JP2005345106A - 指示計器 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない光源で指示部をバランスよく照明でき、また状況に応じて指針の明るさを変化させることが可能な指示計器を提供する。
【解決手段】指標部５が施された表示板６と、この表示板６上を軸回り回転し指標部５を指示する指針４と、この指針４を照明する指針用光源Ｌ１と、この指針用光源Ｌ１の動作を制御する制御手段１０とを備えており、指針４が透光性を有し指針用光源Ｌ１の光を導入して発光する指示部４１を有し、指針用光源Ｌ１が指示部４１に光供給可能な位置に固定配置され、制御手段１０が指示部４１の回転位置に応じて指針用光源Ｌ１の明るさを変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両に搭載される指示計器に関し、特に指示計器に適用される指針の照明に関するものである。

この種の照明装置として例えば下記特許文献１記載のものが知られている。当該特許文献１記載の指示計器は、指標部が施された表示板と、この表示板上で指標部を指示する指針と、この指針を照明する光源とを備えており、指針に適用した透光性の指示部に光源の光を導入することで指示部を明るく発光させもので、光源は、指示部の回転中心を基準とした同心円上に複数個、密集状態に固定配置され、指示部は、その回転位置によらず一定個数分の光源光を受けるように構成されている。これにより指示部の輝度を確保すると共に回転位置に応じた輝度ムラの発生を低減している。
特開平０６−２２１８７９号公報

しかしながら、前記特許文献１では、指示部に対して、常時、一定量の光を供給する都合上、多くの光源を密集状態に配置する必要があり、光源数が増加するという問題がある。また前記特許文献１の構成では、回転する指示部に対して実際に光供給を行う光源は、一部の光源に過ぎない（前記特許文献１では全部で８個の光源を持つが、実際に照明に利用される光源の数は２個に過ぎない）ため、無駄も多く、効率がよいとは言えない。

また他の課題として、前記特許文献１では、例えば高速域に行くほど指示部の発光輝度を高くするといった、状況に応じた輝度変更ができないという問題もあった。

そこで本発明は、前述の課題に対処するため、少ない光源で指示部をバランスよく照明でき、また状況に応じて指針の明るさを変化させることが可能な指示計器を提供するものである。

本発明は、前記目的を達成するため、指標部が施された表示板と、この表示板上を軸回り回転し指標部を指示する指針と、この指針を照明する光源と、この光源の動作を制御する制御手段とを備え、前記指針が透光性を有し前記光源の光を導入して発光する指示部を有し、前記光源が前記指示部に光供給可能な位置に固定配置され、前記制御手段が前記指示部の回転角度に応じて前記光源の明るさを変化させることを特徴とする。

また本発明は、前記制御手段が、前記指示部の明るさがその回転範囲にわたって均斉化するように前記光源の明るさを変化させることを特徴とする。

また本発明は、前記制御手段が、前記指示部の明るさが特定の回転範囲または回転位置で変化するように前記光源の明るさを変化させることを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、少ない光源で指示部をバランスよく照明でき、また状況に応じて指針の明るさを変化させることが可能な指示計器を提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明による指示計器の実施形態を説明する。
図１〜図５は、本発明の実施形態を示すもので、図１は本実施形態による指示計器の断面図、図２は当該実施形態による指針と光源との位置関係を示すもので遮光カバーと表示板とを除いて指針と光源を示す正面図、図３は当該実施形態による制御手段１０の構成を説明するブロック図、図４は当該実施形態による指針用光源と指針（指示部）の明るさ特性を示す特性図、図５は比較例を示す特性図である。

図１において本実施形態による指示計器は、回路基板１と、この回路基板１の背面に主要部が取り付けられ回転軸２が回路基板１を貫通して前方側に延びる指針駆動装置３と、この指針駆動装置３の回転軸２に連結され計測量に応じて回転する指針４と、この指針４の背後に隙間を空けて配置され指針４が指示する目盛や文字等の指標部５が形成された表示板６と、この表示板６と回路基板１との間に位置し表示板６を回路基板１上に安定的に支持すると共に指針４を照明する指針照明室７と表示板８の指標部５を照明する表示板照明室８とを形成する枠体９と、この枠体９によって形成された指針照明室７と表示板照明室８のそれぞれに対応して配置され指針照明用光源（光源）Ｌ１及び表示板照明用光源Ｌ２と、これら光源Ｌ１，Ｌ２と指針駆動装置３の動作を制御する制御手段１０とを備えている。

回路基板１は、硬質の印刷配線基板であり、指針駆動装置３と各光源Ｌ１，Ｌ２と制御手段１０が取り付けられ、電気的に接続されている。

指針駆動装置３は、例えばステッピングモータからなり、制御手段１０を通じて指針４を回転させる。

指針４は、透光性合成樹脂からなり回転軸２と交差するように表示板６上を延びる指示部４１と、この指示部４１の回転中心領域であってその所要部を覆う遮光カバー４２とで構成されている。

