JP4637680B2

JP4637680B2 - 計器

Info

Publication number: JP4637680B2
Application number: JP2005236220A
Authority: JP
Inventors: 雅伸寺尾; 伸二奈良間
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-08-17
Also published as: JP2007051898A

Description

本発明は、車両等に搭載される計器に関し、特に、車両等の運転手に認識させるべき重要且つ基本的な表示情報である基本表示情報、及び、装飾を目的とする表示情報である装飾表示情報を表示出力する計器に関する。

車両等に搭載される計器においては、基本的に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されるようなタイプがある。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）はそれぞれ、ディジタル式及びアナログ式の車両用計器の表示部を示す正面図である。

図６（Ａ）に示すように、ディジタル式の計器９の表示部９１は、例えば、速度を示すセグメント素子９２及びエンジン回転数を示すバー表示素子９３等を含む液晶表示装置にて構成される。また、図６（Ｂ）に示すように、アナログ式の計器９′の表示部９１′は、例えば速度計の場合、文字板９２′に形成された速度を示す数字意匠や目盛り意匠を、計測値に応じて駆動するムーブメントに回転される指針９３′にて指示するようになっている。なお、図示しないが、エンジン回転計も同様の構成となる。

上述したアナログ式及びディジタル式の計器は、車両の運転手に対して必要最低限認識させるべき、速度、エンジン回転数等の基本表示情報を表示する。しかしながら、近年、ユーザの多様化や商品差別化等の観点から、車両用の計器にも高品位性や見栄えの良さ等が求められるようになっている。例えば、図６（Ｂ）に示すような、平面的に見える表示部９１に立体感を出すために、図７に示すような計器が提案されている。

図７は、リング部材を有するアナログ式の車両用計器の表示部を示す正面図である。図７において、計器９″のリング部材９４′は、文字板９２′の背面に配置された光源により照明されて緑色や赤色等に光輝する透光性を有する樹脂製の枠体である。このリング部材９４′によって、図６（Ｂ）に示したように、平面的に見えていた表示部９１′に立体感が加わる。また、表示部９１′に装飾性も付加される。図示しないが、図６（Ａ）のディジタル式の計器に対しても、同様にして立体感及び装飾性を高めることができる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２０００−１４８０２９号公報特開２００３−３１５１１１号公報

図７に示したようなリング部材９４′を用いた従来の計器によると、実際に立体構造であるリング部材９４′は確かに立体的に視認可能になる。しかしながら、これ以外の部分は相変わらず平面的である。すなわち、従来の計器では奥行きのある立体感及び装飾性に乏しく、より一層、立体感及び装飾性を高めた計器が求められている。

