(57)【要約】【課題】  発光ダイオード（ＬＥＤ）の断線に対して、計器の視認性の確保を、部品コストを抑制しつつ行うことができる車両用計器を提供すること。【解決手段】  メータパネル２に設ける透光性のあるシート１０に波長の異なるＬＥＤ５１ａ〜５４ａの光とＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂの光を切り換えて投光させ、メータパネル２の第１表示とメータパネル２の第２表示を表示させるようにした可変表示機能を有する車両用計器１であって、動作状態にある複数のＬＥＤ５１ａ〜５４ａまたはＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂの少なくとも断線を含む異常を検出するＡＤ変換インターフェース８２及びＣＰＵ８１により異常検出と、異常を検出すると、異常のない側へ表示を切り換えるＣＰＵ８１からの表示切換の指示を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字盤に設ける透光性のあるシートに波長の異なる第１光源の光と第２光源の光を切り換えて投光させ、文字盤の第１表示と文字盤の第２表示を表示させるようにした可変表示機能を有する車両用計器であって、
複数設けられ、異なる波長の色で発光する第１光源及び第２光源と、
前記シートに施された、第１光源の波長を透過させ、且つ第２光源の波長を透過させない第１印刷部分と、
前記シートに施された、第２光源の波長を透過させ、且つ第１光源の波長を透過させない第２印刷部分と、
前記第１光源の波長と第２光源の波長を透過させない第３印刷部分と、
前記第１表示と前記第２表示の重複する部分で、第１光源及び第２光源の光を抑制して透過する調光印刷部と、
動作状態にある複数の第１光源または第２光源の少なくとも断線を含む異常を検出する異常検出手段と、
異常を検出すると、異常のない側へ表示を切り換える表示切換手段と、
を備えることを特徴とする可変表示構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光により見やすい計器表示を行う車両用計器の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、直列に接続された複数の発光ダイオードと、発光ダイオードを点灯及び消灯可能な駆動回路とを備えた車両用計器の照明装置において、駆動回路には、極を逆にして、発光ダイオードに並列接続するとともに、発光ダイオードの順方向電圧より大きいツェナー電圧を有するツェナーダイオードを備え、いずれかの発光ダイオードが断線したとしても、残りの発光ダイオードを発光させることを可能にしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−４９２３９号公報（第２−８頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の車両用計器にあっては、各ＬＥＤに対して、ツェナーダイオードを並列接続しなければならないため、多くのＬＥＤを用いる車両用計器では、部品コストが著しく増加してしまい問題であった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、発光ダイオード（ＬＥＤ）の断線に対して、計器の視認性の確保を、部品コストを抑制しつつ行うことができる車両用計器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、文字盤に設ける透光性のあるシートに波長の異なる第１光源の光と第２光源の光を切り換えて投光させ、文字盤の第１表示と文字盤の第２表示を表示させるようにした可変表示機能を有する車両用計器であって、複数設けられ、異なる波長の色で発光する第１光源及び第２光源と、前記シートに施された、第１光源の波長を透過させ、且つ第２光源の波長を透過させない第１印刷部分と、前記シートに施された、第２光源の波長を透過させ、且つ第１光源の波長を透過させない第２印刷部分と、前記第１光源の波長と第２光源の波長を透過させない第３印刷部分と、前記第１表示と前記第２表示の重複する部分で、第１光源及び第２光源の光を抑制して透過する調光印刷部と、動作状態にある複数の第１光源または第２光源の少なくとも断線を含む異常を検出する異常検出手段と、異常を検出すると、異常のない側へ表示を切り換える表示切換手段と、を備えることを特徴とする。
