JP2006010402A - バックライト照明構造 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない光源の数であっても照明ムラを小さくすることができるバックライト照明構造を提供する。
【解決手段】
光源１２から表示板７に到達する光を遮る遮光部１６，１７を設けた光拡散部材１４を有し、光拡散部材１４は、光源６からの光が通過する際に内壁面２０で少なくとも一回反射する貫通穴１９を有しているバックライト照明構造。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車やオートバイ等の各種車両に搭載される計器等の表示板を透過照明するバックライト照明構造に関するものである。

各種車両に搭載される計器においては、表示板の背後に配置した白熱電球や発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）等の光源により表示板を透過照明する構成が一般的である。

この場合、表示板と光源との距離が短い場合や光源の発光輝度が高い場合には、表示板全体が必要以上に明るくなってしまうことがある。

そこで、表示板の過度の明るさを抑制するために、表示板と光源との間に板状体等の遮光部材を配置することが知られている。

例えば、図１２に示すように、指針１０１の回転中心部に指針用光源１０２からの光を導光する筒状部１０３を設け、この筒状部１０３を取り巻くように第１の反射部１０４を表示板１０５側裏面に傾斜して設け、さらに、第１の反射部１０４と表示板１０５とに対向して皿形状の第２の反射部１０６を設けたバックライト照明構造が知られている（例えば、特許文献１）。

かかるバックライト照明構造においては、指針用光源１０２からの光は、指針４を直接に照明し、光源１０７からの光は、第１の反射部１０４によって主に外周に向けて放射状に反射され、この反射光は第２の反射部１０６によって反射されて表示板１０５を照明するようになされている。
特開２００３−３４４１１９号公報（００３０段落乃至００３１段落、図２）

しかしながら、光源１０７と表示板１０５との間に第１の反射部１０４を設けた構成であると、第１の反射部１０４は、光源１０７から表示板１０５に向かう光を遮ることになり、このため、第１の反射板１０４で光が遮られた部分と第１の反射板１０４の外周部（光が遮られない部分）とにおける輝度の変化が大きくなって、照明ムラが目立つという問題がある。

特に、光源１０７としてＬＥＤを用いた場合は、近年のＬＥＤは指向性が高くなってきているため、第１の反射板１０４で光が遮られた部分と第１の反射板１０４の外周部の直接光が当たる部分との境界部分での輝度の違いが目立つようになってきた。

なお、光源と表示板の間に板状部材のような遮光部品を設けず、光源の配置を密にすることにより、照明ムラを抑制することが可能であるが、光源の個数が多くなり、コストアップになる。

また、光源の配置を密にすると、輝度が必要以上に大きくなってしまい、フィルタで適正値に低下させるという無駄もある。

そこで、本発明は、少ない光源の数であっても照明ムラを小さくすることができるバックライト照明構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、請求項１の発明は、表示板と光源との間に設けられて少なくとも前記光源から前記表示板に到達する光を遮る遮光部を設けた光拡散部材を有するバックライト照明構造であって、前記光拡散部材は、前記光源からの光が通過する際に内壁面で少なくとも一回反射する貫通穴を有しているバックライト照明構造を特徴としている。

また、請求項２に記載されたものは、前記光源の正面に位置して前記光拡散部材の前記遮光部が配置され、前記光拡散部材の周囲に沿って前記貫通穴がほぼ等間隔で配置されている請求項１記載のバックライト照明構造を特徴としている。

さらに、請求項３に記載されたものは、前記貫通穴は、前記光拡散部材の周囲に沿う円筒形状の空間をリブで区画されて形成されている請求項２記載のバックライト照明構造を特徴としている。

さらに、請求項４に記載されたものは、前記貫通穴は、断面円形形状に形成されている請求項２記載のバックライト照明構造を特徴としている。

さらに、請求項５に記載されたものは、前記光源を複数個有すると共に、前記各光源に対応して前記光拡散部材をそれぞれ一体成形したハウジング部材を有する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のバックライト照明構造を特徴としている。

