(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ保持器の内部中央に配設され液晶表示装置の中央をバックライト照明する第１の光源と、
前記第１の光源の両側にそれぞれ略等距離隔てて位置するように前記ＬＥＤ保持器内に配設され前記液晶表示装置をバックライト照明する複数個からなる第２の光源と、
前記第１の光源と前記液晶表示装置との間のほぼ中間に位置するように配設され、前記液晶表示装置の前記第１の光源によって最も明るく照明される中央部分をカバーする幅を有する半透過反射板とを備えたことを特徴とする計器用表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の計器用表示装置において、
前記第１の光源が昼間時に用いられ、前記第２の光源が夜間時に用いられることを特徴とする計器用表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の計器用表示装置において、
前記第１、第２の光源が昼間時と夜間時の両方に用いられることを特徴とする計器用表示装置。
【請求項４】
請求項１、２、３のうちのいずれか一項記載の計器用表示装置において、
前記半透過反射板が乳白色の合成樹脂であることを特徴とする計器用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に取付けられる計器用表示装置に関し、特にアナログ表示式計器の透過照明式表示板とデジタル表示式計器の液晶表示装置（以下、ＬＣＤパネルという）を照明する計器用表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のアナログ表示式計器やデジタル表示式計器において、均一な照明を得ることは、表示板の照明やＬＣＤパネル全体の照明であっても表示部（文字、数字、図形、符号等）は光源からの光が透過せず他の部分が透過するいわゆる全面照明では特に重要となる。そのため、これらの計器においては、光源として広い面積を均一に照明する面発光光源装置を用いている。この面発光光源装置としては、ＥＬ等の面状光源も考えられるが、コスト等の点で難点があるため、電球、冷陰極管等の点または線光源と、導光板、拡散板、反射板等で構成したものが最も一般的である。
【０００３】
図７は従来の計器用表示装置を示す正面図、図８は図７のVIII−VIII線断面図で、（ａ）は昼間時の照明状態を示す断面図、（ｂ）は夜間時の照明状態を示す断面図である。この計器用表示装置１は、自動車の運転席の前面側に位置するダッシュボードに取付けられ、自動車の走行中に運転者に各種情報を伝達するコンビネーションメータを構成するもので、ケース２、表示板３、見返し板４、プリント配線板５、透明カバー６、アナログ式の回転計７、速度計８、ウォーニングインジケータ９、トランスミッションインジケータ１０、時刻、走行距離、燃料の残量等を表示するＬＣＤパネル１１等を備えている。また、昼間時に前記ＬＣＤパネル１１をバックライト照明する第１の光源１２、夜間時に前記表示板３とＬＣＤパネル１１を照明する第２の光源１３、導光板１４等を備えている。
【０００４】
前記ＬＣＤパネル１１は、裏面側に透光性を有する拡散板１５を有してＬＣＤ保持器１６の前面開口部に配設され、このＬＣＤ保持器の爪によって固定されている。ＬＣＤ保持器１６は、白色樹脂材料によって前後に開放する左右方向に長い矩形の枠状体に形成されることにより内面１６ａが反射面を形成し、前記表示板３の前面中央部の下縁に沿って配設されている。
【０００５】
前記第１の光源１２と第２の光源１３は、それぞれ電球からなり、前記ＬＣＤパネル１１の後方に位置するように前記ケース２に配設されている。第１の光源１２は、ＬＣＤ保持器１６の内部中央に位置するように、前記ケース２にソケット１７を介して配設され、その先端部が前記表示板３に形成した挿通孔からＬＣＤ保持器１６内に突出している。このため、導光板１４にも挿通孔１８が形成されている。
【０００６】
一方、第２の光源１３は、２個の電球１３Ａ，１３Ｂからなり、前記第１の光源１２の左右両側に略等距離隔てて位置するように前記ケース２に同じくソケット１７を介して配設され、その先端部が前記表示板３に形成した挿通孔からＬＣＤ保持器１６内に突出している。このため、導光板１４にも各電球１３Ａ，１３Ｂに対応して挿通孔２０が形成されている。また、各電球１３Ａ，１３Ｂには、青色に着色された透光性を有するキャップ２１がそれぞれ被冠されている。さらに、前記ケース２の表面には、導光板１４の挿通孔１８に嵌合する円筒状の遮光壁２２が一体に突設されており、これによって第１の光源１２の光が導光板１４内に入るのを防止している。
