特許 7257622 ヘッドアップディスプレイ、表示媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-06

(45)【発行日】2023-04-14

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ、表示媒体

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20230407BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20230407BHJP

【ＦＩ】

G02B27/01

B60K35/00 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019138132

(22)【出願日】2019-07-26

(65)【公開番号】P2021021826

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】宮本 智明

(72)【発明者】

【氏名】羽田 崇人

【審査官】井亀 諭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１５４５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６２０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０７９２３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０３８０４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１３１４９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０３０３６０４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

Ｂ６０Ｋ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の表示媒体と、
前記表示媒体に投影して反射させた画像によって、ユーザが視認可能な虚像を形成する投影部と、を備え、
前記表示媒体は、
それぞれが湾曲した第１主面と第２主面とを有する湾曲板状の湾曲部と、
前記表示媒体の前記第１主面側に位置する第１平面部と、
前記表示媒体の前記第２主面側に位置する第２平面部と、を有し、
前記第１平面部は、前記表示媒体を垂直に切断する平面である第１切断面において、前記第１主面の接線に平行な第１平面を有し、
前記第２平面部は、前記第１切断面において、前記第２主面の接線に平行な第２平面を有し、
前記第１平面部は、前記第１主面よりも突出して頂部に前記第１平面を有する第１凸形状、又は、前記第１主面よりも陥入して底部に前記第１平面を有する第１凹形状であり、
前記第２平面部は、前記第２主面よりも突出して頂部に前記第２平面を有する第２凸形状、又は、前記第２主面よりも陥入して底部に前記第２平面を有する第２凹形状である
ヘッドアップディスプレイ。

【請求項2】

前記第１平面における平面度をＦ１、前記第１凸形状又は第１凹形状における高低差をＬ１としたとき、Ｆ１／Ｌ１は、０．０１よりも小さく、
前記第２平面における平面度をＦ２、前記第２凸形状又は第２凹形状における高低差をＬ２としたとき、Ｆ２／Ｌ２は、０．０１よりも小さい
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。

【請求項3】

前記第１平面及び前記第２平面の少なくとも一方は、円形又は多角形である
請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ。

【請求項4】

前記第１切断面において、前記第１平面と、前記第２平面とが成す角θは、０．０１°より大きく、かつ、１．００°より小さい
請求項１～３のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。

【請求項5】

板状の表示媒体と、
前記表示媒体に投影して反射させた画像によって、ユーザが視認可能な虚像を形成する投影部と、を備え、
前記表示媒体は、
それぞれが湾曲した第１主面と第２主面とを有する湾曲板状の湾曲部と、
前記表示媒体の前記第１主面側に位置する第１平面部と、
前記表示媒体の前記第２主面側に位置する第２平面部と、を有し、
前記第１平面部は、前記表示媒体を垂直に切断する平面である第１切断面において、前記第１主面の接線に平行な第１平面を有し、
前記第２平面部は、前記第１切断面において、前記第２主面の接線に平行な第２平面を有し、
前記第１平面及び前記第２平面の算術平均粗さＲａは、いずれも０μｍよりも大きく、かつ、２５μｍよりも小さい
ヘッドアップディスプレイ。

【請求項6】

板状の表示媒体と、
前記表示媒体に投影して反射させた画像によって、ユーザが視認可能な虚像を形成する投影部と、を備え、
前記表示媒体は、
それぞれが湾曲した第１主面と第２主面とを有する湾曲板状の湾曲部と、
前記表示媒体の前記第１主面側に位置する第１平面部と、
前記表示媒体の前記第２主面側に位置する第２平面部と、を有し、
前記第１平面部は、前記表示媒体を垂直に切断する平面である第１切断面において、前記第１主面の接線に平行な第１平面を有し、
前記第２平面部は、前記第１切断面において、前記第２主面の接線に平行な第２平面を有し、 前記第１平面は、前記表示媒体を垂直に切断し、かつ、前記第１切断面と直交する平面である第２切断面において、前記第１主面の接線に平行であり、
前記第２平面は、前記第２切断面において、前記第２主面の接線に平行である
ヘッドアップディスプレイ。

