WO2018037889A1 - 光変調器モジュール - Google Patents

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light modulation
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circuit board
light
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誠 秦
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Nippon Seiki Co Ltd
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Nippon Seiki Co Ltd
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator module using a reflective optical modulation element.
  • the projection display device is a device that projects image light (projection light) obtained by optically modulating illumination light emitted from the illumination optical system with a reflective light modulation element onto a screen or the like.
  • Examples of the reflective light modulation element include DMD (registered trademark: Digital Micromirror Device).
  • the DMD is typically an LGA (Land Grid Array) package, and the terminal of the DMD and the contact of the socket are electrically connected by pressing the terminal side against a dedicated socket.
  • An object of the present invention is to provide an optical modulator module that can favorably maintain the electrical connection of the optical modulation elements.
  • the light modulator module of the present invention receives illumination light from the front surface side, and a plurality of reflective surfaces that reflect the image light modulated by the illumination light in a predetermined direction on the front surface side and a plurality of arrays on the surface opposite to the reflection surface
  • a light modulation element having a pin-shaped terminal, and a first contact disposed on a back side of the light modulation element, into which the terminal of the light modulation element is inserted and electrically connected to the terminal
  • a socket having a pin-like second contact electrically connected to the first contact and arranged on a surface opposite to the surface on which the first contact is provided, and on the front side of the light modulation element Arranged and urged the light modulation element to the socket side in contact with the light modulation element, and a mounting plate for holding the light modulation element between the socket and the rear side of the socket, Insert the second contact
  • a circuit board having a through hole for mounting the socket; a heat dissipating part disposed on the back side of the circuit board and
  • the electrical connection of the light modulation element can be maintained well.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the head-up display by which the projection type display apparatus which concerns on this invention is mounted. It is a figure which shows the example of a structure of the projection type display apparatus of FIG. It is a disassembled perspective view of the projection type display apparatus of FIG. It is a perspective view of the projection type display apparatus of FIG. 1 assembled. It is sectional drawing of the light modulation element module of FIG. It is sectional drawing of the modification of the light modulation element module of FIG.
  • the projection display apparatus 100 is applied to, for example, a head-up display 1 mounted on a vehicle.
  • a head-up display 1 includes a projection display device 100 that generates image light L, a screen 200 that receives the image light L generated by the projection display device 100 and displays an image (real image), and a screen 200.
  • a plane mirror 300 that reflects the image light L emitted from the mirror
  • a concave mirror 400 that reflects the image light L reflected by the plane mirror 300 toward the front windshield (transmission reflection portion) 2.
  • the projection display device 100, the screen 200, the plane mirror 300, and the case body 500 that houses the concave mirror 400 are configured, and the virtual image V is displayed forward through the front windshield 2 when viewed from the user.
  • the user can visually recognize the virtual image V by placing the viewpoint 3a in the eye box 3 which is a predetermined area generated by the head-up display 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the light distribution member of the projection display apparatus 100.
  • the projection display apparatus 100 distributes a red light source 111 that emits red light R, a green light source 112 that emits green light G, a blue light source 113 that emits blue light B, and light rays (illumination light) R, G, and B.
  • the light distribution member 120, the light modulation element 130 that converts the distributed light into the image light L, and the light projection lens 140 that forms an image of the image light L from the light modulation element 130 on the screen 200 are mainly used. Composed.
  • the light distribution member 120 includes, for example, dichroic mirrors 121 and 122, a convex lens 123, a prism 124, and the like.
  • the red light R passes through the dichroic mirror 121, is reflected by the dichroic mirror 122, and travels toward the convex lens 123.
  • the green light beam G is reflected by the dichroic mirror 121 and further reflected by the dichroic mirror 122 toward the convex lens 123.
  • the blue light B passes through the dichroic mirror 122, and the transmitted light goes to the convex lens 123.
  • the light rays R, G, and B are distributed by the convex lens 123, pass through the prism 124, and reach the light modulation element 130.
  • the light modulation element 130 modulates the light into a predetermined image light L.
  • the modulated image light L is reflected by the prism 124, and the reflected image light L passes through the light projection lens 140 and is projected (emitted).
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the projection display apparatus 100.
  • the projection display device 100 includes a housing 150 that houses the light distribution member 120 described in FIG. 1, and a red light source (FIG. 1, reference numeral attached to the first wall 151 of the housing 150. 111), a second substrate 112a mounted on the second wall 152 of the housing 150 and mounting a green light source (FIG. 1, reference numeral 112), and mounted on the second wall 152 of the housing 150.
  • the housing 150 accommodates the light distribution member 120 inside, and is made of a resin containing filler or metal to which a filler having high thermal conductivity is added.
