JP2011069848A - 表示装置及び車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で発光素子からの光を確実に確認できるようにする。
【解決手段】車両用制御装置１は、車両の状況に応じて点灯する表示装置を兼ねており、ケース６内に基板４が収容されている。ケース６内に収容される基板４の他端部には発光素子１２が実装されている。発光素子１２は、ＣＰＵ２の制御によって点灯制御されるように構成されている。ケース６及びケース６内に充填されるモールド樹脂７は、発光素子１２の光を透過可能な材料から製造されている。このため、ケース６及びモールド樹脂７を透過した光を目視で確認することが可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置及び車両用制御装置に関する。

車両などの制御装置には、エンジントラブル時などに搭乗者に警告する発光装置を備えるものがある。例えば、従来の制御装置では、プリント配線基板に発光ダイオードなどの発光素子を複数配置し、各発光素子のそれぞれに光ファイバの一端が固定治具により固定され、光ファイバの他端が表示パネルの表示窓に固定治具により固定されていた（例えば、特許文献１参照）。発光素子が発光すると、光ファイバから対応する表示窓から光が放射される。この構成では、表示パネルの任意の位置の表示窓から発光表示をすることが可能になる。

特開平８−１９４４３８号公報

しかしながら、従来では、表示パネルに設けた表示窓に汚れや傷が付くと、発光を目視で確認することが難しくなる。また、プリント配線基板側の発光素子と表示パネルの表示窓とを光ファイバで接続する構成になっているので、発光素子と表示窓のそれぞれに固定治具を設ける必要があった。さらに、表示パネルに設けた表示窓を使用しているので、車両の種類によって発光素子の数の変更や、表示パネルのレイアウト変更に柔軟に対応することが困難であった。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で発光素子からの光を確実に確認できるようにすることを主な目的とする。

本願の一の観点によれば、基板に実装される発光素子と、前記発光素子が実装された領域を覆う光透過性の材料からなるケースと、外部機器から取得した情報に応じて、予め定められているパターンで前記ケース内部から前記発光素子を点灯させる処理部と、を備える表示装置が提供される。

本発明の別の観点によれば、前記発光素子の光度を３００ｃｄ以上にしたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置が提供される。

本発明の別の観点によれば、前記基板には、前記発光素子が複数実装されており、前記処理部は、前記センサごとに予め定められた点灯の組み合わせで複数の前記発光素子を点灯させるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置が提供される。

本発明の別の観点によれば、前記基板の両面に、前記発光素子が少なくとも１つずつ実装されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置が提供される。

本発明の別の観点によれば、前記発光素子の近傍に、前記発光素子よりも背の高い部品を実装したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置が提供される。

本発明の別の観点によれば、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の前記表示装置であって、前記処理部が前記発光素子の制御に加えて、車両の動作を制御するように構成したことを特徴とする車両用制御装置が提供される。

本発明によれば、外部機器から取得した情報に応じて、発光素子が点灯すると、その光が光透過性のケースを通して外部に放射されるので、簡単な構成で発光素子からの光を確実に確認できる。

図１は、本発明の実施の形態に係る表示装置を兼ねた車両用制御装置の構成を示す一部破断斜視図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３は、発光素子を点灯させたときの表示装置を兼ねた車両用制御装置を示す平面図である。 図４は、センサとＣＰＵと発光素子のブロック図である。 図５は、ＣＰＵによって制御される点滅パターンの一例を示す図である。 図６は、発光素子を基板上の同じ面内に複数設けた場合の一部破断平面図である。 図７は、発光素子を基板上の異なる面に複数設けた場合の一部破断図である。

本発明を実施するための形態について以下に詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態において、同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。

（第１の実施の形態）
図１及び図２に、本実施形態の表示装置を兼ねる車両用制御装置の外観図を示す。
車両用制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２や、コンデンサ３などの素子が実装された基板４と、基板４に取り付けられたコネクタ５と、基板４の全体及びコネクタ５の一部を覆うケース６と、ケース６の隙間に充填されたモールド樹脂７とを含んで構成されている。

