JP2023144951A - 表示装置及びヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】光吸収部材において発生した熱を十分に放熱することができる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置２０は、前面４０ｂに画像を表示する表示領域５２を有し、背面４０ａに入射した光を、画像を表す表示光として表示領域５２から投射する表示パネル４０と、表示パネル４０の前面４０ｂに対向する第１の主面５８ａと、第１の主面５８ａと反対側の第２の主面５８ｂとを有する透光部材５８と、透光部材５８の第１の主面５８ａ又は第２の主面５８ｂに接触するように配置され、表示パネル４０の前面４０ｂに向かう外光の少なくとも一部を吸収するための光吸収部材６０と、透光部材５８の外周部を取り囲むように配置され、透光部材５８の熱を放熱するための放熱部材５６とを備える。【選択図】図４

Description

本開示は、表示装置及びヘッドアップディスプレイに関する。

ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）とは、バックライトからの光が表示パネルの表示領域を透過することにより、表示パネルの表示領域に表示された画像の虚像を、車両のウインドシールド（フロントガラス）において車両の前方の景色上に重ね合わせて表示する車載機器である。

上述したヘッドアップディスプレイでは、太陽光（外光）が車両の外部からウインドシールドを通して車室内に入射して、表示パネルの表示領域に集光することにより、表示パネルが高温になって破損するおそれがある。このような問題を回避するために、表示パネルの表示領域から前方に離れた位置に、太陽光に含まれる赤外線を吸収するための赤外線吸収部材を配置する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－９８５５号公報

上記特許文献１に開示された技術では、赤外線吸収部材が赤外線を吸収した際に、赤外線吸収部材において熱が発生する。しかしながら、赤外線吸収部材において発生した熱を十分に放熱することができないという課題が生じる。

そこで、本開示は、光吸収部材において発生した熱を十分に放熱することができる表示装置及びヘッドアップディスプレイを提供する。

本開示の一態様に係る表示装置は、ヘッドアップディスプレイに用いられる表示装置であって、前面に画像を表示する表示領域を有し、背面に入射した光を、前記画像を表す表示光として前記表示領域から投射する表示パネルと、前記表示パネルの前記前面に対向する第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面と、を有する透光部材と、前記透光部材の前記第１の主面又は前記第２の主面に接触するように配置され、前記表示パネルの前記前面に向かう外光の少なくとも一部を吸収するための光吸収部材と、前記透光部材の外周部を取り囲むように配置され、前記透光部材の熱を放熱するための放熱部材と、を備える。

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータで読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様に係る表示装置等によれば、光吸収部材において発生した熱を十分に放熱することができる。

実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイを搭載した車両を示す図である。 実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイによりＨＵＤ画像が表示されるウインドシールドの領域を示す図である。 実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイの構成を示す図である。 実施の形態１に係る表示装置の断面図である。 実施の形態１に係る表示装置の表示パネル及び光吸収ユニットを示す分解斜視図である。 実施の形態２に係る表示装置の断面図である。 実施の形態２に係る表示装置の表示パネル及び光吸収ユニットを示す分解斜視図である。 実施の形態３に係る表示装置の表示パネル及び光吸収ユニットを示す分解斜視図である。 実施の形態４に係る表示装置の断面図である。 実施の形態５に係る表示装置の断面図である。

本開示の一態様に係る表示装置は、ヘッドアップディスプレイに用いられる表示装置であって、前面に画像を表示する表示領域を有し、背面に入射した光を、前記画像を表す表示光として前記表示領域から投射する表示パネルと、前記表示パネルの前記前面に対向する第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面と、を有する透光部材と、前記透光部材の前記第１の主面又は前記第２の主面に接触するように配置され、前記表示パネルの前記前面に向かう外光の少なくとも一部を吸収するための光吸収部材と、前記透光部材の外周部を取り囲むように配置され、前記透光部材の熱を放熱するための放熱部材と、を備える。

本態様によれば、光吸収部材が外光の少なくとも一部を吸収した際に、光吸収部材において熱が発生する。光吸収部材において発生した熱は、透光部材に伝導し、透光部材において拡散する。透光部材において拡散した熱は、放熱部材から大気中に放熱される。これにより、光吸収部材において発生した熱を十分に放熱することができる。また、放熱部材、透光部材及び光吸収部材をユニット化することができ、放熱部材、透光部材及び光吸収部材をヘッドアップディスプレイの筐体の内部に容易に配置することができる。

