JP2015180866A - 車両用計器 - Google Patents

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Abstract

【課題】虚像表示された回転指針の指示する指標を正確に把握可能とする。
【解決手段】複数の指標52を円周方向に並べて形成し、各指標52を視認側へ実像表示する指標表示部50と、指向性の光を出射する光源部30と、光源部30を円周方向に回転駆動する駆動部20と、指標表示部50の視認側に配置されて各指標52の実像表示を透過させる透過表示領域140を有し、径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面150と接続面151とを、少なくとも透過表示領域140において視認側の表示面11に複数ずつ形成し、光源部30から出射された光を各反射面150により視認側へ反射させることで、径方向に延伸して指標52を指示する回転指針を虚像表示する指針表示部10とを設ける。各反射面150及び各接続面151の径方向における幅は、視認者に関する眼の分解能以下に制限される。
【選択図】図3

Description

本発明は、回転指針を虚像表示する車両用計器に、関する。
指標表示部において円周方向に複数並べて形成した目盛及び文字等の指標を、車両内の視認者による視認側へと実像表示させ、それら各指標を虚像表示の回転指針により指示するように構成した車両用計器は、従来より知られている。
例えば特許文献1の車両用計器では、径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面と接続面とを指針表示部の視認側表示面に複数ずつ形成し、駆動部により回転駆動される光源部から出射された指向性光を各反射面により視認側へ反射させている。視認者は、こうして各反射面により反射された光を知覚することで、径方向に延伸して指標を指示する回転指針を、回転する虚像表示として視認可能となっている。
特開2007−33268号公報
さて、特許文献1に開示の車両用計器では、指標部分以外は遮光性着色層の設けられた指標表示部を、指針表示部の視認側に配置している。そのため、指針表示部の反射面により反射された光は、視認側の指標表示部を通して視認者の眼にまで到達することを、規制される。この場合、反射面での反射光により虚像表示される回転指針に対して、指標表示部の指標は重畳表示され得ない。したがって、視認者は、回転指針の指示する指標を正確に把握し難くなる。
そこで、本発明者らは、指標表示部の視認側に配置した指針表示部を通して、各指標の実像表示を透過させる技術につき、鋭意研究を行ってきた。その結果、虚像表示された回転指針に対して指標を適切に重畳表示させるには、指針表示部を通した各指標の視認が反射面と接続面との境界部分により阻害されない状態を必要とする旨、知見が得られたのである。
本発明は、こうした知見に基づいてなされたものであって、その目的は、虚像表示された回転指針の指示する指標を正確に把握可能とする車両用計器を、提供することにある。
上述した課題を解決するために開示された第一発明は、複数の指標(52)を円周方向に並べて形成し、それら各指標を車両(2)内の視認者(3)による視認側へ実像表示する指標表示部(50,4050)と、指向性の光を出射する光源部(30,3030)と、光源部を円周方向に回転駆動する駆動部(20)と、指標表示部の視認側に配置されて各指標の実像表示を視認可能に透過させる透過表示領域(140)を有し、径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面(150,2150)と接続面(151,2151)とを、少なくとも透過表示領域において視認側の表示面(11)に複数ずつ形成し、光源部から出射された光を各反射面により視認側へ反射させることで、径方向に延伸して指標を指示する回転指針(18)を虚像表示する指針表示部(10)と、を備え、各反射面及び各接続面の径方向における幅(Wr,Wc)は、視認者に関する眼の分解能(Re)以下に制限されることを特徴とする。
この第一発明によると、径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面と接続面とを視認側表示面に複数ずつ形成する指針表示部では、駆動部により回転駆動される光源部から出射の指向性光が、各反射面により視認側へと反射される。このとき指針表示部のうち、指標表示部の視認側に配置されて反射面及び接続面を形成する透過表示領域では、当該指標表示部による各指標の実像表示が透過される。故に、各反射面での反射光により径方向への延伸形態に虚像表示される回転指針は、透過表示領域を通して実像表示される指標を指示することになる。
ここで、指針表示部のうち少なくとも透過表示領域に形成される各反射面及び各接続面の径方向幅が視認者の眼の分解能以下に制限されることによると、それら反射面と接続面との境界部分が視認者によっては視認され難くなる。これによれば、透過表示領域を通した各指標の視認が反射面及び接続面の境界部分により阻害されるのを抑制できるので、虚像表示の回転指針に対して指標を適切に重畳表示させ得る。したがって、視認者は、回転指針の指示する指標を正確に把握可能となる。
また、上述した課題を解決するために開示された第二発明は、複数の指標(52)を円周方向に並べて形成し、それら各指標を車両(2)内の視認者(4)による視認側へ実像表示する指標表示部(4050)と、指向性の光を出射する光源部(3030,6030)と、光源部からの光の出射箇所を円周方向に回転させる駆動部(20,4051)と、指標表示部の視認側に配置されて各指標の実像表示を視認可能に透過させる透過表示領域(140)を有し、径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面(150)と接続面(151)とを、少なくとも透過表示領域において視認側とは反対側の背面(16)に複数ずつ形成し、光源部から出射された光を各反射面により反射させて視認側へ透過させることで、径方向に延伸して指標を指示する回転指針(18)を虚像表示する指針表示部(10,5010)と、を備え、各反射面及び各接続面の径方向における幅(Wr,Wc)は、視認者に関する眼の分解能(Re)以下に制限されることを特徴とする。
