JP6481551B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

従来の表示装置として、例えば、下記特許文献１に開示された車両用計器がある。
特許文献１に開示された車両用計器は、目盛りや数値などを表示する意匠を備える表示板と、表示板を照明する光源と、を備えている。光源と対向する遮光部により光源からの光が直接表示板を照明しないようにし、遮光部を取り巻くように設けた第１反射面で反射させた第１反射光で、遮光部の影となる部分を照明する。遮光部は、第２反射面を備えて光源からの光を外側に向けて反射させ、さらに、第２反射面と離間して設けた第３反射面で反射させて表示板を照明する。
これにより、光源からの光による照明むらを少なくして表示板を照明するようにしている。

特開２０１１−０９９７６５号公報

特許文献１に記載の車両用計器では、光源からの光を遮光部で遮光し、遮光部で遮光することで影となる部分に第１反射面で反射した反射光を照射して照明するため、遮光部の影となる部分が明るくなり過ぎて照明むらが生じ、表示板に網点印刷などを行って照明むらを調整する必要があるという問題がある。
また、遮光部を取り巻く第１反射面を設けることで、遮光部の影となる部分は照明できるものの、第１反射面を設けることで、光源からの光による影が表示板にでき、影による照明むらが生じるという問題もある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、表示板をむらなく照明することができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、
回路基板に実装された光源と、
前記光源からの光を透過することで意匠を表示する表示板と、
前記光源と対向して前記表示板への前記光の一部を遮光する遮光部材と、を備え、
前記遮光部材は、前記光源側に頂点を有する凸状部と、前記凸状部の周囲に延在する円板部と、を備え、
前記円板部には、前記光源からの前記光を反射する第１の反射面が設けられ、
前記回路基板には、前記第１の反射面で反射した１次反射光を、さらに前記表示板側に向けて反射する第２の反射面が前記第１の反射面と対面するように設けられ、
前記円板部には、前記第２の反射面で反射した２次反射光を前記表示板に向けて通過させる穴部が設けられ、
前記円板部は、その板厚が前記光源から離れるに従って徐々に薄くなるように形成され、且つ、前記第１の反射面は、前記光源から離れるに従って前記表示板側に向かって傾斜する傾斜面となっている、
ことを特徴とする。

本発明によれば、表示板をむらなく照明することができる。

本発明の表示装置の一実施形態に係る計器装置とともに示す正面図である。 本発明の表示装置の一実施形態に係る概略断面図である。 本発明の表示装置の一実施形態に係る表示板を取り除いて示す平面図である。 本発明の表示装置の一実施形態に係る図３中のＡ−Ａ断面図である。 本発明の表示装置の一実施形態に係る遮光部材及び穴部の説明図である。 本発明の表示装置の一実施形態に係る表示板の反射光による照明状態の説明図である。

本発明の一実施形態に係る表示装置を、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の表示装置１は、光源２と、光源２からの光Ｌを透過することで意匠３ａを表示する表示板３と、光源２と対向して表示板３への光Ｌの一部を遮光する遮光部材４と、を備え、遮光部材４に設けられ光源２からの光Ｌを反射する第１の反射面５と、第１の反射面５で反射した１次反射光Ｌ１を、さらに表示板３側に向けて反射する第１の反射面５と対面する第２の反射面６と、遮光部材４を貫通して設けられ、第２の反射面６で反射した２次反射光Ｌ２を表示板３に向けて通過させる穴部７と、を有して構成される。
表示装置１は、例えば自動車や二輪車等の車両用の計器装置１００に組み込まれるものであり、光源２によって表示板３を、照明むらをなくして照明するためのものである。

ここでは、まず、表示装置１が組み込まれる計器装置１００の構成を説明し、その後、表示装置１について説明する。
なお、以下の説明では、表示装置１および計器装置１００を正面視したときの（つまり、ユーザーが表示装置１を正面から見て計測値などの意匠（文字や目盛りなど（指標部））３ａを確認する場合の視認側を「表」といい、背面側を「裏」という。