よって本発明は、上述した現状に鑑み、より一層、立体感及び装飾性に富んだ表示部を有する計器を提供することを課題としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の計器は、車両等の運転手に認識させるべき重要且つ基本的な表示情報である基本表示情報、及び、装飾を目的とする表示情報である装飾表示情報を、前記運転手から視認可能に表示する計器において、当該計器に設置され、前記装飾表示情報をカバーするような楕円状又はリング状の第１ミラーと、前記第１ミラーよりも視点に近接して当該計器に設置され、前記装飾表示情報をカバーするような楕円状又はリング状のハーフミラーと、前記装飾表示情報に対応するように配列され、前記装飾表示情報を生成させるための原光を出射する複数の光源素子を有する光源部と、を有し、前記原光が前記第１ミラー及び前記ハーフミラーの間で交互に繰り返し反射されて、両ミラー間での反射回数に応じた複数種の反射光が前記ハーフミラーを介して出射され、これら複数種の反射光が連なって前記装飾表示情報が前記基本表示情報を周回しつつ生成されるように、前記第１ミラー、前記ハーフミラー及び前記光源部が配置されている、ことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、装飾表示情報に対応するように配列された複数の光源素子から出射され、装飾表示情報を生成させるための原光が、装飾表示情報をカバーするような楕円状又はリング状の第１ミラー及びハーフミラーの間で交互に繰り返し反射されて、両ミラー間での反射回数に応じた複数種の反射光が生成され、これら複数種の反射光が連なって装飾表示情報が基本表示情報を周回しつつ生成される。複数種の反射光は反射回数に応じた遠近感を運転手の視点に与えることになる。そして、このような装飾表示情報が基本表示情報と共に運転手の視点に与えられる。このように、反射回数に応じた遠近感の反射光が連なって生成され、基本表示情報を周回する装飾表示情報によって、十分な奥行きが表現できる。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の計器は、請求項１記載の計器において、前記光源部は、前記複数の光源素子と、前記複数の光源素子からの光を受けて前記原光を出射する光学部材と、から構成される、ことを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、装飾表示情報に対応するように配列された複数の光源素子からの光を受けて光学部材から装飾表示情報の原光が出射される。よって、光源素子からの光を効率的に利用できる。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の計器は、請求項１又は請求項２記載の計器において、前記基本表示情報は、表示器からの出射光が当該計器内部において反射されて生成された虚像として、前記視点に与えられる、ことを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、基本表示情報は虚像であるので、基本表示情報と装飾表示情報とを合成したときに違和感がない。すなわち、装飾表示情報もまた、反射光から生成されているため虚像であり、虚像と虚像とが合成されることになる。

請求項１記載の発明によれば、装飾表示情報に対応するように配列された複数の光源素子から出射され、装飾表示情報を生成させるための原光が、装飾表示情報をカバーするような楕円状又はリング状の第１ミラー及びハーフミラーの間で交互に繰り返し反射されて、両ミラー間での反射回数に応じた複数種の反射光が生成され、これら複数種の反射光が連なって装飾表示情報が基本表示情報を周回しつつ生成される。複数種の反射光は反射回数に応じた遠近感を運転手の視点に与えることになる。そして、このような装飾表示情報が基本表示情報と共に運転手の視点に与えられる。このように、反射回数に応じた遠近感の反射光が連なって生成され、基本表示情報を周回する装飾表示情報によって、十分な奥行きが表現できる。したがって、立体感及び装飾性に富んだ表示部を有する計器を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、装飾表示情報に対応するように配列された複数の光源素子からの光を受けて光学部材から装飾表示情報の原光が出射される。よって、光源素子からの光を効率的に利用できる。したがって、照明効率がよく、且つ、立体感及び装飾性に富んだ表示部を有する計器を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、基本表示情報は虚像であるので、基本表示情報と装飾表示情報とを合成したときに違和感がない。すなわち、装飾表示情報もまた、反射光から生成されているため虚像であり、虚像と虚像とが合成されることになる。したがって、より装飾性に富んだ表示部を有する計器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る計器の表示部を示す正面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る計器を示す断面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る計器の原理及び光源部を示す斜視図である。

図１に示すように、実施形態に係る計器１（１′）は、車両等の運転手に認識させるべき重要且つ基本的な表示情報である基本表示情報１１、及び、装飾を目的とする表示情報である装飾表示情報１２を、前記運転手の視点に与える表示部を有する。

基本表示情報１１は、速度をディジタル表示する数字セグメント１１ａ、累積走行距離をディジタル表示する数字セグメント１１ｂ、ギアポジションをディジタル表示する英数字セグメント１１ｃ、方向指示意匠１１ｄ、エンジン回転数をバー表示するバーセグメント１１ｅ、燃料残量をバー表示するバーセグメント１１ｆ、水温をバー表示するバーセグメント１１ｇ、ロー／ハイビーム意匠１１ｈ等で構成される。基本表示情報１１は、反射光を利用した虚像であってもよいし、反射光を利用しない実像であってもよい。また、基本表示情報１１は、図１に示すようなディジタル表示のみならず、アナログ表示であってもよい。

