JP2018159614A - 透光板及び透光板を用いた計器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射抑制層の形成が容易な透光板及びこの透光板を用いた計器装置を提供する。【解決手段】計器装置１００は、透光性を有する凸レンズ状の透光板６０と情報を表示する表示部１０を備える。透光板６０の裏面には、反射抑制層が形成される反射抑制層形成領域と、その外周を囲むように枠状に形成される反射抑制層非形成領域が形成されている。透光板６０の表面は、略トロイダル曲面として形成され、反射抑制層形成領域は平面状に形成されている。反射抑制層形成領域には、外光の反射を低減する反射抑制層が施されている。【選択図】図１

Description

本発明は、透光板及び透光板を用いた計器装置に関する。

車速等の車両情報を表示する計器装置が知られている。この種の計器装置には、計器装置に内蔵される表示部を保護しつつ、視認可能とするため、表面に透光板が配置されている。従来は、単純な平板状の透光板が使用されていた。しかし、このような透光板では、外光が反射して、ドライバの視界に入ってしまうという問題があった。
この種の問題を解決するため、特許文献１に記載の透光板は、その板の厚さが一定で、表側が凸状に湾曲した形状を有し、裏面に反射抑制層が設けられている。この構成により、反射抑制性能と防曇性能が両立され、また、視認性が良好な計器装置を提供することができる。

特開２０１６−００８８９６号公報

特許文献１に記載の透光板の厚さは一定である。このため、その裏面は凹形状となり、裏面にモスアイシートを貼付する等して反射防止層を形成する作業が困難になることがあるという問題がある。

本発明は、前記問題点を解消し、反射抑制層の形成が容易な透光板及びこの透光板を用いた計器装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る透光板は、
第１の曲率半径を持って凸状に湾曲する表面と、
前記第１の曲率半径よりも大きい第２の曲率半径を持つ反射抑制層形成領域を有する裏面と、を備え、
前記反射抑制層形成領域には、外光の反射を抑制する反射抑制層が施されている、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る計器装置は、
上記透光板と、
前記透光板の前記反射抑制層形成領域に対向して位置し、情報を表示する表示部と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明によれば、透光板の裏面は、表面に比較して曲率が大きい。即ち、透光板の裏面は表面に比較して平坦である。このため、反射抑制層の形成が容易である。

本発明の実施の形態に係る透光板を含む計器装置の平面図である。 （Ａ）は、図１に示す計器装置のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）と（Ｃ）は、透光板の表面と裏面の曲率半径の説明図である。 透光板の裏面上の領域と内部ケースの位置関係を示す図である。 （Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ、変形例に係る透光板の断面図である。

本発明の実施の形態に係る透光板と該透光板を含む計器装置を、図面を参照して説明する。

本実施の形態に係る計器装置１００は、自動二輪車等の車両に搭載され、車速、エンジン回転数、残燃料などの車両に関する計測量、ナビゲーション情報等の車両に関する種々の情報（以下、車両情報と呼ぶ）をユーザ（主に運転者）に報知する装置である。計器装置１００は、例えば、自動二輪車のハンドル近傍に配設され、平面視で図１に示す外形を有する。

計器装置１００は、図１及び図１のＡ−Ａ線断面図である図２（Ａ）に示すように、表示部１０と、第１のケース４０と、第２のケース５０と、透光板６０と、内部ケース７０と、回路基板１１と、を備える。

以下、ユーザから見て、手前を表、奥を裏として説明する。また、ユーザから見て、左右方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する奥行き方向をＺ方向と規定する。

表示部１０は、車速、エンジン回転数、走行距離、残燃料などの計測量を表す情報、方向指示、ライトの点灯・消灯、ナビゲーション情報等を含む種々の報知対象の車両情報を表示する部分であり、ディスプレイ装置２０及びアナログ速度計３０を有する。

