(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面が光沢面を備える表示盤と、
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と、
前記光透過率可変部材の光透過率を制御する制御手段とを備える車両用計器において、
前記制御手段は、車両の非作動時には、前記光透過率可変部材の光透過率を高くし、車両の作動時には、前記表示盤の所望の視認性を得るように前記光透過率可変部材の光透過率を、前記非作動時よりも低下するよう制御することを特徴とする車両用計器。
【請求項２】
前記光透過率可変部材はＥＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ    Ｄｉｓｐｌａｙ）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】
前記光透過率可変部材は薄膜固体式ＥＣＤであることを特徴とする請求項１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、特開平２−２３４８５７号公報には、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、いわゆるブラックフェイスメータを容易に実現することが記載されている。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、車両の作動時において外来光（たとえば太陽光）が表示盤の表示面に反射して、表示盤の視認性を阻害する、あるいはウィンドシールドガラス上に表示盤の虚像が結像されて運転者の前方視認性を阻害するといった問題が発生する可能性がある。
【０００５】
この対策として、車両の作動時において何らかの手段により、表示盤への入射光および表示盤からの反射光を弱める、言換えると透過率を低下させることが考えられる。しかし、上述の特開平２−２３４８５７号公報には、車両の表示盤の前面に光透過率可変部材を配置してはいるものの、車両非作動時に光透過率を下げてブラックフェイス化し、車両作動時に光透過率をあげるという方法しか記載されておらず、したがって、この技術では車両作動時に光透過率を低下させることは実現できない。
【０００６】
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、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光透過率を制御することによって、斬新な見映えを有し且つ所望の視認性が得られる車両用計器を提供することである。
【０００７】
【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。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の車両用計器では、制御手段は、車両の非作動時には、光透過率可変部材の光透過率を高くし、車両の作動時には、表示盤の所望の視認性を得るように光透過率可変部材の光透過率を、前記非作動時よりも低下するよう制御する構成とした。これにより、車両の非作動時は光透過率可変部材をほぼ透明状態として表示盤の存在感を強調し、且つ車両の作動時は光透過率可変部材の光透過率を制御して表示面が光沢面を備える表示盤に眩惑されたりすることなく表示盤の表示内容が明瞭に読取れるような視認性を得ることができる車両用計器を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の車両用計器では、光透過率可変部材としてＥＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を採用した。これにより、容易に光透過率を変化させることができる。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の車両用計器では、光透過率可変部材として薄膜固体式ＥＣＤ採用した。これにより、車両の非作動時から作動時への変化時に表示盤の表示色調を変えて高級感を演出することができる。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１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２のＩ−Ｉ線断面図である。
【００１６】
図２は、コンビネーションメータ１の正面図である。
【００１７】
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。
【００１８】
表示盤１０は、金属の薄板、たとえばアルミニウムの薄板等からな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の表示面１０ｄは、斬新な見映えが得られるように、研磨加工等により光沢を有すると共に模様付け（たとえば、ヘアライン、あるいは魚鱗模様等）が施されている。また、表示盤１０の表示面１０ｄ上には、表示面１０ｄにおける単位面積当たりの入射光量、つまり照度を検出するための表示面照度検出手段である表示面照度センサ７が照度検出可能に取付けられている。
【００１９】
表示盤１０の裏面には、光源であるＬＥＤ８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。
【００２０】