（計器装置１００）
計器装置１００は、搭載される車両に関する各種情報を報知する計器として構成され、図１および図２に示すように、例えば指針式のスピードメータで構成される。
計器装置１００は、図１および図２に示すように、指針２０と、指針用光源３０と、駆動部４０と、回路基板５０と、ケース６０と、図示しない外ケースと、表示装置１を構成する光源（表示板用光源）２と、表示板３と、を備えている。

指針２０は、その回転軸２０ａを中心として回転する回転中心部２０ｂと、回転中心部２０ｂと一体に形成された指示部２０ｃと、図示しないカバー部と、指針キャップ２０ｄと、を備える。
回転中心部２０ｂ及び指示部２０ｃは、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂から透明に形成されている。カバー部および指針キャップ２０ｄは、光不透過部とされ、例えば、所定の樹脂から黒色に形成されている。
回転中心部２０ｂは、駆動部４０の回転軸４０ａと連結される回転軸２０ａを有している。これにより、回転中心部２０ｂは、回転軸２０ａを中心として回転する。指示部２０ｃは、回転中心部２０ｂから径方向に延びるように設けられ、後述する表示板３の指標部となる文字や目盛りなどの意匠３ａを指示する部分である。
回転中心部２０ｂの指示部２０ｃが延びる方向と反対側には、受光面２０ｅと、傾斜面２０ｆと、が形成されている。受光面２０ｅは、回転中心部２０ｂの裏側を向く面であり、指針用光源３０からの光を受光する。傾斜面２０ｆは、受光面２０ｅの表側に位置し、受光面２０ｅから入射した指針用光源３０からの光を、指示部２０ｃの先端方向に向けて反射させる。指示部２０ｃの裏面には、例えば白色の箔がホットスタンプされて反射光を照明させている。

受光面２０ｅから入射した光は、傾斜面２０ｆで反射されて指示部２０ｃの先端側に導光され、指示部２０ｃが発光する。また、指示部２０ｃの先端側に導光される光のうち裏面に当たった光や、指示部２０ｃの表側から入射した外来光（例えば太陽光）は、指示部２０ｃの裏面で反射して表側に出射される。
指示部２０ｃは、側部を囲むように光不透過部のカバー部が設けられる。カバー部と指示部２０ｃは、例えば、一体に形成される。指針キャップ２０ｄは、回転中心部２０ｂの表側を覆っている。指針キャップ２０ｄにより回転中心部２０ｂから表側への光を遮蔽する。

指針用光源３０は、指針２０を発光させるためのものである。指針用光源３０は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成されている。指針用光源３０は、回路基板５０の表側に実装されている。指針用光源３０は、指針２０の回転軸２０ａの軸線を中心とする内側（小径）の円周上に等間隔に並んで指針２０の回動範囲に対応して複数配置されている。指針用光源３０は、後述するように、ケース６０の筒状部６０ａで遮光されて指針２０のみを発光させる。

駆動部４０は、例えば、ステッピングモータから構成され、後述の制御部の制御のもとで、回転軸４０ａを回転させる。駆動部４０は、回路基板５０の裏側に実装されている。回転軸４０ａは、回路基板５０の基材に設けられた孔を貫通し、回路基板５０の表側に配置されている。回転軸４０ａには、指針２０の中空の回転軸２０ａ（指針２０の回転中心部２０ｂに設けられる）が連結される。これにより、駆動部４０の回転軸４０ａの回転に伴って、指針２０が回転する。駆動部４０は、制御部の制御のもとで、指針２０を車両の速度に応じた位置まで回転させる。

回路基板５０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂からなる絶縁性を有する板状の基材に各種配線がプリントされてなる。回路基板５０には、計器装置１００の動作を制御する制御部（図示せず）が実装されている。この制御部は、計器装置１００の外部装置（例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit））から車両の速度等の車両情報を取得し、取得した情報に基づいて、指針用光源３０および後述する表示板用光源（光源）２を点灯／消灯させたり、駆動部４０を動作させる。

