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JP5200558B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、透過照明されてクリスタル状に輝いて発光表示する発光表示部を備えた表示装置に関するものである。
近年、表示装置の見映えを向上するために種々の構成が採られ、例えば、透過照明されてクリスタル状に輝いて発光表示する発光表示部を備えた表示装置が開示されている(特許文献1を参照)。
この表示装置は、当該自動車に備わる機器の作動状態を知らせるインジケータであり、この表示装置では、報知内容を表すマーク形状のマーク表示部の周縁に、リング状で光透過性を有すると共に裏面にダイヤカット面が形成された発光表示部が形成されている。また、発光表示部を透過照明する光源が、発光表示部の背後に配置されている。光源が発した光を受け、ダイヤカット面によってクリスタル状に輝いて発光表示する発光表示部が、マーク表示部にアクセントを付加し、これにより、表示装置の見映えを向上させている。
特開2003−279388号公報
リング状の発光表示部を、ダイヤカット面が形成された板状の発光表示部とすれば、クリスタル状に輝いて発光表示する範囲を広げることが可能となるため、表示装置の見映えをさらに向上させることが可能となる。
ここで、ダイヤカット面は、互いに異なる2方向において断面形状が3角波状の凹凸からなり、光源が発した光を発光表示部の前方側へ屈折させる面と、光源が発した光を発光表示部の外側へ屈折させる面とが、交互に配列されている。前方側へ屈折させる面は、発光表示する面として視認され、外側へ屈折させる面は、発光表示しない面として視認される。このため、光源が発した光を受けたダイヤカット面では、発光表示する面と発光表示しない面が交互に現れ、発光表示部は、クリスタル状に輝いて発光表示する。
しかし、発光表示部の発光表示する範囲を広げた場合、発光表示部において光源の直上の周縁側では、光源が発した光は、発光表示部の外側へ向かって斜め方向から発光表示部に入射する。このため、周縁側において発光表示する面は、外側へ向かって斜め方向から入射した光を、発光表示部の前方側へ屈折させることが困難になり、発光表示部において光源の直上の中央側と比較して周縁側で発光輝度が低下し、発光輝度にムラが生じて見映えが悪くなるという問題が生じる。
この問題は、ダイヤカット面が前面に形成された板状の発光表示部にも共通する問題である。
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、ダイヤカット面が前面または裏面に形成された板状の発光表示部を備えた表示装置において、発光表示部の発光輝度のムラを抑えることを目的とする。
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。
請求項1に記載の表示装置は、光源と、互いに異なる2方向において断面形状が3角波状の凹凸からなるダイヤカット面が前面または裏面に形成され、且つ、光源が発した光を裏面から入射して前面から出射することによって発光表示すると共に、板状で光透過性の発光表示部と、を備え、発光表示部は、円弧状に複数配列され、光源は、各発光表示部の背後にそれぞれ配置され、2方向のうち円弧状配列の円弧方向における凹凸ピッチを、2方向のうち円弧状配列の径方向における凹凸ピッチと比較して短く設定し、円弧方向における発光表示部の長さを、径方向における発光表示部の長さと比較して長く設定していることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、発光表示部が円弧状に複数配列される構成下、発光表示部の長さを短く設定している当該円弧状配列の径方向と比較して、発光表示部の長さが長い当該円弧状配列の円弧方向では、凹凸ピッチを短く設定しているため、ダイヤカット面が形成されている面に対して、ダイヤカット面の凹凸の傾斜角度が大きくなっている。このため、発光表示部の長さが長い円弧方向では、光源が発した光のダイヤカット面に対する入射角度が大きくなり、これにより、光源からの光の進行方向を屈折によって変える角度が大きくなっている。
ここで、発光表示部において光源の直上の周縁側では、光源が発した光は、発光表示部の外側へ向かって斜め方向から発光表示部に入射するが、発光表示部の長さを長く設定している円弧方向では、より外側へ向かって、より斜め方向から発光表示部に入射する。これに対して、発光表示部の長さが長い円弧方向では、光源からの光の進行方向を屈折によって変える角度が大きくなっている。このため、発光表示部の長さを長く設定している円弧方向の周縁側において発光表示する面は、より外側へ向かって入射する光の進行方向を、屈折によって発光表示部の前方側へ変えることが可能になる。
