JP3818229B2

JP3818229B2 - Indicator lighting structure

Info

Publication number: JP3818229B2
Application number: JP2002202443A
Authority: JP
Inventors: 信一橋本; 正樹小林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: JP2004045181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば車両等の指針を用いた計器装置に用いられる指針照明構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等の指針を用いた計器装置に用いられる指針照明構造に対しては、指針の指示範囲、つまり指針の回動範囲の全域において十分な指針の輝度を得ること、あるいは指針の回転に伴う指針の明るさのムラを防止することが要求されている。このような要求を満足させるために、従来の指針照明構造においては種々の工夫がなされている。従来の指針照明構造として、たとえば特開２００１−２１５１３８号公報に示されるものがある。これは、光が透過する指示部を備えた指針と、この指針を照明するために複数設けられた指針照明用光源と、指針と指針照明用光源との間に設けられた導光体とを備え、この導光体の指針照明用光源側に、指針照明用光源からの光を集光させる光受光部を前記指針照明用光源１つに対して複数設けたものである。これにより、指針の輝度を高めると同時に、指針の回転に伴う指針の明るさのムラを防止する、つまり指針の輝度を指針の回動角度に関わらず一定に保つことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−２１５１３８号公報に示される指針照明構造においては、光源を複数個、実施例では４個使用している。このため、コストの増大、あるいは光源の消費電流増加によりその駆動回路の温度上昇等の問題が生じる。
【０００４】
この対策として、たとえば光源の個数を減らすと共に、導光体に光拡散反射物質を混入させることが考えられる。これにより、少ない光源で導光体の発光面の輝度を均一にして指針の回転に伴う指針の明るさのムラを防止することは可能である。しかしこの場合、光拡散反射物質により光源の光の利用効率が低下する。そのため、十分な指針の輝度が得られるように、より高輝度、すなわち高価格の光源を用いる必要があり、やはりコストが増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、1個の光源により指針の回動範囲全域において指針の輝度を高めると共に指針の輝度を均一に維持できる指針照明構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の指針照明構造は、透光性材料からなる指針と、指針を照明するための１個の光源と、指針と光源との間に設けられた導光体とを備え、導光体は光源からの光を指針に向けて出射させる発光面と光源から導光体内に入射した光を反射させる第１〜第４反射面を備え、発光面は３種類の発光面である第１発光面、第２発光面および第３発光面から環状に構成され、第１発光面は光源から導光体内を直接第１発光面へ向かって進行する光により発光し、第２発光面は第１反射面で反射した光により発光し、第３発光面は第２〜第４反射面で連続して反射した光により発光して発光面が環状に発光するように第１〜第４反射面を配置した構成とした。これにより、１個の光源を用いて発光面全周を高い輝度且つ均一な明るさで発光させることができるので、指針の回動範囲全域において指針の輝度を高めると共に指針の輝度を均一に維持できる。ここで、光源からの光の導光体の各反射面への入射角が、導光体材質の全反射角度、つまり反射面に入射する光の全量が反射するような角度（アクリル樹脂の場合、約４５度）、あるいはそれに近い角度となるように導光体の形状を設定すれば、導光体内に入射した光源からの光の損失をほぼ０とする、すなわち導光体内に入射した光源からの光のほぼ１００％を指針の照明に利用できる。また、導光体内部での反射回数を最大３回に抑えたので、発光面における上述の３種類の経路を経た光に対応する各部分の発光輝度の差は非常に小さくできるため、導光体の発光面における輝度のムラをほとんど無くすことができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、導光体は光源に対向する凸面を備える構成とした。これにより、光源から導光体に入射する光の一部を凸面で屈折させて平行光線として導光体内を直接発光面に向けて進行させることができ発光面の輝度を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による指針照明構造を、自動車に搭載されるコンビネーションメータにおける指針照明構造１に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
【００１０】
コンビネーションメータ１００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１０の回動により運転者が視認可能に表示するものである。
【００１１】
