JP3950407B2 - Display and light collector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、表示器及び集光部に係わり、特に、表示キャラクタの形状が立体的に形成されている表示導光体を備えた表示器及び当該表示器に用いられる集光部に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、表示キャラクタの形状が立体的に形成されている表示導光体の背面から光を照射して、表示キャラクタを立体的に発光表示する表示器が、デザイン設計上の見地から考えられている。しかしながら、例えば、背面から光を照射する光源として、LEDなどの点光源を用いると、表示キャラクタのうち、LEDから離れる方向にある部位ほど暗くなる。
【0003】
例えば、表示キャラクタとして、図10に示すように、数字を構成するセグメント形状を表示導光体10に形成すると共に、LED20を、表示導光体10の背面であり、かつ、長手方向Y1の略中央Cに配した場合、セグメントの長手方向Y1の発光輝度は、中央Cから離れるに従って、暗くなる。このため、表示キャラクタが立体的に見えず、演出効果が損なわれてしまうという問題があった。
【0004】
また、液晶表示器(LCD)を使って、表示キャラクタに対向する面光源を作ることも考えられるが、液晶自体輝度が低く、表示キャラクタの発光輝度が全体的に低くなってしまうという問題があった。
【0005】
また、特にセグメント形状の場合、蛍光表示管(VFT)を用いて、セグメント形状に応じた面光源を作ることも考えられる。しかしながら、VFTは、発光面である蛍光体と表ガラスとの間にギャップがある。このため、図11(a)に示すように、真正面から見ると表示導光体10に形成されたセグメント形状の真後ろにVFT30が位置するが、例えば左に視線をずらすと、図11(b)に示すようにVFT30の位置がセグメント形状の真後ろからずれてしまうという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、点光源を用いても表示導光体に立体的に形成した表示キャラクタ全体が均一に発光するような表示器を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、表示キャラクタの形状が立体的に形成されている表示導光体と、前記表示導光体の背面に設けられた点光源と、前記点光源と前記表示導光体との間に設けられ、前記表示導光体の背面に対して垂直な直線を軸とした放物線状の光反射面を有する集光部とを備え、そして、前記表示導光体には、前記表示キャラクタとして、表示用のセグメント形状が形成され、前記光反射面は、前記放物線を、該放物線と前記軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、当該移動によって、前記放物線の端によって描かれる形状が、前記セグメントの長手方向側端の形状とほぼ一致するように、前記放物線の傾きを連続的に変化させながら、前記移動を行ったときに、形成される面と同一形状であることを特徴とする表示器に存する。
【0008】
請求項1記載の発明によれば、表示導光体には、表示キャラクタの形状が立体的に形成されている。その表示導光体の背面に点光源が設けられている。点光源と表示導光体との間に、表示導光体の背面に対して垂直な直線を対称軸とした放射線状の光反射面を有する集光部が設けられている。従って、光反射面によって形成される放物線の焦点に点光源を配すれば、点光源から光反射面に入射された光を、その光反射面で反射させて、表示導光体の背面に対してほぼ垂直に向かって射出することができる。つまり、表示導光体に形成された表示キャラクタに対して、点光源の真正面にない部分にも、ほぼ垂直に光を射出することができる。
【0021】
また、請求項1記載の発明によれば、表示導光体には、表示キャラクタとして、表示用のセグメント形状が形成されている。光反射面は、放物線を、放物線と軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、その移動によって放物線の端によって描かれる形状が、セグメントの長手方向側端の形状とほぼ一致するように、放物線の傾きを連続的に変化させながら、移動したときに、形成される面と同一形状である。従って、光反射面を形成する放物線の端が、セグメントの長手方向側端の背面に、位置するように、光反射面を配置すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面を配置しつつ、セグメント形状が形成されている部分以外の背面に光反射面が配置されずに済む。
【0022】
請求項2記載の発明は、表示キャラクタの形状が立体的に形成されている表示導光体と、前記表示導光体の背面に設けられた点光源と、前記点光源と前記表示導光体との間に設けられ、前記表示導光体の背面に対して垂直な直線を軸とした放物線状の光反射面を有する集光部とを備え、そして、前記表示導光体には、前記表示キャラクタとして、表示用のセグメント形状が形成され、前記光反射面は、前記放物線を、該放物線と当該軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、当該移動によって、前記放物線の端によって描かれる形状が、前記セグメントの長手方向側端の形状とほぼ一致するように、前記放物線の傾きを間欠的に変化させながら、前記移動を行ったときに、形成される面と同一形状であることを特徴とする表示器に存する。
【0023】
請求項2記載の発明によれば、表示導光体には、表示キャラクタの形状が立体的に形成されている。その表示導光体の背面に点光源が設けられている。点光源と表示導光体との間に、表示導光体の背面に対して垂直な直線を対称軸とした放射線状の光反射面を有する集光部が設けられている。従って、光反射面によって形成される放物線の焦点に点光源を配すれば、点光源から光反射面に入射された光を、その光反射面で反射させて、表示導光体の背面に対してほぼ垂直に向かって射出することができる。つまり、表示導光体に形成された表示キャラクタに対して、点光源の真正面にない部分にも、ほぼ垂直に光を射出することができる。また、請求項2記載の発明によれば、表示導光体には、表示キャラクタとして、表示用のセグメント形状が形成されている。光反射面は、放物線を、放物線と軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、その移動によって放物線の端によって描かれる形状が、セグメントの長手方向側端の形状とほぼ一致するように、放物線の傾き間欠的に変化させながら、移動したときに、形成される面と同一形状である。
【0024】
従って、光反射面を形成する放物線の端が、セグメントの長手方向側端の背面に、位置するように、光反射面を配置すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面を配置しつつ、セグメント形状の真下以外の部分に光反射面が配置されずに済む。しかも、光反射面を、表示導光体の背面と平行な面で切ったときの任意の断面が長手方向と垂直になる。
【0031】
