(57)【要約】【課題】ホルダの形状精度を高めることが容易となるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】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部と、表示部からの表示光を被投射部材の一例であるフロントガラスに向けて反射させるミラーユニットと、を備える。ミラーユニットは、表示光を反射する鏡面を有する凹面鏡と、凹面鏡を裏面から支持するホルダ３５と、を備える。ホルダ３５は、金型抜き方向Ｉ１に直交する第１被測定面３４ａ１を有する第１被測定部３４ａと、第１被測定面３４ａ１に対して傾斜し、ホルダ３５の幅方向であるＸ方向に平行をなす第２被測定面３４ｂ１を有する第２被測定部３４ｂと、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を出射する表示部と、前記表示部からの前記表示光を被投射部材に向けて反射させるミラーユニットと、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記ミラーユニットは、
前記表示光を反射する鏡面を有する凹面鏡と、
前記凹面鏡を裏面から支持するホルダと、を備え、
前記ホルダは、
金型抜き方向に直交する第１被測定面を有する第１被測定部と、
前記第１被測定面に対して傾斜し、前記ホルダの幅方向に平行をなす第２被測定面を有する第２被測定部と、を備える、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記第１被測定部と前記第２被測定部は異なる外形形状で形成される、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記凹面鏡は、前記凹面鏡の裏面に位置する位置決めピンを備え、
前記ホルダには、前記位置決めピンが嵌り、前記第２被測定面に直交する方向に延びる位置決め孔が形成される、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示光をフロントガラス等に照射することにより虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置が知られている。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、表示光を反射させる凹面鏡と、凹面鏡を保持するホルダと、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１８１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のホルダにおいては、凹面鏡の歪みを抑制するため、ホルダにおける凹面鏡に接触する面の精度、すなわち面精度を高める必要がある。特に、凹面鏡が大型化するにつれて、ホルダ及び凹面鏡に歪みが生じやすいため、より高い面精度が要求される。しかしながら、上記特許文献１に記載のホルダにおいては、ホルダの面精度を正確に測定することが困難であった。このため、ホルダの形状精度を高めることが困難となっていた。
また、一般的に、金型により成形されたホルダの形状誤差に対して、金型抜き方向を基準に金型を設計変更し、これによりホルダの形状誤差を補正する必要がある。しかしながら、上記特許文献１に記載の成形されたホルダにおいては、金型抜き方向を正確に測定することが困難であった。このため、ホルダの形状精度を高めることが困難となっていた。
【０００５】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、ホルダの形状精度を高めることが容易とな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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の観点に係る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部と、前記表示部からの前記表示光を被投射部材に向けて反射させるミラーユニットと、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、前記ミラーユニットは、前記表示光を反射する鏡面を有する凹面鏡と、前記凹面鏡を裏面から支持するホルダと、を備え、前記ホルダは、金型抜き方向に直交する第１被測定面を有する第１被測定部と、前記第１被測定面に対して傾斜し、前記ホルダの幅方向に平行をなす第２被測定面を有する第２被測定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヘッドアップディスプレイ装置において、ホルダの形状精度を高めることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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が搭載された車両の模式図である。
