(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明対象物の背面側に所定の間隔で設けられた複数の光源と、前記照明対象物と前記光源との間に介在して前記光源からの光を複数の虚像光に分光して前記光源からずれた複数の出射位置から出射する光学部材と、前記照明対象物と前記光学部材との間に介在して前記光学部材が分光した虚像光を拡散して前記照明対象物を背面側から照明する拡散板と、を有する背面照明ユニットにおいて、
前記拡散板が、前記光学部材による虚像光の出射位置に対応する部分が前記照明対象物に向かって凸状に形成された凸部を有し、前記拡散板の断面が所定周期で連続する波線となるように形成されているすることを特徴とする背面照明ユニット。
【請求項２】
前記拡散板が、前記凸部同士の間に凹状に形成された凹部を有するとともに、前記凸部及び前記凹部の断面が曲線となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の背面照明ユニット。
【請求項３】
所定情報を表示する表示部と、該表示部の背面側に設けられる請求項１又は２に記載の背面照明ユニットと、を有する車両用表示装置において、
前記表示部が、前記背面照明ユニットの照明対象物であることを特徴とする車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを用いてＬＣＤ、文字板等の照明対象物を背面から照明する背面照明ユニット、及び、該背面照明ユニットを有する車両用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用計器にはオドメータ等のＬＣＤ（liquid crystal display）を装備したものが普及しつつあり、このＬＣＤは、その裏面からＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の複数の光源素子によって、いわゆる、バックライト照明されている。ところが、薄型化の要求等からＬＥＤとＬＣＤとが近接される傾向にあり、こうなると点在するＬＥＤの設置場所が明確に浮き上がるような感じで視認される照明ムラが発生しやすくなっていた。この照明ムラを軽減させるためには、ＬＥＤの数を増やしてその配置を密にすればよいのだが、コストやスペース上の制約からその数をむやみに増やすことは困難であった。
【０００３】
そこで、本出願人は、ＬＥＤの数を必要以上に増やすことなく、ムラのない均一な照明効果をもたらす特許文献１に示す照明構造を提案してきた。該照明構造は、拡散凹凸部（拡散板）によって最も強い光が照射される複数の光源素子それぞれの直上部をより厚く形成して光を大きき減衰させて、ＬＣＤの裏面に照射される光の均等化を図ってきた。
【特許文献１】特開２００３−２４１１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したようにＬＣＤを複数の光源素子で照明する場合、ＬＣＤの大型化に伴って光源素子の数を増加させなければならず、コストが上昇してしまうという問題があった。そのため、光源と拡散板との間に光源からの光を分光する光学部材（光学フィルム）を配置し、該光学部材で複数に分光した光を拡散板で拡散してＬＣＤの背面を照明するようにしてきたが、拡散板の形状や厚みによって照明ムラが発生してしまうという問題があった。
【０００５】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、光源と拡散板との間に光学部材を配置しても、ムラのない均一な照明をもたらす背面照明ユニット及び車両用表示装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の背面照明ユニットは、照明対象物の背面側に所定の間隔で設けられた複数の光源と、前記照明対象物と前記光源との間に介在して前記光源からの光を複数の虚像光に分光して前記光源からずれた複数の出射位置から出射する光学部材と、前記照明対象物と前記光学部材との間に介在して前記光学部材が分光した虚像光を拡散して前記照明対象物を背面側から照明する拡散板と、を有する背面照明ユニットにおいて、前記拡散板が、前記光学部材による虚像光の出射位置に対応する部分が前記照明対象物に向かって凸状に形成された凸部を有し、前記拡散板の断面が所定周期で連続する波線となるように形成されているすることを特徴とする。
【０００７】
上記請求項１に記載した本発明の背面照明ユニットによれば、凸部が光学部材の虚像光の出射位置に対応する形状に形成された拡散板は、凸部がその出射位置に対応するように光学部材と照明対象物との間に配置されるので、光学部材の出射位置から出射した各虚像光は、拡散板の凸部で同様に拡散されて、照明対象物の背面に照明される光を均等化することができる。
