(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と共に車両に搭載され、外部の前記電源から電力の供給を受けることにより、情報を表示する表示器を照明する表示器用照明回路であって、
発光により前記表示器を照明し、発光の輝度が調整可能な発光手段と、
前記発光手段の輝度が低くなるに従って、消費する電力が増加する電力消費手段と、を備え、
前記電力消費手段は、
電流の導通により電力を消費する負荷部としての抵抗器と、
前記発光手段の輝度が低くなるに従って、前記負荷部としての前記抵抗器への電流の導通時間が長くなるよう制御する導通制御部と、を有することを特徴とする表示器用照明回路。
【請求項２】
前記発光手段は、
電流の導通により発光する発光素子部と、
前記発光素子部への電流の導通時間を制御することにより、当該発光素子部の発光の輝度を調整する発光制御部と、を有し、
前記導通制御部は、前記発光制御部が前記発光素子部に電流を導通させているとき、前記負荷部への電流の導通を停止することを特徴とする請求項１に記載の表示器用照明回路。
【請求項３】
前記発光制御部は、
方形波状のパルス信号を生成し、前記発光素子部の輝度を調整するために前記パルス信号のデューティ比を変更する信号生成回路部と、
前記パルス信号がオンであるときに、前記発光素子部に電流を導通させる駆動回路部と、を含み、
前記導通制御部は、前記信号生成回路部による前記パルス信号のオンオフを反転させた反転信号を生成し、前記反転信号がオンであるときに、前記負荷部に電流を導通させることを特徴とする請求項２に記載の表示器用照明回路。
【請求項４】
前記電源から供給される電力の電圧を変圧し、前記発光手段に供給するスイッチング方式の電圧変換手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示器用照明回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から電力の供給を受けることにより、表示器を照明する表示器用照明回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示器を照明する構成において、発光する輝度を調整可能な発光手段を備えるものが知られている。その一種として、例えば特許文献１には、車両用ディスプレイのバックライトに用いられる発光素子の輝度調整装置が開示されている。特許文献１に開示の輝度調整装置は、発光素子によって消費される電力をパルス幅変調制御によって調節することにより、当該発光素子の輝度を調整することができる。
【０００３】
また、外部から電力の供給を受けることにより作動する回路において、当該外部から入力されるサージへの耐性を向上させる種々の技術が知られている。例えば、特許文献２に開示のＣＭＯＳ回路の保護装置では、外部のバッテリ電源ラインと、モータやランプなどの負荷の作動を制御するためのＣＭＯＳ回路との間に、ＣＭＯＳ回路に電力を供給する電源回路が設けられている。特許文献２に開示の保護装置において、電源回路は、バッテリ電源ラインから入力されるサージを吸収するよう構成されている。これにより、ＣＭＯＳ回路は、サージへの耐性を確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４９７５２号公報
【特許文献２】実公平７−２４８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、特許文献１に開示されているような表示器を照明する表示器用照明回路においても、特許文献２に開示されているように、外部から入力されるサージへの耐性は、当然に確保されなければならない。ここで、近年の開発により、表示器用照明回路の消費電力の低減が推し進められてきた。このような消費電力の低減の結果として、以下に説明する理由により、表示器用照明回路のサージへの耐性が低下するという問題が生じてしまった。
【０００６】
詳しく説明すると、表示器照明回路によって消費される電力が少ないことにより、当該照明回路に入力されてしまったサージのエネルギは、消費され難くなる。すると、表示器用照明回路の各部において、サージに起因した高い電圧が生じ易くなってしまう。故に、表示器用照明回路のサージへの耐性が低下してしまうのである。
【０００７】
そこで、本願発明者らは、表示器用照明回路のサージへの耐性を確保するために、電力を消費する抵抗器等を表示器用照明回路に追加した構成を想到した。ここで、特許文献１に開示の輝度調整装置では、輝度を調整可能な発光素子によって消費される電力は、発光素子の輝度が低くなるほど、少なくなる。故に、想到した構成を特許文献１の輝度調整装置に適用すると、抵抗器の消費電力は、発光素子の輝度を低く調整した場合において、表示器用照明回路のサージへの耐性を確保きるように、設定される必要がある。
【０００８】
以上の構成では、発光素子の輝度が低く調整されている場合、外部から表示器用照明回路に入力されるサージのエネルギは、発光素子では消費され難いものの、抵抗器によって多く消費される。故に、サージの入力に起因して表示器用照明回路の各部に生じる電圧は、高くなり難くなる。以上により、表示器用照明回路のサージへの耐性は、確保され得る。
【０００９】
