JP5132576B2 - 組合せ計器ディスプレイの無補正照明 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００５年１２月１５日に出願された米国仮特許出願６０／７５１，０７２の優先権を主張するものである。

本発明は、自動車の組合せ計器に関し、より詳細には、照らされるディスプレイのための光効率を向上させる光導波路組立体に関する。

自動車の組合せ計器は、慣例的に、自動車のダッシュボードに配置され、自動車の様々な運転状況を示す複数のディスプレイまたは目盛板を含む。例えば、組合せ計器は、速度計、回転速度計、エンジン状況指示器、および、他の既知のタイプの計器を含むことができる。これらの計器は、自動車乗員が情報を読み取るのを助けるために照射される。

組合せ計器は、組合せ計器の作動を制御するための電子部品を備えるプリント配線板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ（ＰＣＢ））を含む。発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源が、典型的にはＰＣＢに取り付けられる。ライト・ハウジングが組合せ計器の内側の光源により生成される光を閉じ込めるのに使用され、望ましくない光漏れを防止する。組合せ計器は、上に図式画像が形成されるあるいは取り付けられるディスプレイまたは目盛板をさらに含む。

組合せ計器は、１つの透明材料として形成される光導波路を含むことができ、これは、光源から受け取る光を誘導してディスプレイ全体に改めて分配する。不都合なことに、既知の光導波路は、ディスプレイ全体にわたって十分に均等に光を分配しない。さらに、望ましい均等な光の分配を実現するために、光源の数を増加させることが必要となる場合がある。

組合せ計器のディスプレイ全体にわたって一様に分配された照射を実現するために補正を使用することが知られている。補正は、目盛板の輝点を目盛板の最も暗いスポットのレベルにまで暗くすることにより達成される。これには、いくつかの領域の光を吸収するためにディスプレイまたは目盛板へコーティングを塗布することが必要となる。不都合なことに、補正を使用した組合せ計器で得られる光効率は、光源で生成された光のかなりの量が補正層によって吸収されることから不十分になる場合がある。

したがって、補正なしのディスプレイ照射を実現しながらディスプレイ照射に使用される光の効率を向上させる自動車用組合せ計器を提供することが望ましい。

組合せ計器のディスプレイを照射するための例示の光導波路組立体は、受光部分、光伝播部分、および、受光部分と光伝播部分との間の円錐面を含む。光伝播部分の外面は、光が受光部分から円錐面まで伝播するときならびに光伝播部分を通って伝播するときに組合せ計器表面を均等に照射する複数のローブを含む。

示した例示の組合せ計器は、図式画像を有するディスプレイと、図式画像に対して移動可能なポインタと、光源と、光源を支持する配線板と、光導波路と、配線板とディスプレイとの間を延在する反射面を有するライト・ハウジングとを含む。反射面はネガティブ・スロープ部分およびポジティブ・スロープ部分を含む。

本発明の種々の特徴および利点は、当業者が以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなる。詳細な説明に添付されている図面を以下に簡単に説明する。

図１に、自動車１０の乗員に自動車の情報を伝達する自動車用の計器群などの組合せ計器１２を有する自動車１０の選択された部分を示す。示した例では、組合せ計器１２は、数字、文字または記号などの複数の図式１６を有する自動車用ディスプレイ１４を含む。自動車用の図式１６の少なくとも一部分が、例えば夜間の表示または見た目のために組合せ計器１２内から照射される。

図２に、ディスプレイ１４およびプリント配線板（ＰＣＢ）などの配線板２０を支持するライト・ハウジング１８を含む、例示の組合せ計器１２の選択された一部分を示す。ポインタ２２が、ディスプレイ１４に対して動けるように配線板２０に取り付けられ、自動車運転状況の現在状態を示すのに使用される。また、配線板２０は、ディスプレイ１４およびポインタ２２を照射するための発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源２４を含む。しかし、他のタイプの照射も本発明の範囲に入ると考えられる。

組合せ計器１２の組立時に光源２４は配線板２０に取り付けられ、ディスプレイ１４の中心２７に隣接して位置合わせされる。一実施例では、光源２４は少なくとも部分的にポインタ２２のハウジング２６に位置合わせされる。しかし、光源２４は、組合せ計器１２内の別の位置に配置されてもよい。

