平视显示装置用的罩以及平视显示装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种平视显示装置用的罩以及平视显示装置。


背景技术：

2.已知有从射出口朝向外部的被投射部件(例如车辆的挡风玻璃)射出显示光，将显示光显示的图像显示为虚像的平视显示器(hud：head-up display)装置。
3.在专利文件1中，公开了一种具备覆盖射出口的罩的hud装置，该hud装置将通过显示器生成，并且由凹面镜反射的显示光从设置于壳体的射出口射出。在专利文件1中公开的罩具备：具有透光性的板状部(防护玻璃)、和设置在板状部的背面的遮光性印刷层。遮光性印刷层具有规定罩的显示光的透过区域的开口部，并且设置成覆盖隐藏罩的背面侧的不需要部分(参照同文件的图4)。
4.专利文件
5.专利文件1：日本专利文件特开2018-120029号公报
6.在上述的罩的结构中，存在通过从射出口进入壳体内部，并且由凹面镜等反射的外部光被遮光性印刷层的开口部附近的部分吸收而产生热的情况。特别是，在外部光由凹面镜集光而到达遮光性印刷层的情况下，罩(主要是具有透光性的板状部)由于光吸收的热量可能引起变形。


技术实现要素：

7.本实用新型是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制由吸光引起的罩的热变形的平视显示装置用的罩以及平视显示装置。
8.为达成上述目的，本实用新型的第一观点所涉及的平视显示装置用的罩设置在从射出口朝向被投射部件射出显示光的平视显示装置中，是具有覆盖上述射出口并且使所述显示光朝向被透射部件透过的透过区域的平视显示装置用的罩，
9.并且具备：具有透光性的板状部；和
10.设置在上述板状部的上表面侧或者下表面侧的层状部，
11.上述层状部，具备：
12.形成有开口的掩模层、和设置在上述掩模层的下表面侧，吸光度比上述掩模层低的低吸光层，
13.在上述板状部中的上述开口的内侧的区域是上述透过区域，
14.上述低吸光层具有受光部，该受光部设置于上述开口的周围的至少一部分，接受来自下表面侧的光。
15.为达成上述目的，本实用新型的第二观点所涉及的平视显示装置用的罩设置在从射出口朝向被投射部件射出显示光的平视显示装置中，是具有覆盖上述射出口并且使所述显示光朝向被透射部件透过的透过区域的平视显示装置用的罩，
16.并且具备具有透光性的板状部，和
17.设置在上述板状部的上表面侧或者下表面侧，形成有开口的层状部，
18.在上述板状部中的上述开口的内侧的区域是上述透过区域，
19.上述层状部具有受光部，该受光部位于上述开口的周围的至少一部分，并且接受来自下表面侧的光。
20.在上述受光部形成有使从下表面侧入射的光部分地向上表面侧通过的光通过部。
21.为达成上述目的，本实用新型的第三观点所涉及的平视显示装置，具备：
22.上述平视显示装置用的罩，
23.壳体，上述壳体具有上述射出口、以及位于上述射出口的周围并载置上述罩的载置部，和
24.反射部，上述反射部使在上述壳体内生成的上述显示光朝向上述射出口反射，
25.上述受光部位于比上述载置部更靠上述射出口侧，接受由上述反射部反射的光。
26.实用新型效果
27.根据本实用新型，能够抑制由吸光引起的罩的热变形。
附图说明
28.图1是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的平视显示器(hud)装置的虚像显示的方式的示意图。
29.图2是第一实施方式所涉及的hud装置的概略结构图。
30.图3是表示第一实施方式所涉及的上壳体和罩的关系的概略立体图。
31.图4是第一实施方式所涉及的上壳体、低反射片、固定部及罩的分解立体图。
32.图5中的(a)是第一实施方式所涉及的罩的沿着图3所示的a-a线的概略截面图，图5中的(b)是第一实施方式所涉及的变形例的罩的概略截面图。
33.图6中的(a)是第二实施方式所涉及的罩的概略截面图，图6中的(b)是第二实施方式所涉及的变形例的罩的概略截面图。
34.符号说明
