JP6079920B2 - Image display light generation device and head-up display - Google Patents

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本発明は、画像表示装置に関し、特に画像表示光に基づく画像を虚像としてユーザに提示することに利用する画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display device, and more particularly to an image display device used for presenting an image based on image display light to a user as a virtual image.

ヘッドアップディスプレイと呼ばれる画像表示装置が知られており、航空機や自動車において実用化されつつある。例えば自動車に搭載される車両用のヘッドアップディスプレイは、車外から入る光を透過すると共に、車内に配置された光学ユニットから投射された画像表示光を反射するコンバイナと呼ばれる光学素子を用いて、車外の風景に重畳して、情報を表示する画像表示装置である。ヘッドアップディスプレイは、車外の景色を視認している運転者が視線や焦点をほとんど変化させることなく光学ユニットから投射された画像の情報を認識することができ、近年注目を集めている。   An image display device called a head-up display is known and is being put into practical use in aircraft and automobiles. For example, a head-up display for a vehicle mounted on an automobile uses an optical element called a combiner that transmits light entering from outside the vehicle and reflects image display light projected from an optical unit arranged inside the vehicle. It is an image display device that displays information superimposed on the scenery. The head-up display has been attracting attention in recent years because the driver who is viewing the scenery outside the vehicle can recognize the information of the image projected from the optical unit with almost no change in line of sight and focus.

特開平10−278629号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-278629

車両用等のヘッドアップディスプレイでは、画像表示光の形成にLCOS(Liquid crystal on silicon)と呼ばれる反射型液晶デバイスを用いる方式のものも存在する。このような方式では、光源の光を偏光させてから反射型液晶デバイスに入射させる。   Some head-up displays for vehicles and the like use a reflective liquid crystal device called LCOS (Liquid crystal on silicon) for forming image display light. In such a system, the light from the light source is polarized and then incident on the reflective liquid crystal device.

反射型液晶デバイスは画像表示光を生成するので、塵や埃等を起因とするノイズの発生を抑制する観点から見ると、光を偏光させる偏光素子と反射型液晶デバイスとの間は密閉することが望ましい。一方、反射型液晶デバイスは電子回路であるため、動作中は通電によって発熱する。このため、反射型液晶デバイスが発する熱を効率よく放熱することが求められている。   Since the reflective liquid crystal device generates image display light, from the viewpoint of suppressing the generation of noise caused by dust or dirt, the space between the polarizing element that polarizes light and the reflective liquid crystal device must be sealed. Is desirable. On the other hand, since the reflective liquid crystal device is an electronic circuit, heat is generated by energization during operation. For this reason, it is required to efficiently dissipate the heat generated by the reflective liquid crystal device.

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、ヘッドアップディスプレイにおいて光学部品の防塵と放熱とを両立するための技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a technique for achieving both dust prevention and heat dissipation of an optical component in a head-up display.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像表示光生成装置は、直線偏光と円偏光とを相互に変換する1/4波長板と、1/4波長板を透過した円偏光の照射領域を規定する第1の開口部を備え、その第1の開口部の一方の面側の全体を覆うように1/4波長板が取り付けられる金属製のアパーチャマスクと、表示する画像の画像信号に基づいて、アパーチャマスクを通過した円偏光を反射して画像表示光を生成する画像表示素子を備えるプリント基板と、第2の開口部を備え、アパーチャマスクが第2の開口部の第1の面側全体を覆うように取り付けられ、プリント基板が画像表示素子を第2の開口部内に位置させて第2の開口部の第2の面側全体を覆うように取り付けられる取付ベースと、を含む。プリント基板は、基板表面の領域の取付ベースと接触する領域内に、金属層が設けられる。   In order to solve the above-described problems, an image display light generation device according to an aspect of the present invention includes a quarter wavelength plate that converts linearly polarized light and circularly polarized light into each other, and a circularly polarized light that has passed through the quarter wavelength plate. A metal aperture mask that includes a first opening that defines an irradiation area, and a quarter-wave plate is attached so as to cover the entire surface of one surface of the first opening, and an image to be displayed Based on the signal, the printed board includes an image display element that reflects the circularly polarized light that has passed through the aperture mask to generate image display light, and the second opening, and the aperture mask is the first of the second openings. A mounting base that is mounted so as to cover the entire surface side of the second opening, and is mounted so that the printed circuit board covers the entire second surface side of the second opening with the image display element positioned in the second opening. Including. The printed circuit board is provided with a metal layer in a region in contact with the mounting base in a region on the surface of the substrate.

本発明によれば、ヘッドアップディスプレイにおいて光学部品の防塵と放熱とを両立するための技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique for making dust prevention and heat dissipation of an optical component compatible in a head-up display can be provided.

本発明の実施の形態に係る車両用画像表示装置であるヘッドアップディスプレイについて車両内部からの視野により示す斜視図である。1 is a perspective view showing a head-up display that is an image display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, as viewed from the inside of the vehicle. 図1のヘッドアップディスプレイについてのウィンドシールド側からの視野により示す斜視図である。It is a perspective view shown by the visual field from the windshield side about the head-up display of FIG. 光学ユニットの内部構成を光の経路と共に示す図である。It is a figure which shows the internal structure of an optical unit with the path | route of light. 光学ユニットの内部構成を光の経路と共に示す図である。It is a figure which shows the internal structure of an optical unit with the path | route of light. 光学ユニットの内部の一部及び基板収納部の内部の一部について示す図である。It is a figure shown about a part inside optical unit and a part inside board | substrate storage part. 実施の形態に係る画像表示光生成部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the image display light production | generation part which concerns on embodiment. 図7(a)は、画像表示素子を取り付けたプリント基板を光源からの光の入射方向から見た場合の上面図である。図7(b)は、画像表示素子を取り付けたプリント基板の側面図である。FIG. 7A is a top view when the printed circuit board to which the image display element is attached is viewed from the incident direction of light from the light source. FIG. 7B is a side view of the printed circuit board to which the image display element is attached. 実施の形態に係る画像表示光生成部を、画像表示光の出射方向に向かって見た場合の斜視図である。It is a perspective view at the time of seeing the image display light generation part which concerns on embodiment toward the emission direction of image display light. 実施の形態に係る画像表示光生成部を、光源からの光の入射方向から見た場合の斜視図である。It is a perspective view at the time of seeing the image display light production | generation part which concerns on embodiment from the incident direction of the light from a light source. 実施の形態に係る画像表示光生成部における、取り付け位置の調整を説明するための図である。It is a figure for demonstrating adjustment of the attachment position in the image display light production | generation part which concerns on embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。以下で説明する実施の形態に係る画像表示装置は車両で用いられる車両用表示制御装置を前提とするが、実施の形態に係る画像表示装置は車両用に限られず、航空機やゲーム機、娯楽施設等においても利用することができる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Specific numerical values and the like shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do. The image display device according to the embodiment described below is premised on a vehicle display control device used in a vehicle, but the image display device according to the embodiment is not limited to a vehicle, and is an aircraft, a game machine, an amusement facility. Etc. can also be used.

