Bislang
werden, z.B. in einem Fahrzeug, halbverspiegelte Anzeigen vor einem
Fahrer eingesetzt, um den Fahrer verschiedene Informationen sehen
zu lassen, indem diese Informationen auf die Aussicht durch eine
Frontscheibe überlagert
werden. In diesen Anzeigen wird das Licht eines Anzeigenbilds von
einer Flüssigkristallanzeige
in einem Armaturenbrett zur Fahrerseite reflektiert. Dies geschieht durch
die Frontscheibe oder einen zusätzlichen Combiner,
eine spiegelnde lichtdurchlässige
Scheibe, der auf dieser Seite der Frontscheibe angebracht ist. Als
Folge kann ein virtuelles Abbild des Anzeigenbilds auf der Frontscheibe
oder dem Combiner gesehen werden.
In
einigen Fällen
wird darüber
hinaus in einem Fahrzeug die Wiedergabe von Informationen, die mittels
eines Kombinationsinstruments als Realbild angezeigt werden, so
gestaltet, dass sie mittels eines Anzeigegeräts vom Typ der virtuellen Bilddarstellung
gesehen werden. Dadurch wird die Belastung vermindert, der das Auge
des Fahrers bei einer starken Brennweiteänderung während einer Augenbewegung ausgesetzt
ist, wenn sich das Fahrzeug fortbewegt.
In
einem solchen Anzeigegerät
vom Typ der virtuellen Bilddarstellung wird Licht von einem Anzeigenbild
von einer Flüssigkristallanzeige
einmal oder mehrmals mittels eines Spiegels im Armaturenbrett reflektiert.
Danach wird das reflektierte Licht so wiedergegeben, dass es vom
Fahrer gesehen werden kann. Indem der Strahlengang durch die Reflektion des
Lichts durch den Spiegel verlängert
wird, wird die Brennweite nahe an eine Brennweite gebracht, die der
der Aussicht beim Blick durch die Frontscheibe entspricht.
In
den gerade beschriebenen Anzeigegeräten sind die Frontscheibe,
der Combiner und der Spiegel zur Reflektion des Lichts vom Anzeigenbild so
ausgerichtet, dass sie in Bezug auf eine Sichtlinie vom Fahrer zur
Flüssigkristallanzeige
geneigt sind. Daher ist es erforderlich zu vermeiden, dass sich
das virtuelle Bild, das der Fahrer sehen kann, neigt. Ferner besteht
die Gefahr, dass das virtuelle Bild vom Fahrer verzerrt gesehen
wird, da die Strahlengänge vom
Fahrer zur Flüssigkristallanzeige
zwischen dem oberen und dem unteren Bereich des Anzeigenbilds verschieden
sind. Um dies zu vermeiden, wird die Flüssigkristallanzeige so ausgerichtet,
dass sie in Bezug auf die Sichtlinie vom Fahrer zur Flüssigkristallanzeige
geneigt ist.
Darüber hinaus
ist ein weiterer Grund, warum die Flüssigkristallanzeige in Bezug
auf die Sichtlinie vom Fahrer zur Flüssigkristallanzeige geneigt angebracht
wird, zu verhindern, dass externes Licht wie zum Beispiel Sonnenlicht,
das durch die Frontscheibe in das Fahrzeug gelangt, die Flüssigkristallanzeige
erreicht und sein reflektiertes Licht die Augen des Fahrers zusammen
mit dem Licht des Anzeigenbilds erreicht (siehe zum Beispiel die
japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2000-56254).
Im
Allgemeinen ist Licht eines Abbildes, das von einer Flüssigkristallanzeige
emittiert wird, divergentes Licht. Dieses hat eine optischen Achse
mit einer Ausrichtung, die senkrecht auf einer Anzeigenfläche der
Flüssigkristallanzeige steht,
da ein Hintergrundlicht parallel zur Flüssigkristallanzeige ausgerichtet
ist.
