JP6020907B2 - Display device - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等の表示素子を備えた表示装置に関するものである。  The present invention relates to a display device including a display element such as a DMD (Digital Micromirror Device).

従来より、スクリーンに表示光を投影する投射型表示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。斯かる投射型表示装置は、画像投射装置，外装筐体，スクリーン，反射ミラーを備えており、スクリーン上に投影される画像の位置を調整できるようになっている。  Conventionally, various projection-type display devices that project display light onto a screen have been proposed. Such a projection display device includes an image projection device, an exterior housing, a screen, and a reflection mirror, and can adjust the position of an image projected on the screen.

特開２００８−１２９２７１号公報JP 2008-129271 A

しかしながら、前記投射型表示装置は、軸止部を中心として、反射ミラーを上下左右に回転可能に軸止する構造であるため、スクリーンに投影される画像の位置を調整し難いという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、表示素子の位置調整が容易にできる光源装置を提供するものである。However, the projection type display device has a structure in which the reflection mirror is pivotally fixed up and down and right and left around the axis stop portion, so that it is difficult to adjust the position of the image projected on the screen. It was.
The present invention has been made in view of this problem, and provides a light source device capable of easily adjusting the position of a display element.

本発明は、照明光を発する光源１１と、前記照明光から表示光Ｌを生成する表示素子１４１と、前記表示素子１４１が搭載される回路基板１４２と、前記表示素子１４１を保持する調整部材１４３と、前記調整部材１４３を位置調整可能に固定する固定手段１４８と、を備え、前記調整部材１４３は突起１４３ａを有すると共に、前記回路基板１４２に形成された貫通孔１４２ａに前記突起１４３ａが挿入されて、前記表示素子１４１が搭載された前記回路基板１４２が前記調整部材１４３に位置決めされているものである。The present invention includes alight source 11 that emits illumination light, adisplay element 141 that generates display light L from the illumination light,acircuit board 142 on which thedisplay element 141 is mounted, and anadjustment member 143 that holds thedisplay element 141. And a fixing means 148 for fixing theadjustment member 143 so that the position of theadjustment member 143 can beadjusted. Theadjustment member 143 has aprotrusion 143a, and theprotrusion 143a is inserted into athrough hole 142a formed in thecircuit board 142. Thecircuit board 142 on which thedisplay element 141 is mounted is positioned on theadjustment member 143 .

また、本発明は、前記表示光Ｌを反射させる反射部材２１を備えたものである。  In addition, the present invention includes a reflectingmember 21 that reflects the display light L.

また、本発明は、前記固定手段１４８はボルトであるものである。  In the present invention, the fixing means 148 is a bolt.

また、本発明は、前記調整部材１４３は、前記ボルト１４８の軸部１４８ｂが貫通する貫通孔１４３ｃを有するものである。  In the present invention, the adjustingmember 143 has a throughhole 143c through which theshaft portion 148b of thebolt 148 passes.

表示素子を調整部材で保持し、この調整部材を位置調整可能に固定することにより、表示素子の位置調整が容易にできる。  The position of the display element can be easily adjusted by holding the display element with the adjustment member and fixing the adjustment member so that the position of the display element can be adjusted.

本発明の実施形態を示す概観図。1 is an overview diagram showing an embodiment of the present invention.同上実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows embodiment same as the above.同上実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows embodiment same as the above.同上実施形態を示す光源部の断面図。Sectional drawing of the light source part which shows embodiment same as the above.同上実施形態を示す表示器の断面図。Sectional drawing of the indicator which shows embodiment same as the above.

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。  Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a head-up display device will be described with reference to the accompanying drawings.

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Ａ及び第２ユニットＢを備えている。  The head-up display device displays the virtual image V by reflecting the display light L projected by thedisplay device 2 provided on thedashboard 1 of the vehicle to the vehicle driver 4 side by thewindshield 3. The vehicle driver 4 can visually recognize the virtual image V superimposed on the landscape. Thedisplay device 2 includes a first unit A and a second unit B.

第１ユニットＡは、プロジェクタ１０，平面鏡２１，透過型スクリーン２６，ヒートシンク３１，ハウジング４１等から構成されている。第２ユニットＢは、反射器５０，６０，ハウジング７１等から構成されている。  The first unit A includes aprojector 10, aplane mirror 21, atransmission screen 26, aheat sink 31, ahousing 41, and the like. The second unit B includesreflectors 50 and 60, ahousing 71, and the like.

