JP2019203792A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指針の軸部を駆動部材に囲われていても指針の発光色を変動可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１は、表示部材１０、指針１００、指針１００の軸部１０２を囲う駆動部材４０、軸部１０２の背面端と対向する軸部光源５０、軸部光源５０と異なる色の表示面光源６０、および表示面光源６０の照明光を導光する表示導光体７０を備える。表示導光体７０は、駆動部材４０よりも正面方向に設けられて表示面光源６０からの照明光を指針１００に向けて射出する指針照明部７４を有する。指針１００は、指針照明部７４からの照明光を指針１００に導入する外周導入部１１２と、軸部光源５０および外周導入部１１２で導入された表示面光源６０からの照明光を受けて発光する発光部１１５とを有している。【選択図】図２

Description

本開示は、指針を用いた表示装置に関する。

特許文献１には、計器盤用の指針モジュールが開示されている。特許文献１の指針モジュールは、プリント回路基板の一面に固定されている。指針モジュールは、指針、アクチュエータ、および光源、を備えている。指針の軸は、アクチュエータの中空出力シャフト内に配置されている。指針は、光源から軸の底部に入射した光により発光する。アクチュエータは、指針の軸を駆動する。光源は、アクチュエータとプリント回路基板との間のうち、指針の軸の底部に対向する位置に設けられている。

特表２００９−５３７８４４号公報

しかし、軸の外周をアクチュエータにより囲われている指針を照明するために光源を軸の底部に対向する範囲に配置する場合、こうした範囲内には互いに異なる発光色の複数の光源を配置しにくい。従って特許文献１の指針モジュールでは、指針の発光色を変動させにくかった。

本開示は、指針の軸部を駆動部材により囲われていても、指針の発光色を変動可能な表示装置の提供を目的とする。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、本開示の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための本開示の表示装置は、表示面（１１）を有する表示部材（１０）と、表示面を貫通する姿勢で柱状に延伸する軸部（１０２）と、表示面に沿って延伸し表示面を指示する指示部（１０４）と、を有する指針（１００）と、軸部の外周面を囲う配置で設けられ、軸部を回転駆動する駆動部材（４０）と、軸部の背面端と対向する位置に設けられ、指針を照明する照明光を射出する軸部光源（５０）と、軸部よりも外周方向に設けられ、軸部光源における照明光の射出と独立して、軸部光源と異なる発光色の照明光を射出する外周光源（６０）と、軸部の外周方向に設けられ、外周光源からの照明光を導光する外周導光体（７０）と、を備え、外周導光体は、駆動部材よりも正面方向に設けられて外周光源からの照明光を指針に向けて射出する指針照明部（７４）を有し、指針は、指針照明部からの照明光を指針に導入する外周導入部（１１２）と、軸部光源および外周導入部で導入された外周光源からの照明光を受けて発光する発光部（１１５）と、を有している。

以上の構成によれば、表示装置は、照明光の射出を独立して制御され、発光色の異なる軸部光源および外周光源を備えている。外周光源からの照明光は、外周導光体により導光され、駆動部材よりも正面方向の指針照明部から指針に向けて射出される。発光部は、軸部光源からの照明光に加えて、外周導入部で導入された外周光源からの照明光を受ける。故に発光部の発光色は、軸部光源および外周光源における照明光の射出状態に従い、軸部光源の発光色、外周光源の発光色、および軸部光源と外周光源とを混合した発光色となりうる。従って表示装置は、指針の軸部を駆動部材により囲われていても、指針の発光色を変動させうる。

表示装置の正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 指針の正面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 指針の背面図である。 指針導光体の正面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 軸部光源および表示面光源から発光部への導光を示す図である。 表示面光源からの照明光により発光する発光部を示す図である。 表示面光源および軸部光源からの照明光により発光する発光部を示す図である。

本開示の実施形態による表示装置１は、図１に示すように車両用のコンビネーションメータである。表示装置１は、車両のインストルメントパネルのうち、運転席と対向する位置に設けられている。表示装置１は、車両に関する情報を運転席に着座したユーザに表示する。表示装置１には、指針表示部２が形成されている。指針表示部２は、表示部材１０および指針１００により形成されている、車両のエンジン回転数を表示する領域である。表示装置１は、図１および図２に示すように、上述した表示部材１０および指針１００に加えて筐体２０、制御基板３０、駆動部材４０、軸部光源５０、表示面光源６０、および表示導光体７０を備えている。

