JPH0526698A

JPH0526698A - 指示計器装置

Info

Publication number: JPH0526698A
Application number: JP17937691A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Arai; 洋一荒井
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1991-07-19
Filing date: 1991-07-19
Publication date: 1993-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】例えば自動車などの車両に使用され、走行速
度、エンジンの回転数などの運転情報を指示する指針を
光で形成して視認させる指示計器を複数備えた指示計器
装置に関し、安価に構成でき、少ない消費電力で複数の
光指針を形成できることを目的とする。【構成】１つの点光源１１からのビーム光Ｂを直線状
に変換するシリンドリカルレンズ１２と、このシリンド
リカルレンズ１２からの直線状の光Ｂ₁を分岐光Ｂ₁₁，
Ｂ₁₂に分岐する第１および第２の反射板１３ａ，１３ｂ
と、メータ内機４によって回転させられる回転軸４ａに
取り付けられ、第１および第２の反射板１３ａ，１３ｂ
で分岐された分岐光Ｂ₁₁，Ｂ₁₂をそれぞれ、文字盤２に
設けられている目盛りなどを指し示す指針として文字盤
２に反射する複数の指針形成部１５に反射する第３およ
び第４の反射板１４Ａ，１４Ｂとを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車などの
車両に使用され、走行速度、エンジンの回転数などの運
転情報を指示する指針を光で形成して視認させる指示計
器を複数備えた指示計器装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、例えば特開昭６３−１９３０１
２号に示された従来の指示計器の概略構成を示す断面図
である。図９において、１は計器ケース、２は計器ケー
ス１に取り付けられた平板状の文字盤を示し、この文字
盤２の前面（上側）に所定の目盛りなど（目盛りに対応
する文字などをも含む。）が設けられるとともに、後述
する回転体３の軸部３ａが挿通される孔２ａが設けられ
ている。

【０００３】３は回転体を示し、文字盤２の孔２ａに挿
通される軸部３ａと、文字盤２で係止される頂部３ｂと
で構成され、軸部３ａの中心の軸方向に中心孔３ａ₁が
設けられ、軸部３ａの外周面にはす歯部分３ａ₂が設け
られている。そして、頂部３ｂの外周の一部に開口３ｂ
₁が設けられている。４は計器ケース１に取り付けられ
たメータ内機を示し、構造は公知のアナログメータを小
型化したものである。

【０００４】４ａはメータ内機４の回転軸、５はメータ
内機４の回転軸４ａに取り付けられたはす歯歯車を示
し、このはす歯歯車５は回転体３のはす歯部分３ａ₂と
噛合している。６は計器ケース１に取り付けられた点光
源を示し、断面円形のビーム光Ｂを出力（出射）するも
のである。７は計器ケース１に取り付けられた第１の反
射板を示し、点光源６からのビーム光Ｂを回転体３の中
心孔３ａ₁に向けて反射するものである。

【０００５】８は回転体３の頂部３ｂの内部に設けられ
た第２の反射板を示し、中心孔３ａ ₁からのビーム光Ｂ
を反射するものである。９は回転体３の頂部３ｂの内部
に設けられたシリンドリカルレンズを示し、第２の反射
板８からのビーム光Ｂを直線状に変換して開口３ｂ₁を
介して文字盤２の前面に照射するものである。Ｐは文字
盤２の前面に形成される光指針を示す。

【０００６】図１０は断面円形のビーム光を直線状のビ
ーム光への変換を示す原理図、図１１はビーム光の反射
状態を示す説明図である。図１１において、Ｅは指示計
器を視認する視点を示す。

【０００７】次に、動作について説明するまず、点光源
６が断面円形のビーム光Ｂを出力すると、点光源６から
のビーム光Ｂは第１の反射板７で回転体３の中心孔３ａ
₁に向けて反射された後、第２の反射板８でシリンドリ
カルレンズ９に向けて反射される。そして、シリンドリ
カルレンズ９は、図１０に示すように、第２の反射板８
からの断面円形をしたビーム光Ｂを母線と直交する方向
にほぼ直線状の長円形に変換して文字盤２に光指針Ｐと
して照射する。

