JP2022143807A - 情報提示装置及びスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率や輝度の向上ができる情報提示装置及びこの情報提示装置を用いたスイッチ装置を提供することにある。【解決手段】光を発する光源１０と、光を外部に放射し、その放射された光により情報を提示する開口部２３と、光を開口部２３へ反射する反射面２１・２２とを有したハウジング２０と、を備え、開口部２３は、長辺と短辺とを有した形状であり、開口部２３の長辺側の反射面２１は、開口部２３に近い位置ほど、対面の反射面との間隔が狭くなる傾斜面２１ｂを有している。【選択図】図２

Description

本発明は、情報提示装置及びスイッチ装置に関する。

従来の技術として、例えば、車両や車両搭載機器の状態等、運転者に報知すべき表示を行うための照明式の情報提示装置がある。そして、表示形状の視認性を向上させる情報提示装置が知られている（例えば、特許文献１）。

この情報提示装置は、一端に開口部が形成されて内側壁が光の反射面である光源収容部を有するランプハウジングと、光源収容部の奥壁である配線板に設けられたＬＥＤと、開口部の前面に覆設されて所望の表示を行うための透光形状が形成された表示板とを備え、光源収容部内のＬＥＤと表示板との間に嵌合されて、光源収容部の内側壁との接触面を形成し、照射光を散乱して面光源にするための導光体を備えるとともに、内側壁表面にシボ加工が施され、導光体を透過した光を均一な輝度に拡散させる拡散フィルムが表示板と導光体との間に配設されている。

このため、この情報提示装置は、ＬＥＤから発せられた光を導光体内部で散乱させるとともに、内側壁表面に照射させて乱反射させ、再び導光体内部で散乱させることができる。よって、ＬＥＤのように指向性の強い光源であっても、照射光を散乱させることで十分な反射光量を得ることができ、表示板に対して均一に光を照射させることができる。したがって、表示板の端部においても表示すべき形状を適切に表示することができ、視認性を向上させることができる。

特開２００３－１８６４２７号公報

しかしながら、特許文献１に示す情報提示装置では、発光効率や輝度が十分ではないという課題があった。

したがって、本発明の目的は、発光効率や輝度の向上ができる情報提示装置及びこの情報提示装置を用いたスイッチ装置を提供することにある。

[１]上記目的を達成するため、光を発する光源と、光を外部に放射し、その放射された光により情報を提示する開口部と、光を開口部へ反射する反射面とを有したハウジングと、を備え、開口部は、長辺と短辺とを有した形状であり、開口部の長辺側の反射面は、開口部に近い位置ほど、対面の反射面との間隔が狭くなる傾斜面を有している、情報提示装置を提供する。

[２]前記[１]に記載の情報提示装置が、スイッチ操作部の周辺部材に設けられている、スイッチ装置を提供する。

本発明の情報提示装置及びスイッチ装置によれば、発光効率や輝度の向上ができる情報提示装置及びこの情報提示装置を用いたスイッチ装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置を搭載した車両の運転席前方の図である。 本発明の第１の実施の形態に係る情報提示装置の概略構造断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る情報提示装置の光路説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る情報提示装置の概略構造断面図である。

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置を搭載した車両の運転席前方の図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る情報提示装置の概略構造断面図であり、図２（ａ）は、図１のＡ－Ａ断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ－Ｂ断面図である。

スイッチ装置１は、制御対象とする機器への操作を受け付けるスイッチ装置として機能することができ、種々の機器へ適用できる。本実施の形態では、車両１００のステアリング９０に搭載され、制御対象とする機器を、例えば、オーディオ機器などとして説明する。

また、情報提示装置２は、対象とする機器の制御状態を表示する情報提示装置として機能することができ、種々の機器へ適用できる。本実施の形態では、車両１００のステアリング９０に搭載されたスイッチ装置１に設けられ、対象とする機器を、例えば、自動運転機器として説明する。

本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１は、図１のように、車両１００のステアリング９０のスポーク部９１に搭載される。スイッチ装置１は、スイッチ操作部１ａとその周囲のベゼル部１ｂを有する。また、スイッチ装置１は、ベゼル部１ｂに情報提示装置２を備えている。

