JP6680217B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車両用表示装置に関する。

従来、車両に搭載される車両用表示装置が知られている。特許文献１に開示の車両用表示装置は、環状点灯部、導光照明部を備えている。環状点灯部は、環状をなし、照明により点灯可能に形成された文字板の目盛及び数字である。

導光照明部は、光源部と、照明プリズムを有している。照明プリズムは、複数の脚状導光部及び環状照明部を有しており、発光素子部からの光が脚状導光部を介して環状照明部へ導入される。特許文献１では、脚状導光部が９０度湾曲し、脚状導光部が２個で１対を構成し、１対の脚状導光部を背中合わせに配置することで、光源部を増やさなくても、均一に明るい照明が可能になるとしている。

特開２０１１−７６８２号公報

しかしながら、特許文献１では、１対の脚状導光部が背中合わせに配置されているため、脚状導光部から環状照明部に入射した光には、周方向のうち右廻り方向に進む光と、左廻り方向に進む光とが混在することとなる。そして、脚状導光部と環状導光部の接続箇所のうち、複数の脚状導光部を導光された光が異なる向きから交差して合流する箇所もあれば、１つの脚状導光部が接続するのみで合流しない箇所もある。このため、合流箇所では局所的に光量が多くなり、それ合流しない箇所や接続箇所以外の箇所では、光量が少なくなる。この結果、実際には、環状点灯部において周方向に照明むらが生じてしまうため、環状点灯部の見栄えが良好とは言えない場合があった。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、環状点灯部の見栄えが良好な車両用表示装置を提供することにある。

本発明は、車両に搭載される車両用表示装置であって、
環状をなし、照明により点灯可能に形成された環状点灯部（６０）と、
環状点灯部を背面側から照明する導光照明部と、を備え、
導光照明部は、
環状点灯部と対向して配置され、環状点灯部を照明する環状照明部（７２）と、
環状照明部へ光を導光する複数の導光ユニット（ＬＧＵ）と、を有し
各導光ユニットは、
環状点灯部よりも背面側かつ環状点灯部の外周輪郭（６０ａ）よりも内周側に配置された光源部（９０）と、
光源部と個別に対応し、光源部から光源部よりも外周側の環状照明部へと延伸して設けられ、光源部からの光を環状照明部へと導光する延伸導光部（７４）と、を有し、
各導光ユニット間において、各延伸導光部は、周方向のうち互いに共通の廻り方向（ＲＤ）に光を旋回させながら、環状照明部へと入射させる。

このような発明によると、各導光ユニットにおいて光源部は、環状点灯部の背面側かつ環状点灯部の外周輪郭よりも内周側に配置されている。この光源部から発せられた光は、延伸導光部へと、周方向に旋回されながら、光源部よりも外周側の環状照明部へと導光される。こうした光の旋回により、光源部から廻り方向に離れた箇所においても、確実に光が導光されるようになる。これにより、周方向での照明むらを比較的低減した構成を実現することが可能となる。

ここで、各導光ユニット間で、延伸導光部にて光が旋回する方向は、周方向のうち共通の廻り方向に設定されている。このようにすると、各導光ユニット間で逆向きに旋回方向が設定された場合と比較して、環状照明部において、複数の延伸導光部から導光された光が互いに異なる向きから交差又は合流してしまい、その箇所で光量が多くなり過ぎる事態を回避することができる。したがって、環状照明部による環状点灯部の照明について、周方向での照明むらを比較的低減した構成を実現することが可能となる。

以上により、周方向の照明むらを低減することによって、輝度が周方向に均一化され、環状点灯部の見栄えが良好な車両用表示装置を提供することができる。

なお、括弧内の符号は、記載内容の理解を容易にすべく、後述する実施形態において対応する構成を例示するものに留まり、発明の内容を限定することを意図したものではない。

一実施形態における車両用表示装置を部分的に示す正面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 一実施形態におけるケース部の一部分、導光プリズム部材、及びリング部材用光源部を示す正面図である。 一実施形態における導光プリズム部材及びリング部材用光源部を示す正面図である。 図５のVI方向に導光プリズム部材及びリング部材用光源部を見た側面図である。 図５のVII方向に導光プリズム部材及びリング部材用光源部を見た側面図である。 図５のVIII−VIII線断面図である。 図４のIX−IX線断面図である。 図４のX−X線断面図である。 図４のXI−XI線断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態による車両用表示装置１００は、車両に搭載され、当該装置１００を視認する乗員が着座する座席と対向するインストルメントパネルに設置されている。車両用表示装置１００は、乗員が位置することとなる視認側へ向けて車両の情報を表示可能となっている。

