JP6742553B1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

表示装置（１）は、複数の第１発光素子（５）と、複数の第１発光素子（５）が実装された第１実装面（３１）を有する基板（３）と、外部と内部とを貫通する複数の孔（２２）が形成された表示面（２１）を有し、第１実装面（３１）を表示面（２１）と垂直にして基板（３）を収容する筐体（２）と、を備える。複数の第１発光素子（５）は、孔（２２）に向けて発光する向きで第１実装面（３１）に実装されている。

Description

本発明は、発光素子を用いた表示装置に関する。

筐体の内部に設けられた発光素子から発せられる光を、筐体に形成された孔を透過させることで、筐体の外側面に数字、文字、図形等が表示される表示装置が用いられている。なお、以下の説明において、筐体の外側面のうち光を透過させて数字、文字、図形等が表示される面全体を表示面と呼ぶ。特許文献１には、実装面に発光素子が実装された基板が筐体の内部に設けられた表示装置が開示されている。この表示装置では、発光素子が、実装面に垂直な方向に指向性を持って発光する。また、実装面が筐体の表示面と平行となるように基板が筐体の内部に収容されている。この構成によって、表示面に向けて発光素子から光が発せられる。

特開２００８−０２６３８５号公報

発光素子が実装された実装面には、発光素子以外の電子部品が実装される。基板の実装面の大きさは、発光素子が実装される領域に、電子部品を実装する領域を加えた大きさとなる。すなわち、基板の実装面は、発光素子が実装される領域よりも大きく形成される。特許文献１に開示された表示装置では、実装面を表示面と平行にして基板を筐体の内部に収容しているため、発光素子が実装される実装面よりも表示面を小さくすることができない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光を透過させて数字、文字、図形等が表示される表示面をより小さくすることができる表示装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、表示装置は、複数の第１発光素子と、複数の第１発光素子が実装された第１実装面を有する基板と、外部と内部とを貫通する複数の孔が形成された表示面を有し、第１実装面を表示面と垂直にして基板を収容する筐体と、を備える。複数の第１発光素子は、孔に向けて発光する向きで第１実装面に実装されている。

本発明にかかる表示装置は、光を透過させて数字、文字、図形等が表示される表示面をより小さくすることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる表示装置の斜視図 実施の形態１にかかる表示装置の分解斜視図 図２に示すＡ部分を拡大した部分拡大斜視図 図２に示すＢ部分を拡大した部分拡大斜視図 図２に示すＢ部分を拡大した部分拡大斜視図であって、基板の第２実装面を示す図 図２に示すＣ部分を拡大した部分拡大斜視図 実施の形態１にかかる表示装置を表示面側から見た正面図 図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図 図８に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った矢視断面図 実施の形態１における筐体を表示面の裏から見た図であって、凸部が形成された部分を拡大した部分拡大斜視図 実施の形態１における筐体を表示面の裏から見た斜視図であって、凸部が形成された部分を拡大した部分拡大図 実施の形態１の変形例１にかかる表示装置における第１の壁、第２の壁、および基板の斜視図であり、隙間に基板を差し込む前の状態を示す図 実施の形態１の変形例１にかかる第１の壁、第２の壁、および基板の斜視図であり、隙間に基板が差し込まれた状態を示す図 実施の形態１の変形例２にかかる表示装置における第１発光素子の実装部分を拡大した基板の部分拡大図 変形例２にかかる表示装置の断面図であって、図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した矢視断面図に相当する図 図７に示すＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿って切断した矢視断面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる表示装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる表示装置の斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる表示装置の分解斜視図である。表示装置１は、例えばサーボアンプである。表示装置１は、筐体２、基板３、表示面シート４を備える。筐体２は、基板３を内部に収容する箱体である。筐体２は、外側面の一面が表示面２１となっている。本実施の形態１では、表示面２１は長方形形状である。以下の説明では、表示面２１の長手方向に沿った方向を上下方向とし、表示面の短手方向に沿った方向を幅方向とする。また、上下方向および幅方向に垂直な方向を奥行き方向とする。なお、上下、幅、奥行きといった方向を示す概念は、説明の便宜のために導入したものであり、表示装置１が用いられる姿勢に応じて、その方向も変化する。

