JP5900279B2 - 指針式計器 - Google Patents

Description

本発明は、指針式計器に関する。

車両状態値を表す指標が並ぶ表示板と、回転することにより当該指標を指示する指針と、を備える指針式計器が知られている。このような指針式計器では、特許文献１に示すように、表示板を照明する表示板照明と、指針を照明する指針光源とが設けられ、イグニッションスイッチをオンする時に、表示板光源の点灯時期を指針光源の点灯時期よりも遅延させて、高級感を演出していた。

特公平８−１４５００号公報

しかし、特許文献１に示す指針式計器の光源点灯時期遅延の演出だけでは、車両ユーザに対する訴求力がなく演出性に乏しい。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両ユーザに対する訴求力があり演出性の高い指針式計器を提供することにある。

本発明の指針式計器（１）は、回転することにより、車両状態値を表す指標（１１，１２）を指示する指針（２０）と、指針に設けられ、指針の回転径方向に互いにずらして配置された複数の光源（６０）と、光源の残像が視認される速度で、車両状態値とは無関係に指針を回転させ、その回転中に、指針の回転角度に応じて光源を点消灯させることにより、特定の二次元形状（６２）を残像表示させる演出制御を実行する制御手段（３２）と、指標が並ぶ表示板（１０）と、表示板を照明する表示板光源（５０）と、を備え、制御手段は、表示板光源の消灯時に演出制御を実行する。

本発明は、指針に配置された光源の残像を視認しうる速度で指針を回転させる。しかも、複数の光源は指針の回転径方向に互いにずらして配置されているため、複数の光源の残像は特定の二次元形状を車両ユーザに視認させることになる。故に、二次元残像表示により、車両ユーザに対し訴求力があり演出性の高い指針式計器を実現可能となる。

本発明の第一実施形態による指針式計器を示す正面図である。 本発明の第一実施形態の（ａ）指針に設けられる各光源の点消灯のタイミング、（ｂ）各光源の残像による二次元形状を示す図である。 図１のII−II線断面図の部分拡大図である。 本発明の第一実施形態を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態の(ａ)イグニッションスイッチ、（ｂ）光源（指針光源）、（ｃ）表示板光源の点消灯のタイミングチャートである。 本発明の第一実施形態の表示板光源及び光源（指針光源）の点消灯フローを示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態による指針式計器を示す正面図である。 本発明の第二実施形態による各光源（各指針光源）の残像による二次元形状を示す図である。 本発明の第二実施形態を示すブロック図である。

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。

（第一実施形態）
図１〜６に示す本発明の第一実施形態による指針式計器１は、車両において車両前後方向のうち運転席から見て前方のインストルメントパネルに設置される。指針式計器１は、表示板１０、指針２０、電気回路部３０、駆動源４０、表示板光源５０及び指針光源６０等を備える。ここで、第一実施形態において前方とは車両前後方向の前方を示すものとする。

表示板１０は、樹脂により平板状に形成されている。表示板１０には、目盛部１１及び数字部１２が設けられている。ここで目盛部１１及び数字部１２は、車両状態値としての車速を指針２０の回転により指示するための指標１１、１２である。表示板１０は、例えばポリカーボネートあるいはアクリル等から形成されている。

指針２０は、樹脂により形成され、基端部２０ａから先端部２０ｂへ向かって延伸する細長針状を呈している。指針２０は、回転位置に応じて先端部２０ｂにより指標１１、１２のいずれかを指示することで車速を表示する。指針２０は、表示板１０の前方に配置され、表示板１０に沿って回転可能に設けられている。指針２０の基端部２０ａは、駆動源４０と連結されている。