35.100平视显示器(hud)装置
36.10显示部
37.20反射部
38.21平面镜
39.22凹面镜
40.30壳体
41.30a上壳体
42.30b下壳体
43.31射出口
44.31a～31d内周壁部
45.32载置部
46.40低反射片
47.50固定部
48.60、260罩
49.60a透过区域
50.61板状部
51.62、262层状部
52.70掩模层
53.70a开口
54.80低吸光层
55.81受光部
56.81a光通过部
57.71受光部
58.71a、271a光通过部
59.1车辆
60.2仪表板
61.3挡风玻璃
62.4用户
63.l显示光
64.v虚像
具体实施方式
65.参照附图对本实用新型的一实施方式进行说明。
66.(第一实施方式)
67.如图1所示，第一实施方式所涉及的平视显示装置(hud：head-up display)装置100例如配设于车辆1的仪表板2内。hud装置100从射出口31朝向作为被投射部件的一例的挡风玻璃3射出显示光l。通过挡风玻璃3反射的显示光l朝向用户4(主要是车辆1的驾驶员)侧，使用户4将显示光l所显示的图像视觉识别为虚像v。虚像v经由挡风玻璃3显示于车辆1的前方。由此，用户4能够使虚像v与前方风景重叠地进行观察。虚像v显示与车辆1相关的各种信息(以下称为车辆信息)。此外，车辆信息不仅是车辆1自身的信息，也包含车辆1的外部信息。
68.以下，将在车辆1设置有hud装置100的情况下的、用车辆1的上下方向以及前后方向来对各结构加以说明。在适当的图中，将上方表示为“u”，将下方表示为“d”，将前方表示为“f”，将后方表示为“b”。
69.如图2所示，hud装置具备：显示部10、反射部20、壳体30、低反射片40、固定部50、罩60。
70.显示部10通过未图示的控制部的控制生成显示表示车辆信息的图像的显示光l，并朝向反射部20射出。显示部10例如是tft(thin film transistor：薄膜晶体管)型的lcd(liquid crystal display：液晶显示器)和具有从背后lcd进行照明的背光源。背光源例如由led(light emitting diode：发光二极管)、导光部件等构成。
71.反射部20为将显示部10射出的显示光l导向挡风玻璃3的结构，具备平面镜21和凹面镜22。平面镜21将显示部10射出的显示光l朝向凹面镜22加以反射。凹面镜22将来自平面镜21的显示光l扩大，并且使其朝向挡风玻璃3反射。
72.壳体30由合成树脂、金属形成为具有遮光性的箱状，将显示部10以及反射部20分别容纳在满足上述功能的位置。壳体30具备：朝向上方开口的呈箱状的下壳体30b、和与下壳体30b的开口端连结的上壳体30a。在下壳体30b内容纳有反射部20，在下壳体30b的外底面上装载有显示部10。
73.如图3以及图4所示，上壳体30a形成为框状，并具备射出口31和载置部32。另外，图3是为了说明上壳体30a和罩60的位置关系的概略立体图。在图3中，上壳体30a的位于罩60的下方的部分用虚线表示，并且省略了低反射片40和固定部50。
74.射出口31是在hud装置100朝向挡风玻璃3射出显示光l时的开口部分。射出口31使从显示部10射出并由反射部20的凹面镜22反射的显示光l通过。射出口31形成为矩形的开口形状，作为构成其内周面的壁部，具有内周壁部31a～31d。内周壁部31a和内周壁部31b在前后方向上大致相对。内周壁部31c和内周壁部31d在图3及图4中的左右方向上相对。在位于内周壁部31a后方的内周壁部31b上设有低反射片40。内周壁部31b从射出口31的下端朝向车辆1的后方，以其高度变高的方式倾斜。
75.低反射片40是抑制太阳光等的外部光的片材，并固定于内周壁部31b的上表面。低反射片40例如由在表面涂敷有发泡聚氨酯的黑色的片材构成。低反射片40只要能够抑制外部光的反射，则其结构是任意的，但优选耐热性优异、发挥气体的产生少的低反射片。低反射片40通过未图示的双面胶带、粘接剂等固定在内周壁部31b的上表面。
