(57)【要約】【課題】主電源の電圧が変動してもＬＥＤの輝度が変化せず、しかも実装面積の小さな照明回路を備える車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置１０は、文字板（表示部）１１の背面側に設けられた複数のＬＥＤを有するＬＥＤ回路１４と、定電流回路１５と、を備えている。そして、この定電流回路１５にトランジスタ１５ａを設け、バッテリ電源（主電源）１７より電圧の低い制御回路用電源（副電源）１９からの電圧をトランジスタ１５ａに印加することにより、ＬＥＤ回路１４に一定の電流を流すようにした。更に、トランジスタ１５をｎｐｎ形バイポーラトランジスタとして、制御回路用電源１９からの電圧をトランジスタ１５のベースに印加するようにしても好適である。【選択図】  図１
2004345590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部の背面側に設けられた複数のＬＥＤを有するＬＥＤ回路と、
前記ＬＥＤ回路に定電流を流すための定電流回路と、を備え、車両に設けられた主電源からの電力により前記ＬＥＤを発光させて前記表示部を照明する車両用表示装置であって、
前記定電流回路にトランジスタを設け、前記主電源より電圧の低い副電源からの電圧を前記トランジスタに印加することにより、前記ＬＥＤ回路に一定の電流を流すようにしたことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記主電源はバッテリ電源であると共に、
前記副電源は前記車両の制御回路用電源であることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記トランジスタがベースを有するｎｐｎ形バイポーラトランジスタであると共に、
前記副電源からの電圧を、前記ベースに印加するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤを備える車両用表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の車両用表示装置としては、図４に示すような照明回路１を有する車両用表示装置が知られている。
【０００３】
この従来の車両用表示装置は、表示部としての文字板（図示せず）の背面側に複数のＬＥＤ（発光ダイオード；Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が配設されたものであり、このＬＥＤをいわゆるバックライト光源として用いる型式の車両用表示装置である。
【０００４】
図４に示したように、照明回路１は、ＬＥＤ２ａ及び電流制限抵抗素子２ｂを備えるＬＥＤ回路２と、ＬＥＤ回路２に流れる電流を制御するためのスイッチング回路３と、を有し、ＬＥＤ回路２及びスイッチング回路３が基板（図示せず）に実装された構成となっている。
【０００５】
この照明回路１では、ＬＥＤ回路２、２・・が相互に並列に複数設けられており、このＬＥＤ回路２、２・・が逆流防止用ダイオード４を介してバッテリ電源５に接続されている。
【０００６】
また、ＬＥＤ回路２は、それぞれ三つのＬＥＤ２ａ、２ａ、２ａを備えており、この３つＬＥＤ２ａ、２ａ、２ａは相互に直列に接続されている。
【０００７】
また、このような従来の車両用表示装置では、ＬＥＤ回路２に二つの電流制限抵抗素子２ｂが設けられており、電流制限抵抗素子２ｂ、２ｂはＬＥＤ２ａ、２ａ、２ａの一端に直列に接続されると共に、二つの電流制限抵抗素子２ｂ、２ｂ同士は相互に並列に接続されている。
【０００８】
更に、電流制限抵抗素子２ｂ、２ｂは、スイッチング回路３に設けられたＭＯＳＦＥＴ３ａのドレインに接続されており、このＭＯＳＦＥＴ３ａのソースは接地された構成となっている。
【０００９】
