JP2780606B2

JP2780606B2 - 発光表示装置

Info

Publication number: JP2780606B2
Application number: JP5211890A
Authority: JP
Inventors: 邦弘中川; 泰彦山崎; 孝一高木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH0764486A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光表示装置に関し、
特に車両に搭載されるオーディオ装置やエアコン等の電
気機器に使用されるインジケータ装置として好適であ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両に搭載されるオーディオ
装置やエアコン等の電気機器に用いられるインジケータ
装置がある。このインジケータ装置は、図２３に示すよ
うに、発光素子１００（例えばＬＥＤ）と、この発光素
子１００に対向して配されたインジケータレンズ１１０
と、このインジケータレンズ１１０を保持するスライダ
１２０と、インジケータレンズ１１０の表示面１１１の
周囲を遮蔽するノブ１３０等より構成されている。発光
素子１００より発せられた光は、インジケータレンズ１
１０の入射面１１２より入射して、インジケータレンズ
１１０の表示面１１１より外部へ放射される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のイン
ジケータ装置は、車室内が暗くなる夜間時には、発光素
子１００がＯＮしている時（発光している時）とＯＦＦ
している時（発光していない時）とでインジケータレン
ズ１１０のコントラストが明瞭であるが、車室内が明る
い昼間時には、発光素子１００がＯＮしている時とＯＦ
Ｆしている時とでインジケータレンズ１１０のコントラ
ストが低下することから、インジケータレンズ１１０の
表示によって機器の制御状態を識別するのが困難にな
る。

【０００４】これは、外部からインジケータレンズ１１
０に入射した外来光が、インジケータレンズ１１０内部
やインジケータレンズ１１０の周辺部品（例えばスライ
ダ１２０）で反射して、再びインジケータレンズ１１０
を透過して放射されることにより、１つには、発光素子
１００がＯＦＦされている時でも、あたかもインジケー
タレンズ１１０が点灯しているように見えるためであ
り、もう１つには、発光素子１００がＯＮしている時で
も、その光量を上回る反射光が放射されるためである。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目
的は、外来光の影響によるインジケータレンズのコント
ラストの低下を防止することのできる発光表示装置の提
供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、表示窓が設けられて、この表示窓の周囲
が遮蔽された遮蔽部材と、この遮蔽部材の内側に配され
て、発光作用を行なう発光手段と、前記遮蔽部材と前記
発光手段との間に配されて、前記発光手段の光が入射す
る入射面、および前記表示窓に現れる表示面を有し、前
記入射面に入射した前記発光手段の光を前記表示面より
放射するインジケータレンズと、前記発光手段および前
記インジケータレンズの周辺に配される周辺部品とを備
えた発光表示装置において、前記インジケータレンズ
は、前記遮蔽部材の外側から前記表示面を通過して前記
遮蔽部材の内側へ入り込んだ外来光が、前記入射面から
前記表示面に至るレンズ側面へ向かう場合に、そのレン
ズ側面に対する外来光の入射角が全反射角より大きくな
るように前記レンズ側面の形状が決定されるとともに、
前記レンズ側面で全反射した反射光が前記入射面へ向か
う場合に、前記入射面に対する反射光の入射角が全反射
角より小さくなるように前記入射面の形状が決定され、
前記周辺部品は、少なくとも前記入射面と対面する部位
が光を吸収する色で覆われたことを技術的手段とする。

【０００６】

【作用】上記構成より成る本発明の発光表示装置は、遮
蔽部材の外側からインジケータレンズの表示面を通過し
て遮蔽部材の内側へ外来光（例えば太陽光）が入り込ん
だ時に、その外来光が入射面から表示面に至るレンズ側
面へ向かう場合には、外来光がレンズ側面で全反射す
る。そして、レンズ側面で全反射した反射光が、インジ
ケータレンズの入射面へ向かう場合には、入射面で全反
射することなく、大部分の反射光が入射面を通過してイ
ンジケータレンズの外へ出る。この入射面を通過した光
（外来光）は、入射面と対面する部位が光を吸収する色
で覆われた周辺部品に吸収されることになる。この結
果、外来光がインジケータレンズ内に入射した場合で
も、再びインジケータレンズの外部へ出る外来光は少な
くなる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の発光表示装置の第１実施例を
図１ないし図２０を基に説明する。図１はインジケータ
装置（発光表示装置）の断面図である。本実施例のイン
ジケータ装置１は、図４に示すように、車室内のインス
トルメントパネル２に設置されるエアコン操作パネル３
に適用されるものである。インジケータ装置１は、フロ
ントケース４に配されて乗員が手動操作するノブ５（本
発明の遮蔽部材）、このノブ５の操作を電気的に変換す
る内部スイッチ６、ノブ５の操作を内部スイッチ６へ伝
えるスライダ７（本発明の周辺部品）、内部スイッチ６
がＯＮされた時に発光するＬＥＤ８（本発明の発光素
子）、ノブ５とＬＥＤ８との間に配されたインジケータ
レンズ９等より構成されている。

