IPC分类号：
F21S2/00 | F21V7/00 | F21V7/10 | F21V7/22 | G02F1/13357 | G02B27/01 | F21Y101/00 | F21Y103/00 | F21Y115/10
国民经济行业分类号：
C4350 | C3545 | C3871 | C3976
当前申请(专利权)人地址：
神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番地
摘要：
【課題】矩形の液晶パネルに対して効率よく光を照射でき、精度が良く容易に製造できる、反射器及び光源装置を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる反射器101は、光源から照射された光を液晶パネルに導くための反射器であって、光源を設置する光源設置面119と、光源設置面119に対向して設けられ、液晶パネルを設置する液晶パネル設置面111と、光源設置面119と液晶パネル設置面111とをそれぞれ繋ぐ複数の反射面と、を備え、反射面の境界において分離される複数の反射部材により構成される。
【選択図】図2
技术问题语段：
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ヘッドアップディスプレイが有する液晶パネルは、通常矩形である。そのため、特許文献1に記載されたような円形の光源を矩形型の液晶パネルに用いると、液晶パネルに当たらない光が多くなる。そのため、円形の光源は、矩形の液晶パネルに対して効率よく光を照射することができない。しかしながら、矩形のライトガイドの反射膜を精度良く形成し、且つ、製造の簡略化を同時に行うことは困難であった。
【0006】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、矩形の液晶パネルに対して効率よく光を照射でき、精度が良く容易に製造できる、反射器および光源装置を提供することを目的とする。
技术功效语段：
【0008】本発明により、矩形の液晶パネルに対して効率よく光を照射でき、精度が良く容易に製造できる、反射器及び光源装置を提供することができる。
权利要求：
【請求項1】
光源から照射された光を液晶パネルに導くための反射器であって、
前記光源を設置する光源設置面と、
前記光源設置面に対向して設けられ、前記液晶パネルを設置する液晶パネル設置面と、
前記光源設置面と前記液晶パネル設置面とをそれぞれ繋ぐ複数の反射面と、を備え、
前記反射面の境界において分離される複数の反射部材により構成される、反射器。
【請求項2】
前記液晶パネルは、矩形の透過型液晶パネルであり、
前記反射面は、前記液晶パネルの各辺に対応して4つ設けられる、
請求項1に記載の反射器。
【請求項3】
2つの前記反射部材が、互いに隣接する反射面をそれぞれ2つ有しており、
2つの前記反射部材を互いに向い合せて接合することにより形成される、
請求項2に記載の反射器。
【請求項4】
前記反射器は、同一形状の前記反射部材を2つ互いに向い合せて接合することにより形成される、
請求項3に記載の反射器。
【請求項5】
前記反射部材は、
前記反射面の一端側に前記光を反射する領域の外に延設された延設部が設けられ、
前記反射面の他端側に前記延設部に当接する当接面が設けられ、
互いの前記延設部と前記当接面とがそれぞれ当接する状態となって接合される、
請求項3又は4に記載の反射器。
【請求項6】
前記反射部材は、
前記反射面の一端側に前記光を反射する領域の外に延設されたリブ部が設けられ、
前記反射面の他端側に前記リブ部に当接する当接面と当該当接面を含む溝部が設けられ、
互いの前記リブ部と前記溝部とがそれぞれ嵌合する状態となって接合される、
請求項3又は4に記載の反射器。
【請求項7】
前記リブ部又は前記溝部は、前記リブ部が前記反射器の外方向へ離間することを防止するための離間防止部を有する、
請求項6に記載の反射器。
【請求項8】
前記反射部材が締結部材により接合されるための接合面を更に有し、
前記接合面と、前記当接面とは平行である、
請求項5又は6に記載の反射器。
【請求項9】
前記反射部材は、
前記液晶パネル設置面と平行な任意の面において、
前記反射面の一端側の点と前記反射面の他端側の点とを結んだ直線の両端点から前記直線に対して垂直且つ前記反射面が存在する側の反対側に延びる2本の直線の間の空間の外側に部材が形成されている、
請求項3〜8のいずれか1項に記載の反射器。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれか1項に記載の前記反射器と、
前記光源と、を備える、
光源装置。
技术领域：
【0001】
本発明は反射器及び光源装置に関する。
背景技术：
【0002】
