KR20160046812A

KR20160046812A - 백라이트 유닛 및 표시장치

Info

Publication number: KR20160046812A
Application number: KR1020167004892A
Authority: KR
Inventors: 다카노리 시게노; 가즈야 마츠우라
Original assignee: 닛폰 세이키 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-04-29
Also published as: CN105492958B; JP2015045735A; US9759914B2; EP3040757A1; JP6248473B2; US20160209649A1; EP3040757A4; WO2015029738A1; CN105492958A

Abstract

본 발명은 탑재되는 장치의 설계 자유도를 높이는 것이 가능한 백라이트 유닛, 및 이를 구비하는 표시장치를 제공한다. 백라이트 유닛(1)은 액정표시소자(2)를 조명하는 광을 출사하는 광원(10)과, 광원(10)이 출사한 광을 액정표시소자(2)의 표시영역(A)에 대응하도록 집광하는 집광수단과, 광원(10)이 출사한 광을 액정표시소자(2)를 향하여 반사시키는 반사면(61)을 갖는 반사부(60)를 구비한다. 백라이트 유닛(1)은 반사면(61)이 광원(10)의 광축(AX)에 대해서 경사져 있어, 광원(10)으로부터 액정표시소자(2)에 이르는 광이 광로가 반사부(60)에서 절곡되도록 구성되어 있다.

Description

백라이트 유닛 및 표시장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 백라이트 유닛, 및 이를 구비하는 표시장치에 관한 것이다.

소정의 화상을 표시하는 표시기로서, 액정표시소자를 백라이트로 투과 조명하는 구성의 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에는 이와 같은 구성의 표시기를 구비한, 소위 헤드업 디스플레이(HUD) 장치로 불리는 표시장치가 개시되어 있다. HUD장치는 표시기로부터의 표시광을 차량의 프론트 유리에 투사함으로써, 소정의 화상을 허상으로서 사용자(주로 운전자)에게 시인시킨다.

특허문헌 1에 관한 표시기에서는 백라이트용 광원으로부터 액정표시소자에 이르는 광로가 일직선으로 되어 있고, 그 광로상에 조광부재, 확산판이 적층상태로 배치됨으로써, 액정표시소자의 배후에 백라이트 유닛이 구성되어 있다.

일본 공개특허공보 제2007-86387호

특허문헌 1에 관한 구조와 같이, 백라이트용 광원으로부터 액정표시소자에 이르는 광로가 일직선으로 되어 있으면, 광원과 액정표시소자간에 렌즈 등의 광학소자를 배치하고 싶은 경우, 백라이트 유닛이 액정표시소자의 배후방향으로 연장하는 형상이 된다. 그 때문에, 백라이트 유닛이 탑재되는 장치의 설계 자유도가 낮아지는 경우가 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 탑재되는 장치의 설계 자유도를 높이는 것이 가능한 백라이트 유닛, 및 이를 구비하는 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 관점에 관한 백라이트 유닛은,

액정표시소자를 조명하는 광을 출사하는 광원과,

상기 광원이 출사한 광을 상기 액정표시소자의 표시영역에 대응하도록 집광하는 집광수단과,

상기 광원이 출사한 광을 상기 액정표시소자를 향하여 반사시키는 반사면을 갖는 반사부를 구비하고,

상기 반사면이 상기 광원의 광축에 대해서 경사져 있음으로써, 상기 광원으로부터 상기 액정표시소자에 이르는 광의 광로가 상기 반사부에서 절곡하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제2 관점에 관한 표시장치는,

상기 백라이트 유닛과 상기 액정표시소자를 구비하고, 상기 액정표시소자가 상기 광원으로부터의 광으로 조명됨으로써 발하는 표시광을 장치 외부에 출사하고, 상기 장치 외부의 소정 위치에서 상기 표시광이 나타내는 화상을 시인시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 탑재되는 장치의 설계 자유도를 높이는 것이 가능한 백라이트 유닛, 및 이를 구비하는 표시장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 HUD장치의 탑재형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관한 HUD 장치의 개략 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 HUD장치의 표시기 근방의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 관한 백라이트 유닛의 개략 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 관한 백라이트 유닛의 기능을 설명하기 위한 모식도이다.

