JP7468245B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本開示は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

例えば、特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、平面鏡をホルダとカバーの間で挟持する。

特開２０１９－１４４３６９号公報

上記特許文献１の構成では、平面鏡を保持するためにホルダとカバーが必要となるため、構成が複雑となっていた。

本開示は、上記実状を鑑みてなされたものであり、より簡易な構成を実現することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係るヘッドアップディスプレイ装置は、表示光を反射する反射鏡と、前記反射鏡を支持する反射鏡ホルダと、前記反射鏡と前記反射鏡ホルダに及ぶ範囲に形成され、前記反射鏡を前記反射鏡ホルダに固定する接着部と、を備え、前記反射鏡ホルダは、前記反射鏡の側面に対向して位置する鏡位置決め部を備え、前記接着部は、前記鏡位置決め部と前記反射鏡との間を行き来するように前記鏡位置決め部に沿って蛇行して形成されている。

本開示によれば、ヘッドアップディスプレイ装置において、より簡易な構成を実現することができる。

本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両の概略図である。 本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式的な断面図である。 本開示の一実施形態に係る反射鏡及び反射鏡ホルダの分解斜視図である。 本開示の一実施形態に係る反射鏡及び反射鏡ホルダの斜視図である。 本開示の一実施形態に係る反射鏡及び反射鏡ホルダの斜視図である。 本開示の一実施形態に係る反射鏡及び反射鏡ホルダの一部を拡大した平面図である。 図６の一部を拡大した図である。 図７のＡ－Ａ線の断面図である。 本開示の一実施形態に係る反射鏡ホルダの一部を拡大した斜視図である。 本開示の変形例に係る反射鏡及び反射鏡ホルダの一部を拡大した斜視図である。

本開示に係るヘッドアップディスプレイ装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両５のダッシュボード内に搭載されている。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両５の被投射部材の一例であるフロントガラス６に向けて画像を表す表示光Ｌを出射する。表示光Ｌはフロントガラス６で反射して視認者１（主に車両５の運転者）に到達する。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、視認者１により視認可能に車両情報を含む虚像Ｖを表示する。

図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示ユニット１０と、反射鏡２０と、反射鏡ホルダ４０と、凹面鏡３０と、凹面鏡ホルダ３５と、筐体６０と、ミラー駆動ユニット７８と、制御基板７０と、接着部９１，９２と、を備える。

表示ユニット１０は、制御基板７０による制御のもと、像を表す表示光Ｌを出射する。表示ユニット１０は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶表示パネル（図示略）と、液晶表示パネルを照明するバックライト（図示略）と、を備える。

反射鏡２０は、表示ユニット１０からの表示光Ｌを凹面鏡３０に向けて反射させる平面鏡である。例えば、反射鏡２０は、車幅方向に長い長方形の板状をなす。反射鏡２０は、光を反射する反射面２１と、反射面２１の反対側の裏面２２と、を備える。なお、反射鏡２０は凹面鏡であってもよい。
反射鏡ホルダ４０は、樹脂により形成され、反射鏡２０の反射面２１を露出させた状態で反射鏡２０を保持する。反射鏡ホルダ４０の具体的な構成については後述する。

図２に示すように、凹面鏡３０は、反射鏡２０で反射した表示光Ｌをフロントガラス６（図１参照）に向けて拡大させつつ反射させる。凹面鏡ホルダ３５は、樹脂により形成され、回転軸Ａｘを中心に回転可能に凹面鏡３０を支持する。

ミラー駆動ユニット７８は、制御基板７０による制御のもと、凹面鏡ホルダ３５を介して回転軸Ａｘを中心に凹面鏡３０を回転させる。凹面鏡３０が回転軸Ａｘを中心に回転することにより視認者１に対する表示光Ｌの投射位置が高さ方向に変化する。

図２に示すように、筐体６０は、樹脂等の遮光性部材により箱状に形成されている。筐体６０内には、ヘッドアップディスプレイ装置１００の各構成が収納されている。
詳しくは、筐体６０は、上ケース６１と、下ケース６８と、基板カバー６７と、を備える。

