JP2011180128A - インストルメントクラスタのポインタ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ポインタ及びポインタ位置の高視認性を有する車両用のインストルメントクラスタを提供する。
【解決手段】インストルメントクラスタ１００及びポインティングデバイス１０であり、前記ポインティングデバイス１０は回転軸１２の周りに回転可能に取り付けられ、さらに前記回転軸１２の近傍にシャフトエレメント１３を有し、前記ポインティングデバイス１０は前記シャフトエレメント１３の領域に光ガイドエレメント１４又はミラーエレメントの少なくとも一つを備え、画像形成エレメント１５又はアパーチャの一つ及び前記光ガイドエレメント１４又は前記ミラーエレメントの一つは、前記シャフトエレメント１３と一緒に前記回転軸１２の周りを回転され、前記シャフトエレメント１３への入射光は、前記光ガイドエレメント１４又は前記ミラーエレメントの一つから前記画像形成エレメント１５又はアパーチャへ、さらにディスプレイ面２０表面に投射する。
【選択図】図３

Description

本発明は、全体的には表示装置の分野に関し、特に自動車および他の車両用のインストルメントクラスタ(instrument cluster:組み合わせ計器、複合計器)に関する。さらに詳細には、本発明は車両のインストルメントクラスタのポインタ(pointer,計器などの針)内部の照明に関する。

車両用のインストルメントクラスタは、ポインタを備えるインストルメントパネルをしばしば含んでいる。ポインタは、一般的に、燃料レベル、車両の速度、好ましいまたは現在の車両速度、エンジン回転数、エンジン温度、時間などのような車両のパラメータまたは他のパラメータの値を指し示すように構成されている。多くの場合、ポインタは回転軸の周りを回転させられ、多くの場合にあって回転するシャフトによってステップモータに接続される。前記ポインタは、全般的には、ポインタが回転されるところの回転軸に実質的に伸びる軸部を備える。ポインタは、全般的に、前記軸部に概ね垂直な方向、および前記回転軸に垂直な方向に伸びる半径分をさらに備える。

複数のＬＥＤ（発光ダイオード）のような光源を用いてポインタを照らすことが注目を集めるようになってきている。一般的には、ＬＥＤはシャフトの外周に配置されているかもしれない。ポインタが回転軸の周りを動くとき、ポインタは前記シャフト周りに続いているＬＥＤによって照らされる。ＬＥＤからの光はポインタに入射し、そしてあたかもポインタ自体が光っているかのようにポインタを見せる。他の解決策によれば、一つまたは複数のＬＥＤがシャフトに直接光が注ぎ込まれるようにシャフトの中央の背後に配置される。

これらの現在のインストルメントクラスタの構造にあって、ポインタは一つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤによって照射される光が光ガイドによってガイドされるように、さらにポインタの一つの外観のみがあるようにユーザに向かって直接的に照射されるように、光ガイドエレメントを備える。

より費用効果の高い製造及びインストルメントクラスタの組み立てプロセスを提供するため、さらに表示された情報の高鮮明性が達成されるようにポインタ及びポインタ位置の高視認性を提供するための継続的な必要性が残されている。

本発明は、従来技術の課題を解決するために、自動車または他の車両のインストルメントクラスタ用のポインタまたはポインタデバイスの設計を、ポインティングデバイスを回転軸の周りに回転可能に取り付ける、ポインティングデバイスは回転軸の近辺にシャフトエレメントを有する、ポインティングデバイスはシャフトエレメントの領域内に少なくとも一つの光ガイドエレメント又はミラーエレメントをさらに備える、ポインティングデバイスはエレメント又はアパーチャを形成する画像の一つをさらに備える、エレメント又はアパーチャ及び光ガイドエレメント又はミラーエレメントの一つを形成する画像の一つをシャフトエレメントと共に回転軸の周りを回転する、ように提供する。

本発明に係るポインティングデバイスにあっては、エレメント又はアパーチャを形成する画像、（前記画像はポインティングデバイスのユーザに向かうインストルメントクラスタのアップリケの領域によって反射される、）によって形成される投影画像の使用によってポインティングデバイスのさらなるポインティング効果を提供することができる。