このように構成された請求項１のものは、表示板と光源との間に設けられた光拡散部材は、光を表示板に直接当てないように遮る遮光部と、光源からの光を内壁面で少なくとも一回反射させる貫通穴とを有しており、貫通穴を通過する光は、貫通穴内で少なくとも一回反射して遮光部で遮られた部分を間接光で照明する。

このため、光が遮られる遮光部と、遮光部の外周部の直接光が当たる部分との境界部分での輝度の変化を緩和して、照明ムラを小さくすることができる。

また、請求項２に記載されたものは、光拡散部材の周囲に沿って貫通穴がほぼ等間隔で配置されており、隣接する貫通穴間の距離が等しくなり、また、光源から各貫通穴への距離も等しくなる。

このため、各貫通穴から出る間接光によって増大する光量の分布は均一となって、照明ムラを一層小さくすることができるようになる。

さらに、請求項３に記載されたものは、貫通穴は、光拡散部材の周囲に沿う円筒形状の空間がリブで区画されて形成されており、遮光部は、リブによって支持されて光拡散部材の中心部に配置される。

このため、遮光部を光源の上方に他の支持体を用いることなく配置でき、設計の自由度が向上する。

さらに、請求項４に記載されたものは、貫通穴は、断面円形形状に形成されている。

このため、限られた面積内に多数の貫通穴を形成することができ、照明ムラを一層小さくすることが可能となる。

さらに、請求項５に記載されたものは、ハウジング部材に複数個の光源に対応する光拡散部材が一体成形されており、ハウジング部材を成形する際に複数個の光拡散部材が形成される。

このため、別部材で光拡散部材を形成する必要がなくなり、バックライト照明装置を容易に製造することができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１のバックライト照明構造を適用した計器のロアハウジングの斜視図、図２は、本実施の形態１のバックライト照明構造を適用した計器の斜視図、図３は、図２のＸ−Ｘ線視断面図、図４は、本実施の形態１における光拡散部材の斜視図である。

まず、構成から説明すると、本実施の形態１のバックライト照明構造が適用される車両用コンビネーションメータ１は、主に、スピードメータ２、回転メータ３、水温メータ４および燃料メータ５等から構成されており、各メータ２，３，４，５は、指針６、指針６の回動領域を有する表示板７を表面側に有している（図２参照）。

各メータ２，３，４，５の表示板７の裏面側には、複数個の光拡散部材１４が一体成形されたロアハウジング８が配設され、ロアハウジング８の裏面側には、複数個のＬＥＤが配置された回路基板９が配設され（図１および図３参照）、これら表示板７、ロアハウジング８および回路基板９は、筐体１ａに一括収納されて、車両用コンビネーションメータ１が構成される（図２参照）。

図３を参照して、表示板７は、ポリカーボネートなどの透明材料からなる表示板本体７ａを有し、表示板本体７ａの表面には光透過性の白色インクによる透光層７ｂが全面に亘って設けられ、その上に文字や目盛などの光透過部を除いて黒色着色などにより遮光層７ｃが設けられている。

表示板本体７ａの裏面には、照明が不均一になるのを防止するための調光層７ｄが全面に亘って設けられている。

回路基板９は、ロアハウジング８の裏面側に所定の間隔をおいてほぼ平行に配設されており、回路基板９には、指針軸１０を回動するムーブメント１１および表示板７のバックライトとなるＬＥＤ光源１２が複数個配置されている。

指針軸１０は、ロアハウジング８に形成された指針軸挿通孔１３を通って表示板７の表面側に突出しており、指針軸１０の先端に指針６が取付けられている。

ロアハウジング８には、回路基板９に配置された複数個のＬＥＤ光源１２と同数の光拡散部材１４が一体成形されている。

本実施の形態１においては、ＬＥＤ光源１２および光拡散部材１４は、スピードメータ２用として２個、回転メータ３用として３個、水温メータ４用として１個、そして燃料メータ５用として１個の合計７個がそれぞれ配置されている。

