JP2024053590A - ミラー及びヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学フィルムを基材へより強固に接着したミラー及び当該ミラーを備えるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】 曲面を有し合成樹脂材料で形成される基材４１と、基材４１の前記曲面に沿って設けられる光を反射する光学フィルム４２と、基材４１と光学フィルム４２との間に設けられ、光学フィルム４２よりも厚く可撓性のシート４３と、光学フィルム４２とシート４３、及びシート４３と基材４１とをそれぞれ接着する接着層４４と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ミラー及びヘッドアップディスプレイ装置に関し、特に車両用表示装置として好適である。

特許文献１には、ヘッドアップディスプレイ装置に用いられるミラーが開示されている。このミラーは、屈折率の異なる複数の樹脂膜を積層してなる反射層と、粘着層と、反射層が粘着層を介して接合する基材を備える反射鏡である。

国際公開２０２０－２４６５４６号公報

発明者らは、従来の構成のミラーには、未だ反射層を形成する光学フィルムと基材との間の接合に改善の余地があることを発見した。特に、基材の平面ではない箇所に光学フォルムを接着する際に、間に気泡などが介在して接着強度を低下してしまう課題について解決するものである。

そこで本発明の目的とするところは、上述課題に着目し、光学フィルムを基材へより強固に接着したミラー及び当該ミラーを備えるヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

本発明のミラーは、
曲面を有し合成樹脂材料で形成される基材と、
前記基材の前記曲面に沿って設けられる光を反射する光学フィルムと、
前記基材と前記光学フィルムとの間に設けられ、前記光学フィルムよりも厚く可撓性のシートと、
前記光学フィルムと前記シート、及び前記シートと前記基材とをそれぞれ接着する接着層と、を備える。

また、前記シートは、前記基材と同じ主材を用いてなる。

また、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、
表示光を出射する表示器と、
前記表示光を反射する前記ミラーと、
前記表示器及び前記ミラーを収容し、前記表示光を透過反射部材へ通過させる開口部が形成される筐体を備える。

また、前記ミラーは、前記表示光の反射角度を調整するために回転可能に保持され、
前記基材は、前記ミラーの回転軸となる軸部を一体に形成する。

本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す概略断面図。 ヘッドアップディスプレイ装置が備えるミラーを示す斜視図。 ミラーの要部断面を示す図。 ミラーの組付け前の状態を示す図。

以下に、本開示のミラー及びヘッドアップディスプレイ装置を実施形態として例にあげ、添付図面を用いて説明する。なお、複数の図面に存在する同一属性の部位には、見易さのために一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。

ヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば自動車に搭載されるものであり、図１及び図２に示すように、筐体１と、表示器２と、補正鏡３と、ミラー４と、ミラー回転機構５と、図示しない回路基板と、を備える。

ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示器２が出射した所定の画像を表す表示光Ｌを、補正鏡３とミラー４とで反射させ、ヘッドアップディスプレイ装置１００が搭載される車両のウインドシールド（透過反射部材）２００に照射して表示を行う。ヘッドアップディスプレイ装置１００が表示する内容は、車両の走行速度や各種警告などの車両情報、ナビゲーション情報等である。

筐体１は、例えば黒色の合成樹脂から形成され、表示器２、補正鏡３、ミラー４、ミラー回転機構５、及び、回路基板（図示せず）を内部に収容する。筐体１のウインドシールド２００に対向する部分には、後述する表示光Ｌをウインドシールド２００に通過させる開口部１０が形成され、この開口部１０は、透光性カバー１１に塞がれている（覆われている）。

表示器２は、所定の情報（各種車両情報やナビゲーション情報等）を報知するための画像（報知画像）を表す表示光Ｌを出射するものであり、例えば、液晶パネルとバックライト用光源から構成される透過型液晶ディスプレイ、又は、自発光型ディスプレイから構成される。

補正鏡３は、表示器２が出射した表示光Ｌを、ミラー４に向けて反射させるものである。この際、補正鏡３は、ミラー４とともにウインドシールド２００等の曲面形状に対応した表示補正を行うための曲率を有する反射面形状にて形成されている。

