JP2006200947A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 化粧板における表示用スペースを有効活用しつつ、拡大虚像位置と化粧板との視認距離をほぼ同一として良好な視認性が得られる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 透光性樹脂からなる導光部１５ａの外周を導光部１５ａとは屈折率が異なる透光性樹脂からなる皮膜１５ｂで覆って形成された光ファイバー１５を複数個束ねた集合体として形成されたスクリーン１４を、フレネルレンズ１３の前面側（視認者側）に配置した。これにより、表示画面９ａの拡大虚像を、従来の液晶パネル９の背後ではなくて、スクリーン１４の表面１４ａ上に視認させる、すなわち、距離計Ｂを速度計ＡおよびタコメータＣの文字盤２と略同一平面上にあるように視認させることができるので、化粧板における表示用スペースを有効活用しつつ、良好な視認性が得られるコンビネーションメータ１を実現することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の運転席に設置されて乗員に対して各種情報を表示する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。

近年、自動車等に搭載される車両用表示装置において、そこに表示される情報の個数が増加している。また、これらの情報の表示手段も多様化し、一般的な指針計器のみならず、数字、文字あるいは図形を画面上に表示する表示器も併用されるようになっている。

従来の車両用表示装置においては、各種情報が視認可能に配置される化粧板における表示用スペースを有効活用するために、たとえば、化粧板の開口窓の背後に表示器を配置して、開口窓を介して表示器を視認させる構成において、表示器の前面側に光学的拡大手段（たとえば凸レンズ等）を配置したものがある。これは、表示器を凸レンズと凸レンズの焦点との間に配置することにより凸レンズの背後に表示器の拡大虚像を形成し、それを運転者に視認させるものである。すなわち、表示器の画面を光学的に拡大して視認させる構成とすることで、より小型の表示器を用いることが可能となる。したがって、化粧板における表示用スペースを有効活用することが可能となる。

しかしながら、上述した従来の車両用表示装置において、表示器の拡大虚像の結像位置は、視認方向において表示器よりも後方となり、運転者から見た場合、拡大虚像は化粧板表面よりもずっと奥に視認される。言い換えると、化粧板表面と表示器の拡大虚像とで運転者の視認距離が異なる。このため、運転者が注目対象を化粧板表面から表示器の拡大虚像へ切り替える、あるいはその反対に切り替える際に、眼の焦点距離が対象に合うまでに時間遅れが生じ、運転者に違和感を抱かせる可能性がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、表示器の構成に工夫を凝らして、小型の表示器を拡大表示することにより化粧板における表示用スペースを有効活用しつつ、拡大虚像位置と化粧板との視認距離をほぼ同一として良好な視認性が得られる車両用表示装置を提供することを目的とする。

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。

本発明の請求項１に記載の車両用表示装置は、開口窓を有する化粧板と、化粧板の背後に開口窓に臨んで配置されて所定の情報を画面上に表示する表示器と、表示器の前面側に配置される光学的拡大手段と、光学的拡大手段の前面側に配置される光学部材とを備え、表示器は、開口窓、光学的拡大手段および光学部材を介して視認される車両用表示装置であって、光学部材は透光性樹脂からなる導光部の外周を該導光部とは屈折率が異なる透光性樹脂からなる皮膜で覆って形成された光学素線を複数個束ねた集合体として形成され、光学部材は光学素線の一端を表示器に対向させ且つ他端を視認者側として配置されることを特徴としている。

すなわち、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置は、従来の車両用表示装置に対して、光学的拡大手段の前面側、つまり視認者側に光学部材を配置した点が異なっている。

ここで、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置における光学部材の代わりに、たとえば厚さが均一の透明なガラス板あるいは樹脂板を配置した場合を考える。

この場合、光学的拡大手段の表面から出射する光はあらゆる方向に進行する。この光は、透明なガラス板あるいは樹脂板においてもあらゆる方向に進行する。したがって、視認者がこれを見たときに、光学的拡大手段の前面に透明なガラス板あるいは樹脂板が配置されることは認識されるものの、表示器の拡大虚像は、依然として光学的拡大手段の後方に結像して視認される。すなわち、拡大虚像は化粧板表面よりもずっと奥に視認される。このため、運転者が注目対象を化粧板表面から表示器の拡大虚像へ切り替える、あるいはその反対に切り替える際に、眼の焦点距離が対象に合うまでに時間遅れが生じ、運転者に違和感を抱かせる可能性がある。