【０００８】ノブ５は、光透過性の乳白アクリル樹脂の
成形品で、成形後の表面に黒塗装が施された後、レーザ
カットによる意匠部（図示しない）が設けられている。
また、ノブ５には、インジケータレンズ９を通して機器
のＯＮ状態を点灯表示するための表示窓５ａ（図３参
照）が設けられている。このノブ５は、スライダ７の端
部に軽圧入されるとともに、爪嵌合によってスライダ７
に固定されている。なお、フロントケース４は、ＡＢＳ
樹脂の成形品で、表面が黒色に塗装されている。

【０００９】スライダ７は、白色のＡＢＳ樹脂の成形品
で、周囲に設けられた複数のレール７ａがフロントケー
ス４に設けられた溝４ａに嵌合して、フロントケース４
に対して摺動可能な状態で組付けられている。内部スイ
ッチ６は、復帰用ゴムブーツ６ａとを備える自己復帰式
スイッチで、操作力を加えている間だけ動作して、操作
力を取り除くことによって動作する前の状態に復帰す
る。従って、乗員がノブ５を押して操作力が加えられる
と、復帰用ゴムブーツ６ａが変形しながら内部接点（図
示しない）が短絡し、乗員がノブ５から指を離して操作
力を解除すると、復帰用ゴムブーツ６ａの弾性力によっ
て内部接点が離れて元の位置へ復帰する。

【００１０】ＬＥＤ８は、一定の視野角を持つ指向性の
自発光デバイスで、ホルダ１０（本発明の周辺部品）に
保持されて回路基板１１に半田付けされている。ホルダ
１０は、ＡＢＳ樹脂の成形品で、成形後の表面が黒色に
塗装されて、回路基板１１に組付けられている。回路基
板１１は（ガラスエポキシ基板）は、フロントケース４
に螺子（図示しない）によって固定されている。また、
回路基板１１には、ノブ５の意匠部を照明するバルブ１
２が組付けられている。バルブ１２の光は、スライダ７
の反射面で拡散導光されて、ノブ５の裏側を照射する。

【００１１】インジケータレンズ９は、透明アクリル樹
脂の成形品で、全面に鏡面加工が施されており、図２
（インジケータレンズの上方視図）および図３（インジ
ケータレンズの正面図）に示すように、ＬＥＤ８の光が
入射する入射面９ａ、表示面９ｂを有する嵌合部９ｃ、
および位置決め用の係止部９ｄが形成されて、嵌合部９
ｃがノブ５の表示窓５ａに嵌合された状態で、スライダ
７に軽圧入されて固定されている。なお、アクリル樹脂
は、可視光線の透過率が９３％、直角入射光の表面反射
が７％であり、可視光線の吸収が殆どない。また、アク
リル樹脂の屈折率ｎは１．４９である。

【００１２】このインジケータレンズ９は、ＬＥＤ８の
光を効率的に乗員のＥｙｅＰｏｉｎｔ方向へ向けるため
に、インジケータレンズ９とＬＥＤ８との距離、入射面
９ａの形状、および嵌合部９ｃの表示面９ｂの形状を以
下のように設定している。今、図５に示すように、視野
角α°を有するＬＥＤ８の光が表示面９ｂの幅β（図２
参照）のインジケータレンズ９を照射する場合を想定す
ると、ＬＥＤ８の光源からインジケータレンズ９の入射
面９ａまでの距離Ｌは、以下の式で求められる値に設定
されている。

【数１】Ｌ≧１／ｔａｎ（α／２）×β／２

【００１３】インジケータレンズ９に照射されたＬＥＤ
８の光は、インジケータレンズ９の入射面９ａで一度屈
折した後、嵌合部９ｃを透過して表示面９ｂよりインジ
ケータレンズ９の外へ出る。従って、入射面９ａで屈折
した全ての光が表示面９ｂへ向かう平行光線（図５およ
び図６参照）となるように、入射面９ａが外側（ＬＥＤ
８側）へ緩やかに膨らむ凸面形状とされている。