表示部材１０は、ポリカーボネート樹脂などの透光性の樹脂材料により平板状に形成されている。表示部材１０は、一面を運転席に向ける姿勢で配置されている。表示部材１０には、表示面１１および表示開口１２が形成されている。

表示面１１は、表示部材１０の運転席を向く面である。表示面１１には、遮光性や半透光性の印刷などにより文字や目盛などが形成されている。これ以降、表示面１１に垂直な方向であって、運転席に向かう方向を正面方向として説明する。また、表示面１１に垂直な方向であって、正面方向と反対の方向を背面方向として説明する。

表示開口１２は、指針表示部２の中央付近に形成されている円形の貫通孔である。表示開口１２には、指針１００が配置される。

指針１００は、表示面１１を指示するための部材である。指針１００は、正面方向に沿った回転軸線Ｒａ周りに回転することにより、表示面１１のうちエンジン回転数の現在値に対応した位置を指示する。指針１００は、指針導光体１０１およびキャップ１０５を備えている。

指針導光体１０１は、透光性の樹脂材料により形成されている。指針導光体１０１は、軸部１０２、回動中心部１０３、および指示部１０４を有している。

軸部１０２は、円柱状に形成されている。軸部１０２の中心軸線は、回転軸線Ｒａと実質的に一致している。軸部１０２は、表示開口１２の中心付近を貫通する配置で設けられている。これ以降、軸部１０２の径方向に沿った方向であって、回転軸線Ｒａから離れる方向を外周方向として説明する。また径方向に沿った方向であって、回転軸線Ｒａに近づく方向を内周方向として説明する。

回動中心部１０３は、円板状に形成されている。回動中心部１０３の外径は、軸部１０２の外径よりも大きい。回動中心部１０３の外径は、表示開口１２の内径よりも大きい。回動中心部１０３の中心軸線は、回転軸線Ｒａと実質的に一致している。回動中心部１０３は、軸部１０２の正面方向に位置している。

指示部１０４は、図２および図３に示すように、回動中心部１０３から外周方向に突出している。指示部１０４は、先端方向に向かうに従って幅方向の寸法の小さくなる針状に形成されている。指示部１０４は、指針１００の回転に伴い表示面１１に形成された文字や目盛を指示する。

キャップ１０５は、ＡＢＳ樹脂などの遮光性の樹脂材料により一端を開口した有底円筒状に形成されている。キャップ１０５の内径は、回動中心部１０３の外径と実質的に一致している。キャップ１０５の正面方向に沿った寸法は、回動中心部１０３の正面方向に沿った寸法よりも大きい。キャップ１０５は、開口を背面方向に向ける姿勢で回動中心部１０３に外嵌されている。キャップ１０５の内周面は、表示開口１２よりも外周方向に位置している。

筐体２０は、図２に示すように、メインケース２１、ロアーケース２２、見返し板２３、およびガラスフロント２４などを互いに組み付けることにより構成されている。筐体２０は、表示部材１０、指針１００、および制御基板３０などを内側に収容している。メインケース２１は、遮光性の樹脂材料などにより形成され、制御基板３０の正面方向を覆っている。ロアーケース２２は、遮光性の樹脂材料などにより形成され、制御基板３０の背面方向を覆っている。

見返し板２３は、遮光性の樹脂材料などにより両端を開口した筒状に形成されている。見返し板２３は、表示面１１の外周から正面方向に沿って延伸する姿勢で配置されている。ガラスフロント２４は、透光性の樹脂材料などにより板状に形成されている。ガラスフロント２４は、見返し板２３の正面方向の開口を覆う姿勢で配置されている。

制御基板３０は、エポキシ樹脂などの絶縁材料により平板状に形成された絶縁基材に、銅などの導電性材料による配線パターンを設けたプリント配線基板である。制御基板３０は、一面を正面方向に向ける姿勢で指針１００および表示導光体７０の背面方向に配置されている。制御基板３０には、プロセッサなどの実装により、車両からの情報取得、および取得した情報に従う指針表示部２の表示制御などの機能を発揮する制御回路が形成されている。

