(57)【要約】【課題】材料取りに優れる粘着テープを用いた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１０は、防塵シート２４を取り付けるための粘着シート３０が複数に分割されている。これによって１枚の大きな加工前シートから粘着シート３０を分割した分割シート３０ａを切り出すときに、加工前シートの無駄が少なくなり、材料取りが優れる。従来は粘着シート３０が口形状であれば、間隙３１に対応する部分の粘着シート３０が無駄になるに対して、本実施形態では無駄になる部分を少なくすることができる。【選択図】図６
2017102305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体（１１）の収容部（１３）に収容され、前記収容部の開口（１３ａ）を通して前記移動体の投影面（１４ａ）に画像を投影することにより、前記画像を虚像（１７）として前記移動体の室内から視認可能に表示するヘッドアップディスプレイ装置（１０）であって、
前記画像を形成するための光を出射するディスプレイ部（２１）と、
前記ディスプレイ部から出射された光を前記投影面に導く導光部（２２）と、
透光性を有し、前記収容部の前記開口を塞ぐ防塵シート（２４）と、
前記防塵シートを前記開口の縁部（１３ｂ）に固定する粘着シート（３０）と、を含み、
前記粘着シートは、両面に粘着性を有するとともに、複数に分割されているヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記防塵シートは、湾曲しており、
前記粘着シートは、前記湾曲している湾曲方向に２分割されている請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記粘着シートは、前記分割されている部分の形状が厚み方向に見て変曲点を有する曲線を含んだ迷路構造（３２）を有する請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記粘着シートは、長方形枠状であり、
前記粘着シートは、長辺または短辺の中央で分割されている請求項１〜３のいずれか１つ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、移動体に搭載され、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（Head Up Display：略称ＨＵＤ装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のダッシュボード内に収容され、ダッシュボードの開口を通して車両のフロントガラスに画像を投影することにより、画像を虚像として車室内から乗員によって視認可能に表示するＨＵＤ装置が知られている。たとえば特許文献１に開示されているＨＵＤ装置では、透過照明による液晶表示器の液晶層の前面と後面に偏光子を備える。そして、液晶表示器が発した光源光は直線偏光になっており、光源光は、ダッシュボードの開口に配置されたアクリル等の透光性樹脂からなる防塵シートから射出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１３１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
防塵シートをダッシュボードの開口に搭載する場合には、粘着テープが用いられる。粘着テープは、両面に粘着性を有し、長方形枠状に構成されている。粘着テープは、防塵シートの周辺部とダッシュボードの開口の周辺部とを貼り付けている。
【０００５】
しかし長方形枠状に粘着テープを加工すると、開口に対応する中央部分が無駄になるという問題がある。換言すると、粘着テープの材料取りが悪いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、材料取りに優れる粘着テープを用いた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】
【０００７】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
本発明は、画像を形成するための光を出射するディスプレイ部（２１）と、ディスプレイ部から出射された光を投影面に導く導光部（２２）と、透光性を有し、収容部の開口を塞ぐ防塵シート（２４）と、防塵シートを開口の縁部（１３ｂ）に固定する粘着シート（３０）と、を含み、粘着シートは、両面に粘着性を有するとともに、複数に分割されているヘッドアップディスプレイ装置である。
【０００９】
このような本発明に従えば、粘着シートは複数に分割されているので、材料取りが優れる。換言すると、従来技術のように粘着シートが無駄になる部分を少なくすることができる。このような粘着シートを用いて、防塵シートが開口部に固定されている。これによって防塵シートによって開口が塞がれているので、開口から収納部の内部に異物が混入することを防ぐことができる。
【００１０】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のＨＵＤ装置の車両への設置状態を示す図である。
