JP7318365B2 - 表示装置、電子機器及び組み付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、電子機器及び組み付け方法に関する。

種々の車載機器をタッチ操作で操作する車両用スイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の技術は、光源と、光源から出射される出射光が透過して表示される表示領域と、タッチスイッチ部と、タッチ検出部と、出射光の光量を変化させる光源制御部とを備える。

特開２０１６－１１０７７５号公報

表示領域を有するスイッチ装置を含む表示装置では、表示領域が配置された表示板の裏面側に光源が配置され、表面の表示領域を表示させる。そこで、表面の明るさのムラを低減することが望まれる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面の明るさのムラを低減することができる表示装置、電子機器及び組み付け方法を提供す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、本発明に係る表示装置は、光源が配置された基板と、前記基板と向かい合って配置された表示板と、前記基板の周りと前記表示板の周りとを囲んで保持する筒形状のパネルと、前記基板と前記表示板との間に配置され、前記光源が発した光を導光するレンズと、を備え、前記パネルは、内周面から突出するリブを有し、前記レンズは、前記レンズの前記パネルへの組み付け時に前記リブが進入可能な、嵌合溝が形成され、前記嵌合溝に隣接して配置された爪部を有し、前記爪部は、組み付け状態において、前記リブと前記表示板との間に位置する。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、正面表示面を有する表示パネルと、前記表示パネルの周りを囲む正面パネルと、前記正面パネルに隣接する上記の表示装置を備える。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る組み付け方法は、光源が配置された基板と、前記基板と向かい合って配置された表示板と、前記基板の周りと前記表示板の周りとを囲んで保持する筒形状のパネルと、前記基板と前記表示板との間に配置され、前記光源が発した光を導光するレンズと、を備え、前記パネルは、内周面から突出するリブを有し、前記レンズは、前記レンズの前記パネルへの組み付け時に前記リブが進入可能な、嵌合溝が形成され、前記嵌合溝に隣接して配置された爪部を有し、前記爪部は、組み付け状態において、前記リブと前記表示板との間に位置する、表示装置の組み付け方法であって、前記パネルの後側から、前記爪部に前記リブを押し当てて、前記爪部を弾性変形させながら、前記嵌合溝に前記リブを進入させて、前記嵌合溝に前記リブが進入した状態で、前記レンズをさらに前方へ押し込んで、前記表示板を、前記パネルに前側から組み付けて、前記爪部を前記リブと前記表示板との間に位置させた状態で、前記基板を、前記表示板及び前記レンズが組み付けられた前記パネルの後部に組み付ける。

本発明に係る表示装置、電子機器及び組み付け方法は、表面の明るさのムラを低減することができる、という効果を奏する。

図１は、第一実施形態に係る電子機器を示す正面図である。 図２は、第一実施形態に係る表示装置の分解斜視図である。 図３は、第一実施形態に係る表示装置の断面図である。 図４は、図２に示すパネルの斜視図である。 図５は、図２に示すレンズの斜視図である。 図６は、レンズの部分拡大図である。 図７は、レンズ及びリブの部分拡大図である。 図８は、第一実施形態に係る表示装置の組み付け手順を示す斜視図である。 図９は、第一実施形態に係る表示装置の他の例の部分拡大図である。 図１０は、第一実施形態に係る表示装置の他の例の部分拡大図である。 図１１は、第一実施形態に係る表示装置の他の例の部分拡大図である。 図１２は、図２に示すレンズの他の例の斜視図である。 図１３は、従来のレンズの斜視図である。 図１４は、従来の表示装置の断面図である。

以下に、本発明に係る表示装置、電子機器及び組み付け方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［第一実施形態］
＜電子機器＞
図１は、第一実施形態に係る電子機器１を示す正面図である。図１に示すように、本実施形態に係る電子機器１は、車両の内部に搭載される、例えば、ＡＶ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｓｕａｌ）一体型のカーナビゲーション装置である。電子機器１は、表示パネル２と、正面パネル３と、表示装置５とを有する。

