JP3782744B2

JP3782744B2 - Display device

Info

Publication number: JP3782744B2
Application number: JP2002070032A
Authority: JP
Inventors: 哲也杉山; 嘉之古屋; 高訓渡辺
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP2003270002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フロントライトユニットと、フロントライトユニットで照明される表示デバイスとを備えた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車両には、車両速度及びエンジン回転数等の計測値を指示する指針式表示装置や、電動式ドアミラーや電動式シート等の動作状態をグラフィック表示するマルチ表示装置が搭載されている。
【０００３】
上述のマルチ表示装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を表示素子として用いているが、消費電力を抑えるため反射型液晶表示パネルを使用する場合は、夜間等の暗いところでも表示可能となるように反射型液晶表示パネルの前面側から光を当てて照明するためにフロントライトユニットを備えている。
【０００４】
また、上述の指針式表示装置は、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板と、この文字板の前面に配置される指針と、計測量に応じて指針を駆動する内機と、回路パターンが設けられ、内機が固定される配線板とを有して構成している。この指針式表示装置では、夜間でも昼間と同じように文字板が視認できるように、文字板の前面側から光を当てて照明するフロントライトユニットを備えているものがある。
【０００５】
図１０は、上述のマルチ表示装置や指針式表示装置に用いられるフロントライトユニットの構造の一例を示す斜視図である。この例では、車両の指針式表示装置の文字板を照明する場合のフロントライトユニットを示す。同図に示すように、文字板４０の前方に配置されるフロントライトユニット５０は、透明樹脂製の導光板５１と、導光板５１のエッジを照明する光源（たとえば、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＣＣＴ（冷陰極管）等）５２と、光源５２の光を導いて導光板５１のエッジ５１ｃに入射する導光体（たとえば、リフレクタまたはライトガイド等）５３とを有する。
【０００６】
導光板５１の一方の面（文字板４０側の面）５１ａは平面に形成され反射防止膜（図示しない）が設けられ、一方の面５１ａと対向する他方の面（運転者視点Ｅ側の面）５１ｂには、プリズムが鋸歯状に並んだ形のプリズムアレイが形成されている。
【０００７】
光源５２からの光は、導光体５３で反射され、導光板５１のプリズムアレイＰと平行なエッジ５１ｃに入射される。導光板５１のエッジ５１ｃから入射された光またはエッジ５１ｃから入射されて導光板の一方の面５１ａで反射された光は、他方の面５１ｂのプリズムアレイで反射され、平面光に変換されて一方の面５１ａから文字板４０の方へ出射され、そして、文字板４０で反射され、導光板５１を透過して運転者視点Ｅに届く。
【０００８】
次に、図１１は、図１０のフロントライトユニットを使用した指針式表示装置の構成例を示す断面図である。指針式表示装置は、計測値を指示するための指針１０と、この指針１０を回転駆動するムーブメント２０が実装されている基板３０と、指針１０が指示する計測値の指示に対応した指標が印刷などによって形成されている金属製の文字板４０と、文字板４０および指針１０の前方、すなわち運転者視点側に設けられた導光板５１を含むフロントライトユニット５０と、透光性表カバー５４を備えている。フロントライトユニット５０は、導光板５１と、光源（図示しない）と、光源の光を導光板５１のエッジに入射する導光体（図示しない）とを有する。
【０００９】
導光板５１は、フロントライトユニット押え６０と見返し７０との間に挟持されることによって、文字板４０および指針１０より前方の運転者視点側に、文字板４０の平面と平行に支持され、そのエッジに光源から光が入射される。
【００１０】
光源からの光は、導光板５１で平面光に変換され、一方の面５１ａから文字板４０の方へ出射され、そして、文字板４０で反射され、導光板５１と透光性表カバー５４を透過して、運転者視点に届く。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の指針式表示装置では、さらに、金属製の文字板４０の西日によるウォッシュアウト対策のため、透光性表カバー５４としてスモーク入り樹脂板を使用する場合がある。このような構成の指針式表示装置においては、表カバーにスモーク入り樹脂板を用いるため、フロントライトユニット５０の輝度不足が懸念されている。特に、金属製の文字板４０として明色系のものを用いた場合は、西日の影響を大きく受けるので、スモーク度合いを濃くしなければならず、フロントライトユニット５０の輝度を上げることが必須である。
【００１２】
また、光源としてＬＥＤを用いる場合、ＣＣＴに比べて、省電力、ノイズレス、低コストの利点があるが、輝度が低いため、使用が困難であり、輝度上昇対策が必要である。
【００１３】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、輝度上昇を図ることができるフロントライトユニットを用いた表示装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、光源および導光板を有するフロントライトユニットと、上記フロントライトユニットで照明される表示デバイスとを備えた表示装置であって、
