JP2011088583A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源から被照明部材に至る照明光の照明効率低下を抑制するとともに、光源が発する熱を効率よくケース体外部に放散させることが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】 基板２１に光源２２が配設された光源ユニット２３と、光源ユニット２３の前方側に配置され、光源２２からの照明光により照明される被照明部材である液晶表示パネル２４と、基板２１と液晶表示パネル２４との間に配置されるケース体２７とを備え、ケース体２７には、光源２２に対応するように設けられる空洞部２７ａと、この空洞部２７ａを取り囲む本体部２７ｂとが形成されてなる照明装置において、本体部２７ｂが照明光を透過する透光部として形成されてなるとともに本体部２７ｂの外表面に鏡面層２７ｃを形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばヘッドアップディスプレイに搭載される液晶表示パネル（被照明部材）を照明するための照明装置に関するものである。

従来より、回路基板（基板）上に複数個のＬＥＤ（光源）が密集するように実装（配設）された光源ユニットと、この光源ユニットの前方側に配置され、光源からの照明光により照明される液晶表示パネル（被照明部材）と、回路基板と液晶表示パネルとの間に配置されるケース体とを備えた照明装置は、例えば特許文献１に記載のごとく、ヘッドアップディスプレイ装置等に広く使用されている。

前述したケース体は、白色合成樹脂からなり、略枠形状に形成され、各光源に対応するように設けられた照明空間としての空洞部と、この空洞部を取り囲むように形成された略枠状の本体部とを有し、各光源を包囲するように回路基板上に載置された構成となっている。かかる構成によれば、各光源から発せられた照明光は、空洞部を通過して液晶表示パネル側へと導かれ、これにより液晶表示パネルがバックライト照明されるようになっている。

特開２００３−３４１３８４号公報

ところで、各光源（各ＬＥＤ）から発せられる照明光は、放射角（光照射領域角度）が大きく、様々な方向へ進む。このため、特許文献１に記載の照明装置のように、複数個の光源が回路基板上に高密度実装されるとともに、ケース体（本体部）が各光源を包囲するように回路基板上に載置された構成では、ケース体（本体部）の付近となる回路基板上に実装された光源からの照明光の一部が、白色樹脂にて形成された本体部の内周面にあたって反射され、ケース体の空洞部を通過して液晶表示パネル側に導かれることになる。

しかしながら、本体部が白色樹脂にて形成されている場合、前記照明光の一部が、本体部の内周面にあたって減衰し、これにより各光源から液晶表示パネル（被照明部材）に至る光量が不足するため、照明効率が低下してしまうという問題点を有していた。

さらに、特許文献１に記載の照明装置の場合、回路基板と液晶表示パネルとこれら回路基板と液晶表示パネルとの間に位置するケース体（本体部）とで、前記照明光が導入される閉塞（密閉）した照明空間が形成される構成であるため、例えば光源が長時間に渡って発光している状況下においては、光源の発する熱がケース体内部に設けられた空洞部である前記照明空間に滞留（停滞）し易くなり、これにより空洞部から本体部へと熱が伝達し、ケース体（本体部）が高温状態になってしまうことがあった。このようにケース体が高温状態となることは製品として好ましいことではなく、更なる改良の余地が残されていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、光源から被照明部材に至る照明光の照明効率低下を抑制するとともに、光源が発する熱を効率よくケース体外部に放散させることが可能な照明装置の提供を目的とするものである。

本発明は、基板に光源が配設された光源ユニットと、前記光源ユニットの前方側に配置され、前記光源からの照明光により照明される被照明部材と、前記基板と前記被照明部材との間に配置されるケース体とを備え、前記ケース体には、前記光源に対応するように設けられる空洞部と、前記空洞部を取り囲む本体部とが形成されてなる照明装置において、前記本体部が前記照明光を透過する透光部として形成されてなるとともに前記本体部の外表面に金属層を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、光源から被照明部材に至る照明光の照明効率低下を抑制するとともに、光源が発する熱を効率よくケース体外部に放散させることが可能な照明装置を提供できる。

本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の概略図。 同実施形態による表示装置の断面図。 同実施形態による照明装置の断面図。

