(57)【要約】【課題】光源の消費電力を低減すると共に、光源駆動回路の発熱量を低減できる車両用計器を提供する。【解決手段】表示盤１０照明用の光源である発光ダイオード８として２波長型白色発光ダイオードを、またＥＣＤ２０として薄膜固体式ＥＣＤをそれぞれ用い、発光ダイオード８の発光波長をＥＣＤ２０の電圧印加時における高透過率波長に略一致させた。これにより、ＥＣＤ２０の電圧印加時において、つまりブラックフェイスメータ状態において、従来のコンビネーションメータ１よりも少ない消費電力で従来と同等の視認性を得ることができる。したがって、発光ダイオード８の消費電力を低減すると共に、コントローラ３０の発熱量を低減できるコンビネーションメータ１を実現できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示盤と、
前記表示盤を照明する光源と、
前記表示盤の前面側に前記表示盤を覆うように配置された光透過率可変部材であるＥＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ　Ｄｉｓｐｌａｙ）とを備える車両用計器であって、
前記光源の発光波長は前記ＥＣＤの電圧印加時における高透過率波長に略一致することを特徴とする車両用計器。
【請求項２】
前記ＥＣＤは薄膜固体式ＥＣＤであり、且つ前記光源は２波長型白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
【請求項３】
前記表示盤の表面の色の波長は前記ＥＣＤの電圧印加時における低透過率波長に略一致することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用計器。
【請求項４】
前記表示盤の表面は光沢面を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用計器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に採用するに適した車両用計器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車に装備される車両用計器において、斬新な見映えを確保するために様々な方法が採られている。たとえば、表示盤の前面に光透過率可変部材を配置しその光透過率を制御して、黒色を背景として目盛、文字、指針等は発光表示される、いわゆるブラックフェイスメータを容易に実現するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、表示盤の表示面の色を、従来一般的であった黒色だけでなく他の色彩を採用するものも現れている。さらに、色彩だけではなく質感に関しても種々検討されている。たとえば、表示盤の表示面を金属材料の光沢面により形成して、金属の質感により高級感、精密感を強調することが検討されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２３４８５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のブラックフェイスメータにおいては、表示盤の前面に配置された光透過率可変部材の光透過率を低くすることにより黒色の背景を実現している。この場合、目盛、文字、指針等を低光透過率の光透過率可変部材を通して運転者による良好な視認性を確保するように発光表示させるためには、目盛、文字、指針等照明用の光源の発光輝度を高くする必要がある。このため、光源の消費電力が増加する、あるいは光源駆動回路の発熱量が増加するという問題が生じている。
【０００６】
また、表示盤の斬新な見映えを実現するために、たとえば表示盤の表示面を金属材料の光沢面により形成すると、車内に入射した太陽光等の外来光が表示面で反射することがある。この場合、反射光が運転者の眼に入射する、あるいはウィンドシールドガラス上に表示面の反射虚像が形成される等により、運転者の前方視認性が妨げられる可能性がある。この問題を解決するために、表示盤の前面に光透過率可変部材を配置し、状況に応じてその光透過率を制御して、良好な前方視認性を確保することが考えられる。
【０００７】
しかし、この場合も、光透過率可変部材の光透過率を低下させた場合には、上述のブラックフェイスメータの場合と同様の問題、すなわち光源の消費電力が増加する、あるいは光源駆動回路の発熱量が増加するという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するために成されたものであり、その目的は、光源として、その主たる波長が表示盤の前面（運転者側）に配置された光透過率可変部材の低透過率時における高透過率波長域に略一致するものを選択使用することによって、光源の消費電力を低減すると共に、光源駆動回路の発熱量を低減できる車両用計器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成する為以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の車両用計器では、表示盤と、表示盤を照明する光源と、表示盤の前面側に表示盤を覆うように配置された光透過率可変部材であるＥＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ　Ｄｉｓｐｌａｙ）とを備える車両用計器であって、光源の発光波長はＥＣＤの電圧印加時における高透過率波長に略一致する構成とした。一般に、ＥＣＤは、電圧が印加されない時には高透過率、つまりほぼ無色透明状態であり、電圧が印加されると、印加電圧が上昇するにしたがって透過率が低下していき、最大駆動電圧（たとえば１．５Ｖ）時に透過率が最低となる。このとき、ＥＣＤは濃紺色あるいは黒色に視認される。
