(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記光導入規制部は、前記光源部から前記板端部に入射する前記光源光を、板外部へ反射する反射面(42a)を有する請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用表示装置。
前記表示凹部が配置された表示空間(SP1)と、前記板端部が配置された導入空間(SP2)と、を互いに区画する遮光性に形成された区画部(12c,13b)を、さらに備える請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用表示装置。
【発明を実施するための形態】
【0011】
一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
(第1実施形態)
図1に示すように、本開示の第1実施形態による車両用表示装置100は、車両に用いられ、当該装置100を視認する乗員が着座する座席とは対向するインストルメントパネルに設置されている。車両用表示装置100は、乗員が位置することとなる視認側へ向けて車両の情報を表示可能となっている。
【0013】
なお本実施形態において、上下、前後、左右が示す方向は、水平面上の車両を基準として記載される。
【0014】
このような車両用表示装置100は、
図2にも示すように、ケース部10、本体表示部20、透光板30、及び透光板用光源部50等により構成されている。
【0015】
ケース部10は、背面側ケース11、視認側ケース12、見返し部材13、及びフロント板14を有している。背面側ケース11は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、メイン回路基板16を視認側とは反対側の背面側から覆っている。
【0016】
背面側ケース11よりも視認側に配置された視認側ケース12は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、本体表示部20を装置100の外周側から囲む外枠部12aを形成していると共に、ケース内部空間を仕切る仕切り部12bを形成している。
【0017】
見返し部材13は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、視認側ケース12よりも視認側に配置されている。見返し部材13は、視認側及び背面側に開口部13a,13bを有し、装置100の外周に沿った変形筒状に形成されている。
【0018】
フロント板14は、例えば着色されたアクリル樹脂又はポリカーボネイト樹脂等の半透光性樹脂により、見返し部材13の視認側開口部13aの全面を塞ぐ曲面板状に形成されている。これにより、本体表示部20及び透光板30の表示部分は、フロント板14を通して乗員に視認されることとなる。本実施形態のフロント板14は、スモーク調の着色により、光の透過率が30%程度に設定されているが、30%以上の任意の値に設定されていてもよい。
【0019】
本体表示部20は、背景表示板21及び指針部22を有している。背景表示板21は、一般的に文字板とも呼ばれており、視認側ケース12において視認側に開口する開口部を塞ぐように配置されている。背景表示板21は、例えば透光性を有する合成樹脂からなる基材の表面に、半透光性又は遮光性の印刷が部分的又は全体的に施されて、平板状に形成されている。なお、印刷に代えて、塗装が施されていてもよい。
【0020】
背景表示板21における遮光性の印刷等による遮光領域は、後述する透光板30の表示凹部33による表示が引き立つように、当該表示凹部33と対向する箇所において、暗色、特に黒色に設定されている。また、図示しないが、背景表示板21よりも背面側に配置された発光素子が背景表示板21の透光領域及び半透光領域を照明することで、背景表示板21では、透光板30に対する背景として認識される模様が表示されるようになっている。
【0021】
また、背景表示板21よりも視認側には、指針部22の指針24を囲むように、円環状の加飾部材21aが設けられている。加飾部材21aは、背景表示板21と透光板30との間において、表示凹部33よりも小さな輝度で発光するようになっている。
【0022】
指針部22は、背景表示板21における右側の領域及び左側の領域に配置されることで、複数(例えば2つ)設けられている。ここで、2つの指針部22は、互いに同様の構成となっているため、
図1,2に図示されている右側の指針部22について代表して説明する。指針部22は、ステッピングモータ23及び指針24を一対有している。ステッピングモータ23は、背面側ケース11と視認側ケース12との間に挟まれて配置されたメイン回路基板16に保持されている。
【0023】
