JP2005003391A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光体の体格を拡大することなしに目盛盤の発光輝度を高めることのできる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】反射板４の反射面４１を文字盤２の目盛２１や数字２２を完全に包含するように形成するとともに、発光ダイオード５からの光を、反射面４１に包含される、つまり平面形状が反射面４１より小さい導光体３により反射面４１に導き反射面４１で反射させ、この反射光により文字盤を透過照明している。さらに、導光体３の側面３１に光拡散処理としてシボ面３１ａを形成している。
これにより、導光体３の平面形状を従来の車両用表示装置の場合よりも小さくしつつ、発光ダイオード５からの光を高効率且つ均一輝度で反射面４１に入射させて目盛盤２の発光輝度を高めることができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用表示装置に関するものであり、自動車等に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用表示装置としては、たとえば目盛や数字が円弧状に配置された文字盤と、文字盤表面に沿って回動する指針とを備え、指針の文字盤に対する位置により、走行速度等の自動車に関する情報を表示するものである。そして、文字盤の裏面側に配置される光源、たとえば発光ダイオードからの光を、同じく文字盤の裏面に配置される導光体により文字盤へ導いて目盛や数字を透過照明している。この場合、導光体の平面形状は、文字盤の目盛や数字を完全に包含するように平面視環状あるいは平面視円弧状に形成されている。これにより、文字盤の目盛や数字を確実に透過照明することができる。また、導光体を平面視環状あるいは平面視円弧状に形成することで、文字盤の導光体より内側の部分を、各種情報の表示スペースとして活用することができる。
【０００３】
近年、車両用表示装置の斬新な見映えを得るために、いわゆるブラックフェイスメータ化が行われている。これは、車両用表示装置の前面にスモークガラス等を配置し、自動車の非作動時においては車両用表示装置全体の見映えを黒一色とする、言い換えるとそこに何も無いかの如く見せ、自動車の作動時には、各種情報を発光表示するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、スモークガラスを透過して発光表示させるために、発光輝度の高い光源が必要となる。たとえば、光源として発光ダイオードを用いる場合、発光輝度を高めるためには発光面積を拡大する、つまり直径を拡大する必要がある。これに対応して、導光体の厚さ寸法も大きくする必要がある。
【０００５】
一般に、導光体は透明な樹脂材料を型成形して作られているが、厚さを増すに連れて成形が困難となるため、導光体のコストが増大してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、車両用表示装置の文字盤の照明方法に工夫を凝らし、導光体の体格を拡大することなしに目盛盤の発光輝度を高めることのできる車両用表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の車両用表示装置は、文字盤と、文字盤の裏側に配置され透光性材料からなり平面視環状あるいは平面視円弧状に形成される導光体と、文字盤の裏側に配置され導光体の端部から導光体の周方向に光を入射するように配置される光源と、導光体の背面側に配置され導光体の側面から出射する光源からの光を文字盤に向けて反射し文字盤を透過照明する反射部材とを備え、反射部材は導光体から出射する光源からの光を反射する反射面を備え、反射面は平面視導光体と同心状且つ導光体を包含するように形成され、導光体の反射面に対向する表面に光拡散処理を施した構成としている。
【０００９】
従来の車両用表示装置において、導光体の平面形状は、文字盤の目盛や数字を完全に包含するように形成され、導光体の平面のほぼ全体を面状に発光させて目盛盤を透過照明している。
【００１０】
これに対して、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置では、導光体から出射する光源からの光を反射部材の反射面で文字盤に向けて反射し、この反射光により文字盤を透過照明している。ここで、反射面は、導光体を包含するように、言い換えると文字盤の目盛や数字を完全に包含するように形成され、一方、導光体は、反射面に光を供給分配する機能を果たしている。したがって、導光体の平面形状を従来の車両用表示装置の場合よりも小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置では、導光体の反射面に対向する表面に光拡散処理を施しているので、導光体内を進行する光源からの光を高効率で反射面に入射させることができる。したがって、光源からの光を効率良く文字盤の透過照明に利用することができる。
【００１２】
