JP2002528041A - 自動車用の改良ゲージ計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 運転者の視線を自動車計器パネルに下げることなく自動車の運転者に計器を読ませる、自動車のダッシュボードに、或いはダッシュボードの上に取付け可能な、透明ディスプレイを有するアイアップ計器を開示する。計器のディスプレイは透明であり、従って、運転者の視界を実質的に妨害しない。計器のコンパクトな設計、及びディスプレイに支持された小型クロスコイルゲージの使用によって透明性が要求されない適用においてさえも、計器を邪魔にならずにダッシュボードに取付けることを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１９９７年１１月３日出願の米国仮特許出願第60/064,019号の継続で あり、この先の出願に基づく優先権をここに主張する。 発明の分野 本発明は自動車用のゲージを基にした計器に向けられ、特に透明ディスプレイ を有するゲージを基にした計器に向けられる。 発明の背景 自動車は一般に自動車の状態の情報を提供するための種々の計器を装備してい る。これらの計器は、しばしば、自動車のスピードを表示するためのスピードメ ーター、エンジンのスピードを示すためのタコメーター、及び、例えば、エンジ ンの温度や燃料のレベルを示す種々の他のゲージを含む。同様の計器類が航空機 、船舶、オートバイ及び他の乗物に存在する。これらの計器はしばしば、針又は 指針をゲージモーターの回転出力軸に取付け、該指針が、ゲージが受けた制御信 号に基づいて異なる位置をとるアナログゲージを含む。針は計測される状態に関 するマーキングをつけたディスプレイの近くに配置され、針は、これが回転する と種々のマークを指す。例えば、ゲージがスピードメーターの一部であれば、デ ィスプレイ上のマーキングは１時間当りのマイル又はキロメーターの種々のスピ ードを指示する。センサーが自動車のスピードを計測し、スピードに比例した信 号をゲージに送り、針にディスプレイ上の適当なマーキングを指示させる。 計器類は自動車を運転する者に目で見えなければならず、計器の多くを自動車 が動いている間に読まなければならない。運転者は運転するとき概ね正面の道路 に集中し、従って、計器類を配置するための最も便利な場所は、自動車のダッシ ュボード上で運転者の視線の直下であった。ハンドルが運転者と計器類との間に 配置され、運転者のダッシュボードの視界を部分的に遮る。その上、最も重要な 計器類は、運転者が急速に読取り、判断するのに十分なほど大きくなければなら ない。時速６０マイルで走る自動車は１秒当り８８フィート移動する。従って、 運転者が１秒間計器を見る度に８８フィートの間道路から目を離す。計器類が小 さいか、急速に読み取ることができないならば、もっと長い時間が経過する。加 えて、人の眼は遠くの点から近くの点に焦点を移すとき、調節するのに或る時間 を要し、注意を遠くの点に戻すとき、同様の時間が経過する。自動車の室内と室 外の間の明るさの変化も又、道路とダッシュボードの間の焦点の切り替えを困難 にする。高速道路に沿って移動する運転者が、例えば、一般に前方の自動車又は 運転者の自動車の前方の、多くのフィートの或る他の点に集中する。一方、ダッ シュボード上の計器類は、恐らく運転者の眼から１、２フィートに配置される。 道路から計器類への不断の注意の転換、及びこの過程に伴われる眼の再度の焦点 の合わせは気を散らし、事故の発生に寄与する可能性がある。 この問題を克服する一つの試みは、いわゆる“ヘッドアップ”ディスプレイの 導入であった。これらのディスプレイは、計器が自動車のフード上の何処かの空 間に浮かんで現れるように、運転者の前に計器の像を投影する複雑な光学装置及 び制御装置を使用する。同様の技術が軍用機に使用されている。かかるディスプ レイの価格は高いままなので、この特徴は一般的には、平均的な自動車には利用 できない。 従って、自動車の運転者が最小の時間で、運転から最小限気をそらすだけで読 み取ることができ、同時に、使用しやすく、取付けやすい、そして典型的な“ヘ ッドアップ”ディスプレイよりも経済的である計器類を提供することが望ましい 。 