JP6327465B2

JP6327465B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP6327465B2
Application number: JP2014151511A
Authority: JP
Inventors: 高橋　泰史; 泰史高橋
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: WO2016013415A1; JP2016029427A; CN106663399B; EP3174035A4; CN106663399A; EP3174035A1

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載された車両用計器に備えられる発光装置に関するものである。

従来より、この種の発光装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載の発光装置は、車両用計器の上部中央に組み込まれたアンビエント表示器からなり、所定の仮想線（仮想水平ライン）に沿って延在する横長形状の光透過部を有する樹脂製の前面パネルと、当該光透過部に照明光を供給すべく、仮想水平ラインに沿うように回路基板に等間隔で実装（配設）される複数個の緑色ＬＥＤ（光源）と、各緑色ＬＥＤを包囲するように前面パネルと回路基板との間に配置される遮光性樹脂材料からなるケース体と、各緑色ＬＥＤの点灯制御を行う制御部とを備えている。

例えば制御部は、異常状態（例えばエンジン系統の異常状態）が発生していない場合、その旨を、運転者に報知すべく、緑色ＬＥＤを点灯動作させる処理を実行し、これにより緑色ＬＥＤが点灯して、前記光透過部が緑色に発光表示される構成となっている。車両を運転している運転者は、この緑色に発光表示されたアンビエント表示を視認することで、前記異常状態が発生していないことを瞬時に認識することができるというものである。

特開２００２ー７９８４７号

しかしながら、特許文献１に記載のアンビエント表示器のごとき発光装置の場合、横長形状に形成された前面パネルの光透過部の真下（直下）に複数の緑色ＬＥＤ（光源）が等間隔で配置される構成となっているため、緑色ＬＥＤの点灯時において、緑色ＬＥＤの真上に位置する光透過部箇所が、緑色ＬＥＤの真上に位置していない光透過部箇所よりも明るく発光し、これに伴って緑色ＬＥＤからの照明光を受けて発光する光透過部において、輝度ムラが発生してしまうという問題点があり、この点で更なる改良の余地が残されていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、光透過部の輝度ムラの発生を抑制することが可能な発光装置の提供を目的とするものである。

本発明は、所定の仮想線に沿って延在する光透過部を有する前面パネルと、前記光透過部に照明光を供給すべく、前記仮想線に沿うように回路基板に配設される複数個の光源と、前記光源から前記光透過部へと至る照明光の光路中に配置される導光部材と、前記光源と前記導光部材とを収納する空間部を有するケース体とを備え、前記ケース体には、前記導光部材から出射される照明光のうち前記光源の光軸付近から発せられる第１照明光を前記仮想線に沿う複数方向に分光させる分光部と、前記導光部材から出射される照明光のうち前記光源の光軸から外れた領域に発せられる第２照明光を前記光透過部に向けて反射させる第１の反射部とが設けられ、前記分光部と前記第１の反射部とが前記仮想線に沿い交互に配置されるとともに前記分光部に対応するように前記回路基板に前記光源が配設されていることを特徴とする。

また本発明は、前記導光部材から出射される照明光のうち前記第１、第２照明光を除いた第３照明光を前記光透過部に向けて反射させる第２の反射部が、前記分光部と前記第１の反射部との間に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、光透過部の輝度ムラの発生を抑制することが可能な発光装置を提供できる。

本発明の実施形態による発光装置を含む車両用計器の正面図。同実施形態による発光装置の分解斜視図。同実施形態によるケース体の正面図。図３のＡ−Ａ断面図。図３のＢ−Ｂ断面図。図３のＣ−Ｃ断面図。同実施形態による第１、第２照明光の光路を説明するためのケース体の斜視図。同実施形態によるケース体と前面パネルの光透過部との位置関係を示す図。

以下、図１〜図８に基づいて、本発明の発光装置を例えば車両に搭載された車両用計器に適用した場合を例に挙げて実施形態を説明する。

図１において、車両用計器は、車速情報等の各種車両情報を表示する液晶表示パネルＤ１と、発光装置Ｄ２とが上下に並設された構成となっている。

発光装置Ｄ２は、図２〜図４に示すように、所定の仮想線である仮想水平ラインＰに沿って延在する横長形状（帯状）の光透過部１１を有する前面パネル１０と、この前面パネル１０と略平行状態をなすように前面パネル１０の背後側に配置される回路基板２０と、光透過部１１に照明光を供給すべく、仮想水平ラインＰに沿うように回路基板２０上に等間隔で実装（配設）される複数個の光源３０と、各光源３０から光透過部１１へと至る照明光の光路中に配置される導光部材４０と、各光源３０と導光部材４０とを収納する空間部５１を有するケース体５０とを備えている。

