(57)【要約】【課題】複数の像が連なった装飾表示を行う装置において小型化が可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置としてのメータ２は、円形の画面を表示する文字板４を備えている。文字板４には、画面内において画面の輪郭線より小径の円周上に配列された複数の穴５ａから構成された意匠部５が形成されている。文字板４の表面の、少なくとも意匠部５の内側領域には光を反射させるミラー層６が形成される。文字板４の背後には、意匠部５に向けて発光するＬＥＤ１４が配置される。文字板４の表面側には、ミラー層６を覆う形で導光板７が配置される。ＬＥＤ１４からの光を穴５ａを介して導光板７に入射し、以降、導光板７の表面に設定されたハーフミラー部８とミラー層６との間の反射回数に応じた複数種の光Ｌ１〜Ｌ４・・・が出射する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過が可能な意匠部（５）を有する表示板（４）と、
前記表示板の背後に配置され、前記意匠部に向けて発光する光源（１４）と、
前記表示板より目視者側において前記意匠部を覆うように配置され、目視者側に向いた表面（８）に、前記光源からの入射光の一部は透過させ、一部は反射させるハーフミラー処理が施された導光板（７）と、
前記表示板の表面若しくは背面又は前記導光板の背面に形成され、前記ハーフミラー処理が施された前記導光板の前記表面であるハーフミラー部で反射した光が入射されて、その入射光を前記ハーフミラー部側に反射させるミラー部（６）と、
を備えることを特徴とする表示装置（２、３）。
【請求項２】
前記ハーフミラー部は凹曲面状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示板は、輪郭線（２１）を有した画面（２０）を表示し、
前記意匠部は前記輪郭線の内側において前記輪郭線に相似する形状に配置された複数の穴（５ａ）から構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記輪郭線は円形であり、
前記穴は、前記輪郭線の径より小さい径の円周上に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示板の表面に直角な回転軸（１２）を有し、前記表示板の表面に沿って前記回転軸回りに回転する指針（１１）を備え、
前記表示板は、前記指針が指示する指標部（２２）を表示し、
前記意匠部は、前記回転軸と前記指標部の間の位置に形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記導光板より目視者側において前記導光板を覆うように配置され、反射防止コート処理が施された光透過性の透明板（９）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光源は、前記指針を回転させる駆動部（１６）と同一基板（１３）に実装されたことを特徴とする請求項５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。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハーフミラーと全反射ミラーとの間で光を交互に繰り返し反射させ、両ミラー間での反射回数に応じた複数種の反射光をハーフミラーを介して出射させることで、複数の像が連なった装飾表示情報を生成する表示装置の提案がある（特許文献１参照）。特許文献１の表示装置は、ハーフミラーと、そのハーフミラーの背後に配置された全反射ミラーと、これらミラーの間に配置された光源とを備えている。光源は、全反射ミラーに対して斜め方向から光を入射するように配置されている。つまり、光源を実装する基板は、全反射ミラーやハーフミラーに対して斜めに配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５１８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、光源を、ハーフミラーと全反射ミラーの間の位置に配置されていること、さらに光源を実装する基板が斜めに配置されていることから、表示装置が大型化（特に、ハーフミラーと全反射ミラーの間が大型化）するという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数の像が連なった装飾表示を行う装置において小型化が可能な表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の表示装置（２、３）は、
