JP2015102750A - 画像表示装置 - Google Patents
画像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015102750A JP2015102750A JP2013244232A JP2013244232A JP2015102750A JP 2015102750 A JP2015102750 A JP 2015102750A JP 2013244232 A JP2013244232 A JP 2013244232A JP 2013244232 A JP2013244232 A JP 2013244232A JP 2015102750 A JP2015102750 A JP 2015102750A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- image display
- buffer member
- light
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
【課題】光学素子の位置精度を維持したまま放熱性を高める技術を提供する。【解決手段】画像表示装置において、筐体110は、第一の部分としての底部112と第二の部分としての側壁部114を有する。ヒートシンク243は、底部112に対して固定される。光源は、ヒートシンク243に接続され、画像表示光を生成するための光を発する。緩衝部材250は、側壁部114とヒートシンク243との間に設けられる。緩衝部材250は、熱伝導性を有する材料により構成される。ヒートシンク243は、緩衝部材250により側壁部114と熱的に結合される。【選択図】図4
Description
本発明は、画像表示装置に関する。
ヘッドアップディスプレイと呼ばれる車両用表示装置が知られている。ヘッドアップディスプレイは、車外から入る光を透過すると共に、車内に配置された光学ユニットから投射された画像を車両のウィンドシールドなどに反射させることにより、車外の風景に重畳して情報を表示する表示装置である。ヘッドアップディスプレイは、車外の景色を視認している運転者が視線や焦点をほとんど変化させることなく光学ユニットから投射された画像の情報を認識することができるため、車両用の表示装置として近年注目を集めている。
表示装置の光源として、発光ダイオードなどの発光素子が用いられることがある。発光素子は、放熱のためにヒートシンク等が取り付けられる。ヒートシンクによる放熱性を高めるため、例えば、素子とヒートシンクの間に熱伝導部材を設ける構造が挙げられる(特許文献1参照)。
表示画像を投射する光学ユニットの性能は光学素子の配置関係に影響されることから、光源などの光学素子は、筐体などに精度良く位置決めされるように固定する必要がある。また、光源の放熱性を高めるためには、光源に接続されるヒートシンクを筐体などの熱容量の大きい部材に固定することが望ましい。しかしながら、位置決めの固定とは別に、放熱性のためにヒートシンクを筐体に固定してしまうと、筐体とヒートシンクとの間の固定手段によって、光学素子の位置精度が低下してしまうおそれがある。
本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、光学素子の位置精度を維持したまま放熱性を高める技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像表示装置は、第一の部分と第二の部分を有する筐体と、第一の部分に対して固定されるヒートシンクと、ヒートシンクに接続され、画像表示光を生成するための光を発する光源と、第二の部分とヒートシンクとの間に設けられる緩衝部材と、を備える。
本発明の画像表示装置によれば、光学素子の位置精度を維持したまま放熱性を高める技術を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施の形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
実施の形態に係る画像表示装置として、車両のダッシュボード内に設置して使用されるヘッドアップディスプレイ10を例に挙げて説明する。図1は、実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ10の設置態様を模式的に示す図である。ヘッドアップディスプレイ10は、光学ユニット100と制御装置50とを含む。図1は、車両の進行方向(図1における左方向)を基準として左側のダッシュボード内に光学ユニット100を配置して使用する場合を示す図であり、以下の実施の形態は、左ハンドル車における運転者向けにヘッドアップディスプレイ10が配置されている例を示している。なお、右ハンドル車用とするため、車両の進行方向を基準として光学ユニット100の内部構成を左右反転させればよい。以下図1を参照して、ヘッドアップディスプレイ10の概要を説明する。
制御装置50は図示しないCPU(Central Processing Unit)を備え、光学ユニット100に表示させるための画像信号を生成する。制御装置50はまた、図示しない外部入力インタフェースを備えており、ナビゲーション装置やメディア再生装置などの外部装置から出力された画像信号が入力され、その入力された信号に対して所定の処理を行った後、光学ユニット100に出力することもできる。
