JP4199383B2 - 計器用表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に取付けられる計器用表示装置に関し、特にアナログ表示式計器の透過照明式表示板とデジタル表示式計器の液晶表示装置(以下、LCDパネルという)を照明する計器用表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車のアナログ表示式計器やデジタル表示式計器において、均一な照明を得ることは、表示板の照明やLCDパネル全体の照明であっても表示部(文字、数字、図形、符号等)は光源からの光が透過せず他の部分が透過するいわゆる全面照明では特に重要となる。そのため、これらの計器においては、光源として広い面積を均一に照明する面発光光源装置を用いている。この面発光光源装置としては、EL等の面状光源も考えられるが、コスト等の点で難点があるため、電球、冷陰極管等の点または線光源と、導光板、拡散板、反射板等で構成したものが最も一般的である。
【0003】
図7は従来の計器用表示装置を示す正面図、図8は図7のVIII−VIII線断面図で、(a)は昼間時の照明状態を示す断面図、(b)は夜間時の照明状態を示す断面図である。この計器用表示装置1は、自動車の運転席の前面側に位置するダッシュボードに取付けられ、自動車の走行中に運転者に各種情報を伝達するコンビネーションメータを構成するもので、ケース2、表示板3、見返し板4、プリント配線板5、透明カバー6、アナログ式の回転計7、速度計8、ウォーニングインジケータ9、トランスミッションインジケータ10、時刻、走行距離、燃料の残量等を表示するLCDパネル11等を備えている。また、昼間時に前記LCDパネル11をバックライト照明する第1の光源12、夜間時に前記表示板3とLCDパネル11を照明する第2の光源13、導光板14等を備えている。
【0004】
前記LCDパネル11は、裏面側に透光性を有する拡散板15を有してLCD保持器16の前面開口部に配設され、このLCD保持器の爪によって固定されている。LCD保持器16は、白色樹脂材料によって前後に開放する左右方向に長い矩形の枠状体に形成されることにより内面16aが反射面を形成し、前記表示板3の前面中央部の下縁に沿って配設されている。
【0005】
前記第1の光源12と第2の光源13は、それぞれ電球からなり、前記LCDパネル11の後方に位置するように前記ケース2に配設されている。第1の光源12は、LCD保持器16の内部中央に位置するように、前記ケース2にソケット17を介して配設され、その先端部が前記表示板3に形成した挿通孔からLCD保持器16内に突出している。このため、導光板14にも挿通孔18が形成されている。
【0006】
一方、第2の光源13は、2個の電球13A,13Bからなり、前記第1の光源12の左右両側に略等距離隔てて位置するように前記ケース2に同じくソケット17を介して配設され、その先端部が前記表示板3に形成した挿通孔からLCD保持器16内に突出している。このため、導光板14にも各電球13A,13Bに対応して挿通孔20が形成されている。また、各電球13A,13Bには、青色に着色された透光性を有するキャップ21がそれぞれ被冠されている。さらに、前記ケース2の表面には、導光板14の挿通孔18に嵌合する円筒状の遮光壁22が一体に突設されており、これによって第1の光源12の光が導光板14内に入るのを防止している。
【0007】
このような計器用表示装置1において、昼間時は図8(a)に示すように第1の光源12を点灯し、その光を拡散板15によって拡散してLCDパネル11の表示面をバックライト照明する。一方、夜間時は図8(b)に示すように第2の光源13を点灯し、LCDパネル11をバックライト照明するとともに、その光を挿通孔20の孔壁面より導光板14内に導いて導光板14の前面から出光させることにより表示板3の透過発光部を照明する。このとき、第2の光源13は青色に着色されたキャップ21が被冠されているため、昼間時の照明光とは異なる色調でLCDパネル11を照明する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の計器用表示装置1においては、均一照明と薄形化が要請されているが、薄形化すればするほど均一照明が難しく、LCDパネル11の表示面全体を均一な明るさで照明することができなくなるという問題があった。