JP2004184334A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示装置の文字盤の照明方法に工夫を凝らし、高い光源からの光の利用効率が得られる表示装置を提供する。
【解決手段】発光体42の光軸41方向を、両電極43、44が配置される端面46に対して傾斜させて発光ダイオード4を形成し、この発光ダイオード4を光軸41方向が文字盤2に対して傾斜するようにプリント基板5上に配置している。これにより、反射板3へ入射角を従来の表示装置における入射角より大きい角度、言い換えると全反射角により近い角度として発光ダイオード4からの光の反射板3における反射率を従来の表示装置の場合よりも高めて、コンビネーションメータ1の文字盤2照明における発光ダイオード4からの光の利用効率を高めることができる。
【選択図】 図3
【解決手段】発光体42の光軸41方向を、両電極43、44が配置される端面46に対して傾斜させて発光ダイオード4を形成し、この発光ダイオード4を光軸41方向が文字盤2に対して傾斜するようにプリント基板5上に配置している。これにより、反射板3へ入射角を従来の表示装置における入射角より大きい角度、言い換えると全反射角により近い角度として発光ダイオード4からの光の反射板3における反射率を従来の表示装置の場合よりも高めて、コンビネーションメータ1の文字盤2照明における発光ダイオード4からの光の利用効率を高めることができる。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に関するものであり、車両等に用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来から、たとえば自動車に装備される表示装置においては、斬新な視認性を確保するために、たとえば、文字盤の意匠を透過照明により発光表示させている。
【0003】
従来の表示装置、たとえば自動車に装備される表示装置においては、透過照明される意匠部を備える文字盤と、文字盤の背面側に配置される回路基板と、回路基板上に配置されて文字盤の表面側に駆動軸を延出する回動内機と、駆動軸の先端に固定されて駆動軸と共に文字盤の表面に沿って回動する指針と、意匠部よりも駆動軸側に位置して回路基板の文字盤側に設けられ意匠部を照明する光源と、文字盤と回路基板との間に配置される反射体とを備え、光源は発光部が駆動軸と反対側を向くように回路基板に実装され、反射体は光源の発光部からの光を意匠部側に反射する反射部を有する構成となっている。これにより、意匠部を透過照明して発光表示している。(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−153688号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、光源からの光を反射体で反射させて所定部位を照明する場合、反射体で反射する際の損失をできるだけ小さくするために、光源からの光の反射体への入射角が全反射角以上となるように、光源および反射体を配置することが望ましい。
【0006】
上述した従来の表示装置においては、光源は発光部が駆動軸と反対側を向くように、すなわち指針軸の径方向外周側に向かい且つ文字盤と平行な方向に光を照射するように配置されている。これにより、光源から出射される光の大部分は反射体に入射するが、光源からの光の反射体への入射角を十分に大きくすることができないため反射効率が低下する、言い換えると文字盤の照明に関して光源からの光の利用効率が低下するという問題がある。
【0007】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、表示装置の文字盤の照明方法に工夫を凝らし、高い光源からの光の利用効率が得られる表示装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【0009】
本発明の請求項1に記載の表示装置は、透過照明される意匠部を備える文字盤と、文字盤の背面側に配置される回路基板と、回路基板に実装され文字盤を照明する光源と、文字盤と回路基板との間に配置され光源からの光を文字盤へ向けて反射する反射板とを備え、光源は光源の光軸を光源から遠ざかるにしたがって文字盤に近づくように文字盤に対して傾斜させて配置され、反射板は光源から遠ざかるにしたがって文字盤に近づくように配置される構成としている。これにより、光源からの光の反射板への入射角を従来の表示装置における入射角よりも大きくして確実に全反射させることができるので、文字盤照明において光源からの光の利用効率を高めることができる。
【0010】
また、光源から出射される光の一部は反射板に入射せずに文字盤に向かって進み文字盤を直接照射するので、文字盤照明において光源からの光の利用効率を高めることができる。
【0011】
この場合、請求項3に記載の表示装置のように、光源が文字盤の視認方向から見て意匠部の外側に配置される構成とすれば、光源から出射される光の一部が直接視認方向に進行することを抑制できるので、文字盤の発光照度が部分的に高くなる、つまり文字盤の発光照度に斑が生じる不具合を防止することができる。
【0012】
本発明の請求項2に記載の表示装置は、透過照明される意匠部を備える文字盤と、文字盤の背面側に配置される回路基板と、回路基板に実装され文字盤を照明する光源と、文字盤と回路基板との間に配置され光源からの光を文字盤へ向けて反射する反射板と、文字盤の背面側に配置され文字盤の表面側に回動可能に指針軸を延出してなる回動内機と、指針軸の先端に固定されて文字盤の表面に沿って回動する指針とを備え、光源は、文字盤の視認方向から見て意匠部と指針軸との間に且つ指針軸とは反対側に光を出射するように配置され、光源の光軸は、光源から遠ざかるにしたがって文字盤に近づくように文字盤に対して傾斜して形成され、反射板は光源から遠ざかるにしたがって文字盤に近づくように配置される構成としている。これにより、光源からの光の反射板への入射角を従来の表示装置における入射角よりも大きくして確実に全反射させることができるので、文字盤照明において光源からの光の利用効率を高めることができる。
【0013】
また、光源から出射される光の一部は反射板に入射せずに文字盤に向かって進み文字盤を直接照射するので、文字盤照明において光源からの光の利用効率を高めることができる。
【0014】
また、本発明の請求項2に記載の表示装置はいわゆる指針計器であるが、一般に指針計器における文字盤の意匠部は略扇状に形成されている。ところで、光源からの光は或る角度範囲に放射状に出射される。したがって、本発明の請求項2に記載の表示装置のように光源を配置することにより、光源からの光を文字盤の照明に有効利用できる。言い換えると少ない個数の光源で意匠部全域を確実に照明できる。
【0015】
本発明の請求項4に記載の表示装置は、光源は発光ダイオードである構成としている。これにより、回路基板へ光源を容易に実装することができる。
【0016】
