JP4788882B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルを透過照明する発光ダイオード等の発光素子を有する液晶表示器が発した表示光によって虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、液晶表示器を用いた車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かる車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、表示光Ｌを車両のフロントガラス或いはコンバイナと称される半透過板に投影し、虚像を表示するものである。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、透光性の窓部２を備えたハウジング３に液晶表示器４及び反射鏡５を収容したものであり、液晶表示器４が発した表示光Ｌは、反射鏡５で反射されてフロントガラス或いは半透過板に投影される（図４参照）。
特開２００３−２９５１０５号公報

液晶表示器４は、液晶表示パネル６及びこの液晶表示パネル６を透過照明する発光ダイオード等の発光素子７を有するものである。液晶表示パネル６は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セル８と、液晶セル８の後面に貼着された偏光板９と、液晶セル８の前面に貼着された偏光板１０とからなるものである。偏光板９，１０は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる偏光子の前後両面に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなる保護層を形成したものである。

しかしながら、液晶表示パネル６に入射した太陽光Ｍ１，Ｍ２によって、液晶表示パネル６が損傷する虞があった。つまり、窓部２を通過して液晶表示素子６に入射する太陽光Ｍ１、または、窓部２を通過し反射鏡５で反射されて液晶表示パネル６に入射する太陽光Ｍ２の熱によって、液晶表示パネル６が耐熱温度よりも上昇して、液晶セル８の前面に貼着された偏光板１０が溶融する虞があった。
本発明は、液晶表示パネルが太陽光の熱によって損傷する虞が少ないヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。

本発明は、請求項１に記載したように、液晶表示パネル１８及び前記液晶表示パネル１８を後方から透過照明する発光素子２０を備えた液晶表示器１５が発した表示光Ｌによって虚像Ｖを表示させるヘッドアップディスプレイ装置であって、前記液晶表示パネル１８と平行でない状態にて、前記表示光Ｌを透過させ赤外線を反射させる透過反射部材２６と、前記透過反射部材２６の後面に貼着された偏光部材２７と、を前記液晶表示パネル１８の前側に離間して設けたものである。

また、本発明は、請求項２に記載したように、前記液晶表示器１５が発した前記表示光Ｌを反射させる凹面鏡３０を設けたものである。

また、本発明は、請求項３に記載したように、熱伝導性材料からなり、前記透過反射部材２６及び前記偏光部材２７を保持する保持部材２１を設けたものである。

太陽光の赤外線が透過反射部材によって反射されるため、液晶表示パネルが太陽光の熱によって損傷する虞が少ない。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。ヘッドアップディスプレイ装置１１は車両のダッシュボード１２内に配設されている（図２参照）。ヘッドアップディスプレイ装置１１が投射する表示光Ｌはフロントガラス１３により観察者１４に反射される。観察者１４は虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。

ヘッドアップディスプレイ装置１１は、液晶表示器１５，反射器１６等をハウジング１７に収容したものである。液晶表示器１５は、液晶表示パネル１８と、光拡散板１９と、発光ダイオード２０（発光素子）とからなるものである。液晶表示パネル１８は、液晶セル２３，後面偏光板２４及び前面偏光板２５（第二の偏光部材）を有するものであり、ケース体２１（保持部材）に固定されている。液晶セル２３は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入したものである。

ケース体２１はアルミニウム（Ａｌ）からなるものであり、略角筒形状になっている。ケース体２１の後端部は、後述する放熱部材に固定されている。ケース体２１の中間部には液晶表示パネル１８が保持され、前端部にはホットミラー２６（透過反射部材）及び偏光板２７（偏光部材）が保持されている。ホットミラー２６は、表示光Ｌを透過させると共に、太陽光を反射させる。偏光板２７は、ホットミラー２６の後面に貼着されている。ホットミラー２６及び偏光板２７は、液晶表示パネル１８から所定間隔Ｄを有して、傾斜配置されている。発光ダイオード２０は、液晶表示パネル１８の後方に配置され、液晶表示パネル１８を透過照明する。発光ダイオード２０は、回路基板２７に搭載されている。

反射器１６は、凹面鏡３０，保持部材３１及びステッピングモータ３２を有している。凹面鏡３０は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面３０ａを形成したものである。反射面３０ａは凹面となっており、液晶表示器１５が発した表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。凹面鏡３０は保持部材３１に両面粘着テープにより接着されている。保持部材３１は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部３４及び軸部３５が一体に形成されている。保持部材３１の軸部３５はハウジング１７に軸支されている。