【請求項7】

前記表示媒体は、コンバイナである
請求項１～６のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。

【請求項8】

投影部によって投影された画像が反射されることで、ユーザが視認可能な虚像が形成される板状の表示媒体であって、
それぞれが湾曲した第１主面と第２主面とを有する湾曲板状の湾曲部と、
前記表示媒体の前記第１主面側に位置する第１平面部と、
前記表示媒体の前記第２主面側に位置する第２平面部と、を備え、
前記第１平面部は、前記表示媒体を垂直に切断する平面である第１切断面において、前記第１主面の接線に平行な第１平面を有し、
前記第２平面部は、前記第１切断面において、前記第２主面の接線に平行な第２平面を有し、
前記第１平面部は、前記第１主面よりも突出して頂部に前記第１平面を有する第１凸形状、又は、前記第１主面よりも陥入して底部に前記第１平面を有する第１凹形状であり、
前記第２平面部は、前記第２主面よりも突出して頂部に前記第２平面を有する第２凸形状、又は、前記第２主面よりも陥入して底部に前記第２平面を有する第２凹形状である
表示媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ヘッドアップディスプレイ、及び、当該ヘッドアップディスプレイに用いられる表示媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

板状の表示媒体に画像を反射させた反射光により、ユーザに虚像を視認させる車両用の表示装置であるヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ－Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下、ＨＵＤとも表記する）が知られている。さらに、表示媒体の板状における厚みを調整して、板状を構成する両主面のそれぞれにおける画像の反射に基づく２重像の発生を抑制するＨＵＤも知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１７／０３８０４３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記特許文献１に開示されたＨＵＤでは、２重像の発生が抑制できず、ユーザが適切に虚像を視認できない場合がある。

【0005】

そこで、本開示は、虚像をユーザにより適切に視認させるためのヘッドアップディスプレイ等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】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るヘッドアップディスプレイは、板状の表示媒体と、前記表示媒体に投影して反射させた画像によって、ユーザが視認可能な虚像を形成する投影部と、を備え、前記表示媒体は、それぞれが湾曲した第１主面と第２主面とを有する湾曲板状の湾曲部と、前記表示媒体の前記第１主面側に位置する第１平面部と、前記表示媒体の前記第２主面側に位置する第２平面部と、を有し、前記第１平面部は、前記表示媒体を垂直に切断する平面である第１切断面において、前記第１主面の接線に平行な第１平面を有し、前記第２平面部は、前記第１切断面において、前記第２主面の接線に平行な第２平面を有する。

【0007】

また、本開示の一態様に係る表示媒体は、投影部によって投影された画像が反射されることで、ユーザが視認可能な虚像が形成される板状の表示媒体であって、それぞれが湾曲した第１主面と第２主面とを有する湾曲板状の湾曲部と、前記表示媒体の前記第１主面側に位置する第１平面部と、前記表示媒体の前記第２主面側に位置する第２平面部と、を備え、前記第１平面部は、前記表示媒体を垂直に切断する平面である第１切断面において、前記第１主面の接線に平行な第１平面を有し、前記第２平面部は、前記第１切断面において、前記第２主面の接線に平行な第２平面を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、虚像をユーザにより適切に視認させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】図１Ａは、従来のヘッドアップディスプレイに用いられる表示媒体を示す概略図である。

【図1B】図１Ｂは、従来のヘッドアップディスプレイにおいて見られる２重像を説明する図である。

【図2A】図２Ａは、改善された従来のヘッドアップディスプレイにおける表示媒体を示す概略図である。

【図2B】図２Ｂは、改善された従来のヘッドアップディスプレイにおける２重像の発生の抑制を説明する図である。

【図3】図３は、実施の形態に係るヘッドアップディスプレイについて説明する概略図である。

【図4】図４は、実施の形態に係る表示装置の視距離調整の原理について説明する図である。

【図5】図５は、実施の形態に係る表示媒体の第１断面図である。

【図6】図６は、実施の形態に係る表示媒体の第２断面図である。

【図7】図７は、実施の形態に係る表示媒体の作製について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本開示に至った知見）
ＨＵＤ等の車両に搭載される表示装置は、車両に関するあらゆる情報を、画像（例えば、数字、文字及び矢印などの図形を含む視覚情報）として当該車両を操作するドライバ等のユーザに対して視認させる装置である。特に、ＨＵＤは、例えば、車両のコクピットの前方に設置されるウインドシールド（フロントガラス）やコンバイナを表示媒体として、当該ウインドシールドに画像を投影して反射させることによって、画像を虚像としてユーザに視認させる。この際、ウインドシールドやコンバイナが透光性を有することにより、車両の外側から入射する光は、ウインドシールド越しに見える景色として虚像とともにユーザに視認される。

