JP6206087B2

JP6206087B2 - Image display device

Info

Publication number: JP6206087B2
Application number: JP2013223292A
Authority: JP
Inventors: 元史任田
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2033-10-28
Also published as: JP2015087422A

Description

本発明は、画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device.

ヘッドアップディスプレイと呼ばれる表示装置が知られている。ヘッドアップディスプレイは、例えば自動車や航空機等に設置され、実在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を自動車の車両に設置した場合、運転者は、車外の景色を視認しつつ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。 A display device called a head-up display is known. The head-up display is a display device that is installed in, for example, an automobile or an aircraft and displays information superimposed on an actual landscape. When the head-up display is installed in a vehicle of a car, the driver can recognize the information of the image projected from the optical unit with almost no change in the line of sight or focus while visually recognizing the scenery outside the vehicle. In recent years, it has attracted attention as a display device for use.

ヘッドアップディスプレイをはじめとする表示装置は、装置内部に光源を備えるのが通常である。この光源が放射する赤外線をＩＲ透過ミラーを用いて吸収し、光源による発熱を冷却する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。 A display device such as a head-up display usually has a light source inside the device. A technique is known in which infrared rays emitted from the light source are absorbed using an IR transmission mirror, and heat generated by the light source is cooled (see, for example, Patent Document 1).

特開２００２−１８９２５２公報JP 2002-189252 A

自動車や航空機等に設置されるヘッドアップディスプレイは屋外での使用が想定される。このため、装置内部の光源のみならず、例えば太陽光等の装置外部から入射する外光に含まれる熱線も、装置の温度上昇の原因となりうる。 Head-up displays installed in automobiles and aircraft are assumed to be used outdoors. For this reason, not only the light source inside the apparatus but also heat rays contained in external light incident from outside the apparatus, such as sunlight, can cause the temperature of the apparatus to rise.

本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、外光に由来する熱を冷却する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for cooling heat derived from external light.

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、可視光である画像表示光を投射する画像投射部と、画像投射部から投射された画像表示光に基づく実像を結像させる中間像形成部と、中間像形成部を透過した画像表示光を虚像提示面に向けて反射させ、画像表示光の反射面に対する裏面にコールドミラー放熱部を備えるコールドミラーと、画像投射部、中間像形成部、コールドミラーおよびコールドミラー放熱部を内側に収納するとともに、コールドミラーが反射した画像表示光を通過させる投射口を有する筐体とを備える。コールドミラーは、虚像提示面と投射口とを介して筐体の内部に侵入する赤外光を透過させ、コールドミラー放熱部は、コールドミラーが透過した赤外光による熱を放熱する。 In order to solve the above problems, an image display device according to an aspect of the present invention forms an image projection unit that projects image display light that is visible light, and a real image based on the image display light projected from the image projection unit. An intermediate image forming unit that causes the image display light transmitted through the intermediate image forming unit to be reflected toward the virtual image presentation surface , a cold mirror including a cold mirror heat dissipating unit on the back surface of the image display light reflecting surface, and an image projection unit The intermediate image forming unit, the cold mirror, and the cold mirror heat dissipating unit are housed inside, and a housing having a projection port that allows the image display light reflected by the cold mirror to pass therethrough. The cold mirror transmits infrared light that enters the inside of the housing through the virtual image presentation surface and the projection port, and the cold mirror heat radiating unit radiates heat due to the infrared light transmitted through the cold mirror .

本発明の画像表示装置によれば、外光に由来する熱を冷却する技術を提供することができる。 According to the image display device of the present invention, it is possible to provide a technique for cooling heat derived from external light.

本発明の実施の形態に係るヘッドアップディスプレイの設置態様を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the installation aspect of the head-up display which concerns on embodiment of this invention. 光学ユニットの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of an optical unit. 画像投射部の内部構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the internal structure of an image projection part. ウィンドシールドに投射される画像表示光の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of the image display light projected on a windshield. 図５（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る画像投射部の外観を示す図である。FIGS. 5A to 5B are views showing the appearance of the image projection unit according to the embodiment. 実施の形態に係る光学ユニットの筐体の底面を外側から観察した場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the bottom face of the housing | casing of the optical unit which concerns on embodiment is observed from the outer side. 第１ヒートシンクを取り外した状態で、実施の形態に係る光学ユニットの筐体の底面を外側から観察した場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the bottom face of the housing | casing of the optical unit which concerns on embodiment is observed from the outer side in the state which removed the 1st heat sink. 筐体から取り外した状態の第１ヒートシンクを示す図である。It is a figure which shows the 1st heat sink of the state removed from the housing | casing. 第１ヒートシンクを光学ユニットの筐体に取り付けた状態で、筐体の表側から観察した場合を示す図である。It is a figure which shows the case where it observes from the front side of a housing | casing in the state which attached the 1st heat sink to the housing | casing of the optical unit. 実施の形態に係る光学ユニットの外光に由来する熱の放熱を説明する図である。It is a figure explaining the thermal radiation of the heat originating in the external light of the optical unit which concerns on embodiment.

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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Specific numerical values and the like shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

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、本発明の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。 As an image display device according to an embodiment, a head-up display 10 that is installed and used in a dashboard of a vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a diagram schematically showing an installation mode of a head-up display 10 according to an embodiment of the present invention. The head-up display 10 includes an optical unit 100 and a control device 50. FIG. 1 is a diagram showing a case where an optical unit 100 is used in a dashboard on the left side with reference to the traveling direction of the vehicle (left direction in FIG. 1). The following embodiment is a left-hand drive vehicle. The example in which the head-up display 10 is arranged for the driver in FIG. In addition, since it is for right-hand drive vehicles, the internal configuration of the optical unit 100 may be reversed left and right with reference to the traveling direction of the vehicle. Hereinafter, an outline of the head-up display 10 will be described with reference to FIG.

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。 The control device 50 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown), and generates an image signal to be displayed on the optical unit 100. The control device 50 also includes an external input interface (not shown), which receives an image signal output from an external device such as a navigation device or a media playback device, and performs a predetermined process on the input signal. Thereafter, it can be output to the optical unit 100.

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、コールドミラー４００、およびコールドミラー放熱部４１０を備える。 The optical unit 100 generates image display light to be displayed as a virtual image 450 on the windshield 610 based on the image signal generated by the control device 50. Therefore, the optical unit 100 includes an image projection unit 210, an intermediate mirror 350, an intermediate image forming unit 360, a cold mirror 400, and a cold mirror heat radiating unit 410 inside the housing 110.

