JP3596071B2

JP3596071B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP3596071B2
Application number: JP3958895A
Authority: JP
Inventors: 英樹奥山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JPH08234673A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両、船舶や航空機等に採用される警告灯装置等の複数の情報を表示するに適した表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、車両の警告灯装置においては、当該車両の高機能化に伴い、採用される警告灯の数や警告表示の種類が年々増加してきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、警告灯においては、直径５ｍｍ程度のタングステン電球が光源として採用されているため、一つの警告灯による警告表示にかなりのスペースが必要とされる。従って、警告灯の種類が増えると、限られたスペース、例えば、コンビネーションメータの表示スペース内で、全ての警告灯による警告表示を行うことのは困難であるという不具合が生ずる。
【０００４】
一方、光源の外形寸法を小さくしたとしても、警告灯の警告内容を表す絵マーク等の表示パターンには、運転席に着座した運転者により容易に視認され得る程度の大きさが必要とされる。このため、光源の外形寸法のみを小さくしても、警告灯装置全体としての外形寸法を小さくするのには限界がある。
そこで、本発明は、以上のようなことに対処すべく、複数の情報を表示する表示装置を、光学系統を有効に活用することより、表示情報の視認し易い大きさを確保しつつコンパクトに構成することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、ケーシング（１０）内に収容されて複数の情報（Ｐ１乃至Ｐ１６）を表示する表示器（Ｗ）と、この表示器の前方に配置したスクリーン（３０）と、表示器（Ｗ）とスクリーン（３０）との間に配置されて表示器（Ｗ）からの複数の情報（Ｐ１乃至Ｐ１６）をそれぞれ光学的に拡大してスクリーン（３０）上に投影させる拡大投影手段（２０ａ乃至２０ｐ）とを備え、表示器（Ｗ）は、複数の情報を表示するために格子状に配置された複数の発光素子（Ｌ１乃至Ｌ１６）を有しており、拡大投影手段は、複数の発光素子に対応する複数の凸レンズ（２０ａ乃至２０ｐ）であって、表示器（Ｗ）からの複数の情報をスクリーン上の格子状の位置にそれぞれ投影させるようになっており、格子状に配置された複数の発光素子（Ｌ１乃至Ｌ１６）のうち外周に位置する各発光素子（Ｌ１乃至Ｌ５、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１２、Ｌ１３乃至Ｌ１６）に対応する凸レンズ（２０ａ乃至２０ｅ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｌ、２０ｍ乃至２０ｐ）の光軸が、スクリーン上への投影位置を中央側へずらすために、対応する発光素子の光軸に対して所定角度傾斜していることを特徴とする表示装置が提供される。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の表示装置において、複数の凸レンズ（２０ａ乃至２０ｐ）が板状凸レンズ体（２０）により一体的に形成されていることを特徴とする。また、請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の表示装置において、複数の凸レンズ（２０ａ乃至２０ｐ）のぞれぞれはホログラムレンズであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の表示装置において、スクリーン（３０）上に投影される各情報（Ｐ１乃至Ｐ１６）のうち互いに重なって投影されるものが有るか否かを判定する判定手段（１１０、１２０）と、この判定手段の有るとの判定に基づきスクリーン（３０）上に投影される各情報（Ｐ１乃至Ｐ１６）に対応する各発光素子（Ｌ１乃至Ｌ１６）を時を異にして発光させるように制御する制御手段（１３０）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記各構成要素及び手段のカッコ内の符号は、後述する実施例記載の具体的構成要素及び手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の作用効果】
