JP5211982B2 - ヘッドアップディスプレイ装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、投影部によって形成される表示像を反射鏡によって反射して表示部材に投影するヘッドアップディスプレイ装置を製造する方法に関するものである。

従来、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示像を形成して投影する投影部と、当該投影部によって投影された表示像を表示部材に向けて反射する反射鏡とを収容および保持するハウジングを備える。このようなヘッドアップディスプレイ装置のハウジングには、例えば特許文献１のような、反射鏡が嵌め込まれる反射鏡保持部が予め形成されている。また、特許文献１とは異なる例として、反射鏡を保持するための両面テープが貼り付けられる反射鏡保持部が形成されたヘッドアップディスプレイ装置のハウジングが知られている。さらに異なる例として、反射鏡の下端部と嵌合する嵌合溝と、当該反射鏡の上端部を挟持するクリップを固定する固定爪とを有する反射鏡保持部が形成されたヘッドアップディスプレイ装置のハウジングが知られている。
特開２００５−３３８６８９号公報

さて、特許文献１のヘッドアップディスプレイ装置において、反射鏡を反射鏡保持部に嵌め込む際、各材料が備える弾性に起因して、反射鏡と反射鏡保持部との間に隙間が生じる。そのため、反射鏡と反射鏡保持部とが密着しない。特許文献１とは異なる例でも同様に、反射鏡と反射鏡保持部との間に両面テープや隙間が介在するので、反射鏡と反射鏡保持部とが密着しない。故に、反射鏡は反射鏡保持部によって厳密に角度が規定されず、投影部を保持する投影器保持部に対する反射鏡の角度のばらつきが生じる。加えて、投影器保持部と反射鏡保持部とがハウジングに成形された後、反射鏡が反射鏡保持部に取り付けられるので、投影器保持部に対する反射鏡の位置が直接的に位置決めされない。故に、投影器保持部に対する反射鏡の位置のばらつきが生じる。これらによれば、投影器保持部に対する反射鏡の角度および位置がばらつくので、投影部によって形成される表示像が、表示部材の所定の位置からずれた位置に投影されてしまうのである。

表示像が表示部材の所定の位置からずれた位置に投影されてしまうと、視認者が表示欠けの無い完全な表示像を視認できる領域が、製品毎にばらつくこととなる。そこで、従来のヘッドアップディスプレイ装置では、反射鏡の面積を拡大することで、完全な表示像が視認可能な領域に余裕代を持たせていた。これにより、表示像の表示部材への投影位置がばらついた場合でも、所定の領域に視認者の視点位置がある際には、必ず完全な表示像が視認されるようにできるので、表示品質が獲得できていた。しかし、拡大された反射鏡によって、ヘッドアップディスプレイ装置の大型化が引き起こされていたのである。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な表示品質を維持しつつ、搭載性の向上を実現するヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、投影部によって形成される表示像を反射鏡によって反射して、表示部材に投影するヘッドアップディスプレイ装置を製造する方法であって、投影部を保持する第一保持部および反射鏡を保持する第二保持部を有するハウジングを、弾性変形自在な緩衝部を有する反射鏡固定部が設けられた成形型によって成形する成形工程において、緩衝部によって特定方向に付勢された反射鏡を反射鏡固定部によって固定させた状態で、溶融したハウジングの材料を特定方向とは反対方向に成形型内に充填し、反射鏡と一体化した第二保持部を成形することを特徴とする。

この発明によれば、溶融したハウジングの材料を成形型内に充填することで、反射鏡が一体化した第二保持部が成形されるので、第二保持部と反射鏡とが直接的に密着する。故に、反射鏡は第二保持部によって厳密に角度を規定された状態で保持されるので、ハウジングに対する反射鏡の角度のばらつきが低減される。加えて、第一保持部を有するハウジングの成形型に対して、反射鏡が反射鏡固定部によって固定された状態で、第二保持部は成形される。故に、第一保持部に対する反射鏡の位置は成形型によって直接的に位置決めされるので、第一保持部に対する反射鏡の位置のばらつきは低減される。これらによれば、反射鏡の角度および位置の精度が向上するので、第一保持部に保持された投影部によって形成される表示像が、表示部材の所定の位置に投影され得る。したがって、表示欠けの無い表示像の全体が確実に視認される領域を狭めることなく、反射鏡を縮小できるので、ヘッドアップディスプレイ装置の小型化が実現される。以上によれば、ヘッドアップディスプレイ装置は、良好な表示品質を維持しつつ搭載性を向上し得るのである。
加えて、緩衝部に特定方向に付勢された反射鏡に対して、溶融したハウジングの材料を当該特定方向とは反対方向に充填することで、反射鏡と充填されたハウジングの材料との接触時に生じる衝撃が弾性変形自在な緩衝部によって緩衝される。これにより、反射鏡と一体化した第二保持部を成形する際の当該反射鏡の損傷を抑制して、良好な表示品質を維持しつつ搭載性を向上させたヘッドアップディスプレイ装置を効率よく製造することができるのである。