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が収納される。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。なお、本実施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。画像投射部２１０が投射する画像表示光は、ユーザＥに提示するための光であるため、当然ながら可視光を含む。 The image projection unit 210 houses a light source, an image display element, various optical lenses, and the like. The image projection unit 210 generates and projects image display light based on the image signal output from the control device 50. In the present embodiment, a case where LCOS (Liquid crystal on silicon) which is a reflective liquid crystal display panel is used as an image display element is illustrated. Since the image display light projected by the image projection unit 210 is light for presentation to the user E, it naturally includes visible light.

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、コールドミラー４００に投射される。 The image display light projected by the image projection unit 210 is reflected by the intermediate mirror 350. The image display light reflected by the intermediate mirror 350 forms an image on the intermediate image forming unit 360. The image display light related to the real image formed by the intermediate image forming unit 360 passes through the intermediate image forming unit 360 and is projected onto the cold mirror 400.

コールドミラー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コールドミラー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。この意味で、コールドミラー４００は光学ユニット１００の投射鏡として機能する。ウィンドシールド６１０に投射された画像表示光は、虚像提示面となるウィンドシールド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。 The cold mirror 400 is a concave mirror, and the image display light transmitted through the intermediate image forming unit 360 is magnified by the cold mirror 400 and projected onto the windshield 610. In this sense, the cold mirror 400 functions as a projection mirror for the optical unit 100. The image display light projected on the windshield 610 is changed to an optical path toward the user by the windshield 610 serving as a virtual image presentation surface. The user E who is a driver recognizes the image display light reflected by the windshield 610 as a virtual image 450 ahead of the windshield 610 in the line-of-sight direction.

なおコールドミラー４００は、画像表示光のような可視光は反射するが、可視光よりも波長の長い赤外光は透過する性質を持つ鏡である。コールドミラー４００には、画像表示光の反射面に対する裏面に、コールドミラー４００を透過した赤外光による熱を放熱するためのコールドミラー放熱部４１０が配置されている。 The cold mirror 400 is a mirror that reflects visible light such as image display light but transmits infrared light having a wavelength longer than that of visible light. In the cold mirror 400, a cold mirror heat dissipating section 410 for dissipating heat from infrared light transmitted through the cold mirror 400 is disposed on the back surface of the image display light reflecting surface.

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。以下、図２を参照して、光学ユニット１００の内部構成を説明する。 FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the optical unit 100 according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the internal configuration of the optical unit 100 will be described with reference to FIG.

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、コールドミラー４００、およびコールドミラー放熱部４１０（図２には不図示）を備える。詳細は後述するが、画像投射部２１０は、赤色、緑色、または青色の光をそれぞれ発生する３種類の異なる光源を備える。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。 As described above, the optical unit 100 includes the image projection unit 210, the intermediate mirror 350, the intermediate image forming unit 360, the cold mirror 400, and the cold mirror heat dissipation unit 410 (not shown in FIG. 2) inside the housing 110. Prepare. Although details will be described later, the image projection unit 210 includes three different light sources that respectively generate red, green, or blue light. The light source can be realized by using an LED (Light Emitting Diode) or a semiconductor laser light source. In this embodiment, a case where an LED is used as the light source will be described.

光源は使用時に熱を発生する。このため、光学ユニット１００は、光源を冷却するためのヒートシンクを備える。光源は３種類あるため、それらの光源を冷やすために、光学ユニット１００の筐体１１０の外側に、赤色の光源と接続するヒートシンク１２０ａ、緑色の光源と接続するヒートシンク１２０ｂ（図示せず）、および青色の光源と接続するヒートシンク１２０ｃを備える。 The light source generates heat during use. For this reason, the optical unit 100 includes a heat sink for cooling the light source. Since there are three types of light sources, in order to cool the light sources, a heat sink 120a connected to the red light source, a heat sink 120b (not shown) connected to the green light source, and the outside of the housing 110 of the optical unit 100, A heat sink 120c connected to the blue light source is provided.

筐体１１０はアルミ製のダイキャストである。ここで、緑色の光源および青色の光源をそれぞれ放熱するためのヒートシンク１２０ｂおよびヒートシンク１２０ｃはともに、筐体１１０と一体に構成されている。これに対し、赤色の光源を冷やすためのヒートシンク１２０ａは、ヒートシンク１２０ｂおよびヒートシンク１２０ｃから空間的に離れた場所に設置されるとともに、筐体１１０とは分離して外付けされている。このため、赤色の光源が発生する熱は、ヒートパイプ２５を介してヒートシンク１２０ａまで運ばれる。 The case 110 is aluminum die-cast. Here, the heat sink 120b and the heat sink 120c for radiating the green light source and the blue light source, respectively, are configured integrally with the housing 110. On the other hand, the heat sink 120a for cooling the red light source is installed at a location spatially separated from the heat sink 120b and the heat sink 120c, and is externally attached separately from the housing 110. For this reason, the heat generated by the red light source is carried to the heat sink 120a via the heat pipe 25.

次に、図３および図４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。図４は、中間鏡３５０、中間像形成部３６０およびコールドミラー４００を介してウィンドシールド６１０に投射される画像表示光の光路を示す図である。 Next, the optical system of the head-up display 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram schematically showing the internal configuration of the image projection unit 210 together with the optical path of the image display light. FIG. 4 is a diagram illustrating an optical path of image display light projected onto the windshield 610 via the intermediate mirror 350, the intermediate image forming unit 360, and the cold mirror 400.

まず、図３を参照して画像投射部２１０の内部構成を説明する。画像投射部２１０は、照明部２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ（以下総称して照明部２３０ともいう）、ダイクロイッククロスプリズム２４４、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、検光子２４１、及び投射レンズ群２４２を備える。なお、図３では第１照明部２３０ａ、第３照明部２３０ｃの内部構成の記載を省略し、第２照明部２３０ｂの内部構成のみを示すが、それぞれの照明部２３０は、同様の構成を有する。 First, the internal configuration of the image projection unit 210 will be described with reference to FIG. The image projection unit 210 includes illumination units 230a, 230b, and 230c (hereinafter also collectively referred to as illumination units 230), a dichroic cross prism 244, a reflector 236, a field lens 237, a polarization beam splitter 238, a phase difference plate 239, and an analyzer. 241 and a projection lens group 242. In FIG. 3, the description of the internal configurations of the first illumination unit 230a and the third illumination unit 230c is omitted, and only the internal configuration of the second illumination unit 230b is shown, but each illumination unit 230 has the same configuration. .

