JP4424311B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、被照明エリアを照明するための照明装置に関する。

車両用計器に備えられた液晶パネルを均一照明するための照明装置として、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。これは、いわゆるエッジライトタイプのバックライト装置であり、入射端面に入射した照明光を内部で拡散し、出射面から液晶パネルに向けて照射する導光板と、この導光板の入射端面に照明光を出射する複数の発光ダイオードとから構成されている。

導光板は矩形形状の液晶パネルと略同一形状とされており、これが液晶パネルの背面側に重ねて配置されており、各発光ダイオードは入射端面に向けて照明光を出射可能な姿勢で、且つ、導光板の入射端面の延伸方向に沿って等間隔で並列配置されている。従って、各発光ダイオードからの照明光は、導光板で拡散され、液晶パネルに均一照射される。
特開２００４−２９１９４９号公報

ところで、この種の車両用計器では、スピードメータ等の他の計器も備えられていることが多く、配置スペースの兼ね合いから、他の計器を液晶パネルのうち情報を表示しない領域に重ねて配置することがある。この場合には、液晶パネルのうち視認可能な領域（被照明エリア）の形状が矩形とは異なる形状となる。

このような場合であっても、視認可能な領域の表示輝度は均一に保たれるが、一方で、他の計器に隠蔽されて視認されない領域にも照明光が照射されることとなる。そうすると、この領域からの漏光によって、視認性の低下をきたす虞があるから、これを遮光する必要がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被照明エリアの形状に関わらず、この被照明エリアを均一照射しつつ、且つ、照明エリア外への漏光を防止することができる照明装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明では、入射端面から入射した照明光を拡散して出射面から被照明エリアに向けて照射する導光板と、入射端面に向けて照明光を出射可能な姿勢で、且つ、入射端面の延伸方向に沿って並列配置した複数の発光手段とを備え、被照明エリアを照明するための照明装置において、導光板の出射面における光出射領域は、被照明エリアと同一形状に形成されており、複数の発光手段が隣接する離間間隔を、光出射領域のうち延伸方向と直交方向の幅寸法が相対的に大きい範囲では狭く設定し、幅寸法が相対的に小さい範囲では広く設定した。

請求項１の発明によれば、各発光手段の照明光が担当する被照明エリア上の範囲が均一化されて被照明エリアに均一輝度の照明光を照射することができるから、この被照明エリアを均一照明することができる。また、被照明エリア以外の領域に照明光が漏光することがないため、別途遮光対策を講じる必要がない。

請求項２の発明では、離間間隔は、互いに隣接する発光手段から出射される照明光の光芒が、照明光の出射方向において被照明エリアに到達する前に重なりあう離間間隔としたことを特徴としている。

互いに隣接する発光手段の照明光の光芒が、その照明光の出射方向において被照明エリア内で重なる場合、被照明エリアの縁側で照明光が照射されない部分が発生し、被照明エリアに照明光が均一照射されないという不具合が生じる。従って、請求項２のように、離間間隔を、互いに隣接する発光手段から出射される照明光の光芒が、その照射光の出射方向において被照明エリアに到達する前に重なりあう間隔に設定すれば、被照明エリアの縁側にも照明光が照射されるため、被照明エリア全体に均一に照明光が照射される。

請求項３の発明では、導光板に形成された光反射面を、被照明エリアと同一形状としたことで、光出射領域が被照明エリアと同一形状とされていることを特徴としている。このようにすれば、被照明エリアの形状に応じて導光板の形状を変更する必要がないため、被照明エリアが様々な形状であっても対応し易い。

請求項４の発明では、導光板は、被照明エリアと同一形状とされていることを特徴としている。このようにすれば、被照明エリア外に照明光が照射されることがないため、照明光が他の領域に照射されることによる不具合の発生を防止することができる。

＜第１の実施形態＞
本発明に係る照明装置を車両用計器のバックライト装置に適用した一実施形態について図１ないし図６を参照して説明する。尚、図１は、本実施形態のコンビネーションメータの構成を示した正面図である。図２は、バックライト装置及び液晶パネルの構成を示した側面図である。図３は、バックライト装置の構成を示した正面図である。図４は、バックライト装置の構成を示した背面図である。図５は、暗部が形成されるときの照明光の光芒を示したバックライト装置の正面図である。図６は、暗部が形成されないときの照明光の光芒を示したバックライト装置の正面図である。

本実施形態の車両用計器は、図１に示すように、各種車両情報を表示する液晶パネル１００、車速を指示するスピードメータ２００、及びエンジン回転数を指示するタコメータ３００を備えている。

