(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一実施形態に係る照明装置を、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の照明装置1は、例えば自動車や二輪車等の車両用の計器装置100に組み込まれるものである。ここでは、まず、計器装置100の構成を説明し、その後、表示装置1について説明する。
なお、以下の説明では、照明装置1および計器装置100を正面視したとき(つまり、ユーザーが照明装置1を正面から見て計測値などの意匠部(指標部)を確認する場合)の視認側を「表」といい、背面側を「裏」ということにする。
【0010】
計器装置100は、搭載される車両に関する各種情報を報知する複合計器として構成され、
図1および
図2に示すように、第1計器部10と、第2計器部20と、回路基板40と、中ケース50と、表示板60と、計器用光源70と、下ケース80と、を備える。
【0011】
(計器装置100)
第1計器部10は、例えば指針式のスピードメータであり、目盛り、数値等の図示しない意匠部(指標部)と、この意匠部(指標部)を指示する指針11とを対比判読させることにより車速を報知する。指針11は、その回転中心となる回転中心部11aと回転中心部11aから放射方向に突き出した指示部11bとが,例えば、PMMA(Polymethymethacrylate)等の透明樹脂で一体に形成されている。回転中心部11aは、遮光性の所定の合成樹脂からなる指針キャップ11cで覆われている。指示部11bは、後述する指針用光源72の光を受けて発光するものである。指針11は、駆動部であるステッピングモータ12の回転軸12aに連結されて回転駆動される。
【0012】
第2計器部20は、例えば、指針式のタコメータであり、目盛り、数値等の図示しない意匠部(指標部)と、この意匠部(指標部)を指示する指針21とを対比判読させることによりエンジンの回転数を報知する。第2計器部20の構成は第1計器部10と同様であるため、以下の説明は省略する。
【0013】
回路基板40は、
図2に示すように、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に各種配線がプリントされている。回路基板40には、各種電子部品が実装されている。
回路基板40に実装される各種電子部品は、計器装置100の各部の動作を制御する制御部(図示しないマイクロコンピュータ等)、指針11を回転駆動するステッピングモータ12、各種電子部品に接続される回路を構成する抵抗やコンデンサ、計器用光源70である表示板60を照明するための表示板用光源71や指針用光源72などである。
制御部は、計器装置100の外部装置(例えば、車両のECU(Electronic Control Unit))から車両の速度等の車両情報を取得し、取得した情報に基づいて、表示板用光源71や指針用光源72を点灯/消灯させたり、指針11を回転駆動するステッピングモータ12を動作させる。
表示板用光源71や指針用光源72は、
図2に示すように、回路基板40の表側に実装されている。また、図示しないが、制御部は、回路基板40の表側に実装され、ステッピングモータ12は、回路基板40の裏側に実装されている。
【0014】
中ケース50は、回路基板40の表側に位置し、複合計器を構成する第1計器部10、第2計器部20などを収納し、表示板60などの計器装置100を構成する部品を保持する。中ケース50は、例えば、ポリプロピレン(Polypropylene)などの樹脂により白色に形成される。
中ケース50は、
図2に第1計器部10の断面構造を示すように、中心部に形成される内筒部51と、外周側の外筒部52とこれらをつなぐ連結部53と、を備えている。
中ケース50の中央部の内筒部51の内側には、指針11の回転中心部11aが位置し、円周上の指針用光源72の光を、指針11の回転軸を中心とする径方向に拡がらないように遮蔽しながら、指針11を発光させる。
中ケース50の内筒部51、外筒部52および連結部53とで形成される空間は、第1計器部10に対応する表示板60の裏側を囲む照明空間54を構成する。照明空間54内には、表示板用光源71が設けられ、例えば、円周上等間隔に表示板用光源71を配置し、外筒部52および連結部53の形状を、例えば、お椀形状の略凹曲面とし、均一な光として表示板60の裏側から透過させて照明を行う。照明空間54は、表示板用光源71の消灯時には、遮光されて暗所状態となる。
【0015】
表示板60は、所定の樹脂、例えば、ポリカーボネイト樹脂により形成された透光性を有する板材と、この板材の表側及び/又は裏側に形成された遮光性の印刷層と、から構成されている。印刷層の一部は抜き文字状となっており、表示板60において、指針11の指示対象である数値、目盛り等の図示しない意匠部(指標部)を形成している。なお、抜き文字状の部分に、透光性の印刷層を形成しても良い。
