WO2023042609A1 - 画像生成装置およびヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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- G02B27/01—Head-up displays
Definitions
- the present disclosure relates to an image generation device and a head-up display including the image generation device.
- Patent Document 1 discloses an image generation device for a head-up display (HUD).
- HUD head-up display
- Light for generating an image emitted from the image generating device is reflected by the reflecting section and projected onto the windshield of the vehicle. Some of the light projected onto the windshield is reflected by the windshield toward the driver's eyes. The driver perceives the reflected light as a virtual image that looks like an image of the object on the other side of the windshield (outside the vehicle) against the background of the real object seen through the windshield.
- An image generation device includes a light source, a lens that transmits light emitted from the light source, and a liquid crystal device that emits light for generating an image from the light transmitted through the lens.
- the light source, lens, and liquid crystal device are supported by the housing along the light irradiation direction of the light source, and the optical path from the light source to the liquid crystal panel is configured linearly.
- a heat sink is provided on the back surface of the substrate on which the light source is mounted in order to dissipate heat generated by the light source.
- An object of the present disclosure is to provide an image generation device and a head-up display capable of dissipating heat generated from a light source while suppressing an increase in the number of parts and an increase in the size of the device.
- An image generation device includes: a light source unit; an optical member for emitting light emitted from the light source unit in a predetermined direction; a liquid crystal device that generates an image by light emitted from the optical member; a housing having a heat dissipation function; and The light source unit and the liquid crystal device are attached to the housing.
- a head-up display includes an image generation device of the first aspect; at least one reflector that reflects light emitted by the image generating device; It has
- FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a head-up display (HUD) according to one embodiment
- FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an image generating device according to one embodiment
- FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an image generating device according to one embodiment
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV -- IV in FIG. 3 and viewed in the direction of the arrow;
- FIG. 1 is a schematic diagram of a HUD 1 according to one embodiment viewed from the side of a vehicle V.
- FIG. A HUD 1 is provided in a vehicle V. As shown in FIG. For example, HUD 1 is placed in the vehicle V dashboard.
- the HUD 1 functions as a visual interface between the vehicle V and the occupants of the vehicle V. Specifically, the information is displayed as a predetermined image so that the predetermined information is superimposed on the real space outside the vehicle V (in particular, the surrounding environment in front of the vehicle V).
- the predetermined image may include a still image or a moving image (video).
- Information displayed by the HUD 1 includes, for example, vehicle running information related to running of the vehicle V and/or surrounding environment information related to the surrounding environment of the vehicle V (in particular, information related to objects existing outside the vehicle V). ), etc.
- the HUD 1 includes a HUD main body 2.
- the HUD body portion 2 has a housing 3 and an exit window 4 .
- the exit window 4 is composed of a transparent plate that transmits visible light.
- the HUD body section 2 has an image generation unit (PGU) 5 , a control section 6 , a plane mirror 7 and a concave mirror 8 inside a housing 3 .
- the plane mirror 7 and the concave mirror 8 are examples of the reflecting section.
- the image generation device 5 is configured to emit light for generating a predetermined image.
- the image generation device 5 is fixed to the housing 3 .
- the light emitted from the image generation device 5 is, for example, visible light.
- the control unit 6 controls the operation of each unit of the HUD 1.
- the controller 6 is connected to a vehicle controller (not shown) of the vehicle V.
- FIG. For example, the control unit 6 generates a control signal for controlling the operation of the image generation device 5 based on vehicle travel information, surrounding environment information, etc. transmitted from the vehicle control unit, and the generated control signal is used as an image. Send to the generation device 5 .
- the control unit 6 is equipped with a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and memory, and the processor executes a computer program read from the memory to control the operation of the image generation device 5 and the like.
- a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and memory
- the plane mirror 7 is arranged on the optical path of the light emitted from the image generation device 5 . Specifically, the plane mirror 7 is arranged above the image generation device 5 and configured to reflect the light emitted from the image generation device 5 toward the concave mirror 8 .
- the plane mirror 7 has a planar reflecting surface, and reflects the image of the light emitted from the image generation device 5 and formed into an image at the same magnification.
- the concave mirror 8 is arranged on the optical path of the light emitted from the image generating device 5 and reflected by the plane mirror 7 . Specifically, the concave mirror 8 is arranged in front of the image generating device 5 and the plane mirror 7 in the housing 3 .
