JP2014085657A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示器が過熱する虞が少ない表示装置を提供する。
【解決手段】 光源部１１は、照明光を発する。表示器１９は、照明光により照明される表示素子１４と、表示素子１４を収納するケース体１８とを有し、表示光Ｌを発する。反射部材２１は、表示器１９が発した表示光Ｌを反射させる。結像部材２６には、反射部材２１で反射された表示光Ｌが投影される。放熱部材３１には、光源部１１と表示器１９と反射部材２１と結像部材２６とを固定する。支持部３１ｂ，３１ｆ，１８ｍは、ケース体１８が放熱部材３１から離間するように表示器１９を支持する。表示器１９は、支持部３１ｂ，３１ｆ，１８ｍによって放熱部材３１に位置決めされる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、発熱を伴う光源部を備えた表示装置に関するものである。

従来より、フロントガラスの前方に虚像を表示させる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。ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボードに設けられ、フロントガラスに表示光を投影することで虚像を表示するものである。表示光を投影する表示手段としては様々な表示器が考えられるが、プロジェクタを用いたヘッドアップディスプレイ装置が特許文献２に開示されている。

しかし、プロジェクタと、このプロジェクタが発した表示光を反射させる反射鏡（所謂折り返しミラー）との相対的な位置や角度に若干の微小なズレがあり、所望の虚像が得られない虞があった。例えば、ハウジングに固定された反射鏡が所望の角度に対して微小な傾きが生じると、虚像の一部が表示されないという問題を有していた。そこで、本願出願人は、表示器及び反射部材を放熱部材に固定した表示装置を特願２０１２−４０９５７号として提案している。

特開２０１０−２７７０６５号公報 特開２００４−１２６２２６号公報

しかしながら、放熱部材に表示器を固定した表示装置は、放熱部材から表示器に熱が伝わり、表示器が過熱して損傷して、所望の表示ができなくなる虞があった。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、表示器が過熱する虞が少ない表示装置を提供するものである。

本発明は、照明光を発する光源部１１と、前記照明光により照明される表示素子１４と前記表示素子１４を収納するケース体１８とを有する表示器１９と、前記光源部１１及び前記表示器１９を固定する放熱部材３１とを備え、前記ケース体１８が前記放熱部材３１から離間するように前記表示器１９を支持する支持部３１ｂ，３１ｆ，１８ｍを設けたものである。

また、本発明は、照明光を発する光源部１１と、前記照明光により照明される表示素子１４と前記表示素子１４を収納するケース体１８とを有し表示光Ｌを発する表示器１９と、前記表示器１９が発した前記表示光Ｌを反射させる反射部材２１と、前記反射部材２１で反射された前記表示光Ｌが投影される結像部材２６と、前記光源部１１と前記表示器１９と前記反射部材２１と前記結像部材２６とを固定する放熱部材３１と、を備え、前記ケース体１８が前記放熱部材３１から離間するように前記表示器１９を支持する支持部３１ｂ，３１ｆ，１８ｍを設けたものである。

また、本発明は、前記表示器１９は、前記支持部３１ｂ，３１ｆ，１８ｍによって前記放熱部材３１に位置決めされる。

また、本発明は、前記支持部３１ｆ，１８ｍは中空であるものである。

表示器が放熱部材から離間するように支持されているため、光源部からの熱が表示素子に伝わり難いため、表示素子が損傷する虞が少ない。

本発明の第一実施形態を示す概観図。 同上実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示す光源部の断面図。 同上実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示す要部断面図。 本発明の第二実施形態を示す要部断面図。 本発明の第三実施形態を示す要部断面図。 本発明の他の実施形態を示す要部拡大斜視図。 本発明の他の実施形態を示す要部拡大斜視図。

以下、添付の図面に基づいて、本発明をヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。図１乃至図５は、第一実施形態を示すものである。

ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボード１に設けられた表示装置２が投射する表示光Ｌをフロントガラス３によって車両運転者４側に反射させ、虚像Ｖを表示するものである。車両運転者４は、虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。表示装置２は、第１ユニット１００及び第２ユニット２００を備えている。

第１ユニット１００は、プロジェクタ１０，平面鏡（反射部材）２１，透過型スクリーン（結像部材）２６，ヒートシンク（放熱部材）３１，ハウジング４１等から構成されている。第２ユニット２００は、反射器５０，６０，ハウジング７１等から構成されている。

