JPWO2009128516A1 - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
導光体(3)の両端部をそれぞれ第2主面方向に折曲させて形成されたガイド部(31,32)により、導光体の裏側に配置された配線基板に実装された光源(4,5)から出射された、導光体の主面に垂直な方向に進行する光を、導光体の主面に沿う方向に進行する光へと導き、導光体にその中心位置から放射状に形成された複数の溝部(13)の反射面により光源からの光を文字盤(2)側に向けて反射し、この反射された光を拡散印刷により拡散させることで、文字盤の目盛部(21)および数字部(22)を均一な明るさで透過照明する。
Description
本発明は、車両の計器等に採用して好適な表示装置に関するものである。
車両用計器に用いられる表示装置の目盛や数字は、指針の回動運動に沿って文字盤の外周に円弧状に配置されるので、目盛や数字の直下に複数の光源を円弧状に配列し、これにより目盛や数字を透過照明することが行われている。
また、少数の光源により均一な明るさで透過照明するために、文字盤の裏側に透光性導光板を配置し、光源からの光を導光板に入射させて、導光板により文字盤に導いて透過照明する技術が提案されている(特許文献1)。
上記特許文献1では、車両用計器の電気回路部を構成するプリント基板に実装された、実装面に対して水平方向に光を出射する水平発光型の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)から出射する光を導光板の端部から入射させている。しかしながら、水平発光型のLEDは、実装面に対して垂直方向に光を出射する垂直発光型のLEDよりも構造が複雑なぶん高価である。また、安価な垂直発光型のLEDを光源として用いて導光板の端部から光を入射させようとすれば、光源用の基板を特別に設ける必要があり、構造が複雑化する。
本発明の目的は、構造を複雑化することなく安価な光源を用いることができる表示装置を提供することである。
本発明の表示装置は、円弧状に配列された指標部を有する透光性文字盤と、円弧状に形成されるとともに前記文字盤の裏面側に前記指標部を覆うように配置され、前記文字盤に対向する第1主面の反対側の第2主面に、反射面を有する複数の溝部が前記円弧の中心位置から放射状に形成された導光体と、前記導光体の前記第2主面側に配置された配線基板に実装され、前記配線基板の実装面に対して実質的に垂直方向に光を出射する少なくとも一つの光源と、を備え、
前記導光体は、前記導光体の少なくとも一端部に形成され、前記光源から出射される前記導光体の第1主面および第2主面に実質的に垂直な方向に進行する光を入射面で受光し、この受光した光を前記導光体の第1主面および第2主面に沿う方向に進行する光へと導くガイド部を有し、前記各溝部の反射面は、前記光源からの光を前記導光体の第1主面側に反射することを特徴とする。
前記導光体は、前記導光体の少なくとも一端部に形成され、前記光源から出射される前記導光体の第1主面および第2主面に実質的に垂直な方向に進行する光を入射面で受光し、この受光した光を前記導光体の第1主面および第2主面に沿う方向に進行する光へと導くガイド部を有し、前記各溝部の反射面は、前記光源からの光を前記導光体の第1主面側に反射することを特徴とする。
上記表示装置において、前記ガイド部は、前記円弧状導光体の一端部を前記第2主面方向に折り曲げて構成し、前記入射面は、前記光源の光軸方向に対して実質的に垂直な平面となるように前記ガイド部の先端に形成することができる。
また上記表示装置において、前記ガイド部の第1主面側の面は、空気への臨界角度以上の角度を有する面で連続的に形成することができる。
また上記表示装置において、前記文字盤の裏面の前記指標部に対応する位置に、前記導光体の表面から出射する光を拡散する拡散印刷を施すことができる。
また上記表示装置において、前記導光体の反射面は、前記導光体の第2主面に形成されたV字状溝部の斜面で構成することができる。
また上記表示装置において、前記溝部は、前記導光体の幅方向に連続した溝で構成することができる。
また上記表示装置において、前記溝部は、前記導光体を幅方向に横断するように形成することができる。
また上記表示装置において、前記V字状溝部の深さは、前記光源からの距離が大きくなるほど深く形成することができる。
また上記表示装置において、前記光源は、第1の光源と、当該第1の光源とは異なる第2の光源とを含み、前記導光体は、前記第1の光源からの光が入射する第1の入射面と、前記第2の光源からの光が入射する第2の入射面とを有するように構成することができる。