ケース６０は、回路基板５０や表示板３などの計器装置１００を構成する部品を保持する中ケースを構成する。ケース６０は、回路基板５０の表面側に固定されており、例えば、遮光性のある白色のポリプロピレン (Polypropylene) 樹脂から構成されている。ケース６０は、中央部の筒状部６０ａと、略３つの円弧を連結した外筒部６０ｂ（図３参照）と、筒状部６０ａと外筒部６０ｂの間の円板部６０ｃと、を備えている。
ケース６０の中央部の筒状部６０ａは、円周上の指針用光源３０と表示板用光源２との間に設けられ、回路基板５０の法線方向に沿って延びる筒状に形成されている。筒状部６０ａの内周部分に、指針２０の回転軸２０ａが位置する。筒状部６０ａは、指針用光源３０の光を指針２０の回転軸２０ａの径方向に拡がらないように遮蔽しながら、指針２０を発光させる。外筒部６０ｂは、計器装置１００の表示板３の外周を囲むように設けられ、表示板用光源２からの光を表示板３に導く照明空間を形成する。
なお、表示装置１は、照明空間を利用して表示板用光源（光源）２で表示板３を裏側から照明するが、表示装置１の詳細については、後述する。

計器装置１００は、ケース６０の表側（後述する表示板３の表側）に見返し部材（図示せず）を備えており、計器装置１００の不要箇所を隠すようにしている。見返し部材は、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer）などの樹脂を用い、例えば、黒色とされて遮光性を有している。見返し部材には、計器装置１００を覗かせる開口部が設けられており、開口部を塞ぐように透明板（図示せず）、例えば、ガラスが取り付けられている。

計器装置１００は、図示しない下ケースを備える。下ケースは、回路基板５０を挟んでケース６０の裏側に位置する。下ケースと、透明板で塞がれた見返し部材と、が組み合わされることで、略箱状になり計器装置１００の筐体を構成する。

（表示装置１）
次に、計器装置１００に組み込まれる表示装置１について説明する。
表示装置１は、光源２と、光源２からの光Ｌを透過することで意匠３ａを表示する表示板３と、光源２と対向して表示板３への光Ｌの一部を遮光する遮光部材４と、を備え、遮光部材４に設けられ光源２からの光Ｌを反射する第１の反射面５と、第１の反射面５で反射した１次反射光Ｌ１を、さらに表示板３側に向けて反射する第１の反射面５と対面する第２の反射面６と、遮光部材４を貫通して設けられ、第２の反射面６で反射した２次反射光Ｌ２を表示板３に向けて通過させる穴部７と、を有して構成される。

光源２は、表示板３を照明するための表示板用の光源を構成するものである。表示板用の光源２は、例えばＬＥＤから構成されている。表示板用の光源２は、回路基板５０の表側に実装されている。
表示板用の光源２は、指針２０の回転軸２０ａの軸線を中心とし、指針用光源３０より外側（大径）の円周上に複数配置されている。ここでは、表示板用の光源２は、図３に示すように、３個で構成され、指針２０の回転軸２０ａの軸線を中心として左右両側と上側との３箇所に配置され、表示板３を照明する。

表示板３は、指針２０の裏側に位置し、指針２０による指標部となる数字、記号、目盛などの意匠（指標部）３ａを、透過性を有する透明な基板３ｂ上に印刷などで形成したものである。基板３ｂは、所定の樹脂、例えば、ポリカーボネート樹脂により形成されて透光性を有する。基板３ｂは、計器装置１００の外形に対応して、例えば、図１に示すように、円板状に形成される。意匠３ａは、基板３ｂの表側及び／又は裏側に形成された遮光性の印刷層の一部を、例えば、抜き文字状とすることで形成される。なお、抜き文字状の部分に、透光性の印刷層を形成しても良い。