指示部４１は遮光カバー４２によって覆われる前記回転中心領域に指針用光源Ｌ１からの光を受光する受光部４３を有している。この受光部４３に対応する指示部４１の壁面には、受光部４３から導入した光を先端側に反射する反射部４４が形成され、受光部４３から導入した指針照明光源Ｌ１からの光を反射部４４で先端側に反射することにより、指示部４１が線状に光輝するようになっている。なお指示部４１にはこの部分を着色する着色層が被着されるが、図示は省略してある。

表示板６は、透光性合成樹脂基板に各種印刷を施してなる所謂、遮光文字板で、遮光性インク層と透光性インク層とを有し、遮光性インク層によって地部が、透光性インク層によって指標部５が形成されている。そして透光性インク層によって形成される指標部５は、表示板照明用光源Ｌ２の光によって照らされて発光するものである。

指針照明用光源Ｌ１及び表示板照明用光源Ｌ２は、例えば発光ダイオードからなり、指針４及び表示板７に対応して配置されている。

指針照明用光源Ｌ１は、図２に示すように、回転軸２の近傍に１個だけ設けられている。本例の場合、最小回転位置Ｐｍｉｎから最大回転位置Ｐｍａｘまでの指針４の回転範囲Ｒは、２４０度に設定されており、指針用光源Ｌ１は、この回転範囲Ｒの中間点Ｐｍｉｄと回転軸２とを結んだライン上であって、指針４が中間点Ｐｍｉｄを指すとき、受光部４３の中心と指針用光源Ｌ１の発光中心とが略一致する位置に設けられている。

従って、もし指針照明用光源Ｌ１の発光輝度が一定である場合、指針照明用光源Ｌ１の発光中心と受光部４３の中心とが近い程、受光部４３の受光量が多くなり、各中心が離れる程、受光量が少なくなる。

一方、表示板用光源Ｌ２は、指針照明用光源Ｌ１の外側に複数個配置され、枠体１０の壁面等を利用して指標部６を照明する。

つぎに図３に基づいて、制御手段１０の構成を説明する。
制御手段１０は、例えばセンサ手段や多重通信手段からの様々な入力信号を、入力端子Ｔ（複数）を通じて受信し、この入力信号に基づいて指針駆動装置３、指針用光源Ｌ１、表示板用光源Ｌ２を動作させる処理を行うもので、マイクロコンピュータ１０１と、第１〜第３の駆動処理部１１１〜１１３とで構成されている。

マイクロコンピュータ１０１は、例えばＣＰＵからなり、前記入力信号を演算処理し、その処理結果に基づいて第１〜第３の駆動処理部１１１〜１１３を動作させる制御信号を出力する演算処理部１０２と、この演算処理部１０２が実行する各種プログラムやこのプログラムを実行上必要なデータを記憶する記憶部１０３とで構成されている。

記憶部１０３は、例えばＲＯＭやＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子からなり、各種プログラムとして具体的には、指示計器が例えば速度計の場合、車速に係わる入力信号に応じて指針４の振れ角（回転角）を算出し、振れ角制御信号として第１の駆動処理部１１１に出力する振れ角度算出プログラムや算出された回転角度に応じて指針用光源Ｌ１の発光輝度を変化させる調光制御信号を第３の駆動処理部１１３に出力するプログラム等を格納している。またこれらプログラムを実行する上で必要なデータとしては、入力信号に対応した振れ角データ（前記振れ角度算出プログラムの実行時に利用）や算出振れ角に対応した調光データ（前記調光プログラムの実行時に利用）等を保持している。

第１の駆動処理部１１１は、例えば正弦波及び余弦波にて変化する交流駆動電圧を出力するもので、マイクロコンピュータ１０１からの前記振れ角制御信号に基づいて指針駆動装置３の図示しないコイルに交流駆動電圧を供給し、振れ角制御信号に見合った回転角度分、指針４を回転させるものである。

第２，第３の駆動処理部１１２，１１３は、例えばＰＷＭ（パルス幅変調）出力回路からなり、マイクロコンピュータ１０１からの点消灯制御信号に基づいて表示板用光源Ｌ１，Ｌ２を点灯させるもので、本例の場合、第２の駆動処理部１１２は、表示板用光源Ｌ２の発光輝度が一定となるように点灯用電圧を供給し、第３の駆動処理部１１３は、マイクロコンピュータ１０１からの前記調光制御信号に基づいて表示板用光源Ｌ２の輝度を指針４の回転位置に応じて変化させる。

図４，図５はそれぞれ指針用光源Ｌ１の明るさと指針４（指示部４１）の明るさの関係を示す特性図であり、図４は本実施形態の特性を示し、図５は比較例を示すものである。

すなわち、これら図４，図５おいて、縦軸は明るさを、横軸は指針４の回転位置を示す。
なお図４，図５は、受光部４３の中心と指針用光源Ｌ１の発光中心とが略一致する指針４位置、すなわち指針４が回転範囲Ｒの中間点Ｐｍｉｄ（図２参照）にあって、受光部４３が最も多くの光量を受光する回転位置（横軸の「０」度）を指針４及び指針用光源Ｌ１の明るさ「１００％」とし、この位置を基準として指針４及び指針用光源Ｌ１の明るさの変化特性をグラフ化したものである。
従って、図４，図５中、横軸の回転角「０」度は図２中、中間点Ｐｍｉｄに、回転角「−１２０」度は最小回転位置Ｐｍｉｎに、横軸の「１２０」度は最大回転位置Ｐｍａｘにそれぞれ該当する。

