JP2002365096A - 計器用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストを抑えて照明ムラを少なくすることが
できるようにする。 【解決手段】 光源２６の指向角方向の光度低減率と、
指向角方向に対して該指向角方向角度を余弦角とする余
弦方向の光度低減率と、光源２６と文字板１０との距離
差による光度の低減率とに基づき文字板１０表面上にお
ける光源２６の直上の発光輝度値が、所定の輝度値にま
で減衰する文字板１０上の光源２６直上からの距離を求
め、この距離を光源２６の有効照明照射半径３０に設定
して、透過照明表示部７が、光源２６の有効照明照射半
径３０内に収まるように光源２６を配置するようにし
て、少ない光源２６で拡散板を用いずにムラの少ない直
接照明を行い得るようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、計器用照明装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両には、速度計などの計
器が設けられている。この計器は、通常、照明装置によ
って照明されている。

【０００３】従来の照明装置は、文字板の裏面側に所要
間隔を置いてほぼ平行に回路基板が配設され、この回路
基板に光源が実装されている。そして、例えば、文字板
に目盛列や数値列が形成された透過照明表示部などで
は、透過照明表示部の直下に直接照明を行うための光源
が配設され、文字板の裏面側に光源からの光を拡散する
拡散板が配設されている。また、文字板の下面側に液晶
表示パネルが配設された液晶表示部分などでは、液晶表
示部分から外れた位置に間接照明を行うための光源が配
設され、文字板の裏面側に光源から液晶表示部分へ光を
導く導光板が配設されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の計器用照明装置では、文字板の裏面側に照明
のムラをなくすために、文字板と独立した拡散板や導光
板を設けていたので、その分だけコストが掛かると共に
計器の厚みが増すという問題があった。

【０００５】また、設計時に光源による照明のムラを予
測するのが困難であるという問題もあった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記の問題点を
解消し、コストを抑えて照明ムラを少なくすることので
きる計器用照明装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明では、文字板の裏面側に
光源を配置し、該光源で前記文字板に形成された透過照
明表示部を透過照明するよう構成した計器用照明装置に
おいて、前記光源の指向角方向の光度低減率と、前記指
向角方向に対して該指向角方向角度を余弦角とする余弦
方向の光度低減率と、前記光源と前記文字板との距離差
による光度の低減率とに基づき、前記文字板表面上にお
ける前記光源の直上の発光輝度値が、所定の輝度値にま
で減衰する前記文字板上の前記光源直上からの距離を求
め、該距離を前記光源の有効照明照射半径に設定して、
前記透過照明表示部が、前記光源の有効照明照射半径内
に収まるように前記光源を配置した計器用照明装置を特
徴としている。

【０００８】このように構成された請求項１にかかる発
明によれば、光源の指向角方向の光度低減率と、指向角
方向に対して該指向角方向角度を余弦角とする余弦方向
の光度低減率と、光源と文字板との距離差による光度の
低減率とに基づき、文字板表面上における光源の直上の
発光輝度値が、所定の輝度値にまで減衰する文字板上の
光源直上からの距離を求め、この距離を光源の有効照明
照射半径に設定して、透過照明表示部が、光源の有効照
明照射半径内に収まるように前記光源を配置したことに
より、少ない光源で拡散板を用いずにムラの少ない直接
照明を行うことが可能となり、その分、コストを抑える
ことができる。また、設計時に照明のムラを予測するこ
とが可能となるため、最適な光源の配置を得ることがで
きる。

【０００９】請求項２に記載された発明では、前記光源
は、透過照明表示部の裏面側直下からずらせて配置され
ている請求項１記載の計器用照明装置を特徴としてい
る。

【００１０】このように構成された請求項２にかかる発
明によれば、光源を透過照明表示部の直下からずらせて
配置したことにより、光源の最も輝度の高い部分の真上
に透過照明表示部が位置することを防止でき、よって、
照明のムラを低減することができる。

【００１１】請求項３に記載された発明では、前記光源
は、透過照明表示部を構成する目盛列と数値列との中間
位置に配置されている請求項２記載の計器用照明装置を
特徴としている。

【００１２】このように構成された請求項３にかかる発
明によれば、光源を透過照明表示部の目盛列と数値列と
の中間位置に配置したことにより、目盛列と数値列とを
均等に照明することができる。

