JP6642239B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

車両に搭載され、走行距離や車速等の情報を表示する車両用表示装置が、特許文献１に開示されている。この車両用表示装置は、光源と、光源から出射された光を導光する導光体と、を備えている。導光体は、光源から出射された光が入射する入射面と、車速計の目盛として機能する複数の凸部と、を備えている。この導光体に導光された光は、凸部から出射し、目盛りとして視認される。

特開平１１−１０１６６７号公報

特許文献１に開示された車両用表示装置では、光源としてＬＥＤを使用している。ＬＥＤから出射された光は放射状に拡散する。このため、出射光の一部が、入射面を外れて、近傍の凸部の背面を直接照射する場合がある。この場合、直接光が照射された凸部は、他の凸部よりも明るく発光してしまう。このため、表示装置の目盛が異なった明るさで発光し、表示の明るさがばらつき、見栄えが悪くなってしまう。同様の問題は、車両用以外でも、導光体を使用する表示装置に広く発生しうる。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、導光体を使用し、均一な明るさで表示できる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、本発明の表示装置は、
放射状に光を出射する光源と、
透過照明により情報を表示する表示板と、
前記表示板と前記光源の間に配置され、前記光源からの光を入射する入射部と、一面に形成され前記入射部に入射した光を導光して視認者側に向けて出射する出射部と、を備えた導光体と、
前記表示板と前記導光体とを支持するバイザと、
前記バイザに配置され、前記光源から出射し、前記入射部を外れて前記導光体の他面を照射する光を遮光する遮光部材と、
を有する。

本発明によれば、導光体の出射部は、入射部を外れて出射部を照射する光に影響されず、ほぼ均一に発光するので、見栄えの良い表示が可能となる。

本発明の実施の形態に係る表示装置の正面図である。 図１に示す表示装置の分解図である。 図２に示す表示板の正面側斜視図である。 図２に示す表示板の背面側斜視図である。 図２に示す導光体の正面側斜視図である。 図２に示す導光体の正面図である。 図２に示す導光体の背面側斜視図である。 図２に示す表示板と導光体の組み合わせの正面側斜視図である。 図２に示すバイザの正面図である。 図２に示す導光体を取り付けたバイザの正面図である。 図２に示す導光体を取り付けたバイザの背面側斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示すケースの正面側斜視図である。 図２に示すケースと導光体を取り付けたバイザの部分正面図である。 図１４に示すケースと導光体を取り付けたバイザの背面側部分斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る表示装置を説明する。

本実施の形態に係る表示装置１は、図１に示すように、車速、走行距離、ナビゲーション等を運転者に表示する装置であり、例えば、自動車のダッシュボードなどに搭載される。表示装置１は、図２に分解して示すように、複数の光源Ｌ１〜Ｌ４が実装された基板１０と、計測値を表す表示板２０と、光源Ｌ１〜Ｌ３から受光した光を導光する導光体３０と、表示板２０及び導光体３０を光源Ｌ１〜Ｌ４から所定の間隔をおいて支持するバイザ４０と、光源Ｌ４からの光を表示板２０に導くケース５０と、を備える。また、表示装置１は、表示板２０の表面２１（ユーザと対向する面）上を回動し、計測値を指し示す指針（図示せず）を備える。

基板１０は、例えば、ガラスエポキシ系基材に配線パターンが施された硬質の配線基板からなり、光源Ｌ１〜Ｌ４を点灯及び消灯する制御機構を備えている。光源Ｌ１〜Ｌ４は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）から構成されている。光源（第１の光源）Ｌ１は、図１２に断面で示すように、導光体３０の第１垂下部３３に向けて、放射状に拡散する光ＬＢを出射する。図２に示す光源（第２の光源）Ｌ２，Ｌ３は、光源Ｌ１と同様に、それぞれ導光体３０の図７に示す第２垂下部３７、第３垂下部３８に向けて、放射状に拡散する光を出射する。一方、図２に示す光源Ｌ４は、表示板２０の中央部の複数の照明対象領域に対向する位置に配置され、表示板２０の裏面を直接照明する。
基板１０の中央部には、燃料残量や道案内情報などを表示するために、液晶パネル（図示せず）とそのバックライト（図示せず）とが配設されている。