本発明に係るポインティングデバイスは、光ガイドエレメント又はミラーエレメントの一つをポインタデバイスのシャフトの領域内に備える。光ガイドエレメントは、画像形成エレメント又はアパーチャの一つに向けて光を好ましくは照射（又はミラーエレメントは反射）する。光ガイドエレメントによって照射されるか又はミラーエレメントによって反射される光は、車両の運転者又はインストルメントクラスタの使用者に視認可能であるように表示面の一部に投影される（画像形成エレメント又はアパーチャを介して）。表示面は、好ましくは本発明に係るインストルメントクラスタの形成されたアップリケ(applique)面である。

シャフトエレメントへの光入射は、画像形成エレメント又はアパーチャの一つを通りすぎ、さらにアップリケにて反射されて初めてインストルメントクラスタのユーザに視認可能となるのが、本発明によれば特に好ましい。表示面の一部への光の投射は、車両の運転手又はインストルメントクラスタの使用者にのみ、ある照明状態にあってのみ、特に夜間の照明状態、すなわち車両の外部から減少された環境光、特に太陽光の形において、操作可能又は視認可能であるのが特に好ましい。そのような減少された環境光状態は、夜の時間の間にばかりでなくトンネル又は橋の下でも通常起こりえる。

非常に好ましくは、ポインティングデバイスはカバーリングエレメント又は幕の一つを備える。これはシャフトエレメントへの光の入射を、反射されることから或いはさもなければポインティングデバイス内にて意図された光学経路から取り出されるのを妨げるために働くので、シャフトへの光の入射が運転者又はポインティングデバイスの使用者に向かう方向に反射されるのを妨げる。

本発明の好ましい具現化例によれば、ポインティングデバイスは、さらにフォーカシングエレメントを備えてなり、フォーカシングエレメントはシャフトエレメントと一緒に回転軸の周りを回転され、さらに入射光は、画像形成エレメント又はアパーチャの一つからフォーカシングエレメントへ導かれる。

前記フォーカシングエレメント、特にフォーカシングレンズによって、光ガイドエレメントによって照射されるか、又はミラーエレメントによって反射される光は、車両の運転手或いはインストルメントクラスタの使用者によって視認可能とされる表示面の一部に投影される（画像形成エレメント又はアパーチャを通して）。前記表面は、好ましくは本発明に係るインストルメントクラスタの形成されたアップリケ面である。

本発明の全ての具現化例によれば、前記光ガイドエレメント又はミラーエレメントの一つがシャフトエレメントと一体に形成される（又は一体化される）、及び／又は画像形成エレメント又はアパーチャの一つが光ガイドエレメント又はミラーエレメントの一つと一体に形成される（又は一体化される）、及び／又は前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つ及び前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つが前記シャフトエレメントと一体に形成される（又は一体化される）、及び／又は前記フォーカシングエレメントが前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つと一体に形成される（又は一体化される）、及び／又は前記フォーカシングエレメント及び前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つが前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つと一体に形成される（又は一体化される）のが好ましい。

前記ポインティングデバイスの異なるエレメントの一体化形成（又は一体化）は、前記ポインティングデバイスのよりシンプルな製造及び前記ポインティングデバイスの低コストの集約的な製造及び組立てをもたらす。

本発明の他の目的は、自動車又は他の車両のインストルメントクラスタに関し、前記インストルメントクラスタはポインティングデバイスを備え、前記ポインティングデバイスは回転軸の周りに回転可能に取り付けられ、前記ポインティングデバイスは前記回転軸の近辺にシャフトエレメントを有し、前記ポインティングデバイスは前記シャフトエレメントの領域に光ガイドエレメント又はミラーエレメントの少なくとも一つをさらに備え、前記ポインティングデバイスは画像形成エレメント又はアパーチャの一つをさらに備え、前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つ及び前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つは、前記シャフトエレメントと一緒に前記回転軸の周りを回転可能とされ、前記シャフトエレメントへの前記光入射は、前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つから前記画像形成エレメント又は前記アパーチャに向けられる。

本発明に係るインストルメントクラスタにあっては、前記画像が前記インストルメントクラスタのアップリケの一領域によってポインティングデバイスのユーザに向けて反射されて、前記画像形成エレメント又は前記アパーチャによって形成される投射画像を用いることによって前記ポインティングデバイスのさらなるポインティング効果を提供することが可能である。

前記シャフトエレメントへの光入射は、前記画像形成エレメント又はアパーチャの一つを通り、前記アップリケによって反射された後に初めて前記インストルメントクラスタのユーザに視認されるのが、本発明にはより好ましい。