すなわち、薄形化を図るためにLCDパネル11と第1、第2の光源12,13との間隔はますます狭くなる傾向にある。しかし、LCDパネル11と第1、第2の光源12,13との間隔が狭くなると、第1の光源12からLCDパネル11の中央までの距離と、第1の光源12からLCDパネル11の端部までの距離の差が大きくなるため、昼間時の照明においてはパネルの中央部分が最も明るく、中央部分より遠くなるにしたがって徐々に明るさが低下する。この傾向はLCDパネル11が第1、第2の光源12,13の配列方向に長くなればなるほど大きくなる。一方、夜間時の照明においては2個の電球13A,13Bからなる第2の光源13によって照明するため、各電球13A,13Bに対向する部分が最も明るく、中央部と両端部の明るさが低下する。
【0009】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、LCDパネルの表示面全体を略均一な明るさで照明することができるようにした計器用表示装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第1の発明は、LED保持器の内部中央に配設され液晶表示装置の中央をバックライト照明する第1の光源と、前記第1の光源の両側にそれぞれ略等距離隔てて位置するように前記LED保持器内に配設され前記液晶表示装置をバックライト照明する複数個からなる第2の光源と、前記第1の光源と前記液晶表示装置との間のほぼ中間に位置するように配設され、前記液晶表示装置の前記第1の光源によって最も明るく照明される中央部分をカバーする幅を有する半透過反射板とを備えたものである。
【0011】
第2の発明は、前記第1の光源が昼間時に用いられ、前記第2の光源が夜間時に用いられるものである。
第3の発明は、前記第1、第2の光源が昼間時と夜間時の両方に用いられるものである 第4の発明は、前記半透過反射板が乳白色の合成樹脂である。
【0012】
本発明において、半透過反射板は第1の光源からの光の一部を透過し、一部の光を反射することにより、液晶表示装置の中央部分を照明する照明光の光量を減ずる。
第2の光源は液晶表示装置のサイズに合わせて複数個用いられる。例えば矩形の場合、第1の光源を中央に配置し、第2の光源を2個とし液晶表示装置の長手方向で第1の光源の両側にそれぞれ配置する。液晶表示装置が正方形で第2の光源が3個以上の場合は、第1の光源を中心とする同一円周上に等間隔をおいて配置する。
昼間時は車室内が明るいため、第1、第2の光源をともに点灯して液晶表示装置を照明すると、明るさを向上させることができる。一方、夜間時は車室内が暗いため、第1の光源を消灯し、第2の光源のみを点灯して照明すると、明るさを減少させることができる。こうすることにより昼間および夜間時とも同一色で、かつ明るさのバランスがとれた照明となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る計器用表示装置の一実施の形態を示す正面図、図2は図1のII−II線断面図、図3は図1のIII −III 線断面図、図4は図1のIV−IV線断面図、図5は昼間照明時における要部の拡大断面図、図6は夜間照明時における要部の拡大断面図である。なお、従来技術の欄で示した構成部材等と同一のものについては同一の符号をもって示し、その説明を適宜省略する。
【0014】
これらの図において、計器用表示装置30は、自動車の運転席の前面側に位置するダッシュボードに取付けられることにより、自動車の走行中に運転者に各種情報を伝達するコンビネーションメータを構成するもので、ケース2、表示板3、見返し板4、ケース2の背面側に取付けられたプリント配線板5、見返し板4の前面開口部を覆う透明カバー6等を備えている。また、エンジンの回転数を表示する回転計7、走行速度を表示するアナログ式の速度計8、半ドア、シートベルト未着用、バッテリ低下等の各種の警告を絵柄31によって表示するウォーニングインジケータ9、変速機のセレクトレバーのシフト位置を「P」、「R」、・・・、「2」等のローマ字および数字32で表示するトランスミッションインジケータ10、時刻、走行距離、燃料の残量等を表示するLCDパネル11等を備えている。さらに、昼間時に前記LCDパネル11をバックライト照明する第1の光源12、夜間時に前記表示板3とLCDパネル11を照明する第2の光源13、導光板14等を備えている。
