(57)【要約】【課題】光の利用効率を上げてその出射輝度を高めると共に、長手方向の輝度むらを抑えて均一な輝度分布を得ることによって指針の視認性をより向上させること。【解決手段】本発明にかかる計器用指針１では、入射光を反射、偏向させる反射面３ｃには鋸歯形状を成す微細凹凸プリズム３ｈを形成した。出射面３ｄには指針本体の長手方向と略直角方向に拡散性を持つ一軸拡散面を形成した。又は、指針本体３における光源チップ２の近傍付近の側面３０ｅを内側に凸状の曲面形状を有するようにした。計器用指針の先端より一定距離の範囲の反射面３ｃの領域のみに、鋸歯形状を成す微細凹凸プリズム３０ｈを形成するようにしてもよい。【選択図】  図１
2004309397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を入光する光入射部と該光入射部から入光された該光を反射、偏向させる反射面と該反射面に対向して光を外部に出光する出射面とを有する棒状の計器用指針において、前記反射面には鋸歯形状を成す微細凹凸プリズムが形成されるとともに、前記出射面には拡散面が形成されることを特徴とする計器用指針。
【請求項２】
前記拡散面が一軸拡散面であることを特徴とする請求項１記載の計器用指針。
【請求項３】
光源からの光を入光する光入射部と該光入射部から入光された該光を反射、偏向させる反射面と該反射面に対向して光を外部に出光する出射面とを有する棒状の計器用指針において、前記反射面には鋸歯形状を成す微細凹凸プリズムが形成されるとともに、前記指針本体における前記光源の近傍付近の側面を内側に凸形状としたことを特徴とする計器用指針。
【請求項４】
光源からの光を入光する光入射部と該光入射部から入光された該光を反射、偏向させる反射面と該反射面に対向して光を外部に出光する出射面とを有する棒状の計器用指針において、前記反射面には鋸歯形状を成す微細凹凸プリズムが形成されるとともに、前記光入射部の幅よりも前記光源の発光面の幅を広くしたことを特徴とする計器用指針。
【請求項５】
光源からの光を入光する光入射部と該光入射部から入光された該光を反射、偏向させる反射面と該反射面に対向して光を外部に出光する出射面とを有する棒状の計器用指針において、前記反射面であって、当該計器用指針の先端より一定距離の範囲のみに、鋸歯形状を成す微細凹凸プリズムを形成したことを特徴とする計器用指針。
【請求項６】
前記反射面であって、前記光入射部より一定距離の範囲を平面としたことを特徴とする請求項５記載の計器用指針。
【請求項７】
前記光入射部にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が配設されたことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の計器用指針。
【請求項８】
前記微細凹凸プリズムの間に平坦部を有することを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の計器用指針。
【請求項９】
前記平坦部を結んだ仮想面に対して、前記微細凹凸プリズムの前記光入射部と対向する側の面の傾きを第１の傾斜角としたとき、該第１の傾斜角は４０°から４８°であることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の計器用指針。
【請求項１０】
前記微細凹凸プリズムは凸面を結んだ仮想面に対して、該微細凹凸プリズムの前記光入射部と対向する側の面の傾きを第１の傾斜角とし、先端と対向する側の面の傾きを第２の傾斜角としたとき、該微細凹凸プリズムは該第１の傾斜角を有する面と該第２の傾斜角を有する面の配列がアレイ状に繰り返されており、第１の傾斜角は第２の傾斜角より大きいことを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の計器用指針。
【請求項１１】
前記第１の傾斜角は４０°〜４８°であることを特徴とする請求項１０記載の計器用指針。
【請求項１２】
前記第２の傾斜角は０°より大きく１０°以下であることを特徴とする請求項１０記載の計器用指針。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の速度計やタコメータ、燃料残量計等の計器類の計測量に応じて動作する計器用指針に係り、特に視認性を向上させる目的で自発光を可能とした指針に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車用のメータパネルを例に取れば、速度計やタコメータ、燃料残量計などの計器盤は夜間やトンネル内の暗いところでは、計器盤そのものに半透過性を持たせ、計器盤の背面に配設した光源によって計器盤そのものを発光させ、これによって計器盤上の物理目盛りや指針を照らし出す方法、或いは物理目盛りや物理目盛り量を示す数字の部分に透過性を持たせ、これらを除く部分は背面からの光を透過させないように黒色に印刷形成し、計器盤の背面に配設した光源によって物理目盛りや数字のみを発光させる方法が多用されて来た。しかしながら、近年では、より計器盤の物理目盛りや指針の視認性を向上させる目的で様々な工夫が成されている。
【０００３】