発明の概要 これらの問題及び他の問題は本発明によって取扱われ、本発明は、計器を最小 の眼の動きで、道路から最小限気をそらすだけで読み取れるようにするため、運 転者の視界を妨害すること無く運転者の視線に、或いは視線の近くに配置するこ とができる透明な部分を有する自動車の計器を含む。その計器は実質的に視線を 下げることなく読み取ることができるので、ここでは“アイアップ（eyes-up） ”計器、若しくはディスプレイと称する。簡単のために、本発明を自動車用の計 器に関して記載するが、本発明は概ね運転者の前に配置される計器類を含む、ト ラック、オートバイ、船舶、航空機、或いはその他の乗物に容易に使用すること ができる。好ましい実施形態では、本発明は半透明又は部分的に不透明な マーキングを有する透明ディスプレイに取付けたゲージと、良く知られた仕方で ディスプレイのマーキングを指示するための、ゲージに連結された指針とを有す る。重要なことは、かかるディスプレイは自動車のダッシュボードに、通常なら ば運転者の視界を遮るであろう場所に取付けることができるが、ディスプレイが 透明であるから、運転者は計器を通して容易に見ることができ、或いは新たな読 取りが必要になるときまで計器を無視することができる。この方法では、ヘッド アップディスプレイの利益は何分の一かのコストで得られる。第２の実施形態で は、同じ全体の計器の設計が使用されるが、ディスプレイはハウジングに包囲さ れているので、運転者が計器を通して向こう側の道路を見ることができない。し かしながら、本発明によって生じたディスプレイのコンパクトなサイズ、及び一 方の縁から及び／又は下からディスプレイを照らす方法によって、運転者の視界 を遮らないようにダッシュボードに取付けるための低い外形のゲージを提供する ことができる。これら低い外形のゲージは運転者の視線の近くに配置しても良く 、従来の仕方でダッシュボードに取付けた計器で、かくして本発明の第１の実施 形態の多くの利点が得られる。本発明の別の側面によれば、不必要なフロントガ ラスへの反射を最小にすべく、光がディスプレイを出る角度を制御するために、 薄いスクリーンをディスプレイの中に成形し、或いはディスプレイの正面又は背 面に取付ける。 従って、本発明の主な目的は自動車用の改良計器類を提供することにある。 本発明の別の目的は自動車の運転者の最小の眼の動きで見ることができる計器 類を提供することにある。 本発明の更なる目的は運転者の視線に、或いは視線の近くに配置することがで きる透明な計器類を提供することにある。 本発明の、また別の目的は自動車のダッシュボードの高さに、或いはダッシュ ボードの高さより上に取付けた計器類を提供することにある。 本発明の更に別の目的は透明ディスプレイを有する照明した計器類を提供する ことにある。 本発明のなお別の目的は以上の特徴を有する計器群を提供することにある。 本発明の更なる目的は種々の異なるマーキングで容易に形成することができる ディスプレイを有する計器類を提供することにある。 図面の簡単な説明 本発明のこれらの目的及び他の目的は、添付図面と共に幾つかの本発明の好ま しい実施形態の以下の詳細な説明を読み、理解することからもっと良く理解され るだろう。 図１は本発明によって構成した計器の斜視図である。 図２は図１に示した計器の正面図である。 図３はオプションのフードを取付けた図１に示した計器の側面図である。 図４は図２の計器に使用する透明ディスプレイの平面図である。 図５は本発明によって構成した計器の第２の実施形態の斜視図である。 図６は本発明によって構成した計器の第３の実施形態の分解図である。 図７は自動車のダッシュボードに取付けた図６の計器を示す斜視図である。 図８は本発明の実施に使用した回路基板の平面図である。 図９は計器を制御する回路の回路図である。 図１０はディスプレイを出る光の角度を制御するために計器のディスプレイ内 に成形された平行スクリーンを有する本発明による計器の側面図である。 