【0011】

図１Ａは、従来のヘッドアップディスプレイに用いられる表示媒体を示す概略図である。図１Ａでは、従来のＨＵＤにおける板状の表示媒体９０を、当該表示媒体９０に垂直、かつ、ユーザの目４０から見た上下方向（紙面の上下方向）に沿う断面で切断した図を示している。また、図１Ａには、便宜上、ユーザに視認される虚像、及び当該虚像を形成するために投影部２０から投影される光線を実体として図示している。なお、断面のハッチングは、説明に用いる他の図示と重複するため省略している。また、図中の表示媒体９０は、図示された光線が反射される一部のみが図示され、その他は省略されている。

【0012】

図１Ａに示すように、従来のＨＵＤでは、投影部２０が表示媒体９０に投影して反射させた画像によって、ユーザが視認可能な虚像を形成する。ウインドシールドやコンバイナ等の表示媒体９０において、投影部２０の光源２１から複数の反射体２３によって入射した光の反射光がユーザの目４０に入射するように設計される。しかしながら、表示媒体９０は、透光性を有する板状の部材であり、一方の主面９１に入射する光は、当該一方の主面９１において反射されるとともに、一部が表示媒体の内部に透光する。

【0013】

表示媒体９０の内部に透光した光は、表示媒体９０の他方の主面９２に到達して反射され、一方の主面９１から出射される。したがって、表示媒体９０における一方の主面９１で反射された光と、他方の主面９２で反射された光とは、互いにずれてユーザの目４０に入射する。このため、ＨＵＤに用いられる表示媒体では２重像が発生することがある。

【0014】

図１Ｂは、従来のヘッドアップディスプレイにおいて見られる２重像を説明する図である。図１Ｂは、投影部２０から格子状の画像を表示した場合に、ユーザの目４０からＨＵＤを見た際に見える虚像を示している。図１Ａにおいて説明したように、ユーザの目４０には異なる位置から反射光が入射されるため、形成される虚像は、図中に実線と破線とで示すように、ずれて重なる虚像として視認される。このような虚像のずれが生じると、視認性が低下し、画像が示す情報をユーザが受け取れないといったトラブルが生じ得る。

【0015】

そこで、特許文献１に開示されたＨＵＤでは、このような一方の主面９１で反射された光と、他方の主面９２で反射された光とのずれを補正するために、表示媒体９０の厚みを調整している。図２Ａは、改善された従来のヘッドアップディスプレイにおける表示媒体を示す概略図である。また、図２Ｂは、改善された従来のヘッドアップディスプレイにおける２重像の発生の抑制を説明する図である。表示媒体１０ａの厚みの調整により、一方の主面１１ａで反射された光と、他方の主面１２ａで反射された光とが重なってユーザの目４０に入射するように、表示媒体１０ａの一方の主面１１ａと他方の主面１２ａとが所定の角度（図２Ａの二点鎖線間の角度）を成すように設計されている。特に、ＨＵＤに用いられる表示媒体１０ａでは、所定の角度にわずかでも誤差が生じてしまうと、２重像が視認可能なレベルで発生してしまう（つまり、誤差感度が非常に高い）。例えば、設計された所定の角度から数分角のずれが生じただけでも２重像が視認されてしまう。

【0016】

これに対して、従来、表示媒体１０ａを成型するための金型において、基準面を設定し、一方の主面１１ａを成型する第１金型（例えば、コア側）の角度を測定する。同様に、他方の主面１２ａを成型する第２金型（例えば、キャビティ側）の角度を測定する。これらの基準面に対する第１金型及び第２金型の角度を用いて、成型される表示媒体１０ａの一方の主面１１ａと他方の主面１２ａとが成す角度を推定し、それぞれの金型を修正することによって推定値と設計値とを一致させる方法が用いられてきた。しかしながら、この方法では、金型の角度を測定してはいるものの、成型後の表示媒体１０ａを直接測定していない。したがって、例えば、表示媒体１０ａの成型時に、成型収縮による影響や、第１金型と第２金型との合わせにぶれが生じる等によって、成型後の表示媒体１０ａにおける所定の角度に誤差が生じることを排除しきれない。つまり、この方法によっても２重像を抑制することは困難である。