【００１１】
図１に、ＥＣＤ、例として薄膜固体式ＥＣＤにおける、光の波長と透過率の関係、いわゆる透過率の波長特性を表すグラフを示す。図１において、実線は最大駆動電圧を印加した場合を表し、破線は電圧を印加しない場合を表している。図１に示すように、電圧を印加しない時は、光の波長の可視範囲（波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲）において透過率は概ね同等、すなわち透過率の波長特性はほぼ一様となっている。一方、電圧を印加した時は透過率が低下するものの、透過率の波長特性は電圧を印加しない場合のようにほぼ一様とはならず、特定の波長域に透過率のピークを持った特性となる。図１に示す薄膜固体式ＥＣＤにおいては、波長が４５０ｎｍ近傍の青色領域に高い透過率（４０％）を有し、波長が長くなる、つまり赤色領域に向かうに連れて透過率は徐々に低下し、波長が８００ｎｍでは、透過率は約７％となる。
【００１２】
この場合、ＥＣＤの見かけの透過率、すなわち、可視範囲（波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲）における発光強度の波長特性がフラットの光源の光、たとえば太陽光に対する透過率は約２５％となる。
【００１３】
可視範囲（波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲）における発光強度の波長特性がフラットではなく特定の波長にピークを有する光源の光に対しては、ＥＣＤの透過率は、上述の図１に示す透過率の波長特性に連動して決まる。たとえば、波長が４５０ｎｍ付近（青色）に発光強度のピークを有する光源の光では透過率は約４０％であるのに対して、波長が５７０ｎｍ付近（橙色）に発光強度のピークを有する光源の光では透過率は約２０％に低下する。すなわち、発光強度が同一（消費電流が同一）である２種類の光源、たとえば青色発光ダイオードと橙色発光ダイオードとを上述の電圧を印加したＥＣＤを通して見た場合、青色発光ダイオードの方が橙色発光ダイオードより明るく視認されることになる。言い換えると、電圧を印加したＥＣＤを透過して視認される発光強度が同じ場合、青色発光ダイオードは、橙色発光ダイオードよりも消費電流が小さくなる。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の車両用計器では、光源の発光波長をＥＣＤの電圧印加時における高透過率波長に略一致させているので、ＥＣＤの電圧印加時において、つまりブラックフェイスメータ状態において、従来よりも少ない消費電力で従来の車両用計器と同等の発光輝度を得ることができる。したがって、光源の消費電力を低減すると共に、光源駆動回路の発熱量を低減できる車両用計器を実現できる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の車両用計器では、ＥＣＤは薄膜固体式ＥＣＤであり、且つ光源は２波長型白色発光ダイオードである構成としている。これにより、容易に光透過率を変化させることができる。
【００１６】
また、図２には、２波長型白色発光ダイオードにおける光の波長と相対発光強度の関係、いわゆる相対発光強度の波長特性を表すグラフを示す。図２に示すように、２波長型白色発光ダイオードは４５０ｎｍ付近（青色）と５７０ｎｍ付近（橙色）との２箇所にピークを持っている。特に、４５０ｎｍ付近（青色）における相対発光強度は大きくなっている。一方、従来のコンビネーションメータに用いられる光源、たとえば電球あるいは放電管等における相対発光強度の波長特性は、可視範囲域でほぼフラットな特性となっている。したがって、薄膜固体式ＥＣＤ透過前の発光強度が同一とすると、薄膜固体式ＥＣＤ透過後の発光強度は２波長型白色発光ダイオードのほうが、従来のコンビネーションメータの光源よりも高くなる。したがって、薄膜固体式ＥＣＤ透過後の発光強度が同一の場合、２波長型白色発光ダイオードでは、薄膜固体式ＥＣＤ透過前の発光強度を低くできる、言い換えると光源の消費電力を低減することができる。
【００１７】
請求項３に記載の車両用計器では、表示盤の表面の色の波長はＥＣＤの電圧印加時における低透過率波長に略一致する構成とした。車両用計器に外部からの外来光、たとえば太陽光が入射し、表示盤の表面で反射した反射光はＥＣＤを透過して車両用計器外へ、たとえば運転者の目に向かって出射される。
【００１８】