光透過が可能な意匠部（５）を有する表示板（４）と、
前記表示板の背後に配置され、前記意匠部に向けて発光する光源（１４）と、
前記表示板より目視者側において前記意匠部を覆うように配置され、目視者側に向いた表面（８）に、前記光源からの入射光の一部は透過させ、一部は反射させるハーフミラー処理が施された導光板（７）と、
前記表示板の表面若しくは背面又は前記導光板の背面に形成され、前記ハーフミラー処理が施された前記導光板の前記表面であるハーフミラー部で反射した光が入射されて、その入射光を前記ハーフミラー部側に反射させるミラー部（６）と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、光源からの光が、意匠部を通過して導光板に入射する。導光板に入射した光は導光板内を進行して、導光板の表面に到達する。導光板の表面は、ハーフミラー処理が施されているので、その表面に到達した光の一部は目視者側に透過し、一部は板側に反射する。ハーフミラー部で反射した光は、導光板内を進行してミラー部に到達する。ミラー部に到達した光はハーフミラー部側に反射する。ハーフミラー部側に反射した光は、再度、ハーフミラー部において、一部は透過し、一部は反射する。このように、本発明では、ハーフミラー部とミラー部との間で光が交互に繰り返し反射し、反射回数に応じた複数種の光がハーフミラー部から出射することで、意匠部の形状に応じた像が複数連なった装飾表示を行うことができる。そして、本発明では、光源は、ミラー部の背後に配置されるので、ハーフミラー部とミラー部との間を小型化できる。また、光源を実装する基板を、意匠部が形成された板に対して斜めに配置しなくても、ハーフミラー部の形状を調整することで、ハーフミラー部における光の反射方向を制御できる。これにより、表示装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】コンビネーションメータの正面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】文字板に形成された意匠部を正面方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１に示すコンビネーションメータ１は、車両の運転席に対面するインストルメントパネルに配置されて、車両の各種情報を表示する装置である。コンビネーションメータ１は、互いに異なる種類の車両情報を表示する複数のメータを有する。具体的には、コンビネーションメータ１は、エンジン回転数を表示するメータ２と、車速を表示するメータ３とを有する。また、コンビネーションメータ１は、メータ２、３以外にも、残燃料量を表示するメータや、走行距離を表示するメータなども有している。
【００１０】
以下、メータ２の構成について説明する。なお、メータ３の構成もメータ２と同様である。メータ２は指針式のメータとされている。すなわち、メータ２は、円形の輪郭線２１を有した画面２０（後述の文字板４）を備えている。メータ２は、画面２０の周囲を取り囲んで目視者側に突出する円形の開口部１９を有したカバープレートを備えている。画面２０は開口部１９の底部に位置して、開口部１９の底部における輪郭線が画面２０の輪郭線２１を構成している。
【００１１】
画面２０には、輪郭線２１に沿ってエンジン回転数を示した数字及び目盛から構成される指標部２２が表示される。メータ２は、画面２０に直角な回転軸１２を有して画面２０に沿って回転軸１２回りに回転する指針１１を備えている。回転軸１２は画面２０の中心に位置している。指針１１が指標部２２を構成する数字及び目盛のいずれかを指示することで、車両の現在のエンジン回転数を表示する。なお、指針１１は導光体で形成されており、基板１３に実装されたＬＥＤ１５（図３参照）からの光により照明可能に構成されている。
【００１２】
図３に示すように、メータ２は、ポリカーボネート板材などの光を透過する透過性板（透明板）から構成された表示板を構成する文字板４を備えている。文字板４は画面２０を構成する部材である。すなわち、文字板４に上述の指標部２２が形成されている。詳しくは、文字板４の表面（目視者側の面）又は裏面（基板１３側の面）には、指標部２２は光を透過し、指標部２２以外の部分は遮光する層で被覆されている。この被覆層は例えば印刷により形成される。基板１３には、指標部２２に光を入射する光源（図示外）が実装されており、この光源からの光が指標部２２を透過することで、指標部２２が照明つまり表示される。なお、文字板４の表面の全部が画面２０として用いられたとしても良いし、一部のみが画面２０として用いられたとしても良い。文字板４の一部のみが画面２０として用いられる場合には、画面２０以外の部分は、カバープレートの開口部１９外に配置されることで視認されないようにする。
