JP5582451B2 - 車両用発光表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のメータパネルのように、受けた光の色で表示される車両用発光表示装置に関するものである。

近時の車両（例えば自動車）のメータパネルの表示部は液晶よりなり、メータ類を所定の色で表示させるために、表示部の背面側にバックライトが設けられている。これらのメータ類は、通常状態では白色又は黄色で表示される。しかし、緊急状態（例えば機器のトラブルが発生し、それを運転者に至急に報知したい場合）では、黄色で表示されていたものを赤色に変えて表示することがある。このため、この種の表示部では、黄色の表示と赤色の表示の双方ができるように構成される（例えば特許文献１を参照）。

ここで、黄色の表示は人間の視感度的に赤色の表示と比較すると弱い。このため、朝夕の低い太陽の位置でメータ類に太陽光が当たった場合に、太陽光の色調に近い黄色の表示はウォッシュアウトしてしまうという不具合がある。この不具合を防止するため、メータ類の赤色表示と黄色表示とでは輝度設定値に差を設けていることが多い。例えば、赤色表示の輝度を１００ｃｄ／ｍ^２と設定し、黄色表示の輝度を２００ｃｄ／ｍ^２と高めに設定している。

近年、液晶のバックライトの光源にＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用することが主流になっていて（例えば、特許文献１を参照）、実際に使用されているＬＥＤとして、赤色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ等がある。そして、現在の車載用ＬＥＤで赤色、黄色を表示する最も一般的な方式は、いずれもＩｎＧａＡｌＰ（４元素系）によるものである。この表示方式のＬＥＤの場合、最も輝度が高くなるのは表示色が朱色（波長が６１５ｎｍ付近）のときであり、表示色が赤色（波長が６２５ｎｍ付近）のときの輝度は、朱色のときの輝度と比較して約３０％低く、黄色（波長が５９０ｎｍ付近）のときの輝度は、朱色のときの輝度と比較して約２０％低い。

このため、ＩｎＧａＡｌＰ（４元素系）による表示方式のＬＥＤを使用して黄色の表示を行う場合、その輝度を高くするために多数個のＬＥＤを使用したり、輝度アップ用の光学フィルム（集光フィルム）を液晶の背面側に取り付けたりするため、コストアップの要因となっている。

また、ＬＥＤに流す電流を大きくすることによりその発光輝度を上げることができるが、発熱及び寿命の点で不利になる。

特表２００７−５１８６２９号公報

本発明は上記した不具合に鑑み、表示部における黄色の発光輝度を、簡単でかつ安価な手法でアップさせることを課題としている。

上記した課題を解決するための本発明は、
車両に搭載され、運転者によって視認される発光表示装置であって、
受けた光の色で表示される表示部と、
前記表示部の背面側に配置され、運転者に車両警戒情報を報知するために該表示部に向かって赤色系の光を発する赤色光源と、
同じく、運転者に車両注意情報を報知するために該表示部に向かって黄色系の光を発する黄色光源と、
前記赤色光源と前記黄色光源とを同時に発光させ、赤色系の光と黄色系の光とが混ざり合った混色光により、前記表示部を少なくとも運転者が黄色と認識する色で表示する制御手段と、
を備え、
前記赤色光源及び黄色光源は、それらに流れる電流の大きさによってそれぞれの成分量を調整可能であり、
前記赤色光源と前記黄色光源とを同時に発光させたとき、前記制御手段が前記赤色光源に流す電流を前記黄色光源に流す電流よりも小さくして、前記混色光を受ける表示部を黄色系の色で表示することを特徴とする。

通常状態における表示部は、その背面側（運転者の側と反対の側）に配置された黄色光源からの光を受けて黄色系の色で表示され、運転者に車両注意情報（例えば燃料表示メータ、水温表示メータ、充電警告灯等の情報）を報知する。また、緊急状態における表示部は、光源が切り替えられて赤色光源からの光を受けて赤色系の色で表示され、運転者に車両警戒情報（例えば車両にトラブルが発生したこと）を報知する。ここで、表示部を黄色系の色で表示するとき、黄色光源からの光だけでは輝度が低い。このため、黄色光源と赤色光源とを同時に発光させ、赤色系の光と黄色系の光とが混ざり合った混色光によって表示部を黄色系の色（少なくとも運転者が黄色と認識する色）で表示する。赤色光源と黄色光源の数を多くすることなく、黄色系の色の輝度をアップさせることができる。

