(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】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ
(51)【国際特許分類】
G02B 27/01 20060101AFI20240312BHJP
【ＦＩ】
G02B27/01
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020129114
(22)【出願日】2020-07-30
(65)【公開番号】P2022025922
(43)【公開日】2022-02-10
【審査請求日】2023-05-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000231512
【氏名又は名称】日本精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002871
【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 元一郎
【審査官】中村 百合子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１２００２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０４５０５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１５６７５５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００８－１２０１６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１５１２０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ２７／０１ー３０／６０
Ｂ６０Ｋ ３５／００ー３７／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示光（Ｌ）を出射する表示部（１）と、前記表示部（１）から出射された前記表示光（Ｌ）を反射する反射鏡（２）と、
前記表示部（１）及び前記反射鏡（２）を収容するとともに、前記反射鏡（２）からの光を射出させる射出口（４１）が形成されたハウジング（４０）と、
前記射出口（４１）を覆う、湾曲形状を有する透光性カバー（５０）と、
を備え、
前記透光性カバー（５０）は前記ハウジング（４０）に対して接着層（４２）を介して固定され、
前記接着層（４２）に対向する前記ハウジング（４０）の接着面（４３）に凹部（４４）が形成され、
前記凹部（４４）は、前記接着層（４２）と接触する接触面（４５）を有し、
前記ハウジング（４０）を前記透光性カバー（５０）の側から前記透光性カバー（５０）の表面と直交する方向で視たときに、前記接触面（４５）が前記ハウジング（５０）の一部に隠れる位置に形成されている、ヘッドアップディスプレイ。
【請求項2】
表示光（Ｌ）を出射する表示部（１）と、
前記表示部（１）から出射された前記表示光（Ｌ）を反射する反射鏡（２）と、
前記表示部（１）及び前記反射鏡（２）を収容するとともに、前記反射鏡（２）からの光を射出させる射出口（４１）が形成されたハウジング（４０）と、
前記射出口（４１）を覆う、湾曲形状を有する透光性カバー（５０）と、
を備え、
前記透光性カバー（５０）は前記ハウジング（４０）に対して接着層（４２）を介して固定され、
前記接着層（４２）に対向する前記ハウジング（４０）の接着面（４３）に凹部（４４）が形成され、
前記凹部（４４）は、前記透光性カバー（５０）の湾曲方向に対して周期的に形成され、
前記凹部（４４）のピッチ（Ｐ）もしくは前記凹部（４４）の深さ（Ｄ）は、対応する部位における前記透光性カバー（５０）の表面の曲率に応じて変化する、ヘッドアップディスプレイ。
【請求項3】
前記凹部（４４）は、前記透光性カバー（５０）の湾曲方向と直交する方向に延びる溝形状とされている、請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項4】
前記ハウジング（４０）の前記接着面（４３）にしぼ加工が施されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。【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に関する。
【背景技術】
【0002】
車両のウインドシールドに液晶表示器からの表示光を投影してウインドシールドの前方に虚像を表示するヘッドアップディスプレイが知られている。ヘッドアップディスプレイは、表示光を射出する射出口を有するハウジングを備え、この射出口は、防塵などを目的として透光性カバーによって覆われている（特許文献１～２参照）。
