JP7252710B2 - head-up display device - Google Patents

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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。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up display device mounted on a vehicle or the like to display various image 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。 2. Description of the Related Art In recent years, a head-up display device (hereinafter abbreviated as HUD device) that displays various types of information on the windshield of a vehicle has been put to practical use as one of techniques for superimposing and displaying an image on a real space. For example, by providing information for the driver as image information to be displayed, the driving operation of the vehicle can be assisted.

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 to project an image optically generated by the image display device 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. Configuration. Reflecting mirrors are included in optical components for image projection, and in order to increase light reflectance, surface reflecting mirrors are used, which are made by forming a metal film on the surface of a substrate material such as glass.

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 laminated 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, an image generated by the image display device is reflected by a reflecting mirror and displayed as a virtual image. There is a problem that it appears and becomes interfering light. Especially when the reflecting mirror is a plastic concave mirror, if there is a protrusion (burr) on the parting line of the molded product, a metal film is formed on the burr, and the light reflected by this burr becomes stray light, interfering with the virtual image. becomes. Alternatively, if sink marks (dents) are generated in the periphery of the reflecting mirror during the plastic molding and cooling process and a metal film is formed thereon, the virtual image reflected by the sink marks will be distorted or double images will occur.

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。 In order to suppress the occurrence of interfering light and virtual image distortion, for example, the vicinity of the edge of the reflecting mirror, the parting line, and the vicinity of the sink mark are covered with a masking material to eliminate the occurrence of the reflected light near the edge, the parting line, and the vicinity of the sink mark. can be considered. 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. Also, if the reflecting mirror is a concave mirror, the masking material must be processed along the concave shape, which increases the number of processing steps. It should be noted that rounding the vicinity of the edge of the reflecting mirror may be considered, but the effect of preventing stray light was small according to the inventor's study.

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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a head-up display device that can easily prevent the occurrence of interfering 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 provides a head-up display device that is mounted on a vehicle and displays a virtual image in front of a windshield, wherein a video display device that generates and emits video light corresponding to the virtual image, and a video display device that emits video light corresponding to the virtual image. a reflecting mirror for reflecting the image light and projecting it onto the windshield, wherein the reflecting surface of the reflecting mirror has a structure in which a reflecting film is formed on the surface of a substrate, and is an ineffective area where the image light does not enter. has a structure in which 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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the head-up display apparatus which can prevent generation|occurrence|production of obstructive light and virtual image distortion easily can be provided, 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-surface reflection mirror (countermeasure against stray light resulting from an edge). 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-surface reflection mirror (countermeasure against stray light resulting from a burr). 図4の凹面反射ミラーの変形例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a modification of the concave reflecting mirror of FIG. 4; 反射膜の構成例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a reflective 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)。FIG. 10 is a diagram for explaining sink marks that occur in the peripheral portion of the concave reflecting mirror (Example 2); 反射膜の成膜時の状態を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a state during formation of a reflective 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 showing 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。 An embodiment of a head-up display device (HUD device) according to the present invention will be described below 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, countermeasures against stray light caused by edges and burrs of the concave reflection 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 mounted inside the dashboard of the vehicle. An image display device 2 in the HUD device 1 has a light source such as an LED and an image display element such as a liquid crystal panel, and generates an image 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。 Image light 8a (indicated by a solid line) emitted from the image 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 called windshield) of the vehicle. be done. The first reflecting mirror 4 is a plane reflecting mirror whose reflecting direction is fixed, and the second mirror 5 is a concave reflecting mirror whose reflecting direction 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, etc.) is formed on the surface of the substrate. On the other hand, in the concave reflection mirror 5, a reflective film is formed on the surface of a plastic molding that has been injection-molded into a concave shape (including a free curved surface shape and a shape asymmetrical with respect to the optical axis). In this embodiment, the concave reflecting mirror 5 is described as using a molded plastic body, but it may be made of a molded glass 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 visual point 7, and forms an image on the retina of the driver so that 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。 Ambient light 9a (indicated by broken lines) is also emitted from the image display device 2 around the image light 8a. This ambient light 9a is reflected near the edges of the flat reflecting mirror 4 and the concave reflecting mirror 5, and is projected onto the windshield 6 in the same way. This ambient light 9a is white light without a video signal, but because it is scattered near the edges of the reflecting mirrors 4 and 5, it is no longer uniform white light, and becomes streak-like bright lines (or dark lines) and is visually recognized by the driver. will be This bright line is hereinafter referred to as "stray light". When stray light occurs, it not only degrades the quality of the image displayed on the HUD device 1, but also interferes with the virtual image 8 visually recognized by the driver. Although the ambient light 9a is self-luminous emitted from the image display device 2, 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. A virtual image 8 is displayed on the windshield 6 seen from the driver, for example, information about road conditions ahead and traveling speed. Around this virtual image 8, stray light 9 due to ambient light 9a shown in FIG. 1 is displayed. That is, of the ambient light 9a, the light reflected near the edges of the reflecting mirrors 4 and 5 appears as stray light 9 around the virtual image 8. FIG. Especially for the concave reflection mirror 5, since the plastic molding has projections (burrs) along the dividing line (parting line) of the mold, the light reflected near the burrs also appears as stray light 9. 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。 Although the pattern of the stray light 9 is shown here in a simplified manner, the pattern varies depending on the edge shape of the reflecting mirrors 4 and 5 and the shape of the burr. That is, depending on the sharpness of the edge and the size of the burr, the thickness and brightness of the streak-like bright lines and the number of bright lines vary. With regard to the sharpness of the edge, according to the study by the inventor of the present application, stray light still occurs even if the edge vicinity is rounded.

