特表 2024-526954 薄板構成、薄板構成を製造する方法、薄板構成を有するカバーアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-19

(54)【発明の名称】薄板構成、薄板構成を製造する方法、薄板構成を有するカバーアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20240711BHJP

   B60K 35/23 20240101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

G02B27/01

B60K35/23

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024503935

(86)(22)【出願日】2022-06-27

(85)【翻訳文提出日】2024-01-22

(86)【国際出願番号】 DE2022200143

(87)【国際公開番号】W WO2023001343

(87)【国際公開日】2023-01-26

(31)【優先権主張番号】102021207972.5

(32)【優先日】2021-07-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102021207976.8

(32)【優先日】2021-07-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522388073

【氏名又は名称】コンチネンタル・オートモーティヴ・テクノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ－Ｐｌａｚａ １， ３０１７５ Ｈａｎｎｏｖｅｒ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】イェンス ツィーマー

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル デブラー

(72)【発明者】

【氏名】ビイェム ヘーベシュトライト

(72)【発明者】

【氏名】ウルリッヒ ティーツ

(72)【発明者】

【氏名】ローベアト ヴォルフガング キッセル

【テーマコード（参考）】

2H199

3D344

【Ｆターム（参考）】

2H199DA03

2H199DA13

2H199DA15

2H199DA19

2H199DA26

2H199DA29

2H199DA33

2H199DA42

2H199DA44

3D344AA19

3D344AA21

3D344AA24

3D344AC25

(57)【要約】

本発明は、特にヘッドアップディスプレイのためのカバーアセンブリのための薄板構成（２５０）及びかかる薄板構成（２５０）を製造する方法に関する。本発明は、かかる薄板構成（２５０）を有するカバーアセンブリ及びヘッドアップディスプレイ、特にかかるカバーアセンブリを有する、交通手段のためのヘッドアップディスプレイにも関する。薄板構成（２５０）は、複数の歯（２５２）を有する第１の歯付きラック（２５１）及び第１の歯付きラック（２５１）上に配置され、且つ複数の歯（２５２）を有する第１の歯付きカバーストリップ（２５３）を含む。薄板構成（２５０）は、複数の歯（２５２）を有する第２の歯付きラック（２５４）及び第２の歯付きラック（２５４）上に配置され、且つ複数の歯（２５２）を有する第２の歯付きカバーストリップ（２５５）も含む。複数の薄板（２５６）は、歯付きラック（２５１、２５４）及び歯付きカバーストリップ（２５３、２５５）の歯（２５２）間に固定される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

薄板構成（２５０）であって、
－複数の歯（２５２）を有する第１のラック（２５１）と、
－前記第１のラック（２５１）上に配置され、且つ複数の歯（２５２）を有する第１のカバーラックストリップ（２５３）と、
－複数の歯（２５２）を有する第２のラック（２５４）と、
－前記第２のラック（２５４）上に配置され、且つ複数の歯（２５２）を有する第２のカバーラックストリップ（２５５）と、
－前記ラック（２５１、２５４）及び前記カバーラックストリップ（２５３、２５５）の前記歯（２５２）間に固定される複数の薄板（２５６）と
を有する薄板構成（２５０）。

【請求項2】

前記ラック（２５１、２５４）、前記カバーラックストリップ（２５３、２５５）及び前記薄板（２５６）は、互いに接着接合される、請求項１に記載の薄板構成（２５０）。

【請求項3】

前記第１のラック（２５１）及び前記第２のラック（２５４）は、支持ストリップのための固定部分（２５７）を有する、請求項１又は２に記載の薄板構成（２５０）。

【請求項4】

前記薄板（２５６）は、弾性であるように設計される、請求項１～３のいずれか一項に記載の薄板構成（２５０）。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の薄板構成（２５０）を製造する方法であって、
－内側サブフレーム（３０）上に第１のラック（２５１）及び第２のラック（２５４）を固定するステップ（Ｓ１）と、
－外側サブフレーム（３１）に固定される第１の補助ラック（３１０）及び第２の補助ラック（３１１）に複数の薄板（２５６）を固定するステップ（Ｓ２）と、
－前記外側サブフレーム（３１）を使用して、前記第１のラック（２５１）及び前記第２のラック（２５４）に前記複数の薄板（２５６）を組み込むステップ（Ｓ３）と、
－第１のカバーラックストリップ（２５３）及び第２のカバーラックストリップ（２５５）を使用して、前記第１のラック（２５１）及び前記第２のラック（２５４）内に前記複数の薄板（２５６）を固定するステップ（Ｓ４）と、
－前記第１の補助ラック（３１０）及び前記第２の補助ラック（３１１）から前記複数の薄板（２５６）を分離するステップ（Ｓ５）と、
－前記内側サブフレーム（３０）から前記第１のラック（２５１）及び前記第２のラック（２５４）を取り外すステップ（Ｓ６）と
を含む方法。

【請求項6】

前記ラック（２５１、２５４）、前記カバーラックストリップ（２５３、２５５）及び前記薄板（２５６）は、互いに接着接合される、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記薄板（２５６）は、前記補助ラック（３１０、３１１）に固定される（Ｓ２）前に、定められた重量で張力を付与される、請求項５又は６に記載の方法。

【請求項8】

前記薄板（２５６）は、前記補助ラック（３１０、３１１）に接着接合される、請求項５～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