- the concave mirror 8 is configured to reflect the light emitted from the image generation device 5 toward the windshield W (for example, the front window of the vehicle V).
- the concave mirror 8 has a concavely curved reflecting surface.
- the concave mirror 8 reflects the image of light emitted from the image generating device 5 and formed into an image at a predetermined magnification.
- the concave mirror 8 may be configured to be rotatable by the driving mechanism 9 .
- the light L1 emitted from the image generating device 5 is reflected by the plane mirror 7 and the concave mirror 8 and emitted from the emission window 4 of the HUD main body 2.
- the windshield W is irradiated with the light emitted from the emission window 4 of the HUD main body 2 .
- a part of the light emitted from the emission window 4 to the windshield W is reflected toward the viewpoint E of the passenger.
- the passenger recognizes the light emitted from the HUD body 2 as a virtual image (predetermined image) formed at a predetermined distance in front of the windshield W.
- a predetermined image is projected so as to become a virtual image at an arbitrarily determined single distance.
- a 3D image stereo image
- a plurality of predetermined images that are the same or different from each other are projected so as to be virtual images at different distances.
- the distance of the virtual image object I (the distance from the occupant's viewpoint E to the virtual image) is adjusted by adjusting the distance from the image generation device 5 to the occupant's viewpoint E (for example, by adjusting the optical path length between the image generation device 5 and the concave mirror 8). can be adjusted as appropriate by
- FIG. 2 and 3 are perspective views showing configuration examples of the image generation device 5.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the image generating device 5 and shows the optical path of the light L2 emitted from the light source 511. As shown in FIG.
- the image generation device 5 includes a light source unit 51, a light guide plate 52, a liquid crystal device 53, and a housing 54.
- the light guide plate 52 is an example of an optical member.
- the light source unit 51 has a light source 511 and a substrate 512 .
- Light source 511 is, for example, an LED light source or a laser light source.
- the LED light source is, for example, a white LED light source.
- the laser light source is, for example, an RGB laser light source configured to emit red laser light, green laser light, and blue laser light, respectively.
- a light source 511 is mounted on a substrate 512 .
- the substrate 512 is, for example, a printed circuit board made of an insulator on which electric circuit wiring is printed on the surface or inside.
- a substrate 512 is attached to the housing 54 .
- the image generation device 5 has two light source units 51A and 51B.
- the light source unit 51A has two light sources 511A and a substrate 512A.
- the light source unit 51B has two light sources 511B and a substrate 512B. Note that the number of light sources 511 included in the light source unit 51 is not limited to two. For example, the light source unit 51 may have three or more light sources 511 .
- the light guide plate 52 is made of a transparent material such as glass or plastic.
- the light guide plate 52 is configured to emit light emitted from the light source 511 in a direction perpendicular to the optical axis Ax of the light source 511, as illustrated in FIG.
- a direction orthogonal to the optical axis Ax of the light source 511 is an example of a direction crossing the optical axis Ax of the light source 511 .
- the expression “optical axis of the light source 511” used herein means the line of light with the highest luminance among the light emitted from the light source 511 .
- the optical axis of the LED light source means a straight line parallel to the normal line of the light emitting surface that passes through the center of the highest brightness on the light emitting surface of the LED light source.
- the light guide plate 52 has an incident surface 521 and an exit surface 522 . Light emitted from the light source 511 is incident on the incident surface 521 .
- the exit surface 522 is configured to intersect the entrance surface 521 .
- the exit surface 522 emits the light incident on the entrance surface 521 and reflected within the light guide plate 52 toward the liquid crystal device 53 .
- the light guide plate 52 is a plate-like member
- the liquid crystal device 53 is arranged above the light guide plate 52
- the light source units 51A and 51B are arranged on the sides of the light guide plate 52.
- the light guide plate 52 has two incident surfaces 521A and 521B, the incident surface 521A facing the light source unit 51A and the incident surface 521B facing the light source unit 51B.
- the exit surface 522 is orthogonal to the entrance surface 521A and the entrance surface 521B and faces the liquid crystal device 53 .
- the light L2 emitted from the light source 511A enters the incident surface 521A of the light guide plate 52 and travels through the light guide plate 52 while being reflected. The light L2 is then emitted from the emission surface 522 of the light guide plate 52 .