一般に、屈折率の異なる２つの物質が接している場合、一方の物質内を進行する光が両者の境界面に入射したとき、入射角度がある大きさ以上では、入射した光の全量が境界面で反射して再び一方の物質内を進行する。このため、表示器から出射し光学的拡大手段を透過した光が光学部材に入射した場合、一つの光学素線の導光部に入射した光はその導光部内のみを全反射を繰り返しつつ進行して視認者側の端部から出射することになる。言い換えると、一つの光学素線の導光部に入射した光がその導光部内を進行中に隣接する導光部内へ進入し他の導光部の端部から出射することはない。

これにより、光学的拡大手段の表面各部から発せられた光は、表面各部に対向した各光学素線内にその一端からそれぞれ入射し且つ各光学素線の他端から出射する。したがって、光学的拡大手段の作用により形成された拡大虚像が、光学部材の視認者側端部に結像されるように視認されることになる。

すなわち、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置よれば、表示器の拡大虚像を光学部材の視認者側端部、すなわち、従来の車両用表示装置の場合と比較してより視認者に近い部位に結像させることができる。

これにより、表示器を拡大表示することにより化粧板における表示用スペースを有効活用しつつ、拡大虚像位置と化粧板との視認距離をほぼ同一にして良好な視認性が得られる車両用表示装置を提供することができる。

本発明の請求項２に記載の車両用表示装置は、開口窓を有する化粧板と、化粧板の背後に開口窓に臨んで配置されて所定の情報を画面上に表示する表示器と、表示器の前面側に配置される光学部材とを備え、表示器は、開口窓および光学部材を介して視認される車両用表示装置であって、光学部材は透光性樹脂からなる導光部の外周を該導光部とは屈折率が異なる透光性樹脂からなる皮膜で覆って形成された光学素線を複数個束ねた集合体として形成され、光学部材は光学素線の一端を表示器に対向させ且つ他端を視認者側として配置され、光学部材は導光部の直径寸法が表示器から離れるに連れて増大するように形成されることを特徴としている。

本発明の請求項２に記載の車両用表示装置において、一つの光学素線の導光部に入射した表示器からの光はその導光部内のみを全反射を繰り返しつつ進行してこの光学素線の視認者側の端部から出射する。

したがって、表示器の表面各部から発せられた光は、表面各部に対向した各光学素線内にその一端からそれぞれ入射し且つ各光学素線の他端から出射する。すなわち、光学部材を形成する各光学素線の導光部の視認者側端面が、それぞれ表示器の表示画面を構成する画素のように機能する。

これにより、本発明の請求項２に記載の車両用表示装置では、光学部材の視認者側端部位置、つまり化粧板表面近傍に表示器の表示画面があるように視認されることになる。

また、本発明の請求項２に記載の車両用表示装置では、光学部材は導光部の直径寸法が表示器から離れるに連れて増大するように形成されている。すなわち、各導光部において、視認者側における端面の面積が表示器側における端面の面積よりも大きく形成されている。

これにより、導光部の視認者側端面に形成される画素の大きさを、導光部の表示器側の端面に対向する表示器上の画素の大きさより大きくすることができる。言い換えると、表示器上の画像を、光学部材により拡大して視認者に視認させることが可能となる。

すなわち、本発明の請求項２に記載の車両用表示装置においては、光学手段は、光学的拡大手段としての機能を果たしており、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置における光学的拡大手段を省略することができる。したがって、本発明の請求項２に記載の車両用表示装置においては、より簡素な構成により、表示器を拡大表示することにより化粧板における表示用スペースを有効活用しつつ、拡大虚像位置と化粧板との視認距離をほぼ同一にして良好な視認性が得られる車両用表示装置を提供することができる。

本発明の請求項３に記載の車両用表示装置は、表示器はドットマトリクス型表示器であることを特徴としている。

ドットマトリクス型表示器では、画面に表示される数字、文字および図形等を細かいドットの集合体として形成するので表示される表示意匠のデザイン自由度が高く、且つ表示演出方法が多岐に亘って可能である。

したがって、表示器を拡大表示することにより化粧板における表示用スペースを有効活用しつつ、拡大虚像位置と化粧板との視認距離をほぼ同一にして良好な視認性が得られる車両用表示装置を提供する、という本発明の目的を、より効果的に実現することができる。

