(57)【要約】  計器表示装置は、選択的に発光する光源（２０）と、光源からの光を受ける導光手段（２４）とを有する。１または２以上の光学的被覆層（４２）が導光手段上にある。導光手段は第１の屈折率を有し、光学的被覆層は導光手段の第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有する。光学的被覆層は周囲光によるグレアを減少させて導光手段の光透過性能を改善する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的に発光する光源と、
第１の屈折率を有し、光源からの光を受ける導光手段と、
導光手段上の少なくとも１つの光学的被覆層とより成り、
光学的被覆層が第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有するため、光が導光手段から望ましくない方向に出るのが防止される計器表示装置。
【請求項２】
導光手段は計器表示レンズの方の第１の方向に向いた第１の表面と、第１の方向とは反対の第２の方向に向いた第２の表面とを有し、少なくとも１つの光学的被覆層は第１の表面上にある請求項１の表示装置。
【請求項３】
少なくとも１つの光学的被覆層が第２の表面上にもある請求項１の表示装置。
【請求項４】
少なくとも１つの光学的被覆層は多数の光学的被覆層より成り、多数の光学的被覆層はそれぞれ少なくとも１つの他の光学的被覆層と直接接触する請求項３の表示装置。
【請求項５】
多数の光学的被覆層は互いにその上に亘って延びる請求項４の表示装置。
【請求項６】
少なくとも１つの光学的被覆層は互いにその上に位置する少なくとも５個の光学的被覆装置より成る請求項３の表示装置。
【請求項７】
導光手段は第２の表面上のグラフィックを含む請求項３の表示装置。
【請求項８】
少なくとも１つの光学的被覆層は透明または半透明である請求項１の表示装置。
【請求項９】
第１の屈折率を有する導光手段の上に導光手段の第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有する少なくとも１つの光学的被覆層を配置するステップより成る方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの光学的被覆層を計器表示レンズの方の方に向く導光手段の第１の表面上に配置するステップを含む請求項９の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの光学的被覆層を計器表示レンズから離れる方に向いた導光手段の第２の反対表面上に配置するステップを含む請求項１０の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの光学的被覆層のうちの第１の層を配置し、第１の層の上に少なくとも１つの光学的被覆層のうちの第２の層を配置するステップを含む請求項１１の方法。
【請求項１３】
第２の表面上にグラフィックを印刷するステップを含む請求項１１の方法。
【請求項１４】
選択的に発光する光源と、
光源からの光を受ける導光手段と、
導光手段上の複数の不透明な光学的被覆層とより成る計器表示装置。
【請求項１５】
複数の不透明な光学的被覆層はそれぞれペイントより成る請求項１４の表示装置。
【請求項１６】
複数の不透明な光学的被覆層は少なくとも２つの光学的被覆層を貫通するエッチングを施した表示マークを含む請求項１４の表示装置。
【請求項１７】
複数の不透明な光学的被覆層は導光手段上に直接位置する白色ペイントより成る第１の層を含む請求項１４の表示装置。
【請求項１８】
複数の不透明な光学的被覆層は第１の層上に直接位置する黒色ペイントより成る第２の層を含む請求項１７の表示装置。
【請求項１９】
複数の不透明な光学的被覆層は第２の層上に直接位置する、黒色ペイント及び白色ペイントとは異なる色のペイントより成る第３の層を含む請求項１８の表示装置。
【請求項２０】
複数の不透明な光学的被覆層は導光手段の２つの対向する表面上にある請求項１４の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【０００１】