- light (not shown) emitted from the light source 511B is incident on the incident surface 521B of the light guide plate 52, and is emitted from the emitting surface 522 while being reflected in the light guide plate 52 and proceeding.
- the liquid crystal device 53 is configured to generate a predetermined image with the light emitted from the light guide plate 52 .
- the liquid crystal device 53 is, for example, a liquid crystal display (LCD).
- the liquid crystal device 53 has an entrance surface 531 and an exit surface 532 .
- the entrance surface 531 faces the exit surface 522 of the light guide plate 52 .
- Light emitted from the light guide plate 52 enters the incident surface 531 .
- Light for generating a predetermined image is emitted from the exit surface 532 .
- the housing 54 has a heat dissipation function.
- the housing 54 is made of, for example, metal such as aluminum or resin with high thermal conductivity.
- the housing 54 is of single-piece, monolithic construction.
- the housing 54 is integrally formed by so-called aluminum die casting, in which aluminum is cast using a mold.
- a light source unit 51 , a light guide plate 52 and a liquid crystal device 53 are attached to the housing 54 .
- the light source unit 51 is attached to the housing 54 so as not to face the incident surface 531 of the liquid crystal device 53 . Further, the light source unit 51 is attached to the housing 54 so as not to overlap the liquid crystal device 53 in plan view of the liquid crystal device 53 (when viewed from above in FIG. 4).
- the substrate 512 of the light source unit 51 is attached to the side surface portion 541 of the housing 54
- the liquid crystal device 53 is attached to the upper surface portion 542 of the housing 54
- the substrate 512A of the light source unit 51A is attached to the side surface portion 541A of the housing 54
- the substrate 512B of the light source unit 51B is attached to the side surface portion 541B of the housing .
- the liquid crystal device 53 is covered with the upper surface portion 542 of the housing 54 from the output surface 532 side, and part of the liquid crystal device 53 is exposed through an opening 5421 formed in the upper surface portion 542 .
- the emitted light for generating a predetermined image is emitted upward through the opening 5421 from the emission surface 532 .
- the light source unit 51 and the liquid crystal device 53 are provided in the common housing 54 having a heat dissipation function, and the heat generated from the light source unit 51 and the liquid crystal device 53 is Heat is dissipated by common housing 54 . That is, heat generated from the liquid crystal device 53 is transmitted to the housing 54 and radiated from the housing 54 . Also, the heat generated from the light source 511 is transmitted to the housing 54 via the substrate 512 and radiated by the housing 54 . Therefore, it is not necessary to provide separate heat dissipation members for the light source unit 51 and the liquid crystal device 53 .
- the light emitted from the light source 511 is emitted by the light guide plate 52 in a direction intersecting the optical axis Ax of the light source 511 . Accordingly, it is not necessary to arrange the liquid crystal device 53 in the direction in which the light emitted from the light source 511 is emitted in order to cause the light emitted from the light source 511 to enter the liquid crystal device 53 . Therefore, it is possible to prevent the image generation device 5 from increasing in size in the depth direction (vertical direction in FIG. 4).
- the light source unit 51 and the incident surface 531 of the liquid crystal device 53 do not face each other, and do not overlap the liquid crystal device 53 when viewed from above. That is, since the liquid crystal device 53 is not arranged in the light emitting direction of the light source 511, it is possible to prevent the image generation device 5 from increasing in size in the depth direction (vertical direction in FIG. 4).
- the light emitted from the light source 511 is emitted to the liquid crystal device 53 using one light guide plate 52, it is possible to suppress an increase in the number of parts compared to a configuration in which a plurality of optical members are combined.
- the substrate 512 may be attached to the housing 54 via another member.
- substrate 512 may be attached to housing 54 via a thermally conductive member.
- the liquid crystal device 53 may be attached to the housing 54 via another member.
- the liquid crystal device 53 may be attached to the housing 54 via a heat conducting member.
- the substrate 512 may be a flexible substrate.
- the board 512 can be attached while being deformed according to the shape of the housing 54 .
- the light guide plate 52 is mentioned as an example of the optical member.
- the optical member may be composed of a half mirror, a prism, or the like.
- the image generation device 5 has two light source units 51 . However, the image generating device 5 may have only one light source unit 51 or may have three or more light source units 51 .