【０００７】
このような計器用表示装置１において、昼間時は図８（ａ）に示すように第１の光源１２を点灯し、その光を拡散板１５によって拡散してＬＣＤパネル１１の表示面をバックライト照明する。一方、夜間時は図８（ｂ）に示すように第２の光源１３を点灯し、ＬＣＤパネル１１をバックライト照明するとともに、その光を挿通孔２０の孔壁面より導光板１４内に導いて導光板１４の前面から出光させることにより表示板３の透過発光部を照明する。このとき、第２の光源１３は青色に着色されたキャップ２１が被冠されているため、昼間時の照明光とは異なる色調でＬＣＤパネル１１を照明する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の計器用表示装置１においては、均一照明と薄形化が要請されているが、薄形化すればするほど均一照明が難しく、ＬＣＤパネル１１の表示面全体を均一な明るさで照明することができなくなるという問題があった。すなわち、薄形化を図るためにＬＣＤパネル１１と第１、第２の光源１２，１３との間隔はますます狭くなる傾向にある。しかし、ＬＣＤパネル１１と第１、第２の光源１２，１３との間隔が狭くなると、第１の光源１２からＬＣＤパネル１１の中央までの距離と、第１の光源１２からＬＣＤパネル１１の端部までの距離の差が大きくなるため、昼間時の照明においてはパネルの中央部分が最も明るく、中央部分より遠くなるにしたがって徐々に明るさが低下する。この傾向はＬＣＤパネル１１が第１、第２の光源１２，１３の配列方向に長くなればなるほど大きくなる。一方、夜間時の照明においては２個の電球１３Ａ，１３Ｂからなる第２の光源１３によって照明するため、各電球１３Ａ，１３Ｂに対向する部分が最も明るく、中央部と両端部の明るさが低下する。
【０００９】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＬＣＤパネルの表示面全体を略均一な明るさで照明することができるようにした計器用表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、ＬＥＤ保持器の内部中央に配設され液晶表示装置の中央をバックライト照明する第１の光源と、前記第１の光源の両側にそれぞれ略等距離隔てて位置するように前記ＬＥＤ保持器内に配設され前記液晶表示装置をバックライト照明する複数個からなる第２の光源と、前記第１の光源と前記液晶表示装置との間のほぼ中間に位置するように配設され、前記液晶表示装置の前記第１の光源によって最も明るく照明される中央部分をカバーする幅を有する半透過反射板とを備えたものである。
【００１１】
第２の発明は、前記第１の光源が昼間時に用いられ、前記第２の光源が夜間時に用いられるものである。
第３の発明は、前記第１、第２の光源が昼間時と夜間時の両方に用いられるものである 第４の発明は、前記半透過反射板が乳白色の合成樹脂である。
【００１２】
本発明において、半透過反射板は第１の光源からの光の一部を透過し、一部の光を反射することにより、液晶表示装置の中央部分を照明する照明光の光量を減ずる。
第２の光源は液晶表示装置のサイズに合わせて複数個用いられる。例えば矩形の場合、第１の光源を中央に配置し、第２の光源を２個とし液晶表示装置の長手方向で第１の光源の両側にそれぞれ配置する。液晶表示装置が正方形で第２の光源が３個以上の場合は、第１の光源を中心とする同一円周上に等間隔をおいて配置する。
昼間時は車室内が明るいため、第１、第２の光源をともに点灯して液晶表示装置を照明すると、明るさを向上させることができる。一方、夜間時は車室内が暗いため、第１の光源を消灯し、第２の光源のみを点灯して照明すると、明るさを減少させることができる。こうすることにより昼間および夜間時とも同一色で、かつ明るさのバランスがとれた照明となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る計器用表示装置の一実施の形態を示す正面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図１のIII −III 線断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は昼間照明時における要部の拡大断面図、図６は夜間照明時における要部の拡大断面図である。なお、従来技術の欄で示した構成部材等と同一のものについては同一の符号をもって示し、その説明を適宜省略する。
