JP2015138156A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子部品を実装可能な面積の確保と光の漏れ出しの抑制とが両立可能な表示装置の提供。【解決手段】表示装置には、発光表示される意匠部が設けられている。表示装置は、発光ダイオード30と、発光ダイオード30及び複数の電子部品31が実装面51に実装されるプリント配線板50と、遮光性の材料によって形成された遮光壁62とを備えている。遮光壁62は、発光ダイオード30の周囲を囲む筒状に形成され、実装面51と当接するよう設けられた背面側当接部64、及び背面側当接部64から意匠部の周囲に向けて延伸する延伸部を有している。実装面51のうちで遮光壁62を挟んで発光ダイオード30とは反対側の領域には、遮光載置物70が載置されている。遮光載置物70は、背面側当接部64及び実装面51の間に生じた隙間isから漏れ出る発光ダイオード30の光の進行を妨げるよう位置している。【選択図】図6

Description

本発明は、発光表示される意匠部が設けられた表示装置に関する。
従来、意匠部を発光表示させるための構成として、例えば特許文献1には、光源、実装面に光源等が実装された基板、及び意匠部を形成する表示板を備える表示器構造が開示されている。この表示器構造では、光源の周囲を囲む筒状の遮光壁がさらに設けられている。遮光壁は、基板に実装された光源の周囲から表示板に形成された意匠部の周囲まで延伸しており、光源からの光を意匠部まで導いている。
特開2008−116876号公報
さて、光源として一般に採用される発光ダイオード等の発光素子は、近年、小型化と、発光角度の広角化とが急速に進んでいる。その結果、実装面に実装された発光素子からの光の一部は、実装面に非常に近い位置から、当該実装面に沿って放射されることとなる。一方で、表示装置においては、各部品の材料の歪みや製造上の公差、熱収縮、及び振動等の種々の要因に起因して、遮光壁と実装面との間に隙間が不可避的に生じる。そのため、上述したような実装面に沿う光が当該実装面に近い位置から放射されると、この光は、遮光壁及び実装面の間の隙間から容易に漏れ出し得る。以上のように、近年の発光素子の変化によって新たな課題が生じてきていることを本発明の発明者は見つけ出したのである。
こうした光の漏れ出しを防ぐためには、遮光壁と実装面との接触面積を拡大する設計が有効である。しかし、遮光壁と実装面との接触面積を拡大してしまうと、この実装面のうちで、電子部品を実装可能な面積が狭くなってしまう。そのため、接触面積を拡大することは、望ましい対策手法とは言い難かった。
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電子部品を実装可能な面積の確保と光の漏れ出しの抑制とが両立可能な表示装置を提供することである。
上記目的を達成するために、第1の発明は、発光表示される意匠部(21)が設けられた表示装置であって、意匠部を発光させる光を放射する発光素子(30)と、発光素子及び複数の電子部品(31)が実装面(51)に実装されるプリント配線板(50)と、遮光性の材料によって発光素子の周囲を囲む筒状に形成され、当該発光素子の周囲にて実装面と接するよう設けられる当接部(64,264.364)、及び当接部から意匠部の周囲に向けて延伸する延伸部(65,365)、を有する筒状壁(62,262,362)と、実装面のうちで筒状壁を挟んで発光素子とは反対側の領域に載置され、当接部及び実装面の間の隙間(is)から漏れ出る発光素子からの光(L_l)の進行を妨げるよう位置する遮光載置物(70)と、を備える表示装置とする。
この発明によれば、実装面と接するよう設けられた当接部と発光素子の実装された実装面との間に不可避的に隙間が生じた場合でも、隙間から漏れ出る発光素子からの光は、筒状壁を挟んで発光素子とは反対側に載置された遮光載置物によって進行を妨げられ得る。故に、当接部が実装面と接触する接触面積の拡大を回避しつつ、光の漏れ出しは、抑制される。加えて、実装面及び当接部間の接触面積が抑えられることによれば、当該実装面のうちで、電子部品を実装可能な面積は、確保され得る。以上のように、実装面への遮光載置物の載置によれば、プリント配線板において電子部品を実装可能な面積の確保と、意匠部を外れた範囲への光の漏れ出しの抑制とが、両立可能となる。