以下、添付図面に基づいて、本発明を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。

ヘッドアップディスプレイ装置は、図１に示すように車両１０のインパネ１１内部に配設された表示ユニットである表示装置１２が投射する表示光Ｌを投影部材である車両１０のフロントガラス１３で車両１０の運転者（利用者）１４の方向に反射させ、虚像Ｖの表示を行うものである。換言すれば、車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置１２の後述する表示器から発せられる表示光Ｌをフロントガラス１３（前記投影部材）に照射（投射）し、この照射によって得られた虚像（表示像）Ｖを運転者１４に視認させるものである。これにより運転者１４は、運転席の正面前方に表示される虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。

表示装置１２は、図２に示すように照明装置である表示器２０と、反射器３０と、ハウジング４０とから主に構成されている。

表示器２０は、図３に詳しく示すように、基板である回路基板２１上に複数個（例えば２個）の光源２２が実装（配設）された光源ユニット２３と、各光源２２からの照明光により透過照明される被照明部材である液晶表示パネル２４と、光源ユニット２３と液晶表示パネル２４との間に配置される拡散部材２５と、この拡散部材２５と液晶表示パネル２４との間に位置するレンズ部材２６と、各光源２２を包囲するように回路基板２１と拡散部材２５（液晶表示パネル２４）との間に配置されるケース体２７と、これら各部を保持して収容する筐体２８とを備えてなる。

回路基板２１は、例えば所定の配線パターンが施された熱伝導性の高いアルミ基板からなり、前記配線パターン上に各光源２２が搭載されている。

光源２２は、例えば適宜色を発するチップ型発光ダイオードからなり、拡散部材２５（液晶表示パネル２４）に照明光を供給する発光体である。

液晶表示パネル２４は、例えば一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後面に偏光膜を各々設けたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）型の液晶表示素子からなり、各光源２２からの照明光（換言すればレンズ部材２６から出射される平行出射光）を透過して表示光Ｌを形成するように光源ユニット２３（レンズ部材２６）の前方側に配置されている。

かかる液晶表示パネル２４は、車両１０に設けられる車速センサやエンジン回転センサからの出力信号に基づいて車速，エンジン回転数を計測する演算回路（図示せず）並びにこの演算結果に基づいて前記液晶を駆動する駆動回路（図示せず）によって、車両１０の速度またはエンジン回転数の計測値を数値として表示することができる。

なお、液晶表示パネル２４によって表示される表示情報は、車速やエンジン回転数に限らず任意であり、例えば走行距離情報、ナビゲーション情報、外気温情報であってもよい。

拡散部材２５は、例えば乳白色を有する光透過性の合成樹脂からなり、略平板状に形成され、ケース体２７に設けられる後述する空洞部を塞ぐようにケース体２７上に載置されている。かかる拡散部材２５は、各光源２２から発せられ、レンズ部材２６側へと向かう照明光を略均一に拡散させるための光拡散板としての機能を有してなる。

レンズ部材２６は、透光性合成樹脂からなり、背面側（拡散部材２５側）が平坦面であるとともに前面側（液晶表示パネル２４側）が凸面である凸レンズからなり、拡散部材２５から出射される拡散出射光を集光させる集光部材としての機能を有している。つまり、レンズ部材２６は、前記拡散出射光に対し所望の屈折を与え、略平行光束化された平行出射光を液晶表示パネル２４側に向けて出射するようになっている。

ケース体２７は、例えば透光性合成樹脂からなり、略枠形状に形成され、各光源２２からの照明光が導入される空洞部２７ａと、この空洞部２７ａを取り囲むように設けられる本体部２７ｂとを備えている。

空洞部２７ａは、各光源２２に対応するように設けられ、各光源２２から発せられる照明光を拡散部材２５側（つまり液晶表示パネル２４側）へと導く照明空間として形成されている。

本体部２７ｂは、空洞部２７ａを包囲するとともに照明光を透過可能な枠状の透光部からなるものであり、また本例の場合、空洞部２７ａ側とは反対側となる本体部（透光部）２７ｂの外表面には、アルミ蒸着等によってアルミ蒸着層からなる金属層２７ｃが形成されている。かかる金属層２７ｃは、前記アルミ蒸着に伴い鏡面状態の鏡面層となって本体部（透光部）２７ｂの外表面に被着形成されてなるものである。

筐体２８は、合成樹脂材料からなり、略箱形状にて形成され、光源ユニット２３、液晶表示パネル２４、拡散部材２５、レンズ部材２６並びにケース体２７を収納する収納部材としての機能を有しており、液晶表示パネル２４の表示エリア（図示せず）を臨ませるための開口部２８ａを備えている。

