新HUD製作中

以前の試作1号機では、とにかく省スペース性を優先してアルミアングルとアルミ板の接着で筐体を製作しました。しかしながら加工時の歪などでアルミ板の平面が気になったり、外力で比較的簡単に変形して接着の剥がれなども発生しやすい物でした。また加工箇所が多いため製作に時間がかかり、かといって手抜きをするとそこが目立つんですよね。

こんな試作1号機の評価結果が出ているので、2号機では製作方法を変えてみようと思ったわけです。

まずは精度を要求されるLCOSから1次像を結像するまでの光学エンジン部をユニットとしてつくり込み、これをミラーボックスに取り付ける形を考えました。
ところがユニット化してしまうと(しっかりとしたベースプレートを使ったのも悪いのですが)、省スペース性がよくないんですよ。特に直方体形状にしようとすると像を結像する位置などにも影響が出て、結果的にかなり大きな物になってしまいました。
実際にユニットのみを実車のダッシュボード上に置いてみると、その大きさにびっくりデス。
ただし光学系の実験には都合が良く、1次結像像の拡大や焦点位置や全体サイズの決定などには役に立ちました。

そのため本格的な筐体の二次試作ではアプローチを変更して、出力側に近いミラーボックスから作っていくことにしました。今回はボックス自体は電子工作用などに出回っている市販のアルミボックスをベースに、これを大胆にカットして使用することにしました。
このボックスはアルミ板の加工品ですが、当然きっちり精度が出ていてまた端面の折り曲げ処理などにより強度もあり、完成時の美観向上や強度にも期待が持てます。

今回のミラーボックスの大きな変更点は、ダッシュボードに出来るだけフィットするようにミラーの角度変更(45度から30度近辺)になります。これにより光路の曲がりが直角ではなくなるので、
イメージの投影角度などを考えながら実際に図面を引いて検討を行いました。
当然ミラーボックスも小型の方が望ましいので、拡大レンズの幅(約100mmに合わせて、W100xH90xD120のアルミケースを加工します。
まずはミラーを底面付近に30度で設置するので、ケースの底付近を大胆に30度でカット。ミラーを保持する板を作りネジ止め、これを実車に持ち込みサイズ検討をします。

ボックスはタカチ電機工業のMB-21 (W100xH90xD120) を使用

やはり30度の傾きは正解で、いい感じでメーターフードの上部にフィットします。しかし一次像をミラーボックスに導くための、ミラーもしくはプリズムの設置スペースが...。

やはり光学系をユニット化するのは無理！


こうなるとプリズムもミラーボックスの背面(車両では前方)に貼り付けるように設置しないといけません。そうすると、自然と一次結像レンズもその隣に設置となります。

もしやるならダッシュボードに穴を開けてダッシュボードに設置する必要がありそうです。とにかく小型化しやすいプリズムをつかうにしても、ミラーボックス裏の突出は最小限にしないといけないことが判明。
(もう限界に挑んでしまいますよ！)

ここで割を食うのがLCOSのユニット、制御基板もセット(短いフレキシブルケーブルで接続)なので大きくなりやすく設置自由度が非常に低いのです。
ここの処理をどうするかで、かなりの時間を消費しました。
結果、ここもミラーボックスと同じようにミニマムサイズの市販アルミケースを流用することに。もうね、基板の最小寸法でケースのサイズを決めたので、基板の突出部がケースに当たりまくって大変でした。

使用しないコネクタ部品などは切除してしまって、基板の突出部もやすりでゴリゴリ削りましたよ。さらに基板の基本長がケース内径より本当に若干だけ広かったために基板の端面も僅かですが(0.2mmとか)、やすりで削って何とか干渉をクリア。

基板の保持方法も、厚み方向でもう少し改善が必要かな。


ケースは、IDEAL(摂津金属工業)のCB45(W55xH45xD80)を使用

LCOSの制御基板サイズ(突起部を除く)が、75x53程度で、もう本当にぴったりというか、ちょっとアウトなサイズ。H45は必要ないが、H方向にはサイズ的な制限は無いため長めになっているが、WとDはもう限界ギリギリ。
その余裕もミラーボックスへの固定や冷却用FANを設置する予定だし、将来的にはLCOSの光源を変更する場合にスペースが必要なのでまあ適当だったかも。

とにかくLCOSユニットの保持方法決定が一番の難所でしたが、
若干強度面で不安が残るものの、LCOSユニットを収めるボックスもほぼ出来ました。まだコネクタ/スイッチ用の穴を開けてないけど。
ネジ止め箇所の改善などはまだ必要ですが、ミラーボックス本体＋貼り付け光学系はほぼ決まりました。

あと暫定で動かすためには、拡大レンズとコンバイナの保持機構が必要になります。もう少しなのでがんばろう！


さらに目隠しの板を製作したり、スポンジなどによる目張り、塗装なんかもしないとね。