基板４は、例えば、絶縁体からなる基材１１の表面に、図示を省略する導電性のパターンをスクリーン印刷等で形成したプリント配線基板を用いることができる。この基板４は、表面の導電性パターンや、ＣＰＵ２、その他の実装された素子によってデータ処理機能や、ＣＰＵ２等に供給する電圧を調整する機能を実現するように構成されている。基板４の一方の端部には、コネクタ５が取り付けられている。基板４の他方の端部は、ケース６の奥に配置されている。そして、基板４の他方の端部には、発光素子１２が取り付けられている。

発光素子１２は、基板４のコネクタ５が接続される面と同じ面に実装されている。発光素子１２の発光制御は、ＣＰＵ２に設けられた発光処理部において行われる。発光処理部は、外部機器から取得した情報に応じて、発光素子１２を点灯させるように構成されている。なお、ＣＰＵ２以外に発光素子１２の点灯を制御する発光処理装置を設けても良い。

ここで、発光素子１２は、３００ｃｄ以上の光度で使用される。発光素子１２が放射する光の波長は、可視光の領域であれば良い。また、発光素子１２の配置場所は、図１に限定されない。例えば、基板４の他方の端部の中央付近であっても良いし、基板４の他方の端部で図１と反対側に隅部に発光素子１２を配置しても良い。さらに、発光素子１２は、基板４の反対面４Ａ、すなわちコネクタ５が接続される面の反対の面に実装しても良い。

コネクタ５は、樹脂製のコネクタ本体１５に導電性のリードピン１６が複数保持された構成を有する。各リードピン１６は、一端がコネクタ本体１５から略平行に延びている。各リードピン１６の他端は、コネクタ本体１５から引き出された後、基板４に向けて折り曲げられ、基材１１に形成された孔（不図示）に挿入されており、さらに基板４の導電性パターンに半田で電気的に接続されている。

図２に示すように、ケース６は、一端部に基板４やコネクタ５を挿入可能な高さを有する開口部６Ａが形成されており、ここから他端部に向って高さを徐々に減少させており、他端部では段差１８によってさらに高さが減少させられている。さらに、他端部は閉塞されており、開口は形成されていない。他端部に形成された厚さ（高さ）が薄い先端部１９の内部に発光素子１２が配置されている。なお、ケース６は、発光素子１２が実装された領域を覆うように基板４を収容できれば良く、必ずしも基板４の全てを内部に収容しなくても良い。

この実施の形態で、ケース６は、発光素子１２の光を透過可能な材料、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレイト）をモールドして製造されており、樹脂に着色するためのブラックカーボンは添加していない。

ケース６の隙間に充填されたモールド樹脂７は、例えば、ウレタン樹脂が用いられている。発光素子１２の光を透過できるように、モールド樹脂７にもブラックカーボン等の着色材は添加されていない。

車両用制御装置１を製造するときは、基板４にＣＰＵ２や発光素子１２など、必要な素子を実装し、半田付けする。発光素子１２は、このとき、基板４の他方の端部側に実装される。この後、基板の一方の端部側の所定の孔にコネクタ５のリードピン１６を挿入し、リードピン１６と基板４の導電性パターンに半田付けする。
さらに、コネクタ５を取り付けた基板４をケース６内に収容する。基板４は、ケース６の内面に形成された、図示を省略する溝をガイドにして挿入され、これにより、発光素子１２が実装された基板４の他方の端部がケース６の奥に配置される。これにより、基板４の全てと、コネクタ５の一部がケース６内に収容される。この後、ケース６内の隙間にモールド樹脂７を充填してから硬化させる。基板４の全体と、コネクタ５の一部がモールド樹脂７で覆われることで、基板４及びコネクタ５がケース６に対して位置決めして固定されると共に、モールド樹脂７で基板４及びコネクタ５が保護される。