請求項3記載の発明は、背面からの光により、セグメント形状部分が発光する表示面と、該表示面の背面に配置される点光源との間に設けられる集光部であって、放物線を、該放物線と当該軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、当該移動によって、前記放物線の端によって描かれる形状が、前記セグメントの長手方向側の形状とほぼ一致するように、前記放物線の傾きを連続的に変化させながら、前記移動を行ったときに、形成される面と同一形状の光反射面を備えたことを特徴とする集光部に存する。
【0032】
請求項3記載の発明によれば、光反射面は、放物線を、放物線と軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、その移動によって放物線の端によって描かれる形状が、セグメントの長手方向側端の形状とほぼ一致するように、放物線の傾きを連続的に変化させながら、移動したときに、形成される面と同一形状である。従って、光反射面を形成する放物線の端が、セグメントの長手方向側端の背面に、位置するように、光反射面を配置すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面を配置しつつ、セグメント形状の真下以外の部分に光反射面が配置されずに済む。
【0033】
請求項4記載の発明は、背面からの光により、セグメント形状部分が発光する表示面と、該表示面の背面に配置される点光源との間に設けられる集光部であって、放物線を、該放物線と当該軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、当該移動によって、前記放物線の端によって描かれる形状が、前記セグメントの長手方向側の形状とほぼ一致するように、前記放物線の傾きを間欠的に変化させながら、前記移動を行ったときに、形成される面と同一形状であることを特徴とする集光部に存する。
【0034】
請求項4記載の発明によれば、光反射面は、放物線を、放物線と軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、その移動によって放物線の端によって描かれる形状が、セグメントの長手方向側端の形状とほぼ一致するように、放物線の傾き間欠的に変化させながら、移動したときに、形成される面と同一形状である。
【0035】
従って、光反射面を形成する放物線の端が、セグメントの長手方向側端の背面に、位置するように、光反射面を配置すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面を配置しつつ、セグメント形状の真下以外の部分に光反射面が配置されずに済む。しかも、光反射面を、表示面と平行な面で切ったときの任意の断面が長手方向と垂直になる。
【0036】
【発明の実施の形態】
第1実施形態
以下、本発明の集光部を組み込んだ表示器を、図面に基づいて説明する。図1は、本発明の表示器をディジタルのスピードメータに適用した場合の一実施の形態を示す斜視図である。同図に示すように、表示器は、表示キャラクタとして、表示用のセグメント形状や、スピード単位(km/h)を表す文字形状が立体的に形成された表示導光体10を備えている(文字形状が形成されている表示導光体10については図示せず)。
【0037】
上記セグメント形状は、例えば、16個形成され、表示導光体10は、16個のセグメント形状毎に各々別バーツで設けられている。なお、16個のセグメントは、例えば、数字の“188”を表すように配置されている。上記表示導光体10の背面には、18個のLED20が配されている。18個のLED20のうち16個は各々、16個のセグメント形状の背面に位置するように、基板30上に配されている。また、残りの2つは、文字形状の背面に位置するように、基板30上に配されている。
【0038】
上記表示導光体10とLED20との間には、LED20からの光を表示導光体10に集光するための箱形の集光部40と、集光部40から表示導光体10に向かって出射された光を拡散する光拡散板50とが設けられている。また、表示導光体10の正面には、セグメント形状や文字形状の外周に沿って切り抜かれた切抜部61を有する遮蔽板60と、同様の切抜部71を有する化粧板70とが配されている。
【0039】
上記集光部40は、光遮断部材から形成されており、各セグメント形状に対向する位置に、背面から正面に貫通する16個の貫通孔41aと、文字形状に対向する位置に、背面から正面に貫通する貫通孔41bが設けられている。そして、貫通孔41a及び42b内には、それぞれ集光導光体42が挿入されている。
【0040】
次に、上述した貫通孔41aに挿入される集光導光体42の詳細な形状について、図2及び図3に基づいて説明する。図2は、集光導光体42の斜視図であり、図3(a)は、図2の表示導光体10、集光導光体42及びLED20の側面図であり、図3(b)は、集光導光体42及び表示導光体10の正面図である。
【0041】
集光導光体42は、図2に示すように、その外側面の一部が放物線状に形成されている。そして、この放物線状に形成された外側面が、請求項中の光反射面42aとなっている。この光反射面42aの形状は、以下に述べる形状と同一形状となる。まず、図2及び図3(a)に示すように、L1を軸とした放物線L21及びL22があるとする。この放物線L21及びL22は、図3(a)に示すように、軸L1とその端との距離L31、L32が、セグメント形状の長手方向中心から長手方向端までの距離のうち、最も長い距離L41、L42より長くなっている。
【0042】
そして、光反射面42aは、図2に示すように、放物線L21、L22を、その形状を変えることなく、放物線L21、L22と軸L1とで形成される面に垂直な方向Y2に、セグメント形状の短手方向の幅W(図3(b)参照)分、移動させたときに形成される面と同一形状である。
【0043】
表示導光体10は、図3(a)に示すように、セグメント形状の短手方向が、放物線L21及びL22の移動方向Y2と一致するように、かつ、その背面が軸L1と垂直になるように、集光導光体42の正面側に、配置されている。さらに、図3(b)に示すように、正面から見て、光反射面42aがセグメント形状の背面全体を覆うように、集光導光体42が配置されている。
【0044】
また、集光部40には、図1に示すように、ネジ孔を有するフランジ43が設けられている。このフランジ43に設けたネジ孔を、基板30に設けたネジ孔31と一致させて、ネジで固定すると、集光部40に設けた集光導光体42の反射面42aが形成する放物線L21、L22の焦点に、LED20が一個づつ配置され、貫通孔41bの背面に、2つのLED20が配置された状態で、基板30に集光部40を固定することができる。このように、集光部40を基板30の所定位置に固定するだけで、簡単に、LED20を集光部40の背面に取り付けることができ、組み付けが容易となる。
【0045】
また、上述した遮断板60は、集光部40を覆う蓋状に形成され、光拡散板50及び表示導光体10を挟んだ状態で、孔62を集光部40に設けた凸部44に引っかけることにより、集光部40に固定することができる。
【0046】
上述した構成の表示器の動作について、図4を参照して以下説明する。図4(a)は、図2の集光導光体42のX1−X1線断面図であり、図4(b)は、図4(a)の集光導光体42のZ11−Z11断面図、Z12−Z12断面図、Z13−Z13断面図である。
