特許 6092008 ＬＥＤ表示ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6092008

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】ＬＥＤ表示ユニット

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/33 20060101AFI20170227BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20170227BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20170227BHJP

   G09F 13/20 20060101ALN20170227BHJP

【ＦＩ】

   G09F9/33

   G09F9/00 313

   H01L33/00 L

   !G09F13/20 L

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-122318(P2013-122318)

(22)【出願日】2013年6月11日

(65)【公開番号】特開2014-240855(P2014-240855A)

(43)【公開日】2014年12月25日

【審査請求日】2015年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000243881

【氏名又は名称】名古屋電機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000660

【氏名又は名称】Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｐａｒｔｎｅｒｓ 特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100167254

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 貴亨

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 博司

【審査官】 村川 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２５４００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０７９５８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２９９２６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０２２７０４１４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｆ ９／００ − ９／４６

Ｈ０１Ｌ ３３／００

Ｈ０１Ｌ ３３／４８ − ３３／６４

Ｇ０９Ｆ １３／００ − １３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に配置された複数のＬＥＤ発光部と、
前記基板と平行なレンズ板上において複数の前記ＬＥＤ発光部のそれぞれに対応する位置に配置された複数のレンズと、
前記基板に平行な方向における複数の相対位置にて前記基板と前記レンズ板とを相対的に位置決めする位置決め部と、を備えるＬＥＤ表示ユニットであって、
前記位置決め部は、
互いに対応する前記ＬＥＤ発光部と前記レンズとの組のそれぞれにおける相対位置関係が同一となるように、前記基板と前記レンズ板とを位置決めするとともに、
複数の前記ＬＥＤ発光部のそれぞれにて発光されたＬＥＤ光が前記レンズの外部へと射出される射出方向が、前記レンズ内における前記ＬＥＤ光の光軸を通過する基準直線よりも前記ＬＥＤ発光部の視認位置側に向くように、前記基板と前記レンズ板とを位置決めする、
ことを特徴とするＬＥＤ表示ユニット。

【請求項2】

複数の前記ＬＥＤ発光部のそれぞれは、第１ＬＥＤ光を発光する第１ＬＥＤと、前記第１ＬＥＤから１ｍｍ以内の範囲において、前記第１ＬＥＤ光よりも波長が長い第２ＬＥＤ光を発光する第２ＬＥＤと、を有し、
単一の前記ＬＥＤ発光部から発光された前記第１ＬＥＤ光と前記第２ＬＥＤ光とは、単一の前記レンズを互いに平行に通過する、
請求項１に記載のＬＥＤ表示ユニット。

【請求項3】

前記位置決め部は、
前記第１ＬＥＤ光が前記レンズの外部に射出される前記レンズの射出表面に対する前記第１ＬＥＤ光の入射角よりも、前記第２ＬＥＤ光が前記レンズの外部に射出される前記レンズの射出表面に対する前記第２ＬＥＤ光の入射角が大きくなるように、前記基板と前記レンズ板とを相対的に位置決めする、
請求項２に記載のＬＥＤ表示ユニット。

【請求項4】

前記位置決め部は、
前記基板に平行な方向において前記基板と前記レンズ板とを複数の相対位置にて位置決めする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＬＥＤ表示ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いて情報を表示するＬＥＤ表示ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、砲弾型のレンズに発光ダイオードチップが埋め込まれた砲弾型発光ダイオードがマトリックス状に配列された表示装置が知られている（特許文献１、参照）。特許文献１において、発光ダイオードチップをレンズの中心軸より偏らせることにより、発光ダイオードチップにおける光の発光方向を調整している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平５−７９５８６号公報

【0004】

しかしながら、特許文献１において、発光ダイオードチップをレンズ内に埋め込んだ段階で発光方向が決定されてしまうため、表示装置が視認される方向に応じて発光方向を柔軟に調整することが困難となるという問題があった。すなわち、表示装置が視認される方向ごとに、発光ダイオードチップを埋め込む位置をレンズ内にて変化させた砲弾型発光ダイオードを用意しなければならないという問題があった。また、発光方向に指向性のある多数の砲弾型発光ダイオードを、発光方向が一致するように実装しなければならないという問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前記の問題を解決せんとするもので、複数のＬＥＤから発光されたＬＥＤ光の方向を容易に調整できる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の目的を達成するため、本発明のＬＥＤ表示ユニットは、基板上に配置された複数のＬＥＤ発光部と、基板と平行なレンズ板上において複数のＬＥＤ発光部のそれぞれに対応する位置に配置された複数のレンズと、基板に平行な方向において基板とレンズ板とを相対的に位置決めする位置決め部とを備える。具体的に、位置決め部は、互いに対応するＬＥＤ発光部とレンズとの組のそれぞれにおける相対位置関係が同一となるように、基板とレンズ板とを位置決めする。さらに、位置決め部は、複数のＬＥＤ発光部のそれぞれにて発光されたＬＥＤ光がレンズの外部へと射出される射出方向が、レンズ内におけるＬＥＤ光の光軸を通過する基準直線よりもＬＥＤ発光部の視認位置側に向くように、基板とレンズ板とを位置決めする。

【0007】

ＬＥＤ発光部とレンズとの相対位置関係を調整することにより、ＬＥＤ発光部から発光されたＬＥＤ光がレンズの表面（入射表面・射出表面）に入射する入射角を変化させることができる。従って、ＬＥＤ発光部とレンズとの相対位置関係を調整することにより、ＬＥＤ光がレンズから射出される射出方向を調整できる。ここで、位置決め部は、互いに対応するＬＥＤ発光部とレンズとの組のそれぞれにおける相対位置関係が同一となるように、基板とレンズ板とを位置決めする。例えば、ある組においてＬＥＤ発光部の発光軸とレンズの頂点とが１ｍｍずれていたとすると、他のすべての組においてもＬＥＤ発光部の発光軸とレンズの頂点とが１ｍｍずれるように、基板とレンズ板とが位置決めされる。従って、ＬＥＤ発光部とレンズの各組において、レンズから射出される射出方向を一致させた状態、すなわち各レンズから射出されたＬＥＤ光が平行光となる状態を保ちつつ、ＬＥＤ光の射出方向を一括して調整できる。なお、相対位置関係が同一であることには、製造誤差の範囲内において相対位置関係にずれがあることも含まれる。