Wenn
die Flüssigkristallanzeige
so ausgerichtet ist, dass sie in Bezug auf die Sichtlinie vom Fahrer
zur Flüssigkristallanzeige
geneigt ist, wird somit der Strahlungsbereich des Lichts eines Abbildes von
der Flüssigkristallanzeige
in Bezug auf die Anordnung der reflektierenden Elemente, wie z.B.
der Frontscheibe, dem Combiner oder dem Spiegel, die auf der Sichtlinie
liegen, verschoben.
Eine
solche Verschiebung bewirkt, dass ein Teil des Lichts von einem
Abbild in Bereiche gelangt, die außerhalb des reflektierenden
Elementes liegen. Dies hat eine unzureichende Lichtmenge des Anzeigenbilds
zur Folge. Es ist daher erforderlich, die Flüssigkristallanzeige und das
Hintergrundlicht so weit wie möglich
senkrecht zur Sichtlinie auszurichten, so dass das gesamte Licht
eines Abbildes zur Innenseite der reflektierenden Elemente gestrahlt
wird.
Wenn
dagegen die Flüssigkristallanzeige und
das Hintergrundlicht so wie oben beschrieben ausgerichtet sind,
wird bewirkt, dass die Strahlengänge
vom Hintergrundlicht zum Fahrer zwischen dem oberen und dem unteren
Bereich des Anzeigenbilds verschieden sind. Dies hat zur Folge,
dass die Lichtstärke
der virtuellen Abbildung des Anzeigenbilds, die vom Fahrer gesehen
wird, uneinheitlich ist.
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben geschilderte
Problem zu lösen und
ein Leuchtanzeigengerät
bereit zu stellen, durch das Beleuchtungslicht, das von einem Hintergrundlicht
abgestrahlt wird, wirksam verwendet werden kann. Das virtuelle Abbild
des Anzeigenbilds, das auf der Flüssigkristallanzeige dieses
Leuchtanzeigengeräts dargestellt
wird, wird so wiedergegeben, dass es vom Fahrer auf reflektierenden
Elementen mit ausreichender und einheitlicher Helligkeit gesehen
werden kann. Dies gilt selbst dann, wenn die Flüssigkristallanzeige so ausgerichtet
wird, dass sie in Bezug auf die Sichtlinie geneigt ist, welche von
den reflektierenden Elementen reflektiert wird. Daher ist die Flüssigkristallanzeige
nicht parallel zu den reflektierenden Elementen ausgerichtet.
Um
diese Aufgaben zu lösen,
stellt die vorliegende Erfindung ein Leuchtanzeigengerät bereit, welches
ein reflektierendes Element aufweist, das so ausgerichtet ist, dass
es in Bezug auf die Sichtlinie geneigt ist. Das Leuchtanzeigengerät weist
auch eine Flüssigkristallanzeige
auf, die so ausgerichtet ist, dass sie in Bezug auf die Sichtlinie,
die vom reflektierenden Element reflektiert wird, geneigt ist. Des Weiteren
weist das Leuchtanzeigengerät
ein Hintergrundlicht sowie ein fokussierendes Linsenelement auf,
das zwischen dem Hintergrundlicht und der Flüssigkristallanzeige angeordnet
ist. Dabei wird Beleuchtungslicht, das von dem Hintergrundlicht stammt,
von der Rückseite
der Flüssigkristallanzeige ausgestrahlt.