また、ＭＯＳＦＥＴ３ａのゲートには、抵抗素子３ｂを介して車両の制御回路用電源（図示せず）が接続されると共に、該制御回路用電源と抵抗素子３ｂとの間が抵抗素子３ｃを介して接地されており、ＭＯＳＦＥＴ３ａ及び抵抗素子３ｂ、３ｃでスイッチング回路３を構成している。
【００１０】
このような構成を備える照明回路１では、前記制御回路用電源からの電圧がＭＯＳＦＥＴ３ａのゲートに印加されると、ＭＯＳＦＥＴ３ａのエミッタ−コレクタ間が導通してＬＥＤ回路２に電流が流れ、ＬＥＤ２ａ、２ａ・・が発光するようになっている。
【００１１】
また、この照明回路１には、電流制限抵抗素子２ｂ、２ｂが設けられており、ＬＥＤ２ａ、２ａ・・に流れる電流が所定の値より低くなるように制御されている。
【００１２】
これは、ＬＥＤ２ａを所定の輝度より低く抑えると共に、発光ダイオードは大きな電流を流すと寿命が短くなる特性を有しているためＬＥＤ２ａ、２ａ・・の寿命を延ばすために電流を制御しているものである。特に白色に発光する白色発光ダイオードではこのような特性が顕著であるため、このような制御を行う必要が大きい。
【００１３】
また、このような照明回路を備える他のものとして、定電流回路として作用するカレントミラーを設けたものも知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−３４３５８５号公報（第４−５頁、図１）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示した従来の車両用表示装置では、ＬＥＤ２ａ、２ａに流れる電流を一定の値よりも低く抑えることができるものの、バッテリ電源５の電圧が他の電装機器等の駆動状況により変動するため、ＬＥＤ２ａ、２ａ・・に流れる電流が変動してしまう。
【００１６】
このため、ＬＥＤ２ａ、２ａ・・の輝度が変化して車両用表示装置１の視認性を低下させてしまうという問題があった。
【００１７】
また、従来の車両用表示装置では、ＬＥＤ２ａ、２ａ・・に流れる電流を一定値以下に抑えるために電流制限抵抗素子２ｂを用いており、電流制限抵抗素子２ｂとしては大きな抵抗値を有するものを採用する必要があった。
【００１８】
例えば、バッテリ電源５の電圧の最大値が１６Ｖの場合において、ＬＥＤ２ａに４０ｍＡ以下の電流を流すようにするためには、逆流防止用ダイオード４の順電圧降下を０．５Ｖ、各ＬＥＤ２ａの順電圧降下を２．０Ｖとすると、電流制限抵抗素子２ｂの必要とする許容定格電力Ｗは、
Ｗ＝（１６−０．５−２．０×３）×４０ｍＡ＝０．３８（Ｗ）
となる。
【００１９】
このため、温度ディレーティング及び抵抗値のばらつきを考慮すると、汎用されている電流制限抵抗素子としては許容定格電力が１（Ｗ）のものを用いる必要があり、実際には図４で示したように、車両用表示装置１では許容定格電力が０．５（Ｗ）の電流制限抵抗素子２ｂ、２ｂを並列に接続して設ける必要があった。
【００２０】
従って、従来の車両用表示装置では、図３（ｂ）に示すように、許容定格電力が大きな電流制限抵抗素子２ｂ、２ｂを用いなければならないため電流制限抵抗素子２ｂ、２ｂの実装のために必要とする面積が大きく、電子部品等を実装できる面積の小さな車両用表示装置の基板において大きなスペースを占有してしまい、該基板に実装できる面積を減少させ、該基板上で他の電気部品等を配索する自由度が低減してしまう、という問題があった。
【００２１】
しかも、電流制限抵抗素子２ｂ、２ｂは発熱量が大きいため他の電子部品と一定の間隔を保つ必要があり、更に電気回路等の配索自由度が低減してしまう、という問題があった。
【００２２】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、主電源の電圧が変動してもＬＥＤの輝度が変化せず、実装面積の小さな照明回路を有する車両用表示装置の提供を目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、表示部の背面側に設けられた複数のＬＥＤを有するＬＥＤ回路と、前記ＬＥＤ回路に定電流を流すための定電流回路と、を備え、車両に設けられた主電源からの電力により前記ＬＥＤを発光させて前記表示部を照明する車両用表示装置であって、前記定電流回路にトランジスタを設け、前記主電源より電圧の低い副電源からの電圧を前記トランジスタに印加することにより、前記ＬＥＤ回路に一定の電流を流すようにしたことを特徴とする車両用表示装置である。
