CN103287269B

CN103287269B - 显示设备

Info

Publication number: CN103287269B
Application number: CN201310055247.9A
Authority: CN
Inventors: 仓桥光之
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: DE102013101599A1; DE102013101599B4; US20130215593A1; US9659489B2; CN103287269A; JP2013170998A; JP5522186B2

Abstract

公开了一种显示设备，其包括显示单元、开口元件、光源、光透射元件和具有缓冲主体部及光阻挡部的缓冲器。缓冲主体部被支持在显示单元和光透射元件之间。光阻挡部沿光透射元件的与显示单元相对的相对表面从缓冲主体部突出，并且覆盖从光源朝向开口元件的开口的直射光到达的相对表面的到达区域。

Description

显示设备

技术领域

本公开涉及用于在显示屏幕上显示信息的显示设备。

背景技术

专利文献1和2公开了包括液晶显示（LCD）单元和用于辐射用于照射LCD单元的显示屏幕的光的光源的显示设备。如专利文献1中所描述的，这种显示设备的LCD单元被保持在壳体等中，使得LCD单元被保持在装饰元件的圆柱形部和与圆柱形部相对的突出部之间。专利文献2的显示设备进一步包括位于以LCD单元为基准的标度板的相对侧的光导。光导具有基部和照射部。基部从照射部朝向光源延伸，所述光源位于除了沿显示方向与标度板的开口重叠的区域以外的地方。由于该结构，从光源发射的并入射在基部上的光被引导到照射部，并且从照射部朝向显示屏幕发射。

在上面的显示设备中，从外部输入的振动可能引起显示设备的零件的反冲。为了降低这种反冲，在例如专利文献3中公开的测量设备被设有片状缓冲材料，其位于面向的元件的孔部和透明板的突出部之间。在专利文献4中公开的显示设备被设有无纺布作为柔性印刷电路（FPC）板和定位法兰之间的缓冲材料。

专利文献1：JP-2006-219055A

专利文献2:JP-2009-210302A

专利文献3:JP-2010-223334A

专利文献4:JP-2010-281983A。

在如专利文献2中公开的显示设备中，从光源辐射的一部分光被朝向标度板中的开口辐射。来自光源的该直射光直线传播，经过光导，并且以不同于从照射部发射的光照射显示屏幕的方式照射显示屏幕。因此，直射光所到达的显示屏幕的部分比显示屏幕的其他部分更明亮。结果，在照射显示屏幕的过程中的不均匀的光发射出现。

发明内容

鉴于上述，本公开的目的是提供一种能够减少照射显示屏幕的过程中的不均匀的光发射、同时防止结构变得复杂的显示设备。

根据第一实例，一种显示设备包括显示单元、开口元件、光源、光透射元件、支持器和缓冲元件。显示单元具有用于沿显示方向显示信息的显示屏幕。开口元件沿显示单元的显示方向被定位并在沿显示方向与显示屏幕重叠的区域中形成显示开口。光源位于除了沿显示方向与显示开口重叠的区域以外的地方。光源辐射用于照射显示屏幕的光。光透射元件由光透射材料制成，并且包括发射主体部和光导部。发射主体部位于以显示单元为基准的开口元件的相对侧，使得显示单元位于发射主体部和开口元件之间，并且发射主体部从光源沿显示方向朝向显示屏幕发射光。光导部从发射主体部朝向光源突出以将光从光源引导到发射主体部。支持器支持光透射元件和显示单元。支持器包括支撑部和保持部。支撑部支撑光透射元件。光透射元件和显示单元被支持在支撑部和保持部之间。缓冲元件包括缓冲主体部和光阻挡部。缓冲主体部被夹在显示单元和光透射元件之间同时被压缩，使得通过恢复力，缓冲主体部朝向支撑部和保持部之一挤压显示单元并且朝向支撑部和保持部中的另一个挤压光透射元件。光阻挡部沿光透射元件的与显示单元相对的相对表面从缓冲主体部突出，并且覆盖光透射元件的相对表面的到达区域。光透射元件的相对表面的到达区域是从光源朝向显示开口辐射的直射光到达的区域。

