JPH1128949A

JPH1128949A - ヘッドアップディスプレイ

Info

Publication number: JPH1128949A
Application number: JP9184157A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kanamori; 直人金森; Takashi Hiraiwa; 高志平岩
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-09
Also published as: JP3223845B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ヘッドアップディスプレイにて、そのコンバ
イナのハーフミラーとして機能する蒸着膜等の半反射膜
を、温度変動があっても、正常に維持する。【解決手段】コンバイナＣは、樹脂性透明板と、蒸着
膜と、ハードコート膜と、緩衝膜とを備えている。樹脂
性透明板は、アクリル系樹脂（約６５×１０^-6の線膨張
係数を有する）により板状に形成されている。緩衝膜
は、紫外線硬化型アクリル系樹脂（約４０×１０^-6の線
膨張係数を有する）により、樹脂性透明板の視認側表面
上に形成されている。蒸着膜は酸化チタン及び酸化シリ
コンの各膜を交互に積層状に蒸着して緩衝膜の視認側表
面にハーフミラーとして機能するように形成されてい
る。酸化チタン及び酸化シリコンの各線膨張係数は０．
６×１０ ^-6乃至１２×１０^-6の範囲内の値をとる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に採用する
に適したヘッドアップディスプレイに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ヘッドアップディスプレイとして
は、車両の車室内にてフロントウインドシールドの下縁
から下方へ延出するインストルメントパネルの上壁に設
けたものがある。このヘッドアップディスプレイは、液
晶パネルからの表示情報を表す表示光を反射ミラーによ
り反射してハーフミラーであるコンバイナ上に結像さ
せ、このコンバイナにより上記表示情報を虚像として表
示する。これにより、運転者は、コンバイナを通して上
記虚像とともに車両の前方風景をも視認する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ヘッド
アップディスプレイでは、コンバイナは、無色の樹脂性
透明板の視認側表面に、ハーフミラーとしての役割を果
たす蒸着膜を形成して構成されている。これにより、コ
ンバイナとしての反射率を向上させ得る。しかし、透明
板の樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂が採用
されている。一方、蒸着膜は、酸化セリウム（Ｃｅ
Ｏ₂）、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）や酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂）等を８層程度積層して構成されている。このた
め、樹脂性透明板の線膨張係数は蒸着膜の線膨張係数に
比べて相当に大きい。

【０００４】従って、ヘッドアップディスプレイが高温
の環境下におかれると、上記線膨張係数の差のために、
蒸着膜が、樹脂性透明板との間の熱膨張差のもと大きく
膨張し応力をうける。その結果、蒸着膜に歪みや亀裂等
が発生したり、蒸着膜が破壊して、コンバイナに入射す
る光が乱反射されてしまい、上記虚像や前方風景がぼけ
てしまうという不具合が発生する。

【０００５】そこで、本発明は、このような不具合に対
処するため、ヘッドアップディスプレイにおいて、その
コンバイナのハーフミラーとして機能する蒸着膜等の半
反射膜を、温度変動があっても、正常に維持するように
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題の解決にあた
り、請求項１及び３に記載の発明によれば、ヘッドアッ
プディスプレイのコンバイナは、樹脂性透明板と、この
樹脂性透明板の視認側表面に形成された半反射膜と、こ
れら樹脂性透明板と半反射膜との間に形成された透明の
緩衝膜とを備えている。そして、この緩衝膜の線膨張係
数は、透明板の線膨張係数と半反射膜の線膨張係数との
間の値をとる。

【０００７】しかして、コンバイナが高温の環境下にお
かれた場合、上記線膨張係数の差のため、樹脂性透明
板、緩衝膜及び半反射膜の順で熱膨張度合が小さくな
る。この場合、樹脂性透明板の膨張度合が蒸着膜の膨張
度合に比べて相当に大きくなるが、この膨張度合の差が
緩衝膜により緩和される。よって、半反射膜に亀裂や歪
みが発生したり、半反射膜が破壊したりすることがな
い。このため、コンバイナが高温の環境下にあっても、
半反射膜は、高温に影響されることなく、半反射及び半
透過の機能を有するハーフミラーとしての役割を正常に
維持し得る。