本願は、２００２年１１月６日付け米国特許出願第１０／２８８，７５６号の一部係属出願であり、２００５年６月２０日付け米国仮出願第６０／６９２，１９１号に基づく優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は車両の計器表示装置に係る。
【０００３】
車両用ダッシュパネルは通常、車両のダッシュボード上にあり、速度計、タコメータ、エンジン状態指示器、ＡＢＳブレーキ指示器及び車両の動作状態をモニターするための他の装置を含む。ダッシュパネルは表示マークを含んでおり、各マークを照らすための照明手段を含むことがある。例えば、ＡＢＳブレーキマークは車両がＡＢＳブレーキ作用を受けている時照明される。通常、かかる照明はダッシュボードの各指示器を照明する個々のランプにより施される。しかしながら、個々のランプは有意な空間を占有し、各ランプに電流を供給する高電圧回路を必要とする。高電圧はさらに電気ショックに対する保護のための絶縁を必要とするから、ダッシュパネルのコスト及びサイズが増加する。
【０００４】
近年、ダッシュパネルの各表示マークを直接照明するための導光手段の利用が一般的となっている。しかしながら、個々のマークがそれぞれ別個に照明されるように各マークにそれ自体の導光手段と光源を設ける必要がある。典型的なダッシュパネルにはかかる照明を必要とする多数の別個の指示器がある。各指示器に関連する導光手段をダッシュパネルに一度に１つずつ組み込む必要があるが、これは面倒である。従って、ダッシュパネルに導光手段をそれぞれ組み込むには多くの時間と作業が必要となる。
【０００５】
加えて、ダイヤルのような計器表示装置の既存の導光手段にはダイアルアップリケを用いる必要がある。このダイアルアップリケは、速度計の目盛のハッシュマーク、目盛の数字、車両表示器及び他のマークのような計器表示マークを有する薄いプラスチックである。大多数のダイアルアップリケは照明される部分を除き不透明である。速度計の目盛のための導光手段のような、ダイアルアップリケと共用される導光手段は、マークだけでなくてダイアルアップリケの大きな部分を照明する。従って、既存の計器表示装置は照明エネルギーを浪費する。
【０００６】
従って、既存の照明システムの複雑さ、非効率性及び大型化を回避する薄型ダッシュパネルが求められている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施例による計器表示装置は、選択的に発光する光源と、光源からの光を受ける導光手段とを有する。１またはそれ以上の光学的被覆層は導光手段上に位置する。導光手段は第１の屈折率を有し、光学的被覆層は導光手段の第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有する。光学的被覆層は周囲光によるグレアを減少させ、導光手段の光透過性能を改善する。
【０００８】
本発明の実施例による方法は、１またはそれ以上の光学的被覆層を導光手段上に配置するステップを含む。導光手段は第１の屈折率を有し、光学的被覆層は導光手段の第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有する。
【０００９】
別例による計器表示装置は、選択的に発光する光源と、光源からの光を受ける導光手段とを有する。複数の不透明な光学的被覆層が導光手段上に位置し、光の損失を阻止する。例えば、不透明な光学的被覆層は白色ペイント、黒色ペイント及び灰色ペイントを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、自動車のダッシュパネルのような計器表示装置の一例１０を示す展開図である。背部カバー１２は指針１６の駆動装置１４を支持する。印刷回路板である制御ユニット１８は発光ダイオードのセット２０を有し、それらのダイオードは公知の態様で種々の車両状態に応答するように制御ユニット１８により制御される。発光ダイオード２０は光ハウジング２２を貫通して突出し、光を導光手段２４へ供給する。発光ダイオード２０からの光は導光手段２４を照明する。
【００１１】
液晶表示器２５も計器表示装置１０に付随して設けられているが、これは１つの導光手段２４により照明される。ダイアルアップリケ２７は所望のグラフィックスを提供するために導光手段２４と協働して用いられる。マスク２６及びフロントレンズ２８は背部カバー１２へ公知の態様で固定され、例えば埃や破片から計器表示装置１０が保護されるようにする。