【0008】

また、位置決め部は、ＬＥＤ光がレンズの外部へと射出される射出方向が、レンズ内におけるＬＥＤ光の光軸を通過する基準直線よりもＬＥＤ発光部の視認位置側に向くように、基板とレンズ板とを位置決めする。図１Ａは、ＬＥＤ光がレンズの外部へと射出される様子を示す図である。レンズの射出表面におけるＬＥＤ光の入射角をαと表記し、当該射出表面におけるＬＥＤ光の屈折角をβと表記する。入射角αと屈折角βとは、ＬＥＤ光が射出される位置におけるレンズの射出表面の法線方向を基準とした角度である。また、基準直線はレンズ内におけるＬＥＤ光の光軸を通過する直線であるため、入射角αは基準直線とレンズの射出表面の法線方向とがなす角度である。入射角αと屈折角βとの間には、スネルの法則に基づく下記の（１）式が成り立つ。
ｎ_L・ｓｉｎα＝ｎ_O・ｓｉｎβ ・・（１）

【0009】

なお、ｎ_Lはレンズの屈折率であり、ｎ_Oは空気の屈折率である。空気の屈折率ｎ_Oはほぼ１であり、通常、レンズの屈折率ｎ_Lは１よりも大きい。全反射が生じない入射角αと屈折角βの範囲ではｓｉｎα，ｓｉｎβが単調増加となるため、前記の（１）式を満足する場合に屈折角βは入射角αよりも大きくなる。屈折角βは入射角αよりも大きいため、屈折角βは、基準直線を境界に入射角αの対頂角成分と残りの成分である指向角度γ（＞０）とに分解できる。すなわち、基準直線から入射角αだけ回転した方向が射出表面の法線方向となり、基準直線から法線方向の反対側に指向角度γだけ回転した方向がＬＥＤ光の射出方向となる。従って、ＬＥＤ光がレンズの外部へと射出される位置におけるレンズの射出表面の法線方向が、基準直線を挟んで視認位置の反対側となるように、基板とレンズ板とを位置決めすることにより、ＬＥＤ光の射出方向が基準直線よりもＬＥＤ発光部の視認位置側に向くようにすることができる。

【0010】

図１Ａの場合、基準直線よりも視認位置が下側にあるため、レンズの射出表面の法線方向が基準直線よりも上側を向くようにすればよい。これにより、基準直線を基準として、視認位置が存在する方向と、ＬＥＤ光がレンズから射出される方向とを一致させることができる。すなわち、視認位置へ向けてＬＥＤ光を射出することができ、視認位置におけるＬＥＤ表示ユニットの視認性を向上させることができる。

【0011】

さらに、複数のＬＥＤ発光部のそれぞれは、第１ＬＥＤ光を発光する第１ＬＥＤと、基板に平行な方向において第１ＬＥＤから１ｍｍ以内の範囲において、第１ＬＥＤ光よりも波長が長い第２ＬＥＤ光を発光する第２ＬＥＤと、を有するように構成されてもよい。すなわち、ＬＥＤ発光部は、複数色のＬＥＤ光が発光できるように構成されてもよい。そして、単一のＬＥＤ発光部から発光された第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とが、単一のレンズを互いに平行に通過するように構成されてもよい。このように、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とを単一のレンズを通過させることにより、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とのそれぞれに対応してレンズを設けなくても済み、コストを抑制できる。さらに、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とのそれぞれに対してレンズの位置を調整しなくても済む。このように、ＬＥＤ発光部が複数のＬＥＤを備える場合、すべてのＬＥＤから発光されたＬＥＤ光がレンズの外部へと射出される射出方向が、基準直線よりもＬＥＤ発光部の視認位置側に向くように、基板とレンズ板とを位置決めすればよい。ただし、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤとが異なる位置に設けられれば、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とがレンズから射出される射出表面の法線方向が互いに異なり、射出方向が互いに異なることとなる。第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とがレンズから射出される射出方向の差が大きい場合、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光との混色性が低下することとなる。

【0012】

これに対して、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤとを互いに１ｍｍ以内の範囲に設けることにより、レンズ内における第１ＬＥＤの光軸と第２ＬＥＤの光軸とを互いに近づけることができ、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とがレンズから射出される射出表面の法線方向の差を抑制できる。すなわち、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とがレンズから射出される射出方向の差を抑制でき、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光との混色性の低下を抑制できる。なお、ＬＥＤ発光部を第１ＬＥＤと第２ＬＥＤとが単一のパッケージに実装されたＳＭＤ（Surface Mount Device）とすることにより、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤとを１ｍｍ以内の範囲に容易に配置できる。また、レンズの射出表面のうち、光軸方向における射出表面の傾きの変化量が所定基準よりも小さい領域において、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とが射出されるように、基板とレンズ板とを位置決めしてもよい。これにより、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とがレンズから射出される射出表面の法線方向の差を抑制できる。

【0013】

さらに、位置決め部は、第１ＬＥＤ光がレンズの外部に射出される位置におけるレンズの射出表面に対する第１ＬＥＤ光の入射角よりも、第２ＬＥＤ光がレンズの外部に射出される位置におけるレンズの射出表面に対する第２ＬＥＤ光の入射角が大きくなるように、基板とレンズ板とを位置決めしてもよい。これにより、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光との混色性が低下することを抑制できる。以下、その理由について説明する。

【0014】

上述のようにβ＝α＋γであるため、前記の（１）式は、下記の（２）式のように表現できる。
ｎ_L・ｓｉｎα＝ｎ_O・ｓｉｎ（α＋γ） ・・（２）
上述のように、全反射が生じない入射角αと屈折角βとの範囲ではｓｉｎα，ｓｉｎβが単調増加となるため、前記の（２）式は、入射角αが大きくなるほど、指向角度γも大きくなることを意味する。また、前記の（２）式は、レンズの屈折率ｎ_Lが大きくなるほど、指向角度γが大きくなることを意味する。

【0015】

ここで、物体における可視光の屈折率は、当該可視光の波長が大きいほど小さくなる性質（正常分散）を有する。従って、レンズにおける第１ＬＥＤ光（波長が短い）の屈折率である第１屈折率ｎ_L1は、レンズにおける第２ＬＥＤ光（波長が長い）の屈折率である第２屈折率ｎ_L2よりも大きくなる。従って、入射角αが同一である場合、第１ＬＥＤ光の指向角度γは、第２ＬＥＤ光の指向角度γよりも大きくなる。