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、請求項１に記載の背面照明ユニットにおいて、前記拡散板が、前記凸部同士の間に凹状に形成された凹部を有するとともに、前記凸部及び前記凹部の断面が曲線となるように形成したことを特徴とする。
【０００９】
上記請求項２に記載した本発明の背面照明ユニットによれば、拡散板の凸部と凹部の断面が、凸部及び凹部に対応するように凹凸状の曲線となるように形成されるので、光学部材の出射位置から出射した各虚像光を、拡散板の凸部で正確かつ均等に拡散させることができる。
【００１０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項３記載の車両用表示装置は、所定情報を表示する表示部と、該表示部の背面側に設けられる請求項１又は２に記載の背面照明ユニットと、を有する車両用表示装置において、前記表示部が、前記背面照明ユニットの照明対象物であることを特徴とする。
【００１１】
上記請求項３に記載した本発明の車両用表示装置によれば、表示対象物である表示部の背面側に背面照明ユニットを設けているので、背面照明ユニットの光学部材の出射位置から出射した各虚像光は、拡散板の凸部で同様に拡散されて、照明対象物の背面に照明される光を均等化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように請求項１に記載した本発明の背面照明ユニットによれば、光学部材の出射位置から出射した各虚像光を拡散板の凸部で均等に拡散して、照明対象物の背面に照明される光を均等化することができるため、光源と拡散板との間に光学部材を配置しても、照明ムラの発生を防止して均一な照明を行うことができる。また、指向性の高い光源を用いても、拡散板の凸部で均等に拡散させることができるため、照明ムラの発生を確実に防止することができる。さらに、光源の数も少なくて済むため、照明対象物の大型化にも容易に対応することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、拡散板の凸部と凹部の断面が、凸部及ぶ凹部に対応するように凹凸状の曲線となるように形成することで、光学部材の出射位置から出射した各虚像光を、拡散板の凸部で正確かつ同様に拡散させることができるため、照明ムラの発生を防止してさらなる均一な照明を行うことができる。
【００１４】
以上説明したように請求項３に記載した本発明の車両用表示装置によれば、表示対象物である表示部の背面側に背面照明ユニットを設けているので、背面照明ユニットの光学部材の出射位置から出射した各虚像光は、拡散板の凸部で均等に拡散されて、照明対象物の背面に照明される光を均等化することができるため、光源と拡散板との間に光学部材を配置しても、照明ムラの発生を防止して均一な照明を行うことができる。また、指向性の高い光源を用いても、拡散板の凸部で均等に拡散させることができるため、照明ムラの発生を確実に防止することができる。さらに、光源の数も少なくて済むため、照明対象物の大型化にも容易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る背面照明ユニット及び車両用表示装置を車両のコンビネーションの一実施の形態を、図１乃至図４の図面を参照して説明する。
【００１６】
図１乃至図４において、本発明の背面照明ユニットが適用される車両用表示装置１は、スピードメータ、燃料メータ、水温メータ、タコメータ、オドメータ等が一体化されたコンビネーションメータである。
【００１７】
車両用表示装置１は、見返し２と、文字板３と、指針４と、表示部（照明対象物）であるＬＣＤ５と、表カバー７と、表カバー７に一体化される図示しない裏カバーや文字板３の前方に覆設されるスモークガラスと、本発明の背面照明ユニット１０と、を有している。なお、この種のメータには、ここでは図示しないムーブメント、電子基板、拡散板等も搭載される。
【００１８】
見返し２は、例えば、黒色の合成樹脂等で形成されており、スピードメータ、燃料メータ、水温メータ、タコメータ、オドメータ等の各表示意匠に応じた複数の表示窓を有している。
【００１９】
文字板３は、例えば、ポリカーボネイト等の合成樹脂で形成されており、各メータに対応して横長形状をしている。文字板３上には、スピードメータ、燃料メータ等に対応した表示意匠３１ａ、３１ｂや、方向指示意匠３１ｃ、各種ウオーニング意匠３１ｄ、チェンジレバーポジション指示意匠３１ｅ等が形成されている。また、各メータにそれぞれ対応したムーブメントによって、それぞれの計測値に基づいた所定角度だけ回転駆動されて文字板３上の所定の表示意匠を指示する指針４も取り付けられている。
【００２０】