【0003】
透光性カバーは、透光性カバーで反射された外光が運転者などの視界に入らないよう、湾曲した形状とされている。透光性カバーは、例えば、平面状に形成された透光性部材（透光性カバーを構成する部材）の外縁部分を、射出口の全周を囲むように配置された両面テープを介してハウジングに接着することで、湾曲した状態で固定される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－１０６６９１号公報
【文献】特開２０１８－１２００２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しなしながら、両面テープにより透光性部材（透光性カバーを構成する部材）を接着する場合、良好な組み付け性を得ることが難しいという問題がある。また、両面テープに替えて液状の接着剤を使用する場合には、充分な接着強度が確保できないおそれがある。
【0006】
そこで、本開示は、液状の接着剤を用いて透光性カバーを強固に固定できるヘッドアップディスプレイ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】
１つの側面では、
表示光を出射する表示部（１）と、
前記表示部（１）から出射された前記表示光（Ｌ）を反射する反射鏡（２）と、
前記表示部（１）及び前記反射鏡（２）を収容するとともに、前記反射鏡（２）からの光を射出させる射出口（４１）が形成されたハウジング（４０）と、
前記射出口（４１）を覆う、湾曲形状を有する透光性カバー（５０）と、
を備え、
前記透光性カバー（５０）は前記ハウジング（４０）に対して接着層（４２）を介して固定され、
前記接着層（４２）に対向する前記ハウジング（４０）の接着面（４３）に凹部（４４）が形成され、
前記凹部（４４）は、前記接着層（４２）と接触する接触面（４５）を有し、
前記ハウジング（４０）を前記透光性カバー（５０）の側から前記透光性カバー（５０）の表面と直交する方向で視たときに、前記接触面（４５）が前記ハウジング（５０）の一部に隠れる位置に形成されているヘッドアップディスプレイが提供される。
他の１つの側面では、
表示光（Ｌ）を出射する表示部（１）と、
前記表示部（１）から出射された前記表示光（Ｌ）を反射する反射鏡（２）と、
前記表示部（１）及び前記反射鏡（２）を収容するとともに、前記反射鏡（２）からの光を射出させる射出口（４１）が形成されたハウジング（４０）と、
前記射出口（４１）を覆う、湾曲形状を有する透光性カバー（５０）と、
を備え、
前記透光性カバー（５０）は前記ハウジング（４０）に対して接着層（４２）を介して固定され、
前記接着層（４２）に対向する前記ハウジング（４０）の接着面（４３）に凹部（４４）が形成され、
前記凹部（４４）は、前記透光性カバー（５０）の湾曲方向に対して周期的に形成され、
前記凹部（４４）のピッチ（Ｐ）もしくは前記凹部（４４）の深さ（Ｄ）は、対応する部位における前記透光性カバー（５０）の表面の曲率に応じて変化する、ヘッドアップディスプレイが提供される。
表示光を出射する表示部（１）と、
前記表示部（１）から出射された前記表示光（Ｌ）を反射する反射鏡（２）と、
前記表示部（１）及び前記反射鏡（２）を収容するとともに、前記反射鏡（２）からの光を射出させる射出口（４１）が形成されたハウジング（４０）と、
前記射出口（４１）を覆う、湾曲形状を有する透光性カバー（５０）と、
を備え、
前記透光性カバー（５０）は前記ハウジング（４０）に対して接着層（４２）を介して固定され、
前記接着層（４２）に対向する前記ハウジング（４０）の接着面（４３）に凹部（４４）が形成され、
前記凹部（４４）は、前記接着層（４２）と接触する接触面（４５）を有し、
前記ハウジング（４０）を前記透光性カバー（５０）の側から前記透光性カバー（５０）の表面と直交する方向で視たときに、前記接触面（４５）が前記ハウジング（５０）の一部に隠れる位置に形成されているヘッドアップディスプレイが提供される。
他の１つの側面では、
表示光（Ｌ）を出射する表示部（１）と、
前記表示部（１）から出射された前記表示光（Ｌ）を反射する反射鏡（２）と、
前記表示部（１）及び前記反射鏡（２）を収容するとともに、前記反射鏡（２）からの光を射出させる射出口（４１）が形成されたハウジング（４０）と、
前記射出口（４１）を覆う、湾曲形状を有する透光性カバー（５０）と、
を備え、
前記透光性カバー（５０）は前記ハウジング（４０）に対して接着層（４２）を介して固定され、
前記接着層（４２）に対向する前記ハウジング（４０）の接着面（４３）に凹部（４４）が形成され、
前記凹部（４４）は、前記透光性カバー（５０）の湾曲方向に対して周期的に形成され、