【0016】

次に、図１Ｂ，図１Ｃに示すように、第１ＬＥＤ光がレンズの射出表面上において入射角αが異なる２点Ｑ，Ｗのうちの一方から射出され、第２ＬＥＤ光が当該２点Ｑ，Ｗのうちの他方から射出される場合について考える。レンズの射出表面が曲面であり、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤとがずれた位置に備えられる場合に、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とは入射角αが互いに異なる点Ｑ，Ｗから射出されることとなる。前記２点Ｑ，Ｗに入射する際の入射角αをそれぞれα_W，α_Q（α_W＞α_Q）とする。例えば、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤとが実装されたパッケージを基板に対して１８０°反転して取り付けることができる場合に、図１Ｂ，１Ｃのように入射角αが異なる２点Ｑ，Ｗのどちらから第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光とを射出させるかを選択できる。

【0017】

ここで、図１Ｂに示すように波長が短い第１ＬＥＤ光が入射角α_Qとなる点Ｑから射出される場合の指向角度γ_Q1は、図１Ｃに示すように波長が長い第２ＬＥＤ光が入射角α_Qとなる点Ｑから射出される場合の指向角度γ_Q2よりも大きくなる。入射角α_Qが同一である場合、レンズの屈折率ｎ_Lが大きいほど指向角度γが大きくなるからである。同様に、図１Ｃに示すように波長が短い第１ＬＥＤ光が入射角α_Wとなる点Ｗから射出される場合の指向角度γ_W1は、図１Ｂに示すように波長が長い第２ＬＥＤ光が入射角α_Wとなる点Ｗから射出される場合の指向角度γ_W2よりも大きくなる。以上により、下記の（３），（４）式が成り立つ。
γ_Q1＞γ_Q2 ・・（３）
γ_W1＞γ_W2 ・・（４）

【0018】

ここで、図１Ｃに示すように第１ＬＥＤ光が大きい入射角α_Wで点Ｗから射出される場合の指向角度γ_W1は、図１Ｂに示すように第１ＬＥＤ光が小さい入射角α_Qで点Ｑから射出される場合の指向角度γ_Q1よりも大きくなる。入射角αが大きいほど指向角度γが大きくなるからである。同様に、図１Ｂに示すように第２ＬＥＤ光が大きい入射角α_Wで点Ｗから射出される場合の指向角度γ_W2は、図１Ｃに示すように第２ＬＥＤ光が小さい入射角α_Qで点Ｑから射出される場合の指向角度γ_Q2よりも大きくなる。
以上により、下記の（５），（６）式が成り立つ。
γ_W1＞γ_Q1 ・・（５）
γ_W2＞γ_Q2 ・・（６）

【0019】

前記の（４），（６）式により、下記の（７）式が導出できる。
γ_W1＞γ_W2＞γ_Q2 ・・（７）
さらに、前記の（３），（５）式により、下記の（８）式が導出できる。
γ_W1＞γ_Q1＞γ_Q2 ・・（８）

【0020】

前記（７），（８）が示すように、指向角度γ_Q1，γ_Q2，γ_W1，γ_W2のうち、波長が短い第１ＬＥＤ光が大きい入射角α_Wで点Ｗから射出される場合の指向角度γ_W1が最大となり、波長が長い第２ＬＥＤ光が小さい入射角α_Qで点Ｑから射出される場合の指向角度γ_Q2が最小となる。従って、波長が短い第１ＬＥＤ光が大きい入射角α_Wで点Ｗに入射し、波長が長い第２ＬＥＤ光が小さい入射角α_Qで点Ｑに入射するように基板とレンズ板とを位置決めした場合、レンズから射出される第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光の指向角度γ_W1，γ_Q2の差が最大となり、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光との混色性が低下することとなる。これに対して、波長が短い第１ＬＥＤ光が小さい入射角α_Qで点Ｑに入射し、波長が長い第２ＬＥＤ光が大きい入射角α_Wで点Ｗに入射するように基板とレンズ板とを位置決めした場合、レンズから射出される第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光の指向角度γ_Q1，γ_W2の差が最大とならないため、第１ＬＥＤ光と第２ＬＥＤ光との混色性を確保できる。

【0021】

また、位置決め部は、基板に平行な方向において基板とレンズ板とを複数の相対位置にて位置決めしてもよい。これにより、視認位置に応じて基板とレンズ板との相対位置を変化させることができ、ＬＥＤ表示ユニットを備える情報表示装置の設置位置に柔軟性を持たせることができる。例えば、情報表示装置の視認者が存在する地面の勾配や、視認位置の地面からの高さ等に応じて、ＬＥＤ基板とレンズ板との相対位置を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】（１Ａ）〜（１Ｃ）はＬＥＤ光の光路を説明する模式図である。

【図2】（２Ａ）は情報表示装置の正面図、（２Ｂ）は情報表示装置の側面図である。

【図3】（３Ａ）は基板の正面図、（３Ｂ）はレンズ板の正面図である。

【図4】（４Ａ）はレンズの側面図、（４Ｂ）〜（４Ｄ）は位置決め穴の側面図、（４Ｅ）は固定穴の側面図である。

【図5】（５Ａ），（５Ｂ）はレンズの側面図である。

【図6】入射角と指向角度との関係を示すグラフである。

【図7】（７Ａ）は他の実施形態にかかる視認位置とシフト距離の模式図、（７Ｂ）はシフト距離とＬＥＤ光の指向角度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）情報表示装置の構成：
（２）基板とレンズ板の構成：
（３）シフト距離とＬＥＤの配置について：
（４）他の実施形態：

【0024】

（１）情報表示装置の構成：
図２Ａ，図２Ｂは、本実施形態にかかるＬＥＤ表示ユニットを含む情報表示装置の概略構成を示す正面図および側面図である。情報表示装置１は、表示部Ｄと支柱１３と保護筐体１４と制御ユニット１５とを備えている。表示部Ｄと制御ユニット１５とは、保護筐体１４に収容されている。保護筐体１４は、道路の路肩等に立設された支柱１３によって道路の路面から所定の高さＨに支持されている。なお、保護筐体１４は必ずしも支柱１３によって支持されなくてもよく、例えば壁面や建物等に取り付けられてもよい。

【0025】

表示部Ｄの正面は平面状に形成されており、複数（例えば、１２×１２個）のＬＥＤ表示ユニット１０によって構成されている。保護筐体１４のうち表示部Ｄの正面に対向する部位は透明となっている。これにより、道路上を走行する車両から表示部Ｄにて表示された各種道路情報を視認できる。ＬＥＤ表示ユニット１０は、鉛直方向の平面を構成する。複数のＬＥＤ表示ユニット１０は、表示部Ｄの鉛直面を構成するように、鉛直方向の同一面上に配列されている。高さＨは、表示部Ｄの高さ方向の中点の路面からの高さであることとする。図２Ｂに示すように、道路が水平であり、表示部Ｄから水平方向前方にＶだけ離れた路面上の視認位置Ｐから表示部Ｄが見やすくなるように情報表示装置１が構成されていることとする。視認位置Ｐの路面からの高さｈは、例えば路面を走行する車両の運転者や、路面上を歩行する歩行者等の平均的な目の高さとされている。表示部Ｄが見やすくなる際の仰角を指向角度γと表記すると、指向角度γはｔａｎγ＝（Ｈ−ｈ）／Ｖを満足する角度となる。