上記請求項１に記載の発明によれば、ケーシング内に収容した表示器からの複数の情報が拡大投影手段によりそれぞれ光学的に拡大されてスクリーン上に投影される。このため、スクリーン上の拡大投影像を従来の表示器の表示像と同様の大きさにするにあたり、表示器からの各情報を従来よりも小さくできる。これにより、表示器が従来よりも大幅にコンパクトになる。その結果、限られたスペース内での表示装置の収容の自由度が大幅に向上する。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明によれば、外周に位置する各発光素子に対応する凸レンズの光軸を、スクリーン上への投影位置を中央側へずらすために、対応する発光素子の光軸に対して所定角度傾斜させているから、スクリーンの外周からはみ出すことなく、スクリーン上に確実に投影させることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明によれば、判定手段がスクリーン上に投影される各情報のうち互いに重なって投影されるものが有るか否かを判定する。そして、この判定手段の有るとの判定に基づき制御手段が、スクリーン上に投影される各情報に対応する各発光素子を時を異にして発光させるように制御する。
【００１４】
このように、スクリーン上に投影される各情報のうち互いに重なって投影されるものは時を異にしてスクリーン上に投影されるので、これら情報を別々に確実に視認することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の第１実施例を図１乃至図３を参照して説明する。
図１は、車両用警告灯装置を示している。この警告灯装置は、遮光樹脂材料からなる断面四角状のケーシング１０と、このケーシング１０に収容した表示器Ｗ及び板状凸レンズ体２０と、ケーシング１０の先端開口部１１に装着したスクリーンレンズ３０とを備えている。
【００１６】
表示器Ｗは、回路基板４０を備えており、この回路基板４０は、ケーシング１０の基端開口部１２に装着されている。また、表示器Ｗは、格子状隔壁により形成した１６個の遮光隔室５０を備えており、これら遮光隔室５０は、その基端開口部にて回路基板４０上に固定されている。
また、表示器Ｗは、１６個の発光素子Ｌ１乃至Ｌ１６を備えており、これら各発光素子Ｌ１乃至Ｌ１６は、１６個の遮光隔室５０内にそれぞれ収容されて、回路基板４０上に接続されている。ここで、１６個の発光素子Ｌ１乃至Ｌ１６は、それぞれ、所望の色で発光する発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）により構成されている。なお、各発光素子Ｌ１乃至Ｌ１６の点灯制御は、回路基板４０を介し図示しないメインメータ等内の制御回路により行われる。
【００１７】
また、表示器Ｗは、樹脂からなるシートレンズ６０を備えており、このシートレンズ６０は、１６個の遮光隔室５０の先端開口部に固着されている。このシートレンズ６０には、１６個の警告パターンＰ１乃至Ｐ１６が、１６個の遮光隔室５０にそれぞれ対応するように、黒抜きの絵マークにて印刷形成されている。しかして、シートレンズ６０は、発光素子Ｌ１乃至Ｌ１６からの光を、これらにそれぞれ対向する警告パターンＰ１乃至Ｐ１６に照射する。
【００１８】
本実施例では、表示器Ｗにおいて互いに対応する発光素子及び警告パターンの組み合わせが、それぞれ、一つの警告灯を構成している。
凸レンズ体２０は、ケーシング１０内にシートレンズ６０に並行に組み付けられており、この凸レンズ体２０は、樹脂或いはガラスにより、１６個の警告パターンＰ１乃至Ｐ１６にそれぞれ対向する凸レンズ２０ａ乃至２０ｐを一体的にハエの目形状に形成して構成されている。
【００１９】
ここで、凸レンズ２０ａ乃至２０ｐの物点側焦点は、シートレンズ６０の図１にて図示下方にそれぞれ位置している。このため、各凸レンズ２０ａ乃至２０ｐによるスクリーンレンズ３０への結像は、シートレンズ６０の各警告パターンＰ１乃至Ｐ１６を拡大反転した投影像となる。
また、凸レンズ体２０において、図１及び図２にて図示左端列の各凸レンズの光軸は、シートレンズ６０と図示左端列の各発光素子の光軸（図示一点鎖線により示す）との交点を基準にして各発光素子の光軸に対し所定角度θだけ、図１にて図示右方へ傾斜している。一方、図示右端列の各凸レンズの光軸は、シートレンズ６０と図示右端列の発光素子の各光軸（図示一点鎖線参照）との交点を基準にして各発光素子の光軸に対し所定角度θだけ図示左方に傾斜している。
【００２０】
また、図１及び図２にて図示左端から２列目の各凸レンズの光軸は、シートレンズ６０と図示左端から２列目の各発光素子の光軸との交点を基準にしてこれら各発光素子の光軸に対し所定角度θだけ、図１にて図示左方へ傾斜している。一方、図示右端から２列目の各凸レンズの光軸は、シートレンズ６０と図示右端右端から２列目の発光素子の各光軸との交点を基準にしてこれら発光素子の各光軸に対し所定角度θだけ図示右方に傾斜している。
【００２１】
