(57)【要約】【課題】  安価な標準仕様の発光ダイオードを用いてコスト上昇を抑制しつつ、専用の発光ダイオードを用いた場合と同様に表示板の発光輝度の均一化が得られる表示装置を提供する。【解決手段】  レンズ体５を別部品として製作し安価な汎用型の発光ダイオード４に装着するとともに、レンズ体５から出射される光の照射角度θ２を発光ダイオード４から出射される光の照射角度θ１よりも拡大して、文字板２を透過照明する構成とした。これにより、カスタム発光ダイオードを用いる場合よりもはるかに低コストで、しかもカスタム発光ダイオードを用いる場合と同等の効果、すなわち、文字板２を均一な明るさで発光表示することができる、という効果を得ることができる。【選択図】        図２
2005172763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示板と、
前記表示板の背後に配置されて前記表示板を透過照明する表面実装用発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの発光側に前記発光ダイオードからの光が透過可能に配置される光学部材とを備える表示装置であって、
前記光学部材は、前記発光ダイオードからの光が入射する入射面と前記光学部材に入射した前記発光ダイオードからの光を反射する反射面と前記反射面で反射した前記発光ダイオードからの光が出射する出射面とを備え、
前記光学部材に入射した前記発光ダイオードからの光は、前記出射面および前記反射面から前記光学部材の外へ出射され、
前記光学部材から出射される光の照射角度は前記発光ダイオードから出射される光の照射角度よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記光学部材から出射した光の一部を前記表示板へ向けて反射する反射部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光学部材は、柔軟性を有する材質から形成されるとともに前記発光ダイオードを外側から覆うようにして前記光学部材に作用する弾性力により前記発光ダイオードに固定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光学部材は、前記発光ダイオードを外側から覆うようにして前記発光ダイオードが実装される回路基板上に固定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記入射面、前記反射面および前記出射面の少なくとも一つにおいて、その一部分あるいは全体に拡散反射層が設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記光学部材には、前記発光ダイオードからの光を反射する微細な粒子がほぼ均一に混入されていることを特徴とする請求項１ないし請求項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、発光ダイオードからの光により表示板を透過照明する表示装置に関するものであり、車両等に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来の表示装置として、たとえば自動車に搭載される表示装置においては、夜間において運転者が表示板を読み取れるように、表示板の背後に設置された光源、たとえば発光ダイオードからの光により表示板を透過照明している。また、近年は、表示装置の見映えを斬新なものとし且つ視認性を向上させるために、常時、つまり昼間においても表示板を透過照明するものがある。また、光源として使用される発光ダイオードは、小型化、実装作業性向上等のために、表面実装用タイプ、いわゆるチップタイプのものが主流となっている。
【０００３】
また、自動車に搭載される表示装置に対しては、運転席周りの居住スペース確保のために表示装置の薄型化、つまり自動車の前後方向の長さを短くすることが要求されている。そのため、表示板とその背後に配置される発光ダイオードとの距離も短くなっている。
【０００４】
ところで、表示板は、そのほぼ全域に亘って透過照明される必要があるのに対して、一般に、発光ダイオードの光の照射角度は小さく、さらに表示板と発光ダイオードとの距離が短いために、表示板の発光輝度をその全体において均一にすることは困難である。つまり、表示板の明るさが部分的に異なる、いわゆる輝度斑を生じてしまい表示装置の見映えが低下するという問題がある
この問題を解決するために、表示板の下に光拡散板を重ねて配置するとともに、発光ダイオードを多数配置することが行われているが、部品点数の増大、コスト増大を伴ってしまう。
【０００５】
一方、発光ダイオードにおいて、発光体である半導体チップを覆う透明モールド形状を工夫して、発光ダイオードの光の照射方向を調整することが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３４３１２３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動車に搭載される表示装置の場合、表示板上の照明が必要な部分の形状は、円形、扇形、馬蹄形等様々である。さらに、表示板と発光ダイオードとの距離も様々である。
【０００７】
このため、表示板照明用光源として、透明モールド形状を専用形状とした発光ダイオードを用いる場合、種々の被照明部分の形状や距離に対して、個別に最適な透明モールド形状の発光ダイオードを準備しなければならない。すなわち、特別形状の発光ダイオードの種類が多数となる。
