車両用表示装置
【課題】部品点数増加、体格増加等を伴うことなしに、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供する。
【解決手段】透光性材質から略板状に形成され、且つその板厚方向を表示方向として配置された導光板と、導光板における表示方向とは反対側の面である裏面に形成される表示意匠部と、導光板内に光を入射するように配置された光源と、を備え、光源から発せられて導光板内を進行する光により表示意匠部を照射して表示意匠部を発光表示する車両用表示装置であって、裏面に反射層を設けるとともに、導光板における表示方向側の面である表面に半透過反射層を設ける構成としている。これにより、表示意匠部および表示意匠部に隣接して複数の表示意匠部虚像を視認させることができるので、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供することができる。
【解決手段】透光性材質から略板状に形成され、且つその板厚方向を表示方向として配置された導光板と、導光板における表示方向とは反対側の面である裏面に形成される表示意匠部と、導光板内に光を入射するように配置された光源と、を備え、光源から発せられて導光板内を進行する光により表示意匠部を照射して表示意匠部を発光表示する車両用表示装置であって、裏面に反射層を設けるとともに、導光板における表示方向側の面である表面に半透過反射層を設ける構成としている。これにより、表示意匠部および表示意匠部に隣接して複数の表示意匠部虚像を視認させることができるので、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関する情報を運転者に表示するために車両に搭載される、車両用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用表示装置として、例えば、透明材料からなる導光板に計器の目盛を形成するとともに、光源が発する光を導光板内へ入射させ、この光を目盛で反射させて視認させるように構成したものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４０９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の車両用表示装置においては、導光板の裏面側に目盛を形成している。このため、視認者の視認方向において、目盛と導光板の表面とで視認距離が異なり、それにより、目盛の立体感を強調することができる。しかしながら、目盛自体の見映えは平面的なものである。そのため、立体感をさらに強めるためには、たとえば、導光板を複数個積層する等の手段が考えられるが、部品点数増加、体格増加等の問題が生じる恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数増加、体格増加等を伴うことなしに、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、透光性材質から形成され、且つその板厚方向を表示方向として配置された導光板と、導光板の裏面に形成される表示意匠部と、導光板内に光を入射するように配置された光源と、を備え、光源から発せられて導光板内を進行する光により表示意匠部を照射して表示意匠部を発光表示する車両用表示装置であって、裏面に反射層を設けるとともに、導光板の表面に半透過反射層を設けることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、表示意匠部から発せられて導光板内を進行し半透過反射層に入射した光の一部は、半透過反射層を透過して表示方向に進行し、運転者等により表示意匠部の実像として視認される。また、表示意匠部から発せられて導光板内を進行し半透過反射層に入射した光の一部は、半透過反射層で反射して再び導光板内を進行し、導光板の裏面に設けられた反射層に入射し、そこで反射して再び導光板内を進行し半透過反射層に入射する。この入射光の一部は、半透過反射層を透過して表示方向に進行し、運転者等により表示意匠部の虚像として視認される。半透過反射層で反射した反射光が反射層に入射する入射点は表示意匠部から離れた位置になるので、運転者等は、表示意匠部の実像、およびこの実像の隣に結像された表示意匠部の虚像の両方を視認することになる。また、表示意匠部の虚像の光量は、反射を繰り返すことにより減少して表示意匠部の実像の光量より少なくなっているため、表示意匠部の虚像は、表示意匠部の実像に比べて低い輝度で視認される。さらに、反射層で反射して再び導光板内を進行し半透過反射層に入射した虚像光の一部は、半透過反射層で反射し反射層に入射しそこで反射して再度半透過反射層へ入射する。そして、この入射光の一部は半透過反射層を透過して表示方向へ進行し、一部は半透過反射層で反射して反射層へ向かう。これが繰り返されることで、表示意匠部の虚像は複数個間隔を隔てて結像される。そして、複数個の虚像は、実像から遠いものほど輝度が低く視認される。
【０００８】
以上説明した、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置における導光板上における表示意匠部の見え方についてまとめると、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置においては、表示意匠部の実像、およびこの実像に隣接して複数個の虚像が互いに略並行に視認されるとともに、それらの発光輝度は、実像が最大で、実像のすぐ隣の虚像はそれより低く、以降実像から遠ざかるに連れてだんだん低くなっている。すなわち、高輝度の表示意匠部の実像に隣接して複数の虚像がそれらの輝度が徐々に低下して、言い換えるとグラデーション状に並んで見える。このような見映えにより、表示意匠部は、立体感が強調されて視認される。ところで、このような見映えを得るための手段は、導光板の裏面側に反射層を、表面側に半透過反射層を形成する、という単純な構成とすることにあり、車両用表示装置を構成する部品点数の増加や体格の増大を一切伴わない。
【０００９】
したがって、部品点数増加、体格増加等を伴うことなしに、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、表示画像を構成する光である表示画像光を発する表示画像光形成手段を備え、表示画像光形成手段により表示画像光を導光板の表面に照射して表面上に表示画像の虚像を形成することを特徴とする。
【００１１】
従来の車両用表示装置では、導光板上に表示画像を形成し視認可能に表示する場合、導光板に表示画像を印刷等により形成するとともに導光板の背後に設置した光源から光を照射して表示画像を透過照明し発光表示する構成としていた。このため、導光板上に、表示画像とは異なる表示意匠を重ねて同時に発光表示することは非常に困難であり、これを実現するためには、導光板に対して表示画像および表示意匠を同時に形成可能な複雑な構造を採用し、且つそれらに対応した複数の光源を設置する等、複雑且つ大型の構造が必要であった。
【００１２】
そこで、請求項２に記載の発明のような構成とすれば、表示画像は導光板の表面上に虚像として形成されて視認されるので、導光板およびその背後には何ら設備を設ける必要がない。これにより、複雑且つ大型の構造を採ることなくして、導光板上に、表示画像とは異なる表示意匠を重ねて同時に表示することが可能となり、車両用表示装置の見映えをより斬新なものとすることができる。また、導光板上の表示スペースを有効に活用することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記表示画像は、車両が備える機器の作動状態を視認可能に指示するインジケータあるいはウォーニングであることを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、導光板上におけるインジケータあるいはウォーニングの表示位置を、最適な位置に常に容易に設定することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、導光板の板厚は、少なくとも表示意匠部を包含する領域において変化していることを特徴とする。
【００１６】
導光板の板厚が一様であるときは、表示意匠部から出射した光が半透過反射層上で反射し、続いて反射層上で反射し再度半透過反射層上で反射することを繰り返す場合、半透過反射層における入射角（＝出射角）は、毎回等しい。同時に、反射層における入射角（＝出射角）も、半透過反射層における入射角（＝出射角）と等しく、且つ毎回等しい。これにより、導光板上に結像される複数個の虚像の間隔および大きさ（長さ、幅等）はほぼ等しくなっている。
【００１７】
これに対して、導光板の板厚が少なくとも表示意匠部を包含する領域において変化しているときは、導光板の板厚が変化している部分においては、表示意匠部から出射した光が半透過反射層上で反射し、続いて反射層上で反射し再度半透過反射層上で反射することを繰り返す場合、半透過反射層における入射角（＝出射角）は、毎回等しくはならずに変化する。たとえば、徐々に大きくなる、あるいは小さくなる。また、反射層における入射角（＝出射角）も、半透過反射層における入射角（＝出射角）とは異なるとともに、且つ毎回変化する。たとえば、徐々に大きくなる、あるいは小さくなる。これにより、導光板上に結像される複数個の虚像の間隔および大きさ（長さ、幅等）も変化する。たとえば、間隔が徐々に大きく（または小さく）なったり、長さが徐々に長く（または短く）なったり、することになる。
【００１８】