ここで、各光源２２が発光すると、各光源２２から発せられる照明光は、ケース体２７に形成された空洞部２７ａを通過してケース体２７（本体部２７ｂ）上に載置された拡散部材２５へと導かれる。この際、各光源２２の放射角（光照射領域角度）が大きいことに起因して、例えば図３中、上方に位置する光源２２から発せられる照明光の一部が、図３中、上方に位置する本体部２７ｂの内壁部にあたって反射したり、あるいは図３中、下方に位置する光源２２から発せられる照明光の一部が、図３中、下方に位置する本体部２７ｂの内壁部にあたって反射したりすることが考えられる。そして、従来のように本体部（本体部内壁部）が白色樹脂で形成されている構成では、内壁部反射時の光量損失が生じ、被照明部材である液晶表示パネルに至る照明光の光量が不足するという問題が生じる。

ところが、本実施形態では、この内壁部反射時の光量損失を最小限とすべく、本体部２７ｂ自体を照明光（つまり前記照明光の一部）が透過する透光部として形成し、且つ、本体部２７ｂの外表面に光反射率の高い鏡面状態の鏡面層２７ｃを形成した構成となっていることで、本体部２７ｂの内壁部に至る光源２２からの照明光の一部は、本体部２７ｂを透過した後、鏡面層２７ｃにあたって減衰されることなく拡散部材２５側へと反射されることになる。つまり、本体部２７ｂを透光部とし、この本体部２７ｂの外周部に鏡面層２７ｃを設けたことで、前述した内壁部反射時の光量損失が十分に抑制され、これにより各光源２２からの照明光がロスなく拡散部材２５側に導かれるため、光源２２から拡散部材２５に至る照明光の照明効率（導光効率）の低下を防止（抑制）することができる。

そして、拡散部材２５から出射される前記拡散出射光は、その光量がロスすることなく、レンズ部材２６を通過した後、前記平行出射光としてレンズ部材２６から出射される。このレンズ部材２６から出射される前記平行出射光によって液晶表示パネル２４は透過照明され、これにより液晶表示パネル２４から表示光Ｌが発せられる。かかる液晶表示パネル２４から発せられる表示光Ｌは、その光量がロスすることなく（つまり前述した照明効率の低下が抑制された状態にて）、筐体２８の開口部２８ａを通過して反射器３０側に導かれる。

また、例えば各光源２２が長時間発光している状況下では、各光源２２の発する熱は、回路基板２１と拡散部材２５とケース体２７（本体部２７ｂ）とによって囲まれる閉塞した前記照明空間（つまり空洞部２７ａ）に滞留し易くなり、これにより空洞部２７ａから本体部２７ｂへと熱が伝達され、本体部２７ｂが高温状態となることが考えられる。しかしながら、本実施形態の場合、本体部２７ｂの外表面に密着するように鏡面層２７ｃが設けられていることで、本体部２７ｂへと伝達される熱は、放熱作用を兼ね備えた鏡面層２７を通じてケース体２７外部へと効率よく放熱（放散）される構成となり、これにより本体部２７が高温状態となる虞はなくなる。

反射器３０は、液晶表示パネル２４から発せられた表示光Ｌを反射させる凹面鏡（反射部材）３１と、この凹面鏡３１を保持する合成樹脂からなるミラーホルダ３２とを備えてなる。

凹面鏡３１は、凹面を有するポリカーボネートからなる樹脂基板に反射層３１ａを蒸着形成してなるものである。かかる凹面鏡３１は、その反射層３１ａが液晶表示パネル２４並びにハウジング４０の後述する透光性カバーに対向し、前記透光性カバーから臨める位置に傾斜状態にて配設される。

また凹面鏡３１は、表示器２０からの表示光Ｌを拡大しつつ、前記透光性カバー（車両１０のフロントガラス１３）側へ反射させるものである。このことは、凹面鏡３１が、表示器２０から発せられる表示光Ｌを拡大し、この拡大された表示光Ｌを前記透光性カバーを通じてフロントガラス１３に投射することを意味している。なお、凹面鏡３１は、ミラーホルダ３２に両面粘着テープにより接着されている。