根据上面的显示设备，光透射元件的相对表面的到达区域（从光源朝向显示开口辐射的直射光到达该到达区域）被覆盖有具有光阻挡特性的光阻挡部。由于此，沿其辐射方向直线传播并经过光导部的直射光照射显示单元的显示屏幕的情形不发生。另外，沿光透射元件的相对表面从缓冲主体部突出的光阻挡部能够消除对添加用于阻挡光的元件的需要。而且，由于在压缩状态的缓冲主体部被支持在显示单元和光透射元件之间，从缓冲主体部突出的光阻挡部被防止了从光透射元件移位，即使在连续从外部输入振动时。结果，光阻挡部能够持续覆盖直射光所到达的相对表面的到达区域并且能够持续阻挡直射光。因此，可以降低照射显示屏幕的过程中的不均匀的光发射，同时防止显示设备的结构变得复杂。

附图说明

从下面参考附图进行的详细描述，本公开的以上和其他目的、特征和优点将变得更明显。在图中：

图1是根据一个实施例的组合仪表的正视图；

图2是沿图1的线II-II获取的组合仪表的截面图；

图3是示出根据一个实施例的组合仪表的电气配置的框图；

图4是用于示出根据一个实施例的缓冲片的平面图；以及

图5是示出根据一个实施例的覆盖到达区域的光阻挡部的透视图。

具体实施方式

下面将基于各图来描述实施例。根据一个实施例的图1中示出的组合仪表100被容纳在车辆中的车厢中的仪表板中，并且被布置成使得图1中所示的组合仪表100的前侧面向驾驶员的座位。

（基本配置）

将说明组合仪表100的基本配置。组合仪表100用作用于显示关于车辆的各种信息的显示设备。组合仪表100包括多个显示单元，例如转速计15，用于显示安装在车辆中的内燃机的输出轴转速；和多信息显示器10，用于可切换地显示关于车辆的各种信息。转速计15的显示被形成有可旋转指针16、标度板19等等。标度板19具有多字母部17和多标度部18，其沿着指针16的旋转轨道设置。多信息显示器10的显示被形成有被画在圆形显示屏幕21上的多种图像。多信息显示器10显示例如表示车辆的行进速度的车辆速度图像11、表示到可以在导航系统中被设定的目的地点的路线的转向图像12，等等。

接下来，将参考图1到4说明组合仪表100的机械配置和电气配置。应当注意，在下面的描述中，与显示屏幕21基本正交（垂直）的且显示屏幕21面向所沿的方向被称作显示方向。另外，与显示方向相反的方向被称作向后方向。

组合仪表100包括液晶显示（LCD）单元20、显示板30、光源60、光导40、壳体50、缓冲片70等等。另外，组合仪表100包括仪表控制器81和步进电机82作为电气配置。

图1和2中所示的LCD单元20具有用于显示上述信息的显示屏幕21。LCD单元20是使用点矩阵方法通过控制布置在显示屏幕21上的多个像素来实施色彩显示的显示单元。LCD单元20连接到仪表控制器81。在显示屏幕21上，LCD单元20顺序形成从控制器81获取的图像的数据，由此显示图像，例如车速图像11和转向图像12。

显示板30由树脂材料制成并且被形成为环形形状。显示板30附着到壳体50并且从LCD单元20位于显示方向上。显示板30形成圆形显示开口31。显示开口31形成在沿显示方向与显示屏幕21重叠的区域中，使得沿显示方向，显示屏幕21从用户可看得见。

光源60包括发光元件，例如发光二极管等。当通过仪表控制器81施加电压时，发光元件辐射例如白光。与步进电机82（参见图3）、仪表控制器81等一起，光源60被安装在电路板61的安装表面62上。安装表面62是电路板61的在显示方向上面对的相对表面之一。光源60从光导40位于向后方向上并且被安装在除了安装表面62的重叠区域以外的地方，其中安装表面62的重叠区域是沿显示方向与显示开口31重叠的区域。光源60辐射用于朝向光导40照射显示屏幕21的光，其从光源60位于显示方向上。