【図２】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概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るミラーユニットの正面側の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るミラーユニットの背面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るホルダの正面側の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るホルダの一部の斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るホルダの一部の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る金型及びホルダの原形の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明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２００のダッシュボード内に設置される。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両２００の被投射部材の一例であるフロントガラス２０１に向けて像を表す表示光Ｌを出射する。表示光Ｌはフロントガラス２０１で反射して視認者１（主に車両２００の運転者）に到達する。これにより、虚像Ｖが視認者１により視認可能に表示される。
【００１０】
図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示部１０と、折り返しミラー２０と、ミラーユニット３０と、ミラー駆動ユニット４０と、筐体６０と、制御部７０と、を備える。
【００１１】
表示部１０は、制御部７０による制御のもと、像を表す表示光Ｌを出射する。表示部１０は、例えば、何れも図示しない光源及び液晶表示パネルを備える。
【００１２】
折り返しミラー２０は、例えば平面鏡からなり、表示部１０が出射した表示光Ｌをミラーユニット３０に向けて反射させる。
【００１３】
筐体６０は、非透光性の樹脂又は金属で形成されるとともに、中空の略直方体をなす。筐体６０には、フロントガラス２０１に対向する位置に開口部６１が形成されている。筐体６０は、開口部６１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等の透光性の樹脂からなる。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。
【００１４】
制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等からなり、表示部１０及びミラー駆動ユニット４０の後述するモータ４２を制御する。制御部７０は、モータ４２を駆動させることにより、回転軸Ａｘを中心にミラーユニット３０を回転させる。
【００１５】
図３及び図４に示すように、ミラーユニット３０は、表示光Ｌを反射させる凹面鏡３１と、凹面鏡３１の裏面を支持する樹脂製のホルダ３５と、ホルダ３５を回転可能に支持する軸支持部材３８Ｌ，３８Ｒと、を備える。
なお、以下の説明では、ミラーユニット３０の凹面鏡３１を正面から見たときの方向に基づき、左右、上下、表裏が規定されている。図３〜図７においては、左はＬｆと略記され、右はＲｔと略記され、上はＵｐと略記され、下はＤｎと略記され、表はＦｒと略記され、裏はＢｋと略記される。また、左右方向はＸ方向と一致し、上下方向はＹ方向と一致し、表裏方向はＺ方向に一致する。
【００１６】
軸支持部材３８Ｌ，３８Ｒは、回転軸Ａｘを中心にホルダ３５を回転可能に支持する金属製の軸受け部材であり、筐体６０内部に固定される。軸支持部材３８Ｌは、ホルダ３５の後述する軸部３３Ｌを回転可能に支持する。軸支持部材３８Ｒは、ホルダ３５の後述する軸部３３Ｒを回転可能に支持する。
【００１７】
凹面鏡３１は表側に表示光Ｌを反射する鏡面３１ａを備える。凹面鏡３１は、Ｘ方向に長い略長方形の板状に形成され、Ｘ方向に沿って凹状に湾曲している。凹面鏡３１は、鏡面３１ａにて折り返しミラー２０で反射した表示光Ｌをフロントガラス２０１に向けて拡大させつつ反射させる。
【００１８】
