JP2010048743A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光源の光を効率的に利用できる表示装置を提供する。
【解決手段】光源41は、指針部50の軸Cに対して上方向にオフセットして配され、光源41から発せられた光の一部は、第1の入光面20b1から導光部材20に入射し、円筒部20cを通り、指針部50に入射する。指針部50に入射した光は、指針部50の反射面53で、指針52の先端方向へ向けて反射する。また、光源41から発せられた光の一部は、第2の入光面20b2から導光部材20に入射し、円錐面27の内面で屈折及び反射し、外周側の光反射面11に向かう。
【選択図】図2

Description

本発明は、表示装置に係り、特に、光源からの光を表示パネルや指針等に導く導光部材を備え、例えば車両のメータとして機能する表示装置に関する。
車両において、速度メータやエンジン回転速度メータとして機能する表示装置が一般的に知られ、表示(照明)の品位を向上させるために様々な技術が投入されている。図9は、そのような表示装置の断面形状を示した図である(例えば、特許文献1参照)。また、照明の光源の輝度むらを低減するために、前記の光源を側方にオフセットさせた表示装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2005−156503号公報 特開2006−113004号公報
ところで、車両等に用いられる表示装置に対する改善要求は厳しいものがあり、所望の品位を実現しつつ、コスト低減が可能なシンプルな構造が常に求められている。例えば、特許文献1に開示の技術では、複数の光源を設けることで、所望の表示品位を実現したが、コストの点で改善の余地があった。また、特許文献2に開示の技術にあっては、光源の光の効率利用に関しては考慮されておらず、特許文献1同様に改善の余地があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる技術を提供することを目的とする。
本発明のある態様は、表示装置に関する。この表示装置は、透光性を有し指標となる複数の意匠が含まれる意匠部を備えた表示パネルと、前記表示パネルの裏面へ光を照射する光源と、軸回りに回動し前記光源の光を内部に入射させて発光する指針と、前記光源の光を照射するときに前記表示パネルの前記意匠部及び前記指針に対して前記光源の光を案内する導光手段とを備える表示装置であって、前記表示パネルの意匠部の前記複数の指標は、前記指針の軸に対して偏在しており、前記光源は、前記複数の指標の偏在している方向にオフセットしている。
また、前記光源は、前記指針の軸から等距離に配された二つの光源からなり、かつ、前記二つの光源を結ぶ直線が前記意匠の偏在方向へオフセットしており、前記導光手段は、前記二つの光源のそれぞれの発光位置に対向して配置され、かつそれぞれの光源から発せられた光を入射させる受光部と、前記指針の軸を挿通する軸穴を備えた軸筒部とを備えてもよい。
また、前記光源は一つで構成され、前記光源は、前記指針の軸から前記意匠の偏在方向へオフセットしており、前記導光手段は、前記光源の発光位置に対向して配置され、かつ前記光源から発せられた光を入射させる受光部と、前記指針の軸を挿通する軸穴を備えた軸筒部と、備えてもよい。
また、前記軸筒部において、前記軸筒部の前記光源と対向する面は前記受光部として機能してもよい。
また、前記表示パネルの裏側に形成される空間には、前記光源の光を前記表示パネルの裏面へ光を照射するために、前記導光手段から出射した光を、前記意匠部の方向へ反射させる反射手段を備えてもよい。
本発明の別の態様も表示装置に関する。この表示装置は、透光性を有し指標となる意匠が複数含まれる意匠部を備えた表示パネルと、前記表示パネルの裏面へ光を照射する光源と、軸回りに回動し前記光源の光を内部に入射させて発光する指針と、前記光源の光を照射するときに前記表示パネルの前記意匠部及び前記指針に対して前記光源の光を案内する導光手段とを備える表示装置であって、前記光源は、前記指針の軸から、前記指針の軸回りの振れ角の中心方向で外側に向かってオフセットしている。
