JP2015169816A - 光学部品の結露防止構造、及び、ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケースの外壁の一部を構成する光学部品における結露発生を防止するのに好適な構造を提供する。
【解決手段】光学部品の結露防止構造は、ケース２０の外壁の一部を構成する光学部品２３の結露を防止する構造である。ケース２０の外壁を構成する部材には、光学部品２３を取り囲む部分を有する第１の部材２０ａ、２０ｂと、光学部品２３から離して配置され、光学部品２３及び第１の部材２０ａ、２０ｂに比べて熱伝導率が高い第２の部材２６と、が含まれる。
【選択図】図６

Description

本発明は、光学部品の結露防止構造、及び、当該結露防止構造を備えたヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ；Head-Up Display）装置に関する。

特許文献１には、結露による絶縁破壊や性能劣化を防止できるチップデバイスが開示されている。特許文献１に開示されるチップデバイスは、内部空間を有するパッケージに収容され、基板上に電気回路を構成する構造体もしくは電気回路を構成する金属薄膜パターンの少なくとも一方を具備している。そして、当該チップデバイスの電気回路が設けられていない部位の表面には、金属薄膜よりなる結露発生部が設けられている。本構成によれば、選択的・優先的に結露発生部に結露を生成できるために、絶縁破壊等の危険がある箇所に結露が発生することを防止できる。

また、特許文献２には、電気装置収納筐体の壁面の全部または一部を二重槽構造とし、筐体内の結露を外槽内壁面で強制的に生じさせ、電気装置が収納される内槽内部では結露が生じない構成とした電気装置収納筐体が開示されている。当該電気装置収納筐体においては、外槽は熱伝達率の大きな材料で構成され、内槽は熱伝達率の小さな材料で構成される。また、内槽と外槽との間には空隙が設けられ、内槽内の空気は空隙を介して循環する構成になっている。

特開２００６−１３１４８号公報 特開昭５９−８９４９９号公報

ところで、内部に光源が収容されると共に、該光源から出射された光を外部に取り出すためのウィンドウを外壁に備えるケースにおいては、ウィンドウに結露が生じると所望の光を取り出せなくなるために、ウィンドウに対する結露防止策が必要になることがある。

上記ウィンドウに対する結露防止策として、特許文献１に開示される構成を適用することが考えられる。しかしながら、特許文献１に開示される結露防止構造においては、結露発生部と、結露を防止したい対象物（電気回路や光学部品）との間の距離関係が考慮されていない。例えば、結露発生部が結露を防止したい光学部品のすぐ近くに配置されてしまうと、光学部品の周辺も高湿状態になり易く、光学部品で結露が発生する可能性が高くなる。また、特許文献１においては、結露発生部で結露した結露水の移動や飛散は考慮されていない。したがって、特許文献１に開示される構成を単純に適用した場合には、上記ウィンドウに対する結露防止策が不十分となることや、結露水の移動に伴う悪影響が発生することが懸念される。

また、上記ウィンドウに対する結露防止策として、特許文献２に開示される結露防止構造を適用することが考えられる。しかしながら、特許文献２の構成では、空気を循環させる必要があり、結露防止を行うために電源が必要になったり、構造が複雑であるために製品のコストが上昇したりすることが懸念される。したがって、上記ウィンドウに対する結露防止策として、特許文献２に開示される構成は適用し難い。

以上の点に鑑みて、本発明の目的は、ケースの外壁の一部を構成する光学部品における結露発生を防止するのに好適な構造を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのような結露防止構造を備えることにより、投射画像の品質が安定したＨＵＤ装置を提供することである。

上記目的を達成するために本発明の光学部品の結露防止構造は、ケースの外壁の一部を構成する光学部品の結露防止構造であって、前記ケースの外壁を構成する部材には、前記光学部品を取り囲む部分を有する第１の部材と、前記光学部品から離して配置され、前記光学部品及び前記第１の部材に比べて熱伝導率が高い第２の部材と、が含まれる構成（第１の構成）になっている。なお、前記第１の部材は、前記ケースの外壁の大部分を構成する樹脂部材であるのが好ましい。また、前記第２の部材は、金属部材であるのが好ましい。更に、前記ケースは、その内部への気体及び液体の出入りが制限された準密閉型の構造であるのが好ましい。