[本実施形態に係る車両用画像表示装置の外観構成]
本実施形態に係る車両用画像表示装置として、車両が備えるルームミラー(バックミラー)に取り付けられて使用されるヘッドアップディスプレイを例に挙げ、図1及び図2を参照して、その外観構成について説明する。図1は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ10を、このヘッドアップディスプレイ10が取り付けられたルームミラー600から車両の図示しないウィンドシールドの方に向かう視野により観察した態様を示す斜視図である。また図2は、同じく図示しないウィンドシールドからルームミラー600の方に向かう視野により、ヘッドアップディスプレイ10を観察した態様を示す斜視図である。以後の説明において、前後、左右及び上下で示される方向は、それぞれ車両の前方、後方、車両の左側方向、右側方向、車両が配置された路面に垂直で当該面から車両側の方向及びその反対方向を意味する。
[External Configuration of Image Display Device for Vehicle According to this Embodiment]
As an example of a vehicle image display device according to the present embodiment, a head-up display that is used by being attached to a room mirror (rear mirror) included in the vehicle will be described as an example, and an external configuration thereof will be described with reference to FIGS. 1 and 2. explain. FIG. 1 is a perspective view showing an aspect in which the head-up display 10 according to the present embodiment is observed from a field of view toward a windshield (not shown) of a vehicle from a room mirror 600 to which the head-up display 10 is attached. FIG. 2 is a perspective view showing an aspect in which the head-up display 10 is observed with a field of view from the windshield (not shown) toward the room mirror 600. In the following description, the directions indicated by front and rear, left and right, and up and down are the front and rear of the vehicle, the left and right directions of the vehicle, the direction perpendicular to the road surface on which the vehicle is disposed and the direction from the surface to the vehicle, and vice versa. Means direction.

ヘッドアップディスプレイ10は、コンバイナ400に虚像として表示される画像に係る画像信号を生成し、その生成された画像信号を光学ユニット200に出力する回路基板111(図5に図示する)が収納された基板収納部100を備える。回路基板111は、ナビゲーション装置やメディア再生装置などの外部装置から出力された画像信号が入力され、その入力された信号に対して所定の処理を行った後、光学ユニット200に出力することもできる。この基板収納部100が、ヘッドアップディスプレイ10の構成要素の一つである取付部材(図示せず)と連結され、取付部材がルームミラー600を保持することで、ヘッドアップディスプレイ10がルームミラー600に取り付けられる。   The head-up display 10 accommodates a circuit board 111 (shown in FIG. 5) that generates an image signal related to an image displayed as a virtual image on the combiner 400 and outputs the generated image signal to the optical unit 200. A substrate storage unit 100 is provided. The circuit board 111 can receive an image signal output from an external device such as a navigation device or a media playback device, perform a predetermined process on the input signal, and then output the signal to the optical unit 200. . The substrate storage unit 100 is connected to an attachment member (not shown) which is one of the components of the head-up display 10, and the attachment member holds the room mirror 600, so that the head-up display 10 is connected to the room mirror 600. Attached to.

ヘッドアップディスプレイ10は、回路基板111から出力された画像信号が入力される光学ユニット200を備える。光学ユニット200は、光学ユニット本体210、及び投射部300を備える。光学ユニット本体210には、後述する光源231、画像表示素子240、及び各種光学レンズなどが収納される。投射部300には、後述する各種投射ミラー及び中間像スクリーン360が収納される。回路基板111が出力した画像信号は、光学ユニット本体210の上記各デバイス、及び投射部300の上記各デバイスを介して、投射口301から凹面形状を有するコンバイナ400に画像表示光として投射される。なお、本実施形態では画像表示素子240として反射型液晶表示パネルであるLCOS(Liquid crystal on silicon)を用いる場合を例示するが、画像表示素子240としてDMD(Digital Micromirror Device)を用いてもよい。その場合、適用する表示素子に応じた光学系及び駆動回路で構成するものとする。   The head-up display 10 includes an optical unit 200 to which an image signal output from the circuit board 111 is input. The optical unit 200 includes an optical unit main body 210 and a projection unit 300. The optical unit main body 210 accommodates a light source 231, an image display element 240, and various optical lenses described later. The projection unit 300 houses various projection mirrors and an intermediate image screen 360 described later. The image signal output from the circuit board 111 is projected as image display light from the projection port 301 onto the combiner 400 having a concave shape through the devices of the optical unit main body 210 and the devices of the projection unit 300. In the present embodiment, a case where LCOS (Liquid crystal on silicon), which is a reflection type liquid crystal display panel, is used as the image display element 240 is illustrated, but a DMD (Digital Micromirror Device) may be used as the image display element 240. In that case, the optical system and the driving circuit according to the display element to be applied are used.

運転者であるユーザは投射された画像表示光をコンバイナ400を介して虚像として認識する。図1では、投射部300が「A」の文字の画像表示光をコンバイナ400に投射している。ユーザはコンバイナ400を見ることで、「A」の文字が、ユーザから例えば1.7m〜2.0m前方(車両前方)に表示されているかのように認識する、すなわち虚像450を認識することができる。ここで、投射部300からコンバイナ400に投射される画像表示光の中心軸を投射軸320と定義する。   A user who is a driver recognizes the projected image display light as a virtual image via the combiner 400. In FIG. 1, the projection unit 300 projects the image display light of the character “A” onto the combiner 400. By viewing the combiner 400, the user recognizes as if the letter “A” is displayed, for example, 1.7m to 2.0m ahead (front of the vehicle) from the user, that is, recognizes the virtual image 450. it can. Here, the central axis of the image display light projected from the projection unit 300 onto the combiner 400 is defined as a projection axis 320.

詳細は後述するが、光学ユニット200は基板収納部100に対して回動可能な構成となっている。さらに、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ10では、投射部300及びコンバイナ400は光学ユニット本体210の所定の面に対して取付け向きが変更可能、また脱着可能な構成となっている。   Although details will be described later, the optical unit 200 is configured to be rotatable with respect to the substrate storage unit 100. Furthermore, in the head-up display 10 according to the present embodiment, the projection unit 300 and the combiner 400 have a configuration in which the mounting direction can be changed with respect to a predetermined surface of the optical unit main body 210 and can be detached.

[本実施形態に係る車両用画像表示装置の内部構成]
次にヘッドアップディスプレイ10の内部構成について説明する。図3及び図4は、上述したヘッドアップディスプレイ10の光学ユニット200の内部構成について説明するための図である。図3は光学ユニット本体210の内部構成、及び投射部300の内部構成の一部を画像表示光に係る光路とともに示す図である。図4は投射部300の内部構成、及び光学ユニット本体210の内部構成の一部を、コンバイナ400まで投射される画像表示光に係る光路とともに示す図である。
[Internal Configuration of Image Display Device for Vehicle According to this Embodiment]
Next, the internal configuration of the head-up display 10 will be described. 3 and 4 are diagrams for describing the internal configuration of the optical unit 200 of the head-up display 10 described above. FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the optical unit main body 210 and a part of the internal configuration of the projection unit 300 together with an optical path related to image display light. FIG. 4 is a diagram illustrating an internal configuration of the projection unit 300 and a part of the internal configuration of the optical unit main body 210 together with an optical path related to image display light projected to the combiner 400.

