JP2016075760A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 光源の放熱効率が高いヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】 本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置100は、表示部材114と、光線を放出する光源111を実装した光源基板112と、前記光源111の数に対応したレンズ113aを有し前記光線を集光して前記表示部材114に入射させるレンズ部材113と、前記レンズ部材113を収容するケース体115と、前記光源基板112の前記光源111の熱を放熱する放熱器140と、を備え、前記表示部材114から発せられる表示光Lを投射部材220を介して虚像Vを表示させる。前記レンズ部材113は、前記光線が入射する側に突出する突起部113dを有し、前記ケース体115と前記放熱器140は、前記光源基板112と前記レンズ部材113を挟持し、前記レンズ部材113の突起部113dは、前記挟持される力によって前記前記光源基板113を放熱器側140に押圧する。【選択図】 図2
Description
本発明は、光源の放熱効率が高いヘッドアップディスプレイ装置に関する。
ヘッドアップディスプレイ装置として、特許文献1に開示されるものがある。このヘッドアップディスプレイ装置は、光線を放出する光源と、光線を集光して平行光とするコンデンサレンズと、コンデンサレンズからの光線を分割し光源の像を複数生成するレンズアレイと、レンズアレイにより生成される光源の像から発せられる光線を所定角度で表示部材に入射させるフィールドレンズと、を有した表示器からの表示光を投射部材を介して観察者の視点領域に導いて虚像を表示させるものである。
また、特許文献1に開示されたヘッドアップディスプレイ装置は、光源が発する熱を放熱部材を介して外部に放出するために、光源を実装した回路基板(光源基板)とコンデンサレンズを第1のケースと放熱部材とで挟持して、光源を実装した回路基板の裏面(光源を実装していない面)を放熱部材に押圧して熱伝導性を高めている。
しかしながら、特許文献1に開示されたヘッドアップディスプレイ装置においては、光源基板の隅を放熱部材に押圧するため、光源基板の光源が実装されている位置に対応する裏面が光源基板の隅に比べて放熱部材に押圧される力がかからず、光源の放熱効率において改善の余地がある。
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、光源の放熱効率が高いヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
表示部材114と、光線を放出する光源111を実装した光源基板112と、前記光源111の数に対応したレンズ113aを有し前記光線を集光して前記表示部材114に入射させるレンズ部材113と、前記レンズ部材113を収容するケース体115と、前記光源基板112の前記光源111の熱を放熱する放熱器140と、を備え、前記表示部材114から発せられる表示光Lを投射部材220を介して虚像Vを表示させるヘッドアップディスプレイ装置100であって、
前記レンズ部材113は、前記光線が入射する側に突出する突起部113dを有し、
前記ケース体115と前記放熱器140は、前記光源基板112と前記レンズ部材113を挟持し、
前記レンズ部材113の突起部113dは、前記光源基板113の放熱器側140に当接する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
表示部材114と、光線を放出する光源111を実装した光源基板112と、前記光源111の数に対応したレンズ113aを有し前記光線を集光して前記表示部材114に入射させるレンズ部材113と、前記レンズ部材113を収容するケース体115と、前記光源基板112の前記光源111の熱を放熱する放熱器140と、を備え、前記表示部材114から発せられる表示光Lを投射部材220を介して虚像Vを表示させるヘッドアップディスプレイ装置100であって、
前記レンズ部材113は、前記光線が入射する側に突出する突起部113dを有し、
前記ケース体115と前記放熱器140は、前記光源基板112と前記レンズ部材113を挟持し、
前記レンズ部材113の突起部113dは、前記光源基板113の放熱器側140に当接する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
また、好ましくは、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の
前記光源111は、前記光源基板112に複数実装され、
前記突起部113dは、前記レンズ部材113の各レンズ113aの間に形成される。
前記光源111は、前記光源基板112に複数実装され、
前記突起部113dは、前記レンズ部材113の各レンズ113aの間に形成される。
また、好ましくは、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の
前記突起部113dは、前記レンズ部材113の各レンズ113aの境界方向に延びるリブ部113eを有する。
前記突起部113dは、前記レンズ部材113の各レンズ113aの境界方向に延びるリブ部113eを有する。
また、好ましくは、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の
前記突起部113dは、前記光源基板112の位置決めする位置決め部113gを有する。
前記突起部113dは、前記光源基板112の位置決めする位置決め部113gを有する。
また、好ましくは、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の
前記突起部113dの前記光源基板112に当接する位置113fに、緩衝部材または弾性部材を配設する。
前記突起部113dの前記光源基板112に当接する位置113fに、緩衝部材または弾性部材を配設する。
