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CN109459853A - 背光源单元和平视显示器装置 - Google Patents

背光源单元和平视显示器装置 Download PDF

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CN109459853A
CN109459853A CN201811032519.2A CN201811032519A CN109459853A CN 109459853 A CN109459853 A CN 109459853A CN 201811032519 A CN201811032519 A CN 201811032519A CN 109459853 A CN109459853 A CN 109459853A
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polarizer
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成岛范昭
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Yazaki Corp
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Abstract

提供一种能够抑制由照明光引起的液晶面板的温度上升的背光源单元和平视显示器装置。背光源单元(20A)包括：光源(21)；将从光源(21)射出的光聚光的聚光部件(23)；具有凹状的反射面(26)，利用反射面(26)将从聚光部件(23)射入的光向液晶面板(10)反射的微反射镜阵列(25)；在微反射镜阵列(25)与液晶面板(10)之间，将由微反射镜阵列(25)反射的光的光路向液晶面板(10)折回的偏光板(29)；配置在偏光板(29)与液晶面板(10)之间的光路上的扩散板(30)。微反射镜阵列(25)的反射面(26)由多个微小反射镜(27)构成。偏光板(29)将在与透过液晶面板(10)的光的振动方向垂直的第1方向振动的光透过，且将在与第1方向交叉的第2方向振动的光反射。

Description

背光源单元和平视显示器装置
技术领域
本发明涉及背光源单元和平视显示器装置。
背景技术
以往，有用于平视显示器装置等的背光源单元。例如在专利文献1中，在利用平行光生成单元使光源的光成为平行光后，利用透镜阵列从平行光生成多个光源像的光，经由聚光透镜等会聚到液晶面板上，从而降低液晶面板的亮度不均匀。另外，在专利文献1中，在光源与液晶面板之间的光路上配置反射部，将光路折回，从而缩短背光源单元的纵深方向的长度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016－65908号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
近年来，由于随着平视显示器装置的大画面化、眼动范围的扩大、液晶面板的高亮度化所需要的总光通量增加，在液晶面板上的照度提高，因此，在由背光源的光引起的液晶面板的温度上升方面存在改善的余地。
本发明的目的在于提供一种能够抑制由照明光引起的液晶面板的温度上升的背光源单元和平视显示器装置。
用于解决问题的方案
为达到上述目的，本发明所涉及的背光源单元的特征在于，包括：至少1个光源；聚光部件，将从所述光源射出的光聚光；光学部件，具有凹状的反射面，利用所述反射面将从所述聚光部件射入的光向透光型的液晶显示元件反射；偏光板，位于将所述光学部件与所述液晶显示元件之间的光路折回的位置，将由所述光学部件反射的光的一部分透过，且将另一部分向所述液晶显示元件反射；扩散板，配置在所述偏光板与所述液晶显示元件之间的光路上，所述光学部件的所述反射面由多个微小反射镜构成，各所述微小反射镜是凸状或者凹状的曲面，所述偏光板将在与透过所述液晶显示元件的光的振动方向垂直的第1方向振动的光透过，且将在与所述第1方向交叉的第2方向振动的光反射。
为达到上述目的，本发明所涉及的背光源单元的特征在于，包括：至少1个光源；聚光部件，将从所述光源射出的光聚光；光学部件，具有供由所述聚光部件聚光的光射入的入射面和供从所述入射面射入的光射出的出射面，且将从所述入射面射入的光从所述出射面向透光型的液晶显示元件透过；偏光板，配置在所述光学部件与所述液晶显示元件之间的光路上；扩散板，配置在所述偏光板与所述液晶显示元件之间的光路上，所述光学部件的所述入射面和所述出射面分别由多个微小透镜构成，各所述微小透镜具有凸状或者凹状的曲面，所述偏光板将在与透过所述液晶显示元件的光的振动方向交叉的方向振动的光反射，且将在与所述振动方向相同方向振动的光透过。