【００１４】
これらの図において、計器用表示装置３０は、自動車の運転席の前面側に位置するダッシュボードに取付けられることにより、自動車の走行中に運転者に各種情報を伝達するコンビネーションメータを構成するもので、ケース２、表示板３、見返し板４、ケース２の背面側に取付けられたプリント配線板５、見返し板４の前面開口部を覆う透明カバー６等を備えている。また、エンジンの回転数を表示する回転計７、走行速度を表示するアナログ式の速度計８、半ドア、シートベルト未着用、バッテリ低下等の各種の警告を絵柄３１によって表示するウォーニングインジケータ９、変速機のセレクトレバーのシフト位置を「Ｐ」、「Ｒ」、・・・、「２」等のローマ字および数字３２で表示するトランスミッションインジケータ１０、時刻、走行距離、燃料の残量等を表示するＬＣＤパネル１１等を備えている。さらに、昼間時に前記ＬＣＤパネル１１をバックライト照明する第１の光源１２、夜間時に前記表示板３とＬＣＤパネル１１を照明する第２の光源１３、導光板１４等を備えている。
【００１５】
前記ケース２は合成樹脂製で、前記ダッシュボードに前記見返し板４とともに止めねじによって固定されており、前面中央に前記表示板３が導光板１４を介して配設されている。ケース２の前面で前記見返し板４が取付けられている部分より下方部分には、複数個の雌型コネクタ３３が取付けられており、これらの雌型コネクタ３３に前記各種計器、インジケータ、光源用等の図示しないケーブルが雄型コネクタを介して接続されるように構成されている。そして、ケース２の裏面側には裏カバー３４が取付けられている。
【００１６】
図１において、前記表示板３は、ポリカーボネート樹脂等の透光性を有する材料によってシート状に形成され、表面に前記絵柄３１、ローマ字および数字３２以外にも前記回転計７、速度計８、ウォーニングインジケータ９、シグナルランプの方向指示、前照灯のビーム切替え等に必要な数字３５，３６、目盛り３９、記号３７，３８等が表示部として表示されている。これらの表示部のうち、回転計７と速度計８の表示部である数字３５，３６と目盛り３９の周囲部分３９ａは、指針４１，４２の軸を中心とする同一円周上にそれぞれ遮光膜の印刷、その他の方法によって形成されることにより光不透過部を形成している。また、回転計７と速度計８の表示領域４３Ａ，４３Ｂのうち、数字３５，３６と目盛り３９の周囲部分３９ａを除く部分（図１に斜線で示す領域）および目盛り３９は、透光性を有する白色半透明な印刷が施されることにより、透過発光部４５Ａ，４５Ｂをそれぞれ形成している。これらの透過発光部４５Ａ，４５Ｂは、夜間照明時に前記第２の光源１３によって照明される。
【００１７】
前記表示領域４３Ａ，４３Ｂより外側の領域４４は光不透過部を形成しており、前記ウォーニングインジケータ９の絵柄３１と、トランスミッションインジケータ１０の「Ｐ」、「Ｒ」・・・、「２」等のローマ字と数字３２と、シグナルランプの方向指示、前照灯のビーム切替え等に必要な記号３７，３８が表示されている。これらの絵柄３１、ローマ字および数３２および記号３７，３８は、いずれも透光性を有する表示部を形成している。また、各ローマ字と数字３２の近傍には小さな円形の光透過部４６が形成されている。
【００１８】
前記ウォーニングインジケータ９の絵柄３１は、当該絵柄によって表す警告を発する事態が発生したとき各絵柄毎にケース前面側に配設した光源４８（図４）によって照明されるように構成されている。光源４８は電球、ＬＥＤ等からなり、前記ケース２の前面に各絵柄３１毎に画成した光源収納凹部４９内にそれぞれ収納されており、これによって各光源４８が当該絵柄以外の絵柄を照明しないようにしている。
【００１９】
前記トランスミッションインジケータ１０の「Ｐ」、「Ｒ」・・・、「２」等のローマ字と数字３２は、夜間照明時に前記第２の光源１３によって照明される。一方、各ローマ字と数字３２に近接して形成された円形の各光透過部４６は、各光透過部毎にケース前面側に配設した光源５０（図３）によって選択的に照明されるように構成されている。この光源５０は、前記ケース２の前面に各ローマ字と数字３２毎に画成した光源収納凹部５１内にそれぞれ収納されており、これによって各光源５０が当該光透過部４６以外の光透過部を照明しないようにしている。
【００２０】