上記導光板は、上記表示デバイス側に面する第１の面が平面に形成されると共に、上記第１の面と対向する第２の面にプリズムアレイが形成され、そのエッジに入射される上記光源からの光を上記プリズムアレイにて反射させて平面光に変換し上記第１の面から出射し、前記プリズムアレイは、その頂点より前記エッジ側にある傾斜面と、その頂点より前記エッジの反対側にあり、エッジに入射される上記光源からの光を反射させる反射面とを有する、複数のプリズムが鋸歯状に並んだ形状であって、上記頂点で形成される稜線が上記導光板のエッジと平行になる形状を備えており、上記反射面は、上記第１の面から出射される光の光軸が上記第１の面の法線よりも上記エッジから離れる方向に進むときに輝度ピークになるように、前記第１の面に対して所定の傾斜角度を有し、上記導光板は、さらに、上記表示デバイスに対して所定の角度だけ傾けられていることを特徴とする表示装置に存する。
【００１５】
請求項１記載の発明においては、光源および導光板を有するフロントライトユニットと、フロントライトユニットで照明される表示デバイスとを備えた表示装置であって、導光板は、表示デバイス側に面する第１の面が平面に形成されると共に、第１の面と対向する第２の面にプリズムアレイが形成され、そのエッジに入射される光源からの光をプリズムアレイにて反射させて平面光に変換し第１の面から出射する。プリズムアレイは、その頂点よりエッジ側にある傾斜面と、その頂点よりエッジの反対側にあり、エッジに入射される光源からの光を反射させる反射面とを有する、複数のプリズムが鋸歯状に並んだ形状であって、頂点で形成される稜線が導光板のエッジと平行になる形状を備えており、反射面は、第１の面から出射される光の光軸が第１の面の法線よりもエッジから離れる方向に進むときに輝度ピークになるように、第１の面に対して所定の傾斜角度を有する。導光板は、さらに、上記表示デバイスに対して所定の角度だけ傾けられている。
【００１６】
それにより、フロントライトユニットにおける光源からの光を効率よく利用して、フロントライトユニットで照射される表示デバイスの面発光輝度を上昇させることができる。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記所定の角度は、上記導光板から出射される光の光軸が、該光で照明される上記表示デバイスの平面に対してほぼ垂直になるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置に存する。
【００１８】
請求項２記載の発明においては、所定の角度は、導光板から出射される光の光軸が、該光で照明される表示デバイスの平面に対してほぼ垂直になるように設定されている。それにより、フロントライトユニットで照射される表示デバイスの面発光輝度を最も効率良く上昇させることができる。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記導光板は、前記エッジが前記表示デバイスの上部から離れかつ該エッジの反対側が前記表示デバイスの下部に近づくように傾けられていることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置に存する。
【００２２】
請求項３記載の発明においては、導光板は、エッジが表示デバイスの上部から離れかつ該エッジの反対側が表示デバイスの下部に近づくように傾けられている。それにより、太陽光等の外部光が導光板で反射する悪影響を軽減できると共に、導光板から出射する光の輝度傾斜の影響を軽減することができる。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、前記表示デバイスは円形文字板であることを特徴とする請求項３記載の表示装置に存する。
【００２４】
請求項４記載の発明においては、表示デバイスは円形文字板とされている。それにより、円形文字板の面発光輝度の上昇を図ることができる。
【００２５】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、前記円形文字板は金属製であることを特徴とする請求項４記載の表示装置に存する。
【００２６】
請求項５記載の発明においては、円形文字板は金属製とされている。それにより、金属製文字板の面発光輝度の上昇を図ることができ、明色系の金属製文字板の場合にも、十分な輝度上昇を図ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
【００３２】
まず、フロントライトユニットの基本的構成および動作について説明する。図１に示すように、フロントライトユニット５０は、導光板５１と、光源５２（この例ではＬＥＤ）と、光源５２からの光を導光板５１のエッジ５１ｃに入射する導光体（この例ではライトガイド）５３とを有する。
【００３３】
導光板５１の第１の面としての一方の面（表示デバイス、たとえば文字板４０側の面）５１ａは、平面に形成され、一方の面５１ａと対向する第２の面としての他方の面（運転者視点側の面）５１ｂには、複数のプリズムが鋸歯状に並んだ形のプリズムアレイＰが、エッジ５１ｃと平行に形成されている。
【００３４】
プリズムアレイＰは、頂点よりエッジ５１ｃの反対側にある反射面Ｐ１と、頂点よりエッジ５１ｃ側にある傾斜面Ｐ２とを有して構成されている。反射面Ｐ１の傾斜角度、すなわち反射面Ｐ１と一方の面５１ａがなす角度は、エッジ５１ｃから入射された光が反射面Ｐ１にて反射して、この反射した光が文字板４０に向かって出射されるように設定される。
【００３５】
図２に示すように、導光板５１の一方の面５１ａの法線に対して、一方の面５１ａから出射する光の方向を示す光軸のなす出射角度ηは、反射面Ｐ１の傾斜角度を変えることにより変わる。そこで、光軸が一方の面５１ａの法線よりもエッジ５１ｃから離れる方向をプラス（＋）側とし、近づく方向をマイナス（−）側とすると、フロントライトユニット５０は、通常、出射角度ηがゼロ度のとき、すなわち光軸が一方の面５１ａの法線と一致するときに光の輝度がピーク値となるように反射面Ｐ１の傾斜角度を設定する。
【００３６】
この場合の出射角度対輝度特性を図３に示す。図３から分かるように、フロントライトユニットの仕様を、出射角度ηがゼロ度のとき輝度ピークになるように設定すると、フロントライトユニットの光は、出射角度ηのマイナス側よりプラス側に多く出射される。