为达到上述目的，本发明所涉及的平视显示器装置的特征在于，至少包括：透光型的液晶显示元件和背光源单元，所述背光源单元具有：至少1个光源；聚光部件，将从所述光源射出的光聚光；光学部件，具有凹状的反射面，利用所述反射面将从所述聚光部件射入的光向所述液晶显示元件反射；偏光板，位于将所述光学部件与所述液晶显示元件之间的光路折回的位置，将由所述光学部件反射的光的一部分透过，且将另一部分向所述液晶显示元件反射；扩散板，配置在所述偏光板与所述液晶显示元件之间的光路上，所述光学部件的所述反射面由多个微小反射镜构成，各所述微小反射镜是凸状或者凹状的曲面，所述偏光板将在与透过所述液晶显示元件的光的振动方向垂直的第1方向振动的光透过，且将在与所述第1方向交叉的第2方向振动的光反射。
为达到上述目的，本发明所涉及的平视显示器装置的特征在于，至少包括透光型的液晶显示元件和背光源单元，所述背光源单元包括：至少1个光源；聚光部件，将从所述光源射出的光聚光；光学部件，具有供由所述聚光部件聚光的光射入的入射面和供从所述入射面射入的光射出的出射面，且将从所述入射面射入的光从所述出射面向透光型的液晶显示元件透过；偏光板，配置在所述光学部件与所述液晶显示元件之间的光路上；扩散板，配置在所述偏光板与所述液晶显示元件之间的光路上，所述光学部件的所述入射面和所述出射面分别由多个微小透镜构成，各所述微小透镜具有凸状或者凹状的曲面，所述偏光板将在与透过所述液晶显示元件的光的振动方向交叉的方向振动的光反射，且将在与所述振动方向相同方向振动的光透过。
发明的效果
根据本发明所涉及的背光源单元和平视显示器装置取得的效果是：能够抑制由照明光引起的液晶面板的温度上升。
附图说明
图1是第1实施方式所涉及的平视显示器装置的概要构成图。
图2是第1实施方式所涉及的背光源单元的概要构成图。
图3是第1实施方式所涉及的微反射镜阵列的主视图。
图4是第1实施方式所涉及的微反射镜阵列的局部放大图。
图5是第1实施方式所涉及的微小反射镜的立体图。
图6是第1实施方式的变形例所涉及的背光源单元的概要构成图。
图7是第2实施方式所涉及的背光源单元的概要构成图。
图8是第2实施方式所涉及的微透镜阵列的立体图。
标记的说明
1：平视显示器装置
2：放大反射镜
3：显示单元
10：液晶面板
11：光
12：光源像
20A、20B、20C：背光源单元
21：光源
23：聚光部件
25：微反射镜阵列
26：反射面
27：微小反射镜
29、32：偏光板
30：扩散板
31：聚光透镜
35：微透镜阵列
37：微小透镜
101：挡风玻璃
110：虚像
200：驾驶员
201：眼点
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本发明所涉及的背光源单元和平视显示器装置的实施方式。此外，本发明不限于本实施方式。另外，下述实施方式的构成要素包含本领域技术人员能够容易想到的要素、或者实质上相同的要素。另外，下述的实施方式的构成要素在不脱离发明要点的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。并且，能够适当组合以下记载的构成。
[第1实施方式]
图1是第1实施方式所涉及的平视显示器装置的概要构成图。图2是第1实施方式所涉及的背光源单元的概要构成图。图3是第1实施方式所涉及的微反射镜阵列的主视图。图4是第1实施方式所涉及的微反射镜阵列的局部放大图。图5是第1实施方式所涉及的微小反射镜的立体图。此外，图2(图6、图7也同样)示出从侧方侧观察背光源单元的情况下的各要素的位置关系。图3是从反射面侧正面观察微反射镜阵列。
本实施方式所涉及的平视显示器装置1如图1所示，例如配置在汽车等车辆(未图示)的仪表板(未图示)的内侧，在挡风玻璃101上投影出显示图像。平视显示器装置1在挡风玻璃101上投影出显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示虚像110。眼点201是作为座在驾驶座(未图示)的驾驶员200的视线位置被预先决定的位置。驾驶员200将由挡风玻璃101反射的图像识别为虚像110。对于驾驶员200而言，虚像110在挡风玻璃101的前方被识别。平视显示器装置1包含放大反射镜2、显示单元3而构成。放大反射镜2将从显示单元3射出的显示光向挡风玻璃101反射。放大反射镜2例如由非球面反射镜构成。显示单元3射出与显示图像对应的显示光。显示单元3包含液晶面板10、背光源单元20A而构成。