본 발명의 일 실시형태에 관한 백라이트 유닛을, 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태에 관한 백라이트 유닛은 도 1에 도시한 헤드업 디스플레이(HUD) 장치(100)에 편성되는 것이다.

HUD장치(100)는 차량(C)의 대시보드에 매설되도록 하여 설치되고, 도 2에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛(1) 및 액정표시소자(2)로 구성되는 표시기(3)와, 평면경(4)과, 오목면경(5)과, 하우징체(6)와, 보호부재(7)를 구비한다.

HUD장치(100)는 표시기(3)로부터 출사되는 표시광(L)을 차량(C)의 윈도우 시일(S)(프론트 유리)에 투사함으로써, 표시광(L)이 나타내는 화상을 허상(V)으로서 사용자(U)(주로 운전자)에게 시인시킨다. 표시기(3)로부터 출사되는 표시광(L)은 액정표시소자(2)가 백라이트 유닛(1)으로부터의 광으로 투광 조명됨으로써 얻어지고, 소정의 화상을 나타낸다.

백라이트 유닛(1)은 도 3에 도시한 바와 같이, 광원(10)과, 평행광 생성수단(20)과, 조도 균일화 수단(30)과, 렌즈 어레이(40)와, 제1 포커스 렌즈(51)와, 제2 포커스 렌즈(52)와, 반사부(60)와, 확산판(70)과, 케이스체(80)와, 커버 부재(90)를 구비한다.

평행광 생성수단(20), 조도 균일화 수단(30), 렌즈어레이(40), 제1 포커스 렌즈(51), 제2 포커스 렌즈(52), 반사부(60), 및 확산판(70)은 광원(10)이 출사하는 광의 광로상에 배치되어 있다. 이들은 광원(10)으로부터 액정표시소자(2)를 향하여, 평행광 생성수단(20), 조도 균일화 수단(30), 렌즈 어레이(40), 제1 포커스 렌즈(51), 반사부(60), 제2 포커스 렌즈(52), 확산판(70) 순으로 배치되어 있다.

광원(10)은 액정표시소자(2)를 투과 조명하는 광(이하, 조명광(I)으로도 불린다)을 발한다. 광원(10)은 예를 들어 2개의 LED(Light Emitting Diode)로 구성되어 있다. 또한, 광원(10)은 1 또는 3 이상의 LED로 구성되어 있어도 좋다. 광원(10)은 케이스체(80)에 고정된 회로기판(11)(도 4 참조)에 실장되어 있다. 회로기판(11)은 알루미늄, 수지 등으로 이루어진 기재에 회로패턴이 형성되어 이루어진 것으로, 후술하는 제어부(도시하지 않음)과 공지의 방법으로 도통 접속되어 있다.

평행광 생성수단(20)은 광원(10)으로부터의 조명광(I)을 받고, 평행광으로서 출사한다. 여기에서 말하는 평행광은 광원(10)의 광축(AX)(도 3 참조)과 대략 평행(정확히 평행도 포함)으로 진행하는 광이다. 평행광 생성수단(20)은 예를 들어 컨덴서 렌즈로 이루어진다. 평행광 생성수단(20)으로서 콜리메이팅 렌즈 (collimating lens) 등의 다른 공지의 광학소자를 채용해도 좋다.