【００３７】
そこで、フロントライトユニットの設計手法として、図４（Ａ）に示すように、フロントライトの仕様を、反射面Ｐ１の傾斜角度αを小さくして、出射角度ηがプラス側の所定の角度のとき輝度ピークになるように設定すると、フロントライトユニットの光は、プラス側に多く出射され、文字板４０の面発光輝度が高くなる。
【００３８】
また、図４（Ｂ）に示すように、フロントライトの仕様を、反射面Ｐ１の傾斜角度αを大きくして、出射角度ηがマイナス側の所定の角度のとき輝度ピークになるように設定すると、フロントライトユニットの光は、反射面Ｐ１によって全反射を起こす効率が上述の図４（Ａ）の仕様に比べて低くなり、より多くの光が反射面Ｐ１から抜けてしまい、文字板４０の面発光輝度が低くなる。
【００３９】
次に、本発明の表示装置の第１の実施の形態を図５および図６を参照して説明する。図５（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の表示装置の第１の実施の形態を示す分解斜視図および側面図、図６は、図５の表示装置を運転者視点側から見た場合の略図である。図５において、本発明の表示装置は、導光板５１、光源（ここではＣＣＴ直管）５２および導光体（ここでは、ＣＣＴ直管の周りを囲むリフレクタ）５３を有するフロントライトユニット５０を、表示デバイスとしての円形かつ金属製の文字板４０の平面に対して所定の角度βだけ傾けて配置される。すなわち、フロントライトユニット５０の導光板５１は、光源５２および導光体５３が取り付けられたエッジ５１ｃが、文字板４０の上部から離れ、エッジ５１ｃの反対側が文字板４０の下部に近づくように傾けられている。
【００４０】
導光板５１の第１の面としての一方の面（文字板４０側の面）５１ａは、平面に形成され、一方の面５１ａと対向する第２の面としての他方の面（運転者視点側の面）５１ｂには、複数のプリズムが鋸歯状に並んだ形のプリズムアレイＰが、エッジ５１ｃと平行に形成されている。
【００４１】
プリズムアレイＰは、頂点よりエッジ５１ｃの反対側にある反射面Ｐ１と、頂点よりエッジ５１ｃ側にある傾斜面Ｐ２とを有して構成されている。反射面Ｐ１の傾斜角度αは、エッジ５１ｃから入射された光が反射面Ｐ１にて反射して、この反射した光が文字板４０に向かって出射される際の光軸が、一方の面５１ａの法線よりもエッジ５１ｃから離れる方向に進むときに、その輝度がピークになるように設定されている。言い換えると、反射面Ｐ１の傾斜角度αは、上述のフロントライトユニットの原理における図４（Ａ）の場合と同様に、出射角度ηがプラス側の所定の角度のとき輝度ピークになるように設定されている。また、傾斜面Ｐ２の傾斜角度は、エッジ５１ｃから入射された光と略平行になっており、この面を反射したり透過したりする光はほとんどない。このため、導光板５１自体が発光して見え、導光板５１の後ろにある文字板４０が見えにくくなるということがない。
【００４２】
また、上述の文字板４０の平面と、フロントライトユニット５０の一方の面５１ａのなす所定の角度βは、任意に設定することができるが、好適には、文字板４０に対して、導光板５１の一方の面５１ａから出射される光の光軸が、その輝度がピークの時に文字板４０の平面に対してほぼ垂直になるように設定される。
【００４３】
上述の構成により、ＣＣＴ直管からなる光源５２からの光は、リフレクタ５３で導かれてエッジ５１ｃから導光板５１に入射され、他方の面５１ｂのプリズムアレイＰにおける反射面Ｐ１で反射され、一方の面５１ａから文字板４０に向けて出射される。このとき、反射面Ｐ１の傾斜角度αは、出射角度ηがプラス側の所定の角度のとき輝度ピークになるように設定されているので、反射面Ｐ１で反射された光は、導光板５１の一方の面５１ａから効率良く出射される。
【００４４】
次いで、導光板５１の一方の面５１ａから効率良く出射された光は文字板４０に当たり、文字板４０の面発光輝度が上昇するが、好適には、導光板５１の一方の面５１ａから出射される光の光軸が、その輝度がピークの時に文字板４０の平面に対してほぼ垂直になるように、文字板４０の平面とフロントライトユニット５０の一方の面５１ａのなす所定の角度βが、文字板４０に対して設定されている場合、文字板４０の面発光輝度が最も上昇する。
【００４５】
このように、文字板４０の面発光輝度の上昇を図ることができ、文字板４０が明色系の金属製の場合にも、十分な輝度上昇を図ることができる。
【００４６】
なお、フロントライトユニット５０においては、導光板５１における光源５２に近い場所から出射して文字板４０に当たる光の輝度が高く、光源５２から離れた場所から出射して文字板４０に当たる光の輝度が光源５２から離れるにつれて徐々に低下するという輝度傾斜を生じるが、図１の表示装置では、フロントライトユニット５０の導光板５１は、光源５２および導光体５３が取り付けられたエッジ５１ｃが、文字板４０の上部から離れ、エッジ５１ｃの反対側が文字板４０の下部に近づくように傾けられているので、導光板５１から出射して文字板４０の上部に当たる光の輝度と、文字板４０の下部に当たる光の輝度がほぼ同じになり、上述の輝度傾斜が軽減される。
【００４７】
次に、本発明の表示装置の第２の実施の形態を図７および図８を参照して説明する。図７は、本発明の表示装置の第２の実施の形態を示す分解斜視図、図８は、図７の表示装置を運転者視点側から見た場合の略図である。図７において、表示装置は、図５に示す第１の実施形態と異なる構成上の特徴は、導光板５１を文字板４０に合わせた円形の形状とし、光源５２として、図５のＣＣＴ直管に代えて、導光板５１の円弧状のエッジ５１ｃに合わせて曲げられたＣＣＴ曲げ管および同様に導光板５１の円弧状のエッジ５１ｃに合わせて曲げられ、ＣＣＴ曲げ管を囲むリフレクタ５３を採用した点にある。
【００４８】
この構成によれば、上述の第１の実施の形態と同様に、文字板の面発光輝度の上昇を図ることができる。また、第１の実施の形態においては、図６に示すように光源５２およびリフレクタ５３と円形文字板４０との間にデッドスペースＤＳが大きく存在するため、表示装置の意匠に与える影響が大きくなっているが、本発明の第２の実施の形態においては、図８に示すように、光源５２およびリフレクタ５３と円形文字板４０との間のデッドスペースＤＳが小さくなり、表示装置の意匠に与える影響が小さくなるという利点がある。