図４に示すように、凹面鏡３１の裏面には、ホルダ３５の後述する位置決め孔３６ｂ，３６ｃに嵌まる複数、本例では２つの位置決めピン３１ｐＲ，３１ｐＬが形成されている。位置決めピン３１ｐＲ，３１ｐＬは裏側に向けて延びる円柱状に形成されている。
位置決めピン３１ｐＲは、凹面鏡３１の裏面において、回転軸Ａｘ付近の右端部に位置する。位置決めピン３１ｐＬは、凹面鏡３１の裏面において、回転軸Ａｘ付近における左端部に位置する。
【００１９】
ホルダ３５は、凹面鏡３１の裏面を支持する本体部３６と、軸支持部材３８Ｌ，３８Ｒにより支持される軸部３３Ｌ，３３Ｒと、ミラー駆動ユニット４０により押されるレバー部３７と、を備える。
【００２０】
図４に示すように、本体部３６は、凹面鏡３１の裏面に沿い、Ｘ方向に沿って凹状に湾曲している。図５に示すように、本体部３６は、複数、本例では８つの接着部３６ａを備える。複数の接着部３６ａは、本体部３６の表面３６Ｆに位置し、Ｘ方向に沿って並べられる。各接着部３６ａは長方形板状をなす。各接着部３６ａの表側の面は、図示しない接着剤を介して凹面鏡３１の裏面に固定される。
【００２１】
図６に示すように、本体部３６は被測定部３４を備える。被測定部３４は、本体部３６の表面３６Ｆにおける各接着部３６ａの各角部に対応する位置に設けられる。すなわち、１つの接着部３６ａには４つの被測定部３４が設けられる。
図７に示すように、被測定部３４は、第１被測定面３４ａ１を有する第１被測定部３４ａと、第２被測定面３４ｂ１を有する第２被測定部３４ｂと、を備える。
第１被測定部３４ａと第２被測定部３４ｂはＸ方向に並べられている。第１被測定部３４ａと第２被測定部３４ｂは互いに異なる外形形状をなす。第１被測定部３４ａは長方形板状に形成され、第２被測定部３４ｂは円板状に形成される。第１被測定面３４ａ１は第１被測定部３４ａの上面であり、第２被測定面３４ｂ１は第２被測定部３４ｂの上面である。第１被測定面３４ａ１及び第２被測定面３４ｂ１は、図示しないレーザー測定器等の形状測定器により位置及び角度が測定される測定点である。
【００２２】
第１被測定面３４ａ１は金型抜き方向Ｉ１に直交する面である。第１被測定面３４ａ１は、図示しない形状測定器により金型抜き方向Ｉ１を測定するために利用される。金型抜き方向Ｉ１は、図８に示すように、ホルダ３５の原形１３５を成形する金型１０５の開閉方向に沿う方向である。また、パーティングライン（金型分割面）を基準とした場合、金型抜き方向Ｉ１はパーティングラインと直交する方向であり、第１被測定面３４ａ１は、パーティングライン（金型の分割面）と平行な面であるとも言える。
【００２３】
図７に示すように、第２被測定面３４ｂ１は、Ｚ方向に沿うホルダ基準軸方向Ｉ２に直交する面であり、ホルダ３５の幅方向であるＸ方向に沿い、より詳しくは、ＸＹ平面に沿う。ホルダ基準軸方向Ｉ２は金型抜き方向Ｉ１に対して所定角度、例えば、４°だけ傾斜している。第２被測定面３４ｂ１は、図示しない形状測定器により、ホルダ３５の形状精度、詳しくは、ホルダ接触面の面精度を測定するために利用される。このホルダ接触面は、凹面鏡３１の裏面に沿い凹状に湾曲し、接着部３６ａの表側の面を含む湾曲面である。このホルダ接触面が凹面鏡３１の裏面に対して歪んでいる場合、凹面鏡３１に歪みが生じ、虚像Ｖの表示品位が低下するおそれがある。よって、このホルダ接触面の面精度を測定し、その測定結果に応じてホルダ３５を製造することにより、ホルダ接触面の面精度を高めることができる。
【００２４】
図５に示すように、本体部３６の表面３６Ｆには、位置決め孔３６ｂ，３６ｃ、金型抜き穴３６ｄ，３６ｅ及び加工孔３６ｆ，３６ｇが形成される。
位置決め孔３６ｂ，３６ｃは、Ｚ方向に沿うホルダ基準軸方向Ｉ２に沿って延びる貫通孔である。すなわち、位置決め孔３６ｂ，３６ｃが穿たれる方向は、第２被測定面３４ｂ１に直交する。位置決め孔３６ｂ，３６ｃは加工により形成される。
図４に示すように、位置決め孔３６ｃは、本体部３６の左端部に位置し、位置決めピン３１ｐＬが嵌まる丸孔である。位置決め孔３６ｃは位置決めピン３１ｐＬの外周を囲む。位置決め孔３６ｂは、本体部３６の右端部に位置し、位置決めピン３１ｐＲが嵌まるＸ方向に長い長孔である。位置決め孔３６ｂは、内在する位置決めピン３１ｐＲに対してＸ方向に隙間を有する。位置決め孔３６ｂが長穴であるため、ホルダ３５と凹面鏡３１に形状誤差や線膨張係数差が生じても、位置決め孔３６ｂ，３６ｃに位置決めピン３１ｐＬ，３１ｐＲを嵌め込むことができる。
【００２５】
図５に示すように、金型抜き穴３６ｄ，３６ｅは、それぞれ位置決め孔３６ｂ，３６ｃに対してＸ方向の外側に位置する。金型抜き穴３６ｄ，３６ｅは、金型抜き方向Ｉ１に沿って延びる有底穴である。すなわち、金型抜き穴３６ｄ，３６ｅが穿たれる方向は、位置決め孔３６ｂ，３６ｃが穿たれる方向に対して傾いている。図８に示すように、金型抜き穴３６ｄ，３６ｅは、金型１０５の上金型１１０のピン１１１によりホルダ３５の原形１３５を成形する際に形成される。