【0016】
計器用光源70は、表示板用光源71と指針用光源72とを備える。表示板用光源71は、表示板60を透過照明するためのものである。指針用光源72は、指針11を発光させるためのものである。表示板用光源71および指針用光源72は、例えば、LED(Light Emitting Diode)から構成されている。表示板用光源71および指針用光源72は、回路基板40の表側に実装されている。
表示板用光源71は、指針11の回転中心部11aの軸線を中心とし、中ケース50の内筒部51より外側(大径)の円周上等間隔に並べて全周に複数配置されている。表示板用光源71からの光は、導光板70aを介して導光され、表示板60を透過して意匠部(指標部)を照明する。
指針用光源72は、指針11の回転中心部11aの軸線を中心とし、中ケース50の内筒部51の内側(小径)の円周上等間隔に並べて指針11の回動範囲に対応して複数配置されている。指針用光源72からの光は、指針11の回転中心部11aに入射され、指針11の指示部11bを発光させる。
表示板用光源71と指針用光源72は、中ケース50の内筒部51でそれぞれが遮光されて表示板60を照明し、指針11を発光する。
【0017】
計器装置100は、表示板60の表側に見返し部材(図示せず)を備えており、計器装置100の不要箇所を隠すようにしている。見返し部材は、例えば、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer)などの樹脂を用い、例えば、黒色とされて遮光性を有している。見返し部材には、第1計器部10、第2計器部20及び後述する照明装置1を覗かせる開口部が設けられており、これらの開口部を塞ぐように透明板(図示せず)、例えば、ガラスが取り付けられている。
【0018】
下ケース80は、回路基板40を挟んで中ケース50の裏側に位置する。下ケース80と、透明板で塞がれた見返し部材と、が組み合わされることで、略箱状になり計器装置100の筐体を構成する。
【0019】
このような計器装置100によれば、表示板60の意匠部(指標部)は、表示板用光源71により透過照明がなされる。すなわち、指針11の指示対象である数値、目盛り等の図示しない意匠部(指標部)が形成された表示板60の裏側(背面側)には、中ケース50の内筒部51、外筒部52および連結部53とで形成される照明空間54が配置されている。照明空間54内には、円周上等間隔に表示板用光源71が配置されて回路基板40上に設けてある。
これにより、表示板用光源71からの光は、導光板70aを介して照明空間54に出射され、照明空間54の形状、例えば、お椀形状の略凹曲面形状によって均一な光として表示板60の裏側から照射され、表示板60の意匠部が透過照明される。
また、計器装置100は、以下の照明装置1によって広範囲に、立体的に照明される。
【0020】
(照明装置1)
次に、本実施形態にかかる照明装置1について説明する。
本実施形態の照明装置1は、
図1に示すように、例えば、計器装置100に組み込まれ、第1計器部10および第2計器部20の前方に跨がるように配置される。
これにより、照明装置1は、計器装置100を 横長の矩形の照明範囲Zを長手方向である第1方向Xに広く光輝させて照明すると同時に、照明範囲Zの長手方向である第1方向Xと交差する方向である第2方向Yに明暗を付与して立体的な照明としてデザイン性を高めて照明する。
本実施形態では、照明装置1は、
図3に示すように、光源2と、光源2からの光を導光し、導光した光を第1方向Xに沿って延びる出射面から出射する第1光学部材3と、第1方向Xに交差する第2方向Yに沿って延び、第1方向Xに沿って並んだ複数の凹部または凸部4bを表面又は裏面に有し、第1光学部材3が出射した光が入射する透光性の第2光学部材4と、を備え、第2光学材4は、第1光学部材3から入射する光を、複数の凹部または凸部4bで同一方向に出射させるように構成してある。
【0021】
光源2は、照明用の光源で有り、例えば、LEDから構成されている。照明用の光源2は、例えば、表示装置1が組み込まれる計測装置100と共用の回路基板40の表側に実装される。本実施形態では、光源2は、横長の矩形の第1光学部材3の長手方向である第1方向Xの両端部、すなわち照明範囲Zの左右方向両端部に対向して配置され、両端部から入射した光を導光して基材3aの表面から表側に向けて出射する。
光源2は、回路基板40の表側に支持されたケース部材5によって囲まれ、計器装置100の計器用光源70である表示板用光源71および指針用光源72と遮光(区画)されている。
照明用の光源2は、任意の色のものを用いることができ、例えば、デザイン性を考慮した一色とする場合に限らず、複数の色の光源2を設けて点灯を切り替えて使用しても良い。