Licht eines Anzeigenbilds, das auf der Flüssigkristallanzeige angezeigt
wird, wird gegen das reflektierende Element ausgestrahlt. Dadurch
wird ein virtuelles Abbild, das auf dem reflektierenden Element
gesehen wird, in einer Ebene, die senkrecht auf der Sichtlinie steht,
zu einem Bild geformt. Das Hintergrundlicht ist so ausgerichtet,
dass eine leuchtende Fläche
des Hintergrundlichts senkrecht zur Sichtlinie steht, die durch
das reflektierende Element reflektiert wird. Das fokussierende Linsenelement
fokussiert Strahlen des vom Hintergrundlicht stammenden Beleuchtungslichts
derart, dass die Strahlen des abgestrahlten Lichts, das von der
leuchtenden Fläche
abgegeben wird, innerhalb des reflektierenden Elements verbleiben
und dass die Strahlen des abgestrahlten Beleuchtungslichts, die
die Flüssigkristallanzeige
durchlaufen und zu Licht eines Anzeigenbilds werden, innerhalb des
reflektierenden Elements verbleiben.
Mit
dem soeben beschriebenen Aufbau kann das von einem Hintergrundlicht
abgestrahlte Beleuchtungslicht wirksam verwendet werden. Das Auftreten
einer Differenz im Strahlengang vom Hintergrundlicht zum Augpunkt
zwischen der Ober- und der Unterseite des Anzeigenbilds kann mit
diesem Aufbau vermieden werden. Dadurch kann vermieden werden, dass
ein virtuelles Abbild des angezeigten Bildes, das vom Augpunkt aus
gesehen werden kann, in der Helligkeit uneinheitlich ist.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das fokussierende Linsenelement in Form einer Reihung gestaltet,
in der eine Mehrzahl von fokussierenden Linsen in einer Ebene angeordnet
sind.
Im
Vergleich mit einem Fall, in dem das fokussierende Linsenelement
mit einer einzigen fokussierenden Linse gestaltet ist, kann mit
dem oben beschriebenen Aufbau eine Krümmung einer konvexen Fläche der
Linse klein sein. Dadurch wird eine einfache Herstellung der Linse
ermöglicht.
Ferner kann dadurch die Dicke des fokussierende Linsenelements in
Richtung der Sichtlinie klein sein.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Hintergrundlicht so gestaltet, dass eine Mehrzahl von punktförmigen Lichtquellen
in einer Ebene angeordnet ist und dass jede fokussierende Linse
so ausgerichtet ist, dass eine optische Achse der fokussierenden
Linse mit der optischen Achse einer entsprechenden punktförmigen Lichtquelle
abgeglichen ist.
Im
oben beschriebenen Aufbau wird erreicht, das jede fokussierende
Linse jene Strahlen des vom Hintergrundlicht abgestrahlten Beleuchtungslichts
fokussiert, die von der entsprechenden punktförmigen Lichtquelle des Hintergrundlichts
stammen. Dadurch können
die Lichtstrahlen des gesamten Beleuchtungslichts wirksam in eine
bestimmte Richtung fokussiert werden.
1 zeigt
eine Skizze eines Leuchtanzeigengeräts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer bildformenden Position eines virtuellen Abbilds vor einer
Frontscheibe und einer bildformenden Position eines ersten virtuellen
Abbilds auf der Rückseite
eines konkaven Spiegels. Die virtuellen Abbilder werden wie in 1 gezeigt
von einem Augpunkt aus gesehen.
3 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer bildformenden Position eines virtuellen Abbilds vor einer
Frontscheibe und einer bildformenden Position eines ersten virtuellen
Abbilds auf der Rückseite
eines konkaven Spiegels. Die virtuellen Abbilder werden wie in 1 gezeigt
von einem Augpunkt aus gesehen.
4 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer bildformenden Position eines virtuellen Abbilds vor einer
Frontscheibe und einer bildformenden Position eines ersten virtuellen
Abbilds auf der Rückseite
eines konkaven Spiegels. Die virtuellen Abbilder werden wie in 1 gezeigt
von einem Augpunkt aus gesehen.
5 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer Anordnung einer Leuchtanzeigeeinheit wie in 1 gezeigt
und einer bildformenden Position eines ersten virtuellen Abbilds
auf der Rückseite
eines konkaven Spiegels.