遮光部材４は、光源２の表側に配置され、光源２からの光Ｌの一部を遮光し、直接表示板３に照射されることを防止する。遮光部材４は、中心部の裏側に向かって突き出した凸状部４ａと、凸状部４ａの表側に連続する円板部４ｂと、を備えており、図示しない脚部により、光源２の表側に配置される。遮光部材４は、ケース６０と一体に形成され、遮光性のある白色の樹脂、例えば、ポリプロピレン樹脂で形成され、光源２側の表面は、反射面を構成する。
凸状部４ａは、例えば、光源２側（裏側）に頂点を有する円錐状とされる。凸状部４ａの円錐状の表面は、反射面（第４の反射面）８を構成し、光源２からの光Ｌを，光源２を中心にして外側に向けて反射する。
なお、遮光部材４の凸状部４ａは、円錐形状とする場合に限らず、他の形状であっても良く、光源２からの光Ｌを外側に向けて反射できるものであれば良い。
円板部４ｂは、裏面が第１の反射面５を構成する。第１の反射面５は、光源２から離れるにしたがって表側に傾斜する傾斜面に形成してある。第１の反射面５を傾斜させることで、水平面とする場合に比べて光源２からの光Ｌを、より外側の広範囲に反射できるようにしている。

円板部４ｂには、外周部に表裏を貫通して穴部７が形成してある。穴部７は、例えば図３に示すように、略環状に形成され、例えば４つの円弧状穴７ａが連結部７ｂで連結されて略環状に形成されている。
穴部７は、光源２からの光Ｌが通過して直接表示板３を照射しないようにしてあり、例えば、円弧状穴７ａの幅（内外２つの円弧の半径の差に相当する）が、光源２からの光が通過しないように設定される。なお、円弧状穴７ａの幅は、遮光部材４の円板部４ｂの厚さによって適宜設定する必要がある。
また、円弧状穴７ａの外側の周面を第３の反射面９とし、図５に示すように、第３の反射面９に照射される光源２からの光Ｌを表示板３以外の方向、例えば第２の反射面６方向に反射させるようにする。第３の反射面９は、表側から裏側に向かって外側に広がる傾斜面で構成される。このような傾斜面で穴部７の周面を構成することで、金型成形の際の抜き勾配として利用することもできる。

遮光部材４の穴部７からは、円板部４ｂの裏側の第１の反射面５で反射した１次反射光Ｌ１を、さらに第１の反射面５と対面する第２の反射面６で反射させた２次反射光Ｌ２が出射される。第２の反射面６は、表示板３や円板部４ｂと略平行な面とされ、例えば回路基板５０の表側の表面が反射面とされる。この第２の反射面６は、第１の反射面５に比べ、反射効率が必ずしも高くなっていない。
これにより、光源２からの光Ｌは、円板部４ｂの第１の反射面５で反射して１次反射光Ｌ１となり、１次反射光Ｌ１が第１の反射面５と対面する回路基板５０の表面を第２の反射面６として反射された２次反射光Ｌ２となって遮光部材４の穴部７を通過して表示板３に照射され、表示板３が２次反射光Ｌ２で照明される。
したがって、遮光部材４によって光源２からの光Ｌが遮光され、遮光部材４の表側が明るくなりすぎることがなく、しかも遮光部材４の穴部７からは、光源２からの強い光Ｌを直接透過させず円板部４ｂの第１の反射面５及び第１の反射面５と対面する回路基板５０の表面の第２の反射面６で反射させた２次反射光Ｌ２を通過させて表示板３を照明するので、遮光部材４が配置される照明範囲の照明むらの発生を極力抑えて表示板３を照明することができる。