一方で、発光素子の輝度が高く調整されている場合、照明回路に入力されるサージのエネルギは、発光素子において多く消費され得る。故に、抵抗器によって消費されるサージのエネルギが少なくても、サージの入力に起因して表示器用照明回路の各部に生じる電圧は、高くなり難い。しかし、抵抗器の消費電力は、多いままである。故に、抵抗器による余分な電力の消費によって、表示器用照明回路の消費電力は、増加してしまうこととなる。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、消費電力を低減しつつ、サージへの耐性が確保された表示器用照明回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電源と共に車両に搭載され、外部の電源から電力の供給を受けることにより、情報を表示する表示器を照明する表示器用照明回路であって、発光により表示器を照明し、発光の輝度が調整可能な発光手段と、発光手段の輝度が低くなるに従って、消費する電力が増加する電力消費手段と、を備え、電力消費手段電流の導通により電力を消費する負荷部としての抵抗器と、発光手段の輝度が低くなるに従って、負荷部としての抵抗器への電流の導通時間が長くなるよう制御する導通制御部と、を有することを特徴とする表示器用照明回路とする。
【００１２】
この発明によれば、発光手段の輝度が低く調整されている場合、発光手段により消費される電力は少なくなる。一方で、発光手段の輝度が低くなるに従い電力消費手段によって消費される電力は、多くなる。これらにより、外部から表示器用照明回路に入力されるサージのエネルギは、発光手段では消費され難いものの、電力消費手段によって多く消費される。故に、サージの入力に起因して表示器用照明回路の各部に生じる電圧は、高くなり難くなる。以上により、表示器用照明回路のサージへの耐性は、確保され得る。
【００１３】
また、発光手段の輝度が高く調整されている場合、発光手段により消費される電力が多くなる。一方で、電力消費手段の消費電力は少なくなる。これらにより、表示器用照明回路に入力されるサージのエネルギは、発光手段によって多く消費される。故に、電力消費手段によって消費されるサージのエネルギが少なくても、サージの入力に起因して表示器用照明回路の各部に生じる電圧は、高くなり難い。以上により、表示器用照明回路のサージへの耐性は、確保され得る。加えて、電力消費手段によって消費される電力が低減されることにより、表示器用照明回路の消費電力は、低く抑えられる。
【００１４】
したがって、表示器用照明回路は、消費電力を低減しつつ、サージへの耐性を確保することができる。
【００１６】
加えてこの発明によれば、負荷部において消費される電力は、当該負荷部への電流の導通時間を長くするほど、多くなる。故に、発光手段の輝度が低くなるに従い、負荷部への電流の導通時間を長くする制御を導通制御部によって行うことにより、電力消費手段における消費電力は、発光手段の輝度、ひいては発光手段の消費電力に対応して、的確に増減し得る。
【００１７】
以上により、発光手段の輝度が低く調整されている場合には、表示器用照明回路のサージへの耐性は、確実に確保され得る。また、発光手段の輝度が高く調整されている場合には、表示器用照明回路の消費電力は、確実に低減される。したがって、表示器用照明回路は、消費電力の低減と、サージへの耐性の確保とを、確実に両立できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、発光手段は、電流の導通により発光する発光素子部と、発光素子部への電流の導通時間を制御することにより、当該発光素子部の発光の輝度を調整する発光制御部と、を有し、導通制御部は、発光制御部が発光素子部に電流を導通させているとき、負荷部への電流の導通を停止することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、発光素子部の発光の輝度は、当該発光素子部に電流を導通させる時間を長くするほど、高くなる。このように発光素子部の輝度が高く調整された場合、当該発光素子部によって消費される電力は、多くなる。一方、発光制御部が発光素子部に電流を導通させているとき、負荷部への電流の導通は、導通制御部によって停止される。故に、電力消費手段によって消費される電力は、少なくなる。以上により、発光手段の輝度が高く調整されている場合の表示器用照明回路の消費電力は、確実に低減される。
【００２０】
また、発光手段の輝度が低く調整された場合、発光素子部への電流の導通時間は、発光制御部によって短くされる。この場合、負荷部への電流の導通時間が長くなることにより、電力消費手段によって消費される電力は、多くなる。以上により、発光手段の輝度が低く調整されている場合の表示器用照明回路のサージへの耐性は、確実に確保され得る。
【００２１】
したがって、表示器用照明回路は、消費電力の低減と、サージへの耐性の確保とを、さらに確実に両立できる。
【００２２】
請求項３に記載の発明では、発光制御部は、方形波状のパルス信号を生成し、発光素子部の輝度を調整するためにパルス信号のデューティ比を変更する信号生成回路部と、パルス信号がオンであるときに、発光素子部に電流を導通させる駆動回路部と、を含み、導通制御部は、信号生成回路部によるパルス信号のオンオフを反転させた反転信号を生成し、反転信号がオンであるときに、負荷部に電流を導通させることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、信号生成回路部によって生成されるパルス信号がオンであるときに、駆動回路部は、発光素子部に電流を導通させる。故に、パルス信号のデューティ比を変更することにより、発光制御部は、電流を導通させる時間を変化させることで発光素子部の輝度を調整できる。以上のようなパルス幅変調制御によって発光素子部の輝度を調整する発光制御部が、一般に広く用いられている。