制御回路の表示制御機能には、センサの異常などのあらかじめ設定された所定の報知状況であると判断した場合に、指針１００の発光色を白色から赤色に変動させることによりユーザに対して報知する機能が含まれている。制御回路は、発光色の変動のため、軸部光源５０および表示面光源６０へ独立して電力を供給することにより、各光源からの照明光の射出を独立して制御する。例えば制御回路は、車両のイグニッションスイッチがオンであってかつ報知状況でない場合、軸部光源５０に電力を供給せず、表示面光源６０にのみ電力を供給する。制御回路は、車両のイグニッションスイッチがオンであってかつ報知状況の場合、軸部光源５０および表示面光源６０の両方に電力を供給する。

駆動部材４０は、ステッパモータなどのモータを有し、制御基板３０に形成された制御回路からの制御信号に従って指針１００を回転駆動する部材である。駆動部材４０は、制御基板３０の正面方向を向く面に実装されている。駆動部材４０は、軸部１０２の外周面を囲う姿勢で配置されている。駆動部材４０は、制御基板３０との間に、軸部光源５０を実装するための空間を区画している。駆動部材４０は、中空出力軸４１を有している。

中空出力軸４１は、遮光性の樹脂材料などにより両端の開口した円筒状に形成されている。中空出力軸４１の中心軸線は、回転軸線Ｒａと実質的に一致している。中空出力軸４１の内側には、軸部１０２が挿通されている。中空出力軸４１は、挿通された軸部１０２と共に、制御信号に従ってモータにより回転駆動される。

軸部光源５０は、発光ダイオードなどの発光素子である。軸部光源５０は、制御基板３０の正面方向を向いた面のうち、軸部１０２の背面端と対向する位置に実装されている。軸部光源５０は、制御基板３０に形成された制御回路からの電力供給により、制御回路において報知状況であると判断された場合に赤色の照明光を射出する。軸部光源５０は、射出した照明光により指針１００を照明する。

表示面光源６０は、発光ダイオードなどの発光素子である。表示面光源６０は、制御基板３０の正面方向を向いた面のうち表示部材１０の外周と対向する位置に実装されている。表示面光源６０は、例えば回転軸線Ｒａまわりにおいて実質的に均等な間隔となる４か所に設けられている。表示面光源６０は、制御基板３０に形成された制御回路からの電力供給により、車両のイグニッションスイッチがオンとなっている場合に、白色などの軸部光源５０と異なる発光色の照明光を射出する。表示面光源６０は、軸部光源５０と独立して制御回路から電力供給されることにより、軸部光源５０と独立して照明光の射出を制御される。

表示導光体７０は、透光性の樹脂材料により平板状に形成されている。表示導光体７０は、表示面光源６０から射出される照明光を表示面１１に導光するための部材である。表示導光体７０は、表示部材１０の背面方向を向く面に沿って配置されている。表示導光体７０は、駆動部材４０よりも正面方向において、軸部１０２の外周を囲う環状に設けられている。表示導光体７０は、照明板７１、表示導入部７２、および導入反射部７３を有している。

照明板７１は、表示導光体７０のうち、表示開口１２よりも外周方向の部分である。照明板７１の背面方向を向く面には、シボ加工などにより多数の凹部が形成されている。凹部により、照明板７１の内部で照明板７１に沿って導光される照明光が、部分的に正面方向に向けて反射される。反射された照明光は、照明板７１の正面方向を向く面から表示部材１０に向けて射出されることにより、表示面１１を照明する。

表示導入部７２は、照明板７１に設けられた柱状の凸部である。表示導入部７２は、背面方向に沿って延伸している。表示導入部７２は、表示面光源６０の正面方向にそれぞれ設けられている。表示導入部７２は、表示面光源６０からの照明光を正面方向に沿って表示導光体７０に導入する。

導入反射部７３は、照明板７１のうち、表示導入部７２を正面方向に投影した範囲に設けられた面である。導入反射部７３は、回転軸線Ｒａから離間するに従って背面方向に傾斜する姿勢である。導入反射部７３は、照明板７１に沿った方向および回転軸線Ｒａに対して約４５度傾斜している。導入反射部７３は、表示導入部７２で正面方向に沿って導入された照明光を、照明板７１に沿った方向に反射する。反射された照明光は、照明板７１に沿って回転軸線Ｒａに向かう。

軸部光源５０からの照明光、および表示面光源６０からの照明光は、指針１００の発光表示に用いられる。こうした照明光による指針１００の発光のため、表示導光体７０には指針照明部７４が形成されている。また指針１００には、図３〜７に示すように、軸導入部１１１、外周導入部１１２、軸反射部１１３、外周反射部１１４、および発光部１１５が形成されている。

