JPH08297036A

JPH08297036A - 輝光型表示指針

Info

Publication number: JPH08297036A
Application number: JP12298195A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Nonoyama; 直明野々山; Yukitoshi Hattori; 幸年服部; Takeya Sakai; 丈也酒井; Jun Izuhara; 潤出原; Yasuhiro Koike; 康博小池
Original assignee: Hayashi Telempu Corp
Current assignee: Hayashi Telempu Corp
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】明るく且つ均一な輝光面が形成されるととも
に、視覚感の柔らかい表示が可能な輝光型表示指針の提
供。【構成】表示指針２０は、キャップ部２１と、光散乱
導光体からなる動針部２２’と透明材料からなる回転軸
部２３を有する。回転軸部２３は、透明導光体１１、光
拡散シート、マスキング層等からなる表示パネル本体１
０の中央部に設けられた開口１９を貫通している。被駆
動部２６は、伝動機構３１を介して駆動部３０に結合さ
れる。光源素子Ｌ2 から放射された光が回転軸部２３の
末端の光入射面２５から導入され、光転向面２４で全反
射され、結合部５０を経て、動針部２２’の内部へ導入
される。末端部２９への導光過程で光の伝播方向を拡げ
ながら、背面２８を被覆する光拡散性の蛍光塗料層４０
へまんべんなく入射され、傾斜面２７から均一に出射さ
れる拡散光となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、例えば自動車、航空
機、船舶等の乗物に装備される諸計器の表示指針に関
し、更に詳しく言えば、表示パネルに付設される輝光型
の前記表示指針に関する。

【０００２】

【従来技術】自動車、航空機、船舶等には、速度メー
タ、高度計、エアコンディショナの温度調節操作部、ラ
ジオの同調操作部等には、速度、温度、周波数などを表
示する為の表示指針を備えた表示装置が装備されてい
る。これら表示装置は表示パネルを備え、その前面で表
示指針が回転あるいは並進移動し、表示指針の位置で速
度、温度、周波数等を表示するようになっている。

【０００３】そして、夜間、トンネル内等の走行時の表
示をより鮮明に行なう為に、照明機構を用いて、表示パ
ネルだけでなく、表示指針にも輝光部を形成する手法が
採用されている。そこで、速度メータを例にとり、輝光
部を備えた表示指針の構造と特性について簡単に説明す
る。

【０００４】図１、図２は、従来より使用されている速
度メータの概略構造を描いたもので、図１は速度メータ
を表側（観察側）から見た見取図（但し、光源素子の一
部を併記）であり、図２は図１における面Ａ（破線で表
示）に沿った部分断面図である。

【０００５】先ず図１を参照すると、符号１０で全体を
指示された速度メータの表示パネルの本体部は、アクリ
ル樹脂等からなる透明導光体１１と、透明導光体１１の
表側に重ねて配置された光拡散シート１２と、輝光部１
３に対応した切欠部を有するマスキング１４で構成され
る。透明導光体１１の左右端部には奥行き方向張り出し
部１１Ａ（一方のみ図示）が形成され、そこから左右２
個の光源素子Ｌ1 （一方のみを図示）によって導光体１
内に光が送り込まれる。

【０００６】マスキング１４は、通常、光拡散シート１
２に印刷された遮光性のインキ層で構成されている。マ
スキング１４は切欠部を有し、その形状は速度目盛、数
字、文字等の表示内容に応じて定められる。また、この
切欠部に対応して、光拡散シート１２には所望色の透光
性インキ層が印刷されている。光源素子Ｌ1 から導光体
１内に送り込まれた光は、マスキング１４の切欠部か
ら、光拡散シート１２を経て外界へ出射される。これに
より、マスキング１４の切欠部に対応した輝光部１３が
形成され、情報が鮮明に表示される。

【０００７】図２を参照図に加えると、符号２０で表示
指針の全体が指示されている。表示指針２０は、一体に
成形されたアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明材料か
らなる動針部２２並びに回転軸部２３を有している。回
転軸部２３は、表示パネル本体１０の中央部に設けられ
た開口１９を背面側から前面側へ貫通し、そこから回転
軸と直交する方向（径方向）へ向けて動針部２２が延び
ている。