一方、装飾表示情報１２は、異なる大きさ且つ異なる遠近感を有する複数種のリング状の光又は像が同心円状に連なって構成されている。装飾表示情報１２は、基本表示情報１１を周回しつつ、基本表示情報１１に徐々に近づくように運転席に着座した運転手から視認される。複数種のリング状の光は、周縁部が最も運転手側に近接し、基本表示情報１１に近づくにつれて段階的に遠ざかっていく虚像として運転手の視点に与えられる。このような装飾表示情報によって、奥行きが明確に表現できる。この原理については、図２及び図３を用いた説明で明らかになる。

図２に示すように、第１実施形態の計器１は、ケース２、基板３、表示器４、光源素子５、見返し６、表ガラス７、内ガラス８、全反射ミラー９（請求項の第１ミラーに相当）及びハーフミラー８１を含んで構成される。樹脂製のケース２には基板３が装着されている。基板３には、この計器１の制御を司るマイクロコンピュータ、ＩＣチップ、各種電気回路、外部接続コネクタ３１及び表示器４等が搭載されている。

表示器４は、図１で示したような基本表示情報１１を表示出力する。表示器４は、例えば、バックライト付の液晶表示器又は蛍光表示管で構成される。この表示器４の斜め後方（視点ＥＰと反対方向）には、全反射ミラー９が配置されている。全反射ミラー９は、図１に示した装飾表示情報１２をカバーするような楕円状又はリング状をしている。なお、全反射ミラー９は、場合によってはハーフミラーであってもよい。

全反射ミラー９に前方（視点ＥＰ方向）に対向するように、ハーフミラー８１が配置されている。ハーフミラー８１もまた、図１に示した装飾表示情報１２をカバーするような楕円状又はリング状をしている。ハーフミラー８１は、透明板部材である内ガラス８にハーフミラー処理を施したものであってもよい。

全反射ミラー９とハーフミラー８１の中間部には、小基板５１に搭載された光源素子５が配置されている。光源素子５は、例えば、発光ダイオードで構成される。この部位は、装飾表示情報１２を生成させるための原光を出射する光源部に相当する。光源部は、詳しくは、図３に示すように、装飾表示情報１２に対応するように配列された複数の光源素子５及びこれらの前方にそれぞれ穿設された円形状の穴６１を含んで構成される。なお、穴６１は、ケース２の一部に穿設されたものであるが、この部分を図１では省略している。複数の光源素子５からの光はそれぞれ、各穴６１を介して、全反射ミラー９にスポット状に出射される。各スポット状の光は円周状に連なるように出射されるため、原光は装飾表示情報１２に対応するようなリング状になって出射されることになる。

図２に戻って、ハーフミラー８１を含む内ガラス８は、黒色の樹脂製の見返し６にミラー押さえ８２によって固定されている。ミラー押さえ８２に替えて、溶着等を利用して、ハーフミラー８１を固定してもよい。そして、見返し６には、例えば、スモーク系の樹脂製の表ガラス７が固定されている。表ガラス７は、計器１の前面を覆って、消灯時には計器前面をブラックフェース化する。

このような構成において、第１実施形態による図１に示したような装飾表示情報１２の発生原理について、図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３に示すように、光源素子５からの出射光は、まず、全反射ミラー９に入射してハーフミラー８１側に反射される。ハーフミラー８１に到達した光の一部Ｒ１は視点ＥＰ側に抜け、他は全反射ミラー９に反射される。抜けた光Ｒ１は、全反射ミラー９から距離Ｇ１だけ、視点ＥＰと反対方向に後退した位置に存在する１次虚像Ｇ１′として、視点ＥＰに与えられる。

次に、ハーフミラー８１での１回反射光は、全反射ミラー９に入射してハーフミラー８１側に反射される。ハーフミラー８１に到達した光の一部Ｒ２は視点ＥＰ側に抜け、他は全反射ミラー９に反射される。抜けた光Ｒ２は、全反射ミラー９から距離Ｇ２だけ、視点ＥＰと反対方向に後退した位置に存在する２次虚像Ｇ２′として、視点ＥＰに与えられる。