本発明の請求項４に記載の車両用表示装置は、表示器であるドットマトリクス型表示器は液晶表示器であることを特徴としている。

ドットマトリクス型液晶表示器は、様々な機器において表示器として広く用いられており、比較的安価且つ種類も豊富である。

したがって、表示器を拡大表示することにより化粧板における表示用スペースを有効活用しつつ、拡大虚像位置と化粧板との視認距離をほぼ同一にして良好な視認性が得られる車両用表示装置を提供する、という本発明の目的を、効果的且つコスト上昇を抑制しつつ実現することができる。

本発明の請求項５に記載の車両用表示装置は、導光部の表示器側における直径寸法はドットマトリクス型表示器のドットピッチ寸法よりも小さいことを特徴としている。

この場合、光学部材の視認者側の表面を構成する各導光部の端面上に画素として形成される画像の大きさは、ドットマトリクス型表示器のドットピッチ寸法よりも小さくなっている。言い換えると、光学部材の視認者側の表面においてドットマトリクス型表示器の画面上に表示される画像を構成する導光部の個数が、ドットマトリクス型表示器の画面上に形成される画像を構成するドット数よりも多くなっている。

これにより、ドットマトリクス型表示器の画面上に形成される画像を、光学部材の視認者側の表面に鮮明に形成することができる。

本発明の請求項６に記載の車両用表示装置は、化粧板は計器の目盛盤であることを特徴としている。

この場合、目盛盤表面には計器が設置されているので、視認者は、この計器と表示器とを頻繁に確認することになる。

したがって、拡大虚像位置と化粧板との視認距離をほぼ同一にして良好な視認性が得られる、という本発明の効果を、最大限に発揮することができる。

本発明の請求項７に記載の車両用表示装置は、導光部の表示器側と反対側の端面に拡散反射層を形成したことを特徴としている。

この場合、表示器から発せられた光は、導光部内の全反射を繰り返しつつ進行し表示器側と反対側の端面、つまり視認者側の端面に達し、拡散反射層に拡散反射されて導光部からより広い範囲へ出射される。このため、視認者の姿勢が走行中の振動等で変化して光学部材に対する視認者の眼線角度が変化した場合でも、光学部材上に形成される表示器の画像を明瞭に視認可能な範囲を拡大することができる。

この場合、本発明の請求項８に記載の車両用表示装置のように、拡散反射層をシボ面とすれば、導光部の端面に容易に拡散反射層を形成することができる。

以下、本発明による車両用表示装置を、自動車に搭載されるコンビネーションメータ１に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の正面図である。なお、図１において、液晶パネル２の表示画面２１は、実際の大きさではなく運転者が視認するときの大きさ、すなわち拡大された虚像の大きさで示している。

図２は、本発明の第１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中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２において、左側が運転席側であり、コンビネーションメータ１は、左方から視認される。

図３は、本発明の第１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中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３において、左側が運転席側であり、コンビネーションメータ１は、左方から視認される。

図４は、図３中のＩＶ部拡大図である。

図５は、図３中のＶ部矢視図である。

図６は、本発明の第１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。

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、自動車に関する各種情報を表示するものである。本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１は、図１に示すように、当該自動車の走行速度を指示する速度計Ａ、当該自動車の累積走行距離を示す距離計Ｂおよび当該自動車のエンジン回転数を指示するタコメータＣを備えている。ここで、速度計ＡおよびタコメータＣは、図１に示すように、指針計器として形成され、一方、距離計Ｂは、表示器であり液晶表示器である液晶パネル９から成るいわゆるデジタルメータとして形成されている。

先ず、指針計器である速度計Ａの構成について説明する。なお、もう一つの指針計器であるタコメータＣの構成、すなわち指針を回転させるメカニズム等は速度計Ａと同じであるので、タコメータＣについては詳細な説明を省略する。