【００４９】
次に、本発明の表示装置を利用した車両用表示装置の構成例を図９の断面図を参照して説明する。図９において、車両用表示装置は、計測値を指示するための指針１０と、この指針１０を回転駆動するムーブメント２０が実装されている基板３０と、指針１０が指示する計測値の指示に対応した指標が印刷などによって形成されている円形かつ金属製の文字板４０と、文字板４０および指針１０の前方、すなわち運転者視点側に設けられたフロントライトユニット５０とを備えている。フロントライトユニット５０は、この例では、図５に示す第１の実施形態を採用している。
【００５０】
このフロントライトユニット５０は、フロントライトユニット押え６０と、文字板４０を除いて表示装置内部が見えないようにする見返し７０との間に、導光板５１と、導光板５１の上部に取り付けられた光源５２および導光体５３とを挟むことによって、文字板４０の平面に対して上述のように所定の角度に支持されている。また、見返し７０の開口部には、透光性表カバー５４が取り付けられており、開口部から埃などが入らないようになっている。
【００５１】
上述した構成の車両用表示装置において、光源５２の点灯により、フロントライトユニット５０の一方の面５１ａから平面光として出射され、文字板４０で反射された面発光は、導光板５１および表カバー５４を介して運転者視点側から見ることができる。また、光源５２は導光板５１の上部に配置され、導光板５１は、光源５２および導光体５３が取り付けられた上部が、文字板４０の上部から離れ、下部が文字板４０の下部に近づくように傾けられているので、太陽光等の外部光が入ってきても導光板５１で下方に反射され、運転者視点に入ることがないので、外部光による悪影響が軽減される。
【００５２】
このように、本発明の車両用表示装置によれば、出射する光の輝度が上昇したフロントライトで金属製の文字板４０を面発光させることができるので、金属感および高級感のある車両用表示装置が得られる。
【００５３】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００５４】
たとえば、上述の第２の実施の形態では、円形の導光板５１の上部エッジ５１ｃに合わせて曲げられたＣＣＴ曲げ管およびリフレクタ５３を採用しているが、これに限らず、同様に円形の導光板５１の上部エッジ５１ｃに合わせて曲げられたライトガイドと、ライトガイドの一端または両端に取り付けられたＬＥＤとを用い、ＬＥＤからの光をライトガイドを介して導光板５１のエッジ５１ｃに導くように構成しても良い。
【００５５】
さらに、上述の実施の形態では、文字板を金属で構成したが、これに限らず、樹脂製のものであっても良い。
【００５６】
また、上述の実施の形態では、フロントライトユニットで照明される表示デバイスが、文字板の場合について説明したが、これに限らず、液晶ディスプレイ等の他の表示デバイスにも適用できることはもちろんである。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、フロントライトユニットにおける光源からの光を効率よく利用して、フロントライトユニットで照射される表示デバイスの面発光輝度を上昇させることができる。
【００５８】
請求項２記載の発明によれば、フロントライトユニットで照射される表示デバイスの面発光輝度を最も効率良く上昇させることができる。
【００６０】
請求項３記載の発明によれば、太陽光等の外部光が導光板で反射する悪影響を軽減できると共に、導光板から出射する光の輝度傾斜の影響を軽減することができる。
【００６１】
請求項４記載の発明によれば、円形文字板の面発光輝度の上昇を図ることができる。
【００６２】
請求項５記載の発明によれば、金属製文字板の面発光輝度の上昇を図ることができ、明色系の金属製文字板の場合にも、十分な輝度上昇を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フロントライトユニットの基本的構成を示す斜視図である。
【図２】図１のフロントライトユニットにおける光の出射角度と輝度の関係を説明する図である。
【図３】フロントライトユニットの出射角度対輝度の特性を示すグラフである。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、フロントライトユニットの設計手法を説明する図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の表示装置の第１の実施の形態を示す分解斜視図および側面図である。
【図６】図５の表示装置を運転者視点側から見た場合の略図である。
【図７】本発明の表示装置の第２の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図８】図７の表示装置を運転者視点側から見た場合の略図である。
【図９】本発明の表示装置を利用した車両用表示装置の構成例を示す断面図である。
【図１０】従来の表示装置に用いられるフロントライトユニットの構造の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１０のフロントライトユニットを使用した従来の指針式表示装置の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０指針
４０文字板（表示デバイス）
５０フロントライトユニット
５１導光板
５１ａ一方の面（第１の面）
５１ｂ他方の面（第２の面）
５１ｃエッジ
５２光源
５３導光体
５４表カバー
Ｐプリズムアレイ
Ｐ１反射面
Ｐ２傾斜面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device including a front light unit and a display device illuminated by the front light unit.