以下、コンビネーションメータ１００の構造について簡単に説明する。図１に、本発明の一実施形態による指針照明構造１を備えるコンビネーションメータ１００の断面図を示す。
【００１２】
コンビネーションメータ１００は、指針１０を文字盤５０の表面に沿って回動させて、指針１０の角度により所定の物理量を指示している。
【００１３】
目盛盤５０は、樹脂あるいは金属等の薄板で形成され、その表面（図１の右側表面）には、目盛および数字（図示せず）が設けられている。
【００１４】
目盛盤５０の裏側（図１の左側）には、コンビネーションメータ１００の電気回路部を形成するプリント基板６０が配置されている。
【００１５】
プリント基板６０には、指針１０を照明するための１個の光源である１個の発光ダイオード３０が実装されている。また、プリント基板６０には、指針１０を回動させるムーブメント４０が取付けられている。
【００１６】
ムーブメント４０は、たとえば交差コイル式駆動部（図示せず）を備え、外部からの電気信号に対応した角度だけシャフト４１を回動させる。シャフト４１は、目盛盤５０の中央孔５１から目盛盤５０の表面側に延出し、その先端には指針１０が固定されている。
【００１７】
指針１０は、透光性材料、たとえば透明なアクリル樹脂あるいはポリカーボネート樹脂等から形成されている。指針１０と発光ダイオード３０との間には導光体２０が配置されている。導光体２０には貫通孔２１が設けられ、この貫通孔２１内にシャフト４１が略同軸上に挿通されている。貫通孔２１の指針１０側端面が円環状の発光面２２となっている。また、導光体２０は、プリント基板６０上に発光ダイオード３０を覆うように取付けられて、発光ダイオード３０から発せられる光により発光面２２を環状に発光させ、その光により指針１０を照明している。つまり、発光面２２を環状に発光させることで、指針１０は、その回動角度如何に関わらず一定の明るさで発光表示される。また、指針１０には、樹脂または金属からなる遮光キャップ１１が装着されている。遮光キャップ１１は、導光体２０の発光面２２から出射される光が直接運転者の眼に向かい運転者が眩惑されることを防止している。
【００１８】
上述の目盛盤５０、プリント基板６０、ムーブメント４０等は、樹脂製のケース７０内に収容固定されている。また、ケース７０には、透明カバー８０が取付けられている。
【００１９】
以上説明したコンビネーションメータ１００において、指針１０、導光体２０および発光ダイオード３０が、指針照明構造１構成している。
【００２０】
ところで、本発明の一実施形態による指針照明構造１では、図１に示すように、導光体２０の発光面２２は貫通孔２１の周りに環状に形成されている。一方、発光面２２を発光させる光源としては１個の発光ダイオード３０が貫通孔２１の外周側にオフセットして配置されている。したがって、発光ダイオード３０からの光をただ発光面２２に導光するだけでは、発光面２２の一部、すなわち発光ダイオード３０の直上に相当する部分を発光させるのみで、発光面２２の全周を環状に発光させることはできない。そこで、本発明の一実施形態による指針照明構造１においては、導光体２０の形状に工夫を凝らし、すなわち複数の反射面２４〜２７を設け、発光ダイオード３０からの光を各反射面２４〜２７で反射させて発光面２２に導くことにより、発光面２２を環状に発光させている。
【００２１】
次に、本発明の一実施形態による指針照明構造１について、その特徴である導光体２０の形状およびその導光作用を中心に説明する。
【００２２】
先ず、導光体２０の構成について詳細に説明する。
【００２３】
図２に、本発明の一実施形態による指針照明構造１における導光体２０の斜視外観図を示す。図３は、導光体２０の上面図であり、図２中のＩＩＩ矢視図である。図４は、導光体２０の下面図であり、図２中のＩＶ矢視図である。また、図５〜図９は、導光体２０の各断面図であり、図５、６、７、９は、それぞれ図３中における各断面指示線Ｖ−Ｖ、ＩＶ−ＩＶ、ＩＩＶ−ＩＩＶ、ＩＸ−ＩＸに対応している。また、図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。なお、図５、６、７、９においては、プリント基板４０、発光ダイオード３０も図示している。
【００２４】
導光体２０は、透明な樹脂、たとえばアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂等で形成されている。
【００２５】
導光体２０には、貫通孔２１が設けられ、コンビネーションメータ１００において、図１に示すように、ムーブメント４０のシャフト４１がこの貫通孔４１を通って文字盤５０の表面側に延出している。ここで、シャフト４１は、貫通孔４１と略同軸上の関係に配置されている。
【００２６】
また、導光体２０は、指針１０に対向する発光面２２を備えている。発光面２２は、図２および図３に示すように、貫通孔２１の周りに環状に形成され、したがって発光ダイオード３０を点灯させると、発光面２は環状に発光して指針１０を照明する。これにより、指針１０は、その回動角度に関係なく常に一定の明るさで発光する。
【００２７】
また、導光体２０の下面側には、発光ダイオード３０に対向する凸面２３が形成されている。凸面２３は、図５に示すように、発光ダイオード３０に向かって突出するように形成されている。導光体２０は、図５に示すように、プリント基板６０上に、凸面２３の中心軸と発光ダイオード３０の光軸とを略一致させて取付けられている。
【００２８】
