JPH09306223A - 夜間照明表示装置 - Google Patents

夜間照明表示装置

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JPH09306223A
JPH09306223A JP11798196A JP11798196A JPH09306223A JP H09306223 A JPH09306223 A JP H09306223A JP 11798196 A JP11798196 A JP 11798196A JP 11798196 A JP11798196 A JP 11798196A JP H09306223 A JPH09306223 A JP H09306223A
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JP
Japan
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light
light guide
halftone dot
guide plate
reflection layer
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JP11798196A
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English (en)
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Hiroshi Hashimoto
弘 橋本
Masaki Kojima
正樹 小島
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指示計器の文字盤に導光板を用いた場合に、
導光板内面を伝達していく光の量を考慮して指示計器の
明るさを均一にする。 【解決手段】 光の導光媒体となり導光途中の光を内面
反射させる導光板1と、導光板1の近傍に設けられ導光
板1を照射する光源2と、導光板1の裏面1bに設けら
れ導光途中の光を導光板1内面に拡散反射させる反射層
3とを備え、反射層3を光源2からの距離に応じ面積が
増加する網点Aからなる網点反射層3Aにて形成した夜
間照明表示装置において、網点Aで拡散反射する光の量
が導光板1の内面反射によって増加していくため、これ
を考慮して、光源2から離れるに従い網点Aの網点面積
の増加する割合を減少させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は夜間照明表示装置の
文字盤の明るさの均一化を図るために指示計器の文字盤
裏面に施される反射層に関し、主に自動車のスピードメ
ータ等の指示計器に用いられる。
【0002】
【従来の技術】光源からの光を直接文字盤に受ける照明
装置において、光源からの距離の二乗に反比例して面積
が減少する円形の遮光性の網点を文字盤に、文字盤の単
位面積当たり1つ施す。これにより、文字盤に形成され
た網点により透過する光源からの光の量を同じにする、
つまり単位面積当たりで透過する光の量を同じにするこ
とによって文字盤の照明の明るさの均一化を図ってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、文字盤に導光
板を用いた場合にも導光板の裏面に光源からの距離の二
乗に比例した面積を持つ円形の反射性の網点を施した場
合に、光源からの距離が離れるに従い文字盤の明るさが
明るくなっていくことが判った。本発明は上記点に鑑み
てなされたもので、文字盤に導光板を用いた場合におけ
る文字盤の照明の明るさを均一にすることを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項1、3
から4に記載の発明によれば、反射層(3)を、光源
(2)からの距離に比例して面積が増加する網点(A)
からなる網点反射層(3A)にて作成した夜間照明表示
装置において、光源(2)から離れるに従い網点(A)
の面積の増加する割合を減少させた網点(A)にして網
点反射層(3A)を形成したことを特徴とする。
【0005】ここで、導光板(1)用いた場合には反射
層(3)以外でも導光板表面(1c)及び導光板裏面
(1b)で内面反射するため、光源(2)からの光だけ
でなく内面反射による光も反射層(3)を照射し、導光
板(1)を用いない場合よりも光の届く量が多い。ま
た、この場合導光板(1)の内面における多次的反射等