【０００８】回転軸部２３は表示パネル本体１０の背面
側に被駆動部２６を有し、この被駆動部２６には、適当
な伝動機構（歯車、プーリ等）３１を介して駆動部３０
が結合されている。駆動部３０は、小型モータ等の駆動
源を有するとともに走行速度を表わす信号を供給する駆
動信号源に接続されている。

【０００９】動針部２２と回転軸部２３を繋ぐ屈曲部と
その近傍は、キャップ部２１で覆われており、速度メー
タの観察者の眼には入らなくなっている。また、屈曲部
の外側部分には、動針部２２と回転軸部２３の各延在方
向に対してほぼ４５度をなす傾斜が与えられた光転向面
２４が形成されている。動針部２２は、一般に、末端部
２９へ向かって厚さを減ずるテーパ形状とされる。ここ
では、前面側は緩やかな傾斜面２７とされ、背面側が回
転軸部２３と垂直（表示パネル本体１０と平行）な方向
に延在する面２８とされている。この面を背面と呼ぶこ
ととする。背面２８は光拡散性の蛍光塗料層４０で被覆
されている。

【００１０】回転軸部２３の末端は光導入部を形成する
光入射面２５とされ、その近傍に光源素子Ｌ2 （白熱ラ
ンプ、発光ダイオード等）が配置される。

【００１１】駆動信号源から駆動部３０へ走行速度の変
化を表わす信号が送られると、伝動機構３１を介して被
駆動部２６へ回転力が伝えられ、回転軸部２３が回転す
る。その結果、動針部２２は表示パネル本体部１０の前
面で走行速度に応じた回転位置をとる。速度メータの観
察者は、この動針部２２の回転位置と、表示パネル本体
１０の輝光部１３で与えられた目盛りとを対照し、走行
速度を読み取る。

【００１２】夜間、トンネル内等における読み取りを容
易とする為に、動針部２２の前面側となる傾斜面２７
は、少なくともその一部が輝光面とされる。光源素子Ｌ
2 から放射された光が動針部２２へ伝えられ、傾斜面２
７から外界に向けて出射されるまでの光の経路は次のよ
うなものである。

【００１３】先ず、光源素子Ｌ2 から放射された光の一
部が回転軸部２３の末端の光入射面２５から回転軸部２
３の内部へ導入される。回転軸部２３の内部へ導入され
た光の大部分は、ほぼ回転軸方向に沿って導光され光転
向面２４へ向かい、そこで全反射される。光転向面２４
への入射角にはある程度の拡がりがあるので、光転向面
２４から動針部２２へ向かう光の伝播方向もある程度の
拡がりを持つ（図中θで表示）。

【００１４】従って、動針部２２内には全体として末端
部２９へ向かう多数の導光経路が形成される。これら導
光経路の多くのものは、傾斜面２７と背面２８による繰
り返し反射を伴うものである。背面２８が光拡散性の蛍
光塗料層４０で被覆されている為に、背面２８における
反射時には多方向への反射光が生じる。この反射光が動
針部２２内部を経て傾斜面２７から出射され（破線矢印
で例示）、傾斜面２７に輝光部が形成される。なお、一
部の光は蛍光塗料層４０による蛍光変換を受けてから、
動針部２２内部を経て傾斜面２７から出射される。ま
た、拡散反射光及び蛍光変換される光には、外界から傾
斜面２７を通して動針部２２へ入射した光も含まれる。

【００１５】ところが、このようなメカニズムによって
輝光部が形成される従来構造の表示指針には、次のよう
な問題点がある。（１）動針部２２を構成する導光体が透明である為に、
蛍光塗料層４０へ入射する光の入射角度に拡がりがな
く、傾斜面２７へ向かう光の強さ、方向特性を動針２２
の根元側から末端まで均等化することが困難である。そ
の結果、ある方向（例えば、正面方向）から動針部２２
を見た時に輝度むらが観察されることになる。