このようにして製造された車両用制御装置１は、図示を省略する治具等で車体のフレーム又は他の装置に固定される。さらに、コネクタ５には、車体側の各種センサ等から延びるコードを束ねたハーネスが接続される。車両用制御装置１の取り付け位置は、搭乗者や、車両のメンテナンス要員が目視で容易に発光素子１２の発光を確認できるところにすることが好ましい。なお、容易に確認できるとは、例えば、車両が自動二輪車の場合に、運転者から発光素子１２の場所が見える位置に車両用制御装置１を取り付けることがあげられる。また、車両を降りた状態や、車両のカバーを取り外せば発光素子１２の発光が目視で確認できる位置に車両用制御装置１を取り付けても良い。

次に、発光素子１２の点灯時の動作について説明する。
発光素子１２は、発光処理部がＣＰＵ２に設けられている場合には、ＣＰＵ２からの指令を受けて点灯する。ＣＰＵ２は、車両に取り付けられた各種のセンサからの信号を受けて、予め定められている条件を満たしたときに発光素子１２を点灯させる。
例えば、エンジンの取り付けられた水温センサの出力が通常の動作範囲を越えた場合や、その他のエンジンに取り付けられたセンサ類の出力異常、ＳＲＳ（Supplemental Restraint System）の加速度センサの動作不良など、ＣＰＵ２に入力される所定の信号が予め定められた範囲を越えた場合に発光素子１２に対して発光指令の信号を出力する。

ＣＰＵ２から発光指令が出力されると、発光素子１２が点灯する。このとき、ＣＰＵ２は、発光素子１２を点灯し続ける点滅パターンを選択し、発光素子１２の発光を制御する。これにより発光素子１２から放出された光は、モールド樹脂７及びケース６を通して車両用制御装置１の外部に放出される。モールド樹脂７及びケース６は、前記したようにカーボンブラック等、発光素子１２からの光を遮る材料を添加していないので、目視で確認できる程度の光度でケース６外に放出される。この結果、図３に示すように、発光素子１２の周囲の領域２１が光る。しがって、この光を確認した搭乗者又はメンテナンス要員が必要な処置を施すことが可能になる。なお、この実施の形態では、発光素子１２の光の指向性がケース６及びモールド樹脂７によって拡散されるので、目視による確認がより容易になる。

ここで、車両用制御装置１の発光素子１２を点灯させたときに、外部から目視で確認できることを確認するために、光度測定を実施した。光度の測定方法は、ＣＩＥ（国際照明委員会）の規格であるＣＩＥ１２７を採用した。その結果、発光素子１２が３００ｃｄ以上であれば、目視での確認に充分な光度が得られることがわかった。また、ケース６の対候性の試験を車両用制御装置１として行い、紫外線などでケース６の表面が変色等した場合においても、充分な光度が検出された。

以上、説明したように、この車両用制御装置１では、発光素子１２を設け、モールド樹脂７やケース６を発光素子１２からの光が透過できるようにしたので、発光素子１２のための治具や光ファイバなどが不要になり、装置構成が簡略化できる。さらに、これに伴って、発光素子１２の配置変更にも柔軟に対応できる。
従来のように表示窓を設ける必要がなくなるので、表示窓の汚れや傷により発光を確認し難くなることが防止される。

また、光度が３００ｃｄ以上の発光素子１２を使用したので、悪天候時や明るい場所でも発光を確実に確認できる。
さらに、ケース６の高さが小さい先端部１９に発光素子１２を配置したので、モールド樹脂７及びケース６による光の減衰を抑制でき、発光素子１２の発光確認を確実にできるようになる。