以上から、導光体の体格を拡大することなしに目盛盤の発光輝度を高めることのできる車両用表示装置を提供できる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の車両用表示装置は、光拡散処理は、光源から遠ざかるに連れて光拡散度合いが強くなるように施される構成としている。
【００１４】
一般に、光源から発せられた光が導光体内を進行する場合、導光体への入射点、言い換えると光源から遠ざかるに連れて明るさが減衰する。したがって、光拡散処理を導光体の全長に亘って一様の光拡散度合いで施した場合、反射面から文字盤に向かう反射光の照度は光源に近い部分は高くなり、光源から遠ざかるに連れて低下する。このため、文字盤の発光輝度が均一とならずに斑が生じ、車両用表示装置の見映えが低下する。
【００１５】
そこで、本発明の請求項２に記載の車両用表示装置では、導光体内の光の照度が高い光源の近くでは光拡散度合いを弱く設定し、光源から遠ざかり導光体内の光の照度が低下するにしたがって光拡散度合いを強く設定している。
【００１６】
これにより、導光体から反射面に出射する光の照度は、光源からの距離に拘わらずほぼ一定とすることができる。したがって、反射面から文字盤に向かう反射光の照度を反射面の全域においてほぼ一定として、文字盤の発光輝度を均一にすることができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の車両用表示装置は、反射面は、反射面と文字盤との距離が導光体から遠ざかるに連れて減少するように形成される構成としている。
【００１８】
ここで、光源から発せられた光が導光体から出射し反射面で反射し文字盤に到達するまでの進行距離、つまり光路長さについて考える。
【００１９】
反射面と文字盤との距離が一様であるように反射面を形成した場合、すなわち、反射面を文字盤と平行に形成した場合、反射面の導光体近くに入射した光の光路長さは、反射面の導光体から遠い部分に入射した光の光路長さより短くなる。このため、文字盤の発光輝度が、導光体近傍とその周辺とで差が生じ、均一にならない可能性がある。
【００２０】
そこで、本発明の請求項２に記載の車両用表示装置は、反射面と文字盤との距離が導光体から遠ざかるに連れて減少するように形成しているので、導光体から出射し反射面で反射し文字盤に到達するまでの光路長さを、反射面への入射位置に拘わらずほぼ均一にすることができる。
【００２１】
これにより、反射面から文字盤に向かう反射光の照度を反射面の全域においてほぼ一定として、文字盤の発光輝度を均一にすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用表示装置を自動車用コンビネーションメータに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の部分平面図である。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２において、左側が運転席側である。
【００２５】
図３は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の導光体３のシボ面３１ａにおけるシボのピッチＰと、入射面３２からの光路長さＬ（シボ面３１ａ沿いの長さ）との関係を示すグラフ４である。
【００２６】
コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設されており、当該自動車に関する各種情報を文字盤２上に表示して運転者に認知させるためのものである。
【００２７】
図４は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する模式図である。
【００２８】
図５は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図である。
【００２９】
文字盤２は、透光性材質、たとえば透明なポリカーボネート等の薄板から形成されている。文字盤２の略中央部には、図２に示すように、後述するムーブメント７のシャフト７１を文字盤２の表面側、すなわち運転者側に延出させるための貫通孔２３が設けられている。また、文字盤２には、図１に示すように、目盛２１および数字２２が設けられている。これらの目盛２１および数字２２は、文字盤２の表面（図２において左側の面）あるいは裏面（図２において右側の面）に印刷あるいはホットスタンプ等を施すことにより形成されている。すなわち、文字盤２の目盛２１および数字２２以外の部分に不透光性あるいは半透光性を有する着色層を設けると共に、目盛２１および数字２２には着色層を設けない、つまり透明なまま残してある。これにより、目盛２１および数字２２は、文字盤２の裏面側に配置される光源である発光ダイオード５からの光により透過照明されて発光表示される。これらの目盛２１および数字２２は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、シャフト７１の先端に固定される指針８により、自動車の走行速度を指示するためのものである。このため、目盛２１および数字２２は、貫通孔２３と同軸上、つまりシャフト７１と同軸上の円弧に沿って略放射状に配置されている。また、文字盤２の裏側には、導光体３、反射板４および発光ダイオード５が配置されている。