ミラー４は、補正鏡３で反射した表示光Ｌをさらに反射させ、ウインドシールド２００に向けて出射する。ミラー４は、合成樹脂材料からなる基材の表面に、接着層によって光学フィルム（反射層）が接合されることにより形成された凹面鏡として構成される。ミラー４は、回転軸線Ａ方向の両端部に軸部Ｓ及びフランジ部Ｆを備える。フランジ部Ｆは、回転軸線Ａを中心に摺動及び回転できる図示されない軸部を取り付ける箇所である。ミラー４は、軸部を支点とする回転軸線Ａ方向周りに回転することによって表示光Ｌの反射角度を調整する。

ミラー４で反射した表示光Ｌは、筐体１の開口部１０に設けられた透光性カバー１１を透過して、ウインドシールド２００に向かう。ウインドシールド２００に到達し、反射された表示光Ｌは、ウインドシールド２００の前方の虚像位置Ｖ（図１参照）に報知画像の虚像（観察者Ｅに視認される表示像）を形成するとともに、前方からの光を透過する。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、虚像と前方に実際に存在する外景等の双方を、観察者Ｅ（主に車両の運転者）に視認させることができる。

ミラー回転機構（図示しない）は、ミラー４を回転軸線Ａ周りに回転させるものであり、例えば軸部を支持する軸受部材と、回転駆動部で構成される。回転駆動部は、フレームと、モータと、送りネジ軸と、送り部材と、を備える。フレームは、モータを固定支持するとともに、送りネジ軸を回転可能に支持する。また、フレームは、送り部材の送りネジ軸周りの回転を規制する。モータは、ミラー４を回転軸線Ａ周りに回転させるための駆動力を生むステッピングモータである。送りネジ軸は、モータの出力軸に連結され、モータの駆動に応じて正逆回転する。送り部材は、送りネジ軸に螺合する螺合部と、軸部材の連結レバー部に当接状に連結される連結部と、を備える。モータの駆動に応じて送りネジ軸が回転すると、フレームによって送りネジ軸周りの回転が規制された送り部材は、送りネジ軸の軸線に沿って移動する。これにより、例えばミラー４に設けられる突起を介してミラー４を押圧することで、ミラー４が回転軸線Ａ周りに回転し、ミラー４の反射角度が変更される。

図示しない回路基板は、例えば筐体１内の所定位置に設けられ、ＣＰＵとＲＡＭとＲＯＭ等の演算装置と記憶装置を組み合わせたマイクロコントローラからなる制御部（図示せず）を実装したプリント回路板である。回路基板の制御部は、表示器２及び回転駆動部の各々と電気的に接続されている。制御部は、車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の外部装置（図示せず）から通信ラインにより伝送される車両の状態情報を取得し、これに応じて表示器２を駆動する（つまり、表示器２に所定の報知画像を表示させる）。

また、ヘッドアップディスプレイ装置１００には、観察者Ｅ等のユーザが、ミラー４の角度を調整するための入力手段（図示せず）が設けられており（この入力手段は、制御部と電気的に接続されたヘッドアップディスプレイ装置１００の外部装置であってもよい）、制御部は、ユーザの入力手段からの操作内容に応じて、回転駆動部を駆動し、ミラー４を回転軸線Ａ周りに所望の角度だけ回転させる。このようなミラー４の角度調整により、搭乗者の視線の高さに合った適切な位置に虚像を表示できる。

次に、図３を用いて、特にミラー４について説明する。図３は、回転軸線Ａを含むミラー４の断面を示す図である。ミラー４は、基材４１と、光学フィルム４２と、シート４３と、接着層４４と、を備えている。

