JP7380595B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用等の表示装置に関する。

表示装置は、光源からの光で照明されることにより意匠を表示する透過板を有する。この透過板の照明ムラを抑える技術として、光拡散部材を設けて、照明光を拡散させる技術が知られている。例えば、特許文献１に開示されている車両用計器は、ＬＥＤ光源６２からの照明光を拡散させる光拡散部材５０に、表示板４へ向かう直射照明光の一部を遮る遮光部５１をする。

特開２０１１－９９７６５号公報

上述した遮光部のような構造を設けようとした場合、光源と透過板との間に遮光部を設けるための一定の距離が必要になる。しかし、デザイン上の制約から、このような距離を十分に取れず、遮光部を設けることが困難な場合がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、透過板の照明ムラを好適に低減することができる表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、上述した課題を解決するために、回路基板と、境界により区切られた第１領域と第２領域とを有し、前記第１領域に配置され第１色を発する第１光源と、前記第２領域に配置され第２色を発する第２光源と、を有し、前記第１色と前記第２色とを同時に点灯することにより第３色を表現する、前記回路基板の一方の面に搭載された光源素子と、前記一方の面に対向して配置され、前記光源素子の光を透過させる透過板と、前記透過板と前記光源素子との間に配置され、前記第１領域側に設けられ、前記光源素子の光を前記境界よりも前記第１領域側に反射する第１反射面と、前記第２領域側に設けられ、前記光源素子の光を前記境界よりも前記第２領域側に反射する第２反射面と、を有する反射構造と、を備え、前記透過板は、基材と、前記基材の表面又は背面上であって、前記境界よりも前記第１領域側に形成され、前記第１色を前記第３色に補正するための第１補正層と、前記基材の前記表面又は前記背面上であって、前記境界よりも前記第２領域側に形成され、前記第２色を前記第３色に補正するための第２補正層と、を有する。

本発明に係る表示装置においては、透過板の照明ムラを好適に低減することができる。

本発明の実施形態としての表示装置の正面図。 表示装置の中ケース及び回路基板を示す正面図。 図２のIII－III線に沿う断面図。 光源素子の構成図。 透過板の印刷層を説明するための断面図。 光源素子が発する光が透過板を通過する様子の説明図。 ３つの領域に区切られた光源素子及び反射傘の説明図。

本発明に係る表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る表示装置は、例えば自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される表示装置に適用することができる。

図１は、本発明の実施形態としての表示装置１の正面図である。
図２は、表示装置１の中ケース３３及び回路基板２０を示す正面図である。
図３は、図２のIII－III線に沿う断面図である。

以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、及び「左」は、図１及び図３における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に従う。

表示装置１は、車両のインストルメントパネル内等に搭載される。表示装置１は、速度計２及びエンジン回転数計３を介して、運転者（視認者）に対して種々の情報を表示する。

表示装置１は、指針１０と、回路基板２０と、ケース３０と、透過板４０と、で主に構成される。

指針１０は、回路基板２０に設けられた指針駆動部の指針軸に接続されており、透過板４０の面に平行する面上を回転する。指針１０は、車両の速度やエンジン回転数に応じて、透過板４０に形成された目盛や数字（図示せず）を指し示す。

回路基板２０は、例えばガラスエポキシ樹脂（Glass Fiber Reinforced Plastics）からなる絶縁性を有する板状の基材と、基材上にプリントされた各種配線と、を有する。回路基板２０は、必要な電子部品として、例えば、光源素子２１、指針駆動部、及びこれらの制御に必要な回路を構成する抵抗やコンデンサを有し、これら電子部品と電気的に接続される。

光源素子２１は、回路基板２０の前面２０ａ（一方の面）に搭載される。光源素子２１は、帯状の意匠５に対応する位置に、複数個設けられている。ここで、図４は、光源素子２１の構成図である。各光源素子２１は、境界２３により区切られた第１領域としてのＲ領域２４と、第２領域としてのＧＢ領域２５と、を有する。光源素子２１は、赤色光源２１ｒ、緑色光源２１ｇ、及び青色光源２１ｂを有する。赤色光源２１ｒは、Ｒ領域２４に配置され、第１色としての赤色を発する第１光源である。緑色光源２１ｇ及び青色光源２１ｂは、ＧＢ領域２５に配置され、第２色としての緑色及び青色を発する第２光源である。光源素子２１は、赤色、緑色、及び青色を同時に点灯することにより、第３色としての白色を表現する。

