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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtungseinheit
einer Anzeigevorrichtung, die zur Verwendung in z. B. Fahrzeugnavigationssystemen
geeignet ist, und betrifft ferner eine Anzeigevorrichtung mit der
Hintergrundbeleuchtungseinheit.
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HERANGEZOGENER STAND DER TECHNIK
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Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
für die Bildanzeige
sind in Fahrzeugnavigationssystemen, bordeigenen Flüssigkristallfernsehsystemen,
Anzeigevorrichtungen von Personalcomputern, Mobiltelephonen, persönlichen
digitalen Assistenten (PDA) und dergleichen weit verbreitet. Diese
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
verwenden eine Hintergrundbeleuchtungseinheit, die eine Flüssigkristallanzeigetafel
von deren Rückseite
her beleuchtet, um die Leuchtkraft des Anzeigebildschirms zu steigern.
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In
letzter Zeit bestand die Forderung, dass eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
eine beliebige Wahl zwischen der Sichtbarkeit des Anzeigebildschirms
direkt von vorn betrachtet und der Sichtbarkeit desselben schräg von der
Seite betrachtet entsprechend der Nutzungsumgebung der Vorrichtung erlauben
soll.
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Zum
Beispiel kann ein Mobiltelephonbenutzer wünschen, ein Bild oder eine
Information, die auf der Flüssigkristallanzeige
des Telephons angezeigt wird, vertraulich zu betrachten, ohne dass
eine weitere Person während
der Nutzung diese von der Seite sieht. Es gibt ferner Fälle, in
denen ein Mobiltelephonbenutzer wünscht, das angezeigte Bild
oder die Information gemeinsam mit weiteren Personen zu betrach ten.
Für die
Anzeige eines Fahrzeugnavigationssystems kann der Benutzer wünschen,
dass diese von einer gewünschten
Position aus sichtbar ist, wie z. B. vom Fahrersitz, vom Beifahrersitz
oder vom Rücksitz.
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Die
japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 2006-66282 schlägt
eine Hintergrundbeleuchtungseinheit vor, die eine Lichtführungsplatte
aufweist, die mit mehreren zueinander parallelen Rippen versehen
ist, die jeweils eine glatte erste geneigte Fläche und eine raue zweite geneigte Fläche umfassen.
Die Hintergrundbeleuchtungseinheit weist ferner lineare erste und
zweite Lichtquellen auf, die parallel zu den Rippen angeordnet sind.
In dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit wird das Licht von der
ersten Lichtquelle veranlasst, auf die glatte erste geneigte Fläche aufzutreffen,
um austretendes Licht mit hoher Richtcharakteristik zu erhalten,
und Licht von der zweiten Lichtquelle wird veranlasst, auf die raue
zweite geneigte Fläche
aufzutreffen, um austretendes Licht mit geringer Richtcharakteristik
zu erhalten. Das heißt,
das auf die raue zweite geneigte Fläche auftreffende Licht wird
gestreut, wenn es hiervon reflektiert wird. Dementsprechend ermöglicht die vorgeschlagene
Hintergrundbeleuchtungseinheit dem Benutzer, beliebig zwischen zwei
Betrachtungsmodi zu wählen,
indem zwischen der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle
umgeschaltet wird. Genauer, wenn sich ein Beobachter in der Nähe des Benutzers
befindet, erlaubt die Hintergrundbeleuchtungseinheit eine willkürliche Wahl
zwischen einem Modus, in dem nur der Benutzer die Anzeige sehen
kann, und einem Modus, in dem nicht nur der Benutzer, sondern auch
ein weiterer Beobachter diese sehen kann.
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Die
oben beschriebene herkömmliche
Hintergrundbeleuchtungseinheit weist jedoch noch die folgenden zu
lösenden
Probleme auf.
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Wenn
Licht auf die raue zweite geneigte Fläche auftrifft, ist die Richtcharakteristik
mit einer Leuchtkraftspitze an einer Position direkt vor dem Anzeigebildschirm
gering. Der Anzeigebildschirm kann somit über einen weiten Winkelbereich
betrachtet werden, jedoch ist es schwierig, nur die Sichtbarkeit des
schräg
von der Seite betrachte ten Anzeigebildschirms zu steigern, während die
Sichtbarkeit desselben direkt von vorne betrachtet verringert wird.
Im Fall eines Fahrzeugnavigationssystems wird z. B. die Anzeigevorrichtung
im Allgemeinen in der Mitte eines Armaturenbretts eines Fahrzeugs
installiert, d. h. zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz.