も考慮すると、導光板(1)用いた場合には用いなかっ
た場合に比し距離が離れるに従い光の届く割合は大きく
なる。
【0006】従って、光源(2)からの距離に比例して
面積が増加する網点(B)を導光板裏面(1b)に形成
させた場合には網点(B)で拡散反射する光の量が光源
(2)からの距離が離れるに従い多くなっていくが、こ
のように網点(B)の面積の増加する割合を減少させた
網点(A)にした場合には、導光板(1)での内面反射
を含めた各網点で拡散反射する光の量を改善し、単位面
積当たりで拡散反射する光の量を同じにできるので文字
盤の照明の明るさを均一にできる。
【0007】請求項2に記載の発明によれば、上述同様
に光源(2)から距離が離れるに従い網点率の増加する
割合を減少させることにより、単位面積当たりで拡散反
射する光の量を同じにでき、文字盤の照明の明るさを均
一にできる。請求項4に記載の発明によれば、網点
(A)からなる網点反射層(3A)を導光板(1)に形
成された意匠部(5)の周囲にのみ設けたことを特徴と
する。
【0008】これにより、導光途中の光を拡散反射する
反射層(3)の量が減らせるため、導光板(1)の導光
途中における光の減衰を少なくし、意匠部(5)全体の
明るさを上昇させることができる。なお、上記各手段の
括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段と
の対応関係を示すものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。 (第1実施形態)図1及び図3から図8は本発明を自動
車の速度指示器に適用した場合を示しており、エンジン
の回転数指示器等にも適用される。
【0010】図1は本発明における指示計器の夜間照明
表示装置の文字盤の背面図であり、指示計器の文字盤に
は導光板1が用いられ、具体的にはアクリル等の透明部
材が用いられる。この導光板1の側端部1aに照明用の
光源2を導光板1の側端部1aに平行に設け、導光板1
の裏面1bに反射層3として円形の網点Aにして形成し
た網点反射層3Aが施されている。この網点反射層3A
の網点Aは従来における網点反射層3Bの網点Bの網点
率を補正することにより網点の面積の増加割合を変えた
ものである。
【0011】ここで、網点率とは図2に示すように、網
点反射層のうち任意の1点の網点に対して、網点反射層
が形成されている面の単位面積とその網点の面積との比
をいい、網点1つ1つの大きさによってこの網点率は異
なる。次に、図1、2における網点反射層3A、網点反
射層3Bの作成方法及び図1における網点率の補正に用
いる計算式の導出について述べる。
【0012】図2は従来における網点反射層3Bであり
以下の工程により作成される。第一工程においては、文
字盤として用いた導光板1の裏面1bに全面反射層3C
を形成し、側端部1aに設けた光源2からの発光による
照明のアンバランスをそのままネガフィルムに写真撮影
又はデジタルカメラ撮影をする。この場合デジタルカメ
ラ撮影はネガフィルムの露光量における濃度の特性の制
限を受けないので容易に網分解が可能となる。
【0013】第二工程においては、前記ネガフィルムに
映し出された照明のアンバランスの陰影は明度が反転し
てしまっているため、ネガポジションを反転させた後カ
ラースキャナを用いて網分解し、導光板裏面1bに網点
反射層3Bを反射性の印刷によりその印刷特性に合わせ
て形成する。この形成された網点反射層3Bの個々の網
点Bの面積はネガフィルムの陰影の濃さによって変化
し、図に示すように、光源2から近いところでは小さく
遠ざかるにつれて順に大きくなる。この網点Bの径の大
きさは光源2からの距離に比例して増加、つまり網点B
の面積は光源2からの距離の二乗に比例して増加してい
る。また、大きさが同じ網点反射層3Bの分布は光源2
の軸と平行になる。従って、この大きさによって網点率
は異なり、この場合光源2の軸に平行である網点Bにお
ける網点率は同じになる。
【0014】ところで、光源2を発光させたとき導光板
1に入射した入射光4は反射層3によって拡散反射し、
その拡散した光が導光板表面1cから透過し文字盤を明
るくする。この拡散反射する光(拡散光4a)の光量
(拡散光量)は反射層3の量に比例し、拡散光量によっ
て文字盤の明るさが変化する。このときの明るさの変化
は導光板表面1cの輝度によって表すことができ、この
輝度とは光を透過又は反射する面について、光の透過又
は反射時における単位面積当たりの光の透過(反射)量