【００１４】ＬＥＤ８の光が表示面９ｂよりインジケー
タレンズ９の外へ出る時には、再度表示面９ｂで屈折す
ることになる。従って、この表示面９ｂで屈折した光
が、乗員のＥｙｅＰｏｉｎｔ方向へ向くように偏向する
必要がある。そこで、本実施例では、表示面９ｂにカッ
トを施すことによって、運転席側と助手席側との両方に
指向性を持たせている（図５参照）。

【００１５】また、本実施例のインジケータレンズ９
は、表示面９ｂよりインジケータレンズ９内に入射した
外来光が、入射面９ａから嵌合部９ｃに至るレンズ側面
９ｅへ向かう場合に、そのレンズ側面９ｅへの外来光の
入射角が全反射角（臨界角：４２°１０′）より大きく
なるようにレンズ側面９ｅの形状が決定されている。ま
た、レンズ側面９ｅで全反射した反射光は、すべて入射
面９ａへ向かい、且つ入射面９ａに対する反射光の入射
角が全反射角より小さくなるように、入射面９ａとレン
ズ側面９ｅとの関係が設定されている。

【００１６】次に、本実施例の作動を説明する。乗員に
よってノブ５が押される（ＯＮ操作）と、スライダ７を
介して内部スイッチ６がＯＮされることにより、内部ス
イッチ６よりＯＮ信号が出力される。この内部スイッチ
６のＯＮ信号によって、ＬＥＤ８に電流が流れて発光す
る。バルブ１２は、車両ライトスイッチ（図示しない）
と連動して点灯する。

【００１７】ＬＥＤ８より発せられた光は、一定の視野
角α°でインジケータレンズ９の入射面９ａへ入射す
る。ここで、ＬＥＤ８の光は、入射面９ａを通過する時
に屈折して略平行光線となる（図５および図６参照）。
この平行光線は、嵌合部９ｃの表示面９ｂを通過する時
に再び屈折して、乗員のＥｙｅＰｏｉｎｔ方向（運転席
側と助手席側）へ投射される。このように、ＬＥＤ８の
光は、インジケータレンズ９を通して効率良く乗員のＥ
ｙｅＰｏｉｎｔ方向へ向けられるため、乗員がＬＥＤ８
の発光状態を認識することができる。

【００１８】続いて、外来光がインジケータレンズ９の
表示面９ｂへ入射した時の影響について説明する。な
お、外来光は、あらゆる方向から表示面９ｂに入り込む
ため、例を上げて説明する。まず、図７および図８に示
すように、表示面９ｂで屈折してレンズ側面９ｅへ向か
う外来光イ、ロ、ハは、レンズ側面９ｅに対する入射角
θ（レンズ側面９ｅの法線に対する角度）が全反射角よ
り大きくなるため、レンズ側面９ｅで全反射して入射面
９ａへ向かう（図９参照・図７のＡ部拡大図）。入射面
９ａへ向かう外来光は、入射面９ａに対する入射角（入
射面９ａの法線に対する角度）が全反射角より小さくな
ることから、大部分の外来光は入射面９ａを通過して
（屈折して）インジケータレンズ９の外へ出る。入射面
９ａで反射した一部の外来光は、レンズ側面９ｅあるい
は表示面９ｂへ向かう。

【００１９】ここで、インジケータレンズ９へ光が入射
する場合の入射角度と表面反射率との関係、およびイン
ジケータレンズ９から光が出る場合の入射角度と内部反
射率との関係を、それぞれ図１１および図１２に示す。
なお、図中にて、入射光の振動方向が入射方向と法線と
が成す平面内にある場合をＲ1 で示し、入射光の振動方
向が入射方向と法線とが成す平面に鉛直である場合をＲ
2 で示す。

【００２０】図１２に示すように、インジケータレンズ
９から光が出る場合の反射率は、入射角が全反射角（４
２°１０′）以下の場合では略５％以下となる。従っ
て、レンズ側面９ｅで全反射した外来光は、入射面９ａ
に対して全反射角より小さくなることから、入射面９ａ
で反射する外来光は、全体の約５％以下となり、大部分
の外来光が、入射面９ａで反射することなく、入射面９
ａを通過してインジケータレンズ９の外へ出ることにな
る。入射面９ａを通過してインジケータレンズ９の外へ
出た外来光は、ＬＥＤ８を保持するホルダ１０側へ向か
う。ホルダ１０は、光を吸収する黒色に塗装されている
ことから、インジケータレンズ９の外へ出た外来光は、
ホルダ１０に吸収されることになる。