光学ユニット100は、制御装置50が生成した画像信号をもとに、ウィンドシールド610に虚像450として表示させる画像表示光を生成する。このため光学ユニット100は、筐体110の内部に画像投射部210、中間鏡350、中間像形成部360、および投射鏡400を備える。
画像投射部210は制御装置50が出力した画像信号をもとに画像表示光を生成して投射する。画像投射部210には、光源、画像表示素子、及び各種光学レンズなどの光学素子が収納される。本実施の形態では画像表示素子として反射型液晶表示パネルであるLCOS(Liquid crystal on silicon)を用いる場合を例示するが、画像表示素子としてDMD(Digital Micromirror Device)を用いてもよい。その場合、適用する表示素子に応じた光学系及び駆動回路で構成するものとする。
画像投射部210が投射した画像表示光は中間鏡350で反射される。中間鏡350で反射された画像表示光は、中間像形成部360に結像される。中間像形成部360で結像した実像に係る画像表示光は、中間像形成部360を透過し、投射鏡400に投射される。
中間像形成部360は、拡散スクリーン362と、凹レンズ364を有する。拡散スクリーン362は、中間像形成部360を透過する画像表示光に基づく実像を結像させるとともに、投射鏡400へと向かう画像表示光の配光角を制御する。凹レンズ364は、投射鏡400へと向かう画像表示光の主光線の方向を制御し、中間像形成部360を透過する前後の画像表示光がなす角度を調整する。
中間像形成部360を透過した画像表示光は、投射鏡400により反射されウィンドシールド610に投射される。投射鏡400は凹面鏡であり、中間像形成部360を透過した画像表示光は投射鏡400によって拡大されてウィンドシールド610に投射される。ウィンドシールド610に投射された画像表示光は、ウィンドシールド610によってユーザに向かう光路へ変更される。運転者であるユーザEは、ウィンドシールド610で反射された画像表示光を虚像450として、ウィンドシールド610よりも視線方向の前方に認識する。
以上の構成とすることで、ユーザは、制御装置50から出力された画像信号に基づく虚像を、ウィンドシールド610を介して現実の風景に重畳して視認することができる。
次に、図2から図4を参照しながら、本実施の形態に係る光学ユニット100について説明する。図2は、本発明の実施の形態に係る光学ユニット100の内部構成を示す図である。まず、図2を参照して、光学ユニット100の内部構成を説明する。
上述したように、光学ユニット100は、筐体110の内側に画像投射部210、中間鏡350、中間像形成部360、および投射鏡400を備える。筐体110は、第一の部分としての底部112と、第二の部分としての側壁部114を有する。筐体110は、例えばアルミ製のダイキャストである。
画像投射部210、中間鏡350および中間像形成部360は、筐体110の底部112に固定される。画像投射部210、中間鏡350および中間像形成部360は、底部112に固定されることにより光学的な位置決めがなされる。これらの配置関係は、投射される画像表示光の視認性に影響を与えるため、底部112に精度良く固定される。
画像投射部210は、白色光を発生する光源を備える。光源はLED(Light Emitting Diode)や半導体レーザー光源を用いて実現できるが、本実施の形態では、光源としてLEDを用いる場合について説明する。光源は使用時に熱を発生するため、ヒートシンク243に接続される。ヒートシンク243は、画像投射部210に含まれる光源、画像表示素子、及び各種光学レンズなどが取り付けられる光学ベース245に固定される。
光学ベース245は、取付部245a、245b、245cを有しており、取付部245a、245b、245cにより底部112にねじ止め等により固定される。したがって、ヒートシンク243は、光学ベース245を介して底部112に固定され、取付部245a、245b、245cにより位置決めがなされる。
光学ユニット100は、緩衝部材250を備える。緩衝部材250は、ヒートシンク243と筐体110の側壁部114の間に設けられる。緩衝部材250は、変形容易な弾性材料であり、かつ、熱伝導性を有する材料により構成される。緩衝部材250として、例えばシリコンゲルなどのシート状部材や板状部材を用いればよい。緩衝部材250は、ヒートシンク243と側壁部114を熱的に結合する機能を有する。
次に、図3を参照してヘッドアップディスプレイ10の光学系について説明する。図3は、画像投射部210の内部構成を画像表示光の光路とともに模式的に示す図である。
画像投射部210は、照明部230、反射鏡236、フィールドレンズ237、偏光ビームスプリッタ238、位相差板239、画像表示素子240、検光子241、投射レンズ242、ヒートシンク243、鏡筒244、及び光学ベース245を備える。また、照明部230は、光源231、コリメートレンズ232、UV−IR(UltraViolet-Infrared Ray)カットフィルタ233、偏光子234、フライアイレンズ235を備える。
