(57)【要約】【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
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【特許請求の範囲】
【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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反射器及び光源装置に関する。
【背景技術】
【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
【発明の概要】
【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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】実施の形態にかかる光源装置１００の全体図である。
【図３】実施の形態にかかる光源装置１００の構成を示す図である。
【図４】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５】実施の形態にかかる光源装置１００の断面図である。
【図６】実施の形態にかかる反射部材１１０の正面図である。
【図７】実施の形態にかかる反射部材１１０の底面図である。
【図８】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９】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。
【図１０】実施の形態にかかる反射部材１１０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【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は光を全反射することが好ましい。そのため、反射部材１１０は、反射面１１２及び反射面１１３に対して金属膜を有することが好ましい。例えば、反射部材１１０に対して金属を真空蒸着することにより反射面１１２及び反射面１１３に金属膜を形成することができる。尚、真空蒸着装置３０の詳細及び真空蒸着の手法については一般的な技術を適用し得る。そのためここでは説明を省略する。
【００４１】
図９において、反射部材１１０は、真空蒸着装置３０の内部に設置されている。真空蒸着装置３０には、蒸着ターゲットである金属２０が設置される。反射部材１１０は、金属２０から蒸発してくる金属粒子を、反射面１１２及び反射面１１３に対して均等に付着させることが好ましい。そのため、反射部材１１０は、所定の角度に傾けて設定される。
【００４２】
また、反射面１１２及び反射面１１３に金属膜を形成するにあたり、反射部材１１０は、予め設定された形状に形成されている。図１０は、実施の形態にかかる反射部材１１０の断面図である。図１０は図９に示した線Ｘにおける断面図であり、液晶パネル設置面１１１と平行な任意の面である。
【００４３】
かかる面において、端部１３１は、反射面１１２及び反射面１１３の一端側の点である。また、端部１３２は、反射面１１２及び反射面１１３の他端側の点である。そして、直線１３３は、端部１３１と端部１３２とを結んだ直線である。さらに、直線１３４は、直線１３３に対して垂直且つ反射面１１２及び反射面１１３が存在する側の反対側に延びる直線である。同様に、直線１３５は、直線１３３に対して垂直且つ反射面１１２及び反射面１１３が存在する側の反対側に延びる直線である。つまり、２本の直線１３４及び直線１３５は、直線１３３の両端部を起点として、反射部材１１０から離れる方向に平行に延伸している。２本の直線１３４及び直線１３５の間の空間は、蒸着ターゲットである金属２０から蒸発してくる金属粒子が通過する。そのため、反射部材１１０は、２本の直線１３４及び直線１３５の間の空間に部材を形成せず、２本の直線１３４及び直線１３５の間の空間の外側に部材が形成されている。
【００４４】
以上に説明した構成を採用することにより、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。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  液晶照明装置
１０  ヘッドアップディスプレイ
１１  光学系
１２  コンバイナ
２０  金属
３０  真空蒸着装置
１００  光源装置
１０１  反射器
１１０  反射部材
１１１  液晶パネル設置面
１１２、１１３  反射面
１１４  孔
１１５  ネジ穴
１１６  溝部
１１７  リブ部
１１８  境界線
１１９  光源設置面
１２０  当接面
１２１  離間防止部
１２２、１２３  接合面
１３０  光源部
１４０  液晶パネル
【図１】
2019046764.tif 000003
【図２】
2019046764.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019046764.tif 000008
【図７】
2019046764.tif 000009
【図８】
2019046764.tif 000010
【図９】
2019046764.tif 000011
【図１０】
2019046764.tif 000012