同じく、前記シグナルランプの方向指示、前照灯のビーム切替えの表示部を形成する前記記号３７，３８も、各記号毎にケース前面側に配設した光源５３（図４）によって照明されるように構成されている。各光源５３は、ケース２の前面に各光源毎に画成した光源収納凹部５４内にそれぞれに配設されており、これによって各光源５３が当該記号以外の記号を照明しないようにしている。
【００２１】
図５および図６において、前記ＬＣＤパネル１１は裏面側に透光性を有する拡散板１５を有し、ＬＣＤ保持器１６の爪によって保持されて表示板３の前面中央部の下縁に沿って配設されている。そして、ＬＣＤパネル１１はフレキシブルプリント配線板５５（図３）によって前記プリント配線板５に接続されている。
【００２２】
前記ＬＣＤ保持器１６は、白色樹脂材料によって前後に開放する左右方向に長い矩形の枠状体に形成され、前記表示板３および導光板１４を通って前記ケース２にねじ込まれる複数個のねじ５６（図２、図５、図６）によって表示板３の表面に固定されている。ＬＣＤ保持器１６の内壁面は、反射面１６ａを形成している。
【００２３】
前記第１の光源１２と第２の光源１３は、それぞれ電球からなり、前記ＬＣＤ保持器１６内に位置するようにＬＣＤパネル１１の背面側に配設されている。第１の光源１２は、ＬＣＤ保持器１６の内部中央に位置するように、前記ケース２にソケット１７を介して配設され、その先端部が前記導光板１４および表示板３に形成した挿通孔１８，６０からＬＣＤ保持器１６内に突出している。また、前記ケース２の表面には、前記挿通孔１８に嵌合する円筒状の遮光壁２２が一体に突設されており、これによって第１の光源１２の光が導光板１４内に入るのを防止している。
【００２４】
一方、第２の光源１３は、２個の電球１３Ａ，１３Ｂで構成されている。これらの電球１３Ａ，１３Ｂは、前記第１の光源１２の左右両側に略等距離隔てて位置するように前記ケース２にソケット１７を介してそれぞれ配設され、その先端部が前記導光板１４および表示板３に形成した挿通孔２０，６１からＬＣＤ保持器１６内に突出している。また、各電球１３Ａ，１３Ｂには、青色に着色された透光性を有するキャップ２１がそれぞれ被冠されている。
【００２５】
さらに、前記ＬＣＤ保持器１６の内部には、本発明を特長づける透光性を有する半透過反射板６３が配設されている。この半透過反射板６３は乳白色で耐熱性を有するポリカーボネート樹脂等によって形成され、昼間照明時と夜間照明時に、第１、第２の光源１２，１３からの光の一部を透過し、一部を反射する機能を有するもので、ＬＣＤパネル１１と第１の光源１２との間に配設され、両端がＬＣＤ保持器１６の上下壁に固定されている。また、半透過反射板６３は、昼間照明時にＬＣＤパネル１１の最も明るく照明される中央部分をカバーする幅を有し、ＬＣＤパネル１１と第１の光源１２の中間位置よりも若干第１の光源１２寄りに配設されている。このような半透過反射板６３の幅および取付位置は、ＬＣＤパネル１１と第１の光源１２との間隔、ＬＣＤパネル１１の長さ、第１の光源１２と第２の光源１３との間隔等によって決定される。半透過反射板６３が乳白色であると、半透過反射板６３を透過した光の色と反射した光の色の差が少ないため、全体の照明色に与える影響が少ない。半透過反射板６３の透過率は、光源の規格、照明色の明るさ等によって決定される。
【００２６】
このような計器用表示装置３０において、昼間照明時は図５に示すように第１の光源１２を点灯してＬＣＤパネル１１をバックライト照明する。このとき、第２の光源１３は消灯している。第１の光源１２から前方に出た光は、半透過反射板６３に入射すると、その一部が半透過反射板６３を透過し、一部が反射する。そして、半透過反射板６３を透過した透過光７０ａは、拡散板１５により拡散され、ＬＣＤパネル１１の表示面の中央部分を照明する。一方、半透過反射板６３によって反射した反射光７０ｂは、表示板３の表面で反射しＬＣＤパネル１１の端部を照明する。したがって、表示面の中央部分の明るさは、図７および図８に示した従来の表示装置に比べて、半透過反射板６３によって反射した反射光７０ｂの光量分だけ低下する。
【００２７】
第１の光源１２から斜め左右方向に出た光７０ｃは、半透過反射板６３には入射せず、従来装置と同様にそのまま、またはＬＣＤ保持器１６の内壁面１６ａに当たって反射した後、ＬＣＤパネル１１の表示面の中央部分以外の部分を照明する。したがって、ＬＣＤパネル１１の端部の明るさは、従来装置に比べて半透過反射板６３により反射した反射光７０ｂの光量分だけ増大する。この結果、ＬＣＤパネル１１の表示面全体の明るさが均一な昼間照明を得ることができる。