- the light emitted from the image generation device 5 is configured to be reflected by the concave mirror 8 and illuminate the windshield W, but the configuration is not limited to this.
- the light reflected by the concave mirror 8 may be directed to a combiner (not shown) provided inside the windshield W.
- the combiner consists, for example, of transparent plastic discs. A portion of the light emitted from the image generating device 5 of the HUD main body 2 to the combiner is reflected toward the passenger's viewpoint E in the same manner as when the windshield W is illuminated with light.
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Abstract
画像生成装置(5)は、光源ユニット(51)と、光源ユニット(51)から出射された光を所定の方向に出射する導光板(52)と、導光板(52)から出射された光により画像を生成する液晶デバイス(53)と、放熱機能を有するハウジング(54)と、を備えている。光源ユニット(51)と液晶デバイス(53)がハウジング(54)に取り付けられている。
Description
本開示は、画像生成装置および当該画像生成装置を備えるヘッドアップディスプレイに関する。
特許文献1は、ヘッドアップディスプレイ(Head―Up Display:HUD)用の画像生成装置を開示している。画像生成装置から出射された画像を生成するための光は、反射部により反射されて車両のウインドシールドに投射される。ウインドシールドに投射された光の一部はウインドシールドに反射されて、運転者の目に向かう。運転者は、ウインドシールド越しに見える実在の物体を背景に、目に入った反射光を、ウインドシールドを挟んで反対側(車両の外側)にある物体の像のように見える虚像として知覚する。
画像生成装置は、光源、光源から出射された光を透過させるレンズ、およびレンズを透過した光により画像を生成するための光を出射する液晶デバイスを備えている。
上記のような画像生成装置では、光源、レンズおよび液晶デバイスは、光源の光の照射方向に沿ってハウジングに支持されており、光源から液晶パネルまでの光路が直線的に構成されている。また、光源で生じた熱を放熱するために、光源が搭載された基板の裏面にはヒートシンクが設けられている。
本開示は、光源から生じた熱を放熱しつつ、部品点数の増加および装置の大型化を抑制可能な画像生成装置およびヘッドアップディスプレイを提供することを目的とする。
本開示の第一態様に係る画像生成装置は、
光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された光を所定の方向に出射する光学部材と、
前記光学部材から出射された光により画像を生成する液晶デバイスと、
放熱機能を有するハウジングと、
を備えており、
前記光源ユニットと前記液晶デバイスが前記ハウジングに取り付けられている。
光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された光を所定の方向に出射する光学部材と、
前記光学部材から出射された光により画像を生成する液晶デバイスと、
放熱機能を有するハウジングと、
を備えており、
前記光源ユニットと前記液晶デバイスが前記ハウジングに取り付けられている。
本開示の第二態様に係るヘッドアップディスプレイは、
第一態様の画像生成装置と、
前記画像生成装置により出射された光を反射させる少なくとも一つの反射部と、
を備えている。
第一態様の画像生成装置と、
前記画像生成装置により出射された光を反射させる少なくとも一つの反射部と、
を備えている。
本開示によれば、光源から生じた熱を放熱しつつ、部品点数の増加および装置の大型化を抑制できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。また、図面において、矢印Uは、図示された構造の上方向を示している。矢印Dは、図示された構造の下方向を示している。矢印Fは、図示された構造の前方向を示している。矢印Bは、図示された構造の後方向を示している。矢印Rは、図示された構造の右方向を示している。矢印Lは、図示された構造の左方向を示している。これらの方向は、図1に示されたヘッドアップディスプレイ(HUD)1について設定された相対的な方向である。