本構成によれば、結露を防止したい光学部品の周囲には熱伝導率の低い第１の部材が存在する。また、本構成によれば、光学部品及び第１の部材よりも熱伝導率が高く結露を優先的に発生させる第２の部材は、光学部品から離れた位置に存在させることができる。このため、本構成によれば、ケース内において、結露を防止したい光学部品の周囲の湿度を比較的低く保つことが可能であり、光学部品に結露が発生し難くできる。本構成では、結露防止のための循環機構が不要であり、無電源環境下で結露防止可能である。また、本構成では、循環機構が不要であるばかりではなく、ケースを二重槽構造にする必要もないので、低コストで結露防止構造を提供できる。

上記第１の構成の光学部品の結露防止構造において、前記第２の部材に生じた結露水の移動を防止する移動防止部が、前記ケース内に設けられている（第２の構成）のが好ましい。本構成によれば、第２の部材で優先的に発生した結露水が移動して、ケース内の部品（例えば電気部品や光学部品）に悪影響が及ぶという事態を抑制できる。

上記第２の構成の光学部品の結露防止構造において、前記移動防止部は、吸水部材を含む構成（第３の構成）であってよい。本構成によれば、吸水部材で結露水を保持できるために、結露水がケース内の部品（例えば電気部品や光学部品）に悪影響を及ぼすことを抑制できる。前記吸水部材は、前記第２の部材の近傍に配置されるのが好ましい。

上記第２又は第３の構成の光学部品の結露防止構造において、前記移動防止部は、透湿防水シートを含む構成（第４の構成）であってよい。本構成によれば、移動防止部の厚みを薄くすることが可能である。なお、前記透湿防水シートは、前記第２の部材と、前記ケース内の部品（電気部品や光学部品等）とを仕切るように配置されるのが好ましい。

上記第２から第４のいずれかの構成の光学部品の結露防止構造において、前記移動防止部は、複数の貫通孔が形成された有孔壁を含む構成（第５の構成）であってもよい。本構成において、貫通孔のサイズは、結露水（水滴）ができる限り通過不能となるサイズであるのが好ましい。当該孔のサイズは、実験等によって適宜決定すればよい。本構成によれば、吸水部材や透湿防水シートといった部材を追加することを避けられ、低コスト化を図り易い。また、有孔壁と吸水部材や透湿防水シートが組み合わされた場合には、結露水の移動をより効果的に防止できる。なお、前記有孔壁は、前記第２の部材と、前記ケース内の部品（電気部品や光学部品等）とを仕切るように配置されるのが好ましい。

上記第１から第５のいずれかの構成の光学部品の結露防止構造において、前記ケース内には、光源と該光源から出射された光を前記光学部品へと導く光学部材とを含む光源ユニットが収容され、前記光学部品と前記第２の部材との間に、前記光源ユニットの全部或いは一部が介在している構成（第６の構成）を採用するのが好ましい。本構成によれば、結露を防止したい光学部品と第２の部材との間の距離を長くし易く、光学部品における結露発生を抑制し易い。

上記第１から第６のいずれかの構成の光学部品の結露防止構造において、前記ケースの一の側壁に前記光学部品が設けられ、前記第２の部材は、前記ケースの一の側壁に対向する側壁の近傍に設けられる構成（第７の構成）を採用するのが好ましい。本構成によれば、結露を防止したい光学部品と第２の部材との間の距離を長くし易く、光学部品における結露発生を抑制し易い。

上記第１から第７のいずれかの構成の光学部品の結露防止構造において、前記ケース内には光源が収容され、前記光学部品は、前記光源から出射された光を透過する窓部材である構成（第８の構成）であってよい。本構成によれば、窓部材が結露によって曇って、所望の光がケースから取り出せないといった事態の発生を避けられる。

上記第１から第８のいずれかの構成の光学部品の結露防止構造において、前記第２の部材は、前記光学部品及び前記第１の部材より先に結露を発生させるための結露部材である構成（第９の構成）であってよい。

上記目的を達成するために本発明のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置は、上記第１から第９のいずれかの構成の光学部品の結露防止構造を備える構成（第１０の構成）となっている。本構成のＨＵＤ装置では、ケースの外壁の一部を構成する光学部品における結露発生を適切に抑制して所望の光をケース外部に取り出せるために、安定した品質の投射画像を得ることができる。

本発明によれば、ケースの外壁の一部を構成する光学部品における結露発生を防止するのに好適な構造を提供できる。また、本発明によれば、投射画像の品質が安定したＨＵＤ装置を提供できる。