조도 균일화 수단(30)은 평행광 생성수단(20)에 의해 평행광으로 된 조명광(I)이 입사하고 출사측의 광의 조도 분포의 균일화를 도모하는 것이다. 조도 균일화 수단(30)은 예를 들어 라이트 박스로 이루어진다. 상기 라이트 박스는 광축(AX)을 둘러싸는 각통(角筒) 형상의 부재이고, 내면(광축 AX측의 면)이 거울면이 되어 있는 것이다. 조도 균일화 수단(30)은 광 확산판, 광 반사판 등을 구비한 다른 공지의 라이트 박스 등이어도 좋다.

렌즈 어레이(40)는 단 렌즈를 종횡으로 복수 배열하여 이루어진 렌즈체이고, 소위 플라이아이 렌즈라고 불리는 것이다. 렌즈 어레이(40)는 예를 들어 광원(10)측과 액정표시소자(2)측의 양면이 볼록이 되는, 소위 양볼록 렌즈이다.

렌즈 어레이(40)에는 조도 균일화 수단(30)에 의해 조도가 대략 균일화된 조명광(I)이 입사한다. 렌즈 어레이(40)는 자신을 구성하는 렌즈의 수만큼 다중상을 생기게 하므로, 하나의 광원(10)의 상이, 렌즈 어레이(40)의 렌즈의 수만큼의 다중상이 된다. 이에 의해, 적은 광원(10)으로도 균질한 광 강도 분포로 액정표시소자(2)를 조명할 수 있다.

제1 포커스 렌즈(51) 및 제2 포커스 렌즈(52)는 액정표시소자(2)의 표시영역(A)(도 5 참조)에 대응하도록 집광하는 집광수단으로서 기능한다. 구체적으로는 제1 포커스 렌즈(51)와 제2 포커스 렌즈(52)는 협동하여 액정표시소자(2)의 전면(前面)(도 2 및 도 3에서 지면 상방향을 향하는 면)에 표시되는 화상의 표시가능 범위(표시영역(A))에 대응하는 배면의 전체면에 걸쳐, 렌즈 어레이(40)로부터의 조명광(I)을 조사시킨다. 이에 의해, 렌즈 어레이(40)에서 생성된 다중상을 나타내는 조명광(I)을 액정표시소자(2)의 배면의 필요한 범위에 효율 좋게 조사할 수 있다.

제1 포커스 렌즈(51) 및 제2 포커스 렌즈(52)는 예를 들어 아크릴 렌즈로 이루어지고, 양자 중 적어도 한쪽은 트로이달 렌즈로서 구성되어 있다. 즉, 제1 포커스 렌즈(51)의 양면과 제2 포커스 렌즈(52)의 양면과의 4면 중, 적어도 1면은 트로이달면으로서 구성되어 있다. 이에 의해, 제1 포커스 렌즈(51) 및 제2 포커스 렌즈(52)를 통과한 조명광(I)은 장방형 형상으로 배광되므로, 일반적으로 장방형상으로 형성되는 일이 많은 액정표시소자(2)의 표시영역(A)의 형상에 맞추어 효율 좋게 액정표시소자(2)에 조사된다.

반사부(60)는 제1 포커스 렌즈(51)와 제2 포커스 렌즈(52) 사이에 배치되어 있다. 반사부(60)는 예를 들어, 수지, 유리 등으로 이루어진 기재에 알루미늄 등의 금속을 증착시키고 반사면(61)을 형성한 평면경으로 구성되어 있다. 반사부(60)는 광원(10)의 광축(AX)에 대해서 반사면(61)이 경사지도록 배치되어 있다. 제1 포커스 렌즈(51)로부터의 조명광(I)은 이 반사면(61)에서 반사하고, 제2 포커스 렌즈(52)에 입사한다.

이 실시형태에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 반사부(60)로부터 액정표시소자(2)에 이르는 조명광(I)의 광로가, 광원(10)의 광축(AX)에 대하여 대략 직교가 되도록 반사부(60)가 배치되어 있다. 이와 같이 하여, 반사부(60)는 조명광(I)의 광로를 변경한다.