なお、以下の説明では、電子機器１の通常の使用時における上側を、電子機器１の上側とし、電子機器１の通常の使用時における下側を、電子機器１の下側として説明する。また、以下の説明では、電子機器１を正面パネル３側から見た際における左右方向を、電子機器１の左右方向として説明する。

表示パネル２は、矩形状に形成され、正面に表示面２ａを有している。正面とは、車両の乗員が視認する面である。正面は、カーナビゲーション装置の場合、車内の後方に向く面となる。表示面２ａは、表示パネル２の矩形状よりも小さい矩形状に形成されている。表示面２ａは、表示パネル２の外縁２１より内側に配置されている。本実施形態では、表示パネル２は、表示面２ａがタッチパネルである。

正面パネル３は、表示パネル２の周りを囲むように、矩形状に形成されている。正面パネル３は、表示パネル２の周りを囲む矩形状の枠部３１と、枠部３１の内側において表示パネル２の表示面２ａを開放する矩形状の窓部３２と、を有している。

＜表示装置＞
図２は、第一実施形態に係る表示装置５の分解斜視図である。図３は、第一実施形態に係る表示装置５の断面図である。図１に示すように、表示装置５は、正面パネル３の周縁に隣接して配置されている。本実施形態では、表示装置５は、正面パネル３の下側に配置されている。本実施形態では、表示装置５は、前後方向視において左右方向に長い矩形状である。表示装置５は、基板６と、表示板７と、パネル８と、レンズ９とを有する。

基板６は、表示パネル２の表示面２ａに沿って配置されている。本実施形態では、基板６は、左右方向に長い矩形状である。基板６は、表面６ａに光源６１が配置されている。光源６１は、前側に向かって光を発する。光源６１は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。本実施形態では、光源６１は、左右方向に５つ並んで配置されている。

表示板７は、表示パネル２の表示面２ａに沿って配置されている。表示板７は、基板６より前側に配置され、基板６と向かい合って配置されている。本実施形態では、表示板７は、前後方向視において長方形状である。表示板７は、板状に形成され、基板６と表示板７とレンズ９とが収容されているパネル８の正面側を塞ぐように配置されている。表示板７は、例えば、黒色または灰色のような濃色をしている。

表示板７は、表面７ａに、車両の乗員が視認可能なロゴまたはマークのような、文字、数字、図形、記号を表示する表示部７１が配置されている。本実施形態では、表示板７には、５つの表示部７１が左右方向に並んで配置されている。

表示部７１は、表示板７の表面７ａに形成された透過部７２を有する。透過部７２は、光源６１から発せられた光を透過する。透過部７２は、例えば、白色、半透明などの光を透過可能な淡色をした、文字、数字、図形、記号などの形状が配置されている。本実施形態では、透過部７２は、左側から順番に「ＡＡＡ」、「ＢＢＢ」、「ＣＣＣ」、「ＤＤＤ」、「ＥＥＥ」の文字の形状が配置されている。

＜パネル＞
図４は、図２に示すパネル８の斜視図である。図４に示すように、パネル８は、基板６の周りと表示板７の周りである外縁７３とレンズ９の周りとを囲んで保持する。パネル８は、基板６の周りと表示板７の外縁７３とレンズ９の周りとを囲う筒形状に形成されている。本実施形態では、パネル８は、角筒形状に形成されている。

パネル８は、内周面にレンズ９の基部９１の外縁を保持する保持部８１が配置されている。保持部８１は、パネル８の内周面から突設されている。保持部８１は、レンズ９の基部９１の外縁より小さい開口を有する、矩形の枠状に形成されている。保持部８１は、パネル８内において、レンズ９を前後方向に位置決めする。

