(57)【要約】  【課題】  高輝度で発光する回転可動体を備える表示装置を提供することを目的の一つとする。  【解決手段】  受光部と発光部とを有する回転可動体と、  前記受光部の軌跡に沿って配置される複数のＬＥＤと、  前記複数のＬＥＤの光放出側を覆うレンズであって、前記受光部の軌跡に沿って配置され、前記複数のＬＥＤの光を前記受光部の軌跡上に集光するレンズと、  を備える、表示装置とする。  【選択図】  図２
2006319276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部と発光部とを有する回転可動体と、
前記受光部の軌跡に沿って配置される複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤの光放出側を覆うレンズであって、前記受光部の軌跡に沿って配置され、前記複数のＬＥＤの光を前記受光部の軌跡上に集光するレンズと、
を備える、表示装置。
【請求項２】
前記レンズは前記複数のＬＥＤを内包している、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤは砲弾型のＬＥＤである、請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記回転可動体は指針である請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関する。詳しくは、発光する回転可動体を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両や各種装置に用いられる回転可動体を備える表示装置において、回転可動体自体を発光させて、視認性を高めることが広く行われている。例えば、光透過材料からなる回転可動体と、その回転軸に沿って複数のＬＥＤを配置した環状光源とを用い、回転可動体を発光させる表示装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転可動体を発光させる表示装置において、さらなる視認性の向上、又は意匠性の向上のために、回転可動体の発光部における輝度の向上、輝度ムラの軽減が求められている。回転可動体の発光部の輝度を向上させるためには、ＬＥＤへ印加する電流を増やすことが考えられる。しかし、ＬＥＤへ印加する電流量を増加させると発熱量が増加するため、装置の放熱特性が低下し、信頼性が損なわれる惧れがある。一方、上述の如く、複数のＬＥＤ光源を環状に配置した環状光源を利用する場合、輝度ムラが問題となることがある。即ち、ＬＥＤを配置する際に隣接するＬＥＤとの距離が大きいと、隣接するＬＥＤ間の光量が不足し、輝度ムラが生じる。かかる輝度ムラを軽減するためには、ＬＥＤを密に配置することが考えられる。しかし、ＬＥＤを密に配置すると、かかる放熱対策は製造コストの増加を招く。
そこで、本発明は以上の課題に鑑みて、高輝度で発光する回転可動体を備える表示装置を提供することを目的の一つとする。さらに、輝度ムラの少ない光を発する回転可動体を備える表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以上の目的を達成するために、以下に示す表示装置を提供する。即ち、  受光部と発光部とを有する回転可動体と、
前記受光部の軌跡に沿って配置される複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤの光放出側を覆うレンズであって、前記受光部の軌跡に沿って配置され、前記複数のＬＥＤの光を前記受光部の軌跡上に集光するレンズと、
を備える、表示装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の表示装置では、回転可動体の受光部の軌跡に沿って配置した複数のＬＥＤの光を回転可動体へ導入して回転可動体の発光部を発光させる。このとき、複数のＬＥＤの光放出側を覆うレンズが、複数のＬＥＤの光を受光部の軌跡上に集光するため、回転可動体へ導入される光量が増加し、回転可動体の発光部の輝度が向上する。さらに、複数のＬＥＤの光放出側を覆うレンズの形状によっては、隣接するＬＥＤ間の光量を増加させることができる。これにより、輝度ムラを軽減することができる。その結果、視認性に優れ、意匠性に富む表示装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明における表示装置は、回転可動体、ＬＥＤ及びレンズを備える。以下、各構成要素について詳細に説明する。
（回転可動体）