尚、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、本発明の範囲を何ら制限するものではない。
本発明の一実施形態によるコンビネーションメータの正面図である。 コンビネーションメータの電気的構成を示すブロック図である。 駆動回路の詳細を示す回路図である。 コンビネーションメータの機械的構成を示す図であって、図1のIV−IV線断面図である。 遮光載置物として機能する電子部品の配置を示す図であって、図4のV−V線断面図である。 図4の領域VIを拡大して示す拡大図である。 遮光壁の変形例を示す図である。 遮光壁の別の変形例を示す図である。
図1に示す本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ100は、車両に関する種々の情報の表示する表示装置である。コンビネーションメータ100は、車両の車室内に設けられたインスツルメントパネル内に収容され、図1に示す正面側を運転席側に向けて配置されている。
コンビネーションメータ100の表示は、二つの指針表示部11,12、マルチ表示部13、及び複数のテルテール20等によって構成されている。各指針表示部11,12は、回転する各指針14によって情報を表示する。マルチ表示部13は、表示画面16に形成される種々の画像によって情報を表示する。テルテール20は、意匠部21を発光表示させることによって情報を表示する。テルテール20は、車両に関する種々の警告を視認者に対して行う警告灯である。
コンビネーションメータ100は、図2に示すように、バッテリ92等から供給される電力によって作動する電気的構成として、二つのステッパーモータ15、液晶ディスプレイ17、複数の発光ダイオード30、及び制御部18を備えている。
ステッパーモータ15は、制御部18と接続されており、制御部18から出力される制御信号に基づいて指針14(図1参照)を回転させる。液晶ディスプレイ17は、制御部18と接続されており、制御部18から出力される制御信号に基づいて表示画面16(図1参照)に画像を表示させる。
発光ダイオード30は、特定の色の光を放射することにより、意匠部21を発光表示させる光源である。発光ダイオード30は、駆動回路19を介して制御部18と接続されており、制御部18から出力される制御信号に基づいて発光する。駆動回路19は、制御部18からの制御信号に基づいて、発光ダイオード30に流れる電流を制御する。駆動回路19は、図3に示すように、給電経路19a、信号経路19b、給電経路19aに設けられる抵抗器32、信号経路19bに設けられる抵抗器33、及びNPN型のトランジスタ34等によって構成されている。制御部18からの制御信号により、信号経路19bを通じてトランジスタ34のベースに電圧が印加されると、給電経路19aを通じてトランジスタ34のコレクタからエミッタへと電流が流れる。こうして流れる電流により、発光ダイオード30が発光する。
図2に示す制御部18は、プログラムによって作動するマイクロコンピュータ、車内Local Area Network(LAN)91と情報をやり取りするインターフェース、及び各要素15,17,30に電力を供給する電源回路等によって構成されている。制御部18は、車内LAN91に出力された車両の情報を取得し、取得した情報に基づく制御信号を各ステッパーモータ15、液晶ディスプレイ17、及び各駆動回路19に出力する。
次に、コンビネーションメータ100の機械的構成を、図1及び図4に基づいて説明する。コンビネーションメータ100は、表示板40、プリント配線板50、及び筐体60等によって構成されている。以下の説明では、プリント配線板50の板厚方向に沿って当該プリント配線板50から表示板40に向かう方向を正面方向FDとし、この正面方向FDと反対の方向を背面方向BDする。
表示板40は、シート状に成形されたポリカーボネート等の透明樹脂材料に、遮光性の印刷を施すことによって形成されている。表示板40には、複数の意匠部21が設けられている。意匠部21は、遮光性の印刷に替えて、透光性の印刷を施すことによって形成されている。意匠部21は、テルテール20の報知情報をアイコン化した形状である。意匠部21は、背面方向BDから照射された光を正面方向FDに透過させることにより、発光する。
