転軸３４３は、ベース体３４０における短手方向Ｄｓの中間部から長手方向Ｄｌの相反側へ突出している。特に本実施形態の各回転軸３４３は、ベース体３４０と一体に形成されているが、ベース体３４０とは別体に形成されていてもよい。こうした各回転軸３４３は、図１に示すようにそれぞれ対応する軸受部３２１により、回転自在に軸受されている。これによりベース体３４０は、各回転軸３４３を軸受する支持体３２の固定されたハウジング１０を介して、車両２により支持されている。

駆動源３６は、ステップモータ及び歯車減速機構を主体に構成されている。駆動源３６は、一方の軸受部３２１により支持されている。駆動源３６は、ステップモータへの通電により発生した回転トルクを、歯車減速機構により増幅して一方の回転軸３４３へと出力する。これにより一方の回転軸３４３が回転駆動されることで、反射体３４２の表面３４６により表示光像５の反射される方向は、当該回転軸３４３の回転位置に応じて変化する。その結果として表示光像５の虚像表示位置は、図２に実線で示す下限表示位置と、同図に破線で示す上限表示位置との間にて調整されることとなる。

図１に示すように第１弾性部材３８は、弾性金属によりコイルバネ状に形成されている。第１弾性部材３８は、一方の軸受部３２１により支持されることで、一方の回転軸３４３を回転方向に付勢している。これに対して第２弾性部材３９は、弾性金属により板バネ状に形成されている。第２弾性部材３９は、一方の軸受部３２１により支持されることで、一方の回転軸３４３をスラスト方向に付勢している。

調整スイッチ８０は、車室２ａ内の運転席周辺において乗員により操作可能に、設置されている。調整スイッチ８０は、レバー式又はプッシュ式等といった操作部材８２，８３を有している。アップ操作部材８２は、表示光像５の虚像表示位置を上方に変化させたい乗員により、操作される。この操作を受けて調整スイッチ８０は、アップ調整指令を与える指令信号を、出力する。一方でダウン操作部材８３は、表示光像５の虚像表示位置を下方に変化させたい乗員により、操作される。この操作を受けて調整スイッチ８０は、ダウン調整指令を与える指令信号を、出力する。

制御ユニット９０は、ハウジング１０の外部又は内部に設置されている。制御ユニット９０は、表示制御回路９２及びスイッチング回路９３を備えている。表示制御回路９２は、マイクロコンピュータを主体に構成されている。表示制御回路９２は、投射ユニット２０と調整スイッチ８０とに電気接続されている。スイッチング回路９３は、トランジスタ等のスイッチング素子を主体に構成されて、表示制御回路９２及び駆動源３６に電気接続されている。スイッチング回路９３は、調整スイッチ８０からの指令信号に応じて表示制御回路９２から入力される制御信号に従って、駆動源３６のステップモータへと印加する通電信号を変化させる。

（両面テープの接着最適化）
次に、各両面テープ３４１の接着状態を最適化する接着最適化について、詳細に説明する。本実施形態では、図８，９に示すような８行７列の２水準Ｌ８直交表実験が予め実施されることで、その実験結果に基づき各両面テープ３４１の接着状態が最適化されている。

まず、２水準にて比較する因子としては、図８に示すａ〜ｆの６因子が採用されている。ここで６因子とは、テープ幅Ｗｔ、テープ枚数、テープ厚Ｔｔ、テープ配置距離Δｔ、接着圧力及び接着温度である。尚、接着圧力とは、ベース体３４０の凹面３４５に接着させた各両面テープ３４１に反射体３４２をさらに接着させた鏡本体３４をオートクレーブ内に２０分放置する実験準備にて、ベース体３４０及び反射体３４２間に印加する圧力を、意味する。また接着温度とは、そうした実験準備にて保持するオートクレーブ内温度を、意味する。

次に６因子毎の水準としては、図８に示す２水準ずつが採用されている。即ち、テープ幅Ｗｔについては、１７９ｍｍのベース幅Ｗｂに対して、１０ｍｍ及び２５ｍｍの２水準が採用されている。テープ枚数については、図６，７の如き３枚及び図４，５の如き２枚の２水準が採用されている。テープ厚Ｔｔについては、軟質樹脂シートとその両面の接着層を含めた厚さ方向の寸法として、０．４ｍｍ及び１．１ｍｍの２水準が採用されている。テープ配置距離Δｔについては、２９．５ｍｍ及び４４．５ｍｍの２水準が採用されている。接着圧力については、０ＭＰａ（即ち、印加なしの自然放置）及び０．４ＭＰａの２水準が採用されている。接着温度については、４０℃及び８０℃の２水準が採用されている。