下ケース６８は、上方向に向けて開口した箱状をなす。
下ケース６８内には、反射鏡２０を支持する反射鏡ホルダ４０、凹面鏡３０を支持する凹面鏡ホルダ３５が収容されている。下ケース６８の外底面には制御基板７０、基板カバー６７及び表示ユニット１０が装着されている。下ケース６８には、表示ユニット１０が出射した表示光Ｌが通過する光通過孔６８ａが形成されている。
上ケース６１は、下ケース６８を塞ぐように下ケース６８の蓋として機能する。上ケース６１には、フロントガラス６（図１参照）に対向する位置に開口部６１ｈが形成されている。上ケース６１は、開口部６１ｈを塞ぐ湾曲板状の窓部５０を備える。窓部５０は、表示光Ｌが透過するアクリル樹脂等の透光性部材からなる。

次に、反射鏡ホルダ４０の具体的な構成について説明する。
図３に示すように、反射鏡ホルダ４０は、鏡支持部４１と、光通過筒部４２と、本体板部４３と、側壁部４４，４５と、ホルダ固定部４６と、液だれ防止壁４７と、を備える。
光通過筒部４２は、下ケース６８の光通過孔６８ａ（図２参照）に対向して位置し、表示ユニット１０からの表示光Ｌが通過可能な筒状をなす。
本体板部４３は、光通過筒部４２の上端に位置し、光通過筒部４２に対して傾斜する方向に延びる。側壁部４４，４５は、反射鏡２０にて反射した図４の破線で示す表示光Ｌを挟み込むように互いに対面するように形成される。側壁部４４，４５は、本体板部４３の両縁部に沿って本体板部４３に交わる上方向に延びる。

鏡支持部４１は、光通過筒部４２に対向して位置し、反射鏡２０を支持する。鏡支持部４１は、側壁部４４，４５それぞれの上端の間に設けられ、反射鏡２０の外周に沿う長方形の枠状をなす。鏡支持部４１は、反射鏡２０の反射面２１の外周側を支持する。

図５に示すように、鏡支持部４１は、反射鏡２０が設置される設置面４１ａと、設置面４１ａに設置された反射鏡２０を位置決めする鏡位置決め部４８，４９と、を備える。鏡位置決め部４８，４９は、それぞれ反射鏡２０の両側面に対向して位置する。
鏡位置決め部４８，４９は、それぞれ、鏡支持部４１における反射鏡２０が設置される設置面４１ａに凸状に形成される。鏡位置決め部４８は、反射鏡２０の短手方向に沿う２つの側面のうち第１側面２５ａに対向して位置する。鏡位置決め部４８は第１側面２５ａの全域に沿って延びる。
鏡位置決め部４９は、反射鏡２０の短手方向に沿う２つの側面のうち第２側面２５ｂに対向して位置する。鏡位置決め部４９は、第２側面２５ｂの一部に沿って延びる。第２側面２５ｂにおけるホルダ固定部４６に対向する部位には鏡位置決め部４９が形成されていない。

図９に示すように、鏡位置決め部４８は、基礎部４８ａと、防波堤部４８ｂと、マーカ部４８ｄと、複数の接触部４８ｅと、を備える。
基礎部４８ａは、鏡支持部４１の設置面４１ａに設けられ、鏡位置決め部４８に沿って延びる直方体の柱状をなす。
図８に示すように、防波堤部４８ｂは、基礎部４８ａの上面における反射鏡２０から遠い縁部に設けられる。防波堤部４８ｂは、反射鏡２０の短手方向に沿って延びる。防波堤部４８ｂは、接着部９１の塗布領域を規定する。防波堤部４８ｂは、硬化することにより接着部９１となる接着剤が鏡位置決め部４８の外側に到達することを抑制する。防波堤部４８ｂは、接着部９１に接触する傾斜面４８ｃを備える。傾斜面４８ｃは、防波堤部４８ｂの上面と基礎部４８ａの上面の間を連結するスロープとして形成されている。防波堤部４８ｂの高さＤ１は、接着部９１の最大の高さＤ２よりも大きく形成されている。高さＤ１，Ｄ２は、反射鏡２０の厚さ方向に沿う長さである。接着部９１の最大の高さＤ２は、接着部９１の半径に対応する長さである。

図８及び図９に示すように、マーカ部４８ｄは、基礎部４８ａの上面に防波堤部４８ｂに沿って線状に形成されている。マーカ部４８ｄは、基礎部４８ａの上面に凹状に形成されている。マーカ部４８ｄは、接着部９１の塗布範囲を確認するために形成されている。マーカ部４８ｄは、図７に示すように、接着部９１の複数の第１頂点部Ｐ１を通過するように形成される。