6 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer Anordnung einer Leuchtanzeigeeinheit wie in 1 gezeigt
und einer bildformenden Position eines ersten virtuellen Abbilds
auf der Rückseite
eines konkaven Spiegels.
7 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer Anordnung einer Leuchtanzeigeeinheit wie in 1 gezeigt
und einer bildformenden Position eines ersten virtuellen Abbilds
auf der Rückseite
eines konkaven Spiegels.
8 zeigt
eine Skizze eines Aufbaus einer Leuchtanzeigeeinheit wie in 1 gezeigt.
9 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer Anordnung einer Flüssigkristallanzeige und einem
Hintergrundlicht wie in 8 gezeigt und einem Abstrahlungsbereich
des Lichts eines Anzeigenbilds.
10 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer Anordnung einer Flüssigkristallanzeige und einem Hintergrundlicht
wie in 8 gezeigt und einem Abstrahlungsbereich des Lichts
eines Anzeigenbilds, wenn die Anordnung im Vergleich zu der von 10 verändert wird.
11 zeigt
eine Skizze eines Aufbaus eines Hintergrundlichts und eines fokussierendes
Linsenelements wie in 8 gezeigt.
12 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines fokussierenden Linsenelements
wie in 11 gezeigt.
13 zeigt
eine Skizze eines Aufbaus einer Leuchtanzeigeeinheit wie in 1 gezeigt,
wenn die in 10 gezeigte Anordnung übernommen
wird.
Im
folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform des Leuchtanzeigengeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.
1 zeigt
eine Skizze eines Leuchtanzeigengeräts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Leuchtanzeigengerät wird gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
in einer halbverspiegelten Anzeige vor einem Fahrer eingesetzt.
Licht eines Anzeigenbilds eines Leuchtanzeigeelements 1,
das in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs untergebracht ist (in
der Figur nicht gezeigt), wird durch einen konkaven Spiegel 3 (d.h.
das reflektierende Element) reflektiert und vergrößert. Es
erreicht den Augpunkt I eines Fahrers durch Reflektion an der Frontscheibe 5.
Der Fahrer sieht das Anzeigenbild durch Überlagern eines virtuellen
Bilds F des Anzeigenbilds auf die Aussicht vor der Frontscheibe.
Genauer
gesagt sieht der Fahrer ein virtuelles Abbild des ersten virtuellen
Abbilds F1, welches sich auf der Rückseite des konkaven Spiegels 3 befindet.
Erst das endgültige
virtuelle Abbild F des Anzeigenbilds befindet sich auf der Frontscheibe 5.
Im
folgenden wird zunächst
eine Anordnung erläutert,
die für
die Leuchtanzeigeneinheit 1 erforderlich ist. Das virtuelle
Abbild F des Anzeigenbilds, das der Fahrer als vor der Frontscheibe
befindlich wahrnimmt, sollte in einer Ebene erzeugt werden, die senkrecht
auf der Sichtlinie L des Fahrers vom Augpunkt I steht. Dadurch wird
es nicht geneigt und nicht in der auf- und absteigenden Richtung
verformt.
Wenn
das erste virtuelle Abbild F1 auf der Rückseite des konkaven Spiegels 3 in
einer Ebene erzeugt wird, die – wie
in 2 gezeigt – senkrecht auf
der Sichtlinie L' der
Reflektion von der Frontscheibe 5 steht, wird das virtuelle
Abbilds F geneigt und verformt. Dadurch erscheint am Augpunkt I
eine obere Seite des virtuellen Abbilds F als weiter entfernt, während eine
untere Seite davon als näher
gelegen erscheint, da die Frontscheibe 5 so gestaltet ist,
dass sie in Bezug auf die Sichtlinie L geneigt ist.