また、導光体２０には、発光ダイオード３０から導光体２０内に入射した光を反射させる複数の反射面である反射面２４、２５、２６、２７が、図２〜図４に示すように形成されている。反射面２４は、図３中のＶ−Ｖ線について対称形状且つ連続する1個の面として、また、反射面２５、２６、２７は、図３中のＶ−Ｖ線を対称軸とする一対の面として、つまり２個ずつがそれぞれ設けられている。
【００２９】
次に、導光体２０の導光作用について説明する。
【００３０】
発光ダイオード３０は、図５における上方のあらゆる方向に光を放射しているが、その光量の大部分は所定中心角の円錐形の範囲内に集中している。本発明の一実施形態による指針照明構造１における導光体２０の役割は、発光ダイオード３０が発する光、主には上述した所定中心角円錐形範囲内の光を高効率で発光面２２へ導光して、そこから指針１０へ向けてシャフト４１と平行な光線として出射させることである。そのために、本発明の一実施形態による指針照明構造１では、発光ダイオード３０からの光を導光体２０内において３つの経路に分けて発光面２２に導いている。以下、これらの各経路について説明する。
【００３１】
（１）導光体２０内を直接発光面２２へ向かって進む光。
【００３２】
この場合、図５中において矢印で示すように、発光ダイオード３０から発射された光は、凸面２３から導光体内２０内へ入射し、凸面２３の凸レンズ作用により屈折して貫通孔２１の軸方向、すなわちシャフト４１の軸方向と平行に発光面２２へ向かって進む。この光により、図３に示すように、発光面２２において発光部２２ａが発光する。また、凸面２３を設けることにより、発光ダイオード３０からの光を発光面２２に向けて集光できるので、発光部２２ａの輝度を高めることができる。
【００３３】
（２）１個の反射面２４で反射して発光面に向かう光。
【００３４】
この場合、図６中において矢印で示すように、発光ダイオード３０から発射されて導光体内２０内へ入射た光は、反射面２４で反射してシャフト４１の軸方向と平行に（発光面２２に入射角０で入射する方向）発光面２２へ向かって進む。この光により、図３に示すように、発光面２２において発光部２２ｂが発光する。
【００３５】
ここで、反射面２４は、発光ダイオード３０を焦点とする凹面鏡として作用する形状に設定されているので、反射面２４に入射した発光ダイオード３０からの光のほぼ全量を発光部２２ｂから発光させることができる。
【００３６】
（３）３個の反射面２５、２６、２７で連続反射して発光面に向かう光。
【００３７】
この場合、発光ダイオード３０から発射された光は、先ず、図７中において矢印で示すように、凸面２３から導光体内２０内へ入射し、凸面２３の凸レンズ作用により屈折してほぼ平行光線となって反射面２５に入射し、反射面２５において反射面２６に向けて反射され、ほぼ平行光線として反射面２６に入射する。次いで、反射面２６に入射した光は、図８中において矢印で示すように、反射面２６で反射し反射面２７に入射する。続いて、反射面２７に入射した光は、図９中において矢印で示すように、反射面２７で反射してシャフト４１の軸方向と平行（発光面２２に入射角０で入射する方向）に発光面２２へ向かって進む。この光により、図３に示すように、発光面２２において発光部２２ｃが発光する。
【００３８】
ここで、各反射面２５、２６、２７は、発光ダイオード３０からの光の各反射面２５、２６、２７への入射角が、導光体２０材質の全反射角度、つまり各反射面２５、２６、２７に入射する光の全量が反射するような角度（アクリル樹脂の場合、約４５度）、あるいはそれに近い角度となるような位置関係に設定されている。したがって、発光ダイオード３０から反射面２５に入射した光は、その光路途中での損失をほぼ０として発光面２２から出射される。
【００３９】
以上説明したように、１個の発光ダイオード３０から導光体２０へ入射した光を、上述の３つの経路により発光面２２に導光して発光面２２の発光部２２ａ、２２ｂ、２２ｃをそれぞれ発光させることにより、発光面２２を環状に発光させることができる。
【００４０】
以上説明した、本発明の一実施形態における指針照明構造１では、透光性材料からなる指針１０と、この指針１０を照明するための1個の発光ダイオード３０と、指針１０と発光ダイオード３０との間に設けられた導光体２０とを備え、導光体２０は、発光ダイオード３０からの光を指針１０に向けて出射させる発光面２２と発光ダイオード３０から導光体２０内に入射した光を反射させる複数の反射面２４〜２７とを有し、発光面２２は導光体２０内を直接発光面２２に向かう光と１個の反射面２４で反射して発光面２２に向かう光と３個の反射面２５、２６、２７で順次反射して発光面２２に向かう光とにより、各発光部２２ａ、２２ｂ、２２ｃがそれぞれ発光する構成とした。これにより、1個の発光ダイオード３０を用いて発光面２２全周を高い輝度且つ均一な明るさで発光させることができるので、指針１０の回動範囲全域において指針１０の輝度を高めると共に指針１０の輝度を均一に維持できる。
【００４１】
なお、以上説明した、本発明の一実施形態による指針照明構造１では、光源として発光ダイオード３０を用いているが、他の光源、たとえば電球等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による指針照明構造１を用いたコンビネーションメータ１００の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による指針照明構造１の導光体２０の斜視外観図である。
