JP2011222233A - 導光板及びそれを備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】斜め方向から見た場合でも必要な輝度を確保できる導光板、及び、このような導光板を備える表示装置を提供する。
【解決手段】導光板９は、光源６１の光が入光される入光面９２ａを備えた導光部９２と、導光部９２に連接されるとともに文字板と重ねて配置される平板状の発光部９１と、導光部９２によって発光部９１に導かれた光を、発光部９１における文字板と相対する前面９１ａに向けて反射する、発光部９１の裏面９１ｂに設けられた反射部と、を備えている。そして、導光板９には、入光面９２ａから反射部までの光路の一部である発光部９１の前面９１ａの内縁９１ｅ近傍には、光路を通る光を発光部９１の平面方向に沿って拡散させる拡散反射部９７が設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、透光性意匠が設けられた文字板や透過型液晶ディスプレイなどの被照明体を、その背面から照らすための導光板、及び、このような導光板を備えた表示装置に関するものである。

車両、船舶などの移動体には、各種の計測ユニットが計測した複数の情報を、移動体の運転者等の乗員に対し表示する表示装置が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。

この種の表示装置として、例えば、移動体としての車両の速度を表示する速度メータや、エンジンの回転数を表示するタコメータ、燃料の残量を表示する燃料計、エンジンの冷却水の温度を表示する水温計、又は、映像情報等を表示する液晶ディスプレイ装置などが挙げられる。

図１９に、従来の表示装置である速度メータ８０１を示す。この速度メータ８０１は、速度を示す数字や目盛などの透光性意匠を備えた文字板８０４と、文字板８０４の背面に配置されるケース８０５と、前面に複数の光源８６１が配設されるとともに背面に回動内機８０７が設けられて、その前面をケース８０５の背面側に重ねて配置される基板８０６と、基板８０６、ケース８０５及び文字板８０４を順次貫通する回動内機８０７の指針軸８７２の先端に固定され、文字板８０４の前面に沿って回動可能に配置された指針部材８０８と、ケース８０５に収容されるとともに文字板８０４の背面に間隔をあけて重ねて配置された導光板８０９と、を備えている。導光板８０９は、平面視円弧状の平板からなる発光部８９１と、発光部８９１の内縁８９１ｅに沿って連接されるとともに、該内縁８９１ｅから略垂直方向に延びるように形成された略半円筒状の導光部８９２と、を備えている。なお、各部材の配置等については、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いて説明する。

複数の光源８６１は、基板８０６の前面に円弧状に等間隔で配設され、それらの正面方向がＺ軸方向と平行になるように配置される。文字板８０４は、ＸＹ平面と平行に配置される。導光板８０９の発光部８９１は、ＸＹ平面と略平行に配置され、導光板８０９の導光部８９２は、基板８０６に向かいＺ軸方向に沿って延びるように配置される。

導光部８９２の先端には、円弧状に配設された複数の光源８６１と相対して配置され、これら複数の光源８６１の光が入光される入光面８９２ａが設けられている。また、発光部８９１の一方の面（以下、前面）８９１ａは、文字板８０４の背面と相対して配置されており、発光部８９１の他方の面８９１ｂには、発光部８９１の周方向に沿う断面Ｖ字状の複数の溝からなる反射部８９３が設けられている。そして、図１９に示すように、光源８６１から入光面８９２ａに入光された光は、導光部８９２及び発光部８９１を光路として、導光部８９２をＺ軸方向に沿って進むとともに、発光部８９１を内縁８９１ｅから外縁８９１ｆに向かう方向（即ち、半径方向）に沿って進み、反射部８９３によって前面８９１ａに向けて反射されて、この前面８９１ａからＺ軸方向に沿って出光される。

つまり、この導光板８０９は、入光面８９２ａに入光された光源８６１の光を発光部８９１に導くとともに、この光を反射部８９３によって前面８９１ａに向けて反射して前面８９１ａから出光させて、文字板８０４を背面から照らす。これにより、文字板８０４に設けられた透光性意匠が発光して乗員に視認される。

特開２００３−１９４５９４号公報

上述したような速度メータ８０１などの表示装置の光源として、一般的に、半導体からなる発光素子を透光性樹脂で封止して構成された発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）が用いられる。このような発光ダイオードは、その透光性樹脂に正面方向の輝度を高めるためのレンズなどの集光構造が設けられているので、発光ダイオードの正面方向に対して所定の出射角度θの範囲に光（ここでいう光とは、透光性意匠を発光させるのに必要な輝度を有するものをいい、図中実線矢印で示す）が出射される。また、導光板８０９の導光部８９２の外表面８９２ｂ、発光部８９１の前面８９１ａ、及び、反射部８９３の複数の溝の面、がそれぞれ滑らかな略平面に形成されているので、各面に斜めに入射された光は、図２０〜図２３に示すように、拡散することなく鏡面反射されながら導光板８０９内を進み、反射部８９３で反射されて発光部８９１の前面８９１ａから出光される。

また、光源８６１の幅をＷ、光源８６１から発光部の８９１の前面８９１ａ上のある点Ａまでの距離（即ち、光源８６１から前面８９１ａにおける光源８６１の光が入射する点Ａｃまでの距離Ｌ１と、点Ａｃから点Ａまでの距離Ｌ２と、を合算した距離）をＬ、とすると、この点Ａに入射する光のＸＹ平面方向についての角度幅αは、光源の幅Ｗと距離Ｌとの関係により決定され、光源の幅Ｗに対して距離Ｌが大きくなるほど、角度幅αが小さくなることが知られている。