このような車両用表示装置１００は、図２〜４にも示すように、ケース部１０、実装基板２０、指針部３０、表示板４０、表示灯用光源部５０、加飾リング部材６０、導光プリズム部材７０、及びリング部材用光源部９０等により構成されている。

ケース部１０は、図２，３に示すように、背面側ケース部品１２及び視認側ケース部品１４を組み合わせて形成されている。背面側ケース部品１２は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、実装基板２０を背面側から覆っている。視認側ケース部品１４は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、実装基板２０を視認側から覆うと共に、指針軸挿通筒部１５、光通過筒部１６及び反射壁部１７等を有している。

実装基板２０は、例えば合成樹脂により平板状に形成されており、背面側ケース部品１２と、視認側ケース部品１４との間に挟まれている。実装基板２０には、表示灯用光源部５０の発光素子５２、リング部材用光源部９０の発光素子９２、指針３４を回動させるためのステッピングモータ３２等が実装及び保持されている。

指針部３０は、ステッピングモータ３２及び指針３４を有している。ステッピングモータ３２は、実装基板２０の背面側に保持されている。指針３４は、視認側ケース部品１４において中空筒状に形成された指針軸挿通筒部１５内において、ステッピングモータ３２の回転軸３２ａと連結されると共に、表示板４０の貫通穴を通して当該表示板４０よりも視認側に針状部を有している。指針３４は、ステッピングモータ３２の出力に応じて回動するようになっており、特に図１に示すように、回動位置（目盛の指示位置）に応じて車両の情報を表示することが可能となっている。車両の情報としては、車両の速度、エンジン回転数、燃料残量、バッテリ残量、エンジン冷却水の水温等を採用することが可能である。本実施形態では、指針部３０が複数設けられており、このうち車両の速度を示す指針３４ａが主の指針となっている。

表示板４０は、一般的に文字板とも呼ばれており、視認側ケース部品１４の開口部１４ａを視認側から覆い、当該視認側ケース部品１４によって保持されている。表示板４０は、例えば透光性を有する合成樹脂からなる基材の視認側の表面に、半透光性又は遮光性の印刷が部分的に施されて、平板状に形成されており、車両の状態を表示する。なお、印刷に代えて、塗装が施されていてもよい。

表示板４０のうち、視認側ケース部品１４において中空筒状に形成された光通過筒部１６と対向する領域には、表示灯４２が複数設けられている。半透光性の印刷又は基材の露出により、光を透過可能に形成された透過領域が各種車両の状態を示すマークの輪郭をなすことにより、表示灯４２は構成されている。表示灯４２としては、ヘッドランプの向きを示す表示灯、各種警告を示す表示灯等が存在する。

図２に示すように、光通過筒部１６において、一端は実装基板２０と隙間少なく当接しており、他端は表示板４０と隙間少なく当接している。実装基板２０において、光通過筒部１６に囲まれた筒内部の一端側には、表示灯用光源部５０の発光素子５２が配置されている。表示灯４２に対応する発光素子５２が発光することで、当該表示灯４２が照明され、点灯するようになっている。

加飾リング部材６０は、図１〜３に示すように、表示板４０よりも視認側に配置され、車両の速度を示す主の指針３４ａにおける回転軸３２ａを中心とした円環状をなし、車両用表示装置１００を加飾している。こうした加飾によって、加飾リング部材６０に囲まれた指針表示等に、乗員の注目が行き易くなる。加飾リング部材６０は、少なくとも一部に透光性を有している。表示板４０において、加飾リング部材６０の背面側に対向する領域は、例えば基材の露出により、光を透過可能に形成された透過領域４４となっている。したがって、表示板４０よりも背面側からの照明により、当該加飾リング部材６０は、点灯可能に形成されている。なお、以下において周方向及び径方向は、加飾リング部材６０を基準として規定される。