Der Anzeigebildschirm muss daher eine hohe Sichtbarkeit bieten,
wenn er schräg
von der Seite betrachtet wird, d. h. wenn er sowohl vom Fahrer auf
dem Fahrersitz als auch vom Insassen auf dem Beifahrersitz betrachtet
wird. Dementsprechend ist die obenbeschriebene herkömmliche
Hintergrundbeleuchtungseinheit für
die Verwendung in solchen Fahrzeugnavigationssystemen ungeeignet.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obenbeschriebenen Umstände gemacht.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hintergrundbeleuchtungseinheit
zu schaffen, die willkürlich
zwischen der Emission von Licht mit hoher Richtcharakteristik in
einer einzigen Richtung und der Emission von Licht mit Richtcharakteristik
in zwei Richtungen umgeschaltet werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Anzeigevorrichtung
mit der obenbeschriebenen Hintergrundbeleuchtungseinheit zu schaffen.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Hintergrundbeleuchtungseinheit,
die eine Prismenfolie, eine erste Lichtführungsplatte, eine zweite Prismenfolie,
eine zweite Lichtführungsplatte,
eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle enthält. Die erste
Prismenfolie weist eine untere Fläche auf, die mehrere zueinander
parallele langgestreckte Prismen aufweist. Die erste Lichtführungsplatte
ist unterhalb der ersten Prismenfolie angeordnet. Die zweite Prismenfolie
ist unterhalb der ersten Lichtführungsplatte
angeordnet. Die zweite Prismenfolie weist eine untere Fläche auf,
die mehrere zueinander parallele langgestreckte Prismen aufweist.
Die zweite Lichtführungsplatte
ist unterhalb der zweiten Prismenfolie angeordnet. Die erste Lichtquelle
ist neben einer Randfläche
der ersten Lichtführungsplatte
angeordnet, um Licht in die erste Lichtführungsplatte zu emittieren,
wobei das Licht eine optische Achse aufweist, die in der Draufsicht
einen vorgegebenen Winkel zu den langgestreckten Prismen der ersten
Prismenfolie aufweist. Die zweite Lichtquelle ist neben einer Randfläche der
zweiten Lichtführungsplatte
angeordnet, um Licht in die zweite Lichtführungsplatte zu emittieren,
wobei das Licht eine optische Achse aufweist, die in der Draufsicht
einen vorgegebenen Winkel zu den langgestreckten Prismen der zweiten
Prismenfolie aufweist.
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Wenn
bei dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit Beleuchtungslicht von
nur der ersten Lichtquelle emittiert wird, wird das Licht durch
nur die erste Prismenfolie übertragen,
um somit austretendes Licht mit einer hohen Richtcharakteristik
in Vorwärtsrichtung
relativ zum Anzeigebildschirm zu erhalten. Wenn Beleuchtungslicht
nur von der zweiten Lichtquelle emittiert wird, wird das Licht durch
sowohl die zweite Prismenfolie als auch die erste Prismenfolie übertragen,
um somit austretendes Licht mit einer Richtcharakteristik in zwei
schrägen
seitlichen Richtungen relativ zum Anzeigebildschirm zu erhalten. Wenn
Beleuchtungslicht sowohl von der ersten als auch von der zweiten
Lichtquelle emittiert wird, ist es möglich, austretendes Licht mit
einer Weitwinkel-Richtcharakteristik in drei Richtungen in Kombination
zu erhalten, d. h. in der direkten Vorwärtsrichtung und in zwei schrägen seitlichen
Richtungen relativ zum Anzeigebildschirm. Dementsprechend ist es
möglich,
beliebig und schnell zwischen der Emission von Licht mit hoher Richtcharakteristik
in einer einzigen Richtung, der Emission von Licht mit Richtcharakteristik
in zwei Richtungen, und der Emission von Licht mit Weitwinkelrichtcharakteristik
in diesen drei Richtungen in Kombination umzuschalten, indem selektiv
zwischen den Ein/Aus-Betriebsweisen der ersten Lichtquelle und der
zweiten Lichtquelle umgeschaltet wird.
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Genauer
kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit wie folgt ausgeführt sein.
Die optische Achse des Lichts von der ersten Lichtquelle ist in
der Draufsicht rechtwinklig zu den langgestreckten Prismen der ersten
Prismenfolie, während
die optische Achse des Lichts von der zweiten Lichtquelle in der
Draufsicht rechtwinklig zu den langgestreckten Prismen der zweiten
Prismenfolie ist.
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Genauer
können
die langgestreckten Prismen der ersten Prismenfolie und die langgestreckten Prismen
der zweiten Prismenfolie zueinander parallel sein. Bei dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit kann
die oben beschriebene Richtcharakteristik in einer Ebene erhalten
werden, die die Prismen der ersten und zweiten Prismenfolien senkrecht
schneidet.
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Bei
der Hintergrundbeleuchtungseinheit der vorliegenden Erfindung können die
langgestreckten Prismen der ersten Prismenfolie und die langgestreckten
Prismen der zweiten Prismenfolie in der Draufsicht einen vorgegebenen
Winkel zueinander aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, eine Richtcharakteristik
zu erhalten, in der Licht in einer Richtung senkrecht zu den Prismen
auf der ersten Prismenfolie polarisiert wird. Wenn z. B. die Rücken der
Prismen der zweiten Prismenfolie vertikal verlaufen, sind die Rücken der
Prismen der ersten Prismenfolie so angeordnet, dass sie parallel
zu einer Richtung senkrecht zu den Rücken der Prismen der zweiten
Prismenfolie verlaufen, d. h. horizontal, wodurch es möglich ist,
eine Richtcharakteristik zu erhalten, bei der das Licht vertikal
polarisiert wird.