【0015】
前記ケース2は合成樹脂製で、前記ダッシュボードに前記見返し板4とともに止めねじによって固定されており、前面中央に前記表示板3が導光板14を介して配設されている。ケース2の前面で前記見返し板4が取付けられている部分より下方部分には、複数個の雌型コネクタ33が取付けられており、これらの雌型コネクタ33に前記各種計器、インジケータ、光源用等の図示しないケーブルが雄型コネクタを介して接続されるように構成されている。そして、ケース2の裏面側には裏カバー34が取付けられている。
【0016】
図1において、前記表示板3は、ポリカーボネート樹脂等の透光性を有する材料によってシート状に形成され、表面に前記絵柄31、ローマ字および数字32以外にも前記回転計7、速度計8、ウォーニングインジケータ9、シグナルランプの方向指示、前照灯のビーム切替え等に必要な数字35,36、目盛り39、記号37,38等が表示部として表示されている。これらの表示部のうち、回転計7と速度計8の表示部である数字35,36と目盛り39の周囲部分39aは、指針41,42の軸を中心とする同一円周上にそれぞれ遮光膜の印刷、その他の方法によって形成されることにより光不透過部を形成している。また、回転計7と速度計8の表示領域43A,43Bのうち、数字35,36と目盛り39の周囲部分39aを除く部分(図1に斜線で示す領域)および目盛り39は、透光性を有する白色半透明な印刷が施されることにより、透過発光部45A,45Bをそれぞれ形成している。これらの透過発光部45A,45Bは、夜間照明時に前記第2の光源13によって照明される。
【0017】
前記表示領域43A,43Bより外側の領域44は光不透過部を形成しており、前記ウォーニングインジケータ9の絵柄31と、トランスミッションインジケータ10の「P」、「R」・・・、「2」等のローマ字と数字32と、シグナルランプの方向指示、前照灯のビーム切替え等に必要な記号37,38が表示されている。これらの絵柄31、ローマ字および数32および記号37,38は、いずれも透光性を有する表示部を形成している。また、各ローマ字と数字32の近傍には小さな円形の光透過部46が形成されている。
【0018】
前記ウォーニングインジケータ9の絵柄31は、当該絵柄によって表す警告を発する事態が発生したとき各絵柄毎にケース前面側に配設した光源48(図4)によって照明されるように構成されている。光源48は電球、LED等からなり、前記ケース2の前面に各絵柄31毎に画成した光源収納凹部49内にそれぞれ収納されており、これによって各光源48が当該絵柄以外の絵柄を照明しないようにしている。
【0019】
前記トランスミッションインジケータ10の「P」、「R」・・・、「2」等のローマ字と数字32は、夜間照明時に前記第2の光源13によって照明される。一方、各ローマ字と数字32に近接して形成された円形の各光透過部46は、各光透過部毎にケース前面側に配設した光源50(図3)によって選択的に照明されるように構成されている。この光源50は、前記ケース2の前面に各ローマ字と数字32毎に画成した光源収納凹部51内にそれぞれ収納されており、これによって各光源50が当該光透過部46以外の光透過部を照明しないようにしている。
【0020】
同じく、前記シグナルランプの方向指示、前照灯のビーム切替えの表示部を形成する前記記号37,38も、各記号毎にケース前面側に配設した光源53(図4)によって照明されるように構成されている。各光源53は、ケース2の前面に各光源毎に画成した光源収納凹部54内にそれぞれに配設されており、これによって各光源53が当該記号以外の記号を照明しないようにしている。
【0021】
図5および図6において、前記LCDパネル11は裏面側に透光性を有する拡散板15を有し、LCD保持器16の爪によって保持されて表示板3の前面中央部の下縁に沿って配設されている。そして、LCDパネル11はフレキシブルプリント配線板55(図3)によって前記プリント配線板5に接続されている。
【0022】
前記LCD保持器16は、白色樹脂材料によって前後に開放する左右方向に長い矩形の枠状体に形成され、前記表示板3および導光板14を通って前記ケース2にねじ込まれる複数個のねじ56(図2、図5、図6)によって表示板3の表面に固定されている。LCD保持器16の内壁面は、反射面16aを形成している。