そして、光源８６１は、概ね点光源でありその幅Ｗが非常に小さいので、幅Ｗに対して相対的に距離Ｌが大きくなり、光源８６１から出射された光のうち点Ａに入射する光の角度幅αは非常に小さくなる。また、光源８６１における光の出射角度θの範囲が限られるので、隣接する他の光源８６１の光は点Ａに入射せず又は入射しても輝度が十分でない。そのため、図２３に示すように、反射部８９３で反射されてこの点Ａから出光される光の角度幅は、上記角度幅αと略同一となる。なお、図２０〜図２３では、点Ａが光源に対して正面方向（即ち、各図において点Ａと光源８６１の幅方向中心位置とが同一のＹＺ平面上）にある場合について示しているが、点Ａが光源に対して斜め方向にある場合についても、上記と同様になる。また、図２４は、導光板８０９の発光部８９１の前面８９１ａ上の点における、ＸＺ平面に沿って出光される光のＺ軸に対する出射角度（出光角度）とその輝度（相対強度）との関係を模式的に示すグラフである。

このことから、図２３に示すように、文字板８０４の透光性意匠（即ち、導光板８０９の点Ａ）を正面方向（ＥＰ、Ｚ軸方向）に対して上記角度幅αの範囲内から見たときは、その範囲に出光される光の輝度が高く、必要な輝度を得ることができるので、透光性意匠を視認することができるが、上記角度幅αから外れた斜め方向（ＥＰ２、ＸＺ平面に平行で且つＸＹ平面（即ち、発光部８９１）に対して傾斜した方向）から見たときは、その斜め方向に向けて出光される光の輝度が低く、必要な輝度を得ることができないので、透光性意匠を視認できず、そのため、透光性意匠などを視認できる範囲（角度）が狭いという問題が生じていた。また、透過型液晶ディスプレイを備えた表示装置などにおいても、同様の問題が生じていた。

本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、斜め方向から見た場合でも必要な輝度を確保できる導光板、及び、このような導光板を備える表示装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、被照明体と重ねて配置される平板状の発光部と、前記発光部に連接された、光源の光が入光される入光面を備えた、導光部と、前記導光部によって前記発光部に導かれた光を前記発光部の前記被照明体と相対する一方の平面に向けて反射する、前記発光部の他方の平面に設けられた、反射部と、を備えた導光板において、少なくとも前記入光面から前記反射部までの光路の一部には、前記光路を通る光を前記発光部の平面方向に沿って拡散させる拡散反射部が設けられていることを特徴とする導光板である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記拡散反射部が、前記発光部の前記一方の平面の全体に設けられていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記拡散反射部が、複数の断面半円状の凸条又は凹溝で構成され、前記凸条又は凹溝が、前記光源の光が進む方向に沿うように配置されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、上記目的を達成するために、被照明体と、前記被照明体の背面に重ねて配置される導光板と、を備える表示装置において、前記導光板として、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導光板を備えていることを特徴とする表示装置である。

請求項１に記載された発明によれば、被照明体と重ねて配置される平板状の発光部と、前記発光部に連接された、光源の光が入光される入光面を備えた、導光部と、前記導光部によって前記発光部に導かれた光を前記発光部の前記被照明体と相対する一方の平面に向けて反射する、前記発光部の他方の平面に設けられた、反射部と、を備えた導光板において、少なくとも前記入光面から前記反射部までの光路の一部には、前記光路を通る光を前記発光部の平面方向に沿って拡散させる拡散反射部が設けられているので、この拡散反射部によって前記光路を通る光が拡散されることにより、発光部を進む光が平面方向に沿って広がるように進み、そのため、発光部の前面上の任意の点においてあらゆる向き（角度）から光が入射して、反射部で反射されて該点から出光される光の角度幅が、拡散反射部がない場合における角度幅αより広がって、この角度幅αから外れた斜め方向から観測した場合でも輝度が低下してしまうことを防ぐことができる。したがって、発光部の一方の面（前面）から出光される光の角度幅を上記角度幅αを超えて広げることができ、そのため、被照明体としての文字板や透過型液晶ディスプレイを上記角度幅αから外れる斜め方向から見た場合でも、必要な輝度を得ることが可能となり、導光板によって照らされる文字板の透光性意匠や、透過型液晶ディスプレイの映像を視認できる範囲を広げることができる。また、拡散反射部が、少なくとも入光面から反射部までの光路の一部に設けられているので、発光部に設けられた反射部によって反射される前の光を効率よく拡散させることができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記拡散反射部が、前記発光部の前記一方の平面の全体に設けられているので、発光部を進む光を、一方の平面で反射される度に発光部の平面方向にさらに拡散させて、発光部の一方の面から出光される光の角度幅をより大きく広げることができ、そのため、上記角度幅αから大きく外れる斜め方向から見た場合でも、必要な輝度を得ることが可能となり、導光板によって照らされる文字板の透光性意匠や、透過型液晶ディスプレイの映像を視認できる範囲をより広げることができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記拡散反射部が、複数の断面半円状の凸条又は凹溝で構成され、前記凸条又は凹溝が、前記光源の光が進む方向に沿うように配置されているので、拡散反射部を簡易な形状で構成することができ、そのため、製造コストを低減することができる。

請求項４に記載された発明によれば、被照明体と、前記被照明体の背面に重ねて配置される導光板と、を備える表示装置において、前記導光板として、請求項１〜３に記載の導光板を備えているので、被照明体としての文字板や透過型液晶ディスプレイを上記角度幅αから外れる斜め方向から見た場合でも、必要な輝度を得ることが可能となり、導光板によって照らされる文字板の透光性意匠や、透過型液晶ディスプレイの映像を視認できる範囲を広げることができる。

