JP5053094B2 - 計器パネルアセンブリ - Google Patents

Description

発明の背景
発明の分野
本発明は、たとえばナビゲーションを目的として使用される計器パネルに関し、より特定的には車両の計器群の表示部を照明して美的寸法効果を生み出すための改良された技術に関する。

関連技術
典型的な自動車の計器群およびゲージは、すべての周囲照明条件の期間中、操作者の目にはっきりと見えるものでなければならない。たとえば、明るい太陽光線のある間でも夜間の運転中でも、運転者がゲージをはっきり読取ることができなければならない。このため、異なる構成要素に施された種々の色およびこれら構成要素の点灯または照明は、異なる条件に適応できなければならない。白熱灯照明、蛍光灯照明および液晶照明といった種々の照明技術を使用して、昼間および夜間双方のゲージ照明を行なえるようにしている。

計器装備に対する、視認性についての機能的要求に加え、車両のこの領域は、華々しく視覚的に印象的な表現を試みるデザイナーおよびスタイリストに人気の的である。このような印象的な様式化は、消費者が購入の判断を下す際の決定要因となることが多い。

このような様式的特徴は、計器群のハウジング内の、紫外線（ＵＶ）光源によって選択的にエネルギを与えることが可能な、蛍燐光体でコーティングされた表示部の使用を含む。蛍燐光体でコーティングされた表示部は、光で照らされると、エネルギが与えられていない状態の色とは異なる色を、観察者に対して示す。この計器群はこのようにして、エネルギが与えられると見た目に美しい表示を行なう。蛍燐光体またはそれ以外の紫外線感応表示部を含む先行技術の計器パネルの例は、１９９９年７月６日発行のCrary他への米国特許第５，９２０，１５０号において見出すことができる。それ以外の例は、２００２年１２月１２日公開のWojnarowskiへの米国特許公開第２００２／０１８６５５６号および２００４年９月３０日公開のStringfellowへの米国特許公開第２００４／０１８９４８３号において見出すことができる。これらの例すべてにおいて、紫外線照射を受ける表示部は、計器パネルハウジングの境界内にあり、紫外製光源から選択的にエネルギを受けて見た目に魅力的な効果を生む。

これら先行技術の例はすべて、計器群に対する注目、および、消費者の興味を引く種々の照明効果を全般的に訴えることを強調している。このように、これら先行技術が強調しているのは、すべての照明条件において運転者にはっきりと見えるとともに、様式的に印象的な視覚的表示を行なう機能的計器パネルの必要性である。

発明の概要
本発明は、たとえば自動車で使用可能なタイプの計器パネルアセンブリを含む。計器パネルアセンブリは、全体的に透明な前面スクリーンと後部領域と側壁とを有するハウジングを含み、これらは全体として内部領域の境界をなす。少なくとも１つのゲージは、ハウジングの内部領域内で後部領域に固定され、情報を前面観察スクリーンを通して観察者に伝える。蛍燐光体でコーティングされた表示部は、内部領域に配置され、紫外線放射を、放出されるルミネセンスの光に変換する。紫外線光源は、紫外線光をハウジングの内部領
域内に投射することにより、蛍燐光体でコーティングされた表示部を照射して、表示部からルミネセンスの光を放出させる。中間基板は、蛍燐光体でコーティングされた表示部を、ゲージから間隔を置くとともに後部領域と観察スクリーンとの間で吊り下げられた状態で保持し、蛍燐光体でコーティングされた表示部がルミネセンスの光を放出したときに内部領域内に美的寸法効果を生じさせる。すなわち、蛍燐光体でコーティングされた表示部が、ゲージおよび／または後部領域の上方に浮かんでいるまたは漂っているように見えることで、ある程度立体的またはホログラフィックの効果に似たものを生み出す。結果として、蛍燐光体でコーティングされた表示部が計器パネルアセンブリ内で照射されたときに、見た目に魅力のある視覚表示が生まれる。計器パネルアセンブリ内、特に自動車の計器パネルアセンブリ内における華やかで視覚的に印象的な表示を重視するので、本発明は長年にわたり意識されてきたが満たされなかった必要性を満たす技術を提供する。

本発明の上記およびそれ以外の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面とともに考慮すれば、より簡単に理解できるようになるであろう。