また上記表示装置において、前記各溝部の反射面は、前記第1の光源および前記第2の光源のうち前記導光体を介した距離が当該反射面に近い方からの光を前記導光体の前記第1主面側に反射するように形成することができる。
また上記表示装置において、前記ガイド部の第1主面側の面は、空気への臨界角度以上の角度を有する面で連続的に形成することができる。
また上記表示装置において、前記文字盤の裏面の前記指標部に対応する位置に、前記導光体の表面から出射する光を拡散する拡散印刷を施すことができる。
また上記表示装置において、前記導光体の反射面は、前記導光体の第2主面に形成されたV字状溝部の斜面で構成することができる。
また上記表示装置において、前記溝部は、前記導光体の幅方向に連続した溝で構成することができる。
また上記表示装置において、前記溝部は、前記導光体を幅方向に横断するように形成することができる。
また上記表示装置において、前記V字状溝部の深さは、前記光源からの距離が大きくなるほど深く形成することができる。
また上記表示装置において、前記光源は、第1の光源と、当該第1の光源とは異なる第2の光源とを含み、前記導光体は、前記第1の光源からの光が入射する第1の入射面と、前記第2の光源からの光が入射する第2の入射面とを有するように構成することができる。
また上記表示装置において、前記各溝部の反射面は、前記第1の光源および前記第2の光源のうち前記導光体を介した距離が当該反射面に近い方からの光を前記導光体の前記第1主面側に反射するように形成することができる。
本発明によれば、垂直発光型光源からの光はガイド部により偏向されるので、構造を複雑化することなく安価な光源を用いた表示装置を提供することができる。
本実施の形態に係る表示装置1は、コンビネーションメータ100に組み込まれるものである。コンビネーションメータ100は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設され、複数の計器等を備え、当該自動車に関する各種情報を運転者が視認可能に表示するものである。図1では、本実施の形態に係る表示装置1を速度計に適用した例を示している。
図1、図2に示すように本実施の形態に係る表示装置1は、文字盤2と、導光体3と、光源4,5と、プリント基板6と、ムーブメント7と、指針8と、制御器9と、ケース10と、見返し板11と、前面カバー12とを備える。
文字盤2は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透光性材料の薄板からなり、円弧状に配列されてなる指標部が形成されている。具体的には、図1に示すように、文字盤2には、複数の目盛21aが円弧状に配列されてなる目盛部21が形成され、さらに目盛部21の内周側には、複数の数字22aが円弧状かつ目盛部21と同心上に配列されてなる数字部22が形成されている。
目盛部21および数字部22は、文字盤2の表面または裏面に、印刷あるいはホットスタンプ等を施すことにより形成されている。すなわち、目盛部21および数字部22以外の部分に不透光性を有する着色層を設けるとともに、目盛部21および数字部22を透明なままとする、あるいは半透明着色層を設ける等の処理を施してある。
また、文字盤2の裏面の目盛部21および数字部22に対応する位置には、導光体3の表面から出射した光を拡散するための白色やスモーク色の拡散印刷が施されている。
導光体3は、透明なアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、シクロポリオレフィン樹脂等の透光性のプラスチック材料からなり、厚さは、例えば約1mm〜約3mmの板状に形成されている。導光体3は、図1、図2に示すように、その平面視形状が円弧状に形成され、文字盤2の裏面側に目盛部21および数字部22を覆うように配置されている。
導光体3は、図3〜図5に示すように、導光体3の円弧形状の両端に相当する両端部をそれぞれ第2主面3b方向に折曲させて形成されたガイド部31,32を有する。ガイド部31,32の先端には、光源4,5の主光軸方向に対して略垂直な平面となるように、光源4,5が発する光の入り口である入射面31a,32aがそれぞれ設けられている。