この第二発明によると、径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面と接続面とを視認側とは反対側背面にて複数ずつ形成する指針表示部では、光源部からの出射箇所が駆動部により回転する指向性光を、各反射面により反射して視認側へ透過させる。このとき、指針表示部のうち、指標表示部の視認側に配置されて反射面及び接続面を形成する透過表示領域では、当該指標表示部による各指標の実像表示が透過される。故に、各反射面での反射光により径方向への延伸形態に虚像表示される回転指針は、透過表示領域を通して実像表示される指標を指示することになる。
ここで、指針表示部のうち少なくとも透過表示領域に形成される各反射面及び各接続面の径方向幅が視認者の眼の分解能以下に制限されることによると、それら反射面と接続面との境界部分が視認者によっては指針表示部を通して視認され難くなる。これによれば、透過表示領域を通した各指標の視認が反射面及び接続面の境界部分により阻害されるのを抑制できるので、虚像表示の回転指針に対して指標を適切に重畳表示させ得る。したがって、視認者は、回転指針の指示する指標を正確に把握可能となる。
こうした第一及び第二発明に関連して開示された第三発明では、各反射面及び各接続面の径方向における幅は、車両内のうち運転席(3)上の視認領域(6)における眼の分解能以下となる。
この第三発明によると、車両内のうち運転席上の視認領域にて眼の分解能以下に径方向幅が制限される反射面及び接続面については、当該視認領域に眼の位置する視認者により境界部分が視認され難くなる。これより視認者は、虚像表示された回転指針の指示する指標を車両運転中に正確に把握可能となる。
ここで、第三発明に関連して開示された第四発明では、各反射面及び各接続面の径方向における幅は、車両内のうち視認領域とハンドル(7)の設置位置との双方における眼の分解能以下となる。
この第四発明によると、車両内のうち視認領域とハンドル設置位置との双方にて眼の分解能以下に径方向幅が制限される反射面及び接続面については、当該視認領域からハンドル設置位置まで眼を近接させた視認者によっても、境界部分が視認され難くなる。これにより視認者は、運転席上での通常の車両運転中だけでなく、ハンドル設置位置側へ近接した状態にあっても、虚像表示された回転指針の指示する指標を正確に把握可能となる。
第一実施形態による車両用計器が適用される車両を示す透視図である。 第一実施形態による車両用計器を示す正面図である。 図2のIII−III線断面図である。 図3の部分拡大図に相当する模式図である。 第一実施形態による反射面及び接続面の径方向幅について設定するための模式図である。 第二実施形態による車両用計器を示す図であって、図4に対応する模式図である。 第三実施形態による車両用計器を示す図であって、図3に対応する断面図である。 第四実施形態による車両用計器を示す図であって、図3に対応する断面図である。 第五実施形態による車両用計器を示す図であって、図3に対応する断面図である。 第六実施形態による車両用計器を示す図であって、図3に対応する断面図である。 図3の変形例を示す断面図である。 図3の変形例を示す断面図である。 図9の変形例を示す断面図である。 図12の変形例を示す断面図である。 図3の変形例を示す断面図である。 図10の変形例を示す断面図である。 図10の変形例を示す断面図である。 図9の変形例を示す断面図である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
(第一実施形態)
図1に示すように、本発明の第一実施形態による車両用計器1は、車両2内のインストルメントパネルに設置されるコンビネーションメータである。尚、計器1における「視認側」とは、車両2内において運転席3上の視認者4により計器1の表示情報が視認される側を意味している。そこで、計器1における「反視認側」とは、かかる「視認側」とは反対側を意味するものとする。
図2,3に示すように計器1は、指針表示部10、駆動部20、指針用光源部30、カバー部40、指標表示部50、指標用光源部60及び制御部70を備えている。
ポリカーボネート樹脂等の透光性樹脂からなる指針表示部10は、円形平板状を呈している。指針表示部10は、一方の板面である表示面11を視認側の運転席3に向けた状態で、車両2に対して位置固定されている。指針表示部10には、外周縁12及び中央領域13の間を跨ぐ範囲に、円環形の指針表示領域14が設定されている。また、かかる指針表示領域14のうち、外周縁12と中央領域13とに対してそれぞれ径方向に所定距離ずつをあけた一部分には、後に詳述する透過表示領域140が設定されている。
図2〜4に示すように指針表示部10は、透過表示領域140を含む指針表示領域14の表示面11に、複数の表示溝15を有している。各表示溝15は、指針表示部10の外周縁12に沿って円周方向に延伸するように、同心円上に設けられている。各表示溝15は、指針表示部10の径方向に沿う任意の縦断面(例えば図3,4の縦断面)において、視認側に向かって開口し且つ反視認側に向かってV字形に凹んでいる。かかるV字溝状の各表示溝15は、外周縁12から径方向に離間するに従って視認側へと傾斜するテーパ面状の反射面150と、同縁12から径方向に離間するに従って反視認側へと傾斜するテーパ面状の接続面151とを、同心円上に形成している。これにより反射面150と接続面151とは、指針表示領域14の表示面11において径方向に交互に配列されて互いに山状接続乃至は谷状接続された形態で、それぞれ複数ずつ設けられている。ここで、本実施形態の各溝15は、反射面150よりも外周縁12側に接続面151を形成している。
図4に示すように、各反射面150の径方向に対する視認側への傾斜角度θrは、互いに同一の大きさに設定されている。各接続面151の径方向に対する視認側への傾斜角度θcは、互いに同一の大きさに設定されていると共に、各反射面150の傾斜角度θrとは線対称の関係で同一の大きさに設定されている。これらの設定により本実施形態では、各面150,151の傾斜角度θr,θcの大きさが一定の45度に揃えられている。
各反射面150の径方向幅Wrは、互いに同一の大きさに設定されている。各接続面151の径方向幅Wcは、互いに同一の大きさに設定されていると共に、各反射面150の径方向幅Wrとも同一の大きさに設定されている。これらの設定により本実施形態では、面150,151同士の配列ピッチPrcが径方向幅Wr,Wcの大きさと同一の一定ピッチに揃えられていると共に、面150,151を内面とした表示溝15の深さDが一定深さに揃えられている。