まず図3を参照して光学ユニット本体210の内部構成及び画像表示光に係る光路について説明する。光学ユニット本体210は、光源231、コリメートレンズ232、UV−IR(UltraViolet-Infrared Ray)カットフィルタ233、偏光子234、フライアイレンズ235、反射鏡236、フィールドレンズ237、ワイヤーグリッド偏向ビームスプリッタ238、画像表示光生成部244、検光子241、投射レンズ群242、及びヒートシンク243を備える。   First, an internal configuration of the optical unit main body 210 and an optical path related to image display light will be described with reference to FIG. The optical unit main body 210 includes a light source 231, a collimating lens 232, a UV-IR (UltraViolet-Infrared Ray) cut filter 233, a polarizer 234, a fly-eye lens 235, a reflecting mirror 236, a field lens 237, a wire grid deflecting beam splitter 238, An image display light generation unit 244, an analyzer 241, a projection lens group 242, and a heat sink 243 are provided.

光源231は白色、又は青色、緑色、及び赤色の三色の光を発する発光ダイオードからなる。光源231には発光に伴い発生する熱を放冷するためのヒートシンク243が取り付けられている。光源231が発光した光は、コリメートレンズ232によって平行光に変えられる。UV−IRカットフィルタ233は、コリメートレンズ232を通過した平行光から紫外光及び赤外光を吸収し除去する。偏光子234は、UV−IRカットフィルタ233を通過した光を乱れのない直線偏光へと変える。そしてフライアイレンズ235が、偏光子234を通過した光の明るさを均一に整える。なお、UV−IRカットフィルタ233を通過した直線偏光は、ワイヤーグリッド偏向ビームスプリッタ238への入射角との関係においてP偏光となる。   The light source 231 includes a light emitting diode that emits light of three colors of white, blue, green, and red. A heat sink 243 is attached to the light source 231 for cooling the heat generated with light emission. The light emitted from the light source 231 is converted into parallel light by the collimating lens 232. The UV-IR cut filter 233 absorbs and removes ultraviolet light and infrared light from the parallel light that has passed through the collimating lens 232. The polarizer 234 changes the light that has passed through the UV-IR cut filter 233 into linearly polarized light without any disturbance. The fly-eye lens 235 uniformly adjusts the brightness of the light that has passed through the polarizer 234. Note that the linearly polarized light that has passed through the UV-IR cut filter 233 becomes P-polarized light in relation to the incident angle to the wire grid deflection beam splitter 238.

反射鏡236は、フライアイレンズ235の各セルを通過した光の光路を90度変更する。反射鏡236で反射された光はフィールドレンズ237によって集光される。フィールドレンズ237が集光した光は、P偏光を透過するワイヤーグリッド偏向ビームスプリッタ238を介して、画像表示光生成部244に照射される。   The reflecting mirror 236 changes the optical path of light that has passed through each cell of the fly-eye lens 235 by 90 degrees. The light reflected by the reflecting mirror 236 is collected by the field lens 237. The light collected by the field lens 237 is applied to the image display light generation unit 244 via a wire grid deflection beam splitter 238 that transmits P-polarized light.

画像表示光生成部244は、ワイヤーグリッド偏向ビームスプリッタ238を介して照射された光と、回路基板111が出力した画像信号とをもとに画像表示光を生成し画像表示光として出射する。画像表示光生成部244が出射する画像表示光はワイヤーグリッド偏向ビームスプリッタ238へ再入射するが、入射角との関係においてS偏光となる。出射されたS偏光の光はワイヤーグリッド偏向ビームスプリッタ238で反射され、光路を変えて検光子241を通過した後に投射レンズ群242へ入射される。   The image display light generation unit 244 generates image display light based on the light irradiated through the wire grid deflection beam splitter 238 and the image signal output from the circuit board 111 and emits the image display light as image display light. The image display light emitted from the image display light generation unit 244 enters the wire grid deflection beam splitter 238 again, but becomes S-polarized light in relation to the incident angle. The emitted S-polarized light is reflected by the wire grid deflection beam splitter 238, changes its optical path, passes through the analyzer 241, and then enters the projection lens group 242.

投射レンズ群242を透過した画像表示光は、光学ユニット本体210を出て投射部300に入る。そして投射部300が備える第1投射ミラー351が、入ってきた画像表示光の光路を変更する。   The image display light transmitted through the projection lens group 242 exits the optical unit main body 210 and enters the projection unit 300. And the 1st projection mirror 351 with which the projection part 300 is provided changes the optical path of the image display light which entered.

次に図4を参照して投射部300の内部構成及び画像表示光に係る光路について説明する。投射部300は、第1投射ミラー351、第2投射ミラー352、及び中間像スクリーン360を備える。   Next, an internal configuration of the projection unit 300 and an optical path related to image display light will be described with reference to FIG. The projection unit 300 includes a first projection mirror 351, a second projection mirror 352, and an intermediate image screen 360.

上述の通り、光学ユニット本体210の備えるワイヤーグリッド偏向ビームスプリッタ238、検光子241、及び投射レンズ群242を通過した画像表示光の光路は、第1投射ミラー351及び第2投射ミラー352によって、コンバイナ400へと向かう光路に変更される。その間で、第2投射ミラー352で反射された画像表示光に基づく実像が中間像スクリーン360で結像する。中間像スクリーン360で結像した実像に係る画像表示光は、中間像スクリーン360を透過し、コンバイナ400に投射される。ユーザは上述の通り、コンバイナ400を介して、この投射された画像表示光に係る虚像を前方に認識することになる。   As described above, the optical path of the image display light that has passed through the wire grid deflection beam splitter 238, the analyzer 241, and the projection lens group 242 included in the optical unit main body 210 is combined by the first projection mirror 351 and the second projection mirror 352. The optical path to 400 is changed. Meanwhile, a real image based on the image display light reflected by the second projection mirror 352 is formed on the intermediate image screen 360. The image display light related to the real image formed on the intermediate image screen 360 passes through the intermediate image screen 360 and is projected onto the combiner 400. As described above, the user recognizes the virtual image related to the projected image display light forward via the combiner 400.

次に図5を参照して光学ユニット200及び基板収納部100の内部構成について述べる。   Next, the internal configuration of the optical unit 200 and the substrate storage unit 100 will be described with reference to FIG.

図5は、光学ユニット200の内部の一部及び基板収納部100の内部の一部について示す図である。この図5では、光学ユニット200と基板収納部100の連接箇所の付近が主に示されている。光学ユニット200の備える光学系配置部245は、上述したヒートシンク243を除く各種デバイスが収納されている。そして、光学ユニット200内における光学系配置部245の基板収納部100側である基板収納部100との連接箇所の付近には、ヒートシンク243と空間部248が設けられている。   FIG. 5 is a diagram illustrating a part of the inside of the optical unit 200 and a part of the inside of the substrate storage unit 100. In FIG. 5, the vicinity of the connection portion between the optical unit 200 and the substrate storage unit 100 is mainly shown. The optical system arrangement unit 245 included in the optical unit 200 accommodates various devices other than the heat sink 243 described above. In the optical unit 200, a heat sink 243 and a space 248 are provided in the vicinity of the connection portion of the optical system arrangement unit 245 with the substrate storage unit 100 on the substrate storage unit 100 side.