本発明の第１の実施形態の速度メータの正面図である。 図１のＫ−Ｋ線に沿う断面図である。 図１の速度メータが備える導光板及び配線板の斜視図である。 （ａ）は、図３の導光板に設けられる反射部の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す反射部の第１の変形例の構成を示す断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す反射部の第２の変形例の構成を示す断面図であり、（ｄ）は、図３の導光板に設けられる反射部が備える３つの三角凸条で構成された反射体によって、光が屈折及び反射される様子を模式的に示す断面図である。 図３の導光板の一部を切り出して拡大した斜視図である。 図３の導光板の内縁近傍を拡大した斜視図である。 図３の導光板に入光された光が進む方向を模式的に示した図（Ｘ軸方向視図）である。 図３の導光板に入光された光が進む方向を模式的に示した図（Ｙ軸方向視図）である。 図３の導光板に入光された光が進む方向を模式的に示した図（Ｚ軸方向視図）である。 図３の導光板の発光部の前面から出光された光が進む方向を模式的に示した図（Ｙ軸方向視図）である。 図３の導光板の発光部の前面上の点における、ＸＺ平面に沿って出光される光のＺ軸に対する出射角度（出光角度）とその輝度（相対強度）との関係を模式的に示すグラフである。 本発明の第２実施形態の表示装置が備える導光板及び配線板を示す斜視図である。 図１２の導光板が備える拡散反射部の拡大断面図である。 図１２の導光板が備える拡散反射部の第１の変形例（扇状配列）の構成を示す図である。 （ａ）は、拡散反射部の第２の変形例（規則的に配置された半球状の凸部）の構成を示す図であり、（ｂ）は、拡散反射部の第３の変形例（規則的に配置された半球状の凹部）の構成を示す図であり、（ｃ）は、拡散反射部の第４の変形例（ランダムに配置された半球状の凸部）の構成を示す図であり、（ｄ）は、拡散反射部の第５の変形例（規則的に配置された円錐状の凸部）を示す図である。 拡散反射部の第６の変形例（発光部の前面の全体に配置）の構成を示す図である。 本発明に係る導光板の他の構成例を示す斜視図である。 本発明に係る導光板に設けられる反射部の他の構成を模式的に示す背面図である。 従来の速度メータの断面図である。 図１９の速度メータが備える導光板に入光された光が進む方向を模式的に示した図（Ｘ軸方向視図）である。 図１９の速度メータが備える導光板に入光された光が進む方向を模式的に示した図（Ｙ軸方向視図）である。 図１９の速度メータが備える導光板に入光された光が進む方向を模式的に示した図（Ｚ軸方向視図）である。 図１９の速度メータが備える導光板の発光部の前面から出光された光が進む方向を模式的に示した図（Ｙ軸方向視図）である。 図１９の導光板の発光部の前面上の点における、ＸＺ平面に沿って出光される光のＺ軸に対する出射角度（出光角度）とその輝度（相対強度）との関係を模式的に示すグラフである。

（第１の実施形態）
以下、本発明に係る表示装置の第１の実施形態としての速度メータについて、図１〜図１１を参照して説明する。なお、各部材の配置等については、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いて説明する。

表示装置としての速度メータ（以下、「メータ」という、また、図中、符号１で示す）は、例えば車両のインストルメントパネルに取り付けられており、その文字板を乗員と相対する前面（正面）側に向けて配置されている。なお、本実施形態は、一例として速度メータについて記載するものであるが、これに限定されるものではなく、タコメータや燃料計など他の種類のメータに本発明を適用してもよい。

メータ１は、各図に示すように、見返し板２と、装飾リング部材３と、被照明体としての文字板４と、ケース５と、配線板６と、回動内機７と、指針部材８と、導光板９と、図示しない裏カバーと、図示しない表ガラスと、を備えている。

見返し板２は、遮光性を有する黒色の合成樹脂などからなり、正面形状が略矩形状に形成されている。見返し板２には、装飾リング部材３及び文字板４が内側に配置される開口２５が設けられている。また、見返し板２には、所定の形状に形成された透明又は半透明の合成樹脂やガラスなどの透光部材が貫通してはめ込まれて構成された方向指示灯やウォーニング灯等の各種ランプなどが設けられていても良い。見返し板２は、ＸＹ平面と平行に配置されている。

装飾リング部材３は、例えば、表面にメッキ処理などが施された合成樹脂などからなり、その外形が見返し板２に設けられた開口２５と略同一に形成された環状の部材である。装飾リング部材３の内側には、後述する文字板４に設けられた各指標が配置される。これにより、文字板４の各指標が装飾リング部材３によって囲われて、見返し板２と文字板４との境界を際だたせることにより視認性を向上させる。

文字板４は、例えば、透明又は半透明の合成樹脂などからなる、略円板状に形成された部材である。文字板４は、装飾リング部材３とともに、見返し板２に設けられた開口２５の内側に配置される。文字板４には、遮光インクが印刷された遮光領域４１と、文字や目盛の形状に沿って遮光インクを抜いて（遮光インクを印刷しないようにして）形成された透光性意匠としての指標４２、４３、４４が設けられている。これにより、各指標は裏面側から光を照らされて発光する。指標４２は数値を示し、指標４３は目盛を示し、それぞれの指標４２、４３は、装飾リング部材３の内縁に沿い円弧状に配列されている。指標４２、４３は、後述する指針部材８の針部８２によって指示されることにより針部８２と協働して、乗員に速度やエンジン回転数などの測定量を示す。指標４４は、測定量の単位を示し、文字板４の中央部に配置されている。文字板４の中心には、後述する回動内機７の回動軸７２が挿通される文字板貫通穴４５が設けられている。文字板４は、ＸＹ平面と平行に配置される。

ケース５は、例えば、合成樹脂などからなり、正面形状が見返し板２の外形と略同一の箱形に形成されている。ケース５には、文字板４の文字板貫通穴４５に対応する位置に設けられた、前面側（図２上方側）と裏面側（図２下方側）とを貫通する円柱状の空間であるケース貫通孔５１と、上記ケース貫通孔５１を取り囲むように形成された導光板収容部５２と、が設けられている。ケース貫通孔５１には、後述する回動内機７の回動軸７２が配置される。

導光板収容部５２は、内径が同一で外径が異なる２つの円筒状の空間である第１空間５２１と第２空間５２２とで構成されている。第１空間５２１は、外径が文字板４と略同一で且つ内径がケース貫通孔５１の外径と同一に形成されている。第２空間５２２は、外径が第１空間５２１より小さく且つ内径がケース貫通孔５１の外径と同一に形成されている。第１空間５２１と第２空間５２２とは、互いに連通するようにそれぞれ軸方向に沿って同心に重ねられている。これら第１空間５２１及び第２空間５２２のうち、外径が大きい第１空間５２１がケース５の前面寄りに配置され、外径の小さい第２空間５２２がケース５の裏面寄りに配置される。導光板収容部５２は、第１空間５２１におけるケース５の前面側の端部及び第２空間５２２におけるケース５の裏面側の端部がそれぞれ開口されており、ケース５を貫くように設けられている。導光板収容部５２には、後述する導光板９が収容される。そして、ケース５の前面側に、上述した文字板４、装飾リング部材３、及び、見返し板２、が重ねて配置されるとともに、導光板収容部５２のケース５の前面側の開口（即ち、第１空間５２１におけるケース５の前面寄りの端部）に対応して、文字板４、装飾リング部材３、及び、見返し板２の開口２５、が配置される。