ところで、ＥＣＤに電圧を印加した時における透過率の波長特性は、上述したように、特定の波長域に透過率のピークを持った特性となっている。したがって、外来光が表示盤の表面で反射した反射光がＥＣＤを透過する際の透過率は、反射光の発光強度の波長特性に応じて変化する。言い換えると、表示盤の表面における背景部の色によって、その反射光がＥＣＤを透過する際の透過率が異なる。たとえば、表示盤の表面の色が銀色、あるいは白色の場合、反射光の発光強度の波長特性はほぼフラット、つまりどの波長の光も均等に反射するので、反射光がＥＣＤを通過する際の透過率は、上述の見かけの透過率、すなわち約２５％となる。一方、表示盤の表面が白色や黒色以外の色に着色されている場合は、その色の波長の光を多く反射するので、反射光がＥＣＤを通過する際の透過率は、ＥＣＤの透過率の波長特性によって決まる。すなわち、表示盤の表面が青色の場合、反射光の透過率は約４０％となり、青色よりも波長が長くなる、つまり赤色に近くなるに連れて、透過率が低下する。
【００１９】
したがって、表示盤の表面の色の波長を、ＥＣＤの電圧印加時における低透過率波長に略一致するように設定すれば、外来光の表示盤の表面での反射光の明るさを低くできるので、反射光が運転者の眼に入射する、あるいは反射光によりウィンドシールドガラス上に表示面の反射虚像が形成される等により運転者の前方視認性が妨げられるという不具合を防止できる。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の車両用計器では、前記表示盤の表面は光沢面を備える構成としている。これにより、表示盤の見映えを斬新なものとすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による車両用計器を自動車用コンビネーションメータに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
【００２２】
図３は、本発明の一実施形態による車両用計器であるコンビネーションメータ１の断面図であり、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００２３】
図４は、コンビネーションメータ１の正面図である。
【００２４】
コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設されている。コンビネーションメータ１は、各種情報を表示して運転者に視認させるための表示盤１０を備えている。
【００２５】
表示盤１０は、樹脂あるいは金属の薄板、たとえばアルミニウムの薄板等から形成されると共に、複数の目盛部１０ａおよび文字部１０ｂを備えている。これらの目盛部１０ａおよび文字部１０ｂは、それぞれ所定の形状に型成形、プレス加工あるいはエッチング処理等により孔を開けることにより形成されている。また、表示盤１０の運転者側の表面１０ｄは、茶色に着色されている。着色方法は、塗装、着色フィルム貼着、金属の場合はメッキあるいは各種表面処理、樹脂の場合は成形時に顔料を混入する、等どのような方法であってもよい。また、表面１０ｄ全体が均一ないわゆるソリッド調、あるいは、茶色を基調色とした木目調であってもよい。
【００２６】
表示盤１０の表面側には、環状の見返し板２を介しカバーガラス３が装着されている。カバーガラス３は透明な薄板状のポリカーボネート等から形成されている。また、カバーガラス３の表示盤１０側には、カバーガラス３全体に亘り表示盤１０を覆うように、表示盤１０の視認状態を変化させるための光透過率可変部材であるＥＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ　Ｄｉｓｐｌａｙ）２０が貼着されている。
【００２７】
ＥＣＤ２０は、薄膜固体式ＥＣＤにより形成されている。ＥＣＤは、電解質とＥＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）物質（たとえば、酸化タングステン）の混合物として形成され、両端部に配置される一対の電極２１、２２（図５参照）を備え、両電極２１、２２間への印加電圧を変えることにより光透過率を変えることができる。すなわち、印加電圧Ｅが０の時は光透過率が高い、つまりほぼ透明状態であり、印加電圧を上昇させるに連れて光透過率が低下し、たとえばサングラスのような状態となり、印加電圧の最大値であるＥｍａｘを印加すると光透過率が最低値、たとえば、濃紺色或いは黒色になる。
【００２８】
表示盤１０の裏面には、後述する光源である発光ダイオード８の発する光を集光し目盛部１０ａおよび文字部１０ｂに導光して、目盛部１０ａおよび文字部１０ｂを発光表示させるための導光板１１が固定されている。導光板１１は透明あるいは半透明の樹脂、たとえばアクリル樹脂等から形成されている。
【００２９】
さらに、表示盤１０の裏面には、ケーシング４が装着されている。このケーシング４内には、コンビネーションメータ１の電気回路部を形成するプリント基板５が収容され、このプリント基板５には、外部からの電気信号に対応した角度だけ指針軸であるシャフト６ａを回動させる回動内機であるムーブメント６が取付けられている。ムーブメント６のシャフト６ａは、表示盤１０の孔部１０ｃを通して表側（図１の左側）へ延出し、その先端には指針６ｂが固定されている。この指針６ｂは、透明あるいは半透明の材料、たとえばアクリル樹脂等から形成され、指針外部の光源からの光を導光することにより指針自体が発光可能である。