（第２の実施の形態）
図４に示すように、表示装置を兼ねる車両用制御装置１のＣＰＵ２は、各種のセンサに接続されており、センサからの信号を受け、予め定められている条件を満たしたときに発光素子１２を点灯させるように構成されている。ＣＰＵ２は、発光素子１２の発光を制御する発光処理部２５と、発光素子１２を発光させる条件と点滅パターンとを予め関連付けて記憶されたメモリ２６を有する。なお、ＣＰＵ２に接続させるセンサとしては、例えば、エンジンに吸い込まれる空気量を測定する際に使用される負圧センサ２７と、エンジンに供給される冷却水の温度を測定する水温センサ２８と、スロットルバルブの開度を測定するスロットルポジションセンサ２９と、大気温センサ３０とがあげられる。なお、これ以外のセンサをＣＰＵ２に接続しても良い。

図５に、ＣＰＵ２は、車両の状態に応じて発光素子１２の点滅パターン、すなわち発光素子１２を点灯させる回数の一例を示す。なお、図５の例では、正常動作時には、発光素子１２を常時消灯させるものとする。また、負圧センサ２７の配線の短絡又は断線時、負圧センサ２７自体の不良の場合には、発光素子１２を１回点滅させる。また、負圧センサ２７の負圧チューブが外れた場合、負圧センサ２７自体の不良の場合は、発光素子１２を２回点滅させる。

水温センサ２８の配線の短絡又は断線時、水温センサ２８自体の不良の場合には、発光素子１２を７回点滅させる。また、スロットルポジションセンサ２９の配線の短絡又は断線時、スロットルポジションセンサ２９自体の不良の場合には、発光素子１２を８回点滅させる。さらに、大気温センサ３０の配線の短絡又は断線時、大気温センサ３０自体の不良の場合には、発光素子１２を９回点滅させる。

この実施の形態では、ＣＰＵ２が発光素子１２の点滅回数を制御するように構成したので、車両に生じた複数種類の状態を発光素子１２の点滅パターンの変化によって伝達できるようになる。
なお、発光処理部２５が取得する情報は、各種センサの情報に加えて、車両用制御装置１の動作状態の情報や、その他の車両のデバイスの情報など、各種の外部機器の情報があげられる。これら外部機器からの情報を受け取って、発光処理部２５が予め定められた点滅パターンで発光素子１２を点滅させることで、乗員等に対してより多くの情報を伝達できるようになる。

ここで、ＣＰＵ２により決定される点滅パターンは、点灯時間と消灯時間の少なくとも一方の長さを変化させるものでも良い。さらに、点灯時間と消灯時間の比を変えることで異なる点滅パターンを実現しても良い。
例えば、ＣＰＵ２は、発光素子１２の点滅として、例えば０．５秒程度の短い点滅と、例えば１．３秒程度の長い点滅と分けて実施できるように構成すると、センサによって検出される車両の状態として、より多くの状態に対応した点滅が可能になる。
なお、点滅回数が少ないときは短い点滅を行い、点滅回数が増えた場合は例えば短い点滅の１０回を長い点滅の１回に置き換えても良い。この場合は、運転者等が点滅の回数を確認し易くなる。

（第３の実施の形態）
図６に示す表示装置を兼ねる車両用制御装置１は、基板４の同じ面に２つの発光素子１２，３１が取り付けられている。例えば、ＣＰＵ２（図２参照）は、１つの動作に対して１つの発光素子１２，３１が点灯するように発光制御を行う。この場合には、発光する場所と動作表示の内容を予め決定しておけば、目視で発光とその位置を確認するだけで動作表示の内容を知ることができる。

また、図６に示す車両用制御装置１において、２つの発光素子１２，３１の点滅の組み合わせで複数の動作表示を行うように構成しても良い。この場合には、発光する場所及び点滅の組み合わせと、動作表示の内容を予め決定しておけば、目視で動作表示の内容を知ることができる。２つの発光素子１２，３１の点滅パターンとしては、例えば、発光素子３１と発光素子３２を交互に点滅させたり、一方の発光素子１２，３１を点滅させて、他方の発光素子１２，３１を点灯させたりすることがあげられる。