図５と図４とを比較すると、図５における指針用光源Ｌ１の明るさ特性（点線参照）は一定であるが、図４における指針用光源Ｌ１の明るさ特性（点線参照）は、「０」度付近で最も暗く、この箇所から離れるに従って次第に明るさが増加する傾向を示している。このような指針用光源Ｌ１の明るさ特性の変化に応じて、図４における指針４の明るさ特性（実線参照）は、図５における指針４の明るさ特性（実線参照）よりも変化幅が小さく、平均化されており、これにより照明バランスが改善されている。なお図４における指針４の振れ角位置に応じた指針用光源Ｌ１の明るさ変化特性は、記憶部１０３に記憶されている調光データの特性に基づくものである。また図４における指針４の明るさ特性（実線参照）を見ると、完全には平均化されておらず、回転位置に応じた明るさ変化が依然として残っているが、実用上は問題のないレベルである。

以上のように、本実施形態では、指標部５が施された表示板６と、この表示板６上を軸回り回転し指標部５を指示する指針４と、この指針４を照明する指針用光源Ｌ１と、この指針用光源Ｌ１の動作を制御する制御手段１０とを備えており、指針４が透光性を有し指針用光源Ｌ１の光を導入して発光する指示部４１を有し、指針用光源Ｌ１が指示部４１に光供給可能な位置に固定配置され、制御手段１０が指示部４１の振れ角位置に応じて指針用光源Ｌ１の明るさを変化させることにより、指示部４１の明るさを均斉化することができる。従って、少ない指針用光源Ｌ１で指示部４１をバランスよく照明することができる。

なお本実施形態では、指針用光源Ｌ１及び指針４の受光部４３が単一の場合を示したが、指針用光源Ｌ１及び受光面は複数設けてもよく、この場合、受光部４３に到達する光量ではなく、指示部４１に到達する光量を基準として、指示部４１の明るさが所望状態となるように指針用光源Ｌ１の明るさを指針４の回転位置に応じて変化させればよい。

また本実施形態では、指示部４１の明るさが均斉化するように指針用光源Ｌ１の明るさを変化させたが、指示部４１の明るさを特定の回転範囲または回転位置で変化するように指針用光源Ｌ１の明るさを変化させてもよい。例えば、指針４の振れ角が増加するに従って指針４の明るさが大きくなる（小さくなる）ように、指針用光源Ｌ１の明るさを変化させたり、指針４が警報振れ角領にあるときだけ、指針４の明るさを大きくしてもよい。このように構成することで、状況に応じて指針４の明るさを変化させ、視認性や注意喚起性等を向上させることができる。

本実施形態による指示計器の断面図である。 同実施形態による指針と光源との位置関係を示すもので遮光カバーと表示板とを除いて指針と光源を示す正面図である。 同実施形態による制御手段１０の構成を説明するブロック図である。 同実施形態による指針用光源と指針（指示部）の明るさ特性を示す特性図である。 同実施形態との比較例を示す特性図である。

符号の説明

１ 回路基板
２ 回転軸
３ 指針駆動装置
４ 指針
５ 指標部
６ 表示板
７ 指針照明室
８ 表示板照明室
９ 枠体
４２ 遮光カバー
４３ 受光部
４４ 反射部
１０１ マイクロコンピュータ
１０２ 演算処理部
１０３ 記憶部
１１１〜１１３ 第１〜第３の駆動処理部
Ｌ１ 指針照明用光源（光源）
Ｌ２ 表示板照明用光源
Ｐｍｉｎ 最小回転位置
Ｐｍａｘ 最大回転位置
Ｐｍｉｄ 中間点
Ｒ 回転範囲
Ｔ 入力端子

Claims (3)

1. 指標部が施された表示板と、
   この表示板上を軸回り回転し指標部を指示する指針と、
   この指針を照明する光源と、
   この光源の動作を制御する制御手段とを備え、
   前記指針が透光性を有し前記光源の光を導入して発光する指示部を有し、
   前記光源が前記指示部に光供給可能な位置に固定配置され、
   前記制御手段が前記指示部の回転角度に応じて前記光源の明るさを変化させることを特徴とする指示計器。
2. 前記制御手段は、前記指示部の明るさがその回転範囲にわたって均斉化するように前記光源の明るさを変化させることを特徴とする請求項１記載の指示計器。
3. 前記制御手段は、前記指示部の明るさが特定の回転範囲または回転位置で変化するように前記光源の明るさを変化させることを特徴とする請求項１記載の指示計器。

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