次に、ハーフミラー８１での２回反射光は、全反射ミラー９に入射してハーフミラー８１側に反射される。ハーフミラー８１に到達した光の一部Ｒ３は視点ＥＰ側に抜け、他は全反射ミラー９に反射される。抜けた光Ｒ３は、全反射ミラー９から距離Ｇ３だけ、視点ＥＰと反対方向に後退した位置に存在する３次虚像Ｇ３′として、視点ＥＰに与えられる。なお、いうまでもなく、距離Ｇ１＜距離Ｇ２＜距離Ｇ３である。したがって、１次虚像Ｇ′の大きさ＞２次虚像Ｇ′の大きさ＞３次虚像Ｇ′の大きさとなる。また、距離に応じて視点ＥＰに与えられる輝度も減少するので、１次虚像Ｇ′の輝度＞２次虚像Ｇ′の輝度＞３次虚像Ｇ′の輝度となる。

同様に、４次虚像、５次虚像、．．．、が順次生成されていき、この結果、異なる遠近感、大きさ、輝度の複数種のリング状の光が同心円状に連なって基本表示情報１１に近づいていくような光が、装飾表示情報１２として運転手の視点ＥＰに与えられる。なお、装飾表示情報１２は、例えば、ハーフミラー８１を着色して、青色系統の光になるようにしてもよい。一方、表示器４からの出射光は、内ガラス８の透明部分及び表ガラス７を反射することなく透過して、基本表示情報１１として、視点ＥＰに与えられる。基本表示情報１１は、例えば、赤色や白色系統の光となるようにしてもよい。このような色分けにすることにより、基本表示情報１１と装飾表示情報１２との間の遠近感も表現することができる。

このように第１実施形態によれば、反射回数に応じた、異なる遠近感、大きさ、輝度の複数種のリング状の光が同心円状に連なって基本表示情報１１に近づいていくような光が、装飾表示情報１２として運転手の視点ＥＰに与えられる。したがって、明確且つ十分な奥行きが表現できる。

続いて、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る計器を示す断面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る計器の光源部を示す斜視図である。なお、第２実施形態の計器の表示部の正面図は、図１で示した正面図と同様になるので、ここでは省略している。

図４に示すように、第２実施形態の計器１′は、導光拡散部材２０（請求項の光学部材に相当）、裏カバー２２ａ、表示器ケース２２ｂ、表示器用のハーフミラー２３、表示器２４、光源素子２５、見返し２６、表ガラス２７、及び装飾表示用のハーフミラー２８、ハーフミラー２９（請求項の第１ミラーに相当）を含んで構成される。樹脂製の表示器ケース２２ｂには基板２４１が装着されている。基板２４１には、この計器１′の制御を司るマイクロコンピュータ、ＩＣチップ、各種電気回路、外部接続コネクタ及び表示器２４等が搭載されている。表示器２４は、図１で示したような基本表示情報１１の反転像を表示出力する。表示器２４は、例えば、バックライト付の液晶表示器又は蛍光表示管で構成される。

裏カバー２２ａには、ハーフミラー２９が配置されている。ハーフミラー２９は、図１に示した装飾表示情報１２をカバーするような楕円状をしている。なお、ハーフミラー２９は、場合によっては全反射ミラーであってもよい。ハーフミラー２９の中央部の視点ＥＰ側は、ゴースト防止のための無反射処理を施すことが好ましい。また、装飾表示情報１２の立体感をより強調するために、ハーフミラー２９の反射率は中央部に近づくにしたがって徐々に小さくなるようにしてもよい。