【0023】
前記第1の光源12と第2の光源13は、それぞれ電球からなり、前記LCD保持器16内に位置するようにLCDパネル11の背面側に配設されている。第1の光源12は、LCD保持器16の内部中央に位置するように、前記ケース2にソケット17を介して配設され、その先端部が前記導光板14および表示板3に形成した挿通孔18,60からLCD保持器16内に突出している。また、前記ケース2の表面には、前記挿通孔18に嵌合する円筒状の遮光壁22が一体に突設されており、これによって第1の光源12の光が導光板14内に入るのを防止している。
【0024】
一方、第2の光源13は、2個の電球13A,13Bで構成されている。これらの電球13A,13Bは、前記第1の光源12の左右両側に略等距離隔てて位置するように前記ケース2にソケット17を介してそれぞれ配設され、その先端部が前記導光板14および表示板3に形成した挿通孔20,61からLCD保持器16内に突出している。また、各電球13A,13Bには、青色に着色された透光性を有するキャップ21がそれぞれ被冠されている。
【0025】
さらに、前記LCD保持器16の内部には、本発明を特長づける透光性を有する半透過反射板63が配設されている。この半透過反射板63は乳白色で耐熱性を有するポリカーボネート樹脂等によって形成され、昼間照明時と夜間照明時に、第1、第2の光源12,13からの光の一部を透過し、一部を反射する機能を有するもので、LCDパネル11と第1の光源12との間に配設され、両端がLCD保持器16の上下壁に固定されている。また、半透過反射板63は、昼間照明時にLCDパネル11の最も明るく照明される中央部分をカバーする幅を有し、LCDパネル11と第1の光源12の中間位置よりも若干第1の光源12寄りに配設されている。このような半透過反射板63の幅および取付位置は、LCDパネル11と第1の光源12との間隔、LCDパネル11の長さ、第1の光源12と第2の光源13との間隔等によって決定される。半透過反射板63が乳白色であると、半透過反射板63を透過した光の色と反射した光の色の差が少ないため、全体の照明色に与える影響が少ない。半透過反射板63の透過率は、光源の規格、照明色の明るさ等によって決定される。
【0026】
このような計器用表示装置30において、昼間照明時は図5に示すように第1の光源12を点灯してLCDパネル11をバックライト照明する。このとき、第2の光源13は消灯している。第1の光源12から前方に出た光は、半透過反射板63に入射すると、その一部が半透過反射板63を透過し、一部が反射する。そして、半透過反射板63を透過した透過光70aは、拡散板15により拡散され、LCDパネル11の表示面の中央部分を照明する。一方、半透過反射板63によって反射した反射光70bは、表示板3の表面で反射しLCDパネル11の端部を照明する。したがって、表示面の中央部分の明るさは、図7および図8に示した従来の表示装置に比べて、半透過反射板63によって反射した反射光70bの光量分だけ低下する。
【0027】
第1の光源12から斜め左右方向に出た光70cは、半透過反射板63には入射せず、従来装置と同様にそのまま、またはLCD保持器16の内壁面16aに当たって反射した後、LCDパネル11の表示面の中央部分以外の部分を照明する。したがって、LCDパネル11の端部の明るさは、従来装置に比べて半透過反射板63により反射した反射光70bの光量分だけ増大する。この結果、LCDパネル11の表示面全体の明るさが均一な昼間照明を得ることができる。
【0028】
夜間照明時は図6に示すように第2の光源13を点灯して表示板3とLCDパネル11を照明する。このとき、第1の光源12は消灯している。一方の電球13Aによる照明について説明すると、この電球13Aから横方向に出た光71aは、挿通孔20の孔壁面を通って導光板14内に入射し、表面から出光することにより表示板3の透過発光部45A(図1の左側斜線部)を照明する。この表示板3の照明においては半透過反射板63によって影響されることがないので、透過発光部45Aの明るさは、従来装置における明るさと等しい。
【0029】
電球13AからLCDパネル11の中央部分に向かって出た光71bは、拡散板15に当たると、その一部71cが拡散板15を透過してLCDパネル11の表示面の中央部分を照明し、一部が拡散板15で反射する。この反射光71dは半透過反射板63の表面に当たって反射した後、LCDパネル11の表示面の中央部分を照明する。したがって、中央部分の明るさが従来装置に比べて反射光71dの光量分だけ増大する。