【0017】

例えば、成型後の表示媒体１０ａそのものの所定の角度を測定することができれば、このような所定の角度における物作り誤差を制御することができる。ここで、表示媒体１０ａの両主面は、いずれも湾曲している。より詳しくは、表示媒体の一方の主面１１ａ及び他方の主面１２ａは、いずれも自由曲面で構成されている。したがって、これらの主面どうしが所定の角度を成すように表示媒体１０ａを設計するためには、表示媒体１０ａの両主面を構成する自由曲面どうしの成す角度を計測できる必要がある。このような自由曲面どうしの成す角度の測定は、やはり困難である。

【0018】

加えて、複数種の車両において、搭載されるＨＵＤを共通化する際、ユーザの目４０の位置が車種ごとに異なるため、車種ごとに所定の角度の設計が必要となる。したがって、このような所定の角度の設計は、容易に行えることが望ましい。

【0019】

そこで、本開示では、自由曲面どうしの成す角度を簡易かつ正確に計測し、成型後の表示媒体１０（後述する図３参照）に生じる所定の角度における誤差を制御可能にする。このようにして、表示媒体１０を成型することで、ＨＵＤ１００（後述する図３参照）における虚像をユーザにより適切に視認させることを可能とする。

【0020】

具体的には、本開示におけるＨＵＤ１００に使用される表示媒体１０は、それぞれが湾曲した第１主面（つまり、一方の主面）と第２主面（つまり、他方の主面）とを有する湾曲板状の湾曲部を有する。また、表示媒体１０は、表示媒体１０の第１主面側に位置し、表示媒体１０を垂直に切断する平面である第１切断面において、第１主面の接線に平行な第１平面を有する第１平面部を有する。また、表示媒体１０の第２主面側に位置し、第１切断面において、第２主面の接線に平行な第２平面を有する第２平面部を有する。

【0021】

これにより、第１主面に対応して成型される第１平面と、第２主面に対応して成型される第２平面との成す角度が、成型された表示媒体１０における所定の角度に対応するため、単純に平面どうしの成す角度を測定するのみで、成型後の表示媒体１０における所定の角度を正確に測定できる。

【0022】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の包括的又は具体的な例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0023】

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0024】

（実施の形態）
［ヘッドアップディスプレイ］
まず、実施の形態におけるＨＵＤ１００の概要について説明する。図３は、実施の形態に係るヘッドアップディスプレイについて説明する概略図である。図３に示すように、本実施の形態におけるＨＵＤ１００は、車両３０に搭載される。具体的には、ＨＵＤ１００は、車両３０のダッシュボード３１に埋設されるようにして搭載される。ＨＵＤ１００は、表示媒体１０と、表示媒体１０に投影して反射させた画像によって、ユーザが視認可能な虚像を形成する投影部２０と、を備える。なお、図中では、ＨＵＤ１００が埋設されたダッシュボード３１内に投影部２０が配置されている。

【0025】

投影部から投影された画像は、表示媒体１０において反射されてユーザの目４０に入射する。前述したように、表示媒体１０は、透光性を有するため、車両３０のウインドシールド３３越しに視認される景色に重畳して投影された画像の虚像をユーザに視認させる。なお、表示媒体１０とは、例えばコンバイナであるが、ウインドシールド３３であってもよい。以降の実施の形態においては、表示媒体１０とはコンバイナであるものとして説明する。

【0026】

表示媒体１０は、例えば、透光性を有する樹脂材料を射出成型することで形成された部材の表面をコーティングすることで作製される。表示媒体１０の樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、及びポリカーボネート等、透光性を有する樹脂材料であればどのような樹脂材料を用いてもよい。なお、表面のコーティング剤としては、防汚コート剤、ハーフミラーコート剤等が適宜使用される。