光导40由光透射材料（透明材料）制成，例如丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂。光导40具有光导部45和背光部43。光导部45从背光部43朝向光源60以这种倾斜的方式突出使得光导部45在向后方向上以增加的距离远离显示开口31延伸。光导部45具有入射表面46和反射表面47。入射表面46沿显示方向与光源60相对。反射表面47从入射表面46位于显示方向上，并且被朝向入射表面46和背光部43引导。来自光源60、入射在入射表面46上并传播经过光导40的光在光导部45的反射表面47处被反射到背光部43。采用这种方式，光导40将光引导到背光部43。

背光部43位于以LCD单元20为基准的显示板30的相对侧，使得LCD单元20位于背光部43和显示板30之间。来自光源60被光导部45引导的光在背光部43内部被漫射，并且漫射光从与LCD单元20相对的发射表面44被发射，使得发射表面44均匀地发射光。发射表面44是光导40的相对表面41的一部分，其中相对表面41与LCD单元20相对。发射表面44形成在相对表面41的重叠区域中，使得发射表面44的面积略微大于显示屏幕21的面积和显示开口31的面积。在上面，相对表面41的重叠区域是在显示方向上与显示屏幕21和显示开口31重叠的区域。

通过将多个元件，例如后盖59、主体元件51和透明前面板，组装在一起，来提供壳体50。壳体50容纳LCD单元20、光导40和电路板61等。后盖59由树脂材料制成。后盖59从主体元件51位于向后方向上并且从向后方向被附着到主体元件51，使得后盖59覆盖电路板61。

主体元件51由具有极好柔性的树脂材料制成，例如聚酰胺树脂等。主体元件51位于显示板30和后盖59之间以支持元件30和59。主体元件51具有安装部52和托爪（holdingclaw）54。安装部52被形成为板形状并且位于以背光部43为基准的LCD单元20的相对侧，使得背光部43位于安装部52和LCD单元20之间。在安装部52上，安装光导40和LCD单元20。安装部52从向后方向支撑光导40和LCD单元20。多个托爪54被提供在主体元件51中。托爪54具有爪主体部56和尖端部55。爪主体部56沿显示方向从安装部52延伸。尖端部55沿爪主体部56的延伸方向处于爪主体部56的尖端处，并且沿显示屏幕21从爪主体部56突出，使得尖端部55与安装部52相对。通过沿与尖端部55的突出方向相反的方向偏转爪主体部56，托爪54能够使得LCD单元20和光导40位于安装部52和尖端部55之间。托爪54锁定LCD单元20的一部分，其用作显示屏幕21的外周部（参见图5），由此将LCD单元20和光导40支持在多个尖端部55和安装部52之间。以这样的方式，主体元件51支持LCD单元20和光导40。

图2和4中所示的缓冲片70由例如聚氨基甲酸酯等制成，使得缓冲片70比LCD单元20和光导40容易可变形。缓冲片70具有缓冲主体部71。当沿显示方向被压缩时，缓冲主体部71位于（夹在）被主体元件51支持的LCD单元20和光导40之间。通过恢复力，缓冲主体部71相对于尖端部55挤压LCD单元20并且相对于安装部52挤压光导40。这保证了LCD单元20和尖端部55之间的紧密接触以及光导40和安装部52之间的紧密接触，由此最小化了这些元件20和40相对于主体元件51的反冲。缓冲主体部71形成了缓冲开口73，其沿显示方向与显示开口31重叠并且大于显示开口31。从发射表面44发射的光经过缓冲开口73，使得光入射到LCD单元20上。由于缓冲开口73，缓冲主体部71作为整体具有环形形状以便包围发射表面44。

接下来，将参考图1和3给出关于仪表控制器81的解释。步进电机82用作用于旋转指针16的机构。指针16附着到步进电机82的旋转轴。步进电机82连接到仪表控制器81。步进电机82基于从控制器81输出的控制信号旋转该旋转轴。