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は赤色、緑色、青色のいずれかの色の光を発する発光ダイオードからなる。第１照明部２３０ａは、光源として赤色の光を発する発光ダイオードを有する。第２照明部２３０ｂは、光源２３１として緑色の光を発する発光ダイオードを有する。第３照明部２３０ｃは、光源として青色の光を発する発光ダイオードを有する。 The illumination unit 230 includes a light source 231, a collimator lens 232, a UV-IR (UltraViolet-Infrared Ray) cut filter 233, a polarizer 234, and a fly-eye lens 235. The light source 231 includes a light emitting diode that emits light of any one of red, green, and blue. The 1st illumination part 230a has a light emitting diode which emits red light as a light source. The 2nd illumination part 230b has a light emitting diode which emits green light as the light source 231. The 3rd illumination part 230c has a light emitting diode which emits blue light as a light source.

光源２３１は、光源取付部２４３に取り付けられる。光源取付部２４３は、図示しないヒートシンクと熱的に結合され、光源２３１の発光に伴い発生する熱を放熱する。光源２３１が発光した光は、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。 The light source 231 is attached to the light source attachment portion 243. The light source mounting portion 243 is thermally coupled to a heat sink (not shown), and dissipates heat generated when the light source 231 emits light. The light emitted from the light source 231 is converted into parallel light by the collimating lens 232. The UV-IR cut filter 233 absorbs and removes ultraviolet light and infrared light from the parallel light that has passed through the collimating lens 232. The polarizer 234 changes the light that has passed through the UV-IR cut filter 233 into unpolarized P-polarized light. The fly-eye lens 235 uniformly adjusts the brightness of the light that has passed through the polarizer 234.

それぞれの照明部２３０のフライアイレンズ２３５を透過した光は、ダイクロイッククロスプリズム２４４に異なる向きから入射される。ダイクロイッククロスプリズム２４４に入射した赤色、緑色、青色の光は、三色が合成された白色光となって反射鏡２３６へ向かう。反射鏡２３６は、ダイクロイッククロスプリズム２４４により合成された白色光の光路を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。 Light transmitted through the fly-eye lens 235 of each illumination unit 230 is incident on the dichroic cross prism 244 from different directions. The red, green, and blue light incident on the dichroic cross prism 244 becomes white light that is a combination of the three colors and travels toward the reflecting mirror 236. The reflecting mirror 236 changes the optical path of the white light synthesized by the dichroic cross prism 244 by 90 degrees. The light reflected by the reflecting mirror 236 is collected by the field lens 237. The light collected by the field lens 237 is irradiated to the image display element 240 via the polarization beam splitter 238 and the phase difference plate 239 that transmit the P-polarized light.

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群２４２へ入射される。投射レンズ群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。 The image display element 240 includes red, green, and blue color filters for each pixel. The light emitted to the image display element 240 has a color corresponding to each pixel, is modulated by the liquid crystal composition included in the image display element 240, and becomes S-polarized image display light toward the polarization beam splitter 238. Emitted. The emitted S-polarized light is reflected by the polarization beam splitter 238, changes its optical path, passes through the analyzer 241, and then enters the projection lens group 242. The image display light transmitted through the projection lens group 242 exits the image projection unit 210 and enters the intermediate mirror 350.

次に、図４を参照して中間鏡３５０から中間像形成部３６０およびコールドミラー４００を介してウィンドシールド６１０に投射される画像表示光の光路について説明する。画像投射部２１０の投射レンズ群２４２から出射された画像表示光の光路は、中間鏡３５０によってコールドミラー４００に向かう光路へ変更される。その途中で、中間鏡３５０で反射された画像表示光に基づく実像が中間像形成部３６０で結像する。 Next, the optical path of the image display light projected from the intermediate mirror 350 onto the windshield 610 via the intermediate image forming unit 360 and the cold mirror 400 will be described with reference to FIG. The optical path of the image display light emitted from the projection lens group 242 of the image projection unit 210 is changed to an optical path toward the cold mirror 400 by the intermediate mirror 350. On the way, a real image based on the image display light reflected by the intermediate mirror 350 is formed by the intermediate image forming unit 360.

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、コールドミラー４００へと向かう画像表示光の配向角ψを制御する。凹レンズ３６４は、コールドミラー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θを調整する。 The intermediate image forming unit 360 includes a diffusion screen 362 and a concave lens 364. The diffusion screen 362 forms a real image based on the image display light transmitted through the intermediate image forming unit 360 and controls the orientation angle ψ of the image display light toward the cold mirror 400. The concave lens 364 controls the principal ray direction of the image display light toward the cold mirror 400, and adjusts the angle θ formed by the image display light before and after passing through the intermediate image forming unit 360.

中間像形成部３６０を透過した画像表示光は、コールドミラー４００により反射されウィンドシールド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。これにより、ユーザは上述したように、ウィンドシールド６１０を介して画像表示光に基づく虚像を前方に視認することができる。 The image display light transmitted through the intermediate image forming unit 360 is reflected by the cold mirror 400 and projected onto the windshield 610. The image display light projected on the windshield 610 is changed to an optical path toward the user by the windshield 610. Thereby, the user can visually recognize the virtual image based on the image display light forward through the windshield 610 as described above.

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。 With the above configuration, the user can visually recognize the virtual image based on the image signal output from the control device 50 by superimposing it on the actual landscape via the windshield 610.

続いて、実施の形態に係る光学ユニット１００における放熱について説明する。 Next, heat dissipation in the optical unit 100 according to the embodiment will be described.

図５（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る画像投射部２１０の外観を示す図である。具体的に、図５（ａ）は、画像投射部２１０の投射方向に向かって右側から画像投射部２１０を俯瞰した場合の外観を示す図である。また図５（ｂ）は、画像投射部２１０の投射方向に向かって左側から画像投射部２１０を俯瞰した場合の外観を示す図である。 FIGS. 5A and 5B are views showing the appearance of the image projection unit 210 according to the embodiment. Specifically, FIG. 5A is a diagram illustrating an external appearance when the image projection unit 210 is viewed from the right side in the projection direction of the image projection unit 210. FIG. 5B is a diagram illustrating an external appearance when the image projection unit 210 is viewed from the left side in the projection direction of the image projection unit 210.

