(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】
(24)【登録日】2022-07-06
(45)【発行日】2022-07-14
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G01D 11/28 20060101AFI20220707BHJP
G09F 13/18 20060101ALI20220707BHJP
B60K 35/00 20060101ALI20220707BHJP
【ＦＩ】
G01D11/28 L
G01D11/28 B
G09F13/18 D
B60K35/00 Z
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019558136
(86)(22)【出願日】2018-11-26
(86)【国際出願番号】 JP2018043320
(87)【国際公開番号】W WO2019111738
(87)【国際公開日】2019-06-13
【審査請求日】2021-09-17
(31)【優先権主張番号】P 2017236184
(32)【優先日】2017-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2018191387
(32)【優先日】2018-10-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000231512
【氏名又は名称】日本精機株式会社
(72)【発明者】
【氏名】水島 哲
(72)【発明者】
【氏名】野上 芳行
(72)【発明者】
【氏名】水上 貴詞
(72)【発明者】
【氏名】後藤 吉輝
(72)【発明者】
【氏名】綿貫 哲也
【審査官】榮永 雅夫
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３４００７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１７０８８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１５８０１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６３－２６８７４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１８－１７９７４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｄ １１／２８
Ｇ０９Ｆ １３／１８
Ｂ６０Ｋ ３５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を出射する光源と、前記光を受光する受光面と、段差切替部を有する階段状であり前記光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を出射して発光する凹凸模様を有する発光面と、を有する導光体と、
前記発光面と対向し、前記発光面が発光する光で照明されることにより情報を表示する表示部を有する遮光板と、を備える表示装置。
【請求項2】
前記表示部側から前記発光面を見た場合、前記段差切替部は、前記凹凸模様の凹部の頂点を直線的に結ぶ線、または前記凹凸模様の凸部の頂点を直線的に結ぶ線にほぼ一致する、請求項１記載の表示装置。【請求項3】
前記凹凸模様は、頂点を有する複数の凸部と、隣り合う前記凸部間に形成される凹部を有するダイヤカット模様である請求項２記載の表示装置。【請求項4】
前記遮光板の背面側に設けられ、前記光源を有する基板をさらに備え、前記表示部は、前記基板よりも外側に設けられた請求項１から３のいずれか一項記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両などに搭載される表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動二輪車などの車両は、車両の速度やエンジン回転数、車両の状態などを表示する表示装置を有している。表示装置は、例えば、バックライトとしての光源に照射されることに表示される状態表示部を有している。状態表示部は、ウインカーの動作状態や、車両の異常を知らせる警告などの各種通知を運転者に視覚的に通知する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００２－２３６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