本発明によれば、光源の放熱効率が高いヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明を車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に適用した実施形態を説明する。
ヘッドアップディスプレイ装置100は、図1に示すように、車両200のインストルメントパネル210内部に搭載され、後述する表示器110が発する表示光Lをフロントガラス(投射部材)220を介して反射させ、車両200の運転者(観察者)Dのアイボックスに導いて、虚像(表示像)Vを表示する。これにより、運転者Dは表示光Lによる虚像Vを風景に重畳させて視認できる。
ヘッドアップディスプレイ装置100は、図2に示すように表示器110と、凹面鏡120と、ハウジング130と、放熱部材140と、から主に構成される。
表示器110は、光源111が実装された光源基板112と、コンデンサレンズ(レンズ部材)113と、液晶表示パネル(表示部材)114と、第1のケース体115と、第2のケース体116と、を備える。
光源111は、LEDなどの発光素子からなり、光線を発する。
光源基板112は、光源111が実装されたリジット基板であり、例えば熱伝導率に優れたアルミナ(セラミックス)基板からなる。光源基板112には、後述するコンデンサレンズ113と共に放熱部材140に固定するための螺子孔112bと、後述するコンデンサレンズ113との相対的な位置決めをするための位置決め孔112cが形成されている。
コンデンサレンズ113は、波長587.56nmにおける屈折率Ndが1.4〜1.7である光学樹脂により作製される凸レンズからなり、光源111から出射される光線を集光し、ヘッドアップディスプレイ装置100の光軸に対して平行化する機能を有する。コンデンサレンズは、1個の光源111に対して1つのレンズ部113aが対応し、本実施形態のように光源111が複数使用される場合は、レンズ部113aが複数配置された集合レンズの形態をとる。なお、コンデンサレンズ113の入射側曲面頂点と光源111の出射面との間隔は、光源111からの光取り込み量及び寸法制約などを条件として規定される。光源111がランバシアン配光に近い特性を持つ場合、コンデンサレンズ113の出射側曲面形状は球面を基本とするが、光源111の配光特性に応じて非球面のトロイダル形状として構成してもよい。
また、コンデンサレンズ113は、図3に示すように、コンデンサレンズ113と光源基板112を放熱部材140に固定するための螺子孔113bと、コンデンサレンズ113と光源基板112とを相対的に位置決めする位置決めピン113cと、各レンズ部113aの間に突出部113dを有する。
突出部113dの側面には、各レンズ部113aのレンズ境界に向かう方向に延びるリブ部113eを有し、このリブ部113eにより突出部113dの剛性を高めている。
また、突出部113dの先端には、コンデンサレンズ113と光源基板112が放熱部材140に固定されたときに、コンデンサレンズ113が光源基板112の基板上に当接する当接部113fと、当接部113fの中央にコンデンサレンズ113と光源基板112とを相対的に位置決めする位置決め凸部113gが形成されている。当接部113fには、不織布からなる緩衝材、または、合成ゴムからなる弾性体を貼付して光源基板112の表面を保護すると共に、コンデンサレンズ113と光源基板112が放熱部材140に螺子固定される際の押圧する力を光源基板112が当接部113fに当接する当接部112fに力が加わり易くしている。
また、突出部113dの先端には、コンデンサレンズ113と光源基板112が放熱部材140に固定されたときに、コンデンサレンズ113が光源基板112の基板上に当接する当接部113fと、当接部113fの中央にコンデンサレンズ113と光源基板112とを相対的に位置決めする位置決め凸部113gが形成されている。当接部113fには、不織布からなる緩衝材、または、合成ゴムからなる弾性体を貼付して光源基板112の表面を保護すると共に、コンデンサレンズ113と光源基板112が放熱部材140に螺子固定される際の押圧する力を光源基板112が当接部113fに当接する当接部112fに力が加わり易くしている。
液晶表示パネル114は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶層を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着した表示パネルであり、第2のケース体116内に収容される。コンデンサレンズ113からの平行光となった光線は液晶表示パネル114を透過して表示光Lとなって凹面鏡120に照射される。
第1のケース体115は、非透過性樹脂材料からなり、光源基板112とコンデンサレンズ113とを収容すると共に、コンデンサレンズ113から出射される平行光を液晶表示パネル114へ導く筒状のケースである。第1のケース体115には、コンデンサレンズ113の螺子孔113bと光源基板112の螺子孔112bを介して放熱部材140に螺子固定するための螺子孔を有しており、第1のケース体115と放熱部材140とでコンデンサレンズ113と光源基板112を螺子締めにより挟持する。
第2のケース体116は、非透過性樹脂材料からなり、液晶表示パネル114を収容固定すると共に、液晶表示パネル114の表示領域に対応する部分を開口する開口部116aを有するケースである。第1のケース体115と第2のケース体116とは、ハウジング130を挟んで螺子固定される。
凹面鏡120は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料に例えばアルミニウムなどの金属を蒸着させて凹面状の反射面を形成した反射鏡である。凹面鏡120は、表示器110が発した表示光Lを拡大してフロントガラス220に照射する機能と、フロントガラス220の曲面による表示光Lの歪みを凹面状の曲面にて補正する機能を有する。
ハウジング130は、非透過性樹脂材料からなり、表示器110及び凹面鏡120を収容する。ハウジング130は、表示光Lを出射する窓部131が設けられている。この窓部131は例えばアクリルなどの透過性樹脂材料からなり、湾曲形成されている。また、ハウジング130には、後方側に放熱部材140を配設するための開口部132が設けられている。