図1は、一実施形態に係るHUD1を車両Vの側面側から見た模式図である。HUD1は、車両Vに設けられている。例えば、HUD1は、車両Vのダッシュボード内に配置される。
HUD1は、車両Vと車両Vの乗員との間の視覚的インターフェースとして機能する。具体的には、所定の情報が車両Vの外部の現実空間(特に、車両Vの前方の周辺環境)と重畳されるように、当該情報を所定の画像として表示するように構成されている。所定の画像は、静止画または動画(映像)を含みうる。HUD1によって表示される情報は、例えば、車両Vの走行に関連した車両走行情報及び/又は車両Vの周辺環境に関連した周辺環境情報(特に、車両Vの外部に存在する対象物に関連した情報)等である。
図1に示すように、HUD1は、HUD本体部2を備える。HUD本体部2は、ハウジング3と、出射窓4とを有する。出射窓4は可視光を透過させる透明板で構成されている。HUD本体部2は、ハウジング3の内部に、画像生成装置(PGU)5と、制御部6と、平面鏡7と、凹面鏡8とを有する。平面鏡7と凹面鏡8は、反射部の一例である。
画像生成装置5は、所定の画像を生成するための光を出射するように構成されている。画像生成装置5は、ハウジング3に固定されている。画像生成装置5から出射される光は、例えば、可視光である。
制御部6は、HUD1の各部の動作を制御する。制御部6は、車両Vの車両制御部(図示せず)に接続されている。例えば、制御部6は、車両制御部から送信される車両走行情報や周辺環境情報等に基づいて、画像生成装置5の動作を制御するための制御信号を生成し、生成された制御信号を画像生成装置5に送信する。制御部6は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサとメモリが搭載され、メモリから読みだしたコンピュータプログラムをプロセッサが実行して、画像生成装置5等の動作を制御する。
平面鏡7は、画像生成装置5から出射される光の光路上に配置されている。具体的には、平面鏡7は、画像生成装置5の上方に配置され、画像生成装置5から出射された光を凹面鏡8に向けて反射するように構成されている。平面鏡7は、平面状の反射面を有し、画像生成装置5から出射されて結像された光の像を同一の倍率で反射させる。
凹面鏡8は、画像生成装置5から出射されて平面鏡7により反射された光の光路上に配置されている。具体的には、凹面鏡8は、ハウジング3内において、画像生成装置5及び平面鏡7の前側に配置されている。凹面鏡8は、画像生成装置5から出射された光をウインドシールドW(例えば、車両Vのフロントウィンドウ)に向けて反射するように構成されている。凹面鏡8は、凹状に湾曲した反射面を有する。凹面鏡8は、画像生成装置5から出射され結像された光の像を所定の倍率で反射させる。凹面鏡8は、駆動機構9により回転可能に構成されてもよい。
図1に例示されるように、画像生成装置5から出射された光L1は、平面鏡7及び凹面鏡8で反射されてHUD本体部2の出射窓4から出射される。HUD本体部2の出射窓4から出射された光は、ウインドシールドWに照射される。出射窓4からウインドシールドWに照射された光の一部は、乗員の視点Eに向けて反射される。この結果、乗員は、HUD本体部2から出射された光をウインドシールドWの前方の所定の距離において形成される虚像(所定の画像)として認識する。このように、HUD1によって表示される画像がウインドシールドWを通して車両Vの前方の現実空間に重畳される結果、乗員は、所定の画像により形成される虚像オブジェクトIが車両外部に位置する道路上に浮いているように視認することができる。
虚像オブジェクトIとして2D画像(平面画像)を形成する場合は、所定の画像は任意に定めた単一距離の虚像となるように投影される。虚像オブジェクトIとして3D画像(立体画像)を形成する場合は、互いに同一または互いに異なる複数の所定の画像がそれぞれ異なる距離の虚像となるように投影される。虚像オブジェクトIの距離(乗員の視点Eから虚像までの距離)は、画像生成装置5から乗員の視点Eまでの距離を調整する(例えば画像生成装置5と凹面鏡8との間の光路長を調整する)ことによって適宜調整可能である。
次に、図2~図4を用いて、画像生成装置5の構成について説明する。図2と図3は、画像生成装置5の構成例を示す斜視図である。図4は、画像生成装置5の断面模式図であり、光源511から出射される光L2の光路を示している。
図2に例示されるように、画像生成装置5は、光源ユニット51、導光板52、液晶デバイス53、およびハウジング54を備えている。導光板52は、光学部材の一例である。
光源ユニット51は、光源511と基板512を有する。光源511は、例えば、LED光源またはレーザ光源である。LED光源は、例えば、白色のLED光源である。レーザ光源は、例えば、赤色レーザ光と、緑色レーザ光と、青色レーザ光をそれぞれ出射するように構成されたRGBレーザ光源である。光源511は、基板512に搭載されている。基板512は、例えば、電気回路の配線が表面や内部にプリントされた絶縁体からなるプリント基板である。基板512は、ハウジング54に取り付けられている。