表示装置は、車両上の限られた空間に配置される。このため、表示装置は、筐体の形状が制限される結果、筐体内における部品点数や各種部材の設置位置が制限される場合がある。例えば、状態表示部の近傍に、光源を配置することができない場合がある。
【0005】
このような場合、導光体で光源から離れた位置に光を導くことにより、状態表示部は照明される。しかし、導光体においては、光は反射を繰り返す際に少なからず導光体の外へ透過してしまう。このため、状態表示部に到達する光量が不足し、状態表示部の視認性が損なわれてしまう恐れがある。
【0006】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、視認性に優れた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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、光を出射する光源と、前記光を受光する受光面と、段差切替部を有する階段状であり前記光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を出射して発光する凹凸模様を有する発光面と、を有する導光体と、前記発光面と対向し、前記発光面が発光する光で照明されることにより情報を表示する表示部を有する遮光板と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る表示装置においては、優れた視認性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
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、例えば二輪車や自動車などの車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される。本実施形態においては、本発明に係る表示装置が二輪車に搭載された表示装置である例を用いて説明する。また、本発明に係る表示装置の表示部が、ウインカーの状態を表示する矢印（インジケータ）を表示する例を用いて説明する。
【0011】
図１は、本発明に係る表示装置の実施形態であり、表示装置１の全体構成を説明する正面図である。
【0012】
【0013】
以下の説明において、「前面側」は、図１における手前側および図２における上側（上ケース４３側）であり、視認者に視認される側を意味する。「背面側」は、図１における奥側および図２における下側（下ケース４２側）を意味する。
【0014】
表示装置１は、速度計２と、液晶表示画面３と、状態表示部４と、を有しており、これらを介して各種情報を表示する。速度計２は、指針式の計器であり、車両の走行速度を表示する。液晶表示画面３は、車両の走行距離および燃料残量を表示する。状態表示部４は、前照灯の操作状態などの車両の状態や燃料量の減少などの警告を表示する。特に、本実施形態においては、状態表示部４は、ウインカー（方向指示器）の状態を表示する矢印４ａ（表示部）を、速度計２、液晶表示画面３、および矢印４ａ以外の状態表示部４から離れた、表示装置１の左右端部側に有している。
【0015】
表示装置１は、指針基部１０と、指針１１と、指針駆動部（図示せず）と、表示パネル１２と、文字板１３と、回路基板１４と、光源１５と、導光体１６と、ケース１７と、を主に有している。
【0016】
指針駆動部は、入力された車両の走行速度に応じて、指針軸を回転する。指針１１は、指針基部１０を介して指針軸に接続されており、文字板１３の面に平行する面上を回転することにより、速度に対応する文字板１３の目盛（意匠２１）を指し示す。
【0017】
表示パネル１２は、セグメント式の液晶表示パネルであり、液晶層を封入する一対の表面ガラス基板を有している。一対のガラス基板には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などにより透明電極が形成されている。また、表示パネル１２は、一対の表面ガラス基板を挟み込むように配置された一対の表面偏光板（偏光フィルタ）を有している。表示パネル１２は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）などの可撓性基板を介して、回路基板１４に接続されている。表示パネル１２は、回路基板１４の制御部により制御されることにより、透明電極を介して液晶層に駆動電圧が印加される。これにより、液晶層の液晶分子の配向が制御され、表示パネル１２の個々の画素が透過状態または不透過状態に切り替わる。このような画素の組合せにより、表示パネル１２は、液晶表示画面３に所定の情報を表示する。