液晶パネル１００は、正方形の表示面１１０を有しており、当該表示面１１０にシフトポジション、ターンシグナル等の各種車両情報を表示する。この液晶パネル１００は、後述するバックライト装置４００により背面側から照明光Ｌが照射されて、表示面１１０が照明される。また、スピードメータ２００及びタコメータ３００は指針式計器であり、外郭形状が円形形状に形成されている。

液晶パネル１００、スピードメータ２００、及びタコメータ３００のレイアウトは図示のようになっている。即ち、液晶パネル１００の左右にメータ２００，３００をそれぞれ配置している。さらに、液晶パネル１００は各メータ２００，３００に対して後方にオフセット配置されており、各メータ２００，３００が液晶パネル１００の表示面１１０の一部に重なっている。このため、表示面１１０の一部が隠蔽されることによって、視認不可となっている。従って、表示面１１０のうち、メータ２００，３００が重なっていない領域（本発明の、「被照明エリア」であり、以下、視認可能領域１１０Ａという。）が視認可能とされる。従って、この視認可能領域１１０Ａは、中央側に向けて幅狭となる形状となっている。尚、表示面１１０のうちメータ２００，３００が重なる領域には、車両情報の表示がなされないようになっている。

バックライト装置４００は、入射端面４１１に入射した照明光Ｌを拡散して出射面４１２から液晶パネル１００に向けてこの照明光Ｌを出射する導光板４１０と、この導光板４１０の入射端面４１１に照明光Ｌを出射する複数の発光ダイオード４２０（発光手段）とから構成されている。

導光板４１０は、液晶パネル１００の表示面１１０と略同一形状を有しており、当該液晶パネル１００の背面側に出射面４１２を密着させた状態で配置されている。導光板４１０の背面側に形成された光反射面４１３の形状は、上記の視認可能領域１１０Ａと同一形状とされており、入射端面４１１から内部に入射した照明光Ｌは、この光反射面４１３によって拡散反射されて出射面４１２から液晶パネル１００に照射される。このとき、導光板４１０の出射面４１２のうち、光反射面４１３と対応する範囲（光出射領域ＡＬ）から照明光Ｌが出射されるから、視認可能領域１１０Ａにのみ照明光Ｌが照射されることとなる。

複数（例えば、５つ）の発光ダイオード４２０は、入射端面４１１に向けて照明光Ｌを出射可能な姿勢で、且つ、上下方向に（入射端面４１１の延伸方向に沿って）並列配置されている。各発光ダイオード４２０は、白色の照明光Ｌを出射するものであり、それぞれ均一輝度の照明光Ｌを出射するものとされている。

これら発光ダイオード４２０が隣接する離間間隔は以下のようにして設定されている。まず、液晶パネル１００の視認可能領域１１０Ａにおいて、各発光ダイオード４２０の担当領域を上下方向にＡ〜Ｅとなるように分割する。そして、これら担当領域Ａ〜Ｅのそれぞれが同一面積となるように光反射面４１３（光出射領域ＡＬ）を区画するのである。

このようにして決定された各担当領域Ａ〜Ｅの横幅寸法（入射端面４１１の延伸方向と直交方向における幅寸法）は、視認可能領域１１０Ａが中央側に向けて幅狭となるように形成されているため、担当領域Ａ〜Ｅの上下寸法は、上下端側のものよりも中央側のもののほうが大きくなっている。

従って、各担当領域Ａ〜Ｅの上下中央位置に各発光ダイオード４２０を配置した場合には、図３に示すように、上下端側に位置する発光ダイオード４２０とこれに隣接する発光ダイオード４２０の離間間隔Ｄ１，Ｄ４は相対的に狭く設定され、逆に、中央側に位置する発光ダイオード４２０とこれに隣接する発光ダイオード４２０の離間間隔Ｄ２，Ｄ３は相対的に大きく設定される（本実施形態では、Ｄ１＝Ｄ４＜Ｄ２＝Ｄ３である）。即ち、離間間隔Ｄ１〜Ｄ４は、横幅寸法（入射端面４１１の延伸方向と直交方向の幅寸法）が相対的に大きい範囲では狭く設定され、逆に、横幅寸法が相対的に小さい範囲では広く設定される。

これによって、液晶パネル１００の視認可能領域１１０Ａに照射される照射光Ｌの輝度が均一化され、視認可能領域１１０Ａが矩形以外の形状に形成されたとしても、視認可能領域１１０Ａの表示輝度を均一に保つことができる。また、視認可能領域１１０Ａ以外の領域に照明光Ｌが漏光することがないため、別途遮光対策を講じる必要がない。

