JPH07280600A - 指示計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザ等の光ビームにより光学的に擬似指針を
生成する方式における強い外光の照射によるウォッシュ
アウト現象を防止した指示計器。 【構成】 計器ケース１０内の外周部に表示部４０が、
ムーブメント２０に連動した出力軸２１と同心の円周上
に表示面を内向きにして配置される。投射光学手段３２
ｃ，３４が、表示部の表示面に光ビームを投射して擬似
指針３１を形成する。反射光学手段５０が、表示部の表
示面に形成された擬似指針を反射して計器前面より光学
的虚像として視認させる。反射光学手段は表示部の内側
にこれと同心に鏡面を外向きにして配置された裁頭円錐
台形状のミラー５０からなる。ミラーは、その鏡面の反
射によって前記擬似指針の虚像を生じる光束３０ｄを観
察者のアイポイントに収束させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用に適した指示計器
に係り、特にレーザビームなどの光ビームを目盛板の表
示部に投射することによって光学的に表示される擬似指
針を有する指示計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームなどの光ビームを光
学的手段により目盛板の表示部に投射して擬似指針を生
成する方式の指示計器として、図５〜１０に示すものが
あった。図５は第１の構成例を示し、図示しない計器ケ
ース内に収容固定されたムーブメント２の出力軸２ａの
軸端には保持材２ｃを介して回転反射鏡２ｂが固着さ
れ、回転反射鏡２ｂは出力軸２ａの軸心上にあって計測
量に応じて所定角度回転する。

【０００３】表示板４の前面はその中央部の開口部４ａ
が円形化粧キャップ１ａにより、また外周部は円形の見
返し１ｂによりそれぞれ覆われ、残りの部分が円環状の
窓部１ｃを形成するよう露出されている。表示板４の後
面には円錐形状に形成された傾斜面４ｂとなされ、窓部
１ｃから透視される傾斜面４ｂの部分は、表面をブラス
ト加工などにより粗面化した上で着色蛍光塗料を被着す
るなどの方法で、円周上に目盛線などが配置されてなる
表示部４ｃが形成される。

【０００４】レーザ発振器３と固定反射鏡３ｃとは計器
ケースに固定され、固定反射鏡３ｃはムーブメント２の
出力軸２ａの軸心上に置かれ、レーザ発振器３から放射
されるレーザ光ビーム３ａを反射して出力軸２ａに沿う
方向に偏向させて回転反射鏡２ｂに入射させる。

【０００５】回転反射鏡２ｂに入射したレーザ光ビーム
３ａは回転反射鏡２ｂで反射されて出力軸２ａにほぼ直
角方向に偏向させられ、表示板４の開口部４ａの内側端
面から表示板４の内部に進入し、出力軸２ａの回転に伴
って進行方向が回転する。回転反射鏡２ｂの反射面は凸
面に形成されているので、目盛板４内を進行するレーザ
光ビーム３ａ’はビーム断面が出力軸２ａの方向に直線
状に拡がって表示部４ｃを投射され、目盛線が配置され
ている表示部４ｃを径方向に横切る直線状の光輝像が生
成され、これが計器前面より円環状の窓部１ｃを通じて
擬似指針として視認される。

【０００６】図６は従来の第２の構成例を示し、上述し
た図５の例とは、表示板４の背後にこれに密接して目盛
板４ｄが設けられている点で相違する。目盛板４ｄに
は、目盛線などが文字抜き印刷などの方法で形成され、
図示されない照明用光源から放射され目盛板４ｄを透過
した照明光により、背後から透過照明される。

【０００７】図７は従来の第３の構成例を示し、上述し
た図５の例とは、回転反射鏡２ｂ’の反射面が凹面に形
成され、かつ表示板４の後面４ｂが前面と平行な平面か
らなる表示部４ｃに形成されている点で相違している。
回転反射鏡２ｂ’を出たレーザ光ビーム３ａ は、ビー
ム断面が一旦出力軸２ａの方向に収斂した後再び出力軸
２ａの直角方向に直線状に拡がるから、目盛板４の表示
部４ｃには図５及び図６におけると同様な擬似指針の光
輝像が生成される。なお、本例においては、表示部４ｃ
が表示板４の前面と平行な平面であることに伴い、回転
反射鏡２ｂ’を出たレーザ光ビーム３ａ’が出力軸２ａ
に対し直角方向よりもやや表示板４の後面４ｂ向きに偏
向されるように構成される。

