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JP2009180623A - 指針計器 - Google Patents

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裕志 土屋
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さとし 杉浦
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Abstract

【課題】半透過層が形成された文字盤の背後に発光指針を配置した指針計器において、発光指針が指示する位置を明確にする。
【解決手段】指針計器1は、光透過性と光反射性とを有する半透過層24が光透過性の基板20の前面または基板20の裏面に形成されている文字盤2と、文字盤2の背後に配置され、文字盤2の裏面に沿って回転する指針3と、指針3に光を入射させて指針3を発光表示させる光源51と、を備え、文字盤2において指針3が回転する回転領域を少なくとも包含する領域に半透過層24を形成すると共に、回転領域の一部を半透過層24の第1開口241としている。これにより、発光表示している指針3は、回転領域の一部において指示する位置を明確にできる。
【選択図】図2

Description

本発明は、光透過性と光反射性とを有する半透過層が形成された文字盤を備えた指針計器に関するものである。
従来より、半透過層としてハーフミラー層が形成された文字盤を備えた指針計器が開示されている(特許文献1)。
これは、文字や目盛などの指標を表わす光透過性の指標層とハーフミラー層とが形成された文字盤と、文字盤の前面を回転する指針と、文字盤を背後から透過照明する光源とを備える。指標層は、ハーフミラー層の背面側に形成され、光源の消燈時にはハーフミラー層が金属調に視認され、光源の点燈時には、光源からの光が指標層とハーフミラー層とを透過して、指標層の文字や目盛や視認される。
これにより、光源の消燈時には金属調に視認された文字盤が、光源の点燈時には、指標層の文字や目盛や視認されるようになり、視認者に斬新感を与えることができる。
特開平9−287982号公報
本発明者は、上記従来技術に対して一歩進んで、半透過層が形成された文字盤の背後に、文字盤の裏面に沿って回転する発光指針を配置することを検討した。
しかし、発光指針を半透過層を通して視認させる場合、文字盤と離れて文字盤の背後に配置された発光指針は、文字盤に形成された文字や目盛と比較して、半透過層の光反射性によってぼやけて視認される。このため、発光指針が指示している位置が不明確になるという難点を有している。
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、半透過層が形成された文字盤の背後に発光指針を配置した指針計器において、発光指針が指示する位置を明確にすることを目的とする。
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
請求項1に記載の指針計器は、光透過性と光反射性とを有する半透過層が光透過性の基板の前面または基板の裏面に形成されている文字盤と、文字盤の背後に配置され、文字盤の裏面に沿って回転する指針と、指針に光を入射させて指針を発光表示させる光源と、を備え、文字盤において指針が回転する回転領域を少なくとも包含する領域に半透過層を形成すると共に、回転領域の一部を半透過層の第1開口としていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、文字盤において指針の回転領域の一部を半透過層の第1開口としているため、発光表示している指針は、回転領域の一部において半透過層によってぼやけないで視認される。したがって、回転領域の一部において、発光表示している指針が指示する位置を明確にできる。
請求項2に記載の指針計器は、基板において第1開口内の全面を貫通させて、基板の第2開口としていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、基板において第1開口内の全面を貫通させて基板の第2開口としているため、発光表示している指針は、第1開口において基板によって視認性が低下しないで視認される。したがって、第1開口において、発光表示している指針が指示する位置をより明確にできる。
請求項3に記載の指針計器は、第1開口の形状が、指針の一部分の回転軌跡であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、第1開口の形状が、指針の一部分の回転軌跡であるため、発光表示している指針の一部分は、指針の全回転範囲において、半透過層によってぼやけないで視認される。したがって、指針の全回転範囲において、発光表示している指針が指示する位置を明確にできる。
請求項4に記載の指針計器は、指針の一部分が、指針の先端部分であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、発光表示している指針の先端部分は、半透過層によってぼやけないで視認される。このため、発光表示している指針が指示する位置を、より明確にできる。