指針24は、連結部24a及び指示部24bを一体的に有している。連結部24aは、背景表示板21に開けられた貫通穴を通して配置されており、ステッピングモータ23の回転軸と連結されている。指示部24bは、背景表示板21と透光板30との間に、すなわち背景表示板21よりも視認側かつ透光板30よりも背面側に配置されており、針状を呈している。指針24は、ステッピングモータ23の出力に応じて回転軸を回転中心RCとして回動するようになっており、後述する透光板30の表示凹部33を用いて表示された指標を指示することにより、車両の情報が表示されるようになっている。また、指針24は、背景表示板21よりも背面側に配置された発光素子25から照明されることで発光するようになっている。
【0024】
透光板30は、例えば透光性を有する合成樹脂により、板面31,32を視認側及び背面側に一対有する平板状に形成されている。透光板30は、本体表示部20よりも視認側に配置され、背景表示板21とは実質平行に設けられている。両側の板面31,32のうち、視認側板面31は視認側を向いている。背面側板面32は、背面側を向くことで、背景表示板21と対向している。透光板30は、左右方向を長手方向とする略矩形状の外周輪郭を形成している。そして透光板30は、当該透光板30の外周に沿って延伸する板端部40を有している。板端部40は、両側の板面31,32を互いに接続している。そして、本実施形態の透光板30の厚さ方向TDは、板端部40の延伸方向EDとは実質直交する方向であって、延伸する板端部40にとって幅をなす幅方向に、対応している。
【0025】
なお、本実施形態の透光板30の板面31,32には、当該板面31,32での反射率を調整する反射調整フィルムが貼付されているが、板面31,32の基材が露出するように構成されていてもよい。
【0026】
透光板用光源部50(以下、単に光源部50と記載する)は、板端部40に対向するように設けられている。特に本実施形態の光源部50は、板端部40のうち左側の1辺及び右側の1辺に個別に対応して、複数箇所(例えば2箇所)に設けられている。ここで、2つの光源部50は、左右が反対であることを除けば、互いに同様の構成となっているため、
図1,2に図示された右側の光源部50について代表して説明する。
【0027】
光源部50は、光源光を提供する。光源部50は、
図1に示すように、板端部40に沿って、当該板端部40とは所定の間隔を空けて配置された光源用回路基板51上に、互いに延伸方向EDにずれた位置に配置された複数(例えば11個)の発光素子52を有している。より詳細に、各発光素子52は、互いに板端部40の延伸方向EDに沿って略等間隔に配列されている。特に本実施形態では、各発光素子52は、板端部40と対向して、互いに上下方向にずれて配置されている。
【0028】
各発光素子52には、点光源状の発光ダイオードが採用されており、各発光素子52は電源と接続することで光源光を発する。特に本実施形態では、各発光素子52がマルチカラーの発光ダイオードとなっているが、同じ光源部50に属する発光素子52は、互いに実質同一の色及び同じ輝度で発光するようになっている。また、発光素子52にはレンズ要素が内蔵されているため、指向性の高い光源光を、板端部40へ向けて発光可能となっている。
【0029】
このようにして、各発光素子52からの光源光は、板端部40へ向かう車両の左右方向を入射方向IDとして、板端部40の延伸方向EDに対して実質垂直な方向から、板端部40へと入射する。板端部40は、各発光素子52からの光源光を板内部に導入する。すなわち、板端部40のうち光源部50と対向する範囲において、延伸方向EDの互いに異なる実質的に連続した複数の位置PEから、光源光が板内部へと導入される。
【0030】
透光板30は、こうした光源光を利用して表示を行なう。透光板30には、両側の板面31,32のうち、背面側板面32から視認側板面31側へ向かって厚さ方向TDに凹むように形成された複数の表示凹部33が、表示の態様に合わせて適宜配置されている。各表示凹部33の凹み深さ(厚さ方向TDに沿った寸法)は、例えば透光板30の板厚の半分程度に設定されている。なお、本実施形態では、板厚が例えば3mm程度に設定されている。こうして背面側板面32は、複数の表示凹部33が形成された凹部形成板面となっている。各表示凹部33は、板端部40を介して導入された光源光を受光することにより光輝して表示される。
【0031】
具体的に、本実施形態の表示凹部33として、輪郭が目盛の形態をなす目盛凹部34、及び輪郭が文字の形態のなす文字凹部37がそれぞれ複数ずつ設けられている。このように、表示凹部33はその外周輪郭の形態に応じて、表示内容を表現するようになっており、特に本実施形態では表示凹部33の目盛凹部34及び文字凹部37によって指針24に指示される指標が表示される。
【0032】
複数の目盛凹部34は、指針24の回転中心RCに対して同心円状に、かつ、部分円環状に配列されている。各目盛凹部34は、指針24の回転中心RCに対する放射方向に伸びる略矩形状の輪郭をなしている。複数の目盛凹部34は、さらに主目盛凹部と、主目盛凹部よりも小さなサイズの副目盛凹部とに分かれており、主目盛凹部と副目盛凹部とは交互に配列されている。