自動車等に搭載されるヘッドアップディスプレイは、液晶パネルに表示した画像をウィンドシールド等の光学素子に投影する手段の一つである。ヘッドアップディスプレイは、画像を表示する透過型の液晶パネルと、透過型の液晶パネルに光を照射する光源装置とを有する。かかる光源装置は、光源からの光を液晶パネルに効率よく照射することが望まれる。
【0003】
光源装置の技術として、特許文献1には、光反射面の一部を含むようにして、反射器を複数に分割した構造のライトガイドが提案されている。かかるライトガイドが複数に分割されていることにより、反射器は、均一に蒸着された反射膜を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】
特開2005-352268号公報
发明内容：
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ヘッドアップディスプレイが有する液晶パネルは、通常矩形である。そのため、特許文献1に記載されたような円形の光源を矩形型の液晶パネルに用いると、液晶パネルに当たらない光が多くなる。そのため、円形の光源は、矩形の液晶パネルに対して効率よく光を照射することができない。しかしながら、矩形のライトガイドの反射膜を精度良く形成し、且つ、製造の簡略化を同時に行うことは困難であった。
【0006】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、矩形の液晶パネルに対して効率よく光を照射でき、精度が良く容易に製造できる、反射器および光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明にかかる反射器は、
光源から照射された光を液晶パネルに導くための反射器であって、
前記光源を設置する光源設置面と、
前記光源設置面に対向して設けられ、前記液晶パネルを設定する液晶パネル設置面と、
前記光源設置面と前記液晶パネル設置面とをそれぞれ繋ぐ複数の反射面と、を備え、
前記反射面の境界において分離される複数の反射部材により構成されるものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、矩形の液晶パネルに対して効率よく光を照射でき、精度が良く容易に製造できる、反射器及び光源装置を提供することができる。
具体实施方式：
【0010】
<実施の形態>
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態に係るヘッドアップディスプレイの概略的な構成を例示した図である。自動車等に搭載されるヘッドアップディスプレイは、透過型の液晶パネルに照射した光を虚像として投影面に表示する。
【0011】
図1に例示するヘッドアップディスプレイ10は、液晶照明装置1と、光学系11と、コンバイナ12を主な構成要素として有している。
【0012】
液晶照明装置1は、液晶パネルと、液晶パネルに光を照射する光源装置とを有している。本実施形態における液晶パネルは、光を透過する透過型の液晶パネルである。光源装置は、液晶パネルが表示した画像に光を照射する。かかる画像に光が照射されることにより、液晶パネルを透過した画像光が生成される。液晶照明装置1は、このようにして生成した画像光を光学系11に出力する。尚、光源装置の詳細は後述する。
【0013】
光学系11は、例えば、ミラー、レンズ等により構成されている。光学系11は、液晶照明装置1から出力された画像光を、コンバイナ12へ導く。
【0014】
コンバイナ12は、半透明のハーフミラーを含む表示部である。コンバイナ12は、例えば、自動車のウィンドシールドに一体となって構成される。また、コンバイナ12は、例えば自動車のダッシュボード上に配置される。コンバイナ12は、光学系11が照射した画像光を受けると、受けた画像光を反射させる。これにより、コンバイナ12へ入射された画像光は、観察者の網膜上に結像される。観察者は、表示された虚像を網膜上に結像させて、液晶パネルに表示された情報を認識する。
【0015】
次に、図2を参照しながら実施の形態にかかる光源装置について説明する。図2は、実施の形態にかかる光源装置100の全体図である。
【0016】
光源装置100は、液晶パネルに光を照射するための装置である。光源装置100は、反射器101と、光源部130とを有している。
【0017】
反射器101は、光源部130を設置する光源設置面と、光源設置面に対向して設けられ、液晶パネルを設定する液晶パネル設置面111と、光源設置面と液晶パネル設置面111とをそれぞれ繋ぐ複数の反射面とを有している。反射器101は、反射面を4つ有している。
【0018】
反射器101が反射面を4つ有しているのは、矩形の液晶パネルに対して効率よく光を照射するためである。そのため、液晶パネル設置面111に設けられた矩形の孔は、液晶パネルの表示部に対応した大きさ及び形状となっている。また、光源設置面に設けられた孔も矩形である。そのため、4つの反射面はいずれも台形を呈している。また、4つの反射面のうち、互いに対向する面は、同じ形状を有している。つまり、反射器101は、2つの互いに対向する反射面112と、2つの互いに対向する反射面113とを有している。