本発明によれば、光源の光を効率的に利用できる表示装置を提供できる。
以下、発明を実施するための最良の形態(以下、「実施形態」という)を、図面を参照しつつ説明する。
<第1の実施形態>
本実施形態では、速度メータとして機能する表示装置において、光源を指針部の軸中心よりも上方向にオフセットして配置する。これによって、速度メータ等において、文字板の意匠部分(数字や図形)が上側に多く設けられた場合でも、それら意匠部分を効率的に照らす構造を実現する。
図1(a)は、本実施形態に係る表示装置1の外観(平面図)を示しており、例えば、車両の速度メータとして機能する。また、図1(b)は、表示装置1の内部に配される導光部材20を点線で示すとともに、指針部50の可動範囲R1(振れ角)及び非可動範囲R2を示した図である。外観上は、表示装置1は略円形の外形を有しており、図示で下側の一部が取り除かれた形状となっている。また、図2(a)は図1の表示装置1のA−A断面図である。さらに、図2(b)は表示装置1のA−A断面図において、後述する光源41から出力された光の経路を追加して示した図であり、光の経路の説明に関係ない一部の構成の符号については省略している。
図示のように、この表示装置1は、プリズムとして機能する導光部材20と、文字板30と、配線板40と、指針部50とを備えている。外観上は、表示装置1(文字板30)は略円形の外形を有しており、下側の一部が取り除かれた形状となっている。
ケース10は、主に図2(a)に示すように、合成樹脂等を材料として、文字板30の外形に合わせて略円筒状に形成されており、その内部に表示装置1を構成する部材の一部を収容して、それらを衝撃や埃等から保護している。ケース10は、図示しないブラケット等を備え、車両のインスツルメントパネル等に取り付けられる。ケース10は、光反射面11と、導光部材取付部12と、を有している。
光反射面11は、ケース10の一端部10aの周縁からケース10の軸心Cに向かい徐々に配線板40側に近づくように傾斜されたすり鉢状(円錐状)の形状を有している。光反射面11には、例えば、鏡面加工やアルミニウム蒸着などの光を反射する処理が施されている。光反射面11の略中央部分には楕円形状の貫通穴11cが設けられ、その貫通穴11cに導光部材固定部12が、設けられている。本実施形態では、貫通穴11cは、軸中心Cに対して上方向に僅かにオフセットして形成されている。
導光部材固定部12は、光反射面11の貫通穴11cの周縁に沿って、光反射面11から突出して設けられた円筒形状の突部をなしている。そして、貫通穴11cに設けられる導光部材固定部12、さらには、導光部材固定部12に固定される導光部材20は、軸中心Cに対して上方向に僅かにオフセットして配される。導光部材固定部12は、長径方向(横方向)に沿って相対する位置に、矩形状に形成された一対の位置決め穴(図示せず)が設けられ、後述する導光部材20のピン20d(例えば図3(b)参照)が挿入される。また、導光部材固定部12は、短径方向(縦方向)に沿って相対する位置の外周縁が、それぞれ内側に向かって凹むように形成されており、それら位置に一対の固定爪13が設けられている。この導光部材取付部12には、導光部材20が重ねられて取り付けられる。
一対の固定爪13は、導光部材取付部12の内側からその外側に向けて互いに反対方向に延びて設けられており、その先端部分が後述する導光部材20の係止端部20aを係止して、導光部材20を導光部材取付部12に固定する。一対の固定爪13は、ケース10と一体に形成されている。
非可動領域R2には、例えば、速度メータに加えて、燃料メータなどのサブメータを備えた複合メータとして表示装置を構成したときに、このサブメータのための指標を備えた文字板及び該指標を指示する指針等が表面に順次重ねて配置されたり、また、裏面側には、サブメータの指針を駆動するムーブメント等が配設される。なお、本実施形態はサブメータを備えず、それを構成する部材は配置されない。