請求項１～４のいずれか一項に記載の薄板構成（２５０）を有するカバーアセンブリ（２５）。

【請求項10】

請求項９に記載のカバーアセンブリ（２５）を有する、交通手段のため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】

本発明は、特にヘッドアップディスプレイのためのカバーアセンブリのための薄板構成及びかかる薄板構成を製造する方法に関する。本発明は、かかる薄板構成を有するカバーアセンブリ及びヘッドアップディスプレイ、特にかかるカバーアセンブリを有する、交通手段のためのヘッドアップディスプレイにも関する。

【背景技術】

【0002】

ヘッドアップディスプレイは、ＨＵＤとも呼ばれ、表されるコンテンツが観察者の視野に重畳されるため、観察者が視線方向を維持できるディスプレイシステムを意味するものと理解される。このようなシステムは、その複雑性及びコストのため、当初、航空分野で主に使用されていたが、現在、自動車分野の大量生産でも使用されている。

【0003】

ヘッドアップディスプレイは、概して、イメージ生成器、光学ユニット及びミラーユニットから構成される。イメージ生成器は、イメージを生成する。光学ユニットは、イメージをミラーユニット上に向ける。イメージ生成器は、多くの場合、イメージングユニット又はＰＧＵ（ピクチャ生成ユニット）とも呼ばれる。ミラーユニットは、部分的に反射する光透過性鏡板である。したがって、観察者は、イメージ生成器によって表されるコンテンツを仮想イメージとして見ると同時に、鏡板の後ろに現実世界を見る。自動車分野では、フロントガラスがミラーユニットとして使用されることが多く、フロントガラスの湾曲形状が表現において考慮されなければならない。光学ユニットとミラーユニットとの相互作用により、仮想イメージは、イメージ生成器によって生成されたイメージの拡大表現である。

【0004】

観察者は、いわゆるアイボックスの位置からのみ仮想イメージを見ることができる。アイボックスとは、その高さ及び幅が理論上の覗き窓に対応する領域を指す。観察者の眼の片方がアイボックス内にある限り、眼には仮想イメージの全ての要素が見える。一方、眼がアイボックスの外側にある場合、観察者には仮想イメージが部分的にのみ見えるか又は全く見えない。したがって、アイボックスが大きいほど、観察者が着座位置を選択する際の制限が小さくなる。

【0005】

従来のヘッドアップディスプレイの仮想イメージのサイズは、光学ユニットのサイズによって制限される。仮想イメージを拡大するための１つの手法は、イメージ生成ユニットから到来する光を光導波路にカップリングすることである。光導波路にカップリングされ、イメージ情報を搬送する光は、光導波路の境界において内部全反射し、したがって光導波路内に導かれる。加えて、光の一部は、いずれの場合にも、伝播方向に沿った多数の位置でアウトカップリングされ、その結果、イメージ情報は、光導波路の表面上に分配されるように発せられる。光導波路により、このように射出瞳が拡大される。ここで、有効な射出瞳は、イメージ生成システムの開口のイメージから構成される。

【0006】

この背景技術に対して、米国特許出願公開第２０１６／０１２４２２３号明細書は、仮想イメージのためのディスプレイ装置を記載している。ディスプレイ装置は、イメージ生成ユニットから発せられ、第１の光入射面を通して入射する光を、第１の光入射面から離れて第１の方向に移動するように繰り返し内部全反射させる光導波路を含む。光導波路は、光導波路において導かれる光の一部が、第１の方向に拡大する第１の光出射面の領域を通して外側に出射する効果も有する。ディスプレイ装置は、入射光を回折して回折光が光導波路に入るようにする第１の光入射側回折格子と、光導波路から入射する光を回折する第１の光出射回折格子とをさらに含む。

【0007】

回折格子又はホログラムがその中に配置されるガラス板から光導波路が構成される、そのようなヘッドアップディスプレイの現在既知の設計では、太陽放射がある場合に問題が生じる。入射した日光は、光導波路内で複数回屈折し、スペクトル色に分解される。これらは、多数の位置において再び光導波路から出て、特に眼の方向に屈折する。これにより、虹のように見えるか又はコントラストが低下するといった品質の低下が生じる。その結果、実際のイメージは、さらに弱いイメージであるようにのみ知覚される。同様の問題は、光導波路上又は光学ユニットのカバー上での直射光の反射だけでなく、他の迷光源でも起こる。光導波路のない従来のヘッドアップディスプレイでさえ、日光又は周囲光による光の反射は、破壊的に作用する。

【0008】

したがって、従来の機器では、運転者の眼があると予期される領域に反射が到達しないように、反射が起こり得る構成要素が傾斜され、ビームトラップと組み合わされる。代替として、反射防止コーティングが採用され、反射強度を低下させるために構造の粗さが用いられる。

【0009】

構成要素を傾斜させることにより、自動車内で限られるかなりの設置スペースが占有される。さらに、構成要素の性能は、傾斜した設置のために概して低下する。レイヤ及び構造は、達成可能な強度を低下させるが、反射は、概して、明確に眼に見えるままであり、コントラストを著しく低下させる。