スイッチ操作部１ａは、選曲や音量調整、及び、ナビ切替のための複数の操作スイッチ（図示せず）を備えている。ベゼル部１ｂは、化粧板６０で覆われている。化粧板６０は周囲ほど高さが低くなる傾斜のあるものでもよい。化粧板６０は、光を透過する光透過部６１を備える。化粧板６０の光透過部６１以外は、化粧部６２である。化粧部６２は、塗装が施されて光を透過しないものでもよい。また、光透過部６１と化粧部６２とは、光を透過する樹脂材料と光を透過しない樹脂材料との２色成型により形成されていてもよい。

後述するように、情報提示装置２は、細長い形状の開口部２３から、光を外部放射する。図１の拡大図のように、情報提示装置２の開口部２３は、スイッチ操作部１ａに沿って配置されている。そして、化粧板６０の光透過部６１は、情報提示装置２の開口部２３に対応した位置に形成されている。これにより、限られたスペースながら、運転者から見やすい場所に、視認しやすい情報提示ができるようにしてある。

情報提示装置２は、図２（ａ）、及び、図２（ｂ）のように、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１０とハウジング２０と拡散フィルム３０と回路基板５０とで構成されている。

ＬＥＤ１０は、上面発光型の発光ダイオードである。上面発光型の発光ダイオードは、横方向より上方向の放射強度が大きい光放射分布特性である。そして、青色発光のＬＥＤ１０ａと橙色発光のＬＥＤ１０ｂとをそれぞれ２つずつ、合計４つのＬＥＤ１０を情報提示装置２は備える。

４つのＬＥＤ１０は、スイッチ装置１のスイッチの回路基板５０上に搭載される。図２（ａ）において、青色発光のＬＥＤ１０ａと橙色発光のＬＥＤ１０ｂとは、対称軸に対称な位置に近接して配置される。また、図２（ｂ）において、青色発光のＬＥＤ１０ａと橙色発光のＬＥＤ１０ｂ（図面手前で図示されていない）のそれぞれ２つずつは、対称軸に対称な位置に間隔をあけて配置される。

ＬＥＤ１０は、回路基板５０の回路パターン（図示せず）と電気的に接続されている。青色発光のＬＥＤ１０ａと橙色発光のＬＥＤ１０ｂとは、独立な回路パターン（図示せず）と接続されて、情報提示装置２は青色と橙色のそれぞれの発光提示が可能である。

ハウジング２０は、樹脂製であり、高反射率の白色であってもよい。ハウジング２０は、上下が貫通した中空形状であり、中空部の表面が反射面となる。また、貫通した中空部の一方は、ＬＥＤ１０を搭載するスペースとなり、もう一方は、ＬＥＤ１０が発する光を外部放射する開口部２３となる。ハウジング２０の反射面は、スイッチ装置１の周囲枠部材を金型成型する際に、中形状を形成する金型により製造される。以下に記載する形状であるため、反射面は単純な上下金型で製造できる。

反射面は、それぞれ２面の長辺方向の反射面２１、及び、短辺方向の反射面２２で構成されている。２面の長辺方向の反射面２１、及び、短辺方向の反射面２２は、それぞれ同形状であってもよい。ただし、ハウジング２０が傾斜している場合は、ベゼル部１ｂに対応しているため、２面の長辺方向の反射面２１は、若干高さが異なる。

長辺方向の反射面２１は、図２（ａ）のように、ハウジング２０の貫通方向の両端のストレート部２１ａ・２１ｃと、その中間のテーパー部２１ｂで構成されている。短辺方向の反射面２２は、図２（ｂ）のように、ストレート部のみで構成されてもよい。

長辺方向の反射面２１と短辺方向の反射面２２は、垂直な面となる位置関係である。また、長辺方向の反射面２１と短辺方向の反射面２２のそれぞれ２面は、略平行な位置関係で、対向配置されている。

図２（ａ）のように、対向する２面の長辺方向の反射面２１は、対称軸に対称な位置に配置されている。対向する２面の長辺方向の反射面２１の間隔について、回路基板５０に近い側のストレート部２１ａの間隔：Ｗａは、近接配置された２つのＬＥＤ１０の幅：Ｗ_ＬＥＤの幅より十分に大きく、近接配置された２つのＬＥＤ１０が十分に収まる幅である。一方、回路基板５０から離れた上側のストレート部２１ｃの間隔：Ｗｃは、近接配置された２つのＬＥＤ１０の幅：Ｗ_ＬＥＤの幅程度であってもよい。また、テーパー部２１ｂの間隔は、間隔：Ｗａと間隔：Ｗｃに連続して、開口部２３に近い上側ほど間隔が狭くなる幅である。テーパー部２１ｂは、このように傾斜している。