例えば図３は計器盤の指針そのものが発光する構造を持った従来例（以下、従来例１）を示したものである（例えば、特許文献１参照）。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した長手中心線に沿う断面図を示しており、１は指針、２は光源チップ、３は指針本体、３ａは導光部、３ｃは反射面、３ｄは出射面、３ｆは後端部、４はセンターキャップ、４ａは指針の回転軸、５は反射コートである。図では光源チップとしてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を回転軸近傍に配設しており、ＬＥＤから出射された光は導光部３ａに入光される構造をなす。
【０００４】
従来例１では、指針そのものの形状は回転軸近傍から先端に行くに従って、図３（ａ）に示した平面形状、図３（ｂ）に示した断面形状のいずれも先細る形態、即ち楔状の態様を示す。また、指針の基体そのものは光が導光可能なように透明、若しくは半透明な素材で形成される。更に指針の背面、ここでは図３（ｂ）の下面には拡散性を持った反射コート５が施され、ＬＥＤ２から出射された光は図３（ｂ）に点線で示した如く、導光部３ａ内を進み、反射面３ｃに施された反射コート５で反射した光が、光の全反射臨界角を越えて、出射面３ｄより上方に出射される。この際、反射コート５には拡散機能を付与させており、光は点線の矢印で示した如く、広がりを持って出射することになる。
【０００５】
他方、指針本体の下面が、長手方向の断面形状において鋸歯形状とした計器用指針が提案されている（例えば、特許文献２参照。以下、従来例２とする）。この計器用指針では、指針本体の照明時には、鋸歯形状における内面が受光部側を向く面によって受光部から指針本体下面に向かう光線を指針本体上面方向に反射し、指針本体の輝度を増加する。また、指針本体の非照明時では、指針本体に外部から外部光が照射されたとしても、指針下面に届いた外部光は、頂点が偏移した形状の各鋸歯の反射面によって、外部光を指針本体内を通過させるか、もしくは少なくとも外部光の指針本体への入射方向と異なる方向へ反射する。
【０００６】
【特許文献１】
実開平１−１３６４２２号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平８−２１９８２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１及び従来例２は、それぞれ次のような問題点がある。
【０００９】
まず、従来例１の場合、指針１の楔形態によって光を出射する構造であることから、光は本来必要な指針本体３の出射面３ｄに対して法線方向に出射せず、図３（ｂ）の如く点線矢印で示した光の進行方向に傾いて出射してしまう。また、法線方向（本図では上方）へ出射する光を確保する目的で反射面３ｃには拡散性を持たせた反射コート５が施してあり、光が必要以上に広がってしまうことからその輝度が低下してしまう。更には導光体３ａ内を進む光が光の全反射臨界角を越えない範囲で反射コート５に対して繰り返し反射した場合、例えば反射率８５％の反射コートに対して５回反射を繰り返した場合は０．８５の５乗となり、それだけで４４％に光量が減衰してしまう。これらによって、ＬＥＤ２から出射された光が有効活用されず、指針の発光は暗いものとなってしまう。このため、ＬＥＤ２からの光の強度を必要以上に電流を供給して上げているのが実状である。また、指針１の長手方向に対して均一に発光させることが難しく、指針１を先端に向かって先細り構造とする必要があり、構造的に楔形態が必須となることから、根元となる回転軸近傍では必要以上に太い形態とせざるを得ない。
【００１０】
次に従来例２にかかる計器用指針は、指針本体の下面に頂点が受光部側に偏移した鋸歯形状、即ち鋸歯形状の内面において受光部側を向く角度をこれとは反対の先端側を向く角度に対して大としたものである。従って、光源から出射され、指針本体に入射した光の大部分は、指針本体の下面に設けられた反射面で直接反射することになり、光源から出射された光は、指針本体の先端部分まで伝わらず、指針本体の入射部分の近傍に比べて先端部分が暗くなるという問題点があった。
【００１１】
このため、本願の発明者は、指針本体の反射面に入射光を反射、偏向する微細凹凸プリズムを設けて、指針先端まで明るくすることを検討したが（特願２００２−３４７５３７）、かかる場合に、斜め方向から指針を観ると、暗線が生じ、指針の視認性を害するという問題点を見出した。この問題点についてさらに詳細に説明する。
【００１２】
図１０は、出射面に垂直な方向に対して３度斜めの方向から指針を観た斜視図であり、観察者が白抜き矢印の方向に当該指針を観た状態を示す。図１０において、光源チップ２は、点灯状態にある。図に示されるように、入射面３ｂの一方の側面３ｅ近傍から、指針本体３の先端の他方の側面３ｅ近傍を結ぶ線上、即ち対角線上に、他の領域よりも輝度の低い暗線３１が生じている。観察者が白抜き矢印の方向と反対の方向であって、出射面に垂直な方向に対して３度斜めの方向から指針を観ると、図１０に示される暗線３１と交差する対角線上に暗線が生じる。
【００１３】
図１１は、出射面に垂直な方向に対して３０度斜めの方向から指針を観た斜視図であり、観察者が白抜き矢印の方向に当該指針を観た状態を示す。図１１において、光源チップ２は、点灯状態にある。図に示されるように、入射面３ｂの一方の側面３ｅ近傍から、指針本体３の他方の側面３ｅを斜めに結ぶ線上に暗線３１が生じ、さらに、一方の側面３ｅから他方の側面３ｅを斜めに結ぶ線上に暗線３１が生じる。同様にして暗線３１が繰り返し生じる。図１０及び図１１において示した暗線３１は、視認性を阻害するため、存在しないことが望ましい。