パネル８は、内周面から突出するリブ８２を有する。リブ８２は、保持部８１と一体に形成されている。パネル８は、左右方向に間隔を空けて配置されたリブ８２を有する。リブ８２は、表示パネル２の発熱または外部から加わる衝撃などによるパネル８の撓みを規制する。リブ８２は、パネル８の内周面の向かい合う面同士を接続して、上下方向に延びている。リブ８２によって、保持部８１の開口が区画される。本実施形態では、４つのリブ８２が配置されている。本実施形態では、リブ８２は、中心軸と直交する断面が正方形状である。

＜レンズ＞
図５は、図２に示すレンズ９の斜視図である。図６は、レンズ９の部分拡大図である。図７は、レンズ９及びリブ８２の部分拡大図である。図１に示すように、レンズ９は、表示パネル２の表示面２ａに沿って配置されている。図３に示すように、レンズ９は、基板６より前側に配置され、表示板７より後側に配置されている。言い換えると、レンズ９は、基板６と表示板７との間に挟まれるように配置されている。レンズ９は、基板６及び表示板７と向かい合って配置されている。レンズ９は、光源６１から発せられた光を導光する光学部材である。レンズ９は、例えば、導光レンズである。レンズ９は、乳白色の樹脂材料で形成されている。

より詳しくは、レンズ９は、基部９１と、基部９１より前側に突設された複数の凸状部９２と、凸状部９２の前端部の左側から左方に突設された爪部９３と、凸状部９２の前端部の右側から右方に突設された爪部９４とを有する。爪部９３と爪部９４とは、向かい合って配置されている。レンズ９は、隣接する凸状部９２の間、言い換えると、向かい合う爪部９３と爪部９４との間に嵌合溝９５が形成されている。基部９１と凸状部９２と爪部９３と爪部９４とは、一体に形成されている。

複数の凸状部９２は、基部９１によって左右方向に連結されている。本実施形態では、５つの凸状部９２が配置されている。図６に示すように、凸状部９２は、後面側が凹状に窪んでいる。図３に示すように、組み付け状態において、凸状部９２の表面９２ａは、表示板７の裏面７ｂに当接する。組み付け状態において、凸状部９２は、保持部８１とリブ８２とで囲われた窓部８３に位置する。

爪部９３及び爪部９４は、嵌合溝９５に隣接して配置されている。爪部９３及び爪部９４は、嵌合溝９５の出入口へ張り出して形成されている。爪部９３及び爪部９４は、例えば、ポリカーボネートを含む弾性変形可能な材料で形成されている。レンズ９の組み付け時は、爪部９３及び爪部９４をリブ８２に押し当てて、爪部９３及び爪部９４を弾性変形させながら、リブ８２を嵌合溝９５へ進入させる。リブ８２が嵌合溝９５へ進入すると、爪部９３及び爪部９４は元の形状に復帰する。

組み付け状態において、爪部９３及び爪部９４は、リブ８２と表示板７との間に位置している。組み付け状態において、爪部９３及び爪部９４は、リブ８２の前側であって、表示板７の裏面７ｂ側に位置する。組み付け状態において、爪部９３と爪部９４との最短距離は、嵌合溝９５の幅より小さい距離になっている。

嵌合溝９５の出入口において、爪部９３の表面９３ａ及び爪部９４の表面９４ａは、テーパ形状である。

嵌合溝９５は、表示装置５の組み付け時における、パネル８へのレンズ９の組み付け時に、リブ８２が進入可能である。組み付け状態において、嵌合溝９５にリブ８２が位置する。レンズ９の組み付け時は、嵌合溝９５にリブ８２を位置付けた状態で、レンズ９を前側に押し込むことによって、レンズ９が、パネル８に後側から組み付けられる。

組み付け状態において、リブ８２が位置する嵌合溝９５の空間は、リブ８２の外周と同程度の大きさである。また、嵌合溝９５の出入口は、爪部９３及び爪部９４が張り出しており、爪部９３と爪部９４との最短距離は、嵌合溝９５の幅より小さい距離になっている。さらに、嵌合溝９５の出入口において、爪部９３の表面９３ａ及び爪部９４の表面９４ａがテーパ形状である。これらにより、リブ８２が嵌合溝９５へ進入した後、嵌合溝９５の内部において摺動することが規制される。リブ８２が嵌合溝９５へ進入した後は、リブ８２が嵌合溝９５から抜け出すことが抑制される。

