(57)【要約】【課題】高精度に寸法測定を行える表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】基準部としての面部２０１ｅ、２０２ｄは精度良く直交していると共に、光軸に対して平行である。すなわち、面部２０１ｅ、２０２ｄは抜き勾配がない。面部２０１ｅ、２０２ｄは成形によって精度良く形成されているので、これを用いてコンバイナ２００の各部寸法を精度良く測定することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影面を備えたヘッドアップディスプレイ装置用の表示部材であって、
前記投影面へ表示光が出射されたとき、前記表示光が前記投影面で反射することによって、前記表示光が表す像を虚像として観察可能とすると共に、前記表示部材を透過した実像を観察可能とする表示部材において、
前記表示部材は取付部及び前記投影面を有する表示部を有しており、
前記取付部及び前記表示部は樹脂素材により一体的に形成されており、
前記表示部は所定の曲率で湾曲した板状形状を有し、
前記取付部は、前記表示部材の寸法を測定する基準となる基準部を有することを特徴とする表示部材。
【請求項２】
前記基準部には抜き勾配が設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の表示部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表示部材を有することを特徴とする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、表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の運転中、車両内で計器類の速度などの情報を直接、フロントガラス等に虚像として映し出すことができれば、視野を変化させることなく運転でき、事故防止につながる。そこで、人間の視野に直接情報を映し出す手段として、ヘッドアップディスプレイ装置が開発された。ヘッドアップディスプレイ装置は、通常、小型の液晶プロジェクターなどの投影機から出射された光が、ハーフミラー材を含んだ透明基材からなるコンバイナ(表示部材)や、フロントガラスにおいて透過および反射される。ドライバーは、コンバイナ等に表示された情報を取得するとともに、コンバイナ等を透かして外の風景などの外部情報を同時に取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５４３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、投影機から出射された光を反射するコンバイナは、射出成形等によって形成されることが多いが、デザイン性向上等の観点からコンバイナの周縁がストレート形状を有していない場合、その製品寸法をどのように測定するかという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされ、高精度に寸法測定を行える表示部材及び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】
請求項１に記載の表示部材は、投影面を備えたヘッドアップディスプレイ装置用の表示部材であって、前記投影面へ表示光が出射されたとき、前記表示光が前記投影面で反射することによって、前記表示光が表す像を虚像として観察可能とすると共に、前記表示部材を透過した実像を観察可能とする表示部材において、
前記表示部材は取付部及び前記投影面を有する表示部を有しており、
前記取付部及び前記表示部は樹脂素材により一体的に形成されており、
前記表示部は所定の曲率で湾曲した板状形状を有し、
前記取付部は、前記表示部材の寸法を測定する基準となる基準部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、前記取付部に基準部を形成したので、前記基準部を用いて前記表示部材の各部の寸法を精度良く測定することができる。
【０００８】
請求項２に記載の表示部材は、請求項１に記載の発明において、前記基準部には抜き勾配が設けられていないことを特徴とする。
【０００９】
前記位置決め部には抜き勾配が設けられていないから、光軸と平行な面又は金型の突出し方向と平行な面を持つように基準部を成形することが出来、より高精度な位置決めを実現できる。
【００１０】
請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、請求項１又は２に記載の表示部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精度に寸法測定を行える表示部材及び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】
【００１２】
【図１】本実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を、車体ＶＨに搭載した状態を示す図である。
【図２】描画ユニット１００の概略構成を示す図である。
【図３】図３(ａ)は、コンバイナ２００の正面(投影面側)を示す図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)の構成をB-B線で切断して矢印方向に示す図であり、図３(ｃ)は、図３(ａ)の構成をC-C線で切断して矢印方向に示す図である。
【図４】図３(ａ)の矢印IVで示す部分を拡大して見た図である。
【図５】成形された直後のコンバイナ２００をランナーＲＮとからなる成形品を示す図である。
