JP6790649B2 - 面発光装置および表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、面発光装置および表示装置に関する。
引用文献1には、液晶表示パネルと、液晶パネルの裏面に配置される面発光装置(バックライト装置)と、液晶表示パネルを押さえて止める押さえ枠と、を備える液晶表示装置が開示されている。面発光装置は、光拡散板と、光拡散板を保持するセルケースと、光拡散板を裏面から照明する発光部と、を備える。このセルケースには、光拡散板を位置決めする溝部が設けられている。
この液晶表示装置は、以下のように組み立てられる。まず、光拡散板を撓ませながらセルケースに設けられた溝部に挿入する。次に、セルケースのパネル裁置面に液晶表示パネルを載置する。最後に、液晶表示パネルを押さえて止める押さえ枠を装着すると液晶表示装置が完成する。
特開2011−028154号公報
引用文献1の液晶表示装置では、拡散板をセルケースに配置する際、光拡散板を撓ませながら溝部に挿入する必要があり、手間が掛かる。また、溝部に光拡散板が挿入された状態では、光拡散板は固定されておらず、押さえ枠が装着される前にセルケースに衝撃が加わると、光拡散板がずれる虞がある。光拡散板がずれると修正する必要があり、手間が掛かる。このように、従来の液晶表示装置は、組み立てが容易でないという問題点がある。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、組み立てが容易な面発光装置および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、本発明の第1の観点に係る面発光装置は、
光を放射する発光部と、
前記発光部から放射された光を受けて光る発光板と、
前記発光部を収容しつつ前記発光板を支持し、前記発光部から放射される光を前記発光板に導くケースと、を備え、
前記発光板は、第1の孔、第2の孔、および縁に設けられた第1の凸部を有し、
前記ケースは、
前記第1の凸部が差し込まれる第1の差込部と、
前記第1の凸部が前記第1の差込部に差し込まれた状態で円形の形状を有する前記第1の孔に嵌め込まれる第1の突起部と、
前記第1の凸部が前記第1の差込部に差し込まれた状態で前記第2の孔に嵌め込まれる第2の突起部と、を有し、
前記第2の孔は、前記第1の孔と前記第2の孔とを結ぶ線に沿って延びる長孔から構成される、
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る表示装置は、
前記面発光装置と、
前記面発光装置に重ねられて配置され、前記面発光装置から放射された光を透過する指標部が形成された表示板と、
前記指標部を指示する指針と、を備える、
ことを特徴とする。
本発明によれば、組み立てが容易な面発光装置および表示装置を提供することができる。
実施の形態に係る表示装置の正面図である。 図1のII−II断面図である。 実施の形態に係る面発光装置を示す分解図である。 図3のA部分の拡大図である。 実施の形態に係る面発光装置を示す正面図である。 図5のB部分の拡大図である。
以下、本発明を実施するための形態に係る面発光装置および表示装置を、図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る表示装置100は、図1に示すように、自動車や二輪車等の車両に搭載され、搭載された車両の速度を表示する速度計(スピードメータ)である。
以下の説明では、表示装置100を正面視したとき(つまり、ユーザが表示装置100を正面から見て速度などを確認する場合)の視認者側を「表」といい、背面側を「裏」という。また、上下左右の各方向は、ユーザが表示装置100を見た場合の方向を示す。
表示装置100は、図2に示すように、中ケース(ケース)101と、発光部102と、拡散板(発光板)103と、表示板104と、指針105と、基板106と、指針駆動部107と、制御部108と、を備える。なお、中ケース101と、発光部102と、拡散板103と、は、面発光装置200を構成する。
中ケース101は、ポリプロピレン(Polypropylene)などの白色の樹脂から構成され、内部に発光部102を収容しつつ拡散板103を支持し、発光部102から放射される光を拡散板103に導く。また、中ケース101は、図3に示すように、拡散板103の縁部の裏面が当接する環状の第1の当接面109aを有する。第1の当接面109aには、第1の突起部111、第2の突起部112、および第3の突起部113が設けられている。中ケース101の中心部130には、後述する拡散板103の裏面が当接する環状の第2の当接面109bと、第1の爪116、第2の爪117および第3の爪118と、が設けられている。第1の爪116、第2の爪117および第3の爪118は、当接面である第2の当接面109bに垂設された支持部と支持部に垂設された張出部とから構成され、張出部は中心部130から外側に向かって延びている。張出部と第2の当接面109bとの間の間隔は、拡散板103の厚みと同じであるか僅かに大きい。中ケース101の中心部130の周囲には、径方向外側に向かうにつれて表側に近づく椀状の形状を有し、光を反射する反射壁が形成されている。
