JP7287277B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
照明装置11aは、第1~第3のレンズ21~23と、複数の白色光源19と、回路基板16と、第1のケース体14と、反射防止膜(ARコーティング:Anti Reflection Coating)28a,28bと、を備える。
第2のレンズ22の入射面22iは、そのシリンドリカルレンズ部22aによって、光をZ方向に拡散する機能を有する。第2のレンズ22のシリンドリカルレンズ部22a,22bのピッチ及び曲率半径に基づき、光の拡散角度を調整することができる。また、第2のレンズ22の出射面22oは、そのシリンドリカルレンズ部22bによって、完全に平行化されていない光の拡散角度を調整する機能を有する。
第2のケース体15は、光不透過性樹脂により形成され、光拡散部材17及び液晶表示パネル18を保持する。第2のケース体15は、光拡散部材17及び液晶表示パネル18の周囲を囲む長方形の枠状に形成されている。
図3に示すように、青色光源素子19aの出射角度が大きくなるにつれて青色光源素子19aからの光が黄色蛍光体19bを通過する距離Dが長くなり、この距離Dが長くなるにつれて黄色蛍光体19bから出射される光Lwの色が黄色に近くなる。これにより、図12に示すように、各白色光源19から照射される光の周縁部90が中心部91よりも黄色味を帯びるイエローリング現象が生じる。
図3に示すように、青色光源素子19aから出射される光B1は、黄色蛍光体19b内において反射することなく黄色蛍光体19bから出射される。この光B1は白色光となる。一方、青色光源素子19aから出射される光B2は、黄色蛍光体19b内において黄色蛍光体19bの出射面、収容凹部19dの側面及び底面等に反射したうえで黄色蛍光体19bから出射される。この光B2は、光B1よりも黄色蛍光体19bから出射するまでの光路が長くなるため黄色光となる。
図4に示すように、白色光源19の発光面19sは、白色光である光B1が出射される白色領域19wと、白色領域19wの外周に形成され、黄色光である光B2が出射される黄色領域19yとに分かれる。これにより、図12に示すように、各白色光源19から照射される光の周縁部90が中心部91よりも黄色味を帯びるイエローリング現象が生じる。
レンズの内部を通過する光は、その光の波長に応じて屈折率が異なるため、光の波長毎に光路が異なる。この光の性質を光の分散と呼ぶ。これにより、図8に示すように、白色光源19からの光Lwが本実施形態と異なり反射防止膜28a,28bが形成されない凸レンズ部121aに入射すると、この光Lwのうち赤色波長成分Lr及び緑色波長成分Lgは、青色波長成分Lbに比べて、凸レンズ部121aの周縁部に向かう。このため、凸レンズ部121aの周縁部が赤色波長成分Lr及び緑色波長成分Lgにより形成される黄色となるイエローリング現象が生じる。
以上、イエローリング現象の発生原因の説明を終了する。
第1のレンズ21の入射面21iには反射防止膜28aが形成され、第1のレンズ21の出射面21oには反射防止膜28bが形成されている。
反射防止膜28a,28bは、図7及び図11に示すように、白色光源19からの光Lwの第1のレンズ21の入射面21iへの入射角度αが大きくなるにつれて、光Lwのうち赤色波長成分Lr及び緑色波長成分Lgの反射率が光Lwのうち青色波長成分Lbの反射率に対して増加する性質を有する誘導体多層膜からなる。一例として、赤色波長成分Lrは610nmの波長を有し、緑色波長成分Lgは560nmの波長を有し、青色波長成分Lbは470nmの波長を有する。
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
この構成によれば、反射防止膜28a,28bにより、図12に示すイエローリング現象における周縁部90の黄色光を形成する赤色波長成分Lr及び緑色波長成分Lgの反射率が青色波長成分Lbの反射率に対して増加される。これにより、赤色波長成分Lr及び緑色波長成分Lgの光強度が弱まり、周縁部90の色を中心部91の色に近づけることができる。よって、イエローリング現象を緩和することができる。
また、反射防止膜28a,28bを第1のレンズ21に形成するだけなので、イエローリング現象を緩和するために、新たなレンズ等の光学素子を追加する必要がなく、簡易な構成により、イエローリング現象を緩和することができる。
この構成によれば、イエローリング現象をより緩和することができる。