プロジェクタ１０は、フィールドシーケンシャル方式によって、透過型スクリーン２６に画像を表示させるものである。プロジェクタ１０は、光源部１１，ミラー部１２，プリズム１３，ＤＭＤ（表示素子）１４，投射レンズ１５を有しており、ヒートシンク３１に固定されている。プロジェクタ１０の光源部１１は、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃ，レンズ１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，反射ミラー１１ｇ，ダイクロイックミラー１１ｈ，１１ｉ，回路基板１１ｋを有するものである。レンズ１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，反射ミラー１１ｇ，ダイクロイックミラー１１ｈ，１１ｉは、フレーム１１ｍに固定されている。

青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃは、夫々、青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇを発するものである。青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃは回路基板１１ｋに搭載されている。回路基板１１ｋはヒートシンク３１に当接しており、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが発した熱は、回路基板１１ｋを介して、ヒートシンク３１によって放散される。

レンズ１１ｄ，１１ｅ，１１ｆは、夫々、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが発した青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇを集光させる。反射ミラー１１ｇは、青色発光ダイオード１１ａが発してレンズ１１ｄで集光された青色光Ｂを反射させる。ダイクロイックミラー１１ｈは、赤色発光ダイオード１１ｂが発してレンズ１１ｅで集光された赤色光Ｒを反射させると共に、反射ミラー１１ｇで反射された青色光Ｂを透過させる。ダイクロイックミラー１１ｉは、緑色発光ダイオード１１ｃが発してレンズ１１ｆで集光された緑色光Ｇを反射させると共に、反射ミラー１１ｈで透過または反射された青色光Ｂ，赤色光Ｒを透過させる。

表示器１９は、ミラー部１２，プリズム１３，ＤＭＤ１４，投射レンズ１５をケース体１８に収容したものである。表示器１９は、光源部１１とは直接的には接触していない。プリズム１３は、ミラー部１２からの光を透過させてＤＭＤ１４に照射させる。ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）１４は、多数の微小な鏡面を平面に配列した反射型表示素子であり、表示光Ｌを生成する。表示光Ｌは、プリズム１３の傾斜面１３ａによって、投射レンズ１５に向けて反射される。投射レンズ１５は、表示光Ｌを拡大し、平面鏡２１に投射する。投射レンズ１５は、１枚のレンズで構成しても良いし、複数のレンズで構成しても良い。

平面鏡２１は、支持部材２３に保持されており、プロジェクタ１０からの表示光Ｌを透過型スクリーン２６に反射させる。透過型スクリーン２６は支持部材２４に保持されており、プロジェクタ１０からの表示光Ｌが透過型スクリーン２６に結像される。ヒートシンク３１は、アルミニウム（Al）等の金属からなるものであり、複数の放熱フィン３１ａを有している。平面鏡２１及び透過型スクリーン２６は、保持部材２３，２４を介して、ヒートシンク３１に固定されている。ハウジング４１は、不透明な樹脂（例えばポリプロピレン）からなるものであり、プロジェクタ１０，平面鏡２１，透過型スクリーン２６等を収容する。ハウジング４１には、表示光Ｌが出射する窓部４１ａが形成されている。

反射器５０は、平面鏡５１及び支持部材５２を有している。平面鏡５１は、第１ユニット１００からの表示光Ｌを凹面鏡６１に反射させる。支持部材５２は、ハウジング７１に固定されており、平面鏡３５を保持する。反射器６０は、凹面鏡６１，ミラーホルダー６２，ステッピングモータ６３，支持部材６４を有している。凹面鏡６１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６１ａを形成したものである。反射面６１ａは凹面となっており、平面鏡５１にて反射された表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。凹面鏡６１はミラーホルダー６２に両面粘着テープにより接着されている。ミラーホルダー６２は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部６５及び軸部６６が一体に形成されている。

ステッピングモータ６３の回動軸には歯車６７が取付けられており、この歯車６７は、ミラーホルダー６２の歯車部６５と噛合されている。凹面鏡６１はミラーホルダー６２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６３により凹面鏡６１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。車両運転者４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６１の角度を調整する。

ハウジング７１は、不透明な樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、反射器５０，６０が収容される。ハウジング７１には遮光壁７１ａが設けられており、太陽光等の外光が透過型スクリーン２６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７１ａは平板形状になっており、ハウジング７１の上部から斜めに垂下するように形成されている。ハウジング７１の上面には、表示光Ｌが出射する開口部７１ｂが形成されており、この開口部７１ｂには、透光性カバー７２が貼着されている。透光性カバー７２は、ポリカーボネート等の透明樹脂からなるものであり、湾曲形状になっている。