【0010】

反射を低減するために、ヘッドアップディスプレイには、代替として、カバーアセンブリを設けることができ、カバーアセンブリは、反射を低減するための、薄板構造又は多数の薄板を備えたグリッドを有する。薄板は、入射する迷光をほぼ遮断することができる。

【0011】

これに関連して、独国特許出願公開第１０２０１４２１４５１０号明細書は、自動車のためのフロントガラスディスプレイ装置について反射を低減するための構成を記載している。この構成は、投影装置を保護するための透明なカバープレートと、カバープレートの表面に対して垂直に配置された又は傾斜したグリッド構造の平坦なグリッド要素を備えた遮蔽グリッドとを含む。

【0012】

迷光の抑制をさらに改善するために、剛性の薄板構成の代わりに、調整可能な薄板を使用することができ、薄板の作動角は、観察者の頭部位置に基づいて調整される。

【0013】

例えば、独国特許出願公開第１０２０１７２１９０６９号明細書は、自動車のための視野表示装置について反射を低減するためのカバーアセンブリを記載している。カバーアセンブリは、視野表示装置の投影ユニットを保護するための透明なカバープレートと、カバープレートの表面に沿って分配された複数の平坦な薄板を含む動的遮蔽構造とを含む。カバープレートの面法線に対する薄板の傾斜角は、動的に調整することができる。

【0014】

しかしながら、かかる薄板構成の製造は、特に薄板が非常に薄くなる場合、かなりの複雑さを伴う。薄板の典型的な材料厚さは、材料に応じて２０μｍ～３０μｍの範囲である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明の目的は、ヘッドアップディスプレイのためのカバーアセンブリのための薄板構成に対する改善された解決策を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

この目的は、請求項１の特徴を有する薄板構成及びかかる薄板構成を製造するための、請求項５に記載の方法によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。

【0017】

本発明の第１の態様によれば、薄板構成は、
－複数の歯を有する第１のラックと、
－第１のラック上に配置され、且つ複数の歯を有する第１のカバーラックストリップと、
－複数の歯を有する第２のラックと、
－第２のラック上に配置され、且つ複数の歯を有する第２のカバーラックストリップと、
－ラック及びカバーラックストリップの歯間に固定される複数の薄板と
を有する。

【0018】

本発明に係る薄板構成では、薄板は、両側で薄板の端部において、ラックと、関連するカバーラックストリップとの間に固定される。ここで、ラックの歯又はカバーラックストリップの歯は、それぞれ薄板の正確な配置を決定する。薄板は、好ましくは、ラックの全長にわたって一定の距離及び一定の傾斜角を有する。しかし、当然のことながら、距離と傾斜角との両方は、必要に応じて、ラックの長さにわたって異なる可能性もある。

【0019】

本発明の一態様によれば、ラック、カバーラックストリップ及び薄板は、互いに接着接合される。このように、ラック及び関連するカバーラックストリップは、薄板の端部が埋め込まれる接着接合されたユニットをそれぞれ形成する。これにより、カバーアセンブリのフレームへのその後の組み付け中に薄板構成を取り扱うことがより容易になる。

【0020】

本発明の一態様によれば、第１のラック及び第２のラックは、支持ストリップのための固定要素を有する。次に、カバーアセンブリのフレームに支持ストリップを組み付けることができる。ここで、適合された支持ストリップの使用により、薄板構成を異なるカバーアセンブリ内に設置することが可能となる。

【0021】

本発明の一態様によれば、薄板は、弾性であるように設計される。このように、適切な作動要素を用いたカバーアセンブリへの組み付け後、薄板の傾斜角を調整することが可能である。特に、薄板は、プラスチックによって形成され得る。薄板は、好ましくは、ポリイミドで構成される。

【0022】

本発明のさらなる態様によれば、本発明に係る薄板構成を製造する方法は、
－内側サブフレーム上に第１のラック及び第２のラックを固定するステップと、
－外側サブフレームに固定される第１の補助ラック及び第２の補助ラックに複数の薄板を固定するステップと、
－外側サブフレームを使用して、第１のラック及び第２のラックに複数の薄板を組み込むステップと、
－第１のカバーラックストリップ及び第２のカバーラックストリップを使用して、第１のラック及び第２のラック内に複数の薄板を固定するステップと、
－第１の補助ラック及び第２の補助ラックから複数の薄板を分離するステップと、
－内側サブフレームから第１のラック及び第２のラックを取り外すステップと
を含む。

【0023】

薄板構成を製造するための本発明に係る方法では、外側サブフレームと、外側サブフレームに固定された補助ラックとから構成された補助構造は、組み立て前に薄板を定められた位置に合わせるために使用される。次いで、外側サブフレームは、薄板がラックの歯間に載置されるように内側サブフレームに対して配置される。その後、その場所で、薄板は、カバーラックストリップを使用して固定することができ、最後に補助ラックから分離することができる。これには、薄板がラックに均一に移されるという利点がある。内側サブフレームからラックを取り外した後、薄板構成をさらに加工することができる。

【0024】

本発明の一態様によれば、ラック、カバーラックストリップ及び薄板は、互いに接着接合される。このように、ラック及び関連するカバーラックストリップは、薄板の端部が埋め込まれる接着接合されたユニットをそれぞれ形成する。これにより、カバーアセンブリのフレームへのその後の組み付け中に薄板構成を取り扱うことがより容易になる。