【００２４】
このように、パルス幅変調制御によって発光素子部の輝度を調整する構成では、導通制御部は、複雑な構成を用いることなく、パルス信号のオンオフを反転させた反転信号を生成し得る。そして、反転信号のオンによって負荷部に電流を導通させる導通制御部は、発光素子部に電流が導通しているとき、負荷部の電流の導通を確実に停止できる。故に、発光素子部の輝度が高く調整された場合には、電力消費手段によって消費される電力は、確実に少なくなり得る。したがって、表示器用照明回路は、構成の複雑化を抑えつつ、サージへの耐性と消費電力の低減とを両立することができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明では、表示器用照明回路は、外部の電源から供給される電力の電圧を変圧し、発光手段に供給するスイッチング方式の電圧変換手段、をさらに備えることを特徴とする。
【００２９】
上述したように、近年、表示器用照明回路によって消費される電力の低減が推し進められてきた。その一環として、従来のシリーズレギュレータ及び三端子レギュレータ等を用いた電圧変換手段と比較して、電力の変換効率に優れるスイッチング方式の電圧変換手段が、表示器用照明回路に用いられるようになってきている。
【００３０】
ここで、従来の電圧変換手段において、外部からのサージの入力に起因して高い電圧が印加された場合、従来の電圧変換手段は、サージの入力によって上昇した電圧のエネルギを熱に変換して放出することができた。故に、従来の電圧変換手段は、一時的に消費電力を高めることにより、表示器用照明回路のサージへの耐性向上に寄与していた。
【００３１】
対して、スイッチング方式の電圧変換手段は、外部からのサージの入力に起因して高い電圧が印加された場合、当該電圧変換手に入力される電流を小さくする。このように、スイッチング方式の電圧変換手段は、消費する電力を維持する。故に、スイッチング方式の電力変換手段を備える表示器用照明回路は、サージへの耐性を確保し難くなる。
【００３２】
しかし、請求項４に記載の発明によれば、電力消費手段によって適切な電力消費がなされることにより、表示器用照明回路は、電力の消費を抑えつつ、サージへの耐性を確保し得る。加えて、電力の変換効率に優れるスイッチング方式の電圧変換手段を備えることで、表示器用照明回路は、消費電力をさらに低減できる。したがって、電力消費手段は、スイッチング方式の電圧変換手段と共に表示器用照明回路に設けられることにより、消費電力の低減とサージへの耐性の確保とを両立させる効果を、顕著に発揮することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第一実施形態による照明回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第一実施形態による照明回路において、ＬＥＤの輝度が低く設定された場合に、ＭＰＵにて生成されるＰＷＭ制御信号と、ＮＯＴ回路にて反転される反転信号との対応を説明するための図である。
【図３】本発明の第一実施形態による照明回路において、ＬＥＤの輝度が高く設定された場合に、ＭＰＵにて生成されるＰＷＭ制御信号と、ＮＯＴ回路にて反転される反転信号との対応を説明するための図である。
【図４】本発明の第二実施形態による照明回路の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第三実施形態による照明回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【００３５】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態による照明回路１００の回路図である。照明装置１００は、例えば車両等に搭載されたコンビネーションメータ等の表示器を照明するための回路である。照明回路１００は、車両に搭載されているバッテリ及びオルタネータ等の外部の電源から電力の供給を受ける。これにより照明回路１００は、コンビネーションメータに形成されている例えば指針、目盛、文字、及び数字等、或いは液晶パネル等の情報を表示する表示部を照明する。以上により、照明回路１００は、外来光の少ない環境下においても、表示部を視認可能にする。
【００３６】
照明回路１００は、電源ライン１０、電源回路２０、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）５０、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ：Micro-Processing Unit）３０、駆動回路４０、抵抗器８０、ＮＯＴ回路６０、及びトランジスタ７０を備えている。
【００３７】