【０００８】
ところで、表示板照明専用の発光ダイオードを製作する場合、その個数は、標準仕様の発光ダイオード、つまり自動車に限らずあらゆる工業製品に適用可能な発光ダイオードの生産個数に比べるとはるかに少ない。このため、表示板照明専用の発光ダイオードのコストは大幅に増大する。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、安価な標準仕様の発光ダイオードを用いてコスト上昇を抑制しつつ、専用の発光ダイオードを用いた場合と同様の効果、すなわち表示板の発光輝度の均一化が得られるような表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の表示装置は、表示板と、表示板の背後に配置されて表示板を透過照明する表面実装用発光ダイオードと、発光ダイオードの発光側に発光ダイオードからの光が透過可能に配置される光学部材とを備える表示装置であって、光学部材は、発光ダイオードからの光が入射する入射面と光学部材に入射した発光ダイオードからの光を反射する反射面と反射面で反射した発光ダイオードからの光が出射する出射面とを備え、光学部材に入射した発光ダイオードからの光は、出射面および反射面から光学部材の外へ出射され、光学部材から出射される光の照射角度は発光ダイオードから出射される光の照射角度よりも大きいような構成とした。
【００１２】
これによれば、光学部材から出射される光の照射角度は発光ダイオードから出射される光の照射角度よりも大きいので、表示板の発光ダイオードにより照明される範囲は光学部材が無い場合に比べて大幅に拡大され且つ表示板の照度斑は低減され目立たなくなる。
【００１３】
また、光学部材は、たとえば、無色透明な樹脂あるいはゴム等から形成型により作られるが、そのコストは、透明モールド形状を専用形状とした発光ダイオードのコストよりははるかに安価となる。
【００１４】
さらに、表示板形状や表示板と発光ダイオードとの距離が異なる表示装置に対しても、それに対応した形状の光学部材のみを準備するだけで容易それに対応することができる。
【００１５】
したがって、安価な標準仕様の発光ダイオードを用いてコスト上昇を抑制しつつ、表示板の発光輝度の均一化が得られるような表示装置を実現することができる。
【００１６】
また、光学部材の形状、すなわち反射面形状等を適宜設定することにより、光学部材から出射される光の照射範囲形状を、表示板の被照明部分の形状に対応させてそれに最適な形状とすることができる。つまり、光学部材から出射される光の照射範囲形状を、発光ダイオードの光軸をほぼ中心とする円形、楕円形、長方形等必要に応じて容易に設定することが可能である。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の表示装置は、光学部材から出射した光の一部を表示板へ向けて反射する反射部材を備える構成とした。
【００１８】
光学部材の形状によっては、表示板以外の方向、たとえば表示板の外縁より下側へも出射されることがある。その場合、表示板以外の方向へ向けて出射された光を反射部材により表示板へ向けて反射すれば、発光ダイオードから出射された光を高効率で表示板の照明に利用することができる。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の表示装置は、光学部材は、柔軟性を有する材質から形成されるとともに発光ダイオードを外側から覆うようにして光学部材に作用する弾性力により発光ダイオードに固定される構成とした。
【００２０】
これにより、光学部材は手の力で容易に発光ダイオードに被せて装着することができる。したがって、表示装置の組付け作業性を向上することができる。
【００２１】
本発明の請求項４に記載の表示装置は、光学部材は、発光ダイオードを外側から覆うようにして発光ダイオードが実装される回路基板上に固定される構成とした。
【００２２】
この場合も、光学部材を手の力で容易に発光ダイオードに被せつつ回路基板、たとえばプリント基板上に装着することができる。したがって、表示装置の組付け作業性を向上することができる。
【００２３】
さらに、同一回路基板上に、複数種類の光学部材を取り付ける場合、たとえば光学部材と回路基板との位置決め形状を変えておけば、光学部材の誤組付けを防止することができる。
【００２４】
本発明の請求項５に記載の表示装置は、入射面、反射面および出射面の少なくとも一つにおいて、その一部分あるいは全体に拡散反射層が設けられる構成とした。
【００２５】
発光ダイオードからの光は、拡散反射層を通過する際に拡散反射層により散乱されて進行範囲が拡大される。したがって、光学部材による照射範囲拡大作用を効果的に高めることができる。
【００２６】
さらに、光学部材により表示板の発光ダイオードからの光により透過照明される範囲は拡大されるものの、表示板に照度斑が若干発生したような場合において、入射面、反射面および出射面の少なくとも一つに、その一部分あるいは全体に拡散反射層を設けることにより、照度斑をほとんどなくすことが可能となる。たとえば、光学部材において、表示板上の照度が高い部分に対応して光が出射する面に拡散反射層を施せば、それを通過する光が拡散されて表示板のより広範囲に到達することにより、表示板の照度を均一化して照度斑を無くすことができる。
【００２７】
本発明の請求項６に記載の表示装置は、光学部材には、発光ダイオードからの光を反射する微細な粒子がほぼ均一に混入されている構成とした。
【００２８】