光源231は白色の光を発する発光ダイオードからなり、ヒートシンク243に取り付けられる。ヒートシンク243は、光源231の発光に伴い発生する熱を放熱する。光源231の放熱性を高めるため、ヒートシンク243と光源231の間には熱結合部材が設けられる。この熱結合部材として、例えば、熱伝導率の高い放熱グリスなどを用いればよい。
光源231が発した光は、コリメートレンズ232によって平行光に変えられる。UV−IRカットフィルタ233は、コリメートレンズ232を通過した平行光から紫外光及び赤外光を吸収し除去する。偏光子234は、UV−IRカットフィルタ233を通過した光を乱れのないP偏光へと変える。そしてフライアイレンズ235が、偏光子234を通過した光の明るさを均一に整える。
反射鏡236は、照明部230のフライアイレンズ235を透過した光の光路を90度変更する。反射鏡236で反射された光は、フィールドレンズ237によって集光される。フィールドレンズ237が集光した光は、P偏光を透過する偏光ビームスプリッタ238及び位相差板239を介して、画像表示素子240に照射される。
画像表示素子240は、画素毎に赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタを備えている。画像表示素子240に照射された光は、各画素に対応する色となり、画像表示素子240の備える液晶組成物によって変調が施され、S偏光の画像表示光となって偏光ビームスプリッタ238に向けて出射される。出射されたS偏光の光は偏光ビームスプリッタ238で反射され、光路を変えて検光子241を通過した後に投射レンズ242へ入射される。投射レンズ242を透過した画像表示光は、画像投射部210を出て中間鏡350に入射する。
鏡筒244は、投射レンズ242を固定する部材であり、略円筒形状の部材である。光学ベース245は、画像投射部210を構成する光学素子を固定する部材である。光学ベース245は、照明部230を構成する光学素子や、反射鏡236、フィールドレンズ237、偏光ビームスプリッタ238、位相差板239、画像表示素子240、検光子241を固定しこれらの光学素子の位置を決める。また、光学ベース245は、鏡筒244を固定し、鏡筒244をすることにより投射レンズ242の位置を決める。また、光源231が接続されるヒートシンク243を固定することにより、光源231の位置を決める。
つづいて、実施の形態に係る緩衝部材250について説明する。図4は、ヒートシンク243と側壁部114の間に設けられる緩衝部材250を示す断面図である。
筐体110の底部112には、取付孔112a、112bが設けられており、光学ベース245の取付部245a、245b、245cに挿通されるねじ246が締結される。このとき、光学ベース245は、底部112に対して固定される取付部245a、245b、245cにより筐体110に固定され、底部112を基準として筐体110に精度良く固定されることなる。これにより、画像投射部210は、底部112に対して固定され、光学的な位置が決められる。
ヒートシンク243は、光学ベース245に固定されており、光学ベース245から側壁部114に向けて突出する。側壁部114の内面114aには、緩衝部材250の配置を規制する溝114bが設けられる。溝114bは、ヒートシンク243が配置される位置に対応して設けられる。緩衝部材250は、溝114bに嵌め込まれることにより、ヒートシンク243と側壁部114との間に配置される。これにより、緩衝部材250は、側壁部114の内面114aに沿った方向に移動しないように規制される。
緩衝部材250は、溝114bに対向するヒートシンク243と接するように設けられる。なお、緩衝部材250は、ヒートシンク243とは固定されておらず、ヒートシンク243が緩衝部材250を側壁部114に向けて押圧する力によって、ヒートシンク243と側壁部114の間に挟み込まれている。このため、緩衝部材250は、緩衝部材250が持つ弾性力によってヒートシンク243を支持することとなる。その一方で、緩衝部材250が持つ弾性力はそれほど強いものではなく、ヒートシンク243が底部112に対して固定される位置精度に影響を与えない程度の弱い力でヒートシンク243を支持する。
以下、本実施の形態のヘッドアップディスプレイ10が奏する効果を説明する。
本実施の形態においては、ヒートシンク243が緩衝部材250により側壁部114と熱的に結合される。このため、ヒートシンク243と側壁部114の間に隙間が設けられる場合と比べて、ヒートシンク243の放熱性を高めることができる。筐体110は、アルミ製のダイキャストであり熱容量が大きいとともに放熱性に優れるため、筐体110をヒートシンクの一部分として活用することで、放熱効果が高められるためである。
また、本実施の形態においては、ヒートシンク243が側壁部114に直接固定されて熱結合されるのではなく、側壁部114との間に挟み込まれる緩衝部材250によって熱結合される。これにより、ヒートシンク243の位置を底部112に対して精度良く決めることができ、ヒートシンク243に接続される光源231の位置精度を高めることができる。また、ヒートシンク243は、画像投射部210の位置を決める光学ベース245に固定されているため、光学ベース245の位置精度を高めるとともに、光学ベース245に固定される光学素子の位置精度を高めることもできる。