電源ライン１０は、車両に搭載されているバッテリ及びオルタネータ等の外部の電源に接続されており、照明に必要な電力の供給を受ける。電源ライン１０には、例えば約１２ボルト（Ｖ）の電圧を有する電力が供給される。電源ライン１０は、制御系の電源ライン１１と、駆動系の電源ライン１３とに分岐されている。制御系の電源ライン１１は、電源回路２０に接続されている。制御系の電源ライン１１には、バッテリから電源回路２０に向かって流れる電流を整流するためのダイオード１１ａが設けられている。制御系の電源ライン１１は、電源回路２０に電力を供給する。駆動系の電源ライン１３は、ＬＥＤ５０及び抵抗器８０に接続されている。駆動系の電源ライン１３には、バッテリからＬＥＤ５０及び抵抗器８０に向かって流れる電流を整流するためのダイオード１３ａが設けられている。駆動系の電源ライン１３は、ＬＥＤ５０及び抵抗器８０に電力を供給する。
【００３８】
電源回路２０は、スイッチング素子及び平滑回路部等によって構成されるスイッチング方式の電源回路である。スイッチング方式の電源回路２０は、従来のシリーズレギュレータ及び三端子レギュレータ等を用いた電源回路と比較して電力の変換効率に優れており、照明回路の消費電力を低減するために、近年、照明回路に多く用いられるようになってきている。電源回路２０は、電源ライン１０から入力される電力の電圧を変圧する。電源回路２０は、入力された電力の電圧を降圧し、約５Ｖの電圧を有する電力を生成する。電源回路２０は、ＭＰＵ電源ライン２１によってＭＰＵ３０に接続されており、生成した電力をＭＰＵ３０に供給する。
【００３９】
ＬＥＤ５０は、電流の導通により発光する発光素子である。ＬＥＤ５０は、発光によりコンビネーションメータの表示部を照明する。ＬＥＤ５０は、駆動系の電源ライン１３と駆動回路４０とを接続するＬＥＤ導通ライン５１に、設けられている。ＬＥＤ５０は、駆動系の電源ライン１３から駆動回路４０に向かう電流の導通によって発光する。尚、複数のＬＥＤ５０が、ＬＥＤ導通ライン５１に直列又は並列で設けられていてもよい。
【００４０】
ＭＰＵ３０は、各種の演算を行うための演算装置である。ＭＰＵ３０は、電源回路２０からＭＰＵ電源ライン２１を通じて供給される電力によって駆動される。ＭＰＵ３０は、所定のプログラムに基づいて、パルス信号を生成し、駆動信号ライン３１を通じて駆動回路４０にパルス信号を出力する。パルス信号は、オンオフが繰り返される方形波状の信号である。尚、パルス信号の有する二値は、オン及びオフに限定されるものではなく、Ｈｉ及びＬｏであってもよく、正及び負であってもよい。
【００４１】
ＭＰＵ３０は、車両の使用者による操作が入力されるレオスタット（図示しない）と接続されている。レオスタットは、コンビネーションメータの照明の輝度を調整するための操作が入力されるダイヤル状の入力装置である。ＭＰＵ３０は、駆動回路４０と駆動信号ライン３１によって接続されている。ＭＰＵ３０は、レオスタットへの入力状態に基づいて、後述するパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御により、ＬＥＤ５０の輝度を調整する。
【００４２】
駆動回路４０は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ等によって構成されている。駆動回路４０において、トランジスタのベースには、駆動信号ライン３１が接続されている。トランジスタのコレクタには、ＬＥＤ５０の設けられたＬＥＤ導通ライン５１が接続されている。トランジスタのエミッタは、例えばコンビネーションメータのグラウンド回路と接続されることにより、接地されている。ＭＰＵ３０から出力されるパルス信号がオンであるときに、電流は、コレクタからエミッタに流れる。これにより、駆動回路４０は、ＬＥＤ５０に電流を導通させる。
【００４３】
以上の構成において、ＭＰＵ３０は、パルス幅変調制御によってＬＥＤ５０の輝度を調整するために、パルス信号のデューティ比を変更する。デューティ比とは、オン状態にあるパルス幅τをパルス信号の周期Ｔで除算した値である（図２及び図３参照）。ここで、ＭＰＵ３０によって生成されるパルス信号を、以下ＰＷＭ制御信号という。ＭＰＵ３０から駆動回路４０に出力されるＰＷＭ制御信号のデューティ比が変更されることにより、コレクタ及びエミッタ間が導通状態になる時間は、増減する。このようなパルス幅変調制御により、単位時間あたりにおけるＬＥＤ５０の発光時間の割合が制御される。このように、ＭＰＵ３０及び駆動回路４０は、ＬＥＤ５０への電流の導通時間を制御することにより、当該ＬＥＤ５０の発光の輝度を調整可能である。
【００４４】
ＮＯＴ回路６０、トランジスタ７０、及び抵抗器８０等は、ＬＥＤ５０の輝度が低くなるに従って、消費する電力が増加する電力消費手段を協働で構成している。
【００４５】
抵抗器８０は、所定の電気抵抗値を有する受動素子である。抵抗器８０は、駆動系の電源ライン１３とトランジスタ７０とを接続する抵抗器導通ライン８１に、設けられている。抵抗器８０は、駆動系の電源ライン１３からトランジスタ７０に向かう電流の導通により電力を消費する。尚、複数の抵抗器８０が、抵抗器導通ライン８１に直列又は並列で設けられていてもよい。
【００４６】
ＮＯＴ回路６０は、信号分岐ライン６８によって、ＭＰＵ３０及び駆動回路４０間を接続する駆動信号ライン３１と、接続されている。ＮＯＴ回路６０は、トランジスタ７０のベースと、反転信号ライン６９によって接続されている。ＮＯＴ回路６０は、ＭＰＵ３０によって生成されるＰＷＭ制御信号のオンオフを反転させた反転信号を生成する。ＮＯＴ回路６０は、生成した反転信号を、反転信号ライン６９を通じてトランジスタ７０に出力する。尚、反転信号の有する二値は、オン及びオフに限定されるものではなく、Ｈｉ及びＬｏであってもよく、正及び負であってもよい。