液晶面板10是液晶显示元件。液晶面板10例如由透光型或者半透光式的TFT液晶(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)等构成。液晶面板10从背面侧被照明，从而表面侧的显示面进行发光。液晶面板10根据来自车辆内的控制部(未图示)的控制指示，显示包含数字、字符、图形等的显示图像。
背光源单元20A从背面侧对液晶面板10照射光。背光源单元20A利用从车辆内的电源(未图示)得到的直流电驱动。背光源单元20A如图2所示，包含光源21、聚光部件23、微反射镜阵列25、偏光板29、扩散板30而构成。
光源21由1个发光二极管(LED：Light Emitting Diode)构成。光源21利用从车辆内的电源得到的直流电驱动。光源21根据来自控制部的ON/OFF信号而点亮/熄灭。LED例如固定在未图示的基板等。基板可以在背面侧固定散热器(未图示)。散热器将积累在基板的热量放出到背光源单元20A的外部。
聚光部件23将从光源21射出的光进行聚光。聚光部件23例如是由玻璃、透明树脂构成的聚光透镜。聚光部件23包括：凸状曲面的透镜面23a；具有透镜面23a的透镜主体部23b；沿着透镜主体部23b的外周设置的凸缘部23c而构成。
微反射镜阵列25是光学部件。微反射镜阵列25例如由树脂材料等构成。微反射镜阵列25具有凹状的反射面26，利用反射面26将从聚光部件23射入的光向液晶面板10反射。微反射镜阵列25的反射面26由多个微小反射镜27构成。微反射镜阵列25将多个微小反射镜27排列为蝇眼的方格状。多个微小反射镜27如图3所示，例如在反射面26的X方向和与X方向垂直的Y方向排列多个。各微小反射镜27例如在主视图中为长方形。微小反射镜27在X方向具有长度x的长边，在Y方向具有长度y的短边。换言之，微小反射镜27在X方向具有长度x的反射镜宽度，在Y方向具有长度y的反射镜高度。本实施方式的微小反射镜27在X方向具有同一长度的反射镜宽度，且在Y方向具有同一长度的反射镜高度。此外，微小反射镜27的反射镜宽度与反射镜高度可以是同一长度。微小反射镜27如图4所示，是凸状的曲面。本实施方式的微小反射镜27例如是凸状的部分球面。微小反射镜27在X方向和Y方向具有同一曲率半径R。即，微小反射镜27在X方向具有同一曲率1/R，在Y方向具有同一曲率1/R。另外，微小反射镜27在X方向具有同一间距Px，且在Y方向具有同一间距Py。此处，间距P(Px、Py)是2个相邻的微小反射镜27的中心点间的距离。另外，微小反射镜27在X方向具有同一发散角φ，在Y方向具有同一发散角φ。发散角φ如图2所示，是微小反射镜27相对于反射的光11的光轴扩展的角度。由于发散角φ大时背光源单元20A容易产生亮度不均匀，因此，优选的是全角为50°以下。
偏光板29位于将微反射镜阵列25与液晶面板10之间的光路折回的位置，将由微反射镜阵列25反射的光11的一部分透过，且将另一部分向液晶面板10反射。偏光板29是所谓的反射式偏光板。反射式偏光板例如将在一个振动方向振动的线偏振光透过，将在另一个振动方向振动的线偏振光反射。本实施方式的偏光板29将在与透过液晶面板10的光的振动方向垂直的第1方向振动的光11透过，且将在与第1方向交叉的第2方向振动的光11反射。偏光板29例如由线栅偏光板等构成。线栅偏光板是在基板上蒸镀金属材料，利用纳米级别的细微蚀刻形成有线状的栅格。
扩散板30形成为片状或者薄板状，配置在偏光板29与液晶面板10之间的光路上。扩散板30使利用偏光板29反射的光11向液晶面板10扩散。
接下来，参照图2和图5，说明本实施方式所涉及的背光源单元20A的作用。首先，从光源21射出的光11如图2所示，射入到聚光部件23。射入到聚光部件23的光11透过透镜主体部23b并从透镜面23a射出。从透镜面23a射出的光11被会聚到微反射镜阵列25上。会聚到微反射镜阵列25上的光11可以是平行光，也可以是发散光、收敛光。例如，在从聚光部件23射入到微反射镜阵列25的光11是发散光的情况下，能够使聚光部件23比微反射镜阵列25小，且能够缩短光路长度。
射入到微反射镜阵列25的光11利用反射面26向偏光板29侧反射。优选的是本实施方式的反射面26决定凹状的形状，使得射入到微反射镜阵列25的光11会聚到液晶面板10上。构成反射面26的多个微小反射镜27如图5所示，利用射入的光11在反射面26相反侧的面的附近形成光源像12。优选的是微小反射镜27决定凸状的曲面的形状，使得来自各光源像12的光11照射液晶面板10。射入到偏光板29的光11的一个振动方向的线偏振光进行透过，另一个振动方向的线偏振光进行反射。即，在与透过液晶面板10的光的振动方向垂直的方向(第1方向)振动的光11透过偏光板29，并且在与该方向交叉的方向(第2方向)振动的光11利用偏光板29向液晶面板10反射。被偏光板29反射的光11透过扩散板30并射入到液晶面板10。由于射入到液晶面板10的光11是在与透过液晶面板10的光的振动方向一致的方向振动的光，因此，为适于对液晶面板10照明的光。此外，在偏光板29与液晶面板10之间的光路上配置光学元件的情况下，优选的是该光学元件通过使用低双折射的树脂、光学玻璃等相对于偏振光的影响小的材料，从而使得由偏光板29反射的线偏振光在到达液晶面板10前不会变化。