ガイド部31,32の上面31b,32bは、ガイド部31,32内からガイド部31,32外の空気への臨界角以上の角度を有する面で連続的に形成されている。これにより、ガイド部31,32は、入射面31a,32aで受光した光(光源4,5から出射され導光体3の第1主面3aおよび第2主面3bに略垂直な方向に進行する光)をガイド部31,32の上面31b,32bで反射し、外部に漏らすことなく、導光体3の第1主面3aおよび第2主面3bに沿う方向に進行する光へと導くことができる。
入射面31a,32aは、その長辺31c,32cが両端から中央に向かってなだらかに湾曲し、光源4,5から出射される光の光束分布に一致するように形成されている。これにより、光源4,5から導光体3への光の入射効率を向上させることができる。
また、導光体3の文字盤2に対向する第1主面3aの反対側の面である第2主面3bには、その円周方向のほぼ全域にわたって、複数の溝部13が所定の角度間隔で、導光体3の平面視円弧の中心位置から放射状に形成されている。溝部13は、断面略V字形状を有し、導光体3を幅方向に横断するように形成されている。溝部13の角度間隔は、例えば2度とすることができる。
図5に示すように、溝部13の一面には、導光体3を幅方向に横断する反射面13aが形成されている。反射面13aは、導光体3内を進行する光を第1主面3a側へ反射するためのものであって、図6Aに示すように、第2主面3bに対して所定の傾斜角度αで傾斜するように構成されている。溝部13の反射面13aが導光体3を幅方向に横断するように形成することで、文字盤2の発光輝度の斑の発生を低減することができる。
各反射面13aは、光源4,5のいずれかからの光を導光体3の第1主面3a側へ反射するように形成されている。例えば、図3に示す中心線Cに対して光源4側(図3の右側)に配置された各溝部13は、反射面13aが光源4側を向き、導光体3を介した距離が当該溝部13に近い方の光源である光源4からの光を第1主面3a側へ反射するように形成され、中心線Cに対して光源5側(図3の左側)に配置された各溝部13は、反射面13aが光源5側を向き、導光体3を介した距離が当該溝部13に近い方の光源である光源5からの光を第1主面3a側へ反射するように形成されている。
反射面11aの傾斜角度αが小さすぎると反射光の傾斜角度βが大きくなり、文字盤2を正面から見たときの発光輝度が低下する。逆に傾斜角度αが大きすぎると光の入射角度が臨界角を超え、反射面11aを透過する光の割合が増加するため、光の反射効率が低下し、光の利用効率が低くなる。
こうした光の利用効率の低下を抑制するためには、光源4,5への投入電力を大きくして発光輝度を増大させる手法が知られているが、この手法は消費電力の増加や光源4,5の寿命の低下を招くため好ましくない。このため、反射面13aの傾斜角度αは、45度以上60度以下が好ましく、50度以上55度以下がさらに好ましい。傾斜角度αを上記範囲とすることによって、光の反射効率を高くするとともに、文字盤2の発光輝度を高めることができる。
各反射面13aの傾斜角度αが同一である場合、すべての溝部13の高さγ(図6参照)を同一とすると、光源4,5に近い溝部13における反射光に比べ、光源4,5から遠い位置にある溝部13における反射光の輝度が低くなる傾向がある。このため本例では、中心線Cに対して、光源4側(図3の右側)に配置された各溝部13においては光源4からの距離が大きい溝部13ほど高さγを大きくし、光源5側(図3の左側)に配置された各溝部13においては光源5からの距離が大きい溝部13ほど高さγを大きくしている。これにより、各溝部13の反射光量を平準化し、輝度の均一化を図ることができる。要するに、光源4,5からの距離が遠くなると光量が減衰することと、高さγを光源4,5から遠くなるにしたがって段階的に大きくすることによって反射光の輝度を大きくすることとのバランスを取ることによって、当該の範囲の輝度の均一化を図ることができる。
導光体3の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、金型成形やダイヤモンドバイト切削、さらに加熱刃による切削などにより、溝部13が形成された導光体3を容易に製造することができる。
光源4,5は、プリント基板6に実装されており、1つまたは複数のLED等を備え、プリント基板6側とは逆の方向に光を出射し、それぞれガイド部31,32の入射面31a,32aに光を入射可能に配置されている。本実施の形態では、プリント基板6の実装面に対して略垂直方向に光を出射する垂直発光型のLEDを用いることができる。例えば、光源4,5は、それぞれ入射面31a,32aに沿う方向に配列された2つの垂直発光型のLEDにより構成することができる。