ディスプレイ装置２０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）装置から構成され、制御部（図示せず）の制御の下で、この例では、走行距離、残燃料等の計測量、方向指示器のオン・オフ、ライトのオン・オフ等の情報を表示する。具体的には、ディスプレイ装置２０は、液晶パネル２１と液晶パネル２１を背面から照明するバックライト２２と、を備える。液晶パネル２１及びバックライト２２は、回路基板１１に形成された駆動回路を介して、図示しない制御部により制御される。なお、ディスプレイ装置２０は、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ装置などの表示装置であってもよい。さらに、ディスプレイ装置２０による表示は、計測値を数字や文字で表示する態様だけでなく、バーグラフや指針画像を表示することで、ユーザに計測量を対比判読させる態様も含む。

アナログ速度計３０は、現在の車両の速度を指針３４により指し示すものであり、文字盤３１と、ステッピングモータ３２と、回転軸３３と、指針３４と、複数の光源３５と、を備える。
文字盤３１は、透光性の樹脂から構成され、数字、文字、目盛り等が描かれた基材と、基材の裏面の数字や文字を除く領域に形成された遮光層と、を備える。
ステッピングモータ３２は、回路基板１１の背面に固定され、その回転軸３３が回路基板１１及び文字盤３１を貫通している。
指針３４は、回転軸３３の上端から、その径方向外側に向かって延びており、ステッピングモータ３２の回転に連動して回転する。
複数の光源３５は、それぞれＬＥＤ（発光ダイオード、Light Emitting Diode）からなり、回路基板１１の表面に実装されており、文字盤３１を背面から照明する。
アナログ速度計３０は、現在の車速に応じて指針３４の角度を変化させ、文字盤３１上の数字と目盛りを指し示す。
ステッピングモータ３２と光源３５は、回路基板１１に形成された駆動回路を介して、図示しない制御部により制御される。

回路基板１１には、ディスプレイ装置２０とアナログ速度計３０を駆動するための駆動回路が形成されている。

第２のケース５０は、遮光性を有する樹脂により手前側に開口する箱状に形成され、表示部１０及び回路基板１１を収納する。

第１のケース４０は、第２のケース５０の手前側に位置し、遮光性を有する樹脂により、計器装置１００の周壁をなすように枠状に形成されている。第１のケース４０は、第２のケース５０に図示しないフック等の固定手段により固定されている。第１のケース４０の手前側には長方形をなす開口部４１が形成されている。

透光板６０は、第１のケース４０の開口部４１に嵌め込まれている。透光板６０は第１のケース４０にインサート成形されていてもよいし、第１のケース４０に透光板６０が装着されてもよい。透光板６０は、計器装置１００の手前側開口を覆うことで、表示部１０を含む内部回路を保護すると共に表示部１０の表示を視認可能とする。透光板６０の構成の詳細については後述する。
内部ケース７０は、透光板６０、第１のケース４０及び第２のケース５０により形成される空間の内部に配置された壁状部材であり、上端が透光板６０に、下端が表示部１０にそれぞれ接し、遮光壁としての機能を有する。内部ケース７０は、例えば、表示部１０の視認性を向上させるため、例えば黒色等の遮光性の樹脂により形成される。

上述した透光板６０は、ユーザが表示部１０を視認可能なように透光性を有する素材から形成されたレンズ、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル、Polymethyl methacrylate）レンズから構成される。透光板６０は、風雨や衝撃から表示部１０を保護する役割も有する。

図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、透光板６０は、第１の曲率半径Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙを持って凸状に湾曲する表面６１と、凹状に湾曲する裏面６４と、を備える。

表面６１は、Ｘ方向とＹ方向とで異なる第１の曲率半径Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙを有する略トロイダル曲面に形成されている。すなわち、表面６１はＸ方向において第１の曲率半径Ｒ１ｘにて湾曲し、Ｙ方向において第１の曲率半径Ｒ１ｙにて湾曲する。

一方、裏面６４は、図３に示すように、中央部の反射抑制層形成領域６２と、その周囲の反射抑制層非形成領域６３とを有する。

図１と図３に示すように、反射抑制層形成領域６２と反射抑制層非形成領域６３の境界は、内部ケース７０の内周面と面一となるように区画されており、反射抑制層形成領域６２は内部ケース７０で区画される内側の領域、反射抑制層非形成領域６３は、内部ケース７０で区画させる外側の領域に相当する。