また、図２にて図示上端列の各凸レンズの光軸は、シートレンズ６０と図示上端列の各発光素子の光軸との交点を基準にしてこれら各発光素子の光軸に対し所定角度θだけ、図２にて図示下方へ傾斜している。一方、図２にて図示下端列の各凸レンズの光軸は、シートレンズ６０と図示下端列の発光素子の各光軸との交点を基準にしてこれら発光素子の各光軸に対し所定角度θだけ図示上方に傾斜している。
【００２２】
また、図２にて図示上端から２列目の各凸レンズの光軸は、シートレンズ６０と図示上端から２列目の各発光素子の光軸との交点を基準にしてこれら各発光素子の光軸に対し所定角度θだけ、図２にて図示下方へ傾斜している。一方、図２にて図示下端から２列目の各凸レンズの光軸は、シートレンズ６０と図示下端から２列目の発光素子の各光軸との交点を基準にてこれら発光素子の各光軸に対し所定角度θだけ図示上方に傾斜している。
【００２３】
但し、上記所定角度θは、ケーシング１０の断面積内で、すべての警告パターンをスクリーンレンズ３０上に結像できるように選定されている。
凸レンズ体２０とスクリーンレンズ３０との間隔は、シートレンズ６０の各警告パターンＰ１乃至Ｐ１６を、従来同様運転席に着座した運転者の視認し易い大きさに拡大してスクリーンレンズ３０上に結像できる値となっている。
【００２４】
スクリーンレンズ３０は、拡散処理した樹脂レンズにより形成されている。
このように構成した本第１実施例において、発光素子Ｌ１、Ｌ４、Ｌ１３、Ｌ１６が点灯する場合を例にとって説明する。
シートレンズ６０の警告パターンＰ１、Ｐ４、Ｐ１３、Ｐ１６が発光素子Ｌ１、Ｌ４、Ｌ１３、Ｌ１６によりそれぞれ照射されると、これら各照射警告パターンＰ１、Ｐ４、Ｐ１３、Ｐ１６が、凸レンズ体２０の凸レンズ２０ａ、２０ｄ、２０ｍ、２０ｐにより拡大反転投影されてスクリーンレンズ３０上に結像する（図３参照）。
【００２５】
この場合、上述のごとく、各凸レンズ２０ａ、２０ｄ、２０ｍ、２０ｐの光軸が傾斜しているので、両警告パターンＰ１、Ｐ４及び両警告パターンＰ１３、Ｐ１６が、図３にて示すごとく、スクリーンレンズ３０の図示外周側から中央側へ接近した位置にてスクリーンレンズ３０上に拡大結像される。
このため、スクリーンレンズ３０上に結像した警告パターンＰ１、Ｐ４、Ｐ１３、Ｐ１６は、スクリーンレンズ３０の外周からはみ出すことなく、このスクリーンレンズ３０上に確実に結像され得る。
【００２６】
また、スクリーンレンズ３上の拡大結像は、上述のごとく、凸レンス体２０の各凸レンズとスクリーンレンズ３０との間隔が、シートレンズ６０の警告パターンを適正な大きさに拡大できるように選定されているので、スクリーンレンズ３０上の結像は視認容易な大きさになってる。このため、シートレンズ６０の各警告パターンの大きさを従来の大きさよりも小さくすることができる。
【００２７】
従って、シートレンズ６０の表面積、即ちケーシング１０の断面積を、１６個の隔室５０の全断面積、即ち１６個の発光素子Ｌ１乃至Ｌ１６を収容するに要する全収容断面積と同じにすることができ、その結果、この種の警告灯装置全体を大幅に小型化できる。
これにより、車両のコンビネーションメータ等内での警告灯装置の組み込み自由度を大幅に高めることができる。なお、各凸レンズ２０ａ乃至２０ｐが凸レンズ体２０として樹脂或いはガラスにより一体的に形成されているので、ケーシング１０に対する各凸レンズ２０ａ乃至２０ｐの組み付けが容易である。
【００２８】
次に、本発明の第２実施例を、図４及び図５を参照して説明する。
この第２実施例においては、回路基板４０を介して各発光素子Ｌ１乃至Ｌ１６に接続したマイクロコンピュータ７０が採用されており、このマイクロコンピュータ７０は、上記メインメータ等内の制御回路内に設けられている。
このマイクロコンピュータ７０は、図５にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行し、この実行中に、上記メインメータ等に入力される各警告指令に基づき警告表示に要する演算処理をする。この場合、当該演算処理は、各警告パターンＰ１乃至Ｐ１６のうち互いに隣接する警告パターン同志が部分的に重複してスクリーンレンズ３０上に結像される状態を防止するためのものである。その他の構成は上記第１実施例と同様である。
【００２９】
このように構成した本第２実施例において、例えば、各警告パターンＰ３、Ｐ４、Ｐ７、Ｐ８を表示するに必要な４つの警告指令が上記メインメータ等に入力されると、マイクロコンピュータ７０において以下の演算処理がなされる。
ステップ１００において、上記４つの警告指令に基づき各ステップ１００、１２０にて順次ＹＥＳと判定され、ステップ１２０における判定処理がなされる。
【００３０】
即ち、上記４つの警告指令が、スクリーンレンズ３０上にて互いに部分的に重複して結像される警告パターンＰ３、Ｐ４、Ｐ７、Ｐ８に対応するものであることに基づき、ステップ１２０においてＹＥＳとの判定がなされる。
