(57)【要約】【課題】  何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が可能な車両用計器の照明装置を提供する。【解決手段】  直列に接続された複数の発光ダイオード５と、発光ダイオード５を点灯および消灯可能な駆動回路１４ｂとを備えた車両用計器の照明装置において、駆動回路１４ｂには、極を逆にして、発光ダイオード５に並列接続するとともに、発光ダイオード５の順方向電圧Ｖｆより大きいツェナー電圧Ｖｃを有するツェナーダイオード４を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の発光ダイオードと、前記発光ダイオードを点灯およ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、
前記駆動回路には、極を逆にして、前記発光ダイオードに並列接続するとともに、前記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ていることを特徴とする車両用計器の照明装置。
【請求項２】
前記複数の発光ダイオードを、少なくとも二組に区分けし、
前記組を構成する発光ダイオードを、一つの前記ツェナーダイオードで並列に接続していることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器の照明装置。
【請求項３】
前記ツェナーダイオードのツェナー電圧は、前記組を構成する発光ダイオードにおける順方向電圧の合計より大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用計器の照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の複数の発光ダイオードと、
透光性材料からなる表示盤とを備え、
前記発光ダイオードは、前記表示盤の視認対象の面とは反対面に、前記表示盤に光を照射可能に配置されていることを特徴とする車両用計器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用計器の照明装置に関し、例えば発光ダイオードを照明光源とする車両用計器の照明装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
車両用計器の照明装置は、例えば照明光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて、複数のＬＥＤを直列接続させて点灯照明するものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術では、複数のＬＥＤを直列接続させることで消費電流を低く抑えることは可能であるが、これらＬＥＤのうちいずれか一つのＬＥＤが故障等により断線すると、直列接続されたＬＥＤ全てが消灯するという問題がある。例えば車両用計器の一つである速度表示装置等の照明にこの種の照明装置が用いられていた場合、夜間等での速度表示の視認性が低下する。場合によっては、視認者である運転者が車両の良好な走行状態を維持することが難しくなる。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、何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が可能な車両用計器の照明装置を提供することにある。
【０００５】
また、別の目的は、何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とともに、正常状態での消費電流を低く抑えることが可能な車両用計器の照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１によると、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およ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ていることを特徴とする。
【０００７】
これによると、例えば電源電圧等の駆動電圧が印加される発光ダイオードの極とは逆にして並列に発光ダイオードと接続され、しかも発光ダイオードの順方向電圧より大きいツェナー電圧に形成されたツェナーダイオードを用いるので、発光ダイオードが正常状態では、直列接続された発光ダイオードのみに電流が流れる。一方、直列接続された複数の発光ダイオードのうち、いずれか一つが故障等により断線したとしても、断線した発光ダイオードに並列接続されたツェナーダイオードを迂回して電流が流れる。したがって、断線した発光ダイオード以外の残りの発光ダイオードを発光させることができる。
【０００８】
本発明の請求項２によると、複数の発光ダイオードを、少なくとも二組に区分けし、組を構成する発光ダイオードを、一つのツェナーダイオードで並列に接続していることを特徴とする。
【０００９】
これによると、直列接続された発光ダイオードの個数分だけツェナーダイオードを用意する必要がなくなり、断線による全消灯防止対策として安価に提供できる。例えば、車両用計器の文字盤等の表示盤を発光ダイオードを用いて透過照明等する場合、断線した発光ダイオードを含む組が照明する文字盤部分が周りより薄暗くなるものの、他の組の照明により文字盤部分に表示される表示情報の視認性を確保することが可能である。
【００１０】
本発明の請求項３によると、ツェナーダイオードのツェナー電圧は、組を構成する発光ダイオードにおける順方向電圧の合計より大きく形成されていることを特徴とする。
【００１１】
これによると、ツェナーダイオードが並列に接続される組を構成する発光ダイオードの順方向電圧の合計値よりツェナー電圧を例えば少し大きく設定することで、組を構成する発光ダイオードのいずれかが断線したときのみ、この組の発光ダイオードを迂回して、他の組の発光ダイオードに電流が流れる。
【００１２】