例えば、前記透光部材及び前記放熱部材は、ろう付けにより互いに固定されているように構成してもよい。

本態様によれば、透光部材及び放熱部材を、互いに熱伝導可能に固定することができる。

例えば、前記透光部材の前記外周部と前記放熱部材との間には、熱伝導部材が介在されているように構成してもよい。

本態様によれば、透光部材及び放熱部材を、互いに熱伝導可能に接続することができる。

例えば、前記放熱部材は、前記透光部材の前記外周部を取り囲むように配置された開口部を有し、前記熱伝導部材は、長尺状且つシート状に形成され、前記透光部材の前記外周部に巻回されており、前記熱伝導部材の長手方向における一端部は、前記透光部材の前記外周部に固定され、前記熱伝導部材の長手方向における他端部は、前記放熱部材の前記開口部の内周部に接触しているように構成してもよい。

本態様によれば、巻回されている熱伝導部材のテンションが緩むことによって、熱伝導部材が、透光部材の外周部と放熱部材の開口部の内周部との間に隙間無く埋まるようになる。その結果、光吸収部材において発生した熱をより効果的に放熱することができる。

例えば、前記透光部材及び前記放熱部材の互いに接触する各接触面は、研磨されているように構成してもよい。

本態様によれば、透光部材及び放熱部材の互いに接触する各接触面の熱抵抗を低く抑えることができる。

例えば、前記透光部材及び前記放熱部材の互いに接触する各接触面は、粗化されているように構成してもよい。

本態様によれば、透光部材及び放熱部材の互いに接触する各接触面の表面積が増大するので、透光部材から放熱部材への熱伝導効率を高めることができる。

例えば、前記透光部材及び前記放熱部材の互いに接触する各接触面は、互いに嵌合する凹凸面で形成されているように構成してもよい。

本態様によれば、透光部材と放熱部材との接触面積が増大するので、透光部材から放熱部材への熱伝導効率を高めることができる。

例えば、前記透光部材は、前記表示パネルの前記前面に接触しているように構成してもよい。

本態様によれば、表示パネルにおいて発生した熱を透光部材に伝導することができ、表示パネルにおいて発生した熱を放熱することができる。

例えば、前記透光部材の前記第１の主面又は前記第２の主面に垂直な断面形状は、三角形状又は台形状であるように構成してもよい。

本態様によれば、透光部材を、表示パネルの表示領域から透光部材に入射した表示光を屈折させるプリズムとしても機能させることができる。

例えば、前記表示装置は、さらに、前記透光部材の前記第２の主面に対向して配置された位相差板を備えるように構成してもよい。

本態様によれば、例えばユーザがＰ偏光（又はＳ偏光）のみを透過する偏光サングラスを装着している場合であっても、ユーザは、表示装置から投射される表示光を視認することができる。

例えば、前記放熱部材は、ヒートシンク、グラファイトシート及び金属箔のいずれかであるように構成してもよい。

本態様によれば、放熱部材の放熱性を高めることができる。

例えば、前記表示装置は、さらに、前記表示パネルを収納するための筐体を備え、前記放熱部材は、前記グラファイトシートであり、前記透光部材の前記外周部及び前記筐体の各々に接触するように配置されているように構成してもよい。

本態様によれば、透光部材から放熱部材に伝導した熱の一部を、さらに筐体に伝導することができる。これにより、光吸収部材において発生した熱を、放熱部材だけでなく筐体からも放熱することができる。

本開示の一態様に係るヘッドアップディスプレイは、上述したいずれかの表示装置と、前記表示装置から投射された表示光を表示媒体に向けて反射するミラーと、を備える。

本態様によれば、上述と同様に、表示装置の光吸収部材において発生した熱を十分に放熱することができる。また、表示装置の放熱部材、透光部材及び光吸収部材をユニット化することができ、表示装置の放熱部材、透光部材及び光吸収部材をヘッドアップディスプレイの筐体の内部に容易に配置することができる。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
［１－１．ヘッドアップディスプレイの構成］
まず、図１～図３を参照しながら、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ２の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ２を搭載した車両４を示す図である。図２は、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ２によりＨＵＤ画像８が表示されるウインドシールド１０の領域１２を示す図である。図３は、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ２の構成を示す図である。

図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ２は、自動車等の車両４のダッシュボード６の内部に配置されている。図１～図３に示すように、ヘッドアップディスプレイ２では、虚像であるＨＵＤ画像８を表示するための表示光を、例えば車両４のウインドシールド１０（表示媒体の一例）の運転席寄り下側の領域１２に向けて投射することにより、表示光をウインドシールド１０の領域１２で運転者１４に向けて反射させる。これにより、運転者１４は、ウインドシールド１０の領域１２において、虚像であるＨＵＤ画像８をウインドシールド１０の前方の景色上に重ね合わせて見ることができる。すなわち、運転者１４にとっては、ＨＵＤ画像８は、あたかもウインドシールド１０の前方の空間１６に表示されているかのように見える。