このような６因子毎の２水準と共にダミー因子（第３列）の１水準が図９の如くＬ８直交表の７列に振り分けられ、同直交表の８行（Ｎｏ．１〜８）にそれぞれ従った実験準備が実施されることで、鏡本体３４としてのサンプル１００（図１０参照）が８種類用意される。表示光像５の歪みを検出する本実験は、こうして用意された８種類のサンプル１００毎に実施される。尚、図９に従う実験準備により用意されて本実験に採用される各サンプル１００では、ベース体３４０がＰＰＳにより形成され、各両面テープ３４１がＰＥフォーム及びアクリル系接着剤により形成され、反射体３４２がＣＯＣにより形成されている。

図１０に示すように本実験では、投射ユニット２０としての実験用投射ユニット１０１を配置した実験用恒温槽１０２内の固定支持台１０２ｂに、サンプル１００をセットする。このセット状態下、実験用投射ユニット１０１から表示光像５として投射した実験用矩形像１０３を、サンプル１００の反射体３４２により反射させる。反射により実験用矩形像１０３は、実験用恒温槽１０２の透明側壁１０２ａを外部へ透過することで、実験用カメラ１０４へと入射するようになっている。そこで−４０℃〜９０℃の範囲にて、常温（即ち、２５℃）を含む複数温度となるように実験用恒温槽１０２内温度を変化させて、それら温度毎に実験用矩形像１０３を撮影する。

こうしてサンプル１００毎に複数撮影された実験用矩形像１０３を、図１１に破線で例示する常温での撮影像１０３ａと、同図に実線で例示する他温度での撮影像１０３ｂとの間にて、対比させる。このとき、常温での撮影像１０３ａに対し像角部の位置ずれが最大となる温度での撮影像１０３ｂに関して、像中心から像角部までの距離Ｈｂを抽出する。また、常温での撮影像１０３ａに関しても、像中心から像角部までの距離Ｈａを抽出する。さらに、これら抽出距離Ｈａ，Ｈｂの差分の絶対値が常温での抽出距離Ｈａに対して占める割合を、実験用矩形像１０３のサンプル歪み率Ｒｓとして算出する。即ちサンプル歪み率Ｒｓ［％］は、演算式 Ｒｓ＝｜Ｈａ−Ｈｂ｜／Ｈａ・１００ に従って算出される。

以上の如きＬ８直交表実験の結果、サンプル１００毎に算出されたサンプル歪み率Ｒｓの平均値を、６因子毎の各水準と、テープ幅Ｗｔ及びテープ枚数の各水準の組み合わせとで整理すると、図１２に示す通りとなる。それと共に、図１２の結果に基づくサンプル歪み率Ｒｓへの寄与率（即ち、影響度）を、６因子毎と、テープ幅Ｗｔ及びテープ枚数の組み合わせとで評価すると、図１３に示す通りとなる。

これら図１２，１３の結果から、寄与率が高く且つ両面テープ３４１の種類に影響され難い因子としてテープ幅Ｗｔ及びテープ配置距離Δｔが選択され、それらの選択値が予測歪み率Ｒｐを抑制するようにそれぞれ最適化される。ここで予測歪み率Ｒｐとは、環境温度の変化に応じた反射体３４２の変形（熱変形）により表示光像５が歪むと予測される割合として、図１２の結果であるサンプル歪み率Ｒｓに基づき、図１４，１５に示すような直交多項式により定義される。即ち、予測歪み率Ｒｐを定義する直交多項式は、テープ幅Ｗｔ及びテープ配置距離Δｔに関する図１２の結果として、それぞれ２点ずつのサンプル歪み率Ｒｓを満たすように導出される。そこで、ＨＵＤ装置分野の光学系にて従来の光反射要素（例えば特開２０１６−２２４４６１号公報参照）が到達している値よりも予測歪み率Ｒｐが小さくなるように、特に本実施形態では予測歪み率Ｒｐが５％以下となるように、最適化されるのである。