【００１６】（２）動針部２２内で導入された光の伝播
方向を転換して傾斜面２７から出射させる作用の大部分
を蛍光塗料層４０の光拡散能に依存しているので、傾斜
面２７からの光出射効率を高めることが困難である。

【００１７】（３）観察者が動針部２２を見た時、輝光
面にぎらつき感があり、マイルドな視覚感が得られない
こと。これは、光源素子Ｌ2 から動針部２２内の傾斜面
２７の光出射位置に至る経路に、視覚感をやわらげるに
十分な光拡散性が与えられていないことによるものと考
えられる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本願発明の目
的は、乗り物等に装備される諸計器あるいは機器類の表
示指針の輝光特性を改善することにある。即ち、本願発
明は、明るく且つ均一な輝光面を形成することが出来る
とともに、視覚感の柔らかい表示が可能な表示指針を提
供しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決する為の手段】本願発明は、表示パネルに
付設される輝光型表示指針のテーパ状の動針部に透明体
に代えて光散乱導光体を用いることにより、上記技術課
題を解決したものである。表示指針の光導入部から導か
れた光を受け入れるこの光散乱導光体の背面は、光拡散
層で被覆される。

【００２０】表示指針が回転型のものである場合には、
光導入部は導光体からなる回転軸部に設けられる。光散
乱導光体からなる動針部は、導光体からなる回転軸部に
機械的且つ光学的に結合される。そして、回転軸部は表
示パネル本体に設けられた開口部を貫通し、動針部は回
転軸部の回転に応じて表示パネル本体前面で回動可能と
される。

【００２１】回転軸部は透明な導光体または光散乱導光
体から構成される。回転軸部を透明な導光体で構成した
場合には、回転軸部と動針部の間に両者を機械的且つ光
学的に結合する為の結合部が設けられる。また、回転軸
部を光散乱導光体で構成する場合には、回転軸部と動針
部を構成する光散乱導光体を一体のものとすることが好
ましい。動針部と回転軸部の光学的結合には、全反射作
用を有する光転向面を利用することが出来る。表示パネ
ルが乗り物の速度を表示する為のものである場合には、
動針部はその位置で乗り物の速度を表示する。

【００２２】

【作用】本願発明の表示指針は、表示パネルに付設され
る輝光型のものである。表示指針は、テーパ状の動針部
に輝光部を形成する為の光を指針本体内に導入する光導
入部を有している。この光導入部から指針本体内に導入
された光は、透明導体あるいは光散乱導光体からなる回
転軸部を通り、光散乱導光体からなる動針部へ導かれ
る。その経路に、全反射作用を有する光転向面を設けれ
ば、光の伝播方向がほぼ直角に変換され、動針部へ向け
て効率的に光が導かれる。

【００２３】動針部に光散乱導光体を使用したことによ
り、動針部内部の多重的な散乱過程を通して、光散乱導
光体の背面を被覆する光拡散層へ入射する光の入射角度
に拡がりが生じる。その結果、動針部に均一で明るい輝
光部が形成される。また、光散乱導光体からの出射光を
表示光としているので、ぎらつき感のないマイルドな視
覚感が得られる。

【００２４】

【実施例】図３は、本願発明の実施例に係る輝光型表示
指針の概略構造を、図２と同様の断面図で示したもので
ある。動針部を構成する材料並びに動針部と回転軸部の
結合部分を除けば、本実施例の表示指針の構造は、図
１、図２に示したものと同様である。従って、各要素に
はこれらの図に準じた符号が付されている。

【００２５】図３に示したように、表示指針２０は動針
部２２’並びに回転軸部２３を有している。回転軸部２
３はアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明材料から構成
され、表示パネル本体１０の中央部に設けられた開口１
９を貫通している。そして、回転軸部２３は表示パネル
本体１０の背面側に被駆動部２６を有し、この被駆動部
２６には、適当な伝動機構（歯車、プーリ等）３１を介
して駆動部３０が結合されている。駆動部３０は、小型
モータ等の駆動源を有するとともに走行速度を表わす信
号を供給する駆動信号源に接続されている。