【図３】導光体２０の上面図であり、図２中のＩＩＩ矢視図である。
【図４】導光体２０の下面図であり、図２中のＩＶ矢視図である。
【図５】図３中のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図３中のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図３中のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図３中のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【符号の説明】
１指針照明構造
１０指針（指針照明構造）
２０導光体（指針照明構造）
２１貫通孔
２２発光面
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ発光部
２３凸面
２４反射面
２５反射面
２６反射面
２７反射面
３０発光ダイオード（光源、指針照明構造）
４０回動内機
４１指針軸
５０文字盤
６０プリント基板
７０ケース
８０透明カバー
１００コンビネーションメータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pointer illumination structure used in an instrument device using a pointer such as a vehicle.
[0002]
[Prior art]
For a pointer illumination structure used in an instrument device using a pointer such as a vehicle, obtain a sufficient pointer brightness in the pointer indication range, that is, the entire rotation range of the pointer, or a pointer accompanying the rotation of the pointer. It is required to prevent unevenness in brightness. In order to satisfy such a requirement, various ideas have been made in the conventional pointer illumination structure. A conventional pointer illumination structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-215138. This includes a pointer provided with an indicator through which light passes, a plurality of pointer illumination light sources provided to illuminate the pointer, and a light guide provided between the pointer and the pointer illumination light source. The light guide is provided with a plurality of light receiving portions for condensing light from the pointer illumination light source for the pointer illumination light source. As a result, the brightness of the pointer can be increased, and at the same time, unevenness of the brightness of the pointer accompanying the rotation of the pointer can be prevented, that is, the brightness of the pointer can be kept constant regardless of the rotation angle of the pointer.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the pointer illumination structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-215138 uses a plurality of light sources, that is, four in the embodiment. For this reason, problems such as a rise in temperature of the drive circuit occur due to an increase in cost or an increase in current consumption of the light source.