【図２】ＨＵＤ装置の光学系を示す図である。
【図３】ＨＵＤ装置を下方に見て示す断面図である。
【図４】ＨＵＤ装置を左右方向に見て示す断面図である。
【図５】ＨＵＤ装置の一部を示す分館斜視図である。
【図６】粘着テープを示す正面図である。
【図７】粘着テープを分割した状態で示す正面図である。
【図８】第２実施形態の粘着テープを示す正面図である。
【図９】粘着テープを分割した状態で示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図７を用いて説明する。図１に示すように、第１実施形態のＨＵＤ装置１０は、移動体の一種である車両１１に搭載され、車両１１のインストルメントパネル１２における収容部１３に収容されている。収容部１３は、インストルメントパネル１２において、ＨＵＤ装置１０を収容するスペースであり、ウインドシールド１４側に開口を有している。ＨＵＤ装置１０は、収容部１３の開口１３ａを通して、車両１１の表示部材であるウインドシールド１４に画像を投影する。
【００１４】
ここで車両１１において、ウインドシールド１４の室内側の面は、画像が投影される投影面１４ａを、湾曲する凹面状または平坦な平面状等に形成している。また、車両１１においてウインドシールド１４は、室内側の面と室外側の面とで、各面を反射してできる虚像１７を重ねるための角度差を有するものであってもよい。あるいはウインドシールド１４は、室外側の面での反射による虚像１７の輝度を抑制するために蒸着膜またはフィルム等を室内側の面に設けたものであってもよい。さらに、ウインドシールド１４の代わりに、車両１１と別体となっているコンバイナを車両１１内に設置して、コンバイナの投影面１４ａに画像を投影するものであってもよい。
【００１５】
ＨＵＤ装置１０は、画像が投影面１４ａに投影される車両１１において、座席１６に着席する車両１１の乗員に、かかる画像を虚像１７として車両１１の室内から視認可能に表示させる。すなわち、投影面１４ａに反射される光が乗員のアイポイント１５に到達し、乗員がアイポイント１５に到達する光を知覚する。これによって、乗員は、車速および燃料残量等の車両状態値、または道路情報および視界補助情報等の車両情報を認識することができる。
【００１６】
このような機能を実現するＨＵＤ装置１０の具体的構成を説明する。ＨＵＤ装置１０は、ディスプレイ部２１、導光部２２、ハウジング２３および防塵シート２４を主として構成されている。ディスプレイ部２１は、導光部２２に対して、画像を形成するための光を出射する。導光部２２は、ディスプレイ部２１から出射された光をウインドシールド１４に導く。ハウジング２３は、ディスプレイ部２１および導光部２２を内部に収容している。まずディスプレイ部２１に関して説明する。ディスプレイ部２１は、図２および図４に示すように、箱型に形成されている。ディスプレイ部２１は、バックライト２５および液晶パネル２６を含んで構成される。
【００１７】
バックライト２５は、光源２７、集光レンズ２８および拡散板２９等により形成されている。光源２７は、たとえば発光ダイオードからなる発光素子であり、光源用回路基板上に配置されている。光源２７は、光源用回路基板上の配線パターンを通して、コントローラおよび電源と電気的に接続されている。光源２７は、通電により電流量に応じて光源光を発することで、ランダム偏光の光源光を集光レンズ２８に向けて投射する。
【００１８】
集光レンズ２８は、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の凸レンズであり、光源２７と拡散板２９との間に配置されている。集光レンズ２８は、光源２７からの光源光を集光して拡散板２９に向けて射出する。
【００１９】
拡散板２９は、光拡散材が練り込まれたポリカーボネイト等の合成樹脂により形成される半透明または乳白色の板であり、集光レンズ２８と投射レンズとの間に配置されている。拡散板２９は、拡散により輝度の均一性を調整した光源光を液晶パネル２６に向けて射出する。したがってバックライト２５は、液晶パネル２６を照明する。
【００２０】
液晶パネル２６は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた液晶パネル２６であって、たとえば２次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されるアクティブマトリクス型の液晶パネル２６である。液晶パネル２６では、図示は省略するが、偏光板、一対の透明電極、液晶層およびカラーフィルタ等が積層されている。
【００２１】
偏光板は、全ての液晶画素を跨ぐ平面状に形成され、バックライト２５を介して照明されるランダム偏光の光源光から直線偏光を取り出して、液晶層に入射させる。一対の透明電極は、外部コントローラと電気的に接続されて、外部コントローラの電気信号により、液晶画素ごとに電圧を印加可能となっている。
【００２２】