【0025】

本発明の一態様によれば、補助ラックに固定される前に、薄板は、定められた重量で張力を付与される。このように、全ての薄板が補助ラックに固定され、続いてラックとカバーラックストリップとの間に固定されたとき、全ての薄板は、全く同じ予荷重をかけられる。薄板構成をカバーアセンブリのフレームに組み付けた後、このように薄板の傾斜を調整するために、定められた力が必要とされることを確実にする。

【0026】

本発明の一態様によれば、薄板は、補助ラックに接着接合される。これにより、定められた構成を薄板が確実に維持し、ラックに組み込まれたときに薄板に予荷重がかかることが確実になる。

【0027】

好ましくは、カバーアセンブリ、特にヘッドアップディスプレイのためのカバーアセンブリは、本発明に係る薄板構成を有する。このようなカバーアセンブリは、好ましくは、交通手段のためのヘッドアップディスプレイ、例えば自動車のためのヘッドアップディスプレイで使用される。しかしながら、本発明に係る薄板構成は、反射回避が望ましい他の応用分野、例えば防衛用途において、例えばライフルスコープの反射回避又はカメラ及び監視カメラの反射回避のために使用することもできる。さらに、本発明に係る解決策は、ディスプレイのためのプライバシースクリーンとして、すなわちプライバシーフィルタとして又は窓／ドーム状の採光窓のためのプライバシースクリーンとして使用することもできる。

【0028】

本発明のさらなる特徴は、図面と併せて以下の説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】自動車のための先行技術に係るヘッドアップディスプレイを概略的に示す。

【図2】２次元拡大した光導波路を示す。

【図3】光導波路を備えたヘッドアップディスプレイを概略的に示す。

【図4】自動車における光導波路を備えたヘッドアップディスプレイを概略的に示す。

【図5】薄板を有するカバーアセンブリの動作を概略的に示す。

【図6】カバーアセンブリの拡大断片を示す。

【図7】本発明に係る薄板構成の斜視図を示す。

【図8】本発明に係る薄板構成の側面図を示す。

【図9】本発明に係る薄板構成を製造する方法を概略的に示す。

【図10】本発明に係る薄板構成を作製する際のサブフレームの使用を示す。

【図11】内側サブフレームから外れる前の完成した薄板構成を示す。

【図12】図７の薄板構成がカバーアセンブリに組み込まれたものを示す。

【図13】図１２のカバーアセンブリを通る断面を示す。

【図14】薄板構成の薄板のための調整要素の動作を図示する。

【図15】共通のスプルーによってグループ化された複数のアクチュエータを示す。

【発明を実施するための形態】

【0030】

本発明の原理をよりよく理解するために、本発明の実施形態について、図面を用いて以下でより詳細に説明する。同じ参照符号は、図中の同一又は機能的に均等な要素に使用され、必ずしも各図に対して再度記載されるわけではない。本発明は、例示の実施形態に限定されず、記載の特徴も、添付の特許請求の範囲で定義されるように本発明の保護の範囲から逸脱することなく組み合わされるか又は修正され得ることは言うまでもない。

【0031】

まず、光導波路を備えたヘッドアップディスプレイの基本概念について、図１～図４を用いて説明する。

【0032】

図１は、自動車のための従来のヘッドアップディスプレイの概略図を示す。ヘッドアップディスプレイは、イメージングユニット１０と光学ユニット１４とを備えたディスプレイ装置１を有する。ビームＳＢ１は、ディスプレイ要素１１から発せられ、折り返しミラー２１によって曲面ミラー２２上に反射され、曲面ミラー２２は、前記ビームＳＢ１をミラーユニット２の方向に反射する。ミラーユニット２は、ここでは、自動車のフロントガラス２０として図示されている。そこから、ビームＳＢ２は、観察者３の眼の方向に進行する。

【0033】

観察者３は、自動車の外側、エンジンフードの上又はさらに自動車の正面に位置する仮想イメージＶＢを見る。光学ユニット１４とミラーユニット２との相互作用により、仮想イメージＶＢは、ディスプレイ要素１１によって表示されるイメージの拡大表現である。ここで、制限速度、現在の自動車の速度及びナビゲーション命令が象徴的に表されている。観察者３の眼が、長方形で示されるアイボックス４内に位置する限り、仮想イメージＶＢの全ての要素が観察者３に見える。観察者３の眼がアイボックス４の外側に位置する場合、観察者３には仮想イメージＶＢが部分的にのみ見えるか又は全く見えない。アイボックス４が大きいほど、観察者が着座位置を選択する際の制限が小さくなる。