76.上壳体30a的载置部32是载置罩60的外周端部的部分，形成为包围射出口31的框状。罩60经由固定部50固定于载置部32。
77.固定部50是用于将罩60固定于上壳体30a的结构，并位于载置部32和罩60之间。固定部50例如由可弹性变形的双面胶带构成，如图4所示，与载置部32的上表面形状对应地配置成框状。另外，双面胶带也可以具有分割成多个的部分。双面胶带可弹性变形地形成，因此具有吸收由罩60和上壳体30a的线膨胀系数差产生的应力的功能。另外，固定部50也可以是粘接剂。另外，也可以代替固定部50或者与固定部50一起设置使罩60与上壳体30a相互嵌合的嵌合部。
78.如图5中的(a)所示，罩60具备具有透光性的板状部61和设置于板状部61的下表面侧的层状部62。
79.图5中的(a)是沿图3所示的a-a线的罩60的概略截面图。另外，在图5中的(a)中，罩60以外的结构用虚线表示。另外，以下，在说明罩60的层状部62时，以与内周壁部31c对应的部位为代表进行说明，省略与其他的内周壁部31a、31b、31d分别对应的部位的说明。这是因为罩60中的与层状部62的内周壁部31a～31d分别对应的部位的形态相同。之后，参照图5中的(b)、图6中的(a)、图6中(b)进行说明时也是同样。
80.罩60通过经由固定部50固定于上壳体30a的载置部32，从而从上方覆盖射出口31。另外，罩60具有使显示光l朝向作为被投射部件的一例的挡风玻璃3透过的透过区域60a。
81.板状部61在俯视时形成为大致矩形、并且呈弯曲的板状。板状部61由丙烯酸等透光性树脂形成的有机玻璃、无机玻璃构成。
82.层状部62具备掩模层70和设置在掩模层70的下表面侧的低吸光层80。
83.掩模层70是形成在板状部61的下表面并具有遮光性的层。例如，掩模层70由通过丝网印刷形成的黑色的遮光性印刷层构成。在掩模层70上形成有规定罩60中的显示光l的
透过区域60a的矩形的开口70a。罩60的开口70a内(即，未形成掩模层70的部分)成为透过区域60a。例如，掩模层70在板状部61的透过区域60a以外的区域设置成底板状。
84.掩模层70的开口70a侧的端部比载置部32更向射出口31侧突出。由此，能够覆盖比罩60更靠下方的部件的不需要部分，并且能够抑制构成射出口31的内周面的内周壁部31c等的成像映入虚像v内。
85.低吸光层80形成在掩模层70的下表面，是吸光度比掩模层70低的层(即，光的反射率比掩模层70高的层)。例如，低吸光层80由通过丝网印刷形成的白色的印刷层构成。
86.低吸光层80具有接受来自下表面侧的光的受光部81。在此所说的“来自下表面侧的光”不仅包括由凹面镜22、内周壁部31c反射而朝向低吸光层80的显示光l的一部分，还包括从上方进入射出口31，并由凹面镜22、内周壁部31c反射而朝向低吸光层80的太阳光等外部光。
87.受光部81减少从下表面侧到达掩模层710的光，并且抑制因吸收到达自身的光而引起的发热。受光部81位于掩模层70中的比载置部32更向射出口31侧突出的部分的下表面。受光部81设置在掩模层70的开口70a的周围，例如遍及开口70a的全周设置。另外，受光部81只要设置在开口70a的周围的至少一部分即可。可以通过实验、模拟求出由凹面镜22反射的光容易聚集的部分等，根据该部分来确定设置受光部81的位置。
88.另外，受光部81中的透过区域60a侧的端部(图5中的(a)中的左端)位于比掩模层70的透过区域60a侧的端部(图5中的(a)中的左端)更靠外侧(图5中的(a)中的右侧)。由此，能够抑制由受光部81的透过区域60a侧的端部反射的光形成的像映入虚像v内。
89.在以上说明的第一实施方式所涉及的的hud装置100用的罩60中，设置在板状部61的下表面侧的层状部62具备形成有开口70a的掩模层70和吸光度比掩模层70低的低吸光层80。低吸光层80具有设置在开口70a的周围的至少一部分，接受来自下表面侧的光的受光部81。作为一例，掩模层70由遮光性印刷层构成，低吸光层80由吸光度比掩模层70低的颜色的印刷层构成。