【００４７】
トランジスタ７０は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタである。トランジスタ７０のベースには、ＮＯＴ回路６０に繋がる反転信号ライン６９が接続されている。トランジスタ７０のコレクタには、抵抗器８０の設けられた抵抗器導通ライン８１が接続されている。トランジスタのエミッタは、例えばコンビネーションメータのグラウンド回路と接続されることにより、接地されている。ＮＯＴ回路６０によって反転された反転信号がオンであるときに、トランジスタ７０のコレクタからエミッタに電流が流れる。これにより、トランジスタ７０は、抵抗器８０に電流を導通させる。
【００４８】
ＮＯＴ回路６０及びトランジスタ７０は、ＬＥＤ５０の輝度が低くなるに従って、抵抗器８０への電流の導通時間が長くなるよう制御する。具体的には、ＭＰＵ３０によって生成されるＰＷＭ制御信号がオンである場合、ＮＯＴ回路６０によって反転された反転信号はオフとなる（図２及び図３参照）。故に、駆動回路４０がＬＥＤ５０に電流を導通させているとき、トランジスタ７０は抵抗器８０への電流の導通を停止する。故に、ＬＥＤ５０の輝度が低く設定されることにより、ＭＰＵ３０によって出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が小さくされた場合、反転信号のデューティ比は大きくなる（図２参照）。これにより、トランジスタ７０は、コレクタ及びエミッタ間を導通状態にする時間を増加させる。よって、抵抗器８０によって消費される電力が多くなる。
【００４９】
一方、ＬＥＤ５０の輝度が高く設定されることにより、ＭＰＵ３０によって出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が大きくされた場合、反転信号のデューティ比は小さくなる（図３参照）。これにより、トランジスタ７０は、コレクタ及びエミッタ間を導通状態にする時間を減少させる。よって、抵抗器８０によって消費される電力が少なくなる。以上のようなパルス幅変調制御により、ＮＯＴ回路６０及びトランジスタ７０は、ＬＥＤ５０の消費電力が低くなるに従って、抵抗器８０の消費電力が増加するように制御する。加えて、ＮＯＴ回路６０及びトランジスタ７０は、ＬＥＤ５０の消費電力が高くなるに従って、抵抗器８０の消費電力が低減するように制御する。
【００５０】
ここまで説明した照明回路１００の電源ライン１０に接続されているオルタネータ及び車両のバッテリでは、非常に高い電圧、所謂サージ電圧が瞬間的に発生する。このようなサージ電圧によって生じたエネルギは、電源ライン１０を通じて照明回路１００に入力されてしまう。すると、照明回路１００の各部において、入力されたエネルギが非常に高い電圧を生じさせてしまうおそれがある。このようなサージのエネルギの入力に対して、照明回路１００は耐性を確保されている必要がある。以下、照明回路１００に設けられた電力消費手段が、消費電力の増加を低減しつつ、当該照明回路１００のサージへの耐性を確保させる仕組みについて、詳細に説明する。
【００５１】
ＬＥＤ５０の輝度が低く調整されている場合、ＬＥＤ５０により消費される電力は少なくなる。一方で、ＬＥＤ５０の輝度が低くなるに従い、抵抗器８０によって消費される電力は、多くなる。これらにより、外部から照明回路１００に入力されるサージのエネルギは、ＬＥＤ５０では消費され難いものの、抵抗器８０によって多く消費される。故に、サージの入力に起因して照明回路１００の電源回路２０及びＬＥＤ５０等の各部に生じる電圧は、高くなり難くなる。以上により、照明回路１００のサージへの耐性は、確保され得る。
【００５２】
また、ＬＥＤ５０の輝度が高く調整されている場合、ＬＥＤ５０により消費される電力が多くなる。一方で、抵抗器８０の消費電力は少なくなる。これらにより、照明回路１００に入力されるサージのエネルギは、ＬＥＤ５０によって多く消費される。故に、抵抗器８０によって消費されるサージのエネルギが少なくても、サージの入力に起因して照明回路１００の各部に生じる電圧は、高くなり難い。以上により、照明回路１００のサージへの耐性は、確保され得る。加えて、抵抗器８０によって消費される電力が低減されることにより、照明回路１００の消費電力は、低く抑えられる。
【００５３】
したがって、照明回路１００は、消費電力を低減しつつ、サージへの耐性を確保することができる。
【００５４】
加えて第一実施形態によれば、駆動回路４０がＬＥＤ５０に電流を導通させているとき、抵抗器８０への電流の導通は、ＮＯＴ回路６０及びトランジスタ７０によって停止される。故に、ＮＯＴ回路６０及びトランジスタ７０は、ＬＥＤ５０の輝度が低くなるに従い、抵抗器８０への電流の導通時間を長くできる。加えて、ＮＯＴ回路６０及びトランジスタ７０は、ＬＥＤ５０の輝度が高くなるに従い、抵抗器８０への電流の導通時間を短くできる。故に、抵抗器８０における消費電力は、ＬＥＤ５０の輝度、ひいてはＬＥＤ５０の消費電力に対応して、的確に増減し得る。
【００５５】