上述したとおり、照明部２３０として、赤色、緑色、青色のそれぞれの色の光を発する第１照明部２３０ａ、第２照明部２３０ｂ、および第３照明部２３０ｃの３つが存在する。図５（ａ）には、第１照明部２３０ａにおける光源取付部２４３と、第２照明部２３０ｂにおける光源取付部２４３とが図示されている。一方、図５（ｂ）には、第２照明部２３０ｂにおける光源取付部２４３と、第３照明部２３０ｃにおける光源取付部２４３とが図示されている。照明部２３０が光を照射する際、光源２３１は発熱する。このため、各光源２３１が発生した熱を放熱するために、筐体１１０はヒートシンク１２０を備える。以下、各光源２３１を区別するために、第１照明部２３０ａの光源を第１光源２３１ａ、第２照明部２３０ｂの光源を第２光源２３１ｂ、第３照明部２３０ｃの光源を第３光源２３１ｃと呼ぶことがある。 As described above, there are three illumination units 230: a first illumination unit 230a, a second illumination unit 230b, and a third illumination unit 230c that emit light of each color of red, green, and blue. FIG. 5A shows a light source attachment portion 243 in the first illumination section 230a and a light source attachment section 243 in the second illumination section 230b. On the other hand, FIG. 5B shows a light source attachment portion 243 in the second illumination portion 230b and a light source attachment portion 243 in the third illumination portion 230c. When the illumination unit 230 emits light, the light source 231 generates heat. For this reason, the housing 110 includes a heat sink 120 in order to dissipate the heat generated by each light source 231. Hereinafter, in order to distinguish each light source 231, the light source of the 1st illumination part 230a is the 1st light source 231a, the light source of the 2nd illumination part 230b is the 2nd light source 231b, and the light source of the 3rd illumination part 230c is the 3rd light source 231c. Sometimes called.

一般に、光源２３１の冷却に使用するヒートシンク１２０は、大きいほど放熱効果が高い。そこで、第１光源２３１ａ、第２光源２３１ｂ、および第３光源２３１ｃを１つの大型のヒートシンクで放熱すると、放熱効率の点で効果が高い。一方で、赤色、緑色、または青色の光をそれぞれ発生する３種類の異なる光源をＬＥＤを用いて実現する場合、赤色の光を発生する光源が、他の２色の光源よりも耐熱温度が低くなる傾向にある。例えば、光源２３１の光量を増加させるために各光源２３１への投入電力を増加させると、各光源２３１の発熱量が増加する。この結果、緑色、青色の光源である第２光源２３１ｂ、第３光源２３１ｃによる発熱の影響により、赤色の光源である第１光源２３１ａの温度が、その耐熱温度に達することも生じうる。 In general, the larger the heat sink 120 used for cooling the light source 231, the higher the heat dissipation effect. Therefore, if the first light source 231a, the second light source 231b, and the third light source 231c are radiated by one large heat sink, the effect is high in terms of heat radiation efficiency. On the other hand, when three different types of light sources that respectively generate red, green, and blue light are realized using LEDs, the light source that generates red light has a lower heat-resistant temperature than the other two-color light sources. Tend to be. For example, when the input power to each light source 231 is increased in order to increase the light amount of the light source 231, the amount of heat generated by each light source 231 increases. As a result, the temperature of the first light source 231a, which is a red light source, may reach its heat resistant temperature due to the heat generated by the second light source 231b and the third light source 231c, which are green and blue light sources.

そこで実施の形態に係る光学ユニット１００は、各光源２３１を冷却するために、それぞれ専用のヒートシンク１２０を備える。 Therefore, the optical unit 100 according to the embodiment includes a dedicated heat sink 120 for cooling each light source 231.

図６は、実施の形態に係る光学ユニット１００の筐体１１０の底面を外側から観察した場合を示す図である。図６に示すように、筐体１１０の外側には、第１照明部２３０ａの光源取付部２４３を介して第１光源２３１ａに接続されるヒートシンク１２０ａと、第２照明部２３０ｂの光源取付部２４３を介して第２光源２３１ｂに接続されるヒートシンク１２０ｂと、第３照明部２３０ｃの光源取付部２４３を介して第３光源２３１ｃに接続されるヒートシンク１２０ｃが設けられている。以下本明細書において、ヒートシンク１２０ａ、ヒートシンク１２０ｂ、およびヒートシンク１２０ｃを明確に区別するために、それぞれ第１ヒートシンク１２０ａ、第２ヒートシンク１２０ｂ、および第３ヒートシンク１２０ｃと記載する。 FIG. 6 is a diagram illustrating a case where the bottom surface of the housing 110 of the optical unit 100 according to the embodiment is observed from the outside. As shown in FIG. 6, on the outside of the housing 110, a heat sink 120a connected to the first light source 231a via the light source mounting part 243 of the first illumination unit 230a and a light source mounting part 243 of the second illumination unit 230b are provided. A heat sink 120b connected to the second light source 231b via the light source and a heat sink 120c connected to the third light source 231c via the light source mounting part 243 of the third illumination part 230c are provided. Hereinafter, in order to clearly distinguish the heat sink 120a, the heat sink 120b, and the heat sink 120c, they are referred to as a first heat sink 120a, a second heat sink 120b, and a third heat sink 120c, respectively.

第２光源２３１ｂ、第３光源２３１ｃによる発熱の影響から第１光源２３１ａを守るために、第１ヒートシンク１２０ａに対する第２ヒートシンク１２０ｂの熱的な結合性と、第１ヒートシンク１２０ａに対する第３ヒートシンク１２０ｃの熱的な結合性とはともに、第２ヒートシンク１２０ｂと第３ヒートシンク１２０ｃとの間の熱的な結合性よりも低くなるように構成されている。 In order to protect the first light source 231a from the influence of heat generated by the second light source 231b and the third light source 231c, the thermal coupling property of the second heat sink 120b to the first heat sink 120a and the third heat sink 120c to the first heat sink 120a. The thermal bondability is configured to be lower than the thermal bondability between the second heat sink 120b and the third heat sink 120c.

