(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に照明光源設置用の穴部が形成され、該穴部に設置の照明光源から出射された放射状光束を平行光束に変換して伝搬させる入射面が前記穴部の周壁に形成され、前記平行光束を表面側に向けて反射する環状反射面が厚さ方向裏面側に厚さ方向に関して階段状かつ前記穴部に関して同心状に形成され、前記厚さ方向表面側に前記反射光束によって照明される計器用表示パネルが配設され、前記照明光源に近い側と前記照明光源から遠い側とでの照明光量の均一化を図るために、前記階段状に形成された環状反射面の厚さ方向幅が前記照明光源から遠ざかるに伴って大きくされており、前記穴部は指針の回動支軸が貫通する挿通孔に対して偏心した位置に形成され、
厚さ方向表面側には前記反射面により反射された反射光束を表面に対して垂直に出射するように反射光束を偏向するフレネルレンズ群が設けられ、該フレネルレンズ群は前記穴部を中心として同心に設けられた正の角度を有する環状のフレネルレンズ素体群と前記穴部を中心として同心に設けられた負の角度を有する環状のフレネルレンズ素体群とからなることを特徴とする偏平ライトガイド盤。
【請求項２】
前記挿通孔の近傍に前記平行光束の一部を指針に向けて反射する反射面が形成されている請求項１に記載の偏平ライトガイド盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置付き指示計器、ことに、自動車用の照明装置付き指示計器の薄型化を図るのに好適の偏平ライトガイド盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、速度計、回転計、燃料計、水温計等の自動車用の指示計器には計器文字板の背面から計器文字板を照明すると共に、指針を照明するものが知られている。図１は照明装置付き指示計器の概略図を示しており、その図１において、１は筺体、２はムーブメント、３は計器文字板、４は指針、５、６は照明光源としてのバルブ、７、８はライトガイド部材、９は指針指示用の回動支軸である。バルブ５、６から出射された照明光の一部は、矢印Ｐ１で示すようにライトガイド部材７、８内を伝搬されて指針４に導かれ、その指針４を照明する。また、バルブ５、６から出射された残余の照明光は、矢印Ｐ２で示すようにその計器文字板３を背面から直接照明すると共に、矢印Ｐ３で示すように筺体１の内部の壁面で乱反射されて間接的に計器文字板３を照明する。
【０００３】
この従来の照明装置付き指示計器では、計器文字板３がバルブ５、６からの照明光により直接的、あるいは間接的に照明されるため、計器文字板３への照明光の導光経路が複雑で、均一に計器文字板３を照明することが困難であり、計器文字板３の照明ムラが起こり、計器文字板３を一様な明るさで見ることができないという不都合がある。
【０００４】
そこで、この種の照明装置付き指示計器では、計器文字板３の背面に到達する照明光の光量が多い箇所と到達する照明光の光量が少ない箇所とで一様な明るさで計器文字板３を見ることができるように網目スクリーン等の手法により調光印刷を施している（例えば、特公昭５３−２０６５号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の照明装置付き指示計器では、各車種毎に計器文字板３の大きさ、バルブ５、６の配設位置等の仕様が異なるため、各車種毎に網目スクリーン等の手法による調光印刷を試行錯誤的に施さなければならず、かつ、ライトガイド部材７、８の各車種に対する共用化を図り難いという問題点がある。また、車両のインストルメントパネルには、電子化が進展した今日、ナビゲータ用のモニター等の各種電子機器が搭載され、照明装置付き指示計器の設置空間が制約され、照明装置付き指示計器それ自体の薄型化も要望されている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、調光印刷を行わなくとも計器文字板を一様に照明することができかつ薄型化を図るのに好適の偏平ライトガイド盤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の偏平ライトガイド盤は、厚さ方向に照明光源設置用の穴部が形成され、該穴部に設置の照明光源から出射された放射状光束を平行光束に変換して伝搬させる入射面が前記穴部の周壁に形成され、前記平行光束を表面側に向けて反射する環状反射面が厚さ方向裏面側に厚さ方向に関して階段状かつ前記穴部に関して同心状に形成され、前記厚さ方向表面側に前記反射光束によって照明される計器用表示パネルが配設され、前記照明光源に近い側と前記照明光源から遠い側とでの照明光量の均一化を図るために、前記階段状に形成された環状反射面の厚さ方向幅が前記照明光源から遠ざかるに伴って大きくされており、前記穴部は指針の回動支軸が貫通する挿通孔に対して偏心した位置に形成され、厚さ方向表面側には前記反射面により反射された反射光束を表面に対して垂直に出射するように反射光束を偏向するフレネルレンズ群が設けられ、該フレネルレンズ群は前記穴部を中心として同心に設けられた正の角度を有する環状のフレネルレンズ素体群と前記穴部を中心として同心に設けられた負の角度を有する環状のフレネルレンズ素体群とからなることを特徴とする。