【０００８】図８は従来の第４の構成例を示し、上述し
た図５における第１の例とは、出力軸２ａ’がムーブメ
ント２のギア２ｄにより駆動される中空軸であり、軸端
２ｅは開口部４ａを貫通して表示板４の前側に突出し、
軸端２ｅには化粧キャップ１ａ’により覆われ、かつこ
れにより保持された回転反射鏡２ｂ’が固着されて計測
量に応じて所定角度回転される点で相違する。レーザ発
振器３から放射されるレーザ光ビーム３ａは、出力軸２
ａの軸心上に置かれた固定反射鏡３ｃによって出力軸２
ａの中空孔を通じて回転反射鏡２ｂ’に入射し、出力軸
２ａ’にほぼ直角方向に偏向させられ表示板４の前面に
投射される。表示板４の前面には、着色蛍光塗料を被着
するなどの方法で、円周上に目盛線などが配置されてな
る表示部４ｃが形成されている。

【０００９】回転反射鏡２ｂ’の反射光出口には凸円筒
屈折面を有するシリンドリカルレンズ２ｆが設けられて
おり、レーザ光ビーム３ａ’はビーム断面が出力軸２ａ
に方向に直線状に拡がるから、表示部４ｃを投射したと
きに目盛線などが配置されている表示部４ｃの径方向に
伸びた直線状の擬似指針の光輝像が生成される。

【００１０】図９は従来の第５の構成例を示し、図８に
おける第４の例との構成上の相違は、表示部４ｃが表示
板４の周辺部に配置された円錐形状の内面に形成されて
いることと、レーザ発振器３から放射されるレーザ光が
出力軸２ａの中空孔を通して設置されている光ファイバ
３ｄにより回転反射鏡２ｂ’の直下まで導びかれること
にある。光ファイバ３ｄの射出口３ｅには凸面を有する
シリンドリカルレンズ２ｆが設けられてあり、レーザ光
ビーム３ａ’はビーム断面が出力軸２ａの方向に伸びた
直線状に拡がるから、表示部４ｃを投射したときに目盛
線に平行した直線状の擬似指針の光輝像が生成される。

【００１１】図１０は従来の第６の構成例を示し、図６
における第２の例との構成上の相違は、表示板４を形成
するアクリル等の透光性材料に光拡散剤あるいは蛍光物
質等を混入して表示板４内を通るレーザ光ビーム３ａ’
の軌跡を表示板４の前面から視認できるように構成する
ことにより、表示板４内に擬似指針の光輝像を生成する
点にある。なお、これに伴い回転反射鏡２ｂ’は平面鏡
であり、表示板４の後面４ｂは前面と平行な平面とされ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の指示計
器では、光学的な擬似指針がアナログ計器における視認
性及び審美的、デザイン的効果などを期待して実施され
るものであるが、上述従来構成においては強い外光が表
示板４の表示部４ｃを直射すると、擬似指針の光輝像の
コントラストが低下する所謂ウォッシュアウトを生じて
計器としての視認性が損なわれるという欠点がある。

【００１３】よって本発明は、上述した従来の問題点に
鑑み、外光によるウォッシュアウトを防止し視認性の良
い擬似指針表示による指示計器を提供することを目的と
している。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明により成された指示計器は、光ビームを表示部に
投射することによって光学的に表示される擬似指針で目
盛を指示することにより計測量を表示する指示計器にお
いて、計器ケース内の外周部においてムーブメントの出
力軸と同心の円周上に表示面を内向きにして配置された
表示部と、該表示部の表示面に光ビームを投射して擬似
指針を形成する投射光学手段と、前記表示部の表示面に
形成された擬似指針を反射して計器前面より光学的虚像
として視認させる反射光学手段とを備えることを特徴と
している。

【００１５】前記反射光学手段は前記表示部の内側にこ
れと同心に鏡面を外向きにして配置された裁頭円錐台形
状のミラーからなることを特徴としている。

【００１６】前記投射光学手段が計測量に応じて回転す
る出力軸に固着され該出力軸と共に回転されるレーザ光
ビームの断面を直線形状にするシリンドリカルレンズを
備えることを特徴としている。

【００１７】前記投射光学手段が前記シリンドリカルレ
ンズにより集光したレーザ光ビームを前記表示部の表示
面に導くための透光性材料からなる扇形板状の導光板を
備え、該導光板の前記表示面に対向する縁部にレーザ光
ビームの断面を引き伸ばす拡散レンズが形成されている
ことを特徴としている。

【００１８】

【作用】以上の構成において、表示部の表示面に光学的
に形成される擬似指針を、ミラーを介して光学的虚像と
して計器前面より視認する構成であるから、表示部の表
示面を計器ケースの前面方向ではなく計器ケースの内部
方向に面するように配置することが可能であり、このよ
うに配置することにより計器前面より入射する外光が表
示部を直接照射してウォッシュアウトを生じることを防
止できる。