ポインタ２２は、ステッピング・モータなどのモータ３０の軸２８によって駆動され、自動車用の図式１６を含むディスプレイ１４に対して所望の位置まで回転する。光源２４は始動されると光を発する。光導波路３２は、以下でさらに考察するように、各光源２４から光を受け取り、ディスプレイ１４全体にわたって光を一様に分散させ、ディスプレイ１４の自動車用の図式１６を均等に照射する。

図３に例示の光導波路３２を示す。光導波路３２は、例えば透明プラスチックなどの透明材料で形成される。光導波路３２は、受光部分３４、光伝播部分３６および円錐面３８を含む。

一実施例では、受光部分３４はディスプレイ１４に直交して配置され、光導波路３２が組合せ計器１２内に位置されるようになる（図５参照）。別の実施例では、受光部分３４は組合せ計器１２内でディスプレイ１４に対して垂直に配置される。光伝播部分３６は、一実施例では受光部分３４に対して直交しており、一実施形態では受光部分３４に対して垂直である。円錐面３８は、受光部分３４と光伝播部分３６との間を延在する。一実施例では、円錐面３８は、光を受光部分３４から光伝播部分３６に向けるために傾斜している。

開口４０が受光部分３４の中心を通って延在している。一実施例では、受光部分３４および光伝播部分３６は形状が実質的に円筒形である。しかし、受光部分３４および光伝播部分３６の実際のサイズ、形状および構成は、組合せ計器１２の設計要件を含む設計ごとのパラメータに応じて変化する。

図４に、複数のローブ４４を含む光伝播部分３６の外面４２を示す。一実施例では、複数のローブ４４は、外面４２の周りに沿って配置される。別の実施例では、複数のローブ４４は外面４２の周りに等距離を隔てて配置される。別の実施例では、ローブ４４は三日月形状を含む。

示した実施例では、外面４２は４つのローブ４４を有する。ローブ４４の数および位置は光源２４の数に対応する。ローブ４４の実際の数、位置決め、および形状は、組合せ計器１２のサイズおよび使用される光源２４の数を含む設計ごとのパラメータに応じて変化する。ローブ４４は光導波路３２から漏れる光を制御して、ディスプレイ１４に対しての光の一様な照射を実現する。

図５に示す実施例では、組合せ計器１２のライト・ハウジング１８が、配線板２０とディスプレイ１４と間を延在する反射面４６を有する。反射面４６は、配線板２０の中心２５の周りに沿って延在する。

一実施例では、ライト・ハウジング１８はネガティブ・スロープ部分５２およびポジティブ・スロープ部分５４を含む。ネガティブ・スロープ部分５２は配線板２０の中心２５に隣接して配置され、ポジティブ・スロープ部分５４は配線板２０の外周５６に隣接して配置される。一実施例では、ネガティブ・スロープ部分５２は、ライト・ハウジング１８の中心から配線板２０に向かって約５°の角度で延在する。別の実施例では、ネガティブ・スロープ部分５２は、ライト・ハウジング１８の中心から配線板２０に向かって約１０°の角度で延在する。別の実施例では、ネガティブ・スロープ部分５２の角度は１°から１０°の間である。ネガティブ・スロープ部分５２の実際の傾斜角度は、使用される光源２４の数および組合せ計器１２のサイズを含む設計ごとのパラメータに応じて変化する。ポジティブ・スロープ部分５４はネガティブ・スロープ部分５２とディスプレイ１４との間を延在する。

光源２４に最も近いライト・ハウジング１８の領域は、光源２４から離れているライト・ハウジング１８の領域より多量の照射を受ける。ネガティブ・スロープ部分５２は、その傾斜により、光源２４に接近するにしたがい増加する光の量を吸収する。それにより、ディスプレイ１４の均等な照射が、反射面４６およびディスプレイ１４のいずれにも補正を加える必要がなく実現される。

光源２４は配線板２０に取り付けられ、光導波路３２の各ローブ４４に隣接して配置される。すなわち、少なくとも１つの光源２４が、光導波路３２に設けられた各ローブ４４に連結される。各光源２４からの光は、受光部分３４内を、ディスプレイ１４を直交するＤ１の方向に放射される。一実施例では、方向Ｄ１はティスプレイ１４に対して垂直である。一部分の光Ｌ１は、光導波路３２を通って上方向に伝播してポインタを照射する。第２の部分の光Ｌ２は、光導波路３２の円錐面３８で反射されてディスプレイ１４を直接照射する。第３の部分の光Ｌ３は、ライト・ハウジング１８の反射面４６で反射された後にディスプレイ１４を照射する。