【００１４】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、光の利用効率を上げてその出射輝度を高めると共に、長手方向の輝度むらを抑えて均一な輝度分布を得ることによって指針の視認性をより向上させることにある。
【００１５】
さらに、本発明の目的は、斜視時の暗線や写り込みを低減させ、視認性を向上させる計器用指針を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明は、光源からの光を入光する光入射部と該光入射部から入光された該光を反射、偏向させる反射面と該反射面に対向して光を外部に出光する出射面とを有する棒状の計器用指針において、前記反射面には鋸歯形状を成す微細凹凸プリズムを形成するとともに、前記出射面には拡散面、好ましくは指針本体の長手方向と略直角方向に拡散性を持つ一軸拡散面を形成するものとした。
【００１７】
また、第２の発明は、光源からの光を入光する光入射部と該光入射部から入光された該光を反射、偏向させる反射面と該反射面に対向して光を外部に出光する出射面とを有する棒状の計器用指針において、前記反射面には鋸歯形状を成す微細凹凸プリズムを形成するとともに、前記指針本体における前記光源の近傍付近の側面を内側に凸形状を有するようにした。
【００１８】
或いは、第３の発明は、光源からの光を入光する光入射部と該光入射部から入光された該光を反射、偏向させる反射面と該反射面に対向して光を外部に出光する出射面とを有する棒状の計器用指針において、前記反射面には鋸歯形状を成す微細凹凸プリズムを形成するとともに、前記光入射部の幅よりも前記光源の発光面の幅を広くした。
【００１９】
或いは、第４の発明は、光源からの光を入光する光入射部と該光入射部から入光された該光を反射、偏向させる反射面と該反射面に対向して光を外部に出光する出射面とを有する棒状の計器用指針において、前記反射面であって、当該計器用指針の先端より一定距離の範囲のみに、鋸歯形状を成す微細凹凸プリズムを形成するようにした。
【００２０】
ここで、反射面であって、前記光入射部より一定距離の範囲を平面としてもよい。
【００２１】
また、上述の光入射部にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を配設するようにした。
【００２２】
さらに、前記微細凹凸プリズムの間に平坦部を有するようにしてもよい。
【００２３】
ここで、前記平坦部を結んだ仮想面に対して、前記微細凹凸プリズムの前記光入射部と対向する側の面の傾きを第１の傾斜角としたとき、該第１の傾斜角は４０°から４８°とすることが望ましい。
【００２４】
また、前記微細凹凸プリズムは凸面を結んだ仮想面に対して、該微細凹凸プリズムの前記光入射部と対向する側の面の傾きを第１の傾斜角とし、先端と対向する側の面の傾きを第２の傾斜角としたとき、該微細凹凸プリズムは該第１の傾斜角を有する面と該第２の傾斜角を有する面の配列がアレイ状に繰り返されており、第１の傾斜角は第２の傾斜角より大きくすることが好ましい。ここで、前記第１の傾斜角は４０°〜４８°であり、前記第２の傾斜角は０°より大きく１０°以下であることが望ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う実施形態を図面により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
（第１の実施形態）
先ず、図１を用いて計器用指針の下面に鋸歯形状の微細凹凸プリズムを設けて出射輝度を高める構成について説明する。
【００２７】
図１は本発明による計器用指針の第１の実施形態を示すものであって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の中心線に沿う断面図であり、１はこの第１の実施形態の指針、２は光源チップ、２ａは発光面、３は指針本体、３ａは導光部、３ｂは入射面、３ｃは反射面、３ｄは出射面、３ｅは側面、３ｆは後端部、３ｇは光源装着孔、３ｈはプリズム、３ｉはプリズム稜線、４はセンターキャップ、４ａは回転軸である。
【００２８】
図１において、指針１は光源チップ２と指針本体３、センターキャップ４により構成されており、指針本体３は導光部３ａ、後端部３ｆ、光源装着孔３ｇによりなる。導光部３ａは長手方向の断面形状が略四角形の棒状の角柱形状をなしており、その端面には光源装着孔３ｇが形成されると共にその内面の一面が導光部３ａの光の入り口となる入射面３ｂとなる。導光部３ａはこの入射面３ｂと、反射面３ｃ、反射面３ｃに対向する出射面３ｄ、反射面３ｃとこの出射面３ｄの間に形成された側面３ｅにより構成される。ここで側面３ｅの表面粗さは導光部３ａ中を光が伝播する際に、光損失のないレベルで鏡面に仕上げられ、その表面粗さはＲｔ１μｍ以下、Ｒａ０．１μｍ以下が望ましく、伝播中に光損失をさらに低減することができる。
【００２９】