[0002]
[Prior art]
In general, a vehicle is equipped with a pointer-type display device that indicates measurement values such as a vehicle speed and an engine speed, and a multi-display device that graphically displays an operation state of an electric door mirror, an electric seat, or the like.
[0003]
The above-described multi-display device uses a liquid crystal display (LCD) as a display element. However, when a reflective liquid crystal display panel is used to reduce power consumption, it is reflected so that it can be displayed even in a dark place such as at night. A front light unit is provided to illuminate by illuminating light from the front side of the liquid crystal display panel.
[0004]
In addition, the above-mentioned pointer type display device drives a dial according to a measurement amount, a dial having a scale and an indicator such as a numeral, a character, or a symbol provided on the surface, a pointer disposed on the front of the dial, and And a wiring board on which a circuit pattern is provided and to which the internal unit is fixed. Some pointer-type display devices include a front light unit that illuminates by shining light from the front side of the dial so that the dial can be seen at night as in the daytime.
[0005]
FIG. 10 is a perspective view showing an example of the structure of a front light unit used in the above-described multi-display device and pointer-type display device. In this example, a front light unit in the case of illuminating a dial of a pointer type display device of a vehicle is shown. As shown in the figure, the front light unit 50 disposed in front of the dial 40 includes a light guide plate 51 made of transparent resin and a light source (for example, an LED (light emitting diode) or CCT) that illuminates the edge of the light guide plate 51. (Cold cathode tube) etc.) 52 and a light guide (for example, a reflector or a light guide) 53 that guides the light of the light source 52 and enters the edge 51c of the light guide plate 51.
[0006]
One surface (surface on the dial plate 40 side) 51a of the light guide plate 51 is formed in a flat surface and provided with an antireflection film (not shown), and the other surface (surface on the driver's viewpoint E side) facing the one surface 51a. ) 51b is formed with a prism array in which prisms are arranged in a sawtooth shape.
[0007]
Light from the light source 52 is reflected by the light guide 53 and is incident on an edge 51 c parallel to the prism array P of the light guide plate 51. The light incident from the edge 51c of the light guide plate 51 or the light incident from the edge 51c and reflected by the one surface 51a of the light guide plate is reflected by the prism array on the other surface 51b and converted into planar light. The light is emitted from the surface 51a toward the dial 40, is reflected by the dial 40, passes through the light guide plate 51, and reaches the driver's viewpoint E.
[0008]
Next, FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pointer type display device using the front light unit of FIG. The pointer-type display device prints a pointer 10 for instructing a measurement value, a substrate 30 on which a movement 20 for rotating the pointer 10 is mounted, and an index corresponding to the instruction of the measurement value instructed by the pointer 10. A front dial unit 50 including a metal dial 40 formed by the above, a light guide plate 51 provided in front of the dial 40 and the pointer 10, that is, on the driver's viewpoint side, and a translucent front cover 54 I have. The front light unit 50 includes a light guide plate 51, a light source (not shown), and a light guide (not shown) that makes light from the light source incident on the edge of the light guide plate 51.
[0009]
The light guide plate 51 is supported between the front light unit presser 60 and the turn-back 70 so as to be parallel to the plane of the dial 40 on the driver viewpoint side in front of the dial 40 and the pointer 10. Light is incident on the edge from a light source.
[0010]
Light from the light source is converted into planar light by the light guide plate 51, emitted from one surface 51 a toward the dial plate 40, and reflected by the dial plate 40, passing through the light guide plate 51 and the translucent front cover 54. It passes through and reaches the driver's viewpoint.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned pointer type display device, a smoked resin plate may be used as the translucent front cover 54 in order to prevent the metallic dial 40 from being washed out by the western sun. In the pointer type display device having such a configuration, since the smoked resin plate is used for the front cover, there is a concern that the brightness of the front light unit 50 is insufficient. In particular, when a light dial is used as the metal dial 40, it is greatly affected by the western sun, so the degree of smoke must be increased and the brightness of the front light unit 50 must be increased. It is.
[0012]
In addition, when an LED is used as a light source, there are advantages of power saving, noiseless, and low cost compared to CCT, but since the luminance is low, it is difficult to use, and countermeasures for increasing the luminance are necessary.
[0013]
Accordingly, the present invention focuses on the above-described problems, and an object thereof is to provide a display device using a front light unit capable of increasing luminance.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, which has been made to solve the above problems, is a display device comprising a front light unit having a light source and a light guide plate, and a display device illuminated by the front light unit,
In the light guide plate, a first surface facing the display device is formed in a flat surface, and a prism array is formed on a second surface opposite to the first surface, and the light is incident on an edge thereof. The light from the light source is reflected by the prism array, converted into plane light, and emitted from the first surface. The prism array has an inclined surface on the edge side from the vertex, and the edge of the edge from the vertex. A plurality of prisms arranged in a sawtooth shape on the opposite side and having a reflecting surface that reflects light from the light source incident on the edge, and a ridge line formed at the apex of the light guide plate The reflection surface has a shape parallel to an edge, and the reflection surface has a luminance when an optical axis of light emitted from the first surface advances in a direction away from the edge with respect to a normal line of the first surface. Said first so as to become a peak. Has a predetermined inclination angle with respect to the plane, the light guide plate further consists in a display device, characterized in that it is inclined by a predetermined angle with respect to the display device.