図２に示す表示板２０は、例えば、車速やエンジンの回転数を表示するための部材であり、透光性の合成樹脂と、その合成樹脂の背面に積層された遮光層とから形成されている。

表示板２０は、図３及び図４に示すように、正面から見て円形をなすとともに、その中央から径方向外側に向かうにつれて視認者側に向かうように湾曲した椀状を呈している。
表示板２０は、板面に、径方向に３つの表示領域を有する。最外周部（周縁部）は、目盛領域、その内周のリング状部分は、数値領域、中央部は、ピクト領域である。
目盛領域には、その周方向に沿って複数の目盛孔（貫通孔）２３が配列されている。各目盛孔２３は、表示板２０の径方向に延びる長方形形状をなしている。図８に示すように、目盛孔２３には、背面２２側から導光体３０の後述する凸目盛部（出射部、凸部）３２１が貫通する。
目盛領域の内側の数値領域には、目盛に対応し、視認者に表示する情報である数値を表す文字（図示せず）が円弧状に配列されている。文字は、遮光層を除去して形成され、背面からの照明（透過照明）により発光する。
中央のピクト領域には、視認者に表示する情報である複数のピクトグラム（絵文字）が配列されている。各ピクトグラムは、遮光層を除去して形成され、背面からの照明（透過照明）により発光する。
表示板２０の中心部には、円形の指針差し込み口２４が形成されている。指針差し込み口２４は、指針の回転軸（図示せず）が挿通される。

図２に示す導光体３０は、ポリカーボネート等の透明な合成樹脂からリング状に形成されており、図５〜図７に示すように、一部が結合した外リング導光体（第１の導光体）３１と内リング導光体（第２の導光体）３５とから形成されている。外リング導光体３１と内リング導光体３５は、各々、リング状に形成され、表示板２０の背面に当接するように、表面が湾曲して形成されている。

外リング導光体３１は、表示板２０の周縁部の目盛領域に対向し、一部が途切れたリング状に形成された第１導光部３２と、第１導光部３２の一端部から光源Ｌに向けて突出する第１垂下部３３と、を有する。

第１導光部３２の表面には、周方向に所定の間隔で複数の凸目盛部（出射部、凸部）３２１が配列されている。凸目盛部３２１は、外リング導光体３１の表面から視認者側に突出し、平面視で、第１導光部３２の径方向に延びる長方形形状を有している。凸目盛部３２１は、図８に示すように、表示板２０に形成された目盛孔２３を表示板２０の背面側から貫通する。これにより、凸目盛部３２１は、表面側から見て、ユーザに視認可能となっている。

図７に示すように、第１導光部３２の背面には、導光体３０をバイザ４０に装着及び位置合わせするために、バイザ４０の後述する嵌合孔４２１に挿入される突起部３２２が３つ成型されている。突起部３２２は、位置合わせを容易にするために、非回転対称の位置に形成されている。

第１垂下部３３は、光源Ｌ１からの光が入射する部分であり、図５〜図７に示すように、光源Ｌ１に向けて突出した第１光入射部（入射部、第１の入射部）３３１と、第１光入射部３３１と第１導光部３２とを接続する第１接続部３３２と、から形成されている。第１光入射部３３１は、光源Ｌ１に対向する第１対向面３３１ａを有する。図１２に示すように、光源Ｌ１から出射した光ＬＢの主要部は、第１対向面３３１ａから外リング導光体３１に入射する。入射した光は、第１導光部３２に導光され、凸目盛部３２１からほぼ均等に出射する。

図５〜図７に示すように、内リング導光体３５は、外リング導光体３１の内周に沿って形成されており、表示板２０の数値領域に対向する円弧状の第２導光部３６と、第２導光部３６の両端に位置して光源Ｌ２とＬ３からの光が入射する第２垂下部３７と第３垂下部３８と、を有する。

第２導光部３６の表面は、湾曲し、表示板２０の背面に当接している。

第２垂下部３７は、図７に示すように、第２光入射部（入射部、第２の入射部）３７１と、第２光入射部３７１と第２導光部３６とを接続する第２接続部３７２と、から構成されている。第２光入射部３７１は、光源Ｌ２に対向する第２対向面３７１ａを有する。

第３垂下部３８は、第３光入射部（入射部、第２の入射部）３８１と、第３光入射部３８１と第２導光部３６とを接続する第３接続部３８２と、から構成されている。第３光入射部３８１は、光源Ｌ３に対向する第３対向面３８１ａを有する。
光源Ｌ２とＬ３から出射した光は、第２対向面３７１ａと第３対向面３８１ａから第２導光部３６に入射し、第２導光部３６の一面（照明部）からほぼ均等に漏出して、表示板２０の数値領域を背面から照明する。