概略的に示されるインストルメントクラスタを有する車両の内装の斜視図である。 一具現化例に係る車両のインストルメントクラスタの表示面の表面図である。 前記具現化例に係る車両のインストルメントクラスタの断面図である。 前記具現化例に係る車両のインストルメントクラスタのポインタの分解組立て図である。 前記具現化例に係る車両のインストルメントクラスタの表示面上の異なる照明コンディションにおける二つの表面図である。

全般的に図面を参照し、特に図１を参照すると、一具現化例にかかる車両の内装が部分的に示されている。車両の内装は、燃料レベル、車両速度、エンジン速度、エンジン温度等のような車両のパラメータに関する情報を提供するために、インストルメントクラスタ１００を備える。好ましくは、前記車両の内装は、車両のハンドル（図示せず）又は車両の運転手又は他の使用者による疲労を防ぐ使用を考慮にいれるように人間工学的に配置される他のハンドルデバイスを備える。

図２を参照すると、インストルメントクラスタ(instrument cluster:組み合わせ計器、複合計器)１００用のポインタシステム又はポインタデバイス１０がインストルメントクラスタ１００の表示面２０と一緒に表示されている。図２はインストルメントクラスタ１００の表面図を示している。本発明に係るポインタシステム１０又はポインティングデバイス１０は、投射される光画像１１を提供する。前記ポインタシステムの前記投射される光画像１１は図２にあっては、前記インストルメントクラスタ１００又はクラスタ表示面２０の左手部分が示されている。前記表示面２０は、運転手又は前記インストルメントクラスタ１００のユーザによって普通に見られることができる面である。図２にあって、表示目盛り（graduation）は、前記投射された光画像１１の近辺にあって前記表示面２０の左手側に概略的に示される。前記表示目盛り（又は前記表示面上の他のシンボリックインディケーション）の近傍にある投射された光画像１１によって、運転者には前記投射された光画像１１の位置によって車両パラメータの値を見ることが可能となる。前記投射された光画像１１は、例えば丸い、四角、三角形、長く引き伸ばされたような、いかなるフォーム又はシェープをも有することができる。図２に示された具現化例にあって、前記投射された光画像１１は、車両パラメータの値を表示するための表示目盛りのある部分を指し示すような三角形（又は矢印形）を有する。

図３には、前記具現化例に係るインストルメントクラスタ１００の断面図が示されている。図３の視点方向は、前記表示面２０の主な延設の平面に平行であり、すなわち前記ポインティングデバイス１０の回転軸１２の方向に概ね垂直である。前記ポインティングデバイス１０は、シャフトエレメント１３を備えている。前記シャフトエレメント１３は、前記ポインタ１０又はポインティングデバイス１０の回転軸１２に沿って概ね延びている。

さらに、前記ポインティングデバイス１０は、光ガイドエレメント１４又はミラーエレメントの一つを備える。前記光ガイドエレメント１４は、表面１４‘がミラー（全反射が生ずる）として働くように設けられる。代替的にミラーエレメント（図示せず）、例えば表面１４’の位置にあって金属化表面は、本発明の主旨にあって使用される。前記光ガイドエレメント１４又は前記ミラーエレメントの一つは、ＬＥＤ１１０によって照射される光（前記ポインティングデバイス１０の前記シャフトエレメント１３に入射する照射光）を画像形成エレメント１５又はアパーチャの一つに向けて方向付けるため働く。前記画像形成エレメント１５は、好ましくは画像アパーチャとして提供される。前記画像形成エレメント１５又は画像アパーチャは、ポインティングデバイス１０と一緒に動き、すなわち、前記ポインティングデバイスすなわち、シャフトエレメント１３の回転動作に追従する。好ましくは、前記ポインティングデバイス１０は、フォーカシングエレメント１６をも備える。前記フォーカシングエレメント１６は、前記ポインティングデバイス１０と一緒にも動き、すなわち前記ポインティングデバイス、すなわち前記シャフトエレメント１３の回転動作に追従する。前記フォーカシングエレメント１５から、前記光は前記ディスプレイ面２０に向かって投射される。本発明の全具現化例によれば、前記フォーカシングエレメント１６は、好ましくはフォーカシングレンズとして設けられる。

