JP6772824B2 - Head-up display device - Google Patents

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Description

本発明は、光源が発する熱を効率良く放熱する放熱器を有するヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a head-up display device having a radiator that efficiently dissipates heat generated by a light source.

従来のヘッドアップディスプレイ装置として、特許文献１に開示されたものがある。このヘッドアップディスプレイ装置は、発光ダイオード（光源）を有する硬質配線板（光源基板）が発した熱をアルミなどの金属製ヒートシンク（放熱器）により放熱している。 As a conventional head-up display device, there is one disclosed in Patent Document 1. In this head-up display device, heat generated by a hard wiring board (light source substrate) having a light emitting diode (light source) is dissipated by a metal heat sink (radiator) such as aluminum.

特開２００３−１０４０８６Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-104806

しかしながら、放熱器を金属製にする場合においては、費用が高く重量も重いという課題がある。 However, when the radiator is made of metal, there is a problem that the cost is high and the weight is heavy.

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、光源が発した熱を安価で軽量な放熱器を用いて効率的に放熱するヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a head-up display device that efficiently dissipates heat generated by a light source by using an inexpensive and lightweight radiator.

本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
前面側に光源を有する光源基板と、前記光源基板の背面側に配置され射出成形により成形された高熱伝導樹脂製の放熱器と、を備えたヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記放熱器は、前記光源基板から離れる方向に向かって延びるフィン部を有し、ゲート部が前記フィン部の先端に配置され、
前記光源基板は前記光源を複数有し、
前記ゲート部は複数設けられ、
前記複数のゲート部から射出された前記高熱伝導樹脂が合流して形成されるウエルドラインは、前記光源を区分けするように形成される。
The head-up display device according to the present invention is
A head-up display device including a light source substrate having a light source on the front side and a radiator made of a high thermal conductive resin arranged on the back side of the light source substrate and molded by injection molding.
The radiator has a fin portion extending in a direction away from the light source substrate, and a gate portion is arranged at the tip of the fin portion .
The light source substrate has a plurality of the light sources.
A plurality of the gate portions are provided.
The weld line formed by merging the high thermal conductive resins ejected from the plurality of gate portions is formed so as to divide the light source.

また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の
前記ウエルドラインは、前記光源を等分に区分けするように形成される、
ように構成することが好ましい。 In addition, the head-up display device according to the present invention
The weld line is formed so as to divide the light source into equal parts.
It is preferable to configure it as follows.

また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の
前記ゲート部は前記複数の光源のいずれかの直下に設けられる、
ように構成することが好ましい。 Further, the gate portion of the head-up display device according to the present invention is provided directly below any one of the plurality of light sources.
It is preferable to configure it as follows.

本発明によれば、光源が発した熱を安価で軽量な放熱器を用いて効率的に放熱するヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a head-up display device that efficiently dissipates heat generated by a light source by using an inexpensive and lightweight radiator.

本発明の実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置の構成概略図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a head-up display device according to an embodiment of the present invention. 同ヘッドアップディスプレイ装置のフィン部および光源基板の位置関係を示す図。The figure which shows the positional relationship of the fin part and the light source substrate of the head-up display device. 同ヘッドアップディスプレイ装置の光源からフィン部への放熱の流を示す図。The figure which shows the flow of heat dissipation from the light source of the head-up display device to the fin part.

本発明の実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置Ｈを添付図面を参照して説明する。 The head-up display device H according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

ヘッドアップディスプレイ装置Ｈは、図１に示すように、光源基板１と、レンズ２と、表示パネル３と、反射鏡４と、下ケース５と、上ケース６と、から主に構成される。 As shown in FIG. 1, the head-up display device H is mainly composed of a light source substrate 1, a lens 2, a display panel 3, a reflector 4, a lower case 5, and an upper case 6.

光源基板１は、発光ダイオードなどの光源１０が複数設けられた回路基板である。光源基板１は、図示しない制御手段に制御されて光源１０から光を発する。 The light source substrate 1 is a circuit board provided with a plurality of light sources 10 such as light emitting diodes. The light source substrate 1 emits light from the light source 10 under the control of a control means (not shown).

レンズ２は、レンズアレイやフィールドレンズなどの種々のレンズであり、光源１０から発せられた点光源を略平行光にして表示パネル３を背面から照明する。 The lens 2 is various lenses such as a lens array and a field lens, and the point light source emitted from the light source 10 is set to substantially parallel light to illuminate the display panel 3 from the back surface.

