JP2001356294A - カラーヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Abstract
表示部3を通って放射されて、ガラスに投影可能になっ
ている形式のカラーヘッドアップディスプレイを改良し
て、コンパクトに構成されかつ広い範囲で調光可能であ
るカラーヘッドアップディスプレイを提供する。 【解決手段】 多数の赤、青および緑の発光ダイオード
10,11,12が、被覆されることなく共通の1つの
支持体16,17,19上に配置されており、熱導出装
置19が、発光ダイオードを冷却するために設けられて
いる。
Description
ディスプレイ、特に車両用のカラーヘッドアップディス
プレイに関する。
例えば蛍光ランプまたはハロゲンランプを有するカラー
ヘッドアップディスプレイが公知である。このようなデ
ィスプレイでは光源の光が、少なくとも部分的に光を透
過させる表示部を通って放射され、これらの光がガラス
上に投影可能である。ハロゲンランプは耐用寿命(約5
00〜1000運転時間)が比較的短いという欠点を有
している。自動車内におけるヘッドアップディスプレイ
の組付け位置によって、ランプの交換は熟練した専門家
によってしか可能ではない。蛍光ランプでは、蛍光ラン
プのジオメトリ的な寸法に基づき、光エネルギのごく僅
かな部分しか照明のためには使用されず、かつヘッドア
ップディスプレイのための使用可能な小さな領域にしか
光学系を使用することができない。
プレイは光源の調光領域を必要とする。なぜならば自動
車の周りの周辺明るさが時間と状況によって著しく変化
するからである。ハロゲンランプおよび蛍光ランプの調
光の際に、ランプのスペクトルな特性は変化するので、
相応した所要スペースと構造的な高い手間とのもとでの
み色的にニュートラルな調光が可能である。
パクトに構成されかつ広い範囲で調光可能であるカラー
ヘッドアップディスプレイを提供することである。
に本発明による構成では、多数の赤、青および緑の発光
ダイオードが、被覆されることなく共通の1つの支持体
上に配置されており、熱導出装置が、発光ダイオードを
冷却するために設けられていることによって解決され
た。
オードのケーシング)を廃止することによって、単個発
光ダイオードを非常に密に相並べて配置することができ
る。これにより、表示部を透射させるのに必要な高い輝
度を得ることができ、したがって明るい日中の日差しの
状況においても最適な表示が得ることができる。冷却装
置は非常に密に相並んで配置された発光ダイオードを熱
的な負荷から保護する。
の形に配置することができる。このコンパクトな領域を
例えばマトリックスとして形成することができる。これ
により単個発光ダイオードのボンディングを簡単に実施
することができる。例えば発光ダイオードの配置を螺線
状にまたは互いに内外に位置する同心的な円の形で形成
することも可能である。
クトルな感度と発光ダイオードのスペクトルな効率とに
適合されていることによって、これらの単個発光ダイオ
ードを完全に所望の輝度で所定の色調特に白色光におい
て完全に利用することができる。なぜならば種々異なる
色は同一の観察者にはほぼ同じ輝度に感じられ、所望の
色調(特に所望である白色光)を保つために、単数もし
くは複数のカラー群の調光が必要なくなるか、またはほ
とんど必要なくなるからである。
に、コンパクトな領域が十分に丸い形を有していること
によって、設けられている発光ダイオードの輝度を完全
に利用することができる。その結果、材料と特にエネル
ギとが節約され、ひいては熱損失も発光ダイオードによ
って、やむを得ない値まで減少させられる。
がチップパッドとして構成されていると特に簡単であ
る。これらのチップパッドはそれぞれ金属製の支持材料
領域に取り付けられていて、発光ダイオードの1つの端
子はこの支持材料領域に導電的に接続されている。前記
したような場合に各ボンディングワイヤが発光ダイオー
ドに、かつ別のボンディングワイヤが金属製の支持材料
領域に接続されていると、この発光ダイオードに特に簡
単に電気的なエネルギを供給することができる。同時
に、隣接し合う発光ダイオードの支持材料領域が互いに
電気的に絶縁されていると、このような構成により複数
の発光ダイオードの簡単な直列接続が実現可能である。
ていることによって集積回路は比較的わずかな外部端子
しか必要としない。さらに単個発光ダイオードのホット
スポットの危険性は著しく減少する。
列接続されていることによって、種々異なるカラーが種
々異なって調光可能であり、したがって必要な外部端子
の数を少なくすると同時に種々異なるカラーを表示可能
である。
において光透過性の表示部としてカラー液晶ディスプレ
イを使用することによって、特にこの光源で種々異なる
カラーの発光ダイオードが、光源が白色光を放射するよ
うに制御される場合に、簡単なカラー表示が可能であ