したがって、発光表示部の長さが長い円弧方向で中央側と比較して周縁側で発光輝度が低下することを抑えることが可能となり、このため、発光表示部の発光輝度のムラを抑えることが可能となる。
請求項2および請求項3のように構成しても同様の効果を奏することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図中の互いに同一若しくは均等である部分に、同一符号を付している。
図1に示すコンビネーションメータ100は、自動車の車室内の運転席前方に設けたインストルメントパネル内に配置され、自車両の各種情報を表示する。コンビネーションメータ100は、自車両の走行速度を表示するスピードメータ10と、自車両のエンジン負荷状態を知らせるインジケータ1を備える。
スピードメータ10は、文字111と目盛112が設けられた文字盤11と、文字盤11の前面を回転して文字111と目盛112を指示する指針12とを備え、自車両の走行速度に応じて所定角度指針12が回転するように構成される。指針12は、走行速度に応じて所定角度回転して、走行速度に応じた文字111と目盛112を指示することにより、自車両の走行速度を表示する。
文字盤11は、図2に示すように、無色透明のポリカーボネート樹脂等から形成された文字盤基板110と、文字盤基板110の前面に形成された背景層113を備え、文字111と目盛112は、背景層113の開口として形成される。また、背景層113には、円弧状の開口114が形成される。この開口114に合わせた形状で、後述するダイヤカットリング2は、円弧状に形成される。
インジケータ1は、光透過性のダイヤカットリング2と、ダイヤカットリング2の背後に配置されてダイヤカットリング2を透過照明する発光ダイオード4とを備え、板状で円弧状のダイヤカットリング2は、図2に示すように、円弧状の開口114の前面(無色透明の文字盤基板110の前面)に配置され、文字盤11に引っかけ等で固定される。ダイヤカットリング2は、13個の板状で光透過性の発光表示部3を発光表示部3の前面31に沿って円弧状に配列したものであり、13個の発光表示部3を無色透明なアクリル樹脂等から一体的に形成したものである。発光表示部3(ダイヤカットリング2)の裏面32には、断面形状が3角波状の凹凸からなるダイヤカット面33が裏面32に形成される。
図1において、13個の各発光表示部3の背後には、それぞれ、1個の発光ダイオード4が配置され、13個の発光ダイオード4は、プリント基板6に実装される。領域REの発光ダイオード4は、赤色の光を発するものであり、領域ORの発光ダイオード4は、橙色の光を発するものであり、領域RE,ORを除く円弧状の領域の発光ダイオード4は、緑色の光を発するものである。図2において、発光ダイオード4が発した光は、ケース5に導かれ、発光表示部3の裏面32から入射して前面31から出射し、これによって発光表示部3が発光表示する。ケース5は、隣接する発光表示部3を各発光ダイオード4が透過照明して発光表示させないように、漏光を防止する構造で構成される。
したがって、図1において、領域RE,ORを除く円弧状の領域の各発光ダイオード4を点燈すると、この領域の各発光表示部3は、緑色で発光表示され、領域ORの各発光ダイオード4を点燈すると、この領域の各発光表示部3は、橙色で発光表示され、領域REの各発光ダイオード4を点燈すると、この領域の各発光表示部3は、赤色で発光表示される。
エンジン負荷状態が大きくなるにしたがって、左端側の発光ダイオード4から右端側の発光ダイオードまで順次点燈し、領域ORの領域の発光ダイオード4を点燈してエンジン負荷状態が注意レベルに達したことを知らせ、領域REの領域の発光ダイオード4を点燈してエンジン負荷状態が警告レベルに達したことを知らせる。また、後述するように、発光ダイオード4からの光を受けた発光表示部3は、ダイヤカット面33によって、クリスタル状に輝いて発光表示する。
インジケータ1は、請求項に記載の表示装置に相当し、ダイヤカットリング2は、請求項に記載のユニット部材に相当し、発光ダイオード4は、請求項に記載の光源に相当する。
ダイヤカット面33は、図3で示すように、菱形の凹凸を繰り返す形状で形成される。具体的に、図4と図5で示すように、ダイヤカット面33は、互いに異なる2方向において断面形状が3角波状の凹凸からなり、即ち、図4に示すダイヤカットリング2の円弧方向の断面形状と、図5に示すダイヤカットリング2の径方向の断面形状の両方が、3角波状の凹凸からなる。円弧方向の凹凸ピッチL11を、径方向の凹凸ピッチL21と比較して短く設定し、円弧方向における発光表示部3の長さL1を、径方向における発光表示部3の長さL2と比較して長く設定する。
具体的に、凹凸ピッチL11を1.0mmとし、凹凸ピッチL21を1.7mmとし、長さL1を12mmとし、長さL2を7mmとする。なお、ダイヤカットリング2が円弧状であるため、凹凸ピッチL11、L21は、径方向の外周側へ向かって若干大きくなるように設定される。また、ダイヤカット面33の凹凸高さT2を0.5mmとし、発光表示部3の板厚T1(ダイヤカットリング2の板厚)を2mmとする。