前面パネル１０は、ポリカーボネート等からなる薄板状の透光性基板１２と、この透光性基板１２の表面に印刷形成された半透過性のスモーク層（暗色部）１３とを備え、前面パネル１０側に位置する上記空間部５１の上側空間部Ｔ１を塞ぐようにケース体５０によって支持されている。

そして、本例の場合、上側空間部Ｔ１に対応（対向）する前面パネル１０箇所（スモーク層１３箇所）が照明光を受けて発光可能な光透過部１１となっている。なお、ここでの詳細図示は省略するが、必要に応じて、透光性基板１２の背面に光拡散層を形成してもよい。

回路基板２０は、所定の配線パターンが施された硬質の配線基板からなり、上側空間部Ｔ１とは反対側となる空間部５１の下側空間部Ｔ２を塞ぐように設けられ、各光源３０と、液晶表示パネルＤ１の表示制御や各光源３０やの発光制御を行うマイクロコンピュータからなる制御手段（図示せず）と、抵抗、コンデンサ等の各種回路部品（図示せず）とが前記配線パターンに導通接続されている。

光源３０は、適宜色（例えば緑色光）を発するチップ型発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、下側空間部Ｔ２に対応する回路基板２０の表面箇所にそれぞれ実装されている。なお、ここでの個々の光源３０は、その光照射領域角度が光軸を中心として左右にそれぞれ略６０度の指向性を持つものが採用されている。このことは、各光源３０は、その光照射領域角度が略１２０度であることを意味している。

導光部材４０は、透光性合成樹脂によって形成され、その外形形状は光透過部１１の形状に対応させた横長形状となっており、適宜固定手段を用いてケース体５０に固定保持されている。

また導光部材４０は、図４に示すように仮想水平ラインＰと直交する方向に沿った断面形状が略三角形状となっており、各光源３０の発光面と対向し、各光源３０から発せられる照明光を受光する受光部４１と、この受光部４１を通じて導光部材４０内に導入された照明光を仮想水平ラインＰと略直交する方向に反射させるための傾斜面形状からなる反射面４２と、この反射面４２によって反射導光された照明光をケース体５０に備えられる後述する分光部及び第１、第２の反射部に向けて出射するための略立壁面形状からなる光出射部４３とを備えている。

ケース体５０は、例えば白色の合成樹脂材料によって形成され、図３、図４に示すように各光源３０を包囲するように前面パネル１０と回路基板２０との間に配置され、上側空間部Ｔ１を包囲する上側ケース部５２と、下側空間部Ｔ２を包囲する下側ケース部５３と、上側空間部Ｔ１と下側空間部Ｔ２とを連通させる傾斜空間部Ｔ３を有する屈曲形状の中間ケース部５４とが一体形成された構成となっており、前面パネル１０が上側ケース部５２によって支持されるともに導光部材４０が傾斜空間部Ｔ３と下側空間部Ｔ２とを跨ぐように配置された構成となっている。また、光透過部１１の真下から仮想水平ラインＰと直交する方向に沿い所定距離だけ離れた回路基板２０の表面箇所に各光源３０が実装された構成となっている。

ここで、図４、図７において、５５は、光出射部４３（導光部材４０）から出射される照明光のうち光源３０の光軸付近から発せられる第１照明光Ｌ１を仮想水平ラインＰに沿う複数方向（左右方向）に分光させるための分光部であり、この分光部５５はケース体５０に設けられている。

具体的には、分光部５５は、光出射部４３と対面している中間ケース部５４の内壁面５４ａ箇所であって、各光源３０の配設位置に対応した内壁面５４ａ箇所が上側空間部Ｔ１側に向けて隆起形成されることで得られた光分散用のリブからなる。なお、この場合、仮想水平ラインＰに沿った個々の分光部５５の断面形状は、略三角形状となっている（図１参照）。

そして、光出射部４３から出射される照明光のうち光源３０の光軸付近から発せられる第１照明光Ｌ１は、その一部の強い直進光が図７に示すように分光部５５によって仮想水平ラインＰに沿った左右方向に分散され、ケース体５０に設けられる後述する第１の反射部へと至る。なお、前記一部の強い直進光を除いた第１照明光Ｌ１は真上に進み、上側空間部Ｔ１を経て光透過部１１へと至ることになる。