なお、請求項１の光源の「複数」は、数十個程度までを含むものとする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、発光ダイオード（ＬＥＤ）の断線に対して、計器の視認性の確保を、部品コストを抑制しつつ行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両用計器を実現する実施の形態を、請求項１に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用計器の構成を説明する概略図である。
実施例１の車両用計器１は、可変表示を行う車両用のメータであり、メータパネル２、ガイドライト３、指針駆動部４、LEDアレイ５、指針６、基板７、LED駆動部８、メータ制御部９を主要な構成にしている。
【０００９】
メータパネル２は、車速計部２１、エンジン回転計部２２、水温計部２３、燃料計部２４からなる。
ガイドライト３は、４つのガイドライト３１〜３４で構成され、車速用、エンジン回転計用、水温計用、燃料計用となる。ガイドライト３１〜３４は、LEDアレイ５１〜５４で発光させる光を、車速計部２１、エンジン回転計部２２、水温計部２３、燃料計部２４の背面の全体へ導光し、バックライトとして機能させる。
【００１０】
指針駆動部４は、４つの指針駆動部４１〜４４で構成され、基板７上に実装するように設けられ、車速用、エンジン回転計用、水温計用、燃料計用となる。
また、指針を照明するＬＥＤアレイ５５〜５８で発光させる光を指針へ導光することを兼ねる。
ＬＥＤアレイ５は、８つのＬＥＤアレイ５１〜５８で構成され、それぞれのＬＥＤアレイ５１〜５８は、複数のＬＥＤで構成される。また、それぞれのＬＥＤアレイ５１〜５８は、例えば、青色を発光するＬＥＤと赤色を発光するＬＥＤの２種類で構成されるようにする。
そこで、波長が約６４０nmをピークとする赤色を発光するＬＥＤ群を符号ａを付したものとし、波長が約４７０nmをピークとする青色を発光するＬＥＤ群を符号ｂを付したものとする。
つまり、ＬＥＤアレイ５１〜５８は、ＬＥＤアレイ５１ａ〜５８ａと、ＬＥＤアレイ５１ｂ〜５８ｂからなるものとする。
【００１１】
また、このＬＥＤアレイ５は、基板７上に実装するように設けられ、車速用、エンジン回転計用、水温計用、燃料計用となる。
本実施例１においては、表示の正面側からの照明は行わない。コントラストが低下すると視認性が悪化するからである。
指針６は、４つの指針６１〜６４で構成され、車速用、エンジン回転計用、水温計用、燃料計用となる。また、この指針６１〜６４は、導光部材で形成されるようにして、ＬＥＤアレイ５５〜５８の発光で照明されるようにする。
LED駆動部８は、LEDアレイ５１〜５８の点灯、消灯を制御する。
メータ制御部９は、指針駆動部４１〜４４を制御し、指針６１〜６４を回転させて、車速計、エンジン回転計、水温計、燃料計としての計器表示を行う。
【００１２】
次に、メータパネル２とＬＥＤアレイ５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂの関係する構成について説明する。
図２は実施例１の車両用計器の表示例を示す説明図である。
実施例１の車両用計器１では、色光源をＬＥＤアレイ５１ａ〜５４ａとＬＥｄアレイ５１ｂ〜５４ｂとで切替えることにより、メータパネル２の意匠と表示色を切替える。これを可変表示と呼ぶこととする。詳細は後述する。
また、これに合わせて、ＬＥＤアレイ５５ａ〜５８ａと、ＬＥＤアレイ５５ｂ〜５８ｂを切替えることにより指針の発光色も切替える。
【００１３】
次に、ＬＥＤ駆動部のさらに詳細について説明する。
図３は、実施例１の車両用計器のＬＥＤ駆動部の主要構成を示すブロック図である。
ＬＥＤ駆動部８は、ＣＰＵ８１、ＡＤ変換インターフェース８２、ダイアル用ＬＥＤ駆動回路８３ａ、ダイアル用ＬＥＤ駆動回路８３ｂ、指針用ＬＥＤ駆動回路８４ａ、指針用ＬＥＤ駆動回路８４ｂを主要な構成としている。なお、ＬＥＤ駆動回路は、各ＬＥＤに対応して設けられるため、実施例１では上記のように多数のＬＥＤに対応して多数設けられるが、説明上省略し、４つのＬＥＤについて説明することとする。
【００１４】
この４つのＬＥＤは、ＬＥＤアレイ５１ａの中からＬＥＤ５１１ａ、ＬＥＤアレイ５１ｂの中からＬＥＤ５１１ｂ、ＬＥＤアレイ５６ａの中から５６１ａ、ＬＥＤアレイ５６ｂの中から５６１ｂとする。
ＣＰＵ８１は、赤色のＬＥＤと青色のＬＥＤの切替制御、駆動される電圧から断線等の各ＬＥＤの異常監視を行う。
ＡＤ変換インターフェース８２は、各ＬＥＤ駆動回路での駆動電圧をＡＤ変換して、信号をＣＰＵ８１へ出力する。
【００１５】
作用を説明する。
[車両用メータにおける可変表示作用]