光拡散部材１４は、リブ１５で連結、支持されてロアハウジング８に一体成形されており、また、ＬＥＤ光源１２から表示板７に至る光路を遮るようにしてＬＥＤ光源１２の正面に位置して配置されている。

このため、表示板７は、光拡散部材１４を通過する光と、光拡散部材１４の周囲（リブ１５により形成される空間）を通過する光（直接光）の二種類の光でもって照明される。

光拡散部材１４は、遮光部として内側遮光層１６および外側遮光層１７を有しており、外側遮光層１７は内側遮光層１６と同心状に配置されている。

そして、内側遮光層１６と外側遮光層１７とで囲まれる円筒形状の空間がリブ１８で区画されることによって断面略扇形の貫通穴１９が形成される。

リブ１８を同一厚さで、かつ等間隔に形成することにより、光拡散部材１４の周囲に沿って同じ大きさの貫通穴１９が等間隔で複数個（本実施の形態１では八個）配置されている。

また、貫通穴１９は、その内壁面２０で少なくとも一回反射して拡散反射光として取り出された光のみが表示板７を照明するように、高さＨおよび／または径Ｄが設定されている。

内側遮光層１６がＬＥＤ光源１２の正面に位置し、内側遮光層１６の周囲に貫通穴１９が位置し、貫通穴１９の周囲に外側遮光層１７が位置することにより、ＬＥＤ光源１２から表示板７方向に向かう光の一部は、内側遮光層１６および外側遮光層１７によって遮られるが、この遮られた部分には、内壁面２０で少なくとも一回反射して貫通穴１９を通過した間接光が照明される。

次に、この実施の形態１の作用について説明する。

まず、ＬＥＤ光源１２から出射された光が、表示板７を照明すると、表示板７に形成された透光層７ｂによって文字や目盛等が表示される。

この場合、表示板７は、ＬＥＤ光源１２からの光が光拡散部材１４を通過して表示板７に間接的に到達する光と、ＬＥＤ光源１２からの光が光拡散部材１４の周囲を通過して表示板７に直接的に到達する光とによって照明される。

ここで、光拡散部材１４においては、ＬＥＤ光源１２からの光の一部は、内側遮光層１６および外側遮光層１７によって遮られ、また、光の一部は、貫通穴１９に入る。

貫通穴１９に入った光は、内壁面２０で少なくとも一回反射された間接光として取り出される。

この場合、貫通穴１９を通過した間接光は、内側遮光層１６および外側遮光層１７によって光が遮られた部分を照明し、この部分の輝度を上げることになる。

このため、表示板７における内側遮光層１６および外側遮光層１７によって光が遮られた部分と、光拡散部材１４の外周部の直接光が当たる部分との境界部分での輝度の変化が緩和され、照明ムラを小さくすることができる。

図５は、ＬＥＤ光源１２の表面側に遮光層２１を設け、白色フィルタ２２を通過した光の配光特性Ａを示したもので、中心部は光が遮られるため、中心部と周辺部とでは輝度差が大きくなっている。

図６は、ＬＥＤ光源１２の表面側に図４に示した光拡散部材１４を設け、白色フィルタ２２を通過した光の配光特性を示したもので、内側遮光層１６で光が遮られた中心部は、貫通穴１９を通しての間接光が照明されることにより輝度が大きくなり、中心部と周辺部での輝度の差が小さくなっており、照明ムラを殆ど感じなくなった。

本実施の形態１においては、光拡散部材１４の周囲に沿って貫通穴１９を等間隔で配置されており、隣接する貫通穴１９間の距離が等しくなり、かつ、ＬＥＤ光源１２から各貫通穴１９への距離も等しくなっている。