図３に示すように、ヘッドアップディスプレイ２は、メインハウジング１８（筐体の一例）と、表示装置２０と、第１のミラー２２（ミラーの一例）と、第２のミラー２４（ミラーの一例）とを備えている。

メインハウジング１８は、箱形状に形成されており、例えばアルミニウム等の金属で形成されている。メインハウジング１８は、車両４のダッシュボード６の内部に配置されている。メインハウジング１８の内部には、表示装置２０、第１のミラー２２及び第２のミラー２４が収納されている。メインハウジング１８の上面は、ウインドシールド１０に対向するように配置されている。メインハウジング１８の上面には、開口部２６が形成されている。この開口部２６は、例えば透明な樹脂プレートで構成されたカバー部材２８で覆われている。

表示装置２０は、ＨＵＤ画像８を表示するための表示光を、第１のミラー２２に向けて投射するためのＰＧＵ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）である。表示装置２０の構成については、後述する。

第１のミラー２２は、例えば凸面ミラーであり、表示装置２０からの表示光を第２のミラー２４に向けて反射する。第２のミラー２４は、例えば凹面ミラーであり、第１のミラー２２からの表示光をウインドシールド１０の領域１２に向けて反射する。第２のミラー２４からの表示光は、カバー部材２８を透過してウインドシールド１０の領域１２で反射した後に、運転者１４の目に入射する。

なお、本実施の形態では、ヘッドアップディスプレイ２は、２つのミラー（第１のミラー２２及び第２のミラー２４）を備えるようにしたが、これに限定されず、１つのミラーを備えるようにしてもよい。

［１－２．表示装置の構成］
次に、図４及び図５を参照しながら、表示装置２０の構成について説明する。図４は、実施の形態１に係る表示装置２０の断面図である。図５は、実施の形態１に係る表示装置２０の表示パネル４０及び光吸収ユニット４２を示す分解斜視図である。

なお、図４及び図５において、表示パネル４０の横方向をＸ軸方向、表示パネル４０の縦方向をＹ軸方向、表示パネル４０の厚み方向をＺ軸方向とする。

図４に示すように、表示装置２０は、ＰＧＵハウジング３０（筐体の一例）と、ヒートシンク３２と、バックライト３４と、第１のレンズ３６と、第２のレンズ３８と、表示パネル４０と、光吸収ユニット４２とを備えている。

ＰＧＵハウジング３０は、ヒートシンク３２及び表示パネル４０等を支持するためのものであり、メインハウジング１８（図３参照）の内部に固定されている。ＰＧＵハウジング３０は、例えば断面矩形状の筒状に形成され、主として樹脂で形成されている。

ヒートシンク３２は、バックライト３４からの熱を放熱するためのものである。ヒートシンク３２は、ベース部４４と、複数のフィン４６とを有している。ベース部４４は、ＰＧＵハウジング３０の一端部に支持されている。複数のフィン４６は、ベース部４４の第１の主面からＰＧＵハウジング３０と反対側に向けて突出している。ヒートシンク３２は、例えばアルミニウム等の金属で形成されている。

バックライト３４は、表示パネル４０の背面４０ａに向けて光を発する光源であり、ＰＧＵハウジング３０の内部に配置されている。バックライト３４は、基板４８と、基板４８に実装されたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）５０とを有している。基板４８は、ヒートシンク３２のベース部４４の第２の主面（第１の主面と反対側の面）に支持されている。なお、図４では、１つのＬＥＤ５０のみを図示しているが、複数のＬＥＤ５０が基板４８に実装されていてもよい。

第１のレンズ３６は、ＰＧＵハウジング３０の内部において、バックライト３４と第２のレンズ３８との間に配置されている。第１のレンズ３６は、例えばコンデンサレンズである。第１のレンズ３６には、バックライト３４からの光が入射する。第１のレンズ３６は、入射した光を集光して、第２のレンズ３８に向けて射出する。

第２のレンズ３８は、ＰＧＵハウジング３０の内部において、第１のレンズ３６と表示パネル４０との間に配置されている。第２のレンズ３８は、例えばフィールドレンズである。第２のレンズ３８には、第１のレンズ３６からの光が入射する。第２のレンズ３８は、入射した光をさらに集光して、表示パネル４０の背面４０ａに向けて射出する。