  • the housing 150 includes, for example, a rectangular first wall 151, a second wall 152, and a third wall 153 in a part of the outer wall.
  • casing 150 is not restricted to what was mentioned above, You may add or abbreviate
  • the first wall 151 of the housing 150 includes a rectangular first window 151a
  • the second wall 152 includes a rectangular second window 152a and a third window 152b
  • the third wall 153 includes: A rectangular fourth window (not shown) is provided.
  • a first substrate 111 a is attached to the first wall 151, and a red light source 111 mounted on the first substrate 111 a is disposed on the first window portion 151 a so as to face the inside of the housing 150.
  • the second substrate 112a and the third substrate 113a are attached to the second wall 152, and the second window portion 152a and the third window portion 152b are mounted on the second substrate 112a and the third substrate 113a.
  • the light source 112 and the blue light source 113 are arranged so as to face the inside of the housing 150. Further, a light modulation element module 160 (to be described later) is attached to the third wall 153, and the light modulation element 130 in the light modulation element module 160 is attached to the casing 150 in the fourth window provided on the third wall 153. It is arranged to face the inside.
  • the shape of the housing 150 is arbitrary. Further, the three substrates 111a, 112a, and 113a may all be attached to a common wall, for example, the second wall 152, or the three substrates 111a, 112a, and 113a may be attached to different walls. That is, the layout of the three substrates 111a, 112a, and 113a with respect to the housing 150 is arbitrary.
  • the projection display apparatus 100 is fixed to the apparatus base 510 with screws M1.
  • the projection display device 100 may be bonded and fixed to the device base 510.
  • the device base 510 is a part of the case body 500 that houses the projection display device 100 of the head-up display 1, the screen 200, the relay optical system (planar mirror 300, concave mirror 400), and the like, and is a metal made of aluminum alloy or carbon steel. It is desired to be made.
  • the first to third substrates 111a, 112a, 113a are detachably attached to the housing 150 with screws M2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the light modulation element module 160 when attached to the third wall 153 of the housing 150.
  • the light modulation element module 160 is a module formed by assembling a light modulation element 130, a socket 133 to which the light modulation element 130 is attached, a mounting plate 170, a circuit board 180, a cushion portion 190, and a heat radiating portion 195.
  • the assembled light modulation element module 160 is fixed to the housing 150 with a screw M3.
  • the light modulation element 130 is, for example, a reflective display device such as DMD or LCOS (registered trademark: Liquid Crystal On Silicon), and a plurality of pin-shaped terminals 131 are two-dimensionally provided on the opposite side (back side) of the reflective surface.
  • the plurality of terminals 131 are housed and fixed in the socket 133 so as to be inserted into first contacts 134 of the socket 133 described later and to be electrically connected.
  • the plurality of terminals 131 are disposed in a region excluding the central region of the light modulation element 130, and a rectangular heat radiation terminal 132 is disposed in the central region in order to release the heat of the light modulation element 130.
  • the socket 133 is formed of an insulating resin in a concave shape so that the light modulation element 130 can be accommodated in a substantially central portion, and the concave bottom surface 135 is a plane having a rectangular opening 136 in the central region. ing.
  • a plurality of first holes are formed in the bottom surface 135 so as to surround the opening 136, and a conductive first contact 134 is accommodated in the plurality of holes.
  • a plurality of second holes are formed on the back surface of the socket 133 so as to surround the opening 136.
  • the plurality of second holes (not shown) are electrically connected to the plurality of first contacts 134, respectively.
  • a plurality of second contacts 137 connected to are housed so as to protrude somewhat.
  • the first contact 134 is formed in a U-shape, and is disposed so that the U-shaped opening faces the entrance side of the first hole portion.
  • the terminal 131 of the PGA package of the light modulation element 130 is connected to the first hole.
  • the U-shaped opening of the first contact 134 is expanded and the pin-shaped terminal 131 of the light modulation element 130 is fitted to the first contact 134 so that the light modulation element 130 is electrically connected.
  • Contact The plurality of second contacts 137 that are electrically connected to the first contacts 134 and project from the back side of the socket 133 are inserted into the through holes 181 of the circuit board 180 and are electrically connected by soldering.
  • the second contact 137 desirably protrudes about 0.5 mm from the back side of the circuit board 180 when inserted into the through hole 181 of the circuit board 180.
  • the second contact 137 may be a press-fit terminal that is press-fitted into the through hole 181 of the circuit board 180 instead of soldering.
