特許 5943979 ディスプレイ照明用の照明アッセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5943979

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】ディスプレイ照明用の照明アッセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20160621BHJP

   F21V 3/00 20150101ALI20160621BHJP

   F21V 5/00 20150101ALI20160621BHJP

   F21V 5/02 20060101ALI20160621BHJP

   F21V 5/08 20060101ALI20160621BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20160621BHJP

   G02B 6/00 20060101ALI20160621BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20160621BHJP

   G09F 13/04 20060101ALN20160621BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20160621BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 433

   F21S2/00 431

   F21S2/00 436

   F21V3/00 530

   F21V5/00 530

   F21V5/02 100

   F21V5/02 150

   F21V5/02 300

   F21V5/08

   B60K35/00 Z

   G02B6/00 331

   G02F1/13357

   !G09F13/04 D

   F21Y101:02

【請求項の数】16

【外国語出願】

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-201031(P2014-201031)

(22)【出願日】2014年9月30日

(65)【公開番号】特開2015-109261(P2015-109261A)

(43)【公開日】2015年6月11日

【審査請求日】2014年9月30日

(31)【優先権主張番号】61/884,225

(32)【優先日】2013年9月30日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/884,173

(32)【優先日】2013年9月30日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/495,343

(32)【優先日】2014年9月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】313005662

【氏名又は名称】コンチネンタル オートモーティブ システムズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＯＮＴＩＮＥＮＴＡＬ ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭＳ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100099483

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 琢也

(72)【発明者】

【氏名】ヴィアチェスラフ ボリゾヴィチ バーマン

(72)【発明者】

【氏名】リチャード ダニエル サンダーズ

【審査官】 竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１０５５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１９１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０６６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８７０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４５６１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｆ２１Ｖ ３／００

Ｆ２１Ｖ ５／００

Ｆ２１Ｖ ５／０２

Ｆ２１Ｖ ５／０８

Ｇ０２Ｂ ６／００

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｇ０９Ｆ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

計器ディスプレイ用の照明アッセンブリであって、
照明ハウジングと、
該照明ハウジングの開口上方にわたって支持されているディスプレイと、
前記照明ハウジング内に位置する光源と、
該光源近傍の受光面、上面、及び底面を有するライトガイドであって、前記上面は、前記ディスプレイに向かって光を方向付ける複数のプリズムを有している、ライトガイドと、
ディフューザの上面で前記光源の近傍に配置され、前記光源に起因する輝点を補正するために、前記ディフューザから前記ディスプレイに向かう光を一様に拡散させるピラミッド型プリズムと、
を備えることを特徴とする、計器ディスプレイ用の照明アッセンブリ。

【請求項2】

前記複数のプリズムがそれぞれ、上面と、該上面に対して横方向の出射窓とを有していて、光は前記出射窓を通って前記上面に対して横方向に向けられるようになっている、請求項１記載の照明アッセンブリ。

【請求項3】

前記ライトガイドの前記上面は、前記照明ハウジングの前記開口に対して平行な線に対して第１の角度を成して配置されていて、該第１の角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さい、請求項２記載の照明アッセンブリ。

【請求項4】

前記ライトガイドの高さは、前記受光面から離れる方向で減少している、請求項３記載の照明アッセンブリ。

【請求項5】

前記ディフューザは、前記ライトガイドと前記ディスプレイとの間に配置されている、請求項１ないし４のいずれか１項記載の照明アッセンブリ。

【請求項6】

前記ディフューザは、前記照明ハウジングにおける開口に面した底面を有していて、該底面にはセレーションが設けられている、請求項５記載の照明アッセンブリ。

【請求項7】

前記セレーションはそれぞれ、受光する入射窓と、反射面とを有していて、該反射面は、前記ディスプレイに向けて前記照明ハウジングの前記開口に対して垂直方向に光を方向付けるように、前記ディスプレイに対して角度をなしている、請求項６記載の照明アッセンブリ。

【請求項8】

前記ライトガイドの前記出射窓は、前記ディフューザの入射窓と整合している、請求項７記載の照明アッセンブリ。

【請求項9】

前記ライトガイドは、前記ディスプレイ及び前記ライトガイドに対してほぼ平行に位置する受光面を有している、請求項１ないし８のいずれか１項記載の照明アッセンブリ。

【請求項10】

前記受光面は、前記光源に対して垂直方向に延びる波形を有している、請求項９記載の照明アッセンブリ。

【請求項11】

計器ディスプレイ用の照明アッセンブリであって、
照明ハウジングと、
該照明ハウジングの開口上方にわたって支持されているディスプレイと、
前記照明ハウジング内に位置する光源と、
該光源近傍の受光面、上面、底面を有するライトガイドと、
該ライトガイドから透過された光を受容する、前記照明ハウジングの開口上方に位置するディフューザであって、該ディフューザの上面に対して垂直な方向に向かって光を方向付けるセレーションを有する底面を含むディフューザと、
前記ディフューザの上面で前記光源の近傍に配置され、前記光源に起因する輝点を補正するために、前記ディフューザから前記ディスプレイに向かう光を一様に拡散させるピラミッド型プリズムと、
を備えることを特徴とする、計器ディスプレイ用の照明アッセンブリ。