図３は、図２に示すＡ部分を拡大した部分拡大斜視図である。表示面２１には、筐体の外部と内部とを貫通する複数の孔２２が形成されている。本実施の形態１では、７個の孔２２が形成されている。７個の孔２２は、孔２２を透過した光で７セグメント表示が可能な配置で形成されている。

図２に戻って、基板３の構成について説明する。基板３は、図示を省略した電子部品が実装される第１実装面３１を有する。基板３の第１実装面３１は四角形形状である。基板３は、第１実装面３１を筐体２の表示面２１に垂直にして、筐体２の内部に収容されている。基板３は、奥行き方向に沿って見た場合に、複数の孔２２が形成された領域と重なる位置に配置されている。なお、第１実装面３１の裏側は、第２実装面３２となっている。

図４は、図２に示すＢ部分を拡大した部分拡大斜視図である。基板３の第１実装面３１には、複数の第１発光素子５が実装されている。複数の第１発光素子５は、第１実装面３１のうち最も表示面２１に近い辺に沿って上下に並べて配置されている。複数の第１発光素子５のそれぞれは、奥行き方向に沿って見た場合に、上下方向において複数の孔２２のいずれかと重なる位置に配置されている。

複数の第１発光素子５のそれぞれは、孔２２に向けて発光する向きで第１実装面３１に実装されている。第１発光素子５は、例えばライトアングルタイプのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。

図５は、図２に示すＢ部分を拡大した部分拡大斜視図であって、基板の第２実装面を示す図である。基板３の第２実装面３２には、複数の第２発光素子６が実装されている。複数の第２発光素子６は、第２実装面３２のうち最も表示面２１に近い辺に沿って上下に並べて配置されている。複数の第２発光素子６のそれぞれは、複数の第２発光素子６の配列方向において複数の孔２２のいずれかと重なる位置に配置されている。

複数の第２発光素子６のそれぞれは、孔２２に向けて発光する向きで第２実装面３２に実装されている。第２発光素子６は、例えばライトアングルタイプのＬＥＤである。

図６は、図２に示すＣ部分を拡大した部分拡大斜視図である。表示面シート４は、筐体２の表示面２１を覆うシート状の部材である。表示面シート４は、表示面２１に形成された孔２２と重なる部分に、光を透過させる複数の透過部４１が形成されている。透過部４１は、透明または半透明の材料で形成されている。表示面シート４は、透過部４１以外の領域では光を透過させない。例えば、表示面シート４の全体を透明または半透明な材料で形成し、透過部４１以外の領域を塗装して、透過部４１以外の領域では光を透過させないようにしてもよい。複数の透過部４１は、複数の孔２２の配置と同様に、７セグメント表示が可能な配置で設けられている。以下の説明において、複数の透過部４１のうち上下方向に延びる形状の透過部４１を第１透過部４１ａとし、幅方向に延びる形状の透過部４１を第２透過部４１ｂとする。表示面シート４には、７セグメント表示を行うために、４つの第１透過部４１ａと、３つの第２透過部４２ｂが形成されている。

図７は、実施の形態１にかかる表示装置を表示面側から見た正面図である。図８は、図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。図９は、図８に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った矢視断面図である。

筐体２の表示面２１の裏となる裏面２７には、孔２２が形成された領域に、奥行き方向に沿って突出する凸部７が形成されている。凸部７は、第１の壁２３と第２の壁２４と接続壁２６とを有する。

図１０は、実施の形態１における筐体を表示面の裏から見た図であって、凸部が形成された部分を拡大した部分拡大図である。図１１は、実施の形態１における筐体を表示面の裏から見た斜視図であって、凸部が形成された部分を拡大した部分拡大斜視図である。

第１の壁２３は、孔２２の周囲から第１発光素子５に向けて延びている。第１の壁２３は、基板の第１実装面３１の一部の領域を覆う。第１の壁２３は、表示面２１の裏で複数の孔２２同士の間を区切っている。図９に示すように、第１の壁２３は、裏面２７側から見た場合に、複数の第１発光素子５同士の間を区切る複数の第１収容室２８を形成する。本実施の形態１では、１つの第１収容室２８に１個の第１発光素子５が重なるように設けられている。第１実装面３１には、５個の第１発光素子５が実装されている。すなわち、表示面２１の裏には、第１収容室２８が５個設けられている。