請求項２に記載の発明では、成形工程において、溶融されたハウジングの材料を、反射鏡の反射面側の外縁部まで充填させ、外縁部を保持する第二保持部を成形することを特徴とする。この発明によれば、反射鏡の反射面側の外縁部を保持する第二保持部を成形することで、第二保持部は反射鏡を板厚方向に確実に保持する。これにより、反射鏡と第二保持部との間に隙間が生じることを抑制できるので、反射鏡は第二保持部によって厳密に角度を規定された状態で保持され得る。したがって、ハウジングに対する反射鏡の角度のばらつきが確実に低減されるのである。

請求項３に記載の発明では、成形工程において、反射鏡の反射面側、および反射面側とは逆側の裏面側を反射鏡固定部によって板厚方向に挟持した状態で、溶融したハウジングの材料を成形型内に充填し、裏面側に開口部を具備する第二保持部を成形することを特徴とする。この発明によれば、反射鏡固定部が、反射鏡の反射面側および反射面側とは逆側の裏面側を板厚方向に挟持しているので、第一保持部に対する反射鏡の位置決め精度が向上し得る。故に、第一保持部に対する反射鏡の位置のばらつきがさらに低減される。加えて、第二保持部が具備する反射鏡の裏面側の開口部によって、成形後の材料の熱収縮によるひずみを逃がし、第二保持部の変形を抑制することができる。故に、成形型によって位置決めされた反射鏡の位置が成形後も維持されるので、第一保持部に対する反射鏡の位置のばらつきが確実に低減されるのである。

請求項４に記載の発明では、成形工程において、溶融したハウジングの材料を、反射鏡の反射面の平面方向に沿って成形型内に充填することを特徴とする。この発明によれば、溶融されたハウジングの材料は、反射鏡の反射面の平面方向に沿って成形型内に充填されるので、反射鏡と充填されたハウジングの材料との接触時に反射面に生じる衝撃を低減することができる。これにより、反射鏡と一体化した第二保持部を成形する際の反射鏡の損傷を抑制して、良好な表示品質を維持しつつ搭載性を向上したヘッドアップディスプレイ装置を効率よく製造することができるのである。

請求項５に記載の発明では、成形工程において、成形型に設けられた複数の反射鏡固定部に複数の反射鏡を固定した状態で、溶融した前記ハウジングの材料を成形型内に充填し、反射鏡と一体化した複数の第二保持部を成形することを特徴とする。この発明によれば、成形型に設けられた複数の反射鏡固定部に複数の反射鏡を固定した状態で、溶融した前記ハウジングの材料を成形型内に充填するので、すべての反射鏡の角度および位置の精度向上がなされる。ここで、複数の反射鏡がハウジングによって保持されている場合、投影部から表示部材までの光路距離が長くなる。故に、反射鏡の角度および位置の精度向上による表示像の投影位置のばらつき低減作用が顕著に発揮される。特に、複数の反射鏡のうち、表示部材側に配置される反射鏡において大幅な縮小が可能となる。したがって、反射鏡と一体化した複数の第二保持部が成形されたハウジングを備えるヘッドヘッドアップディスプレイ装置に本発明は特に好適なのである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１００が搭載されている車両を示している。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、視認者の視認方向に設けられるインスツルメントパネル９３の内部に設置され、ウィンドシールド９１に表示像９９を投影する。

（構成）
図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、ハウジング２０、プロジェクタ３０、反射鏡４０、および主基板５０（図３参照）を備えている。

図３に示すようにハウジング２０は、加熱により溶融する、例えばポリプロピレン等の熱可塑性材料からなる。ハウジング２０は、底壁部２１および環状の側壁部２６等が設けられた有底容器であって、プロジェクタ３０および反射鏡４０等を収容している。ハウジング２０は、プロジェクタ３０を保持する投影器保持部２２および反射鏡４０を保持する反射鏡保持部２７を有している。投影器保持部２２は、底壁部２１の内面側に設けられ、プロジェクタ３０を保持している。投影器保持部２２は、底壁部２１に対して直交方向に形成されているボスであって、位置決め用ボス２２ａおよび固定用ボス２２ｄ（図２参照）を具備している。位置決め用ボス２２ａは、平滑な支持面２２ｂを形成している。この支持面２２ｂには、当該支持面２２ｂと直交する方向に位置決めピン２３ａが埋め込まれている。固定用ボス２２ｄ（図２参照）には、スクリュー２３ｂと螺合するスクリュー孔が穿設されている。反射鏡保持部２７は、側壁部２６には設けられ、反射鏡４０を保持している。加えて、ハウジング２０の底壁部２１の外面側には、底壁部２１と直交する方向に複数のボス２１ａが設けられている。尚、投影器機保持部２２は請求項に記載の「第一保持部」に、反射鏡保持部２７は請求項に記載の「第二保持部」に、それぞれ相当する。