電気回路部３０は、回路基板３１及び制御回路３２を有している。回路基板３１は、ガラスエポキシ基板等から形成されている。制御回路３２は、マイクロコンピュータ等からなり、回路基板３１に実装され、駆動源４０、表示板光源５０、及び指針光源６０に電気接続されるＬＥＤドライバ３３を、制御する。電気回路部３０は、ケースに表示板１０と回路基板３１を装着することで表示板１０の後方に配設されている。ここで、第一実施形態における制御回路３２は、請求項の制御手段に相当する。

駆動源４０は、指針２０の基端部２０ａを支持するシャフト４１を有している。駆動源４０は、通電されることによりシャフト４１を指針２０と共に回転駆動する。駆動源４０は、回路基板３１に実装されている。駆動源４０は、シャフト４１を除いて回路基板３１の後方に配置されている。駆動源４０は、例えばステップモータに減速歯車機構（図示しない）を組み合わせてなる。

表示板光源５０は、チップタイプの複数の発光ダイオード（ＬＥＤ５１）からなり、表示板１０の背後にそれぞれ設けられている。各ＬＥＤ５１は、表示板１０のうち、指標１１、１２の並ぶ指標領域に囲まれた内周側領域の背後に、指針２０の回転方向に沿って並んで配置されている。各表示板光源５０は、電気回路部３０の制御回路３２と電気接続されており、当該制御回路３２から与えられる駆動信号に従い駆動されることで光を放射し、表示板１０を照明する。

以下、第一実施形態の指針光源６０及び制御回路３２による演出制御について詳細に説明する。指針光源６０は、チップタイプの複数の発光ダイオード（ＬＥＤ６１）からなり、指針２０の前面に設けられる指針回路基板２２上にそれぞれ実装されている。各ＬＥＤ６１は、指針回路基板２２上であって、指針２０の基端部２０ａから先端部２０ｂへ向かって並んでそれぞれ実装されることにより、指針２０の回転径方向ａに互いにずれている。各ＬＥＤ６１は、指針回路基板２２上に実装されるＬＥＤドライバ３３と電気接続されており、当該ＬＥＤドライバ３３から与えられる駆動信号に従い駆動されることで赤色等の光を放射する。全てのＬＥＤ６１の色及び輝度は同じである。ここで、図３に示すように、ＬＥＤドライバ３３は、シャフト４１の周りに設けられるＦＰＣ４２（Flexible Print Circuit）を通じて電気回路部３０の制御回路３２と電気接続されている。ここで、第一実施形態における指針光源６０は、請求項の複数の光源に相当する。

図５のタイムチャートに示すように、制御回路３２は、イグニッションスイッチのＯＮ切替（ｔ１）後かつ表示板光源５０の点灯（ｔ２）前に、車両状態値とは無関係に指針２０を所定の初期位置（図１で一点鎖線により示されるＩ）から最大目盛りを指示する位置（図１で一点鎖線により示されるＭＡＸ）まで回転させる。ここで、イグニッションスイッチをＯＮにすると、制御回路３２、ＬＥＤ５１、６１、駆動源４０等の各種アクチュエータへバッテリから電力供給される。指針２０の回転速度は、片道一秒程度となっており、図２（ａ）に示すパターン２の状態でパターン１が消灯しているにも関らず、パターン１の残像が視認される速度である。その回転中に、制御回路３２は、指針２０の回転角度に応じて指針光源６０を点消灯させる。制御回路３２は、複数のＬＥＤ６１（例えばＬＥＤ（１）〜ＬＥＤ（１０））のうち、予設定されたＬＥＤ６１を例えば０．０３秒間隔おきに点消灯させて、特定の二次元形状６２を残像表示させる演出制御を実行する。特定の二次元形状６２として、例えば警告等の文字又は図柄があげられる。制御回路３２は、残像表示させた後、指針２０を初期位置（Ｉ）へ戻すように往復移動させる。

