(57)【要約】【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
2016075760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２０３１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置の概略図。
【図２】同実施形態の光路を説明する図。
【図３】同実施形態のコンデンサレンズ１１３の斜視図（ａ），（ｂ）およびコンデンサレンズ１１３と光源基板１１２との当接を示す図。
【図４】同実施形態の光源基板１１２におけるコンデンサレンズが光源基板１１２を押圧する位置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
光源１１１は、ＬＥＤなどの発光素子からなり、光線を発する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
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。
【符号の説明】
【００３５】
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
【図１】
2016075760.tif 000003
【図２】
2016075760.tif 000004
【図３】
2016075760.tif 000005
【図４】
2016075760.tif 000006