より具体的には、第１ヒートシンク１２０ａから第２ヒートシンク１２０ｂまでの距離Ｌａｂと、第１ヒートシンク１２０ａから第３ヒートシンク１２０ｃまでの距離Ｌａｃとはともに、第２ヒートシンク１２０ｂから第３ヒートシンク１２０ｃまでの距離Ｌｂｃよりも長い。第２光源２３１ｂが発生させ第２ヒートシンク１２０ｂに伝熱した熱は、第１ヒートシンク１２０ａよりも距離的に近い第３ヒートシンク１２０ｃに早く伝わる。同様に、第３光源２３１ｃが発生させ第３ヒートシンク１２０ｃに伝熱した熱も、第１ヒートシンク１２０ａよりも距離的に近い第２ヒートシンク１２０ｂに早く伝わる。この結果、第２ヒートシンク１２０ｂと第３ヒートシンク１２０ｃとの間の熱的な結合性は、第１ヒートシンク１２０ａに対する第２ヒートシンク１２０ｂの熱的な結合性や、第１ヒートシンク１２０ａに対する第３ヒートシンク１２０ｃの熱的な結合性よりも高くなる。 More specifically, the distance Lab from the first heat sink 120a to the second heat sink 120b and the distance Lac from the first heat sink 120a to the third heat sink 120c are both the distance from the second heat sink 120b to the third heat sink 120c. Longer than Lbc. The heat generated by the second light source 231b and transferred to the second heat sink 120b is transmitted to the third heat sink 120c closer to the distance than the first heat sink 120a. Similarly, the heat generated by the third light source 231c and transferred to the third heat sink 120c is also transferred to the second heat sink 120b closer to the distance than the first heat sink 120a. As a result, the thermal bondability between the second heat sink 120b and the third heat sink 120c depends on the thermal bondability of the second heat sink 120b with respect to the first heat sink 120a and the third heat sink 120c with respect to the first heat sink 120a. It becomes higher than thermal bondability.

また、各光源２３１で発生してヒートシンク１２０に伝熱された熱は、筐体１１０を介して他のヒートシンク１２０に伝わる。そこで、第２光源２３１ｂが発生した熱を放熱するための第２ヒートシンク１２０ｂと、第３光源２３１ｃが発生した熱を放熱するための第３ヒートシンク１２０ｃとは、筐体１１０と一体に構成される。これに対し、第１光源２３１ａが発生した熱を放熱するための第１ヒートシンク１２０ａは、筐体１１０とは分離され、外付けされる。これにより、第２ヒートシンク１２０ｂおよび第３ヒートシンク１２０ｃが第１ヒートシンク１２０ａと物理的に分離される。ゆえに、第１ヒートシンク１２０ａは、第２ヒートシンク１２０ｂおよび第３ヒートシンク１２０ｃとの熱的な結合性が低くなる。 Further, the heat generated by each light source 231 and transferred to the heat sink 120 is transferred to the other heat sink 120 via the housing 110. Therefore, the second heat sink 120b for radiating the heat generated by the second light source 231b and the third heat sink 120c for radiating the heat generated by the third light source 231c are configured integrally with the housing 110. . On the other hand, the first heat sink 120a for radiating the heat generated by the first light source 231a is separated from the housing 110 and is externally attached. Thereby, the second heat sink 120b and the third heat sink 120c are physically separated from the first heat sink 120a. Therefore, the first heat sink 120a has low thermal connectivity with the second heat sink 120b and the third heat sink 120c.

図７は、第１ヒートシンク１２０ａを取り外した状態で、実施の形態に係る光学ユニット１００の筐体１１０の底面を外側から観察した場合を示す図である。また図８は、筐体１１０から取り外した状態の第１ヒートシンク１２０ａを示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a case where the bottom surface of the housing 110 of the optical unit 100 according to the embodiment is observed from the outside with the first heat sink 120a removed. FIG. 8 is a diagram showing the first heat sink 120a in a state of being removed from the housing 110.

図７に示すように、筐体１１０は第１ヒートシンク１２０ａを外付けする位置に開口部１１２を有している。また図８に示すように、第１ヒートシンク１２０ａは、冷却フィン１２２が存在する表面とは反対側の面である裏面に、上述したヒートパイプ２５と接続するための接続部１２４を備える。接続部１２４は、第１ヒートシンク１２０ａの裏面から突出するように構成されている。ここで接続部１２４の断面の大きさは筐体１１０の開口部１１２よりも小さく、開口部１１２に挿入自在となっている。また、接続部１２４の高さは筐体１１０の厚さよりも長く、第１ヒートシンク１２０ａを筐体１１０の外側の表面に非接触の状態で、接続部１２４の一部を筐体１１０の内側に突出させることができる。 As shown in FIG. 7, the housing 110 has an opening 112 at a position where the first heat sink 120 a is externally attached. As shown in FIG. 8, the first heat sink 120 a includes a connection portion 124 for connecting to the heat pipe 25 described above on the back surface, which is the surface opposite to the surface on which the cooling fins 122 are present. The connection part 124 is configured to protrude from the back surface of the first heat sink 120a. Here, the size of the cross section of the connection portion 124 is smaller than the opening portion 112 of the housing 110 and can be inserted into the opening portion 112. In addition, the height of the connection portion 124 is longer than the thickness of the housing 110, and the first heat sink 120 a is not in contact with the outer surface of the housing 110, and a part of the connection portion 124 is placed inside the housing 110. Can be protruded.

図９は、第１ヒートシンク１２０ａを光学ユニット１００の筐体１１０に取り付けた状態で、筐体１１０の表側から観察した場合を示す図である。なお、「筐体１１０を表側から観察する」とは、光学ユニット１００を車両に設置したときに、路面に対して鉛直方向上側から筐体１１０を観察することを意味する。 FIG. 9 is a diagram illustrating a case where the first heat sink 120a is observed from the front side of the housing 110 in a state where the first heat sink 120a is attached to the housing 110 of the optical unit 100. Note that “observing the casing 110 from the front side” means observing the casing 110 from the upper side in the vertical direction with respect to the road surface when the optical unit 100 is installed in the vehicle.

煩雑となることを避けるために図９において画像投射部２１０を図示していないが、第１光源２３１ａが発生した熱は、第１照明部２３０ａの光源取付部２４３を介してヒートパイプ２５に伝達される。ヒートパイプ２５は、取付部材２６ａによって第１光源２３１ａの光源取付部２４３に取り付けられる。同様に、ヒートパイプ２５は、開口部１１２を通じて筐体１１０の内部に挿入された接続部１２４に対して、取付部材２６ｂを用いて取り付けられる。 In order to avoid complication, the image projection unit 210 is not shown in FIG. 9, but the heat generated by the first light source 231a is transferred to the heat pipe 25 via the light source mounting portion 243 of the first illumination unit 230a. Is done. The heat pipe 25 is attached to the light source attachment portion 243 of the first light source 231a by the attachment member 26a. Similarly, the heat pipe 25 is attached to the connection portion 124 inserted into the housing 110 through the opening 112 using the attachment member 26b.

図９に示すように、第１ヒートシンク１２０ａは、第１ヒートシンク１２０ａの裏面が筐体１１０から離れた状態で、筐体１１０に外付けされる。これにより、第１ヒートシンク１２０ａは筐体１１０から熱的に分離される。結果として、第１ヒートシンク１２０ａは、筐体１１０と一体に構成されている第２ヒートシンク１２０ｂおよび第３ヒートシンク１２０ｃからも熱的に分離されることになる。 As shown in FIG. 9, the first heat sink 120 a is externally attached to the housing 110 with the back surface of the first heat sink 120 a being separated from the housing 110. Accordingly, the first heat sink 120a is thermally separated from the housing 110. As a result, the first heat sink 120a is also thermally separated from the second heat sink 120b and the third heat sink 120c that are integrally formed with the housing 110.