【００３０】
導光体３、反射板４および発光ダイオード５は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１において、文字盤２を透過照明する照明装置としての機能を果たしている。すなわち、発光ダイオード５が発する光を導光体３により反射板４の全域に導き、導光体３から出射する光を反射板４により文字盤２に向けて反射し、この反射光により文字盤２を透過照明している。
【００３１】
導光体３は、透光性材料、たとえば透明なアクリル樹脂等から形成され、その平面形状は、図１に示すように、円弧状に、且つその断面形状は、図２に示すように、長方形に形成されている。導光体３の両側面３１には、光拡散処理であるシボ面３１ａが形成されている。シボ面３１ａは、多数の微細な凹凸から構成され、導光体３をアクリル樹脂にて型成形により作る際に、成形型により転写形成される。また、導光体３は、図１に示すように、文字盤２の目盛２１および数字２２とほぼ同心上に配置されている。
【００３２】
光源である発光ダイオード５は、図１に示すように、導光体３の両端面３２から導光体３内に導光体３の周方向に向けて光を入射するように、各端面３２に密着させて配置されている。発光ダイオード５を端面に密着させることで、発光ダイオード５が発する光を高効率で導光体３に入射させることができる。また、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード５として白色発光ダイオードが用いられている。
【００３３】
図３は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の導光体３における、シボ面３１ａのシボのピッチＰと、側面３１の長手方向位置Ｈとの関係を示すグラフ４である。図３において、縦軸はシボのピッチＰ、横軸は長手方向位置Ｈを示す。また、図３中においては、分かり易さのために、導光体３を直線状に展開して横軸と平行に示している。また、寸法Ｌは、導光体３の展開長さである。
【００３４】
導光体３において、シボ面３１ａのシボのピッチＰは、図３に示すように、端面３２から遠ざかるに連れて、言い換えると、光源である発光ダイオード５から遠ざかるに連れて、シボのピッチＰが小さくなるように、すなわち光拡散度合いが大きくなるように形成されている。なお、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の導光体３においては、両端面３２側に発光ダイオード５が配置されている。したがって、導光体３においては、両端面３２からの導光体３の実体に沿う長さが等しい位置、つまり、図３において、Ｈ＝Ｌ／２となる位置で、シボのピッチＰは最小となっている。
【００３５】
文字盤２の裏側、且つ導光体３の裏側には、反射板４が設置されている。反射板４は、導光体３の側面３１から出射する発光ダイオード５からの光を文字盤２へ向けて反射し文字盤２を透過照明するためのものであり、その文字盤２側表面には、反射面４１が形成されている。反射面４１は、その平面形状が、図１に示すように、導光体３を包含し、且つ文字盤２の目盛２１および数字２２を完全に包含するような円弧状に形成されている。本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１において、導光体３は、図１に示すように、反射板４の径方向におけるほぼ中央部に配置されている。また、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、反射面４１の反射率を高めるために、反射板４を白色の樹脂材料から形成するとともに、反射面４１を平滑に仕上げられている。
【００３６】
また、反射板４においては、反射面４１を、図２に示すように、反射面４１と文字盤２との距離が導光体３から遠ざかるに連れて減少するような形状に形成している。言い換えると、反射面４１は、導光体３から遠ざかるに連れて文字盤２に近づくように傾斜して形成されている。
【００３７】
文字盤２の裏側には、プリント基板６が配置されている。プリント基板６は、コンビネーションメータ１の電気回路部を形成している。プリント基板６には、先に述べた、発光ダイオード５、ムーブメント７等が実装固定されている。さらに、プリント基板６には、発光ダイオード５の点灯・消灯制御、ムーブメント７の駆動制御を行う制御回路１２が実装されている。
【００３８】
ムーブメント７は、外部からの電気信号（本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては自動車の速度信号）に対応した角度だけシャフト７１を回動させるものであり、たとえば交差コイル式駆動装置あるいはステッピングモータ等から構成されている。シャフト７１は、文字盤２の貫通孔２３を通して表側（図１の左側）へ延出し、その先端には指針８が固定されている。
【００３９】