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の中央孔部１０ｃを通して上方へ延出し、その先端には指針６ｂが固定されている。この指針６ｂは、指針自体を放電管で形成する、あるいは指針に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指針、いわゆる自発光指針である。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ＬＥＤ８が実装されている。さらに、プリント基板５には、後述する調光膜２０への印加電圧を制御する制御手段であるコントローラ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おり、各種データを記憶しておくための記憶手段３０ａを備えている。
【００２１】
一方、表示盤１０の表面には、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は透光性を有する材質、たとえば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調光膜２０が貼着されている。
【００２２】
この調光膜２０は、ＥＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を２枚の保護用ガラス板の間に挟持させて形成されている。この調光膜２０は、図３に示すように、対向する２つの電極２０ａ、２０ｂ間に電解質とＥＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）物質の混合物質２０ｃを配置して構成され、ＩＴＯ等からなる透明状の電極２０ａ、２０ｂへの印加電圧を変えることによりＥＣ物質の状態を変化させて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、所定の印加電圧Ｅｃ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。また、表示盤１０の表面には表示面照度センサ７が実装されている。なお、表示面照度センサ７は、プリント基板５の上に実装され、表示盤１０の透過部の下に設置されていてもよい。
【００２３】
上述のように構成し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、表示盤１０は、金属薄板からなり光沢を有すると共に模様付けが施されているので斬新な見映えを奏することが可能であるが、一方、表示盤１０に外来光（太陽光、車外照明等）が入射するとそれが表示面１０ｄで反射し運転者の目を眩惑するので、複数の目盛部１０ａおよび文字部１０ｂの視認性が低下する場合がある。さらに、外来光が表示面１０ｄで反射することにより自動車のウィンドシールドガラス（図示せず）に表示面１０ｄの虚像が結像される。特に、夜間やトンネル内走行時においては、この虚像により自動車前方の視認性が妨げられる恐れがある。
【００２４】
外来光が表示面１０ｄに反射することに起因する、運転者の目の眩惑度合や、ウィンドシールドガラス上の虚像の明るさは、車室内の明るさ、つまり車室内照度の大きさと、表示面１０ｄに入射する光量すなわち表示面照度の大きさとの関係により変化する。したがって、上述の問題を防止するためには、表示面１０ｄの照度を、車室内照度の大きさに応じて良好な視認性が得られるレベルまで何らかの手段により低下させればよい。ここでいう良好な視認性とは、表示面１０ｄの複数の目盛部１０ａおよび文字部１０ｂを明瞭に読み取ることができ、且つウィンドシールドガラス上に結像される表示面１０ｄの虚像に妨げられることなくウィンドシールドガラスを通して前方を確認できる状態をいう。
【００２５】
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、コントローラ３０が表示面１０ｄの明るさを検出する表示面照度センサ７、および車室内の明るさを検出する車室内照度センサ９の出力信号に基づき調光膜２０の光透過率、言換えると調光膜２０への印加電圧を制御して、表示面１０ｄの照度を所定の値、つまり、上述の良好な視認性が得られる値に保持している。
【００２６】
なお、図４に示す室内照度検出手段である車室内照度センサ９は、車室内照度を検出可能な位置、たとえばダッシュボード上、リヤトレイ上あるいは運転座席のヘッドレスト上に設置されている。
【００２７】
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における調光膜２０の印加電圧制御と表示盤１０の視認状態について説明する。
【００２８】
図４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、調光膜２０を制御する回路構成を示す全体構成図である。図４において、コントローラ３０は、記憶手段３０ａを備えると共に、バッテリ５０から常時電力が供給されている。また、コントローラ３０には、表示面照度センサ７、車室内照度センサ９、イグニッションスイッチ４０、および調光膜の電極２０ａ、２０ｂが電気的に接続されている。そして、コントローラ３０は、表示面照度センサ７、車室内照度センサ９およびイグニッションスイッチ４０からの検出信号に基づき所定のプログラムにしたがって、調光膜の電極２０ａ、２０ｂへの印加電圧を制御する。
【００２９】
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、コントローラ３０による調光膜２０への印加電圧制御のフローチャート図である。
【００３０】
（１）車両の非作動時（イグニッションスイッチ４０がＯＦＦ、あるいはＡＣＣ位置の時）。
【００３１】
この場合は、図５中におけるステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４により、コントローラ３０による調光膜２０への印加電圧は０であり、つまり両電極２０ａ、２０ｂ間に０電圧を印加（オープン状態ではない）し、調光膜２０の光透過率は最大値、つまりほぼ透明になっている。これにより、運転者は金属薄板からなり光沢を有する表示盤１０をはっきりと視認することができるので、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。