反射抑制層形成領域６２は、表面６１の第１の曲率半径Ｒ１ｘとＲ１ｙのいずれよりも大きい第２の曲率半径Ｒ２を持つ。言い換えると、反射抑制層形成領域６２は、表面６１よりも曲率が小さく、なだらかである。第２の曲率半径Ｒ２は、無限大に設定されてもよい。この場合、反射抑制層形成領域６２は平面に形成される。

反射抑制層形成領域６２には、透光板６０を通過した外光が裏面６４で反射され、ユーザに視認されることを低減する機能を有する反射抑制層６５が形成されている。反射抑制層６５は、例えば、モスアイフィルから構成される。なお、モスアイフィルムは、可視光の波長以下のピッチで配置された複数の錐状凸部を有するモスアイ構造を有するフィルムである。反射抑制層６５は、予め用意されたモスアイフィルムを反射抑制層形成領域６２に貼付することで形成してもよく、或いは、紫外線硬化性樹脂からなる透明樹脂層を反射抑制層形成領域６２に塗布し、スタンパによりモスアイ構造を形成して反射抑制層６５としてもよい。なお、反射抑制層６５は、外光の反射を抑制できれば、その構造は任意であり、例えば、透光板６０の反射抑制層形成領域６２にフッ化マグネシウムなどを真空蒸着させる手法で形成された蒸着膜等でもよい。また、反射抑制層形成領域６２を粗面化することで反射抑制層６５とする等、透光板６０に他の部材を付加して反射抑制層６５としても、透光板６０自体を加工及び処理することにより反射抑制層６５としてもよい。

上述したように、透光板６０の裏面６４の反射抑制層形成領域６２の曲率半径は大きく、比較的平坦である。このため、予め用意された反射抑制フィルムを貼付して反射抑制層６５とする場合でも、樹脂等を塗布し、これを加工して反射抑制層６５を形成する場合でも、或いは、蒸着膜等を形成して、反射抑制層６５とするいずれの場合でもその作業性に優れ、反射抑制層６５の形成或いは製造が容易である。

一方、反射抑制層非形成領域６３には、黒色等のインクからなる遮光層６６が形成され、表示部１０を視認できる矩形の領域の周囲を額縁状に囲む。遮光層６６は、例えば印刷により形成される。これにより、透光板６０の周縁部が額縁状に隠される。
なお、反射抑制層非形成領域６３の一部に、遮光層６６を形成する代わりに、インジケータ部を形成してもよい。インジケータ部は、ディスプレイ装置２０と同様に、光によってユーザに情報を表示する部分であり、特に、予め設定された文字、図形又は記号による警告等を表示する。インジケータ部は、反射抑制層非形成領域６３において、遮光層６６が形成されない領域として形成される。例えば、図形による表示を行う場合には、反射抑制層非形成領域６３の一部に、インクが印刷されない、すなわち、遮光層６６が形成されない領域を当該図形の形状どおりに配置する。そして、計器装置１００の内部に配置された図示しない光源は、車両に設けられたセンサやスイッチの状態に応じて、点灯又は消灯する。このような制御は、液晶パネル２１及びバックライト２２と同様に、回路基板１１に形成された駆動回路を介して、図示しない制御部により制御されてもよい。このようにすることで、光源が点灯すると、ユーザは遮光層６６の形成されていない領域を透過した光を視認し、インジケータ部の点灯を認識する。

反射抑制層非形成領域６３は、表面６１のＸ方向とＹ方向の第１の曲率半径Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙと等しいＸ方向とＹ方向の第３の曲率半径Ｒ３ｘ、Ｒ３ｙを持って湾曲している。従って、反射抑制層非形成領域６３は、反射抑制層形成領域６２よりも曲率が大きい。これにより、反射抑制層非形成領域６３においては透光板６０の厚さが一定となる。

まとめると、本実施形態では、曲率半径Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙ、Ｒ２、Ｒ３ｘ、Ｒ３ｙは次式に示す関係を有する。
Ｒ１ｘ＝Ｒ３ｘ＜Ｒ２
Ｒ１ｙ＝Ｒ３ｙ＜Ｒ２