확산판(70)은 예를 들어 적어도 한쪽의 면에 요철 가공이 이루어진 합성수지재로 이루어지고, 투광성을 갖는다. 제2 포커스 렌즈(52)로부터의 조명광(I)은 확산판(70)을 통과함으로써, 확산되어 액정표시소자(2)의 배면에 도달한다. 이와 같이, 확사판(70)이 설치됨으로써, 액정표시소자(2)의 조명의 불균일이 극히 감소된다.

케이스체(80)는 수지 등으로 상자형상으로 형성되고, 내부에 광원(10), 평행광 생성수단(20), 조도 균일화 수단(30), 렌즈 어레이(40), 제1 포커스 렌즈(51), 및 반사부(60)를 수용한다. 케이스체(80)는 도 4에 도시한 바와 같이 상부 개구부(81)와 측부 개구부(82)를 갖고 있다. 상부 개구부(81)는 액정표시소자(2)측을 향하여 개구하고 있다. 측부 개구부(82)는 광원(10)측을 향하여 개구하고 있다. 상부 개구부(81)와 측부 개구부(82)는 연통되어 있다. 측부 개구부(82)를 막도록, 회로기판(11)이 설치되어 있다. 회로기판(11)은 비스 등의 고정수단(도시하지 않음)으로 케이스체(80)에 고정되어 있다. 이에 의해, 광원(10)은 케이스체(80) 내부를 향하여 광을 출사하도록 배치된다. 상부 개구부(81) 중, 광원(10)과는 반대측의 단부를 덮도록 하고, 제2 포커스 렌즈(52)가 설치되어 있다. 상부 개구부(81)를 막도록 하여 커버 부재(90)가 설치되어 있다.

커버 부재(90)는 도 4에 도시한 바와 같이, 수지 등으로부터 판형상으로 형성되고, 케이스체(80)의 상부 개구부(81)를 덮는다. 커버 부재(90)는 비스(90b) 등의 고정수단으로 케이스체(80)에 고정되어 있다. 커버 부재(90)에는 제2 포커스 렌즈(52)를 들여다 보이게 하는 개구부(91)가 형성되어 있다. 개구부(91)는 제2 포커스 렌즈(52)의 렌즈면 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다.

케이스체(80)와 커버부재(90)로, 백라이트 유닛(1)의 하우징체가 구성되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 하나의 케이스체(80) 내에 조도 균일화 수단(30), 제1 포커스 렌즈(51), 반사부(60) 등의 광학부품을 설치하는 구성으로 하고 있으므로, 백라이트 유닛(1)의 조립도 용이해져 있다. 또한, 커버 부재(90)가 필요한 부분 이외(즉, 제1 포커스 렌즈(52)를 들여다 보이게 하는 개구부(91) 이외)의 부분을 덮고 있으므로, 백라이트 유닛(1)의 외부에 조명광(I)이 불필요하게 새는 것을 방지할 수 있다.

액정표시소자(2)는 예를 들어 TFT(Thin Film Transistor)형의 액정패널의 전면 및 배면에 편광판을 설치함으로써 구성되어 있다. 또한, 액정표시소자(2)를 구성하는 액정패널은 패시브 구동형의 것이어도 좋다.

또한, 액정패널로서 TN(Twisted Nematic)형, VA(Vertical Alignment)형, STN(Super-Twisted Nematic)형, 강유전성형 등의 여러 형인 것이 적용 가능하다.

액정표시소자(2)는 제어부(도시하지 않음)의 제어대상과, 각 화소를, 투과, 불투과 중 어느 것의 상태로 전환함으로써 소정의 화상을 표시한다. 예를 들어, 제어부는 차량(C)의 ECU(Electroinc Control Unit)로부터 통신 라인에 의해 전송되는 각종의 차량정보를 취득하고, 차량속도나 연비 등을 나타내는 화상을 액정표시소자(2)에 표시하게 한다. 동시에, 제어부는 광원(10)을 발광시킨다. 이에 의해, 액정표시소자(2)는 백라이트 유닛(1)에서 생성된 조명광(I)에 의해 투과 조명되고, 표시화상을 나타내는 표시광(L)이 액정표시소자(2)로부터 출사된다.