【0026】

制御ユニット１５は、例えば表示部Ｄの裏側に備えられている。制御ユニット１５は、外部の商用電源と接続された電源部を備え、当該電源部は制御ユニット１５の各種回路および表示部Ｄに供給する電源を生成する。制御ユニット１５は、外部のサーバ等と無線、インターネット回線、専用回線などの通信回線を介して通信を行い表示部Ｄに表示させる道路情報等の各種情報を示す表示データを受信する受信部を備える。さらに、制御ユニット１５は、表示データに基づいて各種信号処理を行うことにより、各ＬＥＤ表示ユニット１０を点灯制御するための回路を備える。

【0027】

（２）基板とレンズ板の構成：
図３Ａは、基板１１の正面図である。
基板１１は、回路が印刷された平面状の板であり、基板１１上において複数（１６×１６個）のＬＥＤ発光部Ｍがマトリックス状に配列されている。図２Ｂに示すように、基板１１は、鉛直方向の平面となるように情報表示装置１に備えられている。ＬＥＤ発光部Ｍは、基板１１において、鉛直方向において一定間隔Ｊ（１０．０ｍｍ）で直線状に配列されているとともに、水平方向においても一定間隔Ｊで直線状に配列されている。

【0028】

図３Ｂは、レンズ板１２の正面図である。レンズ板１２は、平面状の板であり、レンズ板１２上において複数のレンズＬがマトリックス状に配列されている。図２Ｂに示すように、レンズ板１２は、鉛直方向の平面となるように情報表示装置１に備えられている。従って、基板１１とレンズ板１２とは互いに平行となっている。レンズＬは、レンズ板１２上において、鉛直方向において一定間隔Ｊで直線状に配列されているとともに、水平方向においても一定間隔Ｊで直線状に配列されている。また、ＬＥＤ発光部Ｍの個数とレンズＬの個数とは同一である。すなわち、複数のレンズＬは、基板１１と平行なレンズ板１２上において複数のＬＥＤ発光部Ｍのそれぞれに対応する位置に配置されている。

【0029】

図４Ａは、ＬＥＤ発光部ＭとレンズＬとの相対位置関係を説明する側面図である。本実施形態において、ＬＥＤ発光部Ｍは、単一のパッケージに赤色ＬＥＤｒと緑色ＬＥＤｇと青色ＬＥＤｂとが実装されたＳＭＤ（Surface Mount Device）である。ＬＥＤ発光部Ｍにおいて、赤色ＬＥＤｒと緑色ＬＥＤｇと青色ＬＥＤｂとは、一定の素子間隔Ｉ（０．５ｍｍ）を空けて鉛直方向の直線上において上から順に配列されている。鉛直方向における緑色ＬＥＤｇの中心位置をＬＥＤ発光部Ｍの基準位置Ｆと表記する。赤色ＬＥＤｒは波長が０．６３ｎｍの赤色ＬＥＤ光Ｒを発光し、緑色ＬＥＤｇは波長が０．５３ｎｍの緑色ＬＥＤ光Ｇを発光し、青色ＬＥＤｂは波長が０．４７ｎｍの青色ＬＥＤ光Ｂを発光する。赤色ＬＥＤ光Ｒの光軸と緑色ＬＥＤ光Ｇの光軸と青色ＬＥＤ光Ｂの光軸とがそれぞれ基板１１に対して垂直となるように、赤色ＬＥＤｒと緑色ＬＥＤｇと青色ＬＥＤｂとが実装されている。従って、赤色ＬＥＤ光Ｒの光軸と緑色ＬＥＤ光Ｇの光軸と青色ＬＥＤ光Ｂの光軸とはそれぞれ水平方向の光軸となる。

【0030】

レンズＬは、基板１１と平行な平面状の入射表面Ｌ₁を基板１１側に有するとともに、基板１１の反対側に凸状の射出表面Ｌ₂を有する平凸レンズである。本実施形態において、レンズＬの射出表面Ｌ₂は曲率半径Ｃが３．８ｍｍの半球面状となっている。レンズＬの射出表面Ｌ₂は、レンズ板１２からの高さ（距離）が最も大きくなる頂点Ｔを有している。本実施形態において、レンズＬは透明なポリカーボネートで形成されている。鉛直方向における頂点Ｔの位置をレンズＬの基準位置Ｋと表記する。ＬＥＤ発光部Ｍの基準位置ＦとレンズＬの基準位置Ｋとの鉛直方向における距離をシフト距離Ｚと表記する。なお、シフト距離Ｚは、鉛直方向におけるＬＥＤ発光部Ｍの基準位置ＦからレンズＬの基準位置Ｋを減算することにより得られ、ＬＥＤ発光部Ｍの基準位置ＦよりもレンズＬの基準位置Ｋが下方に存在する場合に正の値となる。なお、図４Ａは、頂点Ｔを通過し、かつ、基板１１に直交する鉛直断面を示す。図示しないが、水平方向において、レンズＬの頂点Ｔの位置と、赤色ＬＥＤｒと緑色ＬＥＤｇと青色ＬＥＤｂの位置とが一致する。

【0031】

（３）シフト距離について：
以下、シフト距離Ｚの設定手法を説明する。シフト距離Ｚは、緑色ＬＥＤｇが発光したと仮定し、当該緑色ＬＥＤｇから発光された緑色ＬＥＤ光Ｇが水平方向から指向角度γだけ視認位置Ｐ側に傾いた方向に射出されるように設定される。すなわち、視認位置Ｐにて指向角度γの仰角で見た場合に緑色ＬＥＤ光Ｇが視認しやすくなるように、シフト距離Ｚが設定される。なお、緑色ＬＥＤｇは、鉛直方向における赤色ＬＥＤｒと青色ＬＥＤｂとの中間の位置に配置されているため、緑色ＬＥＤ光Ｇの光軸は、赤色ＬＥＤ光Ｒと青色ＬＥＤ光Ｂの平均の光軸を意味する。

