JP2016006385A - 車両用計器の照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成であっても液晶表示パネルの表示画面を色替えできる車両用計器の照明装置を提供する。
【解決手段】車両情報を画像表示する液晶表示パネ３１ルと、この液晶表示パネル３１を照明するための複数の発光ダイオード３４と、液晶表示パネル３１の背面側に設けられる発光ダイオード３４からの照明光を液晶表示パネル３１に導く導光部材３３と、を備え、赤色の照明を発する第１の光源３４１と、緑色の照明を発する第２の光源３４２と、青色の照明を発する第３の光源３４３とを有する第１の光源群３４ａと、同様に第４〜第６の光源３４４〜３４６を有する第２の光源群３４ｂと、が一対設けられ、第１の光源３４１と第４の光源３４４とを結ぶ第１の仮想線３４ｘと、第３の光源３２３と第６の光源３４６とを結ぶ第２の仮想線３４ｙとが、交差するように配置される。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用計器の照明装置に関し、例えば、液晶表示パネルの表示画面など、所定の表示領域を照明する照明装置に好適である。

従来の車両用計器は、液晶表示パネルの背後に光源や導光体を設け、発光ダイオードなどの光源からの光を導光体に導き、液晶表示パネルを透過照明する照明装置を備えるものがあり、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０１２−７３０５７号公報

これら車両用計器の照明装置にあっては、車両の走行状態に応じて、液晶表示パネルの背景色を異ならせる仕様が望まれており、その為、光源として複数の発光色を出力できる発光部品（３色の発光素子がパッケージ化された光源部品）を用いて、液晶表示パネルの背景を変化させることが考えられる。しかしながら、液晶表示パネルが大きい場合には、背景を１チップの発光部品を用いてムラなく表示させるためには、数多くの発光部品（光源）が必要であり消費電力が高くなるとともに、コストも高くなってしまうという問題点があった。

そこで本発明の目的は、上述の課題に着目し、簡易な構成であっても液晶表示パネルの表示画面を色替えできる車両用計器の照明装置を提供することにある。

本発明の車両用計器の照明装置は、
車両情報を画像表示する表示パネルと、
この表示パネルを照明するための複数のバックライトと、
前記表示パネルの背面側に設けられ前記バックライトからの照明光を前記表示パネルに導くライトガイドと、を備え、
前記バックライトは、
赤色の照明を発する第１の光源と、緑色の照明を発する第２の光源と、青色の照明を発する第３の光源と有する第１の光源群と、
赤色の照明を発する第４の光源と、緑色の照明を発する第５の光源と、青色の照明を発する第６の光源と有する第２の光源群と、
を前記ライトガイドを介して一対に設け、
前記第１の光源と前記第４の光源とを結ぶ第１の仮想線と、
前記第３の光源と前記第６の光源とを結ぶ第２の仮想線とが、交差するように配置されることを特徴とする。

また、前記バックライトを発光制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記バックライトをパルス幅変調制御を用いて出力調整することを特徴とする。

また、前記第１，第２の発光素子群のすべてのバックライトを点灯させてことで、白色の照明光を得ることを特徴とする。

本発明は、車両用計器の照明装置に関し、簡易な構成であっても液晶表示パネルの表示画面を色替えできる。

本発明の実施の形態における車両用計器の表示例を示す平面図。 同上実施の形態における車両用計器の断面図。 同上実施の形態における車両用計器の要部の断面図。 同上実施の形態における導光部材の断面図。 同上実施の形態における光源の配置関係を示す図。

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１から図５は本発明の実施の形態を示すもので、オートバイなどの二輪自動車に搭載される車両用計器Ａを例にあげて説明する。この場合、車両用計器Ａは、指針の指示によるアナログ式計器と液晶表示パネルを用いた表示器を設けている。

本実施の形態による車両用計器Ａは、例えば、前輪の上部に設けられるコンビネーションメータからなるもので、図１，２に示すように外装部材である窓部１１を備えた筐体１の内部には、速度計（スピードメータ）である周知な指針式の計器からなるアナログ式の指示計器（他の表示機器）２が収納固定されるとともに、この指示計器２の隣りにはフラットディスプレイパネルを備えたデジタル式表示部３が配置されている。なお、筐体１は、アクリルなどの透明樹脂からなる窓部１１と、回路基板４などを収納するとともに回路基板４を保持する収納部１２とを備えている。

この場合、指示計器２を構成する計器駆動源の前面側には表示板２１が取り付け固定され、指示計器２に設けられた指針２２の指示と表示板２１に施された目盛や文字などの表示部２１ａとが窓部１１から臨むようにして対比判読できる。また、表示板２１には、中央箇所に開口孔部２１ｂが設けられ、この開口孔部２１ｂを介してデジタル式表示部３の表示形態（車両の表示情報）が読み取れるように設けられている。また、表示板２１と窓部１１との間に空間Ｓが設けられており、この空間Ｓ内で指針２２が回動可能に備えられている。