이와 같이 하여, 백라이트 유닛(1)과 액정표시소자(2)로 구성되는 표시기(3)로부터 표시광(L)이 출사된다.

도 2로 되돌아가 평면경(4)은 수지, 유리 등으로 이루어진 기재에 알루미늄 등의 금속을 증착시켜 반사면을 형성하여 이루어진다. 평면경(4)은 표시기(3)가 발한 표시광(L)을 오목면경(5)을 향하여 반사시킨다.

오목면경(5)은 수지, 유리 등으로 이루어진 기재에 알루미늄 등의 금속을 증착시켜 반사면을 형성하여 이루어진다. 오목면경(5)의 반사면은 오목면으로 되어 있고, 표시기(3)로부터의 표시광(L)은 확대되어 윈도우 시일드(S)에 투사된다. 이에 의해, 사용자(U)에게 시인되는 허상(V)은 표시기(3)에 표시되어 있는 화상이 확대된 크기가 된다.

하우징체(6)는 수지 등으로부터 상자 형상으로 형성되고, 내부에 평면경(4) 및 오목면경(5)을 수용한다. 평면경(4) 및 오목면경(5)은 하우징체(6)의 내부에 공지의 방법에 의해 고정되어 있다.

하우징체(6)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상부 개구부(6a)와 하부 개구부(6b)를 갖고 있다. 상부 개구부(6a)는 윈도우 시일드(S)를 향하여 개구하고 있고, 표시광(L)을 HUD 장치(100) 외부에 통과시키는 출사구로서 기능한다. 하부 개구부(6b)는 하우징체(6)의 상부 개구부(6a)와는 반대측에 위치하고, 그 하단부(도 2의 지면 하방향의 단부)에 액정표시소자(2)가 배치되어 있다. 이와 같이 하여, 하부 개구부(6b)는 액정표시소자(2)의 표시면을 하우징체(6) 내부를 향하여 들여다 보이게 하도록 형성되어 있다.

이와 같이, 하우징체(6)는 액정표시소자(2)로부터 출사구로서 기능하는 상부 개구부(6a)까지의 표시광(L)의 광로를 둘러싸도록 형성되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛(1)은 하우징체(6)의 외측이고 하부 개구부(6b)측으로부터, 하우징체(6)에 부착되어 있다. 예를 들어, 비스(8) 등의 고정수단으로 케이스체(80)가 하우징체(6)에 고정됨으로써, 백라이트 유닛(1)은 하우징체(6)에 부착되어 있다. 이 때, 케이스체(80)를 덮는 커버부재(90)의 개구부(91)(도 4 참조)가 하우징체(6)의 하부 개구부(6b)(도 2 참조)와 통하도록 하여, 백라이트 유닛(1)은 부착되어 있다.

보호부재(7)는 수지 등으로 이루어지고, 하우징체(6)에 부착된 백라이트 유닛(1)을 하측(도 2의 지면 하측)으로부터 덮도록 하여, 하우징체(6)에 소정의 방법으로 고정되어 있다. 이와 같이 설치된 보호부재(7)는 백라이트 유닛(1)을 먼지, 진동 등으로부터 보호한다.

HUD장치(100)가 사용자(U)에게 소정의 화상을 허상(V)으로서 시인 가능하게 하는 기구를 간결하게 설명하면 다음의 (1), (2)와 같이 된다.

(1) 표시기(3)가 화상을 표시함으로써 표시광(L)이 출사된다. 표시기(3)로부터의 표시광(L)은 평면경(4) 및 오목면경(5)에서 반사되고, 윈도우 시일드(S)를 향한다. 이와 같이 하여, HUD장치(100)는 표시광(L)을 윈도우 시일드(S)를 향하여 출사한다.