仪表控制器81包括微计算机，其根据程序等工作。仪表控制器81获取例如关于输出轴的转速的信息、关于车速的信息、关于导航的信息等等，其被输出到车载局域网（LAN）86。然后，仪表控制器81将基于所获取的信息的控制信号输出到步进电机82以控制指针16的旋转。另外，仪表控制器81将电压施加到光源60以控制来自光源60的光发射。而且，基于所获取的信息，仪表控制器81绘制将被显示在LCD单元20上的每个图像11、12并且输出图像的数据以控制显示屏幕21上的显示。

在前述配置中，当车辆的点火装置被发动时，电压被施加到点火继电器87并且将点火继电器87带入导电状态。以这样的方式，启动从电池88到组合仪表100的电功率的供给，并且组合仪表100启动显示转速计15和多信息显示器10。

（缓冲片结构）

接下来，将参考图2、4和5更具体地描述组合仪表100的缓冲片70。

缓冲片70进一步具有光阻挡部75。光阻挡部75具有与缓冲主体部71基本相同的厚度。光阻挡部75沿相对表面41从缓冲主体部71突出。光阻挡部75覆盖相对表面41的到达区域42。在本公开中，相对表面41的到达区域42指的是直射光DL到达的区域。直射光DL指的是从光源60朝向显示开口31辐射的光的一部分。特别地，直射光DL指的是在从光源60朝向显示开口31辐射之后光朝向显示开口31直线传播。

特别地，光阻挡部75具有梯形形状，其宽度随着在使光阻挡部75突出的方向上与缓冲主体部71的距离的增加而逐渐减小。该梯形形状也是投影形状，其是到达区域42和反射表面47在显示方向上投影的形状。光阻挡部75的面积大于投影形状的面积，投影形状是通过将到达区域42和反射表面47投影而获得的。由此，光阻挡部75能够可靠地覆盖到达区域42。另外，光阻挡部75从一对相邻的托爪54之间的地方延伸，并且由此，光阻挡部75被相对于到达区域42挤压并且被使得与到达区域42紧密接触。另外，如果缓冲片70由白色聚氨酯制成，则光阻挡部75具有高反射率以及光阻挡特性。因此，光阻挡部75与到达区域42接触的表面用作直射光反射表面76，其能够反射光。直射光反射表面76朝向背光部43反射直射光DL。

将参考图2具体描述光阻挡部75的前述功能。由于光阻挡部75覆盖到达区域42（直射光DL到达的区域）。因此直射光反射表面76朝向背光部43反射直射光DL。因此，可以防止直射光DL经过缓冲主体部71的外周侧并到达LCD单元20。因此，可以避免利用直射光DL照射显示屏幕21的情形。

另外，由于光阻挡部75从缓冲主体部71突出，因此可以避免添加用于阻挡光的元件。而且，被插入LCD单元20和光导40之间同时处于压缩状态的缓冲主体部71被LCD单元20和光导40坚固地固定。因此，即使当连续输入振动时，光阻挡部75也不从光导40移位。结果，光阻挡部75能够持续地覆盖到达区域42并且持续阻挡直射光DL。因此，可以减少在照射显示屏幕21的过程中的不均匀的光发射，同时防止组合仪表100的配置变得复杂。

而且，根据本实施例，直射光DL被光阻挡部75朝向背光部43反射。这增加了从发射表面44朝向显示屏幕21发射的光的量。因此，可以实现照射的亮度的改善，同时减少在照射显示屏幕21的过程中的不均匀的光发射。

而且，根据本实施例，光阻挡部75在尺寸上大于到达区域42。由于此，光阻挡部75能够可靠地覆盖到达区域42并且正确地实现阻挡直射光DL的功能。由此，利用高可靠性，直射光DL被禁止到达显示屏幕21，并且因此，能够进一步减少在照射显示屏幕21的过程中的不均匀的光发射。