回路基板111は、光学系配置部245に収納された画像表示素子240及び光源231を電気的に制御する。回路基板111と光学系配置部245に収納された画像表示素子240とは、配線であるフレキシブルケーブル246で接続されている。ここで、フレキシブルケーブル246は一例であり、フレキシ基板その他の電気信号を伝達する配線を使用することができる。光学ユニット200は筐体の一面に光学ユニット側開口部247が形成され、基板収納部100は筐体の一面に基板収納部側開口部112が形成されている。フレキシブルケーブル246は、これらの光学ユニット側開口部247及び基板収納部側開口部112を介して回路基板111と画像表示素子240を接続している。フレキシブルケーブル246は、基板収納部100と光学ユニット200の回動を自在にできるような長さを有することが好ましい。   The circuit board 111 electrically controls the image display element 240 and the light source 231 housed in the optical system arrangement unit 245. The circuit board 111 and the image display element 240 accommodated in the optical system arrangement unit 245 are connected by a flexible cable 246 that is a wiring. Here, the flexible cable 246 is an example, and a flexible board or other wiring for transmitting an electrical signal can be used. The optical unit 200 has an optical unit side opening 247 formed on one surface of the housing, and the substrate housing portion 100 has a substrate housing portion side opening 112 formed on one surface of the housing. The flexible cable 246 connects the circuit substrate 111 and the image display element 240 through the optical unit side opening 247 and the substrate storage unit side opening 112. The flexible cable 246 preferably has a length that allows the substrate storage unit 100 and the optical unit 200 to freely rotate.

以上のような内部構成とすることで、ユーザは、回路基板111から出力された画像信号に基づく虚像を、コンバイナ400を介して現実の風景に重畳して視認することができる。   With the internal configuration as described above, the user can visually recognize a virtual image based on the image signal output from the circuit board 111 while being superimposed on an actual landscape via the combiner 400.

[画像表示光生成部の構成および取り付け]
続いて、実施の形態に係る画像表示光生成部244の内部構成およびその取り付けについて説明する。
[Configuration and installation of image display light generator]
Next, the internal configuration and attachment of the image display light generation unit 244 according to the embodiment will be described.

図6は、実施の形態に係る画像表示光生成部244の分解斜視図である。画像表示光生成部244は、図3に示すように、光学ユニット本体210内の光学系配置部245において光源231から照射された光の光軸に対して垂直に設置される。図6に示す座標系においてZ軸は光軸に対して平行な軸であり、X軸とY軸とによって形成されるXY平面に平行な平面が光軸に対して垂直な平面となるので、画像表示光生成部244は、XY平面に対して平行に設置される。   FIG. 6 is an exploded perspective view of the image display light generation unit 244 according to the embodiment. As shown in FIG. 3, the image display light generation unit 244 is installed perpendicular to the optical axis of the light emitted from the light source 231 in the optical system arrangement unit 245 in the optical unit main body 210. In the coordinate system shown in FIG. 6, the Z axis is an axis parallel to the optical axis, and a plane parallel to the XY plane formed by the X axis and the Y axis is a plane perpendicular to the optical axis. The image display light generation unit 244 is installed in parallel to the XY plane.

画像表示光生成部244を構成する主な光学部材は、直線偏光と円偏光とを相互に変換する1/4波長板239と、1/4波長板239を透過した円偏光の照射領域を規定するアパーチャマスク270と、表示する画像の画像信号に基づいてアパーチャマスク270を通過した円偏光を反射して画像表示光を生成する画像表示素子240である。画像表示素子240は、プリント基板250に備えられている。   The main optical members constituting the image display light generation unit 244 define a quarter-wave plate 239 that converts linearly polarized light and circularly polarized light into each other, and a circularly polarized light irradiation region that has passed through the quarter-wave plate 239. An image display element 240 that generates image display light by reflecting the circularly polarized light that has passed through the aperture mask 270 based on the image signal of the image to be displayed. The image display element 240 is provided on the printed circuit board 250.

アパーチャマスク270は光の照射領域を規定するための開口部271を備え、1/4波長板239が開口部271の一端側の面を覆うようにして取り付けられるように構成されている。アパーチャマスク270は、開口部271を通る光のみを通過させ、かつ開口部271において光の回折を抑制するために、薄くても光の透過しにくい材料を用いることが好ましく、具体例としては金属材料で形成されている。また、アパーチャマスク270の表面で反射した光が迷光となることを抑制するために、アパーチャマスク270の表面は光の吸収率が高い色とするのがよく、例えばアルマイト処理を施した上で黒色とすることが好ましい。   The aperture mask 270 includes an opening 271 for defining a light irradiation region, and the quarter wavelength plate 239 is configured to be attached so as to cover a surface on one end side of the opening 271. The aperture mask 270 is preferably made of a material that is thin but difficult to transmit light in order to allow only light passing through the opening 271 to pass therethrough and suppress light diffraction in the opening 271. Made of material. Further, in order to suppress the light reflected from the surface of the aperture mask 270 from becoming stray light, the surface of the aperture mask 270 is preferably a color having a high light absorption rate, for example, black after anodizing. It is preferable that

アパーチャマスク270は、1/4波長板239を取り付ける側の面において開口部271を挟んで対向する位置に、1/4波長板239の取り付け位置を規制する波長板ガイド272を有する。1/4波長板239には、波長板ガイド272に沿うように半月板273が備えられており、1/4波長板239をアパーチャマスク270に取り付けた後に、波長板ガイド272に規制されてZ軸に平行な回転軸を中心に回転することができる。   The aperture mask 270 has a wave plate guide 272 for regulating the mounting position of the quarter wavelength plate 239 at a position facing the opening 271 on the surface on the side where the quarter wavelength plate 239 is mounted. The quarter-wave plate 239 is provided with a meniscus 273 along the wave-plate guide 272. After the quarter-wave plate 239 is attached to the aperture mask 270, the quarter-wave plate 239 is regulated by the wave-plate guide 272 and Z It can rotate around a rotation axis parallel to the axis.

より具体的には、1/4波長板239は、押さえバネ292で半月板273を押さえられた状態で、取り付けネジ293によってアパーチャマスク270に取り付けられる。押さえバネ292は板バネによる弾性力で1/4波長板239をアパーチャマスク270に押さえつける。このため、取り付けネジ293でアパーチャマスク270に取り付けられた後であっても、1/4波長板239の調整つまみ274を動かすことで1/4波長板239を所定の角度の範囲内において回転することができる。   More specifically, the quarter wavelength plate 239 is attached to the aperture mask 270 by the attachment screw 293 in a state where the meniscus 273 is pressed by the holding spring 292. The holding spring 292 presses the quarter-wave plate 239 against the aperture mask 270 by the elastic force of the plate spring. For this reason, even after the attachment screw 293 is attached to the aperture mask 270, the quarter wavelength plate 239 is rotated within a predetermined angle range by moving the adjustment knob 274 of the quarter wavelength plate 239. be able to.

プリント基板250に取り付けられた画像表示素子240は、1/4波長板239を透過した光を反射するとともに、回路基板111が生成した画像信号に基づいて画像表示光を生成する。より具体的には、画像表示素子240は、画素毎に赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタを備えており、画像表示素子240に照射された光は、各画素に対応する色となり、画像表示素子240の備える液晶組成物によって変調が施され、S偏光の画像表示光となって入射方向と180度反転した方向に出射される。このため、1/4波長板239と画像表示素子240とが対向するように位置合わせをすることが重要となる。   The image display element 240 attached to the printed circuit board 250 reflects the light transmitted through the quarter wave plate 239 and generates image display light based on the image signal generated by the circuit board 111. More specifically, the image display element 240 includes red, green, and blue color filters for each pixel, and the light emitted to the image display element 240 has a color corresponding to each pixel, and image display is performed. Modulation is performed by the liquid crystal composition included in the element 240, and the light is output as S-polarized image display light in a direction reversed by 180 degrees from the incident direction. For this reason, it is important to align the quarter wavelength plate 239 and the image display element 240 so as to face each other.

