JP2019132990A - Head-up display device - Google Patents

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達也 中澤
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Abstract

To provide a head-up display device that can easily prevent occurrence of disturbing light or virtual image distortion with no use of a masking material.SOLUTION: In a head-up display device 1 loaded in a vehicle, and displaying a virtual image forward a windshield, the head-up display device comprises: a picture image display device 2 that creates picture image light corresponding to the virtual image, and emit the picture image light; and reflection mirrors 4 and 5 that reflect the picture image light emitted from the picture image display device and project the reflected picture image light to the windshield. A reflection surface of the reflection mirror has a structure with a reflection film formed on a surface of a substrate, in which the structure is configured in such a manner that the reflection film is not formed in an invalid area 52 where the picture image light is not incident. Thus, disturbing light or virtual image distortion caused by reflection light from an area around an edge of the reflection mirror or a protrusion and a concavity part thereof can be easily prevented with no use of a masking material.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、車両等に搭載し各種映像情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。   The present invention relates to a head-up display device that is mounted on a vehicle or the like and displays various video information.

近年、映像を現実空間に重ねて表示する技術の1つとして、車両のフロントガラスに各種情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置と略す)が実用化されている。例えば表示する映像情報として運転者向けの情報を提供することで、車両の運転操作を支援することができる。     In recent years, a head-up display device (hereinafter abbreviated as a HUD device) that displays various types of information on a windshield of a vehicle has been put into practical use as one of the technologies for displaying an image superimposed on a real space. For example, by providing information for a driver as video information to be displayed, driving operation of the vehicle can be supported.

HUD装置の基本構成は、映像表示装置で光学的に生成した映像をフロントガラスに投射し、反射した映像光が運転者の眼に入射し、運転者はその虚像をフロントガラスの前方に視認する構成である。映像投射用の光学部品には反射ミラーが含まれるが、光反射率を上げるため、ガラス等の基板材の表面に金属膜を形成した表面反射ミラーが用いられる。   The basic configuration of the HUD device is that an image optically generated by an image display device is projected onto the windshield, the reflected image light enters the driver's eyes, and the driver visually recognizes the virtual image in front of the windshield. It is a configuration. The optical component for image projection includes a reflection mirror, but a surface reflection mirror in which a metal film is formed on the surface of a substrate material such as glass is used to increase the light reflectance.

例えば特許文献1には、ガラスの表面に形成する光反射層として、下地層(TiOx)、中間層(AlOy)、反射層(Al)、及び透明保護層を積層形成する構成が記載されている。   For example, Patent Document 1 describes a configuration in which a base layer (TiOx), an intermediate layer (AlOy), a reflective layer (Al), and a transparent protective layer are stacked as a light reflecting layer formed on the surface of glass. .

特開平6−51110号公報JP-A-6-51110

HUD装置において、映像表示装置で生成された映像は、反射ミラーにより反射されて虚像となって表示される構成であるが、反射ミラーのエッジ付近で反射された光は迷光となり、虚像の周囲に出現して妨害光となる問題がある。特に反射ミラーがプラスチックの凹面ミラーの場合は、成形体のパーティングラインに突起(バリ)が存在すると、バリに金属膜が形成され、このバリで反射された光が迷光となり、虚像に対する妨害光となる。あるいは、プラスチックの成形冷却工程で反射ミラーの周辺部にヒケ(凹み)が発生し、その上に金属膜が形成されると、ヒケ部で反射された虚像に歪みや二重像が発生する。   In the HUD device, the image generated by the image display device is reflected by the reflection mirror and displayed as a virtual image. However, the light reflected near the edge of the reflection mirror becomes stray light and is surrounded by the virtual image. There is a problem of appearing as disturbing light. In particular, when the reflecting mirror is a plastic concave mirror, if there are protrusions (burrs) on the parting line of the molded product, a metal film is formed on the burrs, and the light reflected by these burrs becomes stray light, which interferes with the virtual image. It becomes. Alternatively, when sink marks (dents) occur in the peripheral portion of the reflection mirror in the plastic molding and cooling process, and a metal film is formed thereon, distortion and double images are generated in the virtual image reflected by the sink portions.

上記した妨害光や虚像歪みの発生を抑えるには、例えば反射ミラーのエッジ付近やパーティングライン、ヒケ付近をマスキング材で覆い、エッジ付近やパーティングライン、ヒケ付近での反射光の発生をなくすことが考えられる。しかしその場合には、反射ミラーに新たにマスキング材を取り付ける必要があり、部品点数と組立工程が増加する。また、反射ミラーが凹面ミラーの場合には、凹面形状に沿ってマスキング材を加工せねばならず、加工工程が増加する。なお、反射ミラーのエッジ付近を丸めるアール加工も考えられるが、本願発明者の検討では迷光防止の効果は小さかった。   To suppress the above-mentioned interference light and virtual image distortion, for example, cover the reflection mirror near the edge, parting line, and sink marks with a masking material to eliminate the generation of reflected light near the edge, parting line, and sink marks. It is possible. However, in that case, it is necessary to newly attach a masking material to the reflecting mirror, which increases the number of parts and the assembly process. Further, when the reflecting mirror is a concave mirror, the masking material must be processed along the concave shape, which increases the number of processing steps. In addition, although the round process which rounds the edge vicinity of a reflective mirror is also considered, the effect of stray light prevention was small by examination of this inventor.

