JPH0714434U

JPH0714434U - 表示デバイス用照明装置

Info

Publication number: JPH0714434U
Application number: JP4336093U
Authority: JP
Inventors: 邦光青木
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1995-03-10
Anticipated expiration: 2008-08-06
Also published as: JP2600360Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】凹面鏡を利用して、大面積でかつ高輝度な表
示デバイス用照明装置の提供を目的としている。【構成】凹面鏡１４と、該凹面鏡１４の焦点位置内に
配置された光源２２とを有し、該光源２２の光を前記凹
面鏡１４で反射させて表示デバイスの表示素子３０面を
照射するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、透過型表示デバイスのバックライトとして、凹面鏡を利用して光源の光をこの凹面鏡で反射させ、その反射光で表示デバイスを照射するようにした表示デバイス用照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

情報を表示するための表示デバイスとして種々の形式のものがあるが、車両等に用いられているのは、通常、夜間等の暗所においても視認されるものでなければならないため、表示部分が光輝するようになっている。例えば、このような表示デバイスとして、表示自体が自己発光する蛍光表示管等を用いたもの、又は表示部分をランプ等の光源で直接照射するようにしたもの、あるいは透過型液晶表示素子を用いバックライトによる透過光で表示部分を視認させるようにしたものなどがある。

【０００３】透過型の液晶表示素子を用いたものの例として、図１２に示すような表示デバイス２０がある。この表示デバイス２０はバックライト２２を備えており、該バックライト２２は輝度の高いハロゲンランプ２４と該ハロゲンランプ２４の光を反射して液晶表示素子３０の背面に導くように椀状のリフレクタ２６とで構成されている。また、液晶表示素子３０の背面には、光拡散板（以下、単に拡散板という。）２８が密着状態で設置されており、該拡散板２８によりバックライト２２の光を平面的均一な輝度にして液晶表示素子３０に入射させ、輝度ムラを無くすようにしている。なお、図１３には、この表示デバイス２０の斜視図が示されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記のような表示デバイス２０に用いるバックライト２２は、通常、赤外線透過ミラー（コールドミラー）処理されたリフレクタ２６が用いられており、このリフレクタ２６には数種類の標準品があって、図１４に示すように、ビーム角θが定められている。したがって、バックライト２２から表示素子（照射面）３０までの距離Ｌ_A，Ｌ_Bが異なり、Ｌ_A＜Ｌ_Bとすると、それぞれの照射範囲Ｓ_A，Ｓ_Bや輝度Ｇ_A ，Ｇ_Bは、Ｓ_A＜Ｓ_B及びＧ_A＞Ｇ_Bという結果となる。光を照射したい表示素子３０の範囲をＣとして、光の照射範囲をＤとすると、図１５（ａ）に示すように、バックライト２２を表示素子３０に近づければ、輝度は高くなるが、Ｄ＜Ｃとなって光源としての役割を果たせなくなる。

【０００５】この場合、通常は拡散板２８の曇度を上げて表示範囲を均一輝度に近づける対策はあるが、曇度を上げれば輝度は低下することになる。また、角形の表示素子面に合わせるように、丸形の照射範囲を変える場合も、拡散板２８の曇度を調整することでおこなわれるが、この場合にも輝度が低下する。また一方、図１５（ｂ）に示すように、バックライト２２を表示素子から遠ざければ、Ｄ＞Ｃとはなるが輝度は低くなり、また表示デバイス自体のの寸法も大きくなってしまう。

【０００６】本考案は、凹面鏡を利用して、大面積でかつ高輝度な表示デバイス用照明装置の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る表示デバイス用照明装置は、凹面鏡と、該凹面鏡の焦点位置内に配置された光源とを有し、該光源の光を前記凹面鏡で反射させて表示デバイスの表示素子面を照射するようにしたことを特徴としている。

【０００８】また、本考案に係る表示デバイス用照明装置は、凹面鏡と、該凹面鏡の焦点位置近傍に配置された光源とを有し、該光源の光を前記凹面鏡で反射させて表示デバイスの表示素子面を照射するようにしたことを特徴としている。

