(57)【要約】【課題】  組み付け誤差を抑制して表示品位の良好なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】  本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ａは、表示光Ｌａを発する表示ユニット１１と、表示光Ｌａを反射する反射鏡１２と、反射鏡１２が反射した表示光Ｌｂが投射されるコンバイナユニット１３と、表示ユニット１１と反射鏡１２とコンバイナユニット１３とが位置決めされて取り付けられる基準支持体１０と、基準支持体１０を収容するハウジング２と、を備えた。表示ユニット１１と反射鏡１２とコンバイナユニット１３とのそれぞれの位置関係は基準支持体１０によって位置決めされるため、組み付け誤差を抑制して表示品位の良好なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を発する表示ユニットと、
前記表示光を反射する反射鏡と、
前記反射鏡が反射した表示光が投射されるコンバイナユニットと、
前記表示ユニットと前記反射鏡と前記コンバイナユニットとが位置決めされて取り付けられる基準支持体と、
前記基準支持体を収容するハウジングと、
を備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記コンバイナユニットを駆動する駆動ユニットを備え、
前記駆動ユニットは前記基準支持体に位置決めされて取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
光検出手段を備え、
前記基準支持体は筒状孔を有し、
前記筒状孔から入光した光が前記光検出手段に入光するように、前記光検出手段は前記基準支持体に位置決めされて取り付けられる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
表示光を発する表示ユニットと、前記表示光を反射する反射鏡と、前記反射鏡が反射した表示光が投射されるコンバイナユニットと、を基準支持体に位置決めして取付けてなるユニットを、ハウジングに収容する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置の組付け方法。
【請求項５】
前記基準支持体に前記コンバイナユニットを駆動する駆動ユニットを位置決めして取り付けた後に、前記ユニットを前記ハウジングに収容する
ことを特徴とする請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置の組付け方法。
【請求項６】
前記基準支持体に光検出手段を位置決めして取り付けた後に、前記ユニットを前記ハウジングに収容する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置の組付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み付け誤差による表示品位の低下を抑制するヘッドアップディスプレイ装置及びそのヘッドアップディスプレイ装置の組付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置とも言う）として、特許文献１に開示されるものがある。このＨＵＤ装置は、表示手段が発した表示光を反射鏡に反射させ、この反射鏡が反射した表示光をコンバイナで受けて虚像を表示する。表示手段は出射口が形成された略筒状の中ケースに固定され、この中ケースは下ケースに固定されている。反射鏡は下ケースに固定されている。コンバイナは上ケースに固定され、この上ケースは下ケースに固定する。表示手段と、反射鏡と、コンバイナと、は、これらが固定された上ケースと下ケースと中ケースとが組み合わさることにより、位置決めされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７７０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示されるＨＵＤ装置においては、表示手段と反射鏡とコンバイナとが、それぞれ異なるケースに固定された後、個々のケースが組み合わさることにより、表示手段と反射鏡とコンバイナとの位置決めされるため、組み付け誤差により表示する虚像の表示品位の低下を招く虞があった。
【０００５】
本発明は上述した実情に鑑みてなされ、組み付け誤差を抑制して表示品位の良好な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】
本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
表示光を発する表示ユニットと、
前記表示光を反射する反射鏡と、
前記反射鏡が反射した表示光が投射されるコンバイナユニットと、
前記表示ユニットと前記反射鏡と前記コンバイナユニットとが位置決めされて取り付けられる基準支持体と、
前記基準支持体を収容するハウジングと、
を備えたことを第１の特徴とする。
【０００７】
また、第１の特徴を備えた本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
前記コンバイナユニットを駆動する駆動ユニットを備え、
前記駆動ユニットは前記基準支持体に位置決めされて取り付けられる
ことを第２の特徴とする。
【０００８】
また、第１の特徴または第２の特徴を備えた本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
光検出手段を備え、
前記基準支持体は筒状孔を有し、
前記筒状孔から入光した光が前記光検出手段に入光するように、前記光検出手段は前記基準支持体に位置決めされて取り付けられる
ことを第３の特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の組付け方法は、