このため、隣接する貫通穴の間の全てにおいて等しい光量となり、各貫通穴１９から出る間接光によって増大する光量は均一となって、照明ムラを一層小さくすることができるようになる。

また、本実施の形態１においては、貫通穴１９をリブ１８で区画して形成することにより、内側遮光層１６は、リブ１８によって支持されて光拡散部材１４の中心部に配置されている。

このため、内側遮光層１６をＬＥＤ光源１２の表面側に他の支持体を用いることなく配置することができ、例えば、貫通穴１９の大きさや深さ等の設計の自由度が向上する。

図７は、本実施の形態１において使用される光拡散部材の他の例を示したものである。

光拡散部材７１４は、内側遮光層７１６、およびこの内側遮光層７１６と同心状に配置された外側遮光層７１７を有し、また、内側遮光層７１６と外側遮光層７１７とで囲まれた光拡散部材７１４の周囲に沿う部分には、断面円形形状の貫通穴７１９がほぼ等間隔でかつ同心状に二列に形成されている。

この光拡散部材７１４は、図１にしたロアハウジング８と一体成形されたもので、リブ７１５でもってロアハウジング８に連結、支持されている。

このように、光拡散部材７１４に断面円形形状の貫通穴７１９を形成すると、限られた面積内に多数の貫通穴７１９を形成することができ、照明ムラを一層小さくすることが可能となる。

光拡散部材７１４のその他の作用は、前記光拡散部材１４の作用と同じであり、貫通穴７１９に入った光は、内壁面７２０で少なくとも一回反射されてから貫通穴７１９を通過し、表示板７の内側遮光層７１６および外側遮光層７１７で遮光された部分を照明し、照明ムラを解消する。

なお、本実施の形態１においては、回転メータ３の部分（図２のＸ−Ｘ線視断面図）について説明したが、バックライト照明装置に関しては、スピードメータ２、水温メータ４および燃料メータ５についても同じ構成および作用であるので説明を省略する。
（実施の形態２）
本実施の形態２は、液晶表示装置の液晶全面を照明するバックライト照明構造を対象とするものである。

図８は、本実施の形態２のバックライト照明構造を適用した液晶表示装置のロアハウジングの正面図、図９は、本実施の形態２のバックライト照明構造を適用した液晶表示装置の正面図、図１０は、図９のＹ−Ｙ線視断面図である。

本実施の形態２のバックライト照明構造が適用される液晶表示装置８１は、主に、図９に示すように、液晶表示部８０，水温メータ８４および燃料メータ８５等から構成されており、液晶表示部８０，水温メータ８４および燃料メータ８５の表示板８７を表面側に有している。

表示板８７の裏面側には、複数個の光拡散部材８１４が一体成形されたロアハウジング８８が配設され、ロアハウジング８８の裏面側には、複数個のＬＥＤ光源８１２が配置された回路基板８９が配設され（図８および図１０参照）、これら表示板８７、ロアハウジング８８および回路基板８９は、筐体８１ａに収納されて液晶表示装置８１が構成される（図９参照）。

ロアハウジング８８には、回路基板８９に配置された複数個のＬＥＤ光源８１２と同数の光拡散部材８１４が一体成形されている。

本実施の形態２においては、８個のＬＥＤ光源８１２および光拡散部材８１４がそれぞれ配置されている。

光拡散部材８１４は、リブ８１５で連結、支持されてロアハウジング８８に一体成形されており、また、図１０に示すように、ＬＥＤ光源８１２から表示板８７に至る光路を遮るようにしてＬＥＤ光源８１２の正面に位置して配置されている。

このため、表示板８７は、光拡散部材８１４を通過する光と、光拡散部材８１４の周囲（リブ８１５により形成される空間）を通過する光（直接光）の二種類の光でもって照明される。