赤色光と黄色光を同程度混ぜ合わせた場合、赤色光の成分が多くなり、運転者が表示部の色を赤色と誤認識してしまうおそれがある。これを防ぐため、赤色光源に流す電流を絞って混色光のうちの赤色成分を少なくすることができる。このような制御を行うことは容易である。この結果、混色光を受ける表示部が確実に黄色系の色で表示されることとなり、運転者が表示部の色を誤認識するおそれが小さくなる。

前記赤色光源と黄色光源は、前記表示部の背面側における同一面内に複数列となって配置され、かつ各列の縦方向と横方向で前記赤色光源同士と黄色光源同士が直接隣り合うことなく分散配置され、単独発光時の発光ムラを少なくしていることが望ましい。

赤色光源と黄色光源を分散配置（例えば千鳥状に配置する）することにより、表示部全体をムラなく均一に表示させることができる。これにより、表示部の見栄えが良好となる。

具体的には、前記赤色光源は朱色の光を発するＬＥＤであり、前記黄色光源は黄色の光を発するＬＥＤである。

光源をＬＥＤとすることにより、その寿命が長くなるとともに、その大きさを小さくすることができる。また、朱色ＬＥＤは、赤色ＬＥＤよりも高い輝度で発光するため、その発光効率が良好である。しかも、運転者は、朱色で表示された表示部を赤色（緊急事態が発生したこと）と認識する。

そして、前記ＬＥＤを、前記制御手段を構成する回路基板に直接的に取り付けることができる。

また、前記表示部と前記光源との間に、前記光源からの光を拡散するための拡散板が配置され、
前記光源から発せられた光は、前記拡散板によって拡散された状態で前記表示部に導入されるようにしてもよい。

これにより、さらに表示部の色ムラが減少する。

そして、前記表示部の背面側に配置され、該表示部に向かって白色光を発する白色光源をさらに備えていてもよい。

これにより、通常状態における表示部を白色で表示し、注意状態で黄色で表示し、さらに緊急状態で赤色で表示することも可能となる。

メータパネル１００の正面図である。 第１実施例の発光表示装置２０１の正面断面図である。 図２のＸ−Ｘ線断面図である。 ｘｙ色度図である。 第２実施例の発光表示装置２０２におけるＬＥＤ２１〜２３の配列を示す平面断面図である。 第３実施例の発光表示装置２０３におけるＬＥＤ２１、２２の配列を示す平面断面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本明細書における赤色光源、黄色光源とは、それぞれ純赤色光、純黄色光を発光するものだけでなく、赤色系の色（赤色に近い色）の光、黄色系の色（黄色に近い色）の光を発するものも含まれるものとする。

図１はメータパネル１００の正面図、図２は第１実施例の発光表示装置２０１の正面断面図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図、図４はｘｙ色度図である。

最初に、車両用のメータパネル１００について説明する。図１に示されるように、メータパネル１００は、樹脂板よりなるパネル板１にメータ類や標識等が設けられている。本実施例のメータパネル１００の表示部は、スピードメータ２、タコメータ３、燃料表示メータ４、水温表示メータ５、パネル板１の中央部の上側に設けられた左右のウインカーランプ６、ウインカーランプ６の下側に設けられた液晶によるマルチディスプレイ表示部７を備えている。このマルチディスプレイ表示部７の下段部７ａには、運転者が頻繁に知りたいオドメータやトリップメータが常時表示されている。マルチディスプレイ表示部７の上段部７ｂには、燃費表示、時計、カレンダー等を運転者の好みに合わせてスイッチ操作で切り替えて表示させることができる。このメータパネル１００は、車両における運転席の正面部に配置されていて、運転者が運転席に着席した状態で視認可能である。

上記したマルチディスプレイ表示部７の上段部７ｂは、通常の車両情報（燃費表示等）を白色で表示し、運転者に気づいて欲しい情報（ウインドーウォッシャー液不足等）を黄色で表示する。そして、緊急の場合（エンジン油圧不足等）は、白色又は黄色で表示されていたものを赤色に変えて表示する。本明細書では、マルチディスプレイ表示部７の上段部７ｂに設けられた発光表示装置２０１の構成について説明する。