本発明の請求項5に記載の表示装置は、発光ダイオードは同一平面上に配置される複数の電極を備え且つ発光ダイオードの光軸は平面に対して傾斜して設けられる構成としている。一般に表示装置においては、光源が実装されるプリント基板は文字盤の裏側に文字盤と平行に設置されている。一方、表面実装タイプの発光ダイオードにおいて、その発光方向である光軸は、通常、プリント基板の表面、つまり発光ダイオードの複数(たとえば2個)の電極が配置される平面に対して垂直あるいは平行に形成されている。したがって、光源すなわち発光ダイオードの光軸方向を、文字盤に対して傾斜するように配置する、言い換えると文字盤(プリント基板)に対して傾斜させるためには、適当なスペーサを介してプリント基板に実装する、あるいは、リードタイプの発光ダイオードを用いて発光ダイオードの光軸が所定方向となるように予めリードを曲げた後プリント基板に実装する等の処置が必要になり、部品点数および組み付け工数の増大を伴ってしまう。これに対して、本発明の請求項5に記載の表示装置によれば、発光ダイオードをプリント基板に普通に実装するだけで、容易に発光ダイオードの光軸方向を所定の角度に傾斜させることができる。
【0017】
本発明の請求項6に記載の表示装置では、反射板は文字盤および回路基板等を収容、保持するケースと一体的に形成される構成としている。これにより、部品点数、組付け工数を低減できるので、表示装置のコストを低減することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による表示装置を自動車用コンビネーションメータに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
【0019】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図2のI−I線断面図である。
【0020】
図2は、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分正面図である。
【0021】
図3は、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分拡大断面図であり、図1中のIII部拡大図である。
【0022】
コンビネーションメータ1は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設されており、各種情報を表示して運転者に視認させるための文字盤2を備えている。
【0023】
文字盤2は、透光性材質、たとえば透明なポリカーボネート等の薄板から形成されている。文字盤2には、図2に示すように、透過照明される意匠部21が形成されている。意匠部21は、文字盤2の表面(図2において左側の面)あるいは裏面(図2において右側の面)に印刷あるいはホットスタンプ等を施すことにより形成されている。すなわち、意匠部21以外の部分に不透光性を有する着色層を設けると共に、意匠部21に半透明着色層を設ける、あるいは部分的に透明なまま残してある。これにより、文字盤2の裏面側に配置される光源である発光ダイオード4からの光を反射板3を介して文字盤2に照射すると、意匠部21はこの光に透過照明されて発光表示される。また、文字盤2の表面側には、略環状の見返し板7を介し透明カバー8が装着されている。透明カバー8は、たとえば透明なポリカーボネート樹脂等からなり、文字盤2表面を清浄に維持すると共に、コンビネーションメータ1内の気密を維持している。
【0024】
一方、文字盤2の裏側には、回路基板5が配置されている。回路基板5は、たとえばガラスエポキシ基板等からなり、コンビネーションメータ1の電気回路部を形成している。また、回路基板5は文字盤2と略平行な位置関係に配置されている。
【0025】
回路基板5上には、文字盤2を照明する光源である発光ダイオード4が実装されている。発光ダイオード4は、たとえば、表面実装用のチップタイプのものが用いられている。発光ダイオード4から照射される光の輝度が最も高い方向である光軸41方向は、図1に示すように、発光ダイオード4から遠ざかるにしたがって文字盤2に近づくように、すなわち文字盤2に対して傾斜するように設定されている。
【0026】
また、文字盤2と回路基板5との間には、発光ダイオード4からの光を文字盤2に向けて反射するための反射板3が設置されている。反射板3は、コンビネーションメータ1のケースであるケーシング6に保持固定されている。反射板3は、滑らかな表面を持つ材質、たとえばアルミニウムあるいはステンレス鋼の薄板から形成されている。反射板3は、図2に示すように、文字盤2の視認方向(図1における左右方向)から見て文字盤2の意匠部21を確実に包含する大きさの略長方形に形成されると共に、文字盤2の意匠部21を確実に包含するように配置されている。反射板3の文字盤2側の表面31には、微小な凹凸を備えるシボ面(図示せず)が、たとえばエッチング処理等により形成されている。このシボ面により発光ダイオード4からの表面31に入射した光を拡散反射させ文字盤2に向けて出射させることで、意匠部21を透過照明している。また、反射板3は、図1に示すように、発光ダイオード4から遠ざかるにしたがって文字盤2に近づくように、言い換えると文字盤に対して傾斜して配置されている。
【0027】
文字盤2および発光ダイオード4が実装されたプリント基板5は、たとえば樹脂等からなるケースであるケーシング6に収容、保持されている。
【0028】
次に、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の特徴である発光ダイオード4の構成およびその光軸方向の作用、効果について説明する。
【0029】
先ず、発光ダイオード4の構成について説明する。
【0030】
図3には、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分拡大断面図を示す。
【0031】
発光ダイオード4は、図3に示すように、発光体42および2つの電極43、44を備え、これらの発光体42および2つの電極43、44は、樹脂45により一体的にモールドされている。発光体42と2つの電極43、44とは、ワイヤボンディング(図示せず)あるいはバンプ(図示せず)等により電気的に接続されている。また、両電極43、44は、図3に示すように、同一平面である端面46上に配置されている。したがって、端面46をプリント基板5に当接させて発光ダイオード4を実装することにより、両電極43、44がプリント基板5上の導電パタン(図示せず)と電気的に接続される。一方、発光体42は、その光軸41方向を端面46に対して傾斜させて配置されている。一般に、表面実装用のチップタイプの発光ダイオード、たとえば従来の表示装置に用いられる発光ダイオードにおいては、光軸41方向は、端面46に対して垂直方向あるいは水平方向に設定されている。これに対して、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の発光ダイオード4では、光軸41方向を、図3に示すように、端面46に対して傾斜させている。これにより、発光ダイオード4をプリント基板5に実装するだけで、光軸41方向をプリント基板5、すなわち文字盤2に対して容易に所望の傾斜角度に傾斜させることができる。