さらに、図５のタイムチャートに示すように、制御回路３２は、イグニッションスイッチのＯＦＦ切替(ｔ３)及び表示板光源５０の消灯（ｔ３）後にも表示板光源５０の点灯（ｔ２）前と同様に、車両状態値とは無関係に指針２０を所定の初期位置（Ｉ）から最大目盛りを指示する位置（ＭＡＸ）まで回転させる。同様に、その回転中に、制御回路３２は、指針２０の回転角度に応じて指針光源６０を点消灯させて、特定の二次元形状６２を残像表示させる演出制御を実行する。制御回路３２は、残像表示させた後、同様に指針２０を初期位置（Ｉ）へ戻すように往復移動させる。

ここで、制御回路３２は、表示板光源５０の消灯時に演出制御を実行するが、必ずしも消灯と同時（ｔ３）だけではなく、表示板光源５０が消灯している間（ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４）であればいつ演出制御を実行してもよい。

次に、図６に示すフローチャートに基づいて制御回路３２による指針光源６０の点消灯制御について詳細に説明する。

点消灯制御開始（図５のｔ１又はｔ３）後に移行するＳ１０１では、各ＬＥＤ６１を全て消灯させる。次に移行するＳ１０２では、点消灯制御開始（ｔ１又はｔ３）からの経過時間を判定し、例えば０．０３ｓ未満であれば、Ｓ１０１へ移行し、０．０３ｓ以上経過したとみなされるとＳ１０３へ移行する。

次に移行するＳ１０３では、指針光源６０を各ＬＥＤ６１のうち予設定されたパターン２（図２に示す）と一致するように点消灯させる。次に移行するＳ１０４では、点消灯制御開始（ｔ１又はｔ３）からの経過時間を判定し、例えば０．０３ｓ以上０．０６ｓ未満であれば、Ｓ１０３へ移行し、０．０６ｓ以上経過したとみなされるとＳ１０５（図示しない）へ移行する。

順次移行して、Ｓ１６３では、指針光源６０を各ＬＥＤ６１のうち予設定されたパターン３１（図２に示す）と一致するように点消灯させる。次に移行するＳ１６４では、点消灯制御開始（ｔ１又はｔ３）からの経過時間が例えば０．９ｓ以上０．９３ｓ未満か否かを判定し、０．９ｓ以上０．９３ｓ未満であれば、Ｓ１６３へ移行し、０．９３ｓ以上であればＳ１６５へ移行する。Ｓ１６５では、各ＬＥＤ６１を全消灯させて、Ｓ１６６へ移行する。Ｓ１６６では、点消灯制御開始（ｔ１又はｔ３）からの経過時間を判定し、例えば０．９３ｓ以上であれば点消灯制御を終了（ｔ２又はｔ４）し、０．９３ｓ未満であれば直前のＳ１６５へ移行する。ここで、各パターンを切替える時間間隔は、パターン１からパターン３２まで同じである。

ここで、指針２０の回転がゆっくりであると、指針２０に配置された指針光源６０の残像が視認できない場合があるが、ここまで説明した第一実施形態では、残像を視認しうる速度で指針２０は回転する。しかも、指針２０の回転径方向ａに互いにずらして配置された複数のＬＥＤ６１の残像により、指針式計器１は、特定の二次元形状６２を視認させることになる。故に、二次元残像表示により車両ユーザに対して訴求力があり演出性の高い指針式計器１を実現可能となる。

また、第一実施形態によると、特定の形状として文字又は図柄が残像表示されるため、二次元残像表示による演出性をさらに高めた指針式計器１が実現可能となる。ここで文字又は図柄とは、例えば、警告等のことである。

さらに、第一実施形態によると、指針２０を初期位置（Ｉ）から最大目盛りを指示する位置（ＭＡＸ）まで回転させて残像表示させた後、指針２０は初期位置（Ｉ）へ戻されるので、演出の終了直後には、指針式計器１としての機能をすぐに発揮できる状態とすることができる。故に、演出性を高めつつ、指針式計器１の使い勝手を向上させることができる。