【0022】
第1光学部材3は、光源2からの光を導光し、導光した光を第1方向Xに沿って延びる出射面から出射するように構成される。第1光学部材3は、照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに延びる横長の矩形の光透過性の基材3aを備え、基材3aの表面が出射面を構成する。基材3aは、表面または裏面に凹部または凸部3bを有している。
光透過性の基材3aは、例えばポリカーボネート(PC:Polycarbonate)などの合成樹脂で構成され、横断面形状が矩形とされる。基材3aは、長手方向である第1方向Xが照明範囲Zの左右方向に沿って延び、両端部が裏側に突き出した略コ字状とされている。第1光学部材3の略コ字状の角部には、傾斜面が形成されて反射面とされる。第1光学部材3は、左右方向両端の裏面を光源2からの受光面(入射面)とし、第1方向Xに延びる表面が出射面とされて光源2からの光を導光して出射する。光透過性の基材3aには、例えば、
図3(a)に示すように、基材3aの裏面に線状の凹部3bが照明範囲Zに並べて形成されている。線状の凹部3bは、基材3aの裏面に、前後方向に沿う微細な断面形状が三角形状の溝状とされ、例えば、前後方向の直線状の微細な引っかき傷を照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに多数(複数)並べて形成してある。第1光学部材3は、図示しない支持部を介して回路基板40の表側に支持されている。
この線状の凹部3bにより、光源2からの光が基材3aの長手方向である第1方向Xの両端の裏面から表側に向けて導光されると、基材3aの表側の角部の傾斜面で反射して長手方向である第1方向Xの他端部に向けて導光され、各凹部3bで反射されて基材3aの凹部3bの微細な間隔に応じた線状の光となる。線状に導光された光は、基材3aの表面である出射面から第1方向Xに延びる照明範囲Zに出射される。
すなわち、2つのLEDによる光源2からの光が、第1光学部材3の凹部3bによって線状の光が照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに微細な間隔で並べて出射される状態になり、照明範囲Zが多数の線状の出射光で光輝される。
【0023】
第2光学部材4は、第1方向Xに交差する第2方向Yに沿って延びる光透過性の基材4aを有している。基材4aは、表面または裏面に、第1光学部材3の照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに沿って並んだ複数の線状の凹部または凸部4bを有して構成される。本実施形態では、第2光学部材4は、光透過性の基材4aの裏面に、第1光学部材3の照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに沿って複数の線状の凸部4bを形成して構成される。
光透過性の基材4aは、第1光学部材3の表側に配置されている。第2光学部材4は、第1光学部材3から照明範囲Zに出射される光(中心の光)を、例えば、基材4aの裏面に照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに沿って形成した線状の凸部4bを透過させて各凸部4bから(中心の光を)同一方向に出射させる。すなわち、第1光学部材3から入射される光は、中心の光だけでなく放射方向に広がることから、複数の線状の凸部4bを透過して同一方向に出射されると、出射された光は、光路長Lの変化により光量が変化し明暗を有して第2光学部材4から出射されることになる。
これにより、第2光学部材4からの出射光は、例えば照明範囲Zの長手方向である第1方向Xと交差する第2方向Yに明暗を有して光輝され、立体的な照明となる。
【0024】
光透過性の基材4aは、例えばポリカーボネート(PC:Polycarbonate)などの合成樹脂で作られる。基材4aには、例えば、
図3(b)に示すように、裏面に微細な線状の凸部4bが多数間隔を狭めて形成されている。線状の凸部4bは、照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに沿った方向に形成される。第1光学部材3の凹部3bが照明範囲Zの長手方向である第1方向Xと直交して前後方向に沿う線状に形成されるのに対し、線状の凸部4bは、照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに沿った方向、ここでは、凹部3bの線状の方向と交差する方向である直交する左右方向に沿って複数形成してある。線状の凸部4bは、横断面形状が半円形とされた半円柱状とされ、円弧面が裏面側(第1光学部材3側)に突き出すように並べて構成されている。
【0025】