(2) HUD장치(100)로부터의 표시광(L)이 윈도우 시일드(S)에서 반사함으로써 사용자(U)로부터 보아 윈도우 시일드(S)의 전방에 표시화상의 허상(V)이 맺힌다.

이상에 설명한 백라이트 유닛(1)은 액정표시소자(2)를 조명하는 광을 출사하는 광원(10)과, 광원(10)이 출사한 광을 액정표시소자(2)의 표시영역(A)에 대응하도록 집광하는 집광수단(제1 포커스 렌즈(51) 및/또는 제2 포커스 렌즈(52))와, 광원(10)이 출사된 광을 액정표시소자(2)를 향하여 반사시키는 반사면(61)을 갖는 반사부(60)를 구비하고, 반사면(61)이 광원(10)의 광축(AX)에 대하여 경사짐으로써, 광원(10)으로부터 액정표시소자(2)에 이르는 광의 광로가 반사부(60)에서 절곡되도록 구성되어 있다.

이 구성에 의해, 반사부(60)가 광원(10)으로부터 액정표시소자(2)에 이르는 광의 광로를 절곡할 수 있으므로, 액정표시소자(2)의 배면측에 일직선상에 광학부품을 배치하지 않아도 된다.

이에 의해, 백라이트 유닛(1)이 액정표시소자(2)의 배면측에 필요 이상으로 돌출하는 구조를 피할 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛(1)이 탑재되는 장치(표시기(3)나 HUD장치(100)(표시장치의 일례))의 설계 자유도를 높일 수 있다.

또한, 백라이트 유닛(1)에서 상기 집광수단은 제1 포커스 렌즈(51)와 제2 포커스 렌즈(52)로 구성되고, 반사부(60)는 제1 포커스 렌즈(51)와 제2 포커스 렌즈(52) 사이에 위치한다.

액정표시소자(2)를 조명하는 광을 효율적으로 배광하는 데에는 포커스 렌즈간의 거리를 어느 정도 확보할 필요가 있다. 이와 같이, 광학부품간의 거리가 길어지는 부분에 반사부(60)를 설치하고, 광원(10)으로부터 액정표시소자(2)에 이르는 광의 광로를 절곡함으로써, 백라이트 유닛(1)이 액정표시소자(2)의 배면측에 필요 이상으로 돌출되는 구조를, 보다 양호하게 피할 수 있다. 또한, 이 구성에 의해, 집광수단을 조도 균일화 수단(30)에 접근시키는 것이 가능하고, 효율 좋게, 액정표시소자(2)를 조명하면서도, 집광수단을 구성하는 포커스 렌즈를 소형화할 수 있다.

또한, 백라이트 유닛(1)은 광원(10)으로부터의 광이 입사되고, 입사된 광의 조도를 대략 균일화하여 출사하는 조도 균일화 수단(30)을 추가로 구비하며, 조도 균일화 수단(30)은 광원(10)과 상기 집광수단간에 위치하고, 반사부(60)는 조도 균일화 수단(30)보다 액정표시소자(2)측에 위치한다.

이에 의해, 구성상, 광로를 따라서 연재하는 형상이 되는 경우가 많은 조도균일화 수단(30)(라이트 박스)을, 액정표시소자(2)의 배면에 일직선상에 배치시키지 않아도 좋으므로, 백라이트 유닛(1)이 액정표시소자(2)의 배면측에 필요 이상으로 돌출되는 구조를, 보다 양호하게 피할 수 있다.