【0018】
また、表示パネル１２の裏面側には、バックライトユニットが設けられている。バックライトユニットは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）および導光体であり、表示パネル１２を裏面から照明する。
【0019】
文字板１３（遮光板）は、表示パネル１２の前面側であり、指針１１の背面側に設けられている。文字板１３は、基材と、意匠層と、を有している。基材は、例えば透過性（透光性）を有するポリカーボネート樹脂の板状部材である。意匠層は、基材の前面側または背面側に形成された黒色の遮光性インキで印刷された印刷層である。
【0020】
意匠層は、抜き文字状に形成された目盛、数字、文字および記号などの意匠２１を有している。意匠２１は、文字板１３の背面側から照射された光源１５の光が透過することにより、点灯表示される。本実施形態においては、文字板１３は、発光面６３ｂと対向し、導光体１６の発光面６３ｂが発光する光で照明されることにより情報を表示する表示部として、矢印４ａを実現する意匠２１ａを有している。意匠２１ａは、回路基板１４よりも外側に設けられている。すなわち、意匠２１ａは、回路基板１４に設けられた光源１５とは対向していない。また、文字板１３は、表示パネル１２を露出させる開口１３ａを有している。
【0021】
回路基板１４は、文字板１３の背面側に設けられている。回路基板１４は、表示パネル１２および光源１５のドライバおよび制御部と、光源１５と、指針駆動部と、を主に有している。
【0022】
制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有しており、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、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から各種車両情報を、各種センサなどを介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、液晶表示画面３および状態表示部4に情報を表示させ、また、指針駆動部を駆動する。
【0023】
光源１５は、回路基板１４上に設けられた、トップビュー型（上面発光型）のＬＥＤである。光源１５は、光を出射し、文字板１３の背面側から文字板１３を照明する。光源１５は、文字板１３の意匠２１の位置に対応して設けられている。具体的には、光源１５は、状態表示部４が設けられる位置や、速度計２の目盛、数字、および文字の位置に対応して、回路基板１４上に設けられている。特に、矢印４ａを照明するための光源１５は、回路基板１４の端部に設けられている。
【0024】
導光体１６は、光源１５が出射した光を文字板１３の意匠２１に導く。導光体１６は、意匠２１が光源１５から離れている場合や、意匠２１を効率良く照明するために必要に応じて設けられる。導光体１６は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（Polymethyl methacrylate、ＰＭＭＡ）などの透明樹脂からなる。導光体１６は、背面に反射フィルムを有している。反射フィルムは、樹脂などからなる白色に形成されたフィルム状の部材である。反射フィルムは、導光体１６から漏れ出た光を反射させて、再び導光体１６に入射させることで、導光体１６を透過する光のロスを低減する。矢印４ａ用に設けられた導光体１６の詳細は、後述する。
【0025】
ケース１７は、合成樹脂材料からなり、遮光性の白色の中ケース４１と、遮光性の黒色の下ケース４２と、透光性の透明な上ケース４３と、を有している。中ケース４１は、指針１１、表示パネル１２、文字板１３、導光体１６および回路基板１４を固定し、支持する。中ケース４１は、光源１５を囲い出射された光を導く遮光壁４１ａを有している。遮光壁４１ａは、光源１５の照明（発光）領域を区切る壁で筒状の空間を形成しており、光はこの筒状の空間を通る。遮光壁４１ａの一端（中ケース４１の回路基板１４と対向する面）は回路基板１４に当接されており、他端（中ケース４１の文字板１３と対向する面）は文字板１３の背面に当接されている。
【0026】