[0015]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a display device comprising a front light unit having a light source and a light guide plate, and a display device illuminated by the front light unit, the light guide plate facing the display device side. The first surface is formed into a flat surface, and a prism array is formed on the second surface facing the first surface. Light from the light source incident on the edge is reflected by the prism array to be converted into flat light. The light is converted and emitted from the first surface. The prism array has an inclined surface on the edge side from the vertex and a reflecting surface on the opposite side of the edge from the vertex and reflecting light from the light source incident on the edge in a sawtooth shape. The reflective surface has a shape in which the ridge line formed at the apex is parallel to the edge of the light guide plate, and the reflective surface has the optical axis of the light emitted from the first surface as the first surface. It has a predetermined inclination angle with respect to the first surface so as to reach a luminance peak when proceeding away from the edge with respect to the normal. The light guide plate is further inclined by a predetermined angle with respect to the display device.
[0016]
Thereby, the light from the light source in the front light unit can be efficiently used to increase the surface emission luminance of the display device irradiated by the front light unit.
[0017]
The invention according to claim 2, which has been made to solve the above-described problem, is that the predetermined angle is set such that an optical axis of light emitted from the light guide plate is relative to a plane of the display device illuminated by the light. 2. The display device according to claim 1, wherein the display device is set to be substantially vertical.
[0018]
In the invention described in claim 2, the predetermined angle is set so that the optical axis of the light emitted from the light guide plate is substantially perpendicular to the plane of the display device illuminated with the light. Thereby, the surface emission luminance of the display device irradiated by the front light unit can be increased most efficiently.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, the light guide plate is tilted so that the edge is separated from an upper part of the display device and an opposite side of the edge approaches a lower part of the display device. The display device according to claim 1 or 2 , wherein the display device is provided.
[0022]
In the invention described in claim 3 , the light guide plate is inclined so that the edge is separated from the upper part of the display device and the opposite side of the edge approaches the lower part of the display device. Thereby, the adverse effect of external light such as sunlight reflected by the light guide plate can be reduced, and the influence of the luminance gradient of the light emitted from the light guide plate can be reduced.
[0023]
The invention according to claim 4, which has been made to solve the above problem, resides in the display device according to claim 3 , wherein the display device is a circular dial.
[0024]
In the invention described in claim 4 , the display device is a circular dial. Thereby, it is possible to increase the surface emission luminance of the circular dial.
[0025]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 5 resides in the display device according to claim 4 , wherein the circular dial is made of metal.
[0026]
In the invention described in claim 5 , the circular dial is made of metal. Thereby, it is possible to increase the surface emission luminance of the metal dial, and it is possible to sufficiently increase the luminance even in the case of a light-colored metal dial.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
First, the basic configuration and operation of the front light unit will be described. As shown in FIG. 1, the front light unit 50 includes a light guide plate 51, a light source 52 (LED in this example), and a light guide (in this example) that makes light from the light source 52 enter an edge 51 c of the light guide plate 51. Light guide) 53.
[0033]
One surface (a display device, for example, a surface on the dial plate 40 side) 51a as a first surface of the light guide plate 51 is formed in a flat surface, and the other surface as a second surface facing the one surface 51a ( On the driver viewpoint side) 51b, a prism array P having a plurality of prisms arranged in a sawtooth shape is formed in parallel with the edge 51c.
[0034]
The prism array P includes a reflection surface P1 that is on the opposite side of the edge 51c from the vertex, and an inclined surface P2 that is on the edge 51c side of the vertex. The angle of inclination of the reflecting surface P1, that is, the angle formed by the reflecting surface P1 and the one surface 51a is such that the light incident from the edge 51c is reflected by the reflecting surface P1, and the reflected light is emitted toward the dial 40. To be set.
[0035]
As shown in FIG. 2, the emission angle η formed by the optical axis indicating the direction of light emitted from one surface 51a with respect to the normal line of one surface 51a of the light guide plate 51 is the inclination angle of the reflection surface P1. It changes by changing. Therefore, assuming that the direction in which the optical axis is farther from the edge 51c than the normal of the one surface 51a is the plus (+) side and the approaching direction is the minus (−) side, the front light unit 50 usually has an emission angle η. When the angle is zero degrees, that is, when the optical axis coincides with the normal line of one surface 51a, the inclination angle of the reflecting surface P1 is set so that the luminance of the light has a peak value.
[0036]
FIG. 3 shows the emission angle versus luminance characteristics in this case. As can be seen from FIG. 3, when the specification of the front light unit is set so that the luminance peak is reached when the emission angle η is zero degrees, the light of the front light unit is emitted more on the plus side than on the minus side of the emission angle η. Is done.
[0037]
Therefore, as a design method of the front light unit, as shown in FIG. 4A, the specification of the front light is set so that the inclination angle α of the reflecting surface P1 is reduced and the emission angle η is a predetermined positive side angle. If the luminance peak is set, a large amount of light from the front light unit is emitted to the plus side, and the surface emission luminance of the dial 40 is increased.
[0038]
Further, as shown in FIG. 4B, when the specification of the front light is set so that the inclination angle α of the reflecting surface P1 is increased and the emission angle η is a predetermined negative side angle, the luminance peak is obtained. The efficiency of total reflection of the light of the front light unit by the reflecting surface P1 is lower than that of the above-mentioned specification of FIG. 4A, and more light escapes from the reflecting surface P1, and the dial 40 The surface emission brightness is lowered.