또한, HUD장치(100)(표시장치의 일례)는 백라이트 유닛(1)과 액정표시소자(2)를 구비하고, 액정표시소자(2)가 광원(10)으로부터의 광(조명광(I)으로 조명됨으로써 발하는 표시광(L)을 장치 외부에 출사되고, 장치 외부의 소정위치에서 표시광(L)이 나타내는 화상을 시인시킬 수 있다. 이 HUD장치(100)는 표시광(L)을 장치 외부에 통과시키는 출사구로서 기능하는 상부 개구부(6a)를 갖고, 액정표시소자(2)로부터 상부 개구부(6a)까지의 표시광(L)의 광로를 둘러싸도록 형성된 하우징체(6)를 추가로 구비하며, 백라이트 유닛(1)은 하우징체(6)의 외측에 설치되어 있다.

하우징체(6)내는 표시광(L)의 광로를 확보하지 않으면 안되므로, 그 내부에 백라이트 유닛(1)을 자유롭게 레이아웃하는 것은 곤란하다. 그러나, 이와 같이 하우징체(6)의 외부에 백라이트 유닛(1)을 배치함으로써 설계 자유도를 높이는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 변형이 가능하다. 이하에 변형의 일례를 나타낸다.

(변형예)

이상에서는 집광수단이 2매의 포커스 렌즈로 구성되는 예를 설명했지만, 집광수단은 1매 또는 3매 이상의 포커스 렌즈로 구성되어 있어도 좋다.

집광수단을 포커스 렌즈 1매로 구성하는 경우, 반사부(60)는 포커스 렌즈보다 광원(10)측에 배치하는 편이, 액정표시소자(2)로의 조명광을 효율적으로 배광하는 관점에서 바람직하다.

집광수단을 포커스 렌즈 3매 이상으로 구성하는 경우, 그들 중, 가장 광원(10)측에 위치하는 포커스 렌즈와, 가장 액정표시소자(2)측에 위치하는 포커스 렌즈와의 사이에 반사부(60)를 설치하는 것이 바람직하다. 이는 상술한 바와 같이, 광학부품간의 거리가 길어지는 부분에 반사부(60)를 설치한 편이, 백라이트 유닛(1)이 액정표시소자(2)의 배면측에 필요 이상으로 돌출되는 구조를, 보다 양호하게 피할 수 있기 때문이다.

이상에서는 반사부(60)를 평면경으로 구성한 예를 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 반사부(60)의 반사면(61)을 곡면 형상, 예를 들어 구면, 트로이달면, 유니크면, 자유곡면으로 형성해도 좋다.

이와 같이 하면, 반사부(60)가 렌즈 효과를 발휘하고, 액정표시소자(2)로의 배광을 제어하는 기능을 가질 수 있으므로, 예를 들어 집광수단을 포커스 렌즈 1매로 구성한 경우이어도, 정밀도 좋게 배광을 제어할 수 있다. 또한, 집광수단을 포커스 렌즈 2매 이상으로 구성한 경우에는, 동일한 효과에 의해 포커스 렌즈의 매수를 삭감하는 것이 가능해지므로, 공간 절감화와 비용 감소를 도모할 수 있다.

이상의 실시형태에서는 반사부(60)로부터 액정표시소자(2)에 이르는 조명광(I)의 광로가, 광원(10)의 광축(AX)에 대하여 대략 직교가 되도록 반사부(60)가 배치하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 원하는 레이아웃에 따라서, 광원(10)의 광축(AX)에 대해서, 반사부(60)의 반사면(61)을 기울여 설치하는 것이 가능하다.

또한, 액정표시소자(2)의 조명성능을 만족하는 한에서는, 백라이트 유닛(1)에서 렌즈, 반사부(60) 이외의 리플렉터 등이 광학부품을 적절하게 추가, 삭제할 수도 있다.

또한, HUD 장치(100)를, 평면경(4)과 오목면경(5) 중 어느 한쪽을 사용하지 않고 구성하는 것도 가능하고, 어떤 것도 사용하지 않고 구성하는 것도 가능하다.