図２に示されるように、発光表示装置２０１は回路基板１２に取り付けられる皿状のケース体１３と、ケース体１３の上端面に配置されるパネル板１の背面部に、パネル板１の表示窓１ａを下側から覆う形で取り付けられる液晶パネル１４と、回路基板２１と液晶パネル１４との間に配置される拡散板１５と、回路基板１２に実装された複数個のＬＥＤ（後述）とを備えている。以下、それぞれについて詳細に説明する。

図２に示されるように、ケース体１３は白色の樹脂（例えばポリプロピレン）を射出成形してなり、パネル板１における表示窓１ａの背面部に取り付けられる。ケース体１３の上端部には、液晶パネル１４を収容するための第１段付き部１６が設けられ、第１段付き部１６の下方には拡散板１５を収容するための第２段付き部１７が設けられている。拡散板１５は、液晶パネル１４よりも小さく、パネル板１の表示窓１ａよりも少し大きい。拡散板１５は、ケース体１３の第２段付き部１７に圧入されて保持される。ケース体１３において、第２段付き部１７よりも下方（回路基板１２に向かう側）には、所定長さＬの周壁部１８が延設されている。この周壁部１８の内壁面１９はケース体１３の軸線１３ａに対して僅かに傾斜する傾斜面となっていて、各ＬＥＤから発せられた光が効率的に拡散板１５に導入されるようになっている。

次に、ＬＥＤについて説明する。本実施例の発光表示装置２０１の場合、図３に示されるように、このＬＥＤは３種類のＬＥＤ（朱色ＬＥＤ２１、黄色ＬＥＤ２２、白色ＬＥＤ２３）が９個ずつ、全部で２７個のＬＥＤが回路基板１２に実装されている。図３において、朱色ＬＥＤ２１を「Ｓ」で示し、黄色ＬＥＤ２２を「Ｙ」で示し、白色ＬＥＤ２３を「Ｗ」で示す。各ＬＥＤ２１〜２３は縦方向に沿って３列に、しかも縦方向に等間隔をおいて交互に配置されている。即ち、図３の図面視における左右列では上側から、朱色ＬＥＤ２１、白色ＬＥＤ２３、黄色ＬＥＤ２２の順に等間隔をおいて配置され、同じく中央列では上側から、黄色ＬＥＤ２２、白色ＬＥＤ２３、朱色ＬＥＤ２１の順に等間隔で配置されている。この結果、朱色ＬＥＤ２１と黄色ＬＥＤ２２とは、横方向において交互に配置される。例えば、図３における縦方向の上から３段目と４段目及び６段目と７段目の朱色ＬＥＤ２１と黄色ＬＥＤ２２との横方向の配列を見ると、それらがジグザグ（千鳥状）に配置されている。これにより、発光表示装置２０１の各ＬＥＤ２１〜２３を単独で発光させたとき、発光ムラが少なくなる。図３において２４は、回路基板１２においてケース体１３の周壁部１８で囲まれた部分を３つの区画に仕切るための仕切り板であり、ケース体１３と一体に形成されている。これにより、回路基板１２を白色のケース体１３で覆うことになり、各ＬＥＤ２１〜２３の光が液晶１４側に反射し、輝度アップに貢献できる。

本実施例の発光表示装置２０１は、上記したように３種類のＬＥＤ２１〜２３が配置されている。このため、それぞれのＬＥＤ２１〜２３を同時に発光させることにより、液晶パネル２５がその発光色で表示される。

本実施例の発光表示装置２０１の作用について説明する。ここで、液晶パネル１４の透過率を２０％と想定し、液晶パネル１４透過後における朱色の輝度を１００ｃｄ／ｍ^２、同じく黄色の輝度を２００ｃｄ／ｍ^２、白色の輝度を１００ｃｄ／ｍ^２とする。また、パネル板１の表示窓１ａの大きさを５０ｍｍ×５０ｍｍとし、拡散板１５から回路基板１２までの高さＬを発光ムラが生じにくいように１５ｍｍ程度とする。

