JP4591130B2

JP4591130B2 - 車両用計器

Info

Publication number: JP4591130B2
Application number: JP2005067821A
Authority: JP
Inventors: 孝晃村松; 敏揮和田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: US20060215412A1; US7997776B2; JP2006250719A

Description

本発明は、表示盤前面に光透過率可変部材を設けた車両用計器に係り、特に表示盤への外来光の入射光量に応じてこの光透過率可変部材の光透過率を変化させることでシャッター動作を行うようにした車両用計器に関する。

近年、自動車に装備される車両用計器において、斬新な見映えを提供するために様々な方法が採られており、その１つとして表示盤の質感に関して種々検討されている。例えば、表示盤を金属材料の光沢面により形成することで高級感、精密感を強調することで斬新な見映えを提供することが考えられている。

この場合、車両の走行可能状態において外来光（たとえば太陽光）が表示盤で反射して、運転者の目を眩惑させて視認性を阻害するといった問題が発生する可能性がある。

これに対して、下記特許文献１では表示盤照度に基づいて光透過率可変部材の光透過率を制御することで眩惑を防止し、視認性を確保するということが記載されている。すなわち、表示盤照度が相対的に高い時には光透過率可変部材の光透過率を相対的に低く制御し、表示盤照度が相対的に低い時には光透過率可変部材の光透過率を相対的に高く制御するのである。
特開２００３−１５６３６９号公報

ところで、自動車の走行時において、自動車周囲の環境によっては瞬間的に表示盤への外来光の入射量が変動する、すなわち、外来光の入射量が相対的に低い値（高い値）から高い値（低い値）、そして再び低い値（高い値）へと瞬間的に変動することがあるが、視覚特性によりこのような変化が感じられないことがある。このような場合には、外来光の入射量にリニアに追従して光透過率可変部材の光透過率を変えるとチラツキが発生し、却って表示盤を視認し難くなるから、外来光の入射量が安定したところで制御を行うことが望ましい。

しかしながら、上記の光透過率の制御方法では、外来光の入射量にリニアに追従して光透過率可変部材の光透過率を変えるように制御しているから、上記のような場合には、表示盤のチラツキが発生し、視認性確保が困難であった。

本発明は、上記の問題を解決するために成されたものであり、その目的は、表示盤の前面に配置された光透過率可変部材の光透過率を制御することによって、外来光が表示盤で反射して運転者の目を眩惑させることを防止しつつ、表示盤の視認性を確保することができる車両用計器を提供することである。

請求項１の発明では、表示盤と、表示盤の前面側にこれを覆うように配置された光透過率可変部材と、光透過率可変部材の光透過率を制御する制御手段とを備える車両用計器において、表示盤に入射する外来光の単位面積当たりの入射光量として照度を検出する入射光量検出手段を備え、制御手段は、検出された照度が閾値より低くなったか、及び検出された照度が閾値より高くなったかを判定し、検出された照度が閾値より低くなったと判定した状態が、所定の第１の時間継続したときに、光透過率可変部材の光透過率を相対的に高く制御し、検出された照度が閾値より高くなったと判定した状態が、所定の第２の時間継続したときに、光透過率可変部材の光透過率を相対的に低く制御することを特徴としている。

このようにすれば、外来光の単位面積当たりの入射光量としての照度が所定量以上であるときには、光透過率可変部材の光透過率を低くすることで、表示盤への外来光の入射量を抑制して運転者の目の眩惑を防止することができる。一方、外来光の単位面積当たりの入射光量としての照度が所定量以下であるときには、光透過率可変部材の光透過率を高くすることで、表示盤の視認性を確保することができる。

ここで、自動車の走行時において、自動車周囲の環境によっては瞬間的に外来光の単位面積当たりの入射光量としての照度が低下あるいは増加することがあり、運転者の視覚特性によりその変化が感じられないことがある。このような場合には、外来光の単位面積当たりの入射光量としての照度にリニアに追従して光透過率可変部材の光透過率を変えるとチラツキが発生し、却って表示盤を視認し難くなる。

本構成では、光透過率可変部材の光透過率を制御するタイミングを所定の時間遅らせるようにしているから、運転者に対して違和感を与えることなく光透過率を変えることができ、視認性を確保することができる。
請求項２の発明では、第１の時間は前記第２の時間よりも長く設定されていることを特徴としている。

上述したように、光透過率を相対的に高い状態から相対的に低い状態に制御する場合は、表示盤への外来光の単位面積当たりの入射光量としての照度が閾値よりも高いときである。従って、外来光が表示盤で反射して運転者の目を眩惑させることを防止するために、早期に光透過率を低く制御する必要がある。

一方、光透過率を相対的に低い状態から相対的に高い状態に制御する場合は、表示盤への外来光の単位面積当たりの入射光量としての照度が閾値よりも低いときである。ここで、以下のような場合を想定する。例えば走行中の車両がトンネル内へ進入した場合、その入り口付近では外来光が表示盤に入射する可能性があるため、表示盤への光の単位面積当たりの入射光量としての照度が安定的に閾値よりも低くなったとき、すなわち、外来光が遮断されたトンネル内奥方に車両が到達したときに光透過率を高く制御することが望ましい。