【００３０】
プリント基板５の表示盤１０側表面には、表示盤１０を照明する光源である発光ダイオード８が実装されている。本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード８は、２波長型白色発光ダイオードが用いられている。この発光ダイオード８が発する光により、目盛部１０ａ、文字部１０ｂおよび指針６ｂが発光表示される。さらに、プリント基板５には、ＥＣＤ２０への印加電圧を制御すると共に、発光ダイオード８を点灯駆動するコントローラ３０が実装されている。このコントローラ３０は、たとえば、ハイブリッドＩＣ等により形成されている。
【００３１】
次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の作用・効果について、表示盤１０の視認状態を中心に説明する。
【００３２】
図５は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における、ＥＣＤ２０を制御する回路構成を示す全体構成図である。
【００３３】
図６は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における、コントローラ３０によるＥＣＤ２０への印加電圧制御および発光ダイオード８の点灯駆動制御のフローチャート図である。
【００３４】
（１）自動車の非作動時（イグニッションスイッチ４０がＯＦＦ、あるいはＡＣＣ位置の時）。
【００３５】
この場合は、図６中におけるステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４により、コントローラ３０によるＥＣＤ２０への印加電圧は０であり、つまり両電極２１、２２間に０電圧を印加（オープン状態ではない）し、ＥＣＤ２０の光透過率は最大値、つまりほぼ透明状態になっている。これにより、運転者は表示盤１０をはっきりと視認することができる。つまり表示盤１０は、茶色あるいは茶色ベースの木目調に視認され、表示盤１０の斬新な見映えを運転者に強調することができる。
【００３６】
なお、図６中のステップＳ１０５において、イグニッションスイッチがＯＮ位置にない場合、つまり始動位置（スタータモータに通電）にある場合も両電極２１、２２間に０電圧を印加（オープン状態ではない）する。
【００３７】
（２）自動車の作動時（イグニッションスイッチ４０がＯＮ位置の時）。
【００３８】
運転者によりイグニッションスイッチ４０がＯＮされバッテリ５０の電圧がコントローラ３０に印加されると、コントローラ３０は図６中のステップＳ１０５によりイグニッションスイッチ４０がＯＮされたことを検知し、図６中のステップＳ１０６により、ＥＣＤ２０への印加電圧制御を開始、つまりＥＣＤ２０の両電極２１、２２間に電圧Ｅｍａｘを印加する。これにより、ＥＣＤ２０の光透過率は最低値となり、ＥＣＤ２０は透明状態から黒色に切り替る。続いて、ステップＳ１０７により、コントローラ３０は発光ダイオード８を点灯駆動する。これにより、発光ダイオード８が点灯されて目盛部１０ａ、文字部１０ｂおよび指針６ｂが発光表示される。この場合、表示盤１０そのものは運転者により視認されず、目盛部１０ａ、文字部１０ｂおよび指針６ｂからの光のみがＥＣＤ２０を透過して運転者により視認される。すなわち、コンビネーションメータ１の見映えは、全面黒一色の中に目盛部１０ａ、文字部１０ｂおよび指針６ｂのみが発光表示されて浮き出して見える、いわゆるブラックフェイスメータとなる。
【００３９】
ここで、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、ＥＣＤ２０の電圧Ｅｍａｘを印加時の透過率の波長特性は、図１中の実線で示すような特性となっている。すなわち、４５０ｎｍ付近（青色光）に透過率のピークを有し、波長が大きくなる、つまり赤色に近づくほど透過率は小さくなっている。
【００４０】
これに対し、目盛部１０ａ、文字部１０ｂおよび指針６ｂ照明用の光源である発光ダイオード８は、２波長型白色発光ダイオードが用いられている。この発光ダイオード８における相対発光強度の波長特性は、図２のグラフに示すように、４５０ｎｍ付近（青色光）に最大のピークを、続いて５７０ｎｍ付近（橙色光）に第２のピークを有している。すなわち、発光ダイオード８の主たる発光波長は、ＥＣＤ２０の電圧印加時における高透過率波長とほぼ一致している。
【００４１】
したがって、ＥＣＤ２０に電圧Ｅｍａｘが印加されて透過率が最低値となった場合でも、発光ダイオード８が発する光のＥＣＤ２０透過による発光強度の減衰度合いは小さくなる。一方、従来のコンビネーションメータに用いられる光源、たとえば電球あるいは放電管等における相対発光強度の波長特性は、可視範囲域でほぼフラットな特性となっている。したがって、ＥＣＤ２０透過前の発光強度が同一とすると、ＥＣＤ２０透過後の発光強度は発光ダイオード８のほうが、従来のコンビネーションメータの光源よりも高くなる。したがって、ＥＣＤ２０透過後の発光強度が同一の場合、発光ダイオード８では、ＥＣＤ２０透過前の発光強度を低くできる、言い換えると発光ダイオード８の消費電力を低減することができる。したがって、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、目盛部１０ａ、文字部１０ｂおよび指針６ｂ照明用の光源の消費電力を従来のコンビネーションメータの場合よりも低減すると共に、光源駆動回路であるコントローラ３０の発熱量を低減できる。