一実施例では、光Ｌ３は反射面４６のネガティブ・スロープ部分５２で反射される。別の実施例では、光Ｌ３はポジティブ・スロープ部分５４で反射される。別の実施例では、光Ｌ３は、ネガティブ・スロープ部分５２およびポジティブ・スロープ部分５４のそれぞれで反射されてディスプレイ１４を照射する。

組合せ計器１２の例示の構成は、ポインタ２２およびディスプレイ１４の両方を同時に照射することを実現する。さらに、光導波路３２のローブ４４は、光源２４からの光をより効率的に分配することにより光効率の向上を実現し、さらに、組合せ計器１２を効果的に照射するのに必要な光源の数を減少させることを可能にする。ライト・ハウジング１８の反射面４６のネガティブ・スロープ部分５２は、ライト・ハウジング１８のディスプレイ１４に補正を加える必要がなくディスプレイ１４の均等な照射を実現する。

前述の説明は、例示的でありさらに限定的な意味をもたないと解釈される。当業者であれば、ある種の修正形態が本発明の範囲に入ることを理解するであろう。その理由のため、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲および内容を決定するために検討されるべきである。

例示の組合せ計器を有する自動車の選択された部分を示す図である。 図１に示す例示の組合せ計器の断面図である。 複数のローブを有する例示の光導波路の斜視図である。 図３に示す例示の光導波路の上面図である。 ライト・ハウジングと図３に示す例示の光導波路とを含む例示の組合せ計器の断面図である。

Claims (11)

1. 照射される組合せ計器において、
   当該組合せ計器は、少なくとも１つの自動車用図式を含むディスプレイと、前記少なくとも１つの自動車用図式に対して移動可能な少なくとも１つのポインタと、前記少なくとも１つの自動車用図式の少なくとも一部分を照射するために配置された少なくとも１つの光源と、前記少なくとも１つの光源を支持する配線板と、光を前記少なくとも１つの光源から前記少なくとも１つのポインタ及び前記ディスプレイの各々に向けるための少なくとも１つの光導波路と、前記配線板によって支持され且つ前記配線板と前記ディスプレイとの間に延在する少なくとも１つの反射面を含む少なくとも１つのライト・ハウジングとを有し、
   前記少なくとも１つの反射面が、ネガティブ・スロープ部分及びポジティブ・スロープ部分を有する組合せ計器。
2. 前記少なくとも１つの反射面は、前記配線板の中心の周りに沿って延在し、前記ネガティブ・スロープ部分は、前記配線板の前記中心に隣接して配置されていて、前記ポジティブ・スロープ部分は、前記配線板の周縁部に隣接して配置されている請求項１に記載の組合せ計器。
3. 前記ネガティブ・スロープ部分は、前記少なくとも１つのライト・ハウジングの中心から前記配線板に向かって延在する請求項１に記載の組合せ計器。
4. 前記ポジティブ・スロープ部分は、前記ネガティブ・スロープ部分と前記ディスプレイとの間に延在する請求項１に記載の組合せ計器。
5. 前記少なくとも１つの光導波路は、受光部分と、光伝播部分と、前記受光部分と前記光伝播部分との間の円錐面とを有する請求項１に記載の組合せ計器。
6. 前記光伝播部分の外面が、複数のローブを有し、光が、前記受光部分から前記円錐面まで伝播し、そして前記光伝播部分を透過して伝播する時に、前記複数のローブが、前記ディスプレイを均等に照射する請求項５に記載の組合せ計器。
7. 前記少なくとも１つの光源からの光の少なくとも一部分が、前記受光部分内に向けられ、前記円錐面で反射され、そして前記光伝播面内に向けられて、前記少なくとも１つの光導波路から出る請求項５に記載の計器。
8. 前記少なくとも１つの光導波路から出た前記光の一部分が、前記少なくとも１つの反射面で反射されて前記ディスプレイを照射する請求項７に記載の計器。
9. 前記少なくとも１つの光導波路から出た前記光の一部分が、前記ディスプレイを直接照射する請求項７に記載の計器。
10. 前記少なくとも１つの光源からの前記光の一部分が、前記円錐面を透過して前記ポインタ内に向けられる請求項５に記載の計器。
11. 前記少なくとも１つの光源は、発光ダイオードを有する請求項１に記載の計器。

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