また、図５、図７において、５６は、光出射部４３（導光部材４０）から出射される照明光のうち光源３０の光軸から外れた領域に発せられる第２照明光Ｌ２を光透過部１１に向けて反射させる第１の反射部であり、このケース体５０に設けられる第１の反射部５６は、隣り合う分光部５５同士を結ぶ（仮想水平ラインＰに沿った）ラインの略中間地点に複数個設けられている。

つまり、本例の場合、分光部５５と第１の反射部５６とが仮想水平ラインＰに沿い交互に配置されるとともに個々の分光部５５に対応するように回路基板２０上に光源３０がそれぞれ実装（配設）されている。

また、第１の反射部５６は、内壁面５４ａ箇所が上側空間部Ｔ１側に向けて隆起形成されることで得られた輝度調整用のリブからなり、その外形形状は分光部５５の外形形状と略同一形状となっている。

そして、光出射部４３から出射される照明光のうち光源３０の光軸から外れた（離れた）領域に発せられる比較的、光強度の弱い第２照明光Ｌ２は、図７に示すように分光部５５を挟むように設けられた隣り合う第１の反射部５６箇所にてそれぞれ反射され、この第１の反射部５６を通じて前面パネル１０側に反射した第２照明光Ｌ２は、上側空間部Ｔ１を経て光透過部１１へと至る。

また、図６において、５７は、分光部５５及び第１の反射部５６が形成されていない内壁面５４ａ箇所であって、光出射部４３（導光部材４０）から出射される照明光のうち第１、第２照明光Ｌ１、Ｌ２を除いた第３照明光Ｌ３を光透過部１１側に向けて反射させるための第２の反射部であり、このケース体５０に設けられる第２の反射部５７は、分光部５５とこれに隣接する第１の反射部５６との間に位置する傾斜形状の複数個の光反射面からなる。

そして、光出射部４３から出射される照明光のうち第１、第２照明光Ｌ１、Ｌ２を除いた第３照明光Ｌ３は、分光部５５と第１の反射部５６との間に設けられている第２の反射部５７によって反射され、上側空間部Ｔ１を経て光透過部１１へと至る。

以上の各部により、発光装置Ｄ２が構成されている。次に、各光源３０からの照明光を利用してアンビエント照明表示部としての光透過部１１が（緑色で）発光する状態を説明する。なお、図８は、光透過部１１とケース体５０との位置関係（対応関係）を模式的に示す図であり、以下の説明では、分光部５５に対応する光透過部１１の領域を第１の光透過領域Ｒ１、第１の反射部５６に対応する光透過部１１の領域を第２の光透過領域Ｒ２、第２の反射部５７に対応する光透過部１１の領域を第３の光透過領域Ｒ３と定義する。光透過部１１は、複数個の第１〜第３の光透過領域Ｒ１〜Ｒ３で構成されていることになる。

各光源３０の発光時において、各光源３０から発せられる照明光は、受光部４１を通じて導光部材４０内に導入され、その後、反射面４２を経て光出射部４３から出射される。

そして、この光出射部４３から出射された照明光のうち第１照明光Ｌ１は、その一部の強い直進光が分光部５５にて仮想水平ラインＰに沿う方向に分散され、その後、分光部５５（の左右）に隣接する第１の反射部５６箇所にて前面パネル１０側に反射し、上側空間部Ｔ１を経て第２の光透過領域Ｒ２へと至る（図７、図８参照）。

さらに、光出射部４３から出射される照明光のうち光源３０の光軸から外れた領域に発せられる比較的、光強度の弱い第２照明光Ｌ２は、個々の分光部５５の左右に隣接する輝度調整リブとしての第１の反射部５６箇所にてそれぞれ反射され、上側空間部Ｔ１を経て第２の光透過領域Ｒ２へと至る（図７、図８参照）。

また、光出射部４３から出射される照明光のうち第１照明光Ｌ１は、その一部の強い直進光が分光部５５にて左右に分散することから、ある程度、光量が抑えられた状態で真上に進み、上側空間部Ｔ１を経て第１の光透過領域Ｒ１へと至る。

また、光出射部４３から出射される照明光のうち第３照明光Ｌ３は、主に光源３０の光軸からやや外れた光であって、第２の反射部５７によって前面パネル１０側に反射され、上側空間部Ｔ１を経て第３の光透過領域Ｒ３へと至る。

この際、上述した分光部５５並びに各反射部５６、５７をケース体５０に設けたことにより、分光部５５にて分散された光を含まない状態で発光する第１の光透過領域Ｒ１と、上述した分光部５５、第１の反射部５６経由で反射される第１照明光Ｌ１の一部と光源３０の光軸から外れた領域に発せられる第２照明光Ｌ２とで光量が補われた状態で発光する第２の光透過領域Ｒ２と、第２の反射部５７経由で反射される第３照明光Ｌ３にて発光する第３の光透過領域Ｒ３との三者の照明バランスが輝度ムラのないように良好に保たれてる構成となり、各照明光Ｌ１〜Ｌ３を受けて発光する光透過部１１の輝度ムラの発生を従来よりも抑制することができる。