前記凹部（４４）のピッチ（Ｐ）もしくは前記凹部（４４）の深さ（Ｄ）は、対応する部位における前記透光性カバー（５０）の表面の曲率に応じて変化する、ヘッドアップディスプレイが提供される。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、液状の接着剤を用いて透光性カバーを強固に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本実施例によるヘッドアップディスプレイの構成を概略的に示す図である。
【図2】本実施例によるヘッドアップディスプレイの構成を示す斜視図である。
【図3】接着層の部位を示す斜視図である。
【図4】車両の前後方向に延びる垂直断面における接着層部分の断面図である。
【図5A】接触面の位置を示す断面図である。
【図7】接着層部分におけるアッパーケースを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【0011】
【0012】
【0013】
図１に示すように、ヘッドアップディスプレイＨは、表示光Ｌを射出する表示部１と、表示部１から射出された表示光Ｌを反射する反射鏡２と、表示部１及び反射鏡２を収容するハウジング４０と、を備える。
【0014】
表示部１として、液晶表示器、その他の任意の表示装置が用いられる。反射鏡２として、例えば、凹面鏡が用いられる。反射鏡２は、ウィンドシールドＷＳにおける表示光Ｌが当たる領域の上下位置が調整可能となるように、ハウジング４０に対して回転可能に支持されてもよい。
【0015】
ハウジング４０は、ハウジング４０の下部を構成するロアケース４Ａと、ロアケース４Ａと結合され、ハウジング４０の上部を構成するアッパーケース４Ｂとからなる。ロアケース４Ａは、ハウジング４０の放熱性等を考慮して、例えば、金属により形成される。また、アッパーケース４Ｂは、例えば、樹脂又は金属等により形成される。
【0016】
アッパーケース４Ｂには、反射鏡２で反射された表示光Ｌを射出させるための射出口４１が形成されている。射出口４１は、防塵等を目的として、湾曲形状を有する透光性カバー５０によって覆われている。
【0017】
ヘッドアップディスプレイＨは車両に搭載され、表示光Ｌは射出口４１から射出され、透光性カバー５０を透過することにより車両のウィンドシールドＷＳに投射される。ウィンドシールドＷＳに投射された表示光Ｌは、ウィンドシールドＷＳで反射されて運転者Ｅに到達する。運転者Ｅは、表示光Ｌによる虚像Ｖを、ウィンドシールドＷＳの前方（車両の前方側）に位置する表示部１の表示画像として認識する。これにより、運転者Ｅは、前方風景と重畳させて表示画像を視認でき、視線移動の少ない状態で車両情報等を把握でき、利便性及び安全性が向上する。
【0018】
なお、虚像Ｖとして表示される表示画像の内容は、任意であり、例えばナビゲーション情報や各種の車両情報等を表す画像であってよい。
【0019】
透光性カバー５０は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透光性樹脂により構成された平板状のフィルムである。図２～図４に示すように、透光性カバー５０は、アッパーケース４Ｂに組付けられた状態で、車両の前後方向に延びる垂直断面において表面形状が最大の曲率を示す形状で湾曲しており、車両の左右方向に延びる垂直断面において表面形状の曲率はゼロを示す。すなわち、透光性カバー５０は、車両の前後方向のみについて湾曲する形状を有する。
【0020】
透光性カバー５０の表面は、例えば、車両の前後方向に延びる垂直断面において楕円の一部の形状であって、車両の前後方向における透光性カバー５０の中央付近で最大の曲率を示すような形状とすることができる。しかし、その形状は限定されない。透光性カバー５０の表面で反射された外光が運転者等の視界に入ることを防止ないし抑制できるような形状であれば、任意の形状を採用できる。
【0021】
図３に示すように、透光性カバー５０の外周端の近傍と、アッパーケース４Ｂにおける射出口４１の周囲の近傍との間には、液状の接着剤を硬化させて形成された接着層４２が設けられている。透光性カバー５０の外周端の近傍の全体が接着層４２を介してアッパーケース４Ｂに固定されることにより、射出口４１が透光性カバー５０によって覆われる。
【0022】
透光性カバー５０は、平面状の透光性部材を、接着層４２を介してアッパーケース４Ｂに接着させることにより、所定の形状に湾曲される。すなわち、透光性カバー５０の湾曲形状は、アッパーケース４Ｂにおける射出口４１の周囲の形状によって規定される。
【0023】
図４は、車両の前後方向に延びる垂直断面における接着層部分の断面図、図５は図４の一部拡大図（図４のＶで示す領域の一部を示す図）、図５Ａは、接触面の位置を示す断面図、図６は、図５におけるアッパーケース４Ｂのみを示す断面図、図７は、接着層部分におけるアッパーケース４Ｂを示す平面図である。