この線状の凸部4bにより、
図4に示すように、光源2から第1光学部材3の凹部3bを介して出射した光が基材4aの線状の凸部4bに向けて入射されると、入射される光のうち光路長Lが最も短いL1の前後方向中央への光は、線状の凸部4bの半円の頂部から中心を通って同一方向のまっすぐ表側に出射されるが、光路長L1が短い分だけ光量が多く明るい出射光となる。一方、入射される光のうち光路長Lが最も長いL2の前後方向両端への光は、線状の凸部4bの半円の側面部から中心を通って同一方向のまっすぐ表側に出射されるが、光路長L2が長い分だけ光量が少なく、暗い出射光となる。そして、光路長L2が長くなった出射光は、
図4に示すように、光路長L2が長くなった分だけ光源2が遠くになったように見え、立体感や奥行き感が生じる。
したがって、第2光学部材4の前後方向中央から両端までの間の出射光は、光路長Lが次第に長くなることから、次第に光量が少なくなって次第に暗くなるとともに、光源2が次第に遠くなる立体感や奥行き感が生じる。
すなわち、本実施形態の照明装置1では、2つのLEDによる光源2からの光が、照明範囲Zの長手方向である第1方向Xに延びる第1光学部材3に導光される。導光された光は、第1光学部材3の凹部3bによって線状の光として照明範囲Zの長手方向である第1方向X(幅方向)に並ぶように出射され、広範囲の線状の出射光となる。
さらに、第1光学部材3から出射した光が、第2光学部材4の線状の凸部4bを透過して同一方向に出射されることで、2つのLEDの光源2で照明範囲Zの前後方向である第2方向Yの中央から両端までの間の出射光は、光路長Lが変わることで光量が少なくなって次第に暗くなるとともに、光源2が次第に遠くなる立体感や奥行き感が生じた状態となる。これにより、照明装置1としては、照明範囲Zを広く立体的に照明することができる。
【0026】
また、照明装置1では、例えば
図5に示すように、第2光学部材4の中央から前方端までの範囲の線状の凸部4bをケース部材5で覆うことで、第1光学部材3の凹部3bから出射される光を透過させないようにしている。
こうすることで、照明装置1の照明範囲Zでの照明が、
図1中に拡大して示すように、左右の長手方向である第1方向Xには、広範囲の線状の出射光となり、しかも前後方向である第2方向Yの奥側から手前側には、次第に暗くなるとともに、光源2が次第に遠く感じられる立体感や奥行き感が生じた状態となり、照明装置1として照明範囲Zを広く、立体的に照明することができる。
なお、第2光学部材4の中央から前方端までの範囲の線状の凸部4bをケース部材5で覆うことに代え、反対側、すなわち中央から後方端までの範囲の線状の凸部4bをケース部材5で覆うことで、明暗が逆となり、前後方向の手前側から奥側が、次第に暗くなるとともに、光源2が次第に遠く感じられる立体感や奥行き感が生じた状態とすることもできる。
さらに、第2光学部材4の線状の凸部4bを覆うことなく、第1光学部材3をケース部材5の片側に接近させて設置するようにしても良い。こうすることで、ケース部材5の片側の第1光学部材3から出射される光の光路長L1が最も短くなり、ケース部材5の反対側に向かって光路長L2が次第に長くなるようにしても、半分をケース部材5で覆う上記と同様の効果を得ることができる。
【0027】
また、照明装置1としては、第1光学部材3の凹部3bを光透過性の基材3aの裏面に形成する場合を例に説明したが、
図6に示すように、基材3aの表面に形成するようにしても良く、光源2から光を照明範囲Z、すなわち第1方向Xである左右の幅方向に広げて線状に出射することができる。
さらに、第2光学部材4の線状の凸部4bについても、図示省略したが、基材4aの表面に形成するようにしても良い。
このような表面または裏面に形成する第1光学部材3の凹部3bおよび第2光学部材4の線状の凸部4bについては、裏面に形成するようにすれば、埃の混入などを防止して安定した状態で照明することができる。
【0028】
次に、本発明の照明装置の他の実施形態について、
図7により説明する。
照明装置1Aでは、第2光学部材4を第1光学部材3に対して平行でなく、傾斜させて設置してある。なお、他の構成は、既に説明した照明装置1と同一である。
このように傾けた第2光学部材4により、第1光学部材3の凹部3bから出射される光の第2光学部材4の線状の凸部4bまでの光路長Lの変化の範囲を大きくすることが可能となる。これにより、照明装置1Aでは、前後方向中央部から前方側と中央部から手前側の光の変化量が変わり、照明範囲Z全体の明暗の変化を大きくすることができ、一層立体的な照明にすることができる。
特に、図示しないが、第1光学部材3を、傾斜させた第2光学部材4の傾斜下端側に接近させて設置し、傾斜上端側と離隔させて設置することで、光路長Lをより短い状態からより長い状態まで、変化の範囲を大きくすることができる。