以上により、ＬＥＤ５０の輝度が低く調整されている場合には、照明回路１００のサージへの耐性は、確実に確保される。また、ＬＥＤ５０の輝度が高く調整されている場合には、照明回路１００の消費電力は、確実に低減される。したがって、照明回路１００は、消費電力の低減と、サージへの耐性の確保とを、さらに確実に両立できる。
【００５６】
また第一実施形態のように、ＰＷＭ制御によってＬＥＤ５０の輝度を調整する構成では、複雑な構成ではないＮＯＴ回路６０が、ＰＷＭ制御信号のオンオフを反転させた反転信号を生成し得る。以上の構成では、ＬＥＤ５０に電流が導通しているとき、ＮＯＴ回路６０及びトランジスタ７０は、抵抗器８０への電流の導通を確実に停止できる。故に、ＬＥＤ５０の輝度が高く調整された場合には、抵抗器８０によって消費される電力は、確実に少なくなる。したがって、照明回路１００は、構成の複雑化を抑えつつ、サージへの耐性と消費電力の低減とを両立することができる。
【００５７】
さらに、従来の電源回路は、外部からのサージの入力に起因して高い電圧が印加された場合、サージのエネルギを熱に変換して放出することができた。故に、従来の電源回路は、一時的に消費電力を高めることにより、照明回路のサージへの耐性向上に寄与していた。対して、第一実施形態で用いられているスイッチング方式の電源回路２０は、外部からのサージの入力に起因して高い電圧が印加された場合、当該電源回路２０に入力される電流を小さくする。このように、スイッチング方式の電源回路２０は、消費する電力を維持する。故に、スイッチング方式の電源回路２０を備える照明回路１００は、サージへの耐性を確保し難くなる。
【００５８】
しかし、第一実施形態によれば、抵抗器８０によって適切な電力消費がなされることにより、照明回路１００は、電力の消費を抑えつつ、サージへの耐性を確保されている。加えて、電力の変換効率に優れるスイッチング方式の電源回路２０を備えることで、照明回路１００は、消費電力をさらに低減できる。したがって、ＬＥＤ５０の輝度に応じて消費電力の変化する抵抗器８０を設ける構成は、スイッチング方式の電源回路２０と共に照明回路１００に設けられることにより、消費電力の低減とサージへの耐性の確保とを両立させる効果を、顕著に発揮することができる。
【００５９】
また加えて、第一実施形態において抵抗器８０によって消費される電力は、熱に変換されて、照明回路１００近傍の雰囲気温度を上昇させる。仮に、雰囲気温度が過度に上昇してした場合、照明回路１００の各部、例えばＭＰＵ３０等の寿命が、低下するおそれがある。しかし、ＮＯＴ回路６０及びトランジスタ７０の機能により、抵抗器８０の余分な電力の消費は抑制される。これにより、照明回路１００近傍の過度の温度上昇も、防がれ得る。したがって、照明回路１００は、サージへの耐性の確保と相まって、高い信頼性を獲得することができる。
【００６０】
尚、第一実施形態において、電源回路２０が特許請求の範囲に記載の「電圧変換手段」に相当し、ＭＰＵ３０が特許請求の範囲に記載の「発光手段」，「発光制御部」，及び「信号生成回路部」に相当し、駆動回路４０が特許請求の範囲に記載の「発光手段」，「発光制御部」，及び「駆動回路部」に相当し、ＬＥＤ５０が特許請求の範囲に記載の「発光手段」及び「発光素子部」に相当し、ＮＯＴ回路６０が特許請求の範囲に記載の「電力消費手段」及び「導通制御部」に相当し、トランジスタ７０が特許請求の範囲に記載の「電力消費手段」及び「導通制御部」に相当し、抵抗器８０が特許請求の範囲に記載の「電力消費手段」及び「負荷部」に相当し、照明回路１００が特許請求の範囲に記載の「表示器用照明回路」に相当する。
【００６１】
（第二実施形態）
図４に示される本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態による照明回路２００は、第一実施形態において論理回路であったＮＯＴ回路６０（図１参照）に相当する反転回路２６０を備えている。以下、照明回路２００について詳細に説明する。
【００６２】
反転回路２６０は、抵抗器２６３及びトランジスタ２６５を有している。抵抗器２６３は、所定の電気抵抗値を有する受動素子である。抵抗器２６３は、駆動系の電源ライン１３とトランジスタ２６５のコレクタとを接続する反転導通ライン２６１に、設けられている。反転導通ライン２６１において、抵抗器２６３及びトランジスタ２６５間には、反転信号ライン６９が接続されている。抵抗器２６３は、反転信号ライン６９に印加される電圧を、駆動系の電源ライン１３の電圧に対して、降下させている。
【００６３】
トランジスタ２６５は、ｎｐｎ型のトランジスタである。トランジスタ２６５のベースには、駆動信号ライン３１に繋がる信号分岐ライン６８が接続されている。トランジスタ２６５のコレクタには、反転導通ライン２６１が接続されている。トランジスタのエミッタは、例えばコンビネーションメータのグラウンド回路と接続されることにより、接地されている。
【００６４】
以上の構成では、駆動信号ライン３１及び信号分岐ライン６８を通じてベースに入力されるＰＷＭ制御信号がオンであるときに、トランジスタ２６５のコレクタからエミッタに電流が流れる。これにより、反転導通ライン２６１において、抵抗器２６３及びトランジスタ２６５間の電位は、実質的に接地電圧となる。故に、反転導通ライン２６１に接続された反転信号ライン６９には、オフの信号が流れることとなる。
【００６５】