如以上说明，本实施方式所涉及的背光源单元20A包括：光源21；将从光源21射出的光11聚光的聚光部件23；具有凹状的反射面26，利用反射面26将从聚光部件23射入的光11向液晶面板10反射的微反射镜阵列25；位于将微反射镜阵列25与液晶面板10之间的光路折回的位置，将由微反射镜阵列25反射的光11的一部分透过，且将另一部分向液晶面板10反射的偏光板29；配置在偏光板29与液晶面板10之间的光路上的扩散板30。微反射镜阵列25的反射面26由多个微小反射镜27构成。各微小反射镜27是凸状的曲面。偏光板29将在与透过液晶面板10的光的振动方向垂直的第1方向振动的光11透过，且将在与第1方向交叉的第2方向振动的光11反射。
另外，本实施方式所涉及的平视显示器装置1包括放大反射镜2、液晶面板10、背光源单元20A。
具有上述构成的背光源单元20A和平视显示器装置1由于将偏光板29配置在远离液晶面板10的位置，并让其承受不透过液晶面板10的光导致的热，因此，能够抑制液晶面板10的温度上升。由于抑制液晶面板10的温度上升，因此，能够用于具有更大的显示视角的平视显示器装置。
另外，具有上述构成的背光源单元20A和平视显示器装置1例如在将以往的用于将光路折回的反射镜替换为偏光板29的情况下，由于仅透过液晶面板10的光到达液晶面板10，因此，与以往的反射镜相比，光的透射率为2倍。其结果是，液晶面板10的显示亮度与例如由使用了铝反射膜等的反射镜得到的相同，在液晶面板10上的照度为一半左右，能够抑制照明光导致液晶面板10的温度上升。
此外，在上述第1实施方式中，聚光部件23与液晶面板10之间的光路不交叉地配置有偏光板29、液晶面板10，但不限于此。图6是第1实施方式的变形例所涉及的背光源单元的概要构成图。第1实施方式的变形例所涉及的背光源单元20B如图6所示，从偏光板29向液晶面板10折回的光路与聚光部件23与微反射镜阵列25之间的光路交叉地配置有偏光板29和液晶面板10。由此，能够得到与上述第1实施方式同样的效果，并且能够使单元整体小型化。
[第2实施方式]
接下来，说明第2实施方式所涉及的背光源单元和平视显示器装置1。图7是第2实施方式所涉及的背光源单元的概要构成图。图8是第2实施方式所涉及的微透镜阵列的立体图。
第2实施方式所涉及的背光源单元20C与上述第1实施方式的背光源单元20A的不同点在于，光源21与液晶面板10之间的光路没有折回。此外，在第2实施方式中，在与上述第1实施方式和变形例共通的要素标注相同的附图标记，省略这些说明。
背光源单元20C如图7所示，包含光源21、聚光部件23、微透镜阵列35、2个聚光透镜31、扩散板30、偏光板32而构成。
本实施方式的聚光部件23是包括半球面的透镜面23a的半球状的聚光透镜。
微透镜阵列35是光学部件。微透镜阵列35例如由玻璃、透明树脂构成。微透镜阵列35具有：供由聚光部件23聚光的光11射入的入射面35a；供从入射面35a射入的光11射出的出射面35b。微透镜阵列35将从入射面35a射入的光11从出射面35b向液晶面板10透过。微透镜阵列35由多个微小透镜37构成。微透镜阵列35具有所谓的蝇眼状的透镜面。多个微小透镜37在入射面35a(或者出射面35b)排列为方格状。多个微小透镜37如图3所示，例如在入射面35a(或者出射面35b)的X方向和Y方向排列多个。各微小透镜37具有凸状的曲面。本实施方式的微小透镜37如图8所示，具有凸状的部分球面。该部分球面例如在X方向和Y方向具有同一曲率半径R。即，微小透镜37在X方向具有同一曲率1/R，在Y方向具有同一曲率1/R。
聚光透镜31在微透镜阵列35与扩散板30之间的光路上配置2个。聚光透镜31由玻璃或者透明树脂等高折射率材料形成，具有2个透镜面31a。透镜面31a是由半球面构成的曲面，在与光轴方向垂直的方向形成。透镜面31a分别设置有各一个光11的入射面和出射面。
本实施方式的扩散板30配置在2个聚光透镜31中的后级的聚光透镜31与偏光板32之间的光路上。扩散板30使透过了后级的聚光透镜31的光11向偏光板32扩散。