指針照明部７４は、図２に示すように、表示導光体７０のうち、表示開口１２よりも内周方向に位置する部分である。指針照明部７４は、駆動部材４０よりも正面方向において軸部１０２を囲う環状に設けられている。指針照明部７４には、開口反射面７５が形成されている。開口反射面７５は、指針照明部７４の内周方向を向く面である。開口反射面７５は、正面方向に向かうにつれて内径の小さくなる内テーパ面状である。具体的には、開口反射面７５は、回転軸線Ｒａに対して約４５度傾斜している。指針照明部７４は、照明板７１に沿って回転軸線Ｒａに向かう照明光を正面方向に向けて反射する。正面方向に反射された照明光は、指針照明部７４から指針１００に向けて射出される。

軸導入部１１１は、図４および図５に示すように、軸部１０２の背面方向の底面である。軸導入部１１１は、軸部光源５０からの照明光を正面方向に沿って軸部１０２に導入する。軸導入部１１１で導入された照明光は、軸部１０２を通じて回動中心部１０３に導光される。

外周導入部１１２は、回動中心部１０３のうち軸部１０２の外周面よりも外周方向に突出した部分における背面方向を向く面である。外周導入部１１２は、軸部１０２を囲う円環面状に形成されている。外周導入部１１２は、軸導入部１１１を正面方向に投影した範囲よりも外周方向に形成されている。外周導入部１１２は、指針照明部７４の正面方向を覆う配置である。外周導入部１１２は、指針照明部７４から射出された照明光を回動中心部１０３に導入する。

軸反射部１１３は、図６および図７に示すように、回動中心部１０３の正面方向を向く面に形成されている凹部の底面である。軸反射部１１３は、指示部１０４から離間するに従って背面方向に傾斜する姿勢である。軸反射部１１３は、軸部１０２の正面方向を覆う配置である。軸反射部１１３は、回転軸線Ｒａおよび指示部１０４の延伸方向に対して約４５度傾斜している。軸反射部１１３は、軸部１０２を通じて導光された軸部光源５０からの照明光を、指示部１０４の延伸方向に沿って指示部１０４に反射する。

外周反射部１１４は、回動中心部１０３の外周面のうち、正面方向の端から指示部１０４よりも背面方向までの部分である。外周反射部１１４は、正面方向に向かうに従って外径の小さくなるテーパ面状となっている。外周反射部１１４は、外周導入部１１２で導入された表示面光源６０からの照明光を、指示部１０４の延伸方向に沿って指示部１０４に反射する。

発光部１１５は、図３および図４に示すように、指示部１０４の背面方向を向く面である。発光部１１５は、シボ加工などにより形成された多数の凹部により、指示部１０４の延伸方向に沿って導光される照明光を正面方向に反射する。発光部１１５は、軸反射部１１３で反射された軸部光源５０からの照明光と、外周反射部１１４で反射された表示面光源６０からの照明光とを受ける。発光部１１５は、受けた照明光を正面方向に反射することにより発光する。

［実施形態のまとめ］
以上、説明した実施形態によれば、表示装置１は、照明光の射出を独立して制御され、発光色の異なる軸部光源５０および表示面光源６０を備えている。表示面光源６０からの照明光は、表示導光体７０により導光され、駆動部材４０よりも正面方向の指針照明部７４から指針１００に向けて射出される。発光部１１５は、図８に示すように、軸部光源５０からの照明光に加えて、外周導入部１１２で導入された表示面光源６０からの照明光を受ける。故に発光部１１５の発光色は、軸部光源５０および表示面光源６０における照明光の射出状態に従い、軸部光源５０の発光色、表示面光源６０の発光色、および軸部光源５０と表示面光源６０とを混合した発光色となりうる。

例えば、軸部光源５０を消灯し表示面光源６０のみを点灯させている場合、図９に示すように発光部１１５の発光色は表示面光源６０の発光色である白色で発光する。また軸部光源５０および表示面光源６０の両方を点灯させた場合、図１０に示すように軸部光源５０および表示面光源６０の発光色を混合した赤色で発光する。従って表示装置１は、指針１００の軸部１０２を駆動部材４０により囲われていても、指針１００の発光色を変動させうる。このように、表示装置１は報知状況において指針１００の発光色を白色から赤色に変動させ、ユーザに対して報知状況である旨を報知可能である。