導光プリズム部材７０は、例えば合成樹脂により透過率の高い透光性に形成されており、実装基板２０と表示板４０との間に、すなわち加飾リング部材６０よりも背面側に配置されている。図４，５に示すように導光プリズム部材７０は、環状照明部７２及び複数の延伸導光部７４を一体的に形成している。

環状照明部７２は、表示板４０の透過領域４４を間に挟みつつ、加飾リング部材６０の底部と対向して配置される円環状を呈している。本実施形態において延伸導光部７４は、合計３つ設けられ、互いに周方向に等間隔に配置されている。各延伸導光部７４は、環状照明部７２よりも内周側箇所から、外周側の環状照明部７２へと延伸して設けられている。各延伸導光部７４と環状照明部７２との間は、明確な境目をもたず、表面も滑らかに接続されている。一方、各延伸導光部７４の環状照明部７２とは反対側の端部は、図６〜８にも示すように、リング部材用光源部９０の発光素子９２と対向している。

リング部材用光源部９０は、図４〜８に示すように、延伸導光部７４と同数（すなわち３つ）設けられ、互いに周方向に等間隔に配置されている。各リング部材用光源部９０は、実装基板２０の視認側に配置された複数の発光素子９２を狭い間隔に並べた発光素子群により構成されている。本実施形態において発光素子群は、径方向に並んだ２つの発光素子９２からなる。各発光素子９２には、発光ダイオード素子が採用されており、各発光素子９２は、実装基板２０上の配線パターンを通じて電源と接続されることで、その発光素子９２が属するリング部材用光源部９０に個別に対応する延伸導光部７４の端部に向けて光を発する。なお、各発光素子９２は、単色に発光する発光素子であってもよく、色の切り替えが可能なマルチカラーの発光素子であってもよい。

こうして各リング部材用光源部９０は、加飾リング部材６０よりも背面側かつ加飾リング部材６０の外周輪郭６０ａよりも内周側に配置されている。

各延伸導光部７４は、リング部材用光源部９０から当該光源部９０よりも外周側の環状照明部７２へと延伸している。具体的に、各延伸導光部７４の端部は、リング部材用光源部９０からの光を、導光プリズム部材７０の内部（より詳細には延伸導光部７４の内部）に導入する導入部７５を有している。さらに各延伸導光部７４は、足部７６、スパイラル部７８、及び偏向部７７を有している。足部７６は、導入部７５から視認側へ向かって延びている。スパイラル部７８は延伸導光部７４のうち、環状照明部７２と接続される側において、環状照明部７２とおよそ同心円上に配置され、スパイラル状に延伸している。偏向部７７は、足部７６とスパイラル部７８との接続箇所に設けられ、足部７６の延伸方向とスパイラル部７８の延伸方向のちょうど中間の方向を向く偏向反射面７７ａを、導光プリズム部材７０の表面によって実現している。

こうした延伸導光部７４の形状により、導入部７５を介して延伸導光部７４の内部に導入された光は、足部７６を視認側へ導光された後、偏向部７７において偏向反射面７７ａでの反射により、スパイラル部７８へ向かうように偏向される。こうして、各延伸導光部７４は、各リング部材用光源部９０と個別に対応し、当該光源部９０からの光を環状照明部７２へと導光する。一対のリング部材用光源部９０と延伸導光部７４とは、環状照明部７２へ光を導光する１つの導光ユニットＬＧＵを構成している。本実施形態では、１つの加飾リング部材６０に対して、リング部材用光源部９０と延伸導光部７４とは複数対（具体的には３対）設けられているため、導光ユニットＬＧＵも複数（具体的には３つ）設けられていることとなる（図５を参照）。

各スパイラル部７８と環状照明部７２とは、径方向に並んでいる。環状照明部７２は、その外周側において全周に亘る円環状に形成され、内周側から入射した光を再び内周側に反射する外周側反射面７２ａを有している。一方、各スパイラル部７８は、外周側反射面７２ａと径方向に対向して配置され、外周側反射面７２ａに反射された光を再び外周側に反射する内周側反射面７８ａを有している。