また、導光板４１０に形成された光反射面４１３を、視認可能領域１１０Ａと同一形状としているから、導光板４１０の出射面４１２のうち、光反射面４１３と対応する範囲である光出射領域ＡＬから照明光Ｌが出射され、視認可能領域１１０Ａにのみ照明光Ｌが照射されることとなる。このようにすれば、視認可能領域１１０Ａの形状に応じて導光板４１０の形状を変更する必要がないため、視認可能領域１１０Ａの形状が様々であっても対応し易い。

ところで、上記実施形態のように、複数の発光ダイオード４２０を所定の離間間隔Ｄ１〜Ｄ４でもって並列配置して用いた場合、互いに隣接する発光ダイオード４２０から出射される照明光Ｌの光芒が、この照明光Ｌの出射方向において、視認可能領域１１０Ａ内で重なり合う離間間隔とされることがある。このような場合には、光反射面４１３の縁側で照明光Ｌが照射されない部分が発生し、これによって、視認可能領域１１０Ａの縁側に照射光Ｌが照射されない暗部が生じ、視認可能領域１１０Ａが均一照明されないという不具合が生じる（図５参照）。

従って、上記の離間間隔を、互いに隣接する発光ダイオード４２０から出射される照明光Ｌの光芒が、この照明光Ｌの出射方向において視認可能領域１１０Ａに到達する前に重なりあう離間間隔に設定する、即ち、発光ダイオード４２０の個数を増加してより狭い離間間隔に設定することが望ましい。このようにすることで、光反射面４１３全体に照明光Ｌが照射されるため、視認可能領域１１０Ａに照明光Ｌを均一照射することができる（図６参照）。

＜変形例＞
本実施形態の変形例について図７又は図８を参照して説明する。この変形例では、導光板４１０の背面側に視認可能領域１１０Ａと同一形状の光反射面４１３を形成し、出射面４１２側全体に、例えばプリズム加工を施して集光性を付与した光拡散面４１４を形成している。従って、この光拡散面４１４によって、出射面４１２から出射した照明光Ｌが視認可能領域１１０Ａ側に集光され、もって、視認可能領域１１０Ａの表示輝度を高輝度化することができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２の実施形態について図９を参照して説明する。尚、上記実施形態と同一部分の説明は省略し、相違点のみを説明する。本実施形態は、視認可能領域１１０Ａと同一形状の導光板４１０を用いたところが上記実施形態と相違している。このようにすれば、視認可能領域１１０Ａ以外の領域に照射光Ｌが発せられることがないため、照射光Ｌがメータ２００，３００等の他の領域に照射されることによる不具合の発生を防止することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明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することができる。

上記実施形態では、本発明を、液晶パネル１００を照明するバックライト装置４００に適用した例を示したが、例えば、文字盤を透過照明するためのバックライト装置４００に適用しても良い。

第１の実施形態のコンビネーションメータの構成を示した正面図である。 バックライト装置及び液晶パネルの構成を示した側面図である。 バックライト装置の構成を示した正面図である。 バックライト装置の構成を示した背面図である。 照明光の光芒を示したときのバックライト装置の正面図である。 照明光の光芒を示したときのバックライト装置の正面図である。 変形例におけるバックライト装置の正面図である。 変形例におけるバックライト装置の背面図である。 第２の実施形態におけるバックライト装置の正面図である。

符号の説明

１００…液晶パネル
１１０Ａ…視認可能領域（被照明エリア）
２００…スピードメータ
３００…タコメータ
４００…バックライト装置
４１０…導光板
４１１…入射端面
４１２…出射面
４１３…光反射面
４１４…光拡散面
４２０…発光ダイオード
ＡＬ…光出射領域
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…離間間隔

Claims (4)

1. 入射端面から入射した照明光を、内部で拡散して出射面から被照明エリアに向けて照射する導光板と、
   前記入射端面に向けて前記照明光を出射可能な姿勢で、且つ、前記入射端面の延伸方向に沿って並列配置した複数の発光手段とを備えており、前記被照明エリアを照明する照明装置において、
   前記導光板の前記出射面における光出射領域は、前記被照明エリアと同一形状に形成されており、
   前記複数の発光手段が隣接する離間間隔を、前記光出射領域のうち前記延伸方向と直交方向の幅寸法が相対的に大きい範囲では狭く設定し、前記幅寸法が相対的に小さい範囲では広く設定したことを特徴とする照明装置。
2. 前記離間間隔は、互いに隣接する発光手段から出射される照明光の光芒が、前記照明光の出射方向において前記被照明エリアに到達する前に重なりあう離間間隔であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記導光板に形成された光反射面を、前記被照明エリアと同一形状としたことで、前記光出射領域が前記被照明エリアと同一形状とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 前記導光板は、前記被照明エリアと同一形状とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。

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