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Außerdem schafft
die vorliegende Erfindung eine Anzeigevorrichtung, die eine Bildanzeigetafel und
die oben beschriebene Hintergrundbeleuchtungseinheit der vorliegenden
Erfindung enthält,
die an der Rückseite
der Bildanzeigetafel angeordnet ist. Die Anzeigevorrichtung enthält ferner
eine Schaltsteuereinheit, die das Ein/Aus-Schalten der ersten Lichtquelle durchführt, um
Licht zu emittieren, und die ferner das Ein/Aus-Schalten der zweiten
Lichtquelle durchführt,
um Licht zu emittieren. Bei dieser Anzeigevorrichtung ist es möglich, leicht
zwischen den oben beschriebenen Richtcharakteristiken umzuschalten,
indem beliebig zwischen den Ein/Aus-Betriebsweisen der ersten und
der zweiten Lichtquelle mit der Schaltsteuereinheit umgeschaltet
wird.
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Bei
der Anzeigevorrichtung kann die Schaltsteuereinheit so angeordnet
sein, dass sie fähig
ist, die Lichtmengen von ersten Lichtquelle bzw. der zweiten Lichtquelle
zu steuern. Licht von der zweiten Lichtquelle läuft durch zwei Lichtführungsplatten
und zwei Prismenfolien. Wenn somit das Licht die Austrittsoberfläche erreicht,
ist das Licht von zweiten Lichtquelle stärker gedämpft worden als das Licht von
der ersten Lichtquelle. Bei dieser Anzeigevorrichtung kann die Leuchtkraft
des austretenden Lichts vor und nach dem Umschalten zwischen der ersten
und der zweiten Lichtquelle konstant gehalten werden, indem die
Lichtmenge von der zweiten Lichtquelle größer eingestellt wird als diejenige
von der ersten Lichtquelle. Wenn die erste Lichtquelle und die zweite
Lichtquelle gleichzeitig eingeschaltet werden, können die hiervon emittierten
Lichtmengen so gesteuert werden, dass die Leuchtkraft ähnlich derjenigen
ist, die sich ergibt, wenn nur eine von diesen eingeschaltet ist.
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Die
Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ferner dadurch
gekennzeichnet, dass die Bildanzeigetafel eine Flüssigkristallanzeigetafel
ist. Das heißt,
diese Anzeigevorrichtung ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
die eine Flüssigkristallanzeigetafel
verwendet. Daher kann die Vorrichtung in der Dicke, im Gewicht und
in den Kosten reduziert sein, wobei eine Flüssigkristallanzeige mit schaltbaren
Richtcharakteristiken erhalten werden kann.
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Die
Anzeigevorrichtung kann in einem Fahrzeugnavigationssystem oder
einem bordeigenen Fernsehsystem verwendet werden. Die Verwendung der
Anzeigevorrichtung in einem solchen System ermöglicht die Auswahl der Lichtrichtcharakteristik
entsprechend jeweils dem Fahrersitz, dem Beifahrersitz und dem Rücksitz.
Dementsprechend können
die Helligkeit und eine zufriedenstellende Sichtbarkeit für jeden
dieser Sitze erhalten werden.
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In
der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Bildanzeigetafel
dafür ausgelegt sein,
unterschiedliche Bilder für
mehrere vorgegebene Richtungen anzeigen zu können, für eine Betrachtung des Anzeigebildschirms
der Bildanzeigetafel. Das heißt,
die Anzeigevorrichtung ermöglicht,
unterschiedliche Bilder mit zufrieden stellender Sichtbarkeit in
den jeweiligen Richtungen für
die Betrachtung des Anzeigebildschirms der Bildanzeigetafel zu sehen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Hintergrundbeleuchtungseinheit
der Anzeigevorrichtung der 1 zeigt.
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3 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Modus zum Erhalten von
austretendem Licht mit einer hohen Richtcharakteristik mit der in 2 gezeigten
Hintergrundbeleuchtungseinheit zeigt.
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4 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Modus zum Erhalten von
austretendem Licht mit Richtcharakteristik in zwei Richtungen mit der
in 2 gezeigten Hintergrundbeleuchtungseinheit zeigt.
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5 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Modus zum Erhalten von
austretendem Licht mit Weitwinkelrichtcharakteristik mit der in 2 gezeigten
Hintergrundbeleuchtungseinheit zeigt.
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6 ist
eine schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die eine Anordnung zeigt, bei der die
Ausdehnungsrichtungen der Prismen auf den ersten und zweiten Prismenfolien
in der Draufsicht einander senkrecht schneiden.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
erste Ausführungsform
einer Hintergrundbeleuchtungseinheit und einer Anzeigevorrichtung
mit derselben gemäß der vorliegenden
Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben.