[0004]
As a countermeasure, for example, it is conceivable to reduce the number of light sources and to mix a light diffusive reflection material into the light guide. Thereby, it is possible to make the brightness of the light emitting surface of the light guide uniform with a small number of light sources and to prevent unevenness in the brightness of the pointer due to the rotation of the pointer. However, in this case, the light use efficiency of the light source is lowered by the light diffusing and reflecting material. For this reason, it is necessary to use a light source with higher luminance, that is, a higher price, so that sufficient guide luminance can be obtained.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a pointer illumination structure that can increase the brightness of the pointer over the entire rotation range of the pointer and maintain the brightness of the pointer uniformly with a single light source. To do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
[0007]
The pointer illumination structure according to claim 1 of the present invention includes a pointer made of a translucent material, a single light source for illuminating the pointer, and a light guide provided between the pointer and the light source. The light guide includes a light emitting surface that emits light from the light source toward the pointer, and first to fourth reflective surfaces that reflect light incident from the light source into the light guide, and the light emitting surface includes three types of light emitting surfaces. The first light-emitting surface, the second light-emitting surface, and the third light-emitting surface are formed in an annular shape, and the first light-emitting surface emits light by light traveling directly from the light source through the light guide toward the first light-emitting surface. The light emitting surface emits light by the light reflected by the first reflecting surface , the third light emitting surface emits light by the light continuously reflected by the second to fourth reflecting surfaces, and the light emitting surfaces emit light in a ring shape . It was set as the structure which has arrange | positioned the 4th reflective surface. As a result, the entire circumference of the light emitting surface can be made to emit light with high brightness and uniform brightness using a single light source. Therefore, the brightness of the pointer is increased and the brightness of the pointer is kept uniform throughout the entire rotation range of the pointer. it can. Here, the incident angle of light from the light source to each reflecting surface of the light guide is the total reflection angle of the light guide material, that is, the angle at which the total amount of light incident on the reflecting surface is reflected (in the case of acrylic resin) If the shape of the light guide is set to be at an angle close to that, or approximately 45 degrees, the loss of light from the light source incident on the light guide is almost zero, that is, the light source incident on the light guide. Almost 100% of the light from can be used for pointer illumination. In addition, since the number of reflections inside the light guide is suppressed to a maximum of three times, the difference in light emission luminance of each part corresponding to the light that has passed through the above three types of paths on the light emitting surface can be very small. The luminance unevenness on the light emitting surface of the body can be almost eliminated.
[0008]
In the invention according to claim 2, the light guide has a convex surface facing the light source. As a result, part of the light incident on the light guide from the light source can be refracted by the convex surface and travel as a parallel light beam directly toward the light emitting surface, and the luminance of the light emitting surface can be increased.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a case where a pointer illumination structure according to an embodiment of the present invention is applied to a pointer illumination structure 1 in a combination meter mounted on an automobile will be described with reference to the drawings.
[0010]
The combination meter 100 is provided in front of the driver's seat in the passenger compartment of the automobile, and displays the operating state (traveling speed, engine speed, etc.) of the automobile so that the driver can visually recognize it by turning the pointer 10. .
[0011]
Hereinafter, the structure of the combination meter 100 will be briefly described. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a combination meter 100 including a pointer illumination structure 1 according to an embodiment of the present invention.
[0012]
The combination meter 100 rotates the pointer 10 along the surface of the dial 50 and indicates a predetermined physical quantity by the angle of the pointer 10.
[0013]
The scale board 50 is formed of a thin plate such as resin or metal, and a scale and numerals (not shown) are provided on the surface (the right side surface in FIG. 1).
[0014]
On the back side of the scale plate 50 (left side in FIG. 1), a printed circuit board 60 that forms an electric circuit portion of the combination meter 100 is disposed.
[0015]
On the printed circuit board 60, one light emitting diode 30 which is one light source for illuminating the pointer 10 is mounted. In addition, a movement 40 for rotating the pointer 10 is attached to the printed circuit board 60.
[0016]
The movement 40 includes, for example, a cross coil drive unit (not shown), and rotates the shaft 41 by an angle corresponding to an electric signal from the outside. The shaft 41 extends from the central hole 51 of the scale plate 50 to the surface side of the scale plate 50, and the pointer 10 is fixed to the tip thereof.