【0027】

前述したように、本実施の形態では、２重像の発生を抑制するための、平面部が表示媒体１０に備えられている。以下、このような平面部について、図４、図５、及び図６を用いて説明する。図４は、実施の形態に係る表示媒体１０の平面図である。図４では、板状の表示媒体１０に交差する方向（つまりユーザ側）から見た正面図を示している。図４に示すように、表示媒体１０は、車両３０にＨＵＤ１００が設置された際にユーザによって視認される板状の視認部と、ＨＵＤ１００の本体部に表示媒体１０が取り付けられる際に使用される取付け部１４とを備える。視認部は前述したように両主面が湾曲している。つまり、視認部は、それぞれが湾曲した第１主面と第２主面とを有する湾曲板状の湾曲部１３である。

【0028】

図４では、湾曲部１３のうち、ユーザ側にあたる第１主面１１側が図示されている。表示媒体１０は、取付け部１４の第１主面側に位置する箇所に第１平面１５を有する第１平面部１６を備える。また、図４中では、裏面にあたる第２主面１２側にも、同様に取付け部１４に位置する箇所に第２平面１７（後述する図５参照）を有する第２平面部１８（後述する図５参照）を備える。本実施の形態における表示媒体１０は、表示媒体１０の第１主面１１及び第２主面１２のそれぞれの側に、このような第１平面１５及び第２平面１７を有する。なお、第１平面１５及び第２平面１７の形状は円形であるが、四角、六角、十角等の多角形や半円形等であってもよい。第１平面１５及び第２平面１７の形状に特に限定はない。第１平面１５と第２平面１７とで形状が一致していなくてもよい。

【0029】

図５は、実施の形態に係る表示媒体の第１断面図である。図５の（ａ）は、表示媒体１０の全体を図４に示したｖ－ｖ線で切断した場合の断面図を示している。また、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）における第１平面部１６及び第２平面部１８が形成された箇所（図４の取付け部１４に対応する箇所）を拡大した図である。

【0030】

図５の（ａ）に示すように、表示媒体１０は、湾曲した第１主面１１、及び、第１主面１１と背向する湾曲した第２主面１２とを有する湾曲部１３を備える。また、表示媒体１０は、ｖ－ｖ線に沿って表示媒体１０を垂直に切断する平面である第１切断面において、第１主面１１の接線に平行な第１平面１５を有する第１平面部１６を備える。つまり、第１平面１５は、第１主面１１に接する平面である接平面と平行な面である。また、表示媒体１０は、第１切断面において、第２主面１２の接線に平行な第２平面１７を有する第２平面部１８を備える。つまり、第２平面１７は、第２主面１２に接する平面である接平面と平行な面である。なお、例えば、第１主面１１の接平面と第２主面の接平面とは、いずれも、各主面どうしの対象関係にある位置で接する平面である。

【0031】

特に、表示媒体１０の設計時に、各主面の原点にあたる点の接平面と平行な平面として、第１平面１５及び第２平面１７を形成してもよい。これによれば、第１平面１５及び第２平面１７が成す角度が、そのまま表示媒体１０の両主面の原点位置における第１主面１１及び第２主面１２の成す角度として測定できる。なお、第１平面１５及び第２平面１７は、表示媒体１０の各主面の原点にあたる点の接平面と平行な平面でなくてもよい。第１主面１１と第１平面１５との３次元的な位置関係が明らかであり、かつ、第２主面１２と第２平面１７との３次元的な位置関係が明らかであればよい。

【0032】

ここで、第１平面１５は、第１主面１１よりも面外方向に突出して形成される。つまり、第１平面部１６は、頂部に第１平面１５を有する凸形状（第１凸形状）である。また、同様に、第２平面１７は、第２主面１２よりも面外方向に突出して形成される。つまり、第２平面部１８は、頂部に第２平面１７を有する凸形状（第２凸形状）である。これにより、表示媒体１０を製造する際の設計を容易にでき、かつ、第１平面１５と第２平面１７との間に十分な厚みを持たせることができるため、第１平面１５及び第２平面１７の成す角度を測定する際の制限を減らすことができる。

【0033】

なお、第１平面１５は、凹形状の底部に形成されてもよい。具体的には、第１平面１５は、第１主面１１よりも陥入する凹形状（第１凹形状）の底部に形成されてもよい。また、同様に、第２平面１７は、第２主面１２よりも陥入する凹形状（第２凹形状）の底部に形成されてもよい。