【００２１】次に、表示面９ｂで屈折した後、嵌合部９
ｃの側面９ｆに向かう外来光ニは、嵌合部９ｃの側面９
ｆに対する入射角γ（側面９ｆの法線に対する角度）が
全反射角より小さいため、上述のように、外来光の大部
分が嵌合部９ｃの側面９ｆを通過し、外来光の一部（全
体の約５％以下）が嵌合部９ｃの側面９ｆで反射する
（図１０参照・図７のＢ部拡大図）。そして、嵌合部９
ｃの側面９ｆを通過した外来光は、嵌合部９ｃが嵌合す
るノブ５の嵌合孔壁面に当たるが、ノブ５の表面が黒塗
装されていることから、ノブ５に吸収されることにな
る。

【００２２】続いて、表示面９ｂよりインジケータレン
ズ９内へ外来光が入り込んだ時の様子をシミュレーショ
ンにより観察した。その結果を図１３〜図１６に示す。
このシミュレーションによれば、表示面９ｂからインジ
ケータレンズ９内に入り込んだ後、入射面９ａよりイン
ジケータレンズ９の外へ出る外来光が約７２．９％（図
１３参照）、嵌合部９ｃの側面９ｆよりインジケータレ
ンズ９の外へ出る外来光が約６％（図１４参照）、レン
ズ側面９ｅよりインジケータレンズ９の外へ出る外来光
が約１．４４％（図１５参照）、再び表示面９ｂよりイ
ンジケータレンズ９の外へ出る外来光が約１．４％（図
１６参照）であった。

【００２３】このように、表示面９ｂよりインジケータ
レンズ９内に入り込んだ外来光の大部分（全体の約７
２．９％）は、入射面９ａよりインジケータレンズ９の
外へ出ることが確認された。この入射面９ａおよび嵌合
部９ｃの側面９ｆよりインジケータレンズ９の外へ出た
外来光は、殆どがホルダ１０およびノブ５に吸収される
ことから、再び表示面９ｂよりインジケータレンズ９の
外へ出ることはない。

【００２４】レンズ側面９ｅよりインジケータレンズ９
の外へ出た外来光は、白色のスライダ７に拡散反射し
て、再びインジケータレンズ９内に入り込み、その内の
何％（１％未満）かは、再び表示面９ｂよりインジケー
タレンズ９の外へ出ることが考えられる。従って、表示
面９ｂよりインジケータレンズ９の外へ出る外来光は、
精々２％未満であると推測される。

【００２５】一方、図２３に示した従来のインジケータ
レンズ１１０の場合は、同様のシミュレーションを行な
った結果、入射面１１２よりインジケータレンズ１１０
の外へ出る外来光が約５８％（図１７参照）、ノブ１３
０に嵌合するインジケータレンズ１１０の側面１１３よ
りインジケータレンズ１１０の外へ出る外来光が約５．
９％（図１８参照）、レンズ側面１１４よりインジケー
タレンズ１１０の外へ出る外来光が約１２．８％（図１
９参照）、再び表示面１１１よりインジケータレンズ１
１０の外へ出る外来光が約３．５％（図２０参照）であ
った。

【００２６】このシミュレーションの結果を比較する
と、本実施例の場合は、表示面９ｂよりインジケータレ
ンズ９の外へ出る外来光が従来の場合より半分以下に減
少するとともに、レンズ側面９ｅよりインジケータレン
ズ９の外へ出る外来光は、従来の約１／９まで減少して
いる（従って、レンズ側面９ｅより外へ出た後、スライ
ダ７で反射して再び表示面９ｂより外へ出る外来光も減
少する）。この結果、本実施例では、表示面９ｂからイ
ンジケータレンズ９内に入り込んだ外来光が、再び表示
面９ｂよりインジケータレンズ９の外へ出て乗員のＥｙ
ｅＰｏｉｎｔ方向へ向かう割合は非常に少なくなる。こ
れにより、ＬＥＤ８のＯＦＦ時（発光していない時）
に、インジケータレンズ９が外来光の影響によって恰も
点灯しているように見えることがなく、またＬＥＤ８の
ＯＮ時（発光している時）においても、その光量を上回
る反射光とならないため、ＬＥＤ８のＯＮ時とＯＦＦ時
とでインジケータレンズ９のコントラストが明瞭にな
る。