表示光を発する表示ユニットと、前記表示光を反射する反射鏡と、前記反射鏡が反射した表示光が投射されるコンバイナユニットと、を基準支持体に位置決めして取付けてなるユニットを、ハウジングに収容する
ことを第４の特徴とする。
【００１０】
また、第４の特徴を備えた本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の組付け方法は、
前記基準支持体に前記コンバイナユニットを駆動する駆動ユニットを位置決めして取り付けた後に、前記ユニットを前記ハウジングに収容する
ことを第５の特徴とする。
【００１１】
また、第４の特徴または第５の特徴を備えた本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の組付け方法は、
前記基準支持体に光検出手段を位置決めして取り付けた後に、前記ユニットを前記ハウジングに収容する
ことを第６の特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、組み付け誤差を抑制して表示品位の良好なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】同実施形態に係るＨＵＤ装置のユニットの構成を示す斜視図。
【図３】同ユニットの基準支持体を示す斜視図。
【図４】同ユニットが表示する虚像の光路を示す斜視図。
【図５】同ユニットのコンバイナユニットと駆動ユニットとの係合を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を適用した一実施形態であるＨＵＤ装置Ａを図面を参照して説明する。
ヘッドアップディスプレイ装置Ａは、図１に示すように、ユニット１とこのユニット１を収容するハウジング２からなる。
【００１５】
ユニット１は、図２に示すように、組み付け基準となる基準支持体１０に、表示ユニット１１と、反射鏡１２と、コンバイナユニット１３と、駆動ユニット１４と、光検出基板１５と、制御基板１６と、が組み付けられて構成される。
【００１６】
ハウジング２は、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリプロピレン（ＰＰ）などの不透過な合成樹脂からなる下ケース２０と上ケース２１とからなり、上ケース２１には開口２１ａが形成されている。このハウジング２へのユニット１の収容手順については、後に詳述する。
【００１７】
基準支持体１０は、ＰＣやＰＰなどの不透過な合成樹脂からなる。基準支持体１０は、図３に示すように、基材１００に、反射鏡１２が配置される第１配置部１０１と、表示ユニット１１が配置される第２配置部１０２ａを有し第１配置部１０１に延びる筒状の導光筒部１０２と、コンバイナユニット１３が配置される第３配置部１０３ａ，１０３ｂと、駆動ユニット１４が配置される第４配置部１０４ａ，１０４ｂと、光検出基板１５が配置される第５配置部１０５と、第５配置部１０５に配置された光検出基板１５に外光を導く筒状の導光筒部１０５ａと、が形成されている。
【００１８】
表示ユニット１１は、例えば、ＬＥＤなどの光源素子が実装された光源基板と、光源基板が発した光の照度の分布を均一にするためのレンズや拡散板からなる光学部材と、光学部材を通過した光源基板からの光によって照明される液晶パネルと、光源基板に実装されたＬＥＤが発した熱を放散させる放熱器と、これらの部材を収容するケース体と、からなり、車両の走行速度などの車両情報を表す表示光Ｌａを発する。表示ユニット１１は、基準支持体１０の第２配置部１０２ａに位置決めされて螺子で固定され、第１配置部１０１に向けて表示光Ｌａを導光筒部１０２に入射する。
【００１９】
反射鏡１２は、例えば、平面鏡からなる。反射鏡１２は、基準支持体１０の第１配置部１０１に位置決めされ、粘着テープ等により固定される。第１配置部１０１に固定された反射鏡１２は、第２配置部１０２ａに固定された表示ユニット１１が発した表示光Ｌａを表示光Ｌｂとして反射する。
【００２０】
コンバイナユニット１３は、コンバイナ１３０と、コンバイナ１３０の下端部を支持するホルダ１３１と、このホルダ１３１に固定されコンバイナユニット１３の回転軸となる軸１３２，１３３と、軸１３２が挿通された入力ギア１３４と、からなる。コンバイナユニット１３は、基準支持体１０の第３配置部１０３ａに軸１３２が配置され、第３配置部１０３ｂに軸１３３が配置されて、軸１３２，１３３を中心に回動可能に基準支持体１０に配置される。
【００２１】
基準支持体１０に、表示ユニット１１と、反射鏡１２と、コンバイナユニット１３が配置されると、図４に示すように、表示ユニット１１が発した表示光Ｌａが導光筒部１０２から反射鏡１２に向けて出射し、反射鏡１２はコンバイナユニット１３に向けて表示光Ｌａを表示光Ｌｂとして反射し、コンバイナユニット１３は表示光Ｌｂを後方にいる視認者に向けて表示光Ｌｃを反射することで、視認者はコンバイナユニット１３を介して前方に虚像Ｖを視認する。表示ユニット１１と反射鏡１２とコンバイナユニット１３と、の位置関係は基準支持体１０によって位置決めされるため、組付け誤差が少ない。
【００２２】
駆動ユニット１４は、モータ１４０と、ウォームギア１４１と、減速ギア１４２と、出力ギア１４３と、これらを収容するケース体１４４と、からなる。駆動ユニット１４は、ケース体１４４が基準支持体１０の第４配置部１０４ａ，１０４ｂに位置決めされて螺子固定される。
【００２３】
モータ１４０は、ステッピングモータなどからなり、後述する制御基板１６に制御されて回動する。ウォームギア１４１は一方がモータ１４０の回転軸に固定され、他方が減速ギア１４２と噛み合い、モータ１４０の回転を減速ギア１４２に伝達する。減速ギア１４２はウォームギア１４１から伝達されたトルクを減速比に比例して大きくして出力ギア１４３に出力する。出力ギア１４３は、コンバイナユニット１３の入力ギア１３４と噛み合い、減速ギア１４２からのトルクを伝達する。
【００２４】