実施例１の車両用計器における可変表示、つまり、異なる意匠を異なる表示色で行う作用について、文字「Ａ」と文字「Ｅ」を重ねた位置で切替える可変表示を例に説明する。
図４は実施例１の車両用計器の可変表示構造のメータパネルに設けるカラーフィルタの正面図である。図５は図４のＡ−Ａ断面図である。図６は実施例１の車両用計器の可変表示構造の第１表示と第２表示を示す説明図である。
このメータパネル２に設けるカラーフィルタ１０は、図４に示すように、透明なシート１０ｅ前面に、第１印刷部分１０ａ、第２印刷部分１０ｂ、第３印刷部分１０ｃ、背景印刷部分１０ｄを設ける。
図７は、可変表示構造の印刷部分の特性と各光源の波長との関係を示す説明図である。
ここで、第１表示１２を図６(a)に示すように文字の「Ａ」、第２表示１３を図６(b)に示すように文字の「Ｅ」とする。
第１印刷部分１０ａは、第１表示１２である「Ａ」の第２表示１３「Ｅ」と重ならない図４の部分である。この部分は、青色光を通過させる青色印刷部分１０１である。青色印刷部分１０１の波長に対する透過効率の特性は、図７の線２３０で示す特性となる。
【００１６】
第２印刷部分１０ｂは、第２表示１３である「Ｅ」の第１表示１２「Ａ」と重ならない図４の部分である。この部分は、ＬＥＤ５１ａ〜５４ａの光を通過させる部分であり、赤色印刷部分１０２で形成される。赤色印刷部分１０２の波長に対する透過効率の特性は、図７の線２１０で示す特性となる。
第３印刷部分１０ｃは、第１表示１２の「Ａ」と第２表示１３の「Ｅ」とが重なった部分である。この部分は、調光印刷部分１０３で形成される。調光印刷部分１０３の波長に対する透過効率の特性は、図７の線２５０で示す特性となる。
背景印刷部分１０ｄは、第１〜第３の印刷部分１０ａ〜１０ｃ以外の表示部分であり、黒い印刷である。この部分はＬＥＤ５１〜５４の光を吸収する。
【００１７】
(a)第１表示
実施例１において、第１表示１２を表示させるには、ＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂを点灯させ、ＬＥＤ５１ａ〜５４ａを消灯させる。
まず、第１印刷部分１０ａにおいて、青色光は青色印刷部分１０１を通過し、表示部分として青色に発光する。図７では、線２４０と線２３０の関係となる。
次に第２印刷部分１０ｂでは、青色光は赤色印刷部分１０２を通過できないため、表示に寄与しない。図７では、線２４０と線２１０の関係となる。
次に第３印刷部分１０ｃでは、青色光は調光印刷部分１０３を通過し、色みと輝度が調整され、青色及び赤色の中間的な色で発光する。図７では、線２４０と線２５０の関係となる。
また、背景印刷部分１０ｄでは、青色光は通過しないため、表示に寄与しない。
これにより、第１表示１２、つまり図６(a)に示す「Ａ」が青く表示されることになる。
【００１８】
(b)第２表示
実施例１において、第２表示１３を表示させるには、ＬＥＤ５１ａ〜５４ａを点灯させ、ＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂを消灯させる。
まず、第１印刷部分１０ａにおいて、赤色光は、青色印刷部分１０１を通過させない。そのため、表示に寄与しない。図７では、線２２０と線２３０の関係となる。
次に第２印刷部分１０ｂでは、赤色印刷部分１０２を赤色光が通過するため、赤色の表示部分となる。図７では、線２２０と線２１０の関係となる。
第３印刷部分１０ｃでは、赤色光は調光印刷部分１０３を通過し、色みと輝度が調整され、青色及び赤色の中間的な色で発光する。図７では、線２２０と線２５０の関係となる。
また、背景印刷部分１０ｄでは、赤色光は通過しないため、表示に寄与しない。
これにより、第２表示１３、つまり図６(b)に示す「Ｅ」が赤く表示されることになる。
【００１９】
実施例１の車両用計器では、図２(a),(b)に示すようにＬＥＤ５１ａ〜５４ａを点灯させ、ＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂを消灯させる際には、図２(b)のメータパネル２の意匠を赤い表示色で表示させる。そして、ＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂを点灯させ、ＬＥＤ５１ａ〜５４ａを消灯させる際には、図２(a)のメータパネル２の意匠を青い表示色で表示させる。
【００２０】
つまり、２つの異なる意匠のメータパネルを２つの異なる表示色で表示することができる（図２参照）。なお、実施例１では、指針６もその切替えた意匠、表示色に応じて、２色を切替えるものとする。つまりＬＥＤ５５ａ〜５８ａを点灯させる場合とＬＥＤ５５ｂ〜５８ｂを点灯させる場合とを切替えるものとする。