【００２６】回転軸部２３の表示パネル本体１０の背面
側の先端部には、動針部２２’と回転軸部２３の各延在
方向に対してほぼ４５度をなす傾斜が与えられた光転向
面２４が形成されている。また、その周辺部分はキャッ
プ部２１で覆われており、速度メータの観察者の眼には
入らなくなっている。

【００２７】動針部２２’は本願発明の特徴部分をなす
ものであるが、その形状については図１、図２に示した
従来のもの（符号２２で指示）と基本的には変わるとこ
ろはない。即ち、動針部２２’の全体形状は末端部２９
へ向かって厚さを減ずるテーパとされる。ここでは、前
面側は緩やかな傾斜面２７とされ、背面側が回転軸部２
３と垂直（表示パネル本体１０と平行）な方向に延在す
る背面２８とされている。背面２８は光拡散性の蛍光塗
料層４０で被覆されている。

【００２８】本願発明の基本的な特徴は、この動針部２
２’を構成する材料として、透明導光体ではなく、光散
乱導光体を採用した点にある。光散乱導光体とは、光の
導光機能と内部的な散乱機能を兼ね備えた光学要素であ
る。光散乱導光体は、例えば、透明樹脂材料からなるマ
トリックス中に該マトリックスと異なる屈折率を有する
微粒子を均一分散させることによって製造される。マト
リックス材料、微粒子の材料については後述する。

【００２９】光散乱導光体で構成された動針部２２’と
透明導光体で構成された回転軸部２３は、両者の境界を
なす結合部５０によって機械的且つ光学的に結合され
る。結合部５０における光結合効率を高める上で、動針
部２２’に使用される透明導光体のマトリックスの屈折
率と回転軸部２３を構成する透明導光体の屈折率は等し
くし（例えば、同材料）、結合部５０はこれらの材料と
できるだけ屈折率差の小さな透明材料からなる接着剤層
で構成されることが好ましい。

【００３０】回転軸部２３の末端は光導入部を形成する
光入射面２５とされ、その近傍に光源素子Ｌ2 （白熱ラ
ンプ、発光ダイオード等）が配置される。駆動信号源か
ら駆動部３０へ走行速度の変化を表わす信号が送られる
と、伝動機構３１を介して被駆動部２６へ回転力が伝え
られ、回転軸部２３が回転する。その結果、動針部２
２’は表示パネル本体部１０の前面で走行速度に応じた
回転位置をとる。速度メータの観察者は、この動針部２
２’の回転位置と、表示パネル本体１０の輝光部１３で
与えられた目盛りとを対照し、走行速度を読み取る。

【００３１】光散乱導光体で構成された動針部２２’に
光を導く経路は、図１、図２に示した従来のものとほぼ
同様である。ここでは、光源素子Ｌ2 から放射された光
を符号Ｂ0 で示した光線で代表させることにする。この
代表光線Ｂ0 は、光入射面２５から回転軸部２３の内部
へ進入し、ほぼ回転軸方向に沿って導光され光転向面２
４へ向かい、そこで全反射され、結合部５０を経て、動
針部２２’の内部へ入射する。なお、光転向面２４への
入射角にはある程度の拡がりがあるので、動針部２２’
へ導入される光の伝播方向にもある程度の拡がりがある
ことは、図２に示した従来例と同様である。

【００３２】光散乱導光体から構成された動針部２２’
内に進入した代表光線Ｂ0 は、多重的な散乱作用を受け
て、徐々にその伝播方向に拡がりが生じて来る。符号Ｂ
1 〜Ｂ4 はこの様子を概念的に表わしたものである。伝
播方向にこのような拡がりが生じる結果、背面２８全体
へまんべんなく光が入射するようになるとともに、背面
２８の各位置における入射角に拡がりが生じる。