【００２４】
このように構成された請求項１記載のものでは、前記定電流回路を備えているため、前記ＬＥＤ回路に一定の電流（定電流）を流すことができる。
【００２５】
従って、前記複数のＬＥＤに定電流が流れ、前記ＬＥＤの輝度を一定に保って前記表示部を一定の輝度に照明することができるため、視認性が向上すると共に外観品質が良好となる。
【００２６】
更に、前記定電流回路にトランジスタを設け、前記主電源より電圧の低い副電源からの電圧を前記トランジスタに印加することにより、前記ＬＥＤ回路に一定の電流を流すようにしたため、前記ＬＥＤ回路に過剰な電流が流れないようにするための電流制限抵抗素子として、許容定格電力の小さなものを採用することができる。
【００２７】
従って、前記電流制限抵抗素子からの発熱を低減することができると共に、該電流制限抵抗素子のサイズも小さくすることができるため、前記ＬＥＤ回路及び前記定電流回路の実装面積を小さく抑えることができる。
【００２８】
また、請求項２に記載の発明は、前記主電源はバッテリ電源であると共に、前記副電源は、前記車両の制御回路用電源であることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置である。
【００２９】
このように構成された請求項２記載のものでは、前記主電源として電圧変動があるバッテリ電源を用いても、前記副電源が前記車両の制御回路用電源であるため、該制御回路用電源からの電圧を利用して、容易に、前記ＬＥＤ回路に一定の電流を流すことができる。
【００３０】
また、請求項３に記載された発明は、前記トランジスタはベースを有するｎｐｎ形バイポーラトランジスタであると共に、前記副電源からの電圧を、前記ベースに印加するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用表示装置である。
【００３１】
このように構成された請求項３記載のものでは、前記トランジスタがｎｐｎ形バイポーラトランジスタであり、前記副電源からの電圧を該トランジスタのベースに印加するようにしたため、前記トランジスタのエミッタ電流を容易に一定にすることができ、前記ＬＥＤ回路に一定の電流を流すことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を、図を参照して説明する。まず、構成から説明する。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態の車両用メータ（車両用表示装置）１０は、弧状の目盛り部１１ａを備える表示部としての文字板１１と、文字板１１に沿って回動し目盛り部１１ａを指示する指針１２と、を有している。
【００３４】
また、車両用メータ１０には、文字板１１の背面側に基板（図示せず）が設けられており、指針１２を駆動するためのモータ駆動回路や液晶表示を行うための液晶駆動回路等が、この基板に実装されている。
【００３５】
更に、車両用メータ１０は、目盛り部１１ａを照明できるように適宜配置された複数のＬＥＤ１４ａ、１４ａ・・を有している。
【００３６】
そして、車両用メータ１０は、図１に示す照明回路１３を備え、この照明回路１３が前記基板に設けられている。
【００３７】
この照明回路１３は、三つのＬＥＤ１４ａを備える複数のＬＥＤ回路１４、１４・・と、このＬＥＤ回路１４に一定の電流（定電流）を流すための複数の定電流回路１５、１５・・と、トランジスタ１８ａを備えるスイッチ制御回路１８と、を有している。
【００３８】