これにより、導光板上における表示意匠部の見映えの立体感を強調すると同時に、より変化に富んだ見映えを得ることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、導光板の裏面および表面の少なくとも一方は曲面状に形成されることを特徴とする車両用表示装置とした。
【００２０】
この発明によれば、導光板が、凹レンズあるいは凸レンズのような働きをすることになる。そうすると、表示意匠部の複数の虚像は、導光板の凹レンズ効果あるいは凸レンズ効果により形状が変形されて視認されることになる。したがって、表示意匠部の実像に隣接して複数の虚像を結像させることに加えて、虚像の形状が導光板の凹レンズ効果あるいは凸レンズ効果により変形されるので、立体感が強調されるとともに、より変化に富んだ見映えの車両用表示装置を提供することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、表示意匠部は、指針計器の目盛および数字の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、液晶表示器を備え、導光板は、表示方向において液晶表示器の前方、且つ表示方向において液晶表示器と部分的に重なるように配置されることを特徴とする。
【００２３】
一般的に、液晶表示器は、実際に画像が形成される画面の周囲に電極が配置されるスペースを、額縁のように備えている。この発明によれば、導光板を、表示方向において液晶表示器の前方、且つ表示方向において液晶表示器と部分的に重ねて、たとえば、上述した電極が配置されるスペースに重ねて配置すれば、導光板と液晶表示器の表示画面とが、連続して一体的に視認されることになる。したがって、導光板上における表示意匠部が立体感に富む見映えで視認されると同時に、その表示意匠部に近接して液晶表示器の表示画面が配置されることにより、液晶表示器の表示画面の見映えを、より立体感に富むものとすることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、光源の発光色を切り替え可能としたことを特徴とする。
【００２５】
これにより、導光板に形成される表示意匠部の見映えをより立体感に富むものとするのに加えて、表示意匠部の発光色を切り替えることができるので、車両用表示装置の見映えを斬新なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータの構造を示す部分断面図であり、図２中のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータの導光板の平面形状を示す図であり、図１中のＩＩ矢視図である。
【図３】導光板内において光源から照射された光が目盛で反射した後の進路を説明する模式図である。
【図４】本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータにおける目盛の見え方を説明する模式図であり、図２中のＩＶ部拡大図である。
【図５】本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータにおけるアンビエント表示部の正面図である。
【図６】本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータにおけるアンビエント表示部の構造を示す図であり、図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態によるコンビネーションメータにおけるアンビエント表示部の正面図である。
【図８】本発明の第三実施形態によるコンビネーションメータにおけるアンビエント表示部の構造を示す図であり、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２８】
（第一実施形態）
車両用表示装置であるコンビネーションメータ１は、それが搭載されている車両に関する情報を運転者が視認可能に表示する表示部を複数備えており、車両の室内に設けられたインスツルメントパネル（図示せず）内に収容され、正面側を運転席側に向けて配置されている。
【００２９】
本発明を、コンビネーションメータ１が備える表示部のひとつである指針計器２に適用した場合を例にとり、以下に説明する。
【００３０】
指針計器２は、たとえば、車両の走行速度あるいはエンジン回転速度等を、指針および指針が指示する目盛により表示する計器である。指針計器２は、図１に示すように、導光板３、導光板３に形成された表示意匠部である目盛４、指針８および指針８を回転させるアクチュエータとしてのムーブメント９等から構成されている。
【００３１】
導光板３は、透光性材質である無色透明の樹脂材料から、図２に示すような平面形状に、すなわち略扇形に形成されている。導光板３は、指針計器２において、図1に示すように、その板厚方向を表示方向Ｄとして配置されている。表示方向Ｄの先には運転席（図示せず）があり、運転者は、指針計器２を図１の左側から視認する。図２において中央の扇の要に相当する部分には、後述するムーブメント９のシャフト９１を貫通させるための貫通孔３３が形成されている。コンビネーションメータ１の完成状態において、シャフト９１は、貫通孔３３のほぼ中心に位置している。導光板３の表示方向Ｄと反対側の面である裏面３２には、図２に示すように、表示意匠部である目盛４が形成されている。目盛４は、導光板３の裏面３２上に、たとえば、印刷を施すことにより形成される。目盛４は、図２に示すように、複数個が貫通孔３３を中心として放射状に配置されている。目盛４が形成された裏面３２には、図１に示すように、反射層６が設けられている。反射層６は、裏面３２の全域に施されている。反射層６は、光を高効率で反射する性質を有する層により形成され、たとえば、導光板３の裏面３２にめっき、コーティング、塗装等を施すこと、あるいは、薄い膜を貼り付けることにより形成される。一方、導光板３の表面３１には、図１に示すように、半透過反射層７が設けられている。半透過反射層７は、そこに入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有している。すなわち、導光板３内を進行した光が表面３１の半透過反射層７に入射すると、その一部は半透過反射層７を透過して導光板３の外へ進み、一部は、半透過反射層７で反射して再び導光板３内を進行する。半透過反射層７は、たとえば、導光板３の表面３１に、入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有する物質によるめっき、コーティング等を施すこと、あるいは、入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有する薄い膜を貼り付けること等により形成される。導光板３は、その板厚が、図１に示すように、外周側から中心側、つまり扇形の外周側から中心側に向かうに連れて徐々に減少するように形成されている。さらに、導光板３は、表示方向Ｄに向かって凹であるように湾曲した形状に形成されている。すなわち、導光板３の表面３１は、図１に示すように、表示方向Ｄに向かって凹である凹面状に形成されるとともに、導光板３の裏面３２は表示方向Ｄと反対方向に向かって凸である凸面状に形成されている。そして、扇形の導光板３の周方向における端部には、図２に示すように、に、光源である発光ダイオード５が取り付けられている。発光ダイオード５は、発光ダイオード５が発する光が、図２中の矢印で示すように導光板３内に入射し進行するように取り付けられている。
【００３２】
導光板３の裏面３２側には、図１に示すように回路基板１０が配置されている。回路基板１０には図示しない回路素子が実装されており、コンビネーションメータ１の電気回路部を構成している。上述した発光ダイオード５も、回路基板１０に電気的に接続されている。
【００３３】
導光板３の裏面３２側には、図１に示すようにムーブメント９が配置されている。ムーブメント９は、電流をシャフト９１の回転トルクに変換して、指針８を回転させるためのものであり、交差コイル式モータ、あるいはステッピングモータ等として構成されている。シャフト９１の先端には、図１に示すように、指針８が固定されており、指針８は、シャフト９１と一体的に回転する。ムーブメント９は、図１に示すように、回路基板１０に実装されている。指針計器２が指示する物理量の大きさに応じた電気信号がムーブメント９に入力されると、それに対応した角度だけシャフト９１が回転し、それと同時に指針８が導光板３の表面３１に沿って回転して、指針８および目盛４により物理量の大きさが運転者に対して視認可能に指示される。
【００３４】
以上説明した導光板３、回路基板１０、ムーブメント９は、図１に示すように、ケース１１内に収容保持されている。
【００３５】
次に、本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴的構成である、表面３１に半透過反射層７を設け且つ裏面３２に反射層６を設けた導光板３の作用効果、主には、導光板３に設けられた目盛４の見え方に及ぼす効果について説明する。
【００３６】