仮に、放熱性を高めるためにヒートシンク243を側壁部114にねじ止め等により固定する場合、ヒートシンク243と側壁部114との間の固定によって、底部112に対するヒートシンク243の位置に影響が生じるおそれがある。ヒートシンク243の位置精度を底部112との固定により決めようとする場合、底部112以外の側壁部114とヒートシンク243を固定してしまうと、その固定態様により位置がずれてしまうおそれがある。具体的には、側壁部114との固定によりヒートシンク243が側壁部114の方向(左右方向)へずれたり、側壁部114に沿った方向(上下方向)にずれたりするおそれがある。そうすると、ヒートシンク243に接続される光源231の位置や、ヒートシンク243が固定される光学ベース245に固定された光学素子の位置もずれてしまい、投射される画像の視認性に影響を与えるおそれがある。
一方、本実施の形態では、ヒートシンク243と側壁部114の間は固定されず、変形容易な弾性材料である緩衝部材250が挟み込まれるだけであるため、ヒートシンク243の位置精度の低下を抑えることができる。これにより、光学素子の位置精度を維持して投射画像の視認性を維持しつつ、光源231の放熱性を高めることができる。これにより、ヘッドアップディスプレイ10の信頼性を高めることができる。
また、本実施の形態では、ヒートシンク243が緩衝部材250と接触するため、振動の影響を緩衝部材250に吸収させることができる。ヘッドアップディスプレイ10は、車両などに搭載されるため、車両の走行状態等に応じて振動するおそれがある。画像投射部210は、複数の光学素子が搭載された精密機器であるため、過度な振動が加わった場合には、画像投射部210の内部に設けられる光学素子の位置がずれて投射画像の視認性に影響が生じるおそれがある。一方、本実施の形態では、緩衝部材250が画像投射部210に接触しているため、画像投射部210の振動を抑えることができる。これにより、ヘッドアップディスプレイ10の信頼性を高めることができる。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
上述の実施の形態では、筐体の第一の部分を底部とし、第二の部分を側壁部として説明した。変形例においては、ヒートシンクが固定される第一の部分と、ヒートシンクとの間に緩衝部材が設けられる第二の部分とが、筐体において異なる部分または面となるような構成であれば、どのような配置としてもよい。例えば、第一の部分を筐体の側壁部とし、第二の部分を筐体の底部としてもよい。また、筐体を構成する部材のうち、ある領域を第一の部分とし、第一の部分とは別のいずれかの領域を第二の部分としてもよい。
上述の実施の形態では、ヒートシンク243が光学ベース245を介して底部112に固定される場合について示したが、変形例においては、ヒートシンク243が底部112に直接固定されることとしてもよい。この場合においても、光源231はヒートシンク243に接続されることから、緩衝部材250を設けることにより、光源231の位置ずれを防止しつつ放熱性を高めることができる。
上述の実施の形態では、ヒートシンク243と光学ベース245とが別部材として形成される場合について示したが、変形例においては、ヒートシンク243と光学ベース245が一体化された一つの部材を放熱部材であるヒートシンクとして用いてもよい。また、ヒートシンク243および光学ベース245を構成する部材が複数の部材に分割されたものを放熱部材として用いてもよい。この場合、ヒートシンク243および光学ベース245を構成する部材が底部112に対して位置決めされるように底部112に固定される一方で、側壁部114に固定されない構成が変形例として含まれうる。このとき、ヒートシンク243および光学ベース245を構成する部材は、側壁部114との間に挟み込まれる緩衝部材250により、側壁部114と熱的に結合される。このような変形例においても、画像投射部210の位置精度を維持したまま、光源231の放熱性を高めることができる。
10…ヘッドアップディスプレイ、100…光学ユニット、110…筐体、112…底部、112a,112b…取付孔、114…側壁部、溝…114b、210…画像投射部、231…光源、243…ヒートシンク、245…光学ベース、245a,245b,245c…取付部、250…緩衝部材。
Claims (5)
- 第一の部分と第二の部分を有する筐体と、
前記第一の部分に対して固定されるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに接続され、画像表示光を生成するための光を発する光源と、
前記第二の部分と前記ヒートシンクとの間に設けられる緩衝部材と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。 - 前記緩衝部材は、熱伝導性を有する材料により構成され、