表示パネル４０は、例えば液晶パネルであり、ＸＹ平面視で矩形状の外形を有している。表示パネル４０は、ＰＧＵハウジング３０の他端部側における内部に配置されている。表示パネル４０の背面４０ａは、第２のレンズ３８に対向して配置されている。

表示パネル４０の前面４０ｂ（背面４０ａとは反対側の面）には、画像を表示する表示領域５２が形成されている。図５では、表示領域５２を分かりやすく図示するために、表示領域５２に網点模様を付してある。図５に示すように、表示領域５２は、ＸＹ平面視で（すなわち、表示パネル４０の表示領域５２に対して垂直な方向から見て）矩形状の外形を有しており、表示領域５２の大きさは、表示パネル４０の前面４０ｂ全体の大きさよりも小さい。表示領域５２よりも外側における表示パネル４０の前面４０ｂには、画像の表示に寄与しない（すなわち、表示パネル４０の背面４０ａに入射した光が透過しない）額縁領域５４が形成されている。

表示パネル４０の背面４０ａに入射した光は、表示パネル４０を透過して表示領域５２から射出する。すなわち、表示パネル４０は、表示領域５２を透過した光を、表示領域５２に表示された画像を表す表示光として投射する。

光吸収ユニット４２は、太陽光（外光）の少なくとも一部を吸収するためのユニットである。光吸収ユニット４２は、メインハウジング１８（図３参照）の内部において、表示パネル４０の前面４０ｂから前方（Ｚ軸のマイナス側）に離れた位置に固定されている。光吸収ユニット４２は、放熱部材５６と、透光部材５８と、光吸収部材６０とを有している。

放熱部材５６は、透光部材５８からの熱を放熱するためのものであり、例えばアルミニウム等の金属で形成されたヒートシンクで構成されている。放熱部材５６は、本体部６２と、複数のフィン６４とを有している。本体部６２は、ＸＹ平面視で例えば矩形状の外形を有し、ＸＹ平面視で例えば矩形状の開口部６６を有している。本体部６２は、例えばネジ（図示せず）によりメインハウジング１８の内側面に固定されている。複数のフィン６４は、本体部６２の一辺から外側（Ｘ軸のマイナス側）に向けて突出している。なお、複数のフィン６４は、本体部６２の四辺のうち少なくとも二辺に形成されていてもよい。

透光部材５８は、例えば白板ガラス等の透明なガラスプレートで構成され、ＸＹ平面視で矩形状の外形を有している。透光部材５８は、第１の主面５８ａと、第１の主面５８ａと反対側の第２の主面５８ｂとを有している。透光部材５８のＺ軸方向の厚みは、例えば約１．０ｍｍである。透光部材５８は、放熱部材５６の開口部６６に配置されており、透光部材５８の外周部５８ｃは、放熱部材５６の開口部６６の内周部６６ａに熱伝導可能に接触している。すなわち、放熱部材５６は、透光部材５８の外周部５８ｃを取り囲むように配置されている。透光部材５８の外周部５８ｃと放熱部材５６の開口部６６の内周部６６ａとは、例えばろう付けにより互いに固定されている。透光部材５８の第１の主面５８ａは、表示パネル４０の前面４０ｂから前方（Ｚ軸のマイナス側）に離れた位置において、表示パネル４０の前面４０ｂに対向して配置されている。なお、透光部材５８は、必ずしも透過率１００％の透明度である必要は無く、透過率１００％よりも低い透明度（例えば、透過率８０～９０％程度）であってもよい。

透光部材５８の外周部５８ｃ、及び、放熱部材５６の開口部６６の内周部６６ａの互いに接触する各接触面は、研磨されていてもよい。これにより、各接触面の熱抵抗を低く抑えることができる。あるいは、透光部材５８の外周部５８ｃ、及び、放熱部材５６の開口部６６の内周部６６ａの互いに接触する各接触面は、例えばサンドブラスト等により粗化されていてもよい。これにより、各接触面の表面積が増大するので、透光部材５８から放熱部材５６への熱伝導効率を高めることができる。

光吸収部材６０は、例えば太陽光に含まれる赤外線を吸収するための透明な赤外線吸収フィルムで構成されている。光吸収部材６０は、透光部材５８の第２の主面５８ｂに熱伝導可能に接触するように配置されており、例えば光学粘着シート（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）等の透明接着剤（図示せず）により透光部材５８の第２の主面５８ｂに接着されている。光吸収部材６０の大きさは、透光部材５８の大きさと略同一である。光吸収部材６０のＺ軸方向の厚みは、透光部材５８のＺ軸方向の厚みよりも小さく、例えば約０．１ｍｍである。