[0017]
The pointer 10 is made of a translucent material such as a transparent acrylic resin or polycarbonate resin. A light guide 20 is disposed between the pointer 10 and the light emitting diode 30. The light guide 20 is provided with a through hole 21, and a shaft 41 is inserted substantially coaxially into the through hole 21. The end face on the pointer 10 side of the through hole 21 is an annular light emitting surface 22. The light guide 20 is attached to the printed circuit board 60 so as to cover the light emitting diode 30, and the light emitting surface 22 is caused to emit light in a ring shape by light emitted from the light emitting diode 30, and the pointer 10 is illuminated by the light. Yes. That is, by causing the light emitting surface 22 to emit light in a ring shape, the pointer 10 is displayed with light emission at a constant brightness regardless of the rotation angle. The pointer 10 is provided with a light shielding cap 11 made of resin or metal. The light shielding cap 11 prevents the light emitted from the light emitting surface 22 of the light guide 20 from being directly directed to the driver's eyes and being dazzled by the driver.
[0018]
The scale plate 50, the printed circuit board 60, the movement 40 and the like are housed and fixed in a resin case 70. A transparent cover 80 is attached to the case 70.
[0019]
In the combination meter 100 described above, the pointer 10, the light guide 20, and the light emitting diode 30 constitute the pointer illumination structure 1.
[0020]
By the way, in the pointer illumination structure 1 according to the embodiment of the present invention, the light emitting surface 22 of the light guide 20 is formed around the through hole 21 in an annular shape as shown in FIG. On the other hand, as a light source for emitting light from the light emitting surface 22, one light emitting diode 30 is arranged offset to the outer peripheral side of the through hole 21. Therefore, by only guiding the light from the light emitting diode 30 to the light emitting surface 22, only a part of the light emitting surface 22, that is, a portion corresponding to the portion immediately above the light emitting diode 30 is caused to emit light. It cannot emit light in a ring shape. Therefore, in the pointer illumination structure 1 according to the embodiment of the present invention, the shape of the light guide 20 is devised, that is, a plurality of reflecting surfaces 24 to 27 are provided, and light from the light emitting diode 30 is transmitted to the reflecting surfaces 24 to 27. The light emitting surface 22 is caused to emit light in a ring shape by being reflected at 27 and guided to the light emitting surface 22.
[0021]
Next, the pointer illumination structure 1 according to an embodiment of the present invention will be described with a focus on the shape of the light guide 20 and the light guide action, which are features thereof.
[0022]
First, the configuration of the light guide 20 will be described in detail.
[0023]
FIG. 2 is a perspective external view of the light guide 20 in the pointer illumination structure 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a top view of the light guide 20 and is a view taken in the direction of arrow III in FIG. FIG. 4 is a bottom view of the light guide 20 and is a view taken along arrow IV in FIG. 5 to 9 are cross-sectional views of the light guide 20, and FIGS. 5, 6, 7, and 9 are cross-sectional instruction lines VV, IV-IV, and IIV-IIV in FIG. 3, respectively. , IX-IX. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 5, 6, 7, and 9, the printed circuit board 40 and the light emitting diode 30 are also illustrated.
[0024]
The light guide 20 is formed of a transparent resin such as an acrylic resin or a polycarbonate resin.
[0025]
The light guide 20 is provided with a through hole 21. In the combination meter 100, as shown in FIG. 1, the shaft 41 of the movement 40 extends through the through hole 41 to the surface side of the dial 50. . Here, the shaft 41 is disposed in a substantially coaxial relationship with the through hole 41.
[0026]
Further, the light guide 20 includes a light emitting surface 22 that faces the pointer 10. As shown in FIGS. 2 and 3, the light emitting surface 22 is formed in an annular shape around the through hole 21. Therefore, when the light emitting diode 30 is turned on, the light emitting surface 2 emits an annular shape to illuminate the pointer 10. Thereby, the pointer 10 always emits light with a constant brightness regardless of the rotation angle.
[0027]
A convex surface 23 that faces the light emitting diode 30 is formed on the lower surface side of the light guide 20. As shown in FIG. 5, the convex surface 23 is formed so as to protrude toward the light emitting diode 30. As shown in FIG. 5, the light guide 20 is mounted on the printed circuit board 60 so that the central axis of the convex surface 23 and the optical axis of the light emitting diode 30 are substantially aligned.