請求項5に記載の指針計器は、第1開口の形状が、所定の回転角度に位置する指針の長手方向に直線状であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明によれば、第1開口の形状が、所定の回転角度に位置する指針の長手方向に直線状であるため、所定の回転角度において、発光表示している指針は、半透過層によってぼやけないで直線状で視認される。したがって、所定の回転角度において、発光表示している指針が指示する位置を明確にできる。
請求項6に記載の指針計器は、指針の回転方向において第1開口の両側に遮光層を形成していることを特徴とする。
請求項6に記載の発明によれば、第1開口の両側に遮光層を形成しているため、この両側では、発光表示している指針は、遮光層によって視認されない。したがって、発光表示している指針は、第1開口を通過する際に、伸縮したように、且つ、この伸縮した部分が半透過層によってぼやけないで視認される。したがって、第1開口において、発光表示している指針が指示する位置を、より明確にできる。
請求項7に記載の指針計器は、第1開口が、指針の先端より外周側に延出していることを特徴とする。
請求項7に記載の発明によれば、第1開口が、指針の先端より外周側に延出しているため、発光表示している指針からの光によって、回転領域より外周側に延出している部分も発光表示する。このため、所定の回転角度において、発光表示している指針は、延出している部分だけ伸びたように、且つ、半透過層によってぼやけないで視認される。したがって、所定の回転角度において、発光表示している指針が指示する位置を、より明確にできる。
請求項8〜10のように構成しても同様の効果を奏することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、図中の互いに同一若しくは均等である部分に、同一符号を付している。
(第1実施形態)
図1に示すスピードメータ1は、自車両の走行速度を表示するメータであり、自動車の車室内の運転席前方に設けたインストルメントパネル内に配置される。スピードメータ1は、文字21と目盛22が形成された光透過性の文字盤2と、文字盤2の背後(図2において右側)に配置され、文字盤2の裏面(図2において右側の面)に沿って回転する指針3とを備える。
指針3は、文字盤の背後に配置された発光ダイオード51(図2)が発した光を入射して発光表示し、発光表示している指針3は、光透過性の文字盤2を通して視認される。指針3は、走行速度に応じて所定角度回転して、走行速度に応じた文字21と目盛22を指示することにより、スピードメータ1は、自車両の走行速度を表示する。
図2と図3において、文字盤3は、ポリカーボネート樹脂等の光透過性の樹脂から形成された基板20から形成され、基板20に開口201が形成され、開口241を有するハーフミラー層24が基板20の裏面(図2と図3において右側の面)に形成される。ハーフミラー層24上には、遮光性で例えば黒色の背景層25が形成され、文字21と目盛22が、背景層25の開口として形成される。文字盤2においてハーフミラー層24の前面側(図3において左側)に、具体的に、基板20の前面(図3において左側の面)に、ヘアライン層23が形成される。
スピードメータ1は、請求項に記載の指針計器に相当し、開口241は、請求項に記載の第1開口に相当し、開口201は、請求項に記載の第2開口に相当し、ヘアライン層23は、請求項に記載の光散乱層に相当し、発光ダイオード51は、請求項に記載の光源に相当する。
図1と図4と図5において、指針3の先端の回転軌跡3Tで囲まれた領域が、指針3が回転する回転領域であり、基板20の開口201は、指針3の一部分の回転軌跡の形状を有する円弧部202と、所定の回転角度に位置する指針3の長手方向に直線状の直線部203とからなる。円弧部202は、回転領域の一部となっているが、9本の直線部203は、指針3の先端より外周側(回転軌跡3Tより外周側)に延出している。
ハーフミラー層24は、光透過性と光反射性を有するように膜厚を調整した、例えばアルミニウム薄膜としてメッキや蒸着等で形成され、文字盤2において回転軌跡3Tで囲まれた回転領域を少なくとも包含する領域に形成される。具体的には、図2と図3に示すように、基板20の開口201を除いた裏面の全域に形成される。即ち、基板20の開口201と同じ形状で同じ位置に、ハーフミラー層24の開口241を形成しているといえる。また、基板20においてハーフミラー層24の開口241内の全面を、図3において左右方向に貫通させて、基板20の開口201としているともいえる。
ハーフミラー層24は、背後から照明される場合、光透過性を発揮して照明光を透過させるため、ハーフミラー層24の背後側が視認される。これに対して、背後から照明されない場合、ハーフミラー層24は、光反射性を発揮して、前面側からの外来光を反射するため、ハーフミラー層24の背後側が視認されないで、金属調に視認される。
背景層25は、図5において、円弧部202の内周側の円弧と円弧3Rとに囲まれた領域、文字21、目盛22、および、基板20の開口201を除いた裏面の全域に形成される。したがって、背景層25は、指針3の回転方向において開口201の直線部203の両側にも形成されている。
ヘアライン層23は、指針3の回転中心に対して同心円状の凹凸模様として、印刷や、切削加工や、型転写等によって、基板20の前面に形成される。ヘアライン層23は、前面側からの外来光を散乱させて反射し、背後側からの照明光を散乱させて透過させるため、金属調に視認される。
なお、図4は、基板20を前面側から見た正面図であり、図5は、文字盤2を前面側から見た正面図である。