次に、発光ダイオード4からの光を受けた発光表示部3が、ダイヤカット面33によって、クリスタル状に輝いて発光表示するメカニズムについて、図4から図7に基づいて説明する。
最初に、図4に示す円弧方向において、クリスタル状に輝いて発光表示するメカニズムを説明する。発光表示部3において発光ダイオード4の直上の周縁側では、発光ダイオード4が発した光は、光路P11,P12にしたがって、発光表示部3の外側へ向かって斜め方向から発光表示部3に入射する。光路P11の光は、発光表示部3の前方側へ屈折するのに対して、光路P12の光は、さらに、発光表示部3の外側へ屈折する。これは、図6に示すように、光路P11では、ダイヤカット面341の法線V11に対して発光表示部3の中心側(図6において左側)から、発光ダイオード4が発した光がダイヤカット面341に入射するのに対して、光路P12では、ダイヤカット面351の法線V12に対して発光表示部3の外側(図6において右側)から、発光ダイオード4が発した光がダイヤカット面351に入射するからである。
発光表示部3の前方側へ屈折する光路P11の光が視認されるのに対して、発光表示部3の外側へ屈折する光路P12の光が視認されないため、ダイヤカット面341は、発光表示する面として視認され、ダイヤカット面351は、発光表示しない面として視認される。図4と図6から明らかのように、ダイヤカット面341とダイヤカット面351は、交互に配列されるため、発光表示するダイヤカット面341と発光表示しないダイヤカット面351が交互に現れる。
一方、発光表示部3において発光ダイオード4の直上では、発光ダイオード4が発した光は、発光表示部3の前方側へ向かって発光表示部3に入射するため、周縁側と比較して、発光表示するダイヤカット面341と発光表示しないダイヤカット面351が交互に現れる現象は、顕著に生じない。
図5に示す径方向においても、上述と同様にして、ダイヤカット面342は、発光表示する面として視認され、ダイヤカット面352は、発光表示しない面として視認される。図5と図7から明らかのように、ダイヤカット面342とダイヤカット面352は、交互に配列されるため、発光表示するダイヤカット面342と発光表示しないダイヤカット面352が交互に現れる。
以上のように、図4に示す円弧方向と図5に示す径方向の両方の効果により、発光表示部3は、クリスタル状に輝いて発光表示する。なお、図4から図7において、説明を簡略化するため、前面31における屈折現象を省略している。なお、図7においては、図6に合わせるために、発光表示部3を時計回りに90度回転させて示している。
次に、本発明の特徴である、円弧方向の凹凸ピッチL11を、径方向の凹凸ピッチL21と比較して短く設定し、円弧方向における発光表示部3の長さL1を、径方向における発光表示部3の長さL2と比較して長く設定したことによる効果について説明する。
長さL1を長さL2と比較して長く設定しているため、発光表示部3において発光ダイオード4の直上の周縁側では、発光ダイオード4が発した光は、長さL2の径方向と比較して、長さL1の円弧方向では、より外側へ向かって、より斜め方向から発光表示部3に入射する。具体的に、図5に示す光路P12の光と比較して、図4に示す光路P11の光は、より外側へ向かって、より斜め方向から発光表示部3に入射する。
一方、凹凸ピッチL11を凹凸ピッチL21と比較して短く設定しているため、凹凸ピッチL11の円弧方向では、ダイヤカット面33が形成されている裏面32に対して、ダイヤカット面33の凹凸の傾斜角度が大きくなっている。具体的に、図6に示す傾斜角度S1が、図7に示す傾斜角度S2と比較して大きくなっている。
傾斜角度S1が傾斜角度S2と比較して大きくなっているため、凹凸ピッチL21の径方向と比較して、凹凸ピッチL11の円弧方向では、発光ダイオード4が発した光のダイヤカット面33に対する入射角度が大きくなり、これにより、発光ダイオード4が発した光の進行方向を屈折によって変える角度が大きくなっている。
凹凸ピッチL21の径方向と比較して、凹凸ピッチL11の円弧方向では、発光ダイオード4が発した光の進行方向を、屈折によって変える角度が大きくなっていることを、図8に基づいて、具体的に説明する。図8では、ダイヤカット面341,342を模式的に重ねて示し、光路P10(図6において光路P11の光のうち、ダイヤカット面341に入射する光の光路)の光を、ダイヤカット面341,342に入射させた場合の光路P11,P31を重ねて示している。また光路P0は、光路P10の光がダイヤカット面341,342で屈折しないで直進した場合の光路を示す。即ち、角度C1は、ダイヤカット面341が光路P10の光の進行方向を屈折によって変えた角度を示し、角度C2は、ダイヤカット面342が光路P10の光の進行方向を屈折によって変えた角度を示す。また、一点鎖線V21は、ダイヤカット面342の法線を表す。