ＬＣＤ５は、累積走行距離等をディジタル値で表示するオドメータ用の指示装置である。ＬＣＤ５は、ＬＣＤ窓３２ｃを介して積算走行距離情報等の所定表示を外部に表示することが可能なように、ＬＣＤ窓３２ｃの下方、つまり、文字板３の背面側に設けられる。ＬＣＤ５は、基板５１と、該基板５１に実装される表示部５２と、複数の端子５３と、を有している。
【００２１】
端子５３の各々は、略Ｌ字状に形成されており、一端側が基板５１に接続され、他方側が制御基板９に向かうようにＬＣＤ５の背面側に立設している。そして、その各端子５３が制御基板９の端子穴を貫通し、半田付けや圧入されることで、制御基板９と基板５１との各配線パターンが電気的に接続される。
【００２２】
ＬＣＤ５は、矩形状に形成されており、公知のものである。その表面の表示部５２では、トリップ／オド識別情報、トリップモード識別情報及び積算走行距離情報が表示エレメントにて表示される。ＬＣＤ５の表示部５２は、夜間等には後述するＬＥＤ１１により裏面から照明される。ＬＣＤ５は、文字板３のＬＣＤ窓３２ｃの裏面と後述する拡散板１３とに挟持されるようにして設置される。
【００２３】
表カバー７は、例えば、プラスティック等の合成樹脂で形成されており、文字板３の形状に対応した横長の皿状をしている。表カバー７は、裏カバーに一体化されて、ムーブメント、各種電子部品を搭載する電子基板を両面から挟み込むようにして収容する。表カバー７は、ＬＣＤ５と後述する背面照明ユニット１０を収容するケース８を有しており、ケース８は表カバー７に一体に形成されている。
【００２４】
ケース８は、表カバー７から裏側に立設する収容部８１と、該収容部に連設する段状の当接部８２と、該当接部８２に連設する傾斜部８３と、を有している。収容部８１は、ＬＣＤ５や後述する光学部材１２及び拡散板１３と略同一の外形に対応した断面が矩形状に形成されており、当接部８２は、収容部８１よりも小さく形成されることで、収容部８１にそれらの部材が収容可能な構造となっている。
【００２５】
背面照明ユニット１０は、複数（図３中では３つ）のＬＥＤ１１と、光学部材１２と、拡散板１３とを有している。背面照明ユニット１０は、ＬＣＤ５のバックライトとして機能している。なお、本実施形態では、背面照明ユニット１０のＬＣＤ５の背面を照明する場合について説明するが、スピードメータ、燃料メータ、水温メータ、タコメータ、オドメータ等の文字板３の背面側を照明することもできる。
【００２６】
ＬＥＤ１１は、周知のものであり、ＬＣＤ５の背面側となるように、制御基板９の表面に半田付けによって実装されている。各ＬＥＤ１１は、制御基板９に実装された制御部（図示せず）によって点灯、消灯が制御される。複数のＬＥＤ１１は、ＬＣＤ５の幅方向に所定の間隔で直線的に設けられている。なお、ＬＥＤ１１の配置については、ＬＣＤ５の形状や大きさ、ＬＥＤ１１の輝度等に基づいて任意に設定することができる。
【００２７】
光学部材１２は、ＬＣＤ５とＬＥＤ１１との間に介在している。光学部材１２は、周知である光学フィルム（BEF：Brightness Enhane Film）が用いられ、所定偏光軸の直線偏光を透過して、他の光は反射する特性を示すものである。具体的には、光学部材１２は、ＬＥＤ１１から光が入射すると所定偏光軸の直線偏光又は所定方向の遠偏光を反射し、他の光を透過する。つまり、光学部材１２は、ＬＥＤ１１から入射された光を分光して拡散板１３に向けて出射する。
【００２８】
本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、光学部材１２がＬＥＤ１１からの光を２つの虚像光Ｌに分光する場合について説明するが、３つ以上に分光するなど種々異なる形態とすることができる。
【００２９】
光学部材１２において、虚像光Ｌを出射する位置が出射位置１２ａとなっている。つまり、本実施形態では、３つのＬＥＤ１１からの出射光を光学部材１２によって２つの虚像光Ｌに分光しているため、光学部材１２には６つの出射位置１２ａが形成されており、各出射位置１２ａはＬＥＤ１１の直上からずれた位置となっている。このように光学部材１２は、ＬＥＤ１１からの光を複数の虚像光Ｌに分光する。
【００３０】
拡散板１３は、ＬＣＤ５を裏側から効果的に照明するためのもので、ＬＣＤ５と光学部材１２との間に介在している。拡散板１３は、導光性の合成樹脂によって矩形状に形成されている。拡散板１３は、光学部材１２による虚像光Ｌの出射位置１２ａに対応する部分がＬＣＤ５に向かって凸状に形成された複数の凸部１３ａと、該凸部１３ａ同士の間に形成された凹部１３ｂと、を有している。
【００３１】
拡散板１３は、凸部１３ａと凹部１３ｂの断面が連続する曲線となるように形成されている。本実施形態では、拡散板１３の断面が所定周期の連続する波線となるように形成する場合について説明するが、凸部１３ａ同士の間を平面状に形成するなど種々異なる形態とすることができる。
【００３２】
このように拡散板１３は、光学部材１２の各出射位置１２ａの直上に対応した凸部１３ａが、他の部位より厚く形成されている。そして、拡散板１３は、ＬＣＤ５の輝度が均一となるように、山形状に形成されている。凹部１３ｂは、谷形状に形成されている。