【請求項12】

前記ライトガイドの上面には、光を前記ディスプレイに向かって方向付ける複数のプリズムが設けられている、請求項１１記載の照明アッセンブリ。

【請求項13】

前記複数のプリズムがそれぞれ、上面と、該上面に対して横方向の出射窓とを有していて、光は前記出射窓を通って前記上面に対して横方向に向けられるようになっており、前記ライトガイドの前記上面は、前記照明ハウジングの前記開口に対して平行な線に対して第１の角度を成して配置されていて、該第１の角度は０°よりも大きく９０°よりも小さい、請求項１２記載の照明アッセンブリ。

【請求項14】

前記セレーションはそれぞれ、受光する入射窓と、反射面とを有していて、該反射面は、前記ディスプレイに向けて前記照明ハウジングの前記開口に対して垂直方向に光を方向付けるように、前記ディスプレイに対して角度をなしている、請求項１３記載の照明アッセンブリ。

【請求項15】

前記ライトガイドの前記出射窓は、前記ディフューザの入射窓に対して光結合されている、請求項１４記載の照明アッセンブリ。

【請求項16】

前記受光面は前記ディスプレイに対してほぼ平行に位置していて、前記ライトガイドは波形入射部を有する、請求項１ないし１０のいずれか１項記載の照明アッセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願に関する相互参照
この出願は、２０１３年９月３０日付けで出願された米国仮出願番号６１／８８４２２５号及び６１／８８４１７３号の優先権を請求する。

【0002】

本発明は概して、計器盤（インストルメント・クラスター）ディスプレイ用の照明アッセンブリに関する。さらに詳しく言うならば本発明は、光の透過を改善する構造を含む照明アッセンブリに関する。

【背景技術】

【0003】

楔形ライトガイド（導光板）は通常、デジタルディスプレイ照明を提供するために使用される。ライトガイドは反射面を有した照明ハウジング内に支持される。ライトガイドからの光の多くは比較的狭い角度を成してディスプレイの方向に外側に向かって方向付けられ、その結果多くの光が照明ハウジングから反射されて、結果として光の拡散は一様ではなく非効率的なものである。従って、ライトガイドとディスプレイとの間に配置されたディフューザには、ディスプレイへの光の一様な拡散を提供することが求められる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、効率的な光の拡散を可能にする、計器ディスプレイ用の照明アッセンブリを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題を解決するために本発明の構成では、照明ハウジングと、照明ハウジングの開口上方にわたって支持されているディスプレイと、前記照明ハウジング内に位置する光源と、該光源近傍の受光面、上面、底面を有するライトガイドと、を有する照明アッセンブリにおいて、前記上面は、前記ディスプレイに向かって光を方向付ける複数のプリズムを有しているようにした。

【発明の効果】

【0006】

車両インストルメントパネル用の照明アッセンブリの一実施態様は、光源近傍で照明ハウジング内に支持されるライトガイドを有している。このライトガイドは、ディスプレイ及び運転者に向かって効果的に光を透過する複数のプリズムを備えた上面を有している。このライトガイドは、光ガイドからの光を運転者の方向に方向付ける光反射面を含む複数のセレーションを備えたディフューザに対応させることができる。

【0007】

実施態様による照明アッセンブリは、光をより効果的に方向付け、デジタル又はその他の車両計器ディスプレイの同じ照明又はより多くの照明を提供するために、比較的小さい又は比較的少ない光源を使用することができる。

【0008】

様々な実施態様が図示した固有の構成部分を有しているが、本発明の構成はこれら特別な組み合わせに限定されるものではない。実施態様の１つに示された構成要素又は特徴のいくつかを、実施態様の別のものに記載の特徴又は構成要素と組み合わせて使用することができる。

【0009】

ここに開示されたこれらの特徴及びその他の特徴は、以下の明細書及び図面により最良に理解することができ、以下に図面の簡単な説明を示す。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】デジタルディスプレイを備えた自動車のインストルメントパネルを概略的に示した図である。