配線板６は、その前面６ａ及び裏面６ｂに各種電子部品が実装されるとともに、これら各種電子部品を互いに電気的に接続する薄膜金属の配線パターンが施された、周知の電子基板である。配線板６の前面６ａには、後述する導光板９を介して文字板４の各指標を照らすための複数の光源６１と、各種ランプなどを照らす図示しないランプ用光源と、が設けられている。複数の光源６１は、導光板収容部５２におけるケース５裏面側の開口に対応する位置に、導光板収容部５２の第２空間５２２の周方向に沿って（即ち、円弧状に）等間隔で配置されている。配線板６には、ケース貫通孔５１に対応した位置に、後述する回動内機７の回動軸が挿通される配線板貫通穴６２が設けられている。配線板６は、その前面６ａがケース５の裏面側に密に重なるようにして、ＸＹ平面と平行に配置される。

光源６１は、半導体からなる発光素子と、該発光素子を実装したリードフレームと、該発光素子を封止する透光性樹脂と、を備えた周知の表面実装型の発光ダイオードである。この光源６１は、透光性樹脂に正面方向の輝度を高めるための集光構造が設けられている。これにより、光源６１は所定の出射角度θ（指向角ともいう）の範囲に光を出射する。なお、ここでいう光とは、文字板４の背面から指標４２、４３、４４を照らしたときに、各指標を視認可能に発光させるのに必要な輝度を有するものをいい、各図において実線矢印（一部、点線矢印）を用いて模式的に示す。

回動内機７は、本体部７１と、本体部７１に回動可能に軸支された指針軸としての回動軸７２と、を備えており、制御信号として入力されるパルス信号（パルス個数等）に応じて回動軸７２を回動させる、周知のステッピングモータである。回動内機７は、図示しない制御部と接続されており、該制御部から送られる速度やエンジン回転数などの測定量に応じた上記パルス信号を受信して動作する。回動内機７は、回動軸７２が配線板６の配線板貫通穴６２に挿通された状態で、本体部７１が配線板６の裏面６ｂに重ねて取り付けられている。つまり、回動軸７２が、配線板６を裏面６ｂ側から前面６ａ側に向けて貫いている。さらに、回動軸７２は、ケース５のケース貫通孔５１、文字板４の文字板貫通穴４５を順次挿通されて、その先端を文字板４の前面側に突出している。

指針部材８は、平たい円柱状に形成された基部８１と、基部８１の外周面の法線方向に延びるように連接された棒状の針部８２、を備えている。指針部材８は、その基部８１の中心が、回動内機７の回動軸７２の先端に固着されており、回動軸の回動に伴って、該回動軸を中心として針部８２が回動される。針部８２は、回動されることにより、文字板４上に設けられた数値及び目盛などの指標４２、４３を指示して、乗員に速度やエンジン回転数などの測定量を示す。

導光板９は、例えば、アクリル樹脂などの透明度の高い材料を用いて構成されており、また、その表面が滑らかな面に形成されていて、その内部に入光された光をその形状に沿って導く部材である。導光板９は、図３に示すように、平面視円弧状の平板からなる発光部９１と、発光部９１の内縁９１ｅに沿って連接されるとともに、該内縁９１ｅから略垂直方向に延びるように形成された略半円筒状の導光部９２と、を備えている。導光板９は、ケース５の導光板収容部５２に収容されて、この発光部９１は、ＸＹ平面と略平行に配置され、この導光部９２は、配線板６に向かいＺ軸方向に沿って延びるように配置される。

発光部９１は、導光板収容部５２の第１空間５２１に収容され、導光部９２は、導光板収容部５２の第２空間５２２に収容される。このとき、発光部９１の一方の面（以下、前面）９１ａは、導光板収容部５２のケース５前面側の開口を通じて文字板４の背面と若干の間隔をあけて相対して配置される。勿論、発光部９１の前面９１ａと文字板４の背面とが、密に重ねられていてもよい。また、導光部９２における発光部９１の内縁９１ｅに連接された基端とは反対側の先端には、複数の光源６１の光が入光される入光面９２ａが設けられており、この入光面９２ａは、配線板６の前面６ａに円弧状に配設された複数の光源６１と相対して配置される。導光部９２の入光面９２ａに入光された光は、導光部９２によって、発光部９１の内縁９１ｅに向かって導かれる。なお、導光部９２の外面９２ｂは若干湾曲しているものの光を拡散することはなく、導光部９２を進む光は、その先端である入光面９２ａから基端（即ち、発光部９１の内縁９１ｅ）に向けてほぼ直進する。

発光部９１の他方の面（以下、裏面）９１ｂには、反射部９３が設けられている。この反射部９３は、複数の反射体９５と複数の反射面９６とで構成されている。これら複数の反射体９５と複数の反射面９６とは、発光部９１の内縁９１ｅから外縁９１ｆに向かう方向（即ち、半径方向）に沿って交互に配置されている。