まず、LED20を点灯させると、LED20からの光は、集光部40内に設けられた集光導光体42を透過する。
【0047】
図4(a)に示すように、光反射面42aによって形成される放物線L21、L22の焦点に配されているLED20を配すれば、LED20から集光導光体42を透過して光反射面42aに入射された光LLを、その光反射面42aで反射させて、軸L1方向とほぼ平行に、つまり、表示導光体10の背面にほぼ垂直に射出することができる。
【0048】
ところで、セグメント形状の短手方向の幅Wが、LED20の幅より小さい、又は、ほぼ同じ場合、図4(b)に示すように、光反射面42aには、LED20からの光LLが、正面から見て長手方向に向かって入射される。上述したように光反射面42aは、放物線L21、L22を、その形状を変えることなく、放物線L21、L22と軸L1とで形成される面に垂直な方向Y2に、移動させたときに形成される面と同一形状に形成されている。
【0049】
従って、上述したように、表示導光体10を、セグメント形状の短手方向が、放物線L21及びL22の移動方向Y2と一致するように、かつ、その背面が軸L1と垂直になるように、集光導光体42の正面側に、配置すれば、光反射面42aは、図4(b)に示すように、表示導光体10の背面と平行な面で切ったときの任意の断面が長手方向Y1と垂直になる。このため、正面から見て長手方向に向かって出射されたLED20からの光LLは、光反射面42aで反射した後、短手方向にずれることなく、真正面に進む、すなわち、表示導光体10の背面に垂直に射出することができる。
【0050】
従って、表示導光体10の表示キャラクタに対して、LED20の真正面にない、例えば、長手方向の両端部分にも、垂直に光を射出することができ、LED20のような点光源を用いても表示導光体10に立体的に形成した表示キャラクタ全体を均一に発光させることができる。
【0051】
また、上記貫通孔41aは、光遮断部材から形成されているため、貫通孔41aの背面側開口部から入射したLED20からの光は、貫通孔41a外部には漏れることなく、貫通孔41aの正面側開口部からのみ出射される。このため、LED20からの光が、そのLED20に対向しない他のセグメント形状に導かれないようにすることができ、LED20が点灯したとき、そのLED20に対応しない他のセグメントまでもが発光してしまうことを防止することができる。
【0052】
また、図1に示すように、表示導光体10と集光部40との間に、光拡散板50により、集光部40から表示導光体10の背面に向かって出射された光は、拡散され、より表示導光体10に均一にLED20からの光を射出することができる。
【0053】
さらに、表示導光体10から正面に向かって射出された光のうち、セグメント形状が形成されている部分からの光は、遮断板60の切抜部61を通って正面に出射される。一方、セグメント形状以外の部分からの光は、遮断板60により遮断される。このため、セグメント形状とそれ以外の部分とのコントラストを大きくすることができる。
【0054】
第2実施形態
なお、上述した実施形態では、図2に示すように、集光導光体42の外側面を放物線状にして光反射面42aを設けていた。しかしながら、例えば、図5に示すように、集光導光体42により溝42bを設け、その溝42bを形成する内側面を、放物線状に形成して光反射面42aを設けることも考えられる。この場合、光反射面42aに反射処理を施せば、より一層、集光導光体42の背面に出射される光が多くなり、セグメントの輝度が高くなる。
【0055】
第3実施形態
また、上述した第1実施形態では、図3(b)に示すように、表示導光体10により形成されたセグメント形状全体を覆うように、光反射面42aを配置していた。このため、光反射面42aを形成する放物線L21、L22は、その距離L31、L32が、図3(a)に示すように、セグメント形状の長手方向略中心から長手方向端までのうち、もっとも長い距離L41、L42より長くなっていた。
【0056】
しかしながら、このように光反射面42aを形成すると、セグメント形状が形成されている部分以外の表示導光体10背面(図3(b)中斜線で示す)にも光反射部材が形成されてしまう。このため、セグメント同士を互いに近い場所に配置しなければならない場合、図6(a)の斜線に示すように、各セグメントの背面に配置される光反射面42a同士が互いに干渉してしまう。
【0057】
そこで、図6(b)に示すように、光反射面42aを形成する放物線L21、L22の距離L31、L32を、セグメント形状の長手方向略中心から長手方向端までのうち、もっとも短い距離とほぼ等しくし、光反射面42a同士が干渉しないようにすることが考えられる。
【0058】
ところが、この場合、表示導光体10の斜線で示す部分の背面に光反射面42aが設けられず、斜線で示す部分が暗くなってしまう恐れがある。そこで、図7に示すような、形状の光反射面42aを設けることが考えられる。図7(a)は、第3実施形態における集光導光体42の斜視図を示し、図7(b)は、第3実施形態における表示導光体10及び集光導光体42の正面図を示す。
【0059】
同図に示すように、表示導光体10の背面に対して垂直な直線を対称軸L1とした放物線L21、L22があるとする。光反射面42aは、放物線L21、L22を、放物線L21、L22と軸L1とで形成される面に垂直な方向Y2方向に、セグメント形状の短手方向の幅W分、移動させ、その移動によって、放物線L21、L22の端によって描かれる形状が、セグメント形状の長手方向側端の形状とほぼ一致するように、放物線L21、L22の傾きを連続的に変化させながら、移動したときに、形成される面と同一形状である。
【0060】
上記表示導光体10は、セグメント形状の短手方向が、放物線L21及びL22の移動方向Y2と一致するように、かつ、その背面が軸L1と垂直になるように、集光導光体42の正面側に、配置されている。さらに、図7(b)に示すように、正面から見て、セグメント形状の長手方向側端の真下に、放物線L21、L22の端が位置するように、集光導光体42が配置されている。
【0061】
以上のように構成すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面42aを配置しつつ、セグメント形状が形成されている部分以外に光反射面42aが配置されずに済む。このため、セグメント形状の端が暗くならず、しかも、複数のセグメントが互いに近くに配置される場合であっても、各セグメントに対応する光反射面42a同士が干渉することがない。
【0062】
第4実施形態
上述した第3実施形態において、光反射面42aは、放物線L21、L22を、その傾きを連続的に変化させて移動したときに形成される面と同一形状にしていた。しかしながら、このような光反射面42aでは、表示導光体10の背面と平行な面で切ったときの任意の断面が長手方向Y1と垂直にならない。
【0063】
このため、正面から見て長手方向に向かって出射されたLED20からの光は、光反射面42aで反射した後、短手方向にずれてしまい、真正面に進まない、すなわち、表示導光体10の背面に垂直に射出することができず、正面から見たセグメントの輝度が低くなると言う問題がある。
【0064】