ステッピングモータ３２の回動軸には歯車３７が取付けられており、この歯車３７は、保持部材３１の歯車部３４と噛合されている。凹面鏡３０は保持部材３１と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３２により凹面鏡３０を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。観察者１４は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように（即ち、虚像Ｖを視認できるように）凹面鏡３０の角度を調整する。

４０は放熱部材であり、この放熱部材４０は、ハウジング１７の開口部１７ａに配設されている。放熱部材４０は、図示しないビスによってフランジ部４０ａでハウジング１７に固定されている。放熱部材４０は、シリコーンゴム等の弾性体からなる熱伝導シート４１を介して、発光ダイオード２０の熱をハウジング１７の外に放出する。放熱部材４０は、平板形状の多数の放熱フィン４０ｂを有している。放熱部材４０には、直方体形状の凸部４０ｃが形成されている。熱伝導シート４１は、放熱部材４０の凸部４０ｃに対応する凹部４１ａを有しており、熱伝導シート４１と放熱部材４０の接触面積が大きくなっている。４２は長方形環状のパッキング部材であり、このパッキング部材４２は、放熱部材４０と、ハウジング１７の開口部１７ａの間を塞ぐことによって、ハウジング１７の中に塵埃が入ることを防いでいる。

ハウジング１７には液晶表示器１５及び反射器１６が収容される。ハウジング１７には表示光Ｌが出射する窓部４４が設けられている。この窓部４４は透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング１７には遮光壁１７ｃが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示器１５に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１７ｃは平板形状になっており、ハウジング１７の上部から斜めに垂下するように形成されている。

本実施形態によれば、入射した太陽光Ｍの赤外線はホットミラー２６によって反射されると共に、太陽光Ｍの可視光線の一部がホットミラー２６に吸収されて温度上昇しても、ホットミラー２６が液晶表示パネル１８から離間しており、液晶表示パネル１８に熱が伝わり難いため、液晶表示パネル１８が太陽光Ｍの熱によって損傷する虞が少ない。且つ、ホットミラー２６を傾斜配置したことによって、表示光の一部Ｌ２がホットミラー２６によって反射され液晶表示パネル１８に戻ることがなく、いわゆる迷光を防止することができる。

ホットミラー２６及び偏光板２７は、液晶表示パネル１８から所定間隔Ｄを有して配置することが望ましい。図３に示すように、凹面鏡３０で反射された太陽光Ｍは、液晶表示パネル１８に近付くにしたがって集光され、液晶表示パネル１８から所定間隔Ｄを有して配置されたホットミラー２６及び偏光板２７よりも、液晶セル２３に接着された前面偏光板２５の方が、太陽光Ｍが集光されるためである。つまり、液晶セル２３から所定間隔Ｄを有して配置された偏光板２７では、太陽光Ｍは所定領域Ｗ１に集光されるが、液晶セル２３に接着された前面偏光板２５では所定領域よりも狭い領域Ｗ２に集光される。

また、ホットミラー２６及び偏光板２７を保持するケース体２１をアルミニウム等の熱伝導性材料にて形成したことによって、太陽光Ｍを受けて温度上昇したホットミラー２６及び偏光板２７の熱を、放熱部材４０に逃がすことができる。
なお、前面偏光板２５はなくても良いが、偏光板２７だけでなく偏光板２５を設けることによって、虚像Ｖが更に鮮明になる。

本発明の実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示すヘッドアップディスプレイの概観図。 同上実施形態を示す凹面鏡の作用説明図。 従来例を示す断面図。

１１ ヘッドアップディスプレイ装置
１５ 液晶表示器
１７ ハウジング
１８ 液晶表示パネル
２０ 発光ダイオード（発光素子）
２３ 液晶セル
２６ ホットミラー（透過反射部材）
２７ 偏光板（偏光部材）
３０ 凹面鏡
Ｌ 表示光

Claims (3)

1. 液晶表示パネル及び前記液晶表示パネルを後方から透過照明する発光素子を備えた液晶表示器が発した表示光によっ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、
   前記液晶表示パネルと平行でない状態にて、前記表示光を透過させ赤外線を反射させる透過反射部材と、前記透過反射部材の後面に貼着された偏光部材と、を前記液晶表示パネルの前側に離間して設けたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記液晶表示器が発した前記表示光を反射させる凹面鏡を設けた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。
3. 熱伝導性材料からなり、前記透過反射部材及び前記偏光部材を保持する保持部材を設けた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。
   

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