また、車両は建造物や樹木等の車両の車高よりも高い物体の側方を通過する場合があり、このような場合に、車両が建造物等の影に出入りすることがある。このとき、外来光の単位面積当たりの入射光量としての照度が閾値よりも低い値から高い値、そして再び低い値へと瞬間的に変動することとなるが、運転者の目の眩惑を防止するという安全側の配慮を優先させるべく、外来光の単位面積当たりの入射光量としての照度が安定的に閾値よりも低くなったときに光透過率を高く制御することが望ましい。

これに対して、本構成では、光透過率を高く制御するタイミングを決める第１の時間を光透過率を低く制御するタイミングを決める第２の時間よりも長くしている。このようにすれば、表示盤での外来光の反射を確実に防止することができる。

請求項３の発明では、表示盤は光沢処理又は鏡面処理が施された金属材料から構成されていることを特徴としている。

このようにすれば、金属薄板からなり光沢を有する表示盤を視認させることができるので、運転者に対して表示盤の斬新な見映えを提供することができる。

請求項４の発明では、光透過率可変部材はＥＣＤ（ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＤｉｓｐｌａｙ）又は透過型ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）であることを特徴としている。

このようにすれば、容易に光透過率を変えることができる。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による車両用計器を自動車用コンビネーションメータに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態による車両用計器であるコンビネーションメータ１の断面図であり、図２のＩ−Ｉ線断面図である。図２は、コンビネーションメータ１の正面図である。

コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設されている。コンビネーションメータ１は、各種情報を表示して運転者に視認させるための表示盤１０を備えている。

表示盤１０は、金属の薄板、たとえばアルミニウムの薄板等からなると共に複数の目盛部１０ａおよび文字部１０ｂを備えている。これらの目盛部１０ａおよび文字部１０ｂは、それぞれ所定の形状にプレス加工あるいはエッチング処理等により孔を開けることにより形成されている。また、表示盤１０の表示面１０ｄは、斬新な見映えが得られるように、光沢処理又は鏡面処理が施されていると共に模様付け（たとえば、ヘアライン、あるいは魚鱗模様等）が施されている。また、表示盤１０の表示面１０ｄ上には、表示面１０ｄにおける単位面積当たりの入射光量、つまり照度を検出するための表示面照度センサ７（請求項に記載の「入射光量検出手段」に相当）が照度検出可能に取付けられている。

表示盤１０の裏面には、光源であるＬＥＤ８の発する光を集光し目盛部１０ａおよび文字部１０ｂに導光して、目盛部１０ａおよび文字部１０ｂを発光表示させるための導光板１１が固定されている。導光板１１は透明あるいは半透明の樹脂、たとえばアクリル樹脂等から形成されている。

さらに、表示盤１０の裏面には、ケーシング４が装着されている。このケーシング４内には、コンビネーションメータ１の電気回路部を形成するプリント基板５が収容され、このプリント基板５には、外部からの電気信号に対応した角度だけ指針軸であるシャフト６ａを回動させる回動内機であるムーブメント６が取付けられている。ムーブメント６のシャフト６ａは、表示盤１０の中央孔部１０ｃを通して上方へ延出し、その先端には指針６ｂが固定されている。この指針６ｂは、指針自体を放電管で形成する、あるいは指針に外部の光源からの光を導光することにより指針自体が発光可能である指針、いわゆる自発光指針である。プリント基板５の表示盤１０側の表面には、表示盤１０を照明する光源であるＬＥＤ８が実装されている。さらに、プリント基板５には、後述する調光膜２０への印加電圧を制御する制御手段であるコントローラ３０が実装されている。このコントローラ３０は、たとえば、ハイブリッドＩＣ等により形成されている。

一方、表示盤１０の表面には、環状の見返し板２を介しカバーガラス３が装着されている。カバーガラス３は透光性を有する材質、たとえば薄板状のポリカーボネート等から形成されている。また、カバーガラス３の表示盤１０側には、カバーガラス３全体に亘り表示盤１０を覆うように、表示盤１０の視認状態を変化させるための光透過率可変部材である調光膜２０が貼着されている。

この調光膜２０は、ＥＣＤ（ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＤｉｓｐｌａｙ）を２枚の保護用ガラス板の間に挟持させて形成されている。この調光膜２０は、図３に示すように、対向する２つの電極２０ａ、２０ｂ間に電解質とＥＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）物質の混合物質２０ｃを配置して構成され、ＩＴＯ等からなる透明状の電極２０ａ、２０ｂへの印加電圧を変えることによりＥＣ物質の状態を変化させて光透過率を変えることができる。すなわち、印加電圧Ｅが０の時は光透過率が高い状態であり、その光透過率は約７０％とされる。印加電圧を上昇させるに連れて光透過率が低下し、所定の印加電圧Ｅｃを印加すると、光透過率は約３０％とされる。