回路基板２０は、電子部品を制御するための制御部を有する。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有し、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部は、例えば、指針駆動部を制御し、速度計２及びエンジン回転数計３で車両の速度等の車両情報を表示させる。制御部は、表示装置１の外部装置（例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit））から車両情報を取得し、取得した情報に基づいて指針駆動部を制御する。また、制御部は、光源素子２１の各光源２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを制御し、所要のタイミングや色彩で発光させる。

ケース３０は、下ケース３１と、上ケース３２と、中ケース３３と、を有する。

下ケース３１及び上ケース３２は、黒色等の樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。下ケース３１及び上ケース３２は、ネジやフックにより互いに固定される。これにより、下ケース３１及び上ケース３２は内部空間を形成し、この内部空間に中ケース３３や回路基板２０等を収容する。

上ケース３２は、保護カバー３５に覆われる開口３２ａを有する。保護カバー３５は、ケース３０の内部の速度計２、エンジン回転数計３や回路基板２０を塵埃等の侵入から保護するために設けられた透明な平板である。

中ケース３３は、白色等の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、回路基板２０の上に配置され、前面に透過板４０を支持する。中ケース３３は、意匠５に対応する位置に、反射構造５０を有する。反射構造５０は、光源素子２１が発する光を反射し拡散して、透過板４０まで導く。反射構造５０は、意匠５に対応した横長形状で光源素子２１を前後方向に囲む箱状である。反射構造５０は、透過板４０と光源素子２１との間に配置され、反射傘５１と、反射底面５５と、を有する。

反射傘５１は、頂点５４が後側に向いた四角錐であり、逆三角形状の断面形状を有する傘状の部材である。反射傘５１は、回路基板２０上の各光源素子２１に対応する位置に、境界２３と逆三角形状の頂点５４を結ぶ線とが略一致する位置に設けられる。

反射傘５１は、第１反射面としてのＲ側反射面５２と、第２反射面としてのＧＢ側反射面５３と、を有する。Ｒ側反射面５２は、頂点５４（境界２３）を介して右側に位置する面であり、光源素子２１におけるＲ領域２４側と対向する。Ｒ側反射面５２は、主に赤色光源２１ｒから発する光源素子２１の光を境界２３よりもＲ領域２４側に反射する。ＧＢ側反射面５３は、頂点５４を介して左側に位置する面であり、光源素子２１におけるＧＢ領域２５側と対向する。ＧＢ側反射面５３は、主に緑色光源２１ｇ及び青色光源２１ｂから発する光源素子２１の光を境界２３よりもＧＢ領域２５側に反射する。

反射底面５５は、Ｒ側反射面５２及びＧＢ側反射面５３で反射した光を透過板４０側（前側）に反射する。反射底面５５は、隣り合う反射傘５１間における略中央に、突起５６を有する。突起５６は、主に反射底面５５と透過板４０との間で反射する光、並びに、Ｒ側反射面５２及びＧＢ側反射面５３で反射した光を、透過板４０側に向けて反射する。

透過板４０は、光源素子２１の照明光が透過板４０に導かれることにより、意匠５を表示する。また、光源素子２１以外の光源の照明光が透過板４０に導かれることにより、抜き文字状に印刷形成された速度計２やエンジン回転数計３の目盛、数字、文字、記号等の意匠を表示させたり、照明により目立たせたりする。透過板４０は、基材４１と、印刷層４２と、を有する。基材４１は、例えば透過性（透光性）の合成樹脂（例えばポリカーボネート）からなる板状部材である。印刷層４２は、基材４１の背面側（又は前面側）における所要の領域に、所要の色彩を有するインキで印刷され形成される。印刷層４２は、遮光性インキにより印刷された遮光領域と、透過性インキにより印刷された透過領域と、を有する。特に、透過領域は、光源素子２１の光を透過し、白色（第３色）の帯を表現するための意匠５を有する。

図５は、透過板４０の印刷層４２を説明するための断面図である。

印刷層４２は、後側から前側に向けて、後側白色層６１と、白色補正層６２、６３と、黒色層６４と、前側白色層６５と、を有する。

後側白色層６１及び前側白色層６５は、白色の帯状の意匠５を表現するために、白色の透過性インクで印刷された層である。後側白色層６１及び前側白色層６５は、白色補正層６２、６３と重複して形成される。

黒色層６４は、光源素子２１の近傍に設けられる、黒色のインクで印刷された層である。黒色層６４は、光源素子２１の近傍であって、光源素子２１と離れた箇所に比べて輝度が高くなる領域において、透過光の輝度を落とすために設けられる。このため、黒色層６４は、反射傘５１で反射することなく直接透過板４０に向う光が通過する位置に設けられるのが好ましい。