前述したように朱色ＬＥＤ２１は、車載用ＬＥＤとして最も一般的なＩｎＧａＡｌＰ（４元素系）のＬＥＤの場合、最も発光効率の高い使用形態である。このため、９個の朱色ＬＥＤ２１を同時に発光させることで、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの表示窓１ａを１００ｃｄ／ｍ^２の輝度の朱色で表示させることは容易である。なお、運転者が赤色と朱色を厳密に区別することは困難であり（換言すれば、朱色の表示であっても運転者は赤色の表示と認識する）、液晶パネル１４を朱色で表示することによって運転者に緊急状態を報知することは可能である。

また、近年、白色ＬＥＤ２３は、車両のヘッドランプや家庭用の蛍光灯にも採用し始められているように高輝度のものが容易に入手できる。このため、９個の白色ＬＥＤ２３を同時に発光させることで、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの表示窓１ａを１００ｃｄ／ｍ^２の輝度の白色で表示させることは容易である。

しかし、黄色ＬＥＤ２２に関しては黄色ＬＥＤ２２単体の輝度が朱色ＬＥＤ２１単体の輝度に比べて低いため，市場で入手可能な高輝度の黄色ＬＥＤ２２を選定しても１５０ｃｄ／ｍ^２程度しか達成できない。そこで、本実施例の発光表示装置２０１では、黄色ＬＥＤ２２を発光させたときに朱色ＬＥＤ２１を同時に発光させることにより、液晶パネル１４が朱色と黄色とが混ざり合った黄色系統色（オレンジ色）で表示されるようにする。これにより、液晶パネル１４は黄色ＬＥＤ２２を単体で発光させたときよりも高い輝度で表示される。

このとき、朱色ＬＥＤ２１と黄色ＬＥＤ２２に同量の電流を供給してそれらを同時発光させると朱色の成分量が多くなり、運転者がオレンジ色表示を赤色表示と誤認識するおそれがある。この場合、朱色ＬＥＤ２１に流す電流を絞ることにより朱色の成分量を少なくし、液晶パネル１４を運転者が黄色と認識するオレンジ色で表示することが可能になる。例えば、朱色ＬＥＤ２１を単体で発光させるときに２０ｍＡの電流を供給している場合、液晶パネル１４にオレンジ色表示をさせるために朱色ＬＥＤ２１と黄色ＬＥＤ２２にそれぞれ２０ｍＡの電流を供給すると、液晶パネル１４に表示される色は濃いオレンジ色（波長が６０５〜６１０ｎｍ）となり、運転者が赤色表示と誤認識するおそれがある。このため、朱色ＬＥＤ２１に供給する電流を１０〜１５ｍＡとし、黄色ＬＥＤ２２に２０ｍＡの電流を供給すると朱色の成分量が少なくなり、液晶パネル１４に表示される色は黄色に近いオレンジ色（波長が５９５〜６００ｎｍ）となり、運転者が赤色表示と誤認識するおそれはない。このようなＬＥＤ２１〜２３への電流調整の制御は、回路基板１２に実装されたマイコン２５（図２参照）により容易に行なうことができる。

上記のオレンジ色をｘｙ色度図（ＣＩＥ１９３１−ＸＹＺ表色系）に表示すると、図４に示されるようになる。図４において、点Ｐ１は純赤色（波長が６２５ｎｍ）を示し、点Ｐ２は朱色（波長が６１５ｎｍ）を示し、点Ｐ３は濃いオレンジ色（波長が６０５〜６１０ｎｍ）を示し、点Ｐ４はオレンジ色（波長が５９５〜６００ｎｍ）を示し、点Ｐ５は黄色（波長が５９０ｎｍ）を示す。このｘｙ色度図より、波長が５９５〜６００ｎｍのオレンジ色は、赤色よりも黄色に近いことがわかる。

上記したように、本発明に係る発光表示装置２０１は、朱色ＬＥＤ２１の輝度が最も高いという特性を利用して、黄色ＬＥＤ２２を発光させるときに朱色ＬＥＤ２１を同時に発光させてその輝度をアップさせながら、液晶パネル１４に表示されたそれらの混色光（オレンジ色光）を運転者に黄色と認識させている。このため、ＬＥＤ２１〜２３の個数を増やさなくても済み、コストアップとならない。また、ＬＥＤ２１〜２３に供給する電流を通常の場合（２０ｍＡ）より大きくする必要もないため、ＬＥＤ２１〜２３の寿命も短くなることはない。