本発明の目的は、マスキング材を用いることなく、容易に妨害光や虚像歪みの発生を防止できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a head-up display device that can easily prevent generation of interference light and virtual image distortion without using a masking material.

本発明は、車両に搭載し、フロントガラスの前方に虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、前記虚像に対応する映像光を生成して出射する映像表示装置と、前記映像表示装置から出射された前記映像光を反射して前記フロントガラスへ投射する反射ミラーと、を備え、前記反射ミラーの反射面は、基板の表面に反射膜を形成した構造であって、前記映像光が入射しない無効エリアには前記反射膜が形成されていない構造とした。   The present invention relates to a head-up display device that is mounted on a vehicle and displays a virtual image in front of a windshield, a video display device that generates and emits video light corresponding to the virtual image, and the video display device that is emitted from the video display device. A reflecting mirror that reflects the image light and projects it onto the windshield, and the reflecting surface of the reflecting mirror has a structure in which a reflecting film is formed on the surface of the substrate, and the ineffective area where the image light does not enter In the structure, the reflective film is not formed.

本発明によれば、マスキング材を用いることなく、容易に妨害光や虚像歪みの発生を防止できる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。   According to the present invention, it is possible to provide a head-up display device that can easily prevent generation of interference light and virtual image distortion without using a masking material.

HUD装置の全体構成を示す図(実施例1)。The figure which shows the whole structure of a HUD apparatus (Example 1). フロントガラスに表示される虚像と迷光を模式的に示す図。The figure which shows typically the virtual image and stray light which are displayed on a windshield. 凹面反射ミラーの形状を示す図(エッジに起因する迷光対策)。The figure which shows the shape of a concave reflective mirror (countermeasures against stray light caused by edges). 凹面反射ミラーの形状を示す図(バリに起因する迷光対策)。The figure which shows the shape of a concave reflective mirror (measures against the stray light caused by burrs). 図4の凹面反射ミラーの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the concave surface reflective mirror of FIG. 反射膜の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of a reflecting film. 凹面反射ミラーの周辺部に発生するヒケを説明する図(実施例2)。(Example 2) explaining the sink mark which generate | occur | produces in the peripheral part of a concave reflective mirror. 反射膜の成膜時の状態を示す図。The figure which shows the state at the time of film-forming of a reflecting film. 実施例2の効果として虚像パターンの表示例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a display example of a virtual image pattern as an effect of the second embodiment.

以下、本発明によるヘッドアップディスプレイ装置(HUD装置)の実施例を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of a head-up display device (HUD device) according to the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例1では、HUD装置における凹面反射ミラー5のエッジやバリに起因する迷光対策について説明する。
図1は、HUD装置の全体構成を示す図である。HUD装置1はケース10に収納されて、車両のダッシュボードの内部に搭載される。HUD装置1内の映像表示装置2は、LEDなどの光源と液晶パネルなどの映像表示素子を有し、表示する映像を生成する。
In the first embodiment, a countermeasure against stray light caused by an edge or burr of the concave reflecting mirror 5 in the HUD device will be described.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the HUD device. The HUD device 1 is housed in a case 10 and is mounted inside a dashboard of a vehicle. The video display device 2 in the HUD device 1 includes a light source such as an LED and a video display element such as a liquid crystal panel, and generates a video to be displayed.

映像表示装置2から出射された映像光8a(実線で示す)は、レンズ3で拡大され、2つの反射ミラー4、5で反射され、車両のフロントガラス6(ウィンドシールドともいう)に向けて投射される。第1の反射ミラー4は平面反射ミラーで反射方向が固定されており、第2のミラー5は凹面反射ミラーでミラー駆動部5aにより反射方向が可変となっている。2つの反射ミラー4、5は基板の表面に反射膜(アルミ金属膜等を含む)を形成した構造であるが、平面反射ミラー4では平面状のガラス基板に反射膜を形成しているのに対し、凹面反射ミラー5では凹面状(自由曲面形状、光軸非対称の形状を含む)に射出成形したプラスチック成形体の表面に反射膜を形成している。なお、本実施例においては、凹面反射ミラー5はプラスチック成形体を用いたものを説明するが、ガラス成形体でも良い。   Video light 8a (shown by a solid line) emitted from the video display device 2 is magnified by the lens 3, reflected by the two reflecting mirrors 4 and 5, and projected toward the windshield 6 (also referred to as a windshield) of the vehicle. Is done. The reflection direction of the first reflection mirror 4 is a flat reflection mirror, and the reflection direction of the second mirror 5 is variable by a mirror drive unit 5a. The two reflecting mirrors 4 and 5 have a structure in which a reflecting film (including an aluminum metal film) is formed on the surface of the substrate, but the planar reflecting mirror 4 has a reflecting film formed on a flat glass substrate. On the other hand, in the concave reflecting mirror 5, a reflecting film is formed on the surface of a plastic molded body that is injection-molded in a concave shape (including a free-form surface shape and an optical axis asymmetric shape). In this embodiment, the concave reflecting mirror 5 is described as a plastic molded body, but may be a glass molded body.