好ましくは、前記シャフトエレメント１３及び前記光ガイドエレメント１４の機能は、同じエレメントに一体化される、すなわち、前記シャフトは光ガイド材料によって提供され、さらに好ましくは入射光（ＬＥＤ１１０又は前記ポインティングデバイス１０の前記シャフトエレメント１３の後部（軸回りに）の複数のＬＥＤから受ける）を前記画像形成エレメント１５に向かう方向に導くような形状とされる。

本発明の他の具現化例によれば、前記画像形成エレメント１５又は前記アパーチャの一つも、前記ポインティングデバイス１０の前記シャフト、及び／又は前記光ガイドエレメント１４又はミラーエレメントの一つに、一体に形成される。

本発明のさらに他の具現化例によれば、前記フォーカシングエレメント１６は、前記ポインティングデバイス１０の前記シャフトエレメント１３、及び／又は前記光ガイドエレメント１４又はミラーエレメントの一つに一体に形成される。

本発明のまたさらなる他の具現化例によれば、フォーカシングエレメント１６は、画像形成エレメント１５又は前記画像アパーチャの一つと一緒に一体化される。この一体化は、前記一体化されたフォーカシングエレメント及び画像形成エレメントが前記ポインティングデバイス１０のシャフトエレメント１３から半径方向に離隔されるか、又はシャフトエレメント１３に一体化されるか、又はシャフトエレメント１３のちかくに設けられるように、提供される。

図４は本発明に係る前記インストルメントクラスタ１００の前記ポインティングデバイス１０の具現化例の分解図を示す。この具現化例にあって、前記ポインティングデバイス１０は、前記シャフトエレメント１３又はポインタステムの両側に、キャリア１８及び上部シュラウド（側板）１９を備える。前記キャリア１８及び上部シュラウド１９は、ポインティングデバイス１０の半径方向に沿って実質的に延びる。キャリア１８と上部シュラウド１９の間には、画像形成エレメント１５又は画像アパーチャが、さらにまたフォーカシングエレメント１６又はフォーカシングエレメントと同様に設けられている。キャリア１８及び上部シュラウド（又はカバーエレメント）１９は、ポインティングデバイス１０の回転軸１２回りの回転動作の間、すなわち本発明にかかるポインティングデバイスの異なる回転位置間で、前記ポインタシャフト又はシャフトエレメント１３に関するフォーカシングエレメント１６及び画像形成エレメント１５を機械的にしっかりと固定するために作用する。

好ましくは、上部シュラウドは、背後から照明を当てられない。これは、上部シュラウド１９は、車両内にあって昼間の光照射の状態にて車両内でのみ視認可能であり、ディスプレイ面２０上で視認可能な投影画像１１手段による場合を除いて、夜間の光照射の状態の間ポインタの位置を運転者又はポインティングデバイス１０の使用者が見ない、又は少なくともはっきり見ないことを意味するものである。

図５は、本発明の具現化例に係るインストルメントクラスタ１００上の異なる光照射状態にかかる二つの正面図を示す。昼間の光の状態、すなわち光照射状態に対応する本発明に係る、ポインティングデバイス１０と一緒のインストルメントクラスタ１００の外観を図５の左側に示す。夜間の光の状態、すなわち非光照射状態に対応する本発明に係る、ポインティングデバイス１０と一緒のインストルメントクラスタ１００の外観を図５の右側に示す。前記インストルメントクラスタの夜間における外観（図５の右側）からは、ポインタステム又はポインタシャフト（シャフトエレメント１３）に関しては、ポインティングデバイスの半径部分（すなわち回転軸１２に関して実質的に回転方向に沿って延びるポインタの部分）と同様に、ポインティングデバイス１０では視認できず、又は少なくとも非常によく見えるものではなく、又は少なくとも勢いよく照射されるものでもないことが分かる。しかし、夜間における外観からは、画像形成エレメント１５の画像１１（又は投影された画像１１）は、ポインティングデバイスの位置が車両の運転手又はインストルメントクラスタ１００の使用者によって容易に検出されるように、表示面２０上に投影される。ポインティングデバイス１０の夜間の外観にあっては、好ましくは表示面２０上に視認可能な背後照射のグラフィックがある。そのような背後照射のグラフィックを実現するために、さらなるＬＥＤのような、さらなる光源が、インストルメントクラスタ１００に特に表示面２０の少なくとも一部で背後に好ましくは提供される。昼間の外観から、図５（図５の左側との比較）によれば、ポインティングデバイス１０（すなわち、回転軸１２について実質的に半径方向に沿って延びるポインティングデバイス１０の一部）の半径部分と同様にポインタステム又はポインタシャフト（シャフトエレメント１３）は、ポインティングデバイス１０の位置が車両の運転手又はインストルメントクラスタのユーザによって容易に見られるように、大変よく視認可能である。