図8に示すように、ダイヤカット面341の傾斜角度S1がダイヤカット面342の傾斜角度S2と比較して大きくなっているため、光路P10の光のダイヤカット面341に対する入射角度A1が、同じ光路P10の光のダイヤカット面342に対する入射角度A2と比較して大きくなっている。これに伴って、光路P10の光のダイヤカット面341に対する屈折角度B1が、同じ光路P10の光のダイヤカット面342に対する屈折角度B2と比較して大きくなっている。発光表示部3(アクリル樹脂)の屈折率n(≒1.5)と角度A1,B1,A2,B2の関係は、スネルの法則から、以下の式(1)で表される。
sinA1/sinB1=sinA2/sinB2=n(≒1.5)>1 ・・・(1)
式(1)と、A1>A2の関係から、(A1−B1)>(A2−B2)の関係が得られ、且つ、A1−B1=C1であり、A2−B2=C2であるため、図8に示すようにC1>C2の関係が得られる。
したがって、傾斜角度S1が傾斜角度S2と比較して大きくなっているため、入射角度A1が入射角度A2と比較して大きくなり、角度C1が角度C2と比較して大きくなっている。即ち、発光ダイオード4が発した光(光路P10)の進行方向を、屈折によって変える角度が大きくなっている。
上述したように、発光表示部3において発光ダイオード4の直上の周縁側では、発光ダイオード4が発した光は、長さL2の径方向と比較して、長さL1の円弧方向では、より外側へ向かって、より斜め方向から発光表示部3に入射する。これに対して、長さL1の円弧方向では、発光ダイオード4が発した光(光路P10)の進行方向を屈折によって変える角度C1が角度C2と比較して大きくなっているため、周縁側において発光表示するダイヤカット面341は、より外側へ向かって入射した光(光路P10)の進行方向を、発光表示部3の前方側へ変えることが可能になる。
したがって、発光表示部3の長さが長い円弧方向で、発光表示部3において発光ダイオード4の直上の周縁側で発光輝度が低下することを抑えることが可能になる。このため、発光表示部3の長さが長い円弧方向で、発光表示部3において発光ダイオード4の直上の中央側と比較して周縁側で発光輝度が低下することを抑えることが可能となり、発光表示部3の発光輝度のムラを抑えることが可能となる。
以上説明した本実施形態によるインジケータ1を中心にして、コンビネーションメータ100の電気回路構成について、図9に基づいて説明する。
マイクロコンピュータ等から構成されるメータ制御装置7には、発光ダイオード(LED)4、エンジン制御装置8、指針12を回転駆動させるムーブメント13、および、当該自動車の走行速度を検出する車速センサ14が接続される。
メータ制御装置7は、車速センサ14からの検出信号に応じてムーブメント13を駆動して指針12を回転させ、これにより、スピードメータ10は、自車両の走行速度を表示する。また、メータ制御装置7は、エンジン制御装置8からエンジン負荷情報を受け、このエンジン負荷情報に応じて、発光ダイオード4の点燈・消燈制御を行い、これにより、インジケータ1は、自車両のエンジン負荷状態を知らせる。
メータ制御装置7は、請求項に記載の制御手段に相当し、エンジン負荷情報は、請求項に記載の情報に相当する。
(他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
具体的に、図10と図11に示す変形例のように、ダイヤカット面36が前面31に形成された発光表示部30とすることが可能である。
発光表示部30において発光ダイオード4の直上の周縁側では、発光ダイオード4が発した光は、光路P3,P4にしたがって、発光表示部30の外側へ向かって斜め方向から発光表示部30に入射する。光路P3の光は、発光表示部30の前方側へ屈折するのに対して、光路P4の光は、さらに、発光表示部30の外側へ屈折する。これは、図11に示すように、光路P3では、ダイヤカット面341の法線V31に対して発光表示部30の外側(図11において右側)から、発光ダイオード4が発した光がダイヤカット面361に入射するのに対して、光路P4では、ダイヤカット面362の法線V32に対して発光表示部30の中心側(図11において左側)から、発光ダイオード4が発した光がダイヤカット面362に入射するからである。
発光表示部30の前方側へ屈折する光路P3の光が視認されるのに対して、発光表示部30の外側へ屈折する光路P4の光が視認されないため、ダイヤカット面361は、発光表示する面として視認され、ダイヤカット面362は、発光表示しない面として視認される。図10と図11から明らかのように、ダイヤカット面361とダイヤカット面362は、交互に配列されるため、発光表示するダイヤカット面361と発光表示しないダイヤカット面362が交互に現れる。したがって、発光表示部3と同様に、発光表示部30も、クリスタル状に輝いて発光表示する。