また、光源装着孔３ｇには光源チップ２が装着され、光源チップ２の発光面２ａは前述した導光部３ａの入射面３ｂと対向して取り付けられる。後端部３ｆは光源チップ２の位置決めの役割を果たすと共に後述する回転軸４ａに対する指針本体３の重量的なバランスを持たせる場合もある。センターキャップ４は光源チップ２を覆うと共に指針本体３と回転軸４ａとの連結を行う。
【００３０】
光源チップ２としてはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が望ましく、各種の発光色が計器盤との色合わせで決定される。例えばＲＧＢ３原色の素子を一つのパッケージに封止した白色ＬＥＤを使うことにより、エンジンの回転数に応じて、白、赤、緑、青と発光させることが出来る。これによって、エンジン回転数の極度な変化に対してドライバーに注意を促すことが可能となる。
【００３１】
図１（ｂ）に示した点線は光の導光を示したものであり、光源チップ２の発光面２ａから出射した光は指針本体３の入射面３ｂから導光部３ａに入光し、導光部３ａ内を反射面３ｃと出射面３ｄの間で、反射、屈折を繰り返しながら伝播することになる。伝播する光はその全反射の臨界角以上で各面に入射される限り、反射面３ｃと出射面３ｄとの間で反射が繰り返され、反射面のプリズム３ｈに当たった光のうち、出射面３ｄに対して入射角がその全反射の臨界角よりも小さくなった光が、出射面３ｄから出射されることになる。臨界角は式（１）で求められ、例えば指針本体３の材質をＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル  ｎ＝１．４９）とすると、式（１）から疎な媒質はここでは空気（ｎ’＝１）であることから臨界角は４２．１°と計算される。
【００３２】
【数１】
2004309397.tif 000003
【００３３】
図２は図１（ｂ）に示した断面図の要部拡大図であり、本図を用いてプリズム形態について更に詳しく説明する。ここで３ｈはプリズム、３ｉはプリズム稜線、３ｋは谷部を示す。
先ず、プリズム３ｈのプリズム稜線３ｉを結ぶ面を仮想面とすると、仮想面に対するプリズムの傾斜角は、プリズム３ｈの谷部３ｋを基準とした場合、光入射面３ｂと対向する側の面の傾斜角（以下、内側プリズム角という）θ１とこれとは反対側のプリズム角（以下、外側プリズム角）θ２とがある。即ち、外側プリズム角θ２は微細凹凸プリズムの凸面を結んだ仮想面に対して、指針本体３の先端と対向する側の面の傾きを示す。いずれにおいても、内側プリズム角θ１は、光源チップ２の発光面２ａからの光を出射面３ｄ側に出射し、出射面３ｄに対してその法線方向に反射、出光させることがより望ましく、その角度は４０゜から４８゜の範囲内に設定され、さらに望ましくは４２°から４６°の範囲に設定することにより、法線方向への出射輝度をより高めることが出来る。また、外側プリズム角θ２は、出射面３ｄで反射された光を再び反射面３ｃ側へ反射、偏向させるために、極力平面（０°）に近い角度範囲、例えば、０゜＜θ２≦１０゜の範囲内に設定される。ここで、外側プリズム角θ２は内側プリズム角θ１、プリズムピッチＰ、プリズム深さＤによって、式（２）で求めることが出来る。
【００３４】
【数２】
2004309397.tif 000004
【００３５】
外側プリズム角θ２よりも内側プリズム角θ１を大きくすると、光源チップ２の発光面２ａから出射した光は、指針本体３の入射面３ｂから導光部３ａに入光し、導光部３ａ内を反射面３ｃと出射面３ｄの間で、反射、屈折を繰り返しながら伝播することになる。このため、指針本体内に入射した光を先端まで効率良く伝えることができ、これら光の経路を制御することによって、光の利用効率を向上させることができる。
本例として、内側プリズム角θ１は、光源チップ２の発光面２ａからの光を出射面３ｄ側に反射、偏向させるために、入射面３ｂからの距離Ｌに関係なく一定とするが、外側プリズム角θ２は、プリズムの深さＤが入射面３ｂからの距離Ｌが大きくなるに従って深さを増すため、これに伴って同様に角度を増すことになる。
【００３６】
各プリズム３ｈのプリズム稜線３ｉは、導光部３ａの出射面３ｄとは本実施形態では平行にあるが、必ずしも平行である必要はない。また、プリズム３ｈのピッチＰは本実施形態では一定とした。さらに、この仮想面からプリズム３ｈの谷部３ｋまでの距離をプリズム深さＤとするが、このプリズム深さＤは入射面３ｂからの距離Ｌに応じて異なり、一例として、入射面３ｂから遠ざかるほど（即ち、距離Ｌが大きいほど）順次増大する。
【００３７】
このプリズム深さＤとしては、一例として、距離Ｌをパラメータとして、非線形の高次関数に応じて変化することにより、出射面３ｄの長手方向での輝度を均一とすることが出来る。図４はその具体例を示すものであって、式（３）としている。
【００３８】
【数３】
2004309397.tif 000005
【００３９】
このようにプリズムの深さＤを距離Ｌに応じて変化させるのは、この距離Ｌに応じて出射光の光量の違いを補正するためであり、これを補正するように、上記の非線形高次関数や線形一次関数などの関数を選定するものである。