上ケース４３および下ケース４２は、嵌合されることにより形成される内部空間を形成し、この内部空間に指針駆動部１０、指針１１、表示パネル１２、文字板１３、導光体１６および回路基板１４を収容する。上ケース４３は、文字板１３を複数の表示領域に区切る仕切４３ａを有している。これにより、表示装置１は、速度計２、表示パネル１２および矢印４ａ以外の状態表示部４が設けられるメイン表示領域５１と、矢印４ａが設けられるサブ表示領域５２と、を有している。メイン表示領域５１は、表示装置１のほぼ中央に設けられている。サブ表示領域５２は、表示装置１の左右端部側に、メイン表示領域５１から離れて設けられている。
【0027】
次に、矢印４ａ用に設けられた導光体１６の詳細について、説明する。
【0028】
【0029】
図４は、導光体１６の発光部６３の拡大図である。
【0030】
導光体１６は、垂直部６１と、水平部６２と、発光部６３と、を有している。
【0031】
垂直部６１は、設置時において回路基板１４（文字板１３）に対して垂直になる部分である。垂直部６１は、受光面６１ａと、一次反射面６１ｂとを有している。受光面６１ａは、垂直部６１の一端に設けられた、光源１５と対向する面であり、光源１５から出射された光を受光する（入射させる）。受光面６１ａには、受光する光を拡散させて導光体１６の内部に導く光拡散処理が施されている。例えば、受光面６１ａは、微細な凹凸や、ドット状の突起・印刷などで粗面化されている。一次反射面６１ｂは、垂直部６１の他端に設けられており、受光面６１ａから入射した光を反射し、光の進行方向をほぼ９０度変える。
【0032】
水平部６２は、垂直部６１の他端（一次反射面６１ｂ側の端部）に垂直部６１に対してほぼ直角に折れ曲がり接続されており、回路基板１４に対して水平になる部分である。水平部６２は、一次反射面６１ｂで反射した光を発光部６３まで導く。
【0033】
発光部６３は、垂直部６１が接続された端部とは逆の水平部６２の端部に接続されている。発光部６３は、二次反射面６３ａと、発光面６３ｂと、を有している。二次反射面６３ａ（反射面）は、水平部６２（導光体１６）を導かれた光を反射して、光の進行方向をほぼ９０度変える。二次反射面６３ａは、段差切替部６４を有する階段状の面である。段差切替部６４は、階段状に複数の段差が切り替わる（段差が高くなる）位置を結ぶ面であり、発光面６３ｂへ光を反射させるのに最適な角度に設定された斜面となっている。発光面６３ｂは、文字板１３の矢印４ａを表示する意匠２１ａと対向する面であり、二次反射面６３ａで反射した光を出射して、発光する。発光面６３ｂには、導光体１６からの出射光を拡散させて出射させる拡散処理として、凹凸模様が施されている。具体的には、発光面６３ｂは、ダイヤカット模様６５を有している。ダイヤカット模様６５は、連続的に配置された、多角形であり頂点を有する複数の凸部７０ａと、隣り合う凸部７０ａ間に形成される凹部６５ａと、を有する凹凸形状である。ダイヤカット模様６５は、出射する光を屈折または反射したり、拡散または集光したりして、発光面６３ｂをきらきらと輝くよう視認させる。
【0034】
また、図４に示すように、導光体１６は、矢印４ａ（意匠２１ａ）側、すなわち表示装置１の正面側から発光面６３ｂを見た場合、段差切替部６４がダイヤカット模様６５の凹部６５ａの頂点を直線的に結ぶ線６５ｂにほぼ一致している。
【0035】
ここで、光の輝度を上げ、視認性を上げるために、発光面６３ｂはダイヤカット模様６５を有している。しかし、発光面６３ｂからランダムに光を発光すると、ダイヤカット模様６５の凹凸形状による光の屈折、反射、拡散、および集光作用が十分に発揮されず、所望の輝度が得られない恐れがある。また、ダイヤカット模様６５のデザイン性が損なわれ、きらきらと輝くような視覚的効果が得られない恐れがある。
【0036】
これに対し、本実施形態においては、二次反射面６３ａは段差切替部６４を有する階段状に形成されている。これにより、導光体１６は、二次反射面６３ａにおいて光の反射（指向性）を制御することができ、光源１５の輝度を保ったまま発光面６３ｂに到達させることができる。また、矢印４ａが光源１５から離れていた場合であっても、輝度を損なうことなく矢印４ａまで光を導くことができる。
【0037】
また、矢印４ａ側、すなわち表示装置１の正面側から発光面６３ｂを見た場合、段差切替部６４は、ダイヤカット模様６５の凹部６５ａの頂点を直線的に結ぶ線６５ｂにほぼ一致するようにした。これにより、ダイヤカット模様６５のデザイン性を崩すことなく、発光面６３ｂを発光させることができる。