本出願人が先行開発したＨＵＤ装置の概略構成を説明するための模式図 本出願人が先行開発したＨＵＤ装置が備えるＨＵＤモジュールの構成を示す概略斜視図 本出願人が先行開発したＨＵＤ装置が備える光学アッセンブリーの構成を示す概略斜視図 本出願人が先行開発したＨＵＤ装置が備えるケースの構成を示す概略斜視図で、蓋体が取り外された状態を示す図 本出願人が先行開発したＨＵＤ装置が備える光学アッセンブリーの光学構成について説明するための概略図 本発明の第１実施形態に係る光学部品の結露防止構造を備えるケースの概略構成を示す断面図 本発明の第２実施形態に係る光学部品の結露防止構造を備えるケースの概略構成を示す断面図 本発明の第３実施形態に係る光学部品の結露防止構造を備えるケースの概略構成を示す断面図 本発明の第３実施形態に係る光学部品の結露防止構造を備えるケースの変形例を示す概略断面図

以下、本発明に係る、光学部品の結露防止構造及びＨＵＤ装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明の理解を容易するために、本出願人が先行開発したＨＵＤ装置の具体例と、その改善すべき点について先に説明してから、本発明の実施形態について説明を行う。
＜先行開発のＨＵＤ装置＞

図１は、本出願人が先行開発したＨＵＤ装置１の概略構成を説明するための模式図である。図１においては、ＨＵＤ装置１が車両Ｖに搭載された例が示されている。なお、ＨＵＤ装置１は、車両に限らず、他の乗り物（例えば航空機等）に搭載されても勿論構わない。ＨＵＤ装置１は、ＨＵＤモジュール１０から走査レーザ光Ｌ（投射光）をフロントガラスＷに向けて投射し、投影像をユーザの視野内に重ねて表示する表示装置である。なお、図１において、一点鎖線の矢印Ａは車両Ｖの運転席に座っているユーザの視線を示している。

図１に示すように、フロントガラスＷの内面には、たとえば半透過性の反射材料を用いて形成されるコンバイナ２が貼り付けられている。このコンバイナ２にＨＵＤモジュール１０から走査レーザ光Ｌが投射されることによって、虚像が形成される。この結果、車両Ｖの前方（すなわち矢印Ａの方向）を見ているユーザは、車両Ｖの前方の外界像と、ＨＵＤモジュール１０から投射される投射画像とを同時に視認することができる。

図２は、本出願人が先行開発したＨＵＤ装置１が備えるＨＵＤモジュール１０の構成を示す概略斜視図である。図２に示すように、ＨＵＤモジュール１０は、詳細は後述する光学アッセンブリー１１を備える。光学アッセンブリー１１は、当該光学アッセンブリー１１から発せられる熱を放散するために設けられたヒートシンク１３に接続されている。

光学アッセンブリー１１上には、光学アッセンブリー１１が備える電子部品を動作させるための電気回路が構成された回路基板１４が搭載されている。回路基板１４の上部には、回路基板１４で発生する熱を放散するための放熱プレート１５が設けられている。ヒートシンク１３上には、例えばＨＵＤ装置１全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等が搭載される回路基板１６が設けられている。回路基板１６上には、当該回路基板１６で発生する熱を放散するためのヒートシンク１７が設けられている。

図３は、本出願人が先行開発したＨＵＤ装置１が備える光学アッセンブリー１１の構成を示す概略斜視図である。光学アッセンブリー１１は、ケース１１０と、ケース１１０の側面にネジ止めにて固定されるＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）ユニット１１１と、を備えている。

ケース１１０は、ケース本体１１０ａと、蓋体１１０ｂとを備えている。ケース本体１１０ａは、図４に示すように、上面が開口した箱形構造を有している。ケース本体１１０ａ内には、光源ユニット１１２（図４では、実際には見えないために破線で示されている）と、光源ユニット１１２上に配置された回路基板１１３とが内蔵されている。回路基板１１３には、光源ユニット１１２を動作させるための電気回路が形成されている。なお、図４は、本出願人が先行開発したＨＵＤ装置１が備えるケース１１０の構成を示す概略斜視図で、蓋体１１０ｂが取り外された状態を示す図である。