【0030】
一方、電球13Aから斜め方向に出て他方の電球13Bに対応する表示面部分を照明する光71eは、半透過反射板63の裏面に当たって反射する。そして、この反射光71eは表示板3の表面に当たって反射し、さらにLCD保持器16の内壁面16aに当たって反射した後、LCDパネル11の端部を照明する。したがって、LCDパネル11の端部の明るさが増大し、電球13Bに対応する部分の明るさが減少する。電球13Bによる照明についても同様である。この結果、LCDパネル11の表示面全体の明るさが均一な夜間照明を得ることができる。
【0031】
ここで、上記した実施の形態においては、昼間時に第1の光源12を点灯してLCDパネル11を照明し、夜間時に第2の光源13を点灯してLCDパネル11を照明する例について示したが、他の実施の形態として昼間時と夜間時のいずれにおいても第1、第2の光源13を点灯してLCDパネル11を照明してもよい。その場合も、上記した通り半透過反射板63がこれら光源からの光を透過、反射するため、均一な照明が得られる。また、昼間時と夜間時の照明色は同一であってもよい。
【0032】
なお、上記した実施の形態においては、第1、第2の光源12,13として電球を用いた例を示したが、これに限らず光拡散タイプのLEDを用いてもよい。また、第1、第2の光源を異なる照明色とし、第1の光源および第2の光源を切り替えることにより、あるいは両方を点灯させることにより、照明色を運転者が任意に選択することができる液晶表示装置や、液晶表示方式を採用した時計、カーラジオ、エアコン制御パネル等にも応用可能である。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る計器用表示装置によれば、半透過反射板を第1の光源とLCDとの間に配設したので、第1の光源に対応する部分の光量が減少し、液晶表示装置の表示面全体の明るさが均一になり、照明効果を向上させることができる。
また、一枚の半透過反射板を用いるだけでよいので、構造が簡単で、安価に製作することができる。さらに、従来装置であっても簡単に改造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る計器用表示装置の一実施の形態を示す正面図である。
【図2】 図1のII−II線断面図である。
【図3】 図1のIII −III 線断面図である。
【図4】 図1のIV−IV線断面図である。
【図5】 昼間照明時における要部の拡大断面図である。
【図6】 夜間照明時における要部の拡大断面図である。
【図7】 従来の計器用表示装置を示す正面図である。
【図8】 図7のVIII−VIII線断面図で、(a)は昼間時の照明状態を示す断面図、(b)は夜間時の照明状態を示す断面図である。
【符号の説明】
2…ケース、3…表示板、4…見返し板、7…回転計、8…速度計、11…LCDパネル(液晶表示装置)、12…第1の光源、13…第2の光源、14…導光板、30…計器用表示装置、63…半透過反射板。
Claims (4)
- LED保持器の内部中央に配設され液晶表示装置の中央をバックライト照明する第1の光源と、
前記第1の光源の両側にそれぞれ略等距離隔てて位置するように前記LED保持器内に配設され前記液晶表示装置をバックライト照明する複数個からなる第2の光源と、
前記第1の光源と前記液晶表示装置との間のほぼ中間に位置するように配設され、前記液晶表示装置の前記第1の光源によって最も明るく照明される中央部分をカバーする幅を有する半透過反射板とを備えたことを特徴とする計器用表示装置。 - 請求項1記載の計器用表示装置において、
前記第1の光源が昼間時に用いられ、前記第2の光源が夜間時に用いられることを特徴とする計器用表示装置。 - 請求項1記載の計器用表示装置において、
前記第1、第2の光源が昼間時と夜間時の両方に用いられることを特徴とする計器用表示装置。 - 請求項1、2、3のうちのいずれか一項記載の計器用表示装置において、
前記半透過反射板が乳白色の合成樹脂であることを特徴とする計器用表示装置。
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