【0019】
反射器101は、2つの反射部材110を互いに向い合せて接合することにより形成されている。反射部材110は、互いに隣接する反射面112及び反射面113を有している。反射部材110は、樹脂を射出成型することにより形成される。また、反射部材110は、樹脂を切削することにより、あるいは3Dプリンタ等により形成され得る。反射部材110に使用される材料は、一般的な樹脂材料である。
【0020】
本実施の形態において、反射器101を構成する2つの反射部材110は、同一形状である。反射器101を構成する2つの反射部材110を同一形状とすることにより、反射器101は一の金型により部品を構成することが可能となる。反射器101を構成する2つの反射部材110を同一形状とすることにより、反射器101を同一のプログラムで切削、形成することが可能となる。
【0021】
光源部130は、液晶パネルに照射する光を生成する。光源部130は、例えば、基板にチップタイプのLED(light emitting diode)を複数個実装したものである。光源部130は、LEDに限らず、冷陰極菅、ハロゲンランプやその他の方式のランプなど発光素子を含むものであればよい。
【0022】
次に、図3を参照しながら、光源装置100の構成についてさらに説明する。図3は、実施の形態にかかる光源装置100の構成を示す図である。
【0023】
反射部材110は、溝部116と、リブ部117とを有している。溝部116は、反射面112の光を反射する領域の外に設けられている。リブ部117は、反射面113の光を反射する領域の外に設けられている。そして、溝部116は、対向して接合されるもう1つの反射部材110が有するリブ部117と嵌合するように形成されている。同様に、リブ部117は、対向して接合されるもう1つの反射部材110が有する溝部116と嵌合するように形成されている。
【0024】
また、反射部材110は、孔114及びネジ穴115を有している。孔114は、対向して接合されるもう1つの反射部材110が有するネジ穴に対応する。締結用のネジは、一方の反射部材110が有する溝部116に他方の反射部材110が有するリブ部117が嵌合した状態において、孔114を挿通し、ネジ穴115に螺合する。これにより2つの反射部材110は一体となり、反射器101が形成される。
【0025】
光源部130は、反射器101の光源設置面に、ネジ止め、接着など任意の方法により固定される。
【0026】
次に、図4を参照しながら、反射器101の構造についてさらに説明する。図4は、実施の形態にかかる光源装置100における反射器101の構造を示す図である。図4は、光源装置100の正面図とともに、右手系xyz座標を示している。すなわち、図面の鉛直方向はxyz座標のx軸方向を示し、手前側がx軸プラス方向である。図面の左右方向はxyz座標のy軸方向を示し、右側がy軸プラス方向である。図面の上下方向はxyz座標のz軸方向を示し、上側がz軸プラス方向である。なお、図4〜図7に示した右手系xyz座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。図4のz軸方向と図5〜図7のz軸方向は一致している。
【0027】
図4に示すように、反射器101は、2つの反射部材110が対向して接合されることにより形成されている。2つの反射部材110は、図4に示した境界線DLにおいて分離される。これを反射面に着目して観察してみると、一方の反射部材110が有する反射面112と、他方の反射部材110が有する反射面113との境界である境界線118において分離されるように構成される。
【0028】
ところで、反射器101は、光源部130の光をムラなく液晶パネルに反射することが望まれる。そのため、反射器101が有する境界線118は、隙間なく形成されていることが望ましい。
【0029】
つぎに、図5を参照しながら光源装置100の機能について説明する。図5は、実施の形態にかかる光源装置100の断面図である。図5は、図4に示した断面Vにおける断面図である。光源装置100は光源設置面119を有している。光源設置面119には光源部130が固定されている。光源部130は、x軸プラス方向に向かって光を照射する。反射器101は、光源部130が照射した光の一部を反射させて、x軸プラス方向に導く。光源装置100の液晶パネル設置面111には、液晶パネル140が固定されている。光源部130が照射した光は、液晶パネルを透過し、画像光となってさらにx軸プラス方向に進む。
【0030】
このように、反射器101は、光源部130が照射した光を液晶パネル140に導く。また、反射器101は、液晶パネルを透過した画像光が予め設定された範囲に照射されるように光の照射方向を調整している。
