JP2017019450A - 車載照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暗所でも容易に操作できる車載照明装置を提供する。【解決手段】車載照明装置は、透光材料からなる照明レンズ１４と、照明レンズ１４の裏面に設けられた調光層２６と、１以上のＬＥＤ２２と、照明レンズ１４への手指の接近および接触を検知する手段と、ＬＥＤ２２の点灯を制御する操作制御回路と、を備える。調光層２６は、第一照度以上の光を透過させる第一透過部２８と、第一照度よりも大きい第二照度未満の光を透過させず、第二照度以上の光を透過させる第二透過部３０と、を有する。操作制御回路は、手指の接近が検知されれば、ＬＥＤ２２を第一照度以上第二照度未満の照度で点灯させることで第一透過部２８のみを照らし出し、手指の接触が検知されれば、当該接触位置に応じたＬＥＤ２２を第二照度以上で点灯または消灯させる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載され、車室内を照明する車載照明装置に関する。

従来から、夜間等に車室内を照らすための車載照明装置が広く知られている。こうした車載照明装置は、車室の天井に設置されることが多い。また、車載照明装置には、複数のスイッチが設けられており、選択されたスイッチに応じて照明量や照明箇所を切り替えることが出来るようになっている。

特開２００６−１２８０１９号公報

こうした車載照明装置のスイッチとして、近年、タッチスイッチが用いられることがある。かかる車載照明装置では、ユーザがタッチする位置に応じて、運転席または助手席を個別に照らしたり、車室の全体を照らしたりする。ここで、こうした車載照明装置のスイッチは、夜間などの暗所で操作されることが多い。しかし、暗所では、スイッチの位置をユーザが把握しづらいという問題があった。

特許文献１には、暗所におけるスイッチの操作性を向上するために、透光性を備えた意匠板の背後に、所定の光透過パターン部分のみに透光性を持たせたマスク板、マスク板を弱い光で照らすバックライト、手指の接近および接触に応じた静電容量の変化を検知するための検知電極、マスク板を強い光で照らす第二光源を順に配した静電容量式スイッチ装置が開示されている。また、光透過パターンの形状は、タッチスイッチとして機能する各部の機能を示すロゴや文字となっている。このスイッチ装置では、静電容量の変化に基づいて手指のスイッチ装置への接近が検知されれば、バックライトを点灯して、光透過パターンを弱い光で照らしだし、手指の接触が検知されれば、第二光源を点灯して、光透過パターンを強い光で照らしだす。かかるスイッチ装置によれば、手指を接近させるだけで、文字やロゴ相当の形状の光透過パターンが照らし出されるため、タッチスイッチとして機能する各部の位置や機能等を容易に把握することができる。その結果、暗所であっても、容易にスイッチ操作できる。

しかしながら、特許文献１の技術では、マスク板のうち光透過パターン以外の箇所は、光を透過できない。そのため、特許文献１のスイッチ装置では、光透過パターン部分しか光らせることができず、照明装置としての利用は困難であった。もちろんマスク板を、無くして、意匠板全体を光らせることも可能であるが、この場合、タッチスイッチとして機能する各部の機能等を示すロゴ等を浮かび上がらせることができず、ユーザの操作性を低下させる。また、特許文献１のマスク板は、板材に光透過パターンが形成されたフィルムを貼着した構成であるため、板材が三次元形状になるとフィルムの貼着が困難であった。

つまり、従来、暗所でも容易に操作可能な車載照明装置は、なかった。そこで、本発明では、暗所でも容易に操作できる車載照明装置を提供することを目的とする。

本発明の車載照明装置は、車両に搭載される車載照明装置であって、車室内に露出し、透光材料からなる照明レンズと、前記照明レンズの裏面に設けられた調光層と、前記調光層からみて前記照明レンズの反対側に設けられた１以上の光源と、前記照明レンズへの手指の接近を検知する接近検知手段と、前記照明レンズへの手指の接触を検知する接触検知手段と、前記光源の点灯を制御する制御部と、を備え、前記調光層は、第一照度以上の光を透過させる第一透過部と、前記第一照度よりも大きい第二照度未満の光を透過させず、前記第二照度以上の光を透過させる第二透過部と、を有し、前記制御部は、前記接近検知手段により手指の接近が検知されれば、前記１以上の光源を第一照度以上第二照度未満の照度で点灯させることで第一透過部のみを照らし出し、前記接触検知手段により手指の接触が検知されれば、当該接触位置に応じた光源を第二照度以上で点灯または消灯させる、ことを特徴とする。