本発明の代替の具現化例によれば、投射画像は常に光で照らされている、すなわち、インストルメントクラスタの両方の動作モードにあって常に光で照らされており、これはシャフトエレメント１３に向けて光を発光するＬＥＤ１１０が昼間動作モードの間、及び夜間動作モードの間の両方にて照射されることを意味する。

本発明の他の代替の具現化例によれば、投射画像１１は夜間の外観又は夜間モードの間になじんでインストルメントクラスタの動作モードにてのみ照らされる。この代替の具現化例にあって、ＬＥＤを光らせるために必要とされるエネルギを省力化できる。

Claims (12)

1. 自動車又は他の車両のインストルメントクラスタ用のポインティングデバイスであって、
   前記ポインティングデバイスは回転軸の周りを回転可能に取り付けられ、前記ポインティングデバイスは前記回転軸の近傍にシャフトエレメントを有し、前記ポインティングデバイスはさらに光ガイドエレメント又はミラーエレメントの少なくとも一つを前記シャフトエレメントの領域に備え、前記ポインティングデバイスはさらに画像形成エレメント又はアパーチャの一つを備え、前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つ及び前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つは、前記シャフトエレメントと前記回転軸周りに回転可能とされ、及び前記シャフトエレメントへの光入射は前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つから前記画像形成エレメント又はアパーチャに向かうポインティングデバイス。
2. 前記ポインティングデバイスはさらにフォーカシングエレメントを備え、前記フォーカシングエレメントは前記回転軸の周りを前記シャフトエレメントと共に回転可能とし、さらに前記入射光は前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つから前記フォーカシングエレメントに向かうことを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
3. 前記ポインティングデバイスは、さらにカバーリングエレメント又はシュラウドの一つを備える請求項１記載のポインティングデバイス。
4. 前記シャフトエレメントへの前記光入射は、画像形成エレメント又はアパーチャの一つを通りすぎ、さらにアップリケにて反射されて初めてインストルメントクラスタのユーザに視認可能となる請求項１記載のポインティングデバイス。
5. 前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つは、前記シャフトエレメントと一体に形成される請求項１記載のポインティングデバイス。
6. 前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つは、光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つと一体に形成される請求項１記載のポインティングデバイス。
7. 前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つ及び前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つは前記シャフトエレメントと一体に形成される請求項１記載のポインティングデバイス。
8. 前記フォーカシングエレメントは、前記画像形成エレメント又は前記前記アパーチャの一つと一体に形成される請求項２記載のポインティングデバイス。
9. 前記フォーカシングエレメント及び前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つは前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つと一体に形成される請求項２記載のポインティングデバイス。
10. 自動車又は他の車両のインストルメントクラスタであり、前記インストルメントクラスタはポインティングデバイスを備え、前記ポインティングデバイスは回転軸の周りに回転可能なように取り付けられ、前記ポインティングデバイスは前記回転軸の近傍にシャフトエレメントを有し、前記ポインティングデバイスはさらに前記シャフトエレメントの領域に光ガイドエレメント又はミラーエレメントの少なくとも一つを備え、前記ポインティングデバイスはさらに画像形成エレメント又はアパーチャの一つを備え、前記画像形成エレメント又は前記アパーチャの一つ及び前記光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つは前記シャフトエレメントと一緒に前記回転軸の周りに回転され、前記シャフトエレメントへの前記光入射は、光ガイドエレメント又は前記ミラーエレメントの一つから前記画像形成エレメント又は前記アパーチャに向けられるインストルメントクラスタ。
11. 前記ポインティングデバイスはさらにフォーカシングエレメントを備え、前記フォーカシングエレメントは前記シャフトエレメントと一緒に前記回転軸の周りを回転され、前記入射光は前記画像形成エレメント又は前記アパーチャから前記フォーカシングエレメントに向けられる請求項１０記載のインストルメントクラスタ。
12. 前記シャフトエレメントへの光入射は、画像形成エレメント又はアパーチャの一つを通りすぎて初めてインストルメントクラスタのユーザに視認可能となる請求項１１記載のポインティングデバイス。

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