90.另外，hud装置100具备：罩60、射出口31、以及具有位于射出口31的周围并载置罩60的载置部32的壳体30(具体而言是上壳体30a)；和使在壳体30内生成的显示光l朝向射出口31反射的反射部20(具体而言是凹面镜22)。受光部81位于比载置部32更靠射出口31侧，并接受由反射部20反射的光(不仅是进入的外部光，还包含显示光l的一部分)。
91.通过该结构，能够减少从下表面侧到达掩模层70的光并且抑制由于低吸光层80的受光部81吸收的光所引起的发热。因此，能够抑制由于吸光而引起的罩60的热变形。
92.(第一实施方式的变形例)
93.如图5中的(b)所示，在低吸光层80的受光部81上也可以形成有使从下表面侧入射的光部分地向掩模层70通过的光通过部81a。在该变形例中，受光部81例如由圆点状(点状)的白色印刷组构成，光通过部81a由点状的印刷的间隙(即，未形成白色印刷的部分)实现。另外，受光部81不限于点状的印刷组，也可以由条纹状的印刷组等间歇的任意的模式的印刷组构成。在该情况下也同样，光通过部81a只要通过这些印刷的间隙来实现即可。
94.在以上说明的第一实施方式的变形例所涉及的hud装置100用的罩60中，在低吸光层80的受光部81上形成有使从下表面侧入射的光部分地向掩模层70通过的光通过部81a。
95.根据该结构，能够减少由受光部81反射而有可能使虚像v的显示品质降低的光，并
且减少从下表面侧到达掩模层70的光，并且抑制由低吸光层80的受光部81吸收的光引起的发热。因此，能够抑制由吸光引起的罩60的热变形。
96.(第二实施方式)
97.下面，对具有形态与以上的第一实施方式不同的层状部262的第二实施方式所涉及的罩260进行说明。以下，对与第一实施方式相同的结构适当省略说明，主要说明与第一实施方式的不同点。
98.如图6中的(a)所示，第二实施方式所涉及的罩260具备具有透光性的板状部61和设置于板状部61的下表面侧的层状部262。层状部262由掩模层70构成。即，第二实施方式所涉及的层状部262不具备如第一实施方式那样的低吸光层80。
99.掩模层70是形成在板状部61的下表面并具有遮光性的层。例如，掩模层70由通过丝网印刷形成的黑色的遮光性印刷层构成。掩模层70的开口70a侧的端部比载置部32更向射出口31侧突出。
100.第二实施方式所涉及的掩模层70具有接受来自下表面侧的光的受光部71。受光部71由在掩模层70中的比载置部32更向射出口31侧突出的部分构成。在受光部71上形成有使从下表面侧入射的光部分地向上表面侧通过的光通过部71a。例如，受光部，71由圆点状(点状)的遮光性印刷组构成，光通过部71a由点状的印刷的间隙(即，未形成遮光性印刷的部分)实现。另外，受光部71不限于点状的印刷组，也可以由条纹状的印刷组等间歇的任意的模式的印刷组构成。在该情况下也同样，光通过部71a只要通过这些印刷的间隙来实现即可。
101.受光部71设置在掩模层70的开口70a的周围，例如遍及开口70a的全周设置。另外，受光部71只要设置在开口70a的周围的至少一部分即可。可以通过实验、模拟求出由凹面镜22反射的光容易聚集的部分等，根据该部分来确定设置受光部71的位置。
102.在以上说明的第二实施方式所涉及的hud装置100用的罩260中，层状部262(掩模层70)具有受光部71，在受光部71上形成有使从下表面侧入射的光部分地向上表面侧通过的光通过部71a。作为一例，层状部262由遮光性印刷层构成，光通过部71a由未形成遮光性印刷层的部分构成。
103.另外，hud装置100具备：罩260、射出口31、以及具有位于射出口31的周围并载置罩260的载置部32的壳体30(具体而言是上壳体30a)、和使在壳体30内生成的显示光l朝向射出口31反射的反射部20(具体而言是凹面镜22)。受光部71位于比载置部32更靠射出口31侧，并接受由反射部20反射的光(不仅是进入的外部光，还包含显示光l的一部分)。
104.这样，与在板状部61的背面使遮光性印刷层形成为底板状(同样地)的情况相比，通过在受光部71上形成光通过部71a能够抑制在掩模层吸收的光，因此能够抑制由吸光引起的发热。因此，能够抑制由于吸光引起的罩260的热变形。