[0039]
Next, a display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A and 5B are respectively an exploded perspective view and a side view showing the first embodiment of the display device of the present invention, and FIG. 6 is a view of the display device of FIG. 5 from the driver viewpoint side. FIG. In FIG. 5, the display device of the present invention includes a front light unit 50 having a light guide plate 51, a light source (here, a CCT straight tube) 52 and a light guide (here, a reflector surrounding the CCT straight tube) 53. The circular and metallic dial 40 as a display device is disposed so as to be inclined by a predetermined angle β with respect to the plane. That is, the light guide plate 51 of the front light unit 50 is tilted so that the edge 51c to which the light source 52 and the light guide 53 are attached is separated from the upper portion of the dial plate 40 and the opposite side of the edge 51c is closer to the lower portion of the dial plate 40. It has been.
[0040]
One surface (surface on the dial plate 40 side) 51a as the first surface of the light guide plate 51 is formed into a flat surface, and the other surface (the driver viewpoint side) as the second surface facing the one surface 51a. On the surface 51b, a prism array P in which a plurality of prisms are arranged in a sawtooth shape is formed in parallel with the edge 51c.
[0041]
The prism array P includes a reflection surface P1 that is on the opposite side of the edge 51c from the vertex, and an inclined surface P2 that is on the edge 51c side of the vertex. The angle of inclination α of the reflection surface P1 is such that the light axis incident from the edge 51c is reflected by the reflection surface P1, and the optical axis when the reflected light is emitted toward the dial 40 is the one surface 51a. The luminance is set to be a peak when traveling in a direction away from the edge 51c from the normal line. In other words, the inclination angle α of the reflecting surface P1 is set so as to have a luminance peak when the emission angle η is a predetermined positive side angle as in the case of FIG. 4A in the principle of the front light unit described above. Has been. Further, the inclination angle of the inclined surface P2 is substantially parallel to the light incident from the edge 51c, and there is almost no light that reflects or passes through this surface. Therefore, the light guide plate 51 itself appears to emit light, and the dial plate 40 behind the light guide plate 51 does not become difficult to see.
[0042]
The predetermined angle β formed by the plane of the dial plate 40 and the one surface 51a of the front light unit 50 can be arbitrarily set. The optical axis of the light emitted from one surface 51a of 51 is set so as to be substantially perpendicular to the plane of the dial 40 when the luminance is at its peak.
[0043]
With the above-described configuration, light from the light source 52 formed of a CCT straight tube is guided by the reflector 53, is incident on the light guide plate 51 from the edge 51c, and is reflected by the reflecting surface P1 in the prism array P of the other surface 51b. The light is emitted from the surface 51a toward the dial 40. At this time, the inclination angle α of the reflection surface P1 is set so as to have a luminance peak when the emission angle η is a predetermined positive angle, so that the light reflected by the reflection surface P1 is reflected on the light guide plate 51. The light is efficiently emitted from one surface 51a.
[0044]
Next, the light efficiently emitted from the one surface 51 a of the light guide plate 51 hits the dial plate 40, and the surface emission luminance of the dial plate 40 increases. Preferably, the light is emitted from the one surface 51 a of the light guide plate 51. The predetermined angle β formed by the plane of the dial plate 40 and the one surface 51a of the front light unit 50 is such that the optical axis of the light is substantially perpendicular to the plane of the dial plate 40 when the luminance is at its peak. When the dial 40 is set, the surface emission luminance of the dial 40 is the highest.
[0045]
Thus, the surface emission luminance of the dial 40 can be increased, and even when the dial 40 is made of light-colored metal, a sufficient increase in luminance can be achieved.
[0046]
In the front light unit 50, the luminance of light emitted from a location near the light source 52 in the light guide plate 51 and hits the dial plate 40 is high, and the luminance of light emitted from a location away from the light source 52 and hits the dial plate 40 is high. In the display device shown in FIG. 1, the light guide plate 51 of the front light unit 50 has an edge 51c to which the light source 52 and the light guide 53 are attached. Since it is inclined so that the opposite side of the edge 51c is close to the lower part of the dial plate 40, it is separated from the upper part of the dial 40, so that the brightness of the light emitted from the light guide plate 51 and hits the upper part of the dial plate 40 The brightness of light becomes substantially the same, and the above-described brightness gradient is reduced.
[0047]
Next, a second embodiment of the display device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the display device of the present invention, and FIG. 8 is a schematic view when the display device of FIG. 7 is viewed from the driver viewpoint side. 7, the display device is different from that of the first embodiment shown in FIG. 5 in that the light guide plate 51 has a circular shape matching the dial 40 and the light source 52 is the CCT straight tube of FIG. Instead, a CCT bending tube bent along the arcuate edge 51c of the light guide plate 51 and a reflector 53 similarly bent along the arcuate edge 51c of the light guide plate 51 and surrounding the CCT bending tube are employed. In the point.
[0048]
According to this configuration, the surface emission luminance of the dial can be increased as in the first embodiment. Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, since a large dead space DS exists between the light source 52 and the reflector 53 and the circular dial plate 40, the influence on the design of the display device is increased. However, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the dead space DS between the light source 52 and the reflector 53 and the circular dial 40 is reduced, which is given to the design of the display device. There is an advantage that the influence is reduced.