【００１３】請求項４に記載された発明では、前記光源
間に山形状の反射面が形成され、該山形状の反射面は、
前記光源の指向角範囲以内から出射する光を妨げず、且
つ、前記光源から出射される指向角範囲以外の光を前記
光源間の前記文字板方向へ反射させるものである請求項
１ないし３のいずれかに記載の計器用照明装置を特徴と
している。

【００１４】このように構成された請求項４にかかる発
明によれば、光源間に形成した山形状の反射面が光源の
指向角範囲以内から出射する光を妨げないことにより、
文字板の光源直上部分を効率良く直射照明することがで
きる。また、山形状の反射面が光源から出射される指向
角範囲以外の光を光源間の文字板方向へ反射させること
により、文字板における光源間の部分を効率良く反射照
明することができる。よって、ムラの少ない照明を行う
ことができる。

【００１５】請求項５に記載された発明では、前記光源
が照明室に収容されると共に、該照明室を形成する周囲
壁の内周反射面は、前記光源に対してほぼ対称に形成さ
れている請求項１ないし４のいずれかに記載の計器用照
明装置を特徴としている。

【００１６】このように構成された請求項５にかかる発
明によれば、照明室を形成する周囲壁の内周反射面を光
源に対してほぼ対称に形成することにより、反射による
照明効果を均一化することができる。よって、反射によ
る照明の効率を向上することができると共に、反射によ
る照明ムラに対する補正を不要化することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について、図示例と共に説明する。

【００１８】図１〜図９は、この発明の実施の形態を示
すものである。

【００１９】まず、構成を説明すると、図１に示すよう
に、自動車などの車両に設けられる計器１は、燃料計２
や速度計３や回転計４や水温計５などを備えている。

【００２０】このうち、例えば、速度計３や回転計４
は、指針６と、この指針６が指し示す透過照明表示部７
とを備えている。透過照明表示部７は指針６の回動中心
を中心とする同心円状に配置された目盛列８と数値列９
とを文字板１０上に備えている。また、文字板１０にお
ける速度計３又は回転計４の下部位置には走行距離計な
どを構成する液晶表示部分１１を備えている。

【００２１】例えば、ブラックフェースメータ（フロン
トカバーに透過率の低いものを用いたもので、イグニッ
ションスイッチがオフの時は、全体がほぼ真っ黒の状態
に見えるようになっており、イグニッションスイッチが
オンの時に、指針や文字、目盛が照明されて、真っ黒の
背景に浮かび上がるメータ）等に使用される、上記文字
板１０は、図２に示すよう２等に使用される、ポリカー
ボネート樹脂などからなる透明基材１５と、この透明基
材１５の両面にそれぞれ印刷形成された拡散印刷層１
６，１７と、透明基材１５表面側の拡散印刷層１７の上
に順に印刷形成された、透光性の白色印刷層１８と、遮
光性の黒色印刷層１９とを備えている。そして、目盛列
８や数値列９などを残して遮光性の黒色印刷層１９を設
けることにより透過照明表示部７が形成されている。

【００２２】また、文字板１０の裏面側には、所要間隔
を置いてほぼ平行に回路基板２５が配設され、この回路
基板２５に、透過照明表示部７などを透過照明する発光
ダイオード（ＬＥＤ）などの光源２６が実装されてい
る。

【００２３】この実施の形態では、透過照明表示部７に
対し、以下のように、複数の光源２６を配置する。

【００２４】まず、図３に示すように、光源２６の指向
角方向の光度低減率（Ｉｖ）と、指向角方向に対して該
指向方向角度を余弦角とする余弦方向の光度低減率（ｃ
ｏｓθ）と、光源２６と文字板１０との距離差による光
度の低減率（ｃｏｓθ）×（ｃｏｓθ）との合計の光度
低減率を求める。ここで、θは、指向角の１／２の値で
ある。そして、この合計の光度低減率に基づき、文字板
１０表面上における光源２６の直上の発光輝度値が、所
定の輝度値、例えば、１／３の輝度値にまで減衰する文
字板１０上の光源２６直上からの距離を求める。そし
て、この距離を光源２６の有効照明照射半径３０に設定
して、透過照明表示部７のほぼ全てが、光源２６の有効
照明照射半径３０内に収まるように光源２６を配置す
る。