ハウジング４０は、例えば黒色の遮光性合成樹脂材料からなり、略箱型形状に形成され、その内部空間である空間部４１に表示器２０及び反射器３０を保持して収容するものであり、反射器３０における凹面鏡３１の配設位置の上部（フロントガラス１３側）が開口する開口窓部４２を備えてなる。

またハウジング４０には、開口窓部４２を塞ぐように出射部である透光性カバー４３が配設されてなる。かかる透光性カバー４３は、透光性の合成樹脂材料（例えばアクリル樹脂）からなり、凹面鏡３１で反射された表示光Ｌが透過（通過）する光透過性部材としての機能を有している。つまり、凹面鏡３１によって反射された表示光Ｌは、ハウジング４０に形成された透光性カバー４３を通じてフロントガラス１３に照射され、この照射によって得られた虚像Ｖを運転者１４が視認することになる。

以上のように本実施形態では、回路基板（基板）２１に光源２２が配設された光源ユニット２３と、光源ユニット２３の前方側に配置され、光源２２からの照明光により照明される被照明部材である液晶表示パネル２４と、回路基板２１と液晶表示パネル２４との間に配置されるケース体２７とを備え、ケース体２７には、光源２２に対応するように設けられる空洞部２７ａと、この空洞部２７ａを取り囲む本体部２７ｂとが形成されてなる照明装置２０において、本体部２７ｂが照明光を透過する透光部として形成されてなるとともに本体部２７ｂの外表面に鏡面層（金属層）２７ｃを形成したものである。

従って、各光源２２からの照明光がロスなく液晶表示パネル２４側に導かれるため、光源２２から液晶表示パネル２４に至る照明光の照明効率低下を抑制することができ、且つ、各光源２２が発する熱（つまり各光源２２の発光に伴い空洞部２７ａを通じて本体部２７ｂへと伝達される熱）を効率よくケース体外部へと放散させることが可能となる。

また本実施形態では、金属層である鏡面層２７ｃが、アルミ蒸着によって形成されたアルミ蒸着層からなる例について説明したが、例えば鏡面層２７ｃをクロムメッキや亜鉛メッキにより鏡面状態をなすように本体部２７ｂの外表面に形成する構成としてもよい。

また本実施形態では、略枠形状からなる本体部２７ｂの外表面に鏡面層２７ｃが形成されている例について説明したが、例えば必要に応じて鏡面層２７を覆うように、鏡面層２７ｃの外表面に耐湿コート剤からなる防湿被膜を積層形成してもよい。

また本実施形態では、回路基板２１と拡散部材２５とケース体２７（本体部２７ｂ）とによって前記照明空間としての空洞部２７ａが形成されている例について説明したが、例えば拡散部材２５及びレンズ部材２６を廃止するとともにケース体２７上に液晶表示パネル２４を載置し、回路基板２１と液晶表示パネル２４とケース体２７（本体部２７ｂ）とによって前記照明空間としての空洞部２７ａを形成する構成であってもよい。

また本実施形態では、回路基板２１上に２個の光源２２が実装されている例について説明したが、回路基板２１上に実装される光源２２の個数は、１個でもよいし３個以上であってもよい。

なお本実施形態では、液晶表示パネル２４から発せられる表示光Ｌが、フロントガラス１３に投射される例について説明したが、例えばフロントガラス１３に表示光Ｌを良好に運転者１４方向に反射させるコンバイナフィルムを設けてもよいし、あるいはフロントガラス１３とは別の専用の反射体に表示光Ｌを投射する構成としてもよい。

２０ 表示器（照明装置）
２１ 回路基板（基板）
２２ 光源
２３ 光源ユニット
２４ 液晶表示パネル（被照明部材）
２５ 拡散部材
２６ レンズ部材
２７ ケース体
２７ａ 空洞部
２７ｂ 本体部（透光部）
２７ｃ 鏡面層（金属層）
２８ 筐体
２８ａ 開口部

Claims (1)

1. 基板に光源が配設された光源ユニットと、
   前記光源ユニットの前方側に配置され、前記光源からの照明光により照明される被照明部材と、
   前記基板と前記被照明部材との間に配置されるケース体とを備え、
   前記ケース体には、前記光源に対応するように設けられる空洞部と、前記空洞部を取り囲む本体部とが形成されてなる照明装置において、
   前記本体部が前記照明光を透過する透光部として形成されてなるとともに前記本体部の外表面に金属層を形成したことを特徴とする照明装置。

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