表示パネル３は、液晶パネルであり、図示しない制御手段に制御されて表示面に画像を形成する。表示パネル３は背面から照明されることにより表示面に形成した画像を表示光Ｌとして反射鏡４に向けて発する。 The display panel 3 is a liquid crystal panel, and is controlled by a control means (not shown) to form an image on the display surface. The display panel 3 emits an image formed on the display surface by being illuminated from the back surface as display light L toward the reflector 4.

反射鏡４は、平面鏡や凹面鏡であり、ヘッドアップディスプレイ装置Ｈが搭載される車両のウィンドシールドＷＳに向けて表示光Ｌを反射する。ウィンドシールドＷＳに投射された表示光Ｌは虚像Ｖとして運転者に視認される。 The reflector 4 is a plane mirror or a concave mirror, and reflects the display light L toward the windshield WS of the vehicle on which the head-up display device H is mounted. The display light L projected on the windshield WS is visually recognized by the driver as a virtual image V.

下ケース５は、光源基板１とレンズ２と表示パネル３と反射鏡４とを収容する筐体である。下ケース５は、セラミックスフィラーなどの熱伝導性フィラーを添加した樹脂（高熱伝導樹脂）を射出成形により成形される。この高熱伝導樹脂は、熱伝導率１．０[Ｗ／ｍＫ：ワット毎メートル毎ケルビン]以上を有し、ポリプロピレンやＡＢＳ樹脂などの一般的な樹脂の熱伝導率に比べ高い。また、下ケース５は、筐体外部に向けて延びるフィン部５ｆを有し、このフィン部５ｆの裏面側に光源基板１が固定されている。これにより、下ケース５は、光源基板１の光源１０が発した熱はフィン部５ｆを伝わって筐体外部に放出する放熱器として機能する。 The lower case 5 is a housing that houses the light source substrate 1, the lens 2, the display panel 3, and the reflector 4. The lower case 5 is formed by injection molding a resin (high thermal conductive resin) to which a thermally conductive filler such as a ceramic filler is added. This high thermal conductivity resin has a thermal conductivity of 1.0 [W / mK: watt per meter-kelvin] or more, which is higher than the thermal conductivity of general resins such as polypropylene and ABS resin. Further, the lower case 5 has a fin portion 5f extending toward the outside of the housing, and the light source substrate 1 is fixed to the back surface side of the fin portion 5f. As a result, the lower case 5 functions as a radiator in which the heat generated by the light source 10 of the light source substrate 1 is transmitted to the fin portion 5f and discharged to the outside of the housing.

上ケース６は、アクリル樹脂などの透光性樹脂で形成された窓部６ａと、この窓部６ａをポリプロピレンなどの不透過樹脂で支持した蓋体である。 The upper case 6 is a window portion 6a formed of a translucent resin such as acrylic resin, and a lid body in which the window portion 6a is supported by an impermeable resin such as polypropylene.

次に、下ケース５のフィン部５ｆと光源基板１の配置について図２および図３を参照して説明する。 Next, the arrangement of the fin portion 5f of the lower case 5 and the light source substrate 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

フィン部５ｆの先端には、複数のゲート部５ｇ１，５ｇ２が配置されている。下ケース５を射出成形するにあたり、この複数のゲート部５ｇ１，５ｇ２から射出された樹脂はウエルドラインＷＬで合流する。このウエルドラインＷＬによって、フィン部５ｆは、第１フィン部５ｆ１と第２フィン部５ｆ２に区分けされる。 A plurality of gate portions 5g1 and 5g2 are arranged at the tip of the fin portion 5f. When the lower case 5 is injection-molded, the resins injected from the plurality of gate portions 5g1 and 5g2 are merged at the weld line WL. The fin portion 5f is divided into a first fin portion 5f1 and a second fin portion 5f2 by the weld line WL.

