JPH042918A - 車輛用計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、車輛の計器に関し、例えば、自動車のスピー
ドメータに実施して運転者の目の視点距離に合せたメー
タ表示を行なわせる車輛用計器に関する。

「従来の技術」 一般に、自動車の運転者は車速に合せて走行路の注目点
を変えており、車速が遅いときには走行路の近くを、車
速が速いときは走行路の遠くを監視しながら運転する。

また、運転者は走行路の監視と共にスピードメタ、電圧
計、油圧計などの各計器を視認するが、これら計器が運
転席前方のダラシ・ボードに取付けられている関係で、
走行路の遠くを監視しながら運転している間に計器を視
認すると、運転者の目の視点距離の調整が近くに位置す
る計器に対して対応できずに計器表示を明確に視認でき
るまでに多少の時間がかかる。

しかし、走行中には計器表示の視認に多少なりとも時間
がかかったのでは極めて危険である。

そこで、第５図に示したような運転者の視度補正機構を
備えた自動車用計器が既に開発されている。

この図において、１は運転者゛の目、２はハーフミラ−
１３，４は前後方向に適当な間隔をおいて配置された同
じ機能のスピードメータの計器板、５．６はスピードメ
ータの計器板３．４を照明する光源である。

上記光源５．６は切換スイッチ７を手動操作し、或は、
この切換スイッチ７を車速に応じて自動的に切換え動作
させることにより、選択的に点灯する構成となっている
。

すなわち、車速が遅いときには光源５を点灯させてハー
フミラ−２に写し出されたスピードメータの計器板３の
計器板を視認し、また、車速が速いときには光源６を点
灯させてスピードメータの計器板４の計器板をハーフミ
ラ−２を通して視認する。つまり、車速が遅く走行路の
近くを監視しながら運転している間はスピードメータの
計器板３を、車速が速く走行路の遠くを監視しながら運
転している間はスピードメータの計器板４を視認するよ
うにして、運転者が目の視点距離を極端に変えなくとも
計器の視認に対応できるようになっている。

「発明が解決しようとする課題」 上記したスピードメータは、車速が遅いときと速いとき
との２段階切換であるため、切換直後のメータ視認に違
和感がある」二、運転者が実際に走行路を監視している
ときの視点距離に比べてスピードメータの計器板３．４
までの光路長に差がありすぎるために、視点距離が充分
に合わないことがある。

また、スピードメータの全面に視度補正レンズを設けた
としても、車速は停止から最高速の広い範囲で変化する
ことから、運転中の視点距離については対応することが
できない。

さらに、２つのスピードメータが必要となる他、計器板
３．４については外光の影響を受けないように構成した
り、ハーフミラ−２を備えているために、光源５．６と
してより明るいものを使用しなければならず、また、こ
れら光源５．６は昼間の走行中においても点灯し続ける
ことになる。

本発明は上記した実情にかんがみ、切換えを要せず、運
転者が走行路の近くまたは遠くを監視しているかにかか
わらず、常に運転者の目の視点距離に合せるようにした
スピードメータ等の自動車用計器を開発することを目的
とする。

「課題を解決するための手段」 上記した目的を達成するため、本発明では、配向膜の配
向方向にしたがった偏光の屈折率が変わる第１の液晶部
材と、配向方向が上記した配向膜に対して直交する配向
膜にしたがった偏光の屈折率が変わる第２の液晶部材と
を含む電気光学装置を計器前面に設け、上記電気光学装
置の給電々圧または給電周波数を車輛の車速にしたがっ
て変化させる構成としたことを特徴とする車輛用計器を
提案する。

「作　　用」 車速にしたがう給電々圧または給電周波数によって第１
、第２の液晶部材の屈折率が各々の配向膜の配向方向に
応じて定まり、この結果、計器前面に設けた電気光学装
置の焦点距離が車速に相応したものとなる。