凹面反射ミラー5から出射した映像光8aは、フロントガラス6にて反射され運転者の視点7に入射して網膜上に結像することで、映像を視認することができる。このとき運転者は、フロントガラス6の前方に存在する虚像8を見ていることになる。   The image light 8a emitted from the concave reflecting mirror 5 is reflected by the windshield 6, enters the driver's viewpoint 7, and forms an image on the retina, whereby the image can be visually recognized. At this time, the driver sees the virtual image 8 existing in front of the windshield 6.

ここで映像表示装置2からは、映像光8aの周辺に周辺光9a(破線で示す)も出射される。この周辺光9aは平面反射ミラー4や凹面反射ミラー5のエッジ付近で反射され、同様にフロントガラス6に投射される。この周辺光9aは映像信号のない白色光であるが、反射ミラー4,5のエッジ付近で散乱されるため均一な白色光ではなくなり、スジ状の輝線(または暗線)となって運転者に視認されることになる。以下この輝線を「迷光」と呼ぶ。迷光が発生すると、HUD装置1の表示映像の品質を低下させるだけでなく、運転者が視認する虚像8に対する妨害光となる。なお、周辺光9aは映像表示装置2から出射された自発光であるが、HUD装置1の外部から入射した光(外光)がエッジ付近で反射されることでも、迷光が発生することになる。   Here, the image display device 2 also emits ambient light 9a (indicated by a broken line) around the image light 8a. This ambient light 9a is reflected near the edges of the plane reflecting mirror 4 and the concave reflecting mirror 5, and is similarly projected onto the windshield 6. Although this ambient light 9a is white light without a video signal, it is not uniform white light because it is scattered near the edges of the reflecting mirrors 4 and 5, and becomes a streak-like bright line (or dark line) that is visible to the driver. Will be. Hereinafter, this bright line is referred to as “stray light”. When the stray light is generated, not only the quality of the display image of the HUD device 1 is deteriorated but also the interference light with respect to the virtual image 8 visually recognized by the driver. The ambient light 9a is self-luminous emitted from the video display device 2, but stray light is also generated when light (external light) incident from the outside of the HUD device 1 is reflected near the edge. .

図2は、フロントガラスに表示される虚像と迷光を模式的に示す図である。運転者から見たフロントガラス6には、虚像8として、例えば前方の道路状況や走行速度の情報が表示されている。この虚像8の周囲に、図1で示した周辺光9aによる迷光9が表示される。すなわち、周辺光9aのうち反射ミラー4,5のエッジ付近で反射された光は、虚像8の周囲に迷光9となって出現する。特に凹面反射ミラー5については、プラスチック成形体には金型の分割位置(パーティングライン)に沿って突起(バリ)が存在するので、バリ付近で反射した光も同様に迷光9となって出現する。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a virtual image and stray light displayed on the windshield. On the windshield 6 viewed from the driver, for example, information on the road conditions ahead and the traveling speed is displayed as a virtual image 8. Around the virtual image 8, the stray light 9 by the ambient light 9a shown in FIG. That is, the light reflected in the vicinity of the edges of the reflection mirrors 4 and 5 in the ambient light 9 a appears as stray light 9 around the virtual image 8. In particular, for the concave reflecting mirror 5, since the plastic molded body has protrusions (burrs) along the mold dividing position (parting line), the light reflected in the vicinity of the burr appears as stray light 9 as well. To do.

ここでは迷光9のパターンを単純化して示しているが、反射ミラー4,5のエッジ形状やバリの形状によって様々なパターンとなる。すなわち、エッジの鋭さ、バリのサイズに応じて、スジ状の輝線の太さや明るさ、また輝線の本数は様々に発生する。エッジの鋭さに関しては、本願発明者の検討では、エッジ付近を丸めるアール加工を施しても迷光は依然として発生している。   Here, the pattern of the stray light 9 is shown in a simplified manner, but various patterns are obtained depending on the edge shape of the reflection mirrors 4 and 5 and the shape of burrs. That is, depending on the sharpness of the edge and the size of the burr, the thickness and brightness of the stripe-like bright line and the number of bright lines are variously generated. Regarding the sharpness of the edge, in the study by the inventors of the present application, stray light is still generated even when a round process is performed to round the vicinity of the edge.