本発明の請求項４によると、複数の発光ダイオードと、透光性材料からなる表示盤とを備え、発光ダイオードは、表示盤の視認対象の面とは反対面に、表示盤に光を照射可能に配置されている車両用計器に適用して好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の車両用計器の照明装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係わる発光ダイオード駆動回路を示す回路図である。図２は、本実施形態の車両用計器の照明装置を適用した一実施例の車両用計器の断面図である。図３は、図２に示す車両用計器を視認方向からみた部分的正面図である。なお、図４は、図２に示す車両用計器の電気回路構成を示す模式図である。
【００１５】
図２および図３に示すように、車両用計器（以下、コンビネーションメータと呼ぶ）１は、複数の計器から構成され、自動車等車両の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配置されており、各種情報を表示して運転者に視認させるための表示盤（以下、文字盤と呼ぶ）２を備えている。この文字盤２は、コンビネーションメータ１内において、車両の速度を表示する速度計である。
【００１６】
文字盤２は、透明なポリカーボネート等の透光性材料からなり、平板状に形成されている。文字盤２の略中央部には、図２および図３に示すように、文字盤２の表面（視認面）側に指針８が配置されている。指針８は、文字盤２に設けられた貫通孔を挿通するシャフト７１に固定されている。
【００１７】
文字盤２の表面には、意匠部３が印刷等により設けられている。意匠部３は、図３に示すように、複数の目盛３１ａおよび複数の数字３１ｂからなる目盛部３１を備えている。これら複数の目盛３１ａおよび数字３１ｂは、図３に示すように、シャフト７１を中心として略円弧状に配置されている。
【００１８】
なお、目盛部３１を有する意匠部３を文字盤２の裏面に配置し、意匠部３が、図示しない右目用画素と左目用画素とを交互に配置して形成されていてもよい。この場合、文字盤２の表面には、視認者の左右視差を利用するためのパララックスシート等の立体効果シートが貼着等により設けられる。
【００１９】
また、文字盤２の裏面側には、図２に示すように、複数個（本実施例では、例えば５個）の発光ダイオード５が配置されている。発光ダイオード５は、図２に示すように、同じく文字盤２の裏面側に配置されているプリント基板６に実装されている。これら複数の発光ダイオード５は、文字盤２を透過照明する。
【００２０】
さらに、文字盤２の裏面側には、回動内機としてのムーブメント７が配置されている。ムーブメント７はプリント基板６に実装固定されており、シャフト７１つまり指針８を外部からの電気信号に対応した角度だけ、上記円弧状に配置された目盛部３１に沿って回転させる。なお、この電気信号は速度センサ１５（図４参照）によって検出された車両速度に係わる信号である。なお、指針８は、外部の光源（図示せず）からの光をその内部に導光して指針８自体が発光表示される。
【００２１】
プリント基板６には、図２に示すように、発光ダイオード５、ムーブメント７、およびこれらを制御する制御装置１４が実装されている。具体的には、図４に示す電気回路構成ように、制御装置１４は、発光ダイオード５を点灯および消灯可能に発光駆動する駆動回路１４ｂと、ムーブメント７を回転駆動する駆動回路１４ｃと、マイクロコンピュータ１４ａとからなる。マイクロコンピュータ１４ａは、車速センサ１５からの電気信号を受信する。マイクロコンピュータ１４ａは、車速センサ１５の検出出力に基いて車速算出処理等を行って駆動回路１４ｃを制御することで、ムーブメント７を所定車速に対応する角度に回転させる。また、マイクロコンピュータ１４ａは、外部等からの点灯・消灯要求（例えば運転者の点灯スイッチの設定）により、駆動回路１４ｂを駆動電流制御、あるいはＤｕｔｙ制御することで、発光ダイオード５の点灯および消灯制御、あるいは点灯したときの光源としての明るさを制御する。なお、マイクロコンピュータ１４ａは、車両のイグニッションスイッチ１２のオンに伴い、バッテリ１３から給電されて作動する。
【００２２】
なお、文字盤２、発光ダイオード５、制御装置１４、およびプリント基板６等は、図２に示すように、ケース９に収容、保持されている。また、文字盤２の図２の右方向側には、樹脂製の見返し板１０を介して透明カバー１１が装着されている。見返し板１０は、コンビネーションメータ１の見映えを整えている。透明カバー１１は、透明な薄板状のポリカーボネート等から形成され、コンビネーションメータ１の気密等を良好に維持する。
【００２３】
ここで、図３に示したコンビネーションメータ１の電気回路構成において、発光ダイオード５の点灯および消灯制御に係わる発光ダイオード駆動回路を、図１に従って説明する。図１に示すように、発光ダイオード駆動回路は、直列に接続された複数個（本実施例では５個）の発光ダイオード５を有する。具体的には、５個の発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅが図１に示す順に接続されている。これらの発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、図３に示すように、例えば文字盤２の目盛部３１を照明するように配置されている。直列に接続された発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの一端側の発光ダイオード５ａには、バッテリ電圧１３が順方向に接続されている。他端側の発光ダイオード５ｅには、駆動回路１４ｂが接続されており、バッテリ１３から給電され、これら発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅに流れる電流を制御する。
【００２４】
発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのそれぞれの両端に、ツェナーダイオード４が接続されている。具体的には、発光ダイオードの個数と同数のツェナーダイオード４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅが、それぞれ発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅに並列接続している。なお、１個の発光ダイオード５ａと１個のツェナーダイオード４ａを一組として、５組の発光ダイオードとツェナーダイオードの並列接続回路部が構成される。なお、ここで、発光ダイオード５、ツェナーダイオード４、および駆動回路１４ｂは発光ダイオード駆動回路を構成する。