なお、本実施の形態では、光吸収部材６０を赤外線吸収フィルムで構成したが、これに限定されず、例えば赤外線を吸収する機能を有する赤外線吸収層を、塗布又は蒸着等により透光部材５８の第２の主面５８ｂ上に形成してもよい。

表示パネル４０の表示領域５２からの表示光は、透光部材５８の第１の主面５８ａに入射した後に、透光部材５８を透過して透光部材５８の第２の主面５８ｂから射出する。透光部材５８の第２の主面５８ｂから射出した表示光は、光吸収部材６０を透過した後に、表示装置２０の外部に投射される。

［１－３．効果］
次に、図３及び図４を参照しながら、実施の形態１に係る表示装置２０により得られる効果について説明する。

図３に示すように、日中、太陽光（外光）は、車両４の外部からウインドシールド１０を通して車室内に入射する。車室内に入射した太陽光は、ヘッドアップディスプレイ２のカバー部材２８を通してメインハウジング１８の内部に入射し、第２のミラー２４及び第１のミラー２２でそれぞれ反射して表示装置２０に入射する。

図４に示すように、太陽光が表示装置２０の光吸収部材６０に入射した際に、太陽光に含まれる赤外線は、光吸収部材６０に吸収される。これにより、光吸収部材６０には、吸収された赤外線に起因する熱が発生する。

光吸収部材６０において発生した熱は、光吸収部材６０から透光部材５８に伝導され、透光部材５８において透光部材５８の面方向（ＸＹ平面内方向）に沿って拡散される。透光部材５８において拡散された熱は、透光部材５８から放熱部材５６に伝導され、放熱部材５６から大気中に放熱される。

以上のように、本実施の形態では、光吸収部材６０において発生した熱を、透光部材５８において拡散させながら放熱部材５６に効率良く伝導することができる。その結果、光吸収部材６０において発生した熱を十分に放熱することができる。

また、本実施の形態では、放熱部材５６、透光部材５８及び光吸収部材６０が光吸収ユニット４２としてユニット化されているので、光吸収ユニット４２をメインハウジング１８の内部に容易に配置することができる。

（実施の形態２）
図６及び図７を参照しながら、実施の形態２に係る表示装置２０Ａの構成について説明する。図６は、実施の形態２に係る表示装置２０Ａの断面図である。図７は、実施の形態２に係る表示装置２０Ａの表示パネル４０及び光吸収ユニット４２Ａを示す分解斜視図である。なお、以下に示す各実施の形態において、上記実施の形態１の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６に示すように、実施の形態２に係る表示装置２０Ａの光吸収ユニット４２Ａでは、透光部材５８の外周部５８ｃと放熱部材５６の開口部６６の内周部６６ａとの間には、熱伝導部材６８が介在されている。熱伝導部材６８は、熱伝導率の比較的高い部材であり、例えばグラファイトシートで構成されている。グラファイトシートは、厚み方向に積層した構造を有するシートであり、面方向の熱伝導率が厚み方向の熱伝導率よりも高いという特徴を有する。熱伝導部材６８は、長尺状且つシート状に形成され、熱伝導部材６８の厚みは、例えば約０．１ｍｍである。

図７に示すように、熱伝導部材６８は、透光部材５８の外周部５８ｃに複数回巻回されている。熱伝導部材６８の長手方向における一端部６８ａは、透光部材５８の外周部５８ｃに接着剤等で接着（固定）されている。また、熱伝導部材６８の長手方向における他端部６８ｂは、放熱部材５６の開口部６６の内周部６６ａに接触している。

光吸収ユニット４２Ａを組み立てる際には、まず、熱伝導部材６８の長手方向における一端部６８ａを透光部材５８の外周部５８ｃに接着剤等で接着し、熱伝導部材６８をその長手方向にテンションをかけながら透光部材５８の外周部５８ｃの周方向に沿って複数回巻回する。その後、熱伝導部材６８を巻回した透光部材５８を、放熱部材５６の開口部６６に差し込む。この時、熱伝導部材６８の長手方向における他端部６８ｂは、放熱部材５６の開口部６６の内周部６６ａに接触するようになる。放熱部材５６の開口部６６において巻回されている熱伝導部材６８のテンションが緩むことによって、熱伝導部材６８が、透光部材５８の外周部５８ｃと放熱部材５６の開口部６６の内周部６６ａとの間に隙間無く埋まるようになる。