【0034】

このようにして形成された第１平面１５と第２平面１７とが、第１切断面において成す角度θは、例えば、０．０１°より大きく、かつ、１．００°より小さい。なお、角度θは、０．０２°より大きくてもよく、０．０３°より大きくてもよく、０，０５°より大きくてもよい。また、角度θは、０．８０°より小さくてもよく、０．５５°より小さくてもよく、０．３０°より小さくてもよい。

【0035】

ＨＵＤ１００の製造者、又は、表示媒体１０の製造者は、表示媒体１０に形成された第１平面１５と第２平面１７とが成す角度を、三次元測定機、オートコリメータ等、適切な装置を用いて測定する測定ステップを実施する。第１主面１１と第１平面１５との３次元的な位置関係、及び、第２主面１２と第２平面１７との３次元的な位置関係が明らかであるため、測定された第１平面１５と第２平面１７とが成す角度から、第１主面１１と第２主面１２とが成す角度を算出できる。

【0036】

このようにして算出された第１主面１１と第２主面１２とが成す角度をもとに、表示媒体１０を射出成型する際の第１金型と第２金型との合わせの調整を行うことで、成型される表示媒体１０の第１主面１１と第２主面１２とが成す角度を修正する修正ステップを実施する。

【0037】

図５の（ｂ）に示すように、第１平面部１６は、第１凸形状を有する円柱状であり、当該第１凸形状における高低差（つまり、円柱の高さ）をＬ１としたとき、Ｌ１は、例えば１０ｍｍよりも小さい。また、第１平面１５の平面度をＦ１としたとき、Ｆ１／Ｌ１は、０．０１よりも小さい。同様に、第２平面部１８は、第２凸形状を有する円柱状であり、当該第２凸形状における高低差（つまり、円柱の高さ）をＬ２としたとき、Ｌ２は、例えば１０ｍｍよりも小さい。また、第２平面１７の平面度をＦ２としたとき、Ｆ２／Ｌ２は、０．０１よりも小さい。なお、前述したように、第１平面部１６が第１凹形状である場合、円柱状の空間が形成されるが、この場合は、円柱状の空間の高さをＬ１とする。同様に第２平面部１８が第２凹形状である場合、円柱状の空間の高さをＬ２する。

【0038】

これによれば、第１平面部１６及び第２平面部１８の円柱の高さを十分に短くすることができる。第１平面部１６及び第２平面部１８が射出成型で成型された際に、硬化後の金型からの抜きにおいて、第１平面部１６及び第２平面部１８が金型側に残留することによる表示媒体１０の破損、及び製品の変形等のトラブルを抑制できる。

【0039】

また、第１平面１５及び第２平面１７は、滑らかな平面である事が望ましい。したがって、第１平面１５及び第２平面１７の算術平均粗さＲａは、いずれも１．６μｍに設定されている。なお、第１平面１５及び第２平面１７の算術平均粗さＲａは、さらに滑らかであってもよいし、粗くてもよい。具体的には、第１平面１５及び第２平面１７の算術平均粗さＲａは、０μｍよりも大きく、かつ、２５μｍよりも小さい値であってもよいし、望ましくは、０．８μｍ以下であるとよい。

【0040】

Ｒａは、いずれも１．６μｍに設定されている。なお、第１平面１５及び第２平面１７の算術平均粗さＲａは、さらに滑らかであってもよいし、粗くてもよい。

【0041】

図６は、実施の形態に係る表示媒体の第２断面図である。図６は、表示媒体１０の全体を図４に示したｖｉ－ｖｉ線で切断した場合の断面図を示している。

【0042】

図６に示すように、第１切断面における第１主面１１と第２主面１２とが成す所定の角度と同様に、表示媒体１０は、第１切断面と直交する第２切断面においても第１主面１１と第２主面１２とが所定の角度を成していてもよい。したがって、第２切断面においても同様に第１平面部１６及び第２平面部１８によって所定の角度を算出してもよい。

【0043】

例えば、ｖｉ－ｖｉ線に沿って表示媒体１０を垂直に切断する平面である第２切断面において、第１平面１５が第１主面１１の接線に平行であり、第２平面１７が前記第２主面の接線に平行であってもよい。これによれば、第１主面１１と第２主面１２とが成す角を第１切断面及び第２切断面の２つの平面によって規定して、ユーザから見た上下方向の虚像のずれ、及び、ユーザから見た左右方向の虚像のずれを低減させて２重像の発生を抑制できる。