速度計Ａは、指針６を文字盤２の表面に沿って回動させ、その回動角度により当該自動車の走行速度を指示するものである。

化粧板である文字盤２は、透光性材質、たとえば透明なポリカーボネート樹脂等の薄板から形成されている。また、文字盤２の表面２ａには、図１に示すように、表示意匠である目盛２ｄ、数字２ｅおよび文字２ｆが形成されている。目盛２ｄおよび数字２ｅは、後述する指針６とともに当該自動車の走行速度を指示するためのものであり、図１に示すように、それぞれ円弧上且つ指針軸５ａと同心上に配置されている。目盛２ｄ、数字２ｅおよび文字２ｆは、文字盤２の表面２ａ（図２において左側の面）あるいは裏面２ｂ（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、目盛２ｄ、数字２ｅおよび文字２ｆ以外の部分に不透光性着色層あるいは半透光性着色層を設けると共に、数字２１を透明なままとする、あるいは半透光性着色層を設ける等の処理を施してある。本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、目盛２ｄ、数字２ｅおよび文字２ｆは半透光性の黄色に、目盛２ｄ、数字２ｅおよび文字２ｆ以外の部分は半透光性の濃青色にそれぞれ着色されている。したがって、後述する、文字盤２の裏側に配置される光源である発光ダイオード３が点灯されると、それが発する光により文字盤２は透過照明されて、濃青色の背景中に目盛２ｄ、数字２ｅおよび文字２ｆが黄色で発光表示される。

また、文字盤２には、図２に示すように、貫通孔２ｃが設けられている。この貫通孔２ｃは、文字盤２の裏側（図２において右側）に配設される回動内機であるムーブメント５の指針軸５ａを文字盤２の表側（図２において左側）に延出させるためのものである。

文字盤２の裏側（図２において右側）には、図２に示すように、プリント基板８が配置されている。プリント基板８は、たとえばガラスエポキシ基板等からなり、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８には、図２に示すように、文字盤２を透過照明するための光源である発光ダイオード３および後述する指針６を発光表示させるための光源である発光ダイオード７が実装されている。なお、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、両発光ダイオード３、７として、白色発光ダイオードが用いられている。

また、プリント基板８には、ムーブメント５が実装されている。ムーブメント５は、ステッピングモータ、あるいは交差コイル式回転機等の電気アクチュエータからなり、外部からの電気信号（本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の速度計Ａにおいては自動車の速度信号、タコメータＣにおいてはエンジン回転信号）に対応した角度だけ指針軸５ａを回動させるものである。ムーブメント５の指針軸５ａは、文字盤２の貫通孔２ｃを通して外方（図２において左方向）へ延出し、その先端には指針６が固定されている。

指針６は、透光性材料、たとえばアクリル樹脂等により形成され、プリント基板８上に実装される発光ダイオード７が発する光により発光表示される。また、指針６には、図２に示すように、指針６の発光ダイオード７に対向する部分およびその近傍を覆う遮光キャップ２５が取り付けられている。遮光キャップ２５は、遮光性を有する材質、たとえば黒色の樹脂材料等から形成され、発光ダイオード７からの光が、直接視認者の眼に入射して視認者が眩惑されることを防止している。

また、プリント基板８には、両発光ダイオード３、７の点灯・消灯制御およびムーブメント５の駆動制御を行なうコントローラ２０が実装されている。コントローラ２０は、たとえばマイクロコンピュータ等から構成されている。なお、コントローラ２０は、後述する液晶パネル９の駆動制御、および液晶パネル９のバックライトである発光ダイオード１０の点灯・消灯制御も行っている。

文字盤２とプリント基板８との間には、図２に示すように、発光ダイオード３が発する光を文字盤２に向けて反射するリフレクタ４が配置されている。リフレクタ４は、発光ダイオード３が発する光のうち、文字盤２以外の方向に進む光を文字盤２へ向けて反射するので、発光ダイオード３が発する光を文字盤２の照明に効率良く利用できる。このため、リフレクタ４の外形形状は、文字盤２上の全ての目盛２ｄ、数字２ｅおよび文字２ｆを完全に覆うように形成されている。なお、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、リフレクタ４は、後述するケーシング１７と一体的に形成されている。

以上説明した、文字盤２、プリント基板８等は、図２に示すように、樹脂材料から成形されるケーシング１７内に収容保持されている。ケーシング１７は、たとえば樹脂材料から形成されている。

また、文字盤２の表側には、図２に示すように、化粧板としての略枠状の見返し板１２が装着されている。見返し板１２は、たとえば樹脂材料から形成されている。見返し板１２には、文字盤２上の目盛２ｄおよび数字２ｅが成す円弧と略同心上の開口孔１２ｂが設けられており、文字盤２は、この開口孔１２ｂを介して視認される。これにより、見返し板１２の開口孔１２ｂが、速度計Ａの外形形状として視認される。すなわち、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１において、化粧板は、文字盤２およびその前面側に重ねて配置された見返し板１２とから構成されている。

見返し板１２の先端部（図２において、左端）には透明カバー１９が装着されている。透明カバー１９は、透明な樹脂の薄板あるいはガラス等から形成されている。見返し板１２および透明カバー１９は、コンビネーションメータ１の見映えを整えると同時に、コンビネーションメータ１内部への埃、水分等の侵入を防止している。