加えて、ハウジング２０の内側面には、当該ハウジング２０内に入射する外来光の反射を抑制するための黒色の塗装が施されている。また図１に示すように、ハウジング２０の上面部には、例えばアクリル等の透光性の樹脂材料からなる防塵カバー２９が嵌め込まれている。防塵カバー２９は、ハウジング２０内へ塵や埃等の浸入を防止するとともに、ウィンドシールド９１側へ反射された表示像９９を透過する。

図３に示すようにプロジェクタ３０は、ケース体３１、光源部３３、レンズ３５、および液晶パネル３７等により構成されている。ケース体３１は、例えば樹脂材料からなる有底容器であって、液晶パネル３７およびレンズ３５を収容している。ケース体３１の底壁部中央には、光が通過可能な投影窓３１ａが形成されている。加えて、ケース体３１の底壁部と相対する側の開口は、光源部３３が複数のスクリュー３１ｂの締結によって取り付けられることで、閉じられている。さらに、ケース体３１の周壁部外側には、ケース体位置決め部３１ｄおよびケース体固定部３１ｇ（図２参照）が形成されている。ケース体位置決め部３１ｄは、平滑な取付面３１ｅと、当該取付面３１ｅと直交方向に設けられた位置決め孔３１ｆを具備している。位置決め孔３１ｆと位置決めピン２３ａとが嵌合するとともに、取付面３１ｅと支持面２２ｂとが当接することによって、ケース体３１はハウジング２０に対して位置決めされる。この位置決めされた状態で、図２に示すように、ケース体固定部３１ｇが固定用ボス２２ｄにスクリュー２３ｂの締結によって固定されることで、プロジェクタ３０はハウジング２０に対して保持されている。

図３に示すように光源部３３は、発光ダイオード３３ａ、副基板３３ｂおよび締結孔を有している。発光ダイオード３３ａは、電圧の印加によって光束を放射する半導体素子であって、白色の光束をレンズ３５側に向けて放射する。副基板３３ｂは、紙フェノール系またはガラスエポキシ系の硬質材料からなる矩形の回路基板である。副基板３３ｂのレンズ３５側の面には、銅箔材料からなる所定の配線パターン（図示しない）が形成されるとともに、当該配線パターンと電気的に接続された発光ダイオード３３ａが実装されている。加えて副基板３３ｂには、発光ダイオード３３ａに電圧を印加するＬＥＤ駆動回路（図示しない）が形成されている。これにより、副基板３３ｂ上のＬＥＤ駆動回路を介して発光ダイオード３３ａに電圧が印加される。また副基板３３ｂには、矩形の対角に配置されて、板厚方向に貫通している締結孔が設けられている。この締結孔に挿入され、締結されたスクリュー３１ｂによって、光源部３３はケース体３１に取り付けられている。

レンズ３５は、光学用に最適化された透光性の高い樹脂材料によって形成されており、ケース体の側壁部の内周側に保持されている。レンズ３５は、光源部３３側となる平滑な入射面３５ｃと、外側に向かって凸である出射面３５ｂとを形成している。レンズ３５の中心には、レンズの厚さ方向に沿った光軸３５ａｘが存在し、この光軸３５ａｘの延長上に発光ダイオード３３ａは配置されている。この配置によれば、レンズ３５に入射面３５ｃ側から入射する光束は、光軸３５ａｘ側に屈折されて出射面３５ｂ側から出射される。

液晶パネル３７は、ケース体３１の投影窓３１ａの周縁部に、当該ケース体３１の内側から両面テープ３１ｃによって保持されている。液晶パネル３７は、矩形板状の透過型の表示パネルであって、レンズ３５の出射面３５ｂと相対する位置に、レンズ３５の光軸３５ａｘと直交する方向に配置されている。液晶パネル３７には、電圧の印加によって光の透過率が変化する複数のセグメントが予め形成されている。液晶パネル３７は、各セグメントによって、出射面３５ｂから出射された光束の通過を制御することにより表示像９９を形成する。