【0032】

水平方向に発光された赤色ＬＥＤ光Ｒと緑色ＬＥＤ光Ｇと青色ＬＥＤ光Ｂとは、レンズＬの入射表面Ｌ₁に対して垂直に入射する。レンズＬの入射表面Ｌ₁に対して垂直に入射した赤色ＬＥＤ光Ｒと緑色ＬＥＤ光Ｇと青色ＬＥＤ光Ｂとは、そのままレンズＬ内を直進する。すなわち、単一のＬＥＤ発光部Ｍから発光された赤色ＬＥＤ光Ｒと緑色ＬＥＤ光Ｇと青色ＬＥＤ光Ｂとは、単一のレンズＬを互いに平行に通過する。レンズＬ内における緑色ＬＥＤ光Ｇの光軸を通過する直線を基準直線Ｓと表記する。本実施形態において、基準直線Ｓは水平方向の直線となる。

【0033】

視認位置Ｐは基準直線Ｓよりも下方に存在する。従って、基準直線Ｓよりも視認位置Ｐ側に緑色ＬＥＤ光Ｇが射出されるように、緑色ＬＥＤ光Ｇが射出される位置におけるレンズＬの射出表面Ｌ₂の法線方向が基準直線Ｓよりも上方に向くようにすればよい。すなわち、緑色ＬＥＤ光Ｇが射出表面Ｌ₂の頂点Ｔよりも上方の位置を通過するようにすればよい。つまり、ＬＥＤ発光部Ｍの基準位置ＦよりもレンズＬの基準位置Ｋが下方となるようにすればよく、シフト距離Ｚを正の値に設定すればよい。

【0034】

上述のように、入射角αと指向角度γとの間には前記の（２）式が成り立つ。前記の（２）式において、レンズＬにおける緑色ＬＥＤ光Ｇの屈折率ｎ_L（１．５８８１）と、空気における緑色ＬＥＤ光Ｇの屈折率ｎ_O（波長に拘わらず１とする）と、指向角度γとを代入することにより、入射角αを算出できる。指向角度γが２０°である場合、前記の（２）式を入射角αに関して解くと、入射角αは２７．８１°となった。なお、レンズＬにおける可視光の屈折率は、当該可視光の波長が大きいほど小さくなる性質（正常分散）を有する。波長ごとの屈折率を示すグラフ（例えば、特開２０１０−２５０９２５号公報、図４）をレンズＬの材料（ポリカーボネート）について用意し、緑色ＬＥＤ光Ｇの波長に対応する屈折率を読み取ることにより、レンズＬにおける緑色ＬＥＤ光Ｇの屈折率ｎ_Lを得ることができる。

【0035】

また、入射角αとシフト距離Ｚとの関係は射出表面Ｌ₂の形状に基づいて特定できる。本実施形態において、射出表面Ｌ₂は半球面であるため、下記の（９）式によって、緑色ＬＥＤ光Ｇの入射角αを２７．８１°とするためのシフト距離Ｚを算出できる。
Ｚ＝Ｃ・ｓｉｎα ・・（９）
本実施形態において、射出表面Ｌ₂の曲率半径Ｃは３．８ｍｍであり、シフト距離Ｚは１．７５ｍｍとなる。

【0036】

なお、前記の（２），（９）式において、指向角度γとして１５°を代入すると、入射角αは２２．５８°と算出でき、シフト距離Ｚは１．４６ｍｍと算出できる。同様に、指向角度γが１０°を代入すると、入射角αは１６．０６°と算出でき、シフト距離Ｚは１．０５ｍｍと算出できる。

【0037】

本実施形態では、基板１１に平行な方向において基板１１とレンズ板１２とを複数の相対位置にて位置決めすることができるように、複数の位置決め穴Ｕが基板１１とレンズ板１２とに形成されている。複数の相対位置とは、シフト距離Ｚが１．０５ｍｍ，１．４６ｍｍ，１．７５ｍｍとなる基板１１とレンズ板１２との相対位置を意味し、指向角度γが１０°，１５°，２０°となる基板１１とレンズ板１２との相対位置を意味する。

【0038】

図３Ａ，３Ｂに示すように、位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀は、基板１１とレンズ板１２のそれぞれにおいて、基板１１とレンズ板１２とを水平方向に二等分する二等分線上（一点鎖線）に６個ずつ設けられている。また、位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀は、基板１１を鉛直方向に二等分する二等分線の上方と下方に１個ずつ設けられており、レンズ板１２を鉛直方向に二等分する二等分線の上方と下方に１個ずつ設けられている。図４Ｂ，図４Ｃ，図４Ｄは、位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀にて位置決めが行われる様子を示す図である。

【0039】

図４Ｂに示すように、基板１１の位置決め穴Ｕ₁₀とレンズ板１２の位置決め穴Ｕ₁₀とが重なった状態で、当該位置決め穴Ｕ₁₀を貫通するようにネジ止めすることにより、指向角度γが１０°となるシフト距離Ｚ（１．０５ｍｍ）で基板１１とレンズ板１２とを位置決めできる。なお、基板１１とレンズ板１２とにおいて上方に設けられた位置決め穴Ｕ₁₀同士が重なった状態において、下方に設けられた位置決め穴Ｕ₁₀同士も重なる。従って、鉛直方向の位置が異なる２点にて基板１１とレンズ板１２とを固定でき、基板１１に平行な面内において、レンズ板１２が基板１１に対して回転することを防止できる。

【0040】

図４Ｃに示すように、基板１１の位置決め穴Ｕ₁₅とレンズ板１２の位置決め穴Ｕ₁₅とが重なった状態で、当該位置決め穴Ｕ₁₅を貫通するようにネジ止めすることにより、指向角度γが１５°となるシフト距離Ｚ（１．４６ｍｍ）で基板１１とレンズ板１２とを位置決めできる。さらに、図４Ｄに示すように、基板１１の位置決め穴Ｕ₂₀とレンズ板１２の位置決め穴Ｕ₂₀とが重なった状態で、当該位置決め穴Ｕ₂₀を貫通するようにネジ止めすることにより、指向角度γが２０°となるシフト距離Ｚ（１．７５ｍｍ）で基板１１とレンズ板１２とを位置決めできる。位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀の穴径は、すべてネジの軸部の直径と同等となっている。

【0041】

基板１１を水平方向に二等分する二等分線上に設けられた位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀の位置は、レンズ板１２を水平方向に二等分する二等分線上に設けられた位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀の位置と一致する。従って、基板１１とレンズ板１２とは、水平方向に二等分する二等分線の位置を一致させた状態を保って相対位置が位置決めされる。つまり、基板１１とレンズ板１２とは、ネジ止めを行う位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀を変えることにより、水平方向には相対移動することなく、鉛直方向においてのみ相対移動することとなる。