【００１３】
また、文字板４には、光透過が可能な意匠部５が形成されている。その意匠部５は、輪郭線２１の内側（つまり画面２０内）において輪郭線２１に相似する形状に形成されている。詳しくは、意匠部５は、指針１１の回転軸１２が通過する文字板４の貫通穴４ａの位置を中心とした、画面２０の径より小さい径（つまり回転軸１２と指標部２２の間の位置）の円周上に配列されて文字板４を貫通した複数の穴５ａから構成される。意匠部５は、これら複数の穴５ａにより全体として一つのミシン目状の円形に形成される。各穴５ａは、文字板４の表面と裏面間を貫通する貫通穴である。また、各穴５ａは、円周方向に長辺を有し、径方向に短辺を有した長方形に形成される。また、各穴５ａは同一形状であり、円周方向に等間隔に配列されている。また、隣り合う２つの穴５ａ間の間隔５ｂ（図４参照）は、穴５ａの長辺の長さよりも短い。
【００１４】
さらに、文字板４の表面（目視者側の面）のうち、図４の二点鎖線で示す円形の領域に囲まれた範囲の全域は、意匠部５を構成する穴５ａから入射した光を全反射させるミラー層６で被覆されている。ミラー層６の外周縁は指標部２２の形成された領域外と意匠部５の間に位置している。ミラー層６は、例えばミラーとしての機能を有する材料を文字板４表面に印刷することにより形成される。ミラー層６は、意匠部５を構成する穴５ａに重なる部分には形成されていない。つまり、ミラー層６にも、意匠部５と同様に円周方向に配列された穴が形成されている。
【００１５】
メータ２は、アクリルなど透明材料で形成された導光板７を備えている。その導光板７は、文字板４の表面側においてミラー層６及び意匠部５を覆うように配置されている。導光板７は、正面から見て円形に形成された導光性を有する板である。導光板７は、その貫通孔７ａの中心が、回転軸１２の位置と一致するように、文字板４上に配置される。
【００１６】
導光板７の裏面（文字板４側の面）は例えば平面に形成されて、全部がミラー層６に接触している。他方、導光板７の表面８（目視者側の面）は、凹曲面状（すり鉢状）に形成されている。すなわち、表面８は、導光板７の外周部ほど目視者側に突出し、中心にいくにつれて次第に文字板４側に近づいていく形状に形成されている。また、表面８は、入射した光の一部は透過させ、一部は反射させるハーフミラー処理が施されている。以下、表面８をハーフミラー部という。
【００１７】
また、メータ２は、導光板７より目視者側においてハーフミラー部８の全部を覆うように配置された透明板９を備えている。透明板９は、正面から見て、導光板７と同様に円形に形成されており、透明板９の中心の貫通孔９ａが回転軸１２の位置に一致するようにして、導光板７上に配置される。透明板９は、ポリカーボネートやアクリルなど透明材料で形成されるとともに、ドライバーの目視側表面に、ドライバーの顔、外界の景色などが映り込むのを防止するための、反射防止コート処理（図示外、ＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コート処理）が施された板である。
【００１８】
メータ２は、導光板７及び透明板９を固定するためのデコレーションプレート１０を備えている。デコレーションプレート１０は、導光板７からの光を外部に漏れないようにするために、ＡＢＳ等の遮光性を有する樹脂（例えば黒色の樹脂）で形成されている。また、デコレーションプレート１０はリング状に形成され、詳しくは、導光板７及び透明板９と同等の径を有し、且つ導光板７と透明板９の両方の板厚分と同等の長さを有した円筒部１０ａと、その円筒部１０ａの一方の端部から円筒部１０ａの中心軸線側に張り出した張出部１０ｂとを有する。デコレーションプレート１０は、円筒部１０ａの中心軸線が回転軸１２と一致するように、且つ、張出部１０ｂが正面側に位置するように配置される。デコレーションプレート１０の内側に導光板７及び透明板９が配置される。
【００１９】
デコレーションプレート１０は、爪部（図示外）を有しており、この爪部が文字板４に嵌合することで文字板４に固定されている。導光板７及び透明板９は、デコレーションプレート１０の円筒部１０ａにより径方向の移動が規制され、張出部１０ｂ及び文字板４により軸方向の移動が規制されている。つまり、導光板７及び透明板９は、デコレーションプレート１０により固定されている。
【００２０】