【００２６】
図５に示すように、加工孔３６ｆは位置決め孔３６ｂの左側に位置する長方形の貫通孔である。加工孔３６ｇは位置決め孔３６ｃの右側に位置する長方形の貫通孔である。加工孔３６ｆ，３６ｇは加工により形成される。
【００２７】
レバー部３７は、本体部３６の下端におけるＸ方向の中央に位置する。レバー部３７は、厚さ方向がＺ方向に一致する板状をなし、ミラー駆動ユニット４０の後述する把持部４３ｂにより厚さ方向から把持される。
【００２８】
図５に示すように、ミラー駆動ユニット４０は、モータ４２と、リードスクリュー４３ａと、把持部４３ｂと、を備える。
モータ４２は、制御部７０による制御のもと、リードスクリュー４３ａを軸回転させる。リードスクリュー４３ａはＺ方向に沿って延びる。
把持部４３ｂは、ホルダ３５のレバー部３７を把持し、リードスクリュー４３ａの外周に嵌め込まれる。把持部４３ｂは、リードスクリュー４３ａの軸回転によりリードスクリュー４３ａの軸方向に沿って移動する。これにより、ミラーユニット３０は回転軸Ａｘを中心に回転する。
【００２９】
次に、ホルダ３５の製造方法について説明する。
図８に示すように、金型１０５によりホルダ３５の原形１３５が成形される。金型１０５は、下金型１２０と、下金型１２０に対して金型抜き方向Ｉ１に移動する上金型１１０と、上金型１１０及び下金型１２０内のキャビティＣｖに溶融した樹脂が注入されるゲート１３０と、を備える。上金型１１０は、金型抜き穴３６ｄ，３６ｅを形成するためのピン１１１を備える。ピン１１１は、キャビティＣｖ内に位置し、金型抜き方向Ｉ１に沿う方向に延びる円柱状に形成される。
【００３０】
ホルダ３５を製造するために、まず、キャビティＣｖ内に溶融した樹脂が射出される。キャビティＣｖ内の樹脂が硬化することによりホルダ３５の原形１３５が成形される。上金型１１０が下金型１２０に対して金型抜き方向Ｉ１に離れる。これにより、ホルダ３５の原形１３５が金型１０５から取り出し可能となる。ホルダ３５の原形１３５には、金型抜き穴３６ｄ，３６ｅが形成されているものの、位置決め孔３６ｂ，３６ｃと加工孔３６ｆ，３６ｇは形成されていない。
【００３１】
そして、原形１３５の第２被測定面３４ｂ１を基準として図示しないドリルによりホルダ基準軸方向Ｉ２に沿って位置決め孔３６ｂ，３６ｃと加工孔３６ｆ，３６ｇが形成される。すなわち、第１被測定面３４ａ１を基準に位置決め孔３６ｂ，３６ｃと加工孔３６ｆ，３６ｇを穿つ方向を正確に定めることができる。このため、位置決め孔３６ｂ，３６ｃと加工孔３６ｆ，３６ｇの位置精度を高めることができる。以上で、ホルダ３５の加工が完了する。
【００３２】
成形された原形１３５は、図示しないレーザー測定器により第１被測定面３４ａ１を基準として金型抜き方向Ｉ１が特定され、特定された金型抜き方向Ｉ１を基準としたホルダ３５の寸法が測定される。そして、この測定結果に基づき、成形された原形１３５の寸法を補正するため、金型抜き方向Ｉ１を基準に金型１０５を設計変更することができる。このように、ホルダ３５の原形１３５を成形した段階での形状精度の測定が可能となるため、加工前に原形１３５の寸法の妥当性を検証することができる。
【００３３】
（効果）
以上、説明した第１の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００３４】
（１）ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示光Ｌを出射する表示部１０と、表示部１０からの表示光Ｌを被投射部材の一例であるフロントガラス２０１に向けて反射させるミラーユニット３０と、を備える。ミラーユニット３０は、表示光Ｌを反射する鏡面３１ａを有する凹面鏡３１と、凹面鏡３１を裏面から支持するホルダ３５と、を備える。ホルダ３５は、金型抜き方向Ｉ１に直交する第１被測定面３４ａ１を有する第１被測定部３４ａと、第１被測定面３４ａ１に対して傾斜し、ホルダ３５の幅方向であるＸ方向に平行をなす第２被測定面３４ｂ１を有する第２被測定部３４ｂと、を備える。
この構成によれば、第２被測定面３４ｂ１は、図示しない形状測定器により、ホルダ３５の形状精度、詳しくは、ホルダ接触面の面精度を測定するために利用される。このホルダ接触面が凹面鏡３１の裏面に対して歪んでいる場合、凹面鏡３１に歪みが生じ、虚像Ｖの表示品位が低下するおそれがある。よって、このホルダ接触面の面精度を測定し、その測定結果に応じてホルダ３５を製造することにより、ホルダ接触面の面精度を高めることができる。