尚、後側白色層６１、前側白色層６５、及び黒色層６４については、意匠５を所望の白色で表現するために設けられる層であるため、所望する白色に応じて何れかの層を省略してもよい。

白色補正層６２、６３は、第１補正層としてのＲ側補正層６２と、第２補正層としてのＧＢ側補正層６３と、を有する。

Ｒ側補正層６２は、境界２３よりも右側であって、光源素子２１のＲ領域２４側に形成される印刷層である。Ｒ側補正層６２は、光源素子２１の赤色光源２１ｒの近傍であって、他の箇所に比べて赤色の光を多く透過する領域において、赤色を、第３色としての白色に補正するために設けられる。Ｒ側補正層６２は、赤色の補色としての青緑色（シアン）が白色に配合された略白色層である。尚、補色は、２つの色を一定の割合で混合して、白色になるときの、一方の色に対して他方の色をいう。このようなＲ側補正層６２は、反射傘５１で反射することなく直接透過板４０に向う赤色光源２１ｒが発する光が通過する位置であって、光源素子２１の近傍に設けられるのが好ましい。

ＧＢ側補正層６３は、境界２３よりも左側であって、光源素子２１のＧＢ領域２５側に形成される印刷層である。ＧＢ側補正層６３は、光源素子２１の緑色光源２１ｇ及び青色光源２１ｂの近傍であって、他の箇所に比べて青緑成分の光を多く透過する領域において、青緑色を、白色に補正するために設けられる。ＧＢ側補正層６３は、青緑色の補色としての赤色が白色に配合された略白色層である。このようなＧＢ側補正層６３は、反射傘５１で反射することなく直接透過板４０に向う緑色光源２１ｇ及び青色光源２１ｂが発する光が通過する位置であって、光源素子２１の近傍に設けられるのが好ましい。

Ｒ側補正層６２は、透過板４０の前後方向において、Ｒ側反射面５２（反射傘５１）と重なり合って形成される。同様に、ＧＢ側補正層６３は、透過板４０の前後方向において、ＧＢ側反射面５３と重なり合って形成される。これにより、反射傘５１の位置と、透過板４０の印刷層４２との位置に製造上のずれが生じ、透過板４０の面方向における反射傘５１と各白色補正層６２、６３との間に隙間が生じてしまうことを低減することができる。黒色層６４についても、同様である。

また、反射傘５１（境界２３）を介して対向配置されるＲ側補正層６２及びＧＢ側補正層６３の間、並びに、黒色層６４の間は、透過板４０の面方向において隙間６７が形成される。これにより、光源素子２１の光の届き難い反射傘５１の前方において、不要に輝度が低くなることを抑制することができる。

次に、意匠５を表示する際の表示装置１の作用について説明する。

図６は、光源素子２１が発する光が透過板４０を通過する様子の説明図である。図６においては、赤色光源２１ｒが発する光を粗い点線で示し、緑色光源２１ｇ及び青色光源２１ｂが発する光を細かい点線で示す。

光源素子２１においては、境界２３を介して右側に赤色光源２１ｒが配置される。また、反射構造５０においては、境界２３を介して右側にＲ側反射面５２が配置される。このため、赤色光源２１ｒが発する一部の光７１は、Ｒ側反射面５２で反射し、更にＲ領域２４側の反射底面５５で反射することにより、透過板４０側へ向う。赤色光源２１ｒが発するその他の光７２は、Ｒ側反射面５２で反射することなく、直接透過板４０へ向かう。この光７２は、反射による減衰がなく透過板４０から出射されるため、光７１に比べて赤色成分が強い。特に、光源素子２１と透過板４０の距離が小さい場合には、赤色成分が強い。

ここで、図５に示すように、透過板４０の印刷層４２は、直接透過板４０へ向かう光７２の光路に、青緑色で補正された略白色の層であるＲ側補正層６２を有する。赤色成分が強い光７２は、Ｒ側補正層６２を通過することにより、意匠５の視認者に対しては、光７１が透過板４０を透過して視認される白色と同等の白色として視認される。

同様に、境界２３を介して左側に緑色光源２１ｇ及び青色光源２１ｂが配置される。また、反射構造５０においては、境界２３を介して左側にＧＢ側反射面５３が配置される。このため、緑色光源２１ｇ及び青色光源２１ｂが発する一部の光８１は、ＧＢ側反射面５３で反射し、更にＧＢ領域２５側の反射底面５５で反射することにより、透過板４０側へ向う。緑色光源２１ｇ及び青色光源２１ｂが発するその他の光８２は、ＧＢ側反射面５３における反射による減衰がなく透過板４０へ向かう。この光８２は、光８１に比べて青緑色成分が強い。透過板４０の印刷層４２は、直接透過板４０へ向かう光８２の光路に、赤色で補正された略白色の層であるＧＢ側補正層６３を有する。このため、青緑色成分が強い光８２は、ＧＢ側補正層６３を通過することにより、意匠５の視認者に対しては、光８１が透過板４０を透過して視認される白色と同等の白色として視認される。

