JP3638728B2 - 偏平ライトガイド盤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置付き指示計器、ことに、自動車用の照明装置付き指示計器の薄型化を図るのに好適の偏平ライトガイド盤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、速度計、回転計、燃料計、水温計等の自動車用の指示計器には計器文字板の背面から計器文字板を照明すると共に、指針を照明するものが知られている。図1は照明装置付き指示計器の概略図を示しており、その図1において、1は筺体、2はムーブメント、3は計器文字板、4は指針、5、6は照明光源としてのバルブ、7、8はライトガイド部材、9は指針指示用の回動支軸である。バルブ5、6から出射された照明光の一部は、矢印P1で示すようにライトガイド部材7、8内を伝搬されて指針4に導かれ、その指針4を照明する。また、バルブ5、6から出射された残余の照明光は、矢印P2で示すようにその計器文字板3を背面から直接照明すると共に、矢印P3で示すように筺体1の内部の壁面で乱反射されて間接的に計器文字板3を照明する。
【0003】
この従来の照明装置付き指示計器では、計器文字板3がバルブ5、6からの照明光により直接的、あるいは間接的に照明されるため、計器文字板3への照明光の導光経路が複雑で、均一に計器文字板3を照明することが困難であり、計器文字板3の照明ムラが起こり、計器文字板3を一様な明るさで見ることができないという不都合がある。
【0004】
そこで、この種の照明装置付き指示計器では、計器文字板3の背面に到達する照明光の光量が多い箇所と到達する照明光の光量が少ない箇所とで一様な明るさで計器文字板3を見ることができるように網目スクリーン等の手法により調光印刷を施している(例えば、特公昭53−2065号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の照明装置付き指示計器では、各車種毎に計器文字板3の大きさ、バルブ5、6の配設位置等の仕様が異なるため、各車種毎に網目スクリーン等の手法による調光印刷を試行錯誤的に施さなければならず、かつ、ライトガイド部材7、8の各車種に対する共用化を図り難いという問題点がある。また、車両のインストルメントパネルには、電子化が進展した今日、ナビゲータ用のモニター等の各種電子機器が搭載され、照明装置付き指示計器の設置空間が制約され、照明装置付き指示計器それ自体の薄型化も要望されている。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、調光印刷を行わなくとも計器文字板を一様に照明することができかつ薄型化を図るのに好適の偏平ライトガイド盤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の偏平ライトガイド盤は、厚さ方向に照明光源設置用の穴部が形成され、該穴部に設置の照明光源から出射された放射状光束を平行光束に変換して伝搬させる入射面が前記穴部の周壁に形成され、前記平行光束を表面側に向けて反射する環状反射面が厚さ方向裏面側に厚さ方向に関して階段状かつ前記穴部に関して同心状に形成され、前記厚さ方向表面側に前記反射光束によって照明される計器用表示パネルが配設され、前記照明光源に近い側と前記照明光源から遠い側とでの照明光量の均一化を図るために、前記階段状に形成された環状反射面の厚さ方向幅が前記照明光源から遠ざかるに伴って大きくされており、前記穴部は指針の回動支軸が貫通する挿通孔に対して偏心した位置に形成され、厚さ方向表面側には前記反射面により反射された反射光束を表面に対して垂直に出射するように反射光束を偏向するフレネルレンズ群が設けられ、該フレネルレンズ群は前記穴部を中心として同心に設けられた正の角度を有する環状のフレネルレンズ素体群と前記穴部を中心として同心に設けられた負の角度を有する環状のフレネルレンズ素体群とからなることを特徴とする。
請求項2に記載の偏平ライトガイド盤は、前記挿通孔の近傍に前記平行光束の一部を指針に向けて反射する反射面が形成されていることを特徴とする。
【0008】
偏平ライトガイド盤には、厚さ方向表面側に反射光束によって照明される計器用表示パネルが配設され、穴部は指針の回動支軸が貫通する挿通孔から偏心した位置に形成されていても良い。その挿通孔の近傍には、平行光束の一部を指針に向けて反射する反射面が形成されている。
【0009】
【発明の実施の形態】