図2において、文字盤2の背後側には、指針3、ムーブメント4、発光ダイオード51,52、ケース7、および、プリント基板6が配置され、ムーブメント4と発光ダイオード51,52は、プリント基板6に実装される。発光ダイオード51は、光路P1,P2にしたがって指針3に光を入射させて指針3を発光表示させ、発光ダイオード52は、光路P3にしたがって文字盤2の文字21と目盛22を透過照明する。遮光キャップ31は、遮光性の樹脂から形成され、発光ダイオード51からの光が、直接文字盤2に導かれないようにする。
ムーブメント4は、ステッピングモータ、あるいは交差コイル式回転機等の電気アクチュエータからなり、外部からの電気信号(本実施形態では自車両の速度を表わす速度信号)に対応した角度に回転シャフト41を回転させる。回転シャフト41の先端に指針3が固定される。指針3は、透光性材料、たとえばアクリル樹脂等により形成され、発光ダイオード51が発した光を入射させて発光表示されるように形成される。ケース7は、樹脂材料から成形され、発光ダイオード51、52からの光を指針3へ導く機能と、発光ダイオード52からの光を文字盤2の文字21と目盛22へ導く機能とを有する。
指針3が固定されているムーブメント4と発光ダイオード51,52が実装されているプリント基板6、および、文字盤2は、ケース7,8と透明カバー9からなる計器筐体内に収容固定される。
上述したように構成された本実施形態によるスピードメータ1の作動について説明する。
図示しないイグニッションスイッチがオンされると、図2において、発光ダイオード51,52が点燈し、自車両が走行を開始すると、ムーブメント4は、走行速度に応じて指針3を所定角度回転させる。
点燈している発光ダイオード52からの光は、図2と図3に示す光路P3にしたがって、ハーフミラー層24と基板20とヘアライン層23を透過して、文字盤2の文字21と目盛22を透過照明する。光路P3の光が、ヘアライン層23によって散乱して透過するため、文字21と目盛22は、金属調に視認される。
一方、点燈している発光ダイオード51からの光は、図2と図3に示す光路P2にしたがって、ハーフミラー層24と基板20とヘアライン層23を透過し、文字盤2を通して発光表示している指針3として視認される。光路P2の光が、ハーフミラー層24の光反射性とヘアライン層23の光散乱性の両方によって散乱して透過するため、発光表示している指針3は、光路P2の光においてぼやけて視認される。光路P3の光も、ハーフミラー層24の光反射性とヘアライン層23の光散乱性の両方によって散乱して透過するが、文字21と目盛22が文字盤2に形成されているのに対して、指針3が文字盤2と離れて文字盤2の背後に配置されているため、文字21や目盛22と比較して、発光表示している指針3は、よりぼやけて視認される。
これに対して、点燈している発光ダイオード51からの光は、図2と図3に示す光路P1にしたがって、開口201を通して発光表示している指針3として直接視認される。光路P1の光が、ハーフミラー層24の光反射性とヘアライン層23の光散乱性の両方によって散乱しないため、発光表示している指針3は、光路P1の光において、即ち、開口201において、ぼやけないで視認される。したがって、開口201において、発光表示している指針3が指示する位置を明確にできる。
また、図1と図4に示すように、開口201は、指針3の一部分の回転軌跡の形状を有する円弧部202と、所定の回転角度に位置する指針3の長手方向に直線状の直線部203とからなっている。円弧部202によって、発光表示している指針3の一部分は、指針3の全回転範囲において、ハーフミラー層24とヘアライン層23とによってぼやけないで視認される。したがって、指針3の全回転範囲において、発光表示している指針3が指示する位置を、明確にできる。
また、9本の直線部203によって、所定の回転角度において、即ち、文字21が配置された回転角度において、発光表示している指針3は、ハーフミラー層24とヘアライン層23とによってぼやけないで直線状で視認される。したがって、文字21が配置された回転角度において、発光表示している指針3が指示する位置を、より明確にできる。
また、直線部203の両側に背景層25を形成しているため、直線部203の両側では、発光表示している指針3は、背景層25によって視認されない。したがって、発光表示している指針3は、直線部203を通過する際に、伸縮したように、且つ、この伸縮した部分がハーフミラー層24とヘアライン層23とによってぼやけないで視認される。したがって、文字21が配置された回転角度において、発光表示している指針3が指示する位置を、より明確にできる。
また、直線部203が、指針3の先端より外周側(回転軌跡3Tより外周側)に延出しているため、発光表示している指針3からの光によって、直線部203において回転軌跡3Tより外周側の部分も発光表示する。このため、発光表示している指針3は、直線部203において回転軌跡3Tより外周側の部分だけ伸びたように、且つ、ハーフミラー層24とヘアライン層23とによってぼやけないで視認される。したがって、文字21が配置された回転角度において、発光表示している指針3が指示する位置を、より明確にできる。
なお、発光ダイオード51、52が消燈すると、文字盤2の前面側から入射した外来光をヘアライン層23とハーフミラー層24が反射して、文字盤2は金属調で視認され、図1において、文字21と目盛22と指針3は視認されない。
(第2実施形態)