好適な態様では、前記調光層は、照明レンズの裏面にメッキされた金属層であり、前記金属層の厚みを部分的に変更することで、前記第一透過部および第二透過部が形成されている。この場合、前記金属層は、当該金属層と接地との間の静電容量を検知するための検知電極として機能し、接近検知手段および接触検知手段は、前記金属層と接地との間の静電容量を検知し、検知された静電容量に基づいて手指の接近および接触を検知する静電容量検知手段である、ことが望ましい。

本発明によれば、手指の接触が検知されれば、第一、第二透過部の双方が照らし出され、照明として機能し、手指の接近が検知されれば、第一透過部が照らし出されるため、暗所でも操作箇所等を容易に把握できる。その結果、暗所でも容易に操作できる。

本発明の実施形態である車載照明装置の斜視図である。 概略Ａ−Ａ断面図である。 回路基板の回路構成を示すブロック図である。 手指から調光層までの距離と、検出値との関係を示すグラフである。 消灯状態を示すイメージ図である。 弱点灯状態を示すイメージ図である。 強点灯状態を示すイメージ図である。 操作制御回路の処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である車載照明装置１０の斜視図である。また、図２は、図１の構成を示すイメージ図であり、概略Ａ−Ａ断面図である。なお、図２では、発明の理解を容易にするために、調光層２６の厚みを大きく描いているが、調光層２６は、実際には、他の部材等に比して非常に薄い。

車載照明装置１０は、車室の天井内に埋め込まれるケース１２、車室内に露出する照明レンズ１４、および、照明レンズ１４の表面と同一面を有する意匠パネル１６を備えている。また、付属物として、眼鏡等が収納される小物ケース１８、および、マイク等が取り付けられたオーディオパネル２０を備えている。車載照明装置１０は、照明レンズ１４が車室側に向けられた状態で自動車の天井に取り付けられる。

車載照明装置１０は、運転席および助手席をそれぞれ個別に照らす二つのＬＥＤ２２を光源として備えている。ＬＥＤ２２は、照明レンズ１４の一部であるスイッチ部１９Ｒ，１９Ｌ（以下、左右を区別しない場合は、添え字Ｒ，Ｌを省略する。他部材も同じ）へのタッチ操作により点灯または消灯される。

照明レンズ１４は、投光性を有した材料からなる略平板である。この照明レンズ１４の一部は、ＬＥＤ２２の点灯状況を操作するためのスイッチ部１９として機能する。本実施形態では、照明レンズ１４のうち、向かって右側部分が、車両右側を照らすＬＥＤ２２Ｒを点灯・消灯するための右側スイッチ部１９Ｒ、向かって左側部分が、車両左側を照らすＬＥＤ２２Ｌを点灯・消灯するための左側スイッチ部１９Ｌとして機能する。

照明レンズ１４の裏面（車室に露出しない面）には、調光層２６が設けられている。調光層２６は、導電性を有した金属を照明レンズ１４の裏面にメッキした金属層である。メッキの方法は、調光層２６の厚みを適宜変更できるのであれば、特に限定されないが、例えば、真空容器内で金属や酸化物などを蒸発させて、素材の表面に付着させる真空蒸着、特に、スパッタリング等を採用することができる。調光層２６は、スイッチ部１９Ｒ，１９Ｌごとに独立して設けられている。すなわち、右側スイッチ部１９Ｒに対応する領域に右側調光層２６Ｒ、左側スイッチ部１９Ｌに対応する領域に左側調光層２６Ｌが形成されており、両調光層２６Ｒ，２６Ｌは、繋がっていない。各調光層２６は、後述する静電容量検知回路３２に接続されおり、各調光層２６と接地との静電容量の変化を検知するための検知電極として機能する。

また、各調光層２６は、図２に示す通り、場所によって、その層厚が異なっており、場所によって透過照度が異なっている。具体的に説明すると、調光層２６は、層厚が非常に薄く、第一照度以上の光であれば透過可能な第一透過部２８と、層厚が第一透過部２８より厚く、第一照度より大きい第二照度の光であれば透過可能な第二透過部３０と、を有している。図２において、細破線は、第一照度以上第二照度未満の光である弱光Ｌａを、太破線は、第二照度以上の光である強光Ｌｂを示している。