上記の実施例では、マルチディスプレイ表示部７の上段部７ｂに、燃費表示等の通常の車両情報を白色で表示し、ウインドーウォッシャー液不足等の車両注意情報を黄色系の色で表示し、エンジン油圧不足等の緊急情報（車両警戒情報）を赤色系の色で表示するように、マルチディスプレイ表示部７を３色に分けて表示する形態である。しかし、各ＬＥＤ２１〜２３を混色させる等の手段により４色以上で表示する形態としてもよい。

上記した第１実施例の発光表示装置２０１では、各ＬＥＤ２１〜２３のうち朱色ＬＥＤ２１と黄色ＬＥＤ２２が横方向でジグザク（千鳥状）になるように配置している。しかし、図５に示される第２実施例の発光表示装置２０２のように、朱色ＬＥＤ２１と黄色ＬＥＤ２２が横方向で同列となるように配置してもよい。

また、上記した発光表示装置２０１、２０２では、朱色ＬＥＤ２１、黄色ＬＥＤ２２及び白色ＬＥＤ２３の３色を使用している。これにより、マルチディスプレイ表示部７の上段部７ｂを３色で表示することができる。しかし、通常状態における液晶パネル１４が黄色で表示され、緊急状態において赤色（朱色）で表示されるように２色の表示で足りる場合には、図６に示される第３実施例の発光表示装置２０３のように、朱色ＬＥＤ２１と黄色ＬＥＤ２２とをジグザク（千鳥状）に配置してもよい。

本発明は、車両（例えば、自動車）のメータパネル等における発光表示装置として利用することができる。

２０１〜２０３ 発光表示装置
１２ 回路基板
１４ 液晶パネル（表示部）
１５ 拡散板
２１ 朱色ＬＥＤ（赤色光源）
２２ 黄色ＬＥＤ（黄色光源）
２３ 白色ＬＥＤ（白色光源）
２５ マイコン（制御手段）

Claims (6)

1. 車両に搭載され、運転者によって視認される発光表示装置であって、
   受けた光の色で表示される表示部と、
   前記表示部の背面側に配置され、運転者に車両警戒情報を報知するために該表示部に向かって赤色系の光を発する赤色光源と、
   同じく、運転者に車両注意情報を報知するために該表示部に向かって黄色系の光を発する黄色光源と、
   前記赤色光源と前記黄色光源とを同時に発光させ、赤色系の光と黄色系の光とが混ざり合った混色光により、前記表示部を少なくとも運転者が黄色と認識する色で表示する制御手段と、
   を備え、
   前記赤色光源及び黄色光源は、それらに流れる電流の大きさによってそれぞれの成分量を調整可能であり、
   前記赤色光源と前記黄色光源とを同時に発光させたとき、前記制御手段が前記赤色光源に流す電流を前記黄色光源に流す電流よりも小さくして、前記混色光を受ける表示部を黄色系の色で表示することを特徴とする車両用発光表示装置。
2. 前記赤色光源と黄色光源は、前記表示部の背面側における同一面内に複数列となって配置され、かつ各列の縦方向と横方向で前記赤色光源同士と黄色光源同士が直接隣り合うことなく分散配置され、単独発光時の発光ムラを少なくしていることを特徴とする請求項１に記載の車両用発光表示装置。
3. 前記赤色光源は朱色の光を発するＬＥＤであり、前記黄色光源は黄色の光を発するＬＥＤであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用発光表示装置。
4. 前記ＬＥＤは、前記制御手段を構成する回路基板に直接的に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用発光表示装置。
5. 前記表示部と前記光源との間に、前記光源からの光を拡散するための拡散板が配置され、
   前記光源から発せられた光は、前記拡散板によって拡散された状態で前記表示部に導入されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用発光表示装置。
6. 前記表示部の背面側に配置され、該表示部に向かって白色光を発する白色光源をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用発光表示装置。