【００３３】
次に、上述した背面照明ユニット１０のケース８に対する組み付けの一例を、図２乃至図４の図面を参照して説明する。
【００３４】
ＬＥＤ１１が実装された制御基板９がケース８に組み付けられると、ケース８の当接部８２に光学部材１２の縁部を当接させることで、ＬＥＤ１１と所定の間隔で光学部材１２がケース８に取り付けられる。そして、該光学部材１２の上方から拡散板１３が重ねられることで、背面照明ユニット１０が組み立てられる。このように光学部材１２に拡散板１３を積層することで、光学部材１２の出射位置１２ａと拡散板１３の凸部１３ａとが対応する構造となっている。そして、拡散板１３の上にＬＣＤ５が組み付けられることで、ＬＣＤ５を背面から照明する構成となる。ＬＣＤ５の裏面は、拡散板１３の各凸部１３ａの頂部と当接した状態となっており、ＬＣＤ５と背面照明ユニット１０はケース８のロック機構（図示せず）によって一体的に組み付けられる。
【００３５】
次に、本発明の背面照明ユニット１０のＬＣＤ５に対する照明時の動作（作用）の一例を説明する。
【００３６】
所定のスイッチ操作に応答して各ＬＥＤ１１が発した光は、光学部材１２によって２つの虚像光Ｌに分光され、各出射位置１２ａから拡散板１３に向けて出射される。該虚像光Ｌは、拡散板１３内を広がりながら凸部１３ａに向かい、図３（ｃ）に示すように、凸部１３ａから均一の光量で拡散されてＬＣＤ５の背面側が照射される。このようにＬＣＤ５の背面側は、複数の凸部１３ａから出射された光によって均一に照明されることになる。
【００３７】
以上説明したように、本発明の背面照明ユニット１０によれば、光学部材１２の出射位置１２ａから出射した各虚像光Ｌを拡散板１３の凸部１３ａで均一に拡散して、ＬＣＤ５の背面に照明される光を均等化することができるため、ＬＥＤ１１と拡散板１３との間に光学部材１２を配置しても、照明ムラの発生を防止して均一な照明を行うことができる。また、指向性の高いＬＥＤ１１を用いても、拡散板１３の凸部１３ａで均等に拡散させることができるため、照明ムラの発生を確実に防止することができる。さらに、ＬＥＤ１１の数も少なくて済むためＬＣＤ５の大型化にも容易に対応することができる。
【００３８】
また、拡散板１３の凸部１３ａと凹部１３ｂの断面が、凸部１３ａ及ぶ凹部１３ｂに対応するように凹凸状の連続する曲線となるように形成することで、光学部材１２の出射位置１２ａから出射した各虚像光Ｌを、拡散板１３の凸部１３ａで正確かつ均等に拡散させることができるため、照明ムラの発生を防止してさらなる均一な照明を行うことができる。
【００３９】
さらに、本発明の車両用表示装置１によれば、ＬＣＤ５の表示部５２の背面側に背面照明ユニット１０を設けているので、背面照明ユニット１０の光学部材１２の出射位置１２ａから出射した各虚像光Ｌは、拡散板１３の凸部１３ａで同様に拡散されて、ＬＣＤ５の背面に照明される光を均等化することができるため、ＬＥＤ５と拡散板１３との間に光学部材１２を配置しても、照明ムラの発生を防止して均一な照明を行うことができる。また、ＬＥＤ１１の数も少なくて済むため、ＬＣＤ５の大型化にも容易に対応することができる。
【００４０】
なお、上述した本実施例では、背面照明ユニット１０を車両用表示装置１に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、車両用表示装置１以外にもＬＣＤ等の照明対象物が用いられるものであれば適用可能である。
【００４１】
また、上述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明が適用される車両用計器の一例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る背面照明ユニットの装着構造を示す分解斜視図である。
【図３】図３の背面照明ユニットの装置構造の関係を説明するための模式図であり、（ａ）は光源と光学部材との関係を示す断面図、（ｂ）はその光学部材の上面図、（ｃ）は拡散板の断面図、（ｄ）はＬＣＤの上面図をそれぞれ示している。
【図４】本発明に係る背面照明ユニットの断面の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    車両用表示装置
５    ＬＣＤ（表示部、照明対象物）
１０    背面照明ユニット
１１    ＬＥＤ（光源）
１２    光学部材
１２ａ    出射位置
１３    拡散板
１３ａ    凸部
１３ｂ    凹部
Ｌ    虚像光
【図１】
0004504915.tif 000002
【図２】
0004504915.tif 000003
【図３】
0004504915.tif 000004
【図４】
0004504915.tif 000005