【０００８】その結果、半反射膜が反射板からの光を乱
反射することがなく、コンバイナにより表示される虚像
がぼけることはない。また、請求項２及び３に記載の発
明によれば、車両のインストルメントパネルの上壁上に
設けたヘッドアップディスプレイのコンバイナは、樹脂
性透明板と、この樹脂性透明板の視認側表面に形成され
た半反射膜と、これら樹脂性透明板と半反射膜との間に
形成された透明の緩衝膜とを備えている。そして、この
緩衝膜の線膨張係数は、透明板の線膨張係数と半反射膜
の線膨張係数との間の値をとる。

【０００９】これにより、車両に搭載のヘッドアップデ
ィスプレイにおいても、請求項１及び３に記載の発明と
同様の作用効果を達成できる。なお、ハードコート膜が
半反射膜を保護するので、この半反射膜に傷がついたり
することがない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る車両用ヘッド
アップディスプレイの一例を示している。このヘッドア
ップディスプレイは、ディスプレイ本体Ｂと、コンバイ
ナＣとにより構成されており、ディスプレイ本体Ｂは、
当該車両のフロントウインドシールドの下縁から車室内
下方へ延出するインストルメントパネル１０の上壁１１
上に配設されている。

【００１１】ディスプレイ本体Ｂは、ケーシング２０を
備えており、このケーシング２０は、その底壁２１に
て、インストルメントパネル１０の上壁１１上に、固定
板３０を介し、上壁１１に沿い回動可能に支持されてい
る。なお、底壁２１は、その支持穴部２１ａにて、固定
板３０のボス３１に回動可能に嵌装されて支持されてい
る。

【００１２】また、ディスプレイ本体Ｂは、光源４０、
集光レンズ５０、透過型液晶パネル６０及び反射板７０
を備えており、これら光源４０、凸レンズ５０、透過型
液晶パネル６０及び傾斜状反射板７０は、ケーシング２
０内にて、図１にて図示左方から右方にかけて順次同一
光路に沿うように配設されている。なお、光源４０、集
光レンズ５０、透過型液晶パネル６０は、ケーシング２
０内にて底壁２１に設けた筒体８０内に収容されてい
る。また、液晶パネル６０は、その上端部にて、筒体８
０の上部に支持されている。

【００１３】しかして、凸レンズ５０は、光源４０から
の光を平行光に変換して液晶パネル６０に入射させる。
液晶パネル６０は、凸レンズ５０からの平行光を、表示
情報を表す表示光として反射板７０に向け透過させる。
なお、液晶パネル６０は、ケーシング２０内の回路基板
９０からの制御出力により駆動されて表示作動をする。

【００１４】反射板７０は、反射面７１にて、液晶パネ
ル６０からの表示光を反射してケーシング２０の上壁２
２の図１にて図示右側部に形成した開口部２３を通して
コンバイナＣの表面上に結像させる。コンバイナＣは、
図１に示すように、ケーシング２０の上壁２２に、その
中央から上方へ延出するように取り付けられている。

【００１５】この場合、コンバイナＣは、その基部Ｃ１
にて、ケーシング２０の上壁２２中央に設けた複数の連
結部材２４（図１では、一連結部材のみを示す）によ
り、図１にて図示左右方向（当該車両の前後方向）に傾
き得るように支持されている。なお、コンバイナＣは図
１にて示すごとくケーシング２０の上壁２２上に格納さ
れて開口部２３を閉じるようになっている。

【００１６】次に、コンバイナＣ自体の構成について詳
述する。コンバイナＣは、図２にて示すごとく、無色の
樹脂性透明板１００と、蒸着膜１１０と、ハードコート
膜１２０と、本発明の要部を構成する緩衝膜１３０とを
備えている。樹脂性透明板１００は、アクリル系樹脂に
より板状に形成されており、この樹脂性透明板１００の
基部は、上記基部Ｃ１に相当する。なお、樹脂性透明板
１００を形成するアクリル系樹脂の線膨張係数は、約６
５×１０^-6である。