各反射面150及び各接続面151の径方向幅Wr,Wcについては、さらに視認者4の眼の分解能Re以下に制限されている。具体的には、図5に示すように分解能Reは、前方に存在する二点を視認者4が個別の点として認識可能な範囲において、それら各点と視認者4の眼とを結ぶ線分間の最小角度に相当する幅により、表される。ここで分解能Reの数値としては、図5の如きランドルト環5の切れ目5aの角度を指標として、視力1.0と判定される一般視認者4の場合の1/60度に相当する幅が採用される。
このように各反射面150及び各接続面151の径方向幅Wr,Wcを分解能Re以下に制限するにあたり、本実施形態では、車両2内のうち特定の二箇所での分解能Reが考慮される。まず、図1に示す第一の箇所は、運転席3上の視認者4が通常の運転状態となるときに、当該視認者4の眼が存在可能となる視認領域6である。ここで視認領域6は、表示面11から例えば800mmの距離をあけて規定されることから、当該領域6での分解能Reは、例えば0.23mmとなる。次に、図1に示す第二の箇所は、運転席3上の視認者4が視認領域6から計器1側へ眼を近接させたときに、当該近接の限界位置となるハンドル7の設置位置である。ここでハンドル7の設置位置は、表示面11から例えば300mmの距離をあけて規定されることから、当該設置位置での分解能Reは、例えば0.087mmとなる。
こうしたことから、視認領域6とハンドル7の設置位置とでそれぞれ求められる分解能Reのうち小さい方の値、即ちハンドル7の設置位置における分解能Reを基準として、当該基準以下の径方向幅Wr,Wcが与えられる。これにより、本実施形態の各面150,151は、視認領域6とハンドル7の設置位置との双方にて視認者4の眼の分解能Re以下に制限された径方向幅Wr,Wcをもって、それぞれ円周方向に延伸している。
さて、図3に示すように駆動部20は、回転アーム21及び回転アクチュエータ22を有している。樹脂乃至は金属等の剛性材からなる回転アーム21は、指針表示部10と同軸上の回転中心線Oまわりに正逆回転可能に設けられている。回転アーム21は、自身の回転位置に応じた径方向の縦断面(例えば図3の縦断面)において略L字形を呈し、指針表示部10の反視認側から径方向の外側に跨って配置されている。ステッピングモータ等の回転アクチュエータ22は、回転アーム21よりも反視認側に配置されている。回転アクチュエータ22は、回転中心線O上の回転軸220により回転アーム21の回転基端部211を反視認側から軸支している。回転アクチュエータ22は、通電に従って回転軸220を、回転アーム21と共に回転駆動する。
図2,4に示すように指針用光源部30は、レーザダイオード(LD)乃至は高指向性発光ダイオード(LED)等の指向性発光体32を主体として、構成されている。指向性発光体32は、回転アーム21のうち、指針表示部10の径方向外側に位置する回転先端部210に、保持されている。これにより回転アクチュエータ22は、回転アーム21と一体に指向性発光体32を、指針表示部10の外周縁12に沿う円周方向に回転駆動可能となっている。
指向性発光体32は、通電に従って発光することで、青色等の光を出射する。ここで、本実施形態の指向性発光体32は、透過表示領域140から径方向外側に外れた箇所のうち、表示面11よりも視認側にて回転駆動されつつ、指針表示部10の径方向に沿った指向性を出射光に与える。これにより、透過表示領域140を含む指針表示領域14の表示面11には、図3の破線矢印の如く、同領域140の径方向外側に位置する指向性発光体32から、出射光が斜めに向かって入射する。このとき、いずれの回転位置の指向性発光体32に対しても、径方向に離間するに従って視認側へと傾斜する各反射面150は、図3の破線矢印の如く、指向性発光体32からの斜め入射の光をそれぞれ視認側へと反射する。その結果、指針表示部10の径方向に延伸し且つ径方向の指向性発光体32側ほど視認側に結像されるように、回転指針18(図2参照)が虚像表示されることになる。尚、図3の破線矢印は、代表的に径方向最外側の反射面150と径方向最内側の反射面150に関して、光の入射及び反射の様子を模式的に表している。
図2,3に示すようにカバー部40は、ABS樹脂等の遮光性樹脂により円筒状に形成されている。カバー部40は、計器1の他の構成要素10,20,30,50,60,70を内部に収容している。カバー部40のうち視認側端部に設けられた内フランジ42は、指針表示部10の外周縁12近傍と、回転先端部210及び指向性発光体32とを、視認側から実質視認不能に覆っている。
指標表示部50は、指針表示部10のうち表示面11とは反対側となる反視認側の背面16に重ねて、設けられている。本実施形態の指標表示部50は、背面16の全体を覆う平坦層状に印刷されている。指標表示部50は、黒色等の遮光性印刷層50bに部分的に設けた開口部分に白色等の透光性印刷層50aを形成することで、目盛乃至は数字等の指標52を発光可能に形成している。指標52は、指針表示部10の外周縁12に沿って延伸する部分円環形の指標形成領域54(図2に二点鎖線で示す範囲)に、円周方向に並べて複数配列されている。各指標52は、反視認側からの透過照明により発光することで、視認側へと実像表示される。ここで、各指標52の最小形成幅、具体的には目盛の最小形成幅乃至は数字の最小形成幅は、上述した特定二箇所における分解能Reのいずれよりも大きい幅に、設定されている。
こうした各指標52の実像表示は、指針表示領域14のうち、指標形成領域54の視認側に配置される部分円環形の透過表示領域140(図2に二点鎖線で示す範囲)を透過することで、視認者4により視認される。このとき透過表示領域140では、図2の如く虚像表示される回転指針18が各指標52のうち回転位置に応じたものを重畳することで、当該重畳先の指標52を指示する。かかる指示により、特定の車両情報、本実施形態では車両2の走行速度が報知される。尚、回転指針18により指標52を指示して報知する車両情報については、走行速度以外にも、例えばエンジン回転数や、水温、燃料残量等、車両2に関する各種情報であっても勿論よい。
図3に示すように指標用光源部60は、発光ダイオード(LED)等の拡散発光体62を、複数有している。各拡散発光体62は、ガラスエポキシ基板等の回路基板64により保持されることで、指標形成領域54の反視認側に位置決めされている。各拡散発光体62は、通電に従って発光することで、白色等の拡散光を出射する。発光した各拡散発光体62の共同により、指標形成領域54の各指標52が反視認側から透過照明されることになる。尚、指標用光源部60では、拡散発光体62に加え、拡散発光体62からの光を拡散する拡散板や、拡散発光体62からの光を導光する導光板、拡散発光体62からの光を反射する反射板等を用いることで、各指標52の照明効率を高めてもよい。