第一透過部２８の形状は、各スイッチ部１９の内容や機能を示す文字や模様（以下「ロゴ」という）の形状となっている。したがって、ＬＥＤ２２が、弱光Ｌａを照射した場合、第二透過部３０は光らず、第一透過部２８のみが光り、ロゴの形状が浮かびあがる。また、ＬＥＤ２２が、第二照度以上の強光Ｌｂを照射した場合、第一透過部２８、第二透過部３０の双方が光り、スイッチ部１９全体から光が発せられる。なお、ＬＥＤ２２が点灯しておらず、車室内が明るい場合、調光層２６は、メタル調に見える。換言すれば、車室内が明るい場合には、調光層２６の奥側に位置するＬＥＤ２２等は、車室内からは、見えないようになっている。

ＬＥＤ２２は、調光層２６からみて照明レンズ１４の反対側に設けられており、制御部として機能する回路基板上に設置されている。ＬＥＤ２２は、スイッチ部１９ごとに一つずつ、合計二つ設けられている。二つのＬＥＤ２２Ｒ，２２Ｌは、いずれも、第一照度以上第二照度未満の弱光Ｌａを照射する弱点灯と、第二照度以上の強光Ｌｂを照射する強点灯と、が可能となっている。

図３は、制御部として機能する回路基板の回路構成を示すブロック図である。検知電極として機能する二つの調光層２６は、それぞれ対応する静電容量検知回路３２に接続されている。各静電容量検知回路３２は、調光層２６と接地との間の静電容量に応じた電圧値を検出値Ｖｘとして出力する。この静電容量検知回路３２は、例えば発振回路を内蔵し、調光層２６によって生成される静電容量に応じて発振周波数又はデューティー比が変化する電圧信号を生成するものである。各静電容量検知回路３２から出力される検出値Ｖｘは、対応する判定回路３３に入力される。各判定回路３３は、２つのコンパレータ３４，３６を備えて構成されている。第一コンパレータ３４は、一方の入力端に静電容量検知回路３２からの検出値Ｖｘを入力し、他方の入力端に、第一判定電圧Ｖ１を入力し、検出値Ｖｘが第一判定電圧Ｖ１を超えたときに第一信号Ｓｇ１を出力する。第二コンパレータ３６は、一方の入力端に静電容量検知回路３２からの検出値Ｖｘを入力し、他方の入力端に、第二判定電圧Ｖ２を入力し、検出値Ｖｘが第二判定電圧Ｖ２を超えたときに第二信号Ｓｇ２を出力する。この静電容量検知回路３２および判定回路３３が、手指の接近、接触を検知する接近検知手段、接触検知手段として機能する。

なお、ここで第一判定電圧Ｖ１は、手指が対応するスイッチ部１９に接近した際に得られる電圧値に設定されている。また、第二判定電圧Ｖ２は、第一判定電圧Ｖ１よりも大きく、手指が対応するスイッチ部１９に極近接した際に得られる電圧値に設定されている。図４は、調光層２６と手指との距離ｘと、検出値Ｖｘとの関係を示すグラフである。図４に示す通り、検出値Ｖｘは、距離ｘに対して反比例しており、距離ｘが小さくになるにつれて大きくなる。図４において、距離Ｄ１は、ユーザが手指を意識的にスイッチ部１９に近づけたと判定でき得る距離で、例えば、数ｃｍ〜２０ｃｍ程度である。また、距離Ｄ２は、ユーザがスイッチ部１９にタッチしたと判定でき得る距離で、例えば、照明レンズ１４の厚みより僅かに大きい程度の距離である。本実施形態では、距離ｘが、距離Ｄ１になったときに得られる検出値Ｖｘを、第一判定電圧Ｖ１、距離ｘが距離Ｄ２になったときに得られる検出値Ｖｘを、第二判定電圧Ｖ２として設定している。

操作制御回路４０は、コンパレータ３４，３６から出力される第一信号Ｓｇ１および第二信号Ｓｇ２に基づいて、光源駆動回路４２の駆動を制御する。具体的には、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２が消灯している状態で第一信号Ｓｇ１が得られれば、対応するＬＥＤ２２を弱点灯する。一方、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２が、弱点灯している状態で、第二信号Ｓｇ２が得られれば、対応するＬＥＤ２２を強点灯する。また、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２を弱点灯したあと、一定時間、第二信号Ｓｇ２が得られなければ、対応するＬＥＤ２２を消灯する。さらに、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２が強点灯した状態で、第二信号Ｓｇ２が得られれば、対応するＬＥＤ２２を消灯する。