図２に示すように、表示像９９を反射する反射鏡４０として、平面鏡４１と凹面鏡４６とが設けられている。平面鏡４１は矩形板状であって、平滑な平面が形成可能なガラス等の基材と、基材の表面に形成されたアルミニウムの蒸着面によってなる反射面４２とによって形成されている。平面鏡４１は、出射面３５ｂ側および凹面鏡４６側に反射面４２を向けて配置され、ハウジング２０に保持されている。また、凹面鏡４６は、板厚方向に湾曲されたガラス等の基材と、当該基材の凹面側の表面に形成されたアルミニウム等の蒸着によってなる凹鏡面４７とによって形成されている。凹面鏡４６は、平面鏡４１側およびウィンドシールド９１（図１参照）側に凹鏡面４７を向けて配置され、ハウジング２０に対して保持されている。以上の平面鏡４１およびは凹面鏡４６の配置によって、液晶パネル３７を通過した光束はウィンドシールド９１（図１参照）に向けて反射される。

図３に示すように、主基板５０は、紙フェノール系またはガラスエポキシ系の硬質材料からなる回路基板であって、主基板５０はハウジング２０の底壁部２１の平面形状に倣った形状に形成されている。主基板５０は、底壁部２１の外面側に設けられているボス２１ａにスクリュー２１ｂによって複数個所で締結されることで、ハウジング２０に保持されている。また、主基板５０には、銅箔材料からなる所定の配線パターン（図示しない）が形成され、当該配線パターンが液晶パネル３７の液晶駆動回路（図示しない）を構成している。液晶駆動回路は、主基板５０と液晶パネル３７とを電気的に接続しているフレキシブル基板（図示しない）を介して、液晶パネル３７に設けられた各セグメントに電圧を印加する。さらに、主基板５０は、副基板３３ｂともフレキシブル基板（図示しない）によって接続されている。主基板５０を介して副基板３３ｂに設けられているＬＥＤ駆動回路に電力が供給される。

図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００を収容しているインスツルメントパネル９３は樹脂材料からなり、車両の構造部材（図示しない）に取り付けられている。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、インスツルメントパネル９３又は車両の構造部材に取り付けられた複数のブラケット（図示しない）を介して、インスツルメントパネル９３内部に保持固定されている。また、ヘッドアップディスプレイ装置１００の上面側には、強化ガラスよりなるウィンドシールド９１が位置している。ウィンドシールド９１は、ヘッドアップディスプレイ装置１００側に凹となるよう湾曲している。ウィンドシールド９１が、表示像９９が投影される請求項に記載の「表示部材」に相当する。

以上のような構成のヘッドアップディスプレイ装置１００による表示像９９の投影について説明する。

図２に示すように、発光ダイオード３３ａによって放射状に放射された光束は、レンズ３５によって光軸３５ａｘ側へ屈折される。これにより光束の大部分は、光軸３５ａｘに沿った方向へ直進し、液晶パネル３７に到達する。そして、液晶パネル３７の各セグメントを通過した光束は、図１に示すように、平面鏡４１、凹面鏡４６、およびウィンドシールド９１によって順に反射され、視認者の視点ＩＰに到達する。ここで、液晶パネル３７から平面鏡４１までの光路距離をＤ１、平面鏡４１から凹面鏡４６までの光路距離をＤ２、凹面鏡４６からウィンドシールド９１の内側面までの光路距離をＤ４、ウィンドシールド９１から視点ＩＰまでの光路距離をＤ６とする。

液晶パネル３７を通過した光束により、まず表示像９９の意匠を備えた表示像９９ａが形成される。そして、表示像９９ａは、凹面鏡４６に反射されることで、凹面鏡４６の凹鏡面４７とは反対側の距離Ｄ３の位置に虚像として表示される表示像９９ｂとなる。これは、Ｄ１とＤ２との和は凹面鏡の焦点距離よりも短くなるよう設定されているためである。尚、表示像９９ｂは、表示像９９ａの拡大像である。さらに、表示像９９ｂは、ウィンドシールド９１の内側面に向けて投影される。ヘッドアップディスプレイ装置１００側に凹となるよう湾曲しているウィンドシールド９１は、凹面鏡４６と同様の光学的作用を備えている。ウィンドシールド９１の焦点距離はＤ３とＤ４との和の距離よりも遥かに長いため、視認方向前側のＤ５の位置に表示像９９が結ばれる。表示像９９は、表示像９９ｂの拡大像である。視認者は、視点ＩＰにおいて、Ｄ５とＤ６との和の距離に表示像９９を視認することができる。

このように、表示像９９を投影するヘッドアップディスプレイ装置１００では、視認者が表示欠けの無い完全な表示像を視認できる領域Ａ１が限定される。この領域Ａ１の広さは、反射鏡４０の大きさに依存するものである。また、ヘッドアップディスプレイ装置１００が表示品質を獲得するためには、所定の領域に視認者の視点ＩＰがある際には、必ず完全な表示像９９が視認されるようにされなければならない。したがって、ヘッドアップディスプレイ装置１００における反射鏡４０の大きさは、当該装置１００の表示品質が獲得可能な大きさに設定されるのもとなる。