上記した迷光を抑えるためには、反射ミラーのエッジ付近やパーティングライン付近をマスキング材で覆い、エッジ付近やパーティングライン付近での反射光の発生をなくすことが考えられる。マスキング材として、エッジに治具を取り付ける、黒色の植毛紙を張り付ける、低反射塗料を塗る等が考えられる。しかしながら、新たにマスキング材を取り付ける必要があること、凹面反射ミラーの場合には、マスキング材を凹面加工せねばならないなど、課題がある。そこで本実施例では、迷光を簡単に抑えるために次の対策を講じた。以下、反射ミラーが凹面反射ミラーの場合について、エッジに起因する迷光対策と、バリに起因する迷光対策を具体的に説明する。   In order to suppress the stray light described above, it is conceivable to cover the vicinity of the edge of the reflecting mirror and the vicinity of the parting line with a masking material to eliminate the generation of the reflected light near the edge and the parting line. Possible masking materials include attaching a jig to the edge, sticking black flocked paper, or applying a low-reflection coating. However, there is a problem that it is necessary to newly attach a masking material, and in the case of a concave reflecting mirror, the masking material must be processed into a concave surface. Therefore, in this embodiment, the following measures are taken in order to easily suppress stray light. Hereinafter, when the reflection mirror is a concave reflection mirror, a countermeasure against stray light caused by an edge and a countermeasure against stray light caused by a burr will be described in detail.

図3は、エッジに起因する迷光対策を施した凹面反射ミラー5の形状を示す図である。(a)は反射面側から見た正面図、(b)は側面図、(c)は上面図である。凹面反射ミラー5の反射面は、水平方向(H方向)及び垂直方向(V方向)に凹面形状となっている。反射面において点線で囲まれた領域は、凹面反射ミラー5に映像光8aが入射する有効エリア51であり、表面に反射膜が形成されている。有効エリア51の外側は映像光8aが入射しない領域で、無効エリア52と呼ぶことにする。凹面反射ミラー5のエッジ50は全てこの無効エリア52に含まれるが、映像光8a以外の周辺光9aが入射しエッジ50付近で反射されることで迷光9が発生することになる。   FIG. 3 is a diagram showing the shape of the concave reflecting mirror 5 in which countermeasures against stray light caused by edges are taken. (A) is the front view seen from the reflective surface side, (b) is a side view, (c) is a top view. The reflecting surface of the concave reflecting mirror 5 has a concave shape in the horizontal direction (H direction) and the vertical direction (V direction). A region surrounded by a dotted line on the reflection surface is an effective area 51 where the image light 8a is incident on the concave reflection mirror 5, and a reflection film is formed on the surface. The outside of the effective area 51 is an area where the image light 8a does not enter, and is referred to as an invalid area 52. The edges 50 of the concave reflecting mirror 5 are all included in the invalid area 52, but the stray light 9 is generated when the ambient light 9a other than the image light 8a is incident and reflected near the edge 50.

そこで本実施例では、凹面反射ミラー5のエッジ50付近での反射をなくすため、無効エリア52には反射膜を形成しない構造とした。そのため、反射膜の形成工程において、無効エリア52を覆う治具、例えばスパッタリング成膜時のマスキング治具を使用する。これにより、凹面反射ミラー5のエッジ50付近には反射膜が形成されていないので、周辺光9aが入射してもその反射光は発生せず、迷光の発生を抑えることができる。   Therefore, in this embodiment, in order to eliminate reflection in the vicinity of the edge 50 of the concave reflecting mirror 5, a structure in which no reflecting film is formed in the ineffective area 52 is adopted. Therefore, a jig that covers the ineffective area 52, for example, a masking jig for sputtering film formation, is used in the reflective film forming step. Thereby, since no reflection film is formed in the vicinity of the edge 50 of the concave reflecting mirror 5, even if the ambient light 9a is incident, the reflected light is not generated, and the generation of stray light can be suppressed.

このように、凹面反射ミラー5のエッジ50付近の無効エリア52に反射膜を形成しない構造とすれば、凹面反射ミラー5のHUD装置1への実装において、マスキング材等を新たに取り付ける必要がなく、容易に迷光の発生を防止することができる。   In this way, if the reflective film is not formed in the ineffective area 52 near the edge 50 of the concave reflecting mirror 5, it is not necessary to newly attach a masking material or the like in mounting the concave reflecting mirror 5 on the HUD device 1. Can easily prevent the occurrence of stray light.