第2実施形態では、図6に示すスピードメータ1Aの文字盤2Aにおいて、基板20の開口201Aは、指針3の先端部分の回転軌跡の形状を有する円弧部202Aと、直線部203とからなる。スピードメータ1Aは、請求項に記載の指針計器に相当し、開口201Aは、請求項に記載の第2開口に相当する。
これにより、発光表示している指針3の先端部分が、ハーフミラー層24とヘアライン層23とによってぼやけないで視認されるため、指針3の先端部分でない一部分の回転軌跡の形状を有する円弧部202の場合比較して、発光表示している指針3が指示する位置を、より明確にできる。
(第3実施形態)
第3実施形態では、図7に示すスピードメータ1Bの文字盤2Bにおいて、基板20Bに開口を形成しないで、図3に示した開口201と同じ形状で同じ位置に、ハーフミラー層24の開口241を形成する。また、基板20Bの前面(図7において左側の面)において開口241の前方側(図7において左側)には、ヘアライン層23を形成しない。
これにより、点燈している発光ダイオード51からの光は、図7に示す光路P4にしたがって、基板20Bを通して発光表示している指針3として視認される。光路P4の光が、ハーフミラー層24の光反射性とヘアライン層23の光散乱性の両方によって散乱しないため、発光表示している指針3は、光路P4の光において、即ち、開口241において、ぼやけないで視認される。したがって、開口241において、発光表示している指針3が指示する位置を明確にできる。
なお、ハーフミラー層24の代わりに、光透過性と光反射性を有するように調整した、例えば青色の半透過層とすることも可能である。この場合、発光ダイオード51を点燈して指針3を発光表示させると、青色の半透過層を通して発光表示している指針3が視認され、指針3の回転領域の一部を半透過層の開口とすれば、その開口において、発光表示している指針3が指示する位置を明確にできる。
また、この場合において、発光ダイオード51を消燈すると、文字盤の前面側から入射した外来光を半透過層が反射して、半透過層が青色で視認され、文字盤の背後の指針3が視認され難くなる。このようにして、上述と同様の効果を得ることができる。
また、ヘアライン層23の代わりに、微細な凹凸からなるシボ層や、皮革調の凹凸模様を、基板20,20Bに形成することも可能である。
本発明の第1実施形態によるスピードメータの正面図である。 図1中のII−II線の断面図である。 図2中のIII部の拡大図である。 基板の正面図である。 文字盤の正面図である。 本発明の第2実施形態によるスピードメータの正面図である。 本発明の第3実施形態によるスピードメータの断面拡大図である。
符号の説明
1、1A、1B スピードメータ(指針計器)、2,2A,2B 文字盤
20,20B 基板、201,201A 開口(第2開口)
202,202A 円弧部、203 直線部、21 文字、22 目盛
23 ヘアライン(凹凸層、光散乱層)、24 ハーフミラー層(半透過層)
241 開口(第1開口)、25 背景層(遮光層)、3 指針、31 遮光キャップ
4 ムーブメント、41 回転シャフト、51 発光ダイオード(光源)
52 発光ダイオード、6 プリント基板、7、8 ケース、9 透明カバー
3T 回転軌跡、3R 円弧、P1〜P4 光路

Claims (10)

  1. 光透過性と光反射性とを有する半透過層が光透過性の基板の前面または前記基板の裏面に形成されている文字盤と、
    前記文字盤の背後に配置され、前記文字盤の裏面に沿って回転する指針と、
    前記指針に光を入射させて前記指針を発光表示させる光源と、を備え、
    前記文字盤において前記指針が回転する回転領域を少なくとも包含する領域に前記半透過層を形成すると共に、前記回転領域の一部を前記半透過層の第1開口としていることを特徴とする指針計器。
  2. 前記基板において前記第1開口内の全面を貫通させて、前記基板の第2開口としていることを特徴とする請求項1に記載の指針計器。
  3. 前記第1開口の形状は、前記指針の一部分の回転軌跡であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の指針計器。
  4. 前記指針の前記一部分は、前記指針の先端部分であることを特徴とする請求項3に記載の指針計器。
  5. 前記第1開口の形状は、所定の回転角度に位置する前記指針の長手方向に直線状であ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計器。
  6. 前記指針の回転方向において前記第1開口の両側に遮光層を形成していることを特徴とする請求項5に記載の指針計器。
  7. 前記第1開口は、前記指針の先端より外周側に延出していることを特徴とする請求項6に記載の指針計器。
  8. 前記文字盤において前記半透過層の前面側に、光を散乱させる光散乱層を形成していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の指針計器。
  9. 前記光散乱層は、凹凸模様として形成された凹凸層であることを特徴とする請求項8に記載の指針計器。
  10. 前記半透過層は、ハーフミラー層であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の指針計器。
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