105.(第二实施方式的变形例)
106.如图6中的(b)所示，层状部262的受光部71也可以具有变形例所涉及的光通过部271a。在该变形例中，构成层状部262的掩模层70是具有吸光度比黑色低的颜色(例如灰色)的低吸光性印刷层，由使从下表面侧到达的光部分地向上表面侧透过(通过)的印刷层构成。这样，具有透光性的印刷层例如通过将印刷层自身形成为非常薄的薄膜，或形成为烟雾状而实现。另外，即使在这种情况下，为了用掩模层70覆盖隐藏板状部61的下表面侧，优选
用接近黑色的灰色等颜色来构成掩模层70。变形例所涉及的光通过部271a由在低吸光性印刷层中具有透光性的部分实现。另外，也可以与上述同样地，受光部71由圆点状(点状)的印刷组构成，光通过部271a由点状的印刷的间隙(即，未形成低吸光性印刷层的部分)实现。另外，受光部271不限于点状的印刷组，也可以由条纹状的印刷组等间歇的任意的模式的印刷组构成。在该情况下也同样，光通过部271a只要通过这些印刷的间隙来实现即可。
107.在以上说明的第二实施方式的变形例所涉及的hud装置100用的罩260中，在层状部262(掩模层70)的受光部71上形成有使从下表面侧入射的光部分地向上表面侧通过的光通过部271a。层状部262由具有吸光度比黑色低的颜色的低吸光性印刷层构成，光通过部271a由在低吸光性印刷层中具有透光性的部分或未形成低吸光性印刷层的部分构成。
108.这样，与在板状部61的背面底板状地(同样地)形成遮光性印刷层的情况相比，通过在受光部71上形成光通过部271a，能够抑制在掩模层70吸收的光，因此能够抑制由吸光引起的发热。因此，能够抑制由吸光引起的罩260的热变形。
109.另外，本实用新型并不限定于以上的实施方式及附图。在不改变本实用新型的主旨的范围内，可以适当地施加变更(也包括结构要素的删除)。
110.(其他变形例)
111.在以上的说明中，说明了将层状部62、262设于板状部61的下表面侧的例子，但是也可以将层状部62、262设于板状部61的上表面侧。这样，通过与上述同样的理由能够抑制由于吸光引起的罩260的热变形。但是，由于用户4等有可能接触板状部61的上表面，因此如果考虑层状部62、262的剥离等情况，则优选将层状部62、262设置在板状部61的下表面侧。
112.在以上的说明中，构成层状部62、262的印刷层也可以通过丝网印刷以外的公知的印刷方法(例如凹版印刷或苯胺印刷等)形成。另外，构成层状部62、262的层不限于印刷层，也可以由片状的部件构成。进而，也可以将由双面胶带构成的固定部50向射出口31侧延长，使该延长的部分的背面代替白色印刷层等而作为低吸光层80的受光部81发挥功能。
113.具有遮光性的掩模层70的颜色不限于黑色，可以是任意颜色，也可以是深蓝色。另外，低吸光层80的颜色不限于白色，可以是任意颜色，也可以是黄色、金属色等。另外，由具有吸光度比黑色低的颜色的低吸光性印刷层构成的第二实施方式的变形例所涉及的层状部262的颜色也是任意的。
114.显示部10不限于使用lcd的结构，也可以采用使用oled(organic light emitting diode:有机发光二极管)的结构。另外，显示部10例如也可以使用dmd(digital micro mirror device：数字微镜装置)、lcos(liquid crystal on silicon：液晶硅片)等反射型显示装置。
115.反射部20只要能够使来自显示部10的显示光l反射一次或多次，结果能使其经由射出口31朝向挡风玻璃3，则其结构、镜的片数是任意的。
116.作为显示光l的投射对象的被投射部件不限于车辆1的挡风玻璃3，也可以是由板状的半反射镜、全息元件等构成的组合器。
117.搭载hud装置100的车辆1的种类没有限定，可以适用于机动四轮车、机动二轮车等各种车辆。另外，hud装置100也可以搭载在飞机、船舶、机动雪橇等车辆1以外的交通工具上。
118.在以上的说明中，为了容易理解本实用新型，适当省略了公知的技术事项的说明。