基材４１は、曲面を有し合成樹脂材料で形成される。基材４１の合成樹脂材料としては、硬化前に高い流動性と硬化後に高い剛性を示す材料が好適である。高い流動性を示す合成樹脂材料は、ミラー４の成形性（表面形状の精度など）を高める。高い剛性を示す合成樹脂材料は、ミラー４の振動に対する耐力を高める。上記観点から、合成樹脂材料としては、環状オレフィン系樹脂やポリカーボネートが選択される。環状オレフィン系樹脂の具体例としては、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）や環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）が含まれる。

基材４１は、実施形態では特に暗色であるとよい。暗色の基材４１は、光学フィルム４２に透過される光が入射しても、観察者Ｅや表示器２へ向けて反射してしまう虞を低減できる。

光学フィルム４２は、基材４１の前記曲面に沿って設けられ、表示器２が出射した表示光Ｌを反射する反射部材である。光学フィルム４２は、表示光Ｌを全反射するミラーフィルムであってもよい。光学フィルム４２は、特にコールドミラーフィルムであるとよい。偏光反射型コールドミラーフィルムは、誘電体多層膜で形成されるミラーフィルムであり、入射した光のうち、特定の方向の偏光である可視光のみを反射し、その他の光を透過する、選択的光反射光学フィルムである。

光学フィルム４２として適用する偏光反射型コールドミラーフィルムは、例えば、ポリエステル系のフィルム材に多層光学フィルムを形成することで、外部から進入した太陽光のうち、表示光Ｌと異なる方向の偏光や赤外光が表示器２などに到達し加熱することを抑制でき、ヘッドアップディスプレイ装置として好適である。

シート４３は、基材４１と光学フィルム４２との間に設けられ、光学フィルム４２よりも厚く可撓性の部材が適用できる。この場合、光学フィルムは、０．０５～０．０７ミリメートル程度、シート４３は、０．２～０．４ミリメートル程度のものを適用している。可撓性のシート４３は、基材４１の曲面に沿って接着層４４を介して貼り付けられる。また、シート４３は、基材４１と同じ主材を用いた材質を適用することによって、熱変化による線膨張係数を基材４１を同様にできるため、大きな熱変化を伴う環境であっても、シート４３が基材４１と同調して変形するため剥がれにくい作用がある。

接着層４４は、光学フィルム４２とシート４３とを接着する第１の接着層４４ａと、シート４３と基材４１と接着する第２の接着層４４ｂと、を備える。

第１の接着層４４ａは、光学フィルム４２の片面側に設けられた粘着剤層であり、特にアクリル系粘着剤が好適である。アクリル系粘着剤は、種々の光学フィルムに適した接着特性を有しながらも、安価に製造できるため、好適な構成である。

第１の接着層４４ａを介して、光学フィルム４２がシート４３に貼り付けられる。この際、光学フィルム４２は、図４に示すように、略平面の状態のシート４３に対して貼り付け処理を行うことができるため、基材４１の曲面に貼り付けることに比べて、安定して容易に処理できるため、気泡などの混入を抑止し、伸縮性の小さい光学フィルム４２を適用した場合であっても、強固な接着状態となる。

第２の接着層４４ｂは、シート４３に貼り付けられ、光学フィルム４２を基材４１の反射面側に接着する両面テープを適用できる。第２の接着層４４ｂは、両面テープの他にも種々の接着剤を適用できるが、例えばOCA(Optical Clear Adhesive)やOCR(Optical Clear Resin)であるとよく、エポキシ樹脂、硬化剤などでもよい。この場合、第２の接着層４４ｂは、ある程度の厚みを有することで、基材４１の曲面に形成された微細凹凸を吸収でき、光学フィルム４２と同程度の厚さのものを適用している。

また、光学フィルム４２とシート４３とが第１の接着層４４ａによって接着された状態の組付体を、第２の接着層４４ｂを用いて基材４１の曲面に接着できる。この場合にあっても、該組付体は、シート４３により適度な可撓性を有し、同材質の基材４１に対して接着するため接着作業が容易となる。また、第２の接着層４４ｂの種類や材質を光学フィルム４２との関係性を考慮せずに選定できるため、より最適な接着を行うことができ、曲面に貼り付ける場合であっても強固な接着状態となる。