また、中ケース101には、第1の当接面109aを取り囲むように、発光部102から照射された光を遮光するための遮光壁110が設けられている。また、遮光壁110には、第1の差込部114、第2の差込部115が設けられている。第1の差込部114、第2の差込部115には、後述する拡散板103の第1の凸部124、第2の凸部125が差し込まれる。
第1の突起部111は、図4に示すように、第1の当接面109aに突設され、弾性変形可能な部材(中ケース101を構成する樹脂で一体成形されてもよい)から構成されている。第1の突起部111には、割り溝が形成され、二股に分岐された先端部119a、119bを有し、それぞれの先端部119a、119bの外面に突設された爪部120a、120bを有する。また、突起部の周辺部および割り溝には、先端部119a、119bが弾性変形しやすいように第1の当接面109aに対して段差が設けられている。また、爪部120a、120bには、第1の孔121に容易に差し込まれるように傾斜面が形成されている。なお、第2の突起部112および第3の突起部113は、第1の突起部111と同様の構造である。
図5および図6に示すように、第1〜第3の突起部111〜113が、後述する拡散板103の第1〜第3の孔121〜123に押し込まれると、先端部119a、119bがそれぞれ弾性変形しそれらの間隔が小さくなり、第1〜第3の突起部111〜113が第1〜第3の孔121〜123に嵌まりこむ。第1〜第3の突起部111〜113が第1〜第3の孔121〜123に嵌め込まれると、拡散板103の裏面は第1の当接面109aに当接し、先端部119a、119bの間隔は元に戻る。このとき、拡散板103の第1〜第3の孔121〜123の周辺部は、第1の当接面109aと爪部120a、120bとに挟まれる。
図3に戻って、発光部102は、LED(Light Emitting Diode)から構成され、拡散板103に光を照射する。発光部102は、図2に示す制御部108に制御される電源部から電力が供給される。
拡散板103は、円盤状に形成された透明な樹脂板(ポリカーボネート板など)に光を拡散する光拡散シートが重ねられて配置されたものであり、発光部102から放出された光を均一な面光源になるように拡散する。拡散板の103には、中心部から径方向外側に向かって開口する切込部128が形成されている。切込部128は、U字状の形状を有し、切込部128の上端は、第2の当接面109bに沿った円弧状の形状を有する。拡散板103は、縁部に第1の孔121、第2の孔122、第3の孔123、第1の凸部124、および第2の凸部125を有する。また、拡散板103は、切込部128に第1の凹部126および第2の凹部127を有する。第1の孔121は、円形の形状を有する。第2の孔122は、第1の孔121と第2の孔122とを結ぶ線L1に沿って延びる長孔から構成される。第3の孔123は、第1の孔121と第3の孔123とを結ぶ線L2に沿って延びる長孔から構成される。
拡散板103の第1の凹部126、第2の凹部127は、切込部128の上端が第3の爪118の上近傍に位置するように中ケース101に配置されたとき、第1の爪116、第2の爪117に向かい合う位置に形成されている。第1の凹部126、第2の凹部127は、図5に示すように、正面から見て、第1の爪116、第2の爪117の大きさより大きく、かつ、切込部128の上端が第3の爪118の支持部に当接したとき、第1の爪116、第2の爪117が、第1の凹部126、第2の凹部127の上近傍に配置される大きさに成形されている。また、図3に戻って、拡散板103の第1の凸部124と第2の凸部125は、第1の凹部126、第2の凹部127が第1の爪116、第2の爪117に向かい合うように配置されたとき、第1の差込部114と第2の差込部115の近傍に位置するように形成されている。第1の凸部124および第2の凸部125は、三角形の板状の形状を有する。第1の差込部114と第2の差込部115は、第1の凸部124と第2の凸部125に対応する形状に成形されている。また、第1〜第3の孔121〜123は、第1の凸部124と第2の凸部125が第1の差込部114と第2の差込部115に差し込まれたとき、それぞれ第1〜第3の突起部111〜113に相対する位置に形成されている。
図1に戻って、表示板104は、円盤状の形状を有し、拡散板103の表面に重ねられて配置され、ポリカーボネート樹脂により形成された透光性を有する板材と、この板材の両面または片面に形成された遮光性の遮光層と、から構成され、指針105の指示対象である目盛り等の指標部141を形成している。指標部141は、拡散板103から放射された光を透過する。表示板104を中ケース101に固定する方法は任意である。例えば、ツメ部と凹部との嵌め合い等による係止、接着剤による接着、ネジ止め、押圧等が採用される。