液晶層は、たとえばネマティック液晶等の液晶分子を主成分とする溶液が充填された層である。液晶層では、一対の透明電極間の印加電圧により、液晶分子の配向方向が制御されて、印加電圧に応じて液晶層に入射する光源光の偏光方向を変化させることが可能となっている。具体的に、液晶画素のうち、画像を表示する表示画素では、液晶層の透過により偏光方向がたとえば９０度変化するようになっている。一方、液晶画素のうち、画像を表示しない非表示画素では、液晶層を透過しても偏光方向が変化しないようになっている。また、各液晶画素において、表示する虚像１７に対応して印加電圧が制御されることにより、表示画素と非表示画素とが切替わるようになっている。このようにして、液晶層は、偏光板からの光源光に照明され、表示画素と非表示画素とを切替可能に設けられ、表示画素の偏光方向と非表示画素の偏光方向とを異ならせる。ここで、本実施形態における偏光方向とは、直線偏光となっている光源光において、電場の振動する方向とする。
【００２３】
本実施形態では、アクティブマトリクス型を採用し、駆動方式としてＴＮ（Twisted Nematic）方式に準じた方式を採用しているがこのような駆動方式に限るものではない。たとえばＶＡ（Vertical Alignment）方式に準じた駆動方式、またはＩＰＳ（In-Place-Switching）方式に準じた駆動方式を採用してもよい。また、パッシブマトリクス型が採用されてもよい。
【００２４】
そして、液晶パネル２６の液晶層を透過した光源光は、直線偏光であって、表示画素の偏光方向と非表示画素の偏光方向とが異なった状態で、導光部２２に投射される。
【００２５】
導光部２２は、図２および図４に示すように、平面鏡２２ａおよび凹面鏡２２ｂ等により構成される。平面鏡２２ａは、合成樹脂またはガラス等からなる基材の表面に、反射面としてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面は、滑らかな平面状に形成されている。そして、平面鏡２２ａは、ディスプレイ部２１の液晶パネル２６からの光源光を、凹面鏡２２ｂに向けて反射する。
【００２６】
凹面鏡２２ｂは、合成樹脂またはガラス等からなる基材の表面に、反射面としてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面は、凹面鏡２２ｂの中心が凹む凹面として、滑らかな曲面状に形成されている。そして、凹面鏡２２ｂは、平面鏡２２ａからの光源光を、開口１３ａを通して投影面１４ａに向けて反射する。このようにして、導光部２２は、液晶層によって表示画素の偏光方向と非表示画素の偏光方向とが異なった光源光を、開口１３ａを通して投影面１４ａへ向けて導光する。
【００２７】
ハウジング２３は、ディスプレイ部２１および導光部２２をユニット状にして固定し、車両１１の収容部１３へと収容するためのケースである。また、ハウジング２３は、収容部１３の開口１３ａに対応する箇所に、収容状態で開口１３ａを塞ぐ防塵シート２４を保持している。
【００２８】
防塵シート２４は、透光性を有し、図３に示すように、収容部１３の開口１３ａを塞ぐシートである。防塵シート２４は、図４に示すように、開口１３ａにおいて、座席１６とは反対側に傾いた状態で、すなわち車両１１の前方向に向かうにつれて、下方に向かうように傾いた状態で搭載される。さらに防塵シート２４は、中央部がＨＵＤ装置１０の内部側に凹となって湾曲する円筒面状に形成されている。この湾曲における曲率半径は、たとえば１５０ｃｍに設定されている。
【００２９】
次に、防塵シート２４と取り付け方法に関して説明する。防塵シート２４は、図５に示すように、開口１３ａの縁部１３ｂに粘着シート３０によって固定される。粘着シート３０は、シート状であって、両面に粘着性を有するとともに、図６に示すように、複数、本実施形態では２つに分割されている。図５では、分割部分を簡略化して示している。
【００３０】
防塵シート２４は、湾曲しているので、防塵シート２４に貼り付けられた状態では粘着シート３０も同様に湾曲している。また開口１３ａの縁部１３ｂも同様に湾曲している。開口１３ａの縁部１３ｂとは、開口１３ａを形成する内壁に連なる部分であって、開口１３ａを形成する周辺部分である。
【００３１】
そして粘着シート３０は、図６の上下方向である湾曲方向に２分割されている。また粘着シート３０は、組み合わせると、長方形枠状であり、中央が間隙３１に形成される。中央の間隙３１の形状は、開口１３ａの形状にあわせて構成される。これによって粘着シート３０は、開口１３ａの縁部１３ｂに貼り付けられ、防塵シート２４を収容部１３に固定する。
【００３２】
また粘着シート３０は、長辺または短辺の中央で分割されており、本実施形態では短辺の中央で分割されている。分割する部分は、短辺の中心であってもよく、短辺の中心付近であってもよい。
【００３３】
さらに粘着シート３０は、迷路構造３２によって分割される。具体的には、粘着シート３０は、分割されている部分が厚み方向に見た場合、すなわち図６に示す状態では、複数の直線を組み合わせた迷路構造３２を有する。本実施形態では、迷路構造３２は、３本の直線を階段状に組み合わせて構成される。このような迷路構造３２によって、分割部分の外部から異物が収容部１３の内部に侵入することを抑制することができる。
【００３４】