環状照明部７２は、外周側反射面７２ａを、導光プリズム部材７０の表面によって実現している。同様に、各スパイラル部７８は、内周側反射面７８ａを、導光プリズム部材７０の表面によって実現している。外周側反射面７２ａと各内周側反射面７８ａとの間は、導光プリズム部材７０の均質な媒質により満たされている。

ここで、各内周側反射面７８ａは、周方向のうち、各導光ユニットＬＧＵ間において共通の廻り方向ＲＤに進むにつれて、外周側に傾くスパイラル状に設けられている。本実施形態において、共通の廻り方向ＲＤは、視認者側からみた時計回り（右回り）に設定されている。また、内周側反射面７８ａは、偏向部７７から、廻り方向ＲＤにおいて隣の導光ユニットＬＧＵに属するリング部材用光源部９０の外周側まで延伸している。

そして、各導光ユニットＬＧＵ間において、延伸導光部７４は、周方向のうち共通の廻り方向ＲＤに光を旋回させながら、当該光を環状照明部７２へと入射させるのである。より詳細に、各スパイラル部７８まで到達した光は、スパイラル状の内周側反射面７８ａと、円環状の外周側反射面７２ａとの間を、反射されることによって、廻り方向ＲＤにジグザグに進み、実質的に、廻り方向ＲＤに旋回させられることとなる。

この際、環状照明部７２のうち、導光プリズム部材７０の表面であって、視認側を向く円環状の射出表面７２ｂに入射した光は、導光プリズム部材７０から射出される。こうして射出された光が表示板４０の透過領域４４を透過し、さらには加飾リング部材６０に入射することによって、加飾リング部材６０は、背面側から照明され、点灯する（図２も参照）。

外周側反射面７２ａと各内周側反射面７８ａとの径方向の間隔は、廻り方向ＲＤに進むにつれて縮幅している。このため、光は、旋回と共に、射出表面７２ｂから射出される分減衰するが、縮幅により少しずつ外周側の環状照明部７２に集められる。この結果、射出表面７２ｂから射出される光の単位面積当たりの光量において、周方向によるばらつきは、低減されている。

さらに本実施形態では、図４，９〜１１に示すように、視認側ケース部品１４に反射壁部１７が設けられている。反射壁部１７は、環状照明部７２及び延伸導光部７４を構成配置するための導光照明室１８を形成している。具体的に、反射壁部１７は、各延伸導光部７４の導入部７５及び足部７６を筒状に囲む筒状反射壁１７ａと、各延伸導光部７４の偏向部７７及びスパイラル部７８、並びに環状照明部７２を背面側及び側方から包囲する包囲反射壁１７ｂと、を有している。

反射壁部１７において、導光照明室１８側の壁面は、鏡面状に形成されている。このため、反射壁部１７は、反射部材として機能し、導光プリズム部材７０の外部に漏れた光を、壁面で反射して、再び導光プリズム部材７０の内部に戻すようになっている。包囲反射壁１７ｂの壁面のうち、環状照明部７２の外周側の表面と対向する部分は、当該表面に沿って円環状に形成されることで、環状照明部７２の外周側反射面７２ａと同様の反射機能を有する外周側反射面１７ｃを実現している。包囲反射壁１７ｂの壁面のうち、各スパイラル部７８の内周側の表面と対向する部分は、当該表面に沿って形成されることで、各スパイラル部７８の内周側反射面７８ａと同様の反射機能を有する内周側反射面１７ｄを実現している。

また、導光プリズム部材７０は、図９に示すように、引掛け爪７０ａを有し、当該引掛け爪７０ａが視認側ケース部品１４と係合している。さらに導光プリズム部材７０は、図１０に示すように、位置決め部７０ｂを有し、当該位置決め部７０ｂが視認側ケース部品１４の凹みに嵌ることで、位置決めされている。