見返し板１２の背後（図２において右側）には、文字盤２およびプリント基板８等を収容保持するケーシング１７が取り付けられている。ケーシング１７の背後（図２において右側）には、リヤカバー１９が取り付けられている。リヤカバー１９は、ケーシング１７の内部への埃、水分等の侵入を防止している。ケーシング１７およびリヤカバー１９は樹脂材料から形成されている。

次に、距離計Ｂの構成について説明する。

距離計Ｂは、図３に示すように、化粧板である文字盤２および見返し板１２の背後（図３において右側）に、開口窓である見返し板１２の窓部１２ａおよび文字盤２に窓部１２ａと同位置に設けられた窓部２ｇに臨んで配置された表示器である液晶パネル９と、液晶パネル９の前面側である視認側（図３において左側）に配置された光学的拡大手段としてのフレネルレンズ１３と、フレネルレンズ１３の前面側（図３において左側）に配置された光学部材であるスクリーン１４とから構成されている。

上述の構成により、視認者、たとえば運転者は、液晶パネル９の表示画面９ａを、フレネルレンズ１３により拡大された虚像として視認する。以下に、距離計Ｂの構成について詳細に説明する。

表示器である液晶パネル９は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、複数のドットにより数字や文字を形成して表示するドットマトリクス型液晶表示器が用いられており、そのドットピッチは０．４ｍｍとなっている。ドットマトリクス型液晶表示器においては、複数の微細なドットにより数字や文字を形成するため、セグメント型液晶表示器に比べて形成される数字や文字の形状をより滑らかにして視認性を向上させることができる。さらに、表示に用いる字体デザインの選択自由度を向上することが可能となる。

液晶パネル９の前面側（図３の左側）には、図３に示すように、光学的拡大手段であるフレネルレンズ１３が配置されている。フレネルレンズ１３は、たとえば、無色透明な樹脂材料、あるいはガラス等から形成されている。

フレネルレンズ１３の前面側（図３の左側）には、図３に示すように、光学部材であるスクリーン１４が配置されている。スクリーン１４は略平板状に形成されて、図３に示すように、見返し板１２の窓部１２ａおよび文字盤２に窓部１２ａ内にぴったり嵌合されている。スクリーン１４のフレネルレンズ１３側の面はフレネルレンズ１３表面に密着するとともに、スクリーン１４の視認側（図３において左側）の面は見返し板１２の表面とほぼ面一となっている。スクリーン１４は、図４および図５に示すように、円柱状の透光性樹脂からなる導光部１５ａを透光性樹脂の皮膜１５ｂで覆って形成された光学素線である光ファイバー１５を複数個束ねた集合体として形成されている。すなわち、スクリーン１４は、複数個の光ファイバー１５を、導光部１５ａの軸を運転者による視認方向と略一致させ且つ互いに密着させて形成されている。複数個の光ファイバー１５を束ねて板状にした後、光ファイバー１５の両端面を研磨する等により鏡面状にとして、スクリーン１４を、あたかも、一枚の平滑な板であるかのように仕上げている。

光ファイバー１５において、皮膜１５ｂは、光屈折率が導光部１５ａの光屈折率よりも大きい材質が用いられているため、光ファイバー１５のフレネルレンズ１３側端面（図４において右側の端面）から導光部１５ａに入射した光は、図４に示すように、導光部１５ａと皮膜１５ｂの界面で全反射する。これにより、一つの光ファイバー１５の導光部１５ａに入射した光は、その導光部１５ａ内のみを全反射を繰り返しながら進行して光ファイバー１５の視認者側端面（図５において左側の端面）から視認者に向けて出射することになる。

光ファイバー１５の導光部１５ａの直径寸法は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、０．０１ｍｍに設定されている。つまり、光ファイバー１５の導光部１５ａの直径寸法は、液晶パネル９のドットピッチである０．４ｍｍよりも小さく設定されている。

液晶パネル９の背後（図３において右側）には、液晶パネル９を透過照明するバックライトとしての、発光ダイオード１０および光拡散板１１が配置されている。光拡散板１１は、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂等から略板状に形成され、液晶パネル９の表示画面９１の全域が均一な明るさで表示されるように、発光ダイオード１０が発する光を導いている。この発光ダイオード１０は、図３に示すように、プリント基板８に実装されている。また、液晶パネル９の各電極（図示せず）も、同様にプリント基板８に実装されている。また、液晶パネル９および光拡散板１１は、樹脂製の支持部材１６を介してプリント基板８上に支持されている。