本実施形態では、画像生成装置5は、二つの光源ユニット51A、51Bを有している。光源ユニット51Aは、二つの光源511Aと基板512Aを有する。光源ユニット51Bは、二つの光源511Bと基板512Bを有する。なお、光源ユニット51に含まれる光源511の数は二つに限定されない。例えば、光源ユニット51は、三つ以上の光源511を有してもよい。
導光板52は、例えば、ガラスまたはプラスチックなどの透明な材料により形成されている。導光板52は、図4に例示されるように、光源511から出射された光を、光源511の光軸Axとは直交する方向に出射するように構成されている。光源511の光軸Axと直交する方向は、光源511の光軸Axと交差する方向の一例である。本明細書において用いられる「光源511の光軸」という表現は、光源511から出射される光の中で輝度が最も高い光の線を意味する。たとえば、光源511がLED光源の場合、LED光源の光軸とは、LED光源の発光面において輝度が最も高い中心を通り発光面の法線に平行な直線を意味する。
導光板52は、入射面521と出射面522を有する。入射面521には、光源511から出射された光が入射する。出射面522は、入射面521と交差するように構成されている。出射面522は、入射面521に入射して導光板52内で反射された光を液晶デバイス53に向けて出射する。
本実施形態では、導光板52は板状の部材であり、導光板52の上方に液晶デバイス53が配置されており、導光板52の側方に光源ユニット51A,51Bが配置されている。導光板52は、二つの入射面521A,521Bを有しており、入射面521Aは光源ユニット51Aに対向しており、入射面521Bは光源ユニット51Bに対向している。出射面522は、入射面521Aと入射面521Bにそれぞれ直交しており、液晶デバイス53に対向している。
図4に例示されるように、光源511Aから出射された光L2は、導光板52の入射面521Aに入射し、導光板52内を反射しながら進む。そして、光L2は、導光板52の出射面522から出射される。同様に、光源511Bから出射された光(不図示)は、導光板52の入射面521Bに入射し、導光板52内を反射して進みながら出射面522から出射される。
液晶デバイス53は、導光板52から出射された光により所定の画像を生成するように構成されている。液晶デバイス53は、例えば液晶ディスプレイ(LCD)である。液晶デバイス53は、入射面531と出射面532を有する。入射面531は、導光板52の出射面522と対向している。導光板52から出射された光が入射面531に入射する。所定の画像を生成するための光は、出射面532から出射される。
ハウジング54は、放熱機能を有する。ハウジング54は、例えば、アルミなどの金属または熱伝導性の高い樹脂により形成される。ハウジング54は、単一部材からなり、モノリシックな構造を有する。例えば、ハウジング54は、アルミニウムを金型を用いて鋳造成形する、いわゆるアルミダイキャストで一体に形成される。
ハウジング54には、光源ユニット51、導光板52および液晶デバイス53が取り付けられている。光源ユニット51は、液晶デバイス53の入射面531と対向しないように、ハウジング54に取り付けられている。また、光源ユニット51は、液晶デバイス53の平面視(図4では上から見た場合)において、液晶デバイス53と重ならないように、ハウジング54に取り付けられている。
具体的には、光源ユニット51の基板512は、ハウジング54の側面部541に取り付けられ、液晶デバイス53は、ハウジング54の上面部542に取り付けられている。本実施形態では、光源ユニット51Aの基板512Aは、ハウジング54の側面部541Aに取り付けられ、光源ユニット51Bの512Bは、ハウジング54の側面部541Bに取り付けられている。液晶デバイス53は、出射面532側からハウジング54の上面部542に覆われており、液晶デバイス53の一部が上面部542に形成された開口5421から露出されている。出射された所定の画像を生成するための光は、出射面532から開口5421を通って上方に出射される。
上述のように、本実施形態に係る画像生成装置5によれば、光源ユニット51と液晶デバイス53は、放熱機能を有する共通のハウジング54に設けられており、光源ユニット51および液晶デバイス53から生じる熱は、共通のハウジング54により放熱される。すなわち、液晶デバイス53から生じた熱は、ハウジング54に伝わり、ハウジング54から放熱される。また、光源511から生じた熱は、基板512を経由してハウジング54に伝わり、ハウジング54により放熱される。したがって、光源ユニット51と液晶デバイス53に対して別々の放熱部材を設ける必要がない。例えば、光源511から生じる熱を放熱するために基板512の裏面にヒートシンクを設ける必要がない。これにより、部品点数の増加および装置の大型化を抑制できる。