図2において、10は照明装置付き指示計器の筺体を示している。この筺体10内にはムーブメント部材11と照明光源としてのバルブ12と偏平ライトガイド盤13とが配設されている。符号12´はそのバルブ12を取り付けるための取り付け部を示す。この偏平ライトガイド盤13は、図2、図3に示すように、厚さ方向に貫通して延びるバルブ配設用の穴部14と挿通孔15とを有している。穴部14は挿通孔15に対して偏心した位置に設けられている。ムーブメント部材11には回動支軸16が設けられ、この回動支軸16は挿通孔15を貫通して上方に突出され、その回動支軸16の上端には指針17が設けられている。
【0010】
偏平ライトガイド盤13の厚さ方向表面側13aには計器文字板18が設けられている。この計器文字板18は、例えば、速度計であり、その表面には、目盛り、速度を表示する文字等が印刷されている。穴部14の周壁はバルブ12からの照明光P4が入射する環状入射面19とされている。20はそのバルブ12の発光中心である。この環状入射面19はここではその厚さ方向断面が双曲面とされているが、これに限るものではない。その環状入射面19はバルブ12から出射された厚さ方向断面に関して放射状の照明光束P4を平行光束Q1に変換して、偏平ライトガイド盤13内を伝搬させる役割を果たす。
【0011】
偏平ライトガイド盤13の厚さ方向裏面側13bには、図4に拡大して示すように厚さ方向に関して階段状でかつ穴部14に関して同心状に環状階段部21が形成されている。この環状階段部21は平行光束Q1を厚さ方向表面側13aに向けて全反射する環状反射曲面22を有する。偏平ライトガイド盤13の厚さ方向表面側13aには環状反射曲面22により反射された反射光束Q2をその表面に対して垂直に出射するように反射光束Q2を偏向するフレネルレンズ群(以下、フレネルレンズという)23(図5参照)が穴部14を中心としてこれと同心上に形成されている。そのフレネルレンズ23は、図5に示すように、穴部14の発光中心20を座標原点として正の屈折角度αを有する環状のフレネルレンズ素体群23aと負の屈折角度βを有する環状のフレネルレンズ素体群23bとからなり、これにより、表面13aに対して垂直に反射光Q2が出射される。
【0012】
フレネルレンズ23は各1個の環状階段部21に対して例えば10個形成されている。各環状反射曲面22により反射された反射光束Q2で照明される単位面積の照明範囲Xi−1、Xi、Xi+1(i=1からnまでの整数)は図4に示すように略等しくされると共に、各環状反射曲面22に対応するフレネルレンズ23の焦点は、図5(イ)に示すように、環状反射曲面22の下端22aに入射した平行光束Q1の反射光束Q2の反射方向を逆側に延長した仮想線q1と環状反射曲面22の上端22bに入射した平行光束Q1の反射光束Q2の反射方向を逆側に延長した仮想線q2とこの下端22aと上端22bとの間の点22cに入射した平行光束Q1の反射光束Q2の反射方向を逆側に延長した仮想線q3とが最も集積した領域に存在する。バルブ12から出射された照明光束P4は厚さ方向断面内では平行光束Q1に変換されるが、厚さ方向断面と直交する平面内では照明光束P4は、図3に示すように、依然として、放射状の照明光束P4のまま偏平ライトガイド盤13の内部を伝搬されて、各環状反射曲面22に達する。放射状の照明光束P4は距離の自乗に比例して拡散するため、バルブ12に近い側の照明光の光量に較べてバルブ12から遠い側の照明光の光量の減衰が大きい。そこで、この偏平ライトガイド盤13では、単位面積当りの照明光の光量が略同じとなるように、環状反射曲面22の厚さ方向幅Hがバルブ12から遠ざかるに伴って大きくなるように設計されている(図6参照)。これにより、環状反射曲面22がバルブ12から遠ざかるに伴ってその反射面積が大きくなるので、バルブ12に近い側の照明光の光量とバルブ12から遠い側の照明光の光量とを略同一とすることができる。
【0013】
その偏平ライトガイド盤13には、図2、図3に示すように、挿通孔16の近傍に平行光束Q1の一部を垂直方向にかつ指針17に向けて全反射させる全反射面を有する反射溝24が形成されている。図2において、符号Q2はその指針17内を伝搬されて指針17を照明した後、外部に出射された光線を示している。従って、バルブ12は指針17と計器文字板18とを照明する役割を果たし、バルブ12は指針17の照明と計器文字板18の照明とに兼用されている。
【0014】