【図2】照明アッセンブリの一実施態様を示す断面図である。

【図3】ライトガイドの一実施態様の断面を拡大して示す図である。

【図4】照明アッセンブリの別の実施態様を示す断面図である。

【図5】ディフューザの一実施態様の断面を拡大して示す図である。

【図6】照明アッセンブリの別の実施態様を示す断面図である。

【図7】照明アッセンブリの別の実施態様を示す断面図である。

【図8】ライトガイドの一実施態様を上方から示した図である。

【図9】図８のライトガイドの実施態様を示す斜視図である。

【図10】図８ライトガイドの一部を下方から示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

詳細な説明
図１及び図２に示したように、車両のインストルメントパネル１０は複数のメータ１２と中央に配置されたデジタルディスプレイアッセンブリ５６とを備えている。デジタルディスプレイアッセンブリ５６は、車両運転に関する情報を運転者に伝える。デジタルディスプレイアッセンブリ５６は照明アッセンブリ１４（図２）によって照明される。照明アッセンブリ１４は光源２０を含み、この光源２０はライトガイド２２を通して光を放射する。例示したデジタルディスプレイ５６は、別個の光源２０からの光を利用するいかなる構造のものであっても良い。

【0012】

光源２０は、これに限定するものではないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むいかなる構造であっても良い。図示したように、図２には、照明アッセンブリ１４の例が断面図で示されていて、単一の光源２０が示されている。しかしながら光源２０は、照明ハウジング１６内に整列された複数の光源２０を有していても良い。照明ハウジング１６は光を含んでいて、開口１８を通して光を放射することができる。開口１８は、デジタルディスプレイ５６の表面にほぼ平行に配置されている。図示したように、アッセンブリ１４は開口１８が上方を向いた状態で示されているが、設置状態では、開口１８は車両運転者に向かうディスプレイの方向を向いている。この方向付けは、車両運転者に所望される視線角度を提供するように規定されたいかなる角度であっても良い。ライトガイド２２は、ライトボックスと言われることもある照明ハウジング１６内に配置されている。光がディスプレイ５６に向かう所望の方向でのみ放射されるように照明ハウジング１６は反射光を含む。

【0013】

図２の参照に継続して図３に示したように、例示した照明ハウジング１６は光源２０を一方の側で支持し、かつライトガイド２２を支持している。ライトガイド２２は、上面２４と、底面２６と、光源２０の近位に位置する受光面２８とを含んでいる。この例では、受光面２８は開口１８に対して垂直である。ライトガイド２２は楔形であって、受光面２８近くの第１の幅３０と、この第１の幅３０よりもずっと小さい、ライトガイド２２の遠位端部近くの第２の幅３２とを有している。底面２６は、末端に向かって受光面２８から離れる方向で上方へと上面２４に向かって減径していて、全体として楔形状となっている。

【0014】

光源２０は、第１の幅３０を有する端部近傍の受光面２８近くに配置されている。ディフューザ１７（図２）はライトガイド２２の上方に配置されていて、ライトガイド２２から放射される光をディスプレイ５６の背面に向かって拡散させ、一様に分散させる。ディスプレイ５６は、自動車又はその他の車両の運転パラメータを示す情報を提供する計器盤のためのものであって良い。この実施例では、光はディフューザ１７を通過してディスプレイ５６の背面へと放射される。

【0015】

本発明によるライトガイド２２の上面２４は複数のプリズム３４を含んでおり、これらのプリズム３４は、照明ハウジング１６の表面からの光の多くを反射するというよりは、光５８を直接ディフューザ１７へと方向付ける。プリズム３４はそれぞれ上面３６と出射窓４０とを有している。上面３６は、開口１８に対して平行な面１５に対して所定の角度３８を成して位置している。この実施態様では角度３８はできるだけ小さい。角度３８は、開口１８の平面１５に対してほぼ垂直であって良い。角度３８の例は、０°よりも大きく９０°よりも小さい。プリズム３４が規定する面を通って光５８はライトガイド２２から出て行き、ディフューザ１７へと入る。ディフューザ１７への直接的な光路が多いほど、最初に照明ハウジング１６の表面から反射されずにディフューザ１７に入る光は増える。ライトガイド２２からディフューザ１７へと放射される光の増大により、照明効率が上がる。

【0016】

図４及び図５に示されているように、別の照明アッセンブリ１４´は、底面４６に一連のセレーション４８を有したディフューザ４２を備えている。ディフューザ４２はディスプレイ５６に平行な上面４４を有していて、開口１８とディスプレイ５６に対してほぼ垂直な方向で光６０を透過する。セレーション４８は、光６０を運転者の方向に回転させる構造体である。換言するとセレーション４８は、この実施態様のライトガイド２２に入る光５８に対して垂直な方向に光６０を向ける。