【００１７】緩衝膜１３０は、無色透明の紫外線硬化型
アクリル系樹脂により、樹脂性透明板１００の視認側表
面１０１上に所定の膜厚にて形成されている。但し、上
記紫外線硬化型アクリル系樹脂の線膨張係数は、約４０
×１０^-6である。また、緩衝膜１３０は、樹脂性透明板
１００よりも柔らかい。なお、緩衝膜１３０の所定の膜
厚は、蒸着膜１１０から樹脂性透明板１００への光の透
過を妨げないように設定されている。

【００１８】蒸着膜１１０は、緩衝膜１３０の視認側表
面１３１に形成されている。ここで、この蒸着膜１１０
は、酸化チタンの膜及び酸化シリコンの膜を交互に緩衝
膜１３０の視認側表面１３１に積層状に順次蒸着して、
ハーフミラーとして機能するように形成されている。な
お、蒸着膜１１０は４層となっており、酸化チタン及び
酸化シリコンの各線膨張係数は、０．６×１０^-6乃至１
２×１０^-6の範囲内の値をとる。また、酸化チタン及び
酸化シリコンに限ることなく、これら酸化チタン及び酸
化シリコン並びに酸化セシウムのうちの少なくとも二つ
以上の膜を交互に緩衝膜１３０の視認側表面１３１に積
層状に蒸着してもよい。この場合にも、蒸着膜としての
線膨張係数は、０．６×１０^-6乃至１２×１０^-6の範囲
内の値をとる。

【００１９】また、蒸着膜１１０の積層膜の数も４層に
限ることなく必要に応じて変更してもよく、例えば、８
層としてもよい。ハードコート膜１２０は、上述した紫
外線硬化型アクリル系樹脂でもって、蒸着膜１１０の視
認側表面１１１上に形成されている。このように構成し
た本実施形態では、コンバイナＣは、反射板７０により
ケーシング２０の開口部２３を通し反射される表示光
を、ハードコート膜１２０を介し蒸着膜１１０にて受け
て、表示情報（例えば、図１にて示す速度１４０）を虚
像として表示する。

【００２０】これにより、運転者（図１にて符号Ｍ参
照）は、上記虚像及び当該車両の遠方風景をコンバイナ
Ｃ及びフロントウインドシールドを通して視認する。ま
た、ヘッドアップディスプレイ、ひいては、コンバイナ
Ｃが高温の環境下におかれた場合、樹脂性透明板１００
及び蒸着膜１１０は、それぞれ、熱膨張する。

【００２１】しかし、上述のごとく、コンバイナＣにお
いては、樹脂性透明板１００と蒸着膜１１０との間に緩
衝膜１３０が介装されており、この緩衝膜１３０の線膨
張係数は、上記記載から理解されるように、樹脂性透明
板１００の線膨張係数よりも小さく蒸着膜１１０の線膨
張係数よりも大きい。従って、樹脂性透明板１００、緩
衝膜１３０及び蒸着膜１１０は、各固有の線膨張係数に
応じて熱膨張することとなる。換言すれば、樹脂性透明
板１００、緩衝膜１３０及び蒸着膜１１０の順で熱膨張
度合が小さくなる。

【００２２】この場合、樹脂性透明板１００の膨張度合
が蒸着膜１１０の膨張度合に比べて相当に大きくなる
が、この膨張度合の差が緩衝膜１３０により緩和され
る。しかも、緩衝膜１３０は樹脂性透明板１００よりも
柔らかい。よって、蒸着膜１１０に亀裂や歪みが発生し
たり、蒸着膜１１０が破壊したりすることがない。その
結果、コンバイナＣが高温の環境下にあっても、蒸着膜
１１０は、高温に影響されることなく、反射板７０から
の表示光を乱反射することなく、本来のハーフミラーと
しての機能を正常に維持し得る。このことは、コンバイ
ナＣにより表示される虚像やこのコンバイナＣを通して
視認する前方風景がぼけたりしないことを意味する。

【００２３】また、ハードコート膜１２０は、上述のご
とく、緩衝膜１３０の形成材料と同様の材料からなる。
従って、コンバイナＣが高温環境下におかれても、ハー
ドコート膜１２０の膨張度合は、緩衝膜１３０の膨張度
合と同様であって、樹脂性透明板１００の膨張度合より
も小さい。このため、ハードコート膜１２０の膨張が蒸
着膜１１０に悪影響を与えることはなく、この蒸着膜１
１０のハーフミラーとしての機能を適正に維持できる。
また、蒸着膜１１０がハードコート膜１２０により保護
されるから、蒸着膜１１０の視認側表面に傷等がつくこ
とはない。