プリント配線板50は、所定の配線パターンが形成された硬質の回路基板である。プリント配線板50には、上述の駆動回路19を含む複数の回路が形成されている。プリント配線板50の板面方向は、表示板40の板面方向に沿っている。プリント配線板50の両板面のうち、正面方向FDを向く実装面51には、複数の発光ダイオード30及び複数の電子部品31が実装されている。実装面51に載置された各発光ダイオード30は、それぞれ意匠部21の背面方向BDに位置している。発光ダイオード30の発光角度θiは、180°程度とされている。発光ダイオード30は、実装面51に非常に近い位置から、当該実装面51に沿った各方向へと光を放出する。
筐体60は、コンビネーションメータ100の外観を形成しており、当該メータ100の各構成を収容することにより、これらを雰囲気中の塵や埃等から保護している。筐体60は、フロントパネル68及びリヤケース69と、これらが組み付けられる支持部材61を備えている。
フロントパネル68は、例えば無色透明な樹脂材料によって形成されている。フロントパネル68は、表示板40の正面方向FDに位置し、支持部材61に正面方向FDから取り付けられている。リヤケース69は、例えば光を透過させない黒色の樹脂材料によって形成されている。リヤケース69は、プリント配線板50の背面方向BDに位置し、支持部材61に背面方向BDから取り付けられている。
支持部材61は、例えばポリフェニレンサルファイド等の遮光性を有する白色の樹脂材料によって形成されている。支持部材61は、背面方向BDから表示板40を支持すると共に、正面方向FDからプリント配線板50を支持している。支持部材61には、複数の遮光壁62が各発光ダイオード30をそれぞれ囲むよう設けられている。
各遮光壁62は、図4及び図5に示すように、各発光ダイオード30の周囲を囲む筒状に形成されている。複数の遮光壁62のうち、隣接する二つは、互いに繋がっている。遮光壁62は、発光ダイオード30から放射された光を、その正面方向FDに位置する意匠部21に拡散させつつ導光すると共に、隣り合う発光ダイオード30から放射された光の混合を抑制している。遮光壁62によって区画される空間が、意匠部21に光を導光するための拡散室62aとなる。実装面51に沿う拡散室62aの横断面は、正面方向FDに向かうに従って、漸増している。拡散室62aの横断面は、矩形状とされている。
各遮光壁62は、正面側当接部63、背面側当接部64、及び延伸部65をそれぞれ有している。正面側当接部63は、遮光壁62の軸方向の両端部のうち、表示板40に近接した一方の端部によって形成されている。正面側当接部63は、意匠部21の周囲にて表示板40の背面と接するよう設けられている。隣接する二つの遮光壁62は、正面側当接部63を一体的に形成している。背面側当接部64は、遮光壁62の軸方向の両端部のうち、プリント配線板50に近接した他方の端部によって形成されている。背面側当接部64は、発光ダイオード30の周囲にて実装面51と接するよう設けられている。延伸部65は、背面側当接部64から発光ダイオード30の周囲に向けて、例えば50〜80°程度のテーパ角度で延伸する拡大テーパ状に形成されており、正面側当接部63に到達している。正面側当接部63が背面側当接部64よりも外周側に位置しているため、延伸部65は、正面方向FDに沿う軸線に対して傾斜した姿勢に形成されている。尚、延伸部65のテーパ角度は、例えば50〜80°程度である。
次に、実装面51に載置される遮光載置物70の詳細を、図4〜図6に基づいて以下説明する。
コンビネーションメータ100では、筐体60及びプリント配線板50の歪み及び製造上の公差、熱収縮、並びに振動等の種々の要因に起因して、実装面51と背面側当接部64との間に隙間isが不可避的に生じる。そして上述したように、各発光ダイオード30からは実装面51に沿う光が放射されているため、一部の光L_lは、僅かな隙間isからでも遮光壁62の外側へと漏れ出し得る。