反射体９５は、発光部９１の周方向に沿うようにして発光部９１の一端９１ｃから他端９１ｄに亘って設けられた、断面くさび状の三角凸条９４を複数備えており、これら複数の三角凸条９４が、それらの幅方向（即ち、発光部９１の半径方向）に互いに接して配置されて構成されている。三角凸条９４は、プリズムのように機能して、その表面に入射した光を、入射角度に応じて屈折又は反射する。これら複数の反射体９５（即ち、複数の三角凸条９４）は、図４（ａ）に示すように、光源から遠ざかるにしたがい（即ち、発光部９１の内縁９１ｅから外縁９１ｆに向かうにしたがい）徐々に反射体９５の間隔（即ち、反射面９６の幅）が狭くなるように配置されている。または、反射体９５は、例えば、図４（ｂ）に示すように、光源から遠ざかるにしたがい徐々に三角凸条９４の断面積（くさび）を大きくしたり、図４（ｃ）に示すように、光源から遠ざかるにしたがい徐々に反射体９５を構成する複数の三角凸条９４の数を多くしたり、していてもよい。反射部９３は、文字板４に設けられた指標４２、４３、４４の配置等に応じて、反射体９５及び反射面９６の構成が適宜定められる。反射部９３は、図４（ｄ）に示すように、発光部９１をその内縁９１ｅから外縁９１ｆに向かって進む光を、その複数の三角凸条９４によって屈折及び反射して前面９１ａに直交（略直交を含む）する方向に向かって出射することにより、前面９１ａから光を垂直（略垂直を含む）出光させる。また、反射面９６は、発光部９１の周方向に沿うようにして発光部９１の一端９１ｃから他端９１ｄに亘って設けられた滑らかで且つ細長い平面視円弧状の平面部であり、斜めに入射された光を鏡面反射することにより、発光部９１の外縁９１ｆに向けて光を導く。

発光部９１の前面９１ａの内縁９１ｅ近傍には、図３、図５、図６に示すように、該内縁９１ｅに沿って拡散反射部９７が設けられている。この拡散反射部９７は、一端が発光部９１の内縁９１ｅに接し且つ他端が発光部９１の外縁９１ｆに向けて配置された、断面略半円状の複数の半円凸条９８で構成されている。これら複数の半円凸条９８は、発光部９１の半径方向（即ち、光源の光が進む方向）に沿って配置されている。半円凸条９８は、発光部９１の内縁９１ｅから外縁９１ｆに向かうにしたがい該半円の半径が徐々に大きくなるように形成されており、隣り合う半円凸条９８同士が互いに接するようにして配置されている。

導光板９において、光源６１から入光面９２ａに入光された光は、導光部９２及び発光部９１を光路として、導光部９２をＺ軸方向に沿って進んで発光部９１の内縁９１ｅに導かれたのち、発光部９１をその内縁９１ｅから外縁９１ｆに向けて半径方向に沿って進み、反射部９３によって前面９１ａに向けて反射されて、この前面９１ａからＺ軸方向に沿って出光される。

裏カバー（図示なし）は、例えば、合成樹脂などで構成され、正面形状が上記ケース５の正面形状と略同一の底壁部と、この底壁部の周縁から立設した側壁部と、を備えた、断面略コ字状の器型に形成されている。裏カバーは、配線板６の裏面６ｂを覆うように配設されて、タッピングねじなどの図示しない固定手段によってケース５に取り付けられる。

表ガラスは（図示なし）、見返し板２、装飾リング部材３、及び、文字板４をそれぞれ覆うように配設されて、係止爪などの図示しない固定手段によってケース５に取り付けられる。裏カバー及び表ガラスは、メータ１内に、塵埃などが侵入することを防ぐ。

次に、上述した速度メータ１（導光板９）における本発明の作用について、図７〜図１１を参照して説明する。

速度メータ１において、図７、図８に示すように、光源６１から出射された光は、導光板９の導光部９２の入光面９２ａに入光されて、所定の出射角度θの範囲をほぼ維持したまま、導光部９２内をその外面９２ｂ等に反射されるなどして発光部９１の内縁９１ｅまで導かれる。そして、発光部９１の内縁９１ｅまで導かれた光は、拡散反射部９７の半円凸条９８の軸方向に沿い半円凸条９８の湾曲した表面に入射する。すると、この入射した光は、図８に示すように、拡散反射部９７の半円凸条９８によって、発光部９１の平面方向（ＸＹ平面方向）に沿って拡散するように反射されて、図９に示すように、発光部９１を平面方向に沿って広がるように進む。このとき、発光部９１の前面９１ａ上の任意の点（点Ｂ）においては、あらゆる向き（角度幅β（β＞α））から光が入射する。これにより、発光部９１を進む光は、反射部９３によって前面９１ａに向けて反射されると、図１０に示すように、拡散反射部９７がない場合における角度幅αを超えて広がって出光され、この出光された光が、文字板４に設けられた指標４２、４３、４４を通過することにより、各指標が発光する。図１１は、導光板９の発光部９１の前面９１ａ上の点における、ＸＺ平面に沿って出光される光のＺ軸に対する出射角度（出光角度）とその輝度（相対強度）との関係を模式的に示すグラフである。このグラフに示すように、導光板９の前面９１ａにおいて、拡散反射部９７を備える上記構成（実線のグラフで示す）では、特定の方向（即ち、上記角度幅αの範囲）から外れる方向に進む光の輝度を、拡散反射部９７を備えない従来の構成（点線のグラフで示す）よりも高めることができる。

以上より、本発明によれば、文字板４と重ねて配置される平板状の発光部９１と、発光部９１に連接されるとともに光源６１の光が入光される入光面９２ａを備えた導光部９２と、導光部９２によって発光部９１に導かれた光を、発光部９１の文字板４と相対する前面９１ａに向けて反射する、発光部９１の裏面９１ｂに設けられた反射部９３と、を備えた導光板９において、入光面９２ａから反射部９３までの光路の一部である発光部９１の前面９１ａの内縁９１ｅ近傍に、導光部９２に導かれた光を発光部９１の平面方向に沿って拡散させる拡散反射部９７が設けられているので、この拡散反射部９７によって上記光路を通る光が拡散されることにより、発光部９１を進む光が平面方向に沿って広がるように進み、そのため、発光部９１の前面９１ａ上の任意の点（例えば、上記点Ｂなど）においてあらゆる向き（角度幅β）から光が入射して、反射部９３で反射されて該点から出光される光の角度幅が、拡散反射部９７がない場合における角度幅αより広がって、この角度幅αから外れた斜め方向から観測した場合でも輝度が低下してしまうことを防ぐことができる。したがって、発光部９１の前面９１ａから出光される光を上記角度幅αを超えて広げることができ、そのため、文字板４を上記角度幅αから外れる斜め方向（ＥＰ２）から見た場合でも、必要な輝度を得ることが可能となり、導光板９によって照らされる文字板４の指標４２、４３、４４を視認できる範囲を広げることができる。また、拡散反射部９７が、少なくとも入光面９２ａから反射部９３までの光路の一部に設けられているので、発光部９１に設けられた反射部９３によって反射される前の光を効率よく拡散させることができる。