（製造方法）
以下、本発明の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１００の製造方法について説明する。

図４（ａ）および（ｂ）に示すように、ハウジング２０を成形するための成形型７０は、金属材料よりなる複数の金型部材７０ａ，７０ｂ等を組み合わせて構成されている。金型部材７０ａは、ハウジング２０の成形時に平面鏡４１を挟持するための反射鏡固定部７１ａを有している。反射鏡固定部７１ａは、金型部材７０ａの内面から直交方向に突出しており、平面鏡４１の裏面４３側の中央部と当接する。また、金型部材７０ｂは、ハウジング２０の成形時に平面鏡４１を挟持および固定するための反射鏡固定部７１ｂ，７１ｃ、および緩衝部材７３を有している。反射鏡固定部７１ｂ，７１ｃは、金型部材７０ａの内面から直交方向に突出している。反射鏡固定部７１ｂは、平面鏡４１の４つの角部を支持し、反射鏡固定部７１ｃは、平面鏡４１の反射面４２側の中央部と当接する。緩衝部材７３は、弾性変形自在であって、ハウジング２０の材料の成形温度、（ポリプロピレンの場合、例えば２５０℃程度）に対して十分な耐熱性を備えたエラストマーによって形成されている。緩衝部材７３は、平面鏡４１の一つの側面と当接し、当該平面鏡４１を平面方向に沿って反射鏡固定部７１ｂに付勢する。また、金型部材７０ａおよび７０ｂを組み合わせることにより、ハウジング２０の材料を成形型７０内に充填させるための充填孔７５が形成される。充填孔７５は、平面鏡４１の反射面４２に沿った方向、且つ平面鏡４１に対して緩衝部材７３とは逆側に形成される。

以上のように形成された成形型７０を用いた成形工程では、当該成形型７０に設けられた反射鏡固定部７１ａ，７１ｂ，７１ｃに、平面鏡４１を固定する。まず、成形型７０のうち、金型部材７０ｂの反射鏡固定部７１ｂ，７１ｃに平面鏡４１を設置する。平面鏡４１の反射面４２側を反射鏡固定部７１ｃに当接させることにより、当該平面鏡４１の板厚方向の位置決めがなされる。加えて、平面鏡４１の４つの角部を反射鏡固定部７１ｂに支持させることにより、当該平面鏡４１の平面方向の位置および角度の決めがなされる。またこのとき、平面鏡４１は、緩衝部材７３によって、当該平面鏡４１の緩衝部材７３側とは反対側の方向に付勢する状態となる。そして、平面鏡４１が設置された金型部材７０ｂに金型部材７０ａを組み合わせ、平面鏡４１の裏面４３側の中央部に反射鏡固定部７１ａを当接させる。金型部材７０ｂと金型部材７０ａとを組み合わせることで、平面鏡４１を反射鏡固定部７１ｂおよび反射鏡固定部７１ａによって挟持する。以上によれば、反射鏡固定部７１ａ，７１ｂ，７１ｃに平面鏡４１を固定させた状態の成形型７０を準備できる。そして、平面鏡４１が成形型７０に固定された状態で、溶融したハウジング２０の材料であるポリプロピレンを、充填孔７５を通して成形型７０内に充填する（矢示ＰＰ）。

ここまで説明した成形工程では、反射鏡固定部７１ｂ，７１ｃが平面鏡４１の反射面４２側の角部以外の外縁部４２ａを支持しない形状であることから、当該外縁部４２ａまで溶融したポリプロピレンが充填されることなる。加えて、反射鏡固定部７１ａが裏面４３側の中央部と当接する形状であることから、溶融したポリプロピレンが当該裏面４３側の中央部を避けて充填されることとなる。また、平面鏡４１の反射面４２に沿った方向に形成された充填孔７５を通過することで、溶融したポリプロピレンは、平面鏡４１の反射面４２の方向に沿って成形型７０に充填されることとなる。さらに、平面鏡４１に対して緩衝部材７３とは逆側に形成された充填孔７５を通過することで、溶融したポリプロピレンは、緩衝部材７３が平面鏡４１を付勢する方向とは反対の方向に充填されることとなる。

このような成形型７０を用いた成形工程によって形成されるハウジング２０には、図５に示すように、平面鏡４１と一体化した反射鏡保持部２７が成形されている。反射鏡保持部２７は、平面鏡４１の反射面４２側の外縁部４２ａを保持する外縁保持部２７ａを具備している。加えて、反射鏡保持部２７は、平面鏡４１の裏面４３側の中央部に、開口部２７ｂを具備している。