図１１はディスプレイを出る光の角度を制御するためにディスプレイの正面及 び背面に取付けたベネチアンブラインドタイプ（venetian-blind-type）のスク リーンを有する本発明による計器の側面図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 今、図面を参照する、ここで、図面に示すものは本発明の幾つかの好ましい実 施形態を示す目的のためだけであり、本発明を限定する目的のものではなく、図 １及び２は透明ディスプレイ１６を保持するための上部分１４と、制御回路（図 示せず）を保持するための下部分１８とを有するハウジング１２を有する計器１ ０（この場合はタコメーター）を示す。図４に単独に示すディスプレイ１６は、 アクリル又はポリカーボネートのような透明材料のシートからなり、該シートは 外エッジ２０及び中央開口２２を有する。ここに援用する米国特許第5,868,832 号に示され、記載され、ミシガン州レーパーのインボトロニクス製作所から入手 できるゲージのような小型クロスコイルゲージ２４を開口２２に取付け、かつ可 撓性コネクター２６を使用してハウジング下部分１８内の制御回路に接続する。 指針２８がゲージ２４と一緒に回転するように取付けられ、ゲージが回転すると ディスプレイ１６上を移動する。計器は様々なセッティングで使用することがで きるが、透明ディスプレイは運転者の視界を実質的に遮らないので、自動車のダ ッシュボードでの使用に特に良く適し、従って、計器を以前の実使用よりも運転 者の視線の近くに取付けることができる。 ディスプレイ１６には種々のマーキング３０が設けられ、該マーキングは、指 針２８がゲージ２４によって回わされながら移動する基準点として役立つ数字又 は刻みマークをディスプレイの周囲に含む。マーキングはディスプレイ１６の背 面に印刷され又はスクリーン印刷され、前から計器を見る人に目で見える。特に 、昼光条件下では、運転者は計器を見ることができ、計器の読み取るために一時 的にだけ焦点をずらすことを必要とする。 計器は又、暗闇の中でも見ることができるように照明される。ディスプレイを 照明する方法は、ハウジング１２から取外したディスプレイ１６を示す図４を参 照して理解することができる。ディスプレイ１６は開口３４を有する突出部３２ を含み、該突出部３２は、図８に示す下ハウジング内の回路基板３８に取付けた 電球３６のような光源の方に、ハウジング１２の下部分１８の中へ下方に延びる 。電球は開口３４に近接して配置されるので、電球によって放射された光が開口 の縁を通して、ディスプレイの中へ移動し、光はディスプレイ１６の内部全体に わたって反射される。ディスプレイ１６に印刷されたマーキング３０により、光 をディスプレイからマーキングの形状で放出させ、夜間、これらのマーキングを 観察者に見えるようにする。 ゲージ２４は更に、良く知られた仕方で指針を照明するために指針の近くに取 付けたＬＥＤ４０のような第２の光源を含む。このＬＥＤはゲージモーターハウ ジング４１の下に取付けられ、ＬＥＤにはハウジング１８の下部分１８から可撓 性コネクター２６を通って伝わる電流によって電力が供給される。好ましくは、 ＬＥＤ４０は、指針がマーキング３０に対して目立つように電球３６と異なる色 である。 第２のＬＥＤ４２がディスプレイ１６の外縁２０の近くで、回路基板３８に設 けられ、種々の状況の存在に対して運転者に警報を出すように作動される。例え ば、計器１０がタコメーターの場合、レッドラインインジケーターとして役立つ ために、エンジンが或るスピードを越えたときに、ＬＥＤ４２を作動することが できる。ディスプレイ１６の縁での赤いＬＥＤ４２の照明により、ディスプレイ 全体を目を引くように赤く光らせる。ＬＥＤ４２は又、手動トランスミッション を次の高いギアにシフトすべきことの指示として役立つように、もっと低いエン ジンスピードで発光させても良い。低燃料レベルの指示のような、第２のＬＥＤ ４２の他の使用も容易に考え付くことができる。第１の好ましい実施形態のタコ メーターを制御する回路を示す回路図を図９に示す。 夜間、自動車のダッシュボードに縁照明ディスプレイを使用するときに遭遇す る一つの問題は、幾らかの光がディスプレイから漏れ、フロントガラスに反射し て運転者の眼に入ることである。