また、拡散反射部９７が、複数の断面半円状の半円凸条９８で構成され、この半円凸条９８が、発光部９１の内縁９１ｅから外縁９１ｆに向けて（即ち、光が進む方向に沿うように）配置されているので、拡散反射部９７を簡易な形状で構成することができ、そのため、製造コストを低減することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態の表示装置を、図１２を参照して説明する。なお、各部材の配置等については、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いて説明する。

表示装置１０１は、上述した第１の実施形態の速度メータ１と同様に、例えば車両のインストルメントパネルに取り付けられており、その液晶ディスプレイを乗員と相対する前面側に向けて配置されている。このような表示装置１０１には、例えば、車両の速度や、エンジン回転数、燃料残量、各種警告などが表示される。

表示装置１０１は、上述した速度メータ１と同様に、見返し板と、被照明体としての液晶ディスプレイユニットと、ケースと、配線板１０６と、導光板１０９と、裏カバーと、表ガラスと、を備えている。なお、図１２においては、配線板１０６と導光板１０９とを図示し、これら以外は図示を省略している。

見返し板は、遮光性を有する黒色の合成樹脂などからなり、正面形状が略矩形状に形成されている。見返し板には、後述する液晶ディスプレイユニットの液晶パネルが内側に配置される開口が設けられている。見返し板は、ＸＹ平面と平行に配置されている。液晶ディスプレイユニットは、図示しない制御部に接続されて、該制御部からの制御信号に応じて文字や映像等が表示される矩形状の液晶パネルを備えた周知の透過型液晶ディスプレイ装置である。液晶ディスプレイユニットは、見返し板の背面に平行に重ねられて、その液晶パネルが見返し板の開口の内側に配置される。これにより、液晶パネルが、見返し板の開口を通じて正面方向（前面側）に向けて露出される。

ケースは、例えば、合成樹脂などからなり、正面形状が見返し板の外形と略同一の箱形に形成されている。ケースには、後述する導光板１０９を収容する導光板収容部が設けられている。この導光板収容部は、導光板１０９の形状に沿って形成された断面略Ｌ字状の空間であり、略Ｌ字状の断面の短辺がＺ軸に沿って配置され、略Ｌ字状の断面の長辺がＹ軸に沿って配置されている。また、導光板収容部は、略Ｌ字状の断面の長辺に沿ってケースの前面側に向けて開口され、かつ、略Ｌ字状の断面の短辺の先端部分がケースの前面側とは反対側の裏面側に向けて開口されている。ケースの前面側には、上述した見返し板及び液晶ディスプレイユニットが重ねて配置されるとともに、見返し板の開口及び液晶ディスプレイユニットの液晶パネルが、導光板収容部のケース前面側の開口に対応して配置される。

配線板１０６は、その前面１０６ａ及び裏面１０６ｂに各種電子部品が実装されるとともに、これら各種電子部品を互いに電気的に接続する薄膜金属の配線パターンが施された、周知の電子基板である。配線板１０６の前面１０６ａには、後述する導光板１０９を介して液晶ディスプレイユニットの液晶パネルを照らすための複数の光源１６１が設けられている。複数の光源１６１は、導光板収容部におけるケース裏面側の開口に対応する位置に、直線状に互いに間隔をあけて配置されている。配線板１０６は、その前面１０６ａがケースの裏面側に密に重なるようにして、ＸＹ平面と平行に配置される。光源１６１は、上述した第１の実施形態における光源６１と同一のものであるため、その説明を省略する。

導光板１０９は、例えば、アクリル樹脂などの透明度の高い材料を用いて構成されており、また、その表面が滑らかな面に形成されていて、その内部に入光された光をその形状に沿って導く部材である。導光板１０９は、図１２に示すように、平面視矩形状の平板からなる発光部１９１と、発光部１９１の一辺１９１ｅに沿って連接されるとともに、該一辺１９１ｅから略垂直方向に延びるように形成された平板からなる導光部１９２と、を備えている。即ち、導光板１０９は断面略Ｌ字状に形成されている。導光板１０９は、ケースの導光板収容部に収容されて、この発光部１９１は、ＸＹ平面と略平行に配置され、この導光部１９２はＺ軸方向に沿って延びるように配置される。

発光部１９１は、導光板収容部の略Ｌ字状の断面の長辺に沿うようにして、また、導光部１９２は、導光板収容部の略Ｌ字状の断面の短辺に沿うようにして、それぞれ収容される。このとき、発光部１９１の一方の面（以下、前面）１９１ａは、導光板収容部のケース前面側の開口を通じて液晶パネルの背面と若干の間隔をあけて相対して配置される。勿論、発光部１９１の前面１９１ａと液晶パネルの背面とが、密に重ねられていてもよい。また、導光部１９２における発光部１９１の一辺１９１ｅに連接された基端とは反対側の先端には、光源１６１の光が入光される入光面１９２ａが設けられており、この入光面１９２ａは、配線板１０６の前面１０６ａに設けられた複数の光源１６１と相対して配置される。導光部１９２の入光面１９２ａに入光された光は、導光部１９２によって、発光部１９１の上記一辺１９１ｅに向かって導かれる。

発光部１９１の他方の面（以下、裏面）１９１ｂには、反射部１９３が設けられている。この反射部１９３は、上述した第１の実施形態の反射部９３と同様に、複数の反射体と複数の反射面と（それぞれ図示せず）で構成されている。これら複数の反射体と複数の反射面とは、発光部１９１の一辺１９１ｅから他辺１９１ｆに向かう方向（Ｙ軸方向）に沿って交互に配置されている。

