JPH05249907A - 表示照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示面の発熱が少なく、振動があっても、照
明のちらつきがなく、かつ、容易に輝度調整が可能な表
示照明装置を提供する。 【構成】 外部に露呈する表示部を、装置内部から照明
するように配された発光ダイオード１７，１８，１９
と、これらの発光ダイオード１７，１８，１９をＰＷＭ
駆動するＰＷＭ駆動部３１，３２，３３と、ＰＷＭ駆動
のためのＰＷＭ信号のデューティ比を可変制御する輝度
可変制御手段１０４とを備える。ＰＷＭ信号の周波数は
ちらつきが問題にならない程度に高い周波数に選定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車載用オーデ
ィオ装置の操作パネルなどに用いて好適な表示照明装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるカーステレオなどの車載用装置
の操作パネルの各操作キーには、この操作キーに対応し
た機能を示す文字や図形、記号などの表示パターンが施
され、夜間や暗所でもこれらの操作キーをユーザが容易
に識別、操作できるようにランプや発光ダイオードを用
いて装置内部から照明されて、前記表示パターンが浮き
出るようにされている。

【０００３】そして、米国や欧州の国々では、この操作
パネルでの表示照明の輝度（明るさ）を連続可変にして
消灯状態に近い暗さまで輝度調整をできるようにしなけ
ればならないことが義務付けられている。従来の輝度調
整方法は、照明用素子としてランプを用いる場合には、 ランプへの流入電流を制御する直流制御（印加電圧変
化）の方法 ランプをＰＷＭ信号で駆動し、ＰＷＭ信号のデューテ
ィ比をコントロールして輝度調整する方法 が用いられている。また、発光ダイオードを照明用素子
として用いる場合には、発光ダイオードへの流入電流を
制御する直流制御方式が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、照明用
素子としてランプを用いる場合には、ランプの発熱によ
る操作パネル表面温度の上昇のため、使用条件が限定さ
れてしまう欠点がある。また、ランプをＰＷＭ駆動する
方式の場合には、ランプ駆動のため、ＰＷＭ信号の周波
数を高くできず、せいぜい５０〜８０Ｈｚ程度で駆動し
なければならない。このために、自動車の走行中のゆれ
などにより照明がちらつくという欠点があった。さら
に、ランプの発光光は、発散光であるため、操作キーを
小さくすると、照明光の隣接キー部への漏れの問題があ
り、このため遮光を厳格に行わなければならず、操作キ
ーの小形化、マルチファンクション化などが困難であっ
た。

【０００５】また、発光ダイオードを直流制御する方式
の場合には、発光ダイオードの電流対輝度特性のバラツ
キにより、発光ダイオードのそれぞれへの流入電流が変
化したときの輝度が異なってしまい、発光ダイオード毎
の輝度ムラとなる欠点があった。最近は、特に、表示照
明をカラフルにするため、異色の発光ダイオードを複数
個使用することが多くなっているが、発光色が異なる発
光ダイオードは、特に電流対輝度特性の違いが大きく、
輝度ムラは避けられないのが現状である。

【０００６】この発明は、以上の欠点を一掃することが
できる表示照明装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明による表示照明装置は、後述の実施例の参
照符号を対応させると、外部に露呈する表示部Ｋ１を、
装置内部から照明するように配された１または複数個の
発光ダイオード１７，１８，１９と、前記１または複数
個の発光ダイオードをＰＷＭ駆動するＰＷＭ駆動部３
１，３２，３３と、前記ＰＷＭ駆動のためのＰＷＭ信号
のデューティ比を可変制御する輝度可変制御手段１０４
とを備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成のこの発明によれば、発光ダイオー
ドは、ＰＷＭ駆動される。そして、輝度可変制御手段に
よりＰＷＭ信号のデューティ比が可変されることによ
り、発光ダイオードの輝度が変えられ、表示部の明るさ
が自由に変えられる。照明用光源が発光ダイオードの場
合には、発熱が小さく、また、比較的高い周波数のＰＷ
Ｍ信号により駆動できるので、自動車の走行中のゆれに
よりちらつきのない照明をすることができる。複数個の
発光ダイオードを使用した場合には、発光ダイオード毎
にＰＷＭ信号のデューティ比をあらかじめ適切に定めて
おくことにより、ほぼ輝度ムラを生じることなく同輝度
で表示部の照明がなされる。発光色が異なるときにも同
様に、色の違いによる輝度ムラをＰＷＭ信号のデューテ
ィ比の制御により補正することができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明による表示照明装置の一実施
例を、カーステレオに適用した場合を例にとって図を参
照しながら説明する。