また、ウエルドラインＷＬは、第１フィン部５ｆ１，第２フィン部５ｆ２に対応する光源１０の数が均等になるように形成されている。ウエルドラインＷＬによって光源１０は、第１フィン部５ｆ１に対応する第１光源群１０ａと第２フィン部５ｆ２に対応する第２光源群１０ｂに区分けされる。これにより、第１光源群１０ａが発した熱は第１フィン部５ｆ１によって放熱され、第２光源群１０ｂが発した熱は第２フィン部５ｆ２によって放熱される。 Further, the weld line WL is formed so that the number of light sources 10 corresponding to the first fin portion 5f1 and the second fin portion 5f2 is equal. The light source 10 is divided into a first light source group 10a corresponding to the first fin portion 5f1 and a second light source group 10b corresponding to the second fin portion 5f2 by the weld line WL. As a result, the heat generated by the first light source group 10a is dissipated by the first fin portion 5f1, and the heat generated by the second light source group 10b is dissipated by the second fin portion 5f2.

また、ゲート部５ｇ１，５ｇ２は、光源１０のいずれかの直下に配置されている。 Further, the gate portions 5g1 and 5g2 are arranged directly below any one of the light sources 10.

以上のように、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ｈは、前面側に光源１０を有する光源基板１と、光源基板１の背面側に配置され射出成形により成形された高熱伝導樹脂製の放熱器５と、を備えたヘッドアップディスプレイ装置であって、放熱器５は、光源基板１から離れる方向に向かって延びるフィン部５ｆを有し、射出成形される際のゲート部５ｇ１，５ｇ２がフィン部５ｆの先端に配置される。
射出成形に熱伝導性フィラーを含有した高熱伝導樹脂を用いる場合においては、樹脂の流動方向に沿って熱伝導性フィラーの向きが揃い、この熱伝導性フィラーの向きに沿って熱が伝わりやすい。そのため、ゲート部５ｇ１，５ｇ２をフィン部５ｆの先端に配置することにより光源基板１が発した熱を効率よくフィン部５ｆの先端に向かって伝えることができる。また、高熱伝導樹脂は一般的な樹脂に比べて流動性が悪いためフィン部５ｆのような尖端形状を射出成形する場合においても確実に先端まで樹脂を充填することができ、製造性が向上する。 As described above, the head-up display device H according to the present invention has a light source substrate 1 having a light source 10 on the front side and a radiator made of a high thermal conductive resin arranged on the back side of the light source substrate 1 and molded by injection molding. In the head-up display device including 5, the radiator 5 has a fin portion 5f extending in a direction away from the light source substrate 1, and a gate portion 5g1, 5g2 at the time of injection molding is a fin portion. It is arranged at the tip of 5f.
When a highly thermally conductive resin containing a thermally conductive filler is used for injection molding, the directions of the thermally conductive fillers are aligned along the flow direction of the resin, and heat is easily transferred along the directions of the thermally conductive fillers. Therefore, by arranging the gate portions 5g1 and 5g2 at the tip of the fin portion 5f, the heat generated by the light source substrate 1 can be efficiently transferred toward the tip of the fin portion 5f. Further, since the high thermal conductive resin has poor fluidity as compared with a general resin, the resin can be reliably filled up to the tip even when a tip shape such as a fin portion 5f is injection-molded, and the manufacturability is improved. ..

また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ｈの光源基板１は光源１０を複数有し、ゲート部５ｇ１，５ｇ２は複数設けられ、複数のゲート部５ｇ１，５ｇ２から射出された高熱伝導樹脂が合流して形成されるウエルドラインＷＬは、光源１０を等分に区分けするように形成される。
射出成形に熱伝導性フィラーを含有した高熱伝導樹脂を用いる場合においては、ウエルドラインＷＬを横切る方向（ウエルドラインＷＬに対して垂直方向）への熱の伝達性が悪くなる。つまり、この複数のゲート部５ｇ１，５ｇ２から射出された樹脂の流動方向に沿って熱の伝達方向を制御でき、ウエルドラインＷＬによって熱の伝達を遮断することができる。これにより、第１光源群１０ａと第２光源群１０ｂは、ウエルドラインＷＬで区分けされた第１フィン部５ｆ１と第２フィン部５ｆ２にそれぞれ熱を伝えるように構成される。そのため、第１光源群１０ａが発した熱がフィン部５ｆを介して第２光源群１０ｂに伝わる虞が低減する。 Further, the light source substrate 1 of the head-up display device H according to the present invention has a plurality of light sources 10, a plurality of gate portions 5g1, 5g2 are provided, and high heat conductive resins ejected from the plurality of gate portions 5g1,5g2 merge. The weld line WL formed is formed so as to divide the light source 10 into equal parts.
When a high thermal conductive resin containing a thermally conductive filler is used for injection molding, the heat transferability in the direction across the weld line WL (perpendicular to the weld line WL) is deteriorated. That is, the heat transfer direction can be controlled along the flow direction of the resin ejected from the plurality of gate portions 5g1 and 5g2, and the heat transfer can be blocked by the weld line WL. As a result, the first light source group 10a and the second light source group 10b are configured to transfer heat to the first fin portion 5f1 and the second fin portion 5f2 separated by the weld line WL, respectively. Therefore, the possibility that the heat generated by the first light source group 10a is transferred to the second light source group 10b via the fin portion 5f is reduced.