Wenn
andererseits das erste virtuelle Abbild F1 auf der Rückseite
des konkaven Spiegels 3 in einer Ebene gebildet wird, die – wie in 3 gezeigt – annähernd parallel
zur Frontscheibe 5 liegt, kann das virtuelle Abbild F annähernd parallel
zur Frontscheibe 5 erzeugt werden. Dies ist dadurch möglich, dass das
virtuelle Abbild F so geneigt und verformt wird, dass es vom Augpunkt
F aus in einer Weise gesehen wird, dass eine obere Seite des virtuellen
Abbilds F als näher
gelegen erscheint, während
eine untere Seite davon als weiter entfernt erscheint.
Demgemäss ist es
erforderlich, dass das erste virtuelle Abbild F1 auf der Rückseite
des konkaven Spiegels 3 in einer Ebene gebildet wird, die
einen Neigungswinkel in Bezug zur Sichtlinie L' der Reflektion von der Frontscheibe 5 aufweist.
Dadurch wird es ermöglicht,
dass das virtuelle Abbild F des Anzeigenbilds in einer Ebene gebildet
wird, die senkrecht auf der Sichtlinie L steht, wie in 4 gezeigt.
Jedoch sollte der Neigungswinkel, in dem das erste virtuelle Abbild
F1 gebildet wird, nicht so groß wie
der der Frontscheibe 5 sein.
Im
Folgenden wird diskutiert, in welcher Ausrichtung die Leuchtanzeigeneinheit 1 vor
dem konkaven Spiegel 3 angebracht sein muß, um zu
erreichen, dass das erste virtuelle Abbild F1 in der Ebene erzeugt
wird wie es in 4 gezeigt ist. Das erste virtuelle
Abbild F1 auf der Rückseite
des konkaven Spiegels 3 lässt sich von der Sichtlinie
L' der Reflektion
von der Frontscheibe 5 aus betrachten. Bei dieser Betrachtung
kann das erste virtuelle Abbild F1 in einer Ebene gebildet werden,
die eine versetzte Neigung in Bezug auf die Zielfläche hat.
Wenn die Leuchtanzeigeneinheit 1 wie in 5 gezeigt
in einer Ebene ausgerichtet wird, die senkrecht auf der Sichtlinie
L'' der Reflektion von
dem konkaven Spiegel 3 steht, wird bei dieser Betrachtung
das erste virtuelle Abbild F1 in einer Ebene gebildet, die in Bezug
auf die Zielfläche
eine so versetzte Neigung hat, dass eine obere Seite des ersten
virtuellen Abbilds F1 weiter entfernt vom konkaven Spiegel 3 ist,
während eine
untere Seite davon näher
am konkaven Spiegel 3 gelegen ist.
Andererseits
kann die Leuchtanzeigeneinheit 1 in einer Ebene ausgerichtet
werden, die – wie in 3 gezeigt – annähernd parallel
zum konkaven Spiegel 3 liegt. Das erste virtuelle Abbild
F1 wird wie oben von der Sichtlinie L' der Reflektion von der Frontscheibe 5 aus
betrachtet. Bei dieser annähernd parallelen
Anordnung der Leuchtanzeigeneinheit 1 zum konkaven Spiegel 3 wird
das erste virtuelle Abbild F1, das auf der Rückseite des konkaven Spiegels 3 gesehen
wird, in einer Ebene gebildet, die in Bezug auf die Zielfläche eine
so versetzte Neigung hat, dass eine obere Seite des virtuellen Abbilds
F1 näher
am konkaven Spiegel 3 gelegen ist, während eine untere Seite davon
weiter entfernt vom konkaven Spiegel 3 ist.
Demgemäss ist es
erforderlich, dass die Leuchtanzeigeneinheit 1 in einer
Ebene ausgerichtet ist, die einen Neigungswinkel in Bezug zur Sichtlinie L'' der Reflektion von dem konkaven Spiegel 3 aufweist,
wobei diese Ebene nicht sehr parallel zum konkaven Spiegel 3 ist.
Dadurch wird es ermöglicht,
dass das erste virtuelle Abbild F1 des Anzeigenbilds in einer Ebene
wie in 4 gezeigt gebildet wird.