図２に示すバイザ４０は、遮光性の合成樹脂からなり、外光の反射等による表示の視認性の低下を防ぐための部材であり、図９に示すように、外光を遮光する本体部４１と、表示板２０及び導光体３０を背面側から支持及び保持する保持部４２と、光源Ｌ１からの光を遮光する遮光リブ（遮光部材）４３と、を有する。

本体部４１は、枠状の部材であって、外光（例えば、太陽光）が表示装置１に照射するのを防ぐ。本体部４１は、中央に液晶表示パネル用の矩形の開口、その両側にメータ用の円形の開口を有している。本体部４１の背面側には、基板１０が配設されている。

保持部４２は、本体部４１の表示板２０用の開口内に突出し、導光体３０の背面と対向するように円弧状に形成された平板リング状の部材である。
保持部４２には、導光体３０の外リング導光体３１の背面に形成された３つの突起部３２２がそれぞれ挿入される３つの嵌合孔４２１が形成されている。保持部４２の嵌合孔４２１に突起部３２２が挿入されることで、図１０及び図１１に示すように、導光体３０は、バイザ４０に位置決め及び固定される。

図９に示す遮光リブ４３は、保持部４２の周方向に僅かに湾曲した板状の矩形の部材であって、保持部４２と一体に形成されており、保持部４２から導光体３０の背面に沿って延在する。遮光リブ４３は導光体３０に当接していてもよいし、離間していてもよい。

遮光リブ４３は、図１２に示すように、導光体３０の外リング導光体３１の第１光入射部３３１の最も近くに配設されている凸目盛部３２１と対向する背面に配設されている。遮光リブ４３の突出量は、第１導光部３２の幅以上である。

遮光リブ４３は、光源Ｌ１からの放射状に拡散する光ＬＢのうち、凸目盛部３２１を背面から直接照明する光を遮光する。第１導光部３２は、湾曲する表示板２０に当接して湾曲する形状を有しており、光源Ｌ１からの放射状に拡散する光に照射されやすい。しかし、遮光リブ４３が配置されていることにより、この種の光が遮光され、表示への影響が抑えられる。

なお、通常、光源Ｌ１から出射された光ＬＢの照射角はあまり大きくなく、第１光入射部３３１に最も近い凸目盛部３２１が直接照明される程度である。このため、本実施形態では、第１光入射部３３１に最も近い凸目盛部３２１の背面にのみ遮光リブ４３を設けている。ただし、光源Ｌ１の照射角が大きい場合、外リング導光体３１の曲率が大きく、広い範囲に直接光が照射されるような場合等には、広い範囲を遮光する遮光リブ４３を設けてもよい。

図２に示すケース５０は、遮光性の合成樹脂からなり、図１３に示すように、第１導光体挿入孔５１と、第２導光体挿入孔５２と、複数の導光孔５３と、を有している。ケース５０が基板１０に設置された状態で、第１導光体挿入孔５１内には基板１０の光源Ｌ１とＬ２が位置し、第２導光体挿入孔５２内には、光源Ｌ３が位置し、各導光孔５３内には光源Ｌ４が位置する。

導光体３０が装着された状態では、図１４及び図１５に示すように、ケース５０の第１導光体挿入孔５１内には、導光体３０の第１垂下部３３と第２垂下部３７が位置する。また、第２導光体挿入孔５２内には、導光体３０の第３垂下部３８が位置する。