【００２５】例えば、光源２６から文字板１０までの距
離を１４．３ｍｍとして計算すると、図４のような結果
が得られる。図４の結果から、指向角８０度の位置で、
光源２６の指向角方向の光度低減率が７８％、指向角方
向に対して該指向方向角度を余弦角とする余弦方向の光
度低減率が７６％、光源２６と文字板１０との距離差に
よる光度の低減率が５８％、合計の光度低減率が（０．
７８×０．７６×０．５８＝０．３４）３４％で、ほぼ
１／３の輝度値に減衰することとなるので、この時の距
離１２ｍｍを有効照明照射半径３０とする。なお、文字
板１０をより明るく照明したい場合には、例えば、指向
角７０度の位置で合計の光度低減率が（０．８３×０．
８１×０．６７＝０．４５）４５％で、ほぼ１／２．２
の輝度値に減衰することとなり、指向角８０度いの場合
よりも明るくなるため、この時の距離１０ｍｍを有効照
明照射半径３０とすれば良い。

【００２６】そして、図５に示すように、透過照明表示
部７のほぼ全てが、光源２６の有効照明照射半径３０内
に収まる間隔で光源２６を配置する。

【００２７】光源２６を配置する際には、光源２６は、
透過照明表示部７の直下から僅かにずらせて配置する。

【００２８】特に、光源２６は、透過照明表示部７を構
成する円弧状の目盛列８と数値列９との中間位置に円弧
状に配置する。

【００２９】そして光源２６を、図６に示すような照明
室３２に収容する。この照明室３２は、透過照明表示部
７を照明する光源２６を収容する平面視ほぼ円弧状の円
弧状部３３と、液晶表示部分１１を照明する光源２６を
収容する平面視ほぼ矩形の矩形状部３４とを備えてい
る。

【００３０】この際、照明室３２を形成する周囲壁の内
周反射面３５には、反射処理を施すようにする。反射処
理は、例えば、反射膜を塗布形成したり、照明室３２を
ＰＣ、ＰＢＴ、ＰＣ／ＡＢＳアロイなどの反射率が高い
材料で形成したりする。

【００３１】そして、照明室３２底面における光源２６
間の部分は、図７に示すように、光源２６の上面と同じ
レベルかそれよりも高レベルの反射面３６とする。この
反射面３６は、平坦なもの（反射面３６ａ）としても良
い。

【００３２】好ましくは、反射面３６は、図８に示すよ
うに、山形状などの凸形状とするのが良い（反射面３６
ｂ）。この山形状の反射面３６ｂは、光源２６の指向角
範囲３８以内から出射する光を妨げず、且つ、光源２６
から出射される指向角範囲３８以外の光を光源２６間の
文字板１０方向へ反射させるものとする。なお、反射面
３６を凸形状などとする場合には、陵線ができないよう
に頂部や角部などに対して面取りを行う（面取部３
８）。

【００３３】一方、液晶表示部分１１の照明室３２（矩
形状部３４）は、図７〜図９に示すように、文字板１０
側の開口部分４０を液晶表示部分１１の表示エリア全体
を含み且つ表示エリア全体をひと周り大きくした形状と
し、また、光源２６側の開口部分４１を組立時のバラ付
きを考慮した上で光源２６に干渉しない最小形状とし、
中間部４２はこれらを直線状に結んだ形状とする。この
際、中間部４２は光源２６の指向角範囲３８以内から出
射する光を妨げないようにする。

【００３４】そして、照明室３２を形成する周囲壁の内
周反射面３５は、光源２６を中心に配置し、且つ、光源
２６の列に対して幅方向におよび長手方向とも、ほぼ対
称形状に構成する。

【００３５】次に、この実施の形態の作用について説明
する。

【００３６】光源２６を点灯すると、光源２６から出射
した光が、拡散印刷層１６、透明基材１５、拡散印刷層
１７、白色印刷層１８を透過し、文字板１０の黒色印刷
層１９に形成した透過照明表示部７が直射照明される。
ここで、拡散印刷層１６，１７は光源２６からの光を拡
散するために補助的に設けている。この拡散印刷層１
６，１７を印刷によって形成すること、および、透明基
材１５の両面に分散して形成することにより、透明基材
１５の裏面側に独立した拡散板を１枚設ける場合に対
し、十分な拡散効果を持たせることができ、しかも、薄
型に仕上げることができる。