また本実施形態では、表示面光源６０からの照明光を導入する外周導入部１１２は、軸部光源５０からの照明光を導入する軸導入部１１１を正面方向に投影した範囲よりも外周方向に設けられている。この結果、外周導入部１１２が形成されていても、軸部光源５０からの照明光を導光する経路が狭まりにくい。故に軸導入部１１１で正面方向に沿って導入された軸部光源５０からの照明光は、外周導入部１１２の形成によって導光を妨げられにくい。従って表示装置１は、軸部光源５０からの照明光による発光部１１５の発光を妨げられにくい。

加えて本実施形態では、表示導光体７０は、表示面光源６０からの照明光を照明板７１および指針照明部７４から射出することにより、表示面１１および指針１００を照明する。この結果、表示面光源６０は、照明光の射出により表示面１１および指針１００を照明しうる。故に表示装置１は、表示面１１の照明と共通の光源を用いて発光部１１５の発光色を変動させうる。従って表示装置１は、構成を簡素化しつつ指針１００の発光色を変動させうる。

本実施形態では、表示面光源６０が「外周光源」に相当し、表示導光体７０が「外周導光体」に相当する。また照明板７１が「表示照明部」に相当する。

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

上述の実施形態においては、表示面光源６０からの照明光のみにより発光部１１５が発光する場合と、軸部光源５０および表示面光源６０の両方からの照明光により発光部１１５が発光する場合について説明した。しかし、軸部光源５０からの照明光のみにより発光部１１５が発光する場合があってもよい。

上述の実施形態においては、軸部光源５０は赤色の光源であり、表示面光源６０は白色の光源であった。しかし、軸部光源５０および表示面光源６０として用いられる光源の発光色はこれに限られない。例えば、軸部光源５０として緑色の光源を備える構成とし、取得した車両の状態に基づいて算出される燃費が閾値以下となった場合に発光部１１５を白色から緑色に変動させる表示制御を実施させてもよい。

上述の実施形態においては、外周光源として表示導光体７０の背面方向に設けられた表示面光源６０を用い、外周導光体として表示導光体７０を用いていた。しかし、外周光源は、表示導光体７０の外周方向に設けられていてもよい。また外周光源および外周導光体は、表示面光源６０および表示導光体７０とは別に設けられていてもよい。

１ 表示装置、 １０ 表示部材、 ４０ 駆動部材、 ５０ 軸部光源、 ６０ 外周光源、 ７０ 外周導光体、 ７１ 表示照明部、 ７４ 指針照明部、 １００ 指針、 １０２ 軸部、 １０４ 指示部、 １１ 表示面、 １１１ 軸導入部、 １１２ 外周導入部、 １１５ 発光部

Claims (3)

1. 表示面（１１）を有する表示部材（１０）と、
   前記表示面を貫通する姿勢で柱状に延伸する軸部（１０２）と、前記表示面に沿って延伸し前記表示面を指示する指示部（１０４）と、を有する指針（１００）と、
   前記軸部の外周面を囲う配置で設けられ、前記軸部を回転駆動する駆動部材（４０）と、
   前記軸部の背面端と対向する位置に設けられ、前記指針を照明する照明光を射出する軸部光源（５０）と、
   前記軸部よりも外周方向に設けられ、前記軸部光源における照明光の射出と独立して、前記軸部光源と異なる発光色の照明光を射出する外周光源（６０）と、
   前記軸部の外周方向に設けられ、前記外周光源からの照明光を導光する外周導光体（７０）と、を備え、
   前記外周導光体は、前記駆動部材よりも正面方向に設けられて前記外周光源からの照明光を前記指針に向けて射出する指針照明部（７４）を有し、
   前記指針は、前記指針照明部からの照明光を前記指針に導入する外周導入部（１１２）と、前記軸部光源および前記外周導入部で導入された前記外周光源からの照明光を受けて発光する発光部（１１５）と、を有している表示装置。
2. 前記指針は、前記軸部光源からの照明光を前記指針の正面方向に沿って前記軸部に導入する軸導入部（１１１）を有し、
   前記外周導入部は前記軸導入部を正面方向に投影した範囲よりも外周方向に設けられている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記外周導光体は、前記外周光源からの照明光を射出することにより前記表示面を照明する表示照明部（７１）を備える請求項１または２に記載の表示装置。

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