【0031】
次に、図6及び図7を参照しながら反射部材110について詳細を説明する。図6は、実施の形態にかかる反射部材110の正面図である。図7は、実施の形態にかかる反射部材110の底面図である。
【0032】
反射部材110が有する反射面112は、反射面113と接していない側の端部に境界線118を有している。そして、反射部材110は、反射面112の境界線118より外側に溝部116を有している。つまり溝部116は、反射面112が光を反射する領域の外に設けられている。溝部116は、当接面120を有している。当接面120は、境界線118に接し、x軸と平行に形成されている。当接面120は、並行して形成される溝の2つの壁面の内の1つでもある。
【0033】
一方、反射部材110が有する反射面113は、反射面112と接していない側の端部に境界線118を有している。そして、反射部材110は、反射面113の境界線118より外側に延設された面を含むリブ部117を有している。つまりリブ部117は、反射面113が光を反射する領域の外に設けられている。反射面113の実効的な範囲は、リブ部117を互いの溝部116に嵌合した状態において境界線118迄である。しかし、実際には境界線118を超えてリブ部117における反射面113と連続する面にも反射面と同一の面が形成される。このため、2つの反射部材110を接合したとき、反射面113と同一面上に形成されている境界線118に、他方の溝部116の境界線118が当接する。その結果、均一な反射面が隙間無く直角に構成される。
【0034】
2つの反射部材110は、互いの溝部116とリブ部117とがそれぞれ嵌合する状態となって接合される。その際に、溝部116が有する当接面120と、リブ部117が有する反射面113より延設された面とは、それぞれが当接する状態となる。
【0035】
図7に示すように、反射部材110は、第1接合面122に位置決め用孔124を有している。そして、反射部材110は、第2接合面123に位置決め用凸部125を有している。2つの反射部材110は、互いの第1接合面122と第2接合面123とが接合した状態となり、互いの孔114及びネジ穴115においてネジにより締結される。このとき、2つの反射部材110の位置決め用孔124と位置決め用凸部125とが互いに嵌合することにより、2つの反射部材110は、x軸方向において位置ずれを最小限に留めることができる。
【0036】
リブ部117は、反射面113と反対の面に離間防止部121を有する。離間防止部121は、溝部116とリブ部117との間にガタツキが生じないように設けられている。換言すると、離間防止部121は、溝部116が有する当接面120と、リブ部117が有する反射面113の延設された面とがそれぞれ当接し、離間して隙間が生じないように設けられている。
【0037】
続いて、図8を参照しながら離間防止部121についてより詳細を説明する。図8は、実施の形態にかかる反射部材110における離間防止部の詳細図である。図8に示すように、2つの反射部材110が接合される場合、一方の溝部116と、他方のリブ部117とが嵌合する。溝部116の溝幅の寸法は、リブ部117の厚み寸法よりも大きく設計されている。そして、リブ部117の離間防止部121を有する部分の厚み寸法は、溝部116にガタツキなく嵌合する程度に設定されている。このように2つの反射部材110のうち一方の溝部116と他方のリブ部117とが嵌合した場合、離間防止部121により、溝部116が有する当接面120と、リブ部の反射面113より延設された面とが隙間なく当接する。つまり、2つの反射部材110は、境界線118において隙間なく接合される。
【0038】
尚、本実施の形態において、離間防止部121は、リブ部117が有している。しかし、離間防止部121は、リブ部117に代えて、溝部116が有していてもよい。あるいは、離間防止部121は、溝部116及びリブ部117のいずれもが有していてもよい。
【0039】
尚、上述した実施の形態における反射部材110の当接面120は、第1接合面122及び第2接合面123に対して垂直である。つまり、2つの反射部材110を締結するためのネジの締結方向は、当接面120に対して垂直である。しかし、かかる接合面と、当接面120とは垂直でなくともよい。例えば、ネジを締結する面である接合面と、当接面120とが平行であってもよい。そのような構成にすることにより、ネジにより締結することにより、境界線118の隙間をなくすことが可能である。
【0040】
次に、図9及び図10を参照しながら、反射部材110の形状についてさらに説明する。図9は、実施の形態にかかる反射部材110を真空蒸着する状態を例示した図である。光源部130が照射する光を効率よく導くために、反射部材110の有する反射面112及び反射面113は光