そこで、実施の形態に係る画像表示光生成部244は、1/4波長板239を取り付けたアパーチャマスク270と、画像表示素子240を取り付けたプリント基板250とを取り付けるための取付ベース260を備える。取付ベース260は、光路となる開口部261を備え、1/4波長板239を取り付けたアパーチャマスク270と、画像表示素子240を取り付けたプリント基板250とは、取付ベース260の開口部261を挟んで対向する位置に取り付けられる。より具体的には、1/4波長板239を備えるアパーチャマスク270が、取付ベース260の開口部261の一端側の面である第1の面全体を覆うように取り付けられる。また、プリント基板250が画像表示素子240を取付ベース260の開口部261内に位置させて、取付ベース260の開口部261の他端側にある第2の面全体を覆うように取り付けられる。以下本明細書において、アパーチャマスク270の開口部271を「第1の開口部」、取付ベース260の開口部261を「第2の開口部」ということがある。   Therefore, the image display light generation unit 244 according to the embodiment includes an attachment base 260 for attaching the aperture mask 270 to which the quarter wavelength plate 239 is attached and the printed circuit board 250 to which the image display element 240 is attached. The mounting base 260 includes an opening 261 serving as an optical path. The aperture mask 270 to which the quarter wavelength plate 239 is mounted and the printed circuit board 250 to which the image display element 240 is mounted sandwich the opening 261 of the mounting base 260. It is attached in the position which opposes. More specifically, the aperture mask 270 provided with the quarter wavelength plate 239 is attached so as to cover the entire first surface which is the one end side surface of the opening 261 of the attachment base 260. The printed circuit board 250 is attached so that the image display element 240 is positioned in the opening 261 of the attachment base 260 and covers the entire second surface on the other end side of the opening 261 of the attachment base 260. Hereinafter, in this specification, the opening 271 of the aperture mask 270 may be referred to as a “first opening”, and the opening 261 of the mounting base 260 may be referred to as a “second opening”.

取付ベース260はまた、アパーチャマスク270とプリント基板250との取り付け位置を規制するための位置決めピン262を備える。ここで位置決めピン262は、光軸と平行な方向に取付ベース260を貫通するようにして備えられている。アパーチャマスク270およびプリント基板250はそれぞれ、位置決めピン262をはめ込むための位置決め孔251および275を備えており、位置決めピン262を位置決め孔251および275にはめ込むことで、取付ベース260に取り付ける位置が定まる。アパーチャマスク270およびプリント基板250の取付位置を規制する位置決めピン262は一つの部材で構成されているため、取り付け位置の精度を向上することが可能となる。   The mounting base 260 also includes positioning pins 262 for restricting the mounting position of the aperture mask 270 and the printed circuit board 250. Here, the positioning pin 262 is provided so as to penetrate the mounting base 260 in a direction parallel to the optical axis. Aperture mask 270 and printed circuit board 250 are each provided with positioning holes 251 and 275 for fitting positioning pins 262, and the positions to be attached to mounting base 260 are determined by fitting positioning pins 262 into positioning holes 251 and 275. Since the positioning pin 262 for restricting the attachment position of the aperture mask 270 and the printed circuit board 250 is composed of a single member, it is possible to improve the accuracy of the attachment position.

アパーチャマスク270は、取り付けネジ294によって取付ベース260に固定される。同様にプリント基板250は、取り付けネジ290によって取付ベース260に固定される。これにより、アパーチャマスク270に取り付けられた1/4波長板239とプリント基板250に取り付けられた画像表示素子240とを、所定の取り付け位置に簡便に取り付けることが可能となる。   The aperture mask 270 is fixed to the mounting base 260 by mounting screws 294. Similarly, the printed circuit board 250 is fixed to the mounting base 260 by mounting screws 290. Thereby, the quarter wavelength plate 239 attached to the aperture mask 270 and the image display element 240 attached to the printed circuit board 250 can be easily attached to a predetermined attachment position.

ところで、プリント基板250に取り付けられる画像表示素子240は電子回路であり、通電によって発熱する。そこで、画像表示素子240の発熱をプリント基板250を介して放熱するように、取付ベース260は金属材料で形成されている。より具体的には、プリント基板250の基板表面の領域のうち、少なくとも取付ベース260に取り付けたときに取付ベース260と接触する領域上に、画像表示素子240のグランドとなる金属箔による金属層が設けられている。   Incidentally, the image display element 240 attached to the printed circuit board 250 is an electronic circuit, and generates heat when energized. Therefore, the mounting base 260 is made of a metal material so that the heat generated by the image display element 240 is dissipated through the printed circuit board 250. More specifically, a metal layer made of a metal foil serving as a ground for the image display element 240 is formed on at least a region of the printed circuit board 250 on the surface of the substrate that comes into contact with the mounting base 260 when attached to the mounting base 260. Is provided.

図7(a)は、画像表示素子240を取り付けたプリント基板250を光源231からの光の入射方向から見た場合の上面図である。図7(b)は、画像表示素子240を取り付けたプリント基板250の側面図である。   FIG. 7A is a top view when the printed circuit board 250 to which the image display element 240 is attached is viewed from the incident direction of light from the light source 231. FIG. 7B is a side view of the printed circuit board 250 to which the image display element 240 is attached.

画像表示素子240のプリント基板250への取付は、以下の行程にそって実施される。まず、プリント基板250上に図7(b)に示すように接着剤256が塗布される。接着剤256を用いて、画像表示素子240がプリント基板250の所定の位置に搭載される。画像表示素子240がプリント基板250に搭載されると、ワイヤーボンディング254によって画像表示素子240がプリント基板250上に電気的に接続される。その後液晶シール253が施され、カウンターガラス252が取り付けられる。最後のワイヤーボンディング254を保護する保護樹脂255が塗布される。なお、コネクタ257は、図5を参照して上述したフレキシブルケーブル246を接続して、画像表示素子240に回路基板111が生成した画像信号を伝送する。   The image display element 240 is attached to the printed circuit board 250 according to the following process. First, an adhesive 256 is applied on the printed circuit board 250 as shown in FIG. The image display element 240 is mounted at a predetermined position on the printed circuit board 250 using the adhesive 256. When the image display element 240 is mounted on the printed circuit board 250, the image display element 240 is electrically connected to the printed circuit board 250 by wire bonding 254. Thereafter, a liquid crystal seal 253 is applied, and a counter glass 252 is attached. A protective resin 255 for protecting the last wire bonding 254 is applied. The connector 257 connects the flexible cable 246 described above with reference to FIG. 5 and transmits the image signal generated by the circuit board 111 to the image display element 240.

図7(a)に示すように、プリント基板250は、取付ベース260に取り付ける際の位置を規制する位置決め孔251が2カ所に設けられている。この位置決め孔251のそれぞれに位置決めピン262を貫通させることで、プリント基板250に取り付けられた画像表示素子240を、取付ベース260の所定の取り付け位置に簡便に取り付けることが可能となる。   As shown in FIG. 7A, the printed circuit board 250 is provided with two positioning holes 251 for restricting the position when the printed circuit board 250 is attached to the attachment base 260. By passing the positioning pin 262 through each of the positioning holes 251, the image display element 240 attached to the printed circuit board 250 can be easily attached to a predetermined attachment position of the attachment base 260.