【００２５】
以下、説明の簡便にため、５組のうちの１組である発光ダイオード５ａとツェナーダイオード４ａの並列接続回路部について説明する。他の４組は同様に構成されるため説明を省略する。
【００２６】
さらに本実施形態では、ツェナーダイオード４ａは、図１に示すように、発光ダイオード５ａとは極を逆にして配置し、発光ダイオード５ａの順方向電圧より高いツェナー電圧に設定する。なお、このツェナー電圧は順方向電圧より比較的僅かに高く設定されていることが好ましい。発光ダイオード５ａの順方向電圧より高くする電圧差の範囲としては、電圧差の下限が、コンビネーションメータ１内または車両に搭載されるモータ、電磁弁等電磁駆動装置の作動時に生じる異常電圧、異常電流の影響により、通常より高い電圧が発光ダイオード５ａに加わる場合であっても、実際の順方向電圧以下とはならない程度の電圧差以上に設定する。電圧差の上限は、後述する発光ダイオードの断線が生じたときツェナーダイオード４ａに迂回電流が流れる程度の電圧差以下に設定する。例えば発光ダイオード５ａの順方向電圧をＶｆとして表し、ツェナーダイオード４ａのツェナー電圧をＶｃで表すと、ツェナーダイオード４ａは、順方向電圧Ｖｆより比較的少し大きいツェナー電圧Ｖｃに設定し、かつ順方向電圧Ｖｆに比較的近いツェナー電圧Ｖｃに設定する。
【００２７】
なお、ここで、発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、およびツェナーダイオード４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを有する発光ダイオード駆動回路は、車両用計器の照明装置を構成する。
【００２８】
上述の構成を有する車両用計器の照明装置の作動を、図１および図４に従って説明する。車両のイグニッションスイッチ１２がオンされると、バッテリ１３から給電されてマイクコンピュータ１４ａが作動する。点灯・消灯要求をマイクコンピュータ１４ａが受信すると、マイクコンピュータ１４ａは、駆動回路１４ｂを制御する。駆動回路１４ｂは、マイクコンピュータ１４ａの制御を受けて、５個の発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの点灯、消灯の制御、あるいは点灯した場合での発光ダイオードの明るさを、駆動電流の大きさ等を調節して可変にする。そして発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、文字盤２の目盛部３１等を透過照明することで、車速センサ１５に信号に応じて回転した指針８と目盛部３１の関係で示す速度表示情報を運転者がみる視認性が向上される。
【００２９】
ここで、発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅが、故障等の断線がなく正常な正常状態にある場合には、発光ダイオード５ａの順方向電圧Ｖｆとツェナーダイオード４ａのツェナー電圧Ｖｃの関係は、Ｖｆ＜Ｖｃであるため、ツェナーダイオード４ａには流れない。したがって全ての発光ダイオードが正常状態にあるとき、図１に示すように、一点鎖線で示す矢印Ａの経路で電流が流れる。一方、発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのうちいずれか一つ（本実施例では、例えば図１に示す５ｃ）が故障等により断線する異常状態である場合には、発光ダイオード５ｃとツェナーダイオード４ｃにおいて、発光ダイオード５ｃの順方向電圧Ｖｆとツェナーダイオード４ｃのツェナー電圧Ｖｃの関係は、発光ダイオード５ｃの断線によって、Ｖｆ＞Ｖｃとなる。その結果、断線した発光ダイオード５ｃを迂回して、ツェナーダイオード４ｃに電流が流れる。したがって、発光ダイオード５ｃが断線した異常状態にあるとき、図１に示すように、破線で示す矢印Ｂの経路で電流が流れ、残りの発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅを発光させる。
【００３０】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）発光ダイオード駆動回路において、直列に接続された発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのそれぞれ極を逆にしたツェナーダイオード４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅが並列接続される。しかも、しかも発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの順方向電圧Ｖｆより大きい所定のツェナー電圧Ｖｃに設定されているので、発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅがいずれも正常状態では、直列接続された発光ダイオードのみに電流が流れる。一方、これら発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのうち、いずれか一つ５ｃが故障等により断線したとしても、断線した発光ダイオード５ｃに並列接続されたツェナーダイオード４ｃを迂回して電流が流れる。したがって、断線した発光ダイオード５ｃ以外の残りの発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅを発光させることができる。
【００３１】
（２）文字盤２を照明する発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのうち、いずれか一つ５ｃが断線したとしても、断線した発光ダイオード５ｃが照明する文字盤部分が周りに比べて薄暗くなるものの、残りの発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅでその文字盤部分が照明されているため、文字盤２および指針８により表示される表示情報の視認性を確保することができる。
【００３２】