  • the second contact 137 may be provided with a standoff 139 that forms a gap between the back surface of the socket 133 and the circuit board 180. Since a gap is formed between the back surface of the socket 133 and the circuit board 180, air permeability in the through hole 181 is improved, so that melted solder easily enters the through hole 181 and good solder is obtained. In addition, it is possible to suppress the occurrence of solder bridge between the pin-shaped second contacts 137.
  • the socket 133 has a protrusion (positioning portion) 138, and the protrusion 133 is inserted into an attachment hole 172 of the attachment plate 170, which will be described later, so that the socket 133 containing the light modulation element 130 is attached to the attachment plate 170. Is positioned.
  • the positioning unevenness relationship between the socket 133 and the mounting plate 170 may be reversed.
  • the positioning may be replaced by engaging the members, and the positioning structure itself may be omitted.
  • the mounting plate 170 has a display hole 171 through which the light beams R, G, and B incident on the light modulation element 130 and the image light L reflected by the light modulation element 130 pass, and a mounting hole 172 into which the projection 138 of the socket 133 is inserted.
  • a through hole 173 into which a screw M3 described later is inserted, and a boss 175 formed with a heat radiating portion 195 and a screw M4, which are described later, and projecting toward the heat radiating portion 195, and a light modulation element module This is a member that comes into contact with the housing 150 when 160 is attached to the housing 150.
  • the mounting plate 170 is a member having a lower thermal conductivity than the housing 150, and is formed of, for example, a resin material such as polycarbonate, a low thermal conductivity metal such as stainless steel or titanium, and the like. For this reason, since the amount of heat transfer from the housing 150 to the light modulation element 130 can be suppressed, the light source from the housing 150 housing the light distribution member 120 while suppressing the influence of heat generation of the light source 110 on the light modulation element 130. The heat of 110 can be radiated smoothly.
  • the circuit board 180 is formed of a hard base material, and a plurality of through holes 181 into which the plurality of pin-shaped second contacts 137 of the socket 133 are inserted are formed, and a rectangular opening is formed in the central region. 182 is formed, and a positioning hole 183 into which the boss 175 of the mounting plate 170 is inserted is formed.
  • the circuit board 180 is connected to the control unit by a wiring (not shown), and supplies an electrical signal and power from the control unit to the light modulation element 130 through the through hole 181.
  • the circuit board 180 is pressed against the mounting plate 170 by the heat radiating portion 195 and the cushion portion 190 when the heat radiating portion 195 described later is fastened to the mounting plate 170 using the screws M4. It is held between the cushion part 190.
  • the cushion portion 190 is made of, for example, a plate-like member having elasticity and insulating properties such as urethane, and the second contact 137 of the socket 133 and the through hole 181 of the circuit board 180 are connected (soldered). A rectangular opening 191 is formed in the central region. That is, the cushion portion 190 is disposed at a position overlapping the second contact 137 in a plan view in the thickness direction (assembly direction).
  • the cushion part 190 is disposed between the circuit board 180 and a heat radiating part 195 described later. When the heat radiating part 195 is fastened to the mounting plate 170 using the screws M4, the cushion part 190 and the heat radiating part 195 described later are radiated.
  • the circuit board 180 is pressed against the socket 133 (second contact 137) side by an elastic force that is compressed between the portion 195 and returns to the original shape.
  • the thickness of the cushion part 190 is set to be longer than the length of the second contact 137 protruding from the back side of the socket 133 even when the cushion part 190 is compressed between the circuit board 180 and a heat radiating part 195 described later. Is done. Since the circuit board 180 is pressed to the front side (front side) by the elastic force of the cushion portion 190 in this way, the force applied to the circuit board 180 and the light modulation element 130 due to vibration or the like is absorbed, and the load applied to each component is reduced. Can be reduced.
  • the socket 133 of the PGA package since it is firmly bonded to the circuit board 180, it is possible to prevent the electrical connection from being disconnected due to vibration or the like, and to protrude from the back surface of the socket 133. It is possible to prevent the second contact 137 from contacting the conductive heat radiation part 195.
  • the heat dissipating part 195 is a hard plate-like member disposed on the back side of the cushion part 190, and in the central region, a plurality of projecting parts 196 projecting to the front side and projecting to the side opposite to the mounting plate 170 side. It has the radiation fin 197 (refer FIG. 3) and the through-hole 198 which the screw
  • the heat dissipating part 195 inserts the protruding part 196 into the opening 136 of the socket 133, the opening 182 of the circuit board 180, and the opening 191 of the cushion part 190, respectively.
  • the heat radiating portion 195 is inserted into the through-hole 198 with a screw M4, which will be described later, and fastened to the mounting plate 170, so that the socket 133 storing the light modulation element 130, the circuit board 180, and the cushion portion 190 are connected.