をいう。
【0015】図1の網点反射層3Aは、図2のよう網点
率を補正して反射層3の量を全面反射層3Cから網点反
射層3Bにしているので反射層3の量は減少している。
従って、拡散光4aの拡散光量は減少する。しかし、導
光板1内に入り込んだ全光量は全面反射層3Cのときと
同じであるため拡散反射しないで残る残存光量は増加す
る。この場合残った光はそのまま導光板裏面1bで反射
し、さらに導光板表面1cで反射してまた他の網点Bに
向かうので、反射光4bの反射による光量(反射光量)
=残存光量となる。このことより、残存光量が増加する
ということはつまり、反射光4bの反射光量が増加する
ということといえる。
【0016】従って、網点反射層3Bではこの残存光量
の増加まで考慮されていないので、光源2から同様に光
を入射すると、光源2から離れるにつれだんだん反射光
4bの反射光量が増加していくため輝度が増すようにな
り、光源2から遠いほど明るくなってしまう。つまり、
光源2からの距離に応じて導光板表面1cの輝度がアン
バランスになっている。
【0017】この反射光4bの反射光量の増加に基づく
輝度のアンバランスを修正するのには光源2からの距離
に応じて網点反射層3Bの網点Bの面積の増加割合を補
正する必要がある。これはまず網点反射層3Bの個々の
網点Bの網点率を補正し、そしてその補正後の網点率に
基づき網点反射層3Aの個々の網点Aの面積を算出する
という方法によって行う。
【0018】以下の4から6式は前述の網点率の補正を
行うための式であり、式の意味は後述する。
【0019】
【数1】Ln ′=Ln-1 ′{1−(Ln-1 −Ln )L0
/Ln-1 ′Ln-1 } Ln :全面反射層3Cを施した時の輝度 L0 :均一化したときの目標輝度 Ln ′:第n−1点が網点化された時の第n点の輝度
(L1 ′=L1
【0020】
【数2】Hn =L0 /Lnn :補正前の網点率(網点反射層の面積/単位面
積)
【0021】
【数3】Hn ′=L0 /Ln ′ Hn ′:補正後の網点率(網点反射層の面積/単位面
積) この場合nは光源2より近い順に網点反射層3Bを数え
たときにn番目に位置することを意味する。
【0022】この補正後の網点率に基づいて個々の網点
Aの大きさを算出し、その網点反射層3Aを導光板裏面
1bに形成する。この網点Aと従来における網点Bと比
較してみると、網点Bは光源2からの距離に比例して網
点Bの径が大きくなっており、本例による網点Aは従来
における網点Bの径の増加する割合を光源2からの距離
が離れるに従い減少している。つまり網点Aの面積の増
加の割合は光源2からの距離が離れるに従い減少してい
る。
【0023】この網点Aによる網点反射層3Aを形成し
て光源2から光を照射した場合、導光板表面1cにおけ
る輝度は図3に示される輝度分布図のように均一化され
ており、指示計器の文字盤全体が同じ明るさで見えるよ
うになる。また、計算式に基づいて網点反射層3Aの個
々の網点Aの大きさを導出するので非常に正確に導光板
表面1cにおける輝度が均一化ができ、文字盤の照明の
明るさを均一にする事ができる。なお、図3において実
線αは補正後の網点反射層3Aを施したときの特性を、
点線βは全面反射層3Cを施したときの特性を示してい
る。
【0024】つぎに、計算式の導出について述べる。上
述のように、光源2から入射した光に基づいて導光板裏
面1bに形成された反射層3で拡散する光量は単位面積
当たりの反射層3を施した面積に比例して変化する。従
って、全面に反射層3を施した全面反射層3Cのとき
と、反射層3を網点化して施したときとでは拡散光4a
の拡散光量が全面反射層3Cのときの方が十分に多い。
【0025】また、反射層3で拡散反射せずに残った光
は導光板裏面1bで、さらに導光板表面1cで反射す
る。そしてこの反射した光がまた導光板裏面1bを照射
する。反射層3を網点化して施したときには、網点化し
た反射層3による拡散光4aの拡散光量が全面反射層3
Cにしたときより少ないため、この反射光4bの反射光
量は反射層3を網点化した方が全面反射層3Cよりも多
い。
【0026】図4及び図5は、このことから示される全
面反射層3C、網点反射層3Bを施したときの導光板1
の内面における光量の比較図であり、導光板1の内面を
伝達していく光量は光源2からの距離が遠くなればなる
ほど、網点反射層3Bを形成したときの方が全面反射層
3Cを形成したときと比べ大きくなる。また、図に示す
ように全面反射層3Cを施したとき又は網点反射層3B