図3は、導光部材20の形状を示した図であり、図3(a)は平面図、図3(b)は正面図、図3(c)は側面図、図3(d)は底面図(背面図)、図3(e)は斜視図を示している。なお、ここで示す導光部材20は例示であって、後述するように、光源41から発せられた光を、指針52及び文字板30の意匠に対して所望の光量で供給できる形状であればよい。導光部材20は、図1(b)や図3(a)に示すように、平面視(上面視)において左右対称の第1及び第2の円形形状20e1、20e2の一部を重ねた形状で略長円形状であり、図示で横方向に延びる長軸X1上に第1及び第2の円形形状20e1、20e2の中心C11、C12が配されている。導光部材20は、例えば、アクリル樹脂などの透明な合成樹脂等で形成されており、入射された光を直接的又は間接的に光反射面11に導くプリズムとして機能している。なお、導光部材20の機能については後に詳述する。また、図2に示すように、導光部材20は、配線板40と文字板30の間の空間に、導光部材固定部12に取り付けられて配置されている。このとき、図1(b)や図2(b)、図3(a)に示すように、軸中心C(指針軸51の中心)に対して上方向に僅かにオフセットして配されている。
導光部材20は、図1〜3に示すように、第1及び第2の係止端部20a1,20a2(両者を区別しないときは、単に「係止端部20a」という)と、入光面20bと、円筒部20cと、左右一対のピン20dと、導光部20eとを備えている。
導光部20eは、上述したように平面視略長円形状であり、第1及び第2の円形形状20e1、20e2の一部を重ねた形状であって、短手方向(軸Y1方向)に相対する外周縁の中央部分がそれぞれ内側に向けて絞られるように形成されている。
導光部20eの上面側、即ち、導光部材取付部12と重ねられる面と反対に位置する面側は、第1及び第2の円形形状20e1,20e2のそれぞれの外周縁から中心20e3,20e4(図2(a)や図3(a)参照)に向かって徐々に導光部20eの下面側、即ち、導光部材取付部12と重ねられる面側に近づくように円錐面27がすり鉢状に形成されている。導光部20eの下面側は、導光部材取付部12及びその内側の貫通穴11cと嵌合するように、略円錐台形状に突出して形成されている。
導光部20eの中心には、導光部20eを貫通する円筒部20cが設けられている。また、図2(a)や図3(d)に示すように、導光部20eの下面側の面は、後述する光源41が出力する光を導入する入光面20b(20b1,20b2)が構成されている。具体的には、円筒部20cの環状の端部が第1の入光面20b1であり、その入光面20b1の外側に位置し円錐面27の反対側の面が第2の入光面20b2である。また、導光部20eの下面側でその長手方向に相対する外周縁近傍には、円柱状に突出した一対のピン20dが設けられている。
導光部20eの下面側でその短手方向に相対する外周縁近傍には、先端が外側、即ち、係止突起部13bと対向する方向に向けて突出するように断面略L字状に形成された一対の係止端部20a1,20a2が設けられている。
文字板30は、透光性の合成樹脂で平板状に形成されており、その表面に現在の速度測定量を表示するための文字(例えば「0」〜「180」の数字)や線状の図形等の複数の指標31を備えている。また、文字板30は、図1に示すように、その裏面が光反射面11と相対して、ケース10の一端部10a側に図示しない係止構造(例えば、互いに係止し合う複数の取付爪等)によって固定されている。文字板30の中央には、指針軸51を挿通する貫通穴が設けられている。
文字板30の複数の指標31を設ける箇所を除いて、文字板30の表面側に不透光性着色料が印刷されており、文字板30の裏面側に透光性着色料が印刷されている。そのため、導光部材20及び光反射面11によって、文字板30の裏面側から光が照射されると、複数の指標31を通過してそれらを発光させる。
配線板40は、薄膜状の導体からなる配線パターンが設けられた周知のプリント基板であり、その一方の面には、導光部材20に入光させる光を発する光源41が設けられ、その他方の面には、速度測定量に応じて指針52を駆動するムーブメント42が設けられている。また、これら以外にも、表示装置1の機能を実現するための図示しない電子部品が、この配線板40上に設けられている。配線板40は、二つの光源41(第1及び第2の光源41a,41b)が設けられた面をケース10内側に向けて、ケース10の他端部10bに図示しない係止構造(例えば、互いに係止し合う複数の取付爪等)によって固定されている。