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 reflected light in the vicinity of the edge and the vicinity of the parting line. As a masking material, it is conceivable to attach a jig to the edge, attach black flocked paper, or apply a low-reflection paint. However, there are problems such as the need to attach a new masking material, and the need to process the masking material to have a concave surface in the case of a concave reflection mirror. Therefore, in this embodiment, the following countermeasures were taken to simply suppress the stray light. In the following, when the reflecting mirror is a concave reflecting mirror, countermeasures against stray light caused by edges and countermeasures against stray light caused by burrs will be specifically described.

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, which is designed to deal with stray light caused by edges. (a) is a front view seen from the reflecting surface side, (b) is a side view, and (c) is a top view. The reflecting surface of the concave reflecting mirror 5 is concave in the horizontal direction (H direction) and the vertical direction (V direction). A region surrounded by a dotted line on the reflecting surface is an effective area 51 where the image light 8a is incident on the concave reflecting mirror 5, and a reflecting 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 called an ineffective area 52 . The edge 50 of the concave reflecting mirror 5 is all included in this invalid area 52, but the ambient light 9a other than the image light 8a enters and is reflected near the edge 50, thereby generating stray light 9. FIG.

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 the reflection near the edge 50 of the concave reflecting mirror 5, a structure in which no reflecting film is formed in the invalid area 52 is employed. Therefore, in the step of forming the reflective film, a jig that covers the ineffective area 52, for example, a masking jig for sputtering film formation is used. As a result, since no reflecting film is formed near 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 reflecting film is not formed in the invalid area 52 near the edge 50 of the concave reflecting mirror 5, there is no need to newly attach a masking material or the like when mounting the concave reflecting mirror 5 on the HUD device 1. , the generation of stray light can be easily prevented.

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 reflection mirror 5, which is used as a countermeasure against stray light caused by burrs. (a) is a perspective view seen from the reflective surface side, (b) is a partially enlarged view, and (c) is a view showing a state during deposition of a reflective film. The concave substrate of the concave reflection mirror 5 is a plastic molded body obtained by injection molding. When the molded body is taken out after injection molding, there are projections (burrs 53a) on the surface along the mold splitting position (parting line 53). . In this example, as shown in (b), a parting line 53 (burr 53a) exists on the side surface of the concave reflection mirror 5 substantially parallel to the line of the edge 50. FIG. A reflective 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 against this, mechanical removal of the burrs 53a formed on the parting line 53 may be considered, but 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。 Therefore, in this embodiment, the masking jig 11 that covers the parting line 53 (burr 53a) is used to form the reflective film during the formation of the reflective film of (c). As a result, the formation of a reflective film in the vicinity of the parting line 53 is eliminated, and the reflected light from the burrs 53a is eliminated, thereby suppressing the generation of stray light. It is desirable that the shape of the masking jig 11 covers both the edge 50 and the burr 53a at the same time, so that the stray light caused by the edge and the burr can be prevented 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 reflection mirror 5 of FIG. 4 as a countermeasure against stray light caused by burrs. 4(c), particles of the target material may enter the gap between the concave reflecting mirror 5 and the masking jig 11 and form a film on the parting line 53 (burr 53a). As a countermeasure, as shown in FIG. 5(b), 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 step portion 55 is an L-shaped notch of about several millimeters in accordance with the position of the parting line 53, the size of the burr 53a, and the design of the mold. Note that the bottom surface and the wall surface of the stepped 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. 5(c) shows an example of the masking jig 11 used for film formation, in which a stepped portion 12 (protrusion) is provided to match the shape of the stepped portion 55 (notch) provided on the concave reflection mirror 5. FIG. As a result, it is possible to prevent the particles of the target material from wrapping around, and to reliably prevent the reflection 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 showing a configuration example of a reflective film in this embodiment. By laminating a base layer (Nb or Si), a first layer (Al, main reflection layer), a second layer (SiO 2 ), and a third layer (NbOx) in this order on a plastic substrate, Al reflection is increased. Membrane. A sputtering device was used as the film forming device, and a metal material was used as the masking jig 11 . The materials shown here are only examples, and can be changed as appropriate depending on 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。 In addition, the second layer (SiO 2 ) and the third layer (NbOx) are transparent protective films, and even if they are formed on the edge 50 of the concave reflection mirror 5 or the parting line 53 (burr 53a), they may cause stray light. should not. Therefore, the second layer and the third layer may be formed without the masking jig 11. FIG.