この種の白色光源19が採用される場合、上述したイエローリング現象の発生原因の(a)及び(b)により、イエローリング現象が顕著となりやすい。よって、この状況において、反射防止膜28a,28bによりイエローリング現象を緩和することは特に有益である。
仮に第1のレンズ21に反射防止膜28a,28bが形成されない場合、上述したイエローリング現象により、図13に示すように、各凸レンズ部21aから出射した光の周縁部21oが光の中心部21cよりも黄色味を帯びる。白色光源19が凸レンズ部21aに対応してマトリックス状に配置される場合、凸レンズ部21aの数だけ黄色味を帯びた周縁部21oが形成され、さらに互いに隣り合う周縁部21oの少なくとも一部が重なり合うことにより黄色味が増すことも想定される。このように、イエローリング現象が目立ちやすい構成を有するHUD装置10において、反射防止膜28a,28bによりイエローリング現象を緩和することは特に有益である。
凹面鏡20は、イエローリング現象に伴い黄色味を帯びた周縁部21oを含む光を拡大したうえで虚像Vとして表示する。このように、HUD装置10は、イエローリング現象によって虚像Vの視認性が低下しやすい構成であるため、反射防止膜28a,28bによりイエローリング現象を緩和することは特に有益である。
この構成によれば、入射面21iの反射防止膜28aと出射面21oの反射防止膜28bの2箇所にて、青色波長成分Lbに比べて高い反射率で赤色波長成分Lr及び緑色波長成分Lgが反射される。このため、反射防止膜を第1のレンズ21の入射面21i及び出射面21oの何れか一方に形成した場合に比べて、イエローリング現象をより緩和することができる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
また、HUD装置10は、表示装置11からの表示光Lを凹面鏡20に向けて反射させる平面鏡等からなるリレー部材を備えていてもよい。
10 ヘッドアップディスプレイ装置,HUD装置
11 表示装置
11a 照明装置
11b 液晶装置
14 第1のケース体
15 第2のケース体
16 回路基板
17 光拡散部材
18 液晶表示パネル
19 白色光源
19a 青色光源素子
19b 黄色蛍光体
19c パッケージ
19d 収容凹部
20 凹面鏡
21 第1のレンズ
21a,121a 凸レンズ部
21i,22i,23i 入射面
21o,22o,23o 出射面
22 第2のレンズ
23 第3のレンズ
28a,28b 反射防止膜
α 入射角度
Lb 青色波長成分
Lg 緑色波長成分
Lr 赤色波長成分
Claims (4)
- 青色光を出射する青色光源素子と、前記青色光源素子からの前記青色光が透過することにより前記光として白色光を生成する黄色蛍光体と、を備えた白色LEDと、
前記白色LEDからの光が透過するレンズと、
前記レンズに形成され、前記光の前記レンズへの入射角度が大きくなるにつれて、前記光に含まれる赤色波長成分及び緑色波長成分の反射率を前記光に含まれる青色波長成分の反射率に対して増加させる誘電体多層膜と、を備える、
前記誘電体多層膜の入射角度5°における分光反射率が、波長450~640nmの範囲が1%以下、かつ、波長400~700nmの範囲が2%以下、であり、波長450~640nmの範囲を1としたとき、波長400~700nmの範囲が2である、
ヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記レンズを含む複数のレンズを備え、
前記誘電体多層膜が形成される前記レンズは、前記複数のレンズのうち前記白色LEDに最も近い位置に設けられる、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記レンズは、互いに隣接して配置される複数の凸レンズ部を備え、
複数の前記白色LEDは、それぞれ前記複数の凸レンズ部に対向して位置する、
請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記レンズから出射した光により照明されることにより表示光を出射する液晶表示パネルと、
前記表示光を投射部材に向けて反射する凹面鏡と、を備える、
請求項1から3のいずれか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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