【００３７】この実施の形態では、光源２６の指向角方
向の光度低減率と、指向角方向に対して該指向角方向角
度を余弦角とする余弦方向の光度低減率と、光源２６と
文字板１０との距離差による光度の低減率とに基づき合
計の光度低減率を求め、合計の光度低減率に基づき、文
字板１０表面上における光源２６の直上の発光輝度値
が、所定の輝度値にまで減衰する文字板１０上の光源２
６直上からの距離を求め、この距離を光源２６の有効照
明照射半径３０に設定して、透過照明表示部７が、光源
２６の有効照明照射半径３０内に収まるように光源２６
を配置したことにより、少ない光源２６で拡散板を用い
ずにムラの少ない直接照明を行うことが可能となり、そ
の分、コストを抑えることができる。また、設計時に照
明のムラを予測することが可能となるため、最適な光源
２６の配置を得ることができる。なお、減衰後の所定の
輝度値は、この実施の形態では１／３としているが、光
源２６の光度と、文字板１０の必要輝度などに基づいて
設定すれば良い。

【００３８】また、光源２６を透過照明表示部の裏面側
直下からずらせて配置したことにより、光源２６の最も
輝度の高い部分の真上に透過照明表示部が位置すること
を防止でき、よって、照明のムラを低減することができ
る。

【００３９】更に、光源２６を透過照明表示部７の目盛
列８と数値列９との中間位置に配置したことにより、目
盛列８と数値列９とを均等に照明することができる。

【００４０】この際、照明室３２を形成する周囲壁の内
周反射面３５に、反射処理を施すことにより、内周反射
面３５で光を文字板１０方向へ反射させる効率を向上す
ることができる。よって、ムラの少ない照明を行うこと
ができる。

【００４１】そして、照明室３２底面における光源２６
間の部分を、図７に示すように、光源２６の上面と同じ
レベルかそれよりも高レベルの反射面３６とすることに
より、指向角範囲３８以外の光を反射面３６で反射させ
て有効に光源２６間の部分を照明することができる。ま
た、反射面３６を光源２６の上面と同じレベルかそれよ
りも高レベルとすることにより、明るさは距離の２乗に
反比例するので、文字板１０までの距離を短くして明る
さを増す効果を得ることができる。よって、ムラの少な
い照明を行うことができる。この反射面３６は、平坦な
もの（反射面３６ａ）としても良い。

【００４２】そして、光源２６間に山形状の反射面３６
ｂを形成した場合、山形状の反射面３６ｂが光源２６の
指向角範囲３８以内から出射する光を妨げないことによ
り、文字板１０の光源２６直上部分を効率良く直射照明
することができる。また、山形状の反射面３６ｂが光源
２６から出射される指向角範囲３８以外の光を光源２６
間の文字板１０方向へ反射させることにより、文字板１
０における光源２６間の部分を効率良く反射照明するこ
とができる。よって、ムラの少ない照明を行うことがで
きる。更に、山形状の反射面３６ｂは、平坦な反射面３
６ａよりも文字板１０までの距離が短いので、一層明る
さを増すことができる。

【００４３】なお、反射面３６を山形状を含む凸形状な
どとする場合に、陵線ができないように頂部や角部など
に対して面取りを行う（面取部３８）ことにより、文字
板１０上に線が出ることを防止することができる。

【００４４】一方、液晶表示部分１１の照明室３２（矩
形状部３４）を、図７〜図９に示すように、文字板１０
側の開口部分４０を液晶表示部分１１の表示エリア全体
を含み且つ表示エリア全体をひと周り大きくした形状と
し、また、光源２６側の部分４１を組立時のバラ付きを
考慮した上で光源２６に干渉しない最小形状とし、中間
部４２はこれらを直線状に結んだ形状とし、中間部４２
は光源２６の指向角範囲３８以内から出射する光を妨げ
ないようにすることにより、照明室３２の容積を最小に
抑え、照明室３２内での光を密度を挙げることができ
る。これにより、光を文字板１０側へ出射させる効率を
向上することができる。

【００４５】更に、照明室３２を形成する周囲壁の内周
反射面３５を光源２６に対してほぼ対称に形成すること
により、反射による照明効果を各部で均一化することが
できる。よって、反射による照明の効率を向上すること
ができると共に、反射による照明ムラに対する補正を不
要化することができる。