拡散フィルム３０は、光透過性の光拡散部材である。例えば、拡散フィルム３０は、樹脂製の光拡散部材であってもよい。拡散フィルム３０は、ハウジング２０の回路基板５０から離れた上側に、開口部２３を覆うように配置されている。傾斜したベゼル部１ｂに対応して、ハウジング２０の上面は傾斜している。そして、拡散フィルム３０は、これに対応して、回路基板５０に対して傾斜して配置される。なお、拡散フィルム３０に代えて、化粧板６０の光透過部６１を光拡散部材として用いても構わない。

（スイッチ装置１、及び、情報提示装置２の動作）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る情報提示装置の光路説明図であり、図１のＡ－Ａ断面図である。

ステアリング９０の操作をする運転者は、スポーク部９１に搭載されているスイッチ装置１のスイッチ操作部１ａを操作して、選曲や音量調整、及び、ナビ切替の設定を変える。

この際、運転者は、ステアリング９０から手を放すことなく、スイッチ操作部１ａを操作することが可能である。また、運転者は、スイッチ操作部１ａを見ないで、視線を変えることなく、あるいは、僅かな視線の変更でスイッチ操作部１ａを操作することができる。このように、スイッチ装置１は、スイッチの設定操作が容易であり、操作性に優れる。

また、スイッチ装置１のベゼル部１ｂの情報提示装置２は、車両１００の運転モードに応じて、提示状態を変える。すなわち、情報提示装置２は、自動運転モード時に青色の提示色の情報提示を行い、手動運転モード時には消灯して発光なしの情報提示を行う。さらに、情報提示装置２は、自動運転モードから手動運転モードに運転モードが切り替わる時に、切替警告として橙色の提示色を点滅させる情報提示を行う。なお、運転モードの切り替えは、スイッチ装置１のスイッチ操作部１ａの操作以外によって行われる。

この情報提示の際、ＬＥＤ１０が発した光のうち大半は、ハウジング２０の反射面２１や反射面２２によって反射した後に、開口部２３に達する。また、ＬＥＤ１０が発した光のうち一部は、直接、開口部２３に達する。これらの開口部２３に達した光は、拡散フィルム３０と化粧板６０の光透過部６１を透過して外部放射される。

ＬＥＤ１０が発した光は、効率よく開口部２３に達し、高輝度の光として外部放射される。また、外部放射される光は拡散光であり、ステアリングがどの角度に操作されていても、運転者は情報提示装置２からの光を視認できる。

以下に、情報提示装置２において、ＬＥＤ１０が発した光は、効率よく開口部２３に達し、高輝度の光として外部放射されることについて、詳細に説明する。白色部材の光の反射は、正反射成分と拡散反射成分があるが、まず、正反射成分の光路について、図３を用いて説明する。

ＬＥＤ１０から、横方向や斜め方向に放射され、反射面２１のストレート部２１ａに達する光：Ｌ１やＬ２は、対称軸に対する角度を変えることなく反射する。つまり、Ｌ１やＬ２は、上方向への成分をもった光として反射する。

また、ＬＥＤ１０から上方向に放射され、反射面２１のテーパー部２１ｂに達する光：Ｌ３は、反射角がテーパー部２１ｂの傾斜角の２倍だけ上方向への成分が減る。しかし、Ｌ３は、上方向への成分をもった光として反射される。さらに、反射した光が、対向するテーパー部２１ｂに達する光も、上方向への成分が減るが、上方向への成分をもった光として反射される。こうして、Ｌ３は、テーパー部２１ｂより上側に至る。

ＬＥＤ１０から上方向に放射され、反射面２１のストレート部２１ｃに直接達する光：Ｌ４や、ストレート部２１ａやテーパー部２１ｂで反射して、ストレート部２１ｃに達する光は、上方向への成分を変えることなく反射する。そして、これらの光は開口部２３に達する。

ＬＥＤ１０から、ストレート部のみの反射面２２に達する光は、上方向への成分を変えることなく反射する。そして、これらの光は開口部２３に達する。

次に、拡散反射成分について説明する。反射面での拡散反射成分は、反射面２１や反射面２２への光の入射角に関係なく拡散反射する。これらの光は、反射面２１や反射面２２での反射を繰り返し、開口部２３に達する。