ついで、ステップ１３０において、警告パターンＰ３、Ｐ４、Ｐ７、Ｐ８に対向する発光素子Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８が、所定時間間隔、例えば、３秒間隔にて順次発光するように処理される。
【００３１】
このため、発光素子Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８が順次３秒間隔にて発光し、警告パターンＰ３、Ｐ４、Ｐ７、Ｐ８が凸レンズ２０ｃ、２０ｄ、２０ｇ、２０ｈによりスクリーンレンズ３０の図３にて図示左側上部上に互いに重なりあうことなく、順次拡大結像される。
これにより、各警告パターンＰ３、Ｐ４、Ｐ７、Ｐ８が順次的確に視認され得る。
【００３２】
一方、ステップ１００にてマイクロコンピュータ７０に入力される複数の警告指令が、互いに重ならない警告パターンに対応する場合には、ステップ１２０における判定がＮＯとなり、ステップ１４０において、上記複数の警告指令に対応する警告パターンがすべてスクリーンレンズ３０上に互いに分離して拡大結像される。なお、このような処理は、ステップ１１０にてＮＯと判定された場合も同様になされる。
【００３３】
また、本発明の実施にあたっては、凸レンズ体２０の各凸レンズに代えて、ある波長（表示する警告パターンを特定する波長）に対して凸レンズと同様の機能を有する透過型ホログラムをそれぞれ露光したホログラムレンズを一体的に形成したホログラムレンズ体を採用して実施してもよい。
また、上記実施例においては、各発光素子の光軸に対し凸レンズ体２０の各凸レンズの光軸を所定角度θだけ傾斜させて、スクリーンレンズ３０上への投影位置をずらせるようにした例について説明したが、これに代えて、上述のように光軸を傾斜させることなく、凸レンズ体２０の各凸レンズの面形状を変形させることにより、スクリーンレンズ３０上への投影位置をずらせるように実施してもよい。
【００３４】
また、本発明の実施にあたり、各発光素子の光軸に対する凸レンズ体２０の各凸レンズの光軸の傾斜方向は、上記第１実施例にて述べた例に限ることなく、ケーシング１０の断面積内で、すべての警告パターンをスクリーンレンズ３０上に投影結像できれば、どのように設定してもよい。
また、本発明の実施にあたっては、上記のごとく、シートレンズ６０の警告パターンの大きさを従来よりも小さくできるので、ＬＥＤに限ることなく、タングステン電球その他各種の光源を採用しても、上記実施例と同様の作用効果を達成できる。
【００３５】
また、本発明の実施にあたっては、車両用警告装置に限ることなく、車両、船舶や航空機等に採用される表示装置であって複数の情報を表示するものに本発明を適用して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る警告灯装置の第１実施例を示す図２にて１−１線に沿う断面図である。
【図２】図１にて２−２線に沿う断面図である。
【図３】上記警告灯装置の平面図である
【図４】本発明の第２実施例を示す要部ブロック図である。
【図５】図４のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・ケーシング、２０・・・凸レンズ体、
２０ａ乃至２０ｐ・・・凸レンズ、３０・・・スクリーンレンズ、
５０・・・隔室、Ｌ１乃至Ｌ１６・・・発光素子、６０・・・シートレンズ、
７０・・・マイクロコンピュータ、Ｐ１乃至Ｐ１６・・・警告パターン、
Ｗ・・・表示素子。

Claims

ケーシング内に収容され複数の情報を表示する表示器と、
この表示器の前方に配置したスクリーンと、
前記表示器と前記スクリーンとの間に配置されて前記表示器からの複数の情報をそれぞれ光学的に拡大して前記スクリーン上に投影させる拡大投影手段とを備え、
前記表示器は、前記複数の情報を表示するために格子状に配置された複数の発光素子を有しており、
前記拡大投影手段は、前記複数の発光素子に対応する複数の凸レンズであって、前記表示器からの複数の情報を前記スクリーン上の格子状の位置にそれぞれ投影させるようになっており、
前記格子状に配置された複数の発光素子のうち外周に位置する各発光素子に対応する凸レンズの光軸が、前記スクリーン上への投影位置を中央側へずらすために、対応する発光素子の光軸に対して所定角度傾斜していることを特徴とする表示装置。
前記複数の凸レンズが板状凸レンズ体により一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記複数の凸レンズのぞれぞれはホログラムレンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
前記スクリーン上に投影される各情報のうち互いに重なって投影されるものが有るか否かを判定する判定手段と、
この判定手段の有るとの判定に基づき前記スクリーン上に投影される各情報に対応する各発光素子を時を異にして発光させるように制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の表示装置。