【0034】

曲面ミラー２２の曲率は、フロントガラス２０の曲率に適合され、イメージ歪みがアイボックス４全体にわたって不変であることを確実にする。曲面ミラー２２は、ベアリング２２１を用いて回転可能に取り付けられる。これにより可能になる曲面ミラー２２の回転は、アイボックス４をずらすこと、したがってアイボックス４の位置を観察者３の位置に適合させることを可能にする。折り返しミラー２１は、ディスプレイ要素１１と曲面ミラー２２との間のビームＳＢ１が進行する経路が長くなると同時に光学ユニット１４がそれにもかかわらずコンパクトであることを確実にする役割を果たす。イメージングユニット１０及び光学ユニット１４は、透明なカバープレート２３を有するハウジング１５によって環境から隔離される。したがって、光学ユニット１４の光学要素は、例えば、車両内の埃から保護される。光学フィルム又は偏光子２４がさらにカバープレート２３上に位置し得る。ディスプレイ要素１１は、典型的には、向きが偏向され、ミラーユニット２は、検光子のように作用する。そのため、偏光子２４の目的は、有用な光の均一な視認性を達成するために偏光に影響を及ぼすことである。カバープレート２３上に配置されたカバーアセンブリ２５は、観察者が眩しく感じないように、カバープレート２３の境界によって反射された光を確実に吸収する役割を果たす。日光ＳＬに加えて、別の迷光源５からの光もディスプレイ要素１１に到達し得る。偏光フィルタと組み合わせて、入射する日光ＳＬを低減するために偏光子２４を追加的に使用することもできる。

【0035】

図２は、２次元拡大した光導波路６の概略的空間図を示す。イメージングユニット（図示せず）から到来する光Ｌ１が光導波路６にカップリングされる、入力カップリングホログラム６３が、左下の領域において明らかである。光は、矢印Ｌ２に従って、その中で図面中の右上に伝播する。光導波路６のこの領域には、前後に配置された多くの部分透過ミラーと同様に作用し、Ｙ方向に広幅化してＸ方向に伝播する光ビームを生成する折り返しホログラム６１がある。光ビームは、３つの矢印Ｌ３で示されている。図中右側に延びる光導波路６の部分において、同じく前後に配置された多くの部分透過ミラーと同様に作用し、矢印Ｌ４によって示される光を光導波路６からＺ方向上方にアウトカップリングする、出力カップリングホログラム６２がある。この出力カップリングホログラム６２はＸ方向に広がり、結果として、元の入射光束Ｌ１は、２次元的に拡大された光束Ｌ４として光導波路６から光方向Ｌαに出射する。

【0036】

図３は、３つの光導波路６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを有するヘッドアップディスプレイの空間図を示し、光導波路６Ｒ、６Ｇ、６Ｂは、上下に配置され、それぞれが原色の赤、緑及び青を表す。それらは共に、光導波路６を形成する。光導波路６に存在するホログラム６１、６２、６３は、波長依存であり、それによりいずれの場合にも１つの光導波路６Ｒ、６Ｇ、６Ｂが原色の１つに使用される。イメージングユニット１０及び光学ユニット１４は、光導波路６の上に概略的に示されている。光学ユニット１４は、ミラー１６を有し、ミラー１６は、イメージングユニット１０によって生成され、光学ユニット１４によって成形された光を、それぞれのカップリングホログラム６３の方向に偏向させる。イメージングユニット１０は、３原色に対する３つの光源１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを有する。図示されるユニット全体は、その発光面と比較して小さい全体の構造高さを有することが明らかである。

【0037】

図４は、図１と類似の自動車内のヘッドアップディスプレイを、ここでは光導波路６と共に空間図で示す。平行ビームＳＢ１を生成する、概略的に示されるイメージングユニット１０が明らかであり、平行ビームＳＢ１は、ミラー平面６２３を用いて光導波路６にカップリングされる。簡略化するために、光学ユニットは、図示しない。複数のミラー平面６２２は、その上に入射する光の一部をフロントガラス２０、ミラーユニット２の方向にそれぞれ反射する。光は、ここから観察者３に向けて反射される。観察者３は、フードの上又は自動車の正面のさらに遠くの距離に仮想イメージＶＢを見る。この技術でも、光学系全体は、透明なカバーによって周囲から区切られるハウジングに組み込まれ、迷光を防止するためのカバーアセンブリを有する。

【0038】

図５は、調整可能な薄板２５６を備えたカバーアセンブリ２５の動作を概略的に示す。この例では、カバープレート２３と一緒にハウジング１５に組み込まれ、光導波路６の上に配置された、カバーアセンブリ２５を通る横断面が図示されている。イメージングユニット１０は、光ビームＬ１を光導波路６にカップリングする。光導波路６の上側境界面６０１において、増加した光束Ｌ４が、主方向角度αをなして出射する。主方向角度αによって定められた光方向Ｌαは、光導波路６又はハウジング１５の法線方向Ｎからそれぞれ逸脱する。光束Ｌ４は、ミラーユニット２としての役割を果たす、フロントガラス２０によって反射され、観察者３の眼に到達するため、観察者３は、仮想イメージＶＢを見る。スペース上の理由から、この仮想イメージＶＢは、ここで、フロントガラス２０に偏って近接して示されている。カバーアセンブリ２５は、複数の傾斜した薄板２５６を有する薄板構成２５０を含み、これらの薄板２５６は、光方向Ｌαに従って位置合わせされる、すなわち、薄板の傾斜角βが光方向Ｌαに適合される。傾斜角βは、調整要素（図示せず）を使用して調整することができる。観察者３の位置を追跡するために、視線追跡システム２６を使用することができる。

【0039】

図６は、図５のカバーアセンブリ２５の拡大断面を示す。外部から入射する日光ＳＬを迷光とみなすことができる。この迷光は、基本的に、薄板２５６も同じく傾斜している角度と同じ角度でのみ発生することができる。そのため、迷光は、カバープレート２３によって反射された後に薄板２５６によって吸収される。