偏光板32配置在微透镜阵列35与液晶面板10之间的光路上。偏光板32是所谓的透射式偏光板。透射式偏光板例如将一个振动方向的线偏振光透过，将另一个振动方向的线偏振光反射(或者吸收)。本实施方式的偏光板32将在与透过液晶面板10的光的振动方向交叉的方向振动的光反射(或者吸收)，且将在与振动方向相同方向振动的光透过。偏光板32例如由线栅偏光板等构成。线栅偏光板是在基板上蒸镀金属材料，利用纳米级别的细微蚀刻形成有线状的栅格的非吸收型偏光板。
接下来，参照图7说明本实施方式所涉及的背光源单元20C的作用。如图7所示，从光源21射出的光射入到聚光部件23。通过了聚光部件23内的光从聚光部件23的透镜面23a射出。从聚光部件23的透镜面23a射出的光11被会聚到微透镜阵列35上。由聚光部件23聚光并射入到微透镜阵列35的光11需要是平行光。
射入到微透镜阵列35的入射面35a的光透过内部，从出射面35b向前级的聚光透镜31射出。透过了前级的聚光透镜31的光透过后级的聚光透镜31并会聚到扩散板30上。在扩散板30扩散的光射入到偏光板32。射入到偏光板32的光的一个振动方向的线偏振光进行透过，另一个振动方向的线偏振光进行反射。即，在与透过液晶面板10的光的振动方向交叉的方向振动的光利用偏光板32反射(或者吸收)，并且在与振动方向相同方向振动的光利用偏光板32向液晶面板10透过。由于射入到液晶面板10的光11是在与透过液晶面板10的光的振动方向一致的方向振动的光，因此，为适于对液晶面板10照明的光。
如以上说明，本实施方式所涉及的背光源单元20C包括：1个光源21；将从光源21射出的光聚光的聚光部件23；具有供由聚光部件23聚光的光射入的入射面35a和供从入射面35a射入的光射出的出射面35b，且将从入射面35a射入的光从出射面35b向液晶面板10透过的微透镜阵列35；配置在微透镜阵列35与液晶面板10之间的光路上的偏光板32；配置在偏光板32与液晶面板10之间的光路上的扩散板30。微透镜阵列35的入射面35a和出射面35b分别由多个微小透镜37构成。各微小透镜37具有凸状的曲面。偏光板32将在与透过液晶面板10的光的振动方向交叉的方向振动的光反射，且将在与振动方向相同方向振动的光透过。
另外，本实施方式所涉及的平视显示器装置1包括放大反射镜2、液晶面板10、背光源单元20C。
具有上述构成的背光源单元20C和平视显示器装置1由于利用偏光板32将不透过液晶面板10的光反射而不让其到达液晶面板10，因此与上述第1实施方式同样，能够使液晶面板10上的照度为一半以下，能够抑制由照明光引起的液晶面板10的温度上升。
另外，具有上述构成的背光源单元20C和平视显示器装置1由于仅透过液晶面板10的光透过偏光板32，因此，与上述第1实施方式同样，能够抑制透过的光的亮度下降。
此外，在上述实施方式中，微小反射镜27在X方向具有同一长度的反射镜宽度，且在Y方向具有同一长度的反射镜高度，但不限于此。例如，各微小反射镜27可以根据反射面26的位置，使反射镜宽度、反射镜高度分别不同。另外，微小反射镜27在X方向具有同一间距Px，且在Y方向具有同一间距Py，但不限于此。例如，各微小反射镜27根据反射面26的位置，可以使间距Px、Py分别不同。另外，微小反射镜27在X方向具有同一发散角φ，在Y方向具有同一发散角φ，但不限于此。例如，各微小反射镜27根据反射面26的位置，可以使发散角φ分别不同。
在上述实施方式和变形例中，光源21由1个发光二极管构成，但不限于此。光源21例如也可以由多个发光二极管组合而成。另外，光源21只要能发出高亮度的光即可，不限于发光二极管。
另外，在上述实施方式和变形例中，微小反射镜27在主视图中为长方形，但不限于此，也可以是正方形、圆形、六边形。另外，微小反射镜27是凸状的曲面，但不限于此，也可以是凹状的曲面。
另外，在上述实施方式和变形例中，在平视显示器装置1中，显示图像的投影对象是挡风玻璃101，但不限于此，例如也可以是合成器等。
另外，在上述实施方式和变形例中，说明了将平视显示器装置1适用于车辆的情况，但不限于此，例如也可以适用于船舶、飞机等车辆以外。

Claims (4)

1.一种背光源单元，其特征在于，包括：
至少1个光源；
聚光部件，将从所述光源射出的光聚光；
光学部件，具有凹状的反射面，利用所述反射面将从所述聚光部件射入的光向透光型的液晶显示元件反射；
偏光板，位于将所述光学部件与所述液晶显示元件之间的光路折回的位置，将由所述光学部件反射的光的一部分透过，且将另一部分向所述液晶显示元件反射；
扩散板，配置在所述偏光板与所述液晶显示元件之间的光路上，
所述光学部件的所述反射面由多个微小反射镜构成，
各所述微小反射镜是凸状或者凹状的曲面，