なお、指針１１は、図３に示すように、導光板７、透明板９及びデコレーションプレート１０より目視者側の位置で回転するよう配置される。
【００２１】
メータ２は、さらに、文字板４の背後において文字板４から間隔をあけて文字板４と平行に配置された基板１３を備えている。基板１３には、穴５ａに向けて発光する光源としてのＬＥＤ１４が実装されている。ＬＥＤ１４は、穴５ａの背後の位置において回転軸１２を中心とした円周上に等間隔に複数（例えば３個か４個）配置されている。全ての穴５ａに均等の強さで光が供給されるようにＬＥＤ１４の個数が設定されている。
【００２２】
また、基板１３には、指針１１を照明するためのＬＥＤ１５、指針１１を回転させるための駆動部としてのモータ１６、及びＬＥＤ１４、１５やモータ１６を制御する制御部１７が実装されている。
【００２３】
また、メータ２は、基板１３と文字板４の間にリフレクタ１８を備えている。リフレクタ１８は、ＬＥＤ１４からの光を効率的に穴５ａに供給するために、ＬＥＤ１４と穴５ａの間の領域を囲む区画部１８ａを有する。また、リフレクタ１８は、ＬＥＤ１５からの光を効率的に指針１１の基部に供給するために、ＬＥＤ１５と指針１１の基部との間の領域を囲む区画部１８ｂを有する。さらに、リフレクタ１８は、文字板４を支持する支持部１８ｃを有する。リフレクタ１８は、各ＬＥＤ１４、１５からの光が外部に漏れないようにするためにＡＢＳ等の遮光性を有する材料（例えば、反射効率が高い白色の材料）で形成されている。
【００２４】
次に、メータ２の作用を説明する。制御部１７によりＬＥＤ１４が発光すると、各ＬＥＤ１４からの光は各穴５ａに入射する。穴５ａに入射した光は、導光板７に入射して導光板７内を進行する。導光板７内を進行した光はハーフミラー部８に入射し、入射光の一部はハーフミラー部８を透過して１次光Ｌ１（図３参照）として目視者側に出射する。また、ハーフミラー部８に入射した光の一部は、文字板４側に反射する。このとき、ハーフミラー部８は、凹曲面状に形成されているので、光は、凹曲面のレンズの光学特性にしたがった方向に反射、具体的には、文字板４側且つ入射位置よりも内側（導光板７の径方向中心側（回転軸１２側））の方向に反射する。
【００２５】
ハーフミラー部８で反射した光は、導光板７内を進行した後、穴５ａの位置より回転軸１２に寄った位置においてミラー層６に入射する。ミラー層６に入射した光は、ハーフミラー部８側に反射する。ミラー層６にて反射した光は、導光板７内を進行した後、１次光Ｌ１の入射位置より回転軸１２に寄った位置において再度ハーフミラー部８に入射する。その入射光の一部は２次光Ｌ２として目視者側に出射し、一部は２次光Ｌ２の入射位置より内側且つ文字板４側の方向に反射する。
【００２６】
以降、同様にして、ハーフミラー部８とミラー層６との間で光が反射することで、ハーフミラー部８からは、３次光Ｌ３、４次光Ｌ４・・・が出射する。
【００２７】
このように、ハーフミラー部８とミラー層６との間の反射回数に応じた複数のＮ次光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４・・・（Ｎは１以上の整数）が出射することで、図１に示すように、画面２０内の回転軸１２回りには、複数の穴５ａに基づく複数のミシン目状の円形の虚像５１、５２、５３、５４・・・が文字板４の径方向に複数、連なった装飾画像５０が表示される。
【００２８】
装飾画像５０を構成する各円形虚像５１〜５４・・・は、それぞれ、意匠部５の形状と同様の形状、つまり複数の長方形が円周上に配列された形状（つまり全体としてミシン目状の円形）に生成されている。また、各虚像５１〜５４・・・は、Ｎ次光（Ｎは１以上の整数）におけるＮの値が小さいほど、大きい径及び輝度を有している。すなわち、装飾画像５０を構成する虚像５１〜５４・・・のうち、１次光Ｌ１による虚像５１が一番大きい径及び輝度を有しており、以降、２次光Ｌ２による虚像５２、３次光Ｌ３による虚像５３、４次光Ｌ４による虚像５４・・・の順で、径及び輝度が小さくなっていく。これは、ハーフミラー部８とミラー層６との間の反射回数が多いほど、内側の位置から出射し、且つ反射の過程で光が弱くなっていくためである。
【００２９】
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態によれば、メータ２の画面２０内に装飾画像５０が表示され、この装飾画像５０を構成する各虚像５１〜５４・・・は、画面２０の輪郭線２１と相似する形状（つまり円形）に生成され、且つ、内側の虚像ほど輝度が小さくなるので、メータ２に立体的な奥行き感を付与できる。