【0040】

図７及び図８は、本発明に係る薄板構成２５０の斜視図及び側面図を示す。薄板構成２５０は、複数の歯２５２を有する第１のラック２５１と、第１のラック２５１上に配置された、複数の歯２５２を有する第１のカバーラックストリップ２５３とを有する。薄板構成２５０は、複数の歯２５２を有する第２のラック２５４及び第２のラック２５４上に配置された、複数の歯２５２を有する第２のカバーラックストリップ２５５も有する。複数の薄板２５６は、ラック２５１、２５４及びカバーラックストリップ２５３、２５５の歯２５２間に固定される。特に、ラック２５１、２５４、カバーラックストリップ２５３、２５５及び薄板２５６は、互いに接着接合され、第１の端部片２５８と第２の端部片２５９とを形成することができる。好ましくは、薄板２５６は、プラスチックフィルム、例えばポリイミドフィルムによって形成される。カバーアセンブリへの組み付けのための支持ストリップの固定のために、第１のラック２５１及び第２のラック２５４は、固定部分２５７を有することができる。図示の例では、薄板２５６は、ラック２５１の全長にわたって一定の距離ｄ及び一定の傾斜角βを有する。しかし、当然のことながら、距離ｄと傾斜角βとの両方は、必要に応じて、ラック２５１の長さにわたって異なる可能性もある。

【0041】

図９は、本発明に係る薄板構成を製造する方法を概略的に示す。まず、第１のラック及び第２のラックが内側サブフレームに固定されるＳ１。次いで、複数の薄板が第１の補助ラック及び第２の補助ラックに固定されるＳ２。２つの補助ラックは、外側サブフレームに固定される。補助ラックに固定される前に、好ましくは、薄板は、定められた重量で張力を付与され、次いで薄板が補助ラックに接着接合される。次に、薄板は、外側サブフレームを使用して第１のラックと第２のラックとに挿入されるＳ３。次いで、第１のカバーラックストリップ及び第２のカバーラックストリップを使用して、薄板がラック内に固定されるＳ４。ラック、カバーラックストリップ及び薄板は、好ましくは、この目的のために互いに接着接合される。その後、薄板が補助ラックから分離されるＳ５。最後に、ラックが内側サブフレームから取り外されるＳ６。

【0042】

図１０は、本発明に係る薄板構成２５０を作製する際のサブフレーム３０、３１の使用を示す。２つの補助ラック３１０、３１１は、外側サブフレーム３１に固定される。次いで、薄板２５６は、張力が付与された状態で補助ラック３１０、３１１上において外側サブフレーム３１に接着接合される。薄板２５６を受けるための２つのラック２５１、２５４は、内側サブフレーム３０に固定される。次いで、張力が付与された薄板２５６を備えた外側サブフレーム３１は、内側サブフレーム３０の上に配置され、張力が付与された薄板２５６は、ラック２５１、２５４に移されるか又は接着接合される。その後、カバーラックストリップ２５３、２５５は、ラック２５１、２５４上に配置され、ラック２５１、２５４に接着接合される。ここで、薄板は、ラック２５１、２５４とカバーラックストリップ２５３、２５５との間にサンドイッチ状に位置する。

【0043】

図１１は、内側サブフレーム３０から取り外される前の完成した薄板構成２５０を示す。薄板２５６がラック２５１、２５４とカバーラックストリップ２５３、２５５との間に固定された後、薄板２５６が分離される。ここで、薄板２５６は、ラック２５１、２５４に均一に移される。最後に、内側サブフレーム３０からラック２５１、２５４を取り外しさえすればよい。

【0044】

図１２は、図７の薄板構成２５０がカバーアセンブリ２５に組み込まれたものを示す。カバーアセンブリ２５は、２つの端部片２５８、２５９を固定できるフレーム３００を有する。図示の例では、第１の端部片２５８は、例えば、接着又はねじ止めにより、第１の支持ストリップ３３１を用いてフレーム３００に固定され、したがって薄板２５６のための固定ベアリングを形成する。代替として、第１の支持ストリップ３３１を省略することができ。フレーム３００に第１の端部片２５８を直接固定することができる。第２の端部片２５９は、対照的に、ばね荷重方式で固定され、薄板２５６のためのフローティングベアリングを形成する。この目的のために、第２の端部片２５９は、最初に第２の支持ストリップ３２にねじ止めされるか、ピンで固定されるか又は接着接合される。第２の端部片２５９と第２の支持ストリップ３２とで構成されたユニットは、フレーム３００上に配置され、ばね３３で押さえつけられる。図示の例では、２つのばね３３が使用されているが、異なる数のばね３３を使用することもできる。ばね３３の代わりに、押さえつけるための他の選択肢、例えば第２の支持ストリップ３２のための横方向ガイド又は第２の支持ストリップ３２における長孔を用いた可動固定などを追加的に使用することもできる。次いで、第２の支持ストリップ３２とフレーム３００との固定点３５に固定された、引張ばね３４によって薄板２５６に張力が付与される。図示の例では、５つの引張ばね３４が使用されているが、異なる数の引張ばね３４を使用することもできる。薄板２５６の傾斜を調整するために、カバーアセンブリ２５は、ステッピングモータ３７によって作動させる、調整要素３６を有する。