【0044】

図７は、実施の形態に係る表示媒体の作製について説明する図である。図７では、表示媒体１０の全体形状を成型するための射出成型後の工程を模式的に表している。なお、図７では、図５と同様の第１切断面において切断した場合の表示媒体１０、ならびに第１金型５０ａ及び第２金型５０ｂの対応する断面を示している。

【0045】

図７に示すように、表示媒体１０は、コア側の第１金型５０ａとキャビティ側の第２金型５０ｂとの、少なくとも２つの金型を合わせた際に金型内部に形成される空間に、溶融された樹脂材料を圧入することで成型される。このとき、表示媒体１０の第１主面１１と、第１平面１５とが同一の第１金型５０ａによって一体的に成形され、第２主面１２と、第２平面１７とが同一の第２金型５０ｂによって一体的に成形されるように金型形状を決定すればよい。これにより、第１主面１１と第１平面１５との位置関係が、第１金型５０ａによって規定され、第２主面１２と第２平面１７との位置関係が、第２金型５０ｂによって規定される。したがって、第１切断面及び第２切断面のそれぞれにおいて算出された第１主面１１と第２主面１２とが成す角を、金型どうしの合わせの調整により変更できる。よって、虚像をユーザにより適切に視認させる表示媒体１０を簡易に作製することができる。

【0046】

［効果等］
以上説明したように、本実施の形態におけるＨＵＤ１００は、板状の表示媒体１０と、表示媒体１０に投影して反射させた画像によって、ユーザが視認可能な虚像を形成する投影部２０と、を備え、表示媒体１０は、それぞれが湾曲した第１主面１１と第２主面１２とを有する湾曲板状の湾曲部１３と、表示媒体１０の第１主面１１側に位置する第１平面部１６と、表示媒体１０の第２主面１２側に位置する第２平面部１８と、を有し、第１平面部１６は、表示媒体１０を垂直に切断する平面である第１切断面において、第１主面１１の接線に平行な第１平面１５を有し、第２平面部１８は、第１切断面において、第２主面１２の接線に平行な第２平面１７を有する。

【0047】

これによれば、第１平面１５と第２平面１７とが成す角度を測定することにより、表示媒体１０の第１主面１１と第２主面１２とが成す角度を算出できる。算出される角度は、作製された表示媒体の実測値に基づくため、成型による収縮の影響も考慮した正確な角度が得られる。したがって、得られた第１主面１１と第２主面１２とが成す角度をもとに、作製される表示媒体１０によって、虚像をユーザにより適切に視認させることができる。

【0048】

また、例えば、第１平面部１６は、第１主面１１よりも突出して頂部に第１平面１５を有する第１凸形状、又は、第１主面１１よりも陥入して底部に第１平面１５を有する第１凹形状であり、第２平面部１８は、第２主面１２よりも突出して頂部に第２平面１７を有する第２凸形状、又は、第２主面１２よりも陥入して底部に第２平面１７を有する第２凹形状であってもよい。

【0049】

これによれば、第１平面１５及び第２平面１７の位置が明確になり、かつ、表示媒体１０の形状に依存することなく、第１平面１５と第２平面１７とが成す角度を測定する際の測定方法に合わせて適切な第１平面１５及び第２平面１７を形成できる。よって、より正確に第１平面１５と第２平面１７とが成す角度を測定でき、算出された第１主面１１と第２主面１２とが成す角度をもとに作製される表示媒体１０によって、虚像をユーザにより適切に視認させることができる。

【0050】

また、例えば、第１平面１５における平面度をＦ１、第１凸形状又は第１凹形状における高低差をＬ１としたとき、Ｆ１／Ｌ１は、０．０１よりも小さく、第２平面１７における平面度をＦ２、第２凸形状又は第２凹形状における高低差をＬ２としたとき、Ｆ２／Ｌ２は、０．０１よりも小さくてもよい。

【0051】

これによれば、上記の条件を満たす表示媒体は、表示媒体１０を成型する際の、金型からの抜きにおける製品の変形等を抑制できる。また、上記の条件を満たす表示媒体は、高い平面度を実現できる。よって、より正確に第１平面１５と第２平面１７とが成す角度を測定でき、算出された第１主面１１と第２主面１２とが成す角度をもとに作製される表示媒体１０によって、虚像をユーザにより適切に視認させることができる。