ところで、一般にプリント基板はフェノール樹脂やエポキシ樹脂等で形成されていることが多い。このため、取付ベース260と接触する領域上に上述の樹脂よりも熱伝導率の高い金属層を設けることによって熱伝導率を高めることができる。図7(a)において、プリント基板250表面の斜線で示す領域は、取付ベース260に取り付けたときに取付ベース260と接触する領域である。実施の形態に係るプリント基板250は、図7(a)にいて斜線で示す領域に、画像表示素子240のグランドとなる金属層が設けられている。取付ベース260が金属材料で構成されているため、画像表示素子240の熱が放熱しやすくなるとともに、取付ベース260を画像表示素子240のグランドとしても機能させることができる。   By the way, in general, a printed circuit board is often formed of a phenol resin or an epoxy resin. For this reason, it is possible to increase the thermal conductivity by providing a metal layer having a higher thermal conductivity than that of the above-described resin on a region in contact with the mounting base 260. In FIG. 7A, a hatched area on the surface of the printed circuit board 250 is an area that comes into contact with the mounting base 260 when mounted on the mounting base 260. The printed circuit board 250 according to the embodiment is provided with a metal layer serving as the ground of the image display element 240 in a region indicated by hatching in FIG. Since the mounting base 260 is made of a metal material, the heat of the image display element 240 can be easily dissipated, and the mounting base 260 can also function as the ground of the image display element 240.

一方で、取付ベース260を金属材料で形成すると、取付ベース260の表面で反射された光が迷光となる可能性もある。そこで、アパーチャマスク270の場合と同様に、迷光を抑制するために取付ベース260の表面は光を吸収率が高い色とするのがよく、例えばアルマイト処理を施した上で黒色とすることが好ましい。   On the other hand, when the mounting base 260 is formed of a metal material, the light reflected on the surface of the mounting base 260 may become stray light. Therefore, as in the case of the aperture mask 270, the surface of the mounting base 260 is preferably a color having a high absorption rate in order to suppress stray light. For example, the surface of the mounting base 260 is preferably black after being subjected to an alumite treatment. .

図8は、実施の形態に係る画像表示光生成部244を、画像表示光の出射方向に向かって見た場合の斜視図である。図8に示すように、取付ベース260の開口部261のうち画像表示素子240が生成した画像表示光が入射する側は、画像表示素子240を取り付けたプリント基板250を取付ベース260に取り付けることによって塞がれる。   FIG. 8 is a perspective view when the image display light generation unit 244 according to the embodiment is viewed in the emission direction of the image display light. As shown in FIG. 8, the side on which the image display light generated by the image display element 240 is incident on the opening 261 of the attachment base 260 is attached to the attachment base 260 by attaching the printed circuit board 250 to which the image display element 240 is attached. It is blocked.

図9は、実施の形態に係る画像表示光生成部244を、光源231からの光の入射方向から見た場合の斜視図である。図9に示すように、取付ベース260の開口部261のうち光源231からの光の入射方向側は、1/4波長板239を取り付けた状態のアパーチャマスク270を取付ベース260に取り付けることによって塞がれる。より具体的には、アパーチャマスク270は取り付けネジ294によって取付ベース260に固定され、1/4波長板239は押さえバネ292の弾性力でアパーチャマスク270に押さえつけられる。   FIG. 9 is a perspective view when the image display light generation unit 244 according to the embodiment is viewed from the incident direction of light from the light source 231. As shown in FIG. 9, the incident direction side of the light from the light source 231 in the opening 261 of the mounting base 260 is blocked by mounting the aperture mask 270 with the quarter wavelength plate 239 mounted on the mounting base 260. Can be removed. More specifically, the aperture mask 270 is fixed to the mounting base 260 by the mounting screw 294, and the quarter wavelength plate 239 is pressed against the aperture mask 270 by the elastic force of the pressing spring 292.

以上のように、取付ベース260は、1/4波長板239およびアパーチャマスク270を開口部261の一端側の面である第1の面側に取り付けるとともに、画像表示素子240を取り付けたプリント基板250を開口部261の他端側の面である第2の面側に取り付けることによって開口部261の両端を覆うように塞がれる。より具体的には、1/4波長板239およびアパーチャマスク270は、取付ベース260の面のうち、光源231からの光の入射方向側の面である第1の面に取り付けられる。また、画像表示素子240を取り付けたプリント基板250は、取付ベース260の面のうち、光源231からの光の出射方向側の面である第2の面に取り付けられる。   As described above, the attachment base 260 attaches the quarter-wave plate 239 and the aperture mask 270 to the first surface, which is one end of the opening 261, and the printed circuit board 250 to which the image display element 240 is attached. Is attached to the second surface side, which is the surface on the other end side of the opening 261, so as to cover both ends of the opening 261. More specifically, the quarter-wave plate 239 and the aperture mask 270 are attached to the first surface that is the surface on the incident direction side of the light from the light source 231 among the surfaces of the attachment base 260. The printed circuit board 250 to which the image display element 240 is attached is attached to a second surface that is a surface on the light emission direction side of the light source 231 among the surfaces of the attachment base 260.

これにより、取付ベース260の開口部261に防塵専用の部品を用いることなく、開口部261内に進入する塵等を抑制する防塵構造を実現することができる。特に、開口部261内部への塵や埃の進入を抑制するために、取付ベース260の開口部261に1/4波長板239、アパーチャマスク270およびプリント基板250を取り付ける工程をクリーンルーム内で行うことが好ましい。   Thereby, it is possible to realize a dustproof structure that suppresses dust and the like entering the opening 261 without using a dustproof component for the opening 261 of the mounting base 260. In particular, in order to suppress dust and dust from entering the opening 261, the step of attaching the quarter-wave plate 239, the aperture mask 270, and the printed circuit board 250 to the opening 261 of the attachment base 260 is performed in a clean room. Is preferred.

また上述したように、取付ベース260と接するプリント基板250上の領域には画像表示素子240のグランドとなる金属層が設けられているので、取付ベース260は画像表示素子240のグランドとして機能すると同時に、プリント基板250からの熱を放熱することも可能となる。   Further, as described above, since the metal layer serving as the ground of the image display element 240 is provided in the region on the printed board 250 in contact with the mounting base 260, the mounting base 260 functions as the ground of the image display element 240 at the same time. It is also possible to dissipate heat from the printed circuit board 250.

1/4波長板239のうち、光源231からの光の入射方向側の表面には、塵や埃がつく場合もあり得る。しかしながら、1/4波長板239のうち光源231からの光の入射方向側の表面は、画像表示光を生成する画像表示素子240と少なくとも取付ベース260の厚み分は離れている。このため、1/4波長板239のうち光源231からの光の入射方向側の表面についた塵や埃は、デフォーカスされて目立たなくなるという効果がある。   Of the quarter-wave plate 239, dust or dirt may be attached to the surface on the light incident direction side of the light source 231. However, the surface of the quarter wavelength plate 239 on the light incident direction side of the light source 231 is separated from the image display element 240 that generates image display light by at least the thickness of the mounting base 260. For this reason, dust or dirt on the surface of the ¼ wavelength plate 239 on the light incident direction side from the light source 231 is defocused and becomes inconspicuous.