図4は、バリに起因する迷光対策を施した凹面反射ミラー5の形状を示す図である。(a)は反射面側から見た斜視図、(b)は部分拡大図、(c)は反射膜の成膜時の状態を示す図である。凹面反射ミラー5の凹面状基板は射出成形によるプラスチック成形体であるが、射出成形後の成形体取り出し時に金型分割位置(パーティングライン53)に沿って表面に突起(バリ53a)が存在する。この例では(b)で示すように、凹面反射ミラー5の側面において、エッジ50のラインとほぼ平行にパーティングライン53(バリ53a)が存在している。このバリ53aに反射膜が形成され、これに周辺光9aが入射することで、その反射光が同様に迷光となる。この対策として、パーティングライン53に生じたバリ53aを機械的に除去することも考えられるが、新たな微細加工が必要になる。   FIG. 4 is a diagram showing the shape of the concave reflecting mirror 5 in which a countermeasure against stray light due to burrs is taken. (A) is the perspective view seen from the reflective surface side, (b) is a partial enlarged view, (c) is a figure which shows the state at the time of film-forming of a reflecting film. The concave substrate of the concave reflecting mirror 5 is a plastic molded body by injection molding, but there are protrusions (burrs 53a) on the surface along the mold dividing position (parting line 53) when the molded body after injection molding is taken out. . In this example, as shown in (b), a parting line 53 (burr 53a) exists on the side surface of the concave reflecting mirror 5 substantially in parallel with the line of the edge 50. A reflection film is formed on the burr 53a, and when the ambient light 9a is incident on the burr 53a, the reflected light similarly becomes stray light. As a countermeasure, it may be possible to mechanically remove the burr 53a generated in the parting line 53, but a new fine processing is required.

そこで本実施例では、(c)の反射膜の成膜時には、パーティングライン53(バリ53a)を覆うようなマスキング治具11を使用して、反射膜の形成を行う。これによってパーティングライン53近傍への反射膜の成膜をなくし、バリ53aからの反射光をなくして迷光の発生を抑えるようにした。なお、マスキング冶具11の形状は、エッジ50とバリ53aの両方を同時に覆うものであることが望ましく、エッジとバリに起因する迷光対策を同時に実現することができる。   In this embodiment, therefore, the reflective film is formed using the masking jig 11 that covers the parting line 53 (burr 53a) when the reflective film of FIG. This eliminates the formation of a reflective film in the vicinity of the parting line 53, eliminates the reflected light from the burr 53a, and suppresses the generation of stray light. The shape of the masking jig 11 is preferably such that it covers both the edge 50 and the burr 53a at the same time, and a countermeasure against stray light caused by the edge and the burr can be realized at the same time.

図5は、バリに起因する迷光対策として、図4の凹面反射ミラー5の形状の変形例を示す図である。図4(c)の成膜時には、ターゲット材の粒子が凹面反射ミラー5とマスキング冶具11との間隙に回り込み、パーティングライン53(バリ53a)に成膜される可能性がある。その対策として、図5(b)のように、凹面反射ミラー5のエッジ50からパーティングライン53にかけて段差部(切欠き)55を形成した構造にする。段差部55の形状は、パーティングライン53の位置やバリ53aの大きさ、金型の設計に合わせて、数mm程度だけL字状に切り欠いた形状とする。なお、段差部55の底面と壁面は傾斜面としてもよい。   FIG. 5 is a diagram showing a modification of the shape of the concave reflecting mirror 5 of FIG. 4 as a countermeasure against stray light caused by burrs. At the time of film formation in FIG. 4C, there is a possibility that the particles of the target material go into the gap between the concave reflecting mirror 5 and the masking jig 11 and be formed on the parting line 53 (burr 53 a). As a countermeasure, a stepped portion (notch) 55 is formed from the edge 50 of the concave reflecting mirror 5 to the parting line 53 as shown in FIG. The shape of the stepped portion 55 is a shape that is cut into an L shape by about several millimeters according to the position of the parting line 53, the size of the burr 53a, and the design of the mold. The bottom surface and the wall surface of the step portion 55 may be inclined surfaces.

図5(c)は成膜時に使用するマスキング冶具11の例であり、凹面反射ミラー5に設けた段差部55(切欠き)の形状に合わせて段差部12(突起部)を設けている。これにより、ターゲット材の粒子の回り込みをなくし、パーティングライン53(バリ53a)に反射膜が成膜されるのを確実に防止することができる。   FIG. 5C shows an example of the masking jig 11 used at the time of film formation, and the step portion 12 (projection portion) is provided in accordance with the shape of the step portion 55 (notch) provided on the concave reflecting mirror 5. Thereby, it is possible to prevent the target material particles from wrapping around and to reliably prevent the reflective film from being formed on the parting line 53 (burr 53a).

図6は、本実施例における反射膜の構成例を示す図である。プラスチック基板に対し、下地層(NbまたはSi)、第1層(Al、主反射層)、第2層(SiO)、第3層(NbOx)の順に積層形成することで、Alの増反射膜としている。成膜装置にはスパッタリング装置を使用し、マスキング冶具11にはメタル材を使用した。ここに示した材料は一例であり、用途に応じて適宜変更することができる。 FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the reflective film in the present embodiment. On the plastic substrate, the base layer (Nb or Si), the first layer (Al, main reflection layer), the second layer (SiO 2 ), and the third layer (NbOx) are laminated in this order to increase the reflection of Al. It is a film. A sputtering apparatus was used as the film forming apparatus, and a metal material was used as the masking jig 11. The material shown here is an example and can be appropriately changed according to the application.