デジタル式表示部３は、開口孔部２１ｂを介して視認可能な略矩形板状からなる液晶表示パネル３１と、この液晶表示パネル（表示パネル）３１を収納する保持部材３２と、回路基板４とコネクタ接続するための図示しない配線と、液晶表示パネル３１の一辺側に対向し導光部材３３をともに保持する保持部材３２の周壁外側、即ち液晶表示パネル３１の表示領域外に対応する箇所に、発光ダイオード（バックライト）３４と、液晶表示パネル３１と保持部材３２との間に配置され、回路基板４に実装された発光ダイオード３４に対向する受光面３３ａを有する導光部材３３と、を備えている。なお、導光部材３３の片側面には、照明光の均一性を高めるために、図示しない拡散シートやプリズムシートなどの光学フィルムを設けることもできる。

液晶表示パネル３１は、マトリクス状に設けられた画素（ドット）を有するドットマトリクス型である。詳細な構成については省略するが（図示せず）、ＩＴＯからなる透明電極が形成された前側ガラス基板と後側ガラス基板とを重ね合わせて周囲を封止剤で固定した後、各ガラス基板間に液晶分子を封入し、各ガラス基板に偏光膜を貼って構成される。また、後側ガラス基板の表面側の一端部（四角形の一端）には配線が固着されている。そして、該配線を通して透明電極に信号（電圧）が印加されると、液晶表示パネル３１に例えば燃料計、水温計など車両状態を表示したり、表示車両の走行距離（ＯＤＯ，ＴＲＩＰ）や時刻、外気温などの様々な情報が表示像として表示できるとともに、発光ダイオード３４の点灯によって透過照明されるように構成されている。

また、液晶表示パネル３１は、後述するバックライト３４による照明色を変化させることで、透過部分（例えば、画像背景）の色を変化させることができ、車両の走行モードやギアボジション、運転状態や警報状態に応じた色変化を含む表現ができる。なお、液晶表示パネル３１は、セグメント区画されたＴＮ型液晶素子を用いて構成することもできる。

導光部材３３は、無色透明なアクリルあるいはポリカーボネートなどの合成樹脂からなり、図３，４に示すように、液晶表示パネル３１側に照明光を照射するための反射面３１ｂを有する板厚が略均一な平板部３３１と、この平板部３３１へ照明光を導入するための光調整部３３２とが連続して形成される。

平板部３３１は、液晶表示パネル３１に対向する面が平滑で、この面と反対側には、微細な凹部（または凸部）からなるシボ形状が形成された反射面３３ｂが設けられる。この場合、シボ形状は、均一な密度にて設けられるが、液晶表示パネル３１への照明を均一化するために濃淡を設けることもできる。

光調整部３３２は、発光ダイオード３４からの照明光を屈折させる受光面３３ａと、この受光面３３ａからの照明光を平板部３３１へ反射する反射曲面３３ｃとを有する。この場合、受光面３３ａは、板厚方向において凸形状で、図５に示すように、板面方向に対して凹形状に形成されている。この凸条の曲面を有する受光面３３ａによって、照明光を集光し効率よく反射曲面３３ｃへ照射するように作用する。従って、受光面３３ａの凸形状の曲率は、発光ダイオード３４の指向性や、発光ダイオード３２と受光面３３ａとの距離、反射曲面３３ｃの位置や範囲によって設定される。

反射曲面３３ｃは、平板部３３ｃの液晶表示パネル３１側の面において表示領域（開口孔部２１ｂによって定まる視認領域）以外の箇所と、平板部３３１の光調整部３３２から遠方側の反射面３３ｂとに向けて主な照明光が照射するように曲率設定される。従って、反射曲面３３ｃは、平板部３３１における液晶表示パネル３１の表示領域（透過照明範囲）によって、曲率や傾斜角度が設定される。例えば、反射曲面３３ｃは、該表示領域が狭く、より近距離での照射で良い場合には、より大きな曲率が設定される。

この光調整部３３２は、主に発光ダイオードに対応して曲率設定される受光面３３ａと、平板部３３ｃを介した液晶表示パネル３１の表示領域に対応して設定される反射曲面３３ｃとによって、平板部３３１の形状が単純な平板形状であっても、効率よく所定の表示領域を照明できる。また、光調整部３３２によって、均一な照明を計ることができる。

保持部材３２は、合成樹脂材からなり、導光部材３３の平板部３３１を収納して保持する載置部（保持部）３２ａが形成され、導光部材３３を発光ダイオード３４や液晶表示パネル３１に対して所定の間隔おいて保持する。この場合、保持部材３２は、発光ダイオード３４からの照明光を余計な箇所に露光せず、液晶表示パネル３１へ効率よく照射させるため、白色の遮光素材にて形成される。なお、保持部材３２には、反射面３３ｂに沿って平行な平らな面が形成され、この面においても、液晶表示パネル３１側へ照明光が反射するため効率の良い照明装置となる。