なお図示はしないが、第１ヒートシンク１２０ａを筐体１１０に取り付けたとき、接続部１２６と筐体１１０の開口部１１２の縁との間に、温度に応じて熱的な結合性が変化する物質を挿入してもよい。温度に応じて熱的な結合性が変化する物質の例としては、例えばバイメタルや形状記憶合金が挙げられるが、以下本実施の形態では、温度に応じて熱的な結合性が変化する物質としてバイメタルを用いる場合について説明する。 Although not shown, when the first heat sink 120a is attached to the housing 110, a material whose thermal bondability changes depending on the temperature between the connection portion 126 and the edge of the opening 112 of the housing 110. May be inserted. Examples of substances whose thermal connectivity changes according to temperature include, for example, bimetals and shape memory alloys. Hereinafter, in the present embodiment, as substances whose thermal connectivity changes according to temperature, A case where bimetal is used will be described.

開口部１１２の縁の温度が低い場合、第１ヒートシンク１２０ａの接続部１２６は、バイメタルを介して筐体１１０と熱的に結合する。これにより、第１ヒートシンク１２０ａ、第２ヒートシンク１２０ｂ、および第３ヒートシンク１２０ｃは筐体１１０を介して熱的に接続されて一体となるため、放熱効率を向上することが可能となる。 When the temperature of the edge of the opening 112 is low, the connection portion 126 of the first heat sink 120a is thermally coupled to the housing 110 via the bimetal. Thereby, since the 1st heat sink 120a, the 2nd heat sink 120b, and the 3rd heat sink 120c are thermally connected and integrated via the housing | casing 110, it becomes possible to improve heat dissipation efficiency.

一方、例えば各光源２３１の発熱量が増大することによって筐体１１０の温度が上昇し、バイメタルの温度も上昇したとする。この場合、バイメタルは変形によって縮むことにより、接続部１２６と筐体１１０との間の熱的な結合性が切断される。これにより、第２光源２３１ｂや第３光源２３１ｃが発生する熱が筐体１１０を介して第１光源２３１ａに伝熱されることが抑制され、第１光源２３１ａを熱から保護することができる。 On the other hand, for example, it is assumed that the temperature of the housing 110 increases and the temperature of the bimetal also increases due to an increase in the amount of heat generated by each light source 231. In this case, the bimetal contracts due to deformation, so that the thermal connectivity between the connection portion 126 and the housing 110 is cut. Thereby, the heat generated by the second light source 231b and the third light source 231c is suppressed from being transferred to the first light source 231a via the housing 110, and the first light source 231a can be protected from heat.

以上、主に光源２３１等、光学ユニット１００の構成要素に起因する熱の放熱について説明した。上述したとおり、実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１０は、車両のダッシュボード内に設置して使用される。このため、屋内での使用が主に想定されている一般的なプロジェクタとは異なり、実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１０は、太陽光等の外光にさらされる可能性がある環境下で用いられる。以下では、実施の形態に係る光学ユニット１００における、外光に由来する熱の放熱について説明する。 Heretofore, the heat radiation caused mainly by the components of the optical unit 100 such as the light source 231 has been described. As described above, the head-up display 10 according to the embodiment is installed and used in a dashboard of a vehicle. For this reason, unlike a general projector that is mainly assumed to be used indoors, the head-up display 10 according to the embodiment is used in an environment where there is a possibility of being exposed to external light such as sunlight. It is done. Hereinafter, heat dissipation from the external light in the optical unit 100 according to the embodiment will be described.

図１０は、実施の形態に係る光学ユニット１００の外光に由来する熱の放熱を説明する図である。中間像形成部を透過した可視光に係る画像表示光は、コールドミラー４００でウィンドシールド６１０に向けて反射させる。このとき、上述したように、コールドミラー４００で反射した画像表示光は、筐体１１０の天面に設けられた投射口を透過してウィンドシールド６１０に至る。 FIG. 10 is a diagram for explaining heat dissipation from the external light of the optical unit 100 according to the embodiment. Image display light related to visible light transmitted through the intermediate image forming unit is reflected by the cold mirror 400 toward the windshield 610. At this time, as described above, the image display light reflected by the cold mirror 400 passes through the projection opening provided on the top surface of the casing 110 and reaches the windshield 610.

光学ユニット１００は、例えば自動車のダッシュボード内に配置される。ダッシュボードはウィンドシールド６１０の下部に位置するのが通常である。したがって、光学ユニット１００がダッシュボード内に配置された場合、画像表示光が透過する筐体１１０の投射口は、図１０に示すように路面に対して鉛直方向上側を向くことになる。このため、例えば晴れた昼間に自動車を走行させると、太陽の位置等の条件によっては、ウィンドシールド６１０と筐体１１０の投射口とを介して、太陽光が筐体１１０の内部に侵入することも起こりうる。 The optical unit 100 is disposed, for example, in a dashboard of an automobile. The dashboard is typically located below the windshield 610. Therefore, when the optical unit 100 is disposed in the dashboard, the projection port of the housing 110 through which the image display light is transmitted is directed upward in the vertical direction with respect to the road surface as shown in FIG. For this reason, for example, when an automobile is driven during a clear daytime, depending on conditions such as the position of the sun, sunlight may enter the inside of the casing 110 through the windshield 610 and the projection opening of the casing 110. Can also happen.

筐体１１０の内部に侵入した太陽光は、コールドミラー４００に到達する。ここでコールドミラー４００が仮に通常のミラーである投射鏡であり、可視光のみならず赤外光も反射するものであると、赤外光が光学ユニット１００の光学系に進入し、光学部材の熱による劣化を早める可能性もある。特に投射鏡が凹面鏡であると、投射鏡に到達した太陽光が集光されて筐体１１０の内部を局所的に加熱されかねない。 Sunlight that has entered the interior of the housing 110 reaches the cold mirror 400. Here, if the cold mirror 400 is a projection mirror that is a normal mirror and reflects not only visible light but also infrared light, the infrared light enters the optical system of the optical unit 100, and the optical member 100 There is also the possibility of accelerating deterioration due to heat. In particular, if the projection mirror is a concave mirror, sunlight that reaches the projection mirror may be collected and the inside of the housing 110 may be locally heated.