【0032】
次に、光軸41方向をプリント基板5、すなわち文字盤2に対して傾斜させる構成における作用、効果について説明する。
【0033】
一般に、発光ダイオードからは、光軸を中心として或る角度範囲に広がる光が放射される。
【0034】
従来の表示装置において、発光ダイオードの光軸410方向の光は、図3中に破線で示すように、反射板3の表面31へ入射角θ2で入射する。この場合、発光ダイオードから放射される光の一部は反射板3のへの入射角が全反射角よりも小さくなるので、発光ダイオード4からの光の反射板3における反射率が低下し、そのため、文字盤2照明において発光ダイオード4からの光の利用効率が低下するという問題がある。
【0035】
これに対して、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1場合、発光ダイオード4は、その光軸41方向をプリント基板5、すなわち文字盤2に対して傾斜させて、詳しくは、反射板3と略平行となるようにして配置されている。このため、発光ダイオード4から照射される光のうち最もプリント基板5寄りの光は、図3中に破線で示すように、反射板3の表面31へ入射角θ1で、すなわち従来の表示装置における入射角θ2より大きい角度で、言い換えると全反射角により近い角度で入射する。これにより、発光ダイオード4からの光の反射板3における反射率を従来の表示装置の場合よりも高めて、文字盤2照明における発光ダイオード4からの光の利用効率を高めることができる。
【0036】
また、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1場合、発光ダイオード4から出射する光の一部は、図3に示すように、文字盤2の意匠部21へ直接入射する。これにより、文字盤2は、反射板3からの拡散反射光および発光ダイオード4からの直接照射光の両者により照明されることになり、文字盤2照明における発光ダイオード4からの光の利用効率を高めることができる。
【0037】
また、発光ダイオード4は、文字盤2の視認方向(図3において左右方向)から見て意匠部21の外側に配置されている。これにより、発光ダイオード4からの光の一部が直接視認方向に進行することを抑制できるので、文字盤2の発光照度が部分的に高くなる、つまり文字盤2の発光照度に斑が生じることを防止できる。
【0038】
図4には、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の変形例の部分断面図を示す。
【0039】
この変形例では、反射板3の形状を一直線状から図4に示すような折曲状に変更している。この場合も、発光ダイオード4の光の利用効率向上に関して本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1と同様の効果が得られる。
【0040】
図5には、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の他の変形例の部分断面図を示す。
【0041】
他の変形例においては、反射板3の形状を一直線状から図5に示すような湾曲面状に変更している。この場合も、発光ダイオード4の光の利用効率向上に関して本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1と同様の効果が得られる。
【0042】
図6には、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の他の変形例の部分断面図を示す。
【0043】
他の変形例においては、プリント基板を変更している。すなわち、上述の第1実施形態においては、プリント基板5はたとえばガラスエポキシ等からなり、剛性の高い容易に変形しないものを用いている。これに対して他の変形例においては柔軟性を有するフレキシブル基板50を用いている。
【0044】
さらに、発光ダイオードとして光軸41方向が端面46に対して垂直方向であるような発光ダイオード40を使用すると共に、フレキシブル基板50を、図6に示すように、その一部を曲げてケーシング6に保持固定することにより、発光ダイオード40の光軸41を、第1実施形態によるコンビネーションメータ1の場合と同様に、文字盤2に対して傾斜させている。この場合も、発光ダイオード4の光の利用効率向上に関して本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1と同様の効果が得られる。また、光源として、一般的な汎用発光ダイオードを用いることができる。
【0045】
なお、以上説明した、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1においては、発光ダイオード4の個数を1個としているが複数個用いても良い。
【0046】
(第2実施形態)
図7は、本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図8のVII−VII線断面図である。
【0047】
図8は、本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の部分正面図である。
【0048】
本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1では、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1に対して、指針9および指針9を回動させる回動内機であるムーブメント10が追加されている他は、ほぼ同一構成となっている。したがって、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1と同一部分の説明は省略し、第2実施形態固有の部分について説明する。
【0049】
文字盤2の意匠部21は、図8に示すように、数字部21aと目盛部21bとから構成されている。意匠部21は、後述するムーブメント10のシャフト11と略同心上に設けられている。
【0050】
文字盤2の裏面側には反射板3が配置されている。反射板3は、文字盤2の意匠部21を確実に包含するために、図8中に破線で示すように、文字盤2の視認方向(図7における左右方向)から見て意匠部21と略同心上の扇形に形成されている。
【0051】
また、文字盤2の裏面側には、外部からの電気信号に対応した角度だけ指針軸であるシャフト11を回動させる回動内機であるムーブメント10が設置されている。ムーブメント10は、プリント基板5に実装固定されており、シャフト111は、文字盤2の貫通孔22を通して表側(図7の左側)へ延出して、その先端には指針9が固定されている。この指針9は、透明あるいは半透明の材料、たとえばアクリル樹脂等から形成され、指針9外部の光源(図示せず)からの光を導光することにより指針9自体が発光可能である。