そこで、図8に示すような、形状の光反射面42aを設けることが考えられる。図8(a)は、第4実施形態における集光導光体42の斜視図を示し、図8(b)は、第4実施形態における表示導光体10及び集光導光体42の正面図を示す。
【0065】
つまり、第3実施形態においては、光反射面42aは、放物線L21、L22を、放物線L21、L22の傾きを連続的に変化させながら、矢印Y2方向に移動したときに形成される面と同一形状にしていた。これに対して、第4実施形態において、光反射面42aは、図8に示すように、放物線L21、L22を、放物線L21、L22の傾きを間欠的に変化させながら、矢印Y2方向に移動したときに形成される面と同一形状にしている。
【0066】
なお、第4実施形態においても、第3実施形態と同様に、放物線L21、L22の傾きを、上記移動により、放物線L21、L22の端によって描かれる形状が、セグメント形状の長手方向側端の形状とほぼ一致するように、変化させている。さらに、第4実施例においても、第3実施形態と同様に、上記表示導光体10は、セグメント形状の短手方向が、放物線L21及びL22の移動方向Y2と一致するように、かつ、その背面が軸L1と垂直になるように、集光導光体42の正面側に、配置されている。また、図8(b)に示すように、正面から見て、セグメント形状の長手方向側端の真下に、放物線L21、L22の端が位置するように、集光導光体42が配置されている。
【0067】
上述したように、間欠的に、放物線L21、L22の傾きを変化させることにより、放物線L21、L23の形状を変化させずに放物線L21、L23を移動させた場合と同様に、表示導光体10の背面と平行な面で切ったときの任意の断面が長手方向Y1と垂直になる。このため、正面から見て長手方向Y1に向かって出射されたLED20からの光は、光反射面42aで反射した後、短手方向にずれずに、真正面に進むことができる、すなわち、表示導光体10の背面に垂直に射出することができる。
【0068】
また、第3実施形態と同様に、セグメント形状の両端の背面に光反射面42aを配置しつつ、セグメント形状が形成されている部分以外に光反射面42aが配置されることがない。
【0069】
第5実施形態
さらに、上述した第1〜第4実施形態では、表示キャラクタとして表示用のセグメント形状を用い、光反射面42aを、放物線L21、L22を矢印Y2方向に移動させたときに形成される面と同一形状にしていた。しかしながら、表示キャラクタとして、例えば、図9に示すようにハイビームなどを示す表示キャラクタを用いる場合、軸L1を中心として放物線L21を回転させたときに形成される面と同一形状の光反射面42aを用いることも考えられる。
【0070】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1、2記載の発明によれば、光反射面によって形成される放物線の焦点に点光源を配すれば、点光源から光反射面に入射された光を、その光反射面で反射させて、表示導光体の背面に対してほぼ垂直に向かって射出することができる。つまり、表示導光体に形成された表示キャラクタに対して、点光源の真正面にない部分にも、ほぼ垂直に光を射出することができるので、点光源を用いても表示導光体に立体的に形成した表示キャラクタ全体が均一に発光するような表示器を得ることができる。
【0076】
また、請求項1記載の発明によれば、光反射面を形成する放物線の端が、セグメントの長手方向側端の背面に、位置するように、光反射面を配置すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面を配置しつつ、セグメント形状が形成されている部分以外の背面に光反射面が配置されずに済むので、セグメント形状の端が暗くならず、しかも、複数のセグメントが互いに近くに配置される場合であっても、各セグメントに対応する光反射面同士が干渉することがない表示器を得ることができる。
【0077】
請求項2記載の発明によれば、光反射面を形成する放物線の端が、セグメントの長手方向側端の背面に、位置するように、光反射面を配置すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面を配置しつつ、セグメント形状の真下以外の部分に光反射面が配置されずに済むので、セグメント形状の端が暗くならず、しかも、複数のセグメントが互いに近くに配置される場合であっても、各セグメントに対応する光反射面同士が干渉することがない。しかも、光反射面を、表示導光体の背面と平行な面で切ったときの任意の断面が長手方向と垂直になるので、正面から見てセグメントの長手方向に向かって出射された点光源からの光を、光反射面で反射した後、真正面に、すなわち、表示導光体の背面に垂直に射出することができる表示器を得ることができる。
【0081】
請求項3記載の発明によれば、光反射面を形成する放物線の端が、セグメントの長手方向側端の背面に、位置するように、光反射面を配置すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面を配置しつつ、セグメント形状の真下以外の部分に光反射面が配置されずに済むので、セグメント形状の端が暗くならず、しかも、複数のセグメントが互いに近くに配置される場合であっても、各セグメントに対応する光反射面同士が干渉することがない集光部を得ることができる。
【0082】
請求項4記載の発明によれば、光反射面を形成する放物線の端が、セグメントの長手方向側端の背面に、位置するように、光反射面を配置すれば、セグメント形状の長手方向側端の背面に光反射面を配置しつつ、セグメント形状の真下以外の部分に光反射面が配置されずに済むので、セグメント形状の端が暗くならず、しかも、複数のセグメントが互いに近くに配置される場合であっても、各セグメントに対応する光反射面同士が干渉することがない。しかも、光反射面を、表示面と平行な面で切ったときの任意の断面が長手方向と垂直になるので、正面から見てセグメントの長手方向に向かって出射された点光源からの光を、光反射面で反射した後、真正面に、すなわち、表示面に垂直に射出することができる集光部を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表示器をディジタルのスピードメータに適用した場合の一実施の形態を示す斜視図である。
【図2】第1実施形態における集光導光体42の斜視図である。
【図3】図3(a)は、図2の表示導光体10、集光導光体42及びLED20の側面図であり、図3(b)は、集光導光体42及び表示導光体10の正面図である。
【図4】図4(a)は、図2の集光導光体10のX1−X1線断面図であり、図4(b)は、図4(a)の集光導光体10のZ11−Z11断面図、Z12−Z12断面図、Z13−Z13断面図である。
【図5】第2実施形態における集光導光体42の斜視図である。
【図6】第1実施形態において生じる問題を説明するための図である。
【図7】図7(a)は、第3実施形態における集光導光体42の斜視図であり、図7(b)は、第3実施形態における表示導光体10及び集光導光体42の正面図である。
【図8】図8(a)は、第4実施形態における集光導光体42の斜視図であり、図8(b)は、第4実施形態における表示導光体10及び集光導光体42の正面図である。