【０００８】このように光指針Ｐを形成する光は、図１
１に示すように、文字盤２の前面で反射されるので、視
点Ｅから光指針Ｐを指針として視認することができる。
このように光指針Ｐを形成している状態でメータ内機４
によって回転体３は回転させられるので、光指針Ｐによ
って指し示す部分に対応する文字盤２の目盛りなどが運
転情報となる。したがって、光指針Ｐが指し示す文字盤
２に設けられた目盛りなどを読み取ることにより、運転
情報を視認することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の指示計器は、以
上のように構成されているので、１つの指示計器に対し
て１つの点光源６を必要とするため、各種の運転情報、
例えば走行速度、エンジンの回転数、残りの燃料量、エ
ンジンを冷却する冷却水の温度などを表示するために複
数の指示計器を用いると、各指示計器に対して高価な半
導体レーザなどを用いて構成した点光源６が必要とな
り、高価になる。

【００１０】また、文字盤２に照射されるビーム光Ｂの
大半は、図１１に示すように反射される、すなわち文字
盤２の前方で、文字盤２を視認する視点Ｅ以外の方向に
反射されるので、文字盤２の目盛りなどを指し示す光指
針Ｐは鮮明に見えず、視認性が劣る。この光指針Ｐの視
認性を向上させるためにはビーム光Ｂの強度を強くしな
けらばならず、消費電力が多くなるなどの不都合があっ
た。

【００１１】この発明は、上記したような不都合を解消
するためになされたもので、安価に構成でき、少ない消
費電力で複数の光指針を形成できるとともに、文字盤を
正視した状態での光指針の視認性を向上させることので
きる指示計器装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる指示計
器装置は、上記の目的を達成するため、１つの光源から
の光を直線状に変換する光形状変換手段と、この光形状
変換手段からの直線状の光を複数の分岐光に分岐する光
分岐手段と、メータ内機によって回転させられる軸に取
り付けられ、光分岐手段で分岐された複数の分岐光をそ
れぞれ文字盤に設けられている目盛りなどを指し示す指
針として文字盤に反射する複数の指針形成部に反射する
複数の反射部材とを設けたものである。また、他の発明
にかかる指示計器装置は、上記の構成に加え、文字盤
を、回折光を略法線方向に放出するホログラフィック光
学素子板で構成したものである。

【００１３】

【作用】この発明における指示計器装置の１つの光源か
らの光は、光形状変換手段で直線状に変換されて光分岐
手段で複数の分岐光に分岐され、複数の反射部材によっ
て複数の指針形成部に反射された後、文字盤に反射され
る。そして、文字盤はホログラフィック光学素子板で構
成されているので、文字盤は分岐光に基づく回折光を略
法線方向に放出する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明に実施例を図に基づいて説明
する。図１はこの発明の一実施例による指示計器装置の
概略構成を示す平面図、図２（ａ），（ｂ）は光分岐手
段の構成を拡大して示す平面図と側面図である。これら
の図において、１１は断面円形のレーザなどのビーム光
Ｂを出力（出射）する点光源、１２は光形状変換手段と
してのシリンドリカルレンズを示し、このシリンドリカ
ルレンズ１２は、点光源１１からの断面円形のビーム光
Ｂを母線と直交する方向にほぼ直線状の長円形の光Ｂ₁
に変換する。

【００１５】１３は光分岐手段としての反射部を示し、
直交した第１の反射板１３ａと第２の反射板１３ｂとで
構成され、図２（ｂ）に示すように、シリンドリカルレ
ンズ１２から供給される光Ｂ₁を異なる２方向に分岐光
Ｂ₁₁，Ｂ₁₂として分岐させるものである。１４Ａ，１４
Ｂは反射部材としての第３および第４の反射板を示し、
第１または第２の反射板１３ａ，１３ｂから供給される
分岐光Ｂ₁₁，Ｂ₁₂を、後述する指針形成部１５の反射板
１５ｂに反射するものである。

【００１６】図３は指針形成部の構成を示す側面図であ
り、図９と同一または相当部分に同一符号を付して説明
を省略する。図３において、１５は指針形成部を示し、
メータ内機４の回転軸４ａの先端部分に取り付けられた
基台１５ａと、第３の反射板１４Ａ（または第４の反射
板１４Ｂ）からの分岐光Ｂ₁₁（または分岐光Ｂ₁₂）を文
字盤２の前面に反射するように傾斜させて基台１５ａに
取り付けられた反射板１５ｂとで構成されている。