[0028]
Further, the light guide 20 includes a plurality of reflection surfaces 24, 25, 26, and 27 that reflect light incident from the light emitting diode 30 into the light guide 20, as shown in FIGS. Is formed. The reflective surface 24 is a single surface that is symmetrical with respect to the VV line in FIG. 3, and the reflective surfaces 25, 26, and 27 are a pair having the VV line in FIG. In other words, two each are provided.
[0029]
Next, the light guide action of the light guide 20 will be described.
[0030]
The light emitting diode 30 emits light in all directions above in FIG. 5, but most of the light amount is concentrated within a conical range having a predetermined central angle. The role of the light guide 20 in the pointer illumination structure 1 according to the embodiment of the present invention is to guide the light emitted from the light emitting diode 30, mainly the light within the predetermined central angle cone shape described above, to the light emitting surface 22 with high efficiency. The light is emitted and emitted from there as a light beam parallel to the shaft 41 toward the pointer 10. Therefore, in the pointer illumination structure 1 according to the embodiment of the present invention, the light from the light emitting diode 30 is divided into three paths in the light guide 20 and guided to the light emitting surface 22. Hereinafter, each of these routes will be described.
[0031]
(1) Light traveling directly in the light guide 20 toward the light emitting surface 22.
[0032]
In this case, as indicated by an arrow in FIG. 5, the light emitted from the light emitting diode 30 enters the light guide body 20 from the convex surface 23, is refracted by the convex lens action of the convex surface 23, and is axial in the through hole 21. That is, it proceeds toward the light emitting surface 22 in parallel with the axial direction of the shaft 41. With this light, as shown in FIG. 3, the light emitting portion 22 a emits light on the light emitting surface 22. Moreover, since the light from the light emitting diode 30 can be condensed toward the light emitting surface 22 by providing the convex surface 23, the luminance of the light emitting portion 22a can be increased.
[0033]
(2) Light that is reflected by one reflecting surface 24 and travels toward the light emitting surface.
[0034]
In this case, as indicated by arrows in FIG. 6, the light emitted from the light emitting diode 30 and entering the light guide 20 is reflected by the reflecting surface 24 and parallel to the axial direction of the shaft 41 (light emitting surface 22). In the direction of incidence to the light emitting surface 22). With this light, the light emitting portion 22b emits light on the light emitting surface 22, as shown in FIG.
[0035]
Here, since the reflecting surface 24 is set to have a shape that acts as a concave mirror with the light emitting diode 30 as a focal point, almost all of the light from the light emitting diode 30 incident on the reflecting surface 24 is emitted from the light emitting portion 22b. Can do.
[0036]
(3) Light that is continuously reflected by the three reflecting surfaces 25, 26, and 27 and travels toward the light emitting surface.
[0037]
In this case, the light emitted from the light emitting diode 30 first enters the light guide body 20 from the convex surface 23 as shown by an arrow in FIG. Then, the light enters the reflection surface 25, is reflected by the reflection surface 25 toward the reflection surface 26, and enters the reflection surface 26 as a substantially parallel light beam. Next, the light incident on the reflecting surface 26 is reflected by the reflecting surface 26 and enters the reflecting surface 27 as indicated by an arrow in FIG. Subsequently, as shown by an arrow in FIG. 9, the light incident on the reflecting surface 27 is reflected by the reflecting surface 27 and parallel to the axial direction of the shaft 41 (the direction incident on the light emitting surface 22 at an incident angle of 0). Proceed toward the light emitting surface 22. With this light, as shown in FIG. 3, the light emitting portion 22 c emits light on the light emitting surface 22.
[0038]
Here, each of the reflection surfaces 25, 26, and 27 has an incident angle of the light from the light emitting diode 30 to each reflection surface 25, 26, and 27 so that the total reflection angle of the light guide 20 material, that is, The angle is set such that the angle at which the entire amount of light incident on 26 and 27 is reflected (about 45 degrees in the case of acrylic resin), or an angle close thereto. Therefore, the light incident on the reflecting surface 25 from the light emitting diode 30 is emitted from the light emitting surface 22 with almost no loss in the optical path.