回転可動体は、受光部と発光部を備える。回転可動体の材質は特に限定されないが、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂や、ガラスなどの無機材料などの光透過性材料を挙げることができる。回転可動体の材質として光透過性材料を採用した場合、回転可動体の一端面を受光部とし、側面を発光部とすることができる。即ち、後述するＬＥＤの光を指針の一端面から回転可動体へ導入し、回転可動体内を導光させて回転可動体の側面から放出させることにより、回転可動体を発光させることができる。なお、光透過性の回転可動体を着色して使用することもできる。例えば、光透過性の回転可動体内に顔料などの着色剤を含有させてもよい。または回転可動体の受光部若しくは発光部に色変換層を設けることもできる。このようにすれば、後述するＬＥＤ本来の色と異なる色の光を発光部から放出させることが可能となる。尚、色変換層は、例えば、透光性インクの塗布、有色の透光性テープの貼付、有色の透光性樹脂層の形成などにより形成することができる。光透過性の回転可動体が蛍光体を含んでいてもよい。ＬＥＤの光を受けて蛍光するものであれば有機系、無機系を問わず、所望の蛍光色を発する蛍光体を適宜選択して使用することができる。
【０００８】
回転可動体は各種装置の計器等において表示板上の数値を指すものであって、例えば車両エンジンの回転数、車両の移動速度、又は装置内温度を示すものとして利用される。回転可動体による指示（表示）の形態は特に限定されず、所定の位置を回転中心として円弧を描くように回転可動体を回転させる形態とすることができる。また、回転可動体を所定の位置から上下若しくは左右へ平行に移動させる形態としてもよい。又はこれらの組み合わせた形態であっても良い。いずれの形態においても、回転可動体の移動に伴って、回転可動体の受光部は所定の軌跡を形成することとなる。
【０００９】
（ＬＥＤ）
本発明における表示装置では、光源として複数のＬＥＤを使用する。使用するＬＥＤの種類は特に限定されず、砲弾型ＬＥＤ、表面実装型ＬＥＤなどを本発明の光源として利用することができる。また、使用する複数のＬＥＤの種類は同一であっても良いし、異なる種類のＬＥＤを含んでいても良い。中でも、砲弾型ＬＥＤを採用することが好ましい。砲弾型ＬＥＤはＬＥＤ素子に電力を供給するためのリード線を有するため、所定の長さのリード線を有する砲弾型ＬＥＤを使用すれば、ＬＥＤを基板に実装する際にＬＥＤ素子と基板とを所定の距離をもって配置することができるからである。上述の回転可動体の受光部と基板との距離が大きい場合に、所定の長さのリード線を有する砲弾型ＬＥＤをかかる配置で実装すれば、ＬＥＤを回転可動体の受光部へ近づけることができ、ＬＥＤの光を効率的に受光部へ照射することができる。ＬＥＤの発光色は目的に応じて適宜選択される。例えば、白色、赤色、緑色、青色等、所望の発光色に応じて選択される。使用する複数のＬＥＤの発光色は同一であっても良いし、異なる発光色のＬＥＤを含んでいても良い。
【００１０】
複数のＬＥＤは回転可動体の受光部の軌跡に沿って配置される。例えば、受光部の軌跡が円形である場合は、その軌跡に沿って円形に配置される。また、回転可動体の受光部の軌跡に沿って、複数のＬＥＤを所定の間隔で一列に配列することができる。複数のＬＥＤを一列に配列する場合は、一定の間隔でＬＥＤを配列することが好ましい。輝度バランスが良好となるからである。なお、所定の間隔で一列に配列した複数のＬＥＤを、２列若しくは３列など並列して複数列配置しても良い。
【００１１】
（レンズ）
本発明における表示装置では、複数のＬＥＤの光放出側にレンズを備える。レンズの材質は特限定されず、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂や、ガラスなどの無機材料などの光透過性材料を挙げることができる。レンズは複数のＬＥＤの光放出側を一括して覆うものであっても良いし、複数のＬＥＤの内、一部のＬＥＤの光放出側を覆うものであっても良い。例えば、１０個のＬＥＤを備える表示装置において、５個のＬＥＤの光放出側を覆うレンズを２個使用することとしてもよい。
レンズは複数のＬＥＤを内包していることが好ましい。ＬＥＤの光をレンズに効率的に導入することができるからである。また、ＬＥＤの封止部材によってレンズを形成することがさらに好ましい。部品点数が削減できるとともに、ＬＥＤとレンズとの間に実質的に空気層を含まないため、光のロスが軽減され、より効率的にＬＥＤの光をレンズに導入することができるからである。
【００１２】
レンズはＬＥＤの光を導入する光導入面と、導入した光を放出する光放出面とを有する。光導入面の形状はＬＥＤの光が導入可能であれば特に限定されない。光放出面の形状は、ＬＥＤの受光部の軌跡へＬＥＤの光を集光する形状であれば、特に限定されない。光放出面の形状は、好ましくはＬＥＤの受光部に垂直な方向における断面がアーチ状であって、その頂部がＬＥＤの受光部の軌跡に沿う形状であり、ＬＥＤの受光部に平行な方向においてＬＥＤの受光部の軌跡に沿ってそのアーチ状が連続した形状である。さらに好ましくは、回転可動体の受光部の軌跡に沿った位置に頂部を有する凸レンズ形状である。ＬＥＤの光を受光部の軌跡へ集光することができるからである。