前記ヒートシンクは、前記緩衝部材により前記第二の部分と熱的に結合されることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記緩衝部材は、変形容易な弾性材料により構成され、前記ヒートシンクにより前記第二の部分へ向けて押圧される力に対する反力により、前記ヒートシンクを支持することを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。
- 前記第二の部分は、前記ヒートシンクに対向する位置に設けられる溝を有し、
前記緩衝部材は、前記溝に嵌め込まれるように設けられることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像表示装置。 - 前記第一の部分に取り付けられ、前記光源の位置を決める光学ベースをさらに備え、
前記ヒートシンクは、前記光学ベースを介して前記第一の部分に固定されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013244232A JP2015102750A (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013244232A JP2015102750A (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 画像表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015102750A true JP2015102750A (ja) | 2015-06-04 |
Family
ID=53378467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013244232A Pending JP2015102750A (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015102750A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019166852A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ |
WO2023195288A1 (ja) * | 2022-04-05 | 2023-10-12 | 矢崎総業株式会社 | 車両用表示装置 |
-
2013
- 2013-11-26 JP JP2013244232A patent/JP2015102750A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019166852A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ |
WO2023195288A1 (ja) * | 2022-04-05 | 2023-10-12 | 矢崎総業株式会社 | 車両用表示装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6115420B2 (ja) | 画像表示装置 | |
JP6127912B2 (ja) | 画像表示装置 | |
JPWO2016147570A1 (ja) | ヘッドアップディスプレイ | |
US20170099467A1 (en) | Wavelength converter, illuminator, and projector | |
US10345690B2 (en) | Optical apparatus and projector | |
JP3702890B2 (ja) | 光学組立体、及びプロジェクタ | |
JP2015059968A (ja) | 画像表示装置 | |
US10185209B2 (en) | Image projection apparatus and illumination optical system | |
JP2015102750A (ja) | 画像表示装置 | |
JP2015031769A (ja) | 電気光学装置および投写型映像表示装置 | |
US8827457B2 (en) | Projector | |
JP2007212496A (ja) | 光学装置及びプロジェクタ並びに光学装置の製造方法 | |
JP5910394B2 (ja) | 画像表示装置 | |
JP6330944B2 (ja) | 中間像形成装置 | |
JP2015087739A (ja) | 光学素子固定部材 | |
JP2015059995A (ja) | 画像表示装置 | |
JP2015049272A (ja) | 投射型表示装置 | |
JP2011075770A (ja) | 光変調装置およびプロジェクター | |
JP6079920B2 (ja) | 画像表示光生成装置およびヘッドアップディスプレイ | |
JP6168222B2 (ja) | 画像表示光生成装置 | |
JP5066802B2 (ja) | プロジェクタ | |
JP6019889B2 (ja) | 画像表示装置 | |
JP2006243643A (ja) | 光学変換素子、およびプロジェクタ | |
JP2006030372A (ja) | 液晶プロジェクタ装置 | |
JP2008233597A (ja) | プロジェクタ |