蓋体１１０ｂは、ケース本体１１０ａの上面開口を覆うように配置される。ケース本体１１０ａと蓋体１１０ｂとの間には、ケース１１０内部への気体及び液体の出入りが制限された構造（準密閉型の構造）が得られるように、Ｏリング１１４が介在している。なお、ケース１１０は、ケース１１０内部への気体及び液体の出入りが完全に制限された構造とするのが好ましいが、完全に密閉することは難しい。このために、ケース１１０は、ケース本体１１０ａと蓋体１１０ｂとの間にシール部材（Ｏリング１１４）を配置して準密閉型の構造とされている。

図４に示すように、ケース本体１１０ａの一の側壁には、ウィンドウ１１５がビス止め等によって取り付けられている。ウィンドウ１１５は、光源ユニット１１２から射出された光をケース１１０外に取り出してＭＥＭＳユニット１１１へと導くために設けられている。

また、ケース本体１１０ａの底壁には、図３及び図４において不図示の熱伝導部材（例えば、アルミニウム、銅、それらのいずれかを含む合金等で構成される）が取り付けられている。ケース本体１１０ａの底壁外部側には、前述の熱伝導部材と熱的に接続されるペルチェ素子１１８が配置されている。更に、ケース本体１１０ａの底壁には、ケース内部に配置される回路基板１１３と不図示の接続端子を介して電気的に接続される回路基板１１９がビス止め等によって取り付けられている。なお、ケース１１０内の気密性を保つために、ウィンドウ１１５、熱伝導部材、及び、回路基板１１９と、ケース本体１１０ａとの間には、不図示のＯリングがそれぞれ介在している。

ＭＥＭＳユニット１１１の内部には、図３において不図示のＭＥＭＳミラーが設けられている。ＭＥＭＳミラーは、入射した光の反射方向を２軸方向に変化させることができる。ＭＥＭＳユニット１１１には、ＭＥＭＳミラーで反射された光を外部に取り出すためのウィンドウ１１７が設けられている（図３参照）。

図５は、本出願人が先行開発したＨＵＤ装置１が備える光学アッセンブリー１１の光学構成について説明するための概略図である。図５に示すように、ケース１１０内に配置される光源ユニット１１２には、レーザーダイオード（ＬＤ）１２１ａ〜１２１ｃと、コリメータレンズ１２２ａ〜１２２ｃと、ビームスプリッター１２３ａ及び１２３ｂと、が含まれている。なお、光源ユニット１１２には、プリズムや集光レンズ等の他の光学部材が適宜含まれてよい。

ＬＤ１２１ａは青色レーザ光を出射する発光素子である。ＬＤ１２１ｂは緑色レーザ光を出射する発光素子である。ＬＤ１２１ｃは赤色レーザ光を出射する発光素子である。なお、場合によっては、光源として、ＬＤに代えてＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の異なる発光素子が用いられても構わない。また、青色、緑色、赤色を出射する発光素子の位置は、本例の位置に限定されず、適宜変更されてよい。

図５に示すように、各ＬＤ１２１ａ〜１２１ｃには、熱伝導部材１２０を介してペルチェ素子１１８が熱的に接続されている。このために、各ＬＤ１２１ａ〜１２１ｃの温度が必要以上に上昇することを抑制できる。なお、ペルチェ素子１１８による冷却に伴ってＬＤ１２１ａ〜１２１ｃ等に結露水が付着することを防止するために、ペルチェ素子１１８はケース１１０外部に配置され、内部に光源ユニット１１２が配置されるケース１１０は準密閉型の構造とされている。また、ペルチェ素子１１８によって発生する熱を放散するために、ペルチェ素子１１８はヒートシンク１３（図２参照）に熱的に接続されている。

コリメータレンズ１２２ａ〜１２２ｃは、各ＬＤ１２１ａ〜１２１ｃから出射されるレーザ光を平行光に変換する光学素子である。また、ビームスプリッター１２３ａ及び１２３ｂは、たとえばダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムで構成してよい。この場合、ビームスプリッター１２３ａ及び１２３ｂは、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する光学素子となる。ビームスプリッター１２３ａは、青色レーザ光を反射し、赤色及び緑色レーザ光を透過する。ビームスプリッター１２３ｂは、緑色レーザ光を反射し、赤色レーザ光を透過する。ただし、ビームスプリッター１２３ａ及び１２３ｂは、ダイクロイックミラー等に限られず、例えばハーフミラー等で構成されてもよい。