また、第2層(SiO)と第3層(NbOx)は透明保護膜であり、凹面反射ミラー5のエッジ50やパーティングライン53(バリ53a)に成膜されても迷光発生の原因とはならない。よって、第2層と第3層については、マスキング冶具11なしで成膜してもよい。 Further, the second layer (SiO 2 ) and the third layer (NbOx) are transparent protective films, which may cause stray light even if they are formed on the edge 50 of the concave reflecting mirror 5 or the parting line 53 (burr 53a). Must not. Therefore, the second layer and the third layer may be formed without the masking jig 11.

実施例1においては、凹面反射ミラー5の無効エリア52(エッジ50やバリ53a)に反射膜を形成しない構造としたので、凹面反射ミラー5のHUD装置1への実装において、マスキング材等を新たに取り付ける必要がなく、容易に妨害光の発生を防止することができる。   In the first embodiment, since the reflecting film is not formed on the ineffective area 52 (edge 50 or burr 53a) of the concave reflecting mirror 5, a masking material or the like is newly added in mounting the concave reflecting mirror 5 on the HUD device 1. Therefore, it is possible to easily prevent generation of interference light.

以上述べた実施例は、プラスチック成形体に反射膜を形成する凹面反射ミラー5の場合であったが、ガラス基板に反射膜を形成する平面反射ミラー4の場合にも適用できる。その場合、エッジに起因する迷光対策に同様に効果があることは言うまでもない。   The embodiment described above is the case of the concave reflecting mirror 5 in which the reflecting film is formed on the plastic molded body, but can also be applied to the case of the flat reflecting mirror 4 in which the reflecting film is formed on the glass substrate. In that case, it is needless to say that the countermeasure against stray light caused by the edge is similarly effective.

実施例1では、凹面反射ミラー5のエッジやバリに起因する迷光対策について説明したが、実施例2では、凹面反射ミラー5の周辺部に発生する「ヒケ」に起因する虚像歪み対策について説明する。「ヒケ」とは、プラスチック成形体が冷却収縮する際に生じる表面の凹み(窪み)のことである。   In the first embodiment, countermeasures against stray light caused by edges and burrs of the concave reflecting mirror 5 have been described. In the second embodiment, countermeasures against virtual image distortion caused by “sink marks” generated in the peripheral portion of the concave reflecting mirror 5 will be described. . The “sink” is a dent (dent) on the surface that is generated when the plastic molding is cooled and contracted.

図7は、凹面反射ミラー5の周辺部に発生するヒケについて説明する図である。ここでは反射膜を形成する前のプラスチック成形体の形状を示し、(a)は反射面側から見た斜視図、(b)は部分拡大図、(c)は端部断面図である。(b)(c)に示すように、凹面反射ミラー5の周辺部において、エッジ50から内側へ所定幅の範囲に渡り反射面の高さが設計値よりも凹む形状となっている。以下、この部分を「ヒケ部61」と呼ぶ。その原因は、プラスチック成形体が冷却する過程で、ミラー中央部と周辺部で温度差が発生するためである。この例では反射面の各辺の周辺部にヒケ部61が発生している。特に、(c)に示すように、ミラー裏面側は凹面形状を保持するためにリブ構造62となっており、その近傍では冷却が遅くなるので発生するヒケ量(ヒケ部61の幅と深さ)は大きくなる。   FIG. 7 is a diagram for explaining sink marks generated in the peripheral portion of the concave reflecting mirror 5. Here, the shape of the plastic molded body before forming the reflective film is shown, (a) is a perspective view seen from the reflective surface side, (b) is a partially enlarged view, and (c) is an end sectional view. (B) As shown in (c), in the peripheral part of the concave reflecting mirror 5, the height of the reflecting surface is indented from the design value over the range of a predetermined width from the edge 50 to the inside. Hereinafter, this portion is referred to as “sink portion 61”. This is because a temperature difference occurs between the central part and the peripheral part of the mirror during the process of cooling the plastic molded body. In this example, sink marks 61 are generated in the periphery of each side of the reflecting surface. In particular, as shown in (c), the rear surface side of the mirror has a rib structure 62 in order to maintain a concave shape, and the amount of sink marks (the width and depth of the sink part 61 is generated because cooling is slow in the vicinity thereof. ) Will grow.