を施したときにおける導光板1内の光の反射について各
点を置く。そして、入射光4を入射したとき,点R1
反射し導光板表面1cでさらに反射した光を反射光4b
とし、入射光4による点R1 での光の拡散による導光板
表面1cの輝度をL1 、反射光4bが照射した点R2
の光の拡散による輝度を全面反射層3CのときはL2
網点反射層3BのときはL2 ′とする。
【0027】このとき、入射光4による点R1 における
光量と点R2 における光量とを比較すると点R1 からR
2 における輝度の減衰率Dは全面反射層3Cのときと反
射層を網点化したときとで以下の式で示される。
【0028】
【数4】(L1 −L2 )/L1 =D1 1 :点R1 における輝度 L2 :点R2 における輝度 D1 :全面反射層3Cのときの減衰率
【0029】
【数5】D1 0 /L1 =D1 1 =D1 ′ L0 :均一化したい目標輝度 D1 ′:網点反射層3Bのときの減衰率 また、L0 <L1 より網点反射層3Bのときの減衰率D
1 は全面反射層3Cのときの減衰率D1 ′よりも小さく
なり、光源2からの距離が遠くなるにつれて導光板1の
輝度が大きくなる。
【0030】上式により、点R1 における反射層3が網
点化された場合にそのときの点R2の輝度L2 ′は以下
の式で表される。
【0031】
【数6】 L2 ′=L1 ′(1−D1 ′) =L1 ′{1−(L1 −L2 )L0 /L1 2 } なお、L2 ′は点R1 が網点反射層にされた場合におけ
る輝度であり点R1 における輝度はその前の点が存在し
ないためL1 ′=L1 となる。
【0032】図6のように光を入射したときの反射経路
における導光板裏面1bで反射する点をそれぞれ図のよ
うに置くと、点R1 における輝度はL1 、点R2 におけ
る輝度は全面反射層3CのときはL2 、反射層3を網点
化したときはL2 ′とする。この場合は前述と同様であ
る。さらに点R2 で反射した光が導光板表面1cで反射
して照射した点R3 における拡散反射による輝度を全面
反射層3CのときはL 3 とし、反射層3を網点化したと
きはL3 ′とすると、補正後における網点率H 2 ′=L
0 /L2 ′であり、また補正前の点R2 における輝度の
減衰率D2 =(L2 −L3 )/L2 であるから以下のよ
うになる。
【0033】
【数7】 L3 ′=L2 ′(1−H2 ′D2 ) =L2 ′{1−(L2 −L3 )L0 /L2 ′L2 } 同様にして点R4 ではL4 、L4 ′とすると、網点率H
3 ′=L0 /L3 ′であり、また補正前の点R3 におけ
る輝度の減衰率D3 =(L3 −L4 )/L3 であるから
以下のようになる。
【0034】
【数8】 L4 ′=L3 ′(1−H3 ′D3 ) =L3 ′{1−(L3 −L4 )L0 /L3 ′L3 } 従って、点Rn でも同様に求めることができ上式1のよ
うになる。 (第2実施形態)図7は本発明を適用する指示計器の意
匠部5の図であり、図8は本発明を指示計器の文字盤の
意匠部5にのみ適用したときに網点反射層3Aを施した
文字盤の背面図である。
【0035】この場合における網点反射層3Aの作成に
ついては前述の第一実施形態と同様である。光源2から
の距離が離れている反射層3に届く光量はそれ以前にあ
った反射層によって拡散反射されずに残った残存光量
(反射光4bの反射光量)となる為、反射層が多いほど
光源2から届く光量は少なくなる。従って、輝度の均一
化を図る場合にその均一化したい目標輝度は、光源2か
ら一番遠い導光板1に施された網点反射層3Bにおける
輝度に依存してくる。
【0036】しかし、網点反射層3Aを意匠部5にのみ
施した場合には反射層3が少ない分だけ導光途中での光
の減衰が少なくて済む。このため、光源2からの距離が
遠い網点反射層3Aに届く光量が多くなり網点反射層3
Aが形成されている部分の周囲における導光板表面1c
の明るさを全体的に上昇させることができる。従ってこ
れにより、この網点率の補正後の網点反射層3Aを施す
ことにより導光板表面1cにおける輝度が網点反射層3
Bを施すより均一化され指示計器の文字盤の意匠部5全
体が同じ明るさで見えるようになると共に、意匠部5の
全体の明るさを上昇させることができる。
【0037】(他の実施形態)第1実施形態又は第2実
施形態において、導光板裏面1bの導光板1の中心線に
位置する部分に切欠きを設け、この切欠きに光源2を配
置する。そして、この中心線上に設けた光源2の両側に
位置する導光板1の導光板裏面1bに、前述の網点反射