図６を用いて、レンズ９の各部の厚さについて説明する。爪部９３及び爪部９４の厚さをｄ１とする。爪部９３及び爪部９４の厚さｄ１は、爪部９３及び爪部９４が、光源６１から発せられた光を導光して、爪部９３及び爪部９４に当接している表示板７を所定の明るさにすることが可能な程度の厚さとする。表示板７の表面７ａの明るさのムラを低減して明るさが均一になるように、凸状部９２の厚さｄ２及び基部９１の厚さｄ３は、爪部９３及び爪部９４の厚さｄ１と同じ厚さとすることが好ましい。レンズ９は、厚さが均一であることが好ましい。

＜電子機器の組み付け方法＞
次に、図８を用いて、電子機器１の組み付け方法と作用について説明する。図８は、第一実施形態に係る表示装置５の組み付け手順を示す斜視図である。

図８（ａ）に示すように、レンズ９が、パネル８の後側から組み付けられる。レンズ９の爪部９３及び爪部９４をパネル８のリブ８２に押し当てて、レンズ９の爪部９３及び爪部９４を弾性変形させながら、レンズ９の嵌合溝９５にパネル８のリブ８２を進入させる。レンズ９の爪部９３及び爪部９４は、弾性変形によって、リブ８２が嵌合溝９５に進入する際に変形し、リブ８２が嵌合溝９５に進入すると元の形状に復帰する。リブ８２の後面８２ｂが基部９１の表面９１ａに当接するまで、レンズ９を矢印で示す第一方向である前方へ押し込む。

図８（ｂ）に示すように、リブ８２の後面８２ｂが基部９１の表面９１ａに当接しているとき、凸状部９２は、保持部８１とリブ８２とで囲われた窓部８３に位置している。このようにして、レンズ９が、パネル８に組み付けられる。

そして、表示板７が、レンズ９が組み付けられたパネル８に前側から組み付けられる。表示板７がパネル８に組み付けられた状態で、レンズ９の凸状部９２の表面９２ａ、爪部９３及び爪部９４が表示板７の裏面７ｂに当接する。

そして、基板６が、表示板７及びレンズ９が組み付けられたパネル８の後部に組み付けられる。このようにして、組み立てられた表示装置５が、電子機器１の下側に組み付けられる。

＜電子機器の作用＞
電子機器１の下側に配置された表示装置５では、車両の起動中に、電子機器１が起動して、基板６に配置された光源６１が前方へ向けて光を発する。光源６１から発せられた光は、後側からレンズ９に入射する。レンズ９に入射した光は、レンズ９によって導光されて、レンズ９の周面から外部へ出射される。レンズ９の基部９１の表面９１ａ、凸状部９２の表面９２ａ、爪部９３の表面９３ａ及び爪部９４の表面９４ａから出射された光は、表示板７へ裏面７ｂから入射する。表示板７の表面７ａにおいて、凸状部９２の表面９２ａ、爪部９３及び爪部９４と当接している部分は、凸状部９２の表面９２ａ、爪部９３の表面９３ａ及び爪部９４の表面９４ａから出射された光によって明るくなる。爪部９３及び爪部９４は、レンズ９に入射した光を導光して、リブ８２の前側に位置する表示板７を明るくする。爪部９３及び爪部９４がなければリブ８２によって遮られる光を、爪部９３及び爪部９４が補い、表示板７の明るさのムラが低減される。このようにして、表示板７の表面７ａは、明るさのムラが低減される。表示板７の透過部７２は、配置された文字、数字、図形、記号などの形状に光を透過させる。これにより、表示板７の透過部７２には、文字、数字、図形、記号などの形状が明るく表示される。