光源41は、例えば、表面実装タイプの周知の発光ダイオード(LED)であり、ケース10の内側に位置する配線板40の一方の面上で、且つ、導光部材20の第1の入光面20b1と相対する位置に配設されている。図4は、図3(d)の導光部材20の底面図について、第1及び第2の光源41a、41bを重ね合わせて模式的に示した図である。より具体的には、第1及び第2の円形形状20e1,20e2のそれぞれの中心20e3,20e4に相対する位置に、第1及び第2の光源41a,41bが配置されている。つまり、第1及び第2の円形形状20e1,20e2のそれぞれの中心20e3,20e4(図2(a)では軸D)が指針軸51(図2(a)では軸C)に対してオフセット量ΔTだけ僅かにオフセットしていることから、第1及び第2の光源41a,41bを結んだ直線(軸β)は指針軸51に対して図示において上方向にオフセットする。このオフセット量ΔTは、数mm程度である。光源41は、電源が供給されることによって、第1及び第2の入光面20b1,20b2に向けて光を発する。
ムーブメント42は、周知のステッピングモータであり、ケース10の外側に位置する配線板40の他方の面上に図示しないねじ等によって固定されている。ムーブメント42の回転軸42aは、配線板40に設けられた図示しない貫通穴を通って、その先端がケース10内側に位置づけられている。ムーブメント42は、図示しない制御装置から送られて来る速度測定量に応じた制御信号に基づいて、回転軸42aを正逆方向に回転させる。
指針部50は、文字板30の表面に位置づけられ、速度測定量に応じて文字板30に設けられた複数の指標31を指示する指針52、一方の端部が指針52に浮接され、他方の端部がムーブメフト42の回転軸42aに固定され、この回転軸42aの回転を指針52に伝える指針軸51と、を有している。指針部50は、透明なアクリル樹脂などの合成樹脂で形成されており、指針軸51の他方の端部近傍に設けられた導光部材20の第1の入光面20b1から、光源41の光を入光させることで指針52が発光する。そのため、指針52の指針軸51近傍は、断面視で斜面55を形成し、その斜面55が第1の入光面20b1からの光を反射し、指針52の先端方向へ導いている。
つぎに、光源41から出力される光の経路、つまり、導光部材20における光の経路について、主に図2(b)にもとづいてまとめて説明する。
上述したように、光源41は、指針部50の軸Cに対して上方向にオフセットして配されている。そして、光源41から発せられた光の一部は、第1の入光面20b1から導光部材20に入射し、円筒部20cを通り、指針部50に入射する。指針部50に入射した光は、指針部50の反射面53で、指針52の先端方向へ向けて反射する。これによって、指針52が所望の明るさで発光する。また、光源41から発せられた光の一部は、第2の入光面20b2から導光部材20に入射し、円錐面27の内面で屈折及び反射し、出射面である外周面28から出射して外周側の光反射板11に向かう。そして、その光は光反射板11で文字板30へ向けて反射して、文字板30の意匠(指標)を所望の明るさで照射する。
上述の通り、指針52は、指針軸51(軸C)を中心として、下側の90度の範囲を非可動範囲R2としており、この範囲は速度メータの速度表示には使用されていない。つまり、文字板30では、上側の可動範囲R1に対する光が重要となり、上述の構成によると、表示に重要な文字板30の上側領域に配置された意匠に効率的に光を導入できる。言い換えると、文字板30において、指針52で指し示す意匠部分(指標)が多く配された領域側に光源41を配することで、意匠部分を効率的に照らす構造を実現することができる。その結果、多数の光源を設けなくとも所望の表示品位を実現でき、例えば設計時における、光源41の選択の自由度が向上する。また、シンプルな構成でありコスト上昇に繋がらない。
<第2の実施形態>