発光ダイオードからの光は、光学部材内を進行中に粒子より散乱されて進行範囲が拡大される。したがって、光学部材による照射範囲拡大作用を効果的に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の第１実施形態による表示装置を、自動車に搭載されるコンビネーションメータ１に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の部分正面図であり、当該自動車の走行速度を指示する速度計Ｓ部である。
【００３１】
図２は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００３２】
図３は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１における光学部材であるレンズ体５および発光ダイオード４の装着前状態の外観斜視図である。
【００３３】
図４は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体５から出射される光による文字板２上の照射範囲を説明する模式図である。
【００３４】
コンビネーションメータ１は、当該自動車の車室内の運転席前方に設けられ、当該自動車の作動状態（走行速度、エンジン回転数等）を指針３の回動により運転者が視認可能に表示するものである。
【００３５】
コンビネーションメータ１は、図１に示すように、文字板２と、文字板２の表側（図２の上側）に配設され文字板２の表面に沿って回動する指針３と、文字板２の裏側（図２の下側）に配置され指針３を回動させるムーブメント（図示せず）と、文字板２を照明するための光源としての発光ダイオード４等から構成されている。
【００３６】
表示板である文字板２は、透光性材料、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等の薄板から形成されている。文字板２の表面（図２の上側表面）には、図１に示すように、速度計Ｓとしての目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃが設けられている。目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃは、文字板２の表面に目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃを除いて遮光性皮膜を塗装あるいは印刷等により施して形成されている。すなわち、目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃのみが透光性となり、それらの周囲は遮光性となっている。したがって、目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃは、文字板２の裏側（図２の下側）に配置される後述する発光ダイオード４からの光により透過照明されて発光表示される。
【００３７】
すなわち、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、文字板２の図１中において二点鎖線で示す範囲Ａ内が、均一な明るさで透過照明されるべき部分となる。本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、目盛２ａおよび数字２ｂは円弧状に配置されているので、範囲Ａの形状は略円形となっている。
【００３８】
なお、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃを透光性、つまり無色透明とし、それらの周囲を遮光性としているが、この状態に限る必要はなく、目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃに透光性着色層を施してもよい。この場合は、目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃは着色された色で発光表示される。また、目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃの周囲を遮光性とはせずに、透光性着色層を施してもよい。この場合は、目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃの周囲部分も目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃとは異なる色で発光表示されることになる。
【００３９】
指針３は、透光性材料、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等から形成され、文字板２の裏側（図１の下側）に配置される図示しない光源、たとえば発光ダイオードからの光により照明されて発光表示される。
【００４０】
文字板２の裏側（図２の下側）には、文字板２を透過照明するための表面実装用発光ダイオードとしての発光ダイオード４が配置されている。発光ダイオード４は、汎用型の表面実装タイプの汎用品であり、その形状は、一般的な略直方体である。また、その発光色は白色である。発光ダイオード４は、図２に示すように、照射角度θ１の円錐状に光を発している。また、発光ダイオード４は、図２に示すように、文字板２の裏側（図１の下側）に配置される回路基板であるプリント基板７上に実装されている。
【００４１】