【0052】
光源である発光ダイオード4は、本発明の第1実施形態と同じものが、光軸41方向を文字盤2に対して傾斜させてプリント基板5上に実装されている。また、発光ダイオード4は、図7に示すように、文字盤2の視認方向(図7の左右方向)から見て文字盤2の意匠部21とシャフト11の間にシャフト11と反対側に光を出射するように配置されている。言い換えると扇型の反射板3の要に相当する位置に配置されている。さらに、発光ダイオード4は、図8に示すように、3個がシャフト11と略同心上に配置されている。
【0053】
以上説明した、本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1においても、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の場合と同様に、発光ダイオード4をその光軸41方向を文字盤2に対して傾斜させてプリント基板5上に実装することにより、発光ダイオード4からの光の反射板3における反射率を従来の表示装置の場合よりも高めて、文字盤2照明における発光ダイオードからの光の利用効率を高めることができる。
【0054】
また、3個の発光ダイオード4を、図7、図8に示すように、シャフト11と略同心上に文字盤2の視認方向(図7の左右方向)から見て文字盤2の意匠部21とシャフト11の間にシャフト11と反対側に光を出射するように配置することにより、文字盤2の意匠部21の発光照度が部分的に高くなる、つまり意匠部21の発光照度に斑が生じることを抑制すると共に、発光ダイオード4からの光の利用効率を高め、少ない発光ダイオード4個数(第2実施形態においては3個)により意匠部21を確実に照明することができる。
【0055】
なお、本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1においては、発光ダイオード4の個数を3個としているが、3個に限る必要はなく、いくつ設けてもよい。
【0056】
(第3実施形態)
図9は、本発明の第3実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図である。
【0057】
本発明の第3実施形態によるコンビネーションメータ1は、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1においては独立した部品であった反射板3をケース6と一体的に形成している。すなわち、図9に示すように、ケーシング6において樹脂による一体成形により反射部61を設け、この反射部61が本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1における反射板3の機能を果たしている。この場合、ケーシング6を光の反射効率の高い色、たとえば白色の樹脂で成形することにより、反射部61の反射効率を高めて文字盤2照明における発光ダイオード4からの光の利用効率を高めることができる。
【0058】
また、本発明の第3実施形態によるコンビネーションメータ1においては、反射板3をケーシング6と一体成形により形成することにより、部品点数および組付け工数を低減してコンビネーションメータ1のコストを低減することができる。
【0059】
なお、本発明の第3実施形態によるコンビネーションメータ1において、反射部61の文字盤2側表面に塗装あるいはメッキ等を施して光の反射効率をより高めるようにしてもよい。
【0060】
以上説明した、本発明の第1〜第3実施形態によるコンビネーションメータ1においては、発光ダイオード4の発光色を限定していないので、どのような発光色を使用してもよい。さらに、発光ダイオード4を複数個使用する場合、各発光ダイオード4の発光色を異なるものとしてもよい。
【0061】
また、以上説明した、本発明の第1〜第3実施形態によるコンビネーションメータ1においては、光源として発光ダイオード4を用いているが、他の光源、たとえば電球、放電管、電界発光ディスプレイ等であってもよい。
【0062】
また、以上説明した本発明の第1〜第3実施形態は、本発明による表示装置を自動車のコンビネーションメータ1に適用した場合を例に示しているが、自動車のコンビネーションメータ1以外の表示装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図2のI−I線断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分正面図である。
【図3】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分拡大断面図であり、図1中のIII部拡大図である。
【図4】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の変形例の部分断面図を示す。
【図5】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の他の変形例の部分断面図である。
【図6】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の他の変形例の部分断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図8のVII−VII線断面図である。
【図8】本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の部分正面図である。
【図9】本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図2のI−I線断面図に相当する。
【符号の説明】
1 コンビネーションメータ(表示装置)
2 文字盤
21 意匠部
21a 数字部
21b 目盛部
22 貫通孔
3 反射板
31 表面
4 発光ダイオード(光源)
41 光軸
42 発光体
43、44 電極
45 樹脂
46 端面(平面)
5 プリント基板(回路基板)
6 ケーシング(ケース)
61 反射部
7 見返し板
8 透明カバー
9 指針
10 ムーブメント(回動内機)
11 シャフト(指針軸)
40 発光ダイオード(光源)
50 フレキシブル基板(回路基板)
θ1、θ2 入射角
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に関するものであり、車両等に用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来から、たとえば自動車に装備される表示装置においては、斬新な視認性を確保するために、たとえば、文字盤の意匠を透過照明により発光表示させている。
【0003】