これにより、照明装置1Aによれば、広範囲をより立体的に照明することができる。
【0029】
次に、本発明の照明装置の他の実施形態について、
図8により説明する。
照明装置1Bは、第2光学部材4を、第1光学部材3に対して前後方向に湾曲させて設置するように構成したものである。なお、他の構成は、既に説明した照明装置1と同一である。
こうすることで、第1光学部材3から出射した光の線状の凸部4bまでの光路長Lの変化を滑らかにして、滑らかに光量を変化させることができる。これにより、照明装置1Bによれば、広範囲を照明できるとともに、光量が滑らかに変化する立体的な照明とすることができる。
また、第2光学部材4の湾曲の曲率中心に対して、第1光学部材3の位置をずらすようにすれば、第1光学部材3の凹部3bから出射する光の光路長Lを大きく変化させて光量の変化の範囲を大きくし、より立体的に照明することも可能となる。
【0030】
なお、上記の実施の形態では、第1光学部材3の凹部3bの形状を直線状の横断面が3角形状の溝状とした場合を例に、線状の凹部3bを並べて形成するようにしたが、これに限らず、凸部としたり、他の横断面形状であっても良く、例えば球状の突起を並べるなど、光源からの光を並べた状態で広く照射できるものであれば良い。
同様に、第2光学部材4の線状の凸部4bについても、横断面を半円形とし、線状の半円柱状の凸部4bを並べて構成した場合を例に説明したが、凹部としたり、他の横断面形状であっても良く、第1光学部材3の凹部または凸部3bから出射される光を、同一方向に出射することで、立体感や奥行き感を付与して照明できるようにしたものであれば良い。
また、第1光学部材3の凹部3bを前後方向に配置し、第2光学部材4の線状の凸部4bを直交させて左右方向に配置するようにしたが、凹部3bの方向を前後方向から変更したり、線状の凸部4bの方向についても、直交する方向以外の交差する方向としても良く、照明する光の広がり方や明暗による立体感が生じる方向を変えることができる。
さらに、照明装置1を、計器装置100の照明に用いる場合を例に説明したが、計
器装置に限らず、照明対象は、どのようなものであっても良く、広く、立体的に照明する必要があるものに適用することができる。
【0031】
本発明の照明装置1によれば、光源2と、光源2からの光を導光し、導光した光を第1方向Xに沿って延びる出射面から出射する第1光学部材3と、第1方向Xに交差する第2方向Yに沿って延び、第1方向Xに沿って並んだ複数の凹部または凸部4bを表面又は裏面に有し、第1光学部材3が出射した光が入射する透光性の第2光学部材4と、を備え、第2光学材4は、第1光学部材3から入射する光を、複数の凹部または凸部4bで同一方向に出射させるように構成したので、光源2からの光が、第1光学部材3の凹部または凸部3bによって照明範囲Zに広がって出射される状態になり、広範囲の出射光となる。さらに、第1光学部材3から出射した光が、第2光学部材4の複数の凹部または凸部4bを透過して同一方向に出射されることで、光路長が長い出射光は、光量が少なくなって次第に暗くなるとともに、光源2が次第に遠くなる立体感や奥行き感が生じた状態となる。
これにより、照明装置1としては、照明範囲Zを広く、明暗によって立体的に照明することができる。
【0032】
本発明の照明装置1によれば、第1光学部材3は、第1方向Xに交差する線状の凹部または凸部3bを有しているので、第1光学部材3の線状の凹部または凸部3bによって線状の光が照明範囲Zに並ぶように出射され、広範囲の線状の出射光にすることができる。
【0033】
本発明の照明装置1によれば、第2光学部材4の複数の凹部または凸部4bは、横断面形状を半円状に形成して構成したので、第1光学部材3の凹部または凸部3bから出射された光を、同一方向に出射することで、光路長を変えて光量を変化させ、次第に暗くなるとともに、光源2が次第に遠くなる立体感や奥行き感が生じた出射光とすることができる。
これにより、照明装置1としては、照明範囲Zを広く一層立体的に照明することができる。
【0034】
本発明の照明装置1によれば、第2光学部材4は、複数の凹部または凸部4bの一部を覆うケース部材5を有しているので、第2光学部材4の複数の凹部または凸部4bから出射される光の次第に暗くなる位置や範囲、照明が立体的に見える光源2の奥行き感を変えることができる。
【0035】
本発明の照明装置1A,1Bによれば、第2光学部材4は、第1光学部材3に対して傾斜または湾曲させて配置したので、第1光学部材3の凹部または凸部3bから同一方向に出射される光の光路長を大きく変化させたり、滑らかに変化させることができ、照明装置1A,1Bとしての適用範囲を広げることができる。
【0036】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。