【図9】第5実施形態における表示器の斜視図を示す。
【図10】従来の表示装置の一例を示す図である。
【図11】従来の表示装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
10 表示導光体
20 LED(点光源)
40 集光部
41a 貫通孔
42 集光導光体
42a 光反射面
50 光拡散板
60 遮蔽板
L21、L22 放物線
L1 軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device and a light collecting portion, and more particularly, to a display device including a display light guide body in which the shape of a display character is three-dimensionally formed, and a light collecting portion used in the display device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, from the viewpoint of design design, there has been considered a display device that irradiates light from the back of a display light guide in which the shape of the display character is formed in three dimensions and displays the display character in three dimensions. Yes. However, for example, when a point light source such as an LED is used as a light source for irradiating light from the back surface, a portion of the display character that is in a direction away from the LED becomes darker.
[0003]
For example, as shown in FIG. 10, as a display character, a segment shape forming a number is formed in the
[0004]
It is also conceivable to use a liquid crystal display (LCD) to create a surface light source that faces the display character. However, there is a problem in that the brightness of the liquid crystal itself is low and the light emission luminance of the display character is reduced overall. It was.
[0005]
In particular, in the case of a segment shape, it is also conceivable to use a fluorescent display tube (VFT) to produce a surface light source according to the segment shape. However, the VFT has a gap between the phosphor that is the light emitting surface and the front glass. For this reason, as shown in FIG. 11A, when viewed from the front, the VFT 30 is positioned directly behind the segment shape formed in the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention pays attention to the above-described problems, and provides a display device in which the entire display character three-dimensionally formed on the display light guide can emit light even when a point light source is used. And
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the shape of the display character is three-dimensionally formed on the display light guide. A point light source is provided on the back surface of the display light guide. Between the point light source and the display light guide, a condensing unit having a radial light reflection surface with a straight line perpendicular to the back surface of the display light guide as an axis of symmetry is provided. Therefore, if a point light source is arranged at the focal point of the parabola formed by the light reflecting surface, the light incident on the light reflecting surface from the point light source is reflected by the light reflecting surface and is reflected on the back surface of the display light guide. Can be ejected almost vertically. That is, it is possible to emit light substantially perpendicularly to a portion that is not directly in front of the point light source with respect to the display character formed on the display light guide.