従来の表示装置、たとえば自動車に装備される表示装置においては、透過照明される意匠部を備える文字盤と、文字盤の背面側に配置される回路基板と、回路基板上に配置されて文字盤の表面側に駆動軸を延出する回動内機と、駆動軸の先端に固定されて駆動軸と共に文字盤の表面に沿って回動する指針と、意匠部よりも駆動軸側に位置して回路基板の文字盤側に設けられ意匠部を照明する光源と、文字盤と回路基板との間に配置される反射体とを備え、光源は発光部が駆動軸と反対側を向くように回路基板に実装され、反射体は光源の発光部からの光を意匠部側に反射する反射部を有する構成となっている。これにより、意匠部を透過照明して発光表示している。(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−153688号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、光源からの光を反射体で反射させて所定部位を照明する場合、反射体で反射する際の損失をできるだけ小さくするために、光源からの光の反射体への入射角が全反射角以上となるように、光源および反射体を配置することが望ましい。
【0006】
上述した従来の表示装置においては、光源は発光部が駆動軸と反対側を向くように、すなわち指針軸の径方向外周側に向かい且つ文字盤と平行な方向に光を照射するように配置されている。これにより、光源から出射される光の大部分は反射体に入射するが、光源からの光の反射体への入射角を十分に大きくすることができないため反射効率が低下する、言い換えると文字盤の照明に関して光源からの光の利用効率が低下するという問題がある。
【0007】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、表示装置の文字盤の照明方法に工夫を凝らし、高い光源からの光の利用効率が得られる表示装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【0009】
本発明の請求項1に記載の表示装置は、透過照明される意匠部を備える文字盤と、文字盤の背面側に配置される回路基板と、回路基板に実装され文字盤を照明する光源と、文字盤と回路基板との間に配置され光源からの光を文字盤へ向けて反射する反射板とを備え、光源は光源の光軸を光源から遠ざかるにしたがって文字盤に近づくように文字盤に対して傾斜させて配置され、反射板は光源から遠ざかるにしたがって文字盤に近づくように配置される構成としている。これにより、光源からの光の反射板への入射角を従来の表示装置における入射角よりも大きくして確実に全反射させることができるので、文字盤照明において光源からの光の利用効率を高めることができる。
【0010】
また、光源から出射される光の一部は反射板に入射せずに文字盤に向かって進み文字盤を直接照射するので、文字盤照明において光源からの光の利用効率を高めることができる。
【0011】
この場合、請求項3に記載の表示装置のように、光源が文字盤の視認方向から見て意匠部の外側に配置される構成とすれば、光源から出射される光の一部が直接視認方向に進行することを抑制できるので、文字盤の発光照度が部分的に高くなる、つまり文字盤の発光照度に斑が生じる不具合を防止することができる。
【0012】
本発明の請求項2に記載の表示装置は、透過照明される意匠部を備える文字盤と、文字盤の背面側に配置される回路基板と、回路基板に実装され文字盤を照明する光源と、文字盤と回路基板との間に配置され光源からの光を文字盤へ向けて反射する反射板と、文字盤の背面側に配置され文字盤の表面側に回動可能に指針軸を延出してなる回動内機と、指針軸の先端に固定されて文字盤の表面に沿って回動する指針とを備え、光源は、文字盤の視認方向から見て意匠部と指針軸との間に且つ指針軸とは反対側に光を出射するように配置され、光源の光軸は、光源から遠ざかるにしたがって文字盤に近づくように文字盤に対して傾斜して形成され、反射板は光源から遠ざかるにしたがって文字盤に近づくように配置される構成としている。これにより、光源からの光の反射板への入射角を従来の表示装置における入射角よりも大きくして確実に全反射させることができるので、文字盤照明において光源からの光の利用効率を高めることができる。
【0013】
また、光源から出射される光の一部は反射板に入射せずに文字盤に向かって進み文字盤を直接照射するので、文字盤照明において光源からの光の利用効率を高めることができる。
【0014】
また、本発明の請求項2に記載の表示装置はいわゆる指針計器であるが、一般に指針計器における文字盤の意匠部は略扇状に形成されている。ところで、光源からの光は或る角度範囲に放射状に出射される。したがって、本発明の請求項2に記載の表示装置のように光源を配置することにより、光源からの光を文字盤の照明に有効利用できる。言い換えると少ない個数の光源で意匠部全域を確実に照明できる。
【0015】
本発明の請求項4に記載の表示装置は、光源は発光ダイオードである構成としている。これにより、回路基板へ光源を容易に実装することができる。
【0016】
本発明の請求項5に記載の表示装置は、発光ダイオードは同一平面上に配置される複数の電極を備え且つ発光ダイオードの光軸は平面に対して傾斜して設けられる構成としている。一般に表示装置においては、光源が実装されるプリント基板は文字盤の裏側に文字盤と平行に設置されている。一方、表面実装タイプの発光ダイオードにおいて、その発光方向である光軸は、通常、プリント基板の表面、つまり発光ダイオードの複数(たとえば2個)の電極が配置される平面に対して垂直あるいは平行に形成されている。したがって、光源すなわち発光ダイオードの光軸方向を、文字盤に対して傾斜するように配置する、言い換えると文字盤(プリント基板)に対して傾斜させるためには、適当なスペーサを介してプリント基板に実装する、あるいは、リードタイプの発光ダイオードを用いて発光ダイオードの光軸が所定方向となるように予めリードを曲げた後プリント基板に実装する等の処置が必要になり、部品点数および組み付け工数の増大を伴ってしまう。これに対して、本発明の請求項5に記載の表示装置によれば、発光ダイオードをプリント基板に普通に実装するだけで、容易に発光ダイオードの光軸方向を所定の角度に傾斜させることができる。
【0017】
本発明の請求項6に記載の表示装置では、反射板は文字盤および回路基板等を収容、保持するケースと一体的に形成される構成としている。これにより、部品点数、組付け工数を低減できるので、表示装置のコストを低減することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による表示装置を自動車用コンビネーションメータに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
【0019】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図2のI−I線断面図である。
【0020】
図2は、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分正面図である。