次に、以上説明した、本発明の第１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６に基づいて説明する。

図６の電気回路構成図に示すように、コントローラ２０には、バッテリ２２から電力が常時供給されている。また、コントローラ２０には、イグニッションスイッチ２１が、その作動状態（ＯＮまたはＯＦＦ）を検出可能に接続されている。

また、コントローラ２０には、当該自動車の走行速度を検出する速度センサ２３、当該自動車のエンジン回転数を検出する回転センサ２４が、各検出信号を入力可能に接続されている。なお、速度センサ２３は、たとえば走行用の駆動輪に動力を伝達するプロペラシャフト（図示せず）の回転数を検出するもので、その出力信号は、走行速度の算出のほかに、走行距離の算出にも用いられている。

また、コントローラ２０には、速度計ＡおよびタコメータＣとしてのムーブメント５、発光ダイオード３および発光ダイオード７、距離計Ｂとしての液晶パネル９および透過照明用光源である発光ダイオード１０が接続されている。

運転者の操作によりイグニッションスイッチ２１がＯＮ状態になると、コントローラ２０はそれを検出して、コンビネーションメータ１の作動を開始する。すなわち、発光ダイオード３、７が点灯されて、速度計ＡおよびタコメータＣの文字盤２および指針６が発光ダイオード表示され、速度センサ２３および回転センサ２４からの検出信号に基づき各ムーブメント５が駆動されて、走行速度およびエンジン回転速度が指針６により指示される。同時に、発光ダイオード１０が点灯されるとともに、液晶パネル９が駆動されて累積走行距離が表示画面９１に数字で表示される。

次に、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴である距離計Ｂの構成の作用効果、すなわちスクリーン１４を追加したことの作用効果について、特に視認状態を中心に説明する。

本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の距離計Ｂにおいては、液晶パネル９の前面側である視認側（図３において左側）フレネルレンズ１３を配置している。すなわち、液晶パネル９は、その表示画面９ａがフレネルレンズ１３の焦点の内側にあるようにして配置されている。これにより、図３に示すように、液晶パネル９の背後（図３において右側）に表示画面９ａの拡大虚像Ｋが結像される。

従来の車両用表示装置においては、光学的拡大手段、たとえば凸レンズあるいはフレネルレンズ等の前面側には何も配置されていない。つまり、表示器と視認者の眼との間には凸レンズのみが配置されている。このため、表示器の拡大虚像は、凸レンズの後方、言い換えると化粧板表面よりもずっと奥に視認される。したがって、視認者である運転者が注目対象を化粧板表面から表示器の拡大虚像へ切り替える、あるいはその反対に切り替える際に、眼の焦点距離が対象に合うまでに時間遅れが生じ、運転者に違和感を抱かせる可能性がある。また、凸レンズの前面側に透明なガラス板あるいは樹脂板が配置された場合でも、表示器の拡大虚像は、依然として光学的拡大手段の後方に結像して、化粧板表面よりもずっと奥に視認される。

ところで、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においてフレネルレンズ１３の前面に配置されたスクリーン１４は、光学素線としての光ファイバー１５を多数束ねて形成されている。この光ファイバー１５は、その一端に入射した光を、図４に示すように、その導光部１５ａ内を全反射させつつ進行させて、一つの画素として他端に表示する。

これにより、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、表示画面９ａの拡大虚像は、図３に示す拡大虚像Ｋの位置ではなく、スクリーン１４の表面１４ａ上の拡大虚像Ｋ‘として視認される。すなわち、距離計Ｂである液晶パネル９の表示画面９ａの拡大虚像は、速度計ＡおよびタコメータＣの文字盤２と略同一平面上にあるように視認される。言い換えると、距離計Ｂまでの視認距離が速度計ＡおよびタコメータＣまでの視認距離と同等であるように視認される。したがって、小型の液晶パネル９を拡大表示することにより文字盤２における表示用スペースを有効活用しつつ、拡大虚像Ｋ‘位置と文字盤２との視認距離をほぼ同一として、良好な視認性が得られるコンビネーションメータ１を実現することができる。

また、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、スクリーン１４を形成する光ファイバー１５の導光部１５ａの直径寸法を、液晶パネル９のドットピッチよりも小さくしているので、スクリーン１４の表面１４ａに形成される拡大虚像Ｋ‘の解像度を表示液晶パネル９の表示画面９ａの解像度と同等として、鮮明な画像を表示することができる。