このようなヒケ部61の存在するプラスチック成形体の反射面側に反射膜を形成すると、ヒケ部61の反射膜で反射された光により、投射される虚像8に歪や二重像が発生する。そこで本実施例では、ヒケ部61に反射膜が形成されない構造として、虚像の歪や二重像の発生を防止するようにした。   When a reflection film is formed on the reflection surface side of the plastic molded body in which such a sink part 61 exists, distortion and a double image are generated in the projected virtual image 8 by the light reflected by the reflection film of the sink part 61. . Therefore, in this embodiment, a structure in which the reflective film is not formed on the sink part 61 prevents the distortion of the virtual image and the generation of the double image.

図8は、反射膜の成膜時の状態を示す図である。前記図4(c)と同様にヒケ部61を覆うようなマスキング治具21を使用して、反射膜の成膜を行う。これによってヒケ部61への反射膜の形成をなくし、ヒケ部61からの反射光による虚像歪や二重像の発生を抑えるようにした。   FIG. 8 is a diagram illustrating a state when the reflective film is formed. The reflective film is formed using the masking jig 21 that covers the sink portion 61 as in FIG. This eliminates the formation of a reflective film on the sink part 61 and suppresses the occurrence of virtual image distortion and double image due to the reflected light from the sink part 61.

図9は、本実施例の効果として虚像パターンの表示例を示す図である。(a)は比較のためにヒケ部の存在する従来品ミラー使用の場合、(b)は本実施例のミラー使用の場合である。ここでは、虚像のテストパターンとしてグリッドパターンを用いている。   FIG. 9 is a diagram illustrating a display example of a virtual image pattern as an effect of the present embodiment. For comparison, (a) shows the case of using a conventional mirror having a sink part, and (b) shows the case of using the mirror of this embodiment. Here, a grid pattern is used as a virtual image test pattern.

(a)の従来品ミラーの場合、画面の下辺領域70において、表示パターンに歪や二重像(符号71)が発生している。これは、凹面反射ミラー5の対応する下辺領域にヒケ部61が存在し、その部分での反射光が乱れるためである。   In the case of the conventional product mirror shown in (a), distortion and a double image (reference numeral 71) are generated in the display pattern in the lower side area 70 of the screen. This is because the sink portion 61 exists in the corresponding lower side region of the concave reflecting mirror 5 and the reflected light at that portion is disturbed.

これに対し(b)の本実施例のミラーでは、図8に示したようなマスキング成膜によりヒケ部61に反射膜を形成させない構造としており、その結果、画面の下辺領域70においては歪みをもつ表示パターン71が消失し、虚像歪や二重像の発生を防止できる。この例では、下辺領域において1メッシュ幅のパターンが表示されないようにした。   On the other hand, in the mirror of this embodiment shown in FIG. 8B, the reflection film is not formed on the sink portion 61 by the masking film formation as shown in FIG. 8, and as a result, distortion is generated in the lower side region 70 of the screen. The displayed display pattern 71 disappears, and virtual image distortion and double image generation can be prevented. In this example, a 1-mesh width pattern is not displayed in the lower side area.

言い換えれば、図3における有効エリア51、無効エリア52という定義を用いれば、凹面反射ミラー5のうち、ヒケ部の存在する下辺領域70を無効エリア52として設定し、一方、有効エリア51はヒケ部が存在しないように設定している。そして、無効エリア52には反射膜を形成しない構造にするとともに、映像光8aの入射範囲を無効エリア52から外すように調整する。なお、無効エリア52に反射膜を形成しない理由は、無効エリア52には映像光8a以外の周辺光9aが入射することがあるので、反射膜を残すことは好ましくないからである。   In other words, if the definitions of the effective area 51 and the invalid area 52 in FIG. 3 are used, the lower side area 70 where the sink part exists in the concave reflecting mirror 5 is set as the invalid area 52, while the effective area 51 is the sink part. Is set not to exist. The ineffective area 52 is not formed with a reflective film, and the incident range of the image light 8 a is adjusted to be excluded from the ineffective area 52. The reason why the reflective film is not formed in the invalid area 52 is that it is not preferable to leave the reflective film since the ambient light 9a other than the image light 8a may enter the invalid area 52.

このように実施例2においても、凹面反射ミラー5の無効エリア52(ヒケ部61)に反射膜を形成しない構造としたので、凹面反射ミラー5のHUD装置1への実装において、マスキング材等を新たに取り付ける必要がなく、容易に虚像歪みや二重像の発生を防止することができる。   Thus, also in Example 2, since it was set as the structure which does not form a reflecting film in the invalid area 52 (sink part 61) of the concave reflective mirror 5, in mounting to the HUD apparatus 1 of the concave reflective mirror 5, masking material etc. are used. It is not necessary to attach a new one, and it is possible to easily prevent generation of virtual image distortion and double image.

また、実施例1と実施例2の構成を適宜組み合わせることで、凹面反射ミラーのエッジ、パーティングライン(バリ)、ヒケ部に起因する妨害光や虚像歪みの発生を抑えることができることは言うまでもない。   Needless to say, by appropriately combining the configurations of the first and second embodiments, it is possible to suppress the occurrence of interference light and virtual image distortion caused by edges, parting lines (burrs), and sink marks of the concave reflecting mirror. .