  • the protrusion 196 is in direct contact with the heat radiating terminal 132 of the light modulation element 130.
  • a member such as silicon rubber having high elasticity and thermal conductivity may be sandwiched between the protruding portion 196 of the heat radiating portion 195 and the heat radiating terminal 132 of the light modulation element 130.
  • the light modulation element 130 is housed and fixed in the socket 133, and the socket 133 is mounted on the circuit board 180.
  • the positioning hole 183 of the circuit board 180 on which the socket 133 is mounted is inserted into the boss 175 of the mounting plate 170.
  • the cushion part 190 is disposed on the back side of the circuit board 180.
  • the light modulation element module 160 is assembled.
  • the light modulation element module 160 can be fixed to the casing 150 by inserting a screw M3 through a through hole 173 provided in the mounting plate 170 of the light modulation element module 160 and screwing the screw M3 to the casing 150. it can.
  • the first embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application.
  • the technology in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to an embodiment in which changes, replacements, loads, omissions, and the like are made without departing from the gist of the present invention.
  • the shapes and fixing structures of the light modulation element 130, the socket 133, the mounting plate 170, the circuit board 180, the cushion portion 190, the heat dissipation portion 195, and the like are not limited to the shapes of the above embodiments.
  • the cushion portion 190 is disposed at a position overlapping the second contact 137 in the plan view in the thickness direction.
  • position in the position which does not overlap with the contact 137.
  • a gap can be provided so that the second contact 137 of the socket 133 does not contact the heat radiating part 195.
  • the light modulator module of the present invention is suitable for a display device mounted on a vehicle.
  • heat exhausting member 200 ... screen, 300 ... plane mirror (relay) Optical system), 400 ... concave mirror (relay optical system), 500 ... case body, L ... image light, M1 to M4 ... screw (screw), ... virtual image

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Abstract