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Eine
Hintergrundbeleuchtungseinheit 1 weist in dieser Ausführungsform,
wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, eine erste Prismenfolie 4, eine erste Lichtführungsplatte 5,
eine zweite Prismenfolie 6, eine zweite Lichtführungsplatte 7,
eine erste Lichtquelle 8, eine zweite Lichtquelle 9 und
eine reflektierende Folie 10 auf. Die erste Prismenfolie 4 weist eine
obere Fläche
auf, die neben der Rückseite
einer Flüssigkristallanzeigetafel
(Bildanzeigetafel) 2 angeordnet ist, sowie eine untere
Fläche
mit zueinander parallelen langgestreckten Prismen mit dreieckigen Querschnitt.
Die erste Lichtführungsplatte 5 ist
unterhalb der ersten Prismenfolie 4 angeordnet. Die zweite
Prismenfolie 6 ist unterhalb der ersten Lichtführungsplatte 5 angeordnet
und weist eine untere Fläche
mit zueinander parallelen langgestreckten Prismen mit dreieckigem
Querschnitt auf. Die zweite Lichtführungsplatte 7 ist
unterhalb der zweiten Prismenfolie 6 angeordnet. Die erste
Lichtquelle 8 ist neben einer Randfläche der ersten Lichtführungsplatte 5 angeordnet,
um Licht in die erste Lichtführungsplatte 5 zu
emittieren. Die zweite Lichtquelle 9 ist neben einer Randfläche der
zweiten Lichtführungsplatte 7 angeordnet,
um Licht in die zweite Lichtführungsplatte 7 zu
emittieren. Die reflektierende Folie 10 ist unterhalb der
zweiten Lichtführungsplatte 7 angeordnet.
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Die
Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform
ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
die in einem Fahrzeugnavigationssystem oder einem bordeigenen Fernsehsystem
verwendet wird, die eine Flüssigkristallanzeigetafel 2 und
die oben beschriebene Hintergrundbeleuchtungseinheit 1 enthalten, die
an der Rückseite
der Flüssigkristallanzeigetafel 2 angeordnet
ist. Die Anzeigevorrichtung weist ferner eine Schaltsteuereinheit 11 auf,
die eine Steuereinheit ist, die zwischen den ersten und zweiten
Lichtquellen 8 und 9 zur Lichtemission umschalten
kann.
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Die
Flüssigkristallanzeigetafel 2 ist
eine halbdurchlässige
Flüssigkristallanzeigetafel
und weist einen Tafelkörper 15 mit
einem Flüssigkristallmaterial
L auf, das mit einem Dichtmittel 14 in einem Spalt zwischen
einem oberen Substrat 12 und einem unteren Substrat 13 gekapselt
ist. Eine halbdurchlässige
reflektierende Folie 16 mit sowohl Lichtdurchlassfunktion
als auch Lichtreflexionsfunktion ist unterhalb des Tafelkörpers 15 vorgesehen.
Als Flüssigkristallmaterial
L kann z. B. TN-Flüssigkristall
oder STN-Flüssigkristall
verwendet werden. Das obere Substrat 12 umfasst ein transparentes
Substrat 12a, das z. B. aus Glas gefertigt ist. Eine transparente
Elektrode 12b, die aus einem ITO-Film gefertigt ist (ITO
= Indium-Zinn-Oxid), ist auf der unteren Fläche des transparenten Substrats 12a vorgesehen.
Ein Ausrichtungsfilm 12c ist auf der unteren Fläche der
transparenten Elektrode 12b vorgesehen. Der Ausrichtungsfilm 12c wird
durch Anwenden einer Ausrichtungsbehandlung auf einen transparenten
Polyimidharzfilm oder dergleichen gebildet. Außerdem ist ein Polarisator 12d auf
der oberen Fläche
des transparenten Substrats 12a vorgesehen.
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Das
untere Substrat 13 umfasst ein transparentes Substrat 13a,
das z. B. aus Glas gefertigt ist. Eine transparente Elektrode 13b,
die aus einem ITO-Film gefertigt ist, ist auf der oberen Fläche des transparenten
Substrats 13a vorgesehen. Ein Ausrichtungsfilm 13c ist
auf der oberen Fläche
der transparenten Elektrode 13b vorgesehen. Der Ausrichtungsfilm 13c wird
durch Anwenden einer Ausrichtungsbehandlung auf einen transparenten
Polyimidharzfilm oder dergleichen gebildet. Außerdem ist ein Polarisator 13d auf
der unteren Fläche
des transparenten Substrats 13a vorgesehen.
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Die
halbdurchlässige
reflektierende Folie 16 kann eine aluminiumbedampfte Folie
sein, die mit Lichtdurchlasseigenschaften versehen ist, oder z.
B. ein reflektierender Polarisator. Es ist zu beachten, dass ein
(nicht gezeigter) Abstandhalter, der Quarzkugeln oder Kunststoffkugeln
enthält,
z. B. verteilt im Spalt zwischen den oberen und unteren Substraten 12 und 13 vorgesehen
ist, um somit ein gewünschtes Spaltmaß sicherzustellen.
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Die
erste Prismenfolie 4 und die zweite Prismenfolie 6 sind
transparente folienförmige
Elemente, die Licht von der ersten Lichtführungsplatte 5 und
der zweiten Lichtführungsplatte 7 in
Richtung ihrer jeweiligen Oberseiten sammeln.