＜効果＞
上述したように、本実施形態では、電子機器１の下側に配置された表示装置５は、基板６と表示板７とレンズ９と、それらの周りを囲んで保持するパネル８とを備える。また、本実施形態では、レンズ９には、パネル８の内周面から突出するリブ８２が進入可能な嵌合溝９５が形成される。さらに、本実施形態では、嵌合溝９５に隣接して配置された爪部９３及び爪部９４は、組み付け状態において、リブ８２と表示板７との間に位置する。これらにより、本実施形態によれば、表示板７の表面７ａにおいて、凸状部９２の表面９２ａ、爪部９３及び爪部９４と当接している部分は、レンズ９から出射された光によって明るくすることができる。本実施形態によれば、爪部９３及び爪部９４がレンズ９に入射した光を導光して、リブ８２の前側に位置する表示板７を明るくすることができる。本実施形態は、リブ８２によって遮られる光を爪部９３及び爪部９４によって補って、表示板７の明るさのムラを低減することができる。本実施形態は、表示板７の表面７ａにおいて、レンズ９から出射された光が、リブ８２によって遮られる部分をなくすことができる。このようにして、本実施形態によれば、表示板７の表面７ａにおいて、明るさのムラを低減して明るさを均一にすることができる。本実施形態では、表示板７の透過部７２は、配置された文字、数字、図形、記号などの形状に光を透過させて、文字、数字、図形、記号などの形状を、ムラなく明るく表示することができる。

ここで、図１３、図１４を用いて、比較のために従来の表示装置５Ｘについて説明する。図１３は、従来のレンズ９Ｘの斜視図である。図１４は、従来の表示装置５Ｘの断面図である。従来の表示装置５Ｘは、レンズ９Ｘが爪部を有していない点で、表示装置５と異なる。表示装置５Ｘでは、リブ８２の前側に爪部が配置されないので、リブ８２の前側に位置する表示板７は明るさが周囲に比べて低減される。表示装置５Ｘでは、表示板７の表面７ａにおいて、レンズ９から出射された光がリブ８２によって遮られて、周囲に比べて暗くなる部分が存在する。

＜第一実施形態の変形例＞
図９は、第一実施形態に係る表示装置５の他の例の部分拡大図である。図１０は、第一実施形態に係る表示装置５の他の例の部分拡大図である。図１１は、第一実施形態に係る表示装置５の他の例の部分拡大図である。以下の説明においては、表示装置５と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９に示すように、リブ８２Ａは、光源６１の中心光線の光軸に対して、傾斜した面を含む断面を有する。リブ８２Ａは、中心軸と直交する断面が三角形状である。リブ８２Ａの周面８２Ａａ、周面８２Ａｂは、光源６１の光軸に対して交差するように配置されている。リブ８２Ａの周面８２Ａｃは、表示パネル２の表示面２ａに沿って配置されている。これらにより、組み付け時に、リブ８２Ａを嵌合溝９５へ進入させやすくすることができる。また、リブ８２Ａが嵌合溝９５へ進入した後は、リブ８２Ａが嵌合溝９５から抜け出すことを抑制することができる。

図１０に示すように、リブ８２Ｂは、矩形状の断面を有する。リブ８２Ｂは、中心軸と直交する断面がひし形状である。リブ８２Ｂのすべての周面は、光源６１の光軸に対して交差するように配置されている。これにより、リブ８２Ｂと、爪部９３及び爪部９４とが対面する面積が低減される。これにより、レンズ９から表示板７側に出射される光が、リブ８２Ｂによって遮られることを抑制することができる。また、組み付け時に、リブ８２Ｂを嵌合溝９５へ進入させやすくすることができる。