光変調素子の電気的な接続を良好に維持できる。　ＰＧＡパッケージの光変調素子１３０を、ピン状の第２コンタクト１３７を有するソケット１３３に装着し、このソケット１３３を回路基板１８０のスルーホール実装し、取付板１７０の背面側に回路基板１８０を配設し、回路基板１８０の背面側に光変調素子１３０の熱を放熱可能な放熱部１９５を設け、回路基板１８０と放熱部１９５との間に弾性および絶縁性を有するクッション部１９０を配設し、放熱部１９５と取付板１７０とを固定することで、内部に光変調素子１３０、ソケット１３３、回路基板１８０およびクッション部１９０を挟持し、クッション部１９０は、回路基板１８０から突出した第２コンタクト１３７が放熱部１９５に接触しないように、回路基板１８０と放熱部１９５との間に隙間を設ける。

Description

光変調器モジュール
　本発明は、反射型の光変調素子を用いた光変調器モジュールに関する。
　投写型表示装置は、照明光学系から出射された照明光を反射型の光変調素子で光変調した画像光（投影光）を、スクリーンなどへ投写する装置である。反射型の光変調素子としては、例えば、ＤＭＤ（登録商標：Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）などがある。ＤＭＤは、典型的には、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）パッケージであり、端子側を専用のソケットに押し当てることで、ＤＭＤの端子とソケットのコンタクトとが電気的に接続される。
特開２０１５－１２５３７２号公報
　しかしながら、光変調素子をソケットに押し当てることで電気的な接続を図った場合、振動や温度変化による部品の膨張に起因して、光変調素子の端子とソケットに設けられたコンタクトとの接触が離れてしまい、光変調素子が誤動作してしまうおそれがあった。
　本発明は、光変調素子の電気的な接続を良好に維持できる光変調器モジュールを提供することを課題とする。
　本発明の光変調器モジュールは、照明光を前面側から受光し、この照明光を変調した画像光を前面側の所定の方向に反射する反射面と、前記反射面と反対の面に複数配列されたピン状の端子と、を有する光変調素子と、前記光変調素子の背面側に配置され、前記光変調素子の前記端子が挿入され、前記端子と電気的に接続される第１コンタクトと、前記第１コンタクトと電気的に接続され、前記第１コンタクトが設けられた面の反対の面に配列されたピン状の第２コンタクトと、を有するソケットと、前記光変調素子の前面側に配置されると共に前記光変調素子に接して前記光変調素子を前記ソケット側へ付勢し、前記ソケットとの間で前記光変調素子を保持する取付板と、前記ソケットの背面側に配置され、前記第２コンタクトを挿入して前記ソケットを実装するスルーホールを有する回路基板と、前記回路基板の背面側に配置され、前記光変調素子と間接または直接熱伝導的に接続される放熱部と、前記放熱部と前記回路基板との間に配置されると共に前記放熱部と前記回路基板とにそれぞれ接して、弾性及び絶縁性を有するクッション部と、を備える。
　本発明では、光変調素子の電気的な接続を良好に維持できる。
本発明に係る投写型表示装置が搭載されるヘッドアップディスプレイの構成を示す図である。 図１の投写型表示装置の構成の例を示す図である。 図１の投写型表示装置の分解斜視図である。 組み立てられた図１の投写型表示装置の斜視図である。 図３の光変調素子モジュールの断面図である。 図３の光変調素子モジュールの変形例の断面図である。
　本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
　図１に示されるように、投写型表示装置１００は、例えば、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ１に適用される。このようなヘッドアップディスプレイ１は、画像光Ｌを生成する投写型表示装置１００と、投写型表示装置１００が生成した画像光Ｌを受光して画像（実像）を表示するスクリーン２００と、スクリーン２００から出射される画像光Ｌを反射する平面鏡３００（リレー光学系）と、平面鏡３００が反射した画像光Ｌをフロントウインドシールド（透過反射部）２に向けて反射する凹面鏡４００（リレー光学系）と、これら投写型表示装置１００とスクリーン２００と平面鏡３００と凹面鏡４００とを収納するケース体５００と、から構成され、ユーザから見てフロントウインドシールド２を介した前方に虚像Ｖを表示する。ユーザは、ヘッドアップディスプレイ１が生成する所定の領域であるアイボックス３内に視点３ａを置くことで虚像Ｖを視認することが可能となる。
　図２は、投写型表示装置１００の配光部材の構成の例を示す図である。投写型表示装置１００は、赤色光線Ｒを発する赤色光源１１１と、緑色光線Ｇを発する緑色光源１１２と、青色光線Ｂを発する青色光源１１３と、光線（照明光）Ｒ、Ｇ、Ｂを配光する配光部材１２０と、配光された光を画像光Ｌに変換する光変調素子１３０と、光変調素子１３０からの画像光Ｌをスクリーン２００に結像させる投光レンズ１４０と、から主に構成される。
　配光部材１２０は、例えば、ダイクロイックミラー１２１，１２２、凸レンズ１２３、プリズム１２４等とからなる。