これにより、透光部材５８において拡散された熱は、透光部材５８から熱伝導部材６８を介して放熱部材５６に伝導され、放熱部材５６から大気中に放熱される。その結果、光吸収部材６０において発生した熱をより効果的に放熱することができる。

なお、本実施の形態では、熱伝導部材６８をグラファイトシートで構成したが、これに限定されず、例えば銅又はアルミニウム等の金属箔で構成してもよい。また、本実施の形態では、熱伝導部材６８をシート状に構成したが、これに限定されず、ペースト状に構成してもよい。

（実施の形態３）
図８を参照しながら、実施の形態３に係る表示装置２０Ｂの構成について説明する。図８は、実施の形態３に係る表示装置２０Ｂの表示パネル４０及び光吸収ユニット４２Ｂを示す分解斜視図である。

図８に示すように、実施の形態３に係る表示装置２０Ｂの光吸収ユニット４２Ｂでは、透光部材５８Ｂの外周部５８Ｂｃ、及び、放熱部材５６Ｂの開口部６６Ｂの内周部６６Ｂａの各々は、互いに嵌合する凹凸面で形成されている。すなわち、透光部材５８Ｂ及び放熱部材５６Ｂの互いに接触する各接触面は、互いに嵌合する凹凸面で形成されている。

透光部材５８Ｂの外周部５８Ｂｃに形成された凹凸面は、凸部及び凹部が透光部材５８Ｂの外周部５８Ｂｃの周方向に沿って交互に並ぶことにより構成されている。また、放熱部材５６Ｂの開口部６６Ｂの内周部６６Ｂａに形成された凹凸面は、凸部及び凹部が開口部６６Ｂの内周部６６Ｂａの周方向に沿って交互に並ぶことにより構成されている。透光部材５８Ｂの外周部５８Ｂｃに形成された凹凸面の凸部（凹部）は、放熱部材５６Ｂの開口部６６Ｂの内周部６６Ｂａに形成された凹凸面の凹部（凸部）と嵌合される。

これにより、透光部材５８Ｂの外周部５８Ｂｃと放熱部材５６Ｂの開口部６６Ｂの内周部６６Ｂａとの接触面積が増大するので、透光部材５８Ｂから放熱部材５６Ｂへの熱伝導効率を高めることができる。

ここで、透光部材５８Ｂと放熱部材５６Ｂとを互いに嵌合する方法について説明する。透光部材５８Ｂを放熱部材５６Ｂとともに、例えば１５０℃の高温に加熱し、その温度で放熱部材５６Ｂの内周部６６Ｂａで囲まれた間隙（開口部６６Ｂ）に透光部材５８Ｂを嵌め込む。透光部材５８Ｂに白板ガラスを用いた場合、高温から室温（例えば、２５℃）に戻る際に、主にアルミニウムで形成された放熱部材５６Ｂの熱膨張係数よりも、主としてガラスで形成された透光部材５８Ｂの熱膨張係数が小さいため、放熱部材５６Ｂと透光部材５８Ｂとの温度差を利用することによって、透光部材５８Ｂと放熱部材５６Ｂとが強固に嵌合される。室温では強固であっても、１５０℃に温めた際に、透光部材５８Ｂと放熱部材５６Ｂとを容易に取り外せる場合、このプロセスを利用していることが検証可能である。

より詳細に説明する。２５℃において、白板ガラスで形成された透光部材５８Ｂの短辺方向が４０ｍｍであり、アルミニウム合金で形成された放熱部材５６Ｂの短辺方向の間隙も４０ｍｍであるとする。透光部材５８Ｂ及び放熱部材５６Ｂを１５０℃の環境に置いた際には、熱膨張により透光部材５８Ｂと放熱部材５６Ｂとの間に７７μｍの隙間が生じる。ここで、アルミニウム合金の熱膨張係数を２３．５ｐｐｍ、白板ガラスの熱膨張係数を７ｐｐｍで計算している。この１５０℃の環境において生じた隙間を使い、放熱部材５６Ｂの間隙に透光部材５６Ｂを嵌め込んだ後に、また室温に戻すことにより発生する熱収縮により、両者を強固に固定することができる。このように熱膨張係数の差と、室温→高温→室温の温度履歴を利用することにより、透光部材５８Ｂを放熱部材５６Ｂの間隙に固定させる。今回、嵌合に用いた温度として１５０℃で説明したが、温度Ｔは、透光部材５８Ｂの短辺方向の長さをＬ（ｍｍ）として、以下の式１で求めるのが好ましい。