光源ユニット１１２から射出されたレーザ光は、ウィンドウ１１５を透過して、ＭＥＭＳユニット１１１内に設けられるＭＥＭＳミラー１２４に入射する。ＭＥＭＳミラー１２４は、入射される各色のレーザ光を反射する光学反射素子を含む。ＭＥＭＳミラー１２４がレーザ光の反射方向を変化させることにより、ＭＥＭＳユニット１１１に設けられるウィンドウ１１７を介して走査レーザ光Ｌが光学アッセンブリー１１外に出射される。この走査レーザ光Ｌは、フロントガラスＷ上のコンバイナ２に投射される。

以上のように構成されるＨＵＤ装置１においては、準密閉型に構成されるケース１１０内において、ウィンドウ１１５に結露が生じることがある。ウィンドウ１１５に結露が生じると、ケース１１０から所望の光を取り出せなくなる可能性がある。このために、ウィンドウ１１５に極力結露を生じさせないように、ケース１１０には結露防止構造を採用するのが好ましい。本発明は、この結露防止構造を提案するものである。
＜本発明の結露防止構造及びＨＵＤ装置の実施形態＞

本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置の構成は、上述の結露防止構造が採用された点を除いて、先に説明した先行開発のＨＵＤ装置１の構成と概ね同様である。このために、本発明の実施形態の説明にあたっては、先行開発のＨＵＤ装置１と重複する部分については極力説明を省略し、先行開発のＨＵＤ装置１と異なる部分に重点をおいて説明を行う。
（第１実施形態）

図６は、本発明の第１実施形態に係る光学部品の結露防止構造を備えるケース２０の概略構成を示す断面図である。なお、ケース２０は、本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置に備えられるものである。先行開発のＨＵＤ装置１におけるケース１１０と同様に、ケース２０は、上面が開口した箱形のケース本体２０ａと、ケース本体２０ａの上面開口を覆う蓋体２０ｂとを備えている。ケース本体２０ａと蓋体２０ｂとの間には、ケース内の気密性を確保するためにＯリング２１（シール部材）が介在しており、ケース２０は準密閉型の構造になっている。なお、ケース本体２０ａ及び蓋体２０ｂは、例えばＰＰＳ樹脂等の樹脂材料によって構成される。また、Ｏリング２１は、例えばゴム材や樹脂によって構成される。

また、先行開発のＨＵＤ装置１におけるケース１１０と同様に、ケース本体２０ａ内には、ＬＤ（光源）と光学部材とを含む光源ユニット２２が内蔵されている。また、ケース本体２０ａの一の側壁には、光源ユニット２２から射出される光をケース２０の外部に出すためのウィンドウ２３が固定配置されている。更に、ケース本体２０ａの底壁には、ケース２０内の電気回路（ここでは光源ユニット２２に含まれる構成になっている）と接続端子２４を介して電気的に接続される回路基板２５が固定配置されている。

なお、ウィンドウ２３は、ケース本体２０ａの一の側壁に設けられる第１の開口部２０ｃに嵌め込まれるようにして、ケース本体２０ａに取り付けられている。そして、ウィンドウ２３とケース本体２０ａとの間には、ケース２０内の気密性を確保するためにＯリング２１が介在している。ウィンドウ２３は、例えば樹脂やガラスからなる透明部材によって形成される。ウィンドウ２３は、ケース２０の外壁の一部を構成しており、本発明の光学部品の一例である。また、ケース２０の外壁の大部分を構成するケース本体２０ａ及び蓋体２０ｂは、本発明の第１の部材の一例である。なお、ケース本体２０ａが、ウィンドウ２３を取り囲む部分を有している。

また、回路基板２５は、ケース本体２０ａの底壁に設けられる第２の開口部２０ｄに嵌め込まれるようにして、ケース本体２０ａに取り付けられている。そして、回路基板２５とケース本体２０ａとの間には、ケース２０内の気密性を確保するためにＯリング２１が介在している。回路基板２５としては、例えばガラスエポキシ基板等からなるリジッド基板が使用されてよい。なお、ケース本体２０ａの底壁には、先行開発のＨＵＤ装置１のケース１１０と同様に、ペルチェ素子に熱的に接続される熱伝導部材が取り付けられるのが好ましい。