【図６】ランナーＲＮをガイドＧＤに引っかけた状態で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を、車体ＶＨに搭載した状態を示す図である。車体ＶＨのダッシュボードＤＢ内には、描画ユニット１００が配置されており、ダッシュボードＤＢ上に配置された表示部材としてのコンバイナ２００に表示光を投影するようになっている。かかる表示光はドライバーＤＲの瞳に導かれ、虚像（表示像）を表示するようになっている。一方、ドライバーＤＲは虚像に重ねて、コンバイナを透過した風景等の実像を観察することができる。描画ユニット１００とコンバイナ２００とでヘッドアップディスプレイ装置を構成する。
【００１４】
図２は、描画ユニット１００の概略構成を示す図である。描画ユニット１００は、液晶表示パネル１１１を備えた描画デバイス１１０と、凹面鏡１２０と、ハウジング１３０と、から主に構成されている。描画デバイスの構成は、例えば特開2012-203176号公報に詳細が記載されている。
【００１５】
液晶表示パネル１１１は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶層を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着してなるものであり、描画デバイス１１０内の不図示の光源から液晶表示パネル１１１面へ導かれた光線は液晶表示パネル１１１を透過して表示光Ｌとなり、投射光学系を構成する凹面鏡（又は平面ミラー）１２０に照射され、ここで反射した後コンバイナ２００に向かうようになっている。
【００１６】
図３(ａ)は、コンバイナ２００の正面(投影面側)を示す図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)の構成をB-B線で切断して矢印方向に示す図であり、図３(ｃ)は、図３(ａ)の構成をC-C線で切断して矢印方向に示す図である。図において、コンバイナ２００は、厚さ２〜３ｍｍ(１０ｍｍ以下であると好ましい)の板状に形成され、表示部２０１と、一対の取付部２０２とを一体的に形成してなる。尚、離型改善処理、UV吸収処理などが施されると好ましく、材料色としてはアイスカラーの採用が好ましい。
【００１７】
表示部２０１は、略台形の形状を有し、高さＨ１＝７５ｍｍであり、上縁２０１ｂと側縁２０２ｃはラウンド形状をしており、上縁２０１ｂと側縁２０１ｃの接線及び下縁２０１ｄの延長線とを交差させたとき、上側交点Ｐ１，Ｐ２の間隔Ｗ１は１５０ｍｍであり、下側交点Ｐ３，Ｐ４の間隔Ｗ２は１８０ｍｍであるが、２００ｍｍ×３００ｍｍの範囲内で任意のサイズをとることができる。表示部２０１の投影面２０１ａは、虚像を形成するために曲率半径が１００ｍｍ以上の凹状のトーリック面(自由曲面又は球面でも良い)であり、裏面２０１ｆはそれに類似した球面又は非球面である。
【００１８】
表示部２０１の上縁２０１ｂと側縁２０１ｃには反射防止構造を設けることができる。反射防止構造としては、微細なピッチ（例えば０．１８ｍｍピッチで高さは０．０９ｍｍ）での凹凸構造やシボ加工がある。表示部２０１のエッジは０．３ｍｍの面取りを施すことが好ましい。又、表示部２０１の４つの角部には面取りを設けることができる。図３において、「Ｒ２」とは半径２ｍｍの円弧で面取りしていることを意味する。
【００１９】
投影面２０１ａは、反射率が２０％以上、４０％以下（４００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて）、透過率６０％以上、８０％以下のハーフミラーとなっている。
【００２０】
表示部２０１の下縁２０１ｄに連結した取付部２０２は、互いに同じ形状であって、高さＨ２＝２０ｍｍ、幅Ｗ３＝３５ｍｍの矩形状であり、投影面２０１ａと同一曲率半径である延長面を有すると好ましい。各取付部２０２には、２つの取付孔２０２ａ(φ６ｍｍ)、２０２ｂ(φ４ｍｍ)が形成されており、それぞれ光軸に平行な軸線を有する。いずれかの取り付け孔２０２ａ、２０２ｂにボルトＢＴ(図２参照)を挿通して車体ＶＨの一部に螺合させることで、コンバイナ２０２を車体ＶＨに取り付けることができる。取付部２０２の表面には、成形時にシボ加工が施されている。取付部には、成形によってデートマークやロット番号や金型履歴を付与できるが、それ以外の態様（例えばバーコード類の添付や、成形後の製品へのレーザー加工）でも良い。表示部２０１の裏面２０１ｆと取付部２０２との間に、取付部２０２の板厚が薄くなるような段差を設けても良い。
【００２１】
図４は、図３(ａ)の矢印IVで示す部分を拡大して見た図である。表示部２０１の下縁２０１ｄにおける取付部２０２の近傍には、面から突出しない高さで面部２０１ｅを形成している。一方、取付部２０２の側縁２０２ｃにおける表示部２０１の近傍には、面から突出しない高さで面部２０２ｄを形成している。基準部としての面部２０１ｅ、２０２ｄは精度良く直交していると共に、光軸に対して平行である。すなわち、面部２０１ｅ、２０２ｄは抜き勾配がない。面部２０１ｅ、２０２ｄは成形によって精度良く形成されているので、これを用いてコンバイナ２００の各部寸法を精度良く測定することができる。又、面部２０１ｅ、２０２ｄを、車体ＶＨにコンバイナ２００を取り付ける際の位置決め部として用いることもできる。
【００２２】
コンバイナ２００は、ポリカーボネート、ＣＯＰ、アクリルなどの樹脂を射出成形(型内圧センサ利用)により成形することによって成形できる。成形はサイドゲート方式により、成形品側面の曲率にフィットさせて均一な厚みで直接投影面２０１ａに充填すると好ましいが、これに限られずピンゲート方式を用いても良い。金型にミスマッチを設けず、パーティングライン段差を成形品に形成しないことで、外周加工しない場合も、外周品位を確保できる。
【００２３】