1:ヘッドアップディスプレイ(HUD)装置、
2:映像表示装置、
3:レンズ、
4:平面反射ミラー、
5:凹面反射ミラー、
6:フロントガラス、
8:虚像、
8a:映像光、
9:迷光、
9a:周辺光、
11,21:マスキング冶具、
12:段差部、
50:エッジ、
51:有効エリア、
52:無効エリア、
53:パーティングライン、
53a:バリ、
55:段差部、
61:ヒケ部、
70:画面下辺領域、
71:虚像歪みと二重像。
1: Head-up display (HUD) device,
2: Video display device,
3: Lens,
4: Plane reflection mirror,
5: concave reflecting mirror,
6: Windshield,
8: Virtual image,
8a: image light,
9: stray light,
9a: ambient light,
11, 21: Masking jig,
12: Stepped part,
50: Edge,
51: Effective area
52: Invalid area,
53: Parting line
53a: Bali,
55: Stepped portion,
61: sink part,
70: Screen bottom area,
71: Virtual image distortion and double image.

Claims (7)

車両に搭載し、フロントガラスの前方に虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
前記虚像に対応する映像光を生成して出射する映像表示装置と、
前記映像表示装置から出射された前記映像光を反射して前記フロントガラスへ投射する反射ミラーと、を備え、
前記反射ミラーの反射面は、基板の表面に反射膜を形成した構造であって、前記映像光が入射しない無効エリアには前記反射膜が形成されていない構造としたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
In a head-up display device that is mounted on a vehicle and displays a virtual image in front of the windshield,
A video display device for generating and emitting video light corresponding to the virtual image;
A reflection mirror that reflects the image light emitted from the image display device and projects the image light onto the windshield, and
The reflection surface of the reflection mirror has a structure in which a reflection film is formed on a surface of a substrate, and the reflection film is not formed in an ineffective area where the image light is not incident. Display device.
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記無効エリアには、前記反射ミラーの反射面のエッジが含まれることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to claim 1,
The head-up display device, wherein the invalid area includes an edge of a reflecting surface of the reflecting mirror.
請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記反射ミラーは、プラスチック成形体である凹面状の基板に前記反射膜を形成した凹面反射ミラーであって、前記プラスチック成形体のパーティングラインの近傍には前記反射膜が形成されていない構造としたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to claim 2,
The reflecting mirror is a concave reflecting mirror in which the reflecting film is formed on a concave substrate which is a plastic molded body, and the reflecting film is not formed in the vicinity of a parting line of the plastic molded body. A head-up display device characterized by that.
請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記凹面反射ミラーは反射面の側面に前記パーティングラインを有するとき、
前記反射面のエッジから前記パーティングラインにかけて段差部が形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。
The head-up display device according to claim 3,
When the concave reflecting mirror has the parting line on the side surface of the reflecting surface,
A head-up display device, wherein a step portion is formed from an edge of the reflecting surface to the parting line.
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記反射ミラーは、プラスチック成形体である凹面状の基板に前記反射膜を形成した凹面反射ミラーであって、前記プラスチック成型体のヒケ部近傍には前記反射膜が形成されていない構造としたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to claim 1,
The reflecting mirror is a concave reflecting mirror in which the reflecting film is formed on a concave substrate which is a plastic molded body, and the reflecting film is not formed in the vicinity of the sink part of the plastic molded body. A head-up display device.
請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記プラスチック成形体のヒケ部近傍には前記反射膜が形成されていない構造としたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to claim 3,
A head-up display device having a structure in which the reflective film is not formed in the vicinity of a sink part of the plastic molded body.
車両に搭載し、フロントガラスの前方に虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
前記虚像に対応する映像光を生成して出射する映像表示装置と、
前記映像表示装置から出射された前記映像光を反射して前記フロントガラスへ投射する反射ミラーと、を備え、
前記反射ミラーは、プラスチック成形体である凹面状の基板の表面に反射膜を形成した凹面反射ミラーであって、
前記プラスチック成型体のヒケ部近傍は前記映像光が入射しない無効エリアに設定するとともに、
前記無効エリアには前記反射膜が形成されていない構造としたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
In a head-up display device that is mounted on a vehicle and displays a virtual image in front of the windshield,
A video display device for generating and emitting video light corresponding to the virtual image;
A reflection mirror that reflects the image light emitted from the image display device and projects the image light onto the windshield, and
The reflection mirror is a concave reflection mirror in which a reflection film is formed on the surface of a concave substrate that is a plastic molded body,
While setting the vicinity of the sink part of the plastic molding is an invalid area where the image light does not enter,
A head-up display device having a structure in which the reflective film is not formed in the invalid area.
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