以上説明した本発明の第一実施形態によれば、平面鏡４１が一体化した反射鏡保持部２７が成形されるので、反射鏡保持部２７と平面鏡４１とが直接的に密着する。故に、平面鏡４１は反射鏡保持部２７によって厳密に角度を規定された状態で保持されるので、ハウジング２０に対する平面鏡４１の反射面４２の角度のばらつきが低減される。加えて、投影器保持部２２を有するハウジング２０の成形型７０に対して、平面鏡４１が成形型７０反射鏡固定部７１ａ，７１ｂ，７１ｃによって固定された状態で、反射鏡保持部２７は成形される。故に、投影器保持部２２に対する平面鏡４１の反射面４２の位置は、成形型７０によって直接的に位置決めされる。そのため、投影器保持部２２に対する平面鏡４１の位置のばらつきは低減される。これらによれば、平面鏡４１の反射面４２の角度および位置の精度が向上するので、投影器保持部２２に保持されたプロジェクタ３０によって形成される表示像９９が、ウィンドシールド９１の所定の位置に投影され得る。したがって、反射鏡４０を縮小した場合でも、表示欠けの無い完全な表示像９９が確実に視認される所定の領域を確保し得るので、ヘッドアップディスプレイ装置１００の小型化が実現される。以上によれば、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、良好な表示品質を維持しつつ搭載性を向上し得るのである。

加えて本発明の第一実施形態によれば、反射鏡保持部２７の外縁保持部２７ａが平面鏡４１の外縁部４２ａを保持しているので、平面鏡４１は板厚方向に確実に保持されている。これにより、平面鏡４１と反射鏡保持部２７との間に隙間が生じることを抑制できるので、平面鏡４１は反射鏡保持部２７によって厳密に角度を規定された状態で保持され得る。したがって、ハウジング２０に対する平面鏡４１の角度のばらつきは確実に低減されるのである。

また本発明の第一実施形態によれば、反射鏡固定部７１ａ，７１ｂ，７１ｃが、平面鏡４１の反射面４２側および裏面４３側を板厚方向に挟持しているので、投影器保持部２２に対する平面鏡４１の位置決め精度が向上し、平面鏡の位置のばらつきがさらに低減される。加えて、開口部２７ｂによって、成形後のポリプロピレンの熱収縮によるひずみを逃がすことができるので、反射鏡保持部２７の変形を抑制することができる。故に、成形型７０によって位置決めされた平面鏡４１の角度および位置が成形後も維持されるので、投影器保持部２２に対する平面鏡４１の位置のばらつきが確実に低減されるのである。

さらに本発明の第一実施形態によれば、溶融されたポリプロピレンが、平面鏡４１の反射面４２の平面方向に沿って成形型内に充填されるので、平面鏡４１とポリプロピレンとの接触時に平面鏡４１に生じる衝撃を低減することができる。加えて、緩衝部材７３が付勢する方向に反対の方向にポリプロピレンを充填することで、平面鏡４１とポリプロピレンとの接触時に生じる衝撃が緩衝される。これらにより、成形工程における平面鏡４１の損傷を抑制して、良好な表示品質を維持しつつ搭載性を向上したヘッドアップディスプレイ装置１００を効率よく製造することができるのである。

（第二実施形態）
図６および図７に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。図６に示すように、第二実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置のハウジング２２０が有する反射鏡保持部２２７は、第一実施形態の反射鏡保持部２７のような外縁保持部２７ａおよび開口部２７ｂを具備していない。このような反射鏡保持部２２７を有するハウジング２２０を成形するための成形型２７０、およびその成形型２７０を用いた成型工程について以下に説明する。

図７（ａ）および（ｂ）に示すように、成形型２７０は、複数の金属材料よりなる金型部材２７０ａ，２７０ｂ等を組み合わせて構成されている。金型部材２７０ａには、第一実施形態の金型部材７０ａのような反射鏡固定部７１ａが設けられていない。また、金型部材２７０ｂは、反射鏡固定部２７１ｂ，２７１ｃ、および緩衝部材７３を有している。反射鏡固定部２７１ｂ，２７１ｃは、金型部材２７０ｂの内面に直交方向に設けられた凹部によって形成されている。この凹部の深さは、平面鏡４１の厚さと比較して浅く形成されている。反射鏡固定部２７１ｂは、凹部の周壁部であって、平面鏡４１の４つの辺部と当接し、平面鏡４１を反射面４２に沿った平面方向に支持する。反射鏡固定部２７１ｃは、凹部の底壁部であって、平面鏡４１の反射面４２と当接し、平面鏡４１を板厚方向に支持する。