る。
ディスプレイにおいて光透過性の表示部としてモノクロ
液晶ディスプレイを使用することは、簡単な液晶ディス
プレイだけを必要とし、しかも、発光ダイオードの個々
の色が矢継ぎ早に相次いで接続・遮断可能である場合に
は、観察者は残像に基づいて組み合わされた画像を認識
するのでカラー表示が可能になる。
した実施例に基づき詳説する。
プディスプレイを部分的に断面して側方から見た原理図
である。このヘッドアップディスプレイは光源2と、集
光レンズ7と、液晶ディスプレイ3と、レンズ光学系4
と、自動車1のフロントガラス6における投影領域5と
から成っている。この集光レンズ7は、光源2からので
きるだけ多くの光が液晶ディスプレイ3に到達するよう
に働く。例えば光源2から放射された光のほとんど全て
が直接または反射によって液晶ディスプレイ3の方向に
至るように光源2を凹面鏡内に配置することによっても
良好な光使用率を得ることができる。この液晶ディスプ
レイ3は例えばドットマトリックスとして形成されてお
り、この液晶ディスプレイ3上には例えば矢印が示され
ている。光源2からの光は集光レンズ7によって集束さ
れ液晶ディスプレイ3に突入し、レンズ光学系4を介し
てフロントガラス6のプロジェクタ領域5に投影され
る。自動車1の運転手Fは自動車前方の環境(図示せ
ず)と一緒に矢印8を認識することができる。光源2
と、ディスプレイ3と、投影領域5、場合によっては設
けられる集光レンズ7または凹面鏡(図示せず)の配置
に応じてレンズ光学系4をも廃止することもできる。
な実施例の平面図には、支持材料領域9が示されてい
る。この支持材料領域9には発光ダイオード10,1
1,12がチップパッドの形で配置されていて、支持材
料領域9に導電的に接続されている。支持材料領域9は
直流的に溝13によって、互いに隣接し合う支持材料領
域9から分離されていて、マトリックス状に配置されて
いる。部材番号10を付与した発光ダイオード10は赤
であり、同様に部材番号11は青、部材番号12は緑で
ある。複数個ある、同一色の発光ダイオード10,1
1,12がそれぞれ直列に接続されており、その結果、
ボンディングワイヤ15がLEDチップパッド10,1
1,12または支持体フィールド9に接続されている。
ここでは複数個ある、同一色の発光ダイオードは常に直
列に接続されている。各列端部は外部端子R,G,Bに
続いており、この場合、外部端子Rは赤の発光ダイオー
ドに、外部端子Gは緑の発光ダイオードに、外部端子B
は青の発光ダイオードに接続されている。外部端子R,
G,Bに始まってボンディングワイヤを辿ることによっ
て、図示した69個の発光ダイオード10,11,12
の内、19個の赤の発光ダイオード10と、16個の青
の発光ダイオード11と、34個の緑の発光ダイオード
12があるのが分かる。赤および青の発光ダイオード1
0,11と比べて緑の発光ダイオード12の数が多いの
は、光が、少ない赤および青の光に対して特に多くの緑
の光を有していると、肉眼ではこの混ざり合った光を白
として認識するということに基づく。
配置がほぼ円形面を形成していることが見てとれる。光
が図1に示した集光レンズ7を通って放射される場合に
は、この円形面の外側の発光ダイオードは照明効率をほ
とんど改良することなく単にエネルギ消費と熱損失とを
増大させるだけである。この円形面を完全に取り囲む円
は例えば6mmの直径であり得る。図示した例では支持
材料領域9の縁部長さは約600μmである。赤い発光
ダイオードチップパッド10の縁部長さは約250μ
m、青い発光ダイオードチップパッドおよび緑の発光ダ
イオードチップパッド11,12の縁部長さはそれぞれ
約310μmである。しかし別の寸法もまた考えられ
る。円形面の小さな直径と、発光ダイオードの数の多さ
(図示した例では69個)とによって光源2は必要な輝
度を達成する。この円形面の構成を例えば相並べて配置
される発光ダイオードを、互いに内外に位置する同心的
な円または螺線の形に配置することによっても実現する
ことができる。
金属製の支持材料領域9に導電的に接続されて、当該支
持材料領域9に配置されたチップパッドの形の発光ダイ
オード10,11,12が示されている。これらの支持
材料領域9は熱伝導性の電気的な絶縁層16上に配置さ
れている。絶縁層16の下にはさらに別の熱伝導性の電
気的な絶縁層17、例えば珪素またはセラミックが位置
しており、この絶縁層17は例えば伝導性接着材または
ろう材層18を用いて銅支持体19に熱伝導的に接続さ
れている。この銅支持体19は光源2における同時の均
等な熱分配のために、ひいては冷却のためにも働く。こ
の銅支持体19を別の熱伝導のよい材料から製造する、
かつ/または冷却体に接続することもできる。
ィエ素子によって実現することができる。
これらの光源2はそれぞれ1つの集光レンズ7を介して