[0021]
Also,Claim1According to the described invention, the display light guide is formed with a display segment shape as a display character. The light-reflecting surface moves the parabola in a direction perpendicular to the plane formed by the parabola and the axis, and the shape drawn by the end of the parabola is almost the same as the shape of the end of the segment in the longitudinal direction. As shown, when it moves while continuously changing the inclination of the parabola, it has the same shape as the surface formed. Therefore, if the light reflecting surface is arranged so that the end of the parabola that forms the light reflecting surface is positioned on the back of the end in the longitudinal direction of the segment, the light reflecting surface is placed on the back of the segment in the longitudinal direction. While arranging, the light reflecting surface does not need to be arranged on the back surface other than the portion where the segment shape is formed.
[0022]
The invention according to claim 2 is a display light guide in which the shape of the display character is three-dimensionally formed, a point light source provided on the back surface of the display light guide, the point light source, and the display light guide. And a condensing part having a parabolic light reflecting surface with a straight line as an axis perpendicular to the back surface of the display light guide.In the display light guide, a display segment shape is formed as the display character, and the light reflecting surface is perpendicular to the surface formed by the parabola and the axis. The movement is performed while intermittently changing the inclination of the parabola so that the shape drawn by the end of the parabola substantially matches the shape of the end of the segment in the longitudinal direction. The same shape as the surface to be formedIt exists in the display characterized by this.
[0023]
According to the second aspect of the present invention, the shape of the display character is three-dimensionally formed on the display light guide. A point light source is provided on the back surface of the display light guide. Between the point light source and the display light guide, a condensing unit having a radial light reflection surface with a straight line perpendicular to the back surface of the display light guide as an axis of symmetry is provided. Therefore, if a point light source is arranged at the focal point of the parabola formed by the light reflecting surface, the light incident on the light reflecting surface from the point light source is reflected by the light reflecting surface and is reflected on the back surface of the display light guide. Can be ejected almost vertically. That is, it is possible to emit light substantially perpendicularly to a portion that is not directly in front of the point light source with respect to the display character formed on the display light guide. Also,Claim2According to the described invention, the display light guide is formed with a display segment shape as a display character. The light-reflecting surface moves the parabola in a direction perpendicular to the plane formed by the parabola and the axis, and the shape drawn by the end of the parabola is almost the same as the shape of the end of the segment in the longitudinal direction. As shown, the shape is the same as the surface formed when the parabola is moved while being intermittently changed.
[0024]
Therefore, if the light reflecting surface is arranged so that the end of the parabola that forms the light reflecting surface is positioned on the back of the end in the longitudinal direction of the segment, the light reflecting surface is placed on the back of the segment in the longitudinal direction. While arranging, it is not necessary to arrange a light reflecting surface in a portion other than directly below the segment shape. Moreover, an arbitrary cross section when the light reflecting surface is cut by a plane parallel to the back surface of the display light guide is perpendicular to the longitudinal direction.
[0031]
Claim3The described invention is a condensing unit provided between a display surface on which a segment-shaped portion emits light by light from the back surface and a point light source disposed on the back surface of the display surface, and the parabola is the parabola. And the parabola such that the shape drawn by the end of the parabola substantially coincides with the shape of the segment in the longitudinal direction by the movement. When the movement is performed while continuously changing the inclination of the light, a light reflecting surface having the same shape as the surface to be formed is provided.
[0032]
Claim3According to the described invention, the light reflecting surface moves the parabola in a direction perpendicular to the surface formed by the parabola and the axis, and the shape drawn by the end of the parabola by the movement is the longitudinal direction of the segment. It is the same shape as the surface formed when it is moved while continuously changing the inclination of the parabola so as to substantially match the shape of the side end. Therefore, if the light reflecting surface is arranged so that the end of the parabola that forms the light reflecting surface is positioned on the back of the end in the longitudinal direction of the segment, the light reflecting surface is placed on the back of the segment in the longitudinal direction. While arranging, it is not necessary to arrange a light reflecting surface in a portion other than directly below the segment shape.
[0033]
Claim4The described invention is a condensing unit provided between a display surface on which a segment-shaped portion emits light by light from the back surface and a point light source disposed on the back surface of the display surface, and the parabola is the parabola. And the parabola such that the shape drawn by the end of the parabola substantially coincides with the shape of the segment in the longitudinal direction by the movement. When the movement is performed while intermittently changing the inclination, the light condensing part has the same shape as the surface to be formed.
[0034]
Claim4According to the described invention, the light reflecting surface moves the parabola in a direction perpendicular to the surface formed by the parabola and the axis, and the shape drawn by the end of the parabola by the movement is the longitudinal direction of the segment. It is the same shape as the surface formed when it moves while changing the parabola's inclination intermittently so as to substantially match the shape of the side end.