無色透明のレンズの他、着色したレンズを使用することもできる。またはレンズの光導入面若しくは光放出面に色変換層を設けることもできる。レンズの着色及び色変換層の形成は、光透過性の回転可動体の場合と同様に行うことができる。レンズの着色又は色変換層によって、ＬＥＤ本来の色と異なる色の光を光放出面から放出させることが可能となる。レンズは蛍光体を含んでいてもよい。ＬＥＤの光を受けて蛍光するものであれば有機系、無機系を問わず、所望の蛍光色を発する蛍光体を適宜選択して使用することができる。
【００１３】
以下に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の表示装置の一実施態様であるメーター表示装置１の正面図を図１に示す。図１におけるＡ−Ａ線断面図を図２に示す。メーター表示装置１は自動車のインストゥルメントパネルに設けられるタコメーターである。メーター表示装置１は表示板２、指針（回転可動体）３、中心部４を備える。指針３の材質はアクリル樹脂製である。指針３の形状は略柱状であって、その一端側は中心部４内に埋入している。中心部４内部において指針３は表示板２側に屈曲しており、表示板２側に対向する端面３１が形成されている。この端面３１は表示板２に平行な面であって受光部３１となっている。中心部４は非透光性の白色樹脂であって、指針３が回転可能なように指針３の一端側とシャフト５とを固定している。中心部４内部において指針３の受光部３１以外の面は中心部４と密着しており、反射面３２となっている。中心部４に埋入されていない指針３の領域の下面３４にはシボ加工が施されており、拡散面３４となっている。一方、中心部４に埋入されていない指針３の領域の上面３３は平滑面であって、指針３の先端部（中心部４と反対の方向）に向かうに従って下面３４に近づくようにテーパーしている。
【００１５】
シャフト５は下部でエンジンの回転数を検出する検出部（図示せず）及び制御部８と連通しており、検出部の検出結果に基づいて制御部８がシャフト５を回転させる。シャフト５の回転に伴い指針３が回転すると、受光部３１はシャフト５を中心とする円弧を描くように移動することとなる。この受光部３１の円弧状の軌跡に沿うように、表示板２には貫通口２１が形成されている。図３に表示板２の正面図を示す。指針３はシャフト５を回転軸として、表示板２の表示面に印刷された「０」から「８」までの約２７０°回動する。従って、受光部３１の軌跡に沿って形成される貫通孔２１は、シャフト５を中心とする、約２７０°の円弧状の貫通部分となっている。従って、図２に示すように、この受光部３１及び、中心部４の下面４１は貫通孔２１を介して、表示板２の表示面と反対側に露出している。
【００１６】
表示板２の表示面と反対側のシャフト５の周囲には受光部３１の軌跡に沿ってレンズ７が配置されている。レンズ７は、基板９に実装された４個のＬＥＤ６の封止部材により一体的に構成されたものである。図４Ａにレンズ７の斜視図を示し、図４Ｂにレンズ７の上面図を示す。さらに図４Ｃ及び図４Ｄにレンズ７の側面図を示す。図５には図４ＢにおけるＢ−Ｂ線断面図を示す。図４Ｂに示すようにレンズ７の平面視形状は貫通孔２１と略同一である。レンズ７の上面は各ＬＥＤ６の光を放出する光放出面７１となる。光放出面７１の形状は、４つの凸レンズ面が連結したものであって、各凸レンズ面はＬＥＤ６の光軸６２と交わる位置が頂部となるように形成される（図５を参照）。なお、４個のＬＥＤ６は、２個ずつ直列に繋がれた２組のＬＥＤ６が並列となるように接続されている。また、基板８には点灯制御部（図示せず）が接続されており、車両の車幅灯の点消灯と連動して、ＬＥＤ６への電力の供給が制御される。
【００１７】
次にメーター表示装置１の発光態様を説明する。まず、車両の車幅灯の点灯に連動して、４個のＬＥＤ６へ電力が供給される。これにより４個のＬＥＤ６が発光する。図５に示すようにＬＥＤ６の光はレンズ７の内部を進行して、光放出面７１からレンズ７の外部へ放出される。このとき、光放出面７１は凸レンズ形状であって放出された光は、ＬＥＤ６の光軸６２の方向に屈折することとなる。光軸６２の方向に進行した光は表示板２の貫通孔２１を通過する（図２を参照）。貫通孔２１を通過した光の内、指針３の受光面３１を照射した光は、受光面３１から指針３に導入される。指針３に導入された光は、反射面３２による反射と、拡散面３４による拡散とを繰り返して指針３内を導光し、発光部３３から放出され、指針３が発光して観察されることとなる。一方、貫通孔２１を通過した光の内、中心部４の下面４１を照射した光は、中心部４が非透光性樹脂製であるため、下面４１により反射され、表示板２の表示面側には放出されない。車両のエンジンの回転数が変化すると、それに合わせて制御部８がシャフト５を回転させ、指針３が回転する。これに伴って、受光部２１も移動することとなるが、ＬＥＤ６は受光部２１の軌跡に沿って配置されており、レンズ７、貫通孔２１も同様に受光部２１の軌跡に沿って形成されているので、受光部２１がいずれの位置にあっても受光部２１への光の導入が好適に行われ、指針３が発光して観察される。