このことから、運転者は車速の遅い速いに関係なく、走
行路を監視している状態の目の視点距離を変えずに各計
器の表示を視認することができる。

「実施例」 次に、本発明の実施例について図面に沿って説明する。

先ず、本発明の原理について第１図を参照しながら説明
する。

第１図は凸レンズ８の焦点距離内Ｓ１に物点があるとき
、この物点と像点との関係を示した説明で、凸レンズ８
から物点までの距離をＳ□、像点までの距離を８２とす
れば、 １／ｆ＝　（１／Ｓ１）＋　（１，／Ｓ２）となるから
、ｆ＞Ｓ□の条件下ではＳ２が（−）となり、物点側に
虚像ができることが分かる。

したがって、距離Ｓ工を計器位置、距離Ｓ２を運転者が
監視する走行路の注目点と同じ位置とすると、距離Ｓ１
は一定であり、距ＩｔＳ２が車速にしたがって変ること
になる。

このように、距離Ｓ工が一定で、距離Ｓ２が変化する場
合は凸レンズ８の焦点距離を変えることにより計器の虚
像を明確に見ることができる。

第２図は上記の原理にもとづいて車輛用計器を構成する
ための焦点可変レンズの簡略図である。

この焦点可変レンズは、透明板１０ａ、液晶１１ａ、透
明板１２、液晶１１ｂ、透明板１０ｂを順次積層して一
体的に構成しである。

透明板１０ａ、１０ｂはガラスまたは合成樹脂材よりな
るもので、これらの内側凹面がフレンネルレンズとなっ
ている。

液晶１１ａはシール１３ａ、１４ａにより流出を防止し
ており、また、この液晶１　］、　ａの両側には透明電
極１５ａ、１６ａと共に配向膜１７ａ、１８ａが設けで
ある。

液晶１．１ｂについても同様であり、シール１３ｂ、１
４、　ｂによって流出を防止すると共に、この液晶１１
ｂの両側には透明電極１５ｂ、１６ｂと配向膜１７ｂ、
１８ｂが設けである。

なお、上記した配向膜１７ｂ、１８ｂと配向膜１７ａ、
１８ａに対して光の配向方向を直交させる構成としであ
る。

上記の如く構成した焦点可変レンズにおいて、液晶１１
ａ、１　ｌ　ｂの常屈折率をｎ。、異常屈折率をｎｅと
し、また、透明板１０ａ、１０ｂ、１２の屈折率を液晶
１１ａ、ｌｌｂの常屈折率ｎ。

と同じにした場合、透明電極１５ａ、１６ａ及び１５ｂ
、１６ｂに電圧を印加しない状態では、この焦点可変レ
ンズが光学的に一枚の透明板と同様のものとなる。

透明電極１５ａ、１６ａ及び１５ｂ、］、　６　ｂに所
定の電圧を印加すると次のようになる。

すなわち、透明電極１５ａ、１６ａに電圧を印加すると
、これら配向膜１７ａ、１８ａの配向方向に応じた光の
偏光方向によって液晶１１ａが異常屈折率ｎｅとなる。

ここで、光の偏光方向をＰ、この偏光方向と直交する方
向をＳとする。

一方、透明電極１５ｂ、１６ｂに電圧を印加すると、こ
れら配向膜１７ｂ、１８ｂの配向方向にしたがって液晶
１１ｂが異常屈折率ｎｅとなる。

既に述べた如く、配向膜１７ｂ、１８ｂは配向膜１７ａ
、１８ａに対して直交する配向方向となっているため、
偏光方向Ｓの光が液晶１１ｂの異常屈折率ｎｅにより、
偏光方向Ｐの光がこの液晶１１ｂの常屈折率ｎ。により
各々電気光学的な作用を受ける。

ここで、偏光方向Ｐの光のみを考えてみると、第３図に
示すレンズ構成となる。

図示するように、透明板１０ａは屈折率ｎ。の凹レンズ
、液晶１１ａは異常屈折率ｎｅの凸レンズとなる。また
、液晶１１ｂ及び透明板１０　ｂは共に屈折率ｎ。とな
り、かつ、接合される球面が同一であることからレンズ
として作用しない。