【００３２】
なお、図５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２０ａ、２０ｂ間に０電圧を印加（オープン状態ではない）する。
【００３３】
（２）車両の作動時（イグニッションスイッチ４０がＯＮ位置の時）。
【００３４】
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５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５中のステップＳ１０５〜Ｓ１１３に示す調光膜２０への印加電圧制御、つまり調光膜２０の光透過率制御を開始する。同時に、ＬＥＤ８が点灯されて表示盤１０の複数の目盛部１０ａおよび文字部１０ｂが発光表示され、且つ指針６が発光表示される。
【００３５】
以下に、コントローラ３０による調光膜２０への印加電圧制御について、図５中のステップＳ１０５〜Ｓ１１３に基づいて説明する。
【００３６】
先ず、ステップＳ１０６において、車室内照度センサ９の出力信号に基づいて車室内照度Ａが算出される。
【００３７】
次に、ステップＳ１０７において、ステップＳ１０６で算出した車室内照度Ａに対応する目標表示面照度Ｂおよび調光膜２０への印加電圧Ｅを図６に示す予め定められているマップに基づいて決定する。このマップにおいては、車室内照度Ａが大きいほど目標表示面照度Ｂが大きくなるように、つまり調光膜２０への印加電圧Ｅが高くなるように設定し、常時運転者に対する安定した視認性を確保する特性を表示盤１０に与えている。なお、このマップは、コントローラ３０内の記憶手段３０ａ内に記憶されている。
【００３８】
次に、ステップＳ１０８において、調光膜２０にステップＳ１０７で決定した印加電圧Ｅを印加する。続いて、ステップＳ１０９において、表示面照度センサ７の出力信号に基づき調光膜２０に印加電圧Ｅを印加した後の表示面照度Ｃを算出する。
【００３９】
次に、ステップ１１０〜ステップ１１３において、目標表示面照度Ｂと表示面照度Ｃとを比較し、両者の差の絶対値がＤ以下になるまで、調光膜２０への印加電圧を毎回ｅだけ増減させる。
【００４０】
すなわち、表示面照度Ｃが目標表示面照度Ｂより大きい場合は、表示面照度Ｃを小さくするために、図５中のステップ１１２に示すように、調光膜２０への印加電圧をｅだけ上昇させて光透過率を低下させ、運転者側から見た見かけ上の照度を小さくさせる。一方、表示面照度Ｃが目標表示面照度Ｂより小さい場合は、表示面照度Ｃを大きくするために、図５中のステップ１１３に示すように、調光膜２０への印加電圧をｅだけ降下させて光透過率を上昇させ、運転者側から見た見かけ上の照度を大きくさせる。そして、目標表示面照度Ｂと表示面照度Ｃとの差の絶対値がＤ以下になるまで以上の制御を繰り返す。
【００４１】
ここで、目標表示面照度Ｂと表示面照度Ｃとの差の絶対値Ｄは、表示盤１０の所望の視認性が得られるような値に設定される。
【００４２】
また印加電圧ｅの大きさは、調光膜２０への印加電圧制御が瞬時に収束するような値に設定される。
【００４３】
以上説明した、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、表示盤１０を金属薄板から形成し、その表示面１０ｄに、斬新な見映えが得られるように、研磨加工等により光沢を有すると共に模様付けを施した。さらに、車両の非作動時は、表示盤１０の前面側（運転者側）に配置された調光膜２０の光透過率を高くし、車両の作動時は、表示盤１０の所望の視認性が得られるように調光膜２０の光透過率を制御する構成とした。これにより、車両の非作動時は調光膜２０をほぼ透明状態として表示盤１０の見栄え、存在感を強調し、且つ車両の作動時は調光膜２０の光透過率を制御して表示盤１０に眩惑されずに表示盤１０の表示内容、つまり表示面１０ｄの複数の目盛部１０ａおよび文字部１０ｂを明瞭に読み取ることができ、且つウィンドシールドガラス上に結像される表示面１０ｄの虚像に妨げられることなくウィンドシールドガラスを通して前方を確認できる状態を維持することができる。したがって、斬新な見映えを有し且つ所望の視認性が得られるコンビネーションメータ１を提供することができる。
【００４４】
また、調光膜２０としてＥＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ）採用した。これにより、調光膜２０の電極２０ａ、２０ｂ間に印加する電圧を制御することにより、容易に調光膜２０の光透過率を変化させることができる。
【００４５】
以上説明した、本発明の一実施形態のコンビネーションメータ１においては、調光膜２０への印加電圧制御、つまり調光膜２０の光透過率制御のみをおこなっているが、指針６ｂの発光輝度、表示盤１０の複数の目盛部１０ａおよび文字部１０ｂの発光輝度を同時に制御してもよい。この場合、ＬＥＤ８への印加電圧を制御、あるいはＬＥＤ８をデューティ駆動としそのデューティ比を制御することにより、目盛部１０ａおよび文字部１０ｂの発光輝度を変化させることができる。
【００４６】
また、本発明の一実施形態のコンビネーションメータ１においては、表示盤１０の複数の目盛部１０ａおよび文字部１０ｂの発光表示用の光源としてＬＥＤ８を使用しているが、他の光源、たとえば電球等を用いてもよい。
【００４７】
また、本発明の一実施形態のコンビネーションメータ１においては、表示盤１０を金属薄板から形成しているが、他の材質、たとえば樹脂製薄板の表面に金属メッキあるいはコーティングを施したものにより形成してもよい。
【００４８】