目盛４が、発光ダイオード５から発せられて導光板３を進行した光は、やがて目盛４を照射する。目盛４に入射したこの照射光は、目盛４で反射する。この反射光は、図３に示すように、半透過反射層７に入射するが、その一部は半透過反射層７を透過して導光板３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進む。運転者は、この光を視認することにより、図４に示すように、目盛４を実像として視認する。半透過反射層７に入射した目盛４で反射した反射光の一部は、半透過反射層７で反射して、図３に示すように、再び導光板３内を進行して反射層６に入射する。そして反射層６で反射して導光板3内を進行して半透過反射層７に入射する。この光の一部は、半透過反射層７を透過して導光板３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進む。運転者は、この光を視認することにより、図４に示すように、目盛４の虚像４ｉ１として視認する。ここで、虚像４ｉ１は、図４に示すように、目盛４の実像と一部が重なるとともに、その長さが実像４の長さより延長されて視認される。一方、半透過反射層７に入射した光の一部は、半透過反射層７で反射して、図３に示すように、再び導光板３内を進行して反射層６に入射する。このように、目盛４からの反射光は、導光板3内において半透過反射層７および反射層６間で反射を繰り返す。そして、半透過反射層７に入射するたびに、入射光の一部が半透過反射層７を透過して導光板３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進み運転者に虚像として視認される。すなわち、図３に示すように、虚像４ｉ２、虚像４ｉ３が視認される。また、目盛４からの反射光が半透過反射層７を透過して導光板３の外方へ出射するが、その出射光の光量は、目盛４の実像の場合が最大であり、虚像４ｉ１、虚像４ｉ２、虚像４ｉ３、の順に少なくなっている。したがって、運転者が導光板３を見たときに、目盛４の実像が最も明るく見え、虚像４ｉ１、虚像４ｉ２、虚像４ｉ３、の順に暗くなって見える。
【００３７】
ところで、導光板３は、その板厚が、図１に示すように、外周側から中心側、つまり扇形の外周側から中心側に向かうに連れて徐々に減少するように形成されている。一方、目盛４は、その長手方向を扇形の導光板３の径方向と位置させて配置されている。つまり、目盛４の長手方向が導光板３における板厚変化方向とほぼ一致している。このため、隣接する実像および虚像の長さの差、および隣接する虚像および虚像の長さの差は、等しくならずに、実像４と虚像４ｉ１との間、虚像４ｉ１と虚像４ｉ２との間、虚像４ｉ２と虚像４ｉ３との間の長さが、図４に示すように、それぞれ、ｌ１、ｌ２、ｌ３と徐々に短くなっている。さらに、実像４、虚像４ｉ１、虚像４ｉ２および虚像４ｉ３それぞれの明るさは、実像４→虚像４ｉ１→虚像４ｉ２→虚像４ｉ３の順番で暗くなっている。
【００３８】
したがって、導光板３に設けられた目盛４は、その実像４に部分的に重なりつつ複数の虚像４ｉ１〜４ｉ３が見え、それらの虚像の明るさが実像４から離れるほど暗くなるとともに、複数の虚像４ｉ１〜４ｉ３の長さ増加率が一定ではなく徐々に小さくなっていることにより、目盛４の立体感が強調されて見える。
【００３９】
また、本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータ１によれば、一枚の導光板３の表面３１に半透過反射層７を、裏面３２に反射層６をそれぞれ設ける、という単純な構成により、目盛４の見映えをより立体感に富むものとする効果が得られるので、部品点数増加、体格増加等を伴うことなしに、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供することができる。
【００４０】
（第二実施形態）
図５および図６に示す本発明の第二実施形態は、本発明を、第一実施形における指針計器２に換えて、アンビエント表示部１２に適用したものである。アンビエント表示部１２は、運転者が、車両の作動状態をより直感的に認識できることを目指したものである。具体的には、図５に示す略四辺形の導光板１３全体領域を発行させるとともに、その発光状態、たとえば発光色、発光輝度、連続発光⇔点滅等を切り替えることにより、車両の作動状態を表示するものである。
【００４１】
以下に、本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１の構造について説明する。
【００４２】
アンビエント表示部１２は、図６に示すように、見返し板２２の開口２２ａの背後（表示方向Ｄと反対側）に形成されており、運転者は、この開口２２ａを通してアンビエント表示部１２を視認する。導光板１３は、透光性材質である無色透明の樹脂材料から、略長方形に形成されている。導光板３の表示方向Ｄと反対側の面である裏面１３２には、図６に示すように、表示意匠部である装飾線１４が形成されている。装飾線１４は、導光板１３の裏面１３２上に、たとえば、印刷を施すことにより形成される。装飾線１４が形成された裏面１３２には、図６に示すように、反射層６が設けられている。反射層６は、裏面１３２の全域に施されている。反射層６は、光を高効率で反射する性質を有する層により形成され、たとえば、導光板１３の裏面１３２にめっき、コーティング、塗装等を施すこと、あるいは、薄い膜を貼り付けることにより形成される。一方、導光板１３の表面１３１には、図６に示すように、半透過反射層７が設けられている。半透過反射層７は、そこに入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有している。すなわち、導光板１３内を進行した光が表面１３１の半透過反射層７に入射すると、その一部は半透過反射層７を透過して導光板１３の外へ進み、一部は、半透過反射層７で反射して再び導光板１３内を進行する。半透過反射層７は、たとえば、導光板１３の表面１３１に、入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有する物質によるめっき、コーティング等を施すこと、あるいは、半透過反射の性質を有する薄い膜を貼り付けること等により形成される。導光板１３は、その板厚が、図６に示すように、装飾線１４が施された側から遠ざかるに連れて徐々に減少するように形成されている。そして、導光板３の装飾線１４側の端部には、図６に示すように、光源である発光ダイオード５が取り付けられている。発光ダイオード５は、発光ダイオード５が発する光が、図６中の矢印で示すように導光板１３内に入射し進行するように取り付けられている。
【００４３】
導光板１３の裏面１３２側には、図６に示すように回路基板１０が配置されている。回路基板１０には図示しない回路素子が実装されており、コンビネーションメータ１の電気回路部を構成している。上述した発光ダイオード５も、回路基板１０に電気的に接続されている。
【００４４】
見返し板２２の背後には、図６に示すように、導光体２０が配置されている。導光体２０は、透光性材質である無色透明の樹脂材料から形成されている。導光体２０は、図６に示すように、導光板１３の表面１３１に対向し、且つ表示方向Ｄにおいて見返し板２２の開口２２ａから見えないように設置されている。このため、運転者がコンビネーションメータ１を見たときに、見返し板２２の開口２２ａを介して導光板１３だけが見え、導光体２０は見えない。導光板２０の見返し板２２と反対側の端部には、図６に示すように、光源である発光ダイオード２１が、それが発する光が導光体２０内に入射可能に配置されている。発光ダイオード２１は、回路基板１０に実装されている。
【００４５】
導光体２０には、図６に示すように、表示画像であるフォグランプインジケータ１６が設けられている。フォグランプインジケータ１６は、自動車が備えるフォグランプ（図示せず）が点灯中である間発光表示され、それにより、運転者にフォグランプが点灯中であることを認識させるものである。本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１において、フォグランプインジケータ１６は、導光体２０の導光板１３側表面に、図５中において符号１6ｉで示される図形の背景部分に遮光層１９を、たとえば塗装あるいは印刷等を施して形成される。これにより、発光ダイオード２１が点灯されると、発光ダイオード２１から発した光が導光体２０内を進行しフォグランプインジケータ１６から出射する。つまり、図５中において符号１９ｉで示される図形が発光表示される。この光は導光板１３に入射し、そこで反射して、図６に示すように、表示方向Ｄへ進行する。これにより、運転者は、アンビエント表示部１２上にフォグランプインジケータ１６の虚像１６ｉを視認する。なお、本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１では、表示画像として、上述したフォグランプインジケータ１６の他に、図５に示すように、ターンシグナルインジケータ１７（虚像１７ｉ）、バッテリ電圧ウォーニング１８(虚像１８ｉ)が設けられている。ターンシグナルインジケータ１７は、自動車が備えるターンシグナルランプ（図示せず）が点滅作動中であるときに、それと同期して点滅表示するものである。バッテリ電圧ウォーニング１８は、自動車が備えるバッテリ（図示せず）の電圧があらかじめ決められた値以下となると点灯表示される。ターンシグナルインジケータ１７およびバッテリ電圧ウォーニング１８は、それぞれ発光表示させるための発光ダイオード（図示せず）を備え、それぞれを独立して表示あるいは非表示とすることができる。
【００４６】
次に、本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴的構成である、表面１３１に半透過反射層７を設け且つ裏面１３２に反射層６を設けた導光板３の作用効果、すなわち、導光板１３に設けられた装飾線１４の見え方、および、フォグランプインジケータ１６等の表示構造の効果について説明する。
【００４７】