【0045】

図１３は、図１２のカバーアセンブリ２５を通る線Ａ－Ａに沿った断面を示す。第２の支持ストリップ３３２は、ねじ３２０を用いて第２のラック２５４にねじ止めされる。記載したように、第２のラック２５４及び第２のカバーラックストリップ２５５は、接着によってユニットを形成する。図示の実施形態では、第２の支持ストリップ３３２は、第２のカバーラックストリップ２５５を取り囲む。この目的のために、第２の支持ストリップ３３２は、架橋部３２１を有する。引張ばね３４の引張力は、剛性の第２の支持ストリップ３３２に伝達される。一方では、連結によって第２のカバーラックストリップ２５５に、且つねじ接続によって第２のラック２５４に力が伝達される。これにより、サンドイッチ状の薄板２５６の接着部に中心荷重がかかる。ばねは、薄板２５６の中心を引っ張る。結果として生じる薄板２５６の張力により、薄板２５６が振動から保護される。さらに、ばね荷重による固定により、薄板２５６の長手方向の膨張における温度に関連する変化に対する補償が確実に行われる。

【0046】

図１３で容易に分かるように、調整要素３６は、下側多孔ストリップ３６０と、上側多孔ストリップ３６１と、複数のアクチュエータ３６２とを含む。ここで、各薄板２５６には、調整要素３６のアクチュエータ３６２が割り当てられる。アクチュエータ３６２は、下側突起３６２１と上側突起３６２２とに加えて、それぞれ本体３６２０を有する。下側突起３６２１は、下側多孔ストリップ３６０における割り当てられた切り欠き３６００内に係合し、上側突起３６２２は、上側多孔ストリップ３６１における割り当てられた切り欠き３６１０内に係合する。多孔ストリップ３６０、３６１の切り欠き３６００、３６１０は、好ましくは、矩形のデザインを有する。矩形のデザインは、下側突起３６２１及び上側突起３６２２の略矩形断面と併せて、アクチュエータ３６２が多孔ストリップ３６０、３６１に対して定められた向きを有し、多孔ストリップ３６０、３６１に対するアクチュエータ３６２のねじれが起こらないことを確実にする。

【0047】

カバーアセンブリ２５の第１の組み立てステップの１つは、下側多孔ストリップ３６０がフレーム３００に強固に接続されることにある。次いで、薄板構成２５０が配置され、上記のように、薄板２５６に張力が付与される。ここで、アクチュエータ３６２は、その下側突起３６２１がいずれの場合も下側多孔ストリップ３６０の関連する切り欠き３６００内に係合するように、張力が付与された薄板２５６間に配置される。この目的のために、アクチュエータ３６２のグループ又はさらに全てのアクチュエータ３６２が、共通のスプルーによってグループ化される場合に有利である。スプルーは、例えば、本体３６２０の上端部に横方向に配置することができる。次いで、上側多孔ストリップ３６１は、アクチュエータ３６２の上側突起３６２２が上側多孔ストリップ３６１の関連する切り欠き３６１０内にそれぞれ係合するように配置される。最後に、スプルーを折り取ることによってアクチュエータ３６２が分離される。下側多孔ストリップ３６０は、好ましくは、組み立て後に薄板２５６がそれぞれ本体３６２０の片側に載置されるようにフレーム３００上に配置される。薄板２５６を本体３６２０上に載置することにより、横断方向に的確に薄板２５６の形状に影響を及ぼすことができる。関連する薄板２５６が載置される領域において本体３６２０が平坦であるように設計される場合、薄板２５６も平坦な表面を有する。

【0048】

図１４は、薄板構成の薄板のための調整要素３６の動作を可視化する。下側多孔ストリップ３６０は、フレーム３００上に強固に配置される。傾斜を調整するために、上側多孔ストリップ３６１を、下側多孔ストリップ３６０に平行に、ステッピングモータによって長手方向に水平移動させる。これらの変位は、図１４に二重矢印で示されている。変位の結果として、全てのアクチュエータ３６２が同時に傾斜される。薄板は、弾性を有するため、アクチュエータ３６２の傾斜に従って調整される。アクチュエータ３６２の本体３６２０は、好ましくは、凸形状を有する。この目的のために、それぞれの薄板から離れる方向に面する本体３６２０の側は、好ましくは、湾曲状であるように設計することができる。本体３６２０は、湾曲部により、調整中に下側多孔ストリップ３６０の表面上を転動することができ、これにより円滑な調整が確実に行われる。アクチュエータ３６２又はアクチュエータ３６２の本体３６２０は、薄板がアクチュエータ３６２上を摺動できるようにも設計される。このように、長期間にわたってさえ、薄板への損傷が防止されるように、アクチュエータ３６２と薄板との間の相対運動の可能性が確保される。

【0049】

図１５は、容易な組み立てのために、下側多孔ストリップ３６０と上側多孔ストリップ３６１との間の共通のスプルー３６２３によってグループ化された、複数のアクチュエータ３６２を示す。スプルー３６２３は、スプルー３６２３が折り取られた後にスプルー３６２３の残り部分が薄板に触れないように、本体３６２０の上端部に横方向に配置される。これにより、薄板が損傷を受けないことが保証される。