【００３３】従って、動針部に透明導光体を使用した場
合と比べて、傾斜面２７上に形成される輝光部の輝度の
均一性が向上する。なお、動針部２２’に光散乱導光体
を使用したことは、蛍光変換される光を傾斜面２７から
むらなく出射させる上で有利に作用することは明らかで
ある。

【００３４】また、光散乱導光体内に分散させる微粒子
の径を極端に小さく（例えば、０．０１μｍ以下）とし
ない限り、光散乱導光体内部における光散乱は前方散乱
性を失わないから、後方散乱に伴う光損失（散乱光が結
合部５０へ向けて戻ってしまうこと）は大きくならな
い。そして、動針部２２’内における多重的な散乱過程
を通して光の方向転換が無理なく行なわれるので、傾斜
面２７からの光出射効率を高めることが出来る。更に、
散乱導光体からの出射光を表示光としているので、ぎら
つき感のないマイルドな視覚感が得られる。

【００３５】以上、本願発明を回転表示指針を持つ速度
メータに適用した事例について説明したが、本願発明は
上記事例に限定されるものではない。可能な変形の例を
列挙すれば次のようになる。

【００３６】（１）図３において、動針部２２’と回転
軸部２３を同じ光散乱導光体で構成する。この場合に
は、両者を一体成形で製造されることが極めて好まし
い。両者を一体のものとすれば機械的結合と光学的結合
は自動的に達成されるから、結合部５０は不要になる。
回転軸部２３に光散乱導光体を用いることで若干の光損
失が発生するが、結合部５０が不要となり、回転軸部と
動針部の主要部を一体成形で製造で出来ることは、工業
的に極めて大きなメリットをもたらす。

【００３７】（２）光導入部の形成方法には、多様な自
由度がある。例えば、光源素子Ｌ2を回転軸部２３の側
方、内部等に配置することも出来る。また、光転向部２
４を設ける代わりに、キャップ２１内に光源素子を配置
することも考えられる。

【００３８】（３）水平移動式の動針部を用いる機器
（例えば、ラジオの表示パネル）の場合には、回転軸部
は不要となる。その場合、表示指針は表示パネル本体
（例えば、周波数目盛り板）の前面で並進移動する動針
部で構成されることになるから、例えば、動針部の端単
が光導入部とされる。

【００３９】（４）動針部２２の背面２８側に蛍光塗料
層４０を設けず、例えば、単なる白色塗料層とする。

【００４０】（５）本願発明は、表示パネル本体１０の
構成には限定を課すものではない。例えば、透明導光体
１１と光拡散シート１２の組合せに代えて、本願発明の
表示指針と同様の光散乱導光体を使用しても構わない。
また、表示パネル本体１０自身には必ずしも輝光能力が
ある必要はなく、例えば、単なる目盛り表示板であって
も良い。

【００４１】最後に、動針部あるいは他の部分に併せて
使用される光散乱導光体の組成と製造法の例について簡
単に記す。

【００４２】［例１］樹脂マトリックス；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）混入微粒子の種類；シリコーン系微粒子混入微粒子の粒径と存在割合；２μｍ、０．０７ｗｔ％成形方法；注型重合（キャスト重合）、押出成形［例２］；樹脂マトリックス；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）混入微粒子の種類；ガラスビーズ混入微粒子の粒径と存在割合；８μｍ、０．０６ｗｔ％成形方法；注型重合（キャスト重合）、押出成形［例３］；樹脂マトリックス；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）混入微粒子の種類；スチレン（Ｓｔ）架橋微粒子混入微粒子の粒径と存在割合；８μｍ、０．００５ｗｔ
％成形方法；注型重合（キャスト重合）、押出成形［例４］；樹脂マトリックス；ポリカーボネート（ＰＣ）混入微粒子の種類；シリコーン系微粒子混入微粒子の粒径と存在割合；２μｍ、０．０１ｗｔ％成形方法；ポリマーと微粒子を混練、押出成形［例５］；樹脂マトリックス；ポリカーボネート（ＰＣ）混入微粒子の種類；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）架橋微粒子混入微粒子の粒径と存在割合；８μｍ、０．０３ｗｔ％成形方法；ポリマーと微粒子を混練、押出成形［例６］；樹脂マトリックス；ポリカーボネート（ＰＣ）混入微粒子の種類；スチレン（Ｓｔ）架橋微粒子混入微粒子の粒径と存在割合；８μｍ、１．７ｗｔ％成形方法；ポリマーと微粒子を混練、押出成形［例７］；樹脂マトリックス；ポリカーボネート（ＰＣ）混入微粒子の種類；ガラスビーズ混入微粒子の粒径と存在割合；８μｍ、０．０２ｗｔ％成形方法；ポリマーと微粒子を混練、押出成形