層3Aを光源2が位置する中心線を軸にして線対称に形
成することができる。
【0038】この場合言うまでもなく中心線の位置以外
の位置に切欠きを線状に形成してもよく、また点光源2
であれば例えば中心点となる位置に切欠きを設けてそこ
に点光源2を設けてその点光源2に対して点対称に網点
反射層3Aを設けることもできる。また第1、第2実施
形態においては網点は円形にて形成されているが前述の
網点率を満たす限り他の形状によって形成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態における網点反射層3Aを形成し
た表示装置の背面図である。
【図2】従来の網点反射層3Bを形成した表示装置の背
面図である。
【図3】全面反射層3Cと網点反射層3Aを導光板裏面
1bに施したときの輝度比較図である。
【図4】全面反射層3Cを施したときの導光板1内部の
光の反射量指示図である。
【図5】反射層3を網点にしたときの導光板1内部の光
の反射量指示図である。
【図6】導光板裏面1bに反射層3を施したときにおけ
る光の反射経路図である。
【図7】第2実施形態における指示計器の文字盤の正面
図である。
【図8】図7の文字盤の意匠部5周囲にのみ本発明を適
用した文字盤の背面図である。
【符号の説明】
1…導光板、1a…側端部、1b…導光板裏面、1c…
導光板表面、2…光源、3B…補正前の網点反射層、3
A…補正後の網点反射層、4…入射光、4a…拡散光、
4b…反射光、5…意匠部、A…補正後網点、B…従来
の網点。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光の導光媒体となり導光途中の光を内面
    反射させる導光板(1)と、 前記導光板(1)の近傍に設けられ、前記導光板(1)
    を照射する光源(2)と、 前記導光板(1)の裏面(1b)に設けられ、導光途中
    の光を導光板(1)内面に拡散反射させる反射層(3)
    とを備え、 前記反射層(3)を前記光源(2)からの距離に応じ面
    積が増加する網点(A)からなる網点反射層(3A)に
    て形成した夜間照明表示装置において、 前記網点(A)の網点面積の増加する割合を、前記光源
    (2)から離れるに従い減少させたことを特徴とする夜
    間照明表示装置。
  2. 【請求項2】 光の導光媒体となり導光途中の光を内面
    反射させる導光板(1)と、 前記導光板(1)の近傍に設けられ、前記導光板(1)
    を照射する光源(2)と、 前記導光板(1)の裏面(1b)に設けられ、導光途中
    の光を導光板(1)内面に拡散反射させる反射層(3)
    とを備え、 前記反射層(3)を前記光源(2)からの距離に応じ面
    積が増加する網点(A)からなる網点反射層(3A)に
    て形成した夜間照明表示装置において、 前記網点反射層(3A)が形成された導光板裏面(1
    b)における単位面積と網点(A)の面積との比である
    網点率の増加する割合を、 前記光源(2)から離れるに従い、減少させたことを特
    徴とする夜間照明表示装置。
  3. 【請求項3】 前記光源(2)を前記導光板(1)の側
    端部(1a)に配置したことを特徴とする請求項1又は
    2に記載の夜間照明表示装置。
  4. 【請求項4】 前記網点(A)からなる前記網点反射層
    (3A)を前記導光板(1)に形成された意匠部(5)
    の周囲にのみ設けた請求項1から3のいずれかに記載の
    夜間照明表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100817838B1 (ko) * 2006-08-24 2008-03-31 희성전자 주식회사 측면형 백라이트 장치의 도광판 구조
KR100866898B1 (ko) * 2006-11-22 2008-11-04 희성전자 주식회사 측면형 백라이트 장치의 도광판 구조
CN109539006A (zh) * 2019-01-21 2019-03-29 欧普照明股份有限公司 台灯

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CN109539006B (zh) * 2019-01-21 2024-04-30 欧普照明股份有限公司 台灯

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