次に、図５に基づいて、表示器１９の支持構造について詳述する。ヒートシンク３１の前面３１ｄには支持部３１ｂが設けられている。ヒートシンク３１の支持部３１ｂは略円柱形状になっており、支持部３１ｂの端部には凸部３１ｃが形成されている。表示器１９のケース体１８には平板形状の突出部１８ａが設けられており、この突出部１８ａで表示器１９が支持部３１ｂに支持されている。支持部３１ｂの凸部３１ｃは、突出部１８に形成された貫通孔１８ｂに挿通されて、表示器１９がヒートシンク３１に位置決めされる。ケース体１８は、支持部３１ｂによって、底面１８ｃがヒートシンク３１の前面３１ｄから所定間隔Ｈを有するように支持されている。

図６は第二実施形態を示す図である。第二実施形態は、支持部３１ｆ，突出部１８ｄ等が異なるだけであり、他の構成は第一実施形態と同様である。

ヒートシンク３１の前面３１ｄには支持部３１ｆが設けられている。ヒートシンク３１の支持部３１ｆは中空な円筒形状になっている。表示器１９のケース体１８には、側方に突出する平板形状の突出部１８ｄが設けられており、この突出部１８ｄで表示器１９が支持部３１ｆに支持されている。突出部１８ｄには凹部１８ｆが形成されており、この凹部１８ｆに支持部３１ｆの端部が嵌入されて、表示器１９がヒートシンク３１に位置決めされる。ケース体１８は、支持部３１ｆによって、底面１８ｃがヒートシンク３１の前面３１ｄから所定間隔Ｈを有するように支持されている。

図７は第三実施形態を示す図である。第三実施形態は、突出部１８ｋ，支持部１８ｍ等が異なるだけであり、他の構成は第一実施形態と同様である。

表示器１９のケース体１８には、側方に突出する平板形状の突出部１８ｋと、この突出部１８ｋから垂加するように設けられた支持部１８ｍとが設けられている。表示器１９のケース体１８は、突出部１８ｋと支持部１８ｍとで支持されている。ヒートシンク３１には凹部３１ｇが形成されており、この凹部３１ｇに支持部１８ｍが嵌入されて、表示器１９がヒートシンク３１に位置決めされる。ケース体１８は、支持部１８ｍによって、底面１８ｃがヒートシンク３１の前面３１ｄから所定間隔Ｈを有するように支持されている。

各実施形態では、樹脂製のハウジング４１に比して剛性が高い金属製のヒートシンク３１にプロジェクタ１０，平面鏡２１，透過型スクリーン２６が固定されているため、プロジェクタ１０の光軸に対する平面鏡２１，透過型スクリーン２６の位置及び角度に誤差が生じる虞が少ない。また、各実施形態では、表示装置２が第１ユニット１００と第２ユニット２００とに分かれているため、組み付けが容易であり、製造コストを低減できる。更に、プロジェクタ１０の表示器１９が、ヒートシンク３１から離間するように支持されているため、光源部１１からの熱がヒートシンク３１を介して、ＤＭＤ１４に伝わり難いため、ＤＭＤ１４が損傷する虞が少ない。

なお、本発明は、各実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、図８及び図９に示すように、支持部３１ｆ，１８ｍを中空な円筒形状にすると共に、端部に位置決め用の凸部を設けても良い。また、各実施形態の表示素子はＤＭＤ１４であったが、液晶表示素子であっても良い。

１０ プロジェクタ
１１ 光源部
１１Ｂ 青色発光ダイオード
１１Ｒ 赤色発光ダイオード
１１Ｇ 緑色発光ダイオード
１４ ＤＭＤ（表示素子）
１８ ケース体
１８ｍ 支持部
１９ 表示器
２１ 平面鏡（反射部材）
２６ 透過型スクリーン（結像部材）
３１ ヒートシンク（放熱部材）
３１ｂ 支持部
３１ｆ 支持部
Ｌ 表示光

Claims (4)

1. 照明光を発する光源部と、前記照明光により照明される表示素子と前記表示素子を収納するケース体とを有する表示器と、前記光源部及び前記表示器を固定する放熱部材とを備え、前記ケース体が前記放熱部材から離間するように前記表示器を支持する支持部を設けたことを特徴とする表示装置。
2. 照明光を発する光源部と、前記照明光により照明される表示素子と前記表示素子を収納するケース体とを有し表示光を発する表示器と、前記表示器が発した前記表示光を反射させる反射部材と、前記反射部材で反射された前記表示光が投影される結像部材と、前記光源部と前記表示器と前記反射部材と前記結像部材とを固定する放熱部材と、を備え、前記ケース体が前記放熱部材から離間するように前記表示器を支持する支持部を設けたことを特徴とする表示装置。
3. 前記表示器は、前記支持部によって前記放熱部材に位置決めされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 前記支持部は中空であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。

Images