【0033】
各目盛凹部34は、
図3に示すように、指針24の回転中心RCを基準とした内周側から外周側に向かうに従って、漸次凹み深さが増大することで、外周側に向かう程、視認側板面31へ近づくように傾斜する略矩形状の底面35を有している。底面35は、内周側の1辺において背面側板面32と直接的に接続されている。底面35の外周側を含む3辺においては、側壁面36が当該底面35と背面側板面32との間を互いに接続している。
【0034】
各目盛凹部34において、側壁面36は、鏡面状に形成され、光源光を受光することで光輝するようになっている。一方で底面35は、例えばシボ加工等により粗面状に形成され、光源光を拡散することで光輝するようになっている。
【0035】
複数の文字凹部37は、
図1に示すように、指針24の回転中心RCを基準として主目盛凹部より内周側に配置され、文字として、主目盛凹部に対応する車両の速度を表す数字を、輪郭により形成している。
【0036】
各文字凹部37は、
図3に示すように、凹み深さを各々一定値に設定されていることにより、各板面31,32とは実質平行に配置された底面38を有している。底面38と背面側板面32との間は、底面38の全周に亘って、側壁面39により互いに接続されている。
【0037】
各文字凹部37においても、側壁面39は、鏡面状に形成され、光源光を受光することで光輝するようになっている。一方で底面38は、例えばシボ加工等により粗面状に形成され、光源光を拡散することで光輝するようになっている。
【0038】
このような各表示凹部33を見栄え良く照明するために、板端部40は、光導入部41及び光導入規制部42を有している。
【0039】
光導入部41は、光源部50と対向する板端部40のうち光導入規制部42を除く部分に配置され、より詳細に、板端部40の光源光と対向する範囲においては視認側板面31に接続されるように配置されている。光導入部41は、両側の板面31,32及び光源光の入射方向IDに対して実質垂直な垂直平面41aを、平面状に形成している。光導入部41は、光源部50からの光源光をおよそ垂直に入射させることで、光導入規制部42よりも高い光源光の透過率を実現し、効率的に光源光を板内部へ導入可能となっている。すなわち、光導入部41は、板内部において透光板30の厚さ方向TDのうち、視認側板面31側への光源光の導入を促進する。
【0040】
光導入規制部42は、板端部40の光源光と対向する範囲において、背面側板面32に接続されるように、板端部40のうち透光板30の厚さ方向TDにおいて背面側に配置されている。光導入規制部42は、視認側から背面側へ向かう程、光源部50に対してより離間するように、垂直平面41aに対して傾斜する傾斜平面42aを形成している。傾斜平面42aは、垂直平面41aに対して42度以上の角度をなすことが好適であり、例えば45度の角度をなしている。これにより、光導入規制部42において傾斜平面42aは、入射方向IDに沿って入射する光源光を斜め入射させることで、光導入部41よりも低い光源光の透過率を実現すると共に、当該光源光を入射方向IDとは異なる方向としての板外部へ反射する反射面として機能している。具体的に、光導入規制部42に入射した光源光の多くは、板端部40より背面側へと反射され、視認側ケース12にて処理されるようになっている。このようにして、光導入規制部42は、板内部において透光板30の厚さ方向TDのうち、背面側板面32側への光源光の導入を規制する。
【0041】
表示凹部33の側壁面36には、光導入規制部42の規制によって、強い光源光が直接的に入射し難くなっていると共に、表示凹部33の底面38には、光導入部41から板内部に導入された光源光が視認側板面31にて反射する等により拡散して、間接的に(換言すると、回り込むように)当該光源光が入射する。
図3では、実線の矢印にて板内部での光源光の進み方が模式的に示されており、破線の矢印にて光導入規制部42により側壁面36への強い光源の入射が抑制されていることが模式的に示されている。なお本実施形態では、垂直平面41aと、傾斜平面42aとは、互いに接続されている。
【0042】
光導入規制部42における光源光の導入の規制度合は、例えば、板端部40において、光導入部41と光導入規制部42との厚さ方向TDの占有比率の設定により変えることができる。すなわち、光導入規制部42の厚さ方向TDの比率を大きくすれば、多くの光源光が傾斜平面42aにて反射されるようになるため、規制度合は大きくなる。一方、光導入規制部42の厚さ方向TDの比率を小さくすれば、多くの光源光が垂直平面41aを透過するようになるため、規制度合は小さくなる。
【0043】
この原理を利用して、本実施形態の光導入規制部42は、