Ｔ＝３０３０／Ｌ＋２５ （式１）

（実施の形態４）
図９を参照しながら、実施の形態４に係る表示装置２０Ｃの構成について説明する。図９は、実施の形態４に係る表示装置２０Ｃの断面図である。

図９に示すように、実施の形態４に係る表示装置２０Ｃの光吸収ユニット４２Ｃでは、放熱部材５６Ｃの本体部６２Ｃの開口部６６Ｃの形状が上記実施の形態１と異なっている。具体的には、放熱部材５６Ｃの開口部６６Ｃには、開口部６６Ｃの周方向に沿って延在する環状の凹部７０が形成されている。この凹部７０には、透光部材５８の外周部５８ｃが嵌合されている。これにより、透光部材５８を放熱部材５６Ｃに対して容易に位置決めすることができる。

また、実施の形態４に係る表示装置２０Ｃの光吸収ユニット４２Ｃでは、位相差板７２が透光部材５８の第２の主面５８ｂに対向して（すなわち、光吸収部材６０に対向して）配置されている。位相差板７２は、放熱部材５６Ｃの開口部６６Ｃの周縁部に支持されている。表示パネル４０の表示領域５２から投射される表示光はＳ偏光であり、位相差板７２は、表示パネル４０の表示領域５２からのＳ偏光の一部を、そのままＳ偏光として透過させる。また、位相差板７２は、表示パネル４０の表示領域５２からのＳ偏光の残りの一部の偏光方向を９０°回転させて、当該Ｓ偏光の残りの一部をＰ偏光として透過させる。ここで、Ｐ偏光とは、第１の偏光方向を有する直線偏光であり、Ｓ偏光とは、第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向を有する直線偏光である。

これにより、表示装置２０Ｃから投射される表示光にはＰ偏光及びＳ偏光の両方が含まれるので、例えば運転者１４（図１参照）がＰ偏光のみを透過する偏光サングラスを装着している場合であっても、運転者１４は、ＨＵＤ画像８（図１参照）を視認することができる。

（実施の形態５）
図１０を参照しながら、実施の形態５に係る表示装置２０Ｄの構成について説明する。図１０は、実施の形態５に係る表示装置２０Ｄの断面図である。

図１０に示すように、実施の形態５に係る表示装置２０Ｄの光吸収ユニット４２Ｄでは、放熱部材５６Ｄは、グラファイトシートで構成されており、透光部材５８の外周部５８ｃを、第２の主面５８ｂ側から取り囲むように配置されている。また、放熱部材５６Ｄは、透光部材５８の外周部５８ｃ及びメインハウジング１８の内側面の各々に熱伝導可能に接触している。これにより、透光部材５８において拡散された熱は、透光部材５８から放熱部材５６Ｄに伝導された後に、放熱部材５６Ｄからさらにメインハウジング１８に伝導される。その結果、光吸収部材６０において発生した熱を、放熱部材５６Ｄだけでなく、メインハウジング１８からも大気中に放熱することができる。

なお、本実施の形態では、放熱部材５６Ｄをグラファイトシートで構成したが、これに限定されず、例えば銅又はアルミニウム等の金属箔で構成してもよい。

また、本実施の形態では、放熱部材５６Ｄを透光部材５８の外周部５８ｃ及びメインハウジング１８の内側面の各々に熱伝導可能に接触したが、これに限定されず、放熱部材５６Ｄを透光部材５８の外周部５８ｃ及びＰＧＵハウジング３０の外側面の各々に熱伝導可能に接触してもよい。

（他の変形例）
以上、一つ又は複数の態様に係る表示装置及びヘッドアップディスプレイについて、上記各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を上記各実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

例えば、上記各実施の形態では、表示装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）からの表示光をウインドシールド１０の領域１２で反射させたが、これに限定されず、表示装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）からの表示光をコンバイナ（表示媒体の一例）で反射させるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、透光部材５８（５８Ｂ）の第１の主面５８ａ又は第２の主面５８ｂに垂直な断面形状（すなわち、ＹＺ切断面により切断した断面形状）を矩形状に構成したが、これに限定されず、当該断面形状を三角形状又は台形状に構成してもよい。これにより、透光部材５８（５８Ｂ）を、表示パネル４０の表示領域５２から透光部材５８（５８Ｂ）の第１の主面５８ａに入射した表示光を屈折させるプリズムとしても機能させることができる。

また、上記各実施の形態では、透光部材５８（５８Ｂ）の第１の主面５８ａを表示パネル４０の前面４０ｂから前方に離れた位置に配置したが、これに限定されず、透光部材５８（５８Ｂ）の第１の主面５８ａを表示パネル４０の前面４０ｂに接触するように配置してもよい。