請求項２に記載の偏平ライトガイド盤は、前記挿通孔の近傍に前記平行光束の一部を指針に向けて反射する反射面が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
偏平ライトガイド盤には、厚さ方向表面側に反射光束によって照明される計器用表示パネルが配設され、穴部は指針の回動支軸が貫通する挿通孔から偏心した位置に形成されていても良い。その挿通孔の近傍には、平行光束の一部を指針に向けて反射する反射面が形成されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図２において、１０は照明装置付き指示計器の筺体を示している。この筺体１０内にはムーブメント部材１１と照明光源としてのバルブ１２と偏平ライトガイド盤１３とが配設されている。符号１２´はそのバルブ１２を取り付けるための取り付け部を示す。この偏平ライトガイド盤１３は、図２、図３に示すように、厚さ方向に貫通して延びるバルブ配設用の穴部１４と挿通孔１５とを有している。穴部１４は挿通孔１５に対して偏心した位置に設けられている。ムーブメント部材１１には回動支軸１６が設けられ、この回動支軸１６は挿通孔１５を貫通して上方に突出され、その回動支軸１６の上端には指針１７が設けられている。
【００１０】
偏平ライトガイド盤１３の厚さ方向表面側１３ａには計器文字板１８が設けられている。この計器文字板１８は、例えば、速度計であり、その表面には、目盛り、速度を表示する文字等が印刷されている。穴部１４の周壁はバルブ１２からの照明光Ｐ４が入射する環状入射面１９とされている。２０はそのバルブ１２の発光中心である。この環状入射面１９はここではその厚さ方向断面が双曲面とされているが、これに限るものではない。その環状入射面１９はバルブ１２から出射された厚さ方向断面に関して放射状の照明光束Ｐ４を平行光束Ｑ１に変換して、偏平ライトガイド盤１３内を伝搬させる役割を果たす。
【００１１】
偏平ライトガイド盤１３の厚さ方向裏面側１３ｂには、図４に拡大して示すように厚さ方向に関して階段状でかつ穴部１４に関して同心状に環状階段部２１が形成されている。この環状階段部２１は平行光束Ｑ１を厚さ方向表面側１３ａに向けて全反射する環状反射曲面２２を有する。偏平ライトガイド盤１３の厚さ方向表面側１３ａには環状反射曲面２２により反射された反射光束Ｑ２をその表面に対して垂直に出射するように反射光束Ｑ２を偏向するフレネルレンズ群（以下、フレネルレンズという）２３（図５参照）が穴部１４を中心としてこれと同心上に形成されている。そのフレネルレンズ２３は、図５に示すように、穴部１４の発光中心２０を座標原点として正の屈折角度αを有する環状のフレネルレンズ素体群２３ａと負の屈折角度βを有する環状のフレネルレンズ素体群２３ｂとからなり、これにより、表面１３ａに対して垂直に反射光Ｑ２が出射される。
【００１２】
フレネルレンズ２３は各１個の環状階段部２１に対して例えば１０個形成されている。各環状反射曲面２２により反射された反射光束Ｑ２で照明される単位面積の照明範囲Ｘｉ−１、Ｘｉ、Ｘｉ＋１（ｉ＝１からｎまでの整数）は図４に示すように略等しくされると共に、各環状反射曲面２２に対応するフレネルレンズ２３の焦点は、図５（イ）に示すように、環状反射曲面２２の下端２２ａに入射した平行光束Ｑ１の反射光束Ｑ２の反射方向を逆側に延長した仮想線ｑ１と環状反射曲面２２の上端２２ｂに入射した平行光束Ｑ１の反射光束Ｑ２の反射方向を逆側に延長した仮想線ｑ２とこの下端２２ａと上端２２ｂとの間の点２２ｃに入射した平行光束Ｑ１の反射光束Ｑ２の反射方向を逆側に延長した仮想線ｑ３とが最も集積した領域に存在する。バルブ１２から出射された照明光束Ｐ４は厚さ方向断面内では平行光束Ｑ１に変換されるが、厚さ方向断面と直交する平面内では照明光束Ｐ４は、図３に示すように、依然として、放射状の照明光束Ｐ４のまま偏平ライトガイド盤１３の内部を伝搬されて、各環状反射曲面２２に達する。放射状の照明光束Ｐ４は距離の自乗に比例して拡散するため、バルブ１２に近い側の照明光の光量に較べてバルブ１２から遠い側の照明光の光量の減衰が大きい。そこで、この偏平ライトガイド盤１３では、単位面積当りの照明光の光量が略同じとなるように、環状反射曲面２２の厚さ方向幅Ｈがバルブ１２から遠ざかるに伴って大きくなるように設計されている（図６参照）。これにより、環状反射曲面２２がバルブ１２から遠ざかるに伴ってその反射面積が大きくなるので、バルブ１２に近い側の照明光の光量とバルブ１２から遠い側の照明光の光量とを略同一とすることができる。