ＬＥＤ回路１４が備える三つのＬＥＤ１４ａは相互に直列に接続されており、その一端が、逆流防止用ダイオード１６を介して主電源としてのバッテリ電源１７に接続されている。
【００３９】
また、定電流回路１５は、トランジスタ１５ａと、保護抵抗素子１５ｂと、電流制限抵抗素子１５ｃと、を備えている。
【００４０】
本実施形態では、トランジスタ１５ａとしてベースを備えるｎｐｎ形バイポーラトランジスタが採用されており、トランジスタ１５ａのベースからエミッタに向けて電流が流れると、そのコレクタからエミッタに向けて電流が流れるようになっている。
【００４１】
そして、このトランジスタ１５ａのコレクタには、ＬＥＤ回路１４と直列に接続された保護抵抗素子１５ｂが接続されている。
【００４２】
また、トランジスタ１５ａのエミッタには、一端が接地された電流制限抵抗素子１５ｃの他端が接続されている。
【００４３】
すなわち、ＬＥＤ回路１４及び定電流回路１５は、バッテリ電源１７から逆流防止用ダイオード１６を介し、三つのＬＥＤ１４ａ、保護抵抗素子１５ｂ、トランジスタ１５ａ、電流制限抵抗素子１５ｃが直列に接続され、この電流制限抵抗素子１５ｃが接地された構成を有している。
【００４４】
また、スイッチ制御回路１８は、抵抗素子１８ｂを介して、トランジスタ１８ａのコレクタが副電源としての制御回路用電源１９に接続されており、トランジスタ１８ａのエミッタは接地されている。
【００４５】
この制御回路用電源１９は、主として車両の電装部品を制御するためのマイクロコンピュータに電圧を印加して該マイクロコンピュータを駆動するためのものであり、その電圧は一定に保持され且つバッテリ電源１７の電圧より低く設定されている。
【００４６】
また、スイッチ制御回路１８は、相互に直列に接続された抵抗素子１８ｃ、１８ｄを備えており、この抵抗素子１８ｃ、１８ｄが抵抗素子１８ｂと並列となるように抵抗素子１８ｃは制御回路用電源１９に接続されている。
【００４７】
本実施形態では、各抵抗素子１８ｂ、１８ｃ、１８ｄはそれぞれ同等の抵抗値（０．１２５（Ｗ））を有するものが用いられている。
【００４８】
そして、スイッチ制御回路１８は、抵抗素子１８ｄが接地されており、更に、抵抗素子１８ｃ、１８ｄの間がトランジスタ１８ａのベースに接続されている。
【００４９】
更に、トランジスタ１８ａのコレクタと、抵抗素子１８ｂとの間には共通線２０が接続され、この共通線２０が各定電流回路１５のトランジスタ１５ａのベースに接続されている。
【００５０】
次に、この照明回路１３を備える車両用メータ１０の作用について説明する。
【００５１】
まず、制御回路用電源１９からスイッチ制御回路１８に副電源電圧Ｖ２が印加されていない状態では、トランジスタ１５ａのベースに電圧が印加されないため、トランジスタ１５ａのコレクタとエミッタとの非導通状態が保持される。
【００５２】
このため、ＬＥＤ回路１４にバッテリ電源１７の主電源電圧Ｖ１が印加されていてもＬＥＤ回路１４には電流が流れず、各ＬＥＤ１４ａは発光しない。
【００５３】
一方、図示しない照明用スイッチ等の操作に基づき、制御回路用電源１９からスイッチ制御回路１８に副電源電圧Ｖ２が印加されると、相互に直列接続された抵抗素子１８ｃと抵抗素子１８ｄとの分圧に基づき、抵抗素子１８ｃと抵抗素子１８ｄとの間の電圧Ｖ３は副電源電圧Ｖ２より低いものとなる。
【００５４】
このため、抵抗素子１８ｃ、１８ｄの間に接続されたトランジスタ１８ａのベースには、電圧Ｖ３が印加され、トランジスタ１８ａのコレクタとエミッタとが導通する。
【００５５】
このようにトランジスタ１８ａのコレクタとエミッタとが導通すると、トランジスタ１８ａと抵抗素子１８ｂの間の電圧Ｖ４は、ベース−エミッタ間の電圧降下Ｖｂｅが０．７（Ｖ）であることを考慮すると、
Ｖ４＝Ｖ３＋Ｖｃｅ＝Ｖ３＋０．７（Ｖ）
となる。
【００５６】
このため、共通線２０を介してトランジスタ１８ａと抵抗素子１８ｂの間に接続された各トランジスタ１５ａのベースには、電圧Ｖ４が印加され、トランジスタ１５ａのコレクタとエミッタとが導通する。