ここでこれらのプリズムを精度良く形成させるためには射出成形法を用い、所望のプリズム形態に対応してその反転パターンとなる形状を金型上に刻設させる。金型はプリズム部分のみを別ピースの入れ駒として作成し、先ず土台となる緻密な面を得るためにＳＵＳ等の母材表面にＮｉ、ＮｉＰ、Ｃｕ等の鍍金を施し、その後に単結晶ダイヤモンドバイトなどの切削バイトを用いて所望とするプリズムパターンを鍍金上に形成する。また、指針本体３として使われるプラスチック成形材料としては、特に限定されないが、透過率や成形性の面からＰＭＭＡ（ポリメタクリ酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＣＯＰ（環状オレフィンポリマー）、ＣＯＰとポリエチレンの共重合体であるＣＯＣ（環状オレフィンコポリマー）などが挙げられ、空気との屈折率差による表面反射を含んだ透過率が８５％以上あれば、拡散材料などを含むものでも構わない。この成形材料を用い、上記入れ駒を金型に組み込んで所望の成形条件で射出成形することにより、指針本体３を得ることが出来る。
【００４０】
以上のように、この第１の実施形態では、反射面３ｃにプリズム３ｈを形成することによって、反射コートを施すことなく、出射面３ｄより光源チップ２からの光を出射させることが出来る。出射された光はプリズムによって出射方向がコントロール可能であり、法線方向に出射させることによって、極めて高輝度が得られる。また、従来のように反射率の低い反射コートで繰り返し反射することなく、光の全反射を利用していることから、光損失が殆どなく、極めて高い光の利用効率となる。更にはプリズム３ｃの深さＤを入射面３ｂからの距離Ｌに応じて異ならせることにより、出射面３ｄでこの距離Ｌに応じた出射光の光量の違いを補正することができ、出射面３ｄの全面から均一な光量で光を出光させることが出来る。この結果、指針１として、全長にわたって均一な輝度分布が得られることになる。また、内側プリズム角よりも外側プリズム角を大きくしたため、指針本体３に入射した光は、反射面３ｃと出射面３ｄの間で繰り返し反射し指針本体３を伝播する。このため、光を効率よくその先端部分まで伝え、指針本体３全体を明るくすることができる。特に外側プリズム角θ２が０〜１０°の範囲において良好に光を先端部分まで伝えることができる。
【００４１】
次に、上記の構造をもつ計器用指針について、本願の発明者は、図１０及び図１１を用いて説明した暗線の発生理由について鋭意検討した。この結果、第１に、指針本体３の入射面３ｂには、発光面２ａからの光が殆ど入射しない領域が側面３ｅの近傍に生じており、この領域に暗線３１が生じることを見出した。そして、この暗線３１が指針本体３内を伝播、反射することにより先端近傍にまで形成される。これは、本発明では反射面に微細凹凸プリズムを設けて入射光の利用効率を高める構造としていることから、より光の分布が明瞭になりやすく、それによって、暗線３１も視認されやすくなってきていることにも起因すると考えられる。
【００４２】
図１１の３０度斜視図に示される暗線３１の繰り返しパターンは暗線３１が側面３ｅに反射されることによって生じている。さらに詳細に暗線３１を観察すると、この暗線３１は、先端に近づくに従って、薄くなる。即ち、暗線３１は、先端に近づくに従って、消えていき、徐々に暗線３１が明るくなってくる。これは、暗線３１が側面３ｅに繰り返し反射される度に、像ぼけが生じることに起因するものである。
【００４３】
さらに、図１１の３０度斜視図に示される暗線３１の繰り返しパターンの発生原理について、図１２を用いて説明する。図１２は、計器用指針における要部の拡大詳細図である。この例では、説明のために、光源チップ２からの出射光を均一ではなく、左右に異なる三角形の光度分布を持っているとする。図において、斜線で示す領域が広い程、光度が高いことを示す。従って、入射面３ｂのうち、図における上側が低い光度を、下側が高い光度を有する。まず、光源チップ２からの光は、ａ面とｂ面において反射し、その両側面には反射像ａ、ｂが写し出される。ａ面では、入射面３ｂ側が光度の低い領域となり、ｂ面では、入射面３ｂ側が光度の高い領域となる。ｂ面の光はｂ２面に向かって進み、反射されるため、像ｂは像ｂ２となる。このとき、像ｂ２は、入射面３ｂ側が光度の高い領域となる。これは出射面の法線方向から視た場合、それぞれの反射像を確認することが出来ないが、一方向から傾けて視た場合、上図では像ａは観察されるが、像ｂは観察することが出来ない。像ｂは光の繰り返し反射に伴って対面の像ｂ２として観察され、これが繰り返されることによって、斜視時に像ａ、ｂ２、ａ３、ｂ４、ａ５が一方向から観察される。従って、光源分布の三角形は図１２の様に現れることになる。尚、繰り返し反射に伴い、即ち指針本体３の先端に行くに従って、像のコントラストは減衰し、消えて行くことになる。
【００４４】
続いて、上述した暗線の発生を抑制するための構成について、図１を用いて説明する。図１は、出射面に拡散面を設けたものであり、本実施形態にかかる計器用指針の平面図である。
【００４５】
この例では、指針本体３の出射面３ｄに、指針本体３の長手方向と略直角方向に拡散性を持つ、一軸拡散面を形成している。このような構成により、暗線３１が生ずる原因である光度分布を抑えることができ、指針全体で均一な輝度分布を得ることができる。特に本発明では、反射面に微細凹凸プリズムを設けており、輝度を高くすることができるため、拡散面による損失によっても高輝度の指針を得ることができる。前記拡散面としては、暗線３１の光度分布を低減できる構造であれば良く、例えば、しぼ加工、一軸拡散面、拡散シート等が利用できる。中でも一軸拡散面は、出射時において光の損失を最小限に抑えて光を拡散させることができ、斜視時の暗線や写り込みが消え、視認性をさらに向上させることができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態の下面の微小凹凸プリズムの別の形態に関する例である。