【0021】
図3は、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分拡大断面図であり、図1中のIII部拡大図である。
【0022】
コンビネーションメータ1は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設されており、各種情報を表示して運転者に視認させるための文字盤2を備えている。
【0023】
文字盤2は、透光性材質、たとえば透明なポリカーボネート等の薄板から形成されている。文字盤2には、図2に示すように、透過照明される意匠部21が形成されている。意匠部21は、文字盤2の表面(図2において左側の面)あるいは裏面(図2において右側の面)に印刷あるいはホットスタンプ等を施すことにより形成されている。すなわち、意匠部21以外の部分に不透光性を有する着色層を設けると共に、意匠部21に半透明着色層を設ける、あるいは部分的に透明なまま残してある。これにより、文字盤2の裏面側に配置される光源である発光ダイオード4からの光を反射板3を介して文字盤2に照射すると、意匠部21はこの光に透過照明されて発光表示される。また、文字盤2の表面側には、略環状の見返し板7を介し透明カバー8が装着されている。透明カバー8は、たとえば透明なポリカーボネート樹脂等からなり、文字盤2表面を清浄に維持すると共に、コンビネーションメータ1内の気密を維持している。
【0024】
一方、文字盤2の裏側には、回路基板5が配置されている。回路基板5は、たとえばガラスエポキシ基板等からなり、コンビネーションメータ1の電気回路部を形成している。また、回路基板5は文字盤2と略平行な位置関係に配置されている。
【0025】
回路基板5上には、文字盤2を照明する光源である発光ダイオード4が実装されている。発光ダイオード4は、たとえば、表面実装用のチップタイプのものが用いられている。発光ダイオード4から照射される光の輝度が最も高い方向である光軸41方向は、図1に示すように、発光ダイオード4から遠ざかるにしたがって文字盤2に近づくように、すなわち文字盤2に対して傾斜するように設定されている。
【0026】
また、文字盤2と回路基板5との間には、発光ダイオード4からの光を文字盤2に向けて反射するための反射板3が設置されている。反射板3は、コンビネーションメータ1のケースであるケーシング6に保持固定されている。反射板3は、滑らかな表面を持つ材質、たとえばアルミニウムあるいはステンレス鋼の薄板から形成されている。反射板3は、図2に示すように、文字盤2の視認方向(図1における左右方向)から見て文字盤2の意匠部21を確実に包含する大きさの略長方形に形成されると共に、文字盤2の意匠部21を確実に包含するように配置されている。反射板3の文字盤2側の表面31には、微小な凹凸を備えるシボ面(図示せず)が、たとえばエッチング処理等により形成されている。このシボ面により発光ダイオード4からの表面31に入射した光を拡散反射させ文字盤2に向けて出射させることで、意匠部21を透過照明している。また、反射板3は、図1に示すように、発光ダイオード4から遠ざかるにしたがって文字盤2に近づくように、言い換えると文字盤に対して傾斜して配置されている。
【0027】
文字盤2および発光ダイオード4が実装されたプリント基板5は、たとえば樹脂等からなるケースであるケーシング6に収容、保持されている。
【0028】
次に、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の特徴である発光ダイオード4の構成およびその光軸方向の作用、効果について説明する。
【0029】
先ず、発光ダイオード4の構成について説明する。
【0030】
図3には、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分拡大断面図を示す。
【0031】
発光ダイオード4は、図3に示すように、発光体42および2つの電極43、44を備え、これらの発光体42および2つの電極43、44は、樹脂45により一体的にモールドされている。発光体42と2つの電極43、44とは、ワイヤボンディング(図示せず)あるいはバンプ(図示せず)等により電気的に接続されている。また、両電極43、44は、図3に示すように、同一平面である端面46上に配置されている。したがって、端面46をプリント基板5に当接させて発光ダイオード4を実装することにより、両電極43、44がプリント基板5上の導電パタン(図示せず)と電気的に接続される。一方、発光体42は、その光軸41方向を端面46に対して傾斜させて配置されている。一般に、表面実装用のチップタイプの発光ダイオード、たとえば従来の表示装置に用いられる発光ダイオードにおいては、光軸41方向は、端面46に対して垂直方向あるいは水平方向に設定されている。これに対して、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の発光ダイオード4では、光軸41方向を、図3に示すように、端面46に対して傾斜させている。これにより、発光ダイオード4をプリント基板5に実装するだけで、光軸41方向をプリント基板5、すなわち文字盤2に対して容易に所望の傾斜角度に傾斜させることができる。
【0032】
次に、光軸41方向をプリント基板5、すなわち文字盤2に対して傾斜させる構成における作用、効果について説明する。
【0033】
一般に、発光ダイオードからは、光軸を中心として或る角度範囲に広がる光が放射される。
【0034】
従来の表示装置において、発光ダイオードの光軸410方向の光は、図3中に破線で示すように、反射板3の表面31へ入射角θ2で入射する。この場合、発光ダイオードから放射される光の一部は反射板3のへの入射角が全反射角よりも小さくなるので、発光ダイオード4からの光の反射板3における反射率が低下し、そのため、文字盤2照明において発光ダイオード4からの光の利用効率が低下するという問題がある。
【0035】
これに対して、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1場合、発光ダイオード4は、その光軸41方向をプリント基板5、すなわち文字盤2に対して傾斜させて、詳しくは、反射板3と略平行となるようにして配置されている。このため、発光ダイオード4から照射される光のうち最もプリント基板5寄りの光は、図3中に破線で示すように、反射板3の表面31へ入射角θ1で、すなわち従来の表示装置における入射角θ2より大きい角度で、言い換えると全反射角により近い角度で入射する。これにより、発光ダイオード4からの光の反射板3における反射率を従来の表示装置の場合よりも高めて、文字盤2照明における発光ダイオード4からの光の利用効率を高めることができる。
【0036】
また、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1場合、発光ダイオード4から出射する光の一部は、図3に示すように、文字盤2の意匠部21へ直接入射する。これにより、文字盤2は、反射板3からの拡散反射光および発光ダイオード4からの直接照射光の両者により照明されることになり、文字盤2照明における発光ダイオード4からの光の利用効率を高めることができる。