一方、駆動信号ライン３１及び信号分岐ライン６８を通じてベースに入力されるＰＷＭ制御信号がオフであるときに、トランジスタ２６５のコレクタからエミッタには電流は流れない。これにより、反転導通ライン２６１において、抵抗器２６３及びトランジスタ２６５間の電位は、接地電圧ではなくなる。故に、反転導通ライン２６１に接続された反転信号ライン６９には、オンの信号が流れることとなる。以上により、反転回路２６０は、ＭＰＵ３０によって生成されるＰＷＭ制御信号のオンオフを反転させた反転信号を生成する。
【００６６】
ここまで説明したように、反転信号を生成する構成は、抵抗器２６３及びトランジスタ２６５等を組み合わせてなる簡素な構成の反転回路２６０であってもよい。上述したような簡素な構成の反転回路２６０であっても、ＰＷＭ制御信号のオンオフを反転させた反転信号を確実に生成し得る。故に、ＬＥＤ５０に電流が導通しているとき、抵抗器８０への電流の導通は、確実に停止される。加えて、ＬＥＤ５０への電流の導通が停止されているとき、抵抗器８０に電流が導通する。これらにより、ＬＥＤ５０の輝度が高く調整された場合には、抵抗器８０によって消費される電力は、確実に低減される。また、ＬＥＤ５０の輝度が低く調整された場合でも、照明回路２００のサージへの耐性は確保され得る。したがって、照明回路２００は、構成の複雑化を抑えつつ、サージへの耐性と消費電力の低減とを両立することができる。
【００６７】
尚、第二実施形態において、反転回路２６０が特許請求の範囲に記載の「電力消費手段」及び「導通制御部」に相当し、照明回路２００が特許請求の範囲に記載の「表示器用照明回路」に相当する。
【００６８】
（第三実施形態）
図５に示される本発明の第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態による照明回路３００は、第一実施形態のＮＯＴ回路６０、トランジスタ７０、及び抵抗器８０（図１参照）に換えて、可変抵抗回路３８０を備えている。以下、照明回路３００について詳細に説明する。
【００６９】
可変抵抗回路３８０は、抵抗器導通ライン８１に設けられている。可変抵抗回路３８０は、ＭＰＵ３３０と接続されており、当該ＭＰＵ３３０から抵抗値制御信号を受ける。可変抵抗回路３８０は、抵抗値制御信号に従って、電気抵抗値を調整可能である。可変抵抗回路３８０は、複数のスイッチング素子及び複数の抵抗器等によって構成されている。各スイッチング素子は、各抵抗器に個々に接続されており、各抵抗器への電流の導通及び停止を切り換える。可変抵抗回路３８０は、ＭＰＵ３３０からの抵抗値制御信号に基づいて、スイッチング素子を開閉させる。可変抵抗回路３８０は、電流の導通する抵抗器の数を増減させる増減させることにより、電気抵抗値を調整することができる。具体的に、可変抵抗回路３８０は、電流の導通する抵抗器の数を増加させることにより、電気抵抗値を大きくする。また、可変抵抗回路３８０は、電流の導通する抵抗器の数を減少させることにより、電気抵抗値を小さくする。
【００７０】
ＭＰＵ３３０は、第一実施形態のＭＰＵ３０（図１参照）と実質的に同一である。第三実施形態のＭＰＵ３３０は、電気抵抗値を変化させるための抵抗値制御信号を、可変抵抗回路３８０に出力する。可変抵抗回路３８０の電気抵抗値は、ＬＥＤ５０の輝度が低くなるに従い、ＭＰＵ３３０によって高く調整される。また可変抵抗回路３８０の電気抵抗値は、ＬＥＤ５０の輝度が高くなるに従い、ＭＰＵ３３０によって低く調整される。
【００７１】
ここまで説明した第三実施形態では、ＬＥＤ５０の輝度が低く調整された場合、可変抵抗回路３８０において消費される電力は、多くなる。一方、ＬＥＤ５０の輝度が高く調整された場合、可変抵抗回路３８０において消費される電力は、少なくなる。以上のようなＭＰＵ３３０の制御によって、可変抵抗回路３８０における消費電力は、ＬＥＤ５０の輝度、ひいてはＬＥＤ５０の消費電力に対応して、的確に増減し得る。
【００７２】
以上により、ＬＥＤ５０の輝度が低く調整されている場合には、照明回路３００のサージへの耐性は、確実に確保される。また、ＬＥＤ５０の輝度が高く調整されている場合には、照明回路３００の消費電力は、確実に低減される。したがって、照明回路３００は、消費電力の低減と、サージへの耐性の確保とを、確実に両立できる。
【００７３】
尚、第三実施形態において、可変抵抗回路３８０が特許請求の範囲に記載の「電力消費手段」及び「可変抵抗部」に相当し、ＭＰＵ３３０が特許請求の範囲に記載の「電力消費手段」及び「抵抗値調整部」に相当し、照明回路３００が特許請求の範囲に記載の「表示器用照明回路」に相当する。
【００７４】
（他の実施形態）
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００７５】
上記第一及び第二実施形態において、電力消費手段は、抵抗器８０に電流を導通させる時間を制御することにより、消費する電力を調整していた。また、上記第三実施形態において、電力消費手段は、可変抵抗回路３８０の電気抵抗値を変更することにより、消費する電力を調整していた。しかし、電流の導通により電力を消費する構成は、上記実施形態の構成に限定されない。例えば、露出された抵抗体と、抵抗体との接触状態を維持しつつ抵抗体に対して変位する可動端子と、を備える可変抵抗器が、電力を消費する構成として抵抗器導通ライン８１に設けられていてもよい。この構成では、発光手段の輝度が低くなるに従って、可変抵抗器の電気抵抗値が高くなるように、可動端子は、抵抗体に対して変位させられる。以上により、電力消費手段によって消費される電力は、発光手段の輝度に対応し、発光手段の輝度が低くなるに従って、少なくなるよう調整され得る。