【００１０】図２は、この例のカーステレオの操作パネ
ル面の一例を示している。図２において、１はテープカ
セット挿入口、２は操作キー群、３はＬＣＤディスプレ
イ、４は表示照明の輝度調節その他の用途に使用される
アップダウンキーである。ＬＣＤディスプレイ３には、
カーステレオがラジオ受信機モードで使用されるときに
は、図示のように、「ＡＭ」あるいは「ＦＭ」の文字
と、その時の受信周波数が表示される。テーププレイモ
ードのときには、ディスプレイ３には例えば「ＴＡＰ
Ｅ」の文字が表示される。

【００１１】操作キー群２は、複数個の操作キーからな
り、その内の複数個のキーＫ１，Ｋ２，Ｋ３等は、ダブ
ルファンクションキーとして使用される。すなわち、カ
ーステレオの使用モードが、ラジオ受信機モードのとき
には、これらのキーＫ１，Ｋ２，Ｋ３は、選局プリセッ
トキーとなり、これらのキーを押すと、これらのキーに
対応してプリセットされている放送局が自動的に選局さ
れるものである。また、カーステレオがテーププレイモ
ードのときには、これらのキーＫ１，Ｋ２，Ｋ３は、カ
セットイジェクトキー、プレイキー、ノイズリダクショ
ン選択キーなどとして使用される。

【００１２】操作キー群２の各操作キーと、アップダウ
ンキー４は、いわゆる自照式の照明がなされる。すなわ
ち、カーステレオの装置筐体内部に設けられた光源によ
り装置内から各キーの押圧部兼表示用板が裏側から照明
されるものである。この発明では、その照明用の光源と
して発光ダイオードが用いられ、後述するように、ＰＷ
Ｍ駆動される。光源が発光ダイオードであるので、操作
パネル面の表示照明による発熱は小さい。

【００１３】次に、図３を参照しながら、ダブルファン
クションキーＫ１の場合の自照式の照明部の構成の一例
について説明する。図３において、１１はキーＫ１の押
圧部を兼用する表示用板である。この表示用板１１は、
この例では図３Ｂに示すように、半透明の白色板１２
に、遮光特性を有する黒コーティング１３が施されて形
成されている。表示用板１１において、このキーＫ１の
第１の機能であるラジオ受信機モードのときのプリセッ
ト選局キーとしてのプリセット番号の文字からなる表示
パターン１４の部分と、第２の機能であるテーププレー
ヤモードのときの操作キーとしての機能文字（図ではイ
ジェクトキーを表す文字ＥＪ）からなる表示パターン１
５の部分には、黒コーティング１３は施されずに、白色
板１２の部分が残される。したがって、表示用板１１に
は、黒地に白文字でプリセット番号及び操作キーとして
の文字が形成される状態となっている。この表示用板１
１の裏側から照明されると、これらの表示パターン１４
または１５がその照明色で浮かび上がるように表示され
ることになる。なお、板１２を透明板として、文字や記
号などの表示パターン部分を白色で着色するようにして
も良い。

【００１４】カーステレオ装置内部には、図３Ｂ及びＣ
に示すように、文字１４及び文字１５の部分にそれぞれ
対応して、それらの照明光源としての発光ダイオード１
７及び１８がプリント基板２０上に設けられる。発光ダ
イオード１７及び１８には、プリント基板２０に形成さ
れた導電パターンを介して駆動信号としてのＰＷＭ信号
が供給されて、これらが所定の輝度で点灯するように構
成されている。

【００１５】この例の場合、発光ダイオード１７及び１
８は、発光色が共に橙色のものが使用される。そして、
カーステレオがラジオ受信機モードになっているとき
は、発光ダイオード１７が点灯し、プリセット番号の表
示パターン１４が橙色で照明されて明るく表示される。
また、カーステレオがテーププレーヤモードになってい
るときは、発光ダイオード１８が点灯し、機能文字（Ｅ
Ｊ）の表示パターン１５が橙色で照明されて明るく表示
される。