加えて、第一実施形態によると、制御回路３２は、表示板１０を照明する表示板光源５０の消灯時に演出制御を実行するため、表示板光源５０の点灯時に実行する場合よりも、指針光源６０による残像は、視認者にとって視認しやすい。そのため、残像表示をより効果的に行うことができ、指針式計器１の演出性をより高めることが可能となる。

（第二実施形態）
図７〜９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。第二実施形態の指針式計器２０１には、複数の指針２２０が設けられ、複数の指針２２０は、異なる車両状態値をそれぞれ指示する。異なる車両状態値とは、例えば図７に示すように車速、エンジン回転数、燃料残量等である。複数の指針２２０の前面にそれぞれ設けられる指針回路基板２２２上には、それぞれ指針光源２６０が実装されている。

図９に示す制御回路２３２は、イグニッションスイッチのＯＮ切替（ｔ１）後かつ表示板光源５０の点灯（ｔ２）前に、車両状態値とは無関係に複数の指針２２０を所定の初期位置（Ｉ）から最大目盛りを指示する位置（ＭＡＸ）まで回転させる。ここで、各指針２２０の回転はそれぞれ異なるタイミングで開始する。その回転中に、制御回路２３２は、各指針２２０の回転角度に応じて指針光源２６０を点消灯させて、複数の特定の形状を各指針２２０によりそれぞれ残像表示させる。制御回路２３２は、各指針２２０による複数の残像表示をそれぞれ組み合わせて特定の単語又は文章を残像表示させる演出制御を実行することになる。特定の単語又は文章とは、例えば図８に示す「ＳＥＥ ＹＯＵ ！」等である。

以上説明した第二実施形態によると、制御回路２３２は、各指針２２０による残像表示を組み合わせて特定の単語又は文章を残像表示させるため、特定の形状２６２に意味をもたせて視認者へメッセージを送ることができる。故に、多様な演出を可能とした指針式計器２０１を実現することが可能となる。

さらに第二実施形態によると、各指針２２０は、それぞれ異なるタイミングで回転を開始するため、各指針２２０に設けられた指針光源２６０による各文字等を異なるタイミングで残像表示させることが可能となる。そのため、指針式計器２０１の演出に躍動感を加えることができる。故に、さらに演出性を高めた指針式計器２０１を実現することが可能となる。

（第三実施形態）
本発明の第三実施形態は第一実施形態及び第二実施形態の変形例である。第三実施形態では、制御回路３２、２３２は、指針２０、２２０の回転中、目盛りの増加方向である往方向と目盛りの減少方向である復方向とでは、異なる形状を残像表示する。

以上説明した第三実施形態によると、指針２０、２２０の往復の動きを有効に活用して、複数の形状により残像を多彩な警告や合図等として視認させることができる。故に、演出性をさらに高め、斬新さを与える指針式計器１、２０１を実現することができる。

（第四実施形態）
本発明の第四実施形態は第一実施形態〜第三実施形態の変形例である。第四実施形態では、表示板１０は、複数の画素からなる液晶パネル１０である。表示板１０には、複数の画素の点灯により指針２０、２２０の形状が表示され、車両状態値に応じて該指針２０、２２０は回転する。指針光源６０、２６０は、指針２０、２２０を表示する各画素そのものであり、車両状態値とは無関係に回転する指針２０、２２０の輪郭内にて、回転角度に応じて対応する各画素が点消灯する。

以上説明した第四実施形態によると、制御回路３２、２３２は、液晶パネル１０に表示される指針２０、２２０を回転させて、その回転中に各画素６０、２６０を点消灯させることにより特定の二次元形状６２，２６２の残像表示を行う。ここで、指針２０、２２０は液晶パネル１０に表示される形状により表されるので、指針２０、２２０の形状は任意に設定することができる。また、設定の変更も容易に行うことができ、指針２０、２２０による演出の自由度を高めた指針式計器１、２０１を実現可能である。