そこで実施の形態に係る光学ユニット１００は、投射鏡としてコールドミラー４００を備える。コールドミラー４００は可視光を反射するとともに熱線である赤外光は透過する性質を持つ。このため、筐体１１０の内部に侵入した赤外光がコールドミラー４００で反射されることを抑制できる。 Therefore, the optical unit 100 according to the embodiment includes a cold mirror 400 as a projection mirror. The cold mirror 400 has a property of reflecting visible light and transmitting infrared light, which is a heat ray. For this reason, it can suppress that the infrared light which penetrate | invaded the inside of the housing | casing 110 is reflected by the cold mirror 400. FIG.

一方、コールドミラー４００を透過した赤外光による熱も筐体１１０を加熱する要因となるため、コールドミラー４００を透過後の赤外光に起因する熱を放熱することが望ましい。そこで図１０に示すように、コールドミラー４００は、画像表示光の反射面に対する裏面に、コールドミラー放熱部４１０を備える。コールドミラー放熱部４１０は、コールドミラー４００を透過した赤外光による熱を放熱するために表面積が大きくなるように処理された部材であり、一例としては冷却フィンを備えるヒートシンクである。筐体１１０には、筐体１１０の内部を空冷するために、図示しない通気口や冷却ファンが設けられており、コールドミラー放熱部４１０は筐体１１０の内部を流れる空気で冷却され、赤外光による熱を放熱することができる。 On the other hand, since heat due to the infrared light transmitted through the cold mirror 400 also causes the casing 110 to be heated, it is desirable to dissipate heat due to the infrared light transmitted through the cold mirror 400. Therefore, as shown in FIG. 10, the cold mirror 400 includes a cold mirror heat dissipating section 410 on the back surface of the image display light reflecting surface. The cold mirror heat radiating section 410 is a member processed so as to have a large surface area in order to radiate heat by infrared light that has passed through the cold mirror 400, and as an example, is a heat sink provided with cooling fins. The casing 110 is provided with a vent hole and a cooling fan (not shown) to cool the inside of the casing 110, and the cold mirror heat radiating section 410 is cooled by the air flowing inside the casing 110, and is infrared Heat from light can be dissipated.

ここでコールドミラー放熱部４１０はコールドミラー４００の裏面の全面に亘って存在することは必須の構成ではない。図１０に示すように、でコールドミラー放熱部４１０はコールドミラー４００の反射面のうち太陽光が到達する領域の裏面をカバーするように備えられていればよい。これにより、コールドミラー放熱部４１０を小型化することができ、光学ユニット１００の軽量化および低コスト化が実現できる。なお、コールドミラー放熱部４１０はコールドミラー４００の反射面のうち太陽光が到達する領域は、筐体１１の投射口の大きさや位置、光学ユニット１００の設置場所、および設置する車両の構造等の設置条件に依存する。したがって、コールドミラー４００の裏面のうちコールドミラー放熱部４１０を配置する部分の領域は、光学ユニット１００の設置条件を勘案して実験により定めればよい。 Here, it is not essential that the cold mirror heat dissipating section 410 exists over the entire back surface of the cold mirror 400. As shown in FIG. 10, the cold mirror heat radiating section 410 may be provided so as to cover the back surface of the area where sunlight reaches among the reflective surfaces of the cold mirror 400. Thereby, the cold mirror heat radiation part 410 can be reduced in size, and the weight reduction and cost reduction of the optical unit 100 are realizable. In the cold mirror heat radiation part 410, the area where the sunlight reaches on the reflecting surface of the cold mirror 400 is the size and position of the projection opening of the housing 11, the installation location of the optical unit 100, the structure of the vehicle to be installed, etc. Depends on installation conditions. Therefore, the region of the portion where the cold mirror heat dissipating section 410 is disposed on the back surface of the cold mirror 400 may be determined by experiment in consideration of the installation conditions of the optical unit 100.

上述したように、第１光源２３１ａをはじめとして、光源２３１には耐熱温度が定められている。このため、コールドミラー放熱部４１０が放熱する熱が、筐体１１０を介して光源２３１に伝導するのは好ましいことではない。そこで実施の形態に係る光学ユニット１００において、筐体１１０とコールドミラー放熱部４１０との熱的な結合性は、筐体１１０と光源２３１を含む画像投射部２１０との熱的な結合性と比較して小さくなるように構成されている。 As described above, the first light source 231a and the light source 231 have heat resistant temperatures. For this reason, it is not preferable that the heat radiated by the cold mirror heat radiating section 410 is conducted to the light source 231 through the housing 110. Therefore, in the optical unit 100 according to the embodiment, the thermal connectivity between the housing 110 and the cold mirror heat radiation unit 410 is compared with the thermal connectivity between the housing 110 and the image projection unit 210 including the light source 231. And is configured to be small.

より具体的には、筐体１１０とコールドミラー放熱部４１０との間に断熱機構を設けることで、筐体１１０とコールドミラー放熱部４１０との間の熱的な結合性を小さくすることができる。図１０に示す例では、筐体１１０とコールドミラー放熱部４１０とは接触しておらず、筐体１１０とコールドミラー放熱部４１０との間に距離が空くように構成されている。これにより、コールドミラー放熱部４１０から筐体１１０への熱の伝導が遮断され、両者の熱的な結合性を小さくすることができる。また、筐体１１０とコールドミラー放熱部４１０との間の距離が短い場合には、熱の伝導を抑える断熱部材を挿入してもよい。 More specifically, by providing a heat insulation mechanism between the housing 110 and the cold mirror heat radiation part 410, the thermal coupling between the housing 110 and the cold mirror heat radiation part 410 can be reduced. . In the example illustrated in FIG. 10, the housing 110 and the cold mirror heat radiating portion 410 are not in contact with each other, and the distance between the housing 110 and the cold mirror heat radiating portion 410 is large. Thereby, the conduction of heat from the cold mirror heat radiating section 410 to the housing 110 is cut off, and the thermal connectivity between them can be reduced. In addition, when the distance between the housing 110 and the cold mirror heat radiation part 410 is short, a heat insulating member that suppresses heat conduction may be inserted.