なお、以上説明した、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、光学的拡大手段としてフレネルレンズ１３を用いているが、他の種類の光学的拡大手段、たとえば凸レンズ等に置き換えてもよい。

（第２実施形態）
図７に、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の距離計Ｂ部の断面図を示す。

本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、下記の二点が異なっている。すなわち、スクリーン１４を構成する光ファイバー１５の形状を直径が一様の円柱状からテーパ状に変更した点、および光学的拡大手段であるフレネルレンズ１３を廃止した点の二点である。

以下に、スクリーン１４の形状について説明する。本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、光ファイバー１５の導光部１５ａの直径寸法を、図７に示すように、液晶パネル９から離れるに連れて（図７において右から左へ向かうに連れて）増大させている。光ファイバー１５の導光部１５ａの直径寸法は、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、液晶パネル９側端部で０．０１ｍｍ、視認者側端部で０．１２ｍｍに形成されている。

この場合、光ファイバー１５の長さ寸法は全て同じであるため、スクリーン１４は略球面状となる。本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、スクリーン１４を形成する球面の中心が、距離計Ｂの中心である開口窓１２ａの図心Ｐ（図１中に示す）を通る視認方向の直線上にあるような姿勢で、スクリーン１４が配置されている。

光ファイバー１５においては、その一端に入射した光が、一つの画素として他端に表示される。

本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１における導光部１５ａは円柱状、つまり直径寸法が全長（スクリーン１４の厚さ、図３の左右方向）に亘り同一である。つまり、導光部１５ａの両端部の面積は同じである。したがって、光ファイバー１５の視認者側端部に表示される画素の大きさは、導光部１５ａの液晶パネル９側の画素、つまり、対応する拡大虚像Ｋの画素と同じである。このため、スクリーン１４の表面１４ａ上に形成される拡大画像Ｋ‘の大きさは、拡大画像Ｋの大きさと等しい。

これに対して、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１における導光部１５ａは視認者側端部が液晶パネル９側端部より大きいテーパ状となっている。このため、光ファイバー１５の視認者側端部に表示される画素の大きさは、導光部１５ａの液晶パネル９側端部に対応するの表示画面９ａ上の画素よりも大きくなっている。したがって、スクリーン１４の表面１４ａ上に形成される表示画面９ａ上の画像は、実際の表示画面９ａ上の画像よりも大きくなっている。すなわち、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１において、スクリーン１４は、光学的拡大手段としての機能をも果たしている。

これにより、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１における場合と同様の効果を少ない構成部品点数で実現することができる。

なお、以上説明した、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、スクリーン１４を球面状としているが、図８に示すように、視認側の表面１４ａを研磨等により平面状に加工してもよい。あるいは、図９に示すように、視認側の表面１４ａおよび裏面の両面を研磨等により平面状に加工してもよい。ここで、スクリーン１４の裏面を研磨等により平面状に加工した場合、光ファイバー１５の液晶パネル９側端面形状は、スクリーン１４の中央部においては円形であるが、中央部から遠ざかるほどより扁平な楕円形となる。その場合、楕円の長軸長さを液晶パネル９のドットピッチ寸法より小さく設定することにより、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１における場合と同様に、スクリーン１４の表面１４ａに形成される拡大虚像Ｋ‘の解像度を表示液晶パネル９の表示画面９ａの解像度と同等として、鮮明な画像を表示することができる。

なお、以上説明した、本発明の第１実施形態および第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、表示器である液晶パネル９としてドットマトリクス型液晶表示器を用いているが、ドットマトリクス型液晶表示器に限る必要はなく、たとえばセグメント型液晶表示器を用いても良い。また、表示器として液晶表示器に限る必要は無く、他の種類の表示器、たとえば、蛍光表示管（ＶＦＤ）、電界発光ディスプレイ（ＥＬ）等を用いてもよい。

また、以上説明した、本発明の第１実施形態および第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、指針計器として、速度計ＡおよびタコメータＣを用いているが、この組み合わせに限定する必要は無く、これらの少なくとも一つを他の指針計器、たとえば、燃料計、水温計、バッテリ電圧計、時計等に置き換えたり、追加したりしてもよい。

また、以上説明した、本発明の第１実施形態および第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、液晶パネル９上に表示される情報を、距離計Ｂとしているが、これに限定する必要はなく、他の情報、たとえば車室内温度、外気温度等に置き換える、あるいは追加する等してもよい。