プリント基板6は、コンビネーションメータ100の電気回路部を構成するものであり、導光体3の裏側(図2の右側)に配置されている。プリント基板6には、光源4,5、ムーブメント7、制御器9が実装されている。
ムーブメント7は、外部からの電気信号に対応した角度だけシャフト71を回動させる回動内機である。ムーブメント7のシャフト71は、文字盤2の貫通孔23を通して文字盤2の表側(図2の左側)へ延出し、その先端には指針8が固定されている。
指針8は、透明あるいは半透明の材料、例えばアクリル樹脂からなり、図示しない外部の光源からの光が導入されて発光表示される。
制御器9は、ハイブリッドIC等からなり、光源4,5の点灯、消灯を制御する。また、制御器9は、外部からの電気信号が入力されると、それに基づいてムーブメント7を駆動してシャフト71を所定角度位置まで回動させる。
ケース10は、上述した文字盤2、導光体3、光源4,5、プリント基板6等の各部品を収納、保持する。
文字盤2の表側(図2の左側)には、見返し板11を介して前面カバー12が装着されている。前面カバー12は、透明な薄板状のポリカーボネート樹脂等から形成され、コンビネーションメータ100内の気密を良好に維持している。
上記のように構成された表示装置1において、制御器9の制御により光源4,5が発光すると、入射面31a,32aからガイド部31,32内に入射した光は、ガイド部31,32の上面31b,32bで反射されて、導光体3の第1主面3aおよび第2主面3bに沿う方向に進行する光へと導かれ、導光体3内を進行する。そして、図6に示すように、導光体3内を進行する光のうち、溝部13の反射面13aに達した光のほとんどは、反射面13aにより反射されて第1主面3a側から外部へと出射される。
各溝部13の反射面13aにより反射され、導光体3の第1主面3aから出射した光は、文字盤2の裏面の目盛部21および数字部22に対応する位置に施された拡散印刷により拡散される。この拡散された光は、当該箇所において均一化された輝度となっており、文字盤2の目盛部21および数字部22へ透過照明されて発光表示される。
本実施の形態によれば、導光体3にその中心位置から放射状に形成された複数の溝部13の反射面13aにより光源4,5からの光を文字盤2側に向けて反射し、この反射された光を拡散印刷により拡散させることで、当該箇所において均一化された輝度となり、文字盤2の目盛部21および数字部22を均一な明るさで透過照明することができ、文字盤2の目盛部21および数字部22の発光輝度の斑の発生を抑制して表示装置1の視認性を向上することができる。
また、ガイド部31,32により、光源4,5から入射した光を導光体3の第1主面3aおよび第2主面3bに沿う方向に進行する光へと導くので、光源として安価な垂直発光型のLEDをプリント基板6に実装して用いることができる。また、光源用の基板を別途設ける必要がなく、構造の複雑化を回避できる。
また、文字盤2の裏面に拡散印刷を施しているので、導光体3の第1主面3aから出射した光を拡散させるための拡散シートなどの部品を設置する必要がなく、部品点数の増加を抑えることができる。
なお、上述した実施形態では文字盤2が円弧状に形成されているので、導光体3もそれに応じて平面視の形状が幅を有する円弧状に形成したが、本発明に係る導光体は厳密な円弧に限定されず、単に湾曲した形状にまで適用することができる。
また、上述した実施形態に係る溝部11は、導光体3が円弧状であり、光源4,5が導光体3の幅方向の中心に配置されているため、この円弧状導光体3の中心位置から放射状に形成した。しかしながら、導光体3が円弧状でなく単に湾曲した形状である場合や、光源4,5が幅方向の中心からずれた位置に配置されている場合の溝部11は、光源4,5からの光が導光体3の形状に沿って導かれるような位置及び方向に形成することが望ましい。
なお、上述した実施形態では文字盤2が円弧状に形成されているので、導光体3もそれに応じて平面視の形状が幅を有する円弧状に形成したが、本発明に係る導光体は厳密な円弧に限定されず、単に湾曲した形状にまで適用することができる。
また、上述した実施形態に係る溝部11は、導光体3が円弧状であり、光源4,5が導光体3の幅方向の中心に配置されているため、この円弧状導光体3の中心位置から放射状に形成した。しかしながら、導光体3が円弧状でなく単に湾曲した形状である場合や、光源4,5が幅方向の中心からずれた位置に配置されている場合の溝部11は、光源4,5からの光が導光体3の形状に沿って導かれるような位置及び方向に形成することが望ましい。