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Die
erste Lichtführungsplatte
und die zweite Lichtführungsplatte 7 sind
z. B. aus einem transparenten Polycarbonat oder Acrylharz gefertigt.
Die erste Lichtführungsplatte 5 ist
so ausgelegt, dass Licht hauptsächlich
aus ihrer oberen Fläche
emittiert wird.
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Die
reflektierende Folie 10 ist aus einer Metallfolie, einem
Film oder einer Folie mit einer Lichtreflexionsfunktion gebildet.
In dieser Ausführungsform wird
ein Film, der mit einer aufgedampften Aluminiumschicht versehen
ist, als reflektierende Folie 10 verwendet.
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Die
erste Lichtquelle 8 und die zweite Lichtquelle 9 umfassen
mehrere weiße
lichtemittierende Dioden (LEDs), die neben den jeweiligen Randflächen der
ersten und zweiten Lichtführungsplatten 5 und 7 angeordnet
sind. Die weißen
LEDs werden z. B. jeweils durch Kapseln einer Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung
auf einem Substrat mit einem Kunstharzmaterial gebildet. Die Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung
ist z. B. eine blaue (Wellenlänge λ: 470 bis
490 nm) LED-Vorrichtung oder eine ultraviolette (Wellenlänge λ: kleiner
als 470 nm) LED-Vorrichtung, die z. B. gebildet wird durch Stapeln
mehrerer Halbleiterschichten eines Gallium-Nitrid-Verbundhalbleiters
(z. B. InGaN-Verbundhalbleiter) auf einem isolierenden Substrat,
wie z. B. einem Saphirsubstrat.
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Das
Kunstharzmaterial, das zum Kapseln der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung
verwendet wird, wird gebildet, indem z. B. eine YAG-Fluoreszenzsubstanz
in ein Silikonharz als Hauptkomponente zugegeben wird. Die YAG-Fluoreszenzsubstanz konvertiert
blaues oder ultraviolettes Licht von der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung
in gelbes Licht, wobei durch einen Farbmischeffekt weißes Licht
erzeugt wird.
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Es
ist zu beachten, dass verschiedene LED-Vorrichtung zusätzlich zu
den oben beschriebenen als weiße
LEDs verwendet werden können.
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Die
Schaltsteuereinheit 11 ist sowohl mit der ersten Lichtquelle 8 als
auch der zweiten Lichtquelle 9 verbunden, um die ersten
und zweiten Lichtquellen 8 und 9 ein- und auszuschalten,
und ermöglicht,
die Lichtmengen von den ersten und zweiten Lichtquellen 8 und 9 entsprechend
jeweils der Ein/Aus-Steuerung zu steuern. Genauer steuert in einem
Fall ähnlich
demjenigen, in dem nur die zweite Lichtquelle 9 eingeschaltet
ist, die Schaltsteuereinheit 11 so, dass die Lichtmenge
von der zweiten Lichtquelle 9 größer als diejenige von der ersten
Lichtquelle 8 ist, wenn diese eingeschaltet ist. In einem
Fall ähnlich
demjenigen, bei dem die erste Lichtquelle 8 und die zweite Lichtquelle 9 gleichzeitig
eingeschaltet sind, steuert die Schaltsteuereinheit 11 die
Lichtmenge von jeder der ersten und zweiten Lichtquellen 8 und 9 so,
dass sie geringer sind als dann, wenn nur eine von diesen eingeschaltet
ist, so dass die Leuchtkraft des von der Austrittsoberfläche austretenden
Lichts ähnlich
der Leuchtkraft wird, wenn nur eine der Lichtquellen 8 und 9 eingeschaltet
ist.
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Als
Nächstes
wird das Verfahren des Umschaltens der Richtcharakteristiken des
Lichts in der Hintergrundbeleuchtungseinheit und der Anzeigevorrichtung
in dieser Ausführungsform
mit Bezug auf die 3 bis 5 erläutert.
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Zuerst,
wenn der Benutzer wünscht,
der Anzeigevorrichtung eine hohe Richtcharakteristik in Vorwärtsrichtung
relativ zum Anzeigebildschirm der Flüssigkristallanzeigetafel 2 zu
verleihen, wird die Schaltsteuereinheit 11 so betrieben,
dass sie nur die erste Lichtquelle 8 einschaltet, um Licht
zu emittieren, wie in 3 gezeigt ist. Das von der ersten Lichtquelle 8 emittierte
Licht tritt in die erste Lichtführungsplatte 5 ein,
in der das Licht reflektiert und gebrochen wird, um hauptsächlich aus
der oberen Fläche
der ersten Lichtführungsplatte
nach oben auszutreten.
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Das
aus der oberen Fläche
der ersten Lichtführungsplatte
austretende Licht wird durch die erste Prismenfolie 4 übertragen,
um nach oben auszutreten. Hierbei wird die Laufrichtung des Lichts
näher an eine
Richtung senkrecht zur oberen Fläche
der ersten Prismenfolie 4 mittels der Prismen 3 derselben gebracht.