所述偏光板将在与透过所述液晶显示元件的光的振动方向垂直的第1方向振动的光透过，且将在与所述第1方向交叉的第2方向振动的光反射。
2.一种背光源单元，其特征在于，包括：
至少1个光源；
聚光部件，将从所述光源射出的光聚光；
光学部件，具有供由所述聚光部件聚光的光射入的入射面和供从所述入射面射入的光射出的出射面，且将从所述入射面射入的光从所述出射面向透光型的液晶显示元件透过；
偏光板，配置在所述光学部件与所述液晶显示元件之间的光路上；
扩散板，配置在所述偏光板与所述液晶显示元件之间的光路上，
所述光学部件的所述入射面和所述出射面分别由多个微小透镜构成，
各所述微小透镜具有凸状或者凹状的曲面，
所述偏光板将在与透过所述液晶显示元件的光的振动方向交叉的方向振动的光反射，且将在与所述振动方向相同方向振动的光透过。
3.一种平视显示器装置，其特征在于，至少包括：透光型的液晶显示元件和背光源单元，
所述背光源单元具有：
至少1个光源；
聚光部件，将从所述光源射出的光聚光；
光学部件，具有凹状的反射面，利用所述反射面将从所述聚光部件射入的光向所述液晶显示元件反射；
偏光板，位于将所述光学部件与所述液晶显示元件之间的光路折回的位置，将由所述光学部件反射的光的一部分透过，且将另一部分向所述液晶显示元件反射；
扩散板，配置在所述偏光板与所述液晶显示元件之间的光路上，
所述光学部件的所述反射面由多个微小反射镜构成，
各所述微小反射镜是凸状或者凹状的曲面，
所述偏光板将在与透过所述液晶显示元件的光的振动方向垂直的第1方向振动的光透过，且将在与所述第1方向交叉的第2方向振动的光反射。
4.一种平视显示器装置，其特征在于，至少包括透光型的液晶显示元件和背光源单元，
所述背光源单元包括：
至少1个光源；
聚光部件，将从所述光源射出的光聚光；
光学部件，具有供由所述聚光部件聚光的光射入的入射面和供从所述入射面射入的光射出的出射面，且将从所述入射面射入的光从所述出射面向透光型的液晶显示元件透过；
偏光板，配置在所述光学部件与所述液晶显示元件之间的光路上；
扩散板，配置在所述偏光板与所述液晶显示元件之间的光路上，
所述光学部件的所述入射面和所述出射面分别由多个微小透镜构成，
各所述微小透镜具有凸状或者凹状的曲面，
所述偏光板将在与透过所述液晶显示元件的光的振动方向交叉的方向振动的光反射，且将在与所述振动方向相同方向振动的光透过。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112824941A (zh) * 2019-11-21 2021-05-21 南昌欧菲生物识别技术有限公司 微透镜阵列元件以及扩散片和电子设备
CN115202048A (zh) * 2021-04-07 2022-10-18 矢崎总业株式会社 车辆用显示装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018066912A1 (ko) * 2016-10-05 2018-04-12 엘지이노텍(주) 헤드업 디스플레이 장치
JP6663890B2 (ja) * 2017-09-06 2020-03-13 矢崎総業株式会社 バックライトユニットおよびヘッドアップディスプレイ装置
DE102018118348A1 (de) * 2018-07-30 2020-01-30 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
KR102214328B1 (ko) * 2019-07-01 2021-02-15 주식회사 멤스룩스 비대칭형 출광 패턴을 갖는 디퓨져 및 이의 제조 방법
JP7447162B2 (ja) 2021-04-07 2024-03-11 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
JP2024071852A (ja) 2022-11-15 2024-05-27 日亜化学工業株式会社 映像表示装置
JP2024081036A (ja) * 2022-12-05 2024-06-17 日亜化学工業株式会社 光源ユニット及び映像表示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1826553A (zh) * 2003-07-23 2006-08-30 夏普株式会社 液晶显示装置
CN101019046A (zh) * 2005-05-31 2007-08-15 索尼株式会社 液晶显示器，光学片的制造方法和光学片