【００１８】
かかるメーター表示装置１では、レンズ７の光放出面７１はＬＥＤ６の光をその光軸６２の方向に屈折させる。ＬＥＤ６は受光部２１の軌跡に沿って配置されているため、光放出面７１によりＬＥＤ６の光は受光部２１の軌跡に集光されることとなる。従って、ＬＥＤ６の光をより効率的に指針３へ導入することができる。その結果、ＬＥＤ６の光を効率的に利用することができるため、指針３の発光部３３の輝度が向上する。さらに、ＬＥＤ６のリード線６１は所定の長さを有している。そのため、ＬＥＤ６のＬＥＤ素子、即ちＬＥＤ６内の発光位置がより受光部３１に近づくこととなる。これにより、ＬＥＤ６の光をより効率的に指針３へ導入することができる。その結果、発光部３３の輝度が高くなり、より視認性の高い及び意匠性の高い表示装置とすることができる。
また、図５に示すように、ＬＥＤ６の光はレンズ７の光放出面７１により、ＬＥＤ６の光軸６２の方向へ屈折することとなる。これにより、隣接するＬＥＤ６の間において、光軸６２の方向へ進行する光が生成されるため、隣接するＬＥＤ６の間から受光面３１若しくは中心部４の下面４１へ照射する光の量が増加し、輝度ムラが軽減されることとなる。これにより、意匠性に優れた表示装置となる。加えて、ＬＥＤを密に実装することなく輝度ムラを軽減することができるため、放熱特性に優れた表示装置となる。
【００１９】
メーター表示装置１では、光放出面７１の形状を４つの凸レンズ面が連結した形状としたが、図６Ａに示すように、シャフト５を中心とする輪環面の一部を有する光放出面７１０を有するレンズ７０を本発明の表示装置のレンズとして採用してもよい。図６Ｂにレンズ７０のＣ−Ｃ線縦断面図を示す。光放出面７１０の形状は、その縦断面はアーチ状であって、その頂部がＬＥＤ６の光軸６２と交わり、ＬＥＤの受光部の軌跡に沿ってそのアーチ状が連続した形状である。レンズ７０もレンズ７と同様に指針３の受光部３１の軌跡に沿って配置される。かかるレンズ７０を備える表示装置によると、ＬＥＤ６の光は光放出面７１０によって光軸６２の方向に屈折される。これにより受光部３１の軌跡へＬＥＤ６の光が集光することとなるため、ＬＥＤ６の光をより効率的に指針３へ導入することができる。その結果、ＬＥＤ６の光を効率的に利用することができるため、指針３の発光部３３の輝度が向上し、より視認性の高い及び意匠性の高い表示装置となる。
【００２０】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の表示装置は、様々な装置の表示装置として利用される。例えば、車両の表示装置としてその利用が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の一実施態様であるメーター表示装置１の正面図である。
【図２】図２は図１におけるメーター表示装置１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３はメーター表示装置１に使用される表示板２の正面図である。
【図４】図４Ａはメーター表示装置１に使用されるレンズ７の斜視図である。図４Ｂはレンズ７の上面図である。図４Ｃ及び図４Ｄはレンズ７の側面図である。
【図５】図５は図４Ｂにおけるレンズ７のＢ−Ｂ線断面図をである。
【図６】図６Ａは本発明の他の実施例に使用されるレンズ７０の斜視図である。図６Ｂは図６Ａにおけるレンズ７０のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  メーター表示装置
２  表示板
２１  貫通孔
３  指針
３１  受光部
３２  反射面
３３  発光部
３４  拡散面
４  中心部
４１  下面
６  ＬＥＤ
６１  リード線
７  ７０  レンズ
７１  ７１０  光放出面
【図１】
2006319276.tif 000003
【図２】
2006319276.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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