複数、本例では２つの接触部４８ｅは、反射鏡２０の第１側面２５ａに接触する。接触部４８ｅは、基礎部４８ａにおける反射鏡２０に対向する面に設けられている。２つの接触部４８ｅの一方は反射鏡２０の第１側面２５ａの上部に接触し、２つの接触部４８ｅの他方は反射鏡２０の第１側面２５ａの下部に接触する。
鏡位置決め部４９は、鏡位置決め部４８と同様に、基礎部、防波堤部、マーカ部及び複数の接触部を備える。

図４に示すように、ホルダ固定部４６は、反射鏡ホルダ４０を下ケース６８に固定するための部位である。ホルダ固定部４６は、鏡支持部４１の周辺に設けられる。本例では、ホルダ固定部４６は、側壁部４５の外面に設けられている。ホルダ固定部４６は、側壁部４５の外面に直交する方向に延びる矩形板状をなす。ホルダ固定部４６には、ピン通孔４６ａとビス通孔４６ｂが形成されている。ピン通孔４６ａは、図示しない位置決めピンが通過する円形の貫通孔である。この位置決めピンは、下ケース６８の一部として形成される。ピン通孔４６ａは、ビス通孔４６ｂよりも鏡支持部４１の近くに設けられる。
ビス通孔４６ｂは、図示しないビスが通過する円形の貫通孔である。このビスは、下ケース６８の図示しないネジ孔に螺合することにより、ホルダ固定部４６を下ケース６８に固定する。

液だれ防止壁４７は、ホルダ固定部４６における鏡支持部４１に近い面に形成され、ピン通孔４６ａの周囲に設けられる。液だれ防止壁４７は、ピン通孔４６ａの周囲における接着部９２側にＣ字状に形成される。液だれ防止壁４７は、硬化することにより接着部９２となる接着剤を塗布する際に、接着剤がピン通孔４６ａ内に進入することを抑制する。

図５に示すように、接着部９１は反射鏡２０を鏡位置決め部４８に接着し、接着部９２は反射鏡２０を鏡位置決め部４９に接着する。接着部９１，９２は接着剤である。接着部９１，９２は、塗布された液体接着剤を固化させることにより反射鏡２０と反射鏡ホルダ４０を接着する。液体接着剤は、例えば、ホットメルトなどの熱溶解型の液体接着剤である。また、液体接着剤は、溶液乾燥型、湿気硬化型、硬化剤混合型、ＵＶ硬化型、などの室温硬化型の液体接着剤を適用してもよい。
図６に示すように、接着部９１は、反射鏡２０の裏面２２と鏡位置決め部４８に及ぶ範囲に形成されている。本例では、接着部９１は、鏡位置決め部４８に沿って延び、反射鏡２０の裏面２２と鏡位置決め部４８の間で行き来するように蛇行する。接着部９１は鏡位置決め部４８に沿って延びる正弦波状に形成されている。

図７及び図８に示すように、接着部９１の防波堤部４８ｂに近い複数の第１頂点部Ｐ１は基礎部４８ａの上面と防波堤部４８ｂの傾斜面４８ｃに位置する。接着部９１の第１頂点部Ｐ１とは反対側の複数の第２頂点部Ｐ２は反射鏡２０の裏面２２に位置する。図８に示すように、接着部９１の横断面は半円状をなし、この半円状の直線部は反射鏡２０の裏面２２又は鏡位置決め部４８に接触する。

接着部９１の各第１頂点部Ｐ１は、マーカ部４８ｄを通過するように形成されている。接着部９２は、接着部９１と同様の形状であり、反射鏡２０の裏面２２と鏡位置決め部４９の間で行き来するように蛇行する。接着部９２は、鏡位置決め部４９に沿う長さであり、接着部９１よりも短い。