以上のように本実施形態では、仮想水平ラインＰに沿って延在する光透過部１１を有する前面パネル１０と、光透過部１１に照明光を供給すべく、仮想水平ラインＰに沿うように回路基板２０に実装（配設）される複数個の光源３０と、各光源３０から光透過部１１へと至る照明光の光路中に配置される導光部材４０と、各光源３０と導光部材４０とを収納する空間部５１を有するケース体５０とを備え、ケース体５０には、導光部材４０から出射される照明光のうち光源３０の光軸付近から発せられる第１照明光Ｌ１を仮想水平ラインＰに沿う複数方向に分光させる分光部５５と、導光部材４０から出射される照明光のうち光源３０の光軸から外れた領域に発せられる第２照明光Ｌ２を光透過部１１に向けて反射させる第１の反射部５６とが設けられ、分光部５５と第１の反射部５６とが仮想水平ラインＰに沿い交互に配置されるとともに分光部５５に対応するように回路基板２０に光源３０が実装（配設）されているものである。また、導光部材４０から出射される照明光のうち第１、第２照明光Ｌ１、Ｌ２を除いた第３照明光Ｌ３を光透過部１１に向けて反射させる第２の反射部５７が、分光部５５と第１の反射部５６との間に設けられているものである。

従って、分光部５５にて分散された光を含まない状態で発光する第１の光透過領域Ｒ１と、分光部５５、第１の反射部５６経由で反射される第１照明光Ｌ１の一部と光源３０の光軸から外れた領域に発せられる第２照明光Ｌ２とで光量が補われた状態で発光する第２の光透過領域Ｒ２と、第２の反射部５７経由で反射される第３照明光Ｌ３にて発光する第３の光透過領域Ｒ３との三者の照明バランスが良好に保たれて、光透過部１１の輝度ムラの発生を抑制することができる。

また本実施形態では、光透過部１１が帯状のアンビエント照明表示部として構成されている例について説明したが、例えば光透過部１１を当該アンビエント照明表示部以外の発光領域（照明表示領域）として構成されるようにしてもよい。

なお、本発明は、上述の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、ケース体５０に分光部５５と第１の反射部５６と第２の反射部５７との三者を設けて光透過部１１の輝度ムラの発生を抑制するものであったが、本発明は、ケース体５０に前記三者のうち、少なくとも分光部５５と第１の反射部５６とが設けられていればよいものであり、ケース体５０に分光部５５と第１の反射部５６とを設けた場合においても、光透過部１１の輝度ムラの発生を従来よりも抑制することができる。

１０前面パネル
１１光透過部
１３スモーク層（暗色部）
２０回路基板
３０光源
４０導光部材
４３光出射部
５０ケース体
５１空間部
５２上側ケース部
５５分光部
５６第１の反射部
５７第２の反射部
Ｌ１第１照明光
Ｌ２第２照明光
Ｌ３第３照明光
Ｐ仮想水平ライン（所定の仮想線）
Ｒ１第１の光透過領域
Ｒ２第２の光透過領域
Ｒ３第３の光透過領域
Ｔ１上側空間部
Ｔ２下側空間部
Ｔ３傾斜空間部

Claims

所定の仮想線に沿って延在する光透過部を有する前面パネルと、
前記光透過部に照明光を供給すべく、前記仮想線に沿うように回路基板に配設される複数個の光源と、
前記光源から前記光透過部へと至る照明光の光路中に配置される導光部材と、
前記光源と前記導光部材とを収納する空間部を有するケース体とを備え、
前記ケース体には、
前記導光部材から出射される照明光のうち前記光源の光軸付近から発せられる第１照明光を前記仮想線に沿う複数方向に分光させる分光部と、
前記導光部材から出射される照明光のうち前記光源の光軸から外れた領域に発せられる第２照明光を前記光透過部に向けて反射させる第１の反射部とが設けられ、
前記分光部と前記第１の反射部とが前記仮想線に沿い交互に配置されるとともに前記分光部に対応するように前記回路基板に前記光源が配設されていることを特徴とする発光装置。
前記導光部材から出射される照明光のうち前記第１、第２照明光を除いた第３照明光を前記光透過部に向けて反射させる第２の反射部が、前記分光部と前記第１の反射部との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。