斯かるミラー４は、曲面を有し合成樹脂材料で形成される基材４１と、基材４１の前記曲面に沿って設けられる光を反射する光学フィルム４２と、基材４１と光学フィルム４２との間に設けられ、光学フィルム４２よりも厚く可撓性のシート４３と、光学フィルム４２とシート４３、及びシート４３と基材４１とをそれぞれ接着する接着層４４と、を備える。

従って、上述のように光学フィルム４２を基材４１へ対して強固に接着保持したミラー４となる。

また、シート４３は、基材４１と同じ主材を用いてなることで、熱変形による剥がれの影響を抑止できる。また、接着層（第２の接着層４４ｂ）の選定を光学フィルム４２と関係なく最適なものにできる作用がある。

また、斯かるヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示光Ｌを出射する表示器２と、表示光Ｌを反射するミラー４と、表示器２及びミラー４を収容し、表示光Ｌを透過反射部材２００へ通過させる開口部１０が形成される筐体１を備える。

従って、太陽光や表示光Ｌなど熱影響の高い装置であっても、剥がれ等なく強固に光学フィルム４２を保持したミラー４となり、信頼性の高いヘッドアップディスプレイ装置１００となる。

また、ミラー４は、表示光Ｌの反射角度を調整するために回転可能に保持され、基材４１は、ミラー４の回転軸となる軸部Ｓを一体に形成する。回動するミラー４にあっても剥がれ等なく強固に光学フィルム４２を保持したミラー４となり、信頼性の高いヘッドアップディスプレイ装置１００となる。

以上、実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

光学フィルムの構成は、タッチパネルフィルムや、透過型偏光板等であってもよい。光学フィルムこれらを適用する場合、ヘッドアップディスプレイ装置の他、表示装置へ適用されることも望ましい。

また、上述した実施例にあっては、本発明のミラーを回動可能な凹面鏡のミラー４に適用したものを例に挙げて説明したが、補正鏡３に適用することもできる。この場合、上述した実施例と同様に、偏光反射型コールドミラーである光学フィルムをシートや接着層を介して基材に貼り付ける構成とすることで実現でき、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、光学フィルム４２をシート４３へ貼り付ける際や、シート４３を基材４１へ貼り付ける際には、位置決めを容易にするため、例えば、各部材の角部分に対応するマークや突き当て壁、突起などを基材４１に設けることで、精度よく貼り付けを行うことも考えられる。

本開示のミラーやヘッドアップディスプレイ装置は、自動車の他、作業車両や自動二輪車のような車両、船舶、航空機などに搭載されてもよい。

１００ ヘッドアップディスプレイ装置
１ 筐体
１０ 開口部
１１ 透光性カバー
２ 表示器
３ 平面鏡
４ ミラー
４１ 基材
４２ 光学フィルム
４３ シート
４４ 接着層
２００ ウインドシールド（透過反射部材）
Ｌ 表示光
Ｓ 軸部
Ｆ フランジ部
Ｖ 虚像位置

Claims (4)

1. 曲面を有し合成樹脂材料で形成される基材と、
   前記基材の前記曲面に沿って設けられる光を反射する光学フィルムと、
   前記基材と前記光学フィルムとの間に設けられ、前記光学フィルムよりも厚く可撓性のシートと、
   前記光学フィルムと前記シート、及び前記シートと前記基材とをそれぞれ接着する接着層と、を備える
   ミラー。
2. 前記シートは、前記基材と同じ主材を用いてなる
   請求項１に記載のミラー。
3. 表示光を出射する表示器と、
   前記表示光を反射する請求項１に記載のミラーと、
   前記表示器及び前記ミラーを収容し、前記表示光を透過反射部材へ通過させる開口部が形成される筐体を備える
   ヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記ミラーは、前記表示光の反射角度を調整するために回転可能に保持され、
   前記基材は、前記ミラーの回転軸となる軸部を一体に形成する
   請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
   
   

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