【0037】
また、発光ダイオード4は、文字盤2の視認方向(図3において左右方向)から見て意匠部21の外側に配置されている。これにより、発光ダイオード4からの光の一部が直接視認方向に進行することを抑制できるので、文字盤2の発光照度が部分的に高くなる、つまり文字盤2の発光照度に斑が生じることを防止できる。
【0038】
図4には、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の変形例の部分断面図を示す。
【0039】
この変形例では、反射板3の形状を一直線状から図4に示すような折曲状に変更している。この場合も、発光ダイオード4の光の利用効率向上に関して本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1と同様の効果が得られる。
【0040】
図5には、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の他の変形例の部分断面図を示す。
【0041】
他の変形例においては、反射板3の形状を一直線状から図5に示すような湾曲面状に変更している。この場合も、発光ダイオード4の光の利用効率向上に関して本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1と同様の効果が得られる。
【0042】
図6には、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の他の変形例の部分断面図を示す。
【0043】
他の変形例においては、プリント基板を変更している。すなわち、上述の第1実施形態においては、プリント基板5はたとえばガラスエポキシ等からなり、剛性の高い容易に変形しないものを用いている。これに対して他の変形例においては柔軟性を有するフレキシブル基板50を用いている。
【0044】
さらに、発光ダイオードとして光軸41方向が端面46に対して垂直方向であるような発光ダイオード40を使用すると共に、フレキシブル基板50を、図6に示すように、その一部を曲げてケーシング6に保持固定することにより、発光ダイオード40の光軸41を、第1実施形態によるコンビネーションメータ1の場合と同様に、文字盤2に対して傾斜させている。この場合も、発光ダイオード4の光の利用効率向上に関して本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1と同様の効果が得られる。また、光源として、一般的な汎用発光ダイオードを用いることができる。
【0045】
なお、以上説明した、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1においては、発光ダイオード4の個数を1個としているが複数個用いても良い。
【0046】
(第2実施形態)
図7は、本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図8のVII−VII線断面図である。
【0047】
図8は、本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の部分正面図である。
【0048】
本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1では、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1に対して、指針9および指針9を回動させる回動内機であるムーブメント10が追加されている他は、ほぼ同一構成となっている。したがって、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1と同一部分の説明は省略し、第2実施形態固有の部分について説明する。
【0049】
文字盤2の意匠部21は、図8に示すように、数字部21aと目盛部21bとから構成されている。意匠部21は、後述するムーブメント10のシャフト11と略同心上に設けられている。
【0050】
文字盤2の裏面側には反射板3が配置されている。反射板3は、文字盤2の意匠部21を確実に包含するために、図8中に破線で示すように、文字盤2の視認方向(図7における左右方向)から見て意匠部21と略同心上の扇形に形成されている。
【0051】
また、文字盤2の裏面側には、外部からの電気信号に対応した角度だけ指針軸であるシャフト11を回動させる回動内機であるムーブメント10が設置されている。ムーブメント10は、プリント基板5に実装固定されており、シャフト111は、文字盤2の貫通孔22を通して表側(図7の左側)へ延出して、その先端には指針9が固定されている。この指針9は、透明あるいは半透明の材料、たとえばアクリル樹脂等から形成され、指針9外部の光源(図示せず)からの光を導光することにより指針9自体が発光可能である。
【0052】
光源である発光ダイオード4は、本発明の第1実施形態と同じものが、光軸41方向を文字盤2に対して傾斜させてプリント基板5上に実装されている。また、発光ダイオード4は、図7に示すように、文字盤2の視認方向(図7の左右方向)から見て文字盤2の意匠部21とシャフト11の間にシャフト11と反対側に光を出射するように配置されている。言い換えると扇型の反射板3の要に相当する位置に配置されている。さらに、発光ダイオード4は、図8に示すように、3個がシャフト11と略同心上に配置されている。
【0053】
以上説明した、本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1においても、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の場合と同様に、発光ダイオード4をその光軸41方向を文字盤2に対して傾斜させてプリント基板5上に実装することにより、発光ダイオード4からの光の反射板3における反射率を従来の表示装置の場合よりも高めて、文字盤2照明における発光ダイオードからの光の利用効率を高めることができる。
【0054】
また、3個の発光ダイオード4を、図7、図8に示すように、シャフト11と略同心上に文字盤2の視認方向(図7の左右方向)から見て文字盤2の意匠部21とシャフト11の間にシャフト11と反対側に光を出射するように配置することにより、文字盤2の意匠部21の発光照度が部分的に高くなる、つまり意匠部21の発光照度に斑が生じることを抑制すると共に、発光ダイオード4からの光の利用効率を高め、少ない発光ダイオード4個数(第2実施形態においては3個)により意匠部21を確実に照明することができる。
【0055】
なお、本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1においては、発光ダイオード4の個数を3個としているが、3個に限る必要はなく、いくつ設けてもよい。