遮光載置物70は、上述したような隙間isから漏れ出した光L_lの進行を妨げるために実装面51に設けられている。本実施形態では、実装面51に実装された複数の電子部品31のうちの一部が、遮光載置物70を兼ねている。遮光載置物70として機能する電子部品31は、実装面51のうちで遮光壁62を挟んで発光ダイオード30とは反対側の領域に複数載置されている。駆動回路19に含まれる二つの抵抗器32,33及びトランジスタ34も、遮光載置物70を兼ねる電子部品31である。遮光載置物70を兼ねる各電子部品31について、プリント配線板50の板厚方向に沿った高さ(例えば0.5〜1mm程度)は、実装面51及び背面側当接部64の間において想定される最大の隙間is(例えば0.05mm程度)よりも大きくされている。
加えて、個々に遮光壁62によって囲まれた複数の発光ダイオード30が並ぶ本実施形態では、遮光載置物70を兼ねる各電子部品31は、互いに隣接した二つの遮光壁62の間に載置されている。各電子部品31は、遮光壁62の延設方向に沿って三列に並べられている。三列に並べられた電子部品31のうち、特定の遮光壁62に近接する二列の電子部品31が、この遮光壁62から漏れ出す光L_lの進行を妨げる機能を発揮する。二列の電子部品31は、遮光壁62に沿ってジグザグに並んでいる。そのため、二列のうちで遮光壁62に近い一方の列の電子部品31間に生じる間隙dの外周側には、遮光壁62から遠い他方の列の電子部品31が位置している。
ここまで説明した本実施形態によれば、図6に示すように、実装面51と背面側当接部64との間に不可避的に生じた隙間isから漏れ出る発光ダイオード30の光L_lは、実装面51に載置された各遮光載置物70により、進行を妨げられ得る。故に、実装面51及び背面側当接部64の間における接触面積の拡大を回避しつつ、隣接する拡散室62a等への光L_lの漏れ出しは、抑制される。加えて、実装面51及び背面側当接部64の間の接触面積が抑えられることによれば、当該実装面51のうちで、電子部品31を実装可能な面積は、確保され得る。以上のように、実装面51に遮光載置物70を載置することによれば、プリント配線板50において電子部品31を実装可能な面積の確保と、意匠部21を外れた範囲への光L_lの漏れ出しの抑制とが、両立可能となる。
加えて本実施形態では、各遮光載置物70の高さが、実装面51及び背面側当接部64の間において想定される最大の隙間isよりも、大きくされている。故に、隙間isから漏れ出した光L_lを、各遮光載置物70に確実に当てさせることができる。したがって、光L_lの進行を妨げる遮光載置物70の機能が、確実に発揮される。
また本実施形態のように、プリント配線板50に実装された電子部品31が遮光載置物70を兼ねていれば、電子部品31を実装するための面積が遮光載置物70を設けたことに起因して狭められる事態は、実質生じ得ない。故に、遮光載置物70として電子部品31を用いることによれば、実装面積の確保は、いっそう容易となる。
さらに本実施形態では、駆動回路19に含まれる各抵抗器32,33及びトランジスタ34が遮光載置物70を兼ねているため、駆動回路19は、プリント配線板50において発光ダイオード30に近い領域に形成され得る。その結果、駆動回路19から発光ダイオード30までの配線パターンを短縮できるようになるので、他の電子部品31を実装するための面積が、いっそう確保容易となる。
また加えて本実施形態では、隣接する二つの発光ダイオード30をそれぞれ遮光壁62で囲ったうえで、これら遮光壁62の間に、遮光載置物70が載置されている。こうした構成であれば、実装面51及び各遮光壁62間の各隙間isから漏れ出す光L_lの進行が、各電子部品31によって共に妨げられ得る。以上のように、隣接する二つの遮光壁62の間に遮光載置物70を載置する構成であれば、光L_lの漏れ出しを抑制する作用が、いっそう効果的に発揮される。
さらに加えて本実施形態では、複数の電子部品31を遮光載置物70として用いることにより、複数の遮光載置物70が漏れ出した光L_lの進行を妨げる機能を果たし得る。故に、遮光壁62から漏れ出した光L_lにより、当該遮光壁62の外周側にある意匠部21が誤って照明されてしまう事態は、高い確実性を持って回避されるようになる。