反射体は、発光部１９１の一辺１９１ｅ（Ｘ軸方向）と平行に且つ該一辺１９１ｅと直交して互いに相対する一端１９１ｃと他端１９１ｄの間に亘って設けられた、断面くさび状の三角凸条を複数備えており、これら複数の三角凸条が、発光部１９１の一辺１９１ｅから他辺１９１ｆに向かう方向に互いに接して配置されて構成されている。これら複数の反射体は、光源から遠ざかるにしたがい徐々に反射体の間隔（即ち、反射面の幅）が狭くなるように配置されている。また、反射面は、発光部１９１の一辺１９１ｅ（Ｘ軸方向）と平行に且つ該一辺１９１ｅと直交して互いに相対する一端１９１ｃと他端１９１ｄの間に亘って設けられた滑らかで且つ細長い平面部であり、斜めに入射された光を鏡面反射することにより、発光部１９１の他辺１９１ｆに向けて光を導く。

発光部１９１の前面１９１ａの一辺１９１ｅ近傍には、該一辺１９１ｅに沿って拡散反射部１９７が設けられている。この拡散反射部１９７は、一端が発光部１９１の一辺１９１ｅに接し且つ他端が発光部１９１の他辺１９１ｆに向けて配置された、断面略半円状の複数の半円凸条１９８で構成されている。これら複数の半円凸条１９８は、それら軸が発光部１９１の一辺１９１ｅから他辺１９１ｆに向かう方向（即ち、光源の光が進む方向）に沿って配置されている。半円凸条１９８は、その軸方向に沿って同一断面形状となるように形成されており、隣り合う半円凸条１９８同士が互いに平行且つ接するようにして配置されている。この隣り合う半円凸条１９８同士が互いに接する箇所Ｓは、断面が鋭角状になるように形成されているが、これ以外にも、図１３に示すように、断面が円弧状に形成されていてもよい。

導光板１０９において、光源１６１から入光面１９２ａに入光された光は、導光部１９２及び発光部１９１を光路として、導光部１９２をＺ軸方向に沿って進んで発光部１９１の一辺１９１ｅに導かれたのち、発光部１９１を一辺１９１ｅから他辺１９１ｆに向かう方向に沿って進み、反射部１９３によって前面１９１ａに向けて反射されて、この前面１９１ａからＺ軸方向に沿って出光される。

裏カバー及び表ガラスは、上述した第１の実施形態における裏カバー及び表ガラスと同様であるため、それらの説明は省略する。

次に、上述した表示装置１０１（導光板１０９）における本発明の作用について説明する。

表示装置１０１においては、上述した第１の実施形態と同様に、光源１６１から出射された光が、導光板１０９の導光部１９２の入光面１９２ａに入光されて、所定の出射角度θの範囲をほぼ維持したまま、導光部１９２内をその外面１９２ｂ等に反射されるなどして発光部１９１の一辺１９１ｅまで導かれる。そして、発光部１９１の一辺１９１ｅまで導かれた光は、拡散反射部１９７の半円凸条１９８の軸方向に沿って該半円凸条１９８の湾曲した表面に入射する。すると、この入射した光は、拡散反射部１９７の半円凸条１９８によって、発光部１９１の平面方向（ＸＹ平面方向）に沿って拡散するように反射されて、発光部１９１を平面方向に沿って広がるように進む。このとき、発光部１９１の前面１９１ａ上の任意の点においては、あらゆる向き（角度）から光が入射する。これにより、発光部１９１を進む光は、反射部１９３によって前面１９１ａに向けて反射されると、拡散反射部がない場合における角度幅を超えて広がって出光され、この出向された光が、液晶ディスプレイユニットの液晶パネルを通過することにより、液晶パネル上の文字や映像が表示される。

以上より、本発明によれば、液晶ディスプレイユニットの液晶パネルと重ねて配置される平板状の発光部１９１と、発光部１９１に連接されるとともに、光源１６１の光が入光される入光面１９２ａを備えた導光部１９２と、導光部１９２によって発光部１９１に導かれた光を、発光部１９１の前記液晶パネルと相対する前面１９１ａに向けて反射する、発光部１９１の裏面１９１ｂに設けられた反射部１９３と、を備えた導光板１０９において、入光面１９２ａから反射部１９３までの光路の一部である発光部１９１の前面１９１ａの一辺１９１ｅ近傍に、導光部１９２に導かれた光を発光部１９１の平面方向に沿って拡散させる拡散反射部１９７が設けられているので、この拡散反射部１９７によって上記光路を通る光が拡散されることにより、発光部１９１を進む光が平面方向に沿って広がるように進み、そのため、発光部１９１の前面１９１ａ上の任意の点においてあらゆる向きから光が入射して、反射部１９３で反射されて該点から出光される光の角度幅が、拡散反射部１９７がない場合における角度幅αより広がって、この角度幅αから外れた斜め方向から観測した場合でも輝度が低下してしまうことを防ぐことができる。したがって、発光部１９１の前面１９１ａから出光される光を上記角度幅αを超えて広げることができ、そのため、液晶ディスプレイを上記角度幅αから外れる斜め方向から見た場合でも、必要な輝度を得ることが可能となり、導光板１０９によって照らされる液晶ディスプレイにおける映像等を視認できる範囲を広げることができる。また、拡散反射部１９７が、入光面１９２ａから反射部１９３までの光路の一部に設けられているので、発光部１９１に設けられた反射部１９３によって反射される前の光を効率よく拡散させることができる。

また、拡散反射部１９７が、複数の断面半円状の半円凸条１９８で構成され、この半円凸条１９８が、発光部１９１の一辺１９１ｅから他辺１９１ｆに向けて（即ち、光路に沿うように）配置されているので、拡散反射部１９７を簡易な形状で構成することができ、そのため、製造コストを低減することができる。