複数の導光孔５３は、表示板２０のピクト領域に形成された各ピクトグラムに対向する位置に形成され、基板１０の光源Ｌ４から出射された光を表示板２０に直接導く。

ケース５０と基板１０、ケース５０とバイザ４０は、それぞれ、突起と嵌合孔等の図示せぬ取付手段により、位置決めされた状態で接続されている。

次に、上記構成を有する表示装置１の表示動作を図１〜図１５を参照しつつ説明する。
電源が投入されると、光源Ｌ１〜Ｌ４が点灯する。
光源Ｌ１から出射した光ＬＢの一部は、外リング導光体３１に、第１対向面３３１ａから入射し、第１導光部３２に導光され、第１導光部３２の一面に形成された凸目盛部３２１からほぼ均等に出射される。図１２に示すように、光源Ｌ１から出射した光は、放射状であるため、その一部は、第１対向面３３１ａを外れ、近傍の凸目盛部３２１の背面と第１導光部３２の他面を直接照射する。しかし、遮光リブ４３により遮光されるため、この直接照射光は第１導光部３２には入射できない。従って、この凸目盛部３２１が他の凸目盛部３２１よりも特段明るくなることはない。
光源Ｌ２，Ｌ３から出射した光は、内リング導光体３５に、第２対向面３７１ａと第３対向面３８１ａから入射し、第２導光部３６に導光され、ほぼ均等に漏出し、表示板２０の数値領域を背面から照明する。
さらに、光源Ｌ４から出射した光は、ケース５０の導光孔５３を介して、表示板２０のピクト領域に形成された対応するピクトグラムを背面から照明する。
ユーザは、凸目盛部３２１から出射した光が表す目盛と、照明された数値領域の数値とピクト領域のピクトグラムと、さらに、回動する指針により、車速、エンジン回転速度等の数字と、ピクトグラムが表す情報を認識することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置１によれば、凸目盛部３２１を背面から直接照射する光を遮光リブ４３により遮光する。このため、凸目盛部３２１の位置によらず、全ての凸目盛部３２１が第１導光部３２からの光で発光し、ほぼ均一な発光となり、見栄えのよい表示が可能となる。

また、表示装置１によれば、導光体３０が目盛を表示するための第１導光部３２と、数値を照明するための第２導光部３６と、ピクトグラムを照明するための導光孔５３を個別に設けている。このため、それぞれの明るさ、色、点灯・消灯の制御等が容易である。

さらに、第１導光部３２と第２導光部３６とを独立した構成としつつ、一部を結合した構成としているので、第１導光部３２と第２導光部３６との間の位置合わせの必要が無く、さらに、纏めて、位置合わせ及び固定ができる。
また、第１導光部３２に形成された凸目盛部３２１を表示板２０の目盛孔２３に挿入することにより、表示板２０と導光体３０との位置合わせも容易にできる。

さらに、バイザ４０に配置された嵌合孔４２１に突起部３２２を挿入するだけで、導光体３０をバイザ４０に位置合わせして固定できる。
また、バイザ４０に遮光リブ４３が固定されているので、遮光リブ４３をバイザ４０に位置合わせする必要がなく、さらに、導光体３０をバイザ４０に取りつけることで、導光体３０と遮光リブ４３との位置合わせも達成できる。

さらに、基板１０にバイザ４０を取りつけることにより、光源Ｌ１〜Ｌ３と導光体３０の垂下部３３，３７，３８との位置合わせも達成される。
さらに、基板１０にバイザ４０とケース５０を取りつけることにより、各光源Ｌ４とケース５０の導光孔５３と表示板２０の各ピクトグラムとの位置合わせも達成される。
従って、組み立て及び位置合わせが容易である。

なお、この発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

例えば、導光体３０の凸目盛部３２１は、表示板２０に形成された目盛孔２３を貫通するとしたが、凸目盛部３２１から出射される光がユーザに視認可能ならば、目盛孔２３を貫通していなくともよい。また、凸目盛部３２１の構成は任意であり、第１導光部３２と別体に形成され、第１導光部３２に取りつけられる構成でもよい。

また、導光体３０に凸目盛部３２１が配列されているとしたが、視認者に情報を表示することが出来るならば、目盛以外の任意の数字、文字、記号など任意の情報を表示するものであってもよい。
さらに、導光体３０は、情報を表示するために、凸状の形状を備えるとしたが、導光された光を出射して情報を表示することが出来るならば、その物理的構成は、任意である。例えば、導光体３０の表面に遮光膜を配置し、これを切り欠いた形状として、光を出射するように構成してもよい。さらに、導光体３０の表面に出射用の加工を施しても良い。 また、表示板２０の数値領域に目盛に対応する数字を表示する例を示したが、表示する情報は任意である。
また、目盛領域を外周側に、数値領域を内周側に配置したが、目盛領域を内周側に、数値領域を外周側に配置してもよい。さらに、これらを円弧状に配置する必要はなく、直線状に配置してもよい。表示領域の形状と配置は任意である。

また、表示板２０が、目盛領域と数値領域とピクト領域を有する構成を例示したが、ピクト領域は設けなくても良い。また、ピクト領域に相当する表示領域にどのような構成でどのような情報を表示するかは任意である。
さらに、遮光リブ４３は、光源Ｌ１からの光を反射する構成としてもよい。

さらに、遮光リブ４３は保持部４２に一体形成されているとしたが、凸目盛部３２１が光ＬＢに直接照射されるのを防ぐことができるならば、遮光リブ４３は保持部４２と別体でもよい。例えば、別体で製造した遮光リブ４３を保持部４２にネジ、接着剤等で取り付ける構成でもよい。
また、遮光リブ４３を保持部４２と一体形成する例を示したが、本体部４１又は内リング導光体３５に一体形成されていてもよいし、本体部４１又は内側部材３５に取り付ける構成であってもよい。