【００２４】なお、本発明の実施にあたり、上記実施形
態にて述べた緩衝膜１３０は、紫外線硬化型アクリル系
樹脂に限ることなく、一般に、光硬化型樹脂であればよ
い。また、本発明の実施にあたっては、緩衝膜１３０の
形成材料は、上記実施形態にて述べたものに限ることな
く、樹脂性透明板１００の形成材料の線膨張係数と蒸着
膜１１０の形成材料の線膨張係数との間の線膨張係数を
有する樹脂材料を採用してもよい。

【００２５】また、本発明の実施にあたっては、上記実
施形態にて述べた蒸着膜１１０に代えて、この蒸着膜１
１０と同様に機能する半反射膜（即ち、半反射及び半透
過の機能を有する膜）を採用して実施してもよい。ま
た、本発明の実施にあたり、本発明に係るヘッドアップ
ディスプレイは、車両のフロントウインドシールド側に
限ることなく、車両のリアウインドシールド側に配設し
て実施してもよい。

【００２６】また、本発明の実施にあたり、本発明に係
るヘッドアップディスプレイは、車両に限ることなく、
例えば、船舶等に採用して実施してもよい。また、本発
明の実施にあたり、液晶パネル６０に代えて、透過型エ
レクトロルミネッセンスパネルを採用して実施してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ
の一実施形態を示す概略断面図である。

【図２】図１のコンバイナの部分破断図である。

【符号の号の説明】

１０…インストルメントパネル、１１…上壁、２０…ケ
ーシング、６０…液晶パネル、７０…反射板、１００…
樹脂性透明板、１１０…蒸着膜、１２０…ハードコート
膜、１３０…緩衝膜、Ｃ…コンバイナ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示パネル（６０）からの表示情報を表
す表示光を反射板（７０）によりコンバイナ（Ｃ）上に
結像させ、このコンバイナにより前記表示情報を虚像と
して表示するようにしたヘッドアップディスプレイであ
って、前記コンバイナは、樹脂性透明板（１００）と、この樹脂性透明板の視認側表面（１０１）に形成された
半反射膜（１１０）と、これら樹脂性透明板と半反射膜との間に形成された透明
の緩衝膜（１３０）とを備えており、この緩衝膜の線膨張係数は、前記透明板の線膨張係数と
前記半反射膜の線膨張係数との間の値をとるヘッドアッ
プディスプレイ。
【請求項２】車両のインストルメントパネル（１０）
の上壁（１１）上に設けたケーシング（２０）と、このケーシングの上壁から上方に延出するコンバイナ
（Ｃ）と、前記ケーシング内に配設されて表示情報を表示光として
出射する表示パネル（６０）と、この表示パネルからの表示光を前記ケーシングの開口部
（２３）を通し反射して前記コンバイナ上に結像させる
反射板（７０）とを備えて、前記コンバイナにより前記表示情報を虚像として表示す
るようにしたヘッドアップディスプレイであって、前記コンバイナは、樹脂性透明板（１００）と、この樹脂性透明板の視認側表面（１０１）に形成された
半反射膜（１１０）と、これら樹脂性透明板と半反射膜との間に形成された透明
の緩衝膜（１３０）と、前記半反射膜の視認側表面に形成したハードコート膜
（１２０）とを備えており、この緩衝膜の線膨張係数は、前記透明板の線膨張係数と
前記半反射膜の線膨張係数との間の値をとるヘッドアッ
プディスプレイ。
【請求項３】前記透明板は、アクリル系樹脂により形
成されており、前記半反射膜は、酸化セリウム、酸化シリコン及び酸化
チタンのうちの少なくとも二つを前記透明板の視認側表
面に交互に積層上に蒸着して形成された蒸着膜であり、前記緩衝膜は、光硬化型樹脂により前記透明板と蒸着膜
との間に形成されていることを特徴とする請求項１又は
２に記載のヘッドアップディスプレイ。