好ましい実施例の詳細な説明
図面を参照して、いくつかの図において同一のまたは対応する構成要素には同一の番号を付しており、情報を観察者に伝えるための計器パネルアセンブリは、図１において全体的に１０で示している。本発明の新規の特徴は、機械制御、航空術などを含むあらゆる使用分野における計器パネルアセンブリに適用可能であるが、本明細書では、自動車の設定の例において説明する。したがって、ここでの計器群１０は、ダッシュボード１２の下方およびステアリングホイール１４の後方で保護されており、これは、車両の応用例において人間工学的に好都合な場所であることがわかる。本発明の範囲に含まれる自動車以外の応用例で使用される場合、計器パネルアセンブリ１０を、異なる部品全体の中に配置してもよい。

次に図２および図３を参照して、示されている計器パネルアセンブリ１０は、全体として１６で示したハウジングを含む最も基本的な形である。ハウジング１６は、後部領域１８と、紫外線吸収または反射前面観察スクリーン２０とを含む。典型的には、前面観察スクリーン２０は、透明なアクリル材料から作られるが、それ以外の半透明または透明材料は、こうした材料が、目２２として示されるたとえば運転者といった観察者に対して紫外線を通さないという条件で、使用できる。ハウジング１６は、側壁２４および底部２６も含み、これらは、後部領域１８およびダッシュボード１２とともに、前面観察スクリーン２０を通して観察者２２から見える箱部分の境界を定める。この箱部分を以降内部領域と呼ぶ。

ハウジング１６内では、１つまたは２つ以上のゲージ２８が後部領域１８の上で支持されている。ゲージ２８は、速度計、回転速度計、表示画面などを含む周知の形状を取ることができる。示した例では、ゲージ２８は、針３０、針３０に沿うストライプ３２およびパターン形成されたゲージフィールド３４を含む。これらの構成部品は、ストロンチウム、亜鉛、硫化カドミウム、または、それ以外の、光エネルギを吸収し紫外線光に晒されると可視光線を放射する材料または顔料で、コーティングできる。異なる蛍燐光体材料および材料を混合したものを使用して異なる色の可視光線を放射させることができる。図２の例では、昼間（励起されていない）条件の間、ゲージフィールド３４の色は全般的に黄色がかっており、ポインタ３０は全般的に黒であり、ストライプ３２の外観は全般的に白である。しかしながら、照射される夜間条件では、蛍燐光体でコーティングされた表示部から放射される可視光線は変化する。たとえば、ゲージフィールド３４の色は大部分が青みを帯びた色であるとともに満月の上のクレーターを思わせるようなランダムな円を伴ない、針３０の色は大部分が赤であり、ストライプ３２の色は大部分が黄色である。ゲージ２
８の視覚的印象が少し太陽に似た印象から月に似た印象に変化する、昼間条件と夜間条件の間での色の変化は、結果として見た目に美しい表示である。

紫外線光源３６は、どこでも好都合な場所に置くことができるが、説明のために、示されている紫外線光源は、ハウジング１６内でダッシュボード１２の下側から吊り下げられている。紫外線光源３６から発生し得る可視光線が逃げるのを防ぐために、フィルタ３８を光源３６の前に配置する。好ましい実施例では、フィルタ３８は、予め定められた波長の紫外線のみを通す。たとえば、典型的な紫外線光の波長は３６５ｎｍである。したがって、エネルギが与えられると、紫外線光源３６は、ある波長範囲の光を発生し得るが、フィルタ３８は、３６５ｎｍの（または選択されるそれ以外の）波長の光のみを通して、この光がハウジング１６の内部に入るようにする。ハウジング１６内において、フィルタを通った紫外線光が蛍燐光体でコーティングされた表示部を照らすと、表示部は、光エネルギを吸収し次に可視光線を放射する。紫外線吸収（または反射）前面観察スクリーン２０は、一般的には観察者２２に対して透明であるが、有害な紫外線放射が観察者に届くことを防ぐ。したがって、観察者２２からは、光源３６から放出される紫外線光は全く検出できない。それでもなお、紫外線光は、ゲージフィールド３４、針３０およびストライプ３２を異なる可視光の色で光らせる。これにより、印象的な視覚効果が生まれる。