発光ダイオード４の発光側、つまり図２において発光ダイオード４の上方には、光学部材であるレンズ体５が配置されている。レンズ体５は、透光性を有し且つ柔軟性を有する材質、たとえば無色透明のシリコンゴムを形成型することにより形成されている。
【００４２】
レンズ体５は、図２に示すように、発光ダイオード４からの光が入射する入射面５１、レンズ体５内に入射した発光ダイオード４からの光を反射する反射面５２および反射面５２で反射した発光ダイオード４からの光が出射する出射面５３を備えている。図２に示すように、レンズ体５が発光ダイオード４を覆うようにして取り付けられると、平面状に形成される入射面５１は、発光ダイオード４の発光面４１に密着する。反射面５２は、図３に示すように、発光ダイオード４の光軸Ｐを回転軸とする回転面として形成され、反射面５２と光軸Ｐを含む平面との交線が、図２に示すような曲線となっている。出射面５３は、反射面５２と同様に発光ダイオード４の光軸Ｐを回転軸とする回転面、すなわち図３に示すように円錐面として形成され、出射面５３と光軸Ｐを含む平面との交線は、図２に示すように直線となっている。
【００４３】
プリント基板７上には、反射部材であるリフレクタ６が配置されている。リフレクタ６は、コンビネーションメータ１のケースと一体的に形成されており、反射面６１を備えている。反射面６１は、発光ダイオード４の光軸Ｐを回転軸とする回転面として形成され、反射面６１と光軸Ｐを含む平面との交線、つまり反射面６１の基線は、図２に示すように曲線、たとえば、円、楕円、双曲線、３次曲線等である。また、反射面６１の文字板２側周縁部形状は、図１における範囲Ａ、すなわち文字板２における均一な明るさで透過照明されるべき範囲と同等またはそれより広く設定されている。反射面６１は、光の反射率が高いことが望ましく、コンビネーションメータ１のケースを明色、たとえば白色の樹脂から形成してもよいし、さらに反射面６１に白色塗装あるいはクロムメッキ等を施してもよい。
【００４４】
回路基板であるプリント基板７は、たとえばガラスエポキシ基板等から形成され、コンビネーションメータ１の電気回路部を形成している。プリント基板７には、発光ダイオード４のほかに、指針３を回動させる駆動源であるムーブメント（図示せず）、指針３を照明するための発光ダイオード（図示せず）等が実装されている。
【００４５】
次に、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴である、レンズ体５およびリフレクタ６の作用効果、特に文字板２の視認性に関する作用効果について説明する。
【００４６】
発光ダイオード４から発せられた光は、図２中において実線矢印で示すように進行して、レンズ体５の反射面５２で反射し、出射面５３から照射角度θ３にてレンズ体５外へ出射する。また、反射面５２に入射した光の一部は、図２中において破線矢印で示すように、反射面５２から直接レンズ体５の外へ出射する。すなわち、レンズ体５は、発光ダイオード４から発せられた光の一部をほぼそのまま直進させて出射させるとともに、出射面５３からも出射させることによって、発光ダイオード４からの光の照射角度θ１を照射角度θ２（θ２＝θ１＋２×θ３）に拡大する機能を果たしている。また、発光ダイオード４の発光面４１から出射される光の輝度は、照射角度θ１内においてはほぼ均一となっている。したがって、レンズ体５により発光ダイオード４からの光の照射角度を拡大した場合、レンズ体５から出射される光の輝度は、照射角度θ２内においては、やはりほぼ均一となっている。
【００４７】
レンズ体５の反射面５２で反射し出射面５３から出射した光の進行方向は、図２に示すように、文字板２と平行あるいは文字板２から遠ざかる方向となっており、直接文字板２に入射する光はほとんどない。そこで、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、リフレクタ６を設けて、その反射面６１により、レンズ体５の出射面５３から出射した光を文字板２に向けて反射している。
【００４８】
すなわち、発光ダイオード４からほぼそのまま直進した光、つまりレンズ体５の反射面５２から直接出射した光は、図４中における範囲Ｂ内を照射し、一方、レンズ体５の出射面５３から出射しリフレクタ６の反射面６１で反射した光は、図４中における範囲Ｃの部分を照射する。これらの２種類の光により、図４に示すように、文字板２の被照明範囲である範囲Ａ全体が均一な明るさで照明され発光表示される。
【００４９】
ここで、リフレクタ６の反射面６１の形状は、文字板２上におけるレンズ体５の出射面５３から出射しリフレクタ６の反射面６１で反射した光の照射範囲、つまり図４におけるリング状の範囲Ｃの内周部が、レンズ体５の反射面５２から直接出射した光の照射範囲、つまり図４における円形状の範囲Ｂの外周部と一致するか、または範囲Ｂ内に若干重なるように形成されている。図４において、範囲Ｂと範囲Ｃとの間に隙間が生じると、その部分が暗く視認され、一方範囲Ｂと範囲Ｃとが重なった部分は明るく視認される。したがって、両範囲Ｂ、Ｃ間に隙間が生じず且つ両範囲Ｂ、Ｃの重なり部分ができるだけ小さくなるように設定するとよい。
【００５０】
以上説明した、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード４の発光面４１に覆い被せるようにレンズ体５を装着し、発光ダイオード４から出射する光をレンズ体５を通過させてレンズ体５から出射させている。また、レンズ体５は、発光ダイオード４からの光が入射する入射面５１と入射面５１から入射した光を反射する反射面５２と反射面５２からの反射光が出射する出射面５３を備えるとともに、レンズ体５の形状を、レンズ体５から出射される光の照射角度θ２が発光ダイオード４から出射される光の照射角度θ１よりも大きくなるように設定している。さらに、レンズ体５の外側に、出射面５３から出射した光を文字板２に向けて反射するためのリフレクタ６を設けている。