【００４２】
（３）自動車の作動時（イグニッションスイッチ４０がＯＮ位置の時）に、外来光（昼間では太陽光、夜間では街路灯光等）が表示盤１０に入射した場合。
【００４３】
この場合、表示盤１０に入射した外来光は、表示盤１０の表面１０ｄで反射してＥＣＤを透過してコンビネーションメータ１外へ、たとえば運転者の目に向かって再び出射される。
【００４４】
従来のコンビネーションメータにおいては、自動車の非作動時の見映えを作動時の見映え、つまり背景が黒一色のブラックフェイスメータと異なるものとするために、表示盤１０の表面１０ｄを白色あるいは銀色（金属地肌面も含む）としている。この場合、外来光の表示盤１０における反射光の発光強度の波長特性はほぼフラット、つまりどの波長の光も均等に反射するので、反射光がＥＣＤを通過する際の透過率は約２５％となる。この反射光が運転者の眼に入射する、あるいは反射光によりウィンドシールドガラス上に表示面の反射虚像が形成される等により運転者の前方視認性が妨げられることがあった。
【００４５】
一方、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、表示盤１０の表面１０ｄを、茶色、つまり赤色成分を多く含む色に着色している。表示盤１０に外来光が入射した場合、表示盤１０の表面１０ｄの色の光が多く反射される。つまり反射光は、赤色成分を多く含む茶色となる。これは、図１に示す透過率の波長特性から明らかなように、ＥＣＤ２０の電圧印加時における低透過率波長（赤色付近）とほぼ一致している。これにより、ＥＣＤ２０を透過してコンビネーションメータ１の外へ出射される外来光の反射光の明るさを低くできるので、従来のコンビネーションメータにおける問題、すなわち反射光が運転者の眼に入射する、あるいは反射光によりウィンドシールドガラス上に表示面の反射虚像が形成される等により運転者の前方視認性が妨げられることを抑制することができる。
【００４６】
なお、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、ＥＣＤ２０として薄膜固体式ＥＣＤを用いているが、これに替えてゲル式ＥＣＤを用いてもよい。
【００４７】
また、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、光源として２波長型白色発光ダイオードである発光ダイオードを用いているが、これに替えて、３波長型白色発光ダイオードを用いてもよい。この場合、３波長型白色発光ダイオードは、一般に、青、緑、赤の各発光チップを内蔵し、各発光チップへ独立して通電する構造となっているので、ＥＣＤ２０への電圧印加時に青色発光チップへの通電電流を小さくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１に用いた薄膜固体式ＥＣＤにおける光の波長と透過率の関係を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１に用いた２波長型白色発光ダイオードにおける光の波長と相対発光強度の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図で、図４中のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の正面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における、ＥＣＤ２０を制御する回路構成を示す全体構成図である。
【図６】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における電気回路構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　コンビネーションメータ（車両用計器）
２　　見返し板
３　　カバーガラス
４　　ケーシング
５　　プリント基板
６　　ムーブメント
６ａ　　シャフト
６ｂ　　指針
８　　発光ダイオード（２波長型白色発光ダイオード）
１０　　表示盤
１０ａ　　目盛部
１０ｂ　　文字部
１０ｃ　　孔部
１０ｄ　　表面
１１　　導光板
２０　　ＥＣＤ（薄膜固体式ＥＣＤ）
２１、２２　　電極
３０　　コントローラ
４０　　イグニッションスイッチ
５０　　バッテリ
Ｅｍａｘ　　印加電圧
【図１】
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【図２】
2004138537.tif 000004
【図３】
2004138537.tif 000005
【図４】
2004138537.tif 000006
【図５】
2004138537.tif 000007
【図６】
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