【００２８】
夜間照明時は図６に示すように第２の光源１３を点灯して表示板３とＬＣＤパネル１１を照明する。このとき、第１の光源１２は消灯している。一方の電球１３Ａによる照明について説明すると、この電球１３Ａから横方向に出た光７１ａは、挿通孔２０の孔壁面を通って導光板１４内に入射し、表面から出光することにより表示板３の透過発光部４５Ａ（図１の左側斜線部）を照明する。この表示板３の照明においては半透過反射板６３によって影響されることがないので、透過発光部４５Ａの明るさは、従来装置における明るさと等しい。
【００２９】
電球１３ＡからＬＣＤパネル１１の中央部分に向かって出た光７１ｂは、拡散板１５に当たると、その一部７１ｃが拡散板１５を透過してＬＣＤパネル１１の表示面の中央部分を照明し、一部が拡散板１５で反射する。この反射光７１ｄは半透過反射板６３の表面に当たって反射した後、ＬＣＤパネル１１の表示面の中央部分を照明する。したがって、中央部分の明るさが従来装置に比べて反射光７１ｄの光量分だけ増大する。
【００３０】
一方、電球１３Ａから斜め方向に出て他方の電球１３Ｂに対応する表示面部分を照明する光７１ｅは、半透過反射板６３の裏面に当たって反射する。そして、この反射光７１ｅは表示板３の表面に当たって反射し、さらにＬＣＤ保持器１６の内壁面１６ａに当たって反射した後、ＬＣＤパネル１１の端部を照明する。したがって、ＬＣＤパネル１１の端部の明るさが増大し、電球１３Ｂに対応する部分の明るさが減少する。電球１３Ｂによる照明についても同様である。この結果、ＬＣＤパネル１１の表示面全体の明るさが均一な夜間照明を得ることができる。
【００３１】
ここで、上記した実施の形態においては、昼間時に第１の光源１２を点灯してＬＣＤパネル１１を照明し、夜間時に第２の光源１３を点灯してＬＣＤパネル１１を照明する例について示したが、他の実施の形態として昼間時と夜間時のいずれにおいても第１、第２の光源１３を点灯してＬＣＤパネル１１を照明してもよい。その場合も、上記した通り半透過反射板６３がこれら光源からの光を透過、反射するため、均一な照明が得られる。また、昼間時と夜間時の照明色は同一であってもよい。
【００３２】
なお、上記した実施の形態においては、第１、第２の光源１２，１３として電球を用いた例を示したが、これに限らず光拡散タイプのＬＥＤを用いてもよい。また、第１、第２の光源を異なる照明色とし、第１の光源および第２の光源を切り替えることにより、あるいは両方を点灯させることにより、照明色を運転者が任意に選択することができる液晶表示装置や、液晶表示方式を採用した時計、カーラジオ、エアコン制御パネル等にも応用可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る計器用表示装置によれば、半透過反射板を第１の光源とＬＣＤとの間に配設したので、第１の光源に対応する部分の光量が減少し、液晶表示装置の表示面全体の明るさが均一になり、照明効果を向上させることができる。
また、一枚の半透過反射板を用いるだけでよいので、構造が簡単で、安価に製作することができる。さらに、従来装置であっても簡単に改造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る計器用表示装置の一実施の形態を示す正面図である。
【図２】  図１のII−II線断面図である。
【図３】  図１のIII −III 線断面図である。
【図４】  図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】  昼間照明時における要部の拡大断面図である。
【図６】  夜間照明時における要部の拡大断面図である。
【図７】  従来の計器用表示装置を示す正面図である。
【図８】  図７のVIII−VIII線断面図で、（ａ）は昼間時の照明状態を示す断面図、（ｂ）は夜間時の照明状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２…ケース、３…表示板、４…見返し板、７…回転計、８…速度計、１１…ＬＣＤパネル（液晶表示装置）、１２…第１の光源、１３…第２の光源、１４…導光板、３０…計器用表示装置、６３…半透過反射板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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