図4に示すように、延伸方向EDの互いに異なる位置PEにおいて、互いに規制度合が異なる第1規制部43、第2規制部44、及び第3規制部45を有している。
【0044】
図4,5に示すように、第1規制部43では、傾斜平面42aが透光板30の板厚の例えば7割の幅WAを占有している。
図4,6に示すように、第2規制部44は、第1規制部43よりも上側及び下側の合計2箇所に設けられ、当該第2規制部44では、傾斜平面42aが透光板30の板厚の例えば5割の幅WBを占有している。
図4,7に示すように、第3規制部45は、第2規制部44よりも上側及び下側の合計2箇所に設けられ、傾斜平面42aが板厚の例えば3割の幅WCを占有している。
【0045】
したがって、第1規制部43と第2規制部44との比較では、第1規制部43が第2規制部44よりも規制度合が大きな大規制部として機能し、第2規制部44が第1規制部43よりも規制度合が小さな小規制部として機能する。第1規制部43と第3規制部45との比較では、第1規制部43が第3規制部45よりも規制度合が大きな大規制部として機能し、第3規制部45が第1規制部43よりも規制度合が小さな小規制部として機能する。第2規制部44と第3規制部45との比較では、第2規制部44が第3規制部45よりも規制度合が大きな大規制部として機能し、第3規制部45が第2規制部44よりも規制度合が小さな小規制部として機能する。
【0046】
ここで、板端部40のうち光源部50と対向する範囲において、延伸方向EDの互いに異なる各位置PEから、光源光の入射方向IDに沿って進んだ場合に、最初に突き当たる表示凹部33までの距離を、離間距離DSとして定義する。そうすると、例えば第1規制部43が設けられた位置PEAでは、離間距離DSAが最小となっている。また例えば、位置PEAから上方へ少しずれ、第2規制部44が設けられた位置PEBの離間距離DSBは、位置PEAにおける離間距離DSAよりも大きくなっている。また例えば、位置PEBから上方へ少しずれ、第3規制部45が設けられた位置PECの離間距離DSCは、位置PEAにおける離間距離DSA及び位置PEBにおける離間距離DSBよりも大きくなっている。
【0047】
すなわち、第1規制部43と第2規制部44との比較では、大規制部としての第1規制部43が、小規制部としての第2規制部44に対応する位置PEよりも離間距離DSが小さな位置PEAを含むようになっている。第1規制部43と第3規制部45との比較では、大規制部としての第1規制部43が、小規制部としての第3規制部45に対応する位置PEよりも離間距離DSが小さな位置PEAを含むようになっている。第2規制部44と第3規制部45との比較では、大規制部としての第2規制部44が、小規制部としての第3規制部45よりも離間距離DSが小さな位置PEBを含むようになっている。
【0048】
表示凹部33が指針24の回転中心RCと同心の円形状領域内に配置された本実施形態では、
図1に示すように指針24の回転中心RCから入射方向IDを遡って光源部50側に引いた仮想の直線上に、最も規制度合が大きな第1規制部43が設定されている。
【0049】
図5〜7に示すように、透光板30において、光源部50と対向する板端部40の範囲と、表示凹部33が形成された領域との間では、視認側ケース12に設けられた当接部12cが、背面側板面32に当接するように設けられている。当接部12cは、板端部40の延伸方向EDに実質平行に配設された遮光性の突条となっている。また、透光板30を挟んで当接部12cとは反対側には、遮光性の見返し部材13の背面側開口部13bが、視認側板面31とは僅かな隙間で対向して設けられている。
【0050】
これにより、当接部12c及び見返し部材13が遮光性の区画部として機能し、表示凹部33が配置され、乗員から視認可能な表示空間SP1と、光源部50及び板端部40が配置され、乗員から視認困難な導入空間SP2とは、互いに区画されている。
【0051】
(作用効果)
以上説明した第1実施形態の作用効果を以下に説明する。
【0052】
第1実施形態によると、板端部40には、光導入規制部42が設けられている。この光導入規制部42が透光板30の厚さ方向TDのうち凹部形成板面としての板面32側への光源光の導入を規制するので、表示凹部33のうち光源部50に近い部分に、強い光源光が直接的に入射することが抑制される。一方で、透光板30の厚さ方向TDのうち背面側板面32とは反対側に導入された光源光が、回り込むように間接的に表示凹部33を照明することとなる。以上により、輝度ムラが低減された表示凹部33が光輝することによって、車両用表示装置100の見栄えは良好となる。
【0053】
また、第1実施形態によると、光導入規制部42には、透光板30の外周に沿った延伸方向EDの互いに異なる位置において、小規制部と、小規制部よりも光源光の導入の規制度合が大きい大規制部と、が設けられている。この小規制部と大規制部とは、第3規制部45と第2規制部44との組み合わせ、第3規制部45と第1規制部43との組み合わせ、及び第2規制部44と第1規制部43との組み合わせによって実現されている。このように互いに規制度合が異なる小規制部及び大規制部が設けられることによって、表示凹部33の形状及び配置に合わせて、適切に輝度ムラを低減することが可能となる。