【００１７】次に、動作について説明する。まず、図示
を省略した駆動回路の制御によって点光源１１が断面円
形のビーム光Ｂを出力すると、ビーム光Ｂはシリンドリ
カルレンズ１２で図２（ｂ）に示すように直線状の光Ｂ
₁に変換されるので、この光Ｂ₁は第１および第２の反
射板１３ａ，１３ｂによって異なる２方向の分岐光
Ｂ₁₁，Ｂ₁₂に分岐される。そして、分岐された分岐光Ｂ
₁₁，Ｂ₁₂は、第３および第４の反射板１４Ａ，１４Ｂに
よってそれぞれ指針形成部１５の反射板１５ｂに反射さ
れるが、反射板１５ｂは図３に示すように傾斜している
ので、文字盤２の前面に向けて反射される。

【００１８】このように文字盤２に向けて反射板１５ｂ
で分岐光Ｂ₁₁，Ｂ₁₂が反射されると、反射板１５ｂで反
射された分岐光Ｂ₁₁，Ｂ₁₂は、光指針Ｐを形成する。こ
のように光指針Ｐを形成している状態でメータ内機４に
よって指針形成部１５は回転させられるので、光指針Ｐ
によって指し示す部分に対応する文字盤２の目盛りが運
転情報となる。したがって、光指針Ｐが指し示す文字盤
２に設けられた目盛りを読み取ることにより、運転情報
を視認することができる。

【００１９】上述したように、この実施例によれば、１
つの点光源１１からのビーム光Ｂを複数に分割（分岐）
して複数の指針形成部１５に分岐光Ｂ₁₁，Ｂ₁₂として供
給するので、点光源１１が少なくなることによって安価
になるとともに、全体として消費電力を少なくすること
ができる。なお、指針形成部１５は回転するので、図１
に示すように、第３および第４の反射板１４Ａ，１４Ｂ
は文字盤２の目盛りの中心部分に対応する外側前方に配
置するのが好ましい（後述する実施例においても同じで
ある。）。

【００２０】図４（ａ），（ｂ）はこの発明の他の実施
例による指針形成部の構成を示す断面図、図５（ａ），
（ｂ），（ｃ）は光指針の長さを示す説明図であり、図
３および図９〜図１１と同一または相当部分に同一符号
を付して説明を省略する。これらの図において、１５Ａ
は指針形成部を示し、メータ内機４の回転軸４ａの先端
部分に後述する第１の反射位置と第２の反射位置との間
で文字盤２と直交方向に回動可能に取り付けられた基台
１５ａと、分岐光Ｂ₁₁（Ｂ₁₂）を文字盤２の前面に反射
するように基台１５ａに取り付けられた反射板１５ｂと
で構成されている。

【００２１】１６は回転軸４ａと指針形成部１５Ａとの
間に張架した第１の付勢部材としてのトーションスプリ
ングを示し、指針形成部１５Ａを第２の反射位置（図４
（ｂ）に示す位置）に付勢するものである。１７は第２
の付勢部材としてのバイメタルを示し、非通電時は、図
４（ａ）に示すように、指針形成部１５Ａを第１の反射
位置に付勢し、通電時は、図４（ｂ）に示すように、ト
ーションスプリング１６の付勢力で指針形成部１５Ａを
第１の反射位置から第２の反射位置に位置させるもので
ある。１８はバイメタル１７の一端が取り付けられる支
持板、Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃は光指針を示す。

【００２２】なお、指針形成部１５Ａの第１の反射位置
とは、図４（ａ）または図５（ａ）に示すように、分岐
光Ｂ₁₁（Ｂ₁₂）を指針形成部１５Ａの足元の文字盤２に
反射する状態の位置を言い、指針形成部１５Ａの第２の
反射位置とは、図４（ｂ）または図５（ｃ）に示すよう
に、分岐光Ｂ₁₁（Ｂ₁₂）を指針形成部１５Ａの足元の文
字盤２から目盛り付近まで反射する状態の位置を言う。
また、目盛り付近とは、文字盤２の目盛りとオーバラッ
プさせたり、目盛りの手前までの両方を意図するもので
ある。

【００２３】次に、図１〜図３の実施例と異なる動作に
ついて説明する。まず、イグニッションスイッチなどの
図示を省略したスイッチをオン状態とすることにより、
バイメタル１７を含む各部に電力が供給される。このよ
うにバイメタル１７に電力が供給されると、バイメタル
１７は発熱によって図４（ａ）に示す状態から図４
（ｂ）に示す状態に変形（湾曲）するので、指針形成部
１５Ａはトーションスプリング１６の付勢力によって図
４（ａ）に示す第１の反射位置から図４（ｂ）に示す第
２の反射位置に回動する。