第２の壁２４は、孔２２の周囲から第２発光素子６に向けて延びている。第２の壁２４は、基板の第２実装面３２の一部の領域を覆う。第２の壁２４は、表示面２１の裏で複数の孔２２同士の間を区切っている。図９に示すように、第２の壁２４は、裏面２７側から見た場合に、複数の第２発光素子６同士の間を区切る複数の第２収容室２９を形成する。本実施の形態１では、１つの第２収容室２９に１個の第２発光素子６が重なるように設けられている。第２実装面３２には、５個の第２発光素子６が実装されている。すなわち、表示面２１の裏には、第２収容室２９が５個設けられている。

接続壁２６は、第１の壁２３と第２の壁２４とを接続する。接続壁２６は、第１の壁２３および第２の壁２４よりも裏面２７からの突出量が小さい。そのため、第１の壁２３と第２の壁２４との間には隙間２５が形成される。

隙間２５に基板３の端部が差し込まれることで、基板３が位置決めされる。すなわち、第１の壁２３と第２の壁２４との間の隙間２５は、基板３を幅方向に位置決めする位置決め部の機能を発揮する。差し込まれた基板３は、接続壁２６に当接する。すなわち、接続壁２６は、基板３を奥行き方向に位置決めする位置決め部の機能を発揮する。

本実施の形態１にかかる表示装置１では、第１発光素子５が孔２２に向けて発光し、第２発光素子６が孔２２に向けて発光する。そのため、第１実装面３１を筐体２の表示面２１と垂直な姿勢にして基板３を筐体２内に収容しても、第１発光素子５および第２発光素子６から発せられる光を表示面２１に設けられた孔２２に向けることができる。

したがって、第１発光素子５および第２発光素子６から発せられる光を、孔２２および表示面シート４の透過部４１に透過させて、表示装置１に７セグメント表示を行わせることができる。この際、第１発光素子５および第２発光素子６のうち発光する発光素子を異ならせることで、所望の透過部４１が発光しているように見せて、例えば０から９の数字を表示装置１に表示させることができる。以下の説明では、数字等を表示させるために透過部４１が発光しているように見えることを、単に透過部４１が発光しているともいい、透過部４１が発光しているように見えないことを、単に透過部４１が発光していないともいう。

また、第１発光素子５の他に電子部品が実装される第１実装面３１が表示面２１と平行ではなく表示面２１と垂直になっているので、表示面２１を第１実装面３１よりも小さく形成することができる。また、表示面２１の縮小化を図った場合であっても、他の電子部品が実装される領域を、奥行き方向に広がる第１実装面３１に確保することができる。

また、複数の第１発光素子５のそれぞれが第１収容室２８に収められ、複数の第２発光素子６のそれぞれが第２収容室２９に収められているので、第１発光素子５および第２発光素子６からの光が、他の収容室に漏れにくくなっている。したがって、発光した第１発光素子５および第２発光素子６が収められた第１収容室２８および第２収容室２９に面している透過部４１以外の透過部４１に光が漏れにくくなる。したがって、発光している透過部４１と、発光していない透過部４１との違いが明確になり、表示面２１の表示をより鮮明にすることができる。なお、第１の壁２３と第２の壁２４との間の隙間２５に差し込まれた基板３も、第１収容室２８および第２収容室２９を囲む壁の一部となるため、基板３によっても発光していない透過部４１への光の漏れが抑制される。

また、第１の壁２３と第２の壁２４との間に設けられた隙間２５に基板３を差し込んで基板３を位置決めすることができるので、第１発光素子５および第２発光素子６の位置ずれによって、透過部４１に十分に光が到達せず表示が不鮮明になってしまうようなことを防ぐことができる。

また、隙間２５に基板３を差し込むだけで位置決めできるので、基板３の位置決めのために冶具等を用いる必要がない。冶具等を用いずに基板３の位置決めを容易に行うことができるので、表示装置１の組立性の向上を図ることができる。

なお、表示面シート４の透過部４１を、光を拡散させるような構成としてもよい。例えば、透過部４１の入射面を粗面で構成して光を拡散させるように構成してもよい。また、透過部４１を、光を拡散しやすい材料で形成してもよい。これにより、透過部４１全体が均一に光るようになり、輝度のむらが抑えられた見やすい表示とすることができる。