上述したように、1/4波長板239は、直線偏光が入射された場合は直線偏光を円偏光に変換するとともに、円偏光が入射された場合は円偏光を直線偏光に変換するデバイスである。1/4波長板239の変換の効率は、1/4波長板239に入射される光に対する1/4波長板239の回転角度に依存する。そこで、1/4波長板239の変換効率を最適化するために、1/4波長板239の光軸に対する回転角を調整することが行われる。   As described above, the quarter wavelength plate 239 is a device that converts linearly polarized light into circularly polarized light when linearly polarized light is incident and converts circularly polarized light into linearly polarized light when circularly polarized light is incident. . The conversion efficiency of the quarter-wave plate 239 depends on the rotation angle of the quarter-wave plate 239 with respect to the light incident on the quarter-wave plate 239. Therefore, in order to optimize the conversion efficiency of the quarter wavelength plate 239, the rotation angle of the quarter wavelength plate 239 with respect to the optical axis is adjusted.

図9に示すように、1/4波長板239は押さえバネ292の弾性力でアパーチャマスク270に取付ら得ているため、調整つまみ274を動かすことで1/4波長板239を光軸を回転軸として回転することができる。これにより、例えば生産ラインにおける組み立て時において、1/4波長板239の変換の効率を最適に調整することが可能となる。また、変換の効率を最適化した後に1/4波長板239をアパーチャマスク270に固着することによって、製品の出荷後は変換効率を最適な状態に保つことも可能となる。   As shown in FIG. 9, since the quarter wave plate 239 is attached to the aperture mask 270 by the elastic force of the holding spring 292, the quarter wave plate 239 is rotated about the optical axis by moving the adjustment knob 274. Can rotate as an axis. This makes it possible to optimally adjust the conversion efficiency of the quarter-wave plate 239, for example, during assembly on the production line. Further, by fixing the quarter wave plate 239 to the aperture mask 270 after optimizing the conversion efficiency, it is possible to keep the conversion efficiency in an optimum state after the product is shipped.

以上のように、1/4波長板239を取り付けたアパーチャマスク270を取付ベース260の開口部261の一端に取り付けるとともに、画像表示素子240を取り付けたプリント基板を開口部261の他端に取り付けることによって、1/4波長板239と画像表示素子240との位置合わせが実現できる。一方で、実施の形態に係る画像表示装置はヘッドアップディスプレイであるため、画像表示光生成部244が生成した画像表示光が中間像スクリーン360の所定の位置に結像するような調整も実施される。   As described above, the aperture mask 270 to which the quarter wavelength plate 239 is attached is attached to one end of the opening 261 of the attachment base 260, and the printed circuit board to which the image display element 240 is attached is attached to the other end of the opening 261. Thus, alignment between the quarter-wave plate 239 and the image display element 240 can be realized. On the other hand, since the image display device according to the embodiment is a head-up display, adjustment is performed so that the image display light generated by the image display light generation unit 244 forms an image at a predetermined position on the intermediate image screen 360. The

図10は、実施の形態に係る画像表示光生成部244における、光学系配置部245への取り付け位置の調整を説明するための図である。図10に示すように、取付ベース260およびアパーチャマスク270は取り付けネジ290を通すための取り付け孔263を備えている。図10に示すように、取り付け孔263は3カ所に設けられており、3つの取り付けネジ290によってネジ止めすることで、画像表示光生成部244は光学系配置部245に設置される。   FIG. 10 is a diagram for explaining the adjustment of the attachment position to the optical system arrangement unit 245 in the image display light generation unit 244 according to the embodiment. As shown in FIG. 10, the attachment base 260 and the aperture mask 270 are provided with attachment holes 263 for allowing attachment screws 290 to pass. As shown in FIG. 10, the attachment holes 263 are provided at three locations, and the image display light generation unit 244 is installed in the optical system arrangement unit 245 by being screwed with three attachment screws 290.

ここで、取り付けネジ290のネジ穴となる取り付け孔263の直径は、取り付けネジ290のネジ径よりも大きくなっており、画像表示光生成部244の設置位置のクリアランスが確保されている。より具体的には、取り付け孔263の直径は取り付けネジ290のネジ径の1.2〜1.3倍となっている。   Here, the diameter of the mounting hole 263 serving as the screw hole of the mounting screw 290 is larger than the screw diameter of the mounting screw 290, and the clearance of the installation position of the image display light generation unit 244 is secured. More specifically, the diameter of the attachment hole 263 is 1.2 to 1.3 times the screw diameter of the attachment screw 290.

このように、画像表示光生成部244を取り付け孔263の直径よりも所定の割合だけ小さなネジ径の取り付けネジ290でネジ止めすることにより、画像表示光生成部244を光学系配置部245に設置する際に、図6に示すXY平面と平行な平面上で全ての方向にスライド可能となり、取り付け位置の調整が自在となる。この結果、画像表示光生成部244が生成した画像表示光が、中間像スクリーン360の所定の位置(例えば、中間像スクリーン360の中央部)に結像するように、画像表示光生成部244の設置位置を調整することができる。この意味で、取り付け孔263と取り付けネジ290とは取付ベース260の設置位置調整部をとして機能する。   In this way, the image display light generation unit 244 is installed in the optical system arrangement unit 245 by screwing the image display light generation unit 244 with the attachment screw 290 having a screw diameter smaller than the diameter of the attachment hole 263 by a predetermined ratio. In doing so, it is possible to slide in all directions on a plane parallel to the XY plane shown in FIG. 6, and the attachment position can be adjusted. As a result, the image display light generated by the image display light generation unit 244 forms an image at a predetermined position of the intermediate image screen 360 (for example, the central portion of the intermediate image screen 360). The installation position can be adjusted. In this sense, the attachment hole 263 and the attachment screw 290 function as an installation position adjusting unit for the attachment base 260.

図10に示すように、取付ベース260およびアパーチャマスク270はC面取り加工が施されており、C面取り加工を施す前と比較して、取付ベース260とアパーチャマスク270とが接触する面積が小さくなっている。このため、取付ベース260にアパーチャマスク270を取り付けたときに両者に生じる機械的な応力を緩和することができる。また、画像表示光生成部244は、取付ベース260およびアパーチャマスク270に備えられた3つの取り付け孔263でネジ止めされるため、機械的および熱によって取付ベース260およびアパーチャマスク270に生じた歪みによる応力を抑制することもできる。   As shown in FIG. 10, the mounting base 260 and the aperture mask 270 are C-chamfered, and the area where the mounting base 260 and the aperture mask 270 come into contact with each other is smaller than before the C-chamfering is performed. ing. For this reason, when the aperture mask 270 is attached to the attachment base 260, it is possible to relieve the mechanical stress generated in both. Further, since the image display light generation unit 244 is screwed by the three attachment holes 263 provided in the attachment base 260 and the aperture mask 270, the image display light generation unit 244 is caused by distortion generated in the attachment base 260 and the aperture mask 270 due to mechanical and heat. Stress can also be suppressed.

以上説明したように、本発明の実施の形態に係るヘッドアップディスプレイによれば、光学部品の防塵と放熱とを両立するための技術、および光学部品の位置決めを簡易化することができる技術を提供することができる。   As described above, the head-up display according to the embodiment of the present invention provides a technique for achieving both dust prevention and heat dissipation of an optical part, and a technique that can simplify the positioning of the optical part. can do.