【0042】

図３Ａ，３Ｂに示すように、基板１１とレンズ板１２のそれぞれにおいて固定穴Ｘが７個ずつ設けられている。基板１１とレンズ板１２のそれぞれにおいて、固定穴Ｘは重心と、四隅付近と、左右の辺の中点付近とに形成されている。図４Ｅは、固定穴Ｘにてネジ止めが行われる様子を示す図である。基板１１の位置決め穴Ｕ₁₀とレンズ板１２の位置決め穴Ｕ₁₀とが重なった状態、基板１１の位置決め穴Ｕ₁₅とレンズ板１２の位置決め穴Ｕ₁₅とが重なった状態、および、基板１１の位置決め穴Ｕ₂₀とレンズ板１２の位置決め穴Ｕ₂₀とが重なった状態のいずれにおいても、基板１１の固定穴Ｘとレンズ板１２の固定穴Ｘとが重なるように、レンズ板１２の固定穴Ｘが鉛直方向の長穴となっている。レンズ板１２の固定穴Ｘの鉛直方向の長さは、最大のシフト距離Ｚ（１．７５ｍｍ）から最小のシフト距離Ｚ（１．０５ｍｍ）を減算した長さ（０．７０ｍｍ）にネジの直径を加えた長さ以上となっている。レンズ板１２の固定穴Ｘの水平方向の長さは、ネジの頭部の直径よりも短い長さとなっている。一方、基板１１の固定穴Ｘの穴径は、すべてネジの直径と同等となっている。また、固定穴Ｘから所定距離以内の位置において、基板１１とレンズ板１２との距離を一定に保つためのスペーサＡが一定の高さで設けられている。

【0043】

以上のように、位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀と固定穴Ｘとを設けることにより、平行な状態を保ったまま、基板１１とレンズ板１２とを鉛直方向に相対移動させることができる。基板１１上におけるＬＥＤ発光部Ｍ同士の相対位置関係は不変であり、レンズ板１２上におけるレンズＬ同士の相対位置関係は不変であるため、ある１個のＬＥＤ発光部Ｍに対するレンズＬのシフト距離Ｚを例えば１．７５ｍｍとすることは、すべてのＬＥＤ発光部Ｍに対するレンズＬのシフト距離Ｚを１．７５ｍｍとすることを意味する。すなわち、互いに対応するＬＥＤ発光部ＭとレンズＬとの組のそれぞれにおける相対位置関係（シフト距離Ｚ）が同一となるように、基板１１とレンズ板１２とを位置決めできる。なお、位置決め穴Ｕ₁₀，Ｕ₁₅，Ｕ₂₀と固定穴ＸとネジとスペーサＡとは、本発明の位置決め部に相当する。また、すべてのＬＥＤ表示ユニット１０において同一のシフト距離Ｚとなるように基板１１とレンズ板１２とが位置決めされている。

【0044】

以上においては、緑色ＬＥＤｇが緑色ＬＥＤ光Ｇを発光する場合に、当該緑色ＬＥＤ光Ｇが水平方向から指向角度γ（１０°，１５°，２０°）だけ視認位置Ｐ側に傾いた方向に射出できることを説明した。以下、赤色ＬＥＤ光Ｒと青色ＬＥＤ光Ｂとが射出される方向について、指向角度γが２０°である場合を例にして考察する。

【0045】

図５Ａは、赤色ＬＥＤ光Ｒと青色ＬＥＤ光Ｂの光軸を示す図である。指向角度γが２０°である場合、緑色ＬＥＤｇに対するレンズＬの頂点Ｔの鉛直方向の距離であるシフト距離Ｚは１．７５ｍｍであるため、青色ＬＥＤｂに対するレンズＬの頂点Ｔの距離は１．２５ｍｍ（Ｚ−Ｉ）となり、赤色ＬＥＤｒに対するレンズＬの頂点Ｔの距離は２．２５ｍｍ（Ｚ＋Ｉ）となる。赤色ＬＥＤ光Ｒと緑色ＬＥＤ光Ｇと青色ＬＥＤ光ＢのレンズＬ内の光軸の方向はすべて水平方向であるため、前記の（９）式のシフト距離Ｚに２．２５ｍｍ，１．２５ｍｍを代入することにより、レンズＬの射出表面Ｌ₂に対する赤色ＬＥＤ光Ｒの入射角α_W（３６．５°）と、青色ＬＥＤ光Ｂの入射角α_Q（２０．２°）とを算出できる。射出表面Ｌ₂にて赤色ＬＥＤ光Ｒが射出される点をＷと表記し、射出表面Ｌ₂にて青色ＬＥＤ光Ｂが射出される点をＱと表記する。また、ポリカーボネート製のレンズＬにおける赤色ＬＥＤ光Ｒの屈折率ｎ_LRは１．５７８０であり、青色ＬＥＤ光Ｂの屈折率ｎ_LBは１．５９７２である。

【0046】

レンズＬの射出表面Ｌ₂に対する入射角αの臨界角α_Cは、下記の（１０）式によって算出できる。
α_C＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ_O／ｎ_L） ・・（１０）
前記の（１０）式にレンズＬにおける赤色ＬＥＤ光Ｒの屈折率ｎ_LRと青色ＬＥＤ光Ｂの屈折率ｎ_LBとを代入することにより、赤色ＬＥＤ光Ｒの臨界角α_C（３９．３°）と、青色ＬＥＤ光Ｂの臨界角α_C（３８．８°）とが得られる。赤色ＬＥＤ光Ｒの入射角α_W（３６．５°）と、青色ＬＥＤ光Ｂの入射角α_W（２０．２°）は、いずれも臨界角α_C（３９．３°，３８．８°）より小さいため、赤色ＬＥＤ光Ｒと青色ＬＥＤ光Ｂとを全反射させることなくレンズＬから射出することができる。

【0047】

前記の（２）式に赤色ＬＥＤ光Ｒの入射角α_Wを代入することにより、点Ｗにて射出される赤色ＬＥＤ光Ｒの指向角度γ_WR（３３．３°）を算出できる。同様に、前記の（２）式に青色ＬＥＤ光Ｂの入射角α_Qを代入することにより、点Ｑにて射出される青色ＬＥＤ光Ｂの指向角度γ_QB（１３．３°）を算出できる。従って、赤色ＬＥＤ光Ｒの指向角度γ_WRと青色ＬＥＤ光Ｂの指向角度γ_QBとの差ｄγは２０°となる。