ＬＥＤ１０は、開口部２３以外を反射面２１と反射面２２及び回路基板５０とで囲われている。このため、開口部２３に達するまでの間に、漏れ光は生じない。一方、反射における光損失は生じるが、反射面２１にテーパー部２１ｂを備えず、反射面２１が開口部２３の幅のみである場合と比べると、光効率を向上させることができる。開口部より幅の広いストレート部２１ａやテーパー部２１ｂの空間での反射により、反射回数を減じて開口部に光が達するためである。

そして、開口部２３に達した光は、拡散フィルム３０に入射し、拡散光とされた後、ベゼル部１ｂの化粧板６０の光透過部６１を透過し、外部放射される。

このように、ＬＥＤ１０が発した光は、反射面２１や反射面２２によって、正反射成分と拡散反射成分とが、効率よく開口部２３に達する。開口部２３は、近接配置された２つのＬＥＤ１０の幅：Ｗ_ＬＥＤの幅程度の場合、この狭い開口部２３から外部放射される光は、高輝度の光となる。なお、開口部２３は長辺側に幅があることで、発光面積を保つことができ、これによっても視認性向上を図ることができる。

なお、青色発光のＬＥＤ１０ａと橙色発光のＬＥＤ１０ｂのどちらが点灯する場合も、発光効率、高輝度、拡散光については、同様である。

このように、情報提示装置２は、高効率で外部放射することができる。また、限られたスペースに配置され、細い開口部から外部放射される情報提示装置２は、高輝度であり、視認性に優れる。そして、情報提示装置２は拡散光を外部放射するので、ステアリング９０がどのように回転操作されていても、運転者はこの表示色を容易に認識できる。

（本発明の第１の実施の形態の効果）
上記した本発明の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）情報提示装置は、ハウジングの反射面によって、ＬＥＤが発した光を効率よく開口部から外部放射できる。また、長辺側の反射面は、開口部に近い位置ほど、対面の反射面との間隔が狭くなる傾斜面を有する。これによって、情報提示装置は、開口部を狭くして、高輝度の光を外部放射できる。
（２）情報提示装置は、スイッチ操作部の周辺部材に設けられ、限られたスペースを有効利用して配置することができる。また、スイッチ操作装置と部材共有することにより、情報提示装置は、製造を容易にでき、また、低コストにできる。

[第２の実施の形態]
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る情報提示装置の概略構造断面図であり、図４（ａ）は、図１のＡ－Ａ断面図であり、図４（ｂ）は、図１のＢ－Ｂ断面図である。以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については同一の引用数字を付している。

第２の実施の形態の情報提示装置２は、第１の実施の形態で説明した情報提示装置２のＬＥＤ１０の配列と、さらに補助リフレクタ４０を備えることにおいて第１の実施の形態と相違している。以下、主にこの相違点について説明する。

４つのＬＥＤ１０は、青色発光のＬＥＤ１０ａと橙色発光のＬＥＤ１０ｂとが交互に、長辺方向の反射面２１に沿って１列に配列されている。また、補助リフレクタ４０は、ハウジング２０と同様、樹脂製であってもよく、高反射率の白色であってもよい。補助リフレクタ４０は、それぞれ２面の長辺方向の反射面４１、及び、短辺方向の反射面４２を有する。そして、補助リフレクタ４０は、回路基板５０上に搭載されている。補助リフレクタ４０の長辺方向の反射面４１、及び、短辺方向の反射面４２は、上方向に開いた形状である。

この情報提示装置２では、ＬＥＤ１０から横方向に放射される光は、補助リフレクタ４０の長辺方向の反射面４１、あるいは、短辺方向の反射面４２に達する。そして、反射光の正反射成分は、上方向への成分を増した光として反射する。この結果、ハウジング２０の開口部２３に達するまでの反射回数を減らすことができ、情報提示装置２の発光効率をさらに向上することができる。

以上のように、補助リフレクタ４０を加えるなどした本実施の形態の情報提示装置２では、第１の実施の形態の情報提示装置２より部品点数が増すものの、情報提示装置２の発光効率や輝度をより高いものにできる。