【００４７】
図５（ａ）は本発明による第２の実施形態を示したプリズム部分の断面拡大図である。第１の実施形態ではプリズム形状は不等辺三角形状であったが、本実施形態では等辺三角形状とした。ここでも内側プリズム角θ１は第１の実施形態同様に４０゜から４８゜の範囲内に設定され、望ましくは４２°から４６°の範囲に設定することにより、法線方向への出射輝度をより高めることが出来る。また、プリズム深さＤについても、第１の実施形態同様に入射面３ｂから遠ざかるほど（即ち、距離Ｌが大きいほど）順次増大する。
【００４８】
本第２の実施形態ではプリズム形状が等辺三角形状であることから、外側プリズム角θ２は内側プリズム角θ１と等しく設定し、プリズムとプリズムの間には平坦部３ｊを形成しており、式（２）は適用出来ないものの、その他の部分は第１の実施形態を踏襲しており、第１の実施形態に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４９】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に反射面３ｃに反射コートを施すことなく、出射面３ｄより光源チップ２からの光を光損失が殆どなく、極めて高い光の利用効率で出射させることが出来る。また、プリズム３ｃの深さＤを入射面３ｂからの距離Ｌに応じて異ならせることにより、出射面３ｄの全面から均一な光量で光を出光させることが出来る。更にプリズムとプリズムの間に平坦部３ｊを形成しており、この平坦部３ｊによって、指針本体３内を伝播する光は出射面３ｄと平坦部３ｊの間で反射が繰り返され光を効率よくその先端部分まで伝え指針本体３全体を明るくすることができる。また、第１の実施形態と同様に指針本体３の出射面３ｄに指針本体３の長手方向と略直角方向に拡散性を持つ一軸拡散面を形成することにより第１の実施形態と同様に光の損失を最小限に抑えて光を拡散させることにより、斜視時の暗線や写り込みが消え、視認性を向上させることができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
本発明の実施形態は、第１の実施形態の下面の微細凹凸プリズムの別の形態に関する例である。
【００５１】
図５（ｂ）は本発明による第３の実施形態を示したプリズム部分の断面拡大図である。第１の実施形態ではプリズム形状は不等辺三角形状を連続させたプリズムとプリズムの間に平坦部のないものであったが、本実施形態では不等辺三角プリズム同士の間に平坦部３ｊを形成した形状とした。ここでも内側プリズム角θ１は第１の実施形態同様に４０゜から４８゜の範囲内に設定され、望ましくは４２°から４６°の範囲に設定することにより、法線方向への出射輝度をより高めることが出来る。また、プリズム深さＤについても、第１の実施形態同様に入射面３ｂから遠ざかるほど（即ち、距離Ｌが大きいほど）順次増大する。
【００５２】
本第３の実施形態ではプリズムとプリズムの間に平坦部３ｊを形成しており、式（２）は適用出来ないものの、その他の部分は第１の実施形態を踏襲しており、第１の実施形態に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００５３】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に反射面３ｃに反射コートを施すことなく、出射面３ｄより光源チップ２からの光を光損失が殆どなく、極めて高い光の利用効率で出射させることが出来る。また、プリズム３ｃの深さＤを入射面３ｂからの距離Ｌに応じて異ならせることにより、出射面３ｄの全面から均一な光量で光を出光させることが出来ると共に光を効率良くその先端部分まで伝えることができる。
【００５４】
また、第１の実施形態と同様に指針本体３の出射面３ｄに指針本体３の長手方向と略直角方向に拡散性を持つ一軸拡散面を形成することにより第１の実施形態と同様に光の損失を最小限に抑えて光を拡散させることにより、斜視時の暗線や写り込みが消え、視認性を向上させることができる。
【００５５】
（第４の実施形態）
本発明の実施形態は、第１の実施形態の下面の微細凹凸プリズムの別の形態に関する例である。
【００５６】
図５（ｃ）は本発明による第４の実施形態を示したプリズム部分の断面拡大図である。第１の実施形態ではプリズム形状は不等辺三角形状であったが、本実施形態では等辺三角形状とし、プリズムとプリズムの間に平坦部３ｊを設けた。ここでも内側プリズム角θ１は第１の実施形態同様に４０゜から４８゜の範囲内に設定され、望ましくは４２°から４６°の範囲に設定することにより、法線方向への出射輝度をより高めることが出来る。また、プリズム深さＤについてはここでは深さＤは一定とし、その代わりにピッチＰを入射面３ｂから遠ざかるほど（即ち、距離Ｌが大きいほど）順次小さくした。即ち単位面積当たりのプリズム数を増すことにより、出射光の光量の違いを補正するものである。プリズムピッチＰは第１の実施形態同様にこの出射光量を補正する目的で非線形高次関数や線形一次関数などの関数を選定することが出来る。
【００５７】