【0024】
図４～図７に示すように、透光性カバー５０はアッパーケース４Ｂに対して接着層４２を介して固定され、接着層４２に対向するアッパーケース４Ｂの接着面４３（図３、図６）に凹部４４が形成されている。凹部４４は車両の左右方向、すなわち、透光性カバー５０の湾曲方向と直交する方向に延びる溝形状とされている。本実施例では、接着面４３の全体において、複数の凹部４４が車両の前後方向、すなわち、透光性カバー５０の湾曲方向に並ぶように周期的に配列されている。
【0025】
凹部４４は、断面形状が三角形状とされ、その三角形状の一辺に対応する面であって接着層４２と接触する接触面４５（図５～図６）を有する。本実施例では、溝形状の凹部４４を透光性カバー５０の湾曲方向に並べて配列させることにより、凹部４４のピッチを小さくでき、したがって、接触面４５の数を大きくすることができる。
【0026】
図５Ａに示すように、アッパーケース４Ｂを透光性カバー５０の側から透光性カバー５０の表面と直交する方向に視たときに、接触面４５がアッパーケース４Ｂの一部に隠れる位置に形成されている。図５Ａにおける矢印４７は、アッパーケース４Ｂを透光性カバー５０の側から透光性カバー５０の表面と直交する方向に視たときの視線の方向を示している。図５Ａに示すように、接触面４５は、矢印４７の方向に対して内側（図５Ａにおいて右側）に入り込むような向きに形成されている。このような接触面４５の向きにより、後述するように、接触面４５と接着層４２との間の機械的なアンカー効果を生じさせることができる。
【0027】
なお、アッパーケース４Ｂの接着面４３は、金型を用いて作成することができる。この場合、金型に対して、図６に示す矢印４８の方向にアッパーケース４Ｂを抜くことができる。
【0028】
透光性カバー５０をアッパーケース４Ｂに装着する工程では、最初に、アッパーケース４Ｂの接着面４３又は透光性カバー５０の外周端の近傍に液状の接着材を塗布する。次に、透光性カバー５０となる平面形状の透光性部材をアッパーケース４Ｂに対して押し当てて固定する。このとき、透光性カバー５０は、アッパーケース４Ｂにおける射出口４１の周囲の形状に即して弾性変形し、所定の形状（最終的な透光性カバー５０の形状）となる。この状態で、接着剤を硬化させることで、透光性カバー５０がアッパーケース４Ｂに接着される。
【0029】
したがって、装着後の透光性カバー５０には、平面形状に復元しようとする反力（応力）が発生し、透光性カバー５０の各部には、透光性カバー５０の表面と直交する方向であって、アッパーケース４Ｂから離れようとする方向（図５Ａの矢印４７の反対方向）の反力が生じる。しかし、本実施例では、アッパーケース４Ｂを透光性カバー５０の側から透光性カバー５０の表面と直交する方向に視たときに、接触面４５がアッパーケース４Ｂの一部に隠れる位置に形成されている。このため、接触面４５と接着層４２との間の機械的なアンカー効果により、接着面４３における接着強度が向上し、透光性カバー５０の剥がれが効果的に防止される。すなわち、本実施例によれば、液状の接着剤を用いて透光性カバーを強固に固定できる。
【0030】
なお、接着層４２となる接着剤として、透光性カバー５０の材質（ガラス等）に対する接着強度が充分に得られるものを使用することで、透光性カバー５０と接着層４２との間での剥離を防止できる。
【0031】
このように、接触面４５を設けることで、接着面４３における実質的な接着強度を高めることができるが、接着強度を上げる効果は、接触面４５の頻度の影響を受ける。このため、接着強度がより必要な部位では、凹部４４のピッチＰ（図５Ａ）を小さくすることにより、接触面４５の頻度を高め、より接着強度を向上させることができる。例えば、凹部４４のピッチＰを、対応する部位における透光性カバー５０の表面の曲率に応じて変化させてもよい。具体的には、透光性カバー５０の表面の曲率が大きい部位では、より反力が大きくなる。このため、透光性カバー５０の表面の曲率が大きい部位では、凹部４４のピッチＰがより小さくなるように、透光性カバー５０の各部における凹部４４のピッチＰを設定してもよい。
【0032】
同様に、凹部４４の深さＤ（図５Ａ）によって、凹部４４ごとの接触面４５の面積が変化するため、接着面４３における接着強度に影響を与える。したがって、凹部４４の深さＤを、対応する部位における透光性カバー５０の表面の曲率に応じて変化させてもよい。具体的には、透光性カバー５０の表面の曲率が大きい部位では、凹部４４の深さＤがより大きくなるように、透光性カバー５０の各部における凹部４４の深さＤを設定してもよい。凹部４４の深さＤが大きくなると、接触面４５の面積が拡大して接着面４３における接着強度が向上する。
【0033】