図3に示すように、挿通孔15を挟んで偏平ライトガイド盤13の穴部14とは反対側で、計器用文字板18の未使用領域に、液晶表示パネルLCD配設用の切欠き25が設けられている。この切欠25を形成する傾斜周壁26は図7に示すように偏平ガイドライト盤13の内部を伝搬して来た反射光束P5´を厚さ方向下方に向けて全反射する反射面とされている。偏平ライトガイド盤13はその周縁にV字形反射面部27が形成され、このV字反射面部27は偏平ガイド盤13の内部を伝搬してきた平行光束P5を傾斜周壁26に向けて反射する全反射面としての役割を果たす。
【0015】
傾斜周壁26の下方には図7に示すように傾斜周壁28が対向して設けられ、傾斜周壁28は液晶ホルダー29に形成された反射面30に向けて、その反射光束P5´を反射する役割を果たし、液晶表示パネルLCDはその反射面30により反射された反射光束P5´により照明される。その液晶表示パネルLCDは、例えば、オド・トリップメータとして用いられる。
【0016】
なお、バルブ12から出射されて上方に向かう照明光の光量とバルブ12から出射されて下方に向かう照明光の光量とが一般的には異なるので、これに基づく照明光の照明ムラが起こることが考えられるが、これについては、環状反射曲面22の反射面積、環状段差部間の間隔を適宜工夫することによって解消することができる。
【0017】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、照明光源を偏平ライトガイド盤の穴部に配置する構成としたので、この偏平ライトガイド盤を照明装置付き指示計器に適用した場合に、その照明装置付き指示計器の薄型化を図ることができる。
【0018】
また、この偏平ライトガイド盤により計器文字板を垂直に一様に照明できるので、調光印刷を計器文字板に施さなくとも、計器文字板を一様な明るさで見ることができるという効果を奏する。
【0019】
更に、偏平ライトガイド盤に対して、照明光源の配置が一定となっているので、各車種に対して照明装置付き指示計器の共用化を図ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ライトガイド部材を備えた従来の照明装置付き指示計器の一例を模式的に示す断面図である。
【図2】 本発明に係わる偏平ライトガイド盤が適用された照明装置付き指示計器の一例を模式的に示す断面図である。
【図3】 本発明に係わる偏平ライトガイド盤の平面図である。
【図4】 本発明に係わる偏平ライトガイド盤の一部を部分的に拡大して示す部分断面図である。
【図5】 本発明に係わる偏平ライトガイド盤の説明図であって、(イ)は(ロ)の破線で示す円形枠の部分を拡大して示す部分拡大図、(ロ)は本発明に係わる偏平ライトガイド盤の作用を説明するための模式図である。
【図6】 図4に示す環状段差部を更に拡大して示した部分拡大断面図である。
【図7】 液晶表示パネルへの照明光束の導光を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
12…照明光源
13…偏平ライトガイド盤
14…穴部
19…入射面
13a…表面側
13b…裏面側
22…環状反射面
23…フレネルレンズ
P4…照明光束
Q1…平行光束
Q2…反射光束
Claims (2)
- 厚さ方向に照明光源設置用の穴部が形成され、該穴部に設置の照明光源から出射された放射状光束を平行光束に変換して伝搬させる入射面が前記穴部の周壁に形成され、前記平行光束を表面側に向けて反射する環状反射面が厚さ方向裏面側に厚さ方向に関して階段状かつ前記穴部に関して同心状に形成され、前記厚さ方向表面側に前記反射光束によって照明される計器用表示パネルが配設され、前記照明光源に近い側と前記照明光源から遠い側とでの照明光量の均一化を図るために、前記階段状に形成された環状反射面の厚さ方向幅が前記照明光源から遠ざかるに伴って大きくされており、前記穴部は指針の回動支軸が貫通する挿通孔に対して偏心した位置に形成され、
厚さ方向表面側には前記反射面により反射された反射光束を表面に対して垂直に出射するように反射光束を偏向するフレネルレンズ群が設けられ、該フレネルレンズ群は前記穴部を中心として同心に設けられた正の角度を有する環状のフレネルレンズ素体群と前記穴部を中心として同心に設けられた負の角度を有する環状のフレネルレンズ素体群とからなることを特徴とする偏平ライトガイド盤。 - 前記挿通孔の近傍に前記平行光束の一部を指針に向けて反射する反射面が形成されている請求項1に記載の偏平ライトガイド盤。
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