第1の実施形態では、意匠が集中している上側に、第1及び第2の光源41を左右対称にオフセットして配したが、本実施形態では、一つの光源141とし、指針軸151から所定量(ΔT1)だけオフセットして配置している。また、それにあわせて、導光部材120を、一つの円形形状120eからなる構成とした。以下、図面を参照して説明するが、第1の実施形態と同様の一部構成については同一符号を付して説明を省略し、主に導光部材120について説明する。
図5(a)は、本実施形態に係る表示装置101の外観を示しており、図5(b)は、表示装置101の内部に配される導光部材120を点線で示すとともに、指針部150の可動範囲R11(振れ角)及び非可動範囲R12を示した図である。また、図6(a)は、図5(a)のA−A断面図、図6(b)は図5(b)のB−B断面図を示している。
図示のように、この表示装置101は、プリズムとして機能する導光部材120と、文字板30と、配線板40と、指針部150とを備えている。外観上は、表示装置101(文字板30)は略円形の外形を有している。なお、第1の実施形態と同様に下側の一部が取り除かれた形状であってもよい。
ケース10は、光反射面111と、導光部材取付部112と、を有している。光反射面111は、ケース10の一端部10aの周縁からケース10の軸心Cに向かい徐々に配線板40側に近づくように傾斜されたすり鉢状(円錐状)の形状の外周部光反射面111aと、その内側に円環上に文字板30と平行に形成された内周部光反射面111bとから構成されている。図5や図6に示すように、内周部光反射面111bには、左右方向中央の位置かつ上下方向僅かに上方向にオフセットした位置に貫通穴111cが形成され、その貫通穴111cには導光部材120を取り付けるための導光部材固定部112が設けらえている。
図7は、導光部材120の形状を示した図であり、図7(a)は平面図、図7(b)は正面図、図7(c)は底面図(背面図)を示している。導光部材120は、図5(b)や図7(a)に示すように、平面視(上面視)において略円形の形状の導光部120eを有しており、すり鉢状に形成されている。そして図6に示すように、第1の実施形態同様に、導光部材120は、配線板40と文字板30の間の空間に、導光部材固定部112に取り付けられて配置されている。
導光部120eの上面側、即ち、導光部材取付部112と重ねられる面と反対に位置する面側は、外周縁から中心120e3に向かって徐々に導光部120eの配線板40側、即ち、導光部材取付部112と重ねられる面側に近づくように円錐面127がすり鉢状に形成されている。導光部120eの下面側は、導光部材取付部112及びその内側の貫通穴111cと嵌合するように、略円錐台形状に突出して形成されている。
導光部120eの平面視において中心からやや下側方向に位置する部分に、導光部120eを貫通する円筒部120cが設けられている。そして、導光部120eの下面側の面、より具体的には、円筒部120cの配線板40側の環状の面は、後述する光源141が発する光を導入する入光面120bとして機能する。
導光部120eの下面側にはその上下方向に相対する外周縁近傍には、先端が外側に向けて突出するように断面略L字状に形成された一対の係止端部120aが設けられている。つまり、第1の実施形態では、左右対称に係止端部20a(20a1,20a2)が設けられたが、本実施形態では、上下対称に係止端部120aが設けられている。
つぎに、光源141から出力される光の経路について、主に図8に基づいて説明する。図8は、図6(a)の導光部材20を拡大して、光路を追加して示した図である。
図6で示すように、光源141は、指針部150の軸Cに対して軸Dで示される位置へ上方向にオフセット量ΔT1だけオフセットして配されている。そして、光源141から発せられた光は、入光面120bから導光部材120に入射する。そして、入射した光の一部は、円筒部120cを通り、指針部150に入射する。指針部150に入射した光は、指針部150の反射面153で、指針152の先端方向へ向けて反射する。これによって、指針152が所望の明るさで発光する。また、導光部材120に入射した光の一部は、円錐面127の内面で屈折及び反射し、外周部光反射面111aに向かう。そして、その光は外周部光反射面111aで文字板30へ向けて反射して、文字板30の意匠(指標31)を所望の明るさで照射する。