はじめに、導光板１３に設けられた装飾線１４の見え方について説明する。装飾線１４が、発光ダイオード１５から発せられて導光板１３を進行した光は、やがて装飾線１４を照射する。装飾線１４に入射したこの照射光は、装飾線１４で反射する。この反射光は、図６に示すように、半透過反射層７に入射するが、その一部は半透過反射層７を透過して導光板１３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進む。運転者は、この光を視認することにより、図４に示すように、装飾線１４を実像として視認する。半透過反射層７に入射した装飾線１４で反射した反射光の一部は、半透過反射層７で反射して、図６に示すように、再び導光板１３内を進行して反射層６に入射する。そして反射層６で反射して導光板１３内を進行して半透過反射層７に入射する。この光の一部は、半透過反射層７を透過して導光板１３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進む。運転者は、この光を視認することにより、図５に示すように、装飾線１４の虚像１４ｉ１として視認する。一方、半透過反射層７に入射した光の一部は、半透過反射層７で反射して、図６に示すように、再び導光板１３内を進行して反射層６に入射する。このように、装飾線１４からの反射光は、導光板１３内において半透過反射層７および反射層６間で反射を繰り返す。そして、半透過反射層７に入射するたびに、入射光の一部が半透過反射層７を透過して導光板１３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進み運転者に虚像として視認される。すなわち、図６に示すように、虚像１４ｉ２、虚像１４ｉ３、虚像１４ｉ４が導光板１３上に結像され、それらが運転者により図５に示すように視認される。また、装飾線１４からの反射光が半透過反射層７を透過して導光板１３の外方へ出射するが、その出射光の光量は、装飾線１４の実像の場合が最大であり、虚像１４ｉ１、虚像１４ｉ２、虚像１４ｉ３、虚像１４ｉ４の順に少なくなっている。したがって、運転者が導光板１３を見たときに、装飾線１４の実像１４が最も明るく見え、虚像１４ｉ１、虚像１４ｉ２、虚像１４ｉ３、虚像１４ｉ４の順に暗くなって見える。
【００４８】
ところで、導光板１３は、その板厚が、図６に示すように、回路基板１０側から見返し板２２側に向かうに連れて徐々に減少するように形成されている。一方、装飾線１４は、その長手方向を導光板１３の板厚変化方向と直交するように配置されている。つまり、装飾線１４の長手方向が導光板１３における板厚変化方向とほぼ一致している。これにより、装飾線１４、および複数の虚像１４ｉ１、１４ｉ２、１４ｉ３、１４ｉ４は、互いに平行、且つ隣接する実像および虚像の間隔、および隣接する虚像同士の間隔が、等しくならずに、実像から離れるに連れて小さくなっている。さらに、実像１４、虚像１４ｉ１、虚像１４ｉ２、虚像１４ｉ３および虚像１４ｉ４それぞれの明るさは、実像４→虚像１４ｉ１→虚像１４ｉ２→虚像１４ｉ３→虚像１４ｉ４の順番で暗くなっている。
【００４９】
したがって、導光板１３に設けられた装飾線１４は、その実像４に加え実像１４と並んで複数の虚像１４ｉ１〜１４ｉ４が見える。また、実像４および虚像１４ｉ１〜１４ｉ４の発光輝度は、実像１４がもっとも明るく、0複数の虚像１４ｉ１〜１４ｉ４においては実像１４から離れるほど暗くなる。さらに、ほぼ平行に並んだ実像４および虚像１４ｉ１〜１４ｉ４の間隔は、実像１４から離れるにしたがって徐々に小さくなっている。以上により、装飾線１４の立体感が強調されて見えることにより、アンビエント表示部１２の見映えを立体感により富むものとすることができる。発光ダイオード１５を、複数種類の発光色を備える形式のものを用いる、あるいは、発光ダイオード１５として、互いに異なる発光色の発光ダイオードを複数用いることにより、実像１４および虚像１４ｉ１〜１４ｉ４の表示色を切り替えてアンビエント表示することができる。
【００５０】
続いて、フォグランプインジケータ１６等の表示構造の効果について説明する。本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１におけるフォグランプインジケータ１６は、導光体２０から、フォグランプインジケータ１６の図形形状をした表示光をアンビエント表示部１２の導光板１３に照射し、そこで表示方向Ｄへ向かって反射させることにより、導光板１３上に虚像１６ｉを結像して視認させるものである。したがって、導光板１３自体およびその背後にフォグランプインジケータ１６を表示させるための部材を設ける必要がない。これにより、複雑且つ大型の構造を採ることなく、且つ容易に、導光板１３上にアンビエント表示画像である装飾線１４とは異なるフォグランプインジケータ１６を重ねて同時に表示することが可能となり、コンビネーションメータ１の見映えをより斬新なものとすることができる。また、導光板１３上の表示スペースを有効に活用することもできる。
【００５１】
（第三実施形態）
図７および図８に示す本発明の第三実施形態は、先に説明した、第二実施形におけるアンビエント表示部１２に隣接して、図７に示すように、液晶表示器２４を備えるデジタルスピードメータ２３を配置したものである。
【００５２】
以下に、本発明の第三実施形態によるコンビネーションメータ１の構造について説明する。なお、第三実施形態において、アンビエント表示部１２の構成、およびその見映えに及ぼす効果は、第二実施形態の場合とまったく同様であるので説明は省略し、デジタルスピードメータ２３の構成およびデジタルスピードメータ２３とアンビエント表示部１２との位置関係について説明する。
【００５３】
デジタルスピードメータ２３において、車速を指示する数字を表示する表示部材である液晶表示器２４は、図７に示すように、多数の画素が縦横に配置されてなる画像表示部２４ａと、画像表示部２４ａの外周に配置され各画素に通電する導電部材が設けられた電極部２４ｂとから構成されている。液晶表示器２４の背後には、図８に示すように、画像表示部２４ａを透過照明するための光源、たとえば発光ダイオード２５が配置されている。発光ダイオード２５は、回路基板１０に実装されている。液晶表示器２４および回路基板１０は、図８に示すように、ケース２６に収容保持されている。
【００５４】
アンビエント表示器１２の主要部品である導光板１３は、その一部を、表示方向Ｄにおいて液晶表示器２４の一部と重ねて配置されている。詳しくは、図７および図８に示すように、導光板１３は、表示方向Ｄにおいて液晶表示器２４よりも前側（運転者側）、且つ液晶表示器２４の電極部２４ｂを覆うようにして配置されている。また、液晶表示器２４および導光板１３の前面側には、図８に示すように見返し板２２が配置されている。見返し板２２は、図７および図８に示すように、液晶表示器２４の電極部２４ｂを覆うようにして配置されている。
【００５５】
以上のような構成により、液晶表示器２４の電極部２４ｂは視認されず、液晶表示器２４の画像表示部２４ａに隣接して直ぐにアンビエント表示部１２が視認される。これにより、アンビエント表示部１２の見映えを立体感により富むものとすることができると同時に、その相乗効果により、デジタルスピードメータ２３の見映えも立体感に富むものとすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ コンビネーションメータ（車両用表示装置）
２ 指針計器
３ 導光板
３１ 表面
３２ 裏面
４ 目盛（表示意匠部）
４ｉ，４ｉ１，１４ｉ２，１４ｉ３ 虚像
５ 発光ダイオード（光源）
６ 反射層
７ 半透過反射層
８ 指針
９ ムーブメント
９１ シャフト
１０ 回路基盤
１１ ケース
１２ アンビエント表示部
１３ 導光板
１３１ 表面
１３２ 裏面
１４ 装飾線（表示意匠部）
１４ｉ１，１１４ｉ２，１１４ｉ３，１４ｉ４ 虚像
１５ 発光ダイオード（光源）
１６ フォグランプインジケータ（表示画像）
１６ｉ 虚像
１７ ターンシグナルインジケータ（表示画像）
１７ｉ 虚像
１８ バッテリ電圧ウォーニング（表示画像）
１８ｉ 虚像
１９ 遮光層
２０ 導光体
２１ 発光ダイオード
２２ 見返し板
２２ａ 開口
２３ デジタルスピードメータ
２４ 液晶表示器
２４ａ 画像表示部
２４ｂ 電極部
２５ 発光ダイオード
２６ ケース
Ｄ 表示方向
ｔ１，ｔ２ 板厚
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関する情報を運転者に表示するために車両に搭載される、車両用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用表示装置として、例えば、透明材料からなる導光板に計器の目盛を形成するとともに、光源が発する光を導光板内へ入射させ、この光を目盛で反射させて視認させるように構成したものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４０９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の車両用表示装置においては、導光板の裏面側に目盛を形成している。このため、視認者の視認方向において、目盛と導光板の表面とで視認距離が異なり、それにより、目盛の立体感を強調することができる。しかしながら、目盛自体の見映えは平面的なものである。そのため、立体感をさらに強めるためには、たとえば、導光板を複数個積層する等の手段が考えられるが、部品点数増加、体格増加等の問題が生じる恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数増加、体格増加等を伴うことなしに、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、透光性材質から形成され、且つその板厚方向を表示方向として配置された導光板と、導光板の裏面に形成される表示意匠部と、導光板内に光を入射するように配置された光源と、を備え、光源から発せられて導光板内を進行する光により表示意匠部を照射して表示意匠部を発光表示する車両用表示装置であって、裏面に反射層を設けるとともに、導光板の表面に半透過反射層を設けることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、表示意匠部から発せられて導光板内を進行し半透過反射層に入射した光の一部は、半透過反射層を透過して表示方向に進行し、運転者等により表示意匠部の実像として視認される。