Somit wird das austretende Licht veranlasst, auf die Flüssigkristallanzeigetafel 2 als
Beleuchtungslicht mit einer hoher Richtcharakteristik aufzutreffen.
Da dieses Beleuchtungslicht durch die Flüssigkristallanzeigetafel 2 läuft, kann
die Anzeige auf der Flüssigkristallanzeigetafel 2 mit
einer hoher Leuchtkraft betrachtet werden, wenn sie direkt von der
Vorderseite des Anzeigebildschirms aus betrachtet wird.
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Wenn
der Benutzer wünscht,
die Anzeigevorrichtung mit Richtcharakteristiken in zwei schrägen seitlichen
Richtungen relativ zum Anzeigebildschirm der Flüssigkristallanzeigetafel 2 zu
versehen, wird die Schaltsteuereinheit 11 so betrieben,
dass sie nur die zweite Lichtquelle 9 einschaltet, wie
in 4 gezeigt ist. Hierbei steuert die Schaltsteuereinheit 11 den
der zweiten Lichtquelle 9 zugeführten elektrischen Strom so,
dass die Leuchtkraft des der Flüssigkristallanzeigetafel 2 zugeführten Lichts
die Gleiche ist wie diejenige im obenbeschriebenen Fall, in dem
nur die erste Lichtquelle 8 eingeschaltet ist.
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Das
von der zweiten Lichtquelle 9 emittierte Licht tritt in
die zweite Lichtführungsplatte 7 ein,
in der das Licht reflektiert und gebrochen wird, um hauptsächlich aus
der oberen Fläche
der zweiten Lichtführungsplatte 7 nach
oben auszutreten. Es ist zu beachten, dass an der unteren Fläche der
zweiten Lichtführungsplatte 7 das
Licht mittels der reflektierenden Folie 10 nach oben reflektiert
wird, um aus der oberen Fläche
der zweiten Lichtführungsplatte 7 auszutreten.
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Das
nach oben aus der zweiten Lichtführungsplatte 7 austretende
Licht wird der Reihe nach durch die zweite Prismenfolie 6,
die erste Lichtführungsplatte 5 und
die erste Prismenfolie 4 übertragen, um nach oben auszutreten.
Wenn das Licht durch die zweite Prismenfolie 6 übertragen
wird, wird die Laufrichtung des Lichts einmal näher an eine Richtung senkrecht
zur oberen Fläche
der zweiten Prismenfolie 6 mittels der Prismen 3 derselben
gebracht. Wenn jedoch das Licht anschließend durch die erste Prismenfolie 4 übertragen
wird, wird es schräg
nach oben nach links und rechts relativ zu den Prismen 3 derselben
gerichtet.
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Dementsprechend
läuft das
Beleuchtungslicht mit den Richtcharakteristiken in zwei Richtungen durch
die Flüssigkristallanzeigetafel 2.
Die Anzeige auf der Flüssigkristallanzeigetafel 2 kann
daher mit einer höheren
Leuchtkraft gesehen werden, wenn sie von schrägen seitlichen Richtungen relativ
zum Anzeigebildschirm statt direkt von vorne betrachtet wird. Wenn
z. B. die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform in einem Fahrzeugnavigationssystem
verwendet wird, das in der Mitte des Armaturenbretts eines Fahrzeugs
installiert ist, ist es möglich,
eine zufriedenstellende Sichtbarkeit mit einer hohen Leuchtkraft
für sowohl
den Fahrer im Fahrersitz als auch den Insassen im Beifahrersitz
sicherzustellen, indem das System in diese Einstellung umgeschaltet
wird.
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Wenn
der Benutzer wünscht,
dass die Anzeigevorrichtung eine Richtcharakteristik in jeder der drei
Richtungen zur Verfügung
stellt, d. h. in Vorwärtsrichtung
und zwei schrägen
seitlichen Richtungen relativ zum Anzeigebildschirm der Flüssigkristallanzeigetafel 2,
wird die Schaltsteuereinheit 11 so betrieben, dass sie
sowohl die erste Lichtquelle 8 als auch die zweite Lichtquelle 9 einschaltet,
wie in 5 gezeigt ist. Hierbei steuert die Schaltsteuereinheit 11 den
der ersten Lichtquelle 8 und der zweiten Lichtquelle 9 zugeführten elektrischen
Strom so, dass die Leuchtkraft des auf die Flüssigkristallanzeigetafel 2 aufgebrachten
Lichts dieselbe ist wie diejenige im obenbeschriebenen Fall, in
dem nur eine der ersten und zweiten Lichtquellen 8 und 9 eingeschaltet
ist.
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Das
von der ersten Lichtquelle 8 emittierte Licht wird Beleuchtungslicht
mit einer hohen Richtcharakteristik in einer einzigen Richtung durch die
erste Prismenfolie 4, wie oben erwähnt worden ist. Das von der
zweiten Lichtquelle 9 emittierte Licht wird Beleuchtungslicht
mit Richtcharakteristiken in zwei Richtungen durch die zweite Prismenfolie 6 und die
erste Prismenfolie 4, wie oben erwähnt worden ist. Somit kann
Weitwinkelbeleuchtungslicht aus einer Kombination dieser Beleuchtungslichtarten
erhalten werden.