【００１２】
図示の例の導光手段２４は、それぞれ燃料レベルインジケータ、エンジン光インジケータまたは他の公知の車両表示マークのような１またはそれ以上の計器表示マーク３０を有する。各導光手段２４は、所望の計器表示マーク３０が適当な車両状態に応じて照明されるように個々に光を受ける。
【００１３】
図２は、１つの計器表示マーク３０を照明するために１つの発光ダイオード２０から光を受ける１つの導光手段２４の一部を示す単純化した概略断面図である。光は、或る特定の屈折率を有する公知の透明または半透明材料で作られた導光手段２４を透過する。屈折率はある物質中の光の速度に対する真空中の光の速度の比率であることが知られている。
【００１４】
導光手段２４はフロントレンズ２８の方へ向いた前方表面３２ａと、フロントレンズ２８から離れる方向に向いた後方表面３２ｂとを有する。この例では、光学的被覆層４２（即ち、反射防止膜）は前方表面３２ａと後方の表面３２ｂとの上にある。例えば、光学的被覆層４２は導光手段２４上に公知の態様で塗布または蒸着されたものである。光学的被覆層４２は透明または半透明の光学的被覆材料で形成されており、導光手段２４よりも大きい屈折率を有する。一例として、導光手段２４は屈折率が約１．５と１．６の間のアクリルまたはポリカーボネイトのような公知のプラスチック材料より成る。図示の例では、計器表示マーク３０が後方表面３２ｂ上にある。光学的被覆層４２は、以下に述べるように、周囲光の反射を減少する機能と、導光手段２４の光損失を減少する機能との二重の機能を有する。別例として、光学的被覆層４２を前方表面３２ａまたは後方表面３２ｂの一方のみの上に設ける。
【００１５】
図示の例において、発光ダイオード２０からの光４４ａは導光手段２４内を、導光手段２４の前方表面３２ａと、光学的被覆層４２との間の界面へ角度αで伝播する。この例では、光４４ａの一部４４ｂは前方表面３２ａで内部反射して導光手段２４内を引き続き伝播する。光４４ａのうちの別の部分４４ｃは内部反射せずに光学的被覆層４２内を角度αとは異なる角度βで（即ち、導光手段２４と光学的被覆層４２との間の屈折率の違いにより異なる）伝播する。光４４ａの一部４４ｃは光学的被覆層４２の外側表面の方へ伝播し、導光手段２４内へ内部反射する。かくして、光学的被覆層４２は光４４ａの一部４４ｃが導光手段２４から漏出するのを阻止することにより導光手段２４の光損失を減少させる。
【００１６】
角度α及びβは、ｎ1及びｎ2がそれぞれ導光手段２４及び光学的被覆層４２の屈折率であるとして、式ｎ1・sinα＝１及びsinβ＝（ｎ1／ｎ2）・sinαを用いて公知の態様で決定される。
【００１７】
図示の例において、光学的被覆層４２は光学的被覆層４２に対して鉛直方向で反射する周囲光も減少させる。これにより、反射する周囲光による干渉が少なく、計器表示マーク３０を視認できるという利点が得られる。例えば、周囲光５４ａは導光手段２４及び光学的被覆層４２に対して鉛直方向に伝播する。周囲光５４ａの一部５４ｂは光学的被覆層４２の表面で反射してフロントレンズ２８の方へ（即ち、見るものの方へ）進む。周囲光５４ａの別部分５４ｃは光学的被覆層４２を伝播し導光手段２４の前方表面３２ａで反射する。この例では、光の反射部分５４ｂ及び５４ｃは少なくとも一部が位相が異なるため公知の態様で互いに打ち消すように干渉し、反射光が減少する。
【００１８】
一例として、光学的被覆層４２は、互いに打ち消す干渉作用を最大にし、表面に鉛直な反射光を最小にするために所望の厚さｄとなるように、導光手段２４上に付着させる。さらに別例では、光学的被覆層４２の厚さは、ｎ1は導光手段２４の屈折率、ｎ2は光学的被覆層４２の屈折率、λは周囲光の波長であるとすると、ｄ＝λ／（４ｎ2）、ｎ2＝（ｎ1＋１）／２に応じて決まる。
【００１９】