また、表示意匠部から発せられて導光板内を進行し半透過反射層に入射した光の一部は、半透過反射層で反射して再び導光板内を進行し、導光板の裏面に設けられた反射層に入射し、そこで反射して再び導光板内を進行し半透過反射層に入射する。この入射光の一部は、半透過反射層を透過して表示方向に進行し、運転者等により表示意匠部の虚像として視認される。半透過反射層で反射した反射光が反射層に入射する入射点は表示意匠部から離れた位置になるので、運転者等は、表示意匠部の実像、およびこの実像の隣に結像された表示意匠部の虚像の両方を視認することになる。また、表示意匠部の虚像の光量は、反射を繰り返すことにより減少して表示意匠部の実像の光量より少なくなっているため、表示意匠部の虚像は、表示意匠部の実像に比べて低い輝度で視認される。さらに、反射層で反射して再び導光板内を進行し半透過反射層に入射した虚像光の一部は、半透過反射層で反射し反射層に入射しそこで反射して再度半透過反射層へ入射する。そして、この入射光の一部は半透過反射層を透過して表示方向へ進行し、一部は半透過反射層で反射して反射層へ向かう。これが繰り返されることで、表示意匠部の虚像は複数個間隔を隔てて結像される。そして、複数個の虚像は、実像から遠いものほど輝度が低く視認される。
【０００８】
以上説明した、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置における導光板上における表示意匠部の見え方についてまとめると、本発明の請求項１に記載の車両用表示装置においては、表示意匠部の実像、およびこの実像に隣接して複数個の虚像が互いに略並行に視認されるとともに、それらの発光輝度は、実像が最大で、実像のすぐ隣の虚像はそれより低く、以降実像から遠ざかるに連れてだんだん低くなっている。すなわち、高輝度の表示意匠部の実像に隣接して複数の虚像がそれらの輝度が徐々に低下して、言い換えるとグラデーション状に並んで見える。このような見映えにより、表示意匠部は、立体感が強調されて視認される。ところで、このような見映えを得るための手段は、導光板の裏面側に反射層を、表面側に半透過反射層を形成する、という単純な構成とすることにあり、車両用表示装置を構成する部品点数の増加や体格の増大を一切伴わない。
【０００９】
したがって、部品点数増加、体格増加等を伴うことなしに、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、表示画像を構成する光である表示画像光を発する表示画像光形成手段を備え、表示画像光形成手段により表示画像光を導光板の表面に照射して表面上に表示画像の虚像を形成することを特徴とする。
【００１１】
従来の車両用表示装置では、導光板上に表示画像を形成し視認可能に表示する場合、導光板に表示画像を印刷等により形成するとともに導光板の背後に設置した光源から光を照射して表示画像を透過照明し発光表示する構成としていた。このため、導光板上に、表示画像とは異なる表示意匠を重ねて同時に発光表示することは非常に困難であり、これを実現するためには、導光板に対して表示画像および表示意匠を同時に形成可能な複雑な構造を採用し、且つそれらに対応した複数の光源を設置する等、複雑且つ大型の構造が必要であった。
【００１２】
そこで、請求項２に記載の発明のような構成とすれば、表示画像は導光板の表面上に虚像として形成されて視認されるので、導光板およびその背後には何ら設備を設ける必要がない。これにより、複雑且つ大型の構造を採ることなくして、導光板上に、表示画像とは異なる表示意匠を重ねて同時に表示することが可能となり、車両用表示装置の見映えをより斬新なものとすることができる。また、導光板上の表示スペースを有効に活用することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記表示画像は、車両が備える機器の作動状態を視認可能に指示するインジケータあるいはウォーニングであることを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、導光板上におけるインジケータあるいはウォーニングの表示位置を、最適な位置に常に容易に設定することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、導光板の板厚は、少なくとも表示意匠部を包含する領域において変化していることを特徴とする。
【００１６】
導光板の板厚が一様であるときは、表示意匠部から出射した光が半透過反射層上で反射し、続いて反射層上で反射し再度半透過反射層上で反射することを繰り返す場合、半透過反射層における入射角（＝出射角）は、毎回等しい。同時に、反射層における入射角（＝出射角）も、半透過反射層における入射角（＝出射角）と等しく、且つ毎回等しい。これにより、導光板上に結像される複数個の虚像の間隔および大きさ（長さ、幅等）はほぼ等しくなっている。
【００１７】
これに対して、導光板の板厚が少なくとも表示意匠部を包含する領域において変化しているときは、導光板の板厚が変化している部分においては、表示意匠部から出射した光が半透過反射層上で反射し、続いて反射層上で反射し再度半透過反射層上で反射することを繰り返す場合、半透過反射層における入射角（＝出射角）は、毎回等しくはならずに変化する。たとえば、徐々に大きくなる、あるいは小さくなる。また、反射層における入射角（＝出射角）も、半透過反射層における入射角（＝出射角）とは異なるとともに、且つ毎回変化する。たとえば、徐々に大きくなる、あるいは小さくなる。これにより、導光板上に結像される複数個の虚像の間隔および大きさ（長さ、幅等）も変化する。たとえば、間隔が徐々に大きく（または小さく）なったり、長さが徐々に長く（または短く）なったり、することになる。
【００１８】
これにより、導光板上における表示意匠部の見映えの立体感を強調すると同時に、より変化に富んだ見映えを得ることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、導光板の裏面および表面の少なくとも一方は曲面状に形成されることを特徴とする車両用表示装置とした。
【００２０】
この発明によれば、導光板が、凹レンズあるいは凸レンズのような働きをすることになる。そうすると、表示意匠部の複数の虚像は、導光板の凹レンズ効果あるいは凸レンズ効果により形状が変形されて視認されることになる。したがって、表示意匠部の実像に隣接して複数の虚像を結像させることに加えて、虚像の形状が導光板の凹レンズ効果あるいは凸レンズ効果により変形されるので、立体感が強調されるとともに、より変化に富んだ見映えの車両用表示装置を提供することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、表示意匠部は、指針計器の目盛および数字の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、液晶表示器を備え、導光板は、表示方向において液晶表示器の前方、且つ表示方向において液晶表示器と部分的に重なるように配置されることを特徴とする。
【００２３】
一般的に、液晶表示器は、実際に画像が形成される画面の周囲に電極が配置されるスペースを、額縁のように備えている。この発明によれば、導光板を、表示方向において液晶表示器の前方、且つ表示方向において液晶表示器と部分的に重ねて、たとえば、上述した電極が配置されるスペースに重ねて配置すれば、導光板と液晶表示器の表示画面とが、連続して一体的に視認されることになる。したがって、導光板上における表示意匠部が立体感に富む見映えで視認されると同時に、その表示意匠部に近接して液晶表示器の表示画面が配置されることにより、液晶表示器の表示画面の見映えを、より立体感に富むものとすることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、光源の発光色を切り替え可能としたことを特徴とする。
【００２５】
これにより、導光板に形成される表示意匠部の見映えをより立体感に富むものとするのに加えて、表示意匠部の発光色を切り替えることができるので、車両用表示装置の見映えを斬新なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータの構造を示す部分断面図であり、図２中のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータの導光板の平面形状を示す図であり、図１中のＩＩ矢視図である。
【図３】導光板内において光源から照射された光が目盛で反射した後の進路を説明する模式図である。
【図４】本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータにおける目盛の見え方を説明する模式図であり、図２中のＩＶ部拡大図である。
【図５】本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータにおけるアンビエント表示部の正面図である。