[0049]
Next, a configuration example of a vehicle display device using the display device of the present invention will be described with reference to a cross-sectional view of FIG. In FIG. 9, the vehicle display device corresponds to the indication of the measurement value indicated by the pointer 10 for indicating the measurement value, the substrate 30 on which the movement 20 for rotationally driving the pointer 10 is mounted, and the pointer 10. A circular and metal dial 40 on which the index is formed by printing or the like, and a front light unit 50 provided in front of the dial 40 and the pointer 10, that is, on the driver's viewpoint side. In this example, the front light unit 50 employs the first embodiment shown in FIG.
[0050]
The front light unit 50 is attached to the upper portion of the light guide plate 51 and the light guide plate 51 between the front light unit presser 60 and a turn 70 that prevents the inside of the display device from being visible except for the dial 40. By sandwiching the light source 52 and the light guide 53, it is supported at a predetermined angle with respect to the plane of the dial 40 as described above. Further, a translucent front cover 54 is attached to the opening of the facing 70 so that dust or the like does not enter from the opening.
[0051]
In the vehicle display device having the above-described configuration, the surface light emitted as one of the plane lights from the one surface 51a of the front light unit 50 and reflected by the dial plate 40 when the light source 52 is turned on is reflected on the light guide plate 51 and the front cover 54. Can be seen from the driver's viewpoint side. The light source 52 is disposed above the light guide plate 51. The light guide plate 51 has an upper portion to which the light source 52 and the light guide 53 are attached separated from the upper portion of the dial plate 40 and a lower portion closer to the lower portion of the dial plate 40. Therefore, even if external light such as sunlight enters, it is reflected downward by the light guide plate 51 and does not enter the driver's viewpoint, so that adverse effects due to external light are reduced.
[0052]
As described above, according to the vehicle display device of the present invention, the metal dial 40 can be surface-emitted by the front light whose brightness of the emitted light is increased. A display device is obtained.
[0053]
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications and applications are possible.
[0054]
For example, in the above-described second embodiment, the CCT bending tube and the reflector 53 that are bent in accordance with the upper edge 51c of the circular light guide plate 51 are used. A light guide bent in accordance with the upper edge 51c of the light plate 51 and an LED attached to one or both ends of the light guide are used to guide light from the LED to the edge 51c of the light guide plate 51 through the light guide. You may comprise.
[0055]
Furthermore, in the above-described embodiment, the dial is made of metal, but is not limited thereto, and may be made of resin.
[0056]
In the above-described embodiment, the case where the display device illuminated by the front light unit is a dial has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to other display devices such as a liquid crystal display. .
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the surface light emission luminance of the display device irradiated by the front light unit can be increased by efficiently using the light from the light source in the front light unit. .
[0058]
According to the second aspect of the present invention, the surface emission luminance of the display device irradiated with the front light unit can be increased most efficiently.
[0060]
According to the third aspect of the invention, it is possible to reduce the adverse effect of external light such as sunlight reflected by the light guide plate, and to reduce the influence of the luminance gradient of the light emitted from the light guide plate.
[0061]
According to the invention described in claim 4, it is possible to increase the surface emission luminance of the circular dial.
[0062]
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to increase the surface emission luminance of the metallic dial, and it is possible to sufficiently increase the luminance even in the case of a light-colored metallic dial.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of a front light unit.
FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between a light emission angle and luminance in the front light unit of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph showing a characteristic of an emission angle versus luminance of a front light unit.
FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating a design method for a front light unit, respectively.
FIGS. 5A and 5B are an exploded perspective view and a side view, respectively, showing a first embodiment of a display device of the present invention.
6 is a schematic view when the display device of FIG. 5 is viewed from the driver's viewpoint side.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the display device of the present invention.
8 is a schematic view when the display device of FIG. 7 is viewed from the driver's viewpoint side.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration example of a vehicle display device using the display device of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of the structure of a front light unit used in a conventional display device.
11 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional pointer type display device using the front light unit of FIG.
[Explanation of symbols]
10 Pointer 40 Dial (display device)
50 Front light unit 51 Light guide plate 51a One surface (first surface)
51b The other surface (second surface)
51c Edge 52 Light source 53 Light guide 54 Front cover P Prism array P1 Reflective surface P2 Inclined surface

Claims

A display device comprising a front light unit having a light source and a light guide plate, and a display device illuminated by the front light unit,
In the light guide plate, a first surface facing the display device is formed in a flat surface, and a prism array is formed on a second surface opposite to the first surface, and the light is incident on an edge thereof. The light from the light source is reflected by the prism array to be converted into plane light and emitted from the first surface,
The prism array has a plurality of prisms having an inclined surface on the edge side from the vertex and a reflection surface on the opposite side of the edge from the vertex and reflecting light from the light source incident on the edge. Are arranged in a sawtooth shape, and the ridgeline formed at the apex has a shape that is parallel to the edge of the light guide plate,
The reflection surface is configured to have a luminance peak when an optical axis of light emitted from the first surface proceeds in a direction away from the edge with respect to a normal line of the first surface. Having a predetermined inclination angle with respect to
The light guide plate is further inclined by a predetermined angle with respect to the display device,
A display device characterized by that.

The predetermined angle is set so that an optical axis of light emitted from the light guide plate is substantially perpendicular to a plane of the display device illuminated by the light. The display device according to 1.

The light guide plate is inclined so that the edge is separated from the upper part of the display device and the opposite side of the edge approaches the lower part of the display device.
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.

The display device is a circular dial
The display device according to claim 3.

The circular dial is made of metal.
The display device according to claim 4.