また、アッパーケース４Ｂの接着面４３における接着強度を向上させるために、接着面４３にしぼ加工を追加して施してもよい。接着面４３に凹部４４を形成するとともに、しぼ加工を施すことにより、接着面４３の面積を拡大することができるため、接着面４３と接着層４２との間の接着強度をさらに向上させることができる。
【0034】
以下、上述した実施例に関連して、以下の付記を開示する。
【0035】
［付記１］
表示光（Ｌ）を出射する表示部（１）と、
前記表示部（１）から出射された前記表示光（Ｌ）を反射する反射鏡（２）と、
前記表示部（１）及び前記反射鏡（２）を収容するとともに、前記反射鏡（２）からの光を射出させる射出口（４１）が形成されたハウジング（４０）と、
前記射出口（４１）を覆う、湾曲形状を有する透光性カバー（５０）と、
を備え、
前記透光性カバー（５０）は前記ハウジング（４０）に対して接着層（４２）を介して固定され、
前記接着層（４２）に対向する前記ハウジング（４０）の接着面（４３）に凹部（４４）が形成されているヘッドアップディスプレイ。
表示光（Ｌ）を出射する表示部（１）と、
前記表示部（１）から出射された前記表示光（Ｌ）を反射する反射鏡（２）と、
前記表示部（１）及び前記反射鏡（２）を収容するとともに、前記反射鏡（２）からの光を射出させる射出口（４１）が形成されたハウジング（４０）と、
前記射出口（４１）を覆う、湾曲形状を有する透光性カバー（５０）と、
を備え、
前記透光性カバー（５０）は前記ハウジング（４０）に対して接着層（４２）を介して固定され、
前記接着層（４２）に対向する前記ハウジング（４０）の接着面（４３）に凹部（４４）が形成されているヘッドアップディスプレイ。
【0036】
［付記２］
前記凹部（４４）は、前記接着層（４２）と接触する接触面（４５）を有し、
前記ハウジング（４０）を前記透光性カバー（５０）の側から前記透光性カバー（５０）の表面と直交する方向で視たときに、前記接触面（４５）が前記ハウジング（５０）の一部に隠れる位置に形成されている、付記１に記載のヘッドアップディスプレイ。
前記凹部（４４）は、前記接着層（４２）と接触する接触面（４５）を有し、
前記ハウジング（４０）を前記透光性カバー（５０）の側から前記透光性カバー（５０）の表面と直交する方向で視たときに、前記接触面（４５）が前記ハウジング（５０）の一部に隠れる位置に形成されている、付記１に記載のヘッドアップディスプレイ。
【0037】
［付記３］
前記凹部（４４）は、前記透光性カバー（５０）の湾曲方向に対して周期的に形成されている、付記１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ。
前記凹部（４４）は、前記透光性カバー（５０）の湾曲方向に対して周期的に形成されている、付記１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ。
【0038】
［付記４］
前記凹部（４４）は、前記透光性カバー（５０）の湾曲方向と直交する方向に延びる溝形状とされている、付記３に記載のヘッドアップディスプレイ。
前記凹部（４４）は、前記透光性カバー（５０）の湾曲方向と直交する方向に延びる溝形状とされている、付記３に記載のヘッドアップディスプレイ。
【0039】
［付記５］
前記凹部（４４）のピッチ（Ｐ）は、対応する部位における前記透光性カバー（５０）の表面の曲率に応じて変化する、付記３又は４に記載のヘッドアップディスプレイ。
前記凹部（４４）のピッチ（Ｐ）は、対応する部位における前記透光性カバー（５０）の表面の曲率に応じて変化する、付記３又は４に記載のヘッドアップディスプレイ。
【0040】
［付記６］
前記凹部（４４）の深さ（Ｄ）は、対応する部位における前記透光性カバー（５０）の表面の曲率に応じて変化する、付記３又は４に記載のヘッドアップディスプレイ。
前記凹部（４４）の深さ（Ｄ）は、対応する部位における前記透光性カバー（５０）の表面の曲率に応じて変化する、付記３又は４に記載のヘッドアップディスプレイ。
【0041】
［付記７］
前記ハウジング（４０）の前記接着面（４３）にしぼ加工が施されている、付記１～６のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
前記ハウジング（４０）の前記接着面（４３）にしぼ加工が施されている、付記１～６のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
【符号の説明】
【0042】
１ 表示部
２ 反射鏡
４０ ハウジング
４１ 射出口
４２ 接着層
４３ 接着面
４４ 凹部
４５ 接触面
５０ 透光性カバー
２ 反射鏡
４０ ハウジング
４１ 射出口
４２ 接着層
４３ 接着面
４４ 凹部
４５ 接触面
５０ 透光性カバー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図5A】
【図6】
【図7】