（３）以上の本実施形態の説明では、発光ダイオードに係わる異常状態として、直列に接続された発光ダイオードのうちいずれか一つが断線したとしてが、発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのうちいずれか（例えば５ｃ、５ｄの二つ）であっても、断線した発光ダイオード５ｃ、５ｄを迂回して、ツェナーダイオード４ｃ、４ｄに電流が流れるため、残りの正常な発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｅを発光させることができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。
【００３４】
第２の実施形態では、図５に示すように、複数の発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅを、少なくとも二組（本実施例では、図５に示す三組）に区分けし、組を構成する発光ダイオードを、一つのツェナーダイオードで並列に接続する構成とする。図５は、本実施形態に係わる発光ダイオード駆動回路を示す回路図である。具体的には、図５に示すように、２個の発光ダイオード５ａ、５ｂと、２個の発光ダイオード５ｃ、５ｄと、１個の発光ダイオード５ｅの三組である。
【００３５】
以下、説明の簡便のために、２個の発光ダイオード５ａ、５ｂとツェナーダイオード４ａとの関係で説明する。
【００３６】
組を構成する発光ダイオードとツェナーダイオードの関係は、２個の発光ダイオード５ａ、５ｂの順方向電圧の合計値よりツェナーダイオード４ａのツェナー電圧を大きく設定する。発光ダイオード５ａ、５ｂのそれぞれの順方向電圧をＶｆと表し、ツェナーダイオード４ａのツェナー電圧をＶｃで表すと、２×Ｖｆ＜Ｖｃに設定する。これにより、正常状態にあるときには、三組に対応してそれぞれ並列接続されたツェナーダイオード４ａ、４ｂ、４ｃに電流は流れず、発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのみに電流が流れる。いずれか一つの発光ダイオード５ｃが断線すると、発光ダイオード５ｃを含む組つまり２個の発光ダイオード５ｃ、５ｄを迂回して、ツェナーダイオード４ｂに電流が流れるため、残りの正常な発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｅを発光させることができる。
【００３７】
（１）これにより、断線による発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの全消灯防止対策として、直列に接続された発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの個数分だけ、ツェナーダイオードを用意する必要がなくなるため、車両用計器の照明装置が安価に提供可能である。
【００３８】
（２）文字盤２を照明する発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのうち、いずれか一つ５ｃが断線したとしても、断線した発光ダイオード５ｃを含む組が照明する文字盤部分が周りに比べて薄暗くなるものの、他の組の発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｅでその文字盤部分が照明されているため、文字盤２および指針８により表示される表示情報の視認性を確保することができる。
【００３９】
（他の実施形態）
複数の発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅを、少なくとも二組に区分けする場合、車両用計器１の表示盤２と指針８とで車速表示する範囲のうち、車両の速度表示頻度の低い範囲部分（例えば１００ｋｍ／ｈ以上）では、高い範囲部分に比べて、組を構成する発光ダイオード５の個数を多くするように設定してもよい。これにより、発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのいずれかが断線した場合での全消灯防止をするとともに、ツェナーダイオードの追加によるコストアップを抑えながら、文字盤２および指針８により表示される表示情報の視認性を効率的に確保することができる。
【００４０】
以上説明した本実施形態では、発光ダイオードのいずれかに断線が発生したとき、断線した発光ダイオード、または断線した発光ダイオードを含む組を構成する発光ダイオードに並列に接続されたツェナーダイオードに電流を流して全消灯防止をするものであるから、正常時にはツェナーダイオードには電流が流れないため、消費電流を低く抑える直列に接続された発光ダイオードの特徴を損なわない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる発光ダイオード駆動回路を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態の車両用計器の照明装置を適用した一実施例の車両用計器の断面図である。
【図３】図２に示す車両用計器を視認方向からみた部分的正面図である。
【図４】図２に示す車両用計器の電気回路構成を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態に係わる発光ダイオード駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  コンビネーションメータ（車両用計器）
２  文字盤（表示盤）
３  意匠部
３１  目盛部
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ）  ツェナーダイオード
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ）  発光ダイオード
６  プリント基板
７  ムーブメント（回動内機）
８  指針
１２  イグニッションスイッチ
１３  バッテリ
１４  制御装置
１４ｂ  駆動回路
【図１】
2005049239.tif 000003
【図２】
2005049239.tif 000004
【図３】
2005049239.tif 000005
【図４】
2005049239.tif 000006
【図５】
2005049239.tif 000007