【００１６】また、図３Ａ及びＢに示すように、表示用
板１１のほぼ中央部には、操作表示用マーカとなるレン
ズ１６の先端が突出する状態で設けられている。このレ
ンズ１６の裏側には、図３Ｂに示すように、例えば発光
色が緑色の発光ダイオード１９が操作表示マーカの照明
用光源として、プリント基板２０上に設けられる。そし
て、キーＫ１がユーザにより押圧操作されたときにの
み、緑色発光ダイオード１９が発光し、操作表示マーカ
としてのレンズ１６の先端が緑色に点灯するようにされ
ている。

【００１７】そして、この場合、３つの発光ダイオード
１７，１８，１９からの発光光のそれぞれが、その照明
対象部分以外に漏れるのを防止するため、図３Ｂ，Ｃに
示すように、各発光ダイオードは遮光板２１により周囲
が囲われている。発光ダイオードは、その発光光の直進
性が大きいので、遮光板２１の構成は比較的簡単でよ
い。すなわち、小型のキーを複合型キーとして用いたと
きであっても、その一つの機能表示文字の表示照明を、
他の機能表示文字の表示照明と確実に分離して行うこと
ができる。

【００１８】なお、表示用板１１は、プッシュキースイ
ッチの押圧部としても用いられ、これが押されることに
より、そのキーに設定された操作入力信号がキー入力デ
コーダに供給されるものである。

【００１９】他のダブルファンクションキーも、キーＫ
１と同じ構成とされる。また、キーＫ１とほぼ同じ大き
さの他のキーも、ほぼ同様に構成されるが、照明用光源
としての発光ダイオードは、操作表示用マーカ用と、単
一の機能表示用との２個だけ設ける等、必要なもののみ
が配置される。

【００２０】次に、発光ダイオードの駆動制御系につい
て、図１を参照しながら説明する。この図１は説明のた
めの図で、前述したキーＫ１の照明用の発光ダイオード
１７，１８，１９のみを駆動する状態を説明するための
もので、他のキーの照明用の発光ダイオードも同様にし
て駆動されるものである。

【００２１】すなわち、図１において、１００は発光ダ
イオードのＰＷＭ駆動制御回路で、これはマイクロコン
ピュータで構成されており、機能的には図示のような各
手段を備えているものに等しい。すなわち、ＰＷＭ駆動
制御回路１００は、ＰＷＭ信号発生手段１０１、１０
２、１０３と、デューティ比コントロール手段１０４
と、デューティ比設定デコーダ１０５とを有する。

【００２２】ＰＷＭ信号発生回路１０１からのＰＷＭ信
号はＰＷＭ駆動回路３１を介して発光ダイオード１７に
供給され、発光ダイオード１７は、これに供給されるＰ
ＷＭ信号のデューティ比に応じた輝度で発光する。同様
に、ＰＷＭ信号発生回路１０２からのＰＷＭ信号はＰＷ
Ｍ駆動回路３２を介して発光ダイオード１８に、ＰＷＭ
信号発生回路１０３からのＰＷＭ信号はＰＷＭ駆動回路
３３を介して発光ダイオード１９に、それぞれ供給さ
れ、発光ダイオード１８及び１９は、これらに供給され
るＰＷＭ信号のデューティ比に応じた輝度で発光する。

【００２３】この場合、各ＰＷＭ信号発生回路１０１，
１０２，１０３から発生するＰＷＭ信号の周波数は、１
５０Ｈｚ以上とされている。これにより、自動車の走行
中の揺れなどによる表示照明のちらつきを防止するよう
にしている。また、所定の明るさの定常輝度のときの各
ＰＷＭ信号発生回路１０１，１０２，１０３からのＰＷ
Ｍ信号のデューティ比は、発光ダイオード１７，１８，
１９の電流対輝度特性が異なる場合には同一ではなく、
そのＰＷＭ信号により駆動される発光ダイオードの電流
対輝度特性に応じて設定される。これにより、発光ダイ
オードの輝度特性にばらつきがあっても、また、発光色
が異なっても、定常状態においては同一の輝度で照明す
ることができるようにされている。