[0039]
As described above, the light incident on the light guide 20 from one light emitting diode 30 is guided to the light emitting surface 22 through the above-described three paths, and the light emitting portions 22a, 22b, and 22c of the light emitting surface 22 are respectively set. By emitting light, the light emitting surface 22 can emit light in a ring shape.
[0040]
In the pointer illumination structure 1 according to the embodiment of the present invention described above, the pointer 10 made of a translucent material, one light emitting diode 30 for illuminating the pointer 10, the pointer 10 and the light emitting diode 30 The light guide 20 is incident on the light guide 20 from the light emitting surface 22 and the light emitting diode 30 for emitting the light from the light emitting diode 30 toward the pointer 10. The light-emitting surface 22 has a plurality of reflecting surfaces 24 to 27 that reflect light, and the light-emitting surface 22 is light that directly travels toward the light-emitting surface 22 in the light guide 20 and light that is reflected by one reflecting surface 24 and travels toward the light-emitting surface 22. The light emitting units 22a, 22b, and 22c emit light by the light that is sequentially reflected by the three reflecting surfaces 25, 26, and 27 and travels toward the light emitting surface 22. As a result, the entire circumference of the light emitting surface 22 can be emitted with high brightness and uniform brightness using a single light emitting diode 30, so that the brightness of the pointer 10 is increased over the entire rotation range of the pointer 10 and the pointer 10. The brightness of the can be kept uniform.
[0041]
In the pointer illumination structure 1 according to the embodiment of the present invention described above, the light emitting diode 30 is used as the light source. However, other light sources such as a light bulb may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a combination meter 100 using a pointer illumination structure 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective external view of a light guide 20 of a pointer illumination structure 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a top view of the light guide 20 and is a view taken in the direction of arrow III in FIG. 2;
4 is a bottom view of the light guide 20, and is a view taken along arrow IV in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Pointer illumination structure 10 Pointer (pointer illumination structure)
20 Light guide (guide lighting structure)
21 Through-hole 22 Light-emitting surface 22a, 22b, 22c Light-emitting part 23 Convex surface 24 Reflective surface 25 Reflective surface 26 Reflective surface 27 Reflective surface 30 Light-emitting diode (light source, pointer illumination structure)
40 Rotating inner machine 41 Pointer shaft 50 Dial 60 Printed circuit board 70 Case 80 Transparent cover 100 Combination meter

Claims

透光性材料からなる指針と、
前記指針を照明するための１個の光源と、
前記指針と前記光源との間に設けられた導光体とを備え、
前記導光体は前記光源からの光を前記指針に向けて出射させる発光面と前記光源から前記導光体内に入射した光を反射させる第１〜第４反射面を備え、
前記発光面は３種類の発光面である第１発光面、第２発光面および第３発光面から環状に構成され、
前記第１発光面は前記光源から前記導光体内を直接前記第１発光面へ向かって進行する光により発光し、前記第２発光面は前記第１反射面で反射した光により発光し、前記第３発光面は前記第２〜第４反射面で連続して反射した光により発光して前記発光面が環状に発光するように前記第１〜第４反射面を配置したことを特徴とする指針照明構造。A guideline made of translucent material;
One light source for illuminating the pointer;
A light guide provided between the pointer and the light source;
The light guide includes a light emitting surface that emits light from the light source toward the pointer, and first to fourth reflective surfaces that reflect light incident on the light guide from the light source,
The light emitting surface is formed in an annular shape from three types of light emitting surfaces: a first light emitting surface, a second light emitting surface, and a third light emitting surface,
The first light emitting surface emits light by light traveling directly from the light source through the light guide toward the first light emitting surface, the second light emitting surface emits light reflected by the first reflecting surface, the third light-emitting surface is characterized in that the light emitting surface emits light by light reflected in succession by the second to fourth reflecting surface is disposed the first to fourth reflecting surface to emit light annularly Pointer illumination structure.

前記導光体は前記光源に対向する凸面を備えることを特徴とする請求項１に記載の指針照明構造。The pointer illumination structure according to claim 1, wherein the light guide includes a convex surface facing the light source.