それぞれ1つの表示部3に光を透射する。それぞれ所望
の投影領域5の高さおよび幅が互いに著しく異なる場合
には、この配置は特に重要である。したがって設けられ
ている発光ダイオードの光はより良好に利用される。さ
らにひずみに関連した問題がほとんど生じないか、もし
くはひずみの抑制をより簡単に実現することができる。
複数の光源2で1つだけの表示部3を透光させることも
可能である。
ディスプレイの1実施例である。
図である。
断面図である。
レイの概略図である。
示部)、 4 レンズ光学系、 5 投影領域、 6
フロントガラス、 7 集光レンズ、 8 矢印、 9
支持材料領域、 10,11,12 発光ダイオー
ド、 13 溝、16,17 絶縁層、 18 ろう材
層、 19 支持体
Claims (15)
- 【請求項1】 特に自動車用のカラーヘッドアップディ
スプレイであって、光源(2)の光が少なくとも部分的
に光透過性の表示部(3)を通って放射されて、ガラス
に投影可能になっている形式のものにおいて、 多数の赤、青および緑の発光ダイオード(10,11,
12)が、被覆されることなく共通の1つの支持体(1
6,17,19)上に配置されており、熱導出装置(1
9)が、発光ダイオードを冷却するために設けられてい
ることを特徴とする、カラーヘッドアップディスプレ
イ。 - 【請求項2】 多数の発光ダイオード(10,11,1
2)が、コンパクトな領域の形に配置されている、請求
項1記載のカラーヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項3】 前記コンパクトな領域がマトリックス状
に形成されている、請求項2記載のカラーヘッドアップ
ディスプレイ。 - 【請求項4】 同一色の発光ダイオードの個数が、目の
スペクトルな感度と、前記複数の発光ダイオードのスペ
クトルな効率とに適合されている、請求項1から3まで
のいずれか1項記載のカラーヘッドアップディスプレ
イ。 - 【請求項5】 前記コンパクトな領域が十分に丸い形を
有している、請求項1から4までのいずれか1項記載の
カラーヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項6】 単個発光ダイオード(10,11,1
2)が、チップパッドとして形成されており、該チップ
パッドが金属製の支持材料領域(9)に取り付けられて
いる、請求項1から5までのいずれか1項記載のカラー
ヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項7】 少なくとも1つのボンディングワイヤ
(15)が、それぞれチップパッド(10,11,1
2)と支持材料領域(9)とに接続されている、請求項
6記載のカラーヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項8】 複数の発光ダイオード(10,11,1
2)が、直列に接続されている、請求項1から7までの
いずれか1項記載のカラーヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項9】 複数個ある、同一色の発光ダイオード
(10,11,12)が、直列に接続されている、請求
項8記載のカラーヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項10】 液晶ディスプレイとしての光透過性の
表示部(3)が、少なくとも部分的に遮断されている、
請求項1から9までのいずれか1項記載のカラーヘッド
アップディスプレイ。 - 【請求項11】 表示部(3)がカラー液晶ディスプレ
イであって、光源(2)が赤、青および緑の光を同時に
放射するように構成されている、請求項10記載のカラ
ーヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項12】 液晶ディスプレイ(3)がモノクロ液
晶ディスプレイであって、発光ダイオードの個々の色
が、矢継ぎ早に相次いで接続・遮断可能である、請求項
10記載のカラーヘッドアップディスプレイ。 - 【請求項13】 光源(2)と表示部(3)との間に集
光レンズ(7)が、配置されている、請求項1から12
までのいずれか1項記載のカラーヘッドアップディスプ
レイ。 - 【請求項14】 発光ダイオード(10,11,12)
の光が、単数もしくは複数の鏡を用いて反射され、表示
部(3)を通って放射されるように構成されている、請
求項1から13までのいずれか1項記載のカラーヘッド
アップディスプレイ。 - 【請求項15】 単数もしくは複数の表示部(3)が複
数の光源(2)を有している、請求項1から14までの
いずれか1項記載のカラーヘッドアップディスプレイ。
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