ハーフミラー２９の前方（視点ＥＰ方向）に対向するように、他のハーフミラー２８が配置されている。ハーフミラー２８もまた、図１に示した装飾表示情報１２をカバーするように楕円状をしている。ハーフミラー２８の中央部の視点ＥＰ側は、ゴースト防止のための無反射処理が施されている。

ハーフミラー２８、２９の中間部には、小基板２５１に搭載された光源素子２５が配置されている。光源素子２５は、例えば、発光ダイオードで構成される。この部位は、装飾表示情報１２を生成させるための原光を出射する光源部に相当する。

光源部は、詳しくは、図５（Ａ）に示すように、装飾表示情報１２に対応するように小基板２５１に配列された複数の光源素子２５及びこれらの前方に配置されたリング状の導光拡散部材２０から構成されている。導光拡散部材２０は、複数の光源素子２５からの光を受けて、装飾表示情報１２を生成させるための原光を出射する。導光拡散部材２０は、見返し２６から突設された爪２５１ａによって小基板２５１の前方に固定される。また、光源部は、図５（Ｂ）に示すような構成であってもよい。すなわち、図５（Ｂ）に示す光源部は、装飾表示情報１２に対応するように小基板２５１に配列された複数の光源素子２５の前方に配置されるリング状の導光拡散部材２０′に固定用の爪２０ａが設けられている。なお、ここに示す光源部の詳細構成は、図４では省略している。

図４に戻って、上記光源部、ハーフミラー２３、２８は、黒色の樹脂製の見返し２６に固定されている。表示器用のハーフミラー２３は、反射率が比較的大きなものが好ましい。そして、この見返し２６と表示器ケース２２ｂによって、例えば、スモーク系の樹脂製の表ガラス２７が固定されている。表ガラス２７は、計器１′の前面を覆って、消灯時には計器前面をブラックフェース化する。

このような構成において、第２実施形態による図１に示したような装飾表示情報１２の発生原理について、図４を用いて説明する。図４に示すように、光源素子２５からの出射光は、まず、ハーフミラー２９に入射してこれに対向するハーフミラー２８側に反射される。ハーフミラー２８に到達した光の一部Ｒ１は視点ＥＰ側に抜け、他はハーフミラー２９に反射される。抜けた光Ｒ１は、ハーフミラー２９から距離Ｇ１だけ、視点ＥＰと反対方向に後退した位置に存在する１次虚像として、視点ＥＰに与えられる。

次に、ハーフミラー２８での１回反射光は、ハーフミラー２９に入射してハーフミラー２８側に反射される。ハーフミラー２８に到達した光の一部Ｒ２は視点ＥＰ側に抜け、他はハーフミラー２９に反射される。抜けた光Ｒ２は、ハーフミラー２９から距離Ｇ２だけ、視点ＥＰと反対方向に後退した位置に存在する２次虚像として、視点ＥＰに与えられる。

次に、ハーフミラー２８での２回反射光は、ハーフミラー２９に入射してハーフミラー２８側に反射される。ハーフミラー２８に到達した光の一部Ｒ３は視点ＥＰ側に抜け、他はハーフミラー２９に反射される。抜けた光Ｒ３は、ハーフミラー２９から距離Ｇ３だけ、視点ＥＰと反対方向に後退した位置に存在する３次虚像として、視点ＥＰに与えられる。なお、いうまでもなく、距離Ｇ１＜距離Ｇ２＜距離Ｇ３である。したがって、１次虚像の大きさ＞２次虚像の大きさ＞３次虚像の大きさとなる。また、距離に応じて視点ＥＰに与えられる輝度も減少するので、１次虚像の輝度＞２次虚像の輝度＞３次虚像の輝度となる。

同様に、４次虚像、５次虚像、．．．、が順次生成されていき、この結果、異なる遠近感、大きさ、輝度の複数種のリング状の光が同心円状に連なって基本表示情報１１に近づいていくような光が、装飾表示情報１２として運転手の視点ＥＰに与えられる。なお、装飾表示情報１２は、例えば、青色系統の光になるようにしてもよい。一方、表示器２４からの出射光は、ハーフミラー２３で反射し、基本表示情報１１として、視点ＥＰに与えられる。基本表示情報１１は、例えば、赤色系統の光となるようにしてもよい。