マイクロコンピュータ等の電子回路からなる制御部70は、回転アーム21の反視認側に配置されている。回転アクチュエータ22共に制御部70は、ガラスエポキシ基板等の回路基板72により保持されることで、位置決めされている。制御部70は、回転アクチュエータ22と各発光体32,62と電気的に接続されていると共に、車両2の各種センサ及び各種制御回路と通信可能に接続されている。制御部70は、車両2のセンサ乃至は制御回路から受信した信号に基づき、回転アクチュエータ22及び各発光体32,62への通電を制御する。その結果、各発光体32,62が発光することで、各指標52が実像表示されつつ、虚像表示される回転指針18が回転して指標52の指示位置が変化する。
(作用効果)
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面150と接続面151とを視認側表示面11に複数ずつ形成する指針表示部10では、駆動部20により回転駆動される指針用光源部30から出射の指向性光が、各反射面150により視認側へと反射される。このとき指針表示部10のうち、指標表示部50の視認側に配置されて反射面150及び接続面151を形成する透過表示領域140では、当該指標表示部50による各指標52の実像表示が透過される。故に、各反射面150での反射光により径方向への延伸形態に虚像表示される回転指針18は、透過表示領域140を通して実像表示される指標52を指示することになる。
ここで、指針表示部10のうち少なくとも透過表示領域140に形成される各面150,151の径方向幅Wr,Wcが視認者4の眼の分解能Re以下に制限されることによると、それら面150,151の境界部分152(図4参照)が視認者4によっては視認され難くなる。これによれば、透過表示領域140を通した各指標52の視認が境界部分152により阻害されるのを抑制できるので、虚像表示の回転指針18に対して指標52を適切に重畳表示させ得る。したがって、視認者4は、回転指針18の指示する指標52を正確に把握可能となる。
また、車両2内のうち運転席3上の視認領域6にて眼の分解能Re以下に径方向幅Wr,Wcが制限される反射面150及び接続面151については、当該領域6に眼の位置する視認者4により境界部分152が視認され難くなる。これより視認者4は、虚像表示された回転指針18の指示する指標52を車両運転中に正確に把握可能となる。
さらに、車両2内のうち視認領域6とハンドル7の設置位置との双方にて眼の分解能Re以下に径方向幅Wr,Wcが制限される反射面150及び接続面151については、当該領域6からハンドル7の設置位置まで眼を近接させた視認者4によっても、境界部分152が視認され難くなる。これにより視認者4は、運転席3上での通常の車両運転中だけでなく、ハンドル7の設置位置側へ近接した状態にあっても、虚像表示された回転指針18の指示する指標52を正確に把握可能となる。
またさらに、透過表示領域140から径方向に外れた箇所のうち、各反射面150の形成表示面11よりも視認側にて指針用光源部30が出射する光は、少なくとも透過表示領域140では、当該表示面11へと向かって斜めに入射する。このとき、指針用光源部30から径方向に離間するに従って視認側に傾斜する各反射面150によれば、かかる斜め入射の光をそれぞれ反射することで、径方向の当該光源部30側ほど視認側にて回転指針18を虚像表示できる。これによれば、回転指針18の虚像表示に立体感を与えて計器1の質感を高めつつ、当該指針18の指示する指標52の正確把握に貢献可能となる。しかも、そうした虚像表示の回転指針18に重畳される各指標52についても、視認側の透過表示領域140を透過する実像表示により立体感が与えられるので、質感を飛躍的に高めることが可能となる。
加えて、指針用光源部30が透過表示領域140の径方向外側から光を出射する構成によると、当該光源部30の径方向内側に近接する透過表示領域140では、表示面11に向かう光量を可及的に増大させ得る。これにより透過表示領域140では、反射面150での反射光により虚像表示されて指標52と重畳される回転指針18の明るさを確保できるので、当該指針18の指示する指標52の正確把握に貢献可能となる。
また加えて、径方向に対する各反射面150の傾斜角度θrを一定にすることで、計器1の構造を簡素化しても、虚像表示される回転指針18により計器1の質感を高めつつ、指標52の正確把握を達成可能である。
さらに加えて、ランドルト環5における切れ目5aの角度で1/60度に相当する分解能とは、当該環5を指標としたときに視力1.0と判定される視認者4の眼を代表として、一般化された分解能となる。これによれば、径方向幅Wr,Wcが眼の分解能Re以下に制限される反射面150及び接続面151につき、それら面150,151の境界部分152を視認者4の視力ばらつきに拘らず視認され難くして、虚像表示された回転指針18の指示する指標52の正確把握に貢献可能となる。
またさらに加えて、車両2に対して位置固定される指針表示部10の各反射面150は、各接続面151と共に同心円状に形成されて円周方向に延伸するので、同円周方向での指針用光源部30の回転位置に拘らず光を反射して回転指針18を虚像表示させ得る。しかも、各反射面150の径方向幅Wrと共に各接続面151の径方向幅Wcも、眼の分解能Re以下に制限されることで、それら面150,151の境界部分152は、円周方向の任意箇所にて視認され難くなる。これによれば、指針表示部10の位置固定により計器1の構造を簡素化しつつ、虚像表示された回転指針18の指示する指標52の正確把握を達成可能となる。
(第二実施形態)
図6に示すように本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第二実施形態では、各反射面2150の径方向に対する視認側への傾斜角度θrは、指針用光源部30の指向性発光体32から径方向に離間した反射面2150ほど大きくなるように、相異ならされている。また逆に、各接続面2151の径方向に対する視認側への傾斜角度θcは、指向性発光体32から径方向に離間した接続面2151ほど小さくなるように、相異ならされている。これらのことから第二実施形態では、各面2150,2151の傾斜角度θr,θcの大きさが不揃いとなっている。尚、各反射面2150については、点光源と擬制した指向性発光体32から径方向中心2150cに入射する光線の径方向に対する角度θiを、指向性発光体32から離間した反射面2150ほど、例えば1度といった一定角度ずつ小さくなるように形成されている。それと共に各反射面2150については、径方向中心2150cへ入射した光線の反射方向が実質平行となるように、それぞれの傾斜角度θrが設定されている。
