【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は計器、指示機等の残像表示装置に関し、より詳細には、計器、指示機等の表示装置に関し、特に、車両等の移動体の計器のように車速、エンジン回転数などの計測量の値、またはその変化率等の運動状態変化を表示する表示装置に好適な指針残像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば車両等の移動体のスピードメータ、回転計などの計器においては、図５のように計器の文字板１０の中心に指針３が設けられ、指針先端が軌道する円上付近に目盛２が配置されている。 また、図示されてはいないが、指針３は、車速あるいはエンジンの回転数等に応じた計測量だけムーブメントにより回転されることが知られている。 表示装置は、文字板１０及びムーブメントを固定し収納するケースと、文字板１０
を覆う見返しと、文字板１０上の指針３を保護する表ガラスとで構成されている。

【０００３】計器の表示装置には、文字板上の文字、目盛などの部分は透光性、それ以外の部分を非透光性で構成し、夜間、文字板の背面側から入射した光を文字板上の透光性の文字、目盛などの部分で、文字、目盛などを視認することができるようにした計器、文字板の前面側から照明することで視認することができるようにした計器、照明光源からの光を反射させることにより指針自体に光を導光することで視認性を向上させた計器などが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の計器では、文字板上の文字、目盛などの部分は単色であり、夜間、透過あるいは照射などによる照明はされるが、文字板の文字、目盛などの表示に変化はないために、指針の移動状態を目視により感知するとともに、併せて車両等移動体の運動状態の変化も感知していた。

【０００５】本発明は、指針に所定の残像を表示することにより、指針の位置、指針の移動方向、及び指針の移動状態変化、並びに移動体の運動状態変化を明確に示すことができる計器、指示機等の残像表示装置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、計測量に応じて指針を移動させ、文字板に付した文字、記号等の目盛と協働して計測量を表示する計器、指示機等の表示装置において、該指針の移動状態変化に応じて所定の残像を表示し、前記指針に前記所定の残像表示をする残像表示手段と、該残像表示手段に前記所定の残像を表示させる制御を行う残像表示制御手段とを備えることを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、さらに残像表示時における色彩が単色または複数の色彩により表示されることを特徴とする。
ここで、残像の色彩は、表示時点が変わると他の単色、
もしくは複数の色に変わる場合を含むものである。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、さらに前記所定の残像が、前記指針の移動に応じて前記指針の移動方向と反対方向に順次明るさを減衰させて表示されることを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、さらに前記所定の残像が、計測量の値またはその変化率等の移動状態変化に応じて表示形状を変化させて表示されることを特徴とする。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記所定の残像が、計測量の値、
またはその変化率等の移動状態変化に応じて表示形状を変化させるとともに、前記指針の移動方向と反対方向に順次明るさを減衰させて表示されることを特徴とする。

【００１１】請求項６記載の発明は、請求項１、２、
３、４または５記載の発明において、さらに前記所定の残像が、前記指針の移動に応じて色彩の変化により表示されることを特徴とする。

【００１２】請求項７記載の発明は、請求項１、２、
３、４、５または６記載の発明において、さらに前記残像表示手段は、前記指針の移動方向に配列された複数のセグメントを有し、前記残像表示制御手段は、前記指針の移動した位置を基準として、前記指針の移動方向と反対方向に所定の残像を表示させるように制御することを特徴とする。 前記セグメントとは、残像表示を制御するために用いる領域の管理の１つであり、前記残像表示手段を任意のブロックに分割した単位のことである。 また、前記残像表示手段がセグメント毎に表示の制御が可能であれば、セグメント自体が発光体であっても、一または複数の光源からセグメントに光を入射させることによってセグメントを発光させるような構成であってもかまわない。 ここで請求項７記載の発明の手段としては、
前記指針の移動方向に並べられた複数のセグメントを有する前記残像表示手段を、前記指針の移動した位置を基準として、指針の移動方向と反対方向に位置するセグメントを制御することで、残像を表示するような手段のすべてをいう。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。 図１は本発明による指針残像表示装置を採用した計器の図であり、図２は図１の中の一部分の拡大図であり、図３は図２の断面図であり、図４は図１の残像表示実施形態の一例を示した図である。

【００１４】以下、計器における本発明の指針残像表示装置について説明する。 指針残像表示装置は、文字板１
の表面に所定の目盛２と、文字板１の中心には計測量に応じて駆動される指針３が配置され、残像表示手段４は文字板１の表示目盛部から中心の間の領域である。 ここで、残像表示手段４は文字板１の目盛部から中心の間の領域内に配置されていればよいが、表示効果を向上させるには、なるべく目盛部から文字板の中心までの領域を可能な限り使用することが望ましい。