また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ｈのゲート部５ｇ１，５ｇ２は複数の光源１０のいずれかの直下に設けられる。
このように構成することで、光源１０が発した熱がゲート部５ｇ１，５ｇ２が設けられたフィン部５ｆの先端に向かって伝達しやすくなる。 Further, the gate portions 5g1 and 5g2 of the head-up display device H according to the present invention are provided directly below any one of the plurality of light sources 10.
With this configuration, the heat generated by the light source 10 can be easily transferred toward the tip of the fin portion 5f provided with the gate portions 5g1 and 5g2.

以上、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ｈを説明した。本発明は上述した実施形態（図面の内容も含む）によって限定されず、本発明の主旨に従う範囲で上述の実施形態に変更（構成要素の削除も含む）を加えてもよい。 The head-up display device H according to the present invention has been described above. The present invention is not limited to the above-described embodiment (including the contents of the drawings), and modifications (including deletion of components) may be made to the above-described embodiment within the scope of the gist of the present invention.

例えば、ゲート部を３つ以上設けて、フィン部５ｆと光源１０を３つ以上に区分けして構成してもよい。また、区分けするにあたっては、光源１０のそれぞれが発する熱量を考慮して、熱量が多い光源群ほどフィン部の面積を大きく割り当てるように区分けすることが好ましい。 For example, three or more gate portions may be provided, and the fin portion 5f and the light source 10 may be divided into three or more. Further, in classifying, it is preferable to consider the amount of heat generated by each of the light sources 10 so that the area of the fin portion is allocated larger to the light source group having a larger amount of heat.

本発明は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に好適である。 The present invention is suitable for a head-up display device mounted on a vehicle.

Ｈ…ヘッドアップディスプレイ装置
１…光源基板
１０…光源
１０ａ…第１光源群
１０ｂ…第２光源群
５…下ケース（放熱器）
５ｆ…フィン部
５ｆ１…第１フィン部
５ｆ２…第２フィン部
５ｇ１，５ｇ２…ゲート部
ＷＬ…ウエルドライン H ... Head-up display device 1 ... Light source substrate 10 ... Light source 10a ... First light source group 10b ... Second light source group 5 ... Lower case (radiator)
5f ... Fin portion 5f1 ... First fin portion 5f2 ... Second fin portion 5g1, 5g2 ... Gate portion WL ... Weld line

Claims (3)

前面側に光源を有する光源基板と、前記光源基板の背面側に配置され射出成形により成形された高熱伝導樹脂製の放熱器と、を備えたヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記放熱器は、前記光源基板から離れる方向に向かって延びるフィン部を有し、ゲート部が前記フィン部の先端に配置され、
前記光源基板は前記光源を複数有し、
前記ゲート部は複数設けられ、
前記複数のゲート部から射出された前記高熱伝導樹脂が合流して形成されるウエルドラインは、前記光源を区分けするように形成される、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 A head-up display device including a light source substrate having a light source on the front side and a radiator made of a high thermal conductive resin arranged on the back side of the light source substrate and molded by injection molding.
The radiator has a fin portion extending in a direction away from the light source substrate, and a gate portion is arranged at the tip of the fin portion .
The light source substrate has a plurality of the light sources.
A plurality of the gate portions are provided.
The weld line formed by merging the high thermal conductive resins ejected from the plurality of gate portions is formed so as to divide the light source.
A head-up display device characterized by this. 前記ウエルドラインは、前記光源を等分に区分けするように形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The weld line is formed so as to divide the light source into equal parts.
The head-up display device according to claim 1. 前記ゲート部は前記複数の光源のいずれかの直下に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
The gate portion is provided directly below any one of the plurality of light sources.
The head-up display device according to claim 1 .
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