[0035]
Therefore, if the light reflecting surface is arranged so that the end of the parabola that forms the light reflecting surface is positioned on the back of the end in the longitudinal direction of the segment, the light reflecting surface is placed on the back of the segment in the longitudinal direction. While arranging, it is not necessary to arrange a light reflecting surface in a portion other than directly below the segment shape. Moreover, an arbitrary cross section when the light reflecting surface is cut by a plane parallel to the display surface is perpendicular to the longitudinal direction.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First embodiment
Hereinafter, a display incorporating the light collecting unit of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in which the display of the present invention is applied to a digital speedometer. As shown in the figure, the display device includes a display
[0037]
For example, 16 segment shapes are formed, and the display
[0038]
Between the said display
[0039]
The condensing
[0040]
Next, the detailed shape of the condensing
[0041]
As shown in FIG. 2, a part of the outer surface of the condensing
[0042]
The
[0043]
As shown in FIG. 3A, the display
[0044]
Further, as shown in FIG. 1, the
[0045]
Further, the above-described
[0046]
The operation of the display device having the above-described configuration will be described below with reference to FIG. 4A shows an X of the condensing
First, when the
[0047]
As shown in FIG. 4A, a parabola L formed by the
[0048]
By the way, when the width W of the segment shape in the short direction is smaller than or substantially the same as the width of the
[0049]
Therefore, as described above, the display
[0050]
Therefore, light can be emitted vertically to the display character of the display
[0051]
Moreover, since the said through-
[0052]
Further, as shown in FIG. 1, the light emitted from the
[0053]
Further, among the light emitted from the display
[0054]
Second embodiment
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the
[0055]
Third embodiment
In the first embodiment described above, as shown in FIG. 3B, the
[0056]
However, when the
[0057]
Therefore, as shown in FIG. 6B, a parabola L forming the
[0058]
However, in this case, the
[0059]
As shown in the figure, a straight line perpendicular to the back surface of the display
[0060]
In the display
[0061]
If comprised as mentioned above, the
[0062]
Fourth embodiment
In the third embodiment described above, the
[0063]
For this reason, the light from the
[0064]
Therefore, it is conceivable to provide a
[0065]
That is, in the third embodiment, the
[0066]
In the fourth embodiment, the parabola L as in the third embodiment.twenty one, Ltwenty twoOf the parabola L by the above movement.twenty one, Ltwenty twoThe shape drawn by the end of the segment is changed so as to substantially match the shape of the end of the segment shape in the longitudinal direction. Further, in the fourth example, as in the third embodiment, the display
[0067]
As described above, the parabola L intermittentlytwenty one, Ltwenty twoBy changing the slope of the parabola Ltwenty one, Ltwenty threeParabola L without changing the shape oftwenty one, Ltwenty threeAs in the case of moving, an arbitrary cross section when cut by a plane parallel to the back surface of the display
[0068]
Further, as in the third embodiment, the
[0069]
Fifth embodiment
Furthermore, in the first to fourth embodiments described above, a display segment shape is used as the display character, and the
[0070]
【The invention's effect】
As explained above, the claims1, 2According to the described invention, if a point light source is arranged at the focal point of the parabola formed by the light reflecting surface, the light incident on the light reflecting surface from the point light source is reflected by the light reflecting surface, and the display light guide It can be emitted almost perpendicularly to the back of the body. In other words, light can be emitted almost perpendicularly to the portion of the display light guide that is not directly in front of the point light source. Thus, a display device can be obtained in which the entire display character formed uniformly emits light.
[0076]
Also,Claim1According to the described invention, if the light reflecting surface is arranged so that the end of the parabola that forms the light reflecting surface is positioned on the back surface of the end in the longitudinal direction of the segment, the back surface of the end in the longitudinal direction of the segment shape Since the light reflecting surface is not disposed on the back surface other than the portion where the segment shape is formed, the end of the segment shape is not darkened, and the plurality of segments are close to each other. Even if it is arranged, it is possible to obtain a display device in which the light reflecting surfaces corresponding to the segments do not interfere with each other.
[0077]
Claim2According to the described invention, if the light reflecting surface is arranged so that the end of the parabola that forms the light reflecting surface is positioned on the back surface of the end in the longitudinal direction of the segment, the back surface of the end in the longitudinal direction of the segment shape When a light reflecting surface is placed on the other side of the segment shape, it is not necessary to place the light reflecting surface on any part other than the segment shape, so that the edges of the segment shape do not become dark and more than one segment is placed close to each other Even so, the light reflecting surfaces corresponding to each segment do not interfere with each other. Moreover, since the arbitrary cross section when the light reflecting surface is cut by a plane parallel to the back surface of the display light guide is perpendicular to the longitudinal direction, the point light source emitted toward the longitudinal direction of the segment when viewed from the front After the light from the light is reflected by the light reflecting surface, it is possible to obtain a display device that can be emitted directly in front, that is, perpendicularly to the back surface of the display light guide.
[0081]
Claim3According to the described invention, if the light reflecting surface is arranged so that the end of the parabola that forms the light reflecting surface is positioned on the back surface of the end in the longitudinal direction of the segment, the back surface of the end in the longitudinal direction of the segment shape When a light reflecting surface is placed on the other side of the segment shape, it is not necessary to place the light reflecting surface on any part other than the segment shape, so that the edges of the segment shape do not become dark and more than one segment is placed close to each other Even so, it is possible to obtain a condensing part in which the light reflecting surfaces corresponding to each segment do not interfere with each other.