光源511から出射された光は、導光板52により、光源511の光軸Axとは交差する方向に出射される。これにより、光源511から出射される光を液晶デバイス53に入射させるために、光源511の光の出射方向に液晶デバイス53を配置する必要がない。したがって、画像生成装置5が奥行方向(図4では上下方向)に大型化することを抑制できる。
光源ユニット51と液晶デバイス53の入射面531は対向しておらず、液晶デバイス53の平面視において、液晶デバイス53と重なっていない。すなわち、液晶デバイス53は、光源511の光の出射方向に配置されていないので、画像生成装置5が奥行方向(図4では上下方向)に大型化することを抑制できる。
また、一つの導光板52を用いて、光源511から出射された光を液晶デバイス53に出射するので、複数の光学部材を組み合わせる構成と比べて部品点数の増加を抑制できる。
以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
基板512は、他の部材を介してハウジング54に取り付けられてもよい。例えば、基板512は、熱伝導部材を介してハウジング54に取り付けられてもよい。液晶デバイス53は、他の部材を介してハウジング54に取り付けられてもよい。例えば、液晶デバイス53は、熱伝導部材を介してハウジング54に取り付けられてもよい。
基板512は、フレキシブル基板でもよい。この場合、基板512をハウジング54の形状に合わせて変形させながら取り付けることができる。
光学部材の一例として、導光板52が挙げられている。しかしながら、光学部材は、ハーフミラ、プリズムなどにより構成されてもよい。
画像生成装置5は、二つの光源ユニット51を有している。しかしながら、画像生成装置5は、一つの光源ユニット51のみを有してもよく、三つ以上の光源ユニット51を有してもよい。
画像生成装置5から出射された光は、凹面鏡8で反射されてウインドシールドWに照射されるように構成されているが、これに限られない。例えば、凹面鏡8で反射された光は、ウインドシールドWの内側に設けたコンバイナ(不図示)に照射されるようにしてもよい。コンバイナは、例えば、透明なプラスチックディスクで構成される。HUD本体部2の画像生成装置5からコンバイナに照射された光の一部は、ウインドシールドWに光を照射した場合と同様に、乗員の視点Eに向けて反射される。
本出願は、2021年9月15日出願の日本特許出願2021-150464号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Claims (7)
- 光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された光を所定の方向に出射する光学部材と、
前記光学部材から出射された光により画像を生成する液晶デバイスと、
放熱機能を有するハウジングと、
を備えており、
前記光源ユニットと前記液晶デバイスが前記ハウジングに取り付けられている、画像生成装置。 - 前記光源ユニットは、光源と、前記光源が搭載された基板とを有しており、
前記基板が前記ハウジングに取り付けられている、請求項1に記載の画像生成装置。 - 前記光学部材は、前記光源ユニットから出射された光を、前記光源ユニットの光軸とは交差する方向に、出射するように構成されている、請求項1または請求項2に記載の画像生成装置。
- 前記光学部材は、導光板であり、
前記導光板は、前記光源ユニットから出射された光が入射する入射面と、前記入射面と交差しており前記液晶デバイスに向けて光を出射する出射面と、を有する、請求項3に記載の画像生成装置。 - 前記液晶デバイスは、前記光学部材から出射された光が入射する入射面を有し、
前記光源ユニットは、前記液晶デバイスの前記入射面と対向しないように、前記ハウジングに取り付けられる、請求項1または請求項2に記載の画像生成装置。 - 前記液晶デバイスの平面視において、
前記光源ユニットは、前記液晶デバイスと重ならないように、前記ハウジングに取り付けられる、請求項1または請求項2に記載の画像生成装置。 - 請求項1または請求項2に記載の画像生成装置と、
前記画像生成装置により出射された光を反射させる少なくとも一つの反射部と、
を備えている、ヘッドアップディスプレイ。
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2022
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- 2022-08-22 JP JP2023548376A patent/JPWO2023042609A1/ja active Pending
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