具体的に、予測歪み率Ｒｐを抑制するテープ幅Ｗｔの最適化では、図１２の結果に基づく直交多項式として、図１４に示す１次多項式 Ｒｐ＝０．０９３３・Ｗｔ+２．１１６７ が導出される。そこで、予測歪み率Ｒｐを５％以下に抑制するための式Ａとして、
Ｒｐ＝０．０９３３・Ｗｔ+２．１１６７≦５［％］
を成立させるように、テープ幅Ｗｔが予め最適設定される。また、こうして最適設定されたテープ幅Ｗｔは、ベース幅Ｗｂとの相関を表す式Ｄとして、
Ｗｔ≦０．１７２６・Ｗｂ
を成立させることになる。その結果、例えば１７９ｍｍのベース幅Ｗｂでは、テープ幅Ｗｔを３０．９ｍｍ以下に設定することで、予測歪み率Ｒｐに対する最適化が達成される。

また一方、予測歪み率Ｒｐを抑制するテープ配置距離Δｔの最適化では、図１２の結果に基づく直交多項式として、図１５に示す１次多項式 Ｒｐ＝０．１１６７・Δｔ−０．５６９７ が導出される。そこで、予測歪み率Ｒｐを５％以下に抑制するための式Ｂとして、
Ｒｐ＝０．１１６７・Δｔ−０．５６９７≦５［％］
を成立させるように、テープ配置距離Δｔが予め最適設定される。また、こうして最適設定されたテープ配置距離Δｔは、ベース幅Ｗｂとの相関を表す式Ｅとして、
Δｔ≦０．２６６６・Ｗｂ
を成立させることになる。その結果、例えば１７９ｍｍのベース幅Ｗｂでは、テープ配置距離Δｔを４７．７ｍｍ以下に設定することで、予測歪み率Ｒｐに対する最適化が達成される。

さて本実施形態では、以上のテープ幅Ｗｔ及びテープ配置距離Δｔに加えてさらに、上記寄与率が最も高いテープ厚Ｔｔも選択され、当該選択値も予測歪み率Ｒｐを抑制するように最適化される。このテープ厚Ｔｔの最適化では、図１２の結果に基づく直交多項式として、図１６に示す１次多項式 Ｒｐ＝−３．９２８６・Ｔｔ+６．６９６４ が導出される。そこで、予測歪み率Ｒｐを５％以下に抑制するための式Ｃとして、
Ｒｐ＝−３．９２８６・Ｔｔ+６．６９６４≦５［％］
を成立させるように、テープ厚Ｔｔが予め最適設定される。尚、予測歪み率Ｒｐを定義する式Ｃは、テープ厚Ｔｔに関する図１２の結果として、２点のサンプル歪み率Ｒｓを満たすように導出されている。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の作用効果を、以下に説明する。

本実施形態によると、長手方向Ｄｌに幅をもって短手方向Ｄｓに広がる凹面３４５を有した湾曲板状に樹脂成形されるベース体３４０と、当該凹面３４５に沿う湾曲板状に形成されて投射ユニット２０からの表示光像５を反射する反射体３４２とを、反射鏡ユニット３が備える。こうした反射鏡ユニット３では、凹面３４５における長手方向Ｄｌの両側箇所に１対の両面テープ３４１がそれぞれ分離して接着されることで、それら両面テープ３４１の全てに反射体３４２がさらに接着されることとなる。このようにベース体３４０と反射体３４２とが長手方向Ｄｌ両側の両面テープ３４１を介して間接的に接着されることによれば、車両２に支持されるベース体３４０が環境温度の変化に応じて変形しても、当該間接的接着状態の反射体３４２では変形の追従性が低下するので、表示光像５が歪み難くなる。

しかも、両面テープ３４１の各々におけるテープ幅Ｗｔ及びテープ配置距離Δｔがベース体３４０のベース幅Ｗｂとの間にて式Ｄ且つ式Ｅを成立させる本実施形態によれば、反射体３４２の変形が生じても表示光像５の歪みが効果的に抑制され得ることが分かっている。これは特に、両面テープ３４１の各々におけるテープ幅Ｗｔ及びテープ配置距離Δｔが式Ａ且つ式Ｂを成立させる本実施形態によれば、予測歪み率Ｒｐが５％以下に抑制され得るからである。以上のことから本実施形態では、車両２において虚像表示品位を確保することが可能となる。