Wie
in 8 gezeigt, weist die Leuchtanzeigeneinheit 1 auf:
eine Flüssigkristallanzeige 11 zum Anzeigen
eines Anzeigenbildes; ein Hintergrundlicht 13 vom Typ der
Flächenlumineszenz
zum Abstrahlen von Beleuchtungslicht und ein fokussierendes Linsenelement 15.
Das Hintergrundlicht 13 ist an der Rückseite der Flüssigkristallanzeige 11 angeordnet. Das
fokussierende Linsenelement 15 ist zwischen der Flüssigkristallanzeige 11 und
dem Hintergrundlicht 13 angeordnet, um Strahlen des Beleuchtungslichts,
das vom Hintergrundlicht 13 abgestrahlt wird, im Bereich
der Flüssigkristallanzeige 11 zu
fokussieren.
Wie
vorangehend beschrieben, muss die Leuchtanzeigeneinheit 1 in
einer Ebene ausgerichtet sein, die in Bezug auf die Sichtlinie L'' der Reflektion von dem konkaven Spiegel 3 geneigt
ist. Wenn, wie in 9 gezeigt, eine optische Achse
des Beleuchtungslichts, das vom Hintergrundlicht 13 abgestrahlt wird,
in Bezug auf die Sichtlinie L'' der Reflektion von dem
konkaven Spiegel 3 geneigt ist, entweicht ein Teil des
Lichts des Abbilds, das durch die Flüssigkristallanzeige 11 tritt
und gegen den konkaven Spiegel 3 vordringt, außerhalb
des konkaven Spiegels, wodurch eine unzureichende Lichtmenge für das Anzeigenbild
zur Verfügung
steht. Der Betrag des entweichenden Lichts hängt von dem Betrag ab, in dem
die optische Achse in Bezug auf die Sichtlinie L'' der
Reflektion von dem konkaven Spiegel 3 geneigt ist.
In
einem Leuchtanzeigengerät
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind – wie in 10 gezeigt – das Hintergrundlicht 13 und
das fokussierende Linsenelement 15 so ausgerichtet, dass
die optische Achse des Beleuchtungslichts mit der Sichtlinie L'' der Reflektion von dem konkaven Spiegel 3 abgeglichen
ist. Eine Leuchtfläche 13a des
Hintergrundlichts steht somit senkrecht auf der Sichtlinie L'', so dass das Licht des Anzeigenbilds,
das durch die Flüssigkristallanzeige 11 tritt
und gegen den konkaven Spiegel 3 vordringt, innerhalb des
Bereichs des konkaven Spiegels 3 verbleibt.
In
größerer Ausführlichkeit
weist das Hintergrundlicht 13, wie in 11 gezeigt,
eine Mehrzahl von Weißlichtdioden 13c auf
(d.h. eine Mehrzahl von punktförmigen
Lichtquellen), die auf einem Substrat 13b angeordnet sind.
Wie in 12 gezeigt, weist in dieser
Ausführungsform
das fokussierende Linsenelement 15 eine Mehrzahl von fokussierenden
Linsen 15a auf, die in einer Ebene in Form einer Reihung
angeordnet sind.
Wie
in 11 gezeigt, ist jede fokussierende Linse 15a des
fokussierenden Linsenelements 15 in Bezug auf die entsprechende
Weißlichtdiode 13c des Hintergrundlichts 13 so
ausgerichtet, dass eine optische Achse des von jeder Weißlichtdiode 13c abgestrahlten
Beleuchtungslichts mit einer optischen Achse einer entsprechenden
fokussierenden Linse 15a abgeglichen wird. Somit sind diese
optischen Achsen parallel zur Sichtlinie L'' der
Reflektion von dem konkaven Spiegel 3.