さらに、図１２において、光源Ｌ１として平板型のＬＥＤを例示したが、光を導光体３０に向けて出射することができるならば、砲弾型のＬＥＤでもよい。
また、表示板２０は、椀状であるとしたが、導光体３０からの光を受光して透過照明されることができるならば、その形状は任意であり、例えば平板状であってもよい。

また、図３及び図５において、目盛孔２３と凸目盛部３２１は、各々１３個形成されているとしたが、その数は任意である。
さらに、図７及び図９において、第１導光部３２の突起部３２２とバイザ４０の嵌合孔４２１は、各々３個形成されているが、その数は任意である。
上記実施の形態では、遮光リブ４３を、外リング導光体３１の光源Ｌ１に最も近い凸目盛部３２１の背面にのみ配置したが、光源Ｌ１からの光、あるいは、その反射光等が背面から照射される可能性のある部位に配置してもよい。さらには、遮光リブ４３を、外リング導光体３１の背面全体に配置してもよい。
上記実施の形態では、遮光リブ４３を、外リング導光体３１のみに配置したが、内リング導光体３５に遮光リブ４３等の遮光用の部材を配置してもよい。この場合、内リング導光体３５の光源Ｌ２及び／又はＬ３からの光、あるいは、その反射光等が背面から照射される可能性のある部位に配置すればよい。

１ 表示装置
１０ 基板
２０ 表示板
２１ 表面
２２ 背面
２３ 目盛孔（貫通孔）
２４ 指針差し込み口
３０ 導光体
３１ 外リング導光体（第１の導光体）
３２ 第１導光部
３３ 第１垂下部
３５ 内リング導光体（第２の導光体）
３６ 第２導光部
３７ 第２垂下部
３８ 第３垂下部
４０ バイザ
４１ 本体部
４２ 保持部
４３ 遮光リブ（遮光部材）
５０ ケース
５１ 第１導光体挿入孔
５２ 第２導光体挿入孔
５３ 導光孔
３２１ 凸目盛部（出射部、凸部）
３２２ 突起部
３３１ 第１光入射部（入射部、第１の入射部）
３３１ａ 第１対向面
３３２ 第１接続部
３７１ 第２光入射部（入射部、第２の入射部）
３７１ａ 第２対向面
３７２ 第２接続部
３８１ 第３光入射部（入射部、第２の入射部）
３８１ａ 第３対向面
３８２ 第３接続部
４２１ 嵌合孔
Ｌ１ 光源（第１の光源）
Ｌ２、Ｌ３ 光源（第２の光源）
Ｌ４ 光源
ＬＢ 光

Claims (5)

1. 放射状に光を出射する光源と、
   透過照明により情報を表示する表示板と、
   前記表示板と前記光源の間に配置され、前記光源からの光を入射する入射部と、一面に形成され前記入射部に入射した光を導光して視認者側に向けて出射する出射部と、を備えた導光体と、
   前記表示板と前記導光体とを支持するバイザと、
   前記バイザに配置され、前記光源から出射し、前記入射部を外れて前記導光体の他面を照射する光を遮光する遮光部材と、
   を有する表示装置。
2. 前記導光体の前記出射部は、視認者側に突出し、情報を表す形状を有する凸部を有し、
   前記遮光部材は、前記光源から出射し、前記入射部を外れて前記導光体の前記凸部を前記他面から照射する光を遮光する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示板は、前記凸部が貫通する貫通孔を有しており、
   前記凸部は、前記貫通孔を前記表示板の背面側から貫通し、
   前記遮光部材は、前記入射部に最も近い前記凸部と前記光源との間に位置する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記導光体は、前記入射部に入射した光を導光して前記表示板を照明する照明部と、前記出射部を構成する第１の導光体と、前記照明部を構成する第２の導光体と、を有しており、
   前記第１の導光体は、第１の光源からの光を入射する第１の入射部を備え、
   前記第２の導光体は、前記第１の光源とは異なる第２の光源からの光を入射する第２の入射部を備え、
   前記第１の導光体と前記第２の導光体は、異なる光源からの光を導光する、
   ことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の表示装置。
5. 前記第１の導光体と前記第２の導光体とは、一部が結合しており、
   前記バイザと前記遮光部材とは、一体に成形されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。

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