【００１５】指針３の移動時、指針３の位置に当該するセグメントを基準としたとき、指針３の移動方向と反対の方向にセグメントの表示を制御することにより、指針３の残像表示を実現する。 なお、残像表示手段４のセグメント数、セグメント単位の大きさ、及びセグメント表示数等の構成を変更し、残像表示制御を変更することにより、種々異なる表示対応で指針３の移動時の残像表示をすることができる。

【００１６】図２では、残像表示手段４がセグメント毎に区切られているが、これは実施形態の一例であり、セグメントの区別ができればセグメント毎に区切る必要はない。

【００１７】図３は、残像表示手段４にプリズムを用いた場合の断面図を示し、以下に図３の概要を説明する。
文字板１は不透過性材料、目盛２は透過性材料で構成され、残像表示手段４は、指針３の移動方向に配列された各セグメント毎に、プリズム５とＬＥＤ６が個別に対応するように配置されている。 隣接するプリズム５は、お互いの光が干渉しないように、セグメント毎にケース７
で仕切られている。 これにより、明暗の表示を明確化することができる。 また、プリズム５の入射面５ａに平行となるようにＬＥＤ６を、指針３を駆動するムーブメント９が配置されている基板８上に配置する。 そうすることにより、ＬＥＤ６とムーブメント９を制御する基板を一体化することができる。

【００１８】プリズム５を用いるのは、構造によっては少ない光を拡散させることにより広範囲に導光することができるからであり、他の導光体物質を用いるか、あるいは導光体物質を用いずに発光体物質を配置することも可能である。 また、ＬＥＤ６を用いているのは、ＬＥＤ
の単価が安価で光度の調整が可能であるからであり、半導体などの他の発光体物質を用いることも可能である。

【００１９】なお、本実施形態では、本発明の表示装置をスピードメータ、タコメータ等の車両用メータに応用した構成としてある。

【００２０】図６は、図４の実施形態における指針残像表示装置のシステム構成図であり、トランスミッションなどの回転を電気的回路信号（パルス信号）に変換する回転センサ１１と、パルス信号を波形整形する波形整形回路１２と、ムーブメント駆動部１４とＬＥＤ駆動部１
５を制御するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１３で構成されている。 また、ＭＰＵ１３のＲＡＭは、測定結果、
位置情報などのデータを管理するＭ０からＭ４の作業領域、表示用の位置データなどを一旦格納する領域を有するものであり、ＭＰＵ１３のＲＯＭは、制御プログラムを有するものである。

【００２１】図７は、図４の実施形態における残像表示手段４のセグメント構成図で、残像表示手段４をｎ分割した場合のセグメント間の閾値を、それぞれＡ（０）からＡ（ｎ）とした場合に、各セグメント値がＬ（０）からＬ（ｎ−１）で割り振られることを表現した例であり、セグメント値は連続した正数である。

【００２２】図８は、図４の実施形態におけるＭＰＵが行う処理を示すフローチャートであり、図９は、図８のフローチャートのからの範囲を、残像の表示形状を変化させた場合のフローチャートであり、図１０は、図８のフローチャートのからの範囲を、残像の表示形状を変化さるとともに、明暗及び色彩の変化による表示をさせた場合のフローチャートである。

【００２３】以下に、図４に示すような残像の表示を、
指針３の位置を基準とし、基準のセグメントを含まずに、指針３の移動方向と反対方向に高階調、中階調、低階調という３階調固定の明暗によって、残像を表示する場合の実施形態の動作について説明する。

【００２４】なお、基準となるセグメントの表示については、基準となるセグメントを含んでも含まなくてもどちらでも差し支えはないが、基準となるセグメントを含んで表示させる場合、指針の位置によっては指針の進行方向に対して残像が指針を越えて表示されることがあるため、視認性という点から考慮すると、基準となるセグメントを含まずに表示するのが望ましい。

【００２５】指針残像表示装置を使用する場合、まず、
ＭＰＵ１３により作業領域に初期値が設定され（Ｓ
１）、回転センサ１１により変換されたパルス信号は、
波形整形回路１２で整形されて、ＭＰＵ１３に入力され、ここで移動体の速度が算出される。

【００２６】すなわち、ＭＰＵ１３に入力されたパルス信号から、回転数計測処理（Ｓ２）で計測され、計測結果が作業領域Ｍ１に設定され（Ｓ３）、計測結果に基づきムーブメント駆動部１４によりムーブメントの駆動処理（Ｓ４）を行う。