　赤色光線Ｒはダイクロイックミラー１２１を透過し、ダイクロイックミラー１２２で反射して凸レンズ１２３へ向かう。
　緑色光線Ｇはダイクロイックミラー１２１で反射し、さらにダイクロイックミラー１２２で反射して凸レンズ１２３へ向かう。
　青色光線Ｂはダイクロイックミラー１２２を透過し、透過光は凸レンズ１２３へ向かう。
　光線Ｒ、Ｇ、Ｂは、凸レンズ１２３で配光され、プリズム１２４を透過し、光変調素子１３０に至る。この光変調素子１３０で所定の画像光Ｌに変調される。変調された画像光Ｌは、プリズム１２４で反射され、反射された画像光Ｌは、投光レンズ１４０を透過して投写（出射）される。
　図３は、投写型表示装置１００の分解斜視図である。
　図３に示すように、投写型表示装置１００は、図１で説明した配光部材１２０を収納する筐体１５０と、この筐体１５０の第１壁１５１に取付けられ赤色光源（図１、符号１１１）を実装する第１基板１１１ａと、筐体１５０の第２壁１５２に取付けられ緑色光源（図１、符号１１２）を実装する第２基板１１２ａと、筐体１５０の第２壁１５２に取付けられ青色光源（図１、符号１１３）を実装する第３基板１１３ａと、光変調素子１３０を含み、筐体１５０の第３壁１５３に取付けられる光変調素子モジュール１６０と、を備える。
　筐体１５０は、配光部材１２０を内部に収納するものであり、熱伝導率の高いフィラーが添加されているフィラー入り樹脂、又は金属で構成される。
　筐体１５０は、外壁の一部に、例えば、矩形の第１壁１５１、第２壁１５２、第３壁１５３を有する。なお、筐体１５０に収納される配光部材１２０は、前述したものに限られず、適宜追加、または省略してもよい。
　筐体１５０の第１壁１５１は、矩形の第１窓部１５１ａを有し、第２壁１５２は、矩形の第２窓部１５２ａ及び第３窓部１５２ｂを有し、第３壁１５３は、矩形の図示しない第４窓部を有している。第１壁１５１には、第１基板１１１ａが取付けられ、第１窓部１５１ａには、第１基板１１１ａに実装される赤色光源１１１が筐体１５０の内部を臨むように配置される。また、第２壁１５２には、第２基板１１２ａ、第３基板１１３ａが取付けられ、第２窓部１５２ａ、第３窓部１５２ｂには、第２基板１１２ａ、第３基板１１３ａに実装される緑色光源１１２、青色光源１１３が筐体１５０の内部を臨むように配置される。さらに、第３壁１５３には、後述する光変調素子モジュール１６０が取付けられ、第３壁１５３に設けられた前記第４窓部には、光変調素子モジュール１６０における光変調素子１３０が筐体１５０の内部を臨むように配置される。
　なお、筐体１５０の形状は任意である。また、３個の基板１１１ａ，１１２ａ，１１３ａは、共通の壁、例えば第２壁１５２に全て取付けることや、３個の基板１１１ａ，１１２ａ，１１３ａを異なる壁に取付けてもよい。すなわち、筐体１５０に対する３個の基板１１１ａ，１１２ａ，１１３ａのレイアウトは任意である。
　図４に示すように、投写型表示装置１００は、ビスＭ１により、装置ベース５１０に固定される。なお、投写型表示装置１００は、装置ベース５１０に接着固定されてもよい。
　装置ベース５１０は、ヘッドアップディスプレイ１の投写型表示装置１００、スクリーン２００、リレー光学系（平面鏡３００、凹面鏡４００）などを収納するケース体５００の一部であり、アルミニウム合金又は炭素鋼からなる金属製であることが望まれる。また、第１～第３基板１１１ａ、１１２ａ，１１３ａは、ビスＭ２で筐体１５０に取り外し可能に取付けられる。
　続いて、図５を用いて光変調素子モジュール１６０について説明する。図５は、筐体１５０の第３壁１５３に取付けられた際の光変調素子モジュール１６０の断面図である。光変調素子モジュール１６０は、光変調素子１３０と、光変調素子１３０を取り付けるソケット１３３と、取付板１７０と、回路基板１８０と、クッション部１９０と、放熱部１９５と、を組み付けてモジュール化したものであり、組み付けられた光変調素子モジュール１６０は、ねじＭ３により、筐体１５０に固定される。
　光変調素子１３０は、例えば、ＤＭＤやＬＣＯＳ（登録商標：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）などの反射型の表示デバイスであり、反射面の反対側（背面側）に複数のピン状の端子１３１を二次元的に配列したＰＧＡパッケージ構造を有し、この複数の端子１３１が後述するソケット１３３の第１コンタクト１３４に挿入されて電気的に接続されるようにソケット１３３に収納固定される。また、これら複数の端子１３１は、光変調素子１３０の中央領域を除く領域に配置され、中央領域には、光変調素子１３０の熱を放出するために矩形状の放熱端子１３２が配置される。