また、保持部材３２は、液晶表示パネル３１を位置決め保持する表示器保持部３２ｂが設けられ、回路基板４と液晶表示パネル３１とのスペーサとして作用する。また、金属性の抑え部材３５によって挟み込むようにして液晶表示パネル３１及び導光部材３３を保持できる。

発光ダイオード３４は、チップＬＥＤを適用でき、導光部材３３の受光面３３ａに対向するように回路基板４に実装される。この場合、発光ダイオード３４は、図５に示すように、液晶表示パネル３１の対向する２辺のそれぞれ近傍に列状に配置され、赤色の照明を発する第１の光源３４１と、緑色の照明を発する第２の光源３４２と、青色の照明を発する第３の光源３４３と有する第１の光源群３４ａと、赤色の照明を発する第４の光源３４４と、緑色の照明を発する第５の光源３４５と、青色の照明を発する第６の光源３４６と有する第２の光源群３４ｂと、を導光部材３３を介して照射方向が対向するように設けられる。

また、同じ赤色を発する第１の光源３４１と第４の光源３４４とを結ぶ第１の仮想線３４ｘと、同じ青色を発する第３の光源３２３と第６の光源３４６とを結ぶ第２の仮想線３４ｙとが、交差するように配置される。従って、導光部材３３の受光面３３ａ及び発光ダイオード３４が色毎に離れて設けられる場合であっても、第１の光源３４１と、第６の光源３４６とが主な照明経路が対向する関係にあり混色し易い構造となる。同様に第３の光源３４３と第４の光源３４４からの照明光も混色し易くなる。更に、これら光源３４１，３４３，３４５，３４６は、間に配置された第２の光源３４２または第５の光源３４５とも隣り合う関係にあるため、互いに混色し易い配置となる。

なお、これら発光ダイオード３４（３４１〜３４６）をすべて点灯することで、液晶表示パネル３１を白色で照明できる。また、この場合、２個ずつ３色の発光ダイオード３４で広い範囲を無駄なく照明できるため、効率の良い照明構造になる。

回路基板４は、例えば、エポキシ系の樹脂材料からなる基板に銅箔の配線パターンを施した硬質のプリント基板を適用でき、コネクタ４１の他に図示はしないが液晶表示パネル３１や発光ダイオード３４、または指示計器２を駆動させるためのモータ２３、これを制御するためのマイクロコンピュータなどからなる制御手段４２などの電子部品が実装されている。また、回路基板４には、指針２２照明用の発光ダイオード２４や、表示板２１の表示部２１ａ照明用の発光ダイオード２５を設けている。

また、制御手段４２は、第１，第２の光源群３４ａ，３４ｂの各発光ダイオード３４をパルス幅変調制御を用いて出力輝度を調整することで、混色比率を変えることができ、所望の照明色にて液晶表示パネル３１を照明できる。

なお、本発明の車両用計器の照明装置を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

例えば、指針２２を用いた指示計器２を有する車両用計器Ａについて説明したが、指示計器２を省いた構成とし、デジタル式表示部３の液晶表示パネル３１に車速などの情報を表示させる構成にしても良く、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用計器の照明装置として適用できる。

１ 筐体
１１ 窓部
１２ 収納部
２ 指示計器
２１ 表示板
２１ａ 表示部
２１ｂ 開口孔部
２２ 指針
２３ モータ
２４，２５ 発光ダイオード
３ デジタル式表示部
３１ 液晶表示パネル（表示パネル）
３２ 保持部材
３２ａ 載置部（保持部）
３２ｂ 表示器保持部
３３ 導光部材
３３ａ 受光面
３３ｂ 反射面
３３ｃ 反射曲面
３３１ 平板部
３３２ 光調整部
３４ 発光ダイオード（バックライト）
３４１〜３４６ 第１〜第６の光源
３４ａ 第１の光源群
３４ｂ 第２の光源群
３４ｘ 第１の仮想線
３４ｙ 第２の仮想線
３５ 抑え部材
４ 回路基板
４１ コネクタ
４２ 制御手段
Ａ 車両用計器
Ｓ 空間

Claims (3)

1. 車両情報を画像表示する表示パネルと、
   この表示パネルを照明するための複数のバックライトと、
   前記表示パネルの背面側に設けられ前記バックライトからの照明光を前記表示パネルに導くライトガイドと、を備え、
   前記バックライトは、
   赤色の照明を発する第１の光源と、緑色の照明を発する第２の光源と、青色の照明を発する第３の光源と有する第１の光源群と、
   赤色の照明を発する第４の光源と、緑色の照明を発する第５の光源と、青色の照明を発する第６の光源と有する第２の光源群と、
   を前記ライトガイドを介して一対に設け、
   前記第１の光源と前記第４の光源とを結ぶ第１の仮想線と、
   前記第３の光源と前記第６の光源とを結ぶ第２の仮想線とが、交差するように配置されることを特徴とする車両用計器の照明装置。
2. 前記バックライトを発光制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記バックライトをパルス幅変調制御を用いて出力調整す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。
3. 前記第１，第２の発光素子群のすべてのバックライトを点灯させてことで、白色の照明光を得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の照明装置。

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