【００２４】したがって、指針形成部１５Ａが第１の反
射位置から第２の反射位置に回動すると、第１の反射位
置においては、図５（ａ）に示すように、短い光指針Ｐ
₁であったものが図５（ｂ）に示す長さの光指針Ｐ₂の
過程を経て図５（ｃ）に示す長さの光指針をＰ₃とな
る。

【００２５】上述したように、この実施例によれば、光
指針Ｐ₁〜Ｐ₃の長さを変化させることができるので、
新規な指示計器装置を提供することができる。なお、こ
の実施例において、バイメタル１７を支持板１８に取り
付けたが、文字盤２に取り付けてもよい。また、指針形
成部１５の回動範囲に複数のバイメタル１７を設け、指
針形成部１５Ａの回動角に応じてその位置のバイメタル
１７の湾曲の程度を制御することにより、光指針Ｐの長
さを伸縮させることができるので、文字盤２が円形以外
の形状、例えば楕円形をした指示計器装置の光指針Ｐに
も対応させることができる。

【００２６】図６（ａ），（ｂ）はこの発明のさらに他
の実施例による文字盤の構成を示す平面図と、平面図の
Ｘ−Ｘ線による断面図であり、図１、図３、図４および
図１１と同一または相当部分に同一符号を付して説明を
省略する。図６において、１９は文字盤を示し、平板１
９ａと、この平板１９ａに直交させて取り付けた（固定
された）楕円の一部を形成する壁板１９ｂとで構成さ
れ、平板１９ａにメータ内機４の回転軸４ａが挿通され
る孔１９ａ₁が設けられている。

【００２７】ｄ₁，ｄ₂は回転軸４ａから壁板１９ｂの
内面（回転軸４ａ側）までの距離を示し、距離ｄ₁は最
短距離であり、距離ｄ₂は最長距離である。ｈ₁，ｈ₂
は壁板１９の高さを示し、高さｈ₁は距離ｄ₁の部分に
対応し、ｈ ₂は距離ｄ₂の部分に対応する。なお、目盛
りなどは、壁板１９ｂの回転軸４ａに対する内側または
外側に設けられる。

【００２８】次に、図１〜図５の実施例と異なる作用
（動作）について説明する。前述したように、形成され
る光指針の長さは安定状態で一定の長さになるので、図
６（ａ），（ｂ）に示すように、回転軸４ａと壁板１９
ｂとの間の距離ｄ₁，ｄ₂と、壁板１９ｂの高さｈ₁，
ｈ₂とを変化させ、光指針の一部を壁板１９ｂの内面に
形成させることにより、光指針の長さ、すなわち距離
（図６（ａ）に示す距離ｄ₁，ｄ₂）を変化させること
ができる。

【００２９】上述したように、この実施例によれば、壁
板１９ｂによって光指針の長さを変化させることができ
るので、図４、図５に示した実施例と同様に、簡単な構
成によって新規な指示計器装置を提供することができ
る。なお、壁板１９ｂの高さは必ずしも変化させる必要
がないので、一様な高さであってもよい。

【００３０】図７はこの発明のさらに他の実施例による
文字盤の構成を示す説明図であり、図１、図３、図４お
よび図１１と同一または相当部分に同一符号を付して説
明を省略する。図７において、２０はホログラフィック
光学素子を２枚のガラスでサンドイッチ状に挟んだホロ
グラフィック光学素子板で構成した文字盤を示し、反射
角が略法線方向（略直角）に設定され、メータ内機４の
回転軸４ａが挿通される孔２０ａが設けられている。Ｂ
₂は文字盤２０が放出する回折光、Ａは文字盤２０の表
示領域を示す。

【００３１】図８は図７に示した文字盤の入射角と反射
率との関係を示す特性図である。図８において、ａは入
射面内で光が振動する成分の特性曲線、ｂは入射面に垂
直に振動する成分の特性曲線、ｃは特性曲線ａ，ｂの平
均特性曲線を示す。なお、各特性曲線ａ〜ｃは文字盤２
０を構成するガラスの屈折率が1.５０の場合である。