さらに本実施形態によると、両面テープ３４１の各々において凹面３４５及び反射体３４２に跨る厚さ方向としての直交方向Ｄｏでは式Ｃも成立するので、表示光像５の予測歪み率Ｒｐを５％以下に抑制する機能の確実性が高められ得る。したがって、車両２において虚像表示品位を確保する効果の信頼度を、向上させることが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的に変形例１では、式Ａ，Ｂの双方が成立している限りにおいて、式Ｄ，Ｅの双方が成立していなくてもよい。変形例２では、式Ａ，Ｂの双方が成立している限りにおいて、式Ｃが成立していなくてもよい。変形例３では、樹脂成形された透光性硬質樹脂の反射体３４２に代えて、透光性硬質ガラスの反射体３４２が採用されてもよい。変形例４では、凹面３４５を補完する曲面状に反射体３４２の裏面３４７が湾曲している限りにて、凹面３４５とは異なる曲面状に反射体３４２の表面３４６が湾曲していてもよい。

変形例５では、光学系３０が反射鏡ユニット３を複数備えていてもよい。変形例６では、表示光像５となるレーザ光を微小電気機械システムにより投射するレーザスキャナ、あるいは表示光像５となる可視光又はレーザ光をデジタルミラーデバイスにより投射する映像表示システム等が、投射ユニット２０として採用されてもよい。変形例７では、車室２ａ内にてＨＵＤ装置１に専用に設置される「投影部材」としてのコンバイナ等へと向かって、表示光像５が投影されてもよい。

１ ＨＵＤ装置、２ 車両、２ａ 車室、３ 反射鏡ユニット、４ ウインドシールド、５ 表示光像、１０ ハウジング、２０ 投射ユニット、３０ 光学系、３４ 鏡本体、１００ サンプル、１０１ 実験用投射ユニット、１０２ 実験用恒温槽、１０３ 実験用矩形像、１０３ａ，１０３ｂ 撮影像、１０４ 実験用カメラ、３４０ ベース体、３４１ 両面テープ、３４２ 反射体、３４５ 凹面、３４６ 表面、３４７ 裏面、Ｄｌ 長手方向、Ｄｏ 直交方向、Ｄｓ 短手方向、Ｈａ，Ｈｂ 抽出距離、Ｐｂ，Ｐｔ 中心位置、Ｒｐ 予測歪み率、Ｒｓ サンプル歪み率、Ｔｔ テープ厚、Ｗｂ ベース幅、Ｗｔ テープ幅、Δｔ テープ配置距離

Claims (6)