また、上記各実施の形態では、光吸収部材６０を透光部材５８（５８Ｂ）の第２の主面５８ｂに接触するように配置したが、これに限定されず、光吸収部材６０を透光部材５８（５８Ｂ）の第１の主面５８ａに接触するように配置してもよい。

また、上記各実施の形態では、光吸収部材６０を赤外線吸収フィルムで構成したが、これに限定されず、光吸収部材６０を、当該光吸収部材６０に入射したＰ偏光及びＳ偏光のいずれか一方のみを透過する偏光フィルムで構成してもよい。

本開示に係る表示装置は、例えば車両用のヘッドアップディスプレイに搭載されるＰＧＵ等に適用可能である。

２ ヘッドアップディスプレイ
４ 車両
６ ダッシュボード
８ ＨＵＤ画像
１０ ウインドシールド
１２ 領域
１４ 運転者
１６ 空間
１８ メインハウジング
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 表示装置
２２ 第１のミラー
２４ 第２のミラー
２６，６６，６６Ｂ，６６Ｃ 開口部
２８ カバー部材
３０ ＰＧＵハウジング
３２ ヒートシンク
３４ バックライト
３６ 第１のレンズ
３８ 第２のレンズ
４０ 表示パネル
４０ａ 背面
４０ｂ 前面
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ 光吸収ユニット
４４ ベース部
４６ フィン
４８ 基板
５０ ＬＥＤ
５２ 表示領域
５４ 額縁領域
５６，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ 放熱部材
５８，５８Ｂ 透光部材
５８ａ 第１の主面
５８ｂ 第２の主面
５８ｃ，５８Ｂｃ 外周部
６０ 光吸収部材
６２，６２Ｃ 本体部
６４ フィン
６６ａ，６６Ｂａ 内周部
６８ 熱伝導部材
６８ａ 一端部
６８ｂ 他端部
７０ 凹部
７２ 位相差板

Claims (13)

1. ヘッドアップディスプレイに用いられる表示装置であって、
   前面に画像を表示する表示領域を有し、背面に入射した光を、前記画像を表す表示光として前記表示領域から投射する表示パネルと、
   前記表示パネルの前記前面に対向する第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面と、を有する透光部材と、
   前記透光部材の前記第１の主面又は前記第２の主面に接触するように配置され、前記表示パネルの前記前面に向かう外光の少なくとも一部を吸収するための光吸収部材と、
   前記透光部材の外周部を取り囲むように配置され、前記透光部材の熱を放熱するための放熱部材と、を備える
   表示装置。
2. 前記透光部材及び前記放熱部材は、ろう付けにより互いに固定されている
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記透光部材の前記外周部と前記放熱部材との間には、熱伝導部材が介在されている
   請求項１に記載の表示装置。
4. 前記放熱部材は、前記透光部材の前記外周部を取り囲むように配置された開口部を有し、
   前記熱伝導部材は、長尺状且つシート状に形成され、前記透光部材の前記外周部に巻回されており、
   前記熱伝導部材の長手方向における一端部は、前記透光部材の前記外周部に固定され、
   前記熱伝導部材の長手方向における他端部は、前記放熱部材の前記開口部の内周部に接触している
   請求項３に記載の表示装置。
5. 前記透光部材及び前記放熱部材の互いに接触する各接触面は、研磨されている
   請求項１に記載の表示装置。
6. 前記透光部材及び前記放熱部材の互いに接触する各接触面は、粗化されている
   請求項１に記載の表示装置。
7. 前記透光部材及び前記放熱部材の互いに接触する各接触面は、互いに嵌合する凹凸面で形成されている
   請求項１に記載の表示装置。
8. 前記透光部材は、前記表示パネルの前記前面に接触している
   請求項１～７のいずれか１項に記載の表示装置。
9. 前記透光部材の前記第１の主面又は前記第２の主面に垂直な断面形状は、三角形状又は台形状である
   請求項１～８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記表示装置は、さらに、前記透光部材の前記第２の主面に対向して配置された位相差板を備える
    請求項１～９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記放熱部材は、ヒートシンク、グラファイトシート及び金属箔のいずれかである
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記表示装置は、さらに、前記表示パネルを収納するための筐体を備え、
    前記放熱部材は、前記グラファイトシートであり、前記透光部材の前記外周部及び前記筐体の各々に接触するように配置されている
    請求項１１に記載の表示装置。
13. 請求項１～１２のいずれか１項に記載の表示装置と、
    前記表示装置から投射された表示光を表示媒体に向けて反射するミラーと、を備える
    ヘッドアップディスプレイ。

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