【００２７】その後、セグメント間の閾値から計測結果がどのセグメントに含まれているかを判定し、作業領域Ｍ２に当該のセグメント値を設定する。 Ａ（０）以上Ａ
（１）より小さい範囲に含まれているかを判定し（Ｓ
５）、含まれていれば、作業領域Ｍ２にセグメント値Ｌ
（０）を設定する（Ｓ６）。 含まれていない場合は、次の範囲であるＡ（１）以上Ａ（２）より小さい範囲に含まれているかを判定し（Ｓ７）、含まれていれば、作業領域Ｍ２にセグメント値Ｌ（１）を設定する（Ｓ８）。
含まれていなければ、また次の範囲の判定処理と範囲が検出できるまで行う。 この処理の最後の範囲は、図７記載のように残像表示手段４はｎ分割されていることから、Ａ（ｎ−２）以上Ａ（ｎ−１）より小さい範囲ということになり、この範囲に含まれていれば、作業領域Ｍ
２にセグメント値Ｌ（ｎ−２）を設定し（Ｓ１０）、含まれていない場合は、作業領域Ｍ２にセグメント値Ｌ
（ｎ−１）を設定する（Ｓ１１）。

【００２８】前述の処理で作業領域Ｍ２に得られた値が、指針３の移動した位置を示す基準ということになり、この作業領域Ｍ２の値と、前回の基準として作業領域Ｍ０に設定されている値とを比較することにより、指針３が上昇したのか、それとも下降したのかを判定する（Ｓ１２）。

【００２９】処理１２で指針３が上昇していると判定した場合、残像を表示するかの判定処理を行い（Ｓ１
３）、３階調の明暗による残像表示が可能な場合は、表示する３つのセグメントと各セグメントの光度である高階調、中階調、低階調を決定する。 また、残像表示は基準を含まないため、作業領域Ｍ２に設定されている基準から、１を引いた値が高階調（Ｍ２−１）、２を引いた値が中階調（Ｍ２−２）、３を引いた値が低階調（Ｍ２
−３）、つまり、基準のセグメントから指針３の移動方向と反対方向に対して、高階調が１つ目のセグメント、
中階調が２つ目のセグメント、低階調が３つ目のセグメントということになり、残像表示位置と当該セグメントの明暗の階調が決定される（Ｓ１４）。

【００３０】処理Ｓ１４で決定した３つのセグメントを、従来の公知技術であるＬＥＤ駆動部１５により、残像表示手段４の当該の３つのセグメントを表示することで、指針３の移動時の残像表示を実現する（Ｓ１５）。
この場合、ＬＥＤ６の点灯については、一定時間で自動的に消灯することを前提としているが、消灯を考慮した制御手段を用いる場合は、ＬＥＤ６は自動的に消灯させる必要はない。

【００３１】処理Ｓ１２で指針３が変化していない、もしくは下降していると判定した場合は、残像表示手段４
の残像表示処理は行わない。

【００３２】処理Ｓ１６では、処理Ｓ１２の判定結果に関わらず、次回の指針３の上昇判定基準用に、作業領域Ｍ０へ作業領域Ｍ２に設定されている今回の基準情報を設定する。

【００３３】なお、Ｓ２からＳ１６の一連の処理は、任意の周期単位に処理が実行され、指針３の上昇時にのみ、残像表示手段４に高階調、中階調、低階調の３階調固定の明暗による残像を表示させることができる。

【００３４】また、本発明の表示装置は、上述した形態に限定されるものではなく、その他にも以下のような表示形態が挙げられる。

【００３５】前記実施形態においては、３階調固定の明暗による残像表示について説明したが、明暗の表示階調数を変更しても基本的な残像表示の制御方法は変わらず、残像表示手段４を構成しているセグメントの性能が異なってくる。 これは、残像表示手段４のセグメントに、表示階調数分の表示が可能な部材、もしくは構造を用いなければならないということである。 しかし、明暗の表示階調数は高くした方が、残像表示をより効果的に表現することができるという利点がある。

【００３６】次に、残像を単色または複数色で表示させようとした場合、前記実施形態において説明すると、例えば、残像表示手段をカラーテレビで使用されているような３原色の表示が可能なセグメントで構成することにより、図８のフローチャートの処理Ｓ１４の直前に、任意の色彩を選定する処理を追加することで、単色または複数色による残像表示を実現することが可能となる。