このような曲率関係にすることで、透光板６０は、全体にわたって板状に近い形状となり、また、反射抑制層形成領域６２は、透光板６０のサイズや外形形状によらず平面に近い形状となる。このため、板状部材として扱いやすく、裏面が急な湾曲を有する場合に比べて、反射抑制層６５の形成が容易となる。また、第１のケース４０と透光板６０とを一体的に成形することも容易である。

また、反射抑制層非形成領域６３と遮光層６６を一体化するインサート成形を実施してもよい。例えば、まず、モスアイフィルムに遮光性印刷を施し、次に、透光板６０を射出成形する際に、反射抑制層非形成領域６３の窓枠や外周に沿ってこのモスアイフィルムを金型へインサートする。上述の曲率関係によれば、反射抑制層形成領域６２付近に比べて、反射抑制層非形成領域６３付近では透光板６０は薄い形状を有する。従って、成形の際にモスアイフィルムが歪み、或いは、ずれることが少なく、このような一体成形も容易に実施することができる。

透光板６０は、反射抑制層形成領域６２の第１の曲率半径Ｒ１ｘ及びＲ１ｙが、表面６１の第２の曲率半径Ｒ２よりも大きいため、凸レンズとしての性質を有する。このため、場合により、表示部１０の表示が歪んでしまうおそれがある。この問題を解決するためには、透光板６０の凸レンズとしての焦点距離をｆとし、透光板６０の反射抑制層形成領域６２と表示部１０（より正確には、ディスプレイ装置２０の画面やアナログ速度計３０の文字盤３１）との距離をＤとすると、次の関係が成立するように、表示部１０が配置されることが望ましい。
Ｄ≦ｆ／１００

このような配置にすることで、透光板６０を透かして視認する場合でも、凸レンズの効果による歪みが小さく、視認者に不快感を与えることがない。
なお、第１の曲率半径Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙと第２の曲率半径Ｒ２との差が小さくなるように透光板６０を形成することで、焦点距離ｆを十分に大きく設定することができ、距離Ｄの確保が容易となる。

また、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、反射抑制層形成領域６２の幅（長手方向であるＸ方向の長さ）をＬとすると、透光板６０を次の関係が成立するように形成することが望ましい。
Ｒ１ｘ≧Ｌ^２／１０［ｍｍ］
Ｒ１ｙ≧Ｌ^２／１０［ｍｍ］

このようにすることで、第１の曲率半径Ｒ１ｘ及びＲ１ｙを大きくできる。すなわち、表面６１の湾曲を必要十分な大きさに保つことができる。このため、透光板６０の中央と周辺での板厚の急激な変化が抑制され、透光板６０の射出成形性（生産性）が低下しない。

なお、本発明の透光板は、上記実施の形態に係る透光板６０に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

例えば、上記実施の形態においては、透光板６０の表面６１の曲率半径Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙと裏面６４の反射抑制層非形成領域６３の曲率半径Ｒ３ｘ、Ｒ３ｙを、それぞれ、等しく設定した。この発明はこれに限定されない。
図４（Ａ）に例示する透光板８０のように、裏面の反射抑制層非形成領域８３の曲率半径Ｒ３ｘ、Ｒ３ｙを、透光板８０の表面８１の曲率半径Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙよりも小さく設定してもよい。ただし、いずれの曲率半径も、反射抑制層形成領域８２の曲率半径Ｒ２よりも小さく設定することが望ましい。
この例の曲率半径をまとめると、次式のようになる。
Ｒ３ｘ＜Ｒ１ｘ＜Ｒ２
Ｒ３ｙ＜Ｒ１ｙ＜Ｒ２