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 no reflective film is formed on the ineffective area 52 (edge 50 or burr 53a) of the concave reflecting mirror 5, a new masking material or the like is required when mounting the concave reflecting mirror 5 on the HUD device 1. Since it is not necessary to attach the device to the device, it is possible to easily prevent the generation of interfering 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。 Although the above-described embodiments are directed to the concave reflecting mirror 5 having the reflecting film formed on the plastic molding, they can also be applied to the flat reflecting mirror 4 having the reflecting film formed on the glass substrate. In that case, needless to say, it is similarly effective against stray light caused by edges.

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 the edges and burrs of the concave reflection mirror 5 have been explained. . A "sink mark" is a dent (dent) on the surface of a plastic molded article that occurs when it shrinks on cooling.

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。 7A and 7B are diagrams for explaining sink marks occurring in the peripheral portion of the concave reflecting mirror 5. FIG. Here, the shape of the plastic molding 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 a cross-sectional view of the end. As shown in (b) and (c), in the peripheral portion of the concave reflecting mirror 5, the height of the reflecting surface is recessed from the designed value over a range of a predetermined width from the edge 50 inward. Hereinafter, this portion will be referred to as a "sink portion 61". The reason for this is that a temperature difference occurs between the central portion and the peripheral portion of the mirror during the cooling process of 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 back side of the mirror has a rib structure 62 to maintain the concave shape, and cooling is delayed in the vicinity of the rib structure, so the amount of sink marks (width and depth of the sink portion 61 ) becomes larger.

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。 If a reflective film is formed on the reflective surface side of the plastic molding having such sink marks 61, the projected virtual image 8 will be distorted or double imaged due to the light reflected by the reflective film of the sink marks 61. . Therefore, in this embodiment, a structure in which no reflective film is formed on the sink portion 61 is adopted so as to prevent 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 showing the state of the reflective film when it is formed. A masking jig 21 that covers the sink portion 61 is used to form a reflective film in the same manner as in FIG. 4(c). This eliminates the formation of a reflective film on the sink portion 61 and suppresses the occurrence of virtual image distortion and double images due to reflected light from the sink portion 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 showing a display example of a virtual image pattern as an effect of this embodiment. (a) is the case of using a conventional mirror having a sink mark for comparison, and (b) is the case of using the mirror of this embodiment. Here, a grid pattern is used as the 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 mirror of (a), distortion and double images (reference numeral 71) occur in the display pattern in the lower side area 70 of the screen. This is because the recessed portion 61 exists in the corresponding lower side area 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. 8, the masking film formation shown in FIG. The original display pattern 71 disappears, and the occurrence of virtual image distortion and double images can be prevented. In this example, a pattern with a width of 1 mesh is not displayed in the bottom 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, using the definition of the effective area 51 and the ineffective area 52 in FIG. is set to not exist. Then, a structure in which no reflecting film is formed in the invalid area 52 is adopted, and the incident range of the image light 8a is adjusted so as to be outside the invalid area 52. - 特許庁The reason why the reflective film is not formed on the ineffective area 52 is that ambient light 9a other than the image light 8a may enter the ineffective area 52, so leaving the reflective film is not desirable.

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。 As described above, in the second embodiment as well, since the reflecting film is not formed in the ineffective area 52 (sink portion 61) of the concave reflecting mirror 5, a masking material or the like is not required when mounting the concave reflecting mirror 5 on the HUD device 1. It is possible to easily prevent the occurrence of virtual image distortion and double images without the need to newly attach the lens.

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 embodiment and the second embodiment, it is possible to suppress the occurrence of interfering light and virtual image distortion caused by the edge of the concave reflection mirror, the parting line (burr), and the sink portion. .

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: flat reflective 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 portion,
50: edge,
51: effective area,
52: invalid area,
53: Parting line,
53a: Burr,
55: stepped portion,
61: Sink part,
70: screen bottom area,
71: Virtual image distortion and double images.

Claims (1)

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、中央部と周辺部を有し、プラスチック成形体である凹面状の基板の中央部の表面に反射膜を形成するとともに、凹面形状を保持するためのリブ構造を設けた凹面反射ミラーであって、
前記プラスチック成形体の前記周辺部、及び、前記リブ構造には前記反射膜が形成されていない構造とし、
前記周辺部は、前記凹面反射ミラーのエッジから内側へ所定幅の範囲に渡り、前記反射膜を形成した凹面反射ミラーの各辺の周辺となる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 mounted on a vehicle and displaying a virtual image in front of the windshield,
an image display device that generates and emits image light corresponding to the virtual image;
a reflecting mirror that reflects the image light emitted from the image display device and projects the image light onto the windshield;
The reflecting mirror has a central portion and a peripheral portion . A surface reflecting mirror,
A structure in which the reflective film is not formed on the peripheral portion of the plastic molded body and the rib structure ,
The head-up display device according to claim 1, wherein the peripheral portion extends from the edge of the concave reflecting mirror to the inside over a range of a predetermined width, and is the periphery of each side of the concave reflecting mirror on which the reflecting film is formed.
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