ディスプレイの正面からの光が反射される前に フロントガラスまで上方に進み、同様にディスプレイの背面からの光がフロント ガラスに反射し運転者の眼に入るかもしれない。これは、よくても運転者の気を 散らし、反射が運転者の視界を妨げると危険である。この反射光の問題に取り組 むために幾つかの対策を取ることができる。第１に、図３に示すように、ディス プレイの正面からフロントガラスに達する光を阻止するために、フード４４をハ ウジング１２に取り外し可能に連結しても良い。フード１２は適所に容易にスナ ップ嵌めし、望むならば昼間の運転では取外すことができる。次に、ディスプレ イの背面から放出される光はディスプレイの白いマーキングの上に黒いマーキン グをスクリーン印刷することによって最小にすることができる。この黒の印刷は 光がディスプレイの前から出るのを防止しないが、光が背面から通過するのを実 質的に防止する。マーキングの白の印刷は黒の印刷と観察者との間にあるので、 印刷の存在は容易には目立たず、計器の外観に実質的に影響を及ぼさない。 ディスプレイライトから放出される光の方向を制御する別の例を図１０及び１ １に示す。図１０は、ディスプレイ８２、ゲージ８４及び指針８６を有する計器 ８０を示し、それは更に、ディスプレイから上方に進み、フロントガラスで反射 して運転者の眼８５に入る光を実質的に防止するために、ディスプレイ８２の正 面に形成され、或いは取付けられた複数の細いシャッター状要素８８を含む。図 １１の経路９０は、シャッター要素８８を使用しない場合、かかる光線がとるで あろう経路を示す。図１１は正面に薄いスクリーン要素９８を有するディスプレ イ９６を示す。これらの要素は、光がディスプレイを出る角度を制御するために ベネチアンブラインドとして機能する。このスクリーンはディスプレイの正面及 び背面に、或いは一方の側だけに配置することができ、この適用における使用に 適するスクリーン製品は３Ｍ社から“光制御フィルターポリカーボネートＬＣＦ −Ｐ”として入手できる。別の例では、適当なスクリーンはステンレス鋼又は類 似の材料の薄いシートに細い線をエッチングして製作することができる。かかる スクリーンの使用は装置の視角を狭め、スクリーンを透過する光の量も減じる。 本発明の第２の実施形態を図５に示す。この実施形態では計器５０は、２つの 別々の組のマーキング５６、５８を有するディスプレイ５４を貫いて延びる別々 に制御される２つのゲージ５２を含む。重要なことは、このディスプレイがハウ ジングの中に収容されていないことであるが、代りにディスプレイが自動車のダ ッシュボード５５に直接取付けられる。この実施形態では、指針及びゲージを除 き、計器の全ての部品が透明であり、更に運転者の視界の妨害を減じる。別の例 では、ハウジングを依然として必要とするならば、ハウジング及びディスプレイ を２つの別々な部品として、或いは一体ユニットとして成形して、同じ透明な材 料から形成することができる。希望するならば、次にハウジングの一部を黒く塗 装しても良い。 本発明の第３の実施形態を図６及び７に示す。この実施形態では、ディスプレ イ６０は、別々だが連結されている３つのサブディスプレイ６２、６４、６６を 有し、各ディスプレイは少なくとも１つのゲージと関連させられ、計器群を形成 する。サブディスプレイ６２は第１のゲージ６８を支持し、サブディスプレイ６ ４は第２のゲージ７０を支持し、サブディスプレイ６６は一対のゲージ７２、７ ４を支持する。これらのゲージは前記の実施形態のディスプレイと同じ仕方で、 下から縁照明される。加えて、ゲージの各々についてマーキングを付けるアップ リケ７６を使用して図形をゲージに付ける。この仕方では、単に付けられるアッ プリケを変えるだけで、同じディスプレイを異なる構成のゲージに対しても使用 することができる。このシステムは又、希望するならば自動車情報システム７７ に対しても使用することができるほど十分に融通性がある。 図７はダッシュボード５５に取付けた上記の計器群を示す。図７は又、ゲージ の背面からの光がディスプレイから漏れ、フロントガラスに反射するのを防止す る更なる方法を示す。この図から分かるように、計器群はディスプレイの頂部か ら延びサブディスプレイの背面を通ってダッシュボードまで延びるハウジング７ ８を含む。