本第４の実施形態ではプリズム形状が等辺三角形状で深さを一定として、ピッチを徐々に減じていることから、式（２）、式（３）は適用出来ないものの、その他の部分は第１の実施形態を踏襲しており、第１の実施形態に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００５８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に反射面３ｃに反射コートを施すことなく、出射面３ｄより光源チップ２からの光を光損失が殆どなく、極めて高い光の利用効率で出射させることが出来る。また、プリズム３ｃのピッチＰを入射面３ｂからの距離Ｌに応じて異ならせることにより、出射面３ｄの全面から均一な光量で光を出光させることが出来ると共に光を効率良くその先端部分まで伝えることができる。
【００５９】
また、第１の実施形態と同様に指針本体３の出射面３ｄに指針本体３の長手方向と略直角方向に拡散性を持つ一軸拡散面を形成することにより第１の実施形態と同様に光の損失を最小限に抑えて光を拡散させることにより、斜視時の暗線や写り込みが消え、視認性を向上させることができる。
【００６０】
（第５の実施形態）
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態において、指針の断面形状が別の形態に関するものである。
【００６１】
図６は本発明による第５の実施形態を示した図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の中心線に沿う断面図を示す。第１の実施形態では指針本体３の導光部３ａは長手方向の断面形状が略四角形の棒状の角柱形状としたが、本実施形態の平面形状は入射面３ｂに対して指針の先端に行くほど、幅方向、高さのいずれも先細り形状とした。これは円盤状の計器盤において指針が物理量を指す際、デザイン的に視認性の向上を試みたものである。この形状以外は第１の実施形態を踏襲しており、第１の実施形態に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００６２】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に反射面に反射コートを施すことなく、出射面３ｄより光源チップ２からの光を光損失が殆どなく、極めて高い光の利用効率と出射させることが出来る。また、プリズムの深さＤを入射面３ｂからの距離Ｌに応じて異ならせることにより、出射面の全面から均一な光量で光を出光させることが出来ると共に光を効率良くその先端部分まで伝えることができる。また、第１の実施形態と同様に指針本体３の出射面３ｄに指針本体３の長手方向と略直角方向に拡散性を持つ一軸拡散面を形成することにより第１の実施形態と同様に光の損失を最小限に抑えて光を拡散させることにより、斜視時の暗線や写り込みが消え、視認性を向上させることができる。併せて、本発明では特にデザイン的に制限されることもない。つまり、デザインの自由度が高い特徴がある。
【００６３】
（第６の実施形態）
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態において指針の形態が別の形態に関するものである。
【００６４】
図７（ａ）は、指針本体の出射面側から見た斜視図である。ここでは、分かり易く図示するために、一軸拡散面は図示していない。図に示されるように、指針本体３の高さ、即ち反射面３ｃと出射面３ｄまでの距離をｔとし、反射面３ｃの幅をＷとする。そして、幅Ｗと高さｔの比Ｗ／ｔをアスペクト比とする。また、指針本体３の高さ、反射面３ｃの幅Ｗが指針本体の長手方向において変化する場合は、それぞの断面における高さｔｎ、幅Ｗｎの比Ｗｎ／ｔｎをアスペクト比とする。
【００６５】
図７（ｂ）、（ｃ）は指針本体３の光源チップ２からの出射光の経路を表す概念図であり、上面図および側面図を表す。それぞれ（ｂ）はアスペクト比の大きい例、（ｃ）はアスペクト比の小さい例である。本図では、指針本体３は長手方向にその断面が同一形状とする。本図から、図７（ｂ）のように、アスペクト比の大きい計器用指針は、光源チップ２から出射された光が放射状に広がる単調な経路を示す。反対に、図７（ｃ）のように、アスペクト比が小さい計器用指針は、光源チップ２から出射された光が指針本体３の側面で反射され、様々な経路の光が存在する比率が増す。これにより、アスペクト比が小さい計器用指針の方が、アスペクト比が大きい計器用指針よりも、伝播方向に対しその左右方向の出射面からの出射角が広がる傾向にある。特に、高さｔに対する幅Ｗの比を３以下とするとよい。このようにすることで、計器用指針の観察者、例えば運転手からの視認性が良くすることができる。また、第１の実施形態と同様に指針本体３の出射面３ｄに指針本体３の長手方向と略直角方向に拡散性を持つ一軸拡散面を形成することにより第１の実施形態と同様に光の損失を最小限に抑えて光を拡散させることにより、斜視時の暗線や写り込みが消え、視認性を向上させることができる。
【００６６】
（第７の実施形態）
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態において入光部の形状に関する別の形態である。
【００６７】
本発明の実施の形態は、図１０及び図１１を用いて説明した暗線の発生を抑制することができる計器用指針に関する。図８は、第７の実施形態にかかる計器用指針の要部の拡大詳細図である。