また、以上説明した、本発明の第１実施形態および第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、指針計器を２個備えているが、指針計器を１個としてもよい。

また、以上説明した、本発明の第１、第２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３、７、１０を用いているが、これらの少なくとも一つを他の種類の光源、たとえば電球あるいは放電灯等に置き換えても良い。

また、以上説明した、本発明の第１、第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、表示器として液晶パネル９を用いているが、これに限る必要は無く、他の種類の表示器、たとえばＥＬパネル、蛍光表示管等に置き換えてもよい。なお、液晶パネル９を自発光式の表示器に置き換える場合は、バックライトである発光ダイオード１０および光拡散板１１は不要である。

本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の正面図である。 本発明の第１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中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の第１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２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３中のＩＶ部拡大図である。 図４中のＶ矢視図である。 本発明の第１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。 本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の距離計Ｂ部の断面図であり、図４に相当する。 本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例によるスクリーン１４の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の他の.変形例によるスクリーン１４の拡大断面図である。

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
２ａ 表面
２ｂ 裏面
２ｃ 貫通孔
２ｄ 目盛
２ｅ 数字
２ｆ 文字
２ｇ 窓部（開口窓）
３ 発光ダイオード
４ リフレクタ
４１ 輪郭線
５ ムーブメント（指針計器）
５ａ 指針軸（指針計器）
６ 指針（指針計器）
７ 発光ダイオード
８ プリント基板
９ 液晶パネル（表示器、液晶表示器）
９ａ 表示画面
１０ 発光ダイオード
１１ 光拡散板
１２ 見返し板（化粧板）
１２ａ 窓部（開口窓）
１２ｂ 開口孔
１３ フレネルレンズ（光学的拡大手段）
１４ スクリーン（光学部材）
１４ａ 表面
１５ 光ファイバー（光学素線）
１５ａ 導光部
１５ｂ 皮膜
１６ 支持部材
１７ ケーシング
１８ リヤカバー
１９ 透明カバー
２０ コントローラ
２１ イグニッションスイッチ
２２ バッテリ
２３ 速度センサ
２４ 回転センサ
２５ 遮光キャップ
Ａ 速度計（指針計器）
Ｂ 距離計
Ｃ 回転計（指針計器）
Ｋ 拡大虚像
Ｋ‘ 拡大虚像
Ｐ 図心

Claims (8)

1. 開口窓を有する化粧板と、
   前記化粧板の背後に前記開口窓に臨んで配置されて所定の情報を画面上に表示する表示器と、
   前記表示器の前面側に配置される光学的拡大手段と、
   前記光学的拡大手段の前面側に配置される光学部材とを備え、
   前記表示器は、前記開口窓、前記光学的拡大手段および前記光学部材を介して視認される車両用表示装置であって、
   前記光学部材は透光性樹脂からなる導光部の外周を該導光部とは屈折率が異なる透光性樹脂からなる皮膜で覆って形成された光学素線を複数個束ねた集合体として形成され、
   前記光学部材は前記光学素線の一端を前記表示器に対向させ且つ他端を視認者側として配置されることを特徴とする車両用表示装置。
2. 開口窓を有する化粧板と、
   前記化粧板の背後に前記開口窓に臨んで配置されて所定の情報を画面上に表示する表示器と、
   前記表示器の前面側に配置される光学部材とを備え、
   前記表示器は、前記開口窓および前記光学部材を介して視認される車両用表示装置であって、
   前記光学部材は透光性樹脂からなる導光部の外周を該導光部とは屈折率が異なる透光性樹脂からなる皮膜で覆って形成された光学素線を複数個束ねた集合体として形成され、
   前記光学部材は前記光学素線の一端を前記表示器に対向させ且つ他端を視認者側として配置され、
   前記光学部材は前記導光部の直径寸法が前記表示器から離れるに連れて増大するように形成されることを特徴とする車両用表示装置。
3. 前記表示器はドットマトリクス型表示器であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記表示器は液晶表示器であることを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
5. 前記導光部の前記表示器側における直径寸法は前記ドットマトリクス型表示器のドットピッチ寸法よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
6. 前記化粧板は計器の目盛盤であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両用表示装置。
7. 前記導光部の前記表示器側と反対側の端面に拡散反射層を形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の車両用表示装置。
8. 前記拡散反射層はシボ面であることを特徴とする請求項７に記載の車両用表示装置。

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