各反射面2150の径方向幅Wrは、指向性発光体32から径方向に離間した反射面2150ほど小さくなるように、相異ならされている。また逆に、各接続面2151の径方向幅Wcは、指向性発光体32から径方向に離間した接続面2151ほど大きくなるように、相異ならされている。これらの設定により第二実施形態では、面2150,2151同士の配列ピッチPrcが不揃いとなっている一方、面2150,2151を内面とした表示溝2015の深さDは一定深さに揃えられている。
このように第二実施形態では、各反射面2150の径方向に対する傾斜角度θrを、指針用光源部30から径方向に離間した反射面2150ほど、大きく設定している。こうした傾斜角度θrの設定によると、各反射面2150への光の入射角度を指針用光源部30からの距離に応じて適切に調整し得るので、それら各反射面2150による光の反射方向のばらつきを低減できる。これによれば、反射面2150での反射光により虚像表示されて透過表示領域140では指標52と重畳される回転指針18の明るさを、径方向の広範囲に亘って確保しつつ、当該指針18の指示する指標52の正確把握を達成可能となる。
(第三実施形態)
図7に示すように本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第三実施形態において指針用光源部3030の指向性発光体32は、透過表示領域140から径方向外側に外れた箇所のうち、円周方向に沿う指針表示部10の外周縁12と対向する箇所にて、回転駆動される。これにより、透過表示領域140の径方向外側にて指向性発光体32から出射される光は、径方向に沿う指向性を与えられて、外周縁12から指針表示部10内へと入射する。こうして入射した光は、指針表示部10内を透過により又は面11,16での反射により導光されることで、各反射面150に向かう。このとき、いずれの回転位置の指向性発光体32に対しても、径方向に離間するに従って視認側へと傾斜する各反射面150は、図7の破線矢印の如く、指向性発光体32からの光をそれぞれ視認側へと反射する。その結果、指針表示部10の径方向に延伸するように、回転指針18が虚像表示されることになる。尚、図7の破線矢印は、代表的に径方向最外側の反射面150と径方向最内側の反射面150に関して、光の入射及び反射の様子を模式的に表している。
このように第三実施形態によると、透過表示領域140から径方向に外れた箇所のうち、円周方向に沿う指針表示部10の外周縁12と対向する箇所にて指針用光源部3030が出射する指向性光は、指針表示部10内での導光により各反射面150へと向かう。このとき、指針用光源部3030から径方向に離間するに従って視認側に傾斜する各反射面150によれば、指針用光源部3030からの光をそれぞれ反射することで、回転指針18を虚像表示できる。故に、回転指針18の虚像表示に対しては、各指標52の実像表示を視認可能に且つ立体的に重畳させ得る。これによれば、表示に立体感を与えて計器1の質感を高めつつ、回転指針18の指示する指標52の正確把握に貢献可能となる。
さらに、第三実施形態において指針用光源部3030の指向性発光体32は、指針表示部10の外周縁12と対向することで、指針表示部10の表示面11よりも視認側に張り出すことを抑制され得る。これによれば、計器1の小型化にも貢献可能となる。
(第四実施形態)
図8に示すように本発明の第四実施形態は、第三実施形態の変形例である。
第四実施形態の指標表示部4050は、画像表示パネル4051において設定される指標形成領域54から、構成されている。ここで画像表示パネル4051は、TFT等の液晶パネルである。画像表示パネル4051は、指針表示部10の背面16に重ねて配置されることで、視認側へと画像を実像表示可能となっている。画像表示パネル4051は、指標形成領域54において各指標52を画像により形成する。画像表示パネル4051は、複数の発光ダイオード(LED)等を組み合わせてなる指標用光源部4060により、反視認側から透過照明される。画像表示パネル4051が画像により形成する各指標52は、そうした透過照明を受けて発光することで、視認側へと実像表示される。その結果、各指標52の実像表示は、指標形成領域54の視認側に配置される透過表示領域140を透過することで、視認者4により視認される。
尚、指標用光源部4060は、通電に従って白色等の拡散光を出射することで、画像表示パネル4051によりモノクロ表示又はカラー表示される各指標52等の画像を発光させる。また、画像表示パネル4051は、透過表示領域140を通して視認側へと実像表示される画像として、指標52以外の画像を指標形成領域54以外の領域に形成することで、走行速度以外の車両情報を報知してもよい。
このように第四実施形態によると、指標表示部4050の視認側に配置されて反射面150及び接続面151を形成する透過表示領域140では、当該表示部4050による各指標52の実像表示が透過される。その結果、各反射面150での反射光により径方向への延伸形態に虚像表示されることとなる回転指針18は、透過表示領域140を通して実像表示される各指標52のうちいずれかを指示できる。このとき各指標52は、画像表示パネル4051のうち指標形成領域54から構成される指標表示部4050にて、画像により形成される。故に、回転指針18の虚像表示に重畳される各指標52の実像表示に関して、例えばサイズや色等の表示態様を変化させることによれば、当該指針18の指示する指標52を視認者4に正確に把握させる効果につき、高めることが可能となる。ここで特に第四実施形態では、各指標52のサイズを変化させる場合にあっても、第一実施形態で説明した特定二箇所における分解能Reのいずれよりも大きい範囲にて、各指標52の最小形成幅が設定されることになる。
(第五実施形態)
図9に示すように本発明の第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。
第五実施形態の指針表示部5010は、透過表示領域140を含む指針表示領域14のうち、視認側とは反対側となる反視認側の背面16に複数の表示溝15を有している以外は、第一実施形態で説明した指針表示部10と実質同一の構成を備えている。このような指針表示部5010の各表示溝15は、外周縁12から径方向に離間するに従って視認側へ傾斜するテーパ面状の反射面150を、同縁12から径方向に離間するに従って反視認側へ傾斜するテーパ面状の接続面151よりも、同縁12側に形成している。