指針105は、指示部142と、指針キャップ143と、を有している。指示部142は、透光性樹脂から形成され、表示板104の径方向に伸長しており、表示板104上の指標(速度)を指示する。指針キャップ143は、不透光性樹脂から形成され、指針105の回転軸部分を遮光する。指示部142は、図示しない指針用光源から放射された光を受けて発光するものである。
基板106は、図2に示すように、中ケース101の裏に配置されている。基板106は、平板状のガラスエポキシ系基材に、指針駆動部107と制御部108とを電気的に接続する回路と、発光部102と制御部108とを電気的に接続する回路と、を形成した硬質プリント基板から構成される。
指針駆動部107は、可動磁石式駆動装置、ステッピングモータ等から構成され、基板106に装着されている。指針駆動部107は、回転軸144が指針105のボス部に挿入されることで、指針105を支持している。指針駆動部107は、制御部108から伝達される制御信号に応じた回転角度で回転軸144を回転させる。これにより、図1に示すように、指針105が車両速度に応じた回転角度で回転し、指針105の指示部142が表示板104の指標部141を指示し、車両速度をユーザに知らせることができる。
制御部108は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)から構成され、基板106に装着される。制御部108は、表示装置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、発光部102や図示しない指針用光源を点灯/消灯させる。また、制御部108は、速度に応じた信号を指針駆動部107に伝達する。
表示装置100は、外ケース131と、見返し部材132と、カバー133と、をさらに備える。外ケース131は、発光部102、拡散板103、表示板104などが固定された中ケース101を収容し、これらを外部から保護する。見返し部材132は、黒色の樹脂から形成され、表示板104の表面に配置されており、表示板104の縁部を隠すようにしている。カバー133は、表示装置100の表面を覆っており、埃等から指針105や表示板104を保護している。また、カバー133は透明な樹脂から構成され、ユーザは、カバー133の裏に配設されている指針105や表示板104等を視認できる。
上記構成を有する表示装置100は、以下の手順で組み立てられる。
まず、面発光装置200を組み立てる工程を実施する。
この工程では、図3に示すように、第1の凹部126と第2の凹部127をそれぞれ第1の爪116と第2の爪117の位置に合わせて、拡散板103を第2の当接面109bに当接させる。この状態で、切込部128の上端が第3の爪118の支持部に接触するまで拡散板103を下にずらす。すると、図5に示すように、第1の凸部124と第2の凸部125は、それぞれ第1の差込部114と第2の差込部115に差し込まれる。また、拡散板103は、第1〜第3の爪116〜118と第2の当接面109bとの間に配置され、拡散板103の中心部が中ケース101から離間しないように規制される。
第1の凸部124と第2の凸部125が、それぞれ中ケース101の第1の差込部114と第2の差込部115に差し込まれると、拡散板103は、第1の凸部124と第2の凸部125と切込部128との3点で支持されるため、第1の突起部111が第1の孔121に、第2の突起部112が第2の孔122に、第3の突起部113が第3の孔123に相対する位置に配置される。この状態で、第1〜3の孔121〜123の周辺部を押圧すると、突起部111〜113の先端部119a、119bが弾性変形し、第1〜第3の突起部111〜113が第1〜第3の孔121〜123に嵌まる。第1〜第3の突起部111〜113が第1〜第3の孔121〜123に嵌まりこむと、先端部119a、119bの間隔は元に戻り、第1〜第3の突起部111〜113と第1の当接面109aとは、拡散板103を支持する。
第1〜第3の突起部111〜113が拡散板103を固定すると、拡散板103が中ケース101に固定され、面発光装置200の組み立てが完了する。
続いて、基板106を中ケース101に配置する工程を実施する。図2に戻って、この工程では、回路が形成された基板106に指針駆動部107および制御部108を配置する。この後、指針駆動部107および制御部108が配置された基板106を中ケース101の裏面に固定する。
続いて、仕上げ工程を実施する。この工程では、表示板104を拡散板の表面に配置し、表示板104の表面に見返し部材132を配置する。この後、指針105のボス部に指針駆動部107の回転軸144を挿入し、指針105を固定する。この後、中ケース101を外ケース131に固定する。最後に、カバー133を取り付ける。