　ソケット１３３は、絶縁性の樹脂により略中央部に光変調素子１３０を収納可能に凹状に形成されており、該凹状の底面１３５は中央領域に矩形状の貫通した開口部１３６を有する平面になっている。該底面１３５には開口部１３６を取り囲むように複数の第１孔部が形成されており、前記複数の孔部の内部には、導電性の第１コンタクト１３４が収納されている。また、ソケット１３３の背面には、同じく開口部１３６を取り囲むように複数の第２孔部が形成されており、これら図示しない複数の第２孔部から、複数の第１コンタクト１３４にそれぞれ電気的に接続された複数の第２コンタクト１３７が幾分突出するように収納されている。第１コンタクト１３４は、コ字状に形成され、該コ字状の開口が前記第１孔部の入口側に向くように配置され、光変調素子１３０のＰＧＡパッケージの端子１３１が前記第１孔部に挿入されると、第１コンタクト１３４のコ字状の開口が押し拡がり、第１コンタクト１３４に光変調素子１３０のピン状の端子１３１が嵌合することで光変調素子１３０と電気的に接触する。これら第１コンタクト１３４にそれぞれ電気的に接続され、ソケット１３３の背面側から突出する複数の第２コンタクト１３７は、回路基板１８０のスルーホール１８１に挿入され、ハンダ付けにより電気的に接続される。なお、第２コンタクト１３７は、回路基板１８０のスルーホール１８１に挿入された際、回路基板１８０の背面側に０．５ｍｍ程度突出することが望ましい。なお、第２コンタクト１３７は、ハンダ付けではなく、回路基板１８０のスルーホール１８１に圧入されるプレスフィット端子であってもよい。また、第２コンタクト１３７は、ソケット１３３の背面と回路基板１８０との間に隙間を形成するスタンドオフ１３９を設けてもよい。ソケット１３３の背面と回路基板１８０との間に隙間が形成されることで、スルーホール１８１での通気性が向上されるため、溶けたハンダがスルーホール１８１内に侵入しやすくなり、良好なハンダ付けが可能となると共に、ピン状の第２コンタクト１３７間のハンダブリッジ発生を抑制することもできる。
　また、ソケット１３３は、突起（位置決め部）１３８を有し、この突起１３８が、後述する取付板１７０の取付穴１７２に挿入されることで、光変調素子１３０を収納したソケット１３３が取付板１７０に位置決めされる。なお、ソケット１３３と取付板１７０との位置決め用の凹凸の関係は逆であってもよく、取付板１７０に対するソケット１３３の位置決め方法としては、凹凸嵌合以外に、ビス止め、係合爪などの部材間を係合することによる位置決めにて代替されてもよく、位置決め構造自体を省略してもよい。
　取付板１７０は、光変調素子１３０に入射する光線Ｒ、Ｇ、Ｂ、及び光変調素子１３０が反射した画像光Ｌが通過する表示孔１７１と、ソケット１３３の突起１３８が挿入される取付穴１７２と、後述するねじＭ３が挿通する貫通孔１７３と、後述する放熱部１９５とねじＭ４により締結する取付穴１７４が形成され、放熱部１９５側に突出したボス１７５と、を備え、光変調素子モジュール１６０を筐体１５０に取り付けた際に筐体１５０に接触する部材である。取付板１７０は、筐体１５０よりも熱伝導率が低い部材であり、例えば、ポリカーボネートなどの樹脂材料やステンレス鋼やチタンなどの低熱伝導率金属などで形成される。このため、筐体１５０から光変調素子１３０に向けた伝熱量を抑えることができるため、光変調素子１３０に対する光源１１０の発熱の影響を抑えつつ、配光部材１２０を収納した筐体１５０から光源１１０の熱を円滑に放熱することができる。
　回路基板１８０は、硬質の基材で形成され、ソケット１３３のピン状の複数の第２コンタクト１３７が挿入される複数のスルーホール１８１が形成されており、中央領域には、矩形状の開口部１８２が形成され、さらに、取付板１７０のボス１７５が挿入する位置決め孔１８３が形成されている。回路基板１８０は、図示しない配線により制御部と接続され、制御部からの電気信号や電力を、スルーホール１８１を介して光変調素子１３０に供給する。なお、回路基板１８０は、後述する放熱部１９５が取付板１７０にねじＭ４を用いて締結される際、放熱部１９５及びクッション部１９０により取付板１７０側に押圧されることによって、取付板１７０とクッション部１９０との間に保持される。
　クッション部１９０は、例えば、ウレタンなどの弾性及び絶縁性を有する板状の部材からなり、ソケット１３３の第２コンタクト１３７と回路基板１８０のスルーホール１８１とが接続される（ハンダ付けされる）接触領域を覆う形状に形成され、中央領域には、矩形状の開口部１９１が形成されている。すなわち、クッション部１９０は、厚さ方向（組み付け方向）の平面視において、第２コンタクト１３７と重なる位置に配置される。クッション部１９０は、回路基板１８０と後述する放熱部１９５との間に配置され、放熱部１９５が取付板１７０にねじＭ４を用いて締結されると、クッション部１９０が回路基板１８０と後述する放熱部１９５との間で押し縮められ、元の形状に戻ろうとする弾性力により回路基板１８０をソケット１３３（第２コンタクト１３７）側へ押し付ける。なお、クッション部１９０の厚みは、回路基板１８０と後述する放熱部１９５との間で押し縮められた場合でも、ソケット１３３の背面側から突出した第２コンタクト１３７の長さよりも長くなるように設定される。このようにクッション部１９０の弾性力で回路基板１８０を前方側（前面側）へ押し付けているため、振動などにより回路基板１８０や光変調素子１３０にかかる力を吸収し、各部品にかかる負荷を低減することができる。また、ＰＧＡパッケージのソケット１３３を用いることで、回路基板１８０に強固に接合されるため、振動などによって電気的な接続が外れてしまうことを防止することができ、かつ、ソケット１３３の背面から突出する第２コンタクト１３７が導電性の放熱部１９５に接触してしまうことを防止することができる。