白色補正層６２、６３は、透過板４０の面方向においては、光７１、８１により照明される意匠５と、光７２、８２により照明される意匠５との間の色ムラが解消される範囲まで形成されるのが好ましい。

以上により、表示装置１は、白色補正層６２、６３を有する透過板４０を有することにより、帯状の意匠５の全域に亘って、均一な白色を表現することができる。よって、表示装置１は、透過板４０の照明ムラを好適に低減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態においては、光源素子が赤、緑、青の３つの光源を有する例を説明したが、２つ（例えば赤と青、青と緑、緑と赤）の光源を有してもよい。また、第３色として白色である例を説明したが、各光源の色成分を混ぜ合わせることにより表現可能な色であれば、何色であってもよい。

また、光源素子が、境界２３により２つの領域２４、２５に区切られる例を説明したが、３つの領域に区切られてもよい。例えば、図７は、３つの領域に区切られた光源素子２１及び反射傘１００の説明図である。光源素子２１は、３つの境界９０ａ、９０ｂ、９０ｃで区切られた領域９１ａ、９１ｂ、９１ｃに、それぞれ光源２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを配置してもよい。この場合、反射傘１００は、図７に示す円錐形状や、三角錐形状となり、３つの反射面１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを有する。また、印刷層は、それぞれの反射面１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃで反射することなく透過板に向かう光の光路に、補色で補正するための補正層を有する。

１ 表示装置
２ 速度計
３ エンジン回転数計
５ 意匠
１０ 指針
２０ 回路基板
２０ａ 前面
２１ 光源素子
２１ｂ 青色光源
２１ｇ 緑色光源
２１ｒ 赤色光源
２３、９０ａ、９０ｂ、９０ｃ 境界
２４ Ｒ領域
２５ ＧＢ領域
３０ ケース
３１ 下ケース
３２ 上ケース
３２ａ 開口
３３ 中ケース
３５ 保護カバー
４０ 透過板
４１ 基材
４２ 印刷層
５０ 反射構造
５１、１００ 反射傘
５２ Ｒ側反射面
５３ ＧＢ側反射面
５４ 頂点
５５ 反射底面
５６ 突起
６１ 後側白色層
６２ Ｒ側補正層（白色補正層）
６３ ＧＢ側補正層（白色補正層）
６４ 黒色層
６５ 前側白色層
６７ 隙間
７１、７２、８１、８２ 光
９１ａ、９１ｂ、９１ｃ 領域
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ 反射面

Claims (5)

1. 回路基板と、
   境界により区切られた第１領域と第２領域とを有し、前記第１領域に配置され第１色を発する第１光源と、前記第２領域に配置され第２色を発する第２光源と、を有し、前記第１色と前記第２色とを同時に点灯することにより第３色を表現する、前記回路基板の一方の面に搭載された光源素子と、
   前記一方の面に対向して配置され、前記光源素子の光を透過させる透過板と、
   前記透過板と前記光源素子との間に配置され、前記第１領域側に設けられ、前記光源素子の光を前記境界よりも前記第１領域側に反射する第１反射面と、前記第２領域側に設けられ、前記光源素子の光を前記境界よりも前記第２領域側に反射する第２反射面と、を有する反射構造と、を備え、
   前記透過板は、
   基材と、
   前記基材の表面又は背面上であって、前記境界よりも前記第１領域側に形成され、前記第１色を前記第３色に補正するための第１補正層と、
   前記基材の前記表面又は前記背面上であって、前記境界よりも前記第２領域側に形成され、前記第２色を前記第３色に補正するための第２補正層と、を有する、表示装置。
2. 前記透過板は、前記基材の前記表面又は前記背面上に、前記第１補正層及び前記第２補正層と重複して形成される前記第３色の印刷層を有する、請求項１記載の表示装置。
3. 前記回路基板を支持する中ケースを更に備え、
   前記反射構造は、前記中ケースに形成される、請求項１記載の表示装置。
4. 前記第１補正層は、前記透過板の前後方向において前記第１反射面と重なり合って形成され、
   前記第２補正層は、前記透過板の前後方向において前記第２反射面と重なり合って形成される、請求項１記載の表示装置。
5. 前記第１補正層及び前記第２補正層の間は隙間が形成される、請求項１記載の表示装置。
   

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