【0048】

ここで、図５Ｂに示すように、赤色ＬＥＤｒと青色ＬＥＤｂとが緑色ＬＥＤｇを中心に図５Ａの状態から１８０°反転して配置された場合について考える。この場合、点Ｗにおける青色ＬＥＤ光Ｂの入射角α_Wが３６．５°となり、点Ｑにおける赤色ＬＥＤ光Ｒの入射角α_Qが２０．２°となる。これらを前記の（２）式に代入するより、点Ｗにて射出される青色ＬＥＤ光Ｂの指向角度γ_WB（３５．３°）を算出できる。同様に、前記の（２）式に赤色ＬＥＤ光Ｒの入射角α_Qを代入することにより、点Ｑにて射出される赤色ＬＥＤ光Ｒの指向角度γ_QR（１２．８°）を算出できる。従って、赤色ＬＥＤ光Ｒの指向角度γ_QRと青色ＬＥＤ光Ｂの指向角度γ_WBとの差ｄγは２２．５°となる。

【0049】

図６は、赤色ＬＥＤ光Ｒの屈折率ｎ_LRと緑色ＬＥＤ光Ｇの屈折率ｎ_Lと青色ＬＥＤ光Ｂの屈折率ｎ_LBとを適用した場合に、前記の（２）式を満足する入射角αと指向角度γとの関係を示すグラフである。同図の横軸が入射角αを示し、縦軸が指向角度γを示す。また、緑色ＬＥＤ光Ｇの指向角度γが２０°（緑色ＬＥＤ光Ｇの入射角αが２７．８１°）に設定されていることとする。図６に示すように、赤色ＬＥＤ光Ｒと緑色ＬＥＤ光Ｇと青色ＬＥＤ光Ｂのいずれにおいても、入射角αの増加に応じて指向角度γが単調増加する。また、波長が短い順に指向角度γが大きくなる。従って、図５Ｂのように入射角αが３６．５°となる点Ｗから波長が最も短い青色ＬＥＤ光Ｂが射出される場合の指向角度γ_WBが最大となる。また、図５Ｂのように入射角αが２０．２°となる点Ｑから波長が最も長い赤色ＬＥＤ光Ｒが射出される場合の指向角度γ_QRが最小となる。すなわち、図５Ｂのように、ＬＥＤ発光部Ｍを設置した場合、青色ＬＥＤ光Ｂの指向角度γ_WBと赤色ＬＥＤ光Ｒの指向角度γ_QBとが最大と最小の組み合わせになり、指向角度γ_WBと指向角度γ_QRの差ｄγが最大となる。これに対して、図５Ａに示すように、波長が短い青色ＬＥＤ光Ｂの射出表面Ｌ₂に対する入射角α_Qよりも、波長が長い赤色ＬＥＤ光Ｒの射出表面Ｌ₂に対する入射角α_Wが大きくなるように、基板１１とレンズ板１２とを相対的に位置決めすることにより、指向角度γの差ｄγを抑制できる。指向角度γの差ｄγを抑制することにより、視認位置Ｐにおける赤色ＬＥＤ光Ｒと緑色ＬＥＤ光Ｇと青色ＬＥＤ光Ｂとの混色性を向上させることができる。

【0050】

さらに、前記の（１０）式によれば、屈折率ｎが大きいＬＥＤ光ほど、すなわち波長の短いＬＥＤ光ほど臨界角α_Cが小さくなる。従って、図５Ａのように、臨界角α_Cが最も小さくなる青色ＬＥＤ光Ｂの入射角αが最も小さくなるように、青色ＬＥＤｇを最も下方の位置（頂点Ｔに近い位置）に配置することにより、青色ＬＥＤ光Ｂが全反射することを防止できる。すなわち、各色ＬＥＤ光Ｒ，Ｇ，Ｂの全反射を防止しつつ、シフト距離Ｚを大きくすることができ、指向角度γを大きくすることができる。

【0051】

以上説明した本実施形態の構成において、シフト距離Ｚを調整することにより、基板１１に備えられたすべてのＬＥＤ発光部Ｍにて発光されたＬＥＤ光Ｒ，Ｇ，Ｂが視認位置Ｐに向かうように一括して調整できる。すなわち、ＬＥＤ発光部ＭごとにレンズＬの位置を調整しなくてもよいし、さらにＬＥＤ発光部Ｍが備える赤色ＬＥＤｒ，緑色ＬＥＤｇ，青色ＬＥＤｂごとにレンズＬの位置を調整しなくてもよい。また、厳密には、赤色ＬＥＤ光Ｒと緑色ＬＥＤ光Ｇと青色ＬＥＤ光ＢとがレンズＬから射出される指向角度γ_QB，γ，γ_WRが互いに異なるが、波長が最も長い赤色ＬＥＤ光ＲのレンズＬの射出表面Ｌ₂に対する入射角α_Wを、波長が最も短い青色ＬＥＤ光ＢのレンズＬの射出表面Ｌ₂に対する入射角α_Qよりも大きくすることにより、指向角度γ_QB，γ，γ_WRの差を抑制できる。

【0052】

（４）他の実施形態：
図７Ａは、他の実施形態における視認位置Ｐとシフト距離Ｚとの関係を示す模式図である。同図は、鉛直方向に設置された表示部Ｄを正面側から見た図である。表示部Ｄから所定距離だけ手前において、表示部Ｄの下方の位置に視認位置Ｐ₁が存在する場合、ＬＥＤ発光部Ｍに対してレンズＬが下方にずれるようにシフト距離Ｚ₁を設定すればよい。また、表示部Ｄの上方の位置に視認位置Ｐ₂が存在する場合、ＬＥＤ発光部Ｍに対してレンズＬが上方にずれるようにシフト距離Ｚ₂を設定すればよい。さらに、表示部Ｄの右側の位置に視認位置Ｐ₃が存在する場合、ＬＥＤ発光部Ｍに対してレンズＬが右側にずれるようにシフト距離Ｚ₃を設定すればよい。一方、表示部Ｄの左側の位置に視認位置Ｐ₄が存在する場合、ＬＥＤ発光部Ｍに対してレンズＬが左側にずれるようにシフト距離Ｚ₄を設定すればよい。なお、図示した視認位置Ｐ以外にも、例えば表示部Ｄの斜め左下に視認位置Ｐが存在する場合、ＬＥＤ発光部Ｍに対してレンズＬが斜め左下にずれるようにシフト距離Ｚを設定すればよい。