指針８は、透明あるいは半透明の材料、たとえばアクリル樹脂等から形成され、指針８外部の光源（図示せず）からの光を導光することにより指針８自体が発光可能である。
【００４０】
以上説明した、コンビネーションメータ１の各構成部品、すなわち、文字盤２、導光体３、反射板４、発光ダイオード５、プリント基板６およびムーブメント７等は、ケース９内に収容固定されている。
【００４１】
また、文字盤２の表面側には、環状の見返し板１０を介し透明カバー１１が装着されている。透明カバー１１は、たとえば透明なポリカーボネート樹脂等からなり、文字盤２表面を清浄に維持すると共に、コンビネーションメータ１内の気密を維持している。
【００４２】
次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成について、図４に基づいて説明する。
【００４３】
制御回路１２は、図４に示すように、バッテリ１４に接続されて電力が供給されている。また、制御回路１２には、イグニッションスイッチ１３が、そのＯＮ／ＯＦＦを検出可能に接続されている。また、制御回路１２には、発光ダイオード５、ムーブメント７および速度センサ１４が接続されている。
【００４４】
運転者の操作によりイグニッションスイッチ１３がＯＮされると、制御回路１２は、それを検出して発光ダイオード５を点灯させるとともに、速度センサ１５からの出力信号に基づいて、シャフト７１を所定角度位置に回動させるようにムーブメント７を駆動する。
【００４５】
次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴である、上述のように構成された導光体３および反射板４の作用および効果について説明する。
【００４６】
従来の車両用表示装置では、導光体は、その平面形状は、文字盤の目盛や数字を確実に透過照明出来るように、文字盤の目盛や数字を完全に包含するような平面視環状あるいは平面視円弧状に形成されている。この場合、文字盤の発光輝度を高めるために、発光輝度の高い光源、たとえば直径の大きい発光ダイオードを採用して導光体の厚さ寸法を大きくすると、導光体のコストが増大するという問題が発生する。
【００４７】
これに対して、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、反射板４の反射面４１の平面形状を、文字盤２の目盛２１および数字２２を完全に包含するような円弧状に形成する、つまり、従来の車両用表示装置の導光体とほぼ同じ平面形状とするとともに、導光体３の平面形状を、反射板４の反射面４１の平面形状に包含されるように、言い換えると、従来の車両用表示装置の導光体の平面形状よりも小さく形成している。
【００４８】
これにより、導光体３を、従来の車両用表示装置の導光体よりも小型化して、すなわち成形工数を低減して、コンビネーションメータ１のコスト増大を抑制することができる。
【００４９】
また、導光体３において、シボ面３１ａのシボのピッチＰを、図３に示すように、端面３２から遠ざかるに連れて、言い換えると、光源である発光ダイオード５から遠ざかるに連れて、小さくなるように、すなわち光拡散度合いが大きくなるように形成している。
【００５０】
ここで、シボ面３１ａは入射した光を拡散反射するので、シボ面３１ａは発光するように視認される。このとき、シボ面３１ａの発光輝度は、シボ面３１ａのシボのピッチＰによって変わり、シボのピッチＰが小さいほど、シボ面３１ａの発光輝度は高くなる、すなわち光拡散度合いが大きくなる。
【００５１】
一方、導光体３内を進行する光の輝度は、光源である発光ダイオード５から遠ざかるに連れて低下する。
【００５２】
これにより、導光体３のシボ面３１ａを上述したように形成することにより、導光体３の全長に亘って、シボ面３１ａにおける発光輝度を均一にすることができる。言い換えると、導光体３から反射板４の反射面４１に入射する光の照度を、導光体３の全長に亘って均一にすることができる。
【００５３】
また、反射板４の反射面４１を、図２に示すように、導光体３から遠ざかるに連れて反射面４１と文字盤２との距離が減少するような形状に、言い換えると、導光体３から遠ざかるに連れて文字盤２に近づくように傾斜させて形成している。
【００５４】
この場合、反射面４１の傾斜度合いは、図５に示すように、導光体３のシボ面３１ａから反射面４１を経て文字盤２に到達するまでの光路Ｐの長さが、反射面４１への入射点位置に拘わらずほぼ同一となるように設定されている。
【００５５】
これにより、導光体３のシボ面３１ａから出射された光が、反射面４１を経て文字盤２に到達する間における照度低下度合いを、反射面４１の全域においてほぼ同一にすることができる。
【００５６】
したがって、導光体３から反射板４の反射面４１に入射する光の照度を導光体３の全長に亘って均一にするとともに、導光体３から出射された光が反射面４１を経て文字盤２に到達する間における照度低下度合いを反射面４１の全域においてほぼ同一にすることにより、文字盤２の発光輝度を均一にすることができる。
【００５７】