このような表示装置100の構成及び組み立て方法によれば、第1の凹部126と第2の凹部127をそれぞれ第1の爪116と第2の爪117の位置に合わせて、拡散板103を第2の当接面109bに当接させ、この状態で、拡散板103を下にずらすと、拡散板103を撓ませずに、第1の凸部124と第2の凸部125が、中ケース101の第1の差込部114と第2の差込部115に差し込まれる。また、第1〜第3の爪116〜118が拡散板103の表面に配置され、拡散板103の中心部が中ケース101から離間することを防ぐことができる。また、中ケース101に対する拡散板103の位置は、第1〜第3の突起部111〜113、第1の差込部114および第2の差込部115で決定される。このため、拡散板103を中ケース101に容易に位置合わせができる。また、第1〜3の孔121〜123の周辺部を押圧することで、拡散板103が、第1〜第3の突起部111〜113の爪部120a、120bと第1の当接面109aとにより、中ケース101に固定される。このため、拡散板103と中ケース101とを容易に組み立てることができる。
また、組み立てた後、面発光装置200に衝撃が加わっても、図6に示すように、爪部120a、120bが拡散板103の抜け止めとして機能し、拡散板103が中ケース101に固定されるため、拡散板103が中ケース101から離間することを防ぎ、中ケース101に拡散板103が取り付けられた状態を維持することができる。つまり、表示装置100の組み立て作業中に、中ケース101に配置された拡散板103の位置ずれが防止される。このため、位置ずれした拡散板103を修正する手間が省かれ、表示装置100を容易に組み立て兒ことができる。
また、拡散板103の第2の孔122は、第1の孔121と第2の孔122とを結ぶ線L1に沿って延びる長孔から構成され、第3の孔123は、第1の孔121と第3の孔123とを結ぶ線L2に沿って延びる長孔から構成される。これにより、中ケース101のサイズと拡散板103のサイズとが、それぞれ、公差の範囲内であれば、第1〜3の孔121〜123が第1〜第3の突起部111〜113に入らない事態や拡散板103にたわみが生じる事態を防ぐことができる。つまり、中ケース101および拡散板103のサイズの誤差が仕様で決めている公差の範囲に収まれば、完成品が不良品になることを防ぐことができる。
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
上述の実施の形態では、中ケース101が3つの突起部(第1〜第3の突起部111〜113)と、2つの差込部(第1の差込部114、第2の差込部115)と、を備える場合について説明したが、中ケース101は、2つ以上の突起部と1つ以上の差込部を備えていればよい。例えば、中ケース101が、2つの突起部(第1の突起部111、第2の突起部112)と1つの差込部(第1の差込部114)を備える場合、拡散板103は、1つの凸部(第1の凸部124)と、この凸部が差込部に差し込まれたときに2つの突起部と相対する位置に配置された2つの孔(第1の孔121、第2の孔122)と、備える。拡散板103の凸部が中ケース101の差込部に差し込まれ、拡散板103の孔がそれぞれ中ケースの突起部に嵌め込まれると、拡散板103は、3点で中ケース101に支持されるため、安定して中ケース101に固定される。
また、上述の実施の形態では、突起部(第1〜第3の突起部111〜113)が、二股に分岐された先端部119a、119bを有し、それぞれの先端部119a、119bの外面に突設された爪部120a、120bを有する場合について説明したが、突起部の構造は任意であり、拡散板103の面に垂直な方向に押圧することで、突起部が拡散板103の孔(第1〜第3の孔121〜123)に圧入され、拡散板103を固定することができるものであれば限定されない。
上述の実施の形態では、第2の孔122および第3の孔123が長孔から構成される場合について説明したが、第2の孔122および第3の孔123は、円形の形状を有してもよい。第2の孔122および第3の孔123が、円形の形状を有することで、拡散板103を中ケース101により正確な位置に固定することができる。また、第1〜第3の突起部111〜113が第1〜第3の孔121〜123に圧入されて、拡散板103を中ケース101に固定できることができれば、第1〜第3の孔121〜123の形状は任意であり、四角形などであってもよい。
また、上述の実施の形態では、拡散板の103が中心部から径方向外側に向かって開口する切込部128が形成されている場合について説明したが、拡散板103の形状は任意であり、拡散板の103には、切込部128が形成されていなくてもよい。また、拡散板103は四角形などの板状であってもよい。
また、上述の実施の形態では、中ケース101が第2の当接面109bと爪(第1〜第3の爪116〜118)とを備える場合について説明したが、中ケース101が突起部と差込部とで拡散板103を支持できれば、第2の当接面109bおよび爪を備えなくてもよい。
また、上述の実施の形態では、拡散板103が、透明な樹脂板に光を拡散する光拡散シートが重ねられて配置されたものである場合について説明したが、拡散板103は、発光部102から放出された光を均一な面光源になるように光を拡散するものであれば限定されない。例えば、透明な樹脂板に光を拡散するプリズムシートが重ねられて配置されたものであってもよい。プリズムシートは、マイクロプリズムが形成された透明な樹脂シートから構成される。また、透明な樹脂板に光拡散シートおよびプリズムシートが重ねられて配置されたものであってもよい。この場合、より均一な面光源が得られる。また、拡散板103は、半透明の樹脂板から構成されてもよい。