またさらに、本実施形態の如く遮光壁62に沿って並ぶ各電子部品31の配置によれば、実装面51に沿う各方向へ漏れ出した光L_lは、各電子部品31によって悉く進行を妨げられるようになる。また、電子部品31を遮光載置物70として用いる場合、複数の電子部品31同士を密着させつつ並べることは、困難である。しかし、各電子部品31をジグザグに並べることにより、隣接する電子部品31の間の間隙dを通過した光L_lは、外周側の列の電子部品31によって進行を妨げられるようになる(図5参照)。故に、実装面51に沿う各方向へ漏れ出した光L_lの進行を悉く妨げる作用は、さらに高い確実性を持って発揮されるようになる。
尚、本実施形態において、発光ダイオード30が特許請求の範囲に記載の「発光素子」に相当し、背面側当接部64が特許請求の範囲に記載の「当接部」に相当し、遮光壁62が特許請求の範囲に記載の「筒状壁」に相当する。
(他の実施形態)
以上、本発明による一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
上記実施形態の変形例1では、図7に示すように、遮光載置物70として機能させる電子部品31を遮光壁262に近接させる構成により、遮光壁262が電子部品31と接触している。以上のように、遮光載置物70と遮光壁262とを接触させれば、実装面51からの背面側当接部264の離間により生じた隙間isより漏れ出した発光ダイオード30の光L_lは、遮光載置物70を乗り越え困難となる。そのため、遮光載置物70による光の進行を妨げる作用が、より確実に発揮される。尚、変形例1では、背面側当接部264が特許請求の範囲に記載の「当接部」に相当し、遮光壁262が特許請求の範囲に記載の「筒状壁」に相当する。
また、上記実施形態の別の変形例2では、図8に示すように、遮光壁362に付勢部366が設けられている。付勢部366は、延伸部365から背面方向BDに向けて突出する形状により、遮光載置物70としての電子部品31の頂面に接触している。付勢部366は、電子部品31を実装面51に向けて、背面方向BDに付勢している。このような構成により、付勢部366と遮光載置物70とが密着することによれば、遮光壁362及び遮光載置物70の間には、隙間が生じ難くなる。そのため、実装面51及び背面側当接部364の間の隙間isから漏れ出した光L_lは、遮光載置物70及び付勢部366の協働により、確実に遮光されるようになる。尚、変形例2では、背面側当接部364が特許請求の範囲に記載の「当接部」に相当し、遮光壁362が特許請求の範囲に記載の「筒状壁」に相当する。
上記実施形態では、コンビネーションメータを作動させるための回路を構成する電子部品が遮光載置物を兼ねていた。このような遮光載置物として用いられる電子部品は、発光ダイオードのような発光素子でないことが望ましい。また、遮光載置物として機能する電子部品の外表面は、漏れ出した光をさらに反射させないよう、黒色等の暗色であることが望ましい。加えて、漏れ出した光の反射抑制のためには、電子部品の外表面は、光沢の無い粗い状態であることが望ましい。
また加えて、電子部品は、直方体形状又は立方体形状であることが望ましい。こうした形状であれば、電子部品において隙間isに向けられる側面が、実装面に対して実質直交する姿勢となる。直方体形状の電子部品では、例えば底面の一辺の長さは、1〜数mm程度である。
さらに、遮光載置物は、電子部品に限定されない。例えば、実装面に載置された半田、リード及びターミナル、並びにシルクスクリーン印刷の塗料等が、遮光載置物として採用可能である。以上の遮光載置物の高さは、想定される最大隙間より大きいことが望ましいものの、当該最大隙間より小さくてもよい。
上記実施形態において、遮光載置物として機能する電子部品は、二つの遮光壁の間に三列で並べられていた。しかし、こうした遮光載置物の配置は、適宜変更可能である。例えば変形例2のように、遮光載置物として機能する電子部品が、二つの遮光壁間に、当該遮光壁に沿って一列に並んでいてもよい。また、遮光載置物は、遮光壁に沿って並んでいなくてもよく、漏れ出す光を遮るために最適な位置に、適宜配置されてよい。