また、表示装置１では、遮光部材４を設けることで、光源２からの光Ｌによって表示板３に影が形成されることになるが、影を小さくするため遮光部材４に切り欠き部４ｃが形成してある。切り欠き部４ｃは、遮光部材４の円板部４ｂの外側端部、すなわち円板部４ｂの外周面と裏側の面との角部を、光源２を中心として第１の反射面５の外側に向かうにつれて遮光部材４が薄くなるように切り欠いて形成されている。
これにより、光源２からの光Ｌが、図５，図６に示すように、切り欠き部４ｃの部分に当たらず表示板３を照明することになり、表示板３に形成される影の幅を小さくすることができ、表示板３での輝度差を小さくすることができる。

表示装置１は、遮光部材４の円板部４ｂの第１の反射面５や凸状部４ａの第４の反射面８と離間した位置に第５の反射面１０と第６の反射面１１を備えている。
第５の反射面１０と第６の反射面１１は、ケース６０と一体に形成され、例えばケース６０の円板部６０ｃの表側の表面によって第５、第６の２つの反射面１０、１１が構成される。
第５の反射面１０は、遮光部材４の外周端部から外側に向かって表示板３側に傾斜して形成してある。第５の反射面１０は、光源２からの光Ｌを第１の反射面５で反射させた１次反射光Ｌ１を、さらに反射させる。第５の反射面１０で反射した反射光Ｌ５は、遮光部材４より外側部分の表示板３部分を照明する。
第６の反射面１１は、第５の反射面１０の外周端部に連続して第５の反射面１０より大きな角度で傾斜して形成してある。第６の反射面１１は、光源２からの光Ｌを遮光部材４の凸状部４ａの第４の反射面８で反射させた反射光Ｌ４を、さらに反射させる。第６の反射面１１で反射した反射光Ｌ６は、遮光部材４より最も離れた外側部分の表示板３を照明する。
したがって、表示装置１では、遮光部材４より外側の表示板３に対して、第１の反射面５で反射した１次反射光Ｌ１を第５の反射面１０で反射させた反射光Ｌ５と、第４の反射面８で反射した反射光Ｌ４を第６の反射面１１で反させた反射光Ｌ６と、で照明することができる。これにより、光源２から遠く暗くなる部分の表示板３を、反射光Ｌ５、Ｌ６によって照明むらをなくして照明することができる。

このような表示装置１によれば、遮光部材４が設置される範囲の表示板３は、光源２からの光Ｌを遮光部材４で遮光し、遮光部材４に形成した穴部７を通過させた２次反射光Ｌ２で照明し、遮光部材４が設置される範囲の外側に位置する表示板３は、第５の反射面１０による反射光Ｌ５と、第６の反射面１１による反射光Ｌ６によって照明することができる。
これにより、表示板３に光源２からの強い光を照射することがなく、表示板３全体に生じる照明むらを確実に抑制することができる。
また、これまで必要とされた表示板３への照明調整用の網点印刷が不要となり、表示板３の印刷工程を簡素化し、工数を削減することができる。

本発明の表示装置１によれば、光源２と、光源２からの光Ｌを透過することで意匠３ａを表示する表示板３と、光源２と対向して表示板３への光Ｌの一部を遮光する遮光部材４と、を備え、遮光部材４に設けられ光源２からの光Ｌを反射する第１の反射面５と、第１の反射面５で反射した１次反射光Ｌ１を、さらに表示板３側に向けて反射する第１の反射面５と対面する第２の反射面６と、遮光部材４を貫通して設けられ、光源２からの光Ｌを第２の反射面６で反射した２次反射光Ｌ２を表示板３に向けて通過させる穴部７と、を有しているので、遮光部材４によって光源２からの光Ｌが遮光され、強い光が直接表示板３を照明することがなく、遮光部材４に形成した穴部７を通過させる２次反射光Ｌ２で表示板３を照明することで、表示板３をむらなく照明することができる。
これにより、照明調整用の網点印刷の必要がなく、表示板３の印刷工程を簡素化し、工数を削減することができる。