1. 投射ユニット（２０）から投射した表示光像（５）を車両（２）の投影部材（４）に投影することにより、前記車両の車室（２ａ）内にて乗員により視認可能に前記表示光像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）において、前記投射ユニットからの前記表示光像を前記投影部材側へ反射する反射鏡ユニット（３）であって、
   長手方向（Ｄｌ）に幅をもって短手方向（Ｄｓ）に広がる凹面（３４５）を有した湾曲板状に樹脂成形されており、前記車両に支持されるベース体（３４０）と、
   前記凹面において前記長手方向の両側箇所にそれぞれ分離して接着されている１対の両面テープ（３４１）と、
   前記凹面に沿う湾曲板状に形成されて前記両面テープの全てに接着されており、前記投射ユニットからの前記表示光像を反射する反射体（３４２）とを、備え、
   前記表示光像が前記反射体の変形により歪むと予測される割合を、予測歪み率Ｒｐと定義し、
   前記凹面に接着された前記両面テープの各々における前記長手方向の寸法を、テープ幅Ｗｔと定義し、
   前記ベース体における前記長手方向の中心位置（Ｐｂ）から、前記凹面に接着された前記両面テープの各々における前記長手方向の中心位置（Ｐｔ）までの距離を、テープ配置距離Δｔと定義すると、
   式Ａとして Ｒｐ＝０．０９３３・Ｗｔ+２．１１６７≦５［％］ と、
   式Ｂとして Ｒｐ＝０．１１６７・Δｔ−０．５６９７≦５［％］ とが、成立する反射鏡ユニット。
2. 前記両面テープの各々において前記凹面及び前記反射体に跨る厚さ方向（Ｄｏ）の寸法を、テープ厚Ｔｔと定義すると、
   式Ｃとして Ｒｐ＝−３．９２８６・Ｔｔ+６．６９６４≦５［％］ がさらに成立する請求項１に記載の反射鏡ユニット。
3. 投射ユニット（２０）及び反射鏡ユニット（３）を含んで構成され、前記投射ユニットから投射した表示光像（５）を前記反射鏡ユニットにより反射して車両（２）の投影部材（４）に投影することにより、前記車両の車室（２ａ）内にて乗員により視認可能に前記表示光像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）であって、
   前記反射鏡ユニットは、
   長手方向（Ｄｌ）に幅をもって短手方向（Ｄｓ）に広がる凹面（３４５）を有した湾曲板状に樹脂成形されており、前記車両に支持されるベース体（３４０）と、
   前記凹面において前記長手方向の両側箇所にそれぞれ分離して接着されている１対の両面テープ（３４１）と、
   前記凹面に沿う湾曲板状に形成されて前記両面テープの全てに接着されており、前記投射ユニットからの前記表示光像を反射する反射体（３４２）とを、備え、
   前記表示光像が前記反射体の変形により歪むと予測される割合を、予測歪み率Ｒｐと定義し、
   前記凹面に接着された前記両面テープの各々における前記長手方向の寸法を、テープ幅Ｗｔと定義し、
   前記ベース体における前記長手方向の中心位置（Ｐｂ）から、前記凹面に接着された前記両面テープの各々における前記長手方向の中心位置（Ｐｔ）までの距離を、テープ配置距離Δｔと定義すると、
   式Ａとして Ｒｐ＝０．０９３３・Ｗｔ+２．１１６７≦５［％］ と、
   式Ｂとして Ｒｐ＝０．１１６７・Δｔ−０．５６９７≦５［％］ とが、成立するヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記両面テープの各々において前記凹面及び前記反射体に跨る厚さ方向（Ｄｏ）の寸法を、テープ厚Ｔｔと定義すると、
   式Ｃとして Ｒｐ＝−３．９２８６・Ｔｔ+６．６９６４≦５［％］ がさらに成立する請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 投射ユニット（２０）から投射した表示光像（５）を車両（２）の投影部材（４）に投影することにより、前記車両の車室（２ａ）内にて乗員により視認可能に前記表示光像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）において、前記投射ユニットからの前記表示光像を前記投影部材側へ反射する反射鏡ユニット（３）であって、
   長手方向（Ｄｌ）に幅をもって短手方向（Ｄｓ）に広がる凹面（３４５）を有した湾曲板状に樹脂成形されており、前記車両に支持されるベース体（３４０）と、
   前記凹面において前記長手方向の両側箇所にそれぞれ分離して接着されている１対の両面テープ（３４１）と、
   前記凹面に沿う湾曲板状に形成されて前記両面テープの全てに接着されており、前記投射ユニットからの前記表示光像を反射する反射体（３４２）とを、備え、
   前記ベース体における前記長手方向の寸法を、ベース幅Ｗｂと定義し、
   前記凹面に接着された前記両面テープの各々における前記長手方向の寸法を、テープ幅Ｗｔと定義し、
   前記ベース体における前記長手方向の中心位置（Ｐｂ）から、前記凹面に接着された前記両面テープの各々における前記長手方向の中心位置（Ｐｔ）までの距離を、テープ配置距離Δｔと定義すると、
   式Ｄとして Ｗｔ≦０．１７２６・Ｗｂ と、
   式Ｅとして Δｔ≦０．２６６６・Ｗｂ とが、成立する反射鏡ユニット。
6. 投射ユニット（２０）及び反射鏡ユニット（３）を含んで構成され、前記投射ユニットから投射した表示光像（５）を前記反射鏡ユニットにより反射して車両（２）の投影部材（４）に投影することにより、前記車両の車室（２ａ）内にて乗員により視認可能に前記表示光像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）であって、
   前記反射鏡ユニットは、
   長手方向（Ｄｌ）に幅をもって短手方向（Ｄｓ）に広がる凹面（３４５）を有した湾曲板状に樹脂成形されており、前記車両に支持されるベース体（３４０）と、
   前記凹面において前記長手方向の両側箇所にそれぞれ分離して接着されている１対の両面テープ（３４１）と、
   前記凹面に沿う湾曲板状に形成されて前記両面テープの全てに接着されており、前記投射ユニットからの前記表示光像を反射する反射体（３４２）とを、備え、
   前記ベース体における前記長手方向の寸法を、ベース幅Ｗｂと定義し、
   前記凹面に接着された前記両面テープの各々における前記長手方向の寸法を、テープ幅Ｗｔと定義し、
   前記ベース体における前記長手方向の中心位置（Ｐｂ）から、前記凹面に接着された前記両面テープの各々における前記長手方向の中心位置（Ｐｔ）までの距離を、テープ配置距離Δｔと定義すると、
   式Ｄとして Ｗｔ≦０．１７２６・Ｗｂ と、
   式Ｅとして Δｔ≦０．２６６６・Ｗｂ とが、成立するヘッドアップディスプレイ装置。

Images