また、表示面シート４のうち筐体２の表示面２１と対向する面の反対面をハーフミラーとしてもよい。これにより、発光していない透過部４１が、それ以外の領域と同様に視認され、発光していない場合には透過部４１が設けられていないように見せることができる。一方、第１発光素子５または第２発光素子６を発光させた場合には、ハーフミラーを光が透過することで透過部４１が発光する。したがって、透過部４１の発光時と非発光時との外観上の差異を大きくすることができる。

また、本実施の形態１では、筐体２の裏面２７に凸部７が設けられた例を挙げているが、凸部７が設けられていない表示装置１としてもよい。凸部７が設けられていない場合には、第１の壁２３および第２の壁２４がないことで発光していない透過部４１への多少の光の漏れが発生したり、隙間２５がないことで基板３の位置決めに多少の手間がかかったりするものの、第１実装面３１が表示面２１と垂直であれば、表示面２１を第１実装面３１よりも小さく形成するという効果を得ることができる。なお、凸部７が設けられていない場合には、基板３および筐体２の裏面２７の一方に突起を形成し、他方に突起が嵌まる凹みを形成して、突起が凹みに嵌ることで基板３が位置決めされるようにしてもよい。

また、本実施の形態１では、透過部４１を発光させて７セグメント表示で数字を表示できる例を挙げて説明したが、透過部４１の形状および配置はこれに限られず、透過部４１を発光させて図形や文字を表示できる形状および配置としてもよい。

図１２は、実施の形態１の変形例１にかかる表示装置における第１の壁、第２の壁、および基板の斜視図であり、隙間に基板を差し込む前の状態を示す図である。図１３は、実施の形態１の変形例１にかかる第１の壁、第２の壁、および基板の斜視図であり、隙間に基板が差し込まれた状態を示す図である。

本変形例１では、基板３の１辺であって隙間２５に差し込まれる領域に切欠き３３が形成されている。基板３を隙間２５に差し込んだ際に、凸部７の接続壁２６が切欠き３３に嵌る。基板３が隙間２５に差し込まれることによる基板３の幅方向への位置決めに加えて、接続壁２６が切欠き３３に嵌ることによる基板３の上下方向への位置決めもされる。すなわち、基板３に凸部７が差し込まれることで、より正確に基板３の位置決めがなされる。

図１４は、実施の形態１の変形例２にかかる表示装置における第１発光素子の実装部分を拡大した基板の部分拡大図である。変形例２では、第１実装面３１に実装された５個の第１発光素子５のうち２個の第１発光素子５が、他の第１発光素子５とは表示面２１からの距離が異なっている。

具体的には、表示面シート４に形成された複数の透過部４１のうち、上下方向に延びる形状の第１透過部４１ａに向けて発光する第１発光素子５と表示面２１との距離Ｄ１が、幅方向に延びる形状の第２透過部４１ｂに向けて発光する第１発光素子５と表示面２１との距離Ｄ２よりも大きくなっている。

図１５は、変形例２にかかる表示装置の断面図であって、図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した矢視断面図に相当する図である。上下方向に沿って第１発光素子５と透過部４１を見た場合に、表示面２１の裏面２７に垂直となる線と、第１発光素子５からの透過部４１への光の入射方向に沿った線とがなす角度を入射角θとする。この入射角が鈍角に近くなるほど、第１発光素子５からの光を透過させた透過部４１の輝度にむらができやすくなる。

図１５に示すように距離Ｄ１＞距離Ｄ２とすることで、入射角θ１＞入射角θ２とすることができる。これにより、入射角θ２をより鋭角にして、透過部４１での輝度のむらを抑えて、より見やすい表示とすることができる。

図１６は、図７に示すＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿って切断した矢視断面図である。図１６では、幅方向に延びる形状の第２透過部４１ｂ部分を切断した図が示されている。