また、本発明の表示装置１によれば、穴部７は、光源２からの直接的な光Ｌを表示板３以外の方向に反射する第３の反射面９を備えているので、光源２からの強い光が穴部７を通過して表示板３を照明することを確実に防止でき、一層照明むらを抑えて表示板３を照明することができる。

また、本発明の表示装置１によれば、穴部７は、光源２からの光Ｌが直接表示板３に向けて通過しないように形成されているので、光源２からの強い光が穴部７を通過して表示板３を照明することを確実に防止でき、一層照明むらを抑えて表示板３を照明することができる。

また、本発明の表示装置１によれば、遮光部材４は、円板部４ｂの外側端部に切り欠き部４ｃが形成されているので、遮光部材４によって形成される影の幅を小さくすることができ、影によって表示板３に輝度差が生じて暗くなることを防止することができる。

また、本発明の表示装置１によれば、第１の反射面５は、光源２から離れるにしたがって表示板３側に向かって傾斜して形成されているので、光源２から出射される光Ｌを第１の反射面５で、外側に向けて反射させることができ、表示板３の外側を広範囲に照明することができる。これにより、一層照明むらを抑えて表示板３を照明することができる。

なお、上記の実施形態では、光源２を３個で構成するようにしたが、表示板３の意匠３ａの配置に応じてさらに多数の光源２を設けるようにしても良い。
また、第２の反射面６を、第１の反射面５と対面する回路基板５０の表面で構成した場合を例に説明したが、これに限らず、新たな反射面をケース６０と一体に形成するなど、第１の反射面５と対面し、１次反射光Ｌ１を穴部７に向けて反射できるものであれば良い。
また、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

１ 表示装置
２ 光源（表示板用光源）
３ 表示板
３ａ 意匠
３ｂ 基板
４ 遮光部材
４ａ 凸状部
４ｂ 円板部
４ｃ 切り欠き部
５ 第１の反射面
６ 第２の反射面
７ 穴部
７ａ 円弧状穴
７ｂ 連結部
８ 第４の反射面
９ 第３の反射面
１０ 第５の反射面
１１ 第６の反射面
１００ 計器装置
２０ 指針
２０ａ 回転軸
２０ｂ 回転中心部
２０ｃ 指示部
２０ｄ 指針キャップ
２０ｅ 受光面
２０ｆ 傾斜面
３０ 指針用光源
４０ 駆動部
４０ａ 回転軸
５０ 回路基板
６０ ケース（中ケース）
６０ａ 筒状部
６０ｂ 外筒部
６０ｃ 円板部
Ｌ 光源からの光
Ｌ１ １次反射光
Ｌ２ ２次反射光

Claims (4)

1. 回路基板に実装された光源と、
   前記光源からの光を透過することで意匠を表示する表示板と、
   前記光源と対向して前記表示板への前記光の一部を遮光する遮光部材と、を備え、
   前記遮光部材は、前記光源側に頂点を有する凸状部と、前記凸状部の周囲に延在する円板部と、を備え、
   前記円板部には、前記光源からの前記光を反射する第１の反射面が設けられ、
   前記回路基板には、前記第１の反射面で反射した１次反射光を、さらに前記表示板側に向けて反射する第２の反射面が前記第１の反射面と対面するように設けられ、
   前記円板部には、前記第２の反射面で反射した２次反射光を前記表示板に向けて通過させる穴部が設けられ、
   前記円板部は、その板厚が前記光源から離れるに従って徐々に薄くなるように形成され、且つ、前記第１の反射面は、前記光源から離れるに従って前記表示板側に向かって傾斜する傾斜面となっている、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記穴部は、前記光源からの直接的な前記光を前記回路基板側に向けて反射する第３の反射面を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記穴部は、前記光源からの前記光が直接、前記表示板に向けて通過しないように形成される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記円板部は、外側端部の厚さが前記光源を中心として外側に向かうにつれて薄くなるように形成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
   

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