図５に示すように、基準支持体１０にコンバイナユニット１３と駆動ユニット１４が配置されると、コンバイナユニット１３の入力ギア１３４と駆動ユニット１４の出力ギア１４３とが噛み合う。また、入力ギア１３４にはピン１３４ａが形成され、入力ギア１３４と噛み合う出力ギア１４３にはピン１４３ａが形成されており、これらピン１３４ａとピン１４３ａが弾性部材Ｓによって互いが引き合うように付勢される。これにより、モータ１４０の回転によってコンバイナユニット１３が軸１３２，１３３を軸に枢動する。コンバイナユニット１３と駆動ユニット１４との位置関係は、基準支持体１０によって位置決めされるため、組付け誤差が少ない。
【００２５】
光検出基板１５は、光の明るさを検出する光センサが実装された回路基板からなる。光検出基板１５は、基準支持体１０の導光筒部１０５ａによって導かれた外光が光センサに入光するように、第５配置部１０５に位置決めされて螺子固定される。表示ユニット１１と反射鏡１２とコンバイナユニット１３と光検出基板１５、の位置関係は基準支持体１０によって位置決めされるため、これらの位置関係は組み付け誤差が少なく、光検出基板１５が検出する外光をコンバイナユニット１３が表示される虚像Ｖの位置に合わせて適切に取り込むことができる。
【００２６】
制御基板１６は、ＣＰＵと、ＣＰＵが動作させるプログラムを格納するメモリと、タイマと、外部周辺機器などと通信するための入出力部と、が集積されたマイクロコントローラが実装された回路基板からなる。制御基板１６は、基準支持体１０に螺子固定される。
制御基板１６は、ＨＵＤ装置全体の制御を行う制御手段であり、図示しない車内ネットワークから得た車両情報を表す画像を液晶パネルに表示させ、光検出基板１５が検出した外光の強度に応じて表示ユニット１１の光源基板が発する光の強度を調整する。これにより、表示ユニット１１は、車両の走行速度などの車両情報を表す表示光Ｌａを発する。また、制御基板１６は、駆動ユニット１４のモータ１４０を回動して、コンバイナユニット１３の配置角度を調整する。
【００２７】
基準支持体１０を基準に、表示ユニット１１と、反射鏡１２と、コンバイナユニット１３と、駆動ユニット１４と、光検出基板１５と、制御基板１６と、が組み付けられて構成されたユニット１は、まず、下ケース２０に螺子固定される。次に、ユニット１を支持した下ケース２０は、上ケース２１と嵌合することによってユニット１がハウジング２に収容されてＨＵＤ装置Ａとなる。上ケース２１は、反射鏡１２とコンバイナユニット１３に至る光路（表示光Ｌｂが通る光路）を遮らないようにコンバイナ１３０を開口２１ａから突出させて下ケース２０と嵌合する。これにより、ユニット１は、虚像Ｖを表示するための光路を遮らずに、光検出基板１５や制御基板１６、および駆動ユニット１４などの回路基板や機構部分を視認者から見えないように覆う。
【００２８】
以上に説明したＨＵＤ装置Ａは、表示光Ｌａを発する表示ユニット１１と、表示光Ｌａを反射する反射鏡１２と、反射鏡１２が反射した表示光Ｌｂが投射されるコンバイナユニット１３と、表示ユニット１１と反射鏡１２とコンバイナユニット１３とが位置決めされて取り付けられる基準支持体１０と、基準支持体１０を収容するハウジング２と、を備えた。
このように構成することで、表示ユニット１１と反射鏡１２とコンバイナユニット１３とのそれぞれの位置関係は基準支持体１０によって位置決めされるため、組み付け誤差を抑制して表示品位の良好なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。
【００２９】
また、ＨＵＤ装置Ａは、表示光Ｌａを発する表示ユニット１１と、表示光Ｌａを反射する反射鏡１２と、反射鏡１２が反射した表示光Ｌｂが投射されるコンバイナユニット１３と、を基準支持体１０に位置決めして取付けてなるユニット１を、ハウジング２に収容する組み付け方法によって製造する。
このように組み付けることで、組み付け誤差による表示品位の低下を抑制できると共に、ハウジング２の内側へ表示ユニット１１と反射鏡１２とコンバイナユニット１３をハウジング２に組み付ける場合に比べて、基準支持体１０を中心に外側から組み付けることができるので、組み付け性が良い。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置を説明した。本発明は上述した一実施形態に限定されず、本発明の要旨に逸脱しない範囲で実施形態および図面に変更（構成要素の削除を含む）を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に好適である。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ      ：ヘッドアップディスプレイ装置
１      ：ユニット
１０    ：基準支持体
１００  ：基材
１０１  ：第１配置部
１０２  ：導光筒部
１０２ａ：第２配置部
１０３ａ，１０３ｂ：第３配置部
１０４ａ，１０４ｂ：第４配置部
１０５  ：第５配置部
１０５ａ：導光筒部
１１    ：表示ユニット
１２    ：反射鏡
１３    ：コンバイナユニット
１３０  ：コンバイナ
１３１  ：ホルダ
１３２  ：軸
１３３  ：軸
１３４  ：入力ギア
１３４ａ：ピン
１４    ：駆動ユニット
１４０  ：モータ
１４１  ：ウォームギア
１４２  ：減速ギア
１４３  ：出力ギア
１４３ａ：ピン
１５    ：光検出基板
１６    ：制御基板
Ｓ      ：弾性部材
２      ：ハウジング
２０    ：下ケース
２１    ：上ケース
２１ａ  ：開口
Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ    ：表示光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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