【００５１】
これにより、文字板２は、発光ダイオード４から発せられレンズ体５内を通過してほぼそのまま直進する光と、レンズ体５の反射面５２で反射して出射面５３から出射し、さらにリフレクタ６の反射面６１で反射した光とにより透過照明されて、均一な明るさで発光表示される。
【００５２】
ところで、レンズ体５を、発光ダイオード４の発光体である半導体チップを覆う透明モールドと一体成型して発光ダイオード４と一体化し、いわゆるカスタム発光ダイオードとして製作することも可能であるが、こうした場合、そのコストは、標準仕様である汎用型発光ダイオードのコストよりも大幅に上昇してしまう。
【００５３】
これに対して、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１のように、レンズ体５を別部品として製作する場合は、一般的な樹脂成型によるのではるかに安価に製作できる。したがって、別部品として製作されたレンズ体５を安価な汎用型の発光ダイオード４に装着することにより、カスタム発光ダイオードを用いる場合よりもはるかに低コストで、しかもカスタム発光ダイオードを用いる場合と同等の効果、すなわち、レンズ体５から出射される光の照射角度θ２を発光ダイオード４から出射される光の照射角度θ１よりも拡大して、文字板２を均一な明るさで発光表示することができる、という効果を得ることができる。
【００５４】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、レンズ体５を、柔軟性を有する材質である無色透明なシリコンゴムから形成し、且つレンズ体５を弾性変形させて発光ダイオード４に装着し、レンズ体５の弾性力によりレンズ対５が発光ダイオード４に固定される構成としている。
【００５５】
これにより、レンズ体５は手の力で容易に発光ダイオード４に被せて装着することができるので、コンビネーションメータ１の組付け作業性を向上することができる。
【００５６】
なお、以上説明した、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の、文字板２上におけるレンズ体５からの光の照射範囲である範囲Ｂおよび範囲Ｃにおいて、範囲Ｂと範囲Ｃが重なる部分の照度を範囲Ｂおよび範囲Ｃ単独部分の照度とほぼ等しくすれば、範囲Ｂおよび範囲Ｃは、完全に均一な明るさとすることができる。
【００５７】
これは、範囲Ｂの範囲Ｃと重なる部分、および範囲Ｃの範囲Ｂと重なる部分の少なくとも一方の照度を若干低下させることにより実現できる。あるいは、範囲Ｂの照度を範囲Ｃに近づくに連れて徐々に低下させることと範囲Ｃの照度を範囲Ｂに近づくに連れて徐々に低下させることの少なくとも一方を実施することにより実現可能である。
【００５８】
上述したように範囲Ｂおよび範囲Ｃの少なくとも一方の照度を部分的に変化させるための具体的な手段として、たとえば、レンズ体５において入射面５１、反射面５２および出射面５３の少なくとも一つに部分的、あるいは全体に拡散反射層、たとえばシボ面等を施すことがある。これにより、文字板２上におけるレンズ体５からの光の照射範囲である範囲Ｂおよび範囲Ｃの明るさを部分的に変えて、両者の重なり部分において輝度が高くなることを抑制して、文字板２全体を均一な明るさとすることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
図５には、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例の部分断面図を示す。
【００６０】
本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１は、本発明の第１実施形態に対して、レンズ体５の固定方法を変更したものである。すなわち、第1実施形態によるコンビネーションメータ１においては、レンズ体５は、発光ダイオード４にレンズ体５に作用する弾性力によって固定されているが、本発明の第２実施形態においては、図５に示すように、発光ダイオード４が実装されるプリント基板７に固定されている。すなわち、レンズ体５には、図５に示すように、係止爪５４が設けられ、これらの係止爪５４がプリント基板７に設けられた貫通孔７１に挿通されてプリント基板７に係止することにより、レンズ体５がプリント基板７に固定されている。この場合、貫通孔７１は、プリント基板７上における発光ダイオード４の位置に対応して予め加工されている。また、本発明の第２実施形態においては、レンズ体５を、第1実施形態におけるレンズ体５の材質よりも硬い材質、つまりより剛性の高い材質、たとえばポリカーボネート樹脂等から形成すれば、レンズ体５のプリント基板７への装着作業性を向上することができる。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１について各図に基づいて説明する。
【００６２】
図６は、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１の部分正面図である。
【００６３】