放熱部材140は、ハウジング130の開口部132に設けられている。放熱部材140は、例えばアルミニウムなどの金属材料で作成されるフィン型の構造体であり、光源111が発する熱を外部に放出する役割を有する。放熱部材140には、螺子止めにより第1のケース体115が固定される。また、放熱部材140は、ハウジング130に螺子止めにより固定される。
以上の各部によってヘッドアップディスプレイ装置100が構成される。
このように構成することで、光源基板112とコンデンサレンズ113は螺子固定により第1のケース体115と放熱部材140とで挟持固定されたときに、光源基板112は4隅が螺子固定により放熱部材140に押圧されると共に、コンデンサレンズ113の突出部113dの当接部113fが光源基板112の当接部112fを押圧するため、光源基板112の光源111が実装された位置に対応する裏面の位置も放熱部材140に密着するため、光源111が発する熱を効率良く放熱部材140へ伝えることができる。
以上、本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能である。
例えば、光源基板112と放熱部材140との間に熱伝導シートを配設し、光源基板112の光源111が発する熱を放熱部材140に効率良く熱を伝えるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、図4(d)に示すように光源111を4つ実装した場合において、コンデンサレンズ113の突出部113dの当接部113fが光源基板112の当接部112fを押圧する実施形態を説明したが、これに限られず、光源111の実装数に応じて適切に光源基板112の所定箇所を押圧するようにしてよい。例えば、図4(a)に示すように光源111が光源基板112の中央に1つ実装されており、4隅が螺子固定により放熱部材140に押圧されている場合においては、光源111の周囲を囲むように四方の当接部112fをコンデンサレンズ113の突出部113dによって押圧する、または、光源111を挟む対となる2点、あるいは、光源111を重心とする3点で、光源111を囲むように押圧することが好ましい。また、図4(b)や図(c)に示すように光源111が2つあるいは3つ実装されている場合においては、各光源111を結ぶ多角形の中心あるいは重心を当接部112fとして押圧することが好ましい。
本発明は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に好適である。
100 :ヘッドアップディスプレイ装置
110 :表示器
111 :光源
112 :光源基板
112b :螺子孔
112c :位置決め孔
112f :当接部
112g :位置決め孔
113 :コンデンサレンズ
113a :レンズ部
113b :螺子孔
113c :位置決めピン
113d :突出部
113e :リブ部
113f :当接部
113g :位置決め凸部(位置決め部)
114 :液晶表示パネル(表示部材)
115 :第1のケース体
116 :第2のケース体
120 :凹面鏡
130 :ハウジング
140 :放熱部材
D :運転者(観察者)
L :表示光
V :虚像
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L :表示光
V :虚像
Claims (5)
- 表示部材と、光線を放出する光源を実装した光源基板と、前記光源の数に対応したレンズを有し前記光線を集光して前記表示部材に入射させるレンズ部材と、前記レンズ部材を収容するケース体と、前記光源基板の前記光源の熱を放熱する放熱器と、を備え、前記表示部材から発せられる表示光を投射部材を介して虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記レンズ部材は、前記光線が入射する側に突出する突起部を有し、
前記ケース体と前記放熱器は、前記光源基板と前記レンズ部材を挟持し、
前記レンズ部材の突起部は、前記光源基板の放熱器側に当接する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記光源は、前記光源基板に複数実装され、
前記突起部は、前記レンズ部材の各レンズの間に形成される
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。 - 前記突起部は、前記レンズ部材の各レンズの境界方向に延びるリブ部を有する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記突起部は、前記光源基板の位置決めを兼ねる位置決め部を有する
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記突起部の前記光源基板に当接する位置に、緩衝部材または弾性部材を配設する
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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JP2014205008A JP2016075760A (ja) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
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JP2014205008A JP2016075760A (ja) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016075760A true JP2016075760A (ja) | 2016-05-12 |
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ID=55949892
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2014
- 2014-10-03 JP JP2014205008A patent/JP2016075760A/ja active Pending
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