なお、本実施形態において、加飾リング部材６０が、環状をなし、照明により点灯可能に形成された「環状点灯部」を構成している。そして、導光プリズム部材７０の環状照明部７２及び各延伸導光部７４、各リング部材用光源部９０、並びにケース部１０の反射壁部１７が、環状点灯部を背面側から照明する「導光照明部」を構成している。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の作用効果を以下に説明する。

本実施形態によると、各導光ユニットＬＧＵにおいてリング部材用光源部９０は、加飾リング部材６０の背面側かつ加飾リング部材６０の外周輪郭よりも内周側に配置されている。このリング部材用光源部９０から発せられた光は、延伸導光部７４へと、周方向に旋回されながら、リング部材用光源部９０よりも外周側の環状照明部７２へと導光される。こうした光の旋回により、リング部材用光源部９０から廻り方向ＲＤに離れた箇所においても、確実に光が導光されるようになる。これにより、周方向での照明むらを比較的低減した構成を実現することが可能となる。

ここで、各導光ユニットＬＧＵ間で、延伸導光部７４にて光が旋回する方向は、周方向のうち共通の廻り方向ＲＤに設定されている。このようにすると、各導光ユニットＬＧＵ間で逆向きに旋回の方向が設定された場合と比較して、環状照明部７２において、複数の延伸導光部７４から導光された光が互いに異なる向きから交差又は合流してしまい、その箇所で光量が多くなり過ぎる事態を回避することができる。したがって、環状照明部７２による加飾リング部材６０の照明について、周方向での照明むらを比較的低減した構成を実現することが可能となる。

以上により、周方向の照明むらを低減することによって、輝度が周方向に均一化され、加飾リング部材６０の見栄えが良好な車両用表示装置１００を提供することができる。

また、本実施形態によると、リング部材用光源部９０からの光は、外周側反射面７２ａ及び内周側反射面７８ａによる反射によって、上述の廻り方向ＲＤに旋回する。こうした反射を繰り返すことによって、リング部材用光源部９０から廻り方向ＲＤに離れた箇所でもより確実に光を導光することが可能となり、反射光が径方向に往来することとなるので、径方向においても照明むらを低減することができる。

また、本実施形態によると、内周側反射面７８ａは、廻り方向ＲＤに旋回するに連れて外周側に傾くスパイラル状に設けられている。リング部材用光源部９０から廻り方向ＲＤに離れた箇所では、光の光量が減衰し得るが、スパイラル状の内周側反射面７８ａ（又は１７ｄ）より徐々に光が外周側に集められるので、加飾リング部材６０の特に外周側を、均一な照度で照明することが可能となる。

また、本実施形態によると、内周側反射面７８ａは、廻り方向ＲＤにおいて隣の導光ユニットＬＧＵに属するリング部材用光源部９０の外周側まで延伸している。すなわち、リング部材用光源部９０の外周側には他の導光ユニットＬＧＵからの内周側反射面７８ａ（又は１７ｄ）が伸びてきているので、環状照明部７２の全周に亘って延伸導光部７４から光が供給され、周方向に途切れなく光を照明する環状照明部７２を構成することができる。したがって、加飾リング部材６０の周方向の照明むら低減効果は、より高いものとなる。

また、本実施形態によると、リング部材用光源部９０が周方向に等間隔に配置されている。したがって、より周方向に均一な照明が可能となる。

また、本実施形態によると、導光プリズム部材７０の表面が外周側反射面７２ａ及び内周側反射面７８ａを実現している。このようにすると、導光プリズム部材７０の形状を適宜設定することで、照明むらの少ない構成を、容易に実現することができる。

また、本実施形態によると、反射壁部１７は、外周側反射面７２ａ及び内周側反射面７８ａのうち少なくとも一方と同様の反射機能を有する反射面１７ｃ，１７ｄを有する。このようにすると、リング部材用光源部９０からの光を、より高い反射率で反射しながら廻り方向ＲＤに旋回させることが可能となり、リング部材用光源部９０から廻り方向ＲＤに離れた箇所においても、より確実に光が導光されるようになる。

さらに、導光照明室１８に導光プリズム部材７０を配置した本実施形態においては、導光プリズム部材７０から漏れ、導光照明室１８の壁面に入射した光を導光プリズム部材７０の内部に戻すことが可能となるので、照明効率を高めることができる。