【００６８】
この例では、指針本体３における光源チップ２の近傍付近の側面３０ｅを内側に凸形状とした。指針本体３は、その導光部の幅を絞り込むような形状を有している。このような構成により、光源チップ２の発光面２ａの幅が指針本体３の入射面３ｂの幅よりも狭くなり、暗線の発生を抑制でき、暗線が消えるか又は薄くなる。特に、側面３ｅの形状を曲面により構成したため、光の損失を少なくすることができる。また、薄い暗線が発生した場合においても、光源チップ２の近傍に発生するため、指針全体の視認性を阻害することはない。
【００６９】
（第８の実施形態）
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態において下面のプリズムの配置に関する別の形態である。
【００７０】
図９は、第８の実施形態にかかる計器用指針の平面図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の中心線に沿う断面図である。図に示されるようにこの計器用指針では、指針本体３の先端領域のみプリズム３０ｈを形成している。この先端領域は、指針本体３の先端から一定の領域であり、例えば、図９に示されるように、指針本体３の入射面３ｂから先端までの長さの半分の長さほど、指針本体３の先端から離れた領域までプリズム３０ｈを形成している。プリズム３０ｈを形成しない領域は、平面である。
【００７１】
このような構成により、指針本体３の先端領域のみを発光させることが可能となり、新たな意匠性を創出することができる。また、図１２の３０度斜視図に示されるような暗線は、側面における反射により繰り返しパターンが生成されるが、光源チップ２の近傍には、プリズム３ｈが形成されていないため、暗線が発生せず、先端付近では、反射が繰り返されて暗線が薄くなるため、殆ど、問題がない。このため、暗線による視認性の低下を抑制することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の計器用指針によると、光の利用効率を上げてその出射輝度を高めると共に、長手方向の輝度むらを抑えて均一な輝度分布を得ることによって指針の視認性をより向上させることができる。
【００７３】
さらに、斜視時の暗線や写り込みを低減させ、視認性を向上させる計器用指針を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明による計器用指針の第１の実施形態を示す平面図である。
（ｂ）は（ａ）の中心線断面図である。
【図２】図１（ａ）に示した第１の実施形態の中心線断面図における要部の拡大詳細図である。
【図３】（ａ）は従来例の計器用指針を示す平面図である。
（ｂ）は（ａ）の中心線断面図である。
【図４】図２におけるプリズム深さＤの距離Ｌに応じた変化の一具体例を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明による第２の実施形態を示したプリズム部分の断面拡大図である。
（ｂ）は本発明による第３の実施形態を示したプリズム部分の断面拡大図である。
（ｃ）は本発明による第４の実施形態を示したプリズム部分の断面拡大図である。
【図６】本発明による第５の実施形態を示した平面図である。
【図７】（ａ）は指針本体の出射面側から見た斜視図である。
（ｂ）は指針本体の光源チップからの出射光の経路を表す概念図であり、アスペクト比が大きい例における上面及び側面の拡大図である。
（ｃ）は指針本体の光源チップからの出射光の経路を表す概念図であり、アスペクト比が小さい例における上面及び側面の拡大図である。
【図８】本発明による第１０の実施形態を示した計器用指針の要部拡大図である。
【図９】本発明による第１１の実施形態を示した計器用指針の平面図である。
【図１０】計器用指針の３度斜視図である。
【図１１】計器用指針の３０度斜視図である。
【図１２】暗線の繰り返し反射の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１  指針
２  光源チップ
２ａ  発光面
３  指針本体
３ａ  導光部
３ｂ  入射面
３ｃ  反射面
３ｄ  出射面
３ｅ  側面
３ｆ  後端部
３ｇ  光源装着孔
３ｈ  プリズム
３ｉ  プリズム稜線
３ｊ  平坦部
３ｋ  谷部
４  センターキャップ
４ａ  回転軸
５  反射コート
【図１】
2004309397.tif 000006
【図２】
2004309397.tif 000007
【図３】
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【図４】
2004309397.tif 000009
【図５】
2004309397.tif 000010
【図６】
2004309397.tif 000011
【図７】
2004309397.tif 000012
【図８】
2004309397.tif 000013
【図９】
2004309397.tif 000014
【図１０】
2004309397.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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