なお、ハウジング２０の反射面に、補助リフレクタ４０の反射面を加え、情報提示装置２の発光効率や輝度をより高いものにすることは、補助リフレクタ４０を用いずに、ハウジング２０のみでも実現可能である。但し、第１の実施の形態の情報提示装置２のように、単純な上下金型による工法ではなく、割型を用いる、あるいは、ハウジング２０を分割形成した後に組上げるなどの対応が必要となる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及びその変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。

以上説明した実施の形態では、情報提示装置は点灯/消灯によって運転モードの情報提示を行うとしたが、点灯色を変えることによる可変色機能によって情報提示を行うものでも構わない。また、連続点灯や点滅点灯の点灯設定は、任意である。また、使用するＬＥＤの数や発光色は任意である。また、例えば、運転モードのみの点灯/消灯による情報提示を行うものであれば、使用するＬＥＤは単数でも構わない。

また、情報提示装置の長辺方向の反射面は、ＬＥＤから上方向に放射され、反射面のテーパー部に達する光の正反射光成分が、テーパー部より上側に至る形状であることが効率上望ましいが、情報提示装置の反射面の形状は任意である。ハウジングの中空部に、ＬＥＤを搭載でき、開口部が、長辺方向の反射面のテーパー部によって、狭い形状になっていればよい。なお、テーパー部は平面に限らない。また、ストレート部は、必ずしも必要ではない。

また、情報提示装置の開口部は、長方形の形状に限るものではない。例えば、湾曲しているスイッチ操作部の縁に沿って、開口部が湾曲した形状などであってもよい。また、情報提示装置は、スイッチ装置に限らず、他の装置などに搭載してもよい。情報提示装置は、特に、幅の狭いスペースに搭載するのに適している。

また、情報提示装置はスイッチ操作部と共有の部材に設けられている構成を示したが、これに限るものではない。例えば、回路基板やハウジングをスイッチ操作部とは別途設けた情報提示装置を、スイッチ操作部の周辺部材に搭載しても構わない。

また、情報提示装置は、車両の運転モードの情報提示を行うとし、スイッチ装置のスイッチ操作部を介して操作される対象物の動作状態以外の状態を情報として提示するとして説明したが、これに限るものではない。情報提示装置は、スイッチ装置のスイッチ操作部を介して操作される対象物の動作状態の情報提示を行っても構わない。

また、情報提示装置はステアリングに配置されたものとして説明したが、これに限るものではない。回転操作されるステアリングに限らず、例えば、スライドする機器など、視認者に対する相対的な位置が変化する場所に配置されていても構わない。また、視認者は、運転者に限らず、他の同乗者であってもよい。

なお、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及びその変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…スイッチ装置、１ａ…スイッチ操作部、１ｂ…ベゼル部、２…情報提示装置、
１０…ＬＥＤ、１０ａ…青色発光のＬＥＤ、１０ｂ…橙色発光のＬＥＤ、２０…ハウジング、２１…長辺方向の反射面、２１ａ・２１ｃ…ストレート部、２１ｂ…テーパー部、２２…短辺方向の反射面、２３…開口部、３０…拡散フィルム、４０…補助リフレクタ、４１…長辺方向の反射面、４２…短辺方向の反射面、５０…回路基板、６０…化粧板、６１…光透過部、６２…化粧部、９０…ステアリング、９１…スポーク部、１００…車両

Claims (6)

1. 光を発する光源と、
   前記光を外部に放射し、その放射された光により情報を提示する開口部と、前記光を前記開口部へ反射する反射面とを有したハウジングと、を備え、
   前記開口部は、長辺と短辺とを有した形状であり、
   前記開口部の長辺側の前記反射面は、前記開口部に近い位置ほど、対面の前記反射面との間隔が狭くなる傾斜面を有している、情報提示装置。
2. 前記開口部を覆うように配置された光拡散部材を備える、
   請求項１に記載の情報提示装置。
3. 前記情報提示装置は、視認者に対する相対的な位置が変化する場所に配置されている、
   請求項１又は２に記載の情報提示装置。
4. 前記視認者に対する相対的な位置が変化する場所は、車両のステアリングである、
   請求項３に記載の情報提示装置。
5. 請求項１に記載の情報提示装置が、スイッチ操作部の周辺部材に設けられている、スイッチ装置。
6. 前記情報提示装置は、前記スイッチ操作部を介して操作される対象物の動作状態以外の状態を情報として提示する請求項５に記載のスイッチ装置。
   
   

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