【００３０】
また、装飾画像５０を見る方向によって、装飾画像５０の見え方が変わる。例えば、ドライバーの顔が、コンビネーションメータ１の中心２０１（図１参照）付近に向いている状態つまり中心２０１付近に視線を向けた状態で装飾画像５０を見ると、図１に示すように、各虚像５１〜５４・・・の間隔が中心２０１から離れた位置ほど大きくなり、反対に中心２０１に近い位置ほど小さい間隔に見える。これに対して、図２に示すように、ドライバーの顔がメータ２の中心２０２付近に向いている状態つまり視線を中心２０２付近に向けた状態で装飾画像５０を見ると、各虚像の間隔がどの位置でも同じに見える。このように、見る方向によって装飾画像５０の見え方が変わることで、見栄え効果を向上できる。
【００３１】
また、例えばＬＥＤ１４の発光色を、車両状態に応じた変化させることで、車両状態に応じて変化する画面２０を形成できる。さらに、各光Ｌ１〜Ｌ４・・・の出射タイミングは、１次光Ｌ１、２次光Ｌ２、３次光Ｌ３、４次光Ｌ４・・・の順で遅くなるので、例えばＬＥＤ１４をオンしたり、オフしたり、点滅させたりすることで、各虚像５１〜５４・・・が表示されるタイミングや消えるタイミングや点滅するタイミングが、各虚像５１〜５４・・・の間でずれる。これにより、斬新さ、面白さを付与できる。
【００３２】
また、装飾画像５０を生成するためのＬＥＤ１４は、文字板４の背後に配置されるので、ミラー層６とハーフミラー部８との間を小型化できる。さらに、ＬＥＤ１４は、他のＬＥＤ１５やモータ１６、制御部１７が実装される基板１３と同一基板に実装されているので、メータ２を小型化できる。
【００３３】
また、ミラー層６は、文字板４の表面に形成されているので、文字板４とは別にミラー部を設ける場合に比べて、部品点数を削減でき、メータ２を小型化できる。
【００３４】
また、導光板７を覆うように、反射防止コート処理が施された透明板９が配置されているので、導光板７にドライバーの顔が映ってしまうのを抑制できる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、意匠部を構成する各穴５ａは長方形としていたが、正方形、楕円形、三角形、菱形などどのような形状であっても良い。長方形以外の穴とすることで、装飾画像の印象を変えることができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、ミラー層は、文字板の表面に形成された例を示したが、導光板の裏面に形成されたとしても良いし、文字板の裏面に形成されたとしても良い。
【００３７】
また、上記実施形態では、導光板の裏面が平面に形成された例を示したが、曲面状に形成されたとしても良い。この場合、文字板の表面と、導光板の裏面との間に空気層が形成されることになり、この空気層により光が屈折することで、装飾画像の態様が上記実施形態から多少変化すると考えられる。
【００３８】
また、導光板７の表面であるハーフミラー部は凹曲面状に形成されているが、曲面ではなくて直線的なテーパ面であってもよいし、あるいは凹曲面の例では凹曲面が形成されている領域と形成されていない領域とを組み合わせてもよい。この場合、凹曲面が形成されていない領域はテーパ面としてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、意匠部は複数の穴から構成された例を示したが、文字板に穴をあけないで、意匠部の位置には遮光印刷層を形成せず、意匠部以外の部分には遮光印刷層を形成することで、意匠部を光透過可能な構成としても良い。この場合、上記実施形態では、穴と穴の間に光が透過しない隙間部５ｂ（図４参照）が形成されるが、穴をあけないで意匠部を構成することで、円の全周に亘って光透過が可能な意匠部を構成できる。
【００４０】
また、文字板を２つに分割して、一方の文字板には円形の開口部が形成され、他方の文字板はその開口部より小さい径の円形に形成され、その円形の文字板を、上記開口部の内側に配置することで、円形文字板と開口部の縁部との間に形成される円形の隙間を意匠部としても良い。これによれば、円の全周に亘って光透過が可能な意匠部を構成できる。
【符号の説明】
【００４１】
２、３  メータ（表示装置）
４  文字板
５  意匠部
５ａ  穴
６  ミラー層（ミラー部）
８  ハーフミラー部
１４  ＬＥＤ
【図１】
2018049191.tif 000003
【図２】
2018049191.tif 000004
【図３】
2018049191.tif 000005
【図４】
2018049191.tif 000006