【0017】

セレーション４８はそれぞれ、開口１８に対して、かつ運転者の方向に対して垂直な入射窓５０と、光反射面５２とを有している。光反射面５２は、運転者に向かう方向に光を反射し方向付ける角度５４を成して配置されている。この実施例では、角度５４はほぼ４５°であるが、別の角度であってもよく、別の角度は本発明の想定内にある。さらに、角度５４は、ライトガイド２２から受ける光の方向に対応するように個々のセレーション４８において変化されて良い。

【0018】

この実施態様では、セレーション４８はライトガイド２２のプリズム３４に光結合されている。光結合は、ディフューザ４２の対応するセレーション４８の入射窓５０に対してライトガイド２２の出射窓４０（図３）を構成することにより得られる。一例では、ライトガイド２２の出射窓４０は、ディフューザ４２の対応するセレーション４８の入射窓５０に対して整合されている。整合の一例では、出射窓４０と入射窓５０とが互いに平行に、ライトガイド２２とディフューザ４２との間の隙間全体にわたって位置している。

【0019】

さらに、ライトガイド２２のプリズム３４及び対応する出射窓４０の数は、ディフューザ４２の複数のセレーション４８の数とサイズに関して設けられている。プリズム３４とセレーション４８との間のサイズ及び距離は、運転者の方向への光の所望の透過を提供するように決定されている。

【0020】

セレーション４８は、ディフューザ４２の底面４６全体にわたってあるのではなく、運転者へ光を回転させる必要がない領域では存在しない。例えば、光源２０に近いディフューザ４２の部分は、セレーション４８によって運転者に光を向ける必要がない。

【0021】

図６に示した、本発明によるさらに別の照明アッセンブリ１４´´は、ディフューザ４２の側の上面４４に支持されるピラミッド型プリズム６８を有している。ピラミッド型プリズム６８は輝点近傍に位置している。輝点は、光源２０への近接又は特殊構造の別の光学的特性により生じ得る。ピラミッド型プリズム６８は輝点を補正するために光を分散させ、ディスプレイ５６に向かう光６０をより均等に分散させる。本発明の例では、複数のピラミッド型プリズム６８が、光源２０近傍でディフューザ４２の上面４４上に配置されていて、ディフューザ４２の全長に沿ってほぼ一様な光の分散を提供するために輝点がさらに拡散される必要があるディフューザ４２に沿った別の場所にも配置されて良い。

【0022】

図７に示した別の照明アッセンブリ１４´´´は、照明ハウジング１６の開口１８に対してほぼ平行に位置する受光面６６を有するライトガイド６４を備えている。この実施態様のライトガイド６４は受光面６６から、終端部に向かって横方向に延在するボディ部分７０内へと湾曲している。ライトガイド６４の幅は、受光面６６から離れる方向で減少している。

【0023】

図７に続いて、図８、図９、図１０に示したように、受光面６６は複数の光源２０のそれぞれの位置に配設されていて、対応する１つの光源２０の上方に位置する円形面を有している。円形の受光面６６はそれぞれ波形部分７２の一部であり、この波形部分７２は内方に湾曲していて、終端部に向かって先細る一様の形の表面を成形している。波形の受光面６６は折り曲げ部分７２内へと先細りしていて、ライトガイド６２内に光が入る点で厚さを変更させている。これにより光の効率は向上する。

【0024】

従って、本発明の照明アッセンブリ１４によれば、より効果的な光の透過が得られ、これにより輝度が向上し、インストルメントパネルを表示する照明用の同じ又はより大きな光を発生するためにより少ない又は小さい光源を使用することができる。本発明の実施態様が説明されたが、当業者には、いくつかの変化実施態様が本発明の範囲内で想起されることが認識されるだろう。

【符号の説明】

【0025】

１０ インストルメントパネル、 １２ メータ、 １４，１４´，１４´´，１４´´´ 照明アッセンブリ、 １５ 開口に対して平行な面、 １６ 照明ハウジング、 １７ ディフューザ、 １８ 開口、 ２０ 光源、 ２２ ライトガイド、 ２４ 上面、 ２６ 底面、 ２８ 受光面、 ３０ 第１の幅、 ３２ 第２の幅、 ３４ プリズム、 ３６ 上面、 ４０ 出射窓、 ４２ ディフューザ、 ４４ 上面、 ４６底面、 ４８ セレーション、 ５０ 出射窓、 ５２ 光反射面、 ５４ 角度、 ５６ デジタルディスプレイ、 ５８ 光、 ６０ 光、 ６４ ライトガイド、 ６６ 受光面、 ６８ ピラミッド型プリズム、 ７０ ボディ部分、 ７２ 波形部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】