ここで、図６における発光素子１２，３１の配置は、基板４の他端の中央と、端に１つずつ配置されているが、両端に１つずつ配置したり、所定の場所に並んで配置させたりしても良い。
また、基板４に実装される発光素子１２，３１の数は、２つに限定されずに、３つ以上であっても良い。点滅パターンの組み合わせの数が増えるので、さらに多種類の動作表示が可能になる。３つ以上の発光素子１２，３１の配置についても、任意に設定することが可能である。そして、これらの場合において、複数の発光素子１２，３１の少なくとも１つが放射する光の色を変えると、動作表示の区別をさらに明確に行えるようになる。

ここで、この実施の形態の変形例について説明する。
図７に示す車両用制御装置１は、基板４の他方の端部側の両面に発光素子１２，３２が設けられている。２つの発光素子１２，３２は、同じ動作表示を伝達するために用いられる。このため、２つの発光素子１２，３２は同じように点灯又は点滅を行う。発光素子１２，３２が複数設けられ、かつ基板４の反対側の面のそれぞれに配置されているので、より確実に発光確認ができる。なお、前記したように、発光素子１２，３２の点滅の組み合わせで複数の動作表示が行えるようにしたりしても良い。なお、基板４の各面に発光素子１２，３２をそれぞれ複数設けても良い。この場合、ＣＰＵ２は、基板４の表面側と裏面側の両方が同じ点滅パターンになるように発光制御をすることが好ましい。

また、図７では、基板４の裏面側に実装された発光素子３２の近傍に、発光素子３２より背の高い部品４１，４２を配置している。これら部品４１，４２としては、コンデンサや、抵抗等があげられる。部品４１と部品４２は、異なる部品であっても良い。このような部品４１，４２を発光素子３２の近傍に配置すると、発光素子３２から放出される光の拡散が抑制されるので、ケース６及びモールド樹脂７を透過する光が比較的に狭い領域にまとめられる。これにより、単位面積あたりの光量が増えて、搭乗者又はメンテナンス要員が発光素子３２の発光を容易に確認できるようになる。

ここで、部品４１，４２は、発光素子３２を挟むように１つずつ配置されているが、部品４１，４２を３つ以上配置し、発光素子３２を部品４１，４２で囲んでも良い。部品４１，４２には、車両用制御装置１に必要な部品が用いられるので、コストアップを最小限に留めることができる。また、部品４１，４２の代わりに、発光素子３２の光拡散を防止するためだけに用いられる部品を使用しても良い。このような部品としては、例えば、発光素子３２より背の高いリング形状を有し、内部に発光素子３２を配置可能な部品があげられる。

なお、本発明は、前記の各実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、ケース６及びモールド樹脂７は、発光素子１２，３１，３２の周囲の部分だけ、着色材料（例えば、カーボンブラック）を除いても良い。

１ 車両用制御装置（表示装置）
２ ＣＰＵ（処理部）
４ 基板
５ コネクタ
６ ケース
６Ａ 開口部
７ モールド樹脂
１２，３１，３２ 発光素子
１８ 段差
１９ 先端部
２５ 発光処理部
４１，４２ 部品

Claims (6)

1. 基板に実装される発光素子と、
   前記発光素子が実装された領域を覆う光透過性の材料からなるケースと、
   外部機器から取得した情報に応じて、予め定められているパターンで前記ケース内部から前記発光素子を点灯させる処理部と、
   を備える表示装置。
2. 前記発光素子の光度を３００ｃｄ以上にしたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記基板には、前記発光素子が複数実装されており、前記処理部は、前記センサごとに予め定められた点灯の組み合わせで複数の前記発光素子を点灯させるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
4. 前記基板の両面に、前記発光素子が少なくとも１つずつ実装されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記発光素子の近傍に、前記発光素子よりも背の高い部品を実装したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の前記表示装置であって、前記処理部が前記発光素子の制御に加えて、車両の動作を制御するように構成したことを特徴とする車両用制御装置。

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