図７は、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図であり、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【００６４】
図８は、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体８および発光ダイオード４の装着前状態の外観斜視図である。
【００６５】
図９は、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体８から出射される光による文字板２上の照射範囲を説明する模式図である。
【００６６】
本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１においては、第１実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、以下の点が異なっている。すなわち、文字板２上の被照明範囲形状が変更され、それに対応してレンズ体５がレンズ体８に変更され、さらに、反射部材であるリフレクタ６が廃止されている。
【００６７】
以下、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴部分について説明する。
【００６８】
本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１においては、文字板２上には、当該自動車のエンジン回転速度を指示するタコメータＴが設けられ、図６に示すように、タコメータＴを形成する目盛２ａ、数字２ｂおよび文字２ｃが円弧に沿って配置されている。
【００６９】
すなわち、文字板２の均一な明るさで透過照明されるべき部分の形状が、第１実施形態においては略円形であったのに対して、本発明の第３実施形態においては、図６中に二点鎖線で示す範囲Ｄのように、略扇形となっている。
【００７０】
これにより、レンズ体５の場合、レンズ体５から出射される光の照射範囲形状が略円形であったが、第３実施形態におけるレンズ体８では、レンズ体８から出射される光の照射範囲形状は、図６中に二点鎖線で示す略扇形の範囲Ｄを覆うような略長方形状となっている。
【００７１】
レンズ体８から出射される光の照射範囲形状を略長方形状とするために、レンズ体８の反射面８２は、図８に示すように左右対称に配置される２つの円筒面として形成され、出射面８３は、図８に示すように、略長方形状に形成されている。
【００７２】
ここで、反射面８２の形状は、図７に示すように、反射面８２で反射した発光ダイオード４からの光が文字板２を照射するように設定されている。また、レンズ体８から出射される光の照射角度θ４は、θ４＝θ１＋２×θ５となり、第１実施形態の場合と同様に、発光ダイオード４から出射される光の照射角度θ１よりも拡大されている。
【００７３】
レンズ体８を、上述したように構成したことによって、発光ダイオード４からほぼそのまま直進した光、つまりレンズ体８の反射面８２から直接出射した光は、図９中における範囲Ｅ内を照射し、一方、レンズ体８の反射面８２で反射して出射面８３から出射した光は、図９中における範囲Ｆの部分を照射する。また、範囲Ｅおよび範囲Ｆ形状は、図９に示すようにそれぞれ略長方形となり、その結果、レンズ体８から出射する光の照射範囲は略長方形となっている。これにより、図９に示すように、文字板２の被照明範囲である範囲Ｄ全体が均一な明るさで照明され発光表示される。
【００７４】
ここで、レンズ体８の反射面８２形状は、レンズ体８から出射した光の文字板２上における照射範囲である、範囲Ｅと範囲Ｆの間に隙間が生じず且つ両範囲Ｅ、Ｆの重なり部分ができるだけ小さくなるように設定されている。
【００７５】
以上説明した、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１においても、第１実施形態の場合と同様に、カスタム発光ダイオードを用いる場合よりもはるかに低コストで、しかもカスタム発光ダイオードを用いる場合と同等の効果、すなわち、レンズ体８から出射される光の照射角度θ４を発光ダイオード４から出射される光の照射角度θ１よりも拡大して、文字板２を均一な明るさで発光表示することができる、という効果を得ることができる。
【００７６】
なお、以上説明した、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１においても、レンズ体８の入射面８１、反射面８２および出射面８３の少なくとも一つに部分的、あるいは全体に拡散反射層、たとえばシボ面等を施してもよい。これにより、文字板２上におけるレンズ体８からの光の照射範囲である範囲Ｅおよび範囲Ｄの明るさを部分的に変えて、両者の重なり部分において輝度が高くなることを抑制して、文字板２全体を均一な明るさとすることができる。
【００７７】
また、以上説明した、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１においても、レンズ体８の固定方法を、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１のように、プリント基板７へ直接係止させるようにしてもよい。
【００７８】
（第４実施形態）
図１０に、本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体９の外観斜視図を示す。
【００７９】
図１１に、本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図を示す。図１１は、図１０中のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【００８０】