また、発光表示部3と同様に、発光表示部30においても、傾斜角度S3が大きく設定することによって、発光ダイオード4が発した光の進行方向を屈折によって変える角度を大きくできる。
したがって、発光表示部30の長さが長い方向で、ダイヤカット面36の凹凸ピッチを小さく設定することによって、傾斜角度S3が大きく設定することが可能となり、これにより、発光表示部30において発光ダイオード4の直上の周縁側で発光輝度が低下することを抑えることが可能になる。このため、発光表示部30の長さが長い方向で、発光表示部30において発光ダイオード4の直上の中央側と比較して周縁側で発光輝度が低下することを抑えることが可能となり、発光表示部30の発光輝度のムラを抑えることが可能となる。
なお、図10と図11において、説明を簡略化するため、裏面32における屈折現象を省略している。
なお、発光表示部30の長さが長い方向を、円弧方向としないで、径方向とし、発光表示部30の長さが短い方向を、円弧方向とすることも可能である。
また、ダイヤカットリング2を、円弧状としないで、長方形状に形成することも可能であり、ダイヤカットリング2の代わりに、1個の発光表示部とすることも可能である。
また、図12に示す変形例のように、長方形の凹凸を繰り返す形状のダイヤカット面37が形成された発光表示部300とすることが可能である。図12のF−F断面は、図4と同様になり、図12のG−G断面は、図5と同様になる。即ち、本変形例においても、図4と図5で示すように、ダイヤカット面37は、互いに異なる2方向において断面形状が3角波状の凹凸からなり、即ち、図4に示すダイヤカットリング2の円弧方向の断面形状と、図5に示すダイヤカットリング2の径方向の断面形状の両方が、3角波状の凹凸からなる。
図12において、円弧方向の凹凸ピッチL31を、径方向の凹凸ピッチL41と比較して短く設定し、円弧方向における発光表示部300の長さL3を、径方向における発光表示部300の長さL4と比較して長く設定する。本変形例においても、上述と同様の効果を得ることができる。
本発明の一実施形態による表示装置を備えるコンビネーションメータの正面図である。 図1中のII−II線の断面図である。 図1中のIII部の拡大図である。 図3中のIV−IV線の断面図である。 図3中のV−V線の断面図である。 図4中のVI部の拡大図である。 図5中のVII部の拡大図である。 発明効果を説明する説明図である。 図1に示すコンビネーションメータの電気回路構成を示す回路構成図である。 図4の変形例を示す断面図である。 図10中のXI部の拡大図である。 図3の変形例を示す拡大図である。
符号の説明
1 インジケータ(表示装置)、2 ダイヤカットリング(ユニット部材)
3,30,300 発光表示部(発光表示部材)、31前面、32裏面
33〜37 ダイヤカット面、4 発光ダイオード(光源)、5 ケース
6 プリント基板、7 メータ制御装置(制御手段)、8 エンジン制御装置
10 速度メータ、11 文字盤、110 文字盤基板、111 文字、112 目盛
113 背景層、114 開口、12 指針、13 ムーブメント
14 速度センサ、100 コンビネーションメータ、L1,L2 長さ
L11,L21 凹凸ピッチ、T1 板厚、T2 凹凸高さ

Claims (3)

  1. 光源と、
    互いに異なる2方向において断面形状が3角波状の凹凸からなるダイヤカット面が前面または裏面に形成され、且つ、前記光源が発した光を前記裏面から入射して前記前面から出射することによって発光表示すると共に、板状で光透過性の発光表示部と、を備え、
    前記発光表示部は、円弧状に複数配列され、
    前記光源は、各前記発光表示部の背後にそれぞれ配置され、
    前記2方向のうち前記円弧状配列の円弧方向における凹凸ピッチを、前記2方向のうち前記円弧状配列の径方向における凹凸ピッチと比較して短く設定し、
    前記円弧方向における前記発光表示部の長さを、前記径方向における前記発光表示部の長さと比較して長く設定していることを特徴とする表示装置。
  2. 前記発光表示部を、前記前面に沿って配列し、且つ、一体的に形成した板状のユニット部材と、
    前記ユニット部材における各前記発光表示部を、それぞれ透過照明する複数の前記光源と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 情報に基づいて前記光源の点燈・消燈制御を行う制御手段を備え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。
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