또한, 이상의 설명에서는 표시광(L)을 차량(C)의 윈도우 시일드(S)에서 반사시킴으로써 표시화상을 사용자(U)에게 시인시키는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. HUD 장치(100)가 전용의 컴바이너를 구비하고, 컴바이너에서 표시광(L)을 반사시킴으로써 표시화상을 시인시켜도 좋다.

또한, 이상의 설명에서는 표시장치의 일례를 HUD장치(100)로서 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 표시기(3)로부터의 표시광(L)을 장치 외부에 출사하고, 장치 외부의 소정 위치에서 표시광(L)이 나타내는 화상을 시인시키는 표시장치이면, HUD장치(100) 이외의 표시장치이어도 좋다.

또한, 이상의 설명에서는 HUD장치(100)가 탑재되는 탈것의 일례를 차량(C)으로 했지만, 이에 한정되지 않는다. HUD 장치(100)는 오토바이 등의 다른 차량, 건설기계, 농경기계, 선박, 항공기 등에 탑재되는 것이어도 좋다.

또한, 본 발명은 이상의 실시형태 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서, 적절하게 실시형태 및 도면에 변경(구성요소의 삭제도 포함)을 가하는 것이 가능하다.

본 발명은 액정표시소자를 조명하는 광을 출사하는 광원과, 상기 광원이 출사한 광을 액정표시소자의 표시영역에 대응하도록 집광하는 집광수단과, 광원이 출사한 광을 액정표시소자를 향하여 반사시키는 반사면을 갖는 반사부를 구비한 백라이트 유닛, 및 상기 백라이트 유닛을 구비하는 표시장치(헤드업 디스플레이 장치)에 적용 가능하다.

100: HUD 장치 1: 백라이트 유닛
10: 광원 AX: 광축
20: 평행광 생성수단 30: 조도 균일화 수단
40: 렌즈 어레이 51: 제1 포커스 렌즈
52: 제2 포커스 렌즈 60: 반사부
70: 확산판 80: 케이스체
90: 커버 부재 I: 조명광
2: 액정표시소자 3: 표시기
6: 하우징체 6a: 상부 개구부(출사구)
L: 표시광 V; 허상
U: 사용자

Claims

액정표시소자를 조명하는 광을 출사하는 광원,
상기 광원이 출사한 광을 상기 액정표시소자의 표시영역에 대응하도록 집광하는 집광수단, 및
상기 광원이 출사한 광을 상기 액정표시소자를 향하여 반사시키는 반사면을 갖는 반사부를 구비하고,
상기 반사면이 상기 광원의 광축에 대해서 경사져 있음으로써, 상기 광원으로부터 상기 액정표시소자에 이르는 광의 광로가 상기 반사부에서 절곡되도록 구성되어 있는, 백라이트 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 집광수단은 복수의 포커스 렌즈로 구성되고,
상기 반사부는 상기 복수의 포커스 렌즈 중 제1 포커스 렌즈와 제2 포커스 렌즈 사이에 위치하는, 백라이트 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광원으로부터의 광이 입사되고, 입사된 광의 조도를 대략 균일화하여 출사하는 조도 균일화 수단을 추가로 구비하고,
상기 조도 균일화 수단은 상기 광원과 상기 집광수단 사이에 위치하고,
상기 반사부는 상기 조도 균일화 수단보다 상기 액정표시소자측에 위치하는, 백라이트 유닛.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 백라이트 유닛과 상기 액정표시소자를 구비하고, 상기 액정표시소자가 상기 광원으로부터의 광으로 조명됨으로써 발하는 표시광을 장치 외부에 출사하고, 상기 장치 외부의 소정 위치에서 상기 표시광이 나타내는 화상을 시인시키는, 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 표시광을 상기 장치 외부에 통과시키는 출사구를 갖고, 상기 액정표시소자로부터 상기 출사구까지의 상기 표시광의 광로를 둘러싸도록 형성된 하우징체를 추가로 구비하고,
상기 백라이트 유닛은 상기 하우징체의 외측에 설치되어 있는, 표시장치.