本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１においては、第３実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、以下の点が異なっている。すなわち、レンズ体８がレンズ体９に変更され、さらに、反射部材であるリフレクタ６が設置されている。
【００８１】
以下、本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴部分について説明する。
【００８２】
本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体９は、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体８に対して、図１０に示すように、反射面９３および出射面９５を追加した形状となっている。
【００８３】
この場合、図９中における範囲Ｆの部分は、レンズ体９の反射面９２で反射して出射面９４から出射した光により照射され透過照明される。一方、図９中における範囲Ｅの部分は、発光ダイオード４からほぼそのまま直進した光、つまりレンズ体９の反射面９２および反射面９３から直接出射した光、および、図１１に示すように、レンズ体９の反射面９３で反射して出射面９５から出射し、さらにリフレクタ６の反射面６１で反射した光の両方の光によって照射され透過照明される。
【００８４】
これにより、本発明の第３実施形態においてはレンズ体８から出射し図９の範囲Ｅの外方へ向かう光を、本発明の第４実施形態では、レンズ体９およびリフレクタ６により、図９の範囲Ｅを照射させることができるので、発光ダイオード４からの光を文字板２の照明に有効に利用し、範囲Ｅの部分の輝度低下を防止することができる。
【００８５】
（第５実施形態）
図１２に、本発明の第５実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体１０の外観斜視図を示す。
【００８６】
図１３に、本発明の第５実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体１０から出射される光による文字板２上の照射範囲を説明する模式図を示す。
【００８７】
本発明の第５実施形態によるコンビネーションメータ１は、第３実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、以下の点が異なっている。すなわち、レンズ体８をレンズ体１０に置き換えたものである。
【００８８】
以下、本発明の第５実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴部分について説明する。
【００８９】
本発明の第５実施形態によるコンビネーションメータ１では、レンズ体１０の対向する２つの反射面１０１は、図１２に示すように、文字板２と平行な平面との交線Ｇ、Ｈが平行ではなく、交叉する関係にあるように形成されている。同様に、２つの出射面１０２も、文字板２と平行な平面との交線Ｇ、Ｈが平行ではなく、交叉する関係にあるように形成されている。
【００９０】
レンズ体１０を、上述したように構成したことによって、発光ダイオード４からほぼそのまま直進した光、つまりレンズ体１０の反射面１０１から直接出射した光は、図１３中における範囲Ｍ内を照射し、一方、レンズ体１０の反射面１０１で反射して出射面１０２から出射した光は、図１３中における範囲Ｌ、Ｎの部分を照射する。また、各範囲Ｌ、Ｍ、Ｎ形状は、図１３に示すようにそれぞれ略台形となり、その結果、レンズ体１０から出射する光の照射範囲は略扇形となっている。
【００９１】
すなわち、本発明の第５実施形態によるコンビネーションメータ１においては、図１３に示すように、文字板２上におけるレンズ体１０から出射する光の照射範囲Ｌ、Ｍ、Ｎ形状を、文字板２の被照明範囲である範囲Ｄ形状に近づけて、発光ダイオード４からの光の利用効率を高めるとともに、文字板２の照明が不要な部分に光が照射されてコンビネーションメータ１の見映えが低下することを防止できる。
【００９２】
（他の実施形態）
図１４に、本発明の他の実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体１１の断面図を示す。
【００９３】
図１５に、本発明の他の実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体１２の断面図を示す。
【００９４】
本発明の第３〜第５実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体８、９、１０においては、２つの反射面８２等が光軸Ｐに対して左右対称に形成され、それによりレンズ体８、９、１０からの光の照射角度範囲は、光軸Ｐに対して略左右対称形状となっている。
【００９５】
これに対して、本発明の他の実施形態によるコンビネーションメータ１においては、レンズ体１１においては、図１４に示すように、２つの反射面１１１、１１２の面積が互いに異なるように形成し、またレンズ体１２においては、図１５に示すように、反射面１２１を１個だけ形成している。
【００９６】