【００１３】
その偏平ライトガイド盤１３には、図２、図３に示すように、挿通孔１６の近傍に平行光束Ｑ１の一部を垂直方向にかつ指針１７に向けて全反射させる全反射面を有する反射溝２４が形成されている。図２において、符号Ｑ２はその指針１７内を伝搬されて指針１７を照明した後、外部に出射された光線を示している。従って、バルブ１２は指針１７と計器文字板１８とを照明する役割を果たし、バルブ１２は指針１７の照明と計器文字板１８の照明とに兼用されている。
【００１４】
図３に示すように、挿通孔１５を挟んで偏平ライトガイド盤１３の穴部１４とは反対側で、計器用文字板１８の未使用領域に、液晶表示パネルＬＣＤ配設用の切欠き２５が設けられている。この切欠２５を形成する傾斜周壁２６は図７に示すように偏平ガイドライト盤１３の内部を伝搬して来た反射光束Ｐ５´を厚さ方向下方に向けて全反射する反射面とされている。偏平ライトガイド盤１３はその周縁にＶ字形反射面部２７が形成され、このＶ字反射面部２７は偏平ガイド盤１３の内部を伝搬してきた平行光束Ｐ５を傾斜周壁２６に向けて反射する全反射面としての役割を果たす。
【００１５】
傾斜周壁２６の下方には図７に示すように傾斜周壁２８が対向して設けられ、傾斜周壁２８は液晶ホルダー２９に形成された反射面３０に向けて、その反射光束Ｐ５´を反射する役割を果たし、液晶表示パネルＬＣＤはその反射面３０により反射された反射光束Ｐ５´により照明される。その液晶表示パネルＬＣＤは、例えば、オド・トリップメータとして用いられる。
【００１６】
なお、バルブ１２から出射されて上方に向かう照明光の光量とバルブ１２から出射されて下方に向かう照明光の光量とが一般的には異なるので、これに基づく照明光の照明ムラが起こることが考えられるが、これについては、環状反射曲面２２の反射面積、環状段差部間の間隔を適宜工夫することによって解消することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、照明光源を偏平ライトガイド盤の穴部に配置する構成としたので、この偏平ライトガイド盤を照明装置付き指示計器に適用した場合に、その照明装置付き指示計器の薄型化を図ることができる。
【００１８】
また、この偏平ライトガイド盤により計器文字板を垂直に一様に照明できるので、調光印刷を計器文字板に施さなくとも、計器文字板を一様な明るさで見ることができるという効果を奏する。
【００１９】
更に、偏平ライトガイド盤に対して、照明光源の配置が一定となっているので、各車種に対して照明装置付き指示計器の共用化を図ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ライトガイド部材を備えた従来の照明装置付き指示計器の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】  本発明に係わる偏平ライトガイド盤が適用された照明装置付き指示計器の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】  本発明に係わる偏平ライトガイド盤の平面図である。
【図４】  本発明に係わる偏平ライトガイド盤の一部を部分的に拡大して示す部分断面図である。
【図５】  本発明に係わる偏平ライトガイド盤の説明図であって、（イ）は（ロ）の破線で示す円形枠の部分を拡大して示す部分拡大図、（ロ）は本発明に係わる偏平ライトガイド盤の作用を説明するための模式図である。
【図６】  図４に示す環状段差部を更に拡大して示した部分拡大断面図である。
【図７】  液晶表示パネルへの照明光束の導光を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
１２…照明光源
１３…偏平ライトガイド盤
１４…穴部
１９…入射面
１３ａ…表面側
１３ｂ…裏面側
２２…環状反射面
２３…フレネルレンズ
Ｐ４…照明光束
Ｑ１…平行光束
Ｑ２…反射光束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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