図１４にも示すように、第２透過部４１ｂに向けて発光する第１発光素子５と表示面２１との距離Ｄ２は、第１透過部４１ａに向けて発光する第１発光素子５と表示面２１との距離Ｄ１よりも小さくなっている。しかしながら、図１６で示した第１発光素子５からの第２透過部４１ｂへの光の入射位置と第１発光素子５との幅方向の距離Ｄ４が、図１５で示した第１発光素子５から第１透過部４１ａへの光の入射位置と第１発光素子５と幅方向の距離Ｄ３よりも小さいため、距離Ｄ２を距離Ｄ１より小さくしても入射角θ３が鈍角になりにくい。そのため、第２透過部４１ｂに向けて発光する第１発光素子５は、第１透過部４１ａに向けて発光する第１発光素子５よりも表示面２１に近い位置に設けても、第２透過部４１ｂでの輝度のむらを抑えることができる。第１発光素子５よりも表示面２１に近づけることで、第１発光素子５の光量を抑えても第２透過部４１ｂで十分な輝度を得やすくなる。

また、第１発光素子５と同様の理由により、第１透過部４１ａに向けて発光する第２発光素子６は、第２透過部４１ｂに向けて発光する第２発光素子６よりも表示面２１から離れた位置に設けられている。より具体的には、基板３を挟んで対称となる位置に第１発光素子５と第２発光素子６とが配置されている。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 表示装置、２ 筐体、３ 基板、４ 表示面シート、５ 第１発光素子、６ 第２発光素子、７ 凸部、２１ 表示面、２２ 孔、２３ 第１の壁、２４ 第２の壁、２５ 隙間、２６ 接続壁、２７ 裏面、２８ 第１収容室、２９ 第２収容室、３１ 第１実装面、３２ 第２実装面、３３ 切欠き、４１ 透過部、４１ａ 第１透過部、４１ｂ 第２透過部。

Claims (10)

1. 複数の第１発光素子と、
   複数の前記第１発光素子が実装された第１実装面を有する基板と、
   外部と内部とを貫通する複数の孔が形成された表示面を有し、前記第１実装面を前記表示面と垂直にして前記基板を収容する筐体と、を備え、
   複数の前記第１発光素子のそれぞれは、いずれかの前記孔に向けて発光する向きで前記第１実装面に実装され、
   複数の前記第１発光素子の少なくとも１つは、前記表示面に垂直な方向である奥行き方向に沿った前記表示面からの距離が他の前記第１発光素子と異なっており、
   前記表示面からの距離が長い前記第１発光素子からの光が入射する前記孔のほうが、前記表示面からの距離が短い前記第１発光素子からの光が入射する前記孔よりも、前記第１実装面に垂直な方向である幅方向における前記第１発光素子と光の入射位置との距離が長くなる部分を有することを特徴とする表示装置。
2. 複数の前記第１発光素子のそれぞれは、奥行き方向に沿って見た場合に、前記幅方向および前記奥行き方向に垂直な方向である上下方向において、複数の前記孔のいずれかと重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記筐体のうち前記表示面の裏には、前記孔の周囲から前記第１発光素子に向けて延びて、複数の前記孔同士の間を区切る第１の壁が設けられてい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. 前記基板の前記第１実装面の裏面である第２実装面に実装された複数の第２発光素子をさらに備え、
   複数の前記第２発光素子は、前記孔に向けて発光することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の表示装置。
5. 前記筐体のうち前記表示面の裏には、前記孔の周囲から前記第２発光素子に向けて延びて、複数の前記孔同士の間を区切る第２の壁が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 複数の前記第２発光素子の少なくとも１つは、前記奥行き方向に沿った前記表示面からの距離が他の前記第２発光素子と異なっており、
   前記表示面からの距離が長い前記第２発光素子からの光が入射する前記孔のほうが、前記表示面からの距離が短い前記第２発光素子からの光が入射する前記孔よりも、前記幅方向における前記第２発光素子と光の入射位置との距離が長くなる部分を有することを特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。
7. 前記筐体の前記表示面の裏および前記基板の少なくとも一方には、前記基板を位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の表示装置。
8. 前記位置決め部は、前記表示面の裏に形成されて前記基板の端面が差し込まれる凹みであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記表示面を覆う表示面シートをさらに備え、
   前記表示面シートは、前記孔と重なる部分に光を透過させる透過部を有し、
   前記透過部が光を拡散させる拡散素材で形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の表示装置。
10. 前記表示面を覆う表示面シートをさらに備え、
    前記表示面シートは、前記孔と重なる部分に光を透過させる透過部を有し、
    前記透過部がハーフミラーであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の表示装置。