図３は、光学的被覆層４２の５つの層が導光手段２４上にある別例の単純化された概略断面図である。光学的被覆層４２を付加したことにより導光手段２４の光損失はさらに減少する。図２の例と同様に、発光ダイオード２０からの光６４ａは導光手段２４内を、導光手段２４の前方表面３２ａと、光学的被覆層４２の第１の層との間の界面の方へ角度αで伝播する。この例では、光６４ａの一部６４ｂは前方表面３２ａで内部反射して引き続き導光手段２４内を伝播する。光６４ａの別の部分６４ｃは内部反射せずに光学的被覆層４２の第１の層を角度αとは異なる角度βで（即ち、導光手段２４と光学被覆層４２との間の屈折率の違いにより異なる）伝播する。光６４ａの一部６４ｃは光学被覆層４２の第１の層の外側表面の方へ伝播する。光６４ｃの一部６４ｄは内部反射して導光手段２４内へ戻る。光６４ｃの別の部分６４ｅは内部反射せずに光学的被覆層４２の第２の層を角度βで伝播する。光６４ｅの一部６４ｆは内部反射して導光手段２４へ戻る。光６４ｅの別の部分６４ｇは内部反射せずに光学的被覆層４２の第３の層を角度βで伝播する。光６４ｃの一部６４ｇは第３の光学的被覆層４２の外側表面の方へ伝播する。光６４ｇの一部６４ｈは内部反射して導光手段２４へ戻る。光６４ｇの別の部分６４ｉは内部反射せずに第４の光学的被覆層４２を角度βで伝播する。光６４ｇの一部６４ｉは第４の光学的被覆層４２の外側表面の方へ伝播する。光６４ｉの一部６４ｊは内部反射して導光手段２４内へ戻る。光６４ｉの一部６４ｋは内部反射せずに第５の光学的被覆層４２を角度βで伝播する。光６４ｉの一部６４ｋは第５の光学的被覆層４２の外側表面の方へ伝播する。光６４ｋの少なくとも一部６４ｌは内部反射して導光手段２４へ戻る。かくして、光学的被覆層４２は光の一部６４ｄ、６４ｆ、６４ｈ、６４ｉ及び６４ｌが導光手段２４から漏出するのを阻止することにより導光手段２４の光損失を減少させる。
【００２０】
第５の光学的被覆層４２もまた、図２に示す例で説明したように、光学的被覆層４２に鉛直な方向で反射する周囲光を減少させる。図示の例では、光の損失及び反射をさらに減少させるためにさらに大きな数の光学的被覆層４２を用いることが可能である。
【００２１】
図４は、別例の導光手段２４´を示す単純化された概略断面図である。この例では、導光手段２４´は複数の不透明な光学的被覆層１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを有する。図示の例において、不透明な光学的被覆層１４２ａは導光手段２４´の前方表面１３２ａと、後方表面１３２ｂの上に直接塗布した白色ペイントである。不透明な光学的被覆層１４２ｂは導光手段２４´の前方表面１３２ａ上の不透明な光学的被覆層１４２ａ上に直接塗布した黒色ペイントである。この例では、表示マーク１３０が公知の態様で不透明な光学的被覆層１４２ａ、１４２ｂにエッチングされている。第３の不透明な光学的被覆層１３２ｃは白色及び黒色ペイントとは異なる色のペイントであり、表示マーク１３０の上の黒色ペイントの上に直接塗布される。一例として、第３の不透明な光学的被覆層１４２ｃのペイントは灰色である。
【００２２】
不透明な光学的被覆層１４２ａ及び１４２ｂ（即ち、白色及び黒色ペイント）は発光ダイオード２０からの光がエッチングされた表示マーク１３０の所以外で導光手段２４´から漏出するのを阻止する作用がある。導光手段２４´は、発光ダイオード２０からの光をエッチングした表示マーク３０を通過するように差し向けることにより、表示マーク１３０の下方の第３の不透明な光学的被覆層１４２ｃの部分が照明され、計器表示装置１０の観察者が見ることができるようにする。このように、導光手段２４´には、従来の表示装置においてマークの視認を妨げ、照明強度を減少させる有意な光損失を伴わずに、エッチングした表示マーク１３０を照明する利点がある。
【００２３】
本発明を好ましい実施例につき説明したが、当業者は本発明の範囲内にはある特定の変形例及び設計変更があることを認めるであろう。そのため、頭書の特許請求の範囲は本発明の真の範囲及び内容を確定するために検討すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】計器表示装置の実施例を示す展開図である。
【図２】計器表示装置内の導光手段及び光学的被覆層の一部を示す概略図である。
【図３】計器表示装置内の導光手段及び複数の光学的被覆層を示す概略図である。
【図４】計器表示装置内の導光手段及び不透明な光学的被覆層の一部を示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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