また、上述の実施の形態では、発光部102が、LEDから構成される場合について説明したが、発光部102は、拡散板103に光を照射するものであれば限定されない。例えば、発光部102は、白熱電球またはEL(Electro-Luminescence)ランプであってもよい。また、発光部102の配置位置や光源の数は、拡散板103を均一に光らせることができるならば、任意である。
また、上述の実施の形態では、表示装置100が車両の速度を表示する速度計である場合について説明したが、表示装置100は、エンジンの回転数を示すタコメータやその他の情報を示す計器であってもよい。また、上述の実施の形態では、表示装置100の表示板104が円形の場合について説明したが、表示板104の形状は円形に限定されず、四角形やその他の形状であってもよい。
また、上述の実施の形態では、表示装置100が表示板104と指針105とを備える場合について説明したが、表示装置100は、面発光装置200を備えるものであれば限定されず、表示装置100は、面発光装置200と面発光装置200に重ねられて配置される液晶表示パネルとを備えてもよい。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
本発明は、自動車や二輪車等の速度を表示する速度計に用いられる面発光装置および表示装置に適用可能である。
100 表示装置
101 中ケース
102 発光部
103 拡散板
104 表示板
105 指針
106 基板
107 指針駆動部
108 制御部
109a 第1の当接面
109b 第2の当接面
110 遮光壁
111 第1の突起部
112 第2の突起部
113 第3の突起部
114 第1の差込部
115 第2の差込部
116 第1の爪
117 第2の爪
118 第3の爪
119a、119b 先端部
120a、120b 爪部
121 第1の孔
122 第2の孔
123 第3の孔
124 第1の凸部
125 第2の凸部
126 第1の凹部
127 第2の凹部
128 切込部
130 中心部
131 外ケース
132 見返し部材
133 カバー
141 指標部
142 指示部
143 指針キャップ
144 回転軸
200 面発光装置
L1、L2 線

Claims (4)

  1. 光を放射する発光部と、
    前記発光部から放射された光を受けて光る発光板と、
    前記発光部を収容しつつ前記発光板を支持し、前記発光部から放射される光を前記発光板に導くケースと、を備え、
    前記発光板は、第1の孔、第2の孔、および縁に設けられた第1の凸部を有し、
    前記ケースは、
    前記第1の凸部が差し込まれる第1の差込部と、
    前記第1の凸部が前記第1の差込部に差し込まれた状態で円形の形状を有する前記第1の孔に嵌め込まれる第1の突起部と、
    前記第1の凸部が前記第1の差込部に差し込まれた状態で前記第2の孔に嵌め込まれる第2の突起部と、を有し、
    前記第2の孔は、前記第1の孔と前記第2の孔とを結ぶ線に沿って延びる長孔から構成される、
    ことを特徴とする面発光装置。
  2. 光を放射する発光部と、
    円盤状の形状を有し、前記発光部から放射された光を受けて光るとともに中心部分から径方向外側に向かって開口する切込部が形成された発光板と、
    前記発光部を収容しつつ前記発光板を支持し、前記発光部から放射される光を前記発光板に導くケースと、を備え、
    前記発光板は、第1の孔、第2の孔、および縁に設けられた第1の凸部を有し、
    前記ケースは、
    前記第1の凸部が差し込まれる第1の差込部と、
    前記第1の凸部が前記第1の差込部に差し込まれた状態で前記第1の孔に嵌め込まれる第1の突起部と、
    前記第1の凸部が前記第1の差込部に差し込まれた状態で前記第2の孔に嵌め込まれる第2の突起部と、
    前記切込部内に位置する中心部と、
    前記中心部から径方向外側に向かって延び、前記発光板の表面に当接する第1の爪および第2の爪と、
    前記発光板の裏面に当接する当接面と、を有する、
    ことを特徴とする面発光装置。
  3. 前記発光板は、第3の孔と縁に設けられた第2の凸部とをさらに有し、
    前記ケースは、
    前記第2の凸部が差し込まれる第2の差込部と、
    前記第2の凸部と前記第1の凸部がそれぞれ前記第1の差込部と前記第2の差込部に差し込まれた状態で前記第3の孔に嵌め込まれる第3の突起部と、を有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の面発光装置。
  4. 請求項1からの何れか1項に記載の面発光装置と、
    前記面発光装置に重ねられて配置され、前記面発光装置から放射された光を透過する指標部が形成された表示板と、
    前記指標部を指示する指針と、を備える、
    ことを特徴とする表示装置。
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