このように第２実施形態によれば、反射回数に応じた、異なる遠近感、大きさ、輝度の複数種のリング状の光が同心円状に連なって基本表示情報１１に近づいていくような光が、装飾表示情報１２として運転手の視点ＥＰに与えられる。したがって、明確且つ十分な奥行きが表現できる。

また、第２実施形態によれば、リング状の導光拡散部材２０を用いて、装飾表示情報１２の原光が生成される。したがって、光源素子２５からの光を効率的に利用できる。更に、第２実施形態によれば、基本表示情報１１が虚像であるので、虚像である基本表示情報１１と合成したときに違和感がない。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、立体感及び装飾性に富んだ表示部を有する計器を提供することができる。

なお、上記実施形態では、基本表示情報１１がディジタル表示されるディジタル式計器を例示したが、本発明は、基本表示情報１１が指針によって目盛りや英数字を指示されるアナログ式計器にも同様に適用可能である。また、装飾表示情報１２を構成する複数種のリング状の光の遠近感や輝度は、上記実施形態とは逆の関係で基本表示情報１１に近づいていくようにしてもよい。更に、装飾表示情報１２は、実施形態で示したように周縁部からリング状に内側の基本表示情報１１に近づいていくように表現してもよいし、例えば、複数種の円弧状の光が、基本表示情報１１と重なるように表現してもよい。本発明は、その主旨の範囲で小変更されたものも含む。

本発明の実施形態に係る計器の表示部を示す正面図である。本発明の第１実施形態に係る計器を示す断面図である。本発明の第１実施形態に係る計器の原理及び光源部を示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る計器を示す断面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る計器の光源部を示す斜視図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）はそれぞれ、ディジタル式及びアナログ式の車両用計器の表示部を示す正面図である。リング部材を有するアナログ式の車両用計器の表示部を示す正面図である。

符号の説明

１、１′ 計器
２ケース
３基板
４、２４表示器
５、２５光源素子
６、２６見返し
７、２７表ガラス
９全反射ミラー（第１ミラー）
１１基本表示情報
１２装飾表示情報
２９ハーフミラー（第１ミラー）
２０導光拡散部材（光学部材）

Claims

車両等の運転手に認識させるべき重要且つ基本的な表示情報である基本表示情報、及び、装飾を目的とする表示情報である装飾表示情報を、前記運転手から視認可能に表示する計器において、
当該計器に設置され、前記装飾表示情報をカバーするような楕円状又はリング状の第１ミラーと、
前記第１ミラーよりも視点に近接して当該計器に設置され、前記装飾表示情報をカバーするような楕円状又はリング状のハーフミラーと、
前記装飾表示情報に対応するように配列され、前記装飾表示情報を生成させるための原光を出射する複数の光源素子を有する光源部と、を有し、
前記原光が前記第１ミラー及び前記ハーフミラーの間で交互に繰り返し反射されて、両ミラー間での反射回数に応じた複数種の反射光が前記ハーフミラーを介して出射され、これら複数種の反射光が連なって前記装飾表示情報が前記基本表示情報を周回しつつ生成されるように、
前記第１ミラー、前記ハーフミラー及び前記光源部が配置されている、
ことを特徴とする計器。
請求項１記載の計器において、
前記光源部は、
前記複数の光源素子と、前記複数の光源素子からの光を受けて前記原光を出射する光学部材と、から構成される、
ことを特徴とする計器。
請求項１又は請求項２記載の計器において、
前記基本表示情報は、
表示器からの出射光が当該計器内部において反射されて生成された虚像として、前記視点に与えられる、
ことを特徴とする計器。