【符号の説明】

【0050】

１ ディスプレイ装置
２ ミラーユニット
３ 観察者
４ アイボックス
５ 迷光源
６、６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ 光導波路
６０１ 上側境界面
６１ 折り返しホログラム
６２ 出力カップリングホログラム
６２２ ミラー平面
６２３ ミラー平面
６３ 入力カップリングホログラム
１０ イメージングユニット
１１ ディスプレイ要素
１４ 光学ユニット
１５ ハウジング
１６ ミラー
１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ 光源
２０ フロントガラス
２１ 折り返しミラー
２２ 曲面ミラー
２２１ 取付部
２３ カバープレート
２４ 光学フィルム／偏光子
２５ カバーアセンブリ
２５０ 薄板構成
２５１ 第１のラック
２５２ 歯
２５３ 第１のカバーラックストリップ
２５４ 第２のラック
２５５ 第２のカバーラックストリップ
２５６ 薄板
２５７ 固定部分
２５８ 第１の端部片
２５９ 第２の端部片
２６ 視線追跡システム
３０ 内側サブフレーム
３００ フレーム
３１ 外側サブフレーム
３１０ 第１の補助ラック
３１１ 第２の補助ラック
３２０ ねじ
３２１ 架橋部分
３３ ばね
３３１ 第１の支持ストリップ
３３２ 第２の支持ストリップ
３４ 引張ばね
３５ 固定点
３６ 調整要素
３６０ 下側多孔ストリップ
３６００ 切り欠き
３６１ 上側多孔ストリップ
３６１０ 切り欠き
３６２ アクチュエータ
３６２０ 本体
３６２１ 下側突起
３６２２ 上側突起
３６２３ スプルー
３７ ステッピングモータ
α 主方向角度
β 傾斜角
ｄ 距離
Ｌ１．．．Ｌ４ 光
Ｌα 光方向
Ｎ 法線
ＳＢ１、ＳＢ２ ビーム
ＳＬ 日光
ＶＢ 仮想イメージ
Ｓ１ 内側サブフレームにラックを固定する
Ｓ２ 外側サブフレーム上の補助ラックに薄板を固定する
Ｓ３ ラックに薄板を組み込む
Ｓ４ ラック内に薄板を固定する
Ｓ５ 補助ラックから薄板を分離する
Ｓ６ 内側サブフレームからラックを取り外す

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

薄板構成（２５０）であって、
－複数の歯（２５２）を有する第１のラック（２５１）と、
－前記第１のラック（２５１）上に配置され、且つ複数の歯（２５２）を有する第１のカバーラックストリップ（２５３）と、
－複数の歯（２５２）を有する第２のラック（２５４）と、
－前記第２のラック（２５４）上に配置され、且つ複数の歯（２５２）を有する第２のカバーラックストリップ（２５５）と、
－前記ラック（２５１、２５４）及び前記カバーラックストリップ（２５３、２５５）の前記歯（２５２）間に固定される複数の薄板（２５６）と
を有する薄板構成（２５０）。

【請求項2】

前記ラック（２５１、２５４）、前記カバーラックストリップ（２５３、２５５）及び前記薄板（２５６）は、互いに接着接合される、請求項１に記載の薄板構成（２５０）。

【請求項3】

前記第１のラック（２５１）及び前記第２のラック（２５４）は、支持ストリップのための固定部分（２５７）を有する、請求項１又は２に記載の薄板構成（２５０）。

【請求項4】

前記薄板（２５６）は、弾性であるように設計される、請求項１に記載の薄板構成（２５０）。

【請求項5】

請求項１に記載の薄板構成（２５０）を製造する方法であって、
－内側サブフレーム（３０）上に第１のラック（２５１）及び第２のラック（２５４）を固定するステップ（Ｓ１）と、
－外側サブフレーム（３１）に固定される第１の補助ラック（３１０）及び第２の補助ラック（３１１）に複数の薄板（２５６）を固定するステップ（Ｓ２）と、
－前記外側サブフレーム（３１）を使用して、前記第１のラック（２５１）及び前記第２のラック（２５４）に前記複数の薄板（２５６）を組み込むステップ（Ｓ３）と、
－第１のカバーラックストリップ（２５３）及び第２のカバーラックストリップ（２５５）を使用して、前記第１のラック（２５１）及び前記第２のラック（２５４）内に前記複数の薄板（２５６）を固定するステップ（Ｓ４）と、
－前記第１の補助ラック（３１０）及び前記第２の補助ラック（３１１）から前記複数の薄板（２５６）を分離するステップ（Ｓ５）と、
－前記内側サブフレーム（３０）から前記第１のラック（２５１）及び前記第２のラック（２５４）を取り外すステップ（Ｓ６）と
を含む方法。

【請求項6】

前記ラック（２５１、２５４）、前記カバーラックストリップ（２５３、２５５）及び前記薄板（２５６）は、互いに接着接合される、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記薄板（２５６）は、前記補助ラック（３１０、３１１）に固定される（Ｓ２）前に、定められた重量で張力を付与される、請求項５又は６に記載の方法。

【請求項8】

前記薄板（２５６）は、前記補助ラック（３１０、３１１）に接着接合される、請求項５に記載の方法。

【請求項9】

請求項１に記載の薄板構成（２５０）を有するカバーアセンブリ（２５）。

【請求項10】

請求項９に記載のカバーアセンブリ（２５）を有する、交通手段のためのヘッドアップディスプレイ。

【国際調査報告】