【００３７】次に、指針３の変化に応じて残像表示の形状を変化させる場合について説明する。 指針３の移動上昇時に、指針３の前回の位置から移動後の指針３の位置までの範囲を、単色による残像で表示させようとした場合、前記実施形態において説明すると、図８のフローチャートのからの範囲の処理を、図９のフローチャートに示すＳ２１からＳ２３の処理に置き換えることで、
指針３の移動範囲部分を単色により残像表示させることが可能となる。

【００３８】Ｓ１からＳ１２までの処理は、前述した通りであり、処理Ｓ１２で指針３が上昇したと判定した場合に、Ｓ２１からＳ２３の処理が実行される。 処理Ｓ２
１では、前述の処理で作業領域Ｍ２に設定されている基準から、１を引くことで残像表示開始セグメント位置（Ｍ２−１）を求め、作業領域Ｍ３に設定する。 処理Ｓ
２２では、作業領域Ｍ０に設定されている指針３の前回の基準位置が、残像表示終端セグメント位置に対応するので、作業領域Ｍ４に作業領域Ｍ０の値を残像表示終端セグメント位置として設定する。 処理Ｓ２３では、作業領域Ｍ４に設定されている残像表示終端セグメント位置と、作業領域Ｍ３に設定されている残像表示開始セグメント位置から残像表示セグメント領域を決定し、処理Ｓ
１５により指針３の移動範囲部分を、単色により残像表示させることができる。 このように、指針３の移動状態変化に応じて残像の表示形状を変化させることで、特に指針３の移動状態変化、及び移動体の運動状態変化についての視認性を向上することができる。

【００３９】次に、指針３の前回の位置と移動後の指針３の位置に基づいて、移動上昇時の指針３の変化率を求め、変化率が大きい場合は残像を広い範囲で表示し、変化率が小さい場合は狭い範囲で表示するというような、
指針３の変化率に応じて残像の形状を変化させて表示するような場合の、３階調可変の明暗による残像表示について、前記実施形態において説明する。 この場合も、図８のフローチャートのからの範囲の処理を、図１０
のフローチャートに示すＳ３１からＳ４０の処理に置き換えることで、指針３の移動変化率に応じた３階調可変の明暗による残像表示が可能となる。

【００４０】Ｓ１からＳ１２までの処理は、前述した通りであり、処理Ｓ１２で指針３が上昇したと判定した場合に、処理Ｓ３１以降の処理が実行される。 処理３１では、前述の処理で作業領域Ｍ２に設定されている基準から、指針３の前回の基準位置として作業領域Ｍ０に設定されている値に基づいて、指針３の変化率を求め、作業領域Ｍ３に設定する。 処理Ｓ３２では、作業領域Ｍ３に設定されている変化率から、３階調明暗による残像表示が可能であるかを判定し、可能な場合は、処理Ｓ３３で作業領域Ｍ２に設定されている基準から、高階調（Ｍ２
−１）、中階調（Ｍ２−２）、低階調（Ｍ２−３）を求めることにより、３階調による残像表示位置と当該セグメントの明暗の階調を決定する。 また、３階調明暗による残像表示が不可能である場合は、処理Ｓ３４で２階調明暗による残像表示が可能であるかを判定し、可能な場合は、処理Ｓ３５で作業領域Ｍ２に設定されている基準から、高階調（Ｍ２−１）、中階調（Ｍ２−２）を求めることにより、２階調による残像表示位置と当該セグメントの明暗の階調を決定する。 また、２階調明暗による残像表示が不可能である場合は、１階調明暗（高階調）
と判定し、処理Ｓ３６で作業領域Ｍ２に設定されている基準から、高階調（Ｍ２−１）を求めることにより、１
階調による残像表示位置と当該セグメントの階調を決定する。 今回の説明では、残像の色彩の変化はないため、
処理Ｓ３７の色彩の変化についての判定は、変化なしということになり、処理Ｓ１５により指針３の変化率に応じた３階調可変の明暗による残像を表示させることができる。

【００４１】次に、スピードメータを例にすると、１〜
９９ｋｍ／ｈまでの残像は緑で表示、１００ｋｍ／ｈを越えた場合は残像を赤で表示するように設計することで、残像の表示が緑の時は安全、残像の表示が赤の時は危険を意味するというように、残像表示に信号のような効果をもたせることができ、表示の色彩の変化により運転者に安全面での注意を促すこともできる。

【００４２】このような例を、前述の指針３の変化率に応じた３階調可変の明暗による残像表示おいて説明する。 この場合、残像を指針３の移動状態に応じて緑か赤で表示するというように色彩の変化も加わるため、１つのプリズム５に対して異なる色の２つのＬＥＤ６、もしくは２チップ入りの１つのＬＥＤ６に構成を変更することで、セグメント表示の色彩の切り替え制御を可能とすることができる。