在本实施例中，LCD单元20可以对应于显示单元；显示板30可以对应于开口元件；光导40可以对应于光透射元件；背光部43可以对应于发射主体部；主体元件51可以对应于支持器；安装部52可以对应于支撑部；尖端部55可以对应于保持部；缓冲片70可以对应于缓冲元件；以及组合仪表100可以对应于显示设备。

（其他实施例）

实施例不限于上述实施例。将说明其他实施例的实例。

在前述实施例中，缓冲片70由例如白色聚氨酯制成。然而，缓冲片70的颜色和材料可以被适当地改变。例如，吸收大部分直射光DL的黑色聚氨酯片可以被插入作为LCD单元20和光导40之间的缓冲元件。还可以插入典型的缓冲材料，例如橡胶的片元件等，作为LCD单元20和光导40之间的缓冲元件。

在前述实施例中，光阻挡部75的形状是梯形形状。然而，光阻挡部的形状可以被适当地改变。只要光阻挡部75能够覆盖到达区域42，则光阻挡部的形状可以例如是矩形形状、半圆形形状等等。而且，光阻挡部的厚度可以不同于缓冲主体部71的厚度。光阻挡部还可以被结合到到达区域42以便可靠地阻挡直射光DL。

在前述实施例中，缓冲片70具有单个光阻挡部75。然而，当多个光导部形成在光导中时，用于覆盖形成在各个光导部中的相应到达区域的多个光导部可以被提供在缓冲元件中，或者可替换地，被定形成覆盖在多个光导部上方延伸的整个到达区域的光阻挡部可以被提供在缓冲元件中。

在前述实施例中，在缓冲片70中，缓冲主体部71被形成为环形形状。然而，缓冲主体部的形状可以被适当地改变。例如，当显示屏幕和显示开口均以矩形形状形成时，缓冲主体部可以被形成为矩形环形状。另外，缓冲元件的多个划分部可以构成缓冲主体部。

在前述实施例中，光导40、缓冲片70和LCD单元20从安装部52沿显示方向被接连堆叠。另外，沿显示方向从安装部52延伸的托爪54固定这些部件40、70。然而，光导、缓冲片和LCD单元可以安装在从光导、缓冲片和LCD单元位于显示方向上的安装部上。另外，光导、缓冲片和LCD单元可以被沿向后方向从安装部延伸的（多个）托爪固定。该结构不同于前述实施例之处在于下述之间的对应：当缓冲片挤压LCD单元和光导时尖端部和安装部；LCD单元和光导。特别地，通过恢复力，缓冲片可以相对于安装部挤压LCD单元，同时相对于尖端部挤压光导。

在上述实例中，以用于照射组合仪表100中的显示器（例如多信息显示器10）的结构来具体实施本发明，该组合仪表100组合了（i）指针显示部，例如转速计15等，以及（ii）多信息显示器10，等等。然而，可以以用于照射通过使用LCD单元上的（多个）图像显示所有信息的显示设备中的显示器的结构来具体实施本发明。

根据本公开，可以以多种形式提供显示设备。

例如，根据第一实例，显示设备可以被配置如下。显示设备包括显示单元（20）、开口元件（30）、光源（60）、光透射部（40）、支持器（51）和缓冲片（70）。显示单元（20）具有用于沿显示方向显示信息的显示屏幕（21）。开口元件（30）沿显示单元（20）的显示方向被定位并且在沿显示方向与显示屏幕（21）重叠的区域中形成显示开口（31）。光源（60）位于除了沿显示方向与显示开口（31）重叠的区域之外的地方。光源（60）辐射用于照射显示屏幕（21）的光。光透射元件（40）由光透射材料制成并且包括发射主体部（43）和光导部（45）。发射主体部（43）位于以显示单元（20）为基准的开口元件（30）的相对侧，使得显示单元（20）位于发射主体部（43）和开口元件（30）之间，并且发射主体部（43）从光源（60）沿显示方向朝向显示屏幕（21）发射光。光导部（45）从发射主体部（43）朝向光源（60）突出以将光从光源（60）引导到发射主体部。支持器（51）支持光透射部（40）和显示单元（20）。支持器（51）包括支撑部（52）和保持部（55）。支撑部（52）支撑光透射元件（40）。保持部（55）与支撑部（52）相对。光透射元件（40）和显示单元（20）被支持在支撑部（52）和保持部（55）之间。缓冲元件（70）包括缓冲主体部（71）和光阻挡部（75）。缓冲主体部（71）被夹在显示单元（20）和光透射元件（40）之间同时被压缩，使得通过恢复力，缓冲主体部（71）朝向支撑部（52）和保持部（55）之一挤压显示单元（20）并且朝向支撑部（52）和保持部（55）中的另一个挤压光透射元件（40）。光阻挡部（75）沿光透射元件（40）的与显示单元（20）相对的相对表面（41）从缓冲主体部（71）突出，并且覆盖光透射元件（40）的相对表面的到达区域（42）。光透射元件（40）的相对表面的到达区域（42）是从光源（60）朝向显示开口（31）辐射的直射光（DL）到达的区域。