光拡散部材８１４は、図４に示した光拡散部材１４と同じ形状であり、同心状に配置された内側遮光層８１６および外側遮光層８１７を有しており、また、内側遮光層８１６と外側遮光層８１７とで囲まれる円筒形状の空間がリブ８１８で区画されることによって形成された断面略扇形の貫通穴８１９を有している。

ＬＥＤ光源８１２から表示板８７方向に向かう光の一部は、内側遮光層８１６および外側遮光層８１７によって遮られるが、この遮られた部分には、内壁面８２０で少なくとも一回反射して貫通穴８１９を通過した間接光が照明され、光拡散部材８１４の外周部の直接光が当たる部分との境界部分での輝度の変化が緩和され、照明ムラを小さくすることができる。

他の構成および作用効果については、前記実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

図１１は、本実施の形態２において使用されるロアハウジングの他の例を示したものである。

ロアハウジング９８は、八個の光拡散部材９１４を有しており、各光拡散部材９１４は、図７に示した光拡散部材７１４と同じ形状であり、同心状に配置された内側遮光層９１６および外側遮光層９１７を有し、また、内側遮光層９１６と外側遮光層９１７とで囲まれた光拡散部材９１４の周囲に沿う部分には、断面円形形状の貫通穴９１９がほぼ等間隔でかつ同心状に二列に形成されている。

ロアハウジング９１４のその他の構成および作用は、前述したロアハウジング８８と同じであるので、説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、光源として、ＬＥＤを使用した例について説明してきたが、光源として白色電球等を使用してもよい。

また、光拡散部材に形成する貫通穴は断面略扇形および円形を呈するものを例示して説明してきたが、その形状および数は特に限定されるものではなく、例えば、長孔形状等、内壁面で少なくとも一回反射する貫通穴であればよい。

実施の形態１のバックライト照明構造を適用した計器のロアハウジングの斜視図。 実施の形態１のバックライト照明構造を適用した計器の斜視図。 実施の形態１の説明図であり、図２のＸ−Ｘ線視断面図。 実施の形態１における光拡散部材の斜視図。 ＬＥＤ光源の上部（表面側）に遮光層を設けたときの配光特性Ａを示すグラフ。 ＬＥＤ光源の上部（表面側）に光拡散部材を設けたときの配光特性Ｂを示すグラフ。 実施の形態１において使用される光拡散部材の他の例の斜視図。 実施の形態２のバックライト照明構造を適用した液晶表示装置のロアハウジングの正面図。 実施の形態２のバックライト照明構造を適用した液晶表示装置の正面図。 実施の形態２の説明図であり、図９のＹ−Ｙ線視断面図。 実施の形態２において使用されるロアハウジングの他の例の正面図。 従来のバックライト照明構造の断面図。

符号の説明

７ 表示板
８ ロアハウジング
１２ ＬＥＤ光源
１４ 光拡散部材
１６ 内側遮光層
１７ 外側遮光層
１８ リブ
１９ 貫通穴
２０ 内壁面

Claims (5)

1. 表示板と光源との間に設けられて少なくとも前記光源から前記表示板に到達する光を遮る遮光部を設けた光拡散部材を有するバックライト照明構造であって、前記光拡散部材は、前記光源からの光が通過する際に内壁面で少なくとも一回反射する貫通穴を有していることを特徴とするバックライト照明構造。
2. 前記光源の正面に位置して前記光拡散部材の前記遮光部が配置され、前記光拡散部材の周囲に沿って前記貫通穴がほぼ等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト照明構造。
3. 前記貫通穴は、前記光拡散部材の周囲に沿う円筒形状の空間をリブで区画されて形成されていることを特徴とする請求項２記載のバックライト照明構造。
4. 前記貫通穴は、断面円形形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載のバックライト照明構造。
5. 前記光源を複数個有すると共に、前記各光源に対応して前記光拡散部材をそれぞれ一体成形したハウジング部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のバックライト照明構造。

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