次に、こうした車載照明装置１０の動作について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、二つのＬＥＤ２２がともに消灯している状態を示す図である。この図５に示すように、暗所において、ＬＥＤ２２が消灯していると、スイッチ部１９は、他の部分と区別が付きにくい。

この状態で、ユーザが、手指をスイッチ部１９に接近させて検出値Ｖｘが、第一判定電圧Ｖ１を超えたとする。この場合、判定回路３３から操作制御回路４０に、第一信号Ｓｇ１が入力される。操作制御回路４０は、第一信号Ｓｇ１が入力されれば、ＬＥＤ２２を、弱点灯させる。図６は、二つのＬＥＤ２２が弱点灯したときの状態を示す図である。図６に示す通り、ＬＥＤ２２が、第一照度以上第二照度未満の弱光Ｌａを照射することにより、第一透過部２８のみが照らし出され、ロゴが浮き上がったようになる。この状態になれば、ユーザは、各スイッチ部１９の位置や、各スイッチ部の機能等を容易に理解できる。結果として、ユーザは、暗所であっても、容易にタッチスイッチ操作をすることができる。

弱点灯した状態で、ユーザが、強点灯したスイッチ部１９に手指を接触させると、検出値Ｖｘが、第二判定電圧Ｖ２を超える。この場合、判定回路３３から操作制御回路４０に第二信号Ｓｇ２が入力される。操作制御回路４０は、第二信号Ｓｇ２が入力されれば、対応するＬＥＤ２２を、強点灯させる。図７は、右側スイッチ部１９ＲのＬＥＤ２２Ｒのみを強点灯させた状態を示す図である。図７に示す通り、ＬＥＤ２２Ｒを強点灯させると、右側スイッチ部１９Ｒの全体が強く光り、車両の右側が照らされる。

一方、弱点灯した状態で、一定時間、第二信号Ｓｇ２が得られない場合、操作制御回路４０は、ユーザにＬＥＤ２２点灯の意志がないと判断し、ＬＥＤ２２を消灯する。また、ＬＥＤ２２を強点灯した状態で、ユーザが、スイッチ部１９に手指を接触させると、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２を消灯する。

図８は、操作制御回路４０の処理の流れを示すフローチャートである。操作制御回路４０は、ＬＥＤ２２が消灯中の場合（Ｓ１０でＹｅｓ）は、第一信号Ｓｇ１の有無を監視する（Ｓ１２）。そして、消灯中に第一信号Ｓｇ１が入力されれば（Ｓ１２でＹｅｓ）、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２を弱点灯する（Ｓ１４）。これにより、スイッチ部１９にロゴが浮かび上がる。ＬＥＤ２２を弱点灯すれば、ステップＳ１０に戻る。

一方、ＬＥＤ２２が弱点灯中の場合（Ｓ１６でＹｅｓ）、操作制御回路４０は、第二信号Ｓｇ２の有無を監視する（Ｓ１８）。弱点灯中に、第二信号Ｓｇ２が入力されれば（Ｓ１８でＹｅｓ）、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２を強点灯する（Ｓ２０）。これにより、対応するスイッチ部１９全体が強く光る。ＬＥＤ２２を強点灯すればステップＳ１０に戻る。一方、弱点灯中、一定時間、第二信号Ｓｇ２が入力されなければ（Ｓ２２でＹｅｓ）、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２を消灯し（Ｓ２６）、ステップＳ１０に戻る。

また、ＬＥＤ２２が強点灯中の場合（Ｓ１６でＮｏ）も、操作制御回路４０は、第二信号Ｓｇ２の有無を監視する（Ｓ２４）。そして、強点灯中に、第二信号Ｓｇ２が入力されれば（Ｓ２４でＹｅｓ）、操作制御回路４０は、対応するＬＥＤ２２を消灯し（Ｓ２６）、ステップＳ１０に戻る。

以上の説明から明らかな通り、本実施形態によれば、手指を、スイッチ部１９に接近させるだけで、スイッチ部１９のロゴが光るようになっている。そのため、暗所でも、スイッチ部の位置および機能を容易に理解することができ、タッチスイッチの暗所での操作性を向上できる。