【００４６】以上により、光源２６の数を減らして、均
一な照明を行うことができ、その分、コストを削減する
ことができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、光源の指向角方向の光度低減率と、指向角
方向に対して該指向角方向角度を余弦角とする余弦方向
の光度低減率と、光源と文字板との距離差による光度の
低減率とに基づき、文字板表面上における光源の直上の
発光輝度値が、所定の輝度値にまで減衰する文字板上の
光源直上からの距離を求め、この距離を光源の有効照明
照射半径に設定して、透過照明表示部が、光源の有効照
明照射半径内に収まるように前記光源を配置したことに
より、少ない光源で拡散板を用いずにムラの少ない直接
照明を行うことが可能となり、その分、コストを抑える
ことができる。また、設計時に照明のムラを予測するこ
とが可能となるため、最適な光源の配置を得ることがで
きる。

【００４８】請求項２の発明によれば、光源を透過照明
表示部の裏面側直下からずらせて配置したことにより、
光源の最も輝度の高い部分の真上に透過照明表示部が位
置することを防止でき、よって、照明のムラを低減する
ことができる。

【００４９】請求項３の発明によれば、光源を透過照明
表示部の目盛列と数値列との中間位置に配置したことに
より、目盛列と数値列とを均等に照明することができ
る。

【００５０】請求項４の発明によれば、光源間に形成し
た山形状の反射面が光源の指向角範囲以内から出射する
光を妨げないことにより、文字板の光源直上部分を効率
良く直射照明することができる。また、山形状の反射面
が光源から出射される指向角範囲以外の光を光源間の文
字板方向へ反射させることにより、文字板における光源
間の部分を効率良く反射照明することができる。よっ
て、ムラの少ない照明を行うことができる。

【００５１】請求項５の発明によれば、照明室を形成す
る周囲壁の内周反射面を光源に対してほぼ対称に形成す
ることにより、反射による照明効果を均一化することが
できる。よって、反射による照明の効率を向上すること
ができると共に、反射による照明ムラに対する補正を不
要化することができる、という実用上有益な効果を発揮
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる計器の平面図であ
る。

【図２】図１の計器の部分断面図である。

【図３】光源を配置するための手段の説明図である。

【図４】有効照明照射半径を求めるための計算結果をま
とめた表である。

【図５】光源の配置図である。

【図６】照明室の平面図である。

【図７】図６の照明室のＡ−Ａ線に沿った断面図であ
る。

【図８】図７と同様の図６の照明室のＡ−Ａ線に沿った
断面図である。

【図９】図７、図８の照明室の平面図である。

【符号の説明】

７ 透過照明表示部 ８ 目盛列 ９ 数値列 １０ 文字板 ２６ 光源 ３０ 有効照明照射半径 ３２ 照明室 ３６ 反射面 ３５ 内周反射面 ３６ａ 反射面（平坦） ３６ｂ 反射面（山形状） ３８ 指向角範囲

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】文字板の裏面側に光源を配置し、該光源で
   前記文字板に形成された透過照明表示部を透過照明する
   よう構成した計器用照明装置において、 前記光源の指向角方向の光度低減率と、前記指向角方向
   に対して該指向角方向角度を余弦角とする余弦方向の光
   度低減率と、前記光源と前記文字板との距離差による光
   度の低減率とに基づき、前記文字板表面上における前記
   光源の直上の発光輝度値が、所定の輝度値にまで減衰す
   る前記文字板上位置の前記光源直上からの距離を求め、 該距離を前記光源の有効照明照射半径に設定して、前記
   透過照明表示部が、前記光源の有効照明照射半径内に収
   まるように前記光源を配置したことを特徴とする計器用
   照明装置。
2. 【請求項２】前記光源は、透過照明表示部の裏面側直下
   からずらせて配置されていることを特徴とする請求項１
   記載の計器用照明装置。
3. 【請求項３】前記光源は、透過照明表示部を構成する目
   盛列と数値列との中間位置に配置されていることを特徴
   とする請求項２記載の計器用照明装置。
4. 【請求項４】前記光源間に山形状の反射面が形成され、
   該山形状の反射面は、前記光源の指向角範囲以内から出
   射する光を妨げず、且つ、前記光源から出射される指向
   角範囲以外の光を前記光源間の前記文字板方向へ反射さ
   せるものであることを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかに記載の計器用照明装置。
5. 【請求項５】前記光源が照明室に収容されると共に、該
   照明室を形成する周囲壁の内周反射面は、前記光源に対
   してほぼ対称に形成されていることを特徴とする請求項
   １ないし４のいずれかに記載の計器用照明装置。