また、図２（Ａ）、図４（Ａ）に示すように、透光板の裏面が湾曲する例を示したが、透光板の取り扱いをより容易にするため、透光板の下面をより平坦にするため、図４（Ｂ）に例示する透光板９０のように、裏面の反射抑制層形成領域９２と反射抑制層非形成領域９３の曲率半径Ｒ２、Ｒ３ｘ、Ｒ３ｙを、透光板９０の表面９１の曲率半径Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙよりも十分に大きく設定してもよい。
このようにすることで、遮光層６６にインジケータ部を設けた場合に、当該遮光層６６における透光板９０の厚さが小さくなり、表示部１０の視認性が向上する。
この例の曲率半径をまとめると、次式のようになる。
Ｒ１ｘ＜Ｒ３ｘ＝Ｒ２＝∞
Ｒ１ｙ＜Ｒ３ｙ＝Ｒ２＝∞

さらに、次式を満たすように構成してもよい。
Ｒ１ｘ＜Ｒ３ｘ＜Ｒ２
Ｒ１ｙ＜Ｒ３ｙ＜Ｒ２
これらの場合には、透光板９０の裏面は平面に近くなり、透光板９０の板厚は、中心から遠ざかるにつれ、徐々に小さくなる。このようにすることで、平面状に形成された透光板９０の裏面への加工が容易になる。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明に対し、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

また、計器装置１００においては、透光板の裏面にのみ反射抑制加工を施したが、表面に加工を施すことで、さらに反射抑制効果を得ることも可能である。反射抑制加工と透光板の有する凸レンズ形状との相乗効果により、表示部１０の更なる視認性の向上を図ることができる。

計器装置１００が搭載される乗り物は、自動二輪車に限定されるものではない。ただし、自動二輪車、農耕機械、船舶、スノーモービル、水上オートバイなど、計器装置が屋外に晒される態様で搭載される乗り物に、特に好適である。外光の影響が大きく、また、防水性と意匠性を両立させる観点から、透光板６０に意匠性（加工、装飾）が求められるためである。

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

１００ 計器装置
１０ 表示部
１１ 回路基板
２０ ディスプレイ装置
２１ 液晶パネル
２２ バックライト
３０ アナログ速度計
３１ 文字盤
３２ ステッピングモータ
３３ 回転軸
３４ 指針
３５ 光源
４０ 第１のケース
４１ 開口部
５０ 第２のケース
６０、８０、９０ 透光板
６１、８１、９１ 表面
６２、８２、９２ 反射抑制層形成領域
６３、８３、９３ 反射抑制層非形成領域
６４ 裏面
６５ 反射抑制層
６６ 遮光層
７０ 内部ケース
Ｄ 透光板の主点から表示部までの距離
Ｒ１ｘ 第１の曲率半径（Ｘ方向）
Ｒ１ｙ 第１の曲率半径（Ｙ方向）
Ｒ２ 第２の曲率半径
Ｒ３ｘ 第３の曲率半径（Ｘ方向）
Ｒ３ｙ 第３の曲率半径（Ｙ方向）
Ｌ 反射抑制層形成領域の幅
ｆ 焦点距離

Claims (7)

1. 第１の曲率半径を持って凸状に湾曲する表面と、
   前記第１の曲率半径よりも大きい第２の曲率半径を持つ反射抑制層形成領域を有する裏面と、を備え、
   前記反射抑制層形成領域には、外光の反射を抑制する反射抑制層が施されている、
   透光板。
2. 前記裏面における前記反射抑制層形成領域以外の反射抑制層非形成領域は、前記第２の曲率半径よりも小さい第３の曲率半径を持って湾曲する、
   請求項１に記載の透光板。
3. 前記裏面上で、前記反射抑制層非形成領域は前記反射抑制層形成領域を囲むように枠状に配置されている、
   請求項２に記載の透光板。
4. 前記反射抑制層非形成領域には、遮光層が形成されている、
   請求項２又は３に記載の透光板。
5. 前記反射抑制層形成領域は平面状に形成されている、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の透光板。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の透光板と、
   前記透光板の前記反射抑制層形成領域に対向して位置し、情報を表示する表示部と、を備える、
   計器装置。
7. 前記透光板の前記裏面側で、かつ、当該裏面における前記反射抑制層形成領域と当該反射抑制層形成領域以外の領域との境界に、光の透過を防止する遮光壁が、前記透光板から当該透光板に垂直な方向に延びて配置されている、
   請求項６に記載の計器装置。

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