図１１に示すように、リブ８２Ｃは、周面の少なくとも一部が円弧状の断面を有する。リブ８２Ｃは、中心軸と直交する断面が円形状である。リブ８２Ｃの周面と嵌合溝９５との間に空間が形成される。これにより、レンズ９から表示板７側に出射される光が、リブ８２Ｃによって遮られることを抑制することができる。また、組み付け時に、リブ８２Ｃを嵌合溝９５へ進入させやすくすることができる。

図１２を用いて、図２に示すレンズの他の例について説明する。図１２は、図２に示すレンズの他の例の斜視図である。上記では、レンズ９は、爪部９３及び爪部９４を有するものとして説明したが、爪部９３及び爪部９４のどちらか一方を有していてもよい。図１２に示す、レンズ９Ｄは、爪部９３Ｄのみを有する。爪部９３Ｄは、凸状部９２Ｄの前端部から突設される長さを長くしてもよい。これにより、レンズ９Ｄの組み付け時に、爪部９３Ｄが変形しやすくなるので、容易に組み付けることができる。

上記した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものを含む。さらに、上記した構成は適宜組み合わせが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において構成の種々の省略、置換または変更が可能である。

上記では、表示装置として説明したが、これに限定されない。例えば、スイッチとしての機能を有する、文字、数字、図形、記号などを明るく表示する表示装置であってもよい。

１ 電子機器
２ 表示パネル
３ 正面パネル
５ 表示装置
６ 基板
６１ 光源
７ 表示板
７１ 表示部
７２ 透過部
８ パネル
８１ 保持部
８２ リブ
９ レンズ
９１ 基部
９２ 凸状部
９３ 爪部
９４ 爪部
９５ 嵌合溝

Claims (7)

1. 光源が配置された基板と、
   前記基板と向かい合って配置された表示板と、
   前記基板の周りと前記表示板の周りとを囲んで保持する筒形状のパネルと、
   前記基板と前記表示板との間に配置され、前記光源が発した光を導光するレンズと、
   を備え、
   前記パネルは、内周面から突出するリブを有し、
   前記レンズは、前記レンズの前記パネルへの組み付け時に前記リブが進入可能な、嵌合溝が形成され、前記嵌合溝に隣接して配置された、光源が発した光を導光する爪部を有し、
   前記爪部は、組み付け状態において、前記リブと前記表示板との間に位置する、
   表示装置。
2. 前記爪部は、弾性変形可能な材料で形成され、前記嵌合溝へ張り出して配置されている、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記リブは、矩形状の断面を有する、請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記リブは、前記光源の中心光線の光軸に対して、傾斜した面を含む断面を有する、請求項１または２に記載の表示装置。
5. 前記リブは、周面の少なくとも一部が円弧状の断面を有する、請求項１または２に記載の表示装置。
6. 正面に表示面を有する表示パネルと、
   前記表示パネルの周りを囲む正面パネルと、
   前記正面パネルに隣接する請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
7. 光源が配置された基板と、
   前記基板と向かい合って配置された表示板と、
   前記基板の周りと前記表示板の周りとを囲んで保持する筒形状のパネルと、
   前記基板と前記表示板との間に配置され、前記光源が発した光を導光するレンズと、
   を備え、
   前記パネルは、内周面から突出するリブを有し、前記レンズは、前記レンズの前記パネルへの組み付け時に前記リブが進入可能な、嵌合溝が形成され、前記嵌合溝に隣接して配置された、光源が発した光を導光する爪部を有し、前記爪部は、組み付け状態において、前記リブと前記表示板との間に位置する、表示装置の組み付け方法であって、
   前記パネルの後側から、前記爪部に前記リブを押し当てて、前記爪部を弾性変形させながら、前記嵌合溝に前記リブを進入させて、
   前記嵌合溝に前記リブが進入した状態で、前記レンズをさらに前方へ押し込んで、
   前記表示板を、前記パネルに前側から組み付けて、
   前記爪部を前記リブと前記表示板との間に位置させた状態で、前記基板を、前記表示板及び前記レンズが組み付けられた前記パネルの後部に組み付ける、
   組み付け方法。

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