本発明によると、蛍燐光体でコーティングした、たとえば言葉または形状の形を取る追加の表示部４０を、ハウジング１６内の後部領域１８およびゲージ２８から間隔を置いた場所に設けることができる。必然ではないものの好ましくは、この技術により、蛍燐光体でコーティングされた表示部４０を、日中は人間の目に全く見えないかまたは少なくとも目立たないようにし、夜間はまたはそれ以外では紫外線光源３６からエネルギが与えられると見える（目立つ）ようにする。魅力的な寸法効果を得るために、蛍燐光体でコーティングされた表示部４０を、中間基板４２上で支持する。中間基板４２は、蛍燐光体でコーティングされた表示部４０を、ゲージ２８から間隔を置くとともに後部領域１８と前面観察スクリーン２０との間で吊り下げられた形で保持する。蛍燐光体でコーティングされた表示部４０が非常に薄いコーティングとして設けられかつ中間基板４２が実質的に透明の場合、蛍燐光体でコーティングされた表示部４０は、日中またはエネルギが与えられていない状態では、人間の目にほとんど見えないであろう。しかしながら、紫外線光源３６によってエネルギが与えられると、蛍燐光体でコーティングされた表示部４０はルミネセンスの光を放出し、観察者２２の通常の奥行き認識であれば、蛍燐光体でコーティングされた表示部がゲージ２８および後部領域１８の上方で空中に浮かんでいるまたは漂っているように見える。必然ではないが好ましくは、中間基板４２は、完全に紫外線光を通す板状のプラスチック材料を含む。したがって、中間基板４２は、後部領域１８全体を覆うが、透明であるために観察者は実質的に気付かない。後部領域１８と中間基板４２との間の距離に応じて、異なる視覚効果が得られ、その一部は、図２に示すように、エネルギが与えられた蛍燐光体でコーティングされた表示部４０によって後部領域１８および／またはゲージ２８の上に生じる影４４によるものである。

図４に、本発明の代替実施例として、内部領域において、先に述べた蛍燐光体でコーティングされた表示部４０から間隔を置いて配置される、第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部４６を含む実施例を示す。第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部４６は、第２の中間基板４８上で支持され、この中間基板は、先に述べた中間基板４２と同様、第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部４６を、ゲージ２８から間隔を置くとともに後部領域１８と観察スクリーン２０との間で吊り下げられた状態で保持する。先に述べた中間基板４２および第２の中間基板４８はどちらも、図から解るように、ハウジング１６内で内部領域の側壁２４から対向する側壁２４に延びる、同様の、実質的に透明な板状のプラスチック材料から製造される。基板４２、４８を平坦な部材にする必要はなく、むしろ凸状または凹状などの外形にして、寸法的な特色を、蛍燐光体でコーティングされた表
示部４０、４６の認識像に加えることができる。

引続き図４を参照して、第３の蛍燐光体でコーティングされた表示部５０を、内部領域内に配置し前面観察スクリーン２０に取付けることができる。第３の蛍燐光体でコーティングされた表示部５０は、前面観察スクリーン２０の内側の面上に配置されているので、紫外線光源３６からの光を受けてルミネセンスの光を放出できる。その結果、観察者２２にとって視覚的に興味深い、多次元的視覚効果が得られる。

次に図５を参照して、第２の紫外線光源５２を含む、本発明の第２の代替実施例を示す。第２の紫外線光源５２を用いて、ハウジング１６内に与える紫外線放射量を増すことができる、または、より好ましくは、第２の紫外線光源とともに、波長の異なる紫外線エネルギを通してハウジング１６内に与えるフィルタ５４を設けることができる。たとえば、先に述べた紫外線フィルタ３８を３５０ｎｍに設定する一方で、第２の紫外線フィルタ５４を３８５ｎｍに設定してもよい。この組合せを用いて、蛍燐光体でコーティングされた表示部を選択的に選び、波長３５０ｎｍの紫外線放射に反応する蛍燐光体材料が、波長３８５ｎｍの紫外線光の影響を受けないようにすることができる。この代替実施例の数多くの実用的および美的用途が容易に理解されるであろうが、このような応用例の１つは、第２の紫外線光源４２に、予め定められた条件が生じたときのみ、エネルギを与える。たとえば、図５では、「燃料少」（これは一例にすぎない）という言葉を表示する警告表示部５６は、第２の紫外線光源５２にエネルギが与えられたときのみ目に見える。したがって、この例では、第２の紫外線光源５２を作動的に燃料計に結合し、燃料レベルが予め定められた低レベルよりも低くなったときのみ、この紫外線光源にエネルギを与えるようにすることができる。励起されていない状態では、警告表示部５６は、観察者２２からは完全に透明（または少なくともかろうじて気付く程度）である。