以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、導光体３を、図１に示すように、反射板４の径方向におけるほぼ中央部に配置しているが、導光体３と反射板４の位置関係をこれに限る必要は無く、たとえば、図６に示すように、導光体３を反射板４の径方向における端部に配置してもよい。あるいは、図７に示すように、導光体３を反射板４の径方向において中央からオフセットさせて配置してもよい。
【００５８】
また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、導光体３の断面形状を、図２に示すように、長方形状としているが、長方形に限る必要はなく他の形状、たとえば、図８に示すような半円形としてもよい。あるいは、円形、三角形等であってもよい。
【００５９】
また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード５として白色発光ダイオードを採用しているが、他の発光色、たとえばアンバー、黄色等の発光ダイオードを用いてもよい。
【００６０】
また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、光源として発光ダイオード５を用いているが、他の光源、たとえば電球、放電管、電界発光ディスプレイ等であってもよい。
【００６１】
また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、導光体３の両側面３１に、光拡散処理としてシボ面３１ａを形成しているが、他の方式の光拡散処理、たとえば網点印刷等を施してもよい。
【００６２】
また、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、反射板４を白色の樹脂材料から形成しているが、他の色、たとえば銀色等の樹脂材料から形成してもよい。さらに、樹脂材料以外の材料、たとえば金属材料をプレス加工して形成してもよい。また、反射面４１の反射率を高めるために、反射面４１に印刷、塗装、メッキ等を施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の部分平面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の導光体３のシボ面３１ａにおけるシボのピッチＰと、入射面３２からの光路長さＬ（シボ面３１ａ沿いの長さ）との関係を示すグラフ４である。
【図４】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する模式図である。
【図５】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の部分断面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例の部分断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例の部分断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例の部分断面図である。
【符号の説明】
１ コンビネーションメータ（車両用表示装置）
２ 文字盤
２１ 目盛
２２ 数字
２３ 貫通孔
３ 導光体
３１ 側面（表面）
３１ａ シボ面（光拡散処理）
３２ 入射面（端面）
４ 反射板（反射部材）
４１ 反射面
５ 発光ダイオード（光源）
６ プリント基板
７ ムーブメント
７１ シャフト
８ 指針
９ ケース
１０ 見返し板
１１ 透明カバー
１２ 制御回路
１３ イグニッションスイッチ
１４ バッテリ
１５ 速度センサ
Ｈ 位置
Ｌ 長さ
Ｐ ピッチ

Claims (3)

1. 文字盤と、
   前記文字盤の裏側に配置され透光性材料からなり平面視環状あるいは平面視円弧状に形成される導光体と、
   前記文字盤の裏側に配置され前記導光体の端部から前記導光体の周方向に光を入射するように配置される光源と、
   前記導光体の背面側に配置され前記導光体の側面から出射する前記光源からの光を前記文字盤に向けて反射し前記文字盤を透過照明する反射部材とを備え、
   前記反射部材は前記導光体から出射する前記光源からの光を反射する反射面を備え、
   該反射面は平面視前記導光体と同心状且つ前記導光体を包含するように形成され、
   前記導光体の前記反射面に対向する表面に光拡散処理を施したことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記光拡散処理は、前記光源から遠ざかるに連れて光拡散度合いが強くなるように施されることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記反射面は、前記反射面と前記文字盤との距離が前記導光体から遠ざかるに連れて減少するように形成され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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