この仕方では、本発明の計器の低い外形の設計は、透明性が主たる問 題ではない適用に使用することができる。 本発明は幾つかの好ましい実施形態について説明されてきたが、これらの実施 形態に対する明白な変更及び追加が、以上の説明を読み、理解した当業者には明 らかになることが理解される。かかる全ての変更及び追加は幾つかの請求項によ って記載された範囲まで、この出願の範囲内に含まれることを出願人は意図して いる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エイアーズ ジョン エイ アメリカ合衆国 ミシガン州 48446 ラ ピーア マコーミック ドライヴ 449 スウィート デー (72)発明者 ブロッサム トーマス アメリカ合衆国 ミシガン州 48446 ラ ピーア マコーミック ドライヴ 449 スウィート デー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車用アイアップ（eyes-up）計器において、 透明ディスプレイ手段と、 前記計器によって計測された状態を指示する、ディスプレイ手段のマーキン グと、 前記ディスプレイ手段に取付けられたゲージと、 前記ゲージを制御するための制御手段と、 前記ゲージに作動的に連結され、前記マーキングに対して可動の指針と、を 有し、 前記計器が物体と観察者の間に配置されたとき、前記計器を通して物体を見 ることができる、前記自動車用アイアップ計器。 ２．前記ディスプレイ手段が複数の相互に連結されたディスプレイ部分を有する 、請求項１に記載の計器。 ３．前記マーキングが前記ディスプレイ手段に取付けられた透明なマーキングシ ートで形成される、請求項１に記載の計器。 ４．前記ゲージが前記ディスプレイ手段を貫いて延び、前記ディスプレイ手段に よって支持される、請求項１に記載の計器。 ５．前記ディスプレイ手段がアクリルのシートからなる、請求項１に記載の計器 。 ６．前記計器がハウジングを有する、請求項１に記載の計器。 ７．前記ディスプレイがハウジングを有する、請求項１に記載の計器。 ８．前記ハウジングが取り外し可能である、請求項６に記載の計器。 ９．前記ハウジング及びディスプレイが透明な材料の１つの部品から一体的に形 成される、請求項６に記載の計器。 10．前記材料がアクリルである、請求項９に記載の計器。 11．前記マーキングが前記ディスプレイ手段にスクリーン印刷される、請求項１ に記載の計器。 12．前記マーキングが不透明な背面を含む、請求項１１に記載の計器。 13．前記ディスプレイ手段を縁照明するための光源を含む、請求項１に記載の計 器。 14．前記計器がハウジングを含み、前記制御手段が前記ハウジング内に取付けら れた回路基板を有し、前記光源が前記回路基板に取付けられる、請求項１３に記 載の計器。 15．前記回路基板に取付けられた第２の光源を含む、請求項１４に記載の計器。 16．前記第１及び第２の光源の一方が白熱電球である、請求項１５に記載の計器 。 17．前記第１及び第２の光源の一方がＬＥＤである、請求項１５に記載の計器。 18．前記指針を照明するために前記ゲージに取付けられた光源を含む、請求項１ に記載の計器。 19．前記ディスプレイ手段が、光が前記ディスプレイ手段から出る角度を制御す るためのディスプレイカバーを含む、請求項１に記載の計器。 20．自動車用アイアップ計器において、 ハウジングを含む透明ディスプレイと、 前記ディスプレイにスクリーン印刷され、不透明な背面を有し、かつ前記計 器によって計測された状態を指示するマーキングと、 前記ディスプレイを貫いて延び、前記ディスプレイによって支持されたゲー ジと、 前記ゲージを制御するための回路基板を含む制御手段と、 前記マーキングを照明するための前記回路基板に取付けた光源と、 前記ゲージに作動的に連結され、前記マーキングに対して可動な指針と、 前記指針を照明するための前記ゲージに取付けられた光源と、を有し、 前記ゲージが使用している間物体と観察者の間に配置されても、前記ゲージ を通して物体を見ることができる、前記自動車用アイアップ計器。