したがって、透明板１０ａの外側の半径をｒｌ、透明板
１０ａと液晶１１　ａの球面の半径をｒ２とし、さらに
これら透明板１０ａ及び液晶１１ａの両側が共に空気で
屈折率ｎ＝１とすれば、同様に、液晶１１ａについては
、ｒ３＝ωであることから、 となる。ただし、ｆａ□、ｆａ２は透明板１０ａと液晶
１．１　ａがレンズ作用するときの焦点距離である。

このことから、透明板１０ａと液晶］−１ａの合成焦点
距離ｆａは、 ｆ　　　　　　　　　　　　ｒｌ　　　ｒまただし、こ
のレンズは、フレンネルレンズ或は薄肉レンズで、レン
ズ厚さを零としている。

上記（１）式に透明板１０ａの形状を当てはめると、 ｒ□＝ω、ｎ　＞　１であることから、ｆａよ となり、 ｆａ ・・・・・・・・・　（６） ｎ。

となる。

（１ｏ） 一方、偏光方向Ｓの光を考えてみると、液晶１１ｂのみ
が異常屈折率ｎｅとなるから、上記同様にして、合成焦
点距離ｆｂが、 ｚ ｆｂ　　＝　　　　　　　・・・・・・・・・（７）ｎ
ｅ−ｎ。

となる。

この結果、ｆ　ａ＝ｆ　ｂとなるため、Ｐ、８両光に対
する焦点距離ｆａｂ＝ｆａ＝ｆｂとして光学的機能をも
つことになる。

つまり、上記した焦点可変レンズは電圧を印加すること
によって凸レンズの働きをし、印加する電圧またはその
電圧の周波数を変化させて異常屈折率ｎｅを変えれば、
焦点距離を変えることができる。

第４図は上記した焦点可変レンズを備えた車輛用計器を
示し、２０は焦点可変レンズ、２１はスピードメータ、
２２はタコメータ、２３はドライ／＜−１２４は運転者
の目を示している。

ドライバー２３は車速に相応した信号を入力し、焦点可
変レンズ２０を車速に応じた電圧または周波数で給電す
る。

これによって、焦点可変レンズ２０が車速にしたがった
焦点距離と々るため、運転者は走行路を監視している目
の視点距離で計器を視認することができる。

「発明の効果」 上記した通り、本発明に係る車輛用計器は、車輛の車速
に応じて電気光学装置の焦点距離が変り、車速の遅い速
いに関係せずに、運転者が走行路を監視している目の視
点距離で速やかに計器を視認することができる。

また、電気光学装置の焦点距離が、車速にしたがって無
段階に変わるため、車速の広い変化に対して充分に対応
する計器となると共に、従来例のような光源やハーフミ
ラ−などを必要としないことから実用的にも優れた車輛
用計器となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための説明図、第２図
は本発明の車輛用計器に備えた焦点可変レンズの機構図
、第３図は上記焦点可変レンズの光学的な動作を説明す
るための簡略図、第４図は本発明の一実施例を示した車
輛用計器の簡略的な斜視図、第５図は従来例として示し
た車輛用計器の構成図である。 １０ａ、１０　ｂ　−透明板 １１ａ、１　ｌ　ｂ　・−・液晶 １２・・・透明板 １５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６　ｂ　−＝透明電極１７
ａ、］、　７　ｂ、１８ａ、１８　ｂ　・・・配向膜２
０・・・焦点可変レンズ ２１・・・スピードメータ ２２・・・タコメータ ２３・・ドライバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　配向膜の配向方向にしたがった偏光の屈折率が変わる
   第１の液晶部材と、配向方向が上記した配向膜に対して
   直交する配向膜にしたがった偏光の屈折率が変わる第２
   の液晶部材とを含む電気光学装置を計器前面に設け、上
   記電気光学装置の給電々圧または給電周波数を車輛の車
   速にしたがって変化させる構成としたことを特徴とする
   車輛用計器。