このような迷路構造３２は、直線の組み合わせに限らず、湾曲した曲線を用いてもよい。また曲線と直線の組み合わせでもよい。換言すると、分割されている部分の形状が、厚み方向に見て変曲点を有する曲線を含んだ迷路構造３２であればよい。したがって階段状に限るものではなく、凹凸を組み合わせた形状など、変曲点を有する構成であればよい。変曲点とは、平面上の曲線で伸びる方向または曲がる方向が変わる点のことである。このような変曲点があれば、異物の侵入を抑制することができる。
【００３５】
以上説明したように本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１０は、防塵シート２４を取り付けるための粘着シート３０が複数に分割されている。これによって図７に示すように、１枚の大きな加工前シートから粘着シート３０を分割した分割シート３０ａを切り出すときに、加工前シートの無駄が少なくなり、材料取りが優れる。換言すると、従来技術のように粘着シート３０が口形状であれば、間隙３１に対応する部分の粘着シート３０が無駄になる。本実施形態では、このような無駄になる部分を少なくすることができる。
【００３６】
また本実施形態では、防塵シート２４は、湾曲している。また粘着シート３０は、湾曲している湾曲方向に２分割されている。このように粘着シート３０は、分割されているので、防塵シート２４に粘着シート３０を貼り付ける場合、湾曲方向に沿って貼り付けることができる。したがって貼り付ける作業を容易にすることができる。
【００３７】
さらに本実施形態では、粘着シート３０は、分割されている部分の形状が厚み方向に見て変曲点を有する曲線を含んだ迷路構造３２を有する。このような迷路構造３２を有するので、分割した部分から異物が混入することを抑制することができる。
【００３８】
さらに本実施形態では、粘着シート３０は、長方形枠状であり、粘着シート３０は、長辺または短辺の中央で分割されている。このように中央で分割することによって、分割された分割シート３０ａの状態では、同様の形状となる。したがって部品管理が容易となる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図８および図９を用いて説明する。本実施形態では、粘着シート３０２は、迷路構造３２を有さず、分断されている部分が一直線である点に特徴を有する。このような一直線であるので、分割シート３０ａの製造が容易となる。また分割シート３０ａを貼り合わせるときの組み合わせも図８に示すように、容易となるので、作業性を向上することができる。また図９に示すように、材料取りについては前述の第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。
【００４０】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００４１】
前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００４２】
前述の第１実施形態では、材料取りの配置について、図７は一例であって、どのような向きで分割シート３０ａを加工前シートから切り出してもよい。
【００４３】
前述の第１実施形態では、防塵シート２４および粘着シート３０は湾曲しているが、湾曲していな平板状であってもよい。
【００４４】
前述の第１実施形態では、粘着シート３０は、長方形枠状であるが、ドーナッツ状であってもよく、開口１３ａの形状にあわせて適宜選択可能である。
【００４５】
前述の第１実施形態では、ＨＵＤ装置１０は車両１１に搭載されているが車両１１に限るものではない。たとえば車両１１以外の船舶または飛行機等の各種移動体および輸送機器に搭載してもよい。
【００４６】
前述の第１実施形態では、画像を形成するための光を出射するディスプレイ部２１、およびディスプレイ部２１から出射された光を投影面１４ａに導く導光部２２の構成は、一例である。したがってディスプレイ部２１および導光部２２の構成から、レンズおよびミラー等の光学素子を追加、別の光学素子に変更、およびこれらの光学素子を省略してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０…ＨＵＤ装置  １１…車両（移動体）  １２…インストルメントパネル
１３…収容部  １３ａ…開口  １３ｂ…縁部  １４…ウインドシールド
１４ａ…投影面  １５…アイポイント  １６…座席  １７…虚像
２１…ディスプレイ部  ２２…導光部  ２２ａ…平面鏡  ２２ｂ…凹面鏡
２３…ハウジング  ２４…防塵シート  ２５…バックライト  ２６…液晶パネル
２７…光源  ２８…集光レンズ  ２９…拡散板  ３０…粘着シート
３０ａ…分割シート  ３１…間隙  ３２…迷路構造
【図１】
2017102305.tif 000003
【図２】
2017102305.tif 000004
【図３】
2017102305.tif 000005
【図４】
2017102305.tif 000006
【図５】
2017102305.tif 000007
【図６】
2017102305.tif 000008
【図７】
2017102305.tif 000009
【図８】
2017102305.tif 000010
【図９】
2017102305.tif 000011