【００４３】

【発明の効果】本願発明によれば、乗り物等に装備され
る諸計器あるいは機器類の輝光型の表示指針について、
明るく且つ均一な輝光面が形成されるとともに、視覚感
の柔らかい表示が可能な表示指針が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来より使用されている速度メータを表側（観
察側）から見た見取図である。

【図２】図１における面Ａ（破線で表示）に沿った部分
断面図である。

【図３】本願発明の実施例に係る輝光型表示指針の概略
構造を、図２と同様の断面図で示したものである。

【符号の説明】

１０速度メータの表示パネル１１透明導光体１１Ａ奥行き方向張り出し部１２光拡散シート１３輝光部１４マスキング２０表示指針２１キャップ部２２動針部（透明導光体）２２’ 動針部（光散乱導光体）２３回転軸部２４光転向面２５光入射面２６被駆動部２７傾斜面２８背面２９末端部３０駆動部３１伝動機構４０蛍光層（反射層）５０結合部Ｌ1 ，Ｌ2 光源素子

フロントページの続き (72)発明者酒井丈也愛知県名古屋市中区上前津一丁目４番５号林テレンプ株式会社内 (72)発明者出原潤愛知県名古屋市中区上前津一丁目４番５号林テレンプ株式会社内 (72)発明者小池康博神奈川県横浜市緑区市が尾町534の23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示パネルに付設される輝光型表示指針
であって、光導入部と、前記表示パネル本体の前面に沿って可動に
配置された動針部を備え、前記動針部は、前記光導入部から導かれた光を受け入れ
るテーパ状の光散乱導光体と、前記光散乱導光体の背面
を被覆する光拡散層を有する前記輝光型表示指針。
【請求項２】表示パネルに付設される輝光型表示指針
であって、前記表示パネル本体に設けられた開口部を貫通して配置
されるとともに光導入部を有する導光体からなる回転軸
部と、前記表示パネル本体の前面に沿って回動に配置さ
れた動針部を備え、前記動針部は、前記回転軸部に機械的且つ光学的に結合
されたテーパ状の光散乱導光体と、前記光散乱導光体の
背面を被覆する光拡散層を備えている前記輝光型表示指
針。
【請求項３】表示パネルに付設される輝光型表示指針
であって、前記表示パネル本体に設けられた開口部を貫通して配置
されるとともに光導入部を有する光散乱導光体からなる
回転軸部と、前記表示パネル本体の前面に沿って回動に
配置された動針部を備え、前記動針部は、前記回転軸部を構成する光散乱導光体と
一体をなすテーパ状の光散乱導光体と、前記光散乱導光
体の背面を被覆する光拡散層を備えている前記輝光型表
示指針。
【請求項４】表示パネルに付設される輝光型表示指針
であって、前記表示パネル本体に設けられた開口部を貫通して配置
されるとともに光導入部を有する透明導光体からなる回
転軸部と、前記表示パネル本体の前面に沿って回動に配
置された動針部を備え、前記動針部は、テーパ状の光散乱導光体と、前記光散乱
導光体の背面を被覆する光拡散層を備え、前記回転軸部と前記動針部の間には、両者を機械的且つ
光学的に結合される結合部が設けられている前記輝光型
表示指針。
【請求項５】前記表示パネルが乗り物の速度を表示す
る為のものであり、前記動針部はその位置で前記乗り物
の速度を表示する、請求項１〜請求項４のいずれか１項
に記載された輝光型表示指針。