　放熱部１９５は、クッション部１９０の背面側に配置される硬質の板状の部材であり、中央領域には、前面側に突出した突出部１９６と、取付板１７０側と反対側に複数突出した放熱フィン１９７（図３参照）と、後述するねじＭ４が挿通する貫通孔１９８と、を有する。放熱部１９５は、突出部１９６を、ソケット１３３の開口部１３６と、回路基板１８０の開口部１８２と、クッション部１９０の開口部１９１と、にそれぞれ挿入する。そして、放熱部１９５は、貫通孔１９８に後述するねじＭ４を挿通し、取付板１７０に締結されることで、光変調素子１３０を収納したソケット１３３と、回路基板１８０と、クッション部１９０とを、取付板１７０側に押し付け固定し、突出部１９６が光変調素子１３０の放熱端子１３２に直接当接する。なお、放熱部１９５の突出部１９６と、光変調素子１３０の放熱端子１３２との間には、例えば弾性および熱伝導率が高いシリコンゴムなどの部材を挟んでもよい。
　以下に、本実施形態における光変調素子モジュール１６０の組み立て方法を簡潔に説明する。
光変調素子１３０をソケット１３３に収納固定し、このソケット１３３を、回路基板１８０に実装する。（２）このソケット１３３を実装した回路基板１８０の位置決め孔１８３を取付板１７０のボス１７５をに挿入する。（３）回路基板１８０の背面側にクッション部１９０を配置する。（４）放熱部１９５の背面側からねじＭ４を用いて取付板１７０に締結する。これにより、光変調素子モジュール１６０が組み付けられる。さらに、この光変調素子モジュール１６０の取付板１７０に設けられた貫通孔１７３にねじＭ３を挿通し、筐体１５０にネジ止めすることで、光変調素子モジュール１６０を筐体１５０に固定することができる。
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、第１の実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、変更、置き換え、負荷、省略などを行った実施の形態にも適用することができる。また、本出願で開示する各構成要素を組み合わせて、新たな実施例とすることも可能である。
　なお、光変調素子１３０、ソケット１３３、取付板１７０、回路基板１８０、クッション部１９０、放熱部１９５などの形状及び固定構造などは上記実施形態の形状に限定されない。
　上記実施形態では、クッション部１９０は、厚さ方向の平面視において、第２コンタクト１３７と重なる位置に配置されていたが、図６に示されるように、厚さ方向の平面視において、第２コンタクト１３７と重ならない位置に配置されていてもよい。このようなクッション部１９０においても、ソケット１３３の第２コンタクト１３７が放熱部１９５に接触しないように隙間を設けることができる。
　本発明の光変調器モジュールは、車両に搭載される表示装置に好適である。
　１…ヘッドアップディスプレイ、２…フロントウインドシールド（透過反射部）、３…アイボックス３ａ…視点、１００…投写型表示装置、１１１…赤色光源、１１１ａ…第１基板、１１２…緑色光源、１１２ａ…第２基板、１１３…青色光源、１１３ａ…第３基板、１２１…ダイクロイックミラー（配光部材）、１２２…ダイクロイックミラー（配光部材）、１２３…凸レンズ（配光部材）、１２４…プリズム（配光部材）、１３０…光変調素子、１５０…筐体、１６０…光変調素子モジュール、１７０…スペーサ、１８０…回路基板、１９０…クッション部、１９５…排熱部材、２００…スクリーン、３００…平面鏡（リレー光学系）、４００…凹面鏡（リレー光学系）、５００…ケース体、Ｌ…画像光、Ｍ１～Ｍ４…ねじ（ビス）、Ｖ…虚像

Claims (3)

  1. 　照明光を前面側から受光し、この照明光を変調した画像光を前面側の所定の方向に反射する反射面と、前記反射面と反対の面に複数配列されたピン状の端子と、を有する光変調素子と、
    　前記光変調素子の背面側に配置され、前記光変調素子の前記端子が挿入され、前記端子と電気的に接続される第１コンタクトと、前記第１コンタクトと電気的に接続され、前記第１コンタクトが設けられた面の反対の面に配列されたピン状の第２コンタクトと、を有するソケットと、
    　前記光変調素子の前面側に配置されると共に前記光変調素子に接して前記光変調素子を前記ソケット側へ付勢し、前記ソケットとの間で前記光変調素子を保持する取付板と、
    　前記ソケットの背面側に配置され、前記第２コンタクトを挿入して前記ソケットを実装するスルーホールを有する回路基板と、
    　前記回路基板の背面側に配置され、前記光変調素子と間接または直接熱伝導的に接続される放熱部と、
    　前記放熱部と前記回路基板との間に配置されると共に前記放熱部と前記回路基板とにそれぞれ接して、弾性及び絶縁性を有するクッション部と、を備える光変調器モジュール。
  2. 　前記クッション部は、厚さ方向の平面視において、前記第２コンタクトと重なる位置に配置される、請求項１に記載の光変調器モジュール。
  3. 　前記クッション部は、厚さ方向の平面視において、前記第２コンタクトと重ならない位置に配置される、請求項１に記載の光変調器モジュール。
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