【００２７】図２１に本発明の第２実施例を示す。本実
施例のインジケータレンズ９は、図２１に示すように、
レンズ側面９ｅに導出部１３が設けられている。この導
出部１３は、表示面９ｂより導出部１３へ入り込んだ外
来光ホが、導出部１３の側面で全反射して導出部１３か
らインジケータレンズ９の外へ出るように設けられてい
る。従って、導出部１３の端面と対向する部位に配され
た周辺部品は、導出部１３より外へ出た外来光を吸収す
ることのできる色（例えば黒）で塗装されていることが
望ましい。また、導出部１３以外のレンズ側面９ｅへ入
射する外来光ヘは、すべてレンズ側面９ｅで全反射して
入射面９ａへ向かい、入射面９ａよりインジケータレン
ズ９の外へ出る。

【００２８】図２２に本発明の第３実施例を示す。本実
施例のインジケータレンズ９は、図２２に示すように、
レンズ側面９ｅの両側に長く延びる導出部１３を設けた
もので、第２実施例と同様の効果を期待することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明の発光表示装置は、表示面よりイ
ンジケータレンズ内へ入り込んだ外来光がレンズ側面で
全反射した後、大部分の外来光が入射面よりインジケー
タレンズの外へ出て周辺部品に吸収されることから、再
び表示面からインジケータレンズの外へ出る外来光が減
少する。この結果、発光手段が発光していない時に、外
来光の影響によって恰もインジケータレンズが点灯して
いるように見えることはなく、発光手段が発光している
時と発光していない時とで、インジケータレンズのコン
トラストが明瞭になり、視認性の向上を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るインジケータ装置の断面図であ
る。

【図２】インジケータレンズの上方視図である。

【図３】インジケータレンズの正面図である。

【図４】車室内のインストルメントパネルを示す斜視図
である。

【図５】インジケータレンズを透過するＬＥＤの光線を
示す図である。

【図６】インジケータレンズを透過するＬＥＤの光線を
示す図である。

【図７】インジケータレンズに外来光が入射した時の様
子を示す図である。

【図８】インジケータレンズに外来光が入射した時の様
子を示す図である。

【図９】図７のＡ部拡大図である。

【図１０】図７のＢ部拡大図である。

【図１１】インジケータレンズへの入射角度と表面反射
率との関係を示すグラフである。

【図１２】インジケータレンズの入射角度と内部反射率
との関係を示すグラフである。

【図１３】外来光のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【図１４】外来光のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【図１５】外来光のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【図１６】外来光のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【図１７】外来光のシミュレーション結果を示す図であ
る（従来例）。

【図１８】外来光のシミュレーション結果を示す図であ
る（従来例）。

【図１９】外来光のシミュレーション結果を示す図であ
る（従来例）。

【図２０】外来光のシミュレーション結果を示す図であ
る（従来例）。

【図２１】第２実施例に係るインジケータレンズの正面
図である。

【図２２】第３実施例に係るインジケータレンズの正面
図である。

【図２３】従来のインジケータ装置の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１インジケータ装置（発光表示装置）５ノブ（遮蔽部材）５ａ表示窓７スライダ（周辺部品）８ＬＥＤ（発光手段）９インジケータレンズ９ａ入射面９ｂ表示面９ｅレンズ側面１０ホルダ（周辺部品）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表示窓が設けられて、この表示窓の周囲が
遮蔽された遮蔽部材と、この遮蔽部材の内側に配されて、発光作用を行なう発光
手段と、前記遮蔽部材と前記発光手段との間に配されて、前記発
光手段の光が入射する入射面、および前記表示窓に現れ
る表示面を有し、前記入射面に入射した前記発光手段の
光を前記表示面より放射するインジケータレンズと、前記発光手段および前記インジケータレンズの周辺に配
される周辺部品とを備えた発光表示装置において、前記インジケータレンズは、前記遮蔽部材の外側から前
記表示面を通過して前記遮蔽部材の内側へ入り込んだ外
来光が、前記入射面から前記表示面に至るレンズ側面へ
向かう場合に、そのレンズ側面に対する外来光の入射角
が全反射角より大きくなるように前記レンズ側面の形状
が決定されるとともに、前記レンズ側面で全反射した反
射光が前記入射面へ向かう場合に、前記入射面に対する
反射光の入射角が全反射角より小さくなるように前記入
射面の形状が決定され、前記周辺部品は、少なくとも前記入射面と対面する部位
が光を吸収する色で覆われたことを特徴とする発光表示
装置。