成形後に、両面にハードコート処理(ＵＶ硬化式ハードコート処理又は熱硬化式ハードコート処理)が施される。ハードコートは、ディップ、スプレー、フロー、スピン等の方法を用いて塗工する。膜厚は0.5μ〜20μmの範囲で塗布し、好ましくは1〜10μmである。その後に、投影面２０１ａに、ＡＲコート層として、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｌａ2Ｏ2を含む膜構成が設けられ、ハーフミラー層として、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｌａ2Ｏ2を含む膜構成が設けられる。尚、ハーフミラーコートの構成としては、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層することで所望の反射率特性を確保する。また、より良好な反射率特性を確保するため、あるいは基材、ハードコート層との密着性確保の観点から適宜任意の層間に中間屈折率層を挿入してもよく、成膜時にはＩＡＤ等のイオンアシスト処理を実施しても良い。高屈折率材料としては、ＴｉＯ2、Ｌａ2Ｏ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2等を含む酸化物もしくは混合酸化物であり、低屈折率材料としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等を含む酸化物もしくは混合酸化物であり、挿入する中間屈折率層としてはＡｌ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ2等を含む酸化物もしくは混合酸化物である。更に防汚コート層としてフッ素系の材料を使用し、真空蒸着による膜が構成される。尚、ディップコートなど、塗布による処理が適用されてもよい。成膜順序は、基材側から、ハーフミラーに関しては、ハードコート、ハーフミラーコート、防汚コートの順が好ましく、ARコートに関しては、ハードコート、ARコート、防汚コートの順であることが好ましい。コンバイナ２００の表面硬度は、いわゆる鉛筆硬度でＨＢ相当であるが、２Ｂ〜５Ｈの範囲であると好ましい。尚、ハードコートに使用する材料は、光学特性の干渉の観点から硬化後の屈折率が樹脂の屈折率の０．８倍〜１．２倍であることが好ましい。
【００２４】
図５、６は、成形された直後のコンバイナ２００をランナーＲＮとからなる成形品を示す図である。ランナーＲＮは、コンバイナ２００の取付部２０２間の中央に接続する(接続部がゲートＧＴになる)略Ｔ字形の直線部ＲＮ１と、直線部ＲＮ１の中央付近から両側にＬ字状に延在する鈎部ＲＮ２とを有する。鈎部ＲＮ２の内側面は、ランナーＲＮの軸線に対して角α＝１．５〜２°程度傾いていると好ましい。成形後におけるハードコート処理時に処理液に浸漬されるが、図６に示すように、コンバイナ２００の上縁より上方に位置する鈎部ＲＮ２の先端を、２本のガイド（又はレール）ＧＤに引っかけることで、ガイドＧＤを処理液に浸すことなく、コンバイナ２００全体を浸漬することができる。又、鈎部ＲＮ２をガイドＧＤに引っかけたまま、コンバイナ２００を乾燥させることができる。
【００２５】
ここでは、乾燥時において、鈎部ＲＮ２をガイドＧＤに引っかけた状態で、重力により表示部２０１が垂直に直立する姿勢となり、ハードコート層が均一になるようにしている。又、ゲートＧＴと取付部２０２は、表示部２０１に対して重力加速度方向下方になるので、重力に従い下方に伝わる処理液により、ゲートＧＴや取付部２０２の下端に万が一液だまりが生じても、表示部２０１に悪影響が及ぶことを抑制できる。
【００２６】
ハードコート層の乾燥後に、投影面２０１ａにＡＲコート層、ハーフミラー層及び防汚コート層の真空蒸着を行うが、その前に鈎部ＲＮ２を直線部ＲＮ１から（点線の位置で）切り離す。これにより、蒸着時に表示部２０１が影になる恐れを抑制できる。尚、直線部ＲＮ１には、イジェクトピン跡ＲＮ３を蒸着時の治具に嵌合させることができる。別法として蒸着前にゲートＧＴを切断した場合等、蒸着時にゲートＧＴが無い場合は、取付け部２０２を利用して蒸着時の別の治具に取り付けることもできる。
【００２７】
蒸着処理後に、表示部２０１の側縁２０１ｃ、上縁２０１ｂに対して5軸マシニングによるエンドミル加工を行うことで、直線部ＲＮ１を切断（ゲートカット）すると共に、表示部２０１の外周部の成形時のひずみやコートの不均一さを除去する外周加工を行う事が望ましいが、これら表示部２０１の外周部のひずみや不均一さが無い場合は、外周加工を実施しなくても良い。ゲートカットのみであれば、ニッパやギロチンなどでゲートＧＴのカットを行える。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、ドライバーの上方にあるサンバイザ付近に設置されて用いられてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１００            描画ユニット
１１０            描画デバイス
１１１            液晶表示パネル
１２０            凹面鏡
１３０            ハウジング
２００            コンバイナ
２０１            表示部
２０１ａ          投影面
２０１ｂ          上縁
２０１ｃ          側縁
２０１ｄ          下縁
２０１ｅ          面部
２０１ｆ          裏面
２０２            取付部
２０２ａ          取付孔
２０２ｃ          側縁
２０２ｄ          面部
ＤＢ            ダッシュボード
ＤＲ            ドライバー
ＧＤ            ガイド
ＧＴ            ゲート
ＲＮ            ランナー
ＲＮ１            直線部
ＲＮ２            鈎部
ＲＮ３            イジェクトピン跡
ＶＨ            車体
【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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【図６】
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