CN103460114A (zh) * 2011-03-25 2013-12-18 日本精机株式会社 平视显示装置
US20160337625A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 Seiko Epson Corporation Electro-optical device and electronic apparatus
CN106716228A (zh) * 2014-09-24 2017-05-24 日本精机株式会社 平视显示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09222583A (ja) * 1996-02-16 1997-08-26 Asahi Glass Co Ltd ホログラフィック表示装置
JP4114194B2 (ja) * 1998-10-29 2008-07-09 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
US6195201B1 (en) * 1999-01-27 2001-02-27 Svg Lithography Systems, Inc. Reflective fly's eye condenser for EUV lithography
US20060038188A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Erchak Alexei A Light emitting diode systems
JP3991281B2 (ja) 2005-05-31 2007-10-17 ソニー株式会社 液晶表示装置、光学シートの製造方法および光学シート
JP6056680B2 (ja) 2013-06-25 2017-01-11 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP6365174B2 (ja) 2014-09-24 2018-08-01 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6459921B2 (ja) * 2015-11-19 2019-01-30 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP6298092B2 (ja) 2016-03-18 2018-03-20 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両の停止装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1826553A (zh) * 2003-07-23 2006-08-30 夏普株式会社 液晶显示装置
CN101019046A (zh) * 2005-05-31 2007-08-15 索尼株式会社 液晶显示器，光学片的制造方法和光学片
CN103460114A (zh) * 2011-03-25 2013-12-18 日本精机株式会社 平视显示装置
CN106716228A (zh) * 2014-09-24 2017-05-24 日本精机株式会社 平视显示装置
US20160337625A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 Seiko Epson Corporation Electro-optical device and electronic apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112824941A (zh) * 2019-11-21 2021-05-21 南昌欧菲生物识别技术有限公司 微透镜阵列元件以及扩散片和电子设备
CN115202048A (zh) * 2021-04-07 2022-10-18 矢崎总业株式会社 车辆用显示装置

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US10712617B2 (en) 2020-07-14
JP6663891B2 (ja) 2020-03-13
DE102018214868B4 (de) 2023-09-21
JP2019045781A (ja) 2019-03-22
US20190072799A1 (en) 2019-03-07

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