こうした第五実施形態において指針用光源部3030の指向性発光体32は、透過表示領域140から径方向外側に外れた箇所のうち、円周方向に沿う指針表示部5010の外周縁12と対向する箇所にて、駆動部20により回転駆動される。これにより、透過表示領域140の径方向外側にて指向性発光体32から出射される光については、その出射箇所が円周方向に回転しつつ、径方向に沿った指向性が与えられる。このような指向性発光体32からの出射光は、外周縁12のうち指向性発光体32の回転位置に応じた箇所から、指針表示部5010内へと入射することで、当該表示部5010内を透過により又は面11,16での反射により導光されて各反射面150へと向かう。このとき、いずれの回転位置の指向性発光体32に対しても、径方向に離間するに従って視認側へと傾斜する各反射面150は、図9の破線矢印の如く、指向性発光体32からの光をそれぞれ視認側へ反射する。その結果、指針表示部5010の径方向に延伸するように、回転指針18が虚像表示されることになる。尚、図9の破線矢印は、代表的に径方向最外側の反射面150と径方向最内側の反射面150に関して、光の入射及び反射の様子を模式的に表している。
以上説明の第五実施形態のように、反視認側の背面16にて反射面150と接続面151を複数ずつ形成の指針表示部5010では、指針用光源部3030からの出射箇所が駆動部20により回転する指向性光を、各反射面150により反射して視認側へ透過させる。このとき指針表示部5010のうち、指標表示部4050の視認側に配置されることになる透過表示領域140では、当該表示部4050による各指標52の実像表示が透過される。故に、各反射面150での反射光により径方向への延伸形態に虚像表示される回転指針18は、透過表示領域140を通して実像表示される指標52を指示する。
ここで、指針表示部5010のうち少なくとも透過表示領域140に形成される各面150,151の径方向幅Wr,Wcが視認者4の眼の分解能Re以下に制限されることによると、それら面150,151の境界部分152が視認され難くなる。これによれば、透過表示領域140を通した各指標52の視認が境界部分152により阻害されるのを抑制できるので、虚像表示の回転指針18に対して指標52を適切に重畳表示させ得る。したがって、視認者4は、回転指針18の指示する指標52を正確に把握可能となる。
また、第三実施形態に準じて第五実施形態では、透過表示領域140から径方向に外れた箇所のうち、円周方向に沿う外周縁12との対向箇所にて指針用光源部3030が出射する指向性光は、指針表示部5010内での導光により各反射面150へと向かう。このとき、指針用光源部3030から径方向に離間するに従って視認側に傾斜する各反射面150によれば、指針用光源部3030からの光をそれぞれ反射することで、回転指針18を虚像表示できる。故に、第三実施形態と同様の原理により、表示に立体感を与えて計器1の質感を高めつつ、回転指針18の指示する指標52の正確把握に貢献可能となる。
(第六実施形態)
図10に示すように本発明の第六実施形態は、第五実施形態の変形例である。
第六実施形態の指針光源部6030は、画像表示パネル4051のうち指標表示部4050としての指標形成領域54外に設定された光源領域6035と、指針表示部5010のうち外周縁12近傍に設けられた光源面6036とを組み合わせて、構成されている。ここで光源領域6035は、画像表示パネル4051のうち内フランジ42により実質視認不能となる部分に、設定されている。光源面6036は、指針表示部5010のうち内フランジ42により実質視認不能となる部分にて、テーパ面状に設けられている。ここで、かかるテーパ面状の光源面6036は、外周縁12から径方向に離間するに従って視認側へと傾斜している。
このような第六実施形態では、「駆動部」として機能する画像表示パネル4051は、指針表示部5010の外周縁12に沿う円周方向へと回転する回転光源画像6051aを、光源領域6035に形成する。これにより、光源領域6035から視認側へと発せられる回転光源画像6051aの光は、指針表示部5010内に背面16から入射する。すると、回転光源画像6051aの光は、光源面6036のうち回転光源画像6051aの回転位置に応じた箇所へと導光されることで、当該箇所にて反射される。その結果、光源面6036により反射された光は、透過表示領域140の径方向外側且つ各反射面150よりも視認側から出射される光として、径方向に沿う指向性を与えられる。こうして光源面6036での反射箇所を出射箇所とする指向性光は、指針表示部5010内を透過により又は面11,16での反射により導光されることで、各反射面150へと向かう。このとき、光源面6036から径方向に離間するに従って視認側へと傾斜する各反射面150は、図10の破線矢印の如く、光源面6036からの光をそれぞれ視認側へと反射する。その結果、指針表示部5010の径方向に延伸するように、回転指針18が虚像表示されることになる。尚、図10の破線矢印は、代表的に径方向最外側の反射面150と径方向最内側の反射面150に関して、光の入射及び反射の様子を模式的に表している。
以上説明の第六実施形態のように、指標52を形成する画像表示パネル4051が「駆動部」として有効利用されることで、指針光源部6030を機械的に駆動する必要性から解放され得る。さらに指針光源部6030は、画像表示パネル4051をさらに有効利用して回転光源画像6051aを形成する光源領域6035と、当該画像6051aの光を反射する光源面6036とを組み合わせた簡素な構造により、指向性光の出射箇所を回転させ得る。しかも第六実施形態では、各反射面150を形成する指針表示部5010の有効利用により光源面6036が設けられることで、構造の簡素化効果がさらに高められている。こうしたことから第六実施形態によれば、計器1において構造を簡素化しつつ、虚像表示された回転指針18の指示する指標52の正確把握を達成可能となる。
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