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，表示器１４，投射レンズ部材１５を有しており、ヒートシンク３１に固定されている。  Theprojector 10 displays an image on thetransmissive screen 26 by a field sequential method. Theprojector 10 includes alight source unit 11, amirror unit 12, aprism 13, adisplay 14, and aprojection lens member 15, and is fixed to aheat sink 31.

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，レンズ部材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。レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，反射ミラー１１ｇ，ダイクロイックミラー１１ｈ，１１ｉは、フレーム部材１１ｍの保持部１１ｖで保持されている。  Thelight source unit 11 of theprojector 10 includes a bluelight emitting diode 11a, a redlight emitting diode 11b, a greenlight emitting diode 11c,lens members 11d, 11e, 11f, a reflectingmirror 11g,dichroic mirrors 11h, 11i, and acircuit board 11k. Thelens members 11d, 11e, 11f, thereflection mirror 11g, and thedichroic mirrors 11h, 11i are held by the holding portion 11v of theframe member 11m.

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、トップビュー型ＬＥＤからなるものであり、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。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が搭載された回路基板１１ｋは、図示しないボルトによってヒートシンク３１に固定されている。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。  The blue light-emitting diode 11a, the red light-emittingdiode 11b, and the green light-emittingdiode 11c are made of top-view LEDs, and emit blue light B, red light R, and green light G, respectively. The bluelight emitting diode 11a, the redlight emitting diode 11b, and the greenlight emitting diode 11c are mounted on thecircuit board 11k. Thecircuit board 11k on which the bluelight emitting diode 11a, the redlight emitting diode 11b, and the greenlight emitting diode 11c are mounted is fixed to theheat sink 31 with bolts (not shown). Thecircuit board 11k is in contact with theheat sink 31, and heat generated by the bluelight emitting diode 11a, the redlight emitting diode 11b, and the greenlight emitting diode 11c is dissipated by theheat sink 31 through thecircuit board 11k.

レンズ部材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が発してレンズ部材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が発してレンズ部材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が発してレンズ部材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。  Thelens members 11d, 11e, and 11f collect the blue light B, red light R, and green light G emitted from the bluelight emitting diode 11a, the redlight emitting diode 11b, and the greenlight emitting diode 11c, respectively. Thereflection mirror 11g reflects the blue light B emitted from the bluelight emitting diode 11a and collected by thelens member 11d. Thedichroic mirror 11h reflects the red light R emitted from the redlight emitting diode 11b and collected by thelens member 11e, and transmits the blue light B reflected by thereflection mirror 11g. The dichroic mirror 11i reflects the green light G emitted from the greenlight emitting diode 11c and collected by the lens member 11f, and transmits the blue light B and red light R transmitted or reflected by the reflectingmirror 11h.

フレーム部材１１ｍは、突起からなる位置決め部１１ｐを有している。フレーム部材１１の位置決め部１１ｐをヒートシンク３１の凹部に嵌め入れることにより、フレーム部材１１がヒートシンク３１に位置決めされる。また、フレーム部材１１ｍには孔部１１ｔが形成されている。フレーム部材１１ｍの孔部１１ｔにボルト１１ｓが挿通され、ボルト１１ｓがヒートシンク３１に螺着されることにより、フレーム部材１１ｍがヒートシンク３１に固定される。  Theframe member 11m has a positioning portion 11p made of a protrusion. Theframe member 11 is positioned on theheat sink 31 by fitting the positioning portion 11 p of theframe member 11 into the recess of theheat sink 31. Further, a hole 11t is formed in theframe member 11m. The bolt 11s is inserted into the hole 11t of theframe member 11m, and the bolt 11s is screwed to theheat sink 31, whereby theframe member 11m is fixed to theheat sink 31.

表示ユニット１９は、ミラー部１２，プリズム１３，表示器１４，投射レンズ部材１５をケース体１８に収容したものである。表示ユニット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表示器１４に照射させる。表示器１４によって生成された表示光Ｌは、プリズム１３の傾斜面１３ａによって、投射レンズ部材１５に向けて反射される。投射レンズ部材１５は、表示光Ｌを拡大し、平面鏡２１に投射する。投射レンズ部材１５は、１枚のレンズ部材で構成しても良いし、複数のレンズ部材で構成しても良い。  Thedisplay unit 19 is a case in which amirror unit 12, aprism 13, adisplay 14, and aprojection lens member 15 are accommodated in acase body 18. Thedisplay unit 19 is not in direct contact with thelight source unit 11. Theprism 13 transmits the light from themirror unit 12 and irradiates thedisplay 14 with the light. The display light L generated by thedisplay unit 14 is reflected toward theprojection lens member 15 by theinclined surface 13 a of theprism 13. Theprojection lens member 15 enlarges the display light L and projects it onto theplane mirror 21. Theprojection lens member 15 may be composed of a single lens member or a plurality of lens members.