表示盤１０の表面には表示面照度センサ７が実装されている。なお、表示面照度センサ７は、プリント基板５の上に実装され、表示盤１０の透過部の下に設置されていてもよい。

図４は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における、調光膜２０の印加電圧を制御する回路構成を示す全体構成図である。図４において、コントローラ３０は、ＲＯＭ３０ａ、ＲＡＭ３０ｂを備えており、バッテリ５０から常時電力が供給されている。このコントローラ３０には、表示面照度センサ７、イグニッションスイッチ４０、および調光膜２０の電極２０ａ、２０ｂが電気的に接続されている。

コントローラ３０は、表示面照度センサ７からの検出信号（以下、照度信号ｌｘという。）を約１００ｍｓ周期でサンプリングし、その値をＲＡＭ３０ｂに逐次記憶するようになっている。また、このコントローラ３０は、ＲＡＭ３０ｂに記憶された照度信号ｌｘの値およびイグニッションスイッチ４０からの検出信号に基づき所定のプログラムにしたがって、調光膜２０の電極２０ａ、２０ｂへの印加電圧を制御するようになっている。

ＲＯＭ３０ａには、所定のプログラム及び後述する閾値ＳＨが記憶されている。この閾値ＳＨは外来光が表示面１０ｄで反射したときに運転者の目を眩惑させる虞がある照度の値とされている。また、ＲＡＭ３０ｂには、表示面照度センサ７からの照度信号ｌｘの値を記憶するための領域が確保されている。

以下、調光膜２０への印加電圧の制御方法について図５又は図６を参照して説明する。尚、図６中、（ａ）は表示面１０ｄの照度のグラフ、（ｂ）は表示面１０ｄの照度に対する調光膜２０への印加電圧を示した図、（ｃ）は印加電圧に対する調光膜２０の光透過率を示した図である。

イグニッションスイッチ４０がＯＦＦ、ＡＣＣ又はＳＴＡＴ位置とされているときには（ステップＳ１でＮＯ）、自動車は停止状態であるから、調光膜２０の両電極２０ａ、２０ｂ間の印加電圧を０Ｖ（開放状態ではない）とする（ステップＳ２）。そうすると、調光膜２０の光透過率は約７０％となり、ほぼ透明になる。これにより、運転者は金属薄板からなり光沢を有する表示盤１０をはっきりと視認することができるので、表示盤１０の斬新な見映えを運転者に強調することができる。

一方、イグニッションスイッチ４０がＯＮ位置とされたときには（ステップＳ１でＹＥＳ、図６（ａ）の「ＩＧＯＮ」のタイミング）、自動車は走行可能状態であるから、照度信号ｌｘの値に応じて調光膜２０への印加電圧を以下のように制御する。

図６に示すように、ＩＧＯＮ直後は、例えば表示面１０ｄの照度が閾値ＳＨよりも低く（ステップＳ３でＮＯ）、その状態が第１の時間（例えば３秒間）継続しているので（ステップＳ４でＹＥＳ）、図６中の（Ａ）のタイミングで印加電圧を０Ｖに設定する（ステップＳ５）。従って、調光膜２０の光透過率は約７０％とされて、所定の視認性が確保される。ここで、ＲＡＭ３０ｂには１００ｍｓ周期でサンプリングした照度信号ｌｘの値が記憶されているから、閾値ＳＨよりも低い値が３０回連続したことを条件として印加電圧を０Ｖに設定することができる。

一方、表示面１０ｄへの外来光の入射光量が増加して、表示面１０ｄの照度が閾値よりも高い値となり（ステップＳ３でＹＥＳ）、その状態が第２の時間（例えば１秒間）継続したときには（ステップＳ６でＹＥＳ）、図６中の（Ｂ）のタイミングで印加電圧をＥｃに設定する（ステップＳ７）。そうすると、調光膜２０の光透過率は約３０％程度となり、外来光が表示面１０ｄに入射することを抑制して運転者の目の眩惑を防止する。ここで、ＲＡＭ３０ｂには１００ｍｓ周期でサンプリングした照度信号ｌｘの値が記憶されているから、閾値ＳＨよりも低い値が１０回連続したことを条件として印加電圧をＥｃに設定することができる。

また、走行時における自動車周囲の環境によっては表示面１０ｄへの外来光の入射量が瞬間的に変動することがある。例えば、表示面１０ｄの照度が閾値ＳＨよりも高い値から低い値、そして再び高い値へと瞬間的に変動することがある（図６（ａ）の（１）の部分）。このような場合には、印加電圧の変更は行わない（ステップＳ３でＹＥＳ、ステップＳ６でＮＯ）。

逆に、表示面１０ｄへの外来光の入射光量が減少して、表示面１０ｄの照度が閾値よりも低い値となり（ステップＳ３でＮＯ）、この状態が第１の時間継続したときには（ステップＳ４でＹＥＳ）、図６の（Ｃ）のタイミングで印加電圧を０Ｖに設定する（ステップＳ５）。そうすると、調光膜２０の光透過率は約７０％程度となり、所定の視認性が確保される。このような制御は、例えば自動車がトンネル内へ進入した場合に行われる。具体的には、自動車がトンネル入り口付近にあるときには（照度が閾値よりも低くなってから３秒未満であるときには）、