上述した第２の実施形態において、拡散反射部１９７の複数の半円凸条１９８は、発光部１９１の一辺１９１ｅから他辺１９１ｆに向けて互いに平行に配置されていたが、これ以外にも、例えば、図１４に示すように、複数の半円凸条１９８が、光源１６１を中心として扇形に広がるように配置されるなど、光源の光が進む方向（即ち、光路）にほぼ沿って設けられているものであれば、その形状及び配置は任意である。また、第１の実施形態でも同様である。

また、上述した各実施形態において、拡散反射部９７（以下、拡散反射部１９７でも同様）は、断面半円状の半円凸条９８で構成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、断面半円状の凹溝で構成されていたり、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、規則的又はランダムに配置された、半球状又は円錐状に形成された複数の凸部（凸部２９８、２９８ａ）又は凹部（凹部２９９）で構成されていたりするなど、発光部の平面方向に沿って光を拡散させる形状であれば、その構成は任意である。

また、拡散反射部９７（以下、拡散反射部１９７でも同様）は発光部の前面における導光部が連接された内縁９１ｅ近傍に設けられていたが、これに限定されるものではなく、例えば、導光部９２の外面９２ｂに設けられているなど、拡散反射部は、少なくとも入光面から反射部までの光路の一部に、該光路を通る光を発光部の平面方向に沿って拡散させるように設けられていればよい。このように導光部９２の外面９２ｂに設けられた拡散反射部で拡散された光は、発光部９１に到達すると発光部９１の平面方向に沿って拡散される。なお、「光を発光部の平面方向に沿って拡散させる」とは、発光部の平面の法線方向から見た（即ち、平面視の）ときの導光板内の光が互いに異なる複数の方向に進むように、入射した光を反射することをいう。

また、拡散反射部９７（以下、拡散反射部１９７でも同様）は、図１６に示すように、発光部９１の前面９１ａの全体（略全体を含む）に亘って設けられていてもよい。これにより、発光部９１を進む光を、該発光部９１の前面９１ａで反射される度に発光部９１の平面方向（ＸＹ平面方向）にさらに拡散させて、発光部９１の前面９１ａから出光される光の角度幅をより大きく広げることができ、そのため、上記角度幅αから大きく外れる斜め方向から見た場合でも、必要な輝度を得ることが可能となり、導光板９によって照らされる文字板４の指標４２、４３、４４や、液晶ディスプレイユニットの映像を視認できる範囲をより広げることができる。

また、上述した各実施形態において、導光板９（以下、導光板１０９でも同様）は、発光部９１の端部（即ち、内縁９１ｅ）に沿って連接されるとともに、該端部から略垂直に延びるようにして形成された導光部９２を備えているものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図１７に示すように、平板のみからなる導光板２０９であってもよい。この導光板２０９は、その平板部分２９１の一端面２９１ａに、配線板２０６に設けられた複数の光源２６１の光が入光される。そして、この入光された光が、平板部分２９１の裏面に設けられた図示しない反射部によって前面２９１ｂに向けて反射されて、前面２９１ｂから出光される。このような構成においては、平板部分２９１が請求項中の発光部に相当し、平板部分２９１の一端面２９１ａが入光面で且つ導光部に相当し、発光部と導光部とが広義に連接されている。

また、上述した各実施形態において、発光部の裏面に設けられた反射部では、複数の三角凸条を幅方向に互いに接して配置して反射体を構成していたが、これに限らず、反射部を、各三角凸条をその長手方向と直交する方向（即ち、上記発光部の半径方向、又は、上記発光部の一辺から他辺に向かう方向であって光が進む方向）に互いに間隔をあけて配置して構成してもよく、または、反射体を、三角凸条でなく、例えば、断面がくさびの頂角を曲線状に切り落とした形状の凸条や、断面四角形状の凸条、又は、断面Ｖ字状の凹溝などで構成してもよい。また、図１８に示すように、各三角凸条９４が、各光源６１によって出射された光が発光部９１上で平面方向に広がる広がり角λの収束点となる仮想光源Ｐから等距離となる位置（即ち、仮想光源Ｐを中心とした同心円上）に沿って配置されていてもよい。このように三角凸条９４を設けることにより、仮想光源Ｐから放射状に進む光が各三角凸条９４に対して平面視で直交するように入射するので、該入射した光を発光部９１の前面９１ａに向けてより直交するように（よりＺ軸方向に平行になるように）反射することができる。この広がり角λは導光板の形状に応じて定まる。本発明において、反射部は、発光部の裏面に設けられ、導光部によって発光部に導かれた光を、発光部の前面（被照明体と相対する一方の平面）に向けて反射するものであれば、その構成は任意である。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 速度メータ（表示装置）
４ 文字板（被照明体）
９、１０９、２０９ 導光板
９１、１９１ 発光部
９１ａ、１９１ａ 発光部の前面（一方の平面）
９１ｂ、１９１ｂ 発光部の裏面（他方の平面）
９２、１９２ 導光部
９２ａ、１９２ａ 入光面
９３ 反射部
９４ 三角凸条
９５ 反射体
９６ 反射面
９７、１９７ 拡散反射部
９８、１９８ 半円凸条（凸条）
１０１ 表示装置

Claims (4)

1. 被照明体と重ねて配置される平板状の発光部と、前記発光部に連接された、光源の光が入光される入光面を備えた、導光部と、前記導光部によって前記発光部に導かれた光を前記発光部の前記被照明体と相対する一方の平面に向けて反射する、前記発光部の他方の平面に設けられた、反射部と、を備えた導光板において、
   少なくとも前記入光面から前記反射部までの光路の一部には、前記光路を通る光を前記発光部の平面方向に沿って拡散させる拡散反射部が設けられている
   ことを特徴とする導光板。
2. 前記拡散反射部が、前記発光部の前記一方の平面の全体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記拡散反射部が、複数の断面半円状の凸条又は凹溝で構成され、
   前記凸条又は凹溝が、前記光源の光が進む方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板。
4. 被照明体と、前記被照明体の背面に重ねて配置される導光板と、を備える表示装置において、
   前記導光板として、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導光板を備えている
   ことを特徴とする表示装置。

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