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Da
das Beleuchtungslicht mit Weitwinkelrichtcharakteristiken durch
die Flüssigkristallanzeigetafel 2 läuft, kann
die darauf befindliche Anzeige mit einer hohen Leuchtkraft in einem
weiten Winkelbereich gesehen werden, d. h. von einer Position direkt vor
dem Anzeigebildschirm der Flüssigkristallanzeigetafel 2 und
auch von schräg
seitlichen Richtungen relativ zum Anzeigebildschirm 2.
Wenn z. B. die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform in einem Fahrzeugnavigationssystem
verwendet wird, das in der Mitte des Armaturenbretts eines Fahrzeugs
installiert ist, können
drei Personen, d. h. der Fahrer auf dem Fahrersitz, der Insasse
auf dem Beifahrersitz und der Insasse auf dem Rücksitz, ein Bild mit hoher
Leuchtkraft sehen, indem das System in diese Einstellung umgeschaltet
wird.
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Somit
weist in dieser Ausführungsform
die Hintergrundbeleuchtungseinheit die erste Prismenfolie 4 und
die zweite Prismenfolie 6 auf, die in zwei Stufen übereinander
gestapelt sind, so dass Licht von der ersten Lichtquelle 8 und
Licht von der zweiten Lichtquelle 9 in diese eintreten
kann, die darüber angeordnet
sind, nachdem es durch die erste Lichtführungsplatte 5 bzw.
die zweite Lichtführungsplatte 7 übertragen
worden ist. Wenn somit nur die erste Lichtquelle 8 eingeschaltet
ist, läuft
das hiervon emittierte Licht nur durch die erste Prismenfolie 4,
um somit eine hohe Richtcharakteristik in Vorwärtsrichtung relativ zum Anzeigebildschirm
zu bewirken. Wenn nur die zweite Lichtquelle 9 eingeschaltet
ist, läuft das
hiervon emittierte Licht durch sowohl die zweite Prismenfolie 6 als
auch die erste Prismenfolie 4, um somit Richtcharakteristiken
in zwei schrägen
seitlichen Richtungen relativ zum Anzeigebildschirm zu bewirken.
Wenn sowohl die erste Lichtquelle 8 als auch die zweite
Lichtquelle 9 eingeschaltet sind, um Licht zu emittieren,
ist es möglich,
Weitwinkelrichtcharakteristiken in drei Richtungen zu erhalten, d.
h. in einer Richtung direkt nach vorne und in zwei schrägen seitlichen
Richtungen relativ zum Anzeigebildschirm.
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Da
außerdem
die Schaltsteuereinheit 11 die Menge des von der ersten
Lichtquelle 8 bzw. der zweiten Lichtquelle 9 emittierten
Lichts steuern kann, kann die Leuchtkraft vor und nach dem Umschalten zwischen
der ersten und der zweiten Lichtquelle 8 und 9 konstant
gehalten werden, indem die Lichtmenge von der zweiten Lichtquelle 9 größer eingestellt
wird als diejenige von der ersten Lichtquelle 8. Wenn die
erste Lichtquelle 8 und die zweite Lichtquelle 9 gleichzeitig
eingeschaltet sind, werden die hiervon emittierten Lichtmengen so
gesteuert, dass die Leuchtkraft derjenigen ähnlich ist, bei der nur eine von
diesen eingeschaltet ist. Hierdurch kann die Leuchtkraft zwischen
dem Einschalten beider Lichtquellen und dem Einschalten nur einer
derselben konstant gehalten werden.
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Somit
wird es möglich,
beliebig und schnell zwischen einer hohen Richtcharakteristik in
einer einzelnen Richtung, Richtcharakteristiken in zwei Richtungen
und Weitwinkelrichtcharakteristiken umzuschalten, indem selektiv
zwischen den Ein/Aus-Operationen
der ersten Lichtquelle 8 und der zweiten Lichtquelle 9 umgeschaltet
wird. Insbesondere die Verwendung der Anzeigevorrichtung in einem
Fahrzeugnavigationssystem oder einem bordeigenen Fernsehsystem ermöglicht die
Wahl einer Leuchtkraft entsprechend für jeweils den Fahrersitz, den
Beifahrersitz und den Rücksitz.
Dementsprechend kann eine helle und zufriedenstellende Sichtbarkeit
bei jedem dieser Sitze erreicht werden.
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Als
Nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
der Hintergrundbeleuchtungseinheit und der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf 6 erläutert. Es ist zu beachten,
dass die gleichen Bauelemente wie diejenigen, die in der vorangehenden
ersten Ausführungsform beschrieben
worden sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, die in
der ersten Ausführungsform
verwendet werden, wobei eine Beschreibung derselben hier weggelassen
wird.
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Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass in
der ersten Ausführungsform
die Prismen 3 der ersten Prismenfolie 4 und die
Prismen 3 der zweiten Prismenfolie 6 parallel
zueinander angeordnet sind, während
in der Hintergrundbeleuchtungseinheit und der Anzeigevorrichtung
der zweiten Ausführungsform
die Prismen 3 der ersten und zweiten Prismenfolien 4 und 6 so
angeordnet sind, dass sie einander senkrecht schneiden, wie in 6 gezeigt
ist.