これにより、文字板２上におけるレンズ体１１、１２からの光の照射範囲形状を、発光ダイオード４の光軸Ｐに対して対称形状とはせずに、照明が必要な部分の照度を高めるような形状とすることで、文字板２の透過照明が必要な部分と発光ダイオード４との位置関係に応じて、常に最適な照明を行うことができる。
【００９７】
なお、以上説明した、本発明の第１〜第５実施形態、および他の実施形態によるコンビネーションメータ１においては、レンズ体５、８〜１２を無色透明としているが、無色透明に限定する必要はなく、必要に応じて透光性に着色してもよい。
【００９８】
また、以上説明した、本発明の第１〜第５実施形態、および他の実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード４の個数を１個、すなわちレンズ体の個数を１個としているが、１個に限る必要はなく、文字板２の形状に応じて複数個設けても良い。
【００９９】
また、以上説明した、本発明の第１〜第５実施形態、および他の実施形態によるコンビネーションメータ１においては、速度計Ｓ部あるいはタコメータＴ部を例に説明しているが、これらの計器部に限る必要は無く、他の計器、たとえば燃料計、水温計、時計等に適用してもよい。あるいは、文字板２の替わりに液晶パネルが配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の部分正面図であり、当該自動車の走行速度を指示する速度計Ｓ部である。
【図２】本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体５および発光ダイオード４の装着前状態の外観斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体５から出射される光による文字板２上の照射範囲を説明する模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１の部分正面図であり、当該自動車のエンジン回転速度を指示するタコメータＴ部である。
【図７】本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図であり、図６中のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体８および発光ダイオード４の装着前状態の外観斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体８から出射される光による文字板２上の照射範囲を説明する模式図である。
【図１０】本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体９の外観斜視図である。
【図１１】本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図であり、図１０中のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体１０の外観斜視図である。
【図１３】本発明の第５実施形態によるコンビネーションメータ１におけるレンズ体１０から出射される光による文字板２上の照射範囲を説明する模式図である。
【図１４】本発明の他の実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体１１の断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態によるコンビネーションメータ１のレンズ体１２の断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    コンビネーションメータ（表示装置）
２    文字板（表示板）
３    指針
４    発光ダイオード
４１    発光面
５    レンズ体（光学部材）
５１    入射面
５２    反射面
５３    出射面
５４    係止爪
６    リフレクタ（反射部材）
６１    反射面
７    プリント基板
７１    貫通孔
８    レンズ体（光学部材）
８１    入射面
８２    反射面
８３    出射面
９    レンズ体（光学部材）
９２    反射面
９３    反射面
９４    出射面
９５    出射面
１０    レンズ体（光学部材）
１０１    反射面
１０２    出射面
１１    レンズ体（光学部材）
１１１、１１２    反射面
１１３、１１４    出射面
１２    レンズ体（光学部材）
１２１    反射面
１２２    出射面
Ａ    範囲
Ｂ    範囲
Ｃ    範囲
Ｄ    範囲
Ｅ    範囲
Ｆ    範囲
Ｌ    範囲
Ｍ    範囲
Ｎ    範囲
Ｐ    光軸
Ｓ    速度計
Ｔ    タコメータ
θ１    照射角度
θ２    照射角度
θ３    照射角度
θ４    照射角度
θ５    照射角度
【図１】
2005172763.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005172763.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005172763.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005172763.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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