Wie
in 13 gezeigt, verbleiben dadurch die Strahlen des
Beleuchtungslichts, die von der Weißlichtdiode 13c abgestrahlt
und von der entsprechenden fokussierenden Linse 15a fokussiert
werden, innerhalb eines Bereichs der Flüssigkristallanzeige 11,
die in Bezug auf die Sichtlinie L'' der
Reflektion von dem konkaven Spiegel 3 und das gesamten Hintergrundlicht 13 geneigt
ausgerichtet ist. Dadurch verbleibt das Licht des Anzeigenbilds,
das durch die Flüssigkristallanzeige 11 hindurch
tritt, innerhalb des Bereichs des konkaven Spiegels 3,
wie in 10 gezeigt.
Wenn
die fokussierende Linse 15a weiter von der entsprechenden
Weißlichtdiode 13c entfernt wird,
liegt das Beleuchtungslicht nach seiner Fokussierung in einer Form
vor, die parallelen Strahlen nahe kommt, während ein Anteil der zu fokussierenden
Lichtstrahlen des Beleuchtungslichts, der diffuses Licht ist, durch
Verwenden der fokussierenden Linse 15a abnimmt. Wenn andererseits
die fokussierende Linse 15a nahe an die Weißlichtdiode 13c gelangt,
nimmt das Beleuchtungslicht nach seiner Fokussierung eine Form an,
die diffusem Licht nahe kommt, während
der Anteil der zu fokussierenden Lichtstrahlen des Beleuchtungslichts
durch Verwenden der fokussierenden Linse 15a zunimmt.
Wenn
der Anteil der zu fokussierenden Lichtstrahlen des Beleuchtungslichts
durch Verwenden der fokussierenden Linse 15a zunimmt, kann
das vom Hintergrundlicht 13 abgestrahlte Beleuchtungslicht
wirksam für
das Licht des Anzeigenbilds des Flüssigkristallanzeige 11 verwendet
werden, um die Helligkeit zu erhöhen.
Wenn andererseits das Beleuchtungslicht nach Fokussieren durch die
fokussierende Linse 15a in einer Form vorliegt, die parallelen Strahlen
nahe kommt, wird das Beleuchtungslicht, das vom Hintergrundlicht 13 abgestrahlt wird,
in einen weiten Bereich des konkaven Spiegels 3 und der Frontscheibe 5 ausgestrahlt,
nachdem das Beleuchtungslicht durch die Flüssigkristallanzeige 11 hindurch
getreten ist. Daher kann der Abstand zwischen dem Hintergrundlicht 13 und
dem fokussierenden Linsenelement 15 optimiert werden, indem
die oben erläuterten
Besonderheiten berücksichtigt
werden.
In
der bevorzugten Ausführungsform,
die oben beschrieben ist, verbleiben die Strahlen des Beleuchtungslichts,
das von der Leuchtfläche 13a des Hintergrundlichts 13,
das senkrecht zur Sichtlinie L'' der Reflektion vom
konkaven Spiegel 3 ausgerichtet ist, abgestrahlt wird,
innerhalb des Bereichs der Flüssigkristallanzeige 11.
Dies wird erreicht, indem die Flüssigkristallanzeige 11 mit
einer Neigung in Bezug auf die Sichtlinie L'' der
Reflektion vom konkaven Spiegel 3 ausgerichtet ist und
das fokussierende Linsenelement 15 zwischen der Flüssigkristallanzeige 11 und
dem Hintergrundlicht 13 angeordnet ist. Darüber hinaus
werden die Strahlen des Beleuchtungslichts, das nach Durchtreten
durch die Flüssigkristallanzeige 11 das
Licht des Anzeigenbilds wird, innerhalb des konkaven Spiegel 3 fokussiert.
Dadurch wird das Beleuchtungslicht des Hintergrundlichts 13 wirksam
verwendet. Es kann das Auftreten einer Differenz im Strahlengang
vom Hintergrundlicht 13 zum Augpunkt I zwischen der oberen
und der unteren Seite des Anzeigenbilds vermieden werden. Dadurch kann
verhindert werden, dass das virtuelle Bild des Anzeigenbilds vom
Augpunkt I aus gesehen uneinheitlich in der Helligkeit erscheint.