【0056】
(第3実施形態)
図9は、本発明の第3実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図である。
【0057】
本発明の第3実施形態によるコンビネーションメータ1は、本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1においては独立した部品であった反射板3をケース6と一体的に形成している。すなわち、図9に示すように、ケーシング6において樹脂による一体成形により反射部61を設け、この反射部61が本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1における反射板3の機能を果たしている。この場合、ケーシング6を光の反射効率の高い色、たとえば白色の樹脂で成形することにより、反射部61の反射効率を高めて文字盤2照明における発光ダイオード4からの光の利用効率を高めることができる。
【0058】
また、本発明の第3実施形態によるコンビネーションメータ1においては、反射板3をケーシング6と一体成形により形成することにより、部品点数および組付け工数を低減してコンビネーションメータ1のコストを低減することができる。
【0059】
なお、本発明の第3実施形態によるコンビネーションメータ1において、反射部61の文字盤2側表面に塗装あるいはメッキ等を施して光の反射効率をより高めるようにしてもよい。
【0060】
以上説明した、本発明の第1〜第3実施形態によるコンビネーションメータ1においては、発光ダイオード4の発光色を限定していないので、どのような発光色を使用してもよい。さらに、発光ダイオード4を複数個使用する場合、各発光ダイオード4の発光色を異なるものとしてもよい。
【0061】
また、以上説明した、本発明の第1〜第3実施形態によるコンビネーションメータ1においては、光源として発光ダイオード4を用いているが、他の光源、たとえば電球、放電管、電界発光ディスプレイ等であってもよい。
【0062】
また、以上説明した本発明の第1〜第3実施形態は、本発明による表示装置を自動車のコンビネーションメータ1に適用した場合を例に示しているが、自動車のコンビネーションメータ1以外の表示装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図2のI−I線断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分正面図である。
【図3】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の部分拡大断面図であり、図1中のIII部拡大図である。
【図4】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の変形例の部分断面図を示す。
【図5】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の他の変形例の部分断面図である。
【図6】本発明の第1実施形態によるコンビネーションメータ1の他の変形例の部分断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図8のVII−VII線断面図である。
【図8】本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の部分正面図である。
【図9】本発明の第2実施形態によるコンビネーションメータ1の断面図であり、図2のI−I線断面図に相当する。
【符号の説明】
1 コンビネーションメータ(表示装置)
2 文字盤
21 意匠部
21a 数字部
21b 目盛部
22 貫通孔
3 反射板
31 表面
4 発光ダイオード(光源)
41 光軸
42 発光体
43、44 電極
45 樹脂
46 端面(平面)
5 プリント基板(回路基板)
6 ケーシング(ケース)
61 反射部
7 見返し板
8 透明カバー
9 指針
10 ムーブメント(回動内機)
11 シャフト(指針軸)
40 発光ダイオード(光源)
50 フレキシブル基板(回路基板)
θ1、θ2 入射角
Claims (6)
- 透過照明される意匠部を備える文字盤と、
前記文字盤の背面側に配置される回路基板と、
前記回路基板に実装され前記文字盤を照明する光源と、
前記文字盤と前記回路基板との間に配置され前記光源からの光を前記文字盤へ向けて反射する反射板とを備え、
前記光源は前記光源の光軸を前記光源から遠ざかるにしたがって前記文字盤に近づくように前記文字盤に対して傾斜させて配置され、
前記反射板は前記光源から遠ざかるにしたがって前記文字盤に近づくように配置されることを特徴とする表示装置。 - 透過照明される意匠部を備える文字盤と、
前記文字盤の背面側に配置される回路基板と、
前記回路基板に実装され前記文字盤を照明する光源と、
前記文字盤と前記回路基板との間に配置され前記光源からの光を前記文字盤へ向けて反射する反射板と、
前記文字盤の背面側に配置され前記文字盤の表面側に回動可能に指針軸を延出してなる回動内機と、
前記指針軸の先端に固定されて前記文字盤の表面に沿って回動する指針とを備え、
前記光源は、前記文字盤の視認方向から見て前記意匠部と前記指針軸との間に且つ前記指針軸とは反対側に光を出射するように配置され、
前記光源の光軸は、前記光源から遠ざかるにしたがって前記文字盤に近づくように前記文字盤に対して傾斜して形成され、
前記反射板は前記光源から遠ざかるにしたがって前記文字盤に近づくように配置されることを特徴とする表示装置。 - 前記光源は前記文字盤の視認方向から見て前記意匠部の外側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の表示装置。
- 前記発光ダイオードは同一平面上に配置される複数の電極を備え且つ前記発光ダイオードの光軸は前記平面に対して傾斜して設けられることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 前記反射板は前記文字盤および前記回路基板等を収容、保持するケースと一体的に形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の表示装置。
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-
2002
- 2002-12-05 JP JP2002354218A patent/JP2004184334A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100975015B1 (ko) | 2008-07-23 | 2010-08-10 | 신동석 | 철도차량용 엘이디 조명장치 |
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