在上面的显示设备中，光阻挡部（75）可以被布置成将直射光（DL）反射到发射主体部（43）。根据该配置，直射光被光阻挡部朝向发射主体部反射。这增加了从发射主体部朝向显示屏幕发射的光的量。因此，可以改善照射的亮度，同时减少在照射显示屏幕的过程中的不均匀的光发射。

在上面的显示设备中，光阻挡部（75）可以大于相对表面的到达区域。根据该配置，光阻挡部无疑能够覆盖到达区域并且能够实现阻挡直射光的功能。结果，利用高可靠性，直射光被防止了到达显示屏幕，并由此能够进一步减少在照射显示屏幕的过程中的不均匀的光发射。

本公开不限于上面的实施例及其修改型式。也就是说，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以以多种方式修改上面的实施例及其修改型式。

Claims

1.一种显示设备，包括：

显示单元（20），其具有用于显示信息的显示屏幕（21）；

开口元件（30），其沿显示单元（20）的显示方向被定位并在沿显示方向与显示屏幕（21）重叠的区域中形成显示开口（31）；

光源（60），其位于除了沿显示方向与显示开口（31）重叠的区域以外的地方，其中光源（60）辐射用于照射显示屏幕（21）的光；

光透射元件（40），其由光透射材料制成并且包括：

发射主体部（43），其位于以显示单元（20）为基准的开口元件（30）的相对侧，使得显示单元（20）位于发射主体部（43）和开口元件（30）之间，并且发射主体部（43）从光源（60）沿显示方向朝向显示屏幕（21）发射光，和

光导部（45），其从发射主体部（43）朝向光源（60）突出以将光从光源（60）引导到发射主体部（43）；

支持器（51），其支持光透射元件（40）和显示单元（20），其中支持器（51）包括：

支撑部（52），其支撑光透射元件（40），和

保持部（55），其与支撑部（52）相对，其中光透射元件（40）和显示单元（20）被支持在支撑部（52）和保持部（55）之间；

其特征在于，所述显示设备还包括：

缓冲元件（70），其包括：

缓冲主体部（71），其被夹在显示单元（20）和光透射元件（40）之间同时被压缩，使得通过恢复力，缓冲主体部（71）朝向支撑部（52）和保持部（55）之一挤压显示单元（20）并且朝向支撑部（52）和保持部（55）中的另一个挤压光透射元件（40），和

光阻挡部（75），其沿光透射元件（40）的与显示单元（20）相对的相对表面（41）从缓冲主体部（71）突出，并且覆盖光透射元件（40）的相对表面的到达区域（42），其中光透射元件（40）的相对表面的到达区域（42）是从光源（60）朝向显示开口（31）辐射的直射光（DL）到达的区域，

其中所述缓冲元件（70）由白色聚氨酯或黑色聚氨酯制成。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中：

光阻挡部（75）被布置成将直射光（DL）反射到发射主体部（43）。

3.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中：

光阻挡部（75）大于相对表面的到达区域。

4.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中：

缓冲元件（70）是具有环形形状的缓冲片。

5.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中：

显示设备是安装在车辆内的仪表（100）。