【０００９】なお、前記凹面鏡を、フレネルレンズ型の反射鏡で構成してもよい。

【００１０】

【作用】

上述のように構成されているので、表示素子面を照射する光源の光は、一旦凹面鏡で反射されてから表示素子面を照射する。光源は凹面鏡の焦点位置以内に配置されているので、表示素子面方向から見ると凹面鏡の後方に拡大された光源の虚像が現れ、この拡大された大面積の光源の虚像により表示素子面が照射される形になる。また、光源が凹面鏡の焦点位置近傍にある場合には、表示素子面方向から見ると凹面鏡の後方にほぼ無限大の大きさの光源が現れる。すなわち、凹面鏡全体が光源のようになって表示素子を照射することになる。なお、凹面鏡を、フレネルレンズ型の反射鏡で構成した場合には、凹面鏡を略平面的に形成できるので、表示デバイス全体がコンパクトになる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと同一または相当する部分には同一符号を付す。図１には、本考案に係る表示デバイス用照明装置の第１の実施例が示されている。図に示すように、表示デバイス１０は表示素子３０を照射するための表示デバイス用照明装置１２を備えており、該表示デバイス用照明装置１２は凹面鏡１４と光源２２とで構成されている。該光源２２は凹面鏡１４の焦点位置よりも内側に配置されていて、光源２２の中心軸は凹面鏡１４の法線に対し入射角θ₁となっている。また、表示素子３０は透過型の液晶表示素子で構成されており、凹面鏡１４の反射面に対して斜めに対向する形で設置されている。

【００１２】凹面鏡１４の焦点位置ｆ内に配置された物体Ａの虚像位置とその大きさについては、球心ｃ方向から見ると、図２に示すように、凹面鏡１４の後方に拡大虚像Ｘとして視認される。このため、図３に示すように、表示素子３０に対する実際の光源２２の照射範囲Ｓ_Eと虚像２２Ｘの照射範囲Ｓ_FとはＳ_F＞Ｓ_Eの関係となる。このように、光源２２の虚像２２Ｘは大面積かつ高輝度のため、従来は、表示素子への照射輝度を均一にするため拡散板２８を使用していたが、この実施例のようにすれば、拡散板の必要がなくなる。

【００１３】図１において、光源２２の中心軸と凹面鏡１４の法線との入射角θ₁が大きすぎて拡大虚像の歪みが在る場合には、図４及び図５に示すように、角θ₂＜θ₁ 、あるいは更に角θ₃＜θ₂＜θ₁となるような入射角とすれば歪みを軽減することができる。なお、光源２２は表示像ではないので、輝度ムラ等の不具合が生じない限り歪みを考慮する必要はない。

【００１４】次に、本考案の第２の実施例について説明する。先の実施例では、凹面鏡１４の反射面に対して、光源２２の光を所定の入射角 θ₁，θ₂，θ₃で入射するようにしているので、表示素子３０を照射する光源の虚像２２Ｘが歪んで、もし輝度ムラ等の不具合が生じる場合があれば、図６に示すように、凹面鏡１４の反射面の法線に対して光源２２の中心軸が入射角０° となるように配置する。そして、凹面鏡１４と光源２２との間にハーフミラー１６を設置し、光源２２からの出射光を一旦ハーフミラー１６を透過させて凹面鏡１４で反射させ、更にハーフミラー１６で反射させて表示素子３０を照射するようにする。このようにすると、表示素子３０面に対し光源の虚像２２Ｘは垂直に配置されたことになるので、不具合の生じる虞はない。

【００１５】なお、この例では、ハーフミラー１６の表面で光源２２の光が反射され、輝度低下を招くので、図７に示すように、もう一枚の凹面鏡１７を表示素子３０面と対向して配置して、ハーフミラー１６の表面で反射した光を凹面鏡１７で反射させ表示素子３０に導くようにしてもよい。なお、図６に示すハーフミラー１６の代わりに、図８に示すように、三角プリズム１８を用いて、全反射を利用しても同様の効果を得ることができる。

【００１６】次に、本考案の第３の実施例について説明する。この実施例も、図９に示すように、第１の実施例と同様、表示デバイス用照明装置１２は凹面鏡１４と光源２２とで構成されており、該光源２２は凹面鏡１４の焦点位置近傍、すなわち凹面鏡１４の中心からその焦点距離に略等しい距離Ｌ _f だけ離れた位置に配置されていて、光源２２の中心軸は凹面鏡１４の法線に対し入射角θ₁となっている。また、表示素子３０は透過型の液晶表示素子で構成されており、凹面鏡１４の反射面に対して略対向する形で設置されている。

【００１７】凹面鏡１４の焦点位置近傍に配置された物体Ａの虚像は、球心ｃ方向から見ると、図１０で作図したように、略無限大の虚像として視認されることは周知である。したがって、球心ｃ方向からみると、凹面鏡１４全体が光源のように輝いて見えることになる。このように、光源２２の虚像２２Ｘは凹面鏡１４全体の大きさとなり高輝度のため、従来は、表示素子への照射輝度を均一にするため拡散板を使用していたが不要となる。