その発光色は、意匠に合わせたものにするのが好ましい。
【００２１】
[ＬＥＤの断線等の異常への対応について]
ここで、メータパネル２及び指針６を照明するＬＥＤの断線等の異常の対応について説明する。
車両用計器においては、文字盤及び指針照明、ＬＣＤバックライト照明のために多数のＬＥＤを使用する。このような照明用途では、インジケータ表示、ワーニング表示のようにＬＥＤの点灯状態を個別に制御する必要がないため、複数のＬＥＤを直列接続にして駆動するのが一般的である。近年、使用ＬＥＤの増加により、抵抗、トランジスタなどのＬＥＤ駆動回路部品の損失が増大している。そのため、プリント基板上のＬＥＤ周囲温度が上昇し、ＬＥＤの寿命に影響を与えている。このような理由から、ＬＥＤの直列接続数を多くして昇圧駆動させ、駆動回路数を削減することが求められている。
【００２２】
ＬＥＤ駆動回路の損失を減らすためには、複数のＬＥＤを直列接続しまとめて駆動すればよいが、直列接続の中のＬＥＤが１個でも断線すると、直列接続のすべてのＬＥＤが消灯してしまうという問題がある。例えば、フロントカバーの透過率を低くし、車両用計器の照明が点灯時のみ文字盤及び指針、ＬＣＤの情報を視認できるようにした発光型の計器においては、１つの直列接続が消灯すると計器の広い面積が視認しにくくなってしまう。従来公報に示した特開２００５−４９２３９号では、複数のＬＥＤを直列接続した駆動回路において、各ＬＥＤにツェナーダイオードを並列接続することにより、すべてのＬＥＤが消灯することを防いでいる。しかし、この方法では、各ＬＥＤに対してツェナーダイオードを並列接続しなければならないため、ＬＥＤの使用数が多い発光型で、且つ文字盤および指針照明色を変更できるような可変表示型計器においては、部品コストが増加してしまう問題があった。
【００２３】
ここで、発光型とは、昼間、夜間ともにＬＥＤによる照明を行い表示を行うもので、視認性や高級感の演出等に優れたものである。また、可変表示型計器とは、上記のような可変表示を行うものであり、ある２種類の波長帯域の光のみを透過させるようなフィルタ効果を持たせた文字盤とその波長帯域に含まれる２種類の発光色をもつＬＥＤを組合せ、点灯させるＬＥＤを切替えることにより２種類の文字盤および指針の照明色が得られるものである。
実施例１では、このような問題を解決しつつ、ＬＥＤの断線等の異常に対応するものである。
【００２４】
[ＬＥＤ異常検出と切替作用]
実施例１の車両用計器１では、図３において、ＣＰＵ８１からの駆動指令により、ダイアル用ＬＥＤ駆動回路８３ａ、ダイアル用ＬＥＤ駆動回路８３ｂ、指針用ＬＥＤ駆動回路８４ａ、指針用ＬＥＤ駆動回路８４ｂが、ＬＥＤ５１１ａ〜ＬＥＤ５６１ｂをそれぞれ駆動する。
例えば、図２(b)の表示を行うとし、ＬＥＤ５１１ａを駆動させ、かつこの表示意匠、表示色に合わせて、ＬＥＤ５６１ａを駆動させているとする。
【００２５】
この際のダイアル用ＬＥＤ駆動回路８３ａ、指針用ＬＥＤ駆動回路８４ａにおけるＬＥＤの駆動電圧は、ＡＤ変換インターフェース８２に出力され、デジタル信号としてＣＰＵ８１へ送られる。
これにより、ＣＰＵ８１は、ＬＥＤが断線していないか、異常が発生していないかを判断し、監視する。
【００２６】
そして、駆動電圧が０ＶもしくはＬＯＷのまま、つまり断線を意味するような異常を検出した場合には、表示を図２(b)から図２(a)のものに変更するように、ダイアル用ＬＥＤ駆動回路８３ｂ、指針用ＬＥＤ駆動回路８４ｂに、ＬＥＤ５１１ｂ、ＬＥＤ５６１ｂを駆動させる制御指令をＣＰＵ８１が出力する。
【００２７】
これによって、ＬＥＤ異常が発生しても何ら問題なく表示が行える。
本来、図２(a),(b)に示す２つの表示は、使用者の好みや状況制御により切替えるものであるが、このようにＬＥＤ断線等の異常に対しても切替を行うようにして、特に、発光型や夜間の場合に、視認性の低下が発生しないようにできる。
【００２８】
なお、断線等の異常が生じたＬＥＤのみを切替えて、表示が混合するようにして、異常が生じたことを使用者に伝達するようにしてもよい。また、他のインジケータ等により表示で伝達するようにしてもよい。
このように、実施例１の車両用計器においては、２種類の発光色を得るため、２系統の文字盤及び指針照明用のＬＥＤを持つ。ある１系統のＬＥＤが断線しても他の系統のＬＥＤに発光色を切替えることにより、計器の視認性は確保される。本来２系統の文字盤及び指針照明用のＬＥＤをもつため、部品コストを増加させずに計器の視認性を確保できる。
【００２９】