また、本実施形態によると、導光照明部は、加飾リング部材６０よりも外周側に配置されている要素をもたないので、加飾リング部材６０よりも外周側のスペースを他の構成のために有効活用できる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的に変形例１としては、環状照明部７２の射出表面７２ｂは、シボにより粗面状に形成されてもよく、鏡面状に形成されてもよい。

変形例２としては、導光ユニットＬＧＵは、２つ又は４つ以上設けられていてもよい。

変形例３としては、各延伸導光部７４及びリング部材用光源部９０は、周方向に所定間隔を空けて配置されていればよく、等間隔に配置されていなくてもよい。

変形例４としては、リング部材用光源部９０は、発光素子群により構成されていなくてもよい。すなわち、各リング部材用光源部９０は、それぞれ１つの発光素子９２により構成されていてもよい。

変形例５としては、ケース部１０において、反射部材として機能する反射壁部１７が設けられていなくてもよい。

変形例６としては、環状点灯部としては、加飾リング部材６０の他、環状に配置された目盛等が採用されてもよい。

１００ 車両用表示装置、６０ 加飾リング部材（環状点灯部）、６０ａ 外周輪郭、７２ 環状照明部、７４ 延伸導光部、９０ リング部材用光源部（光源部）、ＬＧＵ 導光ユニット、ＲＤ 廻り方向

Claims (7)

1. 車両に搭載される車両用表示装置であって、
   環状をなし、照明により点灯可能に形成された環状点灯部（６０）と、
   前記環状点灯部を背面側から照明する導光照明部と、を備え、
   前記導光照明部は、
   前記環状点灯部と対向して配置され、前記環状点灯部を照明する環状照明部（７２）と、
   前記環状照明部へ光を導光する複数の導光ユニット（ＬＧＵ）と、を有し
   各前記導光ユニットは、
   前記環状点灯部よりも背面側かつ前記環状点灯部の外周輪郭（６０ａ）よりも内周側に配置された光源部（９０）と、
   前記光源部と個別に対応し、前記光源部から前記光源部よりも外周側の前記環状照明部へと延伸して設けられ、前記光源部からの光を前記環状照明部へと導光する延伸導光部（７４）と、を有し、
   各前記導光ユニット間において、各前記延伸導光部は、周方向のうち互いに共通の廻り方向（ＲＤ）に光を旋回させながら、前記環状照明部へと入射させる車両用表示装置。
2. 前記環状照明部は、外周側において円環状に形成され、内周側から入射した光を再び内周側に反射する外周側反射面（７２ａ）を有し、
   前記延伸導光部は、前記外周側反射面と径方向に対向して配置され、前記外周側反射面に反射された光を再び外周側に反射する内周側反射面（７８ａ）を有し、
   前記外周側反射面及び前記内周側反射面による反射によって、光を前記廻り方向に旋回させる請求項１の車両用表示装置。
3. 前記内周側反射面は、前記廻り方向に進むにつれて外周側に傾くスパイラル状に設けられている請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 各前記光源部は、前記周方向に所定間隔を空けて配置され、
   前記内周側反射面は、前記廻り方向において隣の前記導光ユニットに属する前記光源部の外周側まで延伸している請求項２又は３に記載の車両用表示装置。
5. 前記所定間隔は、等間隔である請求項４に記載の車両用表示装置。
6. 前記導光照明部は、前記環状照明部及び前記延伸導光部を透光性の導光プリズム部材（７０）により一体的に形成し、
   前記外周側反射面及び前記内周側反射面は、前記導光プリズム部材の表面によって実現されている請求項２から５のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
7. 前記導光照明部は、前記環状照明部及び前記延伸導光部のうち少なくとも一方を構成するための導光照明室（１８）を形成する反射部材（１４，１７）を有し、
   前記反射部材は、前記外周側反射面及び前記内周側反射面のうち少なくとも一方と同様の反射機能を有する反射面（１７ｃ，１７ｄ）を有する請求項２から６のいずれか１項に記載の車両用表示装置。

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