具体的に、第一〜第五実施形態に関する変形例1では、図11に示すように、透光性樹脂により形成される以外は回転アーム21と同一構成の回転導光体1033と、発光ダイオード(LED)等といった所定数の拡散発光体1034とから、指針用光源部30,3030を構成してもよい。この変形例1の場合、回転導光体1033において拡散発光体1034から回転基端部1331への入射光を回転先端部1330まで導光することで、当該先端部1330から出射される光に指向性が与えられる。尚、図11は、第一実施形態の変形例1を示している。
第一〜第三実施形態に関する変形例2では、図12に示すように、指標表示部50を指針表示部10の背面16から視認側に分離して配置してもよい。この変形例2の場合に指標表示部50は、例えば指針表示部10と別体形成した透光性基材1050cに各印刷層50a,50bを積層すること等により、形成される。尚、図12は、第一実施形態の変形例2を示している。
第四〜第六実施形態に関する変形例3では、図13に示すように、指針表示部10,5010の背面16から離間して視認側に配置される画像表示パネル4051のうち指標形成領域54を含むように、指標表示部4050を構成してもよい。尚、図13は、第五実施形態の変形例3を示している。
第一〜第五実施形態に関して、上記変形例2,3の場合のさらなる変形例4では、図14に示すように、車両2に対して回転可能に設けた指針表示部10,5010を、回転アーム21により、指向性発光体32と共に回転駆動してもよい。尚、図14は、第一実施形態に関する変形例2の場合のさらなる変形例4を示している。また、第一〜第五実施形態に関して、かかる変形例4の場合のさらなる変形例5では、指向性発光体32からの出射光が向かう特定の径方向のみにおいて、反射面150,2150と接続面151,2151とを交互に並べて形成してもよい。
第一〜第五実施形態に関する変形例6では、図15に示すように、指標表示部50,4050を通じて円柱状の回転体1021を、指針表示部10,5010の中央領域13及び指標表示部50,4050の中央領域に貫通させることで、透過表示領域140から径方向内側へ外れた箇所に、指向性発光体32を位置させてもよい。この変形例6の場合には、中央領域13側の指向性発光体32から径方向に離間するに従って視認側へと傾斜する反射面150と、同発光体32から径方向に離間するに従って反視認側へと傾斜する接続面151とが、各表示溝15により形成される。それと共に変形例6の場合には、カバー部1040に追加した中央板1042により、中央領域13と回転先端部210と指向性発光体32とを、視認側から実質視認不能に覆うことが好ましい。尚、図15は、第一実施形態の変形例6を示している。
第六実施形態に関する変形例7では、図16に示すように、透過表示領域140から径方向内側へ外れた箇所として指針表示部5010の中央領域13に、光源面6036を位置させてもよい。この変形例7の場合には、中央領域13側の光源面6036から径方向に離間するに従って視認側へと傾斜する反射面150と、同光源面6036から径方向に離間するに従って反視認側へと傾斜する接続面151とが、各表示溝15により形成される。それと共に変形例7の場合には、カバー部1040に追加した中央板1042により、中央領域13と光源面6036とを視認側から実質視認不能に覆うことが好ましい。
第六実施形態に関する変形例8では、図17に示すように、指針光源部6030のうち光源面6036を、指針表示部5010以外の光学的反射部材1036により形成してもよい。また、第六実施形態に関して、かかる変形例8の場合のさらなる変形例9では、指針表示部5010に代えて第一実施形態の指針表示部10を採用して、当該表示部10の反射面150により指針光源部6030からの出射光を視認側へ反射させてもよい。
第四及び第五実施形態に関する変形例10では、図18に示すように、透過表示領域140から径方向に外れた箇所のうち各反射面150よりも視認側にて、各反射面150に向かう光を指向性発光体32から出射させてもよい。尚、図18は、第五実施形態の変形例10を示している。
第三〜第六実施形態に関する変形例11では、例えば第二実施形態に準じて、各面150,151の径方向幅Wr,Wcを不揃いの幅に設定してもよい。また、第一〜第六実施形態に関する変形例12では、透過表示領域140において指標52の実像表示が透過可能となる限りにて、各反射面150,2150に透光性の反射層を積層してもよい。尚、この変形例12の場合、各接続面151,2151にも反射層を積層してもよい。
第一〜第六実施形態に関する変形例13では、指針表示領域14のうち、指標形成領域54の視認側に位置する透過表示領域140のみに、反射面150,2150及び接続面151,2151を設けてもよい。また、第一〜第六実施形態に関する変形例14では、接続面151,2151を傾斜させないで、当該面151,2151の径方向幅Wcを分解能Re以下となる実質零値に設定してもよい。
第一〜第六実施形態に関する変形例15では、ハンドル7の設置位置における視認者4の眼の分解能Re以上且つ視認領域6における視認者4の眼の分解能Re以下となるように、径方向幅Wr,Wcを設定してもよい。また、第一〜第六実施形態に関する変形例16では、車両2内のうち視認領域6やハンドル7の設置位置以外の場所における視認者4の眼の分解能Re以下に、径方向幅Wr,Wcを設定してもよい。
第一〜第六実施形態に関する変形例17では、反射面150,2150と接続面151,2151との間のうち山状接続側及び谷状接続側の少なくとも一方に、分解能Re以下の径方向幅を有した反射接続面を、例えば径方向に沿う円環形の平面状等に追加形成してもよい。この変形例17の場合に反射面150,2150と接続面151,2151とは、径方向外側及び径方向内側の少なくとも一方に設けられた反射接続面を介して、径方向に交互に配列されることとなる。
第一〜第六実施形態に関する変形例18では、視認者4の眼に関して一般化された分解能Reであれば、ランドルト環5を指標とした切れ目5aの角度で1/60度以外に相当する分解能を、径方向幅Wr,Wcの設定基準として採用してもよい。また、第四〜第六実施形態に関する変形例19では、画像表示パネル4051として、液晶表示パネルの他にも、例えば自発光式のEL表示パネル等を採用してもよい。
1 車両用計器、2 車両、3 運転席、4 視認者、5 ランドルト環、5a 切れ目、6 視認領域、7 ハンドル、10,5010 指針表示部、11 表示面、15,2015 表示溝、16 背面、18 回転指針、20 駆動部、30,3030,6030 指針用光源部、32 指向性発光体、50,4050 指標表示部、52 指標、54 指標形成領域、140 透過表示領域、150,2150 反射面、151,2151 接続面、152 境界部分、1033 回転導光体、1034 拡散発光体、1330 回転先端部、4051 画像表示パネル、6035 光源領域、6036 光源面、6051a 回転光源画像、Re 分解能、Wc,Wr 径方向幅、θc,θr 傾斜角度