【図６】本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータにおけるアンビエント表示部の構造を示す図であり、図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態によるコンビネーションメータにおけるアンビエント表示部の正面図である。
【図８】本発明の第三実施形態によるコンビネーションメータにおけるアンビエント表示部の構造を示す図であり、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２８】
（第一実施形態）
車両用表示装置であるコンビネーションメータ１は、それが搭載されている車両に関する情報を運転者が視認可能に表示する表示部を複数備えており、車両の室内に設けられたインスツルメントパネル（図示せず）内に収容され、正面側を運転席側に向けて配置されている。
【００２９】
本発明を、コンビネーションメータ１が備える表示部のひとつである指針計器２に適用した場合を例にとり、以下に説明する。
【００３０】
指針計器２は、たとえば、車両の走行速度あるいはエンジン回転速度等を、指針および指針が指示する目盛により表示する計器である。指針計器２は、図１に示すように、導光板３、導光板３に形成された表示意匠部である目盛４、指針８および指針８を回転させるアクチュエータとしてのムーブメント９等から構成されている。
【００３１】
導光板３は、透光性材質である無色透明の樹脂材料から、図２に示すような平面形状に、すなわち略扇形に形成されている。導光板３は、指針計器２において、図1に示すように、その板厚方向を表示方向Ｄとして配置されている。表示方向Ｄの先には運転席（図示せず）があり、運転者は、指針計器２を図１の左側から視認する。図２において中央の扇の要に相当する部分には、後述するムーブメント９のシャフト９１を貫通させるための貫通孔３３が形成されている。コンビネーションメータ１の完成状態において、シャフト９１は、貫通孔３３のほぼ中心に位置している。導光板３の表示方向Ｄと反対側の面である裏面３２には、図２に示すように、表示意匠部である目盛４が形成されている。目盛４は、導光板３の裏面３２上に、たとえば、印刷を施すことにより形成される。目盛４は、図２に示すように、複数個が貫通孔３３を中心として放射状に配置されている。目盛４が形成された裏面３２には、図１に示すように、反射層６が設けられている。反射層６は、裏面３２の全域に施されている。反射層６は、光を高効率で反射する性質を有する層により形成され、たとえば、導光板３の裏面３２にめっき、コーティング、塗装等を施すこと、あるいは、薄い膜を貼り付けることにより形成される。一方、導光板３の表面３１には、図１に示すように、半透過反射層７が設けられている。半透過反射層７は、そこに入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有している。すなわち、導光板３内を進行した光が表面３１の半透過反射層７に入射すると、その一部は半透過反射層７を透過して導光板３の外へ進み、一部は、半透過反射層７で反射して再び導光板３内を進行する。半透過反射層７は、たとえば、導光板３の表面３１に、入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有する物質によるめっき、コーティング等を施すこと、あるいは、入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有する薄い膜を貼り付けること等により形成される。導光板３は、その板厚が、図１に示すように、外周側から中心側、つまり扇形の外周側から中心側に向かうに連れて徐々に減少するように形成されている。さらに、導光板３は、表示方向Ｄに向かって凹であるように湾曲した形状に形成されている。すなわち、導光板３の表面３１は、図１に示すように、表示方向Ｄに向かって凹である凹面状に形成されるとともに、導光板３の裏面３２は表示方向Ｄと反対方向に向かって凸である凸面状に形成されている。そして、扇形の導光板３の周方向における端部には、図２に示すように、に、光源である発光ダイオード５が取り付けられている。発光ダイオード５は、発光ダイオード５が発する光が、図２中の矢印で示すように導光板３内に入射し進行するように取り付けられている。
【００３２】
導光板３の裏面３２側には、図１に示すように回路基板１０が配置されている。回路基板１０には図示しない回路素子が実装されており、コンビネーションメータ１の電気回路部を構成している。上述した発光ダイオード５も、回路基板１０に電気的に接続されている。
【００３３】
導光板３の裏面３２側には、図１に示すようにムーブメント９が配置されている。ムーブメント９は、電流をシャフト９１の回転トルクに変換して、指針８を回転させるためのものであり、交差コイル式モータ、あるいはステッピングモータ等として構成されている。シャフト９１の先端には、図１に示すように、指針８が固定されており、指針８は、シャフト９１と一体的に回転する。ムーブメント９は、図１に示すように、回路基板１０に実装されている。指針計器２が指示する物理量の大きさに応じた電気信号がムーブメント９に入力されると、それに対応した角度だけシャフト９１が回転し、それと同時に指針８が導光板３の表面３１に沿って回転して、指針８および目盛４により物理量の大きさが運転者に対して視認可能に指示される。
【００３４】
以上説明した導光板３、回路基板１０、ムーブメント９は、図１に示すように、ケース１１内に収容保持されている。
【００３５】
次に、本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴的構成である、表面３１に半透過反射層７を設け且つ裏面３２に反射層６を設けた導光板３の作用効果、主には、導光板３に設けられた目盛４の見え方に及ぼす効果について説明する。
【００３６】
目盛４が、発光ダイオード５から発せられて導光板３を進行した光は、やがて目盛４を照射する。目盛４に入射したこの照射光は、目盛４で反射する。この反射光は、図３に示すように、半透過反射層７に入射するが、その一部は半透過反射層７を透過して導光板３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進む。運転者は、この光を視認することにより、図４に示すように、目盛４を実像として視認する。半透過反射層７に入射した目盛４で反射した反射光の一部は、半透過反射層７で反射して、図３に示すように、再び導光板３内を進行して反射層６に入射する。そして反射層６で反射して導光板3内を進行して半透過反射層７に入射する。この光の一部は、半透過反射層７を透過して導光板３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進む。運転者は、この光を視認することにより、図４に示すように、目盛４の虚像４ｉ１として視認する。ここで、虚像４ｉ１は、図４に示すように、目盛４の実像と一部が重なるとともに、その長さが実像４の長さより延長されて視認される。一方、半透過反射層７に入射した光の一部は、半透過反射層７で反射して、図３に示すように、再び導光板３内を進行して反射層６に入射する。このように、目盛４からの反射光は、導光板3内において半透過反射層７および反射層６間で反射を繰り返す。そして、半透過反射層７に入射するたびに、入射光の一部が半透過反射層７を透過して導光板３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進み運転者に虚像として視認される。すなわち、図３に示すように、虚像４ｉ２、虚像４ｉ３が視認される。また、目盛４からの反射光が半透過反射層７を透過して導光板３の外方へ出射するが、その出射光の光量は、目盛４の実像の場合が最大であり、虚像４ｉ１、虚像４ｉ２、虚像４ｉ３、の順に少なくなっている。したがって、運転者が導光板３を見たときに、目盛４の実像が最も明るく見え、虚像４ｉ１、虚像４ｉ２、虚像４ｉ３、の順に暗くなって見える。
【００３７】
ところで、導光板３は、その板厚が、図１に示すように、外周側から中心側、つまり扇形の外周側から中心側に向かうに連れて徐々に減少するように形成されている。一方、目盛４は、その長手方向を扇形の導光板３の径方向と位置させて配置されている。つまり、目盛４の長手方向が導光板３における板厚変化方向とほぼ一致している。このため、隣接する実像および虚像の長さの差、および隣接する虚像および虚像の長さの差は、等しくならずに、実像４と虚像４ｉ１との間、虚像４ｉ１と虚像４ｉ２との間、虚像４ｉ２と虚像４ｉ３との間の長さが、図４に示すように、それぞれ、ｌ１、ｌ２、ｌ３と徐々に短くなっている。さらに、実像４、虚像４ｉ１、虚像４ｉ２および虚像４ｉ３それぞれの明るさは、実像４→虚像４ｉ１→虚像４ｉ２→虚像４ｉ３の順番で暗くなっている。
【００３８】
したがって、導光板３に設けられた目盛４は、その実像４に部分的に重なりつつ複数の虚像４ｉ１〜４ｉ３が見え、それらの虚像の明るさが実像４から離れるほど暗くなるとともに、複数の虚像４ｉ１〜４ｉ３の長さ増加率が一定ではなく徐々に小さくなっていることにより、目盛４の立体感が強調されて見える。
【００３９】
また、本発明の第一実施形態によるコンビネーションメータ１によれば、一枚の導光板３の表面３１に半透過反射層７を、裏面３２に反射層６をそれぞれ設ける、という単純な構成により、目盛４の見映えをより立体感に富むものとする効果が得られるので、部品点数増加、体格増加等を伴うことなしに、立体感に富む見映えを有する車両用表示装置を提供することができる。
【００４０】
（第二実施形態）