同様に、別の情報表示部５８が、例として「走行中」という言葉を表示してもよい。情報表示部５８は、波長３５０ｎｍの紫外線光のみに反応してもよく、したがって、第１の紫外線光源３６にエネルギが与えられたときは目に見えるが、第２の紫外線光源５２にエネルギが与えられたときは目に見えない。第１の紫外線光源３６および第２の紫外線光源５２双方に同時にエネルギが与えられた場合、警告表示部５６および情報表示部５８はどちらも目に見える。同様に、図５では例として「ロゴ」という言葉で示される第３の蛍燐光体でコーティングされた表示部５０は、紫外線光源３６、５２のいずれとも異なる波長で動作する第３の紫外線光源(図示せず）に反応してもよい。例として、第３の蛍燐光体でコーティングされた表示部５０は、他の表示部５６、５８のいずれからも独立して、またはこれらと共に、活性化させることができる。さらに、警告表示部５６は情報表示部５８とは異なる波長の紫外線光に反応するため、これらを、同一の中間基板または図４に示した実施例のように別々の中間基板上で支持することができる。

第２の中間基板４８を、さまざまな構成において、図５に示すダブル光源の実施例と共に用いることができる。たとえば、第２の中間基板４８を、前面観察スクリーン２０と非常に良く似た紫外線吸収材料から作り、ダブル紫外線光源を、第２の中間基板４８の異なる側面で動作するように配置する。このようにして、種々の表示部５６、５８を条件付で活性化させるとともに、同じ波長の紫外線光源およびフィルタを使用することができる。この技術を、任意の数の中間基板および任意の数の紫外線光源と共に使用できる。

図６および図７は、本発明のさらに別の代替実施例を示し、紫外線光源３６’は、後部領域１８の後ろに配置される。この実施例では、透明な媒体に沈殿させた蛍燐光体に色を付ける、そうでなければこれを内部領域内の選択面に設ける。光源３６’から放出された紫外線光は、内部領域内の蛍燐光体材料にエネルギを与える、または少なくとも、フィルタ３８'を通過した特定の波長に反応する蛍燐光体でコーティングされた表示部に、エネ
ルギを与える。針３０’などの、一部または全体が暗くされ得る表示部については、紫外線光がすべての蛍燐光体面に到達して先の実施例に示したのと同様の結果が得られるよう、様々な技術を用いることができる。たとえば、針３０’に、必要な面に紫外線光を伝える機能を有する導波管６０を設けてもよい。この表示部の背面照明という概念を、図５に示したダブル光源を含む本発明の他の実施例と関連付けて使用することができる。

蛍燐光体でコーティングされた表示部４０、４６、５０、５６、５８について、蛍光型蛍燐光体、すなわち、紫外線光源にエネルギが与えられている間のみ可視光を放出するもの、という文脈で説明してきたが、蛍燐光体でコーティングされた表示部は、エネルギ源が断たれた後でも長くにわたって可視光を放出し続ける燐光型のものでもよい。燐光型材料を用いると、継続的な「オン」状態を維持する代わりに、紫外線光源３６をパルス状にできるであろう。

明らかに、上記教示に照らせば本発明に数多くの変形および変更を加えることができる。したがって、前掲の特許請求の範囲内において、本発明を、具体的に説明したのとは別の状態で実施し得ることがわかるであろう。

計器パネルアセンブリを含む車両内部の斜視図である。 計器パネルアセンブリ内で支持される蛍燐光体でコーティングされた表示部から生まれる寸法効果を示す図である。 本発明の第１の実施例に従う計器パネルアセンブリの簡略断面図である。 ハウジングの内部領域内にある第２および第３の蛍燐光体でコーティングされた表示部を含む第２の実施例の簡略断面図である。 図４に示した実施例の例の正面図である。 本発明の第３の実施例の簡略断面図であり、少なくとも１つの紫外線光源が、後部領域の後ろの場所から突出している。 ゲージの針の中に形成された導波管を示す、図６に示した線で囲まれた領域の拡大図である。

Claims (14)