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。  Theplane mirror 21 is held by thesupport member 23 and reflects the display light L from theprojector 10 to thetransmissive screen 26. Thetransmissive screen 26 is held by thesupport member 24, and the display light L from theprojector 10 is imaged on thetransmissive screen 26. Theheat sink 31 is made of metal such as aluminum (Al) and has a plurality ofheat radiation fins 31a. Theplane mirror 21 and thetransmission screen 26 are fixed to theheat sink 31 via holdingmembers 23 and 24. Thehousing 41 is made of an opaque resin (for example, polypropylene), and houses theprojector 10, theplane mirror 21, thetransmission screen 26, and the like. Thehousing 41 is formed with awindow 41a from which the display light L is emitted.

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Ａ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。  Thereflector 50 includes aplane mirror 51 and asupport member 52. Theplane mirror 51 reflects the display light L from the first unit A to theconcave mirror 61. Thesupport member 52 is fixed to thehousing 71 and holds the plane mirror 35. Thereflector 60 includes aconcave mirror 61, amirror holder 62, a stepping motor 63, and asupport member 64. Theconcave mirror 61 is formed by depositing a metal (for example, aluminum) on a resin (for example, polycarbonate) to form areflective surface 61a. The reflectingsurface 61a is a concave surface, and the display light L reflected by theplane mirror 51 is enlarged to display the virtual image V. Theconcave mirror 61 is bonded to themirror holder 62 with a double-sided adhesive tape. Themirror holder 62 is made of resin (for example, ABS), and thegear portion 65 and theshaft portion 66 are integrally formed.

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。  Agear 67 is attached to the rotation shaft of the stepping motor 63, and thisgear 67 is engaged with thegear portion 65 of themirror holder 62. Theconcave mirror 61 is supported in a rotatable state together with themirror holder 62, and the projection direction of the display light L can be adjusted by rotating theconcave mirror 61 by the stepping motor 63. The vehicle driver 4 operates a pushbutton switch (not shown) to adjust the angle of theconcave mirror 61 so that the display light L is reflected at the eye position (that is, the virtual image V can be visually recognized).

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。  Thehousing 71 is made of an opaque resin (for example, polypropylene) and accommodates thereflectors 50 and 60. Thehousing 71 is provided with alight shielding wall 71a to prevent a phenomenon (washout) in which external light such as sunlight enters thetransmission screen 26 and the virtual image V becomes difficult to see. Thelight shielding wall 71 a has a flat plate shape and is formed so as to hang obliquely from the top of thehousing 71. Anopening 71b through which the display light L is emitted is formed on the upper surface of thehousing 71, and atranslucent cover 72 is attached to theopening 71b. Thetranslucent cover 72 is made of a transparent resin such as polycarbonate and has a curved shape.

次に、図５に基づいて、表示器１４について詳述する。表示器１４は、反射型表示素子１４１と、回路基板１４２と、調整板１４３と、ベース部材１４５と、を有している。表示器１４は、ボルト１４８によって、ケース体１８に固定されている。  Next, thedisplay 14 will be described in detail with reference to FIG. Thedisplay 14 includes areflective display element 141, acircuit board 142, anadjustment plate 143, and abase member 145. Theindicator 14 is fixed to thecase body 18 withbolts 148.

反射型表示素子１４１は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）１４１ａとソケット１４１ｂとからなるものであり、回路基板１４２に搭載されている。ＤＭＤ１４１ａは多数の微小な鏡面を平面に配列したものであり、ＤＭＤ１４１ａはソケット１４１ｂに保持されている。ソケット１４１ｂには突起１４１ｃが形成されており、この突起１４１ｃによりソケット１４１ｂが調整板１４３に位置決めされている。  Thereflective display element 141 includes a DMD (Digital Micromirror Device) 141 a and asocket 141 b, and is mounted on thecircuit board 142. TheDMD 141a has a large number of minute mirror surfaces arranged in a plane, and theDMD 141a is held by asocket 141b. Aprojection 141c is formed on thesocket 141b, and thesocket 141b is positioned on theadjustment plate 143 by theprojection 141c.