【００２４】デューティ比コントロール手段１０４は、
ＰＷＭ信号発生手段１０１，１０２，１０３からの各Ｐ
ＷＭ信号のデューティ比を制御すると共に、各ＰＷＭ信
号の発生・停止を制御する。そして、操作キー群２の操
作信号がキー入力デコーダ３０に供給されて、いづれの
操作命令であるかがデコードされる。また、アップダウ
ンキー４の操作信号がキー入力デコーダ３０に供給され
て、アップかダウンかが検知されると共に、その操作入
力量が検知される。このキー入力デコーダ３０のデコー
ドデータは、デューティ比コントロール手段１０４に供
給される。

【００２５】デューティ比コントロール手段１０４は、
キー入力デコーダ３０からの操作キー群２（モード選択
キーを備える）の操作信号のデコードデータから、カー
ステレオのモードを検知し、モードに応じて点灯する発
光ダイオードを決定し、また、緑色発光ダイオード１９
の点灯、非点灯を決定する。デューティ比コントロール
手段１０４で、点灯と決定された発光ダイオードに対応
するＰＷＭ信号発生手段はイネーブルとされ、ＰＷＭ信
号が発生する。したがって、そのＰＷＭ信号で駆動され
るその発光ダイオードが点灯する。非点灯と決定された
発光ダイオードに対応するＰＷＭ信号発生手段は、ＰＷ
Ｍ信号の発生が停止される。

【００２６】また、デューティ比コントロール手段１０
４は、アップダウンキー４の操作信号のデコードデータ
から、ＰＷＭ信号発生手段１０１，１０２，１０３から
出力するＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。例え
ば、ダウンキーを押し続けると、点灯していた各発光ダ
イオードは、最小値まで徐々に暗くなってゆく。このと
きの輝度変化特性曲線は設定デコーダ１０５に記憶され
た、各発光ダイオード毎の設定データにしたがったもの
となる。この場合、輝度変化特性としては、複数通りが
設定デコーダ１０５にあらかじめ用意されており、外部
からの設定コード入力によりいづれの変化特性を使用す
るかが、ユーザにより選択可能とされている。例えば設
定コードが４ビットであれば、各発光ダイオードについ
て１６通りの輝度変化特性の選択が可能である。これに
より、発光ダイオード毎のばらつきや異色発光ダイオー
ドによる電流対輝度変化特性の違いによる輝度変化特性
に違いが各発光ダイオードにあっても、輝度変化の違い
を回避することができる。また、設定コード入力により
好みの輝度変化特性で輝度変化制御を行うこともでき
る。また、１つのキーついての照明用の発光ダイオード
のすべてを同じ輝度変化特性で変化させるようにしても
もちろんよい。

【００２７】ところで、発光ダイオードはランプと異な
り、発光面が小さいため、図２におけるキーＫ４やキー
Ｋ５のような大型のキーの場合には、発光ダイオードを
１個だけ使用してキー照明を行うと、表示用板面内で輝
度むらが生じてしまい、好ましくない。

【００２８】そこで、この例では、これら大型のキーの
場合には、例えば図４に示すように、照明用の光源とし
ての発光ダイオードを複数個用いて、輝度ムラを回避す
るようにしている。図４の例の場合には、３個の発光ダ
イオード４１，４２，４３が、輝度ムラの生じない適当
な位置に設けられている。この場合の、複数個の発光ダ
イオードの駆動方法は、図５に示すように、キーＫ４用
の複数個の発光ダイオード４１，４２，４３、及びキー
Ｋ５用の複数個の発光ダイオード５１，５２，５３を、
それぞれ直列に接続し、１個のトランジスタ４４及び５
４により行う。この場合、トランジスタ４４及び５４の
ベースには、キーＫ４，Ｋ５についての照明光源駆動用
のＰＷＭ信号がそれぞれ供給される。

【００２９】以上のように照明用素子を直列に接続した
とき、ランプの場合にはその点灯のために例えば１個で
８ボルト程度必要で、２個を直列に接続しただけでも１
６ボルトとなり、通常１２ボルト電源を用いる自動車用
としては駆動不能となるが、発光ダイオードは、１個当
たり１．４ボルト程度でよく、３個以上を直列接続して
も、カーステレオ装置において、十分駆動可能である。
この場合、発光ダイオードのドライブ電流は、輝度の飽
和点まで流すことにより、安定した輝度を得ることがで
きる。