1. 計器パネルアセンブリであって、
   全体的に透明な前面観察スクリーンと後部領域と側壁とを有するハウジングを含み、前記前面観察スクリーン、後部領域および側壁は全体として内部領域の境界をなし、さらに、
   前記内部領域内で前記後部領域に固定され、情報を前記前面観察スクリーンを通して観察者に伝える少なくとも１つのゲージと、
   前記内部領域に配置され、紫外線放射を、放出されるルミネセンスの光に変換する、第１の蛍燐光体でコーティングされた表示部と、
   紫外線光を前記ハウジングの前記内部領域内に投射し、前記第１の蛍燐光体でコーティングされた表示部を照射することにより、ルミネセンスの光を放出させる第１の紫外線光源と、
   前記第１の蛍燐光体でコーティングされた表示部を、前記ゲージから間隔を置くとともに前記後部領域と前記観察スクリーンとの間で吊り下げられた状態で保持する第１の中間基板とを含む、計器パネルアセンブリ。
2. 前記第１の中間基板は実質的に透明である、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記第１の中間基板は、前記ハウジングの対向する側壁の間に延在する板状のプラスチック材料を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
4. 前記前面観察スクリーンは紫外線放射を通さない、請求項１に記載のアセンブリ。
5. 前記内部領域の内側に配置され、前記第１の蛍燐光体でコーティングされた表示部から間隔を置いて設けられた第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部をさらに含む、請求項１に記載のアセンブリ。
6. 前記第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部を、前記ゲージから間隔を置くとともに前記後部領域と前記観察スクリーンとの間で吊り下げられた状態で保持する第２の中間基板をさらに含む、請求項５に記載のアセンブリ。
7. 前記第１の紫外線光源の波長と異なる波長の紫外線光を投射するための第２の紫外線光源をさらに含み、前記第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部は、前記第２の紫外線光源に反応するが前記第１の紫外線光源には反応しない、請求項６に記載のアセンブリ。
8. 前記内部領域に配置され、前記前面観察スクリーンに装着された第３の蛍燐光体でコーティングされた表示部をさらに含む、請求項１に記載のアセンブリ。
9. 前記ゲージは紫外線光を伝送するための導波管を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
10. 前記第１の紫外線光源と前記ハウジングの前記内部領域との間に配置され、予め定められた範囲の波長を有する紫外線光のみを前記内部領域に選択的に通す紫外線フィルタをさらに含む、請求項１に記載のアセンブリ。
11. 運転者に対してリアルタイム情報を表示するタイプの車両計器パネルアセンブリであって、前記アセンブリは、
    紫外線吸収材料から作られた全体的に透明な前面観察スクリーンと後部領域と側壁とを有するハウジングを含み、前記前面観察スクリーン、後部領域および側壁は全体として内部領域の境界をなし、さらに、
    前記内部領域内で前記後部領域に固定され、情報を前記前面観察スクリーンを通して運転者に伝える少なくとも１つのゲージと、
    前記内部領域に配置され、紫外線放射を、放出されるルミネセンスの光に変換する、第１の蛍燐光体でコーティングされた表示部と、
    選択的にエネルギが与えられ、紫外線光を前記ハウジングの前記内部領域内に投射し、前記第１の蛍燐光体でコーティングされた表示部を照射することにより、ルミネセンスの光を放出させる第１の紫外線光源と、
    前記第１の蛍燐光体でコーティングされた表示部を、前記ゲージから間隔を置くとともに前記後部領域と前記観察スクリーンとの間で吊り下げられた状態で保持する、実質的に透明な第１の中間基板とを含む、車両計器パネルアセンブリ。
12. 前記第１の紫外線光源と前記ハウジングの前記内部領域との間に配置され、予め定められた範囲の波長を有する紫外線光のみを選択的に通す紫外線フィルタをさらに含む、請求項１１に記載のアセンブリ。
13. 前記内部領域に配置され、前記第１の蛍燐光体でコーティングされた表示部から間隔を置いて設けられた第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部と、前記第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部を、前記ゲージから間隔を置くとともに前記後部領域と前記観察スクリーンとの間で吊り下げられた状態で保持する第２の中間基板とをさらに含む、請求項１１に記載のアセンブリ。
14. 前記第１の紫外線光源の波長と異なる波長の紫外線光を投射する第２の紫外線光源をさらに含み、前記第２の蛍燐光体でコーティングされた表示部は、前記第２の紫外線光源に反応するが前記第１の紫外線光源には反応しない、請求項１３に記載のアセンブリ。

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