次に効果を説明する。
実施例１の車両用計器にあっては、以下に説明する効果を有する。
(1)メータパネル２に設ける透光性のあるシート１０に波長の異なるＬＥＤ５１ａ〜５４ａの光とＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂの光を切り換えて投光させ、メータパネル２の第１表示とメータパネル２の第２表示を表示させるようにした可変表示機能を有する車両用計器１であって、複数設けられ、異なる波長の色で発光するＬＥＤ５１ａ〜５４ａ及びＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂと、シート１０に施された、ＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂの波長を透過させ、且つＬＥＤ５１ａ〜５４ａの波長を透過させない第１印刷部分１０ａと、シート１０に施された、ＬＥＤ５１ａ〜５４ａの波長を透過させ、且つＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂの波長を透過させない第２印刷部分１０ｂと、ＬＥＤ５１ａ〜５４ａの波長とＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂの波長を透過させない背景印刷部分１０ｄと、第１表示と前記第２表示の重複する部分で、ＬＥＤ５１ａ〜５４ａの光とＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂの光を抑制して透過する第３印刷部分１０ｃと、動作状態にある複数のＬＥＤ５１ａ〜５４ａまたはＬＥＤ５１ｂ〜５４ｂの少なくとも断線を含む異常を検出するＡＤ変換インターフェース８２及びＣＰＵ８１により異常検出と、異常を検出すると、異常のない側へ表示を切り換えるＣＰＵ８１からの表示切換の指示を備えるため、発光ダイオード（ＬＥＤ）の断線に対して、計器の視認性の確保を、部品コストを抑制しつつ行うことができる。
【００３０】
以上、本発明の車両用計器を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００３１】
例えば、実施例１では、赤色と青色の２色のメータパネル（文字盤）の切替を行うものであったが、他の色や形状であってもよい。
ＬＥＤの数は、ＬＥＤ群と表現する数十個以上であっても、複数と表現する数十個より少ないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の車両用計器の構成を説明する概略図である。
【図２】実施例１の車両用計器の表示例を示す説明図である。
【図３】実施例１の車両用計器のＬＥＤ駆動部の主要構成を示すブロック図である。
【図４】実施例１の車両用計器の可変表示構造のメータパネルに設けるカラーフィルタの正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施例１の車両用計器の可変表示構造の第１表示と第２表示を示す説明図である。
【図７】可変表示構造の印刷部分の特性と各光源の波長との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  車両用計器
２  メータパネル
２１  車速計部
２２  エンジン回転計部
２３  水温計部
２４  燃料計部
３  ガイドライト
３１〜３４  ガイドライト
４  指針駆動部
４１〜４４  指針駆動部
５  ＬＥＤアレイ
５１ａ〜５８ａ  ＬＥＤアレイ
５１１ａ  ＬＥＤ
５６１ａ  ＬＥＤ
５１ｂ〜５８ｂ  ＬＥＤアレイ
５１１ｂ  ＬＥＤ
５６１ｂ  ＬＥＤ
６  指針
６１〜６４  指針
７  基板
８  ＬＥＤ駆動部
９  メータ制御部
１０  カラーフィルタ
１０ａ  第１印刷部分
１０ｂ  第２印刷部分
１０ｃ  第３印刷部分
１０ｄ  背景印刷部分
１０ｅ  シート
１２  第１表示
１３  第２表示
８１  ＣＰＵ
８２  変換インターフェース
８３ａ  ダイアル用ＬＥＤ駆動回路
８３ｂ  ダイアル用ＬＥＤ駆動回路
８４ａ  指針用ＬＥＤ駆動回路
８４ｂ  指針用ＬＥＤ駆動回路
１０１  青色印刷部分
１０２  赤色印刷部分
１０３  調光印刷部分
２１０  線
２２０  線
２３０  線
２４０  線
２５０  線
【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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