【００５７】
このとき、トランジスタ１５ａと電流制限抵抗素子１５ｃとの間の電圧Ｖ５は、ベース−エミッタ間の電圧降下Ｖｂｅが０．７（Ｖ）であることを考慮すると、
Ｖ５＝Ｖ４−Ｖｂｅ＝Ｖ４−０．７（Ｖ）
となる。
【００５８】
すなわち、電圧Ｖ５と電圧Ｖ３は等しくなり、電圧Ｖ５は電圧Ｖ３と同様に一定に保たれる。
【００５９】
このため、電流制限抵抗素子１５ｃの抵抗値をＲ１５ｃ（Ω）とすると、電流制限抵抗素子１５ｃには一定の電圧Ｖ５が印加されるため、電流制限抵抗素子１５ｃには一定の電流Ｉｒ、すなわちＶ５／Ｒ１５ｃ（Ａ）の電流Ｉｒが流れる。
【００６０】
従って、車両用メータ１０によれば、バッテリ電源１７の主電源電圧Ｖ１が変動しても、この電流制限抵抗素子１５ｃとバッテリ電源１７の間に直列に接続されたＬＥＤ回路１４には、電流Ｉｒと略同等の値の一定の電流が流れる。
【００６１】
このため、車両用メータ１０では、ＬＥＤ１４ａの輝度を一定に保って文字板１１を一定の輝度で照明することができるため、視認性が向上されると共に外観品質が良好となる。
【００６２】
また、例えばＬＥＤ１４ａに４０（ｍＡ）の電流を流すためには、電圧Ｖ３を２（Ｖ）に設定することにより、電流制限抵抗素子１５ｃの抵抗値Ｒ１５ｃ（Ω）は、
Ｒ１５ｃ＝Ｖ５／０．０４０＝Ｖ３／０．０４０＝２／０．０４０＝５０（Ω）
となる。
【００６３】
このため、電流制限抵抗素子１５ｃにおいて消費される電力Ｐ１５ｃ（Ｗ）は、
Ｐ１５ｃ＝０．０４０×０．０４０×５０＝０．０８（Ｗ）
となる。
【００６４】
従って、温度ディレーティング及び抵抗値のばらつきを考慮しても、汎用品の電流制限抵抗素子１５ｃとして許容定格電力が０．２５（Ｗ）のものを用いればよく、また、トランジスタ１５ａのコレクタに接続される保護抵抗素子１５ｂとしては０．１（Ｗ）のものを用いればよい。
【００６５】
このため、図３（ａ）に示したように、車両用メータ１０であれば、定電流回路１５を備えていない従来のＬＥＤ回路２と比し、トランジスタ１５ａの実装面積を加えても、ＬＥＤ回路１４及び定電流回路１５の実装面積を小さなものとすることができる。
【００６６】
更に、従来の車両用表示装置と比し、許容定格電力の小さな電流制限抵抗素子１５ｃとすることができるため、その発熱量が小さく、電流制限抵抗素子１５ｃに他の電子部品を近接させて実装することができる。
【００６７】
このため、車両用メータ１０の前記基板のスペースを、より有効に活用することができ、これにより、車両用メータ１０の小型化を図ることもできる。
【００６８】
以上説明したように、この車両用メータ１０では、定電流回路１５を備えているため、ＬＥＤ回路１４に定電流を流すことができる。
【００６９】
このため、車両用メータ１０によれば、複数のＬＥＤ１４ａ、１４ａ・・に定電流が流れ、ＬＥＤ１４ａの輝度を一定に保って文字板１１を一定の輝度に照明することができ、視認性が向上すると共に外観品質が良好となる。
【００７０】
更に、車両用メータ１０では、定電流回路１５にトランジスタ１５ａを設け、バッテリ電源１７より電圧の低い制御回路用電源１９からの電圧をトランジスタ１５ａに印加することにより、ＬＥＤ回路１４に一定の電流を流すようにしたため、ＬＥＤ回路１４に過剰な電流が流れないようにするための電流制限抵抗素子１５ｃとして、許容定格電力の小さなものを採用することができる。
【００７１】
従って、電流制限抵抗素子１５ｃからの発熱を低減することができると共に、電流制限抵抗素子１５ｃのサイズも小さくすることができるため、ＬＥＤ回路１４及び定電流回路１５の実装面積を小さく抑えることができる。
【００７２】
しかも、車両用メータ１０によれば、主電源としてバッテリ電源１７を用いているが、前記車両の制御回路用電源１９を副電源としているため、バッテリ電源１７の電圧が変動しても制御回路用電源１９からの電圧を利用して、容易に、ＬＥＤ回路１４に一定の電流を流すことができる。