【００３２】次に、図１〜図６の実施例と異なる動作に
ついて説明する。前述したように、文字盤２０に分岐光
Ｂ₁₁（Ｂ₁₂）が供給されると、文字盤２０は分岐光Ｂ₁₁
（Ｂ₁₂）に基づく回折光Ｂ₂を略法線方向に放出するの
で、文字盤２０からの回折光Ｂ₂は文字盤２０に対して
垂直な状態で視点Ｅに供給される。

【００３３】このように、この実施例によれば、回折光
Ｂ₂を文字盤２０に対して垂直な状態で視点Ｅに供給で
きるので、文字盤２０を正視した状態で光指針Ｐを視認
することができ、文字盤を正視した状態での文字盤２
０、光指針Ｐの視認性を向上させることができる。この
図７、図８の実施例において、回折光Ｂ₂を効率よく放
出させるためには、すなわち視認性を一層向上させるた
めには反射率を少なくする必要があるので、図８から理
解できるように、入射角θを６０度以下に設定すること
が望ましい。

【００３４】なお、上記した実施例では、光分岐手段を
第１および第２の反射板１３ａ，１３ｂで構成した例で
説明したが、ハーフミラーやプリズムを用いたビームス
プリッタを用いることもできるが、反射効率を考慮する
と、反射板で構成する方がよい。また、ビーム光Ｂを２
つの分岐光Ｂ₁₁，Ｂ₁₂に分岐させる例で説明したが、同
様な光分岐手段を用いることにより、３つ以上の分岐光
に分岐させることができることは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、１つ
の光源からの光を直線状に変換する光形状変換手段と、
この光形状変換手段からの直線状の光を複数の分岐光に
分岐する光分岐手段と、メータ内機によって回転させら
れる軸に取り付けられ、光分岐手段で分岐された複数の
分岐光をそれぞれ文字盤に設けられている目盛りなどを
指し示す指針として文字盤に反射する複数の指針形成部
に反射する複数の反射部材とを設けたので、１つの光源
からの光（ビーム光）を複数に分割して複数の指針形成
部に分岐光を供給できるため、光源が少なくなることに
よって安価になるとともに、消費電力を少なくするでき
るという効果がある。

【００３６】また、他の発明によれば、さらに文字盤
を、回折光を略法線方向に放出するホログラフィック光
学素子板で構成したので、文字盤は分岐光に基づく回折
光を略法線方向に放出するため、文字盤を正視した状態
の視認性を向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による指示計器装置の概略
構成を示す平面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は光分岐手段の構成を拡大して
示す平面図と側面図である。

【図３】指針形成部の構成を示す側面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）はこの発明の他の実施例による
指針形成部の構成を示す断面図である。

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は光指針の長さを示す
説明図である。

【図６】（ａ），（ｂ）はこの発明のさらに他の実施例
による文字盤の構成を示す平面図と、平面図のＸ−Ｘ線
による断面図である。

【図７】この発明のさらに他の実施例による文字盤の構
成を示す説明図である。

【図８】図７に示した文字盤の入射角と反射率との関係
を示す特性図である。

【図９】従来の指示計器の概略構成を示す断面図であ
る。

【図１０】断面円形のビーム光を直線状のビーム光への
変換を示す原理図である。

【図１１】ビーム光の反射状態を示す説明図である。

【符号の説明】

２文字盤４メータ内機４ａ回転軸１１点光源１２シリンドリカルレンズ１３反射部１３ａ第１の反射板１３ｂ第２の反射板１４Ａ第３の反射板１４Ｂ第４の反射板１５指針形成部１５ａ基台１５ｂ反射板１９，２０文字盤Ｂビーム光Ｂ₁ 光Ｂ₁₁，Ｂ₁₂ 分岐光Ｂ₂ 回折光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メータ内機によって回転させられる軸に
取り付けた指針形成部で、光源からの光を文字盤に設け
られている目盛りなどを指し示す指針として前記文字盤
に反射する指示計器を複数備えた指示計器装置におい
て、１つの光源からの光を直線状に変換する光形状変換手段
と、この光形状変換手段からの直線状の光を複数の分岐光に
分岐する光分岐手段と、この光分岐手段で分岐された複数の分岐光をそれぞれ前
記複数の指針形成部に反射する複数の反射部材と、を設けたことを特徴とする指示計器装置。
【請求項２】請求項１記載の指示計器装置において、前記文字盤を、回折光を略法線方向に放出するホログラ
フィック光学素子板で構成した、ことを特徴とする指示計器装置。