以上のように形成された成形型２７０を用いた成形工程では、当該成形型２７０のうち金型部材２７０ｂに設けられた反射鏡固定部２７１ｂ，２７１ｃに、平面鏡４１を固定する。まず、金型部材２７０ｂの反射鏡固定部２７１ｂ，２７１ｃに平面鏡４１を設置する。平面鏡４１の反射面４２側を反射鏡固定部２７１ｃに当接させることにより、当該平面鏡４１の板厚方向の位置決めがなされる。加えて、平面鏡４１の４つの辺部を反射鏡固定部２７１ｂに支持させることにより、当該平面鏡４１の反射面４２の平面方向および角度の位置決めがなされる。そして、平面鏡４１の反射面４２を重力方向下側とした状態で。金型部材２７０ｂに金型部材２７０ａを組み合わせる。以上によれば、反射鏡固定部２７１ｂ，２７１ｃに平面鏡４１を固定させた状態の成形型２７０を準備できる。平面鏡４１が反射鏡固定部２７１ｂ，２７１ｃより脱落しない状態を維持した状態で、溶融したポリプロピレンを、充填孔７５を通して、平面鏡４１の反射面４２の平面方向に沿って、成形型２７０内に充填する（矢示ＰＰ）。

ここまで説明した成形工程では、反射鏡固定部２７１ｂを形成する凹部の深さが、平面鏡４１の板厚よりも浅いことから、平面鏡４１の側壁面の一部まで溶融したポリプロピレンが充填されることなる。また、溶融したポリプロピレンは、平面鏡４１の裏面４３側の全面に亘り充填されることとなる。

以上説明した本発明の第二実施形態によれば、平面鏡４１が一体化した反射鏡保持部２２７が成形されるので、反射鏡保持部２２７と平面鏡４１とが直接的に密着する。故に、平面鏡４１は反射鏡保持部２２７によって厳密に角度を規定された状態で保持されるので、ハウジング２２０に対する平面鏡４１の反射面４２の角度のばらつきが低減される。加えて、投影器保持部２２を有するハウジング２２０の成形型２７０に対して、平面鏡４１が成形型２７０の反射鏡固定部２７１ｂ，２７１ｃによって固定された状態で、反射鏡保持部２２７は成形される。故に、投影器保持部２２に対する平面鏡４１の反射面４２の位置は、成形型７０によって直接的に位置決めされる。そのため、投影器保持部２２に対する平面鏡４１の位置のばらつきは低減される。これらによれば、平面鏡４１の反射面４２の角度および位置の精度が向上するので、投影器保持部２２に保持されたプロジェクタ３０によって形成される表示像９９が、ウィンドシールド９１の所定の位置に投影され得る。したがって、反射鏡４０を縮小した場合でも、表示欠けの無い完全な表示像９９が確実に視認される所定の領域を確保し得るので、ヘッドアップディスプレイ装置の小型化が実現される。以上によれば、本発明の第二実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置は、第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１００と同様に、良好な表示品質を維持しつつ搭載性を向上し得るのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的に第一実施形態では、反射鏡保持部２７は、外縁保持部２７ａおよび開口部２７ｂを共に具備している。また、第二実施形態では、反射鏡保持部２２７は、外縁保持部および開口部を共に具備していない。これらに対して、図８に示すように、外縁保持部２７ａのみを具備している反射鏡保持部３２７であってもよい。又は、開口部のみを具備している反射鏡保持部であってもよい。さらには、開口部２７ｂは平面鏡４１の裏面４３まで達しない凹部であってもよい。何れの反射鏡保持部であっても、平面鏡４１の反射面４２の角度および位置の精度の向上を達成し得る。

上記実施形態では、溶融されたハウジング２０，２２０の材料との接触時に平面鏡４１に生じる衝撃を低減するため、溶融された当該材料を、平面鏡４１の反射面４２の方向に沿って成形型７０，２７０に充填していた。また、溶融されたハウジング２０，２２０の材料の充填方向とは逆方向に、緩衝部材７３が平面鏡４１を付勢することによって、平面鏡４１に生じた衝撃を緩衝していた。しかし、平面鏡４１が、溶融されたハウジング２０，２２０の材料との接触時に損傷しないだけの強度を有していれば、当該材料の充填方向を限定するものではない。また、金型部材７０ａ，２７０ａの緩衝部材７３を省略してもよい。