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Ferner
ist die erste Lichtquelle 8 neben einer Randfläche der
ersten Prismenfolie 4 angeordnet, wobei diese Randfläche parallel
zu den Prismen 3 der ersten Prismenfolie 4 ist.
In ähnlicher
Weise ist die zweite Lichtquelle 9 neben einer Randfläche der zweiten
Prismenfolie 6 angeordnet, wobei diese Randfläche parallel
zu den Prismen 3 der zweiten Prismenfolie 6 ist.
In 6 sind die Prismen 3 der zweiten Prismenfolie 6 mittels
der durchgezogenen Linien gezeigt, während die Prismen 3 der
ersten Prismenfolie 4 mittels der gestrichelten Linien
gezeigt sind.
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Dementsprechend
bewirken in der zweiten Ausführungsform
die Prismen 3 der ersten Prismenfolie 4 eine Richtcharakteristik
in zwei vertikalen schrägen
Richtungen (wie in 6 gezeigt). Die Richtcharakteristik
in irgendwelchen Richtungen kann erhalten werden durch Annehmen
einer Anordnung, in der die erste Prismenfolie 4 relativ
zur zweiten Prismenfolie 6 beliebig drehbar ist.
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Obwohl
bestimmte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, ist die
vorliegende Erfindung nicht unbedingt auf die vorangehenden Ausführungsformen
beschränkt, sondern
kann in vielfältiger
Weise modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Obwohl
z. B. in den vorangehenden Ausführungsformen
die optische Achse des Lichts von jeder linearen Lichtquelle die
Prismen 3 der zugehörigen Prismenfolie
senkrecht schneidet, d. h. in einem Winkel von 90°, muss die
optische Achse nicht unbedingt die Prismen 3 rechtwinklig
schneiden.
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Obwohl
vorzugsweise weiße
LEDs als erste Lichtquelle 8 und zweite Lichtquelle 9 verwendet
werden, wie oben erwähnt
worden ist, können
auch lineare Leuchtstoffröhren
als erste und zweite Lichtquellen 8 und 9 verwendet
werden.
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Obwohl
ferner in den vorangehenden Ausführungsformen
die Lichtmenge von der zweiten Lichtquelle 9 größer festgelegt
wird als diejenige von der ersten Lichtquelle 8, ist es
auch möglich,
die Gesamtlichtmenge von der zweiten Lichtquelle 9 zu erhöhen, indem
eine größere Anzahl
von weißen
LEDs für
die zweite Lichtquelle 9 verwendet wird als für die erste
Lichtquelle 8.
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Obwohl
in den vorangehenden Ausführungsformen
ein einzelnes, d. h. dasselbe Bild auf der gesamten Flüssigkristallanzeigetafel 2 angezeigt
wird, ist es auch möglich,
unterschiedliche Bilder für
vorgegebene Richtungen anzuzeigen, z. B. in Vorwärtsrichtung und in schrägen seitlichen
Richtungen relativ zum Anzeigebildschirm. In diesem Fall ist die
Hintergrundbeleuchtungseinheit so angeordnet, dass das austretende
Licht Richtcharakteristiken in den vorgegebenen Richtungen relativ
zum Anzeigebildschirm aufweist, um somit ein zufriedenstellendes Bild
mit hoher Leuchtkraft aus den jeweiligen Richtungen sehen zu können. In
einem Fall, in dem z. B. ein Fahrzeugnavigationssystem in der Mitte
des Armaturenbretts eines Fahrzeugs installiert ist und gewünscht ist,
dass Karteninformationen auf dem Anzeigebildschirm aus der Richtung
des Fahrersitzes gesehen werden können und gleichzeitig ein Fernsehbild
aus der Richtung des Beifahrersitz gesehen werden kann, sollte die
Hintergrundbeleuchtungseinheit der vorliegenden Erfindung so eingestellt
sein, dass das austretende Licht Richtcharakteristiken in zwei Richtungen
(links und rechts) aufweist.
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Obwohl
in den vorangehenden Ausführungsformen
eine Flüssigkristallanzeigetafel
als Bildanzeigetafel verwendet wird, können auch andere Typen von
Bildanzeigetafeln verwendet werden, wie z. B. elektronisches Papier.
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Obwohl
in den vorangehenden Ausführungsformen
die Anzeigevorrichtung in einem Fahrzeugnavigationssystem oder einem
bordeigenen Fernsehsystem verwendet wird, kann sie auch auf andere
Anzeigezwecke angewendet werden, z. B. zur Preisanzeige.
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Ferner
können
mehrere Hintergrundbeleuchtungseinheiten der vorliegenden Erfindung
so angeordnet werden, dass sie einem großflächigen Anzeigebildschirm entsprechen,
wobei die Richtcharakteristik jeder Hintergrundbeleuchtungseinheit
jeweils steuerbar gemacht werden kann.