【００７３】
更に、車両用メータ１０では、トランジスタ１５ａがベースを有するｎｐｎ形バイポーラトランジスタ１５ａであり、制御回路用電源１９からの電圧を、スイッチ制御回路１８を介してトランジスタ１５ａのベースに印加するようにしたため、トランジスタ１５ａのエミッタ電流を容易に一定に保つことができ、ＬＥＤ回路１４に一定の電流を流すことができる。
【００７４】
なお、本発明の好適な実施の形態を、図を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更があってもこの発明に含まれる。
【００７５】
例えば、本実施形態の車両用表示装置では、ＬＥＤを文字板の背面側に設けているが、ＬＥＤは表示部の背面側に設けられるものであれば良く、液晶板やインジケータ表示板の背面側に設けても良い。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、前記定電流回路を備えているため、前記ＬＥＤ回路に一定の電流（定電流）を流すことができる。
【００７７】
従って、前記複数のＬＥＤに定電流が流れ、前記ＬＥＤの輝度を一定に保って前記表示部を一定の輝度に照明することができるため、視認性が向上すると共に外観品質が良好となる。
【００７８】
更に、前記定電流回路にトランジスタを設け、前記主電源より電圧の低い副電源からの電圧を前記トランジスタに印加することにより、前記ＬＥＤ回路に一定の電流を流すようにしたため、前記ＬＥＤ回路に過剰な電流が流れないようにするための電流制限抵抗素子として、許容定格電力の小さなものを採用することができる。
【００７９】
従って、前記電流制限抵抗素子からの発熱を低減することができると共に、該電流制限抵抗素子のサイズも小さくすることができるため、前記ＬＥＤ回路及び前記定電流回路の実装面積を小さく抑えることができる。
【００８０】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記主電源として電圧変動があるバッテリ電源を用いても、前記副電源が前記車両の制御回路用電源であるため、該制御回路用電源からの電圧を利用して、容易に、前記ＬＥＤ回路に一定の電流を流すことができる。
【００８１】
また、請求項３に記載された発明によれば、前記トランジスタがｎｐｎ形バイポーラトランジスタであり、前記副電源からの電圧を該トランジスタのベースに印加するようにしたため、前記トランジスタのエミッタ電流を容易に一定にすることができ、前記ＬＥＤ回路に一定の電流を流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の車両用表示装置が有するＬＥＤ回路及び定電流回路の回路構成図を示したものである。
【図２】本発明の実施の形態の車両用表示装置の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態の車両用表示装置のＬＥＤ回路及び定電流回路の実装状態と、従来の車両用表示装置のＬＥＤ回路の実装状態とを比較したものであり、（ａ）は本発明のＬＥＤ回路及び定電流回路を基板に実装した状態の模式図を、（ｂ）は従来のＬＥＤ回路を基板に実装した状態の模式図を、それぞれ示している。
【図４】従来の車両用表示装置が有するＬＥＤ回路を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１０  車両用メータ（車両用表示装置）
１１  文字板（表示部）
１４  ＬＥＤ回路
１４ａ  ＬＥＤ
１５  定電流回路
１５ａ  ｎｐｎ形バイポーラトランジスタ（トランジスタ）
１７  バッテリ電源（主電源）
１９  制御回路用電源（副電源）
【図１】
2004345590.tif 000003
【図２】
2004345590.tif 000004
【図３】
2004345590.tif 000005
【図４】
2004345590.tif 000006