JP3596071B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【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 (4)
- 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。
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