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、カバーガラス３を使用しているが、これを調光膜２０により兼用させて廃止してもよい。これにより部品点数および組付工数の低減がはかられる。
【００４９】
次に、金属調表示盤１０の前面に配置される調光膜２０として薄膜固体式ＥＣＤを用いた一実施形態において、図７に薄膜固体式ＥＣＤの構造を示す。ＥＣ素子２００は３層からなり、順に還元発色膜（ＷＯ３）２０１、固体電解質膜（Ｔａ２Ｏ３）２０２、酸化発色層（Ｉｒ（ＯＨ）ｎ）２０３である。その両側に透明電極層（ＩＴＯ）２０ａ、２０ｂがあり、この間にバッテリ５０より電圧を印加する。そして、透明電極膜２０ａ、２０ｂの両外側をガラス２０４、２０５で覆う。
【００５０】
図８および図９に、薄膜固体式ＥＣＤの発色反応機構および原理を示す。まず、透明電極膜２０ａ、２０ｂにバッテリ電圧を印加しない場合、各層は透明で、透過率が高く、また色もついていない。
【００５１】
次に、酸化発色膜２０３側をプラスに、還元発色膜２０１側をマイナスにして両透明電極２０ａ、２０ｂ間にバッテリ５０より電圧を印加すると、固体電解質膜２０２から還元発色膜２０１へＨ＋イオンが、固体電解質膜２０２から酸化発色膜２０３へＯＨ−イオンが移動して、還元発色膜２０１では還元反応が起こり青色に着色する。一方、酸化発色膜２０３では酸化反応が起こり灰色に着色、つまり色目が変わらず透過率が低下する。
【００５２】
図１０に、バッテリ電圧印加後の時間に対する薄膜固体式ＥＣＤの透過率の変化を示す。透過率は徐々に低下し、約３０秒で安定する。上記発色反応の原理からわかるように、薄膜固体式ＥＣＤの青色への変化も透過率と同様に徐々に青色に変わっていき、約３０秒で安定する。
【００５３】
すなわち、金属調、例えばシルバーメタリック調の表示盤の前面にＥＣＤを配置して、ＥＣＤにバッテリ電圧を印加すると、表示盤のシルバーメタリックが徐々に青みを帯びていき、約３０秒後に色目が安定する。
【００５４】
このように表示盤においてシルバーメタリックの上に青みの色調が加わると、斬新で高級な見栄えを演出することができる。
【００５５】
他の実施例として、薄膜固体式ＥＣＤの代わりに、ゲル式（水溶式とも言う）ＥＣＤを採用してもよい。この場合も、ゲルの材質によって着色する色は変わるが、バッテリ電圧を印加すると透明から色がついてきて同様な効果が得られる。
【００５６】
なお、表示盤の地色は金属調でなくてもよい。
【００５７】
また、表示盤の目盛部、数字部の色目が変わるだけでも、色目が電圧印加と共に色目が変わっていくという高級感を感じることができる。
【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の断面図で、図２中のＩ−Ｉ線断面図である。
【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の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態による調光膜２０の正面図である。
【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における、調光膜２０を制御する回路構成を示す全体構成図である。
【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、コントローラ３０による調光膜２０への印加電圧制御のフローチャートである。
【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、コントローラ３０による調光膜２０への印加電圧制御において、車室内照度Ａから目標表示面照度Ｂおよび調光膜印加電圧Ｅを決定するためのマップである。
【図７】本発明の一実施形態における薄膜固体式ＥＣＤの構造を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態における薄膜固体式ＥＣＤの発色反応機構を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態における薄膜固体式ＥＣＤの発色反応原理を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態における薄膜固体式ＥＣＤの電圧を印加してからの時間に対する透過率の変化を示す図である。
【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
７    表示面照度センサ（表示面照度検出手段）
８    ＬＥＤ
９    車室内照度センサ（室内照度検出手段）
１０    表示盤
１０ａ    目盛部
１０ｂ    文字部
１０ｃ    中央孔部
１１    導光板
２０    調光膜（光透過率可変部材）
３０    コントローラ
３０ａ    記憶手段
４０    イグニッションスイッチ
５０    バッテリ
Ａ    車室内照度
Ｂ    目標表示面照度
Ｃ    表示面照度
Ｄ    （Ｂ−Ｃ）の絶対値
Ｅ    印加電圧
ｅ    電圧
【図１】
0004166512.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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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004166512.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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