また、本実施形態では、照明レンズ１４の裏面にメッキした調光層２６の層厚を部分的に異ならせることで、透過する光の照度を部分的に異ならせている。そのため、ＬＥＤ２２を弱点灯すれば、スイッチ部にロゴを表示することができる。なお、こうしたロゴは、例えば、照明レンズ１４に、部分的に遮光等されたフィルムを貼着することでも、表示することができる。しかし、かかるフィルムは、照明レンズ１４が平坦面であれば、容易に貼着できるが、照明レンズ１４が曲面等、三次元的形状である場合には、容易に貼着できない。一方、本実施形態のように、照明レンズ１４にメッキする構成とすれば、照明レンズ１４が三次元的形状でも、調光層２６を容易に形成することができる。

さらに、本実施形態では、光の透過・遮蔽を調整する調光層２６を金属で形成し、この調光層２６を静電容量検知のための電極としても利用している。その結果、本実施形態によれば、部品点数を低減できる。車載照明装置１０の製造コストや、製造の手間を低減できる。

なお、本実施形態では、調光層２６の層厚を変更することで、第一、第二透過部２８，３０を形成しているが、場所ごとに透過照度を異ならせることができるのであれば、調光層２６を他の構成としてもよい。例えば、層厚一定の調光層２６に、一定以上の照度の光のみを透過するフィルム等を部分的に貼着して、第一、第二透過部２８，３０を構成するようにしてもよい。また、本実施形態では、静電容量を利用して手指の接近、接触を検知しているが、他の手段を用いて手指の接近、接触を検知してもよい。例えば、赤外線センサや、超音波センサ等の非接触で物体を検知する非接触センサを用いて手指の接近、接触を検知してもよい。

また、本実施形態では、車両右側および左側を照らす二つの照明（マップランプ）を設けているが、こうした照明の個数は、適宜、変更されてもよい。例えば、二つの照明（マップランプ）に加えて、または、替えて、車室全体を照らす照明（ルームランプ）も設けてもよい。また、本実施形態の照明装置は、車両の天井に設置される構成としたが、車両に搭載されるのであれば、その設置位置は、限定されない。

１０ 車載照明装置、１２ ケース、１４ 照明レンズ、１６ 意匠パネル、１８ 小物ケース、１９ スイッチ部、２０ オーディオパネル、２２ ＬＥＤ、２６ 調光層、２８ 第一透過部、３０ 第二透過部、３２ 静電容量検知回路、３３ 判定回路、３４ 第一コンパレータ、３６ 第二コンパレータ、４０ 操作制御回路、４２ 光源駆動回路。

Claims (3)

1. 車両に搭載される車載照明装置であって、
   車室内に露出し、透光材料からなる照明レンズと、
   前記照明レンズの裏面に設けられた調光層と、
   前記調光層からみて前記照明レンズの反対側に設けられた１以上の光源と、
   前記照明レンズへの手指の接近を検知する接近検知手段と、
   前記照明レンズへの手指の接触を検知する接触検知手段と、
   前記光源の点灯を制御する制御部と、
   を備え、
   前記調光層は、第一照度以上の光を透過させる第一透過部と、前記第一照度よりも大きい第二照度未満の光を透過させず、前記第二照度以上の光を透過させる第二透過部と、を有し、
   前記制御部は、前記接近検知手段により手指の接近が検知されれば、前記１以上の光源を第一照度以上第二照度未満の照度で点灯させることで第一透過部のみを照らし出し、前記接触検知手段により手指の接触が検知されれば、当該接触位置に応じた光源を第二照度以上で点灯または消灯させる、
   ことを特徴とする車載照明装置。
2. 請求項１に記載の車載照明装置であって、
   前記調光層は、照明レンズの裏面にメッキされた金属層であり、
   前記金属層の厚みを部分的に変更することで、前記第一透過部および第二透過部が形成されている、
   ことを特徴とする車載照明装置。
3. 請求項２に記載の車載照明装置であって、
   前記金属層は、当該金属層と接地との間の静電容量を検知するための検知電極として機能し、
   接近検知手段および接触検知手段は、前記金属層と接地との間の静電容量を検知し、検知された静電容量に基づいて手指の接近および接触を検知する静電容量検知手段である、
   ことを特徴とする車載照明装置。