【0054】
また、第1実施形態によると、大規制部は、小規制部よりも離間距離DSが小さな板端部40上の位置を含むように形成されている。すなわち、表示凹部33が近くに存在する位置においては、大規制部を用いて光源光の導入の規制度合を高めることにより、板内部に導入される光源光の強度をより減衰させることができる。この結果、表示凹部33のうち光源部50に近い部分に、強い光源光が直接的に入射することがより確実に抑制される。
【0055】
また、第1実施形態によると、光導入規制部42は、光源部50から板端部40に入射する光源光を、板外部へ反射する反射面としての傾斜平面42aを有する。このような傾斜平面42aでは、部品点数の増加を抑制しつつ、適切に透光板30の厚さ方向TDのうち板面32側への光源光の導入を規制することが可能となる。
【0056】
また、第1実施形態によると、表示凹部33が配置された表示空間SP1と、板端部40が配置された導入空間SP2と、を互いに区画する遮光性に形成された区画部としての当接部12c及び背面側開口部13bを、さらに備える。これによれば、光源光が板端部40以外の箇所から漏光して表示凹部33を照明する事態を回避できるので、表示凹部33における輝度ムラをより確実に低減することができる。
【0057】
また、第1実施形態によると、表示凹部33において、側壁面36,39が光源光により照明されて光輝すると共に、底面35,38が粗面状に形成されることにより光源光を拡散して光輝する。こうした表示凹部33に対して光導入規制部42が設けられているので、表示凹部33のうち光源部50に近い部分の側壁面36,39には、強い光源光が直接的に入射することが抑制される。一方で、透光板30の厚さ方向TDのうち背面側板面32とは反対側に導入された光源光が、回り込むように間接的に表示凹部33の底面35,38を照明することとなるので、当該底面35,38が光源光を拡散して、表示凹部33全体として輝度ムラの少ない表示を実現することができる。
【0058】
(他の実施形態)
以上、一実施形態について説明したが、本開示は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【0059】
具体的に変形例1としては、傾斜平面42aの角度を、垂直平面41aに対して49度に設定してもよい。また、傾斜平面42aを、曲面状の傾斜曲面に置換してもよい。
【0060】
変形例2としては、
図8に示すように、垂直平面41aと傾斜平面42aとは、互いに接続されていなくてもよく、垂直平面41aと傾斜平面42aとの間には、入射方向IDに段差が形成されていてもよい。
【0061】
変形例3としては、
図9に示すように、光導入規制部42は、反射面として機能する面を設けることに代えて、背面側板面32に接続されるように、板端部40のうち透光板30の厚さ方向TDにおいて背面側に、印刷、塗装又は遮光テープ貼付により遮光層42bを形成することで、光源光の板内部への導入を規制するようにしてもよい。この場合、板端部40における光導入規制部42の厚さ方向TDの占有比率により、規制度合が設定されていてもよく、遮光層42bの素材又は厚さにより光源光の透過率を調整することで、規制度合が設定されていてもよい。
【0062】
変形例4としては、光導入部41は、互いに規制度合が異なる小規制部及び大規制部が設定されていなくてもよく、位置に関わらず一定の規制度合が設定されていてもよい。
【0063】
変形例5としては、表示凹部33は、視認側板面31から背面側板面32側へ向かって凹むように形成されることで、視認側板面31が凹部形成板面として設定されていてもよい。この場合、光導入規制部42は、視認側板面31に接続されるように、板端部40のうち透光板30の厚さ方向TDにおいて視認側に、配置されることで、透光板30の厚さ方向TDのうち凹部形成板面側への光源光の導入を規制するようにする。
【0064】
変形例6としては、表示凹部33は、例えば凹み深さ20μm以下の微細なサイズに設定され、光源光を視認側に反射する反射面を有していてもよい。そして多数の表示凹部33を適宜配置することにより、当該多数の表示凹部33の集合体により図柄が面状発光して表示されるようにしてもよい。
【0065】
変形例7としては、光源部50は、複数の発光素子52(例えば発光ダイオード)を配列したものに限られず、例えば板端部40の延伸方向EDに沿わせて配置された面光源状のパネル等、他の構成を採用することができる。
【0066】
変形例8としては、表示凹部33は、指針24に指示される指標を表示するものに限られず、例えばその他の車両の情報、単なる模様等を表示することができる。