上記実施形態では、発光角度が180°以上となるような照射角の広い発光ダイオードが採用されていた。しかし、発光角度が180°未満となる発光ダイオードが用いられたコンビネーションメータにおいても、拡散室内にて反射を繰り返すことにより、隙間からの光の漏れ出しは生じ得る。故に、遮光載置物によって隙間から漏れ出した光を遮る構成は、発光ダイオードの発光角度にかかわらず、隣接する意匠部等への光の漏れ出しを抑制する効果を発揮することができる。
以上、発光表示可能なテルテールが複数並ぶコンビネーションメータに本発明を適用することにより、隣接するテルテールへの光漏れを抑制した例を説明した。しかし、本発明は、テルテールに限定されず、意匠部を発光表示させるため照明構造に採用可能である。さらに、車両用に限らず、各種民生用機器、各種輸送機器等に用いられる表示装置全般に、本発明は適用可能である。
is 隙間、L_l 光、19 駆動回路、21 意匠部、30 発光ダイオード(発光素子)、31 電子部品、50 プリント配線板、51 実装面、62,262,362 遮光壁(筒状壁)、64,264,364 背面側当接部(当接部)、65,365 延伸部、70 遮光載置物、100, コンビネーションメータ(表示装置)

Claims (10)

  1. 発光表示される意匠部(21)が設けられた表示装置であって、
    前記意匠部を発光させる光を放射する発光素子(30)と、
    前記発光素子及び複数の電子部品(31)が実装面(51)に実装されるプリント配線板(50)と、
    遮光性の材料によって前記発光素子の周囲を囲む筒状に形成され、当該発光素子の周囲にて前記実装面と接するよう設けられる当接部(64,264.364)、及び前記当接部から前記意匠部の周囲に向けて延伸する延伸部(65,365)、を有する筒状壁(62,262,362)と、
    前記実装面のうちで前記筒状壁を挟んで前記発光素子とは反対側の領域に載置され、前記当接部及び前記実装面の間の隙間(is)から漏れ出る前記発光素子からの光(L_l)の進行を妨げるよう位置する遮光載置物(70)と、を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 前記プリント配線板の板厚方向に沿った前記遮光載置物の高さは、前記実装面及び前記当接部の間において想定される最大の隙間よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記筒状壁(262)は、前記遮光載置物と接触していることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。
  4. 前記筒状壁(362)は、前記遮光載置物を前記実装面に向けて付勢する付勢部(366)を有することを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記電子部品が、前記遮光載置物を兼ねることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示装置。
  6. 前記プリント配線板には、前記発光素子に流れる電流を制御する駆動回路(19)が形成され、
    前記駆動回路に含まれる前記電子部品が、前記遮光載置物を兼ねることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置。
  7. 前記発光素子は、前記実装面に少なくとも二つ実装され、
    二つの前記筒状壁が、二つの前記発光素子のそれぞれを囲むよう設けられ、
    前記遮光載置物は、二つの前記筒状壁の間に載置されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示装置。
  8. 前記遮光載置物は、前記実装面に複数載置されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の表示装置。
  9. 複数の前記遮光載置物は、前記筒状壁に沿って並ぶことを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  10. 複数の前記遮光載置物は、前記筒状壁に沿ってジグザグに並ぶことを特徴とする請求項8又は9に記載の表示装置。
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