上記実施形態では、一つの反射鏡保持部２７，２２７を有するハウジング２０，２２０の成形工程を例に説明した。しかし、成形工程において、成形型に設けられた複数の反射鏡固定部に複数の反射鏡４０を固定した状態で、溶融したハウジング２０，２２０の材料を成形型７０，２７０内に充填し、各反射鏡４０と一体化した複数の反射鏡保持部２７，２２７を成形してもよい。この場合、すべての反射鏡４０の角度および位置の精度向上が達成される。ここで、複数の反射鏡４０がハウジング２０，２２０によって保持されている場合、プロジェクタ３０からウィンドシールド９１までの光路距離が長くなる。故に、反射鏡４０の角度および位置の精度向上による表示像９９の投影位置のばらつき低減作用が顕著に発揮される。そのため、特に複数の反射鏡４０のうち、ウィンドシールド９１側に配置される反射鏡４０において大幅な縮小が可能となる。尚、反射鏡４０は、平面鏡４１に限定するものではなく、凹面鏡４６や、その他の反射面形状を有する反射鏡であってもよい。

上記実施形態では、車両のウィンドシールド９１に虚像である表示像９９を投影するヘッドアップディスプレイ装置１００に本発明を適用した例を示したが、本発明は、各種の輸送機器に搭載され、視認者の前方に設けられた透光性の表示部材に、表示像を投影するヘッドアップディスプレイ装置に適用することができる。

本発明の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置を搭載した車両の構成を示す模式図である。 本発明の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の概略構成を示す模式図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置において、ハウジング成形用の成形型の特徴部分を説明するための模式図である。 本発明の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の特徴部分を説明するための模式図であって、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である 図５の特徴部分の別の変形例を説明するための模式図である。 図４の特徴部分の別の変形例を説明するための模式図である。 図５の特徴部分のさらに別の変形例を説明するための模式図である。

符号の説明

２０，２２０，３３０ ハウジング、２１ 底壁部、２１ａ ボス、２１ｂ スクリュー、２２ 投影器保持部（第一保持部）、２２ａ 位置決め用ボス、２２ｂ 支持面、２２ｄ 固定用ボス、２３ａ 位置決めピン、２３ｂ スクリュー、２６ 側壁部、２７，２２７，３２７ 反射鏡保持部（第二保持部）、２７ａ 外縁保持部、２７ｂ 開口部、２９ 防塵カバー、３０ プロジェクタ（投影部）、３１ ケース体、３１ａ 投影窓、３１ｂ スクリュー、３１ｃ 両面テープ、３１ｄ ケース体位置決め部、３１ｅ 取付面、３１ｆ 位置決め孔、３１ｇ ケース体固定部、３３ 光源部、３３ａ 発光ダイオード、３３ｂ 副基板、３５ レンズ、３５ａｘ 光軸、３５ｂ 出射面、３５ｃ 入射面、３７ 液晶パネル、４０ 反射鏡、４１ 平面鏡、４２ 反射面、４２ａ 外縁部、４３ 裏面、４６ 凹面鏡、４７ 凹鏡面、５０ 主基板、７０，２７０ 成形型、７０ａ，７０ｂ，２７０ａ，２７０ｂ 金型部材、７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，３７１ｂ，３７１ｃ 反射鏡固定部、７３ 緩衝部材（緩衝部）、７５ 充填孔、９１ ウィンドシールド（表示部材）、９３ インスツルメントパネル、９９，９９ａ，９９ｂ 表示像、１００ ヘッドアップディスプレイ装置

Claims (5)

1. 投影部によって形成される表示像を反射鏡によって反射して、表示部材に投影するヘッドアップディスプレイ装置を製造する方法であって、
   前記投影部を保持する第一保持部および前記反射鏡を保持する第二保持部を有するハウジングを、弾性変形自在な緩衝部を有する反射鏡固定部が設けられた成形型によって成形する成形工程において、前記緩衝部によって特定方向に付勢された前記反射鏡を前記反射鏡固定部によって固定させた状態で、溶融した前記ハウジングの材料を前記特定方向とは反対方向に前記成形型内に充填し、前記反射鏡と一体化した前記第二保持部を成形することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置の製造方法。
2. 前記成形工程において、溶融された前記ハウジングの材料を、前記反射鏡の反射面側の外縁部まで充填させ、前記外縁部を保持する前記第二保持部を成形することを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置の製造方法。
3. 前記成形工程において、前記反射鏡の前記反射面側、および前記反射面側とは逆側の裏面側を前記反射鏡固定部によって板厚方向に挟持した状態で、溶融した前記ハウジングの材料を前記成形型内に充填し、前記裏面側に開口部を具備する前記第二保持部を成形することを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置の製造方法。
4. 前記成形工程において、溶融した前記ハウジングの材料を、前記反射鏡の前記反射面の平面方向に沿って前記成形型内に充填することを特徴とする請求項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装置の製造方法。
5. 前記成形工程において、前記成形型に設けられた複数の前記反射鏡固定部に複数の前記反射鏡を固定した状態で、溶融した前記ハウジングの材料を前記成形型内に充填し、前記反射鏡と一体化した複数の前記第二保持部を成形することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置の製造方法。

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