（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。

第一実施形態及び第二実施形態において、制御回路３２、２３２は、指針２０、２２０の往方向への回転中に残像表示を行い、復方向への回転中に指針光源６０，２６０を消灯させるとしたが、往方向と復方向両方にて残像表示を行っても良い。また、第一実施形態〜第三実施形態において、指針２０、２２０を所定の初期位置（Ｉ）から最大目盛りを指示する位置（ＭＡＸ）まで回転させるとしたが、目盛りの途中を指示する位置で折り返して回転するとしてもよい。加えて、第一実施形態〜第三実施形態において、最大目盛りを指示する位置をＭＡＸとしたが、指針２０、２２０の回転上限の位置をＭＡＸとしてもよい。さらに、第一実施形態〜第三実施形態において、ＬＥＤ６１、２６１の個数は、例えば１０個としたが適宜選択すればよい。また、第一実施形態〜第三実施形態において、指針回路基板２２、２２２上でＬＥＤ６１、２６１は、等間隔に実装されるとしたが、間隔を適宜変えて残像の形態に変化を与えても良い。加えて、第二実施形態において、制御回路２３２は、各指針２２０による残像表示をそれぞれ組み合わせて特定の単語又は文章を残像表示するとしたが、各指針２２０の残像表示をそれぞれ組み合わせて図柄等を残像表示するとしてもよい。さらに加えて、第一実施形態〜第四実施形態において指針光源６０、２６０の色及び輝度は全て同じとしたが、互いに異なっていてもよい。また、第一実施形態〜第四実施形態において各パターンを切替える時間間隔は、パターン１からパターン３２まで同じとしたが、異なっていてもよい。

１、２０１ 指針式計器、１０ 表示板、２０、２２０ 指針、３０ 電気回路部、３１ 回路基板、３２、２３２ 制御回路（制御手段）、４０ 駆動源、５０ 表示板光源、５１ ＬＥＤ、６０、２６０ 指針光源（光源）、６１ ＬＥＤ、６２、２６２ 二次元形状、Ｉ 初期位置、ＭＡＸ 最大目盛りを指示する位置

Claims (7)

1. 回転することにより、車両状態値を表す指標（１１，１２）を指示する指針（２０，２２０）と、
   前記指針に設けられ、前記指針の回転径方向に互いにずらして配置された複数の光源（６０，２６０）と、
   前記光源が残像を視認される速度で、前記車両状態値とは無関係に前記指針を回転させ、その回転中に、前記指針の回転角度に応じて前記光源を点消灯させることにより、特定の二次元形状（６２，２６２）を残像表示させる演出制御を実行する制御手段（３２，２３２）と、
   前記指標が並ぶ表示板（１０）と、
   前記表示板を照明する表示板光源（５０）と、を備え、
   前記制御手段は、前記表示板光源の消灯時に前記演出制御を実行することを特徴とする指針式計器。
2. 前記制御手段は、文字又は図柄を残像表示させるように、前記光源を点消灯させることを特徴とする請求項１に記載の指針式計器。
3. 前記制御手段は、前記指針を所定の初期位置から回転させて残像表示させた後、前記指針を前記初期位置へ戻すように往復移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式計器。
4. 前記制御手段は、前記指針の往方向及び復方向でそれぞれ異なる形状を残像表示させることを特徴とする請求項３に記載の指針式計器。
5. 前記指針（２２０）は、複数設けられ、
   前記制御手段（２３２）は、前記各指針による残像表示を組み合わせて特定の単語又は文章を残像表示させるように、前記演出制御を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の指針式計器。
6. 前記制御手段は、前記各指針の前記回転をそれぞれ異なるタイミングで開始させることを特徴とする請求項５に記載の指針式計器。
7. 前記指標が並ぶ前記表示板は、液晶パネルであり、複数の画素の点灯により前記指針（２０，２２０）の形状が表示され、
   前記各光源は、前記各画素であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の指針式計器。

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