特に、取付ベース260を貫通して備えられている位置決めピン262に、1/4波長板239を備えたアパーチャマスク270と、画像表示素子240を備えたプリント基板250とを嵌合することにより、1/4波長板239、アパーチャマスク270、および画像表示素子240の位置決めを容易にし、組み立てを簡便化できる。   In particular, by fitting the aperture mask 270 provided with the quarter wavelength plate 239 and the printed circuit board 250 provided with the image display element 240 to the positioning pins 262 provided through the mounting base 260, The quarter wavelength plate 239, the aperture mask 270, and the image display element 240 can be easily positioned and the assembly can be simplified.

また、取付ベース260の開口部261を、1/4波長板239を備えたアパーチャマスク270と、画像表示素子240を備えたプリント基板250とで塞ぐことにより、別途防塵用の部材を取り付けることなく、防塵構造を構築することができる。さらに、取付ベース260を金属材料で形成することにより、プリント基板250のグランドとするとともに、プリント基板250が発生した熱を効率よく放熱することもできる。   Further, the opening 261 of the mounting base 260 is closed with the aperture mask 270 provided with the quarter-wave plate 239 and the printed circuit board 250 provided with the image display element 240, so that a separate dustproof member is not attached. Can build a dust-proof structure. Furthermore, by forming the mounting base 260 from a metal material, it is possible to provide a ground for the printed circuit board 250 and efficiently dissipate the heat generated by the printed circuit board 250.

1/4波長板239、アパーチャマスク270、および画像表示素子240を取付ベース260に取り付けて構成される画像表示光生成部244は、光学系配置部245に取り付ける際の位置調整を自在とする調整用のクリアランスが設けられている。このため、画像表示光生成部244が生成した画像表示光と、中間像スクリーン360との位置決めを容易とし、組み立てを簡便化できる。   The image display light generation unit 244 configured by mounting the quarter-wave plate 239, the aperture mask 270, and the image display element 240 to the mounting base 260 is an adjustment that allows position adjustment when mounting to the optical system placement unit 245. Clearance is provided. For this reason, the image display light generated by the image display light generation unit 244 and the intermediate image screen 360 can be easily positioned, and assembly can be simplified.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on the embodiments. The embodiments are exemplifications, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. .

10 ヘッドアップディスプレイ、 50 画像提示部、 100 基板収納部、 111 回路基板、 112 基板収納部側開口部、 200 光学ユニット、 210 光学ユニット本体、 231 光源、 232 コリメートレンズ、 233 カットフィルタ、 233 UV−IRカットフィルタ、 234 偏光子、 235 フライアイレンズ、 236 反射鏡、 237 フィールドレンズ、 238 ワイヤーグリッド偏向ビームスプリッタ、 239 1/4波長板、 240 画像表示素子、 241 検光子、 242 投射レンズ群、 243 ヒートシンク、 244 画像表示光生成部、 245 光学系配置部、 246 フレキシブルケーブル、 247 光学ユニット側開口部、 248 空間部、 250 プリント基板、 251 位置決め孔、 252 カウンターガラス、 253 液晶シール、 254 ワイヤーボンディング、 255 保護樹脂、 256 接着剤、 257 コネクタ、 260 取付ベース、 261 開口部、 262 位置決めピン、 263 取り付け孔、 270 アパーチャマスク、 271 開口部、 272 波長板ガイド、 273 半月板、 292 押さえバネ、 300 投射部、 301 投射口、 320 投射軸、 351 第1投射ミラー、 352 第2投射ミラー、 360 中間像スクリーン、 400 コンバイナ、 450 虚像、 600 ルームミラー。   10 head-up display, 50 image presentation unit, 100 substrate storage unit, 111 circuit board, 112 substrate storage unit side opening, 200 optical unit, 210 optical unit body, 231 light source, 232 collimating lens, 233 cut filter, 233 UV- IR cut filter, 234 polarizer, 235 fly eye lens, 236 reflector, 237 field lens, 238 wire grid deflecting beam splitter, 239 1/4 wavelength plate, 240 image display element, 241 analyzer, 242 projection lens group, 243 Heat sink, 244 image display light generation unit, 245 optical system placement unit, 246 flexible cable, 247 optical unit side opening, 248 space, 250 printed circuit board, 251 Positioning hole, 252 counter glass, 253 liquid crystal seal, 254 wire bonding, 255 protective resin, 256 adhesive, 257 connector, 260 mounting base, 261 opening, 262 positioning pin, 263 mounting hole, 270 aperture mask, 271 opening, 272 Wave plate guide, 273 meniscus, 292 holding spring, 300 projection unit, 301 projection port, 320 projection axis, 351 first projection mirror, 352 second projection mirror, 360 intermediate image screen, 400 combiner, 450 virtual image, 600 room mirror.

Claims (4)

直線偏光と円偏光とを相互に変換する1/4波長板と、
前記1/4波長板を透過した円偏光の照射領域を規定する第1の開口部を備え、その第1の開口部の一方の面側の全体を覆うように前記1/4波長板が取り付けられる金属製のアパーチャマスクと、
表示する画像の画像信号に基づいて、前記アパーチャマスクを通過した円偏光を反射して画像表示光を生成する画像表示素子を備えるプリント基板と、
第2の開口部を備え、前記アパーチャマスクが前記第2の開口部の第1の面側全体を覆うように取り付けられ、前記プリント基板が前記画像表示素子を前記第2の開口部内に位置させて前記第2の開口部の第2の面側全体を覆うように取り付けられる取付ベースと、を含み、
前記プリント基板は、基板表面の領域の前記取付ベースと接触する領域内に、金属層が設けられることを特徴とする画像表示光生成装置。
A quarter-wave plate that converts linearly polarized light and circularly polarized light into each other;
A first opening that defines an irradiation area of circularly polarized light that has passed through the quarter-wave plate; and the quarter-wave plate is attached so as to cover the entire surface of one surface of the first opening. Metal aperture mask,
A printed circuit board including an image display element that generates image display light by reflecting the circularly polarized light that has passed through the aperture mask, based on an image signal of an image to be displayed;
A second opening, wherein the aperture mask is attached so as to cover the entire first surface of the second opening, and the printed circuit board positions the image display element in the second opening. And an attachment base attached to cover the entire second surface side of the second opening.
The image display light generation device according to claim 1, wherein the printed circuit board is provided with a metal layer in a region of the substrate surface in contact with the mounting base.
前記第2の開口部は、前記アパーチャマスクと前記プリント基板の間で密封されることを特徴とする請求項1に記載の画像表示光生成装置。   The image display light generation apparatus according to claim 1, wherein the second opening is sealed between the aperture mask and the printed board. 前記金属層は、前記画像表示素子のグランドであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示光生成装置。   The image display light generation device according to claim 1, wherein the metal layer is a ground of the image display element. 請求項1から3のいずれか一項に記載の画像表示光生成装置と、
前記画像表示光生成装置から投射される前記画像表示光の実像が結像する中間像スクリーンと、を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
The image display light generation device according to any one of claims 1 to 3,
A head-up display comprising: an intermediate image screen on which a real image of the image display light projected from the image display light generation device is formed.
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