【００４３】また、この場合も図８のフローチャートのからの範囲の処理を、図１０のフローチャートに示すＳ３１からＳ４０の処理に置き換えることで、指針３
の移動変化率に応じた３階調可変の明暗、及び色彩の変化による残像表示が可能となる。 図８のＳ１からＳ１２
の処理、及び図１０のＳ３１からＳ３６の処理については、前述の通りである。 処理Ｓ３７の判定処理で、残像表示の色彩の変化があるので、処理Ｓ３８の残像表示の色彩の判定処理を行う。 １〜９９ｋｍ／ｈを越えた場合が残像を赤で表示するということから、処理Ｓ３８の判定条件は９９ｋｍ／ｈ以下であるかということになり、
詳細には、作業領域Ｍ２に設定されている今回の基準情報が、ＭＰＵ１３のＲＡＭに格納されている９９ｋｍ／
ｈに当該するセグメント情報以下かを判定する。 ９９ｋ
ｍ／ｈ以下の場合は、処理Ｓ３９でセグメントの色彩を緑に決定し、１００ｋｍ／ｈを越える場合は、処理Ｓ４
０でセグメントの色彩を赤に決定する。 それらの情報を基に、処理Ｓ１５により指針３の変化率に応じた３階調可変の明暗、及び色彩の変化による残像を表示させることができる。

【００４４】さらに、通常は０〜９９ｋｍ／ｈまでは緑で残像を表示している領域でも、指針３の急激な上昇移動時には、注意の意味で緑から赤に変えて表示することにより、安全性を向上させることができる。

【００４５】この場合は、図１０の処理Ｓ３９の直前に次の処理を追加することで実現が可能となる。 処理Ｓ３
１で作業領域Ｍ３に設定した指針３の変化率と、ＭＰＵ
１３のＲＡＭに格納されている、指針３の急激な上昇の基準となる危険変化率を越えているかを判定することで、指針３の移動が急激な上昇かを判定する。 急激な上昇でないと判定した場合は、処理Ｓ３９でセグメントの色彩を緑に決定し、急激な上昇であると判定した場合は、処理Ｓ４０でセグメントの色彩を赤に決定する。 それらの情報を基に、処理Ｓ１５により指針３の変化率に応じた３階調可変の明暗、及び色彩の変化による残像を表示させることができる。

【００４６】上述の実施形態の説明から明らかなように、ＭＰＵ１３が残像表示手段に所定の残像を表示させる制御を行う残像表示制御手段を構成している。

【００４７】以上の実施形態は、円軌道を描くようにして移動する指針の表示装置について説明してきたが、本発明は、左右に移動する、もしくは上下に移動するような指針の表示装置についても適用されるものである。

【００４８】また、本発明の残像表示形態は、各形態に限定されるものではなく目的に応じて、残像の表示制御手段を種々異なる手段に変更することができるものである。 さらに、本発明の指針残像表示装置は、車両等の移動体の計器に限らず、従来、指針を用いていた種々の計器、指示機等の表示装置に適用することができる。

【００４９】さらに、文字板に液晶ディスプレイなどを用いれば、より細かな残像表示が可能となり、インテリアとしての効果も奏する。 さらに、指針も液晶で表示することにより、機械的なムーブメント及び表ガラスといった従来技術における構成要素を排除することができるので、表示装置を薄型化、軽量化及び簡単化することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、計器、指示機等に残像表示が可能な構造と、その構造を用いて残像表示を制御する手段により、指針の位置、指針の移動方向、及び指針の移動状態変化、並びに移動体の運動状態変化を残像で表示することにより、明確に示すことが可能となり、さらに視認性を向上させることのできる指針残像表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による指針残像表示装置を採用した計器の図である。

【図２】図１の中の残像表示手段の部分の拡大図である。

【図３】図２のＡ−Ａの断面図である。

【図４】図１の残像表示実施形態を示した図である。

【図５】従来の計器装置の図である。

【図６】図４の実施形態における指針残像表示装置のシステム構成図である。

【図７】図４の実施形態における残像表示手段のセグメント構成図である。

【図８】図４の実施形態におけるＭＰＵが行う処理を示すフローチャートである。

【図９】図８のフローチャートのからの部分を、残像の表示形状を変化させた場合のフローチャートである。

【図１０】図８のフローチャートのからの部分を、
残像の表示形状を変化させるとともに、明暗及び色彩の変化による表示をさせた場合のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 文字板 ２ 目盛 ３ 指針 ４ 残像表示手段 １３ マイクロプロセッサ（残像表示制御手段）