【００１９】擬似指針の虚像を生じるレーザ光ビームを
シリンドリカルレンズにより断面直線形状にしているの
で、擬似指針の光輝像を高い輝度で観察者に視認させる
ことができる。

【００２０】また、導光板の表示面に対向する縁部にレ
ーザ光ビームの断面を引き伸ばす拡散レンズを形成して
いるので、導光板を厚くすることなく所望の長さの擬似
指針を形成することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図３は本発明による指示計器の一実施例を
示し、図２は指示計器の正面図、図１は図２中のＸ−Ｘ
線についての断面図、図３は図２中のＹ−Ｙ線について
の断面図であり、計器ケース１０内に収容固定されたム
ーブメント２０は計測量に応じて回転する回転軸２０ａ
を有し、この回転軸２０ａの回転は歯車列２２を介して
出力軸２１に伝達され、この出力軸２１に固着された回
転プリズム３２は出力軸２１の軸心上にあって計測量に
応じて所定角度回転される。

【００２２】計器ケース１０にはまた、アクリルなどの
透光性材料からなる扇形板状の導光板３４が、扇形の中
心が出力軸２１と同軸となるようにネジ１０ａにより固
定され、そして回転プリズム３２が扇形の内側端面に対
向して回転可能なように配置されている。

【００２３】計器ケース１０には更に、レーザ発振器３
０が放射するレーザ光ビーム３０ａが出力軸２１の軸心
に沿って回転プリズム３２に入射するように固定され
る。回転プリズム３２の受光面３２ａに入射したレーザ
光ビーム３０ａは反射面３２ｂにより反射されて出力軸
２１と直角方向に偏向させられ、導光板３４の扇形の内
側端面から導光板３４の内部に進入するレーザ光ビーム
３０ｂとなり、出力軸２１の回転に伴って進行方向が回
転する。

【００２４】計器ケース１０内の前面外周部には、アク
リルなどの透光性基材からなる表示部としての裁頭円錐
台形状の目盛板４０が、円錐頂を計器ケース１０の前面
に向けて、円錐の軸を出力軸２１と同軸に取り付けられ
る。なお、円錐台形状の傾斜角は略４５°にされてい
る。円錐台形状の目盛板４０は、表示面としてのその内
面において基材に文字抜き印刷などの方法で形成された
目盛線などを有する。この目盛板４０の更に前面側に
は、アクリルなどの透光性材料からなり目盛板４０と略
同一形状の目盛照明用の導光板４１が密接して設けら
れ、図示しない目盛照明用光源から放射され導光板４１
により導光される照明光が目盛板４０の背後に照射され
て目盛線などが透過照明される。

【００２５】回転プリズム３２の射出面は、図４に示す
ように、凸円柱面からなるシリンドリカルレンズ３２ｃ
に形成されているので、回転プリズム３２を出て導光板
３４内を進行するレーザ光ビーム３０ｂは、ビーム断面
３０ｂ’が出力軸２１の方向に拡がり直線状になる。

【００２６】導光板３４の周縁部は目盛板４０の方向に
突出され、この突出部３５には偏向反射面３５ａ及び拡
散レンズ３５ｂが形成され、導光板３４内を進行したレ
ーザ光ビーム３０ｃは偏向反射面３５ａによって目盛板
４０の方向に偏向され、次に拡散レンズ３５ｂを通過す
ることによりビーム断面３０ｂ’が更に引き伸ばされ、
目盛板４０に投射したときに目盛板４０の幅一杯に伸び
た直線形状の光輝像が生成される。この光輝像が出力軸
２１の回転に伴って目盛板４０に配置された目盛線の配
列方向に移動し、擬似指針３１として目盛を指示するこ
とにより計測量が表示される。

【００２７】以上により、回転プリズム３２のシリンド
リカルレンズ３２ｃ、導光板３４などは、表示部として
の目盛板４０の表示面に光ビームを投射して擬似指針３
１を形成する投射光学手段を構成している。

【００２８】目盛板４０に対向する内側には、これと同
軸に反射光学手段としての裁頭円錐形状のミラー５０が
配置されている。なお、円錐台形状の傾斜角は略３０°
にされている。目盛板４０と対向されているミラー５０
の外表面は鏡面に仕上げられ、目盛板４０に光学的に生
成される擬似指針３１と目盛線４２などを反射し、この
反射によってこれらの光学的虚像が計器前面より視認さ
れるようになっている。