【0038】
これにより、本実施形態における表示装置１は、優れた視認性を実現することができる。
【0039】
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ともに、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。
【0040】
例えば、ダイヤカット模様６５は、導光体１６の発光面６３ｂに設けられる例を説明したが、導光体１６と発光面６３ｂは別体であってもよい。すなわち、導光体１６とは異なる部材にダイヤカット模様６５を設け、この部材を導光体１６のダイヤカット模様６５を有さない発光面６３ｂと対向して設けてもよい。
【0041】
また、矢印４ａ側、すなわち表示装置１の正面側から発光面６３ｂを見た場合、段差切替部６４は、ダイヤカット模様６５の凸部７０ａの頂点を直線的に結ぶ線７０ｂにほぼ一致するようにしてもよい。
【0042】
導光体１６の形状は、光源１５の光の出射方向に応じた形状を有していればよい。例えば、光源１５が回路基板１４の面方向と平行な方向に光を出射するサイドビュー型（側面発光型）のＬＥＤである場合、垂直部６１を省略し、水平部６２の端部に受光面６１ａを設けてもよい。
【0043】
ダイヤカット模様６５は、梨地状の凹凸模様やシボ加工による凹凸模様など、他の凹凸模様であってもよい。
【0044】
また、前記実施形態では、図１に示すように、意匠２１を左右に１個ずつ有するが、意匠２１が左右に複数個有する場合は、導光体１６及び光源１５も意匠２１の数に応じて複数個配置される。図５は、本発明に係る表示装置の変形例を示す図である。例えば、片側に３個ずつ意匠２１を有する場合は、図５に示すように、導光体１６も片側に３個ずつ配置される。この３個の導光体１６は、複数個の連結部６６で接続され、一体に形成される。このように形成されることにより、導光体１６の部品点数を削減でき、部品費及び組立工数を低減することができる。
【0045】
連結部６６は、水平部６２の側端面６２ａに配置され、断面矩形に形成される。また、連結部６６は、前面側から見て略Ｖ字形状に屈曲した屈曲部６６ａを有する。このように形成されることにより、３個それぞれの導光体１６の垂直部６１に対向する３個の光源１５が、それぞれ異なる色で同時に発光した場合であっても、屈曲部６６ａで光を減衰でき、水平部６２に異なる色の光が導光することを軽減することができる。
【0046】
更に、３個それぞれの導光体１６に異なる色の光が入射することを防止するために、３個それぞれの導光体１６を仕切るように中ケース４１に遮光壁を形成してもよい。
【0047】
３個それぞれの導光体１６は、図５では、垂直部６１からダイヤカット模様６５までの長さを略同一に図示したが、それぞれ異なる長さに形成してもよい。また、３個それぞれの導光体１６は、図５では、略平行に図示したが、それぞれ異なる方向に形成してもよい。
【符号の説明】
【0048】
１ 表示装置
２ 速度計
３ 液晶表示画面
４ 状態表示部
４ａ 矢印
１０ 指針基部
１１ 指針
１２ 表示パネル
１３ 文字板
１３ａ 開口
１４ 回路基板
１５ 光源
１６ 導光体
１７ ケース
２１、２１ａ 意匠
４１ 中ケース
４１ａ 遮光壁
４２ 下ケース
４３ 上ケース
４３ａ 仕切
５１ メイン表示領域
５２ サブ表示領域
６１ 垂直部
６１ａ 受光面
６１ｂ 一次反射面
６２ 水平部
６２ａ 側端面
６３ 発光部
６３ａ 二次反射面
６３ｂ 発光面
６４ 段差切替部
６５ ダイヤカット模様
６５ａ 凹部
６５ｂ 凹部の頂点を直線的に結ぶ線
６６ 連結部
６６ａ 屈曲部
７０ａ 凸部
７０ｂ 凸部の頂点を直線的に結ぶ線
２ 速度計
３ 液晶表示画面
４ 状態表示部
４ａ 矢印
１０ 指針基部
１１ 指針
１２ 表示パネル
１３ 文字板
１３ａ 開口
１４ 回路基板
１５ 光源
１６ 導光体
１７ ケース
２１、２１ａ 意匠
４１ 中ケース
４１ａ 遮光壁
４２ 下ケース
４３ 上ケース
４３ａ 仕切
５１ メイン表示領域
５２ サブ表示領域
６１ 垂直部
６１ａ 受光面
６１ｂ 一次反射面
６２ 水平部
６２ａ 側端面
６３ 発光部
６３ａ 二次反射面
６３ｂ 発光面
６４ 段差切替部
６５ ダイヤカット模様
６５ａ 凹部
６５ｂ 凹部の頂点を直線的に結ぶ線
６６ 連結部
６６ａ 屈曲部
７０ａ 凸部
７０ｂ 凸部の頂点を直線的に結ぶ線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】