図５および図６に示す本発明の第二実施形態は、本発明を、第一実施形における指針計器２に換えて、アンビエント表示部１２に適用したものである。アンビエント表示部１２は、運転者が、車両の作動状態をより直感的に認識できることを目指したものである。具体的には、図５に示す略四辺形の導光板１３全体領域を発行させるとともに、その発光状態、たとえば発光色、発光輝度、連続発光⇔点滅等を切り替えることにより、車両の作動状態を表示するものである。
【００４１】
以下に、本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１の構造について説明する。
【００４２】
アンビエント表示部１２は、図６に示すように、見返し板２２の開口２２ａの背後（表示方向Ｄと反対側）に形成されており、運転者は、この開口２２ａを通してアンビエント表示部１２を視認する。導光板１３は、透光性材質である無色透明の樹脂材料から、略長方形に形成されている。導光板３の表示方向Ｄと反対側の面である裏面１３２には、図６に示すように、表示意匠部である装飾線１４が形成されている。装飾線１４は、導光板１３の裏面１３２上に、たとえば、印刷を施すことにより形成される。装飾線１４が形成された裏面１３２には、図６に示すように、反射層６が設けられている。反射層６は、裏面１３２の全域に施されている。反射層６は、光を高効率で反射する性質を有する層により形成され、たとえば、導光板１３の裏面１３２にめっき、コーティング、塗装等を施すこと、あるいは、薄い膜を貼り付けることにより形成される。一方、導光板１３の表面１３１には、図６に示すように、半透過反射層７が設けられている。半透過反射層７は、そこに入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有している。すなわち、導光板１３内を進行した光が表面１３１の半透過反射層７に入射すると、その一部は半透過反射層７を透過して導光板１３の外へ進み、一部は、半透過反射層７で反射して再び導光板１３内を進行する。半透過反射層７は、たとえば、導光板１３の表面１３１に、入射した光の一部を透過させるとともに一部を反射する性質を有する物質によるめっき、コーティング等を施すこと、あるいは、半透過反射の性質を有する薄い膜を貼り付けること等により形成される。導光板１３は、その板厚が、図６に示すように、装飾線１４が施された側から遠ざかるに連れて徐々に減少するように形成されている。そして、導光板３の装飾線１４側の端部には、図６に示すように、光源である発光ダイオード５が取り付けられている。発光ダイオード５は、発光ダイオード５が発する光が、図６中の矢印で示すように導光板１３内に入射し進行するように取り付けられている。
【００４３】
導光板１３の裏面１３２側には、図６に示すように回路基板１０が配置されている。回路基板１０には図示しない回路素子が実装されており、コンビネーションメータ１の電気回路部を構成している。上述した発光ダイオード５も、回路基板１０に電気的に接続されている。
【００４４】
見返し板２２の背後には、図６に示すように、導光体２０が配置されている。導光体２０は、透光性材質である無色透明の樹脂材料から形成されている。導光体２０は、図６に示すように、導光板１３の表面１３１に対向し、且つ表示方向Ｄにおいて見返し板２２の開口２２ａから見えないように設置されている。このため、運転者がコンビネーションメータ１を見たときに、見返し板２２の開口２２ａを介して導光板１３だけが見え、導光体２０は見えない。導光板２０の見返し板２２と反対側の端部には、図６に示すように、光源である発光ダイオード２１が、それが発する光が導光体２０内に入射可能に配置されている。発光ダイオード２１は、回路基板１０に実装されている。
【００４５】
導光体２０には、図６に示すように、表示画像であるフォグランプインジケータ１６が設けられている。フォグランプインジケータ１６は、自動車が備えるフォグランプ（図示せず）が点灯中である間発光表示され、それにより、運転者にフォグランプが点灯中であることを認識させるものである。本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１において、フォグランプインジケータ１６は、導光体２０の導光板１３側表面に、図５中において符号１6ｉで示される図形の背景部分に遮光層１９を、たとえば塗装あるいは印刷等を施して形成される。これにより、発光ダイオード２１が点灯されると、発光ダイオード２１から発した光が導光体２０内を進行しフォグランプインジケータ１６から出射する。つまり、図５中において符号１９ｉで示される図形が発光表示される。この光は導光板１３に入射し、そこで反射して、図６に示すように、表示方向Ｄへ進行する。これにより、運転者は、アンビエント表示部１２上にフォグランプインジケータ１６の虚像１６ｉを視認する。なお、本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１では、表示画像として、上述したフォグランプインジケータ１６の他に、図５に示すように、ターンシグナルインジケータ１７（虚像１７ｉ）、バッテリ電圧ウォーニング１８(虚像１８ｉ)が設けられている。ターンシグナルインジケータ１７は、自動車が備えるターンシグナルランプ（図示せず）が点滅作動中であるときに、それと同期して点滅表示するものである。バッテリ電圧ウォーニング１８は、自動車が備えるバッテリ（図示せず）の電圧があらかじめ決められた値以下となると点灯表示される。ターンシグナルインジケータ１７およびバッテリ電圧ウォーニング１８は、それぞれ発光表示させるための発光ダイオード（図示せず）を備え、それぞれを独立して表示あるいは非表示とすることができる。
【００４６】
次に、本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴的構成である、表面１３１に半透過反射層７を設け且つ裏面１３２に反射層６を設けた導光板３の作用効果、すなわち、導光板１３に設けられた装飾線１４の見え方、および、フォグランプインジケータ１６等の表示構造の効果について説明する。
【００４７】
はじめに、導光板１３に設けられた装飾線１４の見え方について説明する。装飾線１４が、発光ダイオード１５から発せられて導光板１３を進行した光は、やがて装飾線１４を照射する。装飾線１４に入射したこの照射光は、装飾線１４で反射する。この反射光は、図６に示すように、半透過反射層７に入射するが、その一部は半透過反射層７を透過して導光板１３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進む。運転者は、この光を視認することにより、図４に示すように、装飾線１４を実像として視認する。半透過反射層７に入射した装飾線１４で反射した反射光の一部は、半透過反射層７で反射して、図６に示すように、再び導光板１３内を進行して反射層６に入射する。そして反射層６で反射して導光板１３内を進行して半透過反射層７に入射する。この光の一部は、半透過反射層７を透過して導光板１３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進む。運転者は、この光を視認することにより、図５に示すように、装飾線１４の虚像１４ｉ１として視認する。一方、半透過反射層７に入射した光の一部は、半透過反射層７で反射して、図６に示すように、再び導光板１３内を進行して反射層６に入射する。このように、装飾線１４からの反射光は、導光板１３内において半透過反射層７および反射層６間で反射を繰り返す。そして、半透過反射層７に入射するたびに、入射光の一部が半透過反射層７を透過して導光板１３の外方へ出射し、表示方向Ｄに進み運転者に虚像として視認される。すなわち、図６に示すように、虚像１４ｉ２、虚像１４ｉ３、虚像１４ｉ４が導光板１３上に結像され、それらが運転者により図５に示すように視認される。また、装飾線１４からの反射光が半透過反射層７を透過して導光板１３の外方へ出射するが、その出射光の光量は、装飾線１４の実像の場合が最大であり、虚像１４ｉ１、虚像１４ｉ２、虚像１４ｉ３、虚像１４ｉ４の順に少なくなっている。したがって、運転者が導光板１３を見たときに、装飾線１４の実像１４が最も明るく見え、虚像１４ｉ１、虚像１４ｉ２、虚像１４ｉ３、虚像１４ｉ４の順に暗くなって見える。
【００４８】
ところで、導光板１３は、その板厚が、図６に示すように、回路基板１０側から見返し板２２側に向かうに連れて徐々に減少するように形成されている。一方、装飾線１４は、その長手方向を導光板１３の板厚変化方向と直交するように配置されている。つまり、装飾線１４の長手方向が導光板１３における板厚変化方向とほぼ一致している。これにより、装飾線１４、および複数の虚像１４ｉ１、１４ｉ２、１４ｉ３、１４ｉ４は、互いに平行、且つ隣接する実像および虚像の間隔、および隣接する虚像同士の間隔が、等しくならずに、実像から離れるに連れて小さくなっている。さらに、実像１４、虚像１４ｉ１、虚像１４ｉ２、虚像１４ｉ３および虚像１４ｉ４それぞれの明るさは、実像４→虚像１４ｉ１→虚像１４ｉ２→虚像１４ｉ３→虚像１４ｉ４の順番で暗くなっている。
【００４９】
したがって、導光板１３に設けられた装飾線１４は、その実像４に加え実像１４と並んで複数の虚像１４ｉ１〜１４ｉ４が見える。また、実像４および虚像１４ｉ１〜１４ｉ４の発光輝度は、実像１４がもっとも明るく、0複数の虚像１４ｉ１〜１４ｉ４においては実像１４から離れるほど暗くなる。さらに、ほぼ平行に並んだ実像４および虚像１４ｉ１〜１４ｉ４の間隔は、実像１４から離れるにしたがって徐々に小さくなっている。以上により、装飾線１４の立体感が強調されて見えることにより、アンビエント表示部１２の見映えを立体感により富むものとすることができる。発光ダイオード１５を、複数種類の発光色を備える形式のものを用いる、あるいは、発光ダイオード１５として、互いに異なる発光色の発光ダイオードを複数用いることにより、実像１４および虚像１４ｉ１〜１４ｉ４の表示色を切り替えてアンビエント表示することができる。