【００２９】図２に計器前面より視認される擬似指針３
１及び目盛線４２の光学的虚像の配置例を示す。同図に
おいて、計器前面より光学的虚像を視認するための扇形
の窓部１１が形成され、その外周境界は見返し１２によ
り、内周境界は文字板１３により形成されている。

【００３０】文字板１３は、アクリル等の透光性材料か
らなる基材の表面に文字抜き印刷などの方法で文字１３
ａなどのパターンが形成されてなる。文字板１３の文字
１３ａなどは文字照明用光源１３ｂから放射されアクリ
ル等の透光性材料からなる文字照明用の導光板１４によ
り導光される照明光により、背後から透過照明され計器
前面より実像として視認される。なお、１２ａは文字板
１３の中央部を覆っている円形化粧キャップ１ａであ
る。

【００３１】上述したミラー５０は鏡面の反射によって
擬似指針３１と目盛４２との虚像を生じるが、その光束
３０ｄが車両の運転者などの計器の観察者の図示しない
アイポイントの位置に収束するような光学反射系を形成
するように配置され、これにより目盛板４０に生成され
る擬似指針３１の光輝像を高い輝度で観察者に視認させ
ることができる。また、ミラー５０の反射によって生じ
る虚像として計器前面から擬似指針３１を視認させる構
成であるから、擬似指針３１の光輝像を形成する目盛板
４０を計器ケース１０の内部方向に面するように配置す
ることが容易であり、これにより計器前面より入射する
外光が目盛板４０を直接照射してウォッシュアウトを生
じることを防止できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、目
盛板の表示面を計器ケースの前面方向ではなく計器ケー
スの内向に面するように配置しているので、計器前面よ
り入射する外光が目盛板を直接照射してウォッシュアウ
トを生じることを防止できる他、シリンドリカルレンズ
及び導光板と一体の拡散レンズの使用により、所定の長
さの擬似指針の光輝像を高い輝度で観察者に視認させる
ことができ、外光によるウォッシュアウトを防止し視認
性の良い擬似指針表示による指示計器を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による指示計器の一実施例を示す断面図
である。

【図２】図１の指示計器の正面図である。

【図３】図２中のＹ−Ｙ線についての断面である。

【図４】図１中のシリンドリカルレンズの作用の説明図
である。

【図５】従来の指示計器の第１の構成例の概略を示す断
面図である。

【図６】従来の指示計器の第２の構成例の概略を示す断
面図である。

【図７】従来の指示計器の第３の構成例の概略を示す断
面図である。

【図８】従来の指示計器の第４の構成例の概略を示す断
面図である。

【図９】従来の指示計器の第５の構成例の概略を示す断
面図である。

【図１０】従来の指示計器の第６の構成例の概略を示す
断面図である。

【符号の説明】

１０ 計器ケース ２０ ムーブメント ２１ 出力軸 ３０ｂ レーザ光ビーム ３０ｄ 光束 ３１ 擬似指針 ３２ｃ シリンドリカルレンズ ３４ 導光板 ３５ａ 拡散レンズ ４０ 目盛板（表示部） ４２ 目盛 ５０ ミラー（反射光学手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを表示部に投射することによっ
   て光学的に表示される擬似指針で目盛を指示することに
   より計測量を表示する指示計器において、 計器ケース内の外周部においてムーブメントに連動した
   出力軸と同心の円周上に表示面を内向きにして配置され
   た表示部と、 該表示部の表示面に光ビームを投射して擬似指針を形成
   する投射光学手段と、 前記表示部の表示面に形成された擬似指針を反射して計
   器前面より光学的虚像として視認させる反射光学手段と
   を備えることを特徴とする指示計器。
2. 【請求項２】 前記反射光学手段は前記表示部の内側に
   これと同心に鏡面を外向きにして配置された裁頭円錐台
   形状のミラーからなることを特徴とする請求項１記載の
   指示計器。
3. 【請求項３】 前記投射光学手段が計測量に応じて回転
   する出力軸に固着され該出力軸と共に回転されるレーザ
   光ビームの断面を直線形状にするシリンドリカルレンズ
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の指示
   計器。
4. 【請求項４】 前記投射光学手段が前記シリンドリカル
   レンズにより集光したレーザ光ビームを前記表示部の表
   示面に導くための透光性材料からなる扇形板状の導光板
   を備え、該導光板の前記表示面に対向する縁部にレーザ
   光ビームの断面を引き伸ばす拡散レンズが形成されてい
   ることを特徴とする請求項３記載の指示計器。