[0082]
Claim4According to the described invention, if the light reflecting surface is arranged so that the end of the parabola that forms the light reflecting surface is positioned on the back surface of the end in the longitudinal direction of the segment, the back surface of the end in the longitudinal direction of the segment shape When a light reflecting surface is placed on the other side of the segment shape, it is not necessary to place the light reflecting surface on any part other than the segment shape, so that the edges of the segment shape do not become dark and more than one segment is placed close to each other Even so, the light reflecting surfaces corresponding to each segment do not interfere with each other. Moreover, since the arbitrary cross section when the light reflecting surface is cut by a plane parallel to the display surface is perpendicular to the longitudinal direction, the light from the point light source emitted toward the longitudinal direction of the segment when viewed from the front is reflected. After the light is reflected by the light reflecting surface, it is possible to obtain a light collecting portion that can be emitted directly in front, that is, perpendicularly to the display surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in which a display of the present invention is applied to a digital speedometer.
FIG. 2 is a perspective view of a condensing
3A is a side view of the display
4A is a diagram illustrating X of the light collecting
FIG. 5 is a perspective view of a condensing
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem that occurs in the first embodiment.
FIG. 7A is a perspective view of the condensing
FIG. 8A is a perspective view of the condensing
FIG. 9 is a perspective view of a display device according to a fifth embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a conventional display device.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a conventional display device.
[Explanation of symbols]
10 Display light guide
20 LED (point light source)
40 Condenser
41a Through hole
42 Condensing light guide
42a Light reflecting surface
50 Light diffusion plate
60 Shield plate
Ltwenty one, Ltwenty two parabola
L1 axis
Claims (4)
前記表示導光体の背面に設けられた点光源と、
前記点光源と前記表示導光体との間に設けられ、前記表示導光体の背面に対して垂直な直線を軸とした放物線状の光反射面を有する集光部とを備え、そして、
前記表示導光体には、前記表示キャラクタとして、表示用のセグメント形状が形成され、
前記光反射面は、前記放物線を、該放物線と前記軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、
当該移動によって、前記放物線の端によって描かれる形状が、前記セグメントの長手方向側端の形状とほぼ一致するように、前記放物線の傾きを連続的に変化させながら、前記移動を行ったときに、形成される面と同一形状である
ことを特徴とする表示器。A display light guide in which the shape of the display character is three-dimensionally formed;
A point light source provided on the back surface of the display light guide;
A light condensing part provided between the point light source and the display light guide and having a parabolic light reflecting surface with a straight line as an axis perpendicular to the back surface of the display light guide ; and
In the display light guide, a segment shape for display is formed as the display character,
The light reflecting surface moves the parabola in a direction perpendicular to a surface formed by the parabola and the axis;
When the movement is performed while continuously changing the inclination of the parabola so that the shape drawn by the end of the parabola substantially matches the shape of the end of the segment in the longitudinal direction by the movement, A display device having the same shape as the surface to be formed .
前記表示導光体の背面に設けられた点光源と、
前記点光源と前記表示導光体との間に設けられ、前記表示導光体の背面に対して垂直な直線を軸とした放物線状の光反射面を有する集光部とを備え、そして、
前記表示導光体には、前記表示キャラクタとして、表示用のセグメント形状が形成され、
前記光反射面は、前記放物線を、該放物線と当該軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、
当該移動によって、前記放物線の端によって描かれる形状が、前記セグメントの長手方向側端の形状とほぼ一致するように、前記放物線の傾きを間欠的に変化させながら、前記移動を行ったときに、形成される面と同一形状である
ことを特徴とする表示器。A display light guide in which the shape of the display character is three-dimensionally formed;
A point light source provided on the back surface of the display light guide;
A light condensing part provided between the point light source and the display light guide and having a parabolic light reflecting surface with a straight line as an axis perpendicular to the back surface of the display light guide ; and
In the display light guide, a segment shape for display is formed as the display character,
The light reflecting surface moves the parabola in a direction perpendicular to a surface formed by the parabola and the axis;
When the movement is performed while intermittently changing the inclination of the parabola so that the shape drawn by the end of the parabola substantially matches the shape of the end of the segment in the longitudinal direction by the movement, A display device having the same shape as the surface to be formed .
放物線を、該放物線と当該軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、
当該移動によって、前記放物線の端によって描かれる形状が、前記セグメントの長手方向側の形状とほぼ一致するように、前記放物線の傾きを連続的に変化させながら、前記移動を行ったときに、形成される面と同一形状の光反射面を
備えたことを特徴とする集光部。A light collecting unit provided between a display surface on which the segment-shaped portion emits light from the back surface and a point light source disposed on the back surface of the display surface;
Moving the parabola in a direction perpendicular to the plane formed by the parabola and the axis;
Formed when the movement is performed while continuously changing the inclination of the parabola so that the shape drawn by the end of the parabola substantially matches the shape of the segment in the longitudinal direction by the movement. A light condensing unit comprising a light reflecting surface having the same shape as the surface to be formed.
放物線を、該放物線と当該軸とによって形成される面に対して垂直な方向に移動させ、
当該移動によって、前記放物線の端によって描かれる形状が、前記セグメントの長手方向側の形状とほぼ一致するように、前記放物線の傾きを間欠的に変化させながら、前記移動を行ったときに、形成される面と同一形状である
ことを特徴とする集光部。A light collecting unit provided between a display surface on which the segment-shaped portion emits light from the back surface and a point light source disposed on the back surface of the display surface;
Moving the parabola in a direction perpendicular to the plane formed by the parabola and the axis;
Formed when the movement is performed while the inclination of the parabola is intermittently changed so that the shape drawn by the end of the parabola substantially matches the shape of the segment in the longitudinal direction by the movement. Condensing part characterized by having the same shape as the surface to be formed.
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