先行開発のＨＵＤ装置１におけるケース１１０とは異なり、ケース２０には、優先的に結露を発生させるための結露部材２６が固定配置されている。結露部材２６は、ウィンドウ２３が配置される側壁と対向する側壁の近傍に設けられている。結露部材２６は、ケース本体２０ａの底壁に設けられる第３の開口部２０ｅに嵌め込まれるようにして、ケース本体２０ａに取り付けられている。結露部材２６のケース２０に対する固定はビス止めでもよいし、その他の公知の固定方法であってもよい。結露部材２６とケース本体２０ａとの間には、ケース内の気密性を確保するためにＯリング２１が介在している。結露部材２６は、ケース２０の外壁を構成する部材であり、本発明の第２の部材の一例である。

結露部材２６は、ケース２０の外壁の大部分を構成する部材（ケース本体２０ａ及び蓋体２０ｂ）、及び、ケース２０の外壁の一部を構成するウィンドウ２３並びに回路基板２５よりも熱伝導率の高い部材で構成されている。結露部材２６は、例えば、アルミニウム、銅、それらのいずれかを含む合金等の金属部材で構成するのが好ましい。なお、結露部材２６の厚みは、強度やコスト等を勘案しつつ、ケース本体２０ａや蓋体２０ｂの厚みと同等か、それよりも薄くするのが好ましい。

例えば、ケース２０外部の環境温度が低下すると、それに伴いケース２０内の温度が下がるためにケース２０内の相対湿度が上昇する。この際、ケース２０の外壁を構成する部材の中で相対的に熱伝導率が高い部材で構成される結露部材２６は他に比べて速く冷却されるために、結露部材２６の内側において優先的に結露が発生する。なお、ケース２０の外壁を構成する部材には、ケース本体２０ａ、蓋体２０ｂ、ウィンドウ２３、回路基板２５、及び、結露部材２６が含まれる。結露部材２６で結露が生じると、ケース２０内の湿度が低下する。そして、結露部材２６から離れた位置にあるウィンドウ２３近傍の湿度は、ケース２０内において比較的低くなる。この結果、ウィンドウ２３においては結露が発生し難くなる。

本実施形態では、図６に示すように、結露部材２６の上側の離間した位置に吸水部材２７が配置されている。吸水部材２７としては、例えば通気性を有すると共に吸水性に優れる特殊ポリウレタンスポンジを利用することができる。このような材料として、例えば市販のソフラス（登録商標）が挙げられる。このようなスポンジ部材を採用する場合、図６に示すように、ケース２０内に設けられた凹部２０ｆに吸水部材２７を押し込むように配置することで、吸水部材２７をケース２０内に固定することができる。勿論、吸水部材２７は、接着剤等を利用してケース２０内に固定してもよい。なお、凹部２０ｆの底面には開口が形成されている。

図６に示す構成では、結露部材２６に生じた結露水がケース２０内を移動しようとしても、結露水は結露部材２６の近傍に配置される吸水部材２７に保持される。このために、結露水がケース２０内に設けられる電気部品や光学部品等の所まで移動して悪影響を及ぼすことを防止できる。なお、吸水部材２７の位置は、結露部材２６で発生した結露水がケース２０内で殆ど移動することがないように結露部材２６の近傍に配置するのが好ましい。ただし、移動した結露水がケース２０内に配置される部材（光学部品や電気部品）に悪影響を及ぼさないようにできればよく、吸水部材２７の位置は適宜変更されてよい。

以上からわかるように、第１実施形態の結露防止構造によれば、無電源環境下でウィンドウ２３における結露発生を抑制できる。また、ケース２０を二重槽構造とする必要がなく、簡単な構造でウィンドウ２３における結露発生を抑制できる。また、ケース２０の振動や取り付け角度（傾き）にかかわらず、結露部材２６で発生した結露水の移動を抑制できる。このために、低コストで、投射画像の品質が安定したＨＵＤ装置１を提供可能である。
（第２実施形態）

図７は、本発明の第２実施形態に係る光学部品の結露防止構造を備えるケース３０の概略構成を示す断面図である。なお、ケース３０は、本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置に備えられるものである。第２実施形態に係る結露防止構造を備えるケース３０の構成は、第１実施形態に係る結露防止構造を備えるケース２０の構成と概ね同様である。このために、重複する部分については同一の符号を付し、その説明は極力省略する。