【0052】

また、例えば、第１平面１５及び第２平面１７の少なくとも一方は、円形又は多角形であってもよい。

【0053】

これによれば、第１平面１５及び第２平面１７の少なくとも一方を円形又は多角形によって実現できる。

【0054】

また、例えば、第１切断面において、第１平面１５と、第２平面１７とが成す角θは、０．０１°より大きく、かつ、１．００°より小さくてもよい。

【0055】

これによれば、第１平面１５と第２平面１７とが成す角度に応じて表示媒体１０の両主面の成す角が増大してしまうため、第１平面１５と第２平面１７とが成す角θは１．００°より小さいとよい。また、第１平面１５と第２平面１７とが成す角度が小さすぎると、第１平面１５と第２平面１７とが成す角θの測定が困難になるため、θは０．０１°より大きいとよい。よって、上記の条件を満たす第１平面１５及び第２平面１７とすることで、第１平面１５と第２平面１７とが成す角θの測定が容易かつ、表示媒体１０の両主面の成す角の増大を抑制できる。

【0056】

また、例えば、第１平面１５及び第２平面１７の算術平均粗さＲａは、いずれも０μｍよりも大きく、かつ、２５μｍよりも小さくてもよい。

【0057】

これによれば、より滑らかな第１平面１５及び第２平面１７が実現できる。

【0058】

また、例えば、第１平面１５は、表示媒体１０を垂直に切断し、かつ、第１切断面と直交する平面である第２切断面において、第１主面１１の接線に平行であり、第２平面１７は、第２切断面において、第２主面１２の接線に平行であってもよい。

【0059】

これによれば、ユーザから見た左右方向における２重像の発生を抑制でき、虚像をユーザにより適切に視認させることができる。

【0060】

また、例えば、表示媒体１０は、コンバイナであってもよい。

【0061】

これによれば、コンバイナとして表示媒体１０を備えるＨＵＤが実現できる。

【0062】

また、本実施の形態における表示媒体１０は、投影部２０によって投影された画像が反射されることで、ユーザが視認可能な虚像が形成される板状の表示媒体１０であって、それぞれが湾曲した第１主面１１と第２主面１２とを有する湾曲板状の湾曲部１３と、表示媒体１０の第１主面１１側に位置する第１平面部１６と、表示媒体１０の第２主面１２側に位置する第２平面部１８と、を備え、第１平面部１６は、表示媒体を垂直に切断する平面である第１切断面において、第１主面１１の接線に平行な第１平面１５を有し、第２平面部１８は、第１切断面において、第２主面１２の接線に平行な第２平面１７を有する。

【0063】

これによれば、第１平面１５と第２平面１７とが成す角度を測定することにより、表示媒体１０の第１主面１１と第２主面１２とが成す角度を算出できる。算出される角度は、作製された表示媒体の実測値に基づくため、機械誤差等を含まない正確な角度が得られる。したがって、得られた第１主面１１と第２主面１２とが成す角度をもとに、作製される表示媒体１０によって、虚像をユーザにより適切に視認させることができる。

【0064】

（その他の実施の形態）
以上、本開示に係るＨＵＤ等について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

【0065】

上記実施の形態においては、表示媒体の第１主面と第２主面とが成す角度を算出して表示媒体の作製時に当該角度を利用することについて説明した。例えば、このような正確かつ簡易な第１主面と第２主面とが成す角度の算出を、作製された表示媒体の検品等に用いることもできる。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本開示は、車両に搭載され、各種の情報を示す画像を現実の景色に重畳した虚像としてドライバ等の乗員に視認させるヘッドアップディスプレイに利用できる。

【符号の説明】

【0067】

１０、１０ａ、９０ 表示媒体
１１ 第１主面
１２ 第２主面
１３ 湾曲部
１４ 取付け部
１５ 第１平面
１６ 第１平面部
１７ 第２平面
１８ 第２平面部
２０ 投影部
２１ 光源
２３ 反射体
３０ 車両
３１ ダッシュボード
３３ ウインドシールド
４０ ユーザの目
５０ａ 第１金型
５０ｂ 第２金型
１１ａ、９１ 一方の主面
１２ａ、９２ 他方の主面

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】