Claims (15)

  1. 複数の指標(52)を円周方向に並べて形成し、それら各前記指標を車両(2)内の視認者(4)による視認側へ実像表示する指標表示部(50,4050)と、
    指向性の光を出射する光源部(30,3030)と、
    前記光源部を前記円周方向に回転駆動する駆動部(20)と、
    前記指標表示部の前記視認側に配置されて各前記指標の実像表示を視認可能に透過させる透過表示領域(140)を有し、径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面(150,2150)と接続面(151,2151)とを、少なくとも前記透過表示領域において前記視認側の表示面(11)に複数ずつ形成し、前記光源部から出射された光を各前記反射面により前記視認側へ反射させることで、前記径方向に延伸して前記指標を指示する回転指針(18)を虚像表示する指針表示部(10)と、を備え、
    各前記反射面及び各前記接続面の前記径方向における幅(Wr,Wc)は、前記視認者に関する眼の分解能(Re)以下に制限されることを特徴とする車両用計器。
  2. 前記光源部(30)は、前記透過表示領域から前記径方向に外れた箇所のうち、前記表示面よりも前記視認側において、前記表示面に向かう光を出射し、
    各前記反射面は、前記光源部から前記径方向に離間するに従って前記視認側へ傾斜する形態に、それぞれ形成されることを特徴とする請求項1に記載の車両用計器。
  3. 各前記反射面(150)の前記径方向に対する傾斜角度(θr)は、一定であることを特徴とする請求項2に記載の車両用計器。
  4. 各前記反射面(2150)の前記径方向に対する傾斜角度(θr)は、前記光源部から前記径方向に離間した前記反射面ほど大きくなることを特徴とする請求項2に記載の車両用計器。
  5. 複数の指標(52)を円周方向に並べて形成し、それら各前記指標を車両(2)内の視認者(4)による視認側へ実像表示する指標表示部(4050)と、
    指向性の光を出射する光源部(3030,6030)と、
    前記光源部からの光の出射箇所を前記円周方向に回転させる駆動部(20,4051)と、
    前記指標表示部の前記視認側に配置されて各前記指標の実像表示を視認可能に透過させる透過表示領域(140)を有し、径方向に交互に配列されて互いに接続される反射面(150)と接続面(151)とを、少なくとも前記透過表示領域において前記視認側とは反対側の背面(16)に複数ずつ形成し、前記光源部から出射された光を各前記反射面により反射させて前記視認側へ透過させることで、前記径方向に延伸して前記指標を指示する回転指針(18)を虚像表示する指針表示部(10,5010)と、を備え、
    各前記反射面及び各前記接続面の前記径方向における幅(Wr,Wc)は、前記視認者に関する眼の分解能(Re)以下に制限されることを特徴とする車両用計器。
  6. 前記光源部(6030)は、前記透過表示領域から前記径方向に外れた箇所のうち、各前記反射面よりも前記視認側から、前記指針表示部(5010)内での導光により各前記反射面に向かう光を出射し、
    各前記反射面は、前記光源部から前記径方向に離間するに従って前記視認側へ傾斜する形態に、それぞれ形成されることを特徴とする請求項5に記載の車両用計器。
  7. 前記光源部(3030)は、前記透過表示領域から前記径方向に外れた箇所のうち、前記円周方向に沿う前記指針表示部(10,5010)の周縁(12)と前記径方向に対向する箇所から、前記指針表示部内での導光により各前記反射面に向かう光を出射し、
    各前記反射面は、前記光源部から前記径方向に離間するに従って前記視認側へ傾斜する形態に、それぞれ形成されることを特徴とする請求項1又は5に記載の車両用計器。
  8. 各前記反射面の前記径方向に対する傾斜角度(θr)は、一定であることを特徴とする請求項6又は7に記載の車両用計器。
  9. 前記光源部は、前記透過表示領域の前記径方向の外側から光を出射することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の車両用計器。
  10. 各前記反射面及び各前記接続面の前記径方向における前記幅は、前記車両内のうち運転席(3)上の視認領域(6)における前記眼の前記分解能以下となることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の車両用計器。
  11. 各前記反射面及び各前記接続面の前記径方向における前記幅は、前記車両内のうち前記視認領域とハンドル(7)の設置位置との双方における前記眼の前記分解能以下となることを特徴とする請求項10に記載の車両用計器。
  12. 前記分解能は、ランドルト環(5)における切れ目(5a)の角度で1/60度に相当することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の車両用計器。
  13. 前記指針表示部は、前記車両に対して位置固定され、
    各前記反射面及び各前記接続面は、それぞれ前記円周方向に延伸することにより、前記分解能以下の前記幅をもって同心円状に形成されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の車両用計器。
  14. 前記指標表示部(4050)は、
    前記視認側へ画像を実像表示する画像表示パネル(4051)のうち、各前記指標を前記画像により形成する指標形成領域(54)から、構成されることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の車両用計器。
  15. 前記光源部(6030)は、
    前記駆動部としての前記画像表示パネルのうち前記指標形成領域外に設定され、前記円周方向に回転する回転光源画像(6051a)を形成する光源領域(6035)と、
    前記光源領域から前記視認側へ発せられた前記回転光源画像の光を反射することで、各前記反射面に向かう指向性の光を出射する光源面(6036)とを組み合わせて、構成されることを特徴とする請求項14に記載の車両用計器。
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