【0053】

以上のように、基板１１に平行な方向において、視認位置Ｐの方向にレンズ板１２をずらすことにより、視認位置Ｐから視認しやすいようにＬＥＤ表示ユニット１０を構成できる。なお、基板１１とレンズ板１２とは、必ずしも複数の相対位置にて位置決め可能とされなくてもよく、単一の視認位置Ｐのみを想定して単一の相対位置にて位置決め可能であってもよい。例えば、基板１１とレンズ板１２とを接着材によって接着することにより、単一の相対位置にて位置決めしてもよい。さらに、基板１１とレンズ板１２とを複数の相対位置にて位置決めする場合、必ずしもネジ止めによって位置決めしなくてもよい。例えば、係止爪やピンによって位置決めしてもよいし、フックによってレンズ板１２を基板１１から吊り下げることにより位置決めしてもよい。さらに、基板１１とレンズ板１２との相対移動が容易となるように、基板１１とレンズ板１２とがスライドレールを介して接続されてもよい。なお、表示部Ｄが単一のＬＥＤ表示ユニット１０で構成されてもよいし、複数の基板１１を跨るようにレンズ板１２が設けられてもよい。さらに、レンズ板１２は、例えば一体成形された部材であってもよいし、レンズＬを備えた複数の部材を互いに相対移動ができないように組み合わせることにより形成されてもよい。

【0054】

なお、ＬＥＤ発光部Ｍは、少なくとも１色のＬＥＤ光が発光できるように１個のＬＥＤが実装されていればよい。さらに、前記実施形態では、平均的な位置に形成される緑色ＬＥＤ光Ｇの光路に基づいてシフト距離Ｚを設定したが、赤色ＬＥＤ光Ｒと青色ＬＥＤ光Ｂの光路に基づいてシフト距離Ｚを設定してもよい。例えば、赤色ＬＥＤ光Ｒの指向角度γと、青色ＬＥＤ光Ｂの指向角度γとの平均値が狙いの指向角度γとなるようにシフト距離Ｚを設定してもよい。

【0055】

図７Ｂは、シフト距離Ｚと各色ＬＥＤ光Ｒ，Ｇ，Ｂの指向角度γとの関係を示すグラフである。同図の横軸は緑色ＬＥＤｇの位置を表すシフト距離Ｚを示し、縦軸は各色ＬＥＤ光Ｒ，Ｇ，Ｂの指向角度γを示す。赤色ＬＥＤ光Ｒは、緑色ＬＥＤ光Ｇよりも０．５ｍｍだけ上方の点Ｗから射出されるため、緑色ＬＥＤ光Ｇよりも大きい入射角α_Wとなる。従って、赤色ＬＥＤ光Ｒの指向角度γ_WRは、緑色ＬＥＤ光Ｇの指向角度γよりも常に大きくなる。一方、青色ＬＥＤ光Ｂは、緑色ＬＥＤ光Ｇよりも０．５ｍｍだけ下方の点Ｗから射出されるため、緑色ＬＥＤ光Ｇよりも小さい入射角α_Qとなる。従って、青色ＬＥＤ光Ｂの指向角度γ_QBは、緑色ＬＥＤ光Ｇの指向角度γよりも常に小さくなる。また、鉛直方向におけるレンズＬの頂点Ｔからの距離が大きくなるほど、単位距離あたりの入射角αの増加量が大きくなり、単位距離あたりの指向角度γの増加量が大きくなる。従って、シフト距離Ｚが大きくなるほど、赤色ＬＥＤ光Ｒの指向角度γ_WRと青色ＬＥＤ光Ｂの指向角度γ_QBとの差ｄγが大きくなる。

【0056】

ＬＥＤ光Ｒ，Ｂ間の入射角αの差が大きくなるほど指向角度γの差ｄγが大きくなるため、シフト距離Ｚを小さく設定することが望ましい。すなわち、ＬＥＤ光Ｒ，Ｂ間の入射角αの差が小さくなるように、射出表面Ｌ₂における光軸方向の傾きが小さい領域からＬＥＤ光Ｒ，Ｂが射出されるように、シフト距離Ｚを抑制するのが望ましい。例えば、視認位置Ｐが基準直線Ｓに近くなるようにＬＥＤ表示ユニット１０自体を鉛直方向から傾斜させることにより、指向角度γ（シフト距離Ｚ）を小さくし、ＬＥＤ光Ｒ，Ｂ間の指向角度γ_QB，γ_WRの差ｄγを抑制してもよい。例えば、ＬＥＤ表示ユニット１０自体を傾斜させることにより、緑色ＬＥＤ光Ｇの指向角度γを１０°に抑制すれば、ＬＥＤ光Ｒ，Ｂ間の指向角度γ_QB，γ_WRの差ｄγを１０．５°まで抑制できる。さらに、レンズＬの屈折率ｎ_Lを大きくすることにより、所望の指向角度γを実現するためのシフト距離Ｚを抑制してもよい。例えば、レンズＬの材料は、ポリカーボネート以外のシリコン樹脂等の合成樹脂であってもよいし、ガラスであってもよく、これらの材料の屈折率ｎに応じてシフト距離Ｚを設定すればよい。また、レンズＬの射出表面Ｌ₂の曲率半径Ｃを大きくすることにより、入射角αの差を抑制してもよい。むろん、赤色ＬＥＤｒと緑色ＬＥＤｇと青色ＬＥＤｂの素子間隔Ｉを小さくすることにより、ＬＥＤ光Ｒ，Ｂ間の入射角αの差を抑制してもよい。

【0057】

また、レンズＬは球面レンズでなくてもよく、非球面レンズであってもよい。例えば、ＬＥＤ光Ｒ，Ｇ，Ｂが射出される領域における光軸方向の傾きが小さくなるように射出表面Ｌ₂の形状が設定されてもよい。また、ＬＥＤ光Ｒ，Ｇ，Ｂが射出される位置における射出表面Ｌ₂の法線方向が基準直線Ｓよりも視認位置Ｐの反対側となっていればよく、レンズＬは凹レンズであってもよい。

【符号の説明】

【0058】

１…情報表示装置、１０…表示ユニット、１１…基板、１２…レンズ板、１３…支柱、１４…保護筐体、１５…制御ユニット、Ｄ…表示部、Ｌ…レンズ、Ｍ…ＬＥＤ発光部、Ｐ…視認位置、Ｓ…基準直線、Ｕ…位置決め穴、Ｘ…固定穴、Ｗ…点、Ｚ…シフト距離、α…入射角、γ…指向角度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】