【００７６】
上記第一及び第二実施形態では、ＰＷＭ制御信号を反転させた反転信号によって抵抗器８０の電流の導通時間を制御する構成により、電力消費手段の消費電力は、ＬＥＤ５０の輝度が低くなるに従って、増加するよう調整されていた。また、上記第三実施形態では、ＭＰＵ３３０が、所定のプログラムに基づいて、ＬＥＤ５０の輝度、即ちＬＥＤ５０の消費電力と、可変抵抗回路３８０の消費電力とを共に制御する構成であった。故に、適切に構築されたＭＰＵ３３０の制御プログラムによって、電力消費手段の消費電力は、ＬＥＤ５０の輝度が低くなるに従って、増加するよう調整されていた。しかし、ＬＥＤ５０等の発光手段の輝度が低くなるに従って、消費する電力を増加させられるのであれば、電力消費手段の消費電力を調整する構成は、上記実施形態の構成に限定されない。例えば、上記第三実施形態の変形例として、駆動系の電源ライン１３を所定の時間に流れる電流をＭＰＵ３３０によって積算することにより、可変抵抗回路３８０の電気抵抗値、ひいては可変抵抗回路３８０による消費電力が調整される構成であってもよい。
【００７７】
上記実施形態では、ＬＥＤ５０の輝度は、レオスタットへの入力状態に応じて調整されていた。しかし、照明回路は、例えば車両の室内の明るさを検知する照度センサを備えており、照度センサの検知結果に基づいてＬＥＤ５０の輝度を調整する形態であってもよい。このような形態に発光手段が構成された場合でも、上記第一及び第二実施形態によるＮＯＴ回路６０及び反転回路２６０を備える電力消費手段は、ＬＥＤ５０の輝度が低くなるに従って、抵抗器８０の消費電力が多くなるように調整することができる。
【００７８】
上記実施形態では、コンビネーションメータを照明する発光手段として、ＬＥＤ５０が用いられていた。しかし、発光手段として使用可能な構成は、ＬＥＤに限定されない。例えば、コンビネーションメータを照明するための構成として、電球、蛍光管、冷陰極管、及びエレクトロルミネセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）等が、ＬＥＤ５０に換えて又はＬＥＤ５０と共に、照明回路に設けられていてもよい。
【００７９】
上記実施形態では、電圧を変換するための電圧変換手段として、照明回路は、スイッチング方式の電源回路２０を備えていた。しかし、照明回路は、電圧変換手段として、従来から用いられているシリーズレギュレータ及び三端子レギュレータ等を用いた電源回路を備えていてもよい。
【００８０】
上記実施形態において、駆動回路４０及びトランジスタ７０等として、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタを用いていた。しかし、バイポーラトランジスタに換えて、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等が用いられていてもよい。この場合、抵抗器８０への電流の導通を制御するトランジスタ７０においては、反転信号ライン６９がゲートに接続され、抵抗器導通ライン８１がドレインに接続され、ソースがグラウンド回路に接地される。
【００８１】
上記第一及び第二実施形態において、所定のプログラムを実施するＭＰＵ３０によって、特許請求の範囲に記載の「信号生成回路部」等の機能が果たされていた。しかし、プログラムの実施によらないアナログ回路等によって、特許請求の範囲に記載の「発光手段」，「発光制御部」，及び「信号生成回路部」の機能の少なくとも一部が果たされていてもよい。同様に、上記第三実施形態においても、ＭＰＵ３３０に換えて、プログラムの実施によらないアナログ回路等によって、「電力消費手段」及び「抵抗値調整部」の機能の少なくとも一部が果たされていてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０  電源ライン、１１  制御系の電源ライン、１３  駆動系の電源ライン、１１ａ，１３ａ  ダイオード、２０  電源回路（電圧変換手段）、２１  ＭＰＵ電源ライン、３０  ＭＰＵ（発光手段，発光制御部，信号生成回路部）、３３０  ＭＰＵ（電力消費手段，抵抗値調整部）、３１  駆動信号ライン、４０  駆動回路（発光手段，発光制御部，駆動回路部）、５０  ＬＥＤ（発光手段，発光素子部）、５１  ＬＥＤ導通ライン、６０  ＮＯＴ回路（電力消費手段，導通制御部）、２６０  反転回路（電力消費手段，導通制御部）、２６１  反転導通ライン、２６３  抵抗器、２６５  トランジスタ、６８  信号分岐ライン、６９  反転信号ライン、７０  トランジスタ（電力消費手段，導通制御部）、８０  抵抗器（電力消費手段，負荷部）、３８０  可変抵抗回路（電力消費手段，可変抵抗部）、８１  抵抗器導通ライン、１００，２００，３００  照明回路（表示器用照明回路）
【図１】
0005500086.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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