また、第１被測定面３４ａ１は、図示しない形状測定器により、金型抜き方向Ｉ１が測定される。そして、この測定結果に基づき、成形されたホルダ３５の原形１３５の寸法を補正するため、金型抜き方向Ｉ１を基準に金型１０５を設計変更することができる。ホルダ３５の原形１３５を成形した段階での形状精度の測定が可能となるため、加工前に原形１３５の寸法の妥当性を検証することができる。よって、ホルダ３５の形状精度を高めることが容易となる。
【００３５】
（２）第１被測定部３４ａと第２被測定部３４ｂは異なる外形形状で形成される。
この構成によれば、外観から第１被測定部３４ａと第２被測定部３４ｂを見分けることが容易となる。
【００３６】
（３）凹面鏡３１は、凹面鏡３１の裏面に位置する位置決めピン３１ｐＲ，３１ｐＬを備える。ホルダ３５には、位置決めピン３１ｐＲ，３１ｐＬが嵌り、第２被測定面３４ｂ１に直交するように延びる位置決め孔３６ｂ，３６ｃが形成される。
この構成によれば、位置決め孔３６ｂ，３６ｃが穿たれる方向をＺ方向に確実に一致させることができる。よって、凹面鏡３１をホルダ３５に組み付ける際、凹面鏡３１をホルダ３５に向けてＺ方向に近づけることにより、位置決めピン３１ｐＲ，３１ｐＬが位置決め孔３６ｂ，３６ｃに嵌まる。よって、凹面鏡３１をホルダ３５に斜め方向に組み付ける必要がなく、凹面鏡３１をホルダ３５に簡単に組み付けることができる。
【００３７】
なお、本発明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。本発明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。
【００３８】
（変形例）
上記実施形態においては、第１被測定部３４ａは長方形板状に形成され、第２被測定部３４ｂは円板状に形成されていたが、これに限らず、第１被測定部３４ａと第２被測定部３４ｂは互いに異なる外形形状であればいかなる外形形状であってもよい。
また、第１被測定部３４ａと第２被測定部３４ｂは互いに同一の外形形状をなしていてもよい。
【００３９】
第１被測定部３４ａと第２被測定部３４ｂは接着部３６ａから離れた位置に設けられていてもよい。また、第１被測定部３４ａと第２被測定部３４ｂは互いに離れた位置に設けられていてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態においては、射出成型によって樹脂製のホルダ３５を製造する構成を示したが、これに限らず、ダイカスト金型などの鋳造によって金属製のホルダ３５を製造するようにしてもよい。金属製のホルダ３５の場合、マグネシウムダイカスト合金（例えば、ＡＺ９１Ｄ）などの、耐腐食性、可鍛性、機械的特性の高い金属を用いるのが好ましい。
【００４１】
上記実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置１００の構成は適宜変更可能である。例えば、折り返しミラー２０を省略して、表示部１０からの表示光Ｌを直接にミラーユニット３０に照射してもよい。
【００４２】
上記実施形態では、ヘッドアップディスプレイ装置１００は車両２００に搭載されていたが、車両２００以外の飛行機、船等の乗り物に搭載されていてもよい。また、投射部材はフロントガラスに限らず、専用のコンバイナであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０  表示部
２０  折り返しミラー
３０  ミラーユニット
３１  凹面鏡
３１ａ  鏡面
３１ｐＬ，３１ｐＲ  位置決めピン
３３Ｌ，３３Ｒ  軸部
３４  被測定部
３４ａ  第１被測定部
３４ａ１  第１被測定面
３４ｂ  第２被測定部
３４ｂ１  第２被測定面
３５  ホルダ
３６  本体部
３６Ｆ  表面
３６ａ  接着部
３６ｂ，３６ｃ  位置決め孔
３６ｄ，３６ｅ  金型抜き穴
３６ｆ，３６ｇ  加工孔
３７  レバー部
３８Ｌ，３８Ｒ  軸支持部材
４０  ミラー駆動ユニット
４２  モータ
４３ａ  リードスクリュー
４３ｂ  把持部
６０  筐体
６１  開口部
７０  制御部
１００  ヘッドアップディスプレイ装置
１０５  金型
１１０  上金型
１１１  ピン
１２０  下金型
１３５  原形
２００  車両
２０１  フロントガラス
Ｉ１  金型抜き方向
Ｉ２  ホルダ基準軸方向
Ｌ  表示光
Ｖ  虚像
Ａｘ  回転軸
Ｃｖ  キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020118820.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020118820.tif 000007
【図６】
2020118820.tif 000008
【図７】
2020118820.tif 000009
【図８】
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