第１実施形態におけるケース２０の場合と異なり、ケース３０においては、結露部材２６の上側の離間した位置に透湿防水シート３１が配置されている。ケース本体３０ａには、結露部材２６が配置される位置の近傍に、間隔をあけて対向配置される一対の固定部３２ａ、３２ｂが設けられている。透湿防水シート３１は、一対の固定部３２ａ、３２ｂを橋渡しするように配置される。透湿防水シート３１は、一対の固定部３２ａ、３２ｂのそれぞれに、防水両面テープ３３を用いて固定されている。

透湿防水シート３１は、結露部材２６と、ケース３０内の部材（光学部品や電気部品）とを仕切るように配置されている。ただし、透湿防水シート３１は、ケース３０内の水は通さないが、水分を含む気体（湿気）は通す。このために、ケース３０外部の環境温度が低下すると、第１実施形態におけるケース２０と同様に結露部材２６において優先的に結露が発生する。この結果、ウィンドウ２３においては結露が発生し難くなる。

そして、結露部材２６に生じた結露水がケース３０内を移動しようとしても、結露水は透湿防水シート３１によって移動を邪魔される。このために、結露水がケース３０内に設けられる電気部品や光学部品等の所まで移動して悪影響を及ぼすことを防止できる。なお、透湿防水シート３１を設ける位置は、結露部材２６の近傍が好ましいが、移動した結露水がケース３０内に配置される部材（光学部品や電気部品）に悪影響を及ぼさないようにできればよく、その位置は適宜変更されてよい。

以上からわかるように、第２実施形態の結露防止構造においても、第１実施形態の結露防止構造と同様の効果が得られる。また、第２実施形態の結露防止構造はシート部材３１を用いて結露水の移動を防止する構成であるので、例えば結露水の移動を防止するための手段を設けるスペースが小さい場合等に有効な構成と言える。
（第３実施形態）

図８は、本発明の第３実施形態に係る光学部品の結露防止構造を備えるケース４０の概略構成を示す断面図である。なお、ケース４０は、本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置に備えられるものである。第３実施形態に係る結露防止構造を備えるケース４０の構成は、第１実施形態に係る結露防止構造を備えるケース２０の構成と概ね同様である。このために、重複する部分については同一の符号を付し、その説明は極力省略する。

第１実施形態におけるケース２０の場合と異なり、ケース４０においては、結露部材２６の上側の離間した位置に複数の微細な貫通孔４１ａが形成された有孔壁４１が配置されている。有孔壁４１は、結露部材２６と、ケース４０内に配置される部材（光学部品や電気部品）とを仕切るように配置されている。有孔壁４１が備える微細な貫通孔４１ａのサイズは、結露部材２６で発生する結露水（水滴）が通過できないサイズとするのが好ましい。当該サイズは、実験等によって適宜決定すればよい。なお、貫通孔４１ａの形状は、例えば平面視略円形とできるが、これに限らず、その形状は適宜変更されてよい。

有孔壁４１が湿気を有する気体を通過させることができるために、ケース４０外部の環境温度が低下すると、第１実施形態におけるケース２０と同様に、結露部材２６において優先的に結露が発生する。この結果、ウィンドウ２３においては結露が発生し難くなる。そして、結露部材２６に生じた結露水がケース４０内を移動しようとしても、結露水は有孔壁４１によって移動を邪魔される。このために、結露水がケース４０内に設けられる電気部品や光学部品等の所まで移動して悪影響を及ぼすことを防止できる。なお、有孔壁４１を設ける位置は、結露部材２６の近傍が好ましいが、移動した結露水がケース４０内に配置される部材（光学部品や電気部品）に悪影響を及ぼさないようにできればよく、その位置は適宜変更されてよい。

以上からわかるように、第３実施形態の結露防止構造においても、第１実施形態の結露防止構造と同様の効果が得られる。また、有孔壁４１を用いて結露水の移動を防止する構成では、吸水部材や透湿防水シートのような部材を省略できるので、結露水の移動を防止する手段を低コストで得られる。

なお、図９は、本発明の第３実施形態に係る光学部品の結露防止構造を備えるケース４０の変形例を示す概略断面図である。図９に示すように、有孔壁４１を用いて結露水の移動を防止する構成に、第１実施形態で説明した吸水部材２７を追加配置しても構わない。図９では、吸水部材２７を結露部材２６の上に載置する構成になっているが、図６の場合と同様に、吸水部材２７を結露部材２６に対して離間配置しても構わない。また、有孔壁４１を用いて結露水の移動を防止する構成に、第２実施形態で説明した透湿防水シート３１を追加配置しても構わない。
＜その他＞