【００３０】なお、輝度調整のための調整信号の入力
は、アップダウンキーによる入力に限らず、可変抵抗に
より調整される直流電圧をＡ／Ｄ変換して入力するよう
にしてもよいし、また、ＰＷＭ信号として入力するよう
にしてもよい。また、操作パネルに設けたキーから入力
する場合に限らず、例えばリモートコントロール装置か
ら入力するようにしてもよい。

【００３１】以上の例はカーステレオの操作パネルの操
作キーの表示照明装置にこの発明を適用した場合である
が、この発明は、この例に限らず表示照明が必要であ
り、しかも輝度コントロールが必要な表示照明装置のす
べてに適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、表示照明用の光源として発光ダイオードを用い、こ
れをＰＷＭ信号で駆動して輝度コントロールするように
構成したので、駆動ＰＷＭ信号の周波数を高い周波数に
設定することが可能になり、例えば自動車の走行中にお
いても、ちらつきの生じない表示照明装置を実現でき
る。

【００３３】また、発光ダイオード毎に、これを駆動す
るＰＷＭ信号のデューティ比を適宜設定するようにする
ことにより、発光ダイオードの発光色の違い等により発
光輝度のばらつきがあっても、ほぼ同一輝度で発光させ
ることができ、視覚バランスを容易にとることができ
る。したがって、異色発光ダイオードを使用したカラフ
ルな表示照明を、輝度ムラを生じさせることなく行うこ
とができる。

【００３４】また、照明用光源として発光ダイオードを
使用することにより、照明部の発熱をランプに比べて少
なくすることができ、装置内の回路への発熱の影響を軽
減することができると共に、ユーザに対する発熱による
違和感を軽減できる。したがって、この発明による表示
照明装置は使用条件としての限定が少なく、種々の用と
に使用できる可能性が広がる。

【００３５】また、発光光の直進性が大きいという特徴
を備えている発光ダイオードを照明用光源として使用し
たので、比較的簡単な遮光手段を用いることにより、漏
れ光の回り込みを防止することが容易にでき、複数の機
能を１枚の表示用板において表示する場合にも、各機能
の表示用文字などの表示パターンを、他の機能の表示パ
ターンとは分離性良く、照明表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による表示照明装置の駆動制御回路の
一実施例のブロック図である。

【図２】この発明が適用される装置の一例の表面パネル
を示す図である。

【図３】図２の例の一部のキーの表示照明部分の構成例
を示す図である。

【図４】この発明による表示照明装置の他の例の要部を
示す図である。

【図５】図４の例の場合の照明用光源の駆動方法の一例
を説明するための回路図である。

【符号の説明】

１１ 表示用板 １２ 半透明の白色板 １３ 黒コーティング １４ 第１の機能表示文字 １５ 第２の機能表示文字 １６ レンズ １７，１８，１９ 発光ダイオード ２０ プリント基板 ２１ 遮蔽板 ３１，３２，３３ ＰＷＭ駆動回路 １０１，１０２，１０３ ＰＷＭ信号発生手段 １０４ デューティ比コントロール手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部に露呈する表示部を、装置内部から
   照明するように配された１または複数個の発光ダイオー
   ドと、 前記１または複数個の発光ダイオードをＰＷＭ駆動する
   ＰＷＭ駆動部と、 前記ＰＷＭ駆動のためのＰＷＭ信号のデューティ比を可
   変制御する輝度可変制御手段とを備えた表示照明装置。
2. 【請求項２】 第１の機能を示す文字、記号などの表示
   パターンと、第２の機能を示す表示パターンとが設けら
   れ、外部に露呈する表示板部と、 この表示板部の前記表示パターンのそれぞれを、装置内
   部から照明するように配された複数個の発光ダイオード
   と、 前記各表示パターンの照明用発光ダイオード間を遮光す
   るための遮光部材と、 前記各表示パターンの照明用発光ダイオードのそれぞれ
   をＰＷＭ駆動するＰＷＭ駆動部と、 前記ＰＷＭ駆動のための各ＰＷＭ信号のデューティ比を
   可変制御する輝度可変制御手段と、 表示目的の機能に応じて前記各表示パターンの照明用発
   光ダイオードの点灯、非点灯を制御する点灯制御手段と
   を備えた表示照明装置。