回路基板１４２には貫通孔１４２ａが形成されており、この貫通孔１４２ａに調整板１４３の突起１４３ａが挿入され、回路基板１４２が調整板１４３に位置決めされている。反射型表示素子１４１が搭載された回路基板１４２は、ベース部材１４５が調整板１４３に固定されることによって保持されている。ベース部材１４５には貫通孔１４５ａが形成されており、この貫通孔１４５ａに調整板１４３の突起１４３ａが挿入されている。ベース部材１４５は、ボルト１４７によって、調整板１４３に固定されている。  A throughhole 142 a is formed in thecircuit board 142, and theprotrusion 143 a of theadjustment plate 143 is inserted into the throughhole 142 a, and thecircuit board 142 is positioned on theadjustment plate 143. Thecircuit board 142 on which thereflective display element 141 is mounted is held by fixing thebase member 145 to theadjustment plate 143. A throughhole 145a is formed in thebase member 145, and theprotrusion 143a of theadjustment plate 143 is inserted into the throughhole 145a. Thebase member 145 is fixed to theadjustment plate 143 bybolts 147.

調整板１４３には貫通孔１４３ｃが形成されており、この貫通孔１４３ｃにボルト１４８の軸部１４８ｂが挿通されている。ボルト１４８は頭部１４８ａと軸部１４８ｂとからなるものであり、軸部１４８ｂには雄ネジが形成されている。貫通孔１４３ｃの内径は、軸部１４８ｂの外径よりも大きくなっており、調整板１４３を固定しているボルト１４８を緩めることにより、反射型表示素子１４１が位置決めされた調整板１４３の位置を調整することができる。  A throughhole 143c is formed in theadjustment plate 143, and ashaft portion 148b of abolt 148 is inserted into the throughhole 143c. Thebolt 148 includes ahead portion 148a and ashaft portion 148b, and a male screw is formed on theshaft portion 148b. The inner diameter of the throughhole 143c is larger than the outer diameter of theshaft portion 148b. By loosening thebolt 148 that fixes theadjustment plate 143, the position of theadjustment plate 143 where thereflective display element 141 is positioned is changed. Can be adjusted.

なお、本発明は、本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、本実施形態の表示素子は反射型表示素子１４１であったが、液晶表示素子等の透過型表示素子であっても良い。また、本実施形態の固定部材はボルト１４８であったが、ビスであっても良い。  In addition, this invention is not limited to this embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the display element of this embodiment is thereflective display element 141, but may be a transmissive display element such as a liquid crystal display element. Moreover, although the fixing member of the present embodiment is thebolt 148, it may be a screw.

１１ 光源部（光源）
２１ 平面鏡（反射部材）
１４１ 反射型表示素子（表示素子）
１４３ 調整板（調整部材）
１４３ｃ 貫通孔
１４８ ボルト（固定手段）
１４８ｂ 軸部
Ｌ 表示光11 Light source (light source)
21 Plane mirror (reflective member)
141 Reflective display element (display element)
143 Adjustment plate (adjustment member)
143c Through-hole 148 bolt (fixing means)
148b Shaft L Display light

Claims (4)

Translated fromJapanese

照明光を発する光源と、前記照明光から表示光を生成する表示素子と、前記表示素子が搭載される回路基板と、前記表示素子を保持する調整部材と、前記調整部材を位置調整可能に固定する固定手段と、を備え、
前記調整部材は突起を有すると共に、
前記回路基板に形成された貫通孔に前記突起が挿入されて、
前記表示素子が搭載された前記回路基板が前記調整部材に位置決めされていることを特徴とする表示装置。A light source that emits illumination light, a display element that generates display light from the illumination light,a circuit board on which the display element is mounted, an adjustment member that holds the display element, and an adjustment member that can be adjusted in position. Fixing means,
The adjustment member has a protrusion,
The protrusion is inserted into a through hole formed in the circuit board,
The display device, wherein the circuit board on which the display element is mounted is positioned on the adjustment member . 前記表示光を反射させる反射部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。  The display device according to claim 1, further comprising a reflecting member that reflects the display light. 前記固定手段はボルトであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。  The display device according to claim 1, wherein the fixing means is a bolt. 前記調整部材は、前記ボルトの軸部が貫通する貫通孔を有することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
The display device according to claim 3, wherein the adjustment member has a through hole through which a shaft portion of the bolt passes.

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