あるいはまた、図７、図８、および図９を参照して説明した第１ヒートシンク１２０ａと同様に、コールドミラー放熱部４１０を筐体１１０から熱的に分離するようにして外付けするとともに、コールドミラー放熱部４１０とコールドミラー４００の裏面とを、筐体１１０に設けられた開口部（不図示）を介してヒートパイプ（不図示）で接続してもよい。コールドミラー放熱部４１０が筐体１１０の外部に出るため、コールドミラー４００の放熱効率を高めうる点で効果がある。 Alternatively, as with the first heat sink 120a described with reference to FIGS. 7, 8, and 9, the cold mirror heat radiating portion 410 is externally attached so as to be thermally separated from the casing 110, and the cold heat sink You may connect the mirror thermal radiation part 410 and the back surface of the cold mirror 400 with the heat pipe (not shown) through the opening part (not shown) provided in the housing | casing 110. FIG. Since the cold mirror heat radiation part 410 goes out of the housing 110, there is an effect in that the heat radiation efficiency of the cold mirror 400 can be improved.

また第１ヒートシンク１２０ａの場合と同様に、コールドミラー放熱部４１０を筐体１１０に取り付けたとき、コールドミラー放熱部４１０とヒートパイプとの接続部と筐体１１０の開口部の縁との間に、バイメタル等の温度に応じて熱的な結合性が変化する物質を挿入してもよい。これにより、コールドミラー放熱部４１０または筐体１１０の温度が低い場合はコールドミラー放熱部４１０と筐体１１０とが熱的に結合するので、コールドミラー放熱部４１０の放熱効率を高くすることができる。一方、コールドミラー放熱部４１０または筐体１１０の温度が上昇した場合、コールドミラー放熱部４１０と筐体１１０とが熱的に分離するので、コールドミラー放熱部４１０の放熱が筐体１１０を介して光源２３１に伝導することを抑制できる。 Similarly to the case of the first heat sink 120 a, when the cold mirror heat radiating portion 410 is attached to the housing 110, the connection between the cold mirror heat radiating portion 410 and the heat pipe and the edge of the opening of the housing 110 are between. Alternatively, a substance such as a bimetal whose thermal bonding property changes depending on the temperature may be inserted. Thereby, when the temperature of the cold mirror heat radiating section 410 or the housing 110 is low, the cold mirror heat radiating section 410 and the housing 110 are thermally coupled, so that the heat radiation efficiency of the cold mirror heat radiating section 410 can be increased. . On the other hand, when the temperature of the cold mirror heat radiating portion 410 or the housing 110 rises, the cold mirror heat radiating portion 410 and the housing 110 are thermally separated, so that the heat radiation of the cold mirror heat radiating portion 410 is transmitted through the housing 110. Conduction to the light source 231 can be suppressed.

以上説明したように、本発明の実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１０によれば、太陽光等のヘッドアップディスプレイ１０の外部から入射する外光に由来する熱を冷却する技術を提供することができる。 As described above, according to the head-up display 10 according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a technology for cooling heat derived from external light incident from the outside of the head-up display 10 such as sunlight. it can.

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。 The present invention has been described based on the embodiments. The embodiments are exemplifications, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. .

１０ヘッドアップディスプレイ、２５ヒートパイプ、５０制御装置、１００光学ユニット、１１０筐体、１１２開口部、１２０ヒートシンク、１２２冷却フィン、１２４，１２６接続部、２１０画像投射部、２３０照明部、２３１光源、２３２コリメートレンズ、２３３ＵＶ−ＩＲカットフィルタ、２３４偏光子、２３５フライアイレンズ、２３６反射鏡、２３７フィールドレンズ、２３８偏光ビームスプリッタ、２３９位相差板、２４０画像表示素子、２４１検光子、２４２投射レンズ群、２４３光源取付部、２４４ダイクロイッククロスプリズム、３５０中間鏡、３６０中間像形成部、３６２拡散スクリーン、３６４凹レンズ、４００コールドミラー、４１０コールドミラー放熱部、４５０虚像、６１０ウィンドシールド。 10 head-up display, 25 heat pipe, 50 control device, 100 optical unit, 110 housing, 112 opening, 120 heat sink, 122 cooling fin, 124, 126 connection part, 210 image projection part, 230 illumination part, 231 light source, 232 collimating lens, 233 UV-IR cut filter, 234 polarizer, 235 fly-eye lens, 236 reflector, 237 field lens, 238 polarizing beam splitter, 239 phase difference plate, 240 image display element, 241 analyzer, 242 projection lens Group, 243 light source mounting part, 244 dichroic cross prism, 350 intermediate mirror, 360 intermediate image forming part, 362 diffusion screen, 364 concave lens, 400 cold mirror , 410 cold mirror heat radiation part, 450 virtual image, 610 windshield.

Claims

可視光である画像表示光を投射する画像投射部と、
前記画像投射部から投射された画像表示光に基づく実像を結像させる中間像形成部と、
前記中間像形成部を透過した画像表示光を虚像提示面に向けて反射させ、前記画像表示光の反射面に対する裏面にコールドミラー放熱部を備えるコールドミラーと、
前記画像投射部、前記中間像形成部、前記コールドミラーおよび前記コールドミラー放熱部を内側に収納するとともに、前記コールドミラーが反射した画像表示光を通過させる投射口を有する筐体とを備え、
前記コールドミラーは、前記虚像提示面と前記投射口とを介して前記筐体の内部に侵入する赤外光を透過させ、
前記コールドミラー放熱部は、前記コールドミラーが透過した赤外光による熱を放熱することを特徴とする画像表示装置。 An image projection unit that projects image display light that is visible light;
An intermediate image forming unit that forms a real image based on the image display light projected from the image projection unit;
Reflecting image display light transmitted through the intermediate image forming unit toward a virtual image presentation surface , a cold mirror including a cold mirror heat dissipating unit on the back surface with respect to the reflection surface of the image display light ,
The image projection unit, the intermediate image forming unit, the cold mirror and the cold mirror heat radiating unit are housed inside, and a housing having a projection port that allows image display light reflected by the cold mirror to pass therethrough,
The cold mirror transmits infrared light entering the inside of the housing through the virtual image presentation surface and the projection port,
The image display device, wherein the cold mirror heat radiating portion radiates heat by infrared light transmitted through the cold mirror .

前記筐体と前記コールドミラー放熱部との熱的な結合性は、前記筐体と前記画像投射部との熱的な結合性と比較して、小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 The thermal coupling of the housing and the cold mirror radiating portion, as compared to thermal coupling with the said housing and the image projection unit, according to claim 1, wherein the small Image display device.

前記虚像提示面は自動車に設置されたウィンドシールドであり、
前記コールドミラー放熱部は、前記ウィンドシールドを介して入射した太陽光に起因する赤外光の熱を放熱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。 The virtual image presentation surface is a windshield installed in an automobile,
The cold mirror radiating unit, an image display apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that radiating infrared heat caused by sunlight incident through the windshield.