次に、反射鏡２０を反射鏡ホルダ４０に組み立てる方法について説明する。この組み立て作業は、人又は作業ロボットにより行われる。
まず、図３に示すように、反射鏡２０を反射鏡ホルダ４０の鏡支持部４１に設置する。そして、図４に示すように、硬化前の接着部９１，９２である接着剤を反射鏡２０の裏面２２と鏡位置決め部４８の間に及ぶように正弦波状に塗布する。図７に示すように、この接着剤は、その第１頂点部Ｐ１がマーカ部４８ｄを跨ぐように塗布される。マーカ部４８ｄは、接着剤の塗布領域の目印となる。
また、図８に示すように、この接着剤（接着部９１）の最大の高さＤ２が防波堤部４８ｂの高さＤ１を超えているかが確認される。接着剤の最大の高さＤ２が防波堤部４８ｂの高さＤ１を超えることにより、接着剤の塗布量が過少となることが抑制される。
上述のように、接着剤がマーカ部４８ｄを跨いでいるか否か、及び接着剤の最大の高さＤ２が防波堤部４８ｂの高さＤ１を超えているか否かの確認は目視、画像解析又は非接触センサ検出により行われる。
接着剤の塗布作業時に、硬化前の接着部９１，９２である液体接着剤が側壁部４５の外面を伝ってホルダ固定部４６に到達しても液だれ防止壁４７によりピン通孔４６ａ内に進入することが抑制される。よって、ピン通孔４６ａが接着剤により塞がれることが抑制される。

（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示光Ｌを反射する反射鏡２０と、反射鏡２０を支持する反射鏡ホルダ４０と、反射鏡２０と反射鏡ホルダ４０に及ぶ範囲に形成され、反射鏡２０を反射鏡ホルダ４０に固定する接着部９１，９２と、を備える。
この構成によれば、接着部９１，９２により反射鏡ホルダ４０に反射鏡２０が固定される。よって、反射鏡２０を反射鏡ホルダ４０との間で挟持するカバーが不要となる。従って、ヘッドアップディスプレイ装置１００において、より簡易な構成を実現することができる。

（２）反射鏡ホルダ４０は、反射鏡２０の側面に対向して位置する鏡位置決め部４８を備える。接着部９１は、鏡位置決め部４８と反射鏡２０の境界を跨ぐように鏡位置決め部４８に沿って蛇行して形成される。
この構成によれば、接着部９１を蛇行させることにより、接着部９１の幅Ｗ１（図７参照）を小さくすることができる。これにより、接着剤の使用量を減らすことができる。

（３）接着部９１は鏡位置決め部４８に沿って延びる波形状に形成される。鏡位置決め部４８は、鏡位置決め部４８に沿って延び、接着部９１の一部が跨ぐ位置に形成されるマーカ部４８ｄを備える。
この構成によれば、硬化前の接着部９１である接着剤を塗布した後、接着剤がマーカ部４８ｄを跨いでいるか否かが目視等により確認される。接着剤がマーカ部４８ｄを跨いでいると確認された場合、接着部９１の塗布領域が適切であると判断される。よって、接着部９１の塗布領域の管理が容易となる。

（４）鏡位置決め部４８は、接着部９１が位置する上面を有し、反射鏡２０の側面に対向して位置する基礎部４８ａと、基礎部４８ａの上面に設けられ、接着部９１における反射鏡２０から遠い端部の一例である第１頂点部Ｐ１が接触し、接着部９１が鏡位置決め部４８を超えることを防ぐ防波堤部４８ｂと、を備える。
この構成によれば、硬化前の接着部９１である液体接着剤が防波堤部４８ｂを超えて鏡位置決め部４８の外側に流れることが抑制される。これにより、外側に流れた液体接着剤が他の部位を誤って固定することが抑制される。特に、接着部９１が蛇行して形成される場合には、接着部９１の第１頂点部Ｐ１が鏡位置決め部４８の外側へはみ出しやすいため、防波堤部４８ｂを設けることは有益である。

なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。

（変形例）
上記実施形態においては、接着部９１は反射鏡２０の裏面２２と鏡位置決め部４８の間を往復するように蛇行して形成されていたが、反射鏡２０の裏面２２と鏡位置決め部４８の間に及ぶ形状であればこれに限らない。例えば、図１０に示すように、接着部１９１は直線状に形成されてもよい。接着部１９１は反射鏡２０の裏面２２と鏡位置決め部４８の境界部分に形成されている。接着部１９１の横断面は半円状に形成されている。接着部１９１は、接着部９１，９２と同様に液体接着剤である。
また、接着部９１，９２は、正弦波状ではなく、矩形波状又は鋸波状に形成されてもよい。さらに、接着部９１と接着部９２は互いに異なる形状をなしていてもよい。