Das
fokussierende Linsenelement 15 kann in einigen Ausführungsformen
aus einer einzigen fokussierenden Linse bestehen. Im Vergleich mit
einem solchen Fall wo das fokussierende Linsenelement 15 mit
einer einzigen fokussierenden Linse gestaltet wird, kann die Krümmung einer
konvexen Oberfläche
der Linse klein sein, wenn das fokussierende Linsenelement 15 eine
Mehrzahl an fokussierenden Linsen 15a aufweist, die in
einer Ebene in Form in Form einer Reihung angeordnet sind. Daher kann
die Herstellung der Linse einfach sein und die Dicke des fokussierende
Linsenelements 15 in einer Richtung der Sichtlinie L'' nach Reflektion von dem konkaven Spiegel 3 klein
sein.
Die
punktförmige
Lichtquelle, die im Hintergrundlicht 13 eingesetzt wird,
ist nicht auf eine Weißlichtdiode 13c beschränkt. Ferner
kann das Hintergrundlicht 13 zusätzlich zur punktförmigen Lichtquelle
eine weitere Lichtquelle aufweisen.
In
einigen Ausführungsformen
sind dagegen, wie z.B. in 11 gezeigt,
eine Mehrzahl von Weißlichtdioden 13c als
punktförmige
Lichtquellen auf einem Substrat 13b angeordnet. In einer
dieser Ausführungsformen
ist jede fokussierende Linse 15a des fokussierenden Linsenelements 15 in
Bezug auf eine Weißlichtdiode 13c des
Hintergrundlichts 13 so ausgerichtet, dass eine optische
Achse des von jeder Weißlichtdiode 13c abgestrahlten
Beleuchtungslichts, wie in der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
beschrieben, mit einer optischen Achse der entsprechenden fokussierenden
Linsen 15a abgeglichen ist. Der Fachmann wird zu würdigen wissen,
dass in einer solchen Ausführungsform
die Strahlen des gesamten Beleuchtungslichts wirksam innerhalb eines
gewünschten
Bereichs fokussiert werden können.
In
der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform kann die vorliegende
Erfindung beispielsweise in einer halbverspiegelten Anzeige zur
Anordnung vor einem Fahrer in einem Fahrzeug Anwendung finden. Bei
einer solchen Anwendung kann z.B. das Licht des Anzeigenbilds von
der Flüssig kristallanzeige 11 durch
den konkaven Spiegel 3 und die Frontscheibe 5 reflektiert
werden und den Augpunkt I erreichen. Die vorliegende Erfindung kann
jedoch auch in mannigfaltiger Weise in einem Leuchtanzeigengerät Anwendung
finden. So kann beispielsweise ein solches Leuchtanzeigengerät zu anderer
Anwendung als in einem Fahrzeug bestimmt sein, zum Beispiel in einem
Anzeigengerät
vom Typ der virtuellen Bilddarstellung, solange das Anzeigengerät ein Leuchtanzeigengerät ist, in
dem ein Leuchtanzeigenbild von der Flüssigkristallanzeige durch ein reflektierendes
Element reflektiert wird, so dass das Abbild gesehen werden kann.
In einem solchen Anzeigengerät
vom Typ der virtuellen Bilddarstellung kann ein Anzeigenbild mittels
einer Flüssigkristallanzeige
und einem Hintergrundlicht durch einen reflektierenden Spiegel reflektiert
werden, so dass das Abbild vom Augpunkt aus gesehen werden kann.
Die
im Vorangehenden beschriebenen Ausführungsformen sind näher beschrieben,
um das Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Änderungen liegen im Bereich
der Fertigkeiten und Kenntnisse des Fachmanns, ohne dass dadurch
vom Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.