1 表示装置
2 文字盤
3 導光体
4,5 光源
6 プリント基板
7 ムーブメント
8 指針
9 制御器
10 ケース
11 見返し板
12 前面カバー
13 溝部
13a 反射面
21 目盛部
21a 目盛
22 数字部
22a 数字
31,32 ガイド部
2 文字盤
3 導光体
4,5 光源
6 プリント基板
7 ムーブメント
8 指針
9 制御器
10 ケース
11 見返し板
12 前面カバー
13 溝部
13a 反射面
21 目盛部
21a 目盛
22 数字部
22a 数字
31,32 ガイド部
Claims (11)
- 湾曲状に配列された指標部を有する透光性文字盤と、
湾曲状に形成されるとともに前記文字盤の裏面側に前記指標部を覆うように配置され、前記文字盤に対向する第1主面の反対側の第2主面に、反射面を有する複数の溝部が、当該導光体の湾曲形状に沿って光を導くように形成された導光体と、
前記導光体の前記第2主面側に配置された配線基板に実装され、前記配線基板の実装面に対して実質的に垂直方向に光を出射する少なくとも一つの光源と、を備え、
前記導光体は、前記導光体の少なくとも一端部に形成され、前記光源から出射される前記導光体の第1主面および第2主面に実質的に垂直な方向に進行する光を入射面で受光し、この受光した光を前記導光体の第1主面および第2主面に沿う方向に進行する光へと導くガイド部を有し、
前記各溝部の反射面は、前記光源からの光を前記導光体の第1主面側に反射する表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記指標部は円弧状に配列されるとともに、前記導光体は円弧状に形成され、
前記複数の溝部は、当該円弧状導光体の中心位置から放射状に形成されている表示装置。 - 請求項2に記載の表示装置において、
前記ガイド部は、前記円弧状導光体の一端部を前記第2主面方向に折り曲げられ、
前記入射面は、前記光源の光軸方向に対して実質的に垂直な平面となるように前記ガイド部の先端に形成されている表示装置。 - 請求項3に記載の表示装置において、
前記ガイド部の第1主面側の面は、空気への臨界角度以上の角度を有する面で連続的に形成されている表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記文字盤の裏面の前記指標部に対応する位置に、前記導光体の表面から出射する光を拡散する拡散印刷が施されている表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記導光体の反射面は、前記導光体の第2主面に形成されたV字状溝部の斜面である表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置において、
前記溝部は、前記導光体の幅方向に連続した溝である表示装置。 - 請求項7に記載の表示装置において、
前記溝部は、前記導光体を幅方向に横断するように形成されている表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置において、
前記V字状溝部の深さは、前記光源からの距離が大きくなるほど深く形成されている表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記光源は、第1の光源と、当該第1の光源とは異なる第2の光源とを含み、
前記導光体は、前記第1の光源からの光が入射する第1の入射面と、前記第2の光源からの光が入射する第2の入射面とを有する表示装置。 - 請求項10に記載の表示装置において、
前記各溝部の反射面は、前記第1の光源および前記第2の光源のうち前記導光体を介した距離が当該反射面に近い方からの光を前記導光体の前記第1主面側に反射するように形成されている表示装置。
Applications Claiming Priority (3)
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JP2008108211 | 2008-04-17 | ||
JP2008108211 | 2008-04-17 | ||
PCT/JP2009/057692 WO2009128516A1 (ja) | 2008-04-17 | 2009-04-16 | 表示装置 |
Publications (1)
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