【００１８】なお、この実施例においても、表示素子３０を照射する光源の虚像が歪んで輝度ムラ等の不具合が生じる場合があれば、先の実施例と同様、図６に示すように、凹面鏡１０の反射面の法線に対して光源２２の中心軸が入射角０°となるように配置する。そして、凹面鏡１０と光源２２との間にハーフミラー１２を設置し、光源２２からの出射光を一旦ハーフミラー１２を透過させて凹面鏡１０で反射させ、更にハーフミラー１２で反射させて表示素子３０を照射するようにしてもよい。

【００１９】このようにすると、表示素子３０面に対し光源の虚像２２Ｘは垂直に配置されたことになるので、不具合の生じる虞はない。また、先の実施例で、図７，８に示した構成は、この実施例においても全く同様に適用することができる。

【００２０】実施例１，２，３では、光源２２の光を反射させるのに凹面鏡１４を用いたが、凹面鏡１４に代わって、図１１に示すようなフレネルレンズ型の反射鏡１９を用いてもよい。該反射鏡１９はフレネルレンズの面に反射処理を施したもので、通常の凹面鏡１４の厚さｄ₁に比べ、反射鏡１９の厚さｄ₂を薄くでき、表示デバイス自体をコンパクトにすることができる。なお、上記実施例では、光源２２として従来例で示したものと同様、ハロゲンランプ２４を用いたものを使用しているが、これに限らず冷陰極管などを用いたものでもよい。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、凹面鏡を利用して、大面積でかつ高輝度な表示デバイス用照明装置を得ることができるので、表示素子を照射する光の輝度を均一にするための拡散板が不要となる。また、表示デバイス自体を小型にすることができ、特に凹面鏡をフレネルレンズ型の反射鏡で構成した場合には更に小型にすることができる。

【提出日】平成５年１１月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】この場合、通常は拡散板２８の曇度を上げて表示範囲を均一輝度に近づける対策はあるが、曇度を上げれば輝度は低下することになる。また、角形の表示素子面に合わせるように、丸形の照射範囲を変える場合も、拡散板２８の曇度を調整することでおこなわれるが、この場合にも輝度が低下する。また一方、図１５（ｂ）に示すように、バックライト２２を表示素子から遠ざければ、Ｄ＞Ｃとはなるが輝度は低くなり、また表示デバイス自体の寸法も大きくなってしまう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す図である。

【図２】凹面鏡の原理を説明する図である。

【図３】実際の光源と、拡大された光源の虚像との照射
範囲を説明する図である。

【図４】図１で示す実施例の変形を示す図である。

【図５】図１で示す実施例の他の変形を示す図である。

【図６】本考案の第２の実施例を示す図である。

【図７】図６で示す実施例の変形を示す図である。

【図８】図６で示す実施例の他の変形を示す図である。

【図９】本考案の第３の実施例を示す図である。

【図１０】凹面鏡の焦点位置に物体を置いたときの現象
を説明する図である。

【図１１】凹面鏡と、フレネルレンズ型の反射鏡との対
比図である。

【図１２】従来の表示デバイスの光源と表示素子との関
係を示した図である。

【図１３】従来の表示デバイスの斜視図である。

【図１４】光源と表示素子との距離の違いにより生ずる
照射範囲や明るさの違いを説明するための図である。

【図１５】（ａ）は光源と表示素子との距離が近いと
き、（ｂ）は遠いときの効果を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０，２０表示デバイス１２表示デバイス用照明装置１４，１７凹面鏡１６ハーフミラー１８プリズム１９フレネルレンズ型の反射鏡２２光源２４ハロゲンランプ２６リフレクタ２８光拡散板３０液晶表示素子

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】凹面鏡と、該凹面鏡の焦点位置内に配置
された光源とを有し、該光源の光を前記凹面鏡で反射さ
せて表示デバイスの表示素子面を照射するようにしたこ
とを特徴とする表示デバイス用照明装置。
【請求項２】凹面鏡と、該凹面鏡の焦点位置近傍に配
置された光源とを有し、該光源の光を前記凹面鏡で反射
させて表示デバイスの表示素子面を照射するようにした
ことを特徴とする表示デバイス用照明装置。
【請求項３】前記凹面鏡を、フレネルレンズ型の反射
鏡で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の表
示デバイス用照明装置。