このような構成の表示装置101によれば、第1の実施形態と同様の効果を実現することができる。
以上、本発明を実施形態を基に説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
第1の実施形態に係る、表示装置の外観を示した図である。 第1の実施形態に係る、表示装置の断面図である。 第1の実施形態に係る、導光部材の形状を示した図である。 第1の実施形態に係る、図3(d)の導光部材の底面図について、第1及び第2の光源を重ね合わせて模式的に示した図である。 第2の実施形態に係る、表示装置の外観を示した図である。 第2の実施形態に係る、表示装置の断面図である。 第2の実施形態に係る、導光部材の形状を示した図である。 第2の実施形態に係る、図6(a)の導光部材を拡大して、光路を追加して示した図である。 従来技術に係る、表示装置の断面図である。
符号の説明
1、101 表示装置
10 ケース
11 光反射面
11c 貫通穴
12 導光部材固定部
20、120 導光部材
20b 入光面
20c 円筒部
20d ピン
20e 導光部
27 円錐面
30 文字板
41 光源
50 指針部
51 指針軸
52 指針
111a 外周部光反射面
111b 内周部光反射面

Claims (6)

  1. 透光性を有し指標となる複数の意匠が含まれる意匠部を備えた表示パネルと、前記表示パネルの裏面へ光を照射する光源と、軸回りに回動し前記光源の光を内部に入射させて発光する指針と、前記光源の光を照射するときに前記表示パネルの前記意匠部及び前記指針に対して前記光源の光を案内する導光手段とを備える表示装置であって、
    前記表示パネルの意匠部の前記複数の指標は、前記指針の軸に対して偏在しており、
    前記光源は、前記複数の指標の偏在している方向にオフセットしている
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 前記光源は、前記指針の軸から等距離に配された二つの光源からなり、かつ、前記二つの光源を結ぶ直線が前記意匠の偏在方向へオフセットしており、
    前記導光手段は、前記二つの光源のそれぞれの発光位置に対向して配置され、かつそれぞれの光源から発せられた光を入射させる受光部と、前記指針の軸を挿通する軸穴を備えた軸筒部と、を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記光源は一つで構成され、前記光源は、前記指針の軸から前記意匠の偏在方向へオフセットしており、
    前記導光手段は、前記光源の発光位置に対向して配置され、かつ前記光源から発せられた光を入射させる受光部と、前記指針の軸を挿通する軸穴を備えた軸筒部と、を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  4. 前記軸筒部において、前記軸筒部の前記光源と対向する面は前記受光部として機能することを特徴とする請求項2又は3に記載の表示装置。
  5. 前記表示パネルの裏側に形成される空間には、前記光源の光を前記表示パネルの裏面へ光を照射するために、前記導光手段から出射した光を、前記意匠部の方向へ反射させる反射手段を備えることを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の表示装置。
  6. 透光性を有し複数の指標となる意匠が含まれる意匠部を備えた表示パネルと、前記表示パネルの裏面へ光を照射する光源と、軸回りに回動し前記光源の光を内部に入射させて発光する指針と、前記光源の光を照射するときに前記表示パネルの前記意匠部及び前記指針に対して前記光源の光を案内する導光手段とを備える表示装置であって、
    前記光源は、前記指針の軸から、前記指針の軸回りの振れ角の中心方向で外側に向かってオフセットしている
    ことを特徴とする表示装置。
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