【００５０】
続いて、フォグランプインジケータ１６等の表示構造の効果について説明する。本発明の第二実施形態によるコンビネーションメータ１におけるフォグランプインジケータ１６は、導光体２０から、フォグランプインジケータ１６の図形形状をした表示光をアンビエント表示部１２の導光板１３に照射し、そこで表示方向Ｄへ向かって反射させることにより、導光板１３上に虚像１６ｉを結像して視認させるものである。したがって、導光板１３自体およびその背後にフォグランプインジケータ１６を表示させるための部材を設ける必要がない。これにより、複雑且つ大型の構造を採ることなく、且つ容易に、導光板１３上にアンビエント表示画像である装飾線１４とは異なるフォグランプインジケータ１６を重ねて同時に表示することが可能となり、コンビネーションメータ１の見映えをより斬新なものとすることができる。また、導光板１３上の表示スペースを有効に活用することもできる。
【００５１】
（第三実施形態）
図７および図８に示す本発明の第三実施形態は、先に説明した、第二実施形におけるアンビエント表示部１２に隣接して、図７に示すように、液晶表示器２４を備えるデジタルスピードメータ２３を配置したものである。
【００５２】
以下に、本発明の第三実施形態によるコンビネーションメータ１の構造について説明する。なお、第三実施形態において、アンビエント表示部１２の構成、およびその見映えに及ぼす効果は、第二実施形態の場合とまったく同様であるので説明は省略し、デジタルスピードメータ２３の構成およびデジタルスピードメータ２３とアンビエント表示部１２との位置関係について説明する。
【００５３】
デジタルスピードメータ２３において、車速を指示する数字を表示する表示部材である液晶表示器２４は、図７に示すように、多数の画素が縦横に配置されてなる画像表示部２４ａと、画像表示部２４ａの外周に配置され各画素に通電する導電部材が設けられた電極部２４ｂとから構成されている。液晶表示器２４の背後には、図８に示すように、画像表示部２４ａを透過照明するための光源、たとえば発光ダイオード２５が配置されている。発光ダイオード２５は、回路基板１０に実装されている。液晶表示器２４および回路基板１０は、図８に示すように、ケース２６に収容保持されている。
【００５４】
アンビエント表示器１２の主要部品である導光板１３は、その一部を、表示方向Ｄにおいて液晶表示器２４の一部と重ねて配置されている。詳しくは、図７および図８に示すように、導光板１３は、表示方向Ｄにおいて液晶表示器２４よりも前側（運転者側）、且つ液晶表示器２４の電極部２４ｂを覆うようにして配置されている。また、液晶表示器２４および導光板１３の前面側には、図８に示すように見返し板２２が配置されている。見返し板２２は、図７および図８に示すように、液晶表示器２４の電極部２４ｂを覆うようにして配置されている。
【００５５】
以上のような構成により、液晶表示器２４の電極部２４ｂは視認されず、液晶表示器２４の画像表示部２４ａに隣接して直ぐにアンビエント表示部１２が視認される。これにより、アンビエント表示部１２の見映えを立体感により富むものとすることができると同時に、その相乗効果により、デジタルスピードメータ２３の見映えも立体感に富むものとすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ コンビネーションメータ（車両用表示装置）
２ 指針計器
３ 導光板
３１ 表面
３２ 裏面
４ 目盛（表示意匠部）
４ｉ，４ｉ１，１４ｉ２，１４ｉ３ 虚像
５ 発光ダイオード（光源）
６ 反射層
７ 半透過反射層
８ 指針
９ ムーブメント
９１ シャフト
１０ 回路基盤
１１ ケース
１２ アンビエント表示部
１３ 導光板
１３１ 表面
１３２ 裏面
１４ 装飾線（表示意匠部）
１４ｉ１，１１４ｉ２，１１４ｉ３，１４ｉ４ 虚像
１５ 発光ダイオード（光源）
１６ フォグランプインジケータ（表示画像）
１６ｉ 虚像
１７ ターンシグナルインジケータ（表示画像）
１７ｉ 虚像
１８ バッテリ電圧ウォーニング（表示画像）
１８ｉ 虚像
１９ 遮光層
２０ 導光体
２１ 発光ダイオード
２２ 見返し板
２２ａ 開口
２３ デジタルスピードメータ
２４ 液晶表示器
２４ａ 画像表示部
２４ｂ 電極部
２５ 発光ダイオード
２６ ケース
Ｄ 表示方向
ｔ１，ｔ２ 板厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材質から形成され、且つその板厚方向を表示方向として配置された導光板と、
前記導光板の裏面に形成される表示意匠部と、
前記導光板内に光を入射するように配置された光源と、を備え、
前記光源から発せられて前記導光板内を進行する光により前記表示意匠部を照射して前記表示意匠部を発光表示する車両用表示装置であって、
前記裏面に反射層を設けるとともに、前記導光板の表面に半透過反射層を設けることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
表示画像を構成する光である表示画像光を発する表示画像光形成手段を備え、
前記表示画像光形成手段により前記表示画像光を前記導光板の前記表面に照射して前記表面上に前記表示画像の虚像を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記表示画像は、車両が備える機器の作動状態を視認可能に指示するインジケータあるいはウォーニングであることを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記導光板の板厚は、少なくとも前記表示意匠部を包含する領域において変化していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記導光板の前記裏面および前記表面の少なくとも一方は曲面状に形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記表示意匠部は、指針計器の目盛および数字の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項７】
液晶表示器を備え、
前記導光板は、前記表示方向において前記液晶表示器の前方、且つ前記表示方向において前記液晶表示器と部分的に重なるように配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項８】
前記光源の発光色を切り替え可能としたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項１】
透光性材質から形成され、且つその板厚方向を表示方向として配置された導光板と、
前記導光板の裏面に形成される表示意匠部と、
前記導光板内に光を入射するように配置された光源と、を備え、
前記光源から発せられて前記導光板内を進行する光により前記表示意匠部を照射して前記表示意匠部を発光表示する車両用表示装置であって、
前記裏面に反射層を設けるとともに、前記導光板の表面に半透過反射層を設けることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
表示画像を構成する光である表示画像光を発する表示画像光形成手段を備え、
前記表示画像光形成手段により前記表示画像光を前記導光板の前記表面に照射して前記表面上に前記表示画像の虚像を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記表示画像は、車両が備える機器の作動状態を視認可能に指示するインジケータあるいはウォーニングであることを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記導光板の板厚は、少なくとも前記表示意匠部を包含する領域において変化していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記導光板の前記裏面および前記表面の少なくとも一方は曲面状に形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記表示意匠部は、指針計器の目盛および数字の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項７】
液晶表示器を備え、
前記導光板は、前記表示方向において前記液晶表示器の前方、且つ前記表示方向において前記液晶表示器と部分的に重なるように配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【請求項８】
前記光源の発光色を切り替え可能としたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の車両用表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−９３１２０（Ｐ２０１２−９３１２０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３８６９４（Ｐ２０１０−２３８６９４）
【出願日】平成２２年１０月２５日（２０１０．１０．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２５日（２０１０．１０．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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