以上に示した実施形態は本発明の例示であり、本発明の適用範囲は、以上に示した実施形態の構成に限定されるものではない。本発明の技術思想を超えない範囲で、以上の実施形態は適宜変更されてよいのは勿論である。また、各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わされてよい。

例えば、結露部材２６は、ウィンドウ２３からできるだけ離れた位置に設けられるのが好ましいが、その位置は以上に示した実施形態の位置に限定されるものではない。例えば、結露部材２６は、ケース本体２０ａのウィンドウ２３が設けられる側壁に対向する側壁に設けられても構わない。また、結露部材２６は、ケース本体２０ａのウィンドウ２３が設けられる側壁に対向する側壁近傍の、蓋体２０ｂに設けられても構わない。ただし、以上に示した実施形態のようにケース本体２０ａの底壁に設けた方が、ケースの強度を保ちやすい、或いは、結露水の移動を防止し易い等の利点がある。

また、結露部材２６は、ウィンドウ２３に結露が生じ難いようにウィンドウ２３から離して配置されればよく、例えば、ウィンドウ２３と結露部材２６との間に光源ユニット２２の全部、或いは一部が介在するように結露部材２６が配置されても構わない。この場合でも、ウィンドウ２３から結露部材２６に至るまでにある程度の距離が稼げる。

また、場合によっては、ペルチェ素子を冷却するために設ける熱伝導部材が、結露を優先的に発生させるための結露部材として共用されてもよい。そして、結露部材として共用される熱伝導部材の近傍等に、結露水の移動を防止する移動防止手段を設けても構わない。なお、移動防止手段としては、上述した吸水部材、透湿防水シート、及び、有孔壁のうちの少なくともいずれか一つを利用する手法が挙げられる。

その他、以上に示した実施形態では、結露部材２６と、ケース２０（３０、４０）の大部分を構成する部材（ケース本体及び蓋体）とが異なる材質で構成された。しかしながら、部材の厚みに差を設けることによって部材間における結露発生のスピード差が十分得られるのであれば、結露部材と、ケースの大部分を構成する部材（ケース本体及び蓋体）とは同一の材質とされても構わない。

２０、３０、４０ ケース
２０ａ ケース本体（第１の部材の一部）
２０ｂ 蓋体（第１の部材の一部）
２２ 光源ユニット
２３ ウィンドウ（光学部品、窓部材）
２６ 結露部材（第２の部材）
２７ 吸水部材（移動防止部を構成する部材）
３１ 透湿防水シート（移動防止部を構成する部材）
４１ 有孔壁（移動防止部を構成する部材）
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ レーザーダイオード
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ コリメートレンズ（光学部材の一部）
１２３ａ、１２３ｂ ビームスプリッター（光学部材の一部）

Claims (10)

1. ケースの外壁の一部を構成する光学部品の結露防止構造であって、
   前記ケースの外壁を構成する部材には、
   前記光学部品を取り囲む部分を有する第１の部材と、
   前記光学部品から離して配置され、前記光学部品及び前記第１の部材に比べて熱伝導率が高い第２の部材と、
   が含まれることを特徴とする光学部品の結露防止構造。
2. 前記第２の部材に生じた結露水の移動を防止する移動防止部が、前記ケース内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の結露防止構造。
3. 前記移動防止部は、吸水部材を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学部品の結露防止構造。
4. 前記移動防止部は、透湿防水シートを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の光学部品の結露防止構造。
5. 前記移動防止部は、複数の貫通孔が形成された有孔壁を含むことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の光学部品の結露防止構造。
6. 前記ケース内には、光源と該光源から出射された光を前記光学部品へと導く光学部材とを含む光源ユニットが収容され、
   前記光学部品と前記第２の部材との間に、前記光源ユニットの全部或いは一部が介在していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学部品の結露防止構造。
7. 前記ケースの一の側壁に前記光学部品が設けられ、
   前記第２の部材は、前記ケースの一の側壁に対向する側壁の近傍に設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光学部品の結露防止構造。
8. 前記ケース内には光源が収容され、
   前記光学部品は、前記光源から出射された光を透過する窓部材であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光学部品の結露防止構造。
9. 前記第２の部材は、前記光学部品及び前記第１の部材より先に結露を発生させるための結露部材であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光学部品の結露防止構造。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の光学部品の結露防止構造を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

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