上記実施形態においては、接着部９１，９２は、液体接着剤が硬化することにより形成されていたが、樹脂部材であってもよい。この樹脂部材の接着部９１，９２は、接着剤又は両面テープにより鏡支持部４１と反射鏡２０の裏面２２に接着されてもよい。

上記実施形態においては、マーカ部４８ｄは、基礎部４８ａの上面に凹状に形成されていたが、これに限らず、基礎部４８ａの上面に凸状に形成されてもよい。また、マーカ部４８ｄは、凹状又は凸状に限らず、基礎部４８ａの上面に塗布又は印刷されたインクとして形成されてもよい。また、マーカ部４８ｄは省略されてもよい。

上記実施形態においては、液だれ防止壁４７は、ピン通孔４６ａの周囲に形成されていたが、これに限らず、ビス通孔４６ｂの周囲に形成されてもよい。また、液だれ防止壁４７は省略されてもよい。
また、防波堤部４８ｂは省略されてもよい。

上記実施形態においては、鏡位置決め部４８，４９は、反射鏡２０の短手方向に延びる側面に対向して位置していたが、これに限らず、反射鏡２０の長手方向に延びる側面に対向して位置していてもよい。この場合、接着部９１，９２は、反射鏡２０の長手方向に沿って延びる。また、鏡位置決め部と接着部は、反射鏡２０の側面の全周にわたって形成されてもよい。

上記実施形態においては、マーカ部４８ｄは、接着部９１の複数の第１頂点部Ｐ１を通過するように形成されていたが、これに加えて、又はこれに代えて、接着部９１の複数の第２頂点部Ｐ２を通過するように形成されてもよい。例えば、図８の破線で示すように、複数の第２頂点部Ｐ２を通過するマーカ部２２ａが形成されてもよい。マーカ部２２ａは、反射鏡２０の裏面２２に形成されてもよい。マーカ部２２ａは、凹状、凸状又はインクの何れで形成されてもよい。

１ 視認者
５ 車両
６ フロントガラス
１０ 表示ユニット
２０ 反射鏡
２１ 反射面
２２ 裏面
２２ａ マーカ部
２５ａ 第１側面
２５ｂ 第２側面
３０ 凹面鏡
３５ 凹面鏡ホルダ
４０ 反射鏡ホルダ
４１ 鏡支持部
４１ａ 設置面
４２ 光通過筒部
４３ 本体板部
４４，４５ 側壁部
４６ ホルダ固定部
４６ａ ピン通孔
４６ｂ ビス通孔
４７ 液だれ防止壁
４８，４９ 鏡位置決め部
４８ａ 基礎部
４８ｂ 防波堤部
４８ｃ 傾斜面
４８ｄ マーカ部
４８ｅ 接触部
５０ 窓部
６０ 筐体
６１ 上ケース
６１ｈ 開口部
６７ 基板カバー
６８ 下ケース
６８ａ 光通過孔
７０ 制御基板
７８ ミラー駆動ユニット
９１，９２，１９１ 接着部
１００ ヘッドアップディスプレイ装置
Ｌ 表示光
Ｐ１ 第１頂点部
Ｐ２ 第２頂点部
Ｖ 虚像
Ａｘ 回転軸

Claims (3)

1. 表示光を反射する反射鏡と、
   前記反射鏡を支持する反射鏡ホルダと、
   前記反射鏡と前記反射鏡ホルダに及ぶ範囲に形成され、前記反射鏡を前記反射鏡ホルダに固定する接着部と、を備え、
   前記反射鏡ホルダは、前記反射鏡の側面に対向して位置する鏡位置決め部を備え、
   前記接着部は、前記鏡位置決め部と前記反射鏡との間を行き来するように前記鏡位置決め部に沿って蛇行して形成されている、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記鏡位置決め部は、前記鏡位置決め部に沿って延び、前記接着部の少なくとも一部が跨ぐ位置に形成されるマーカ部を備える、
   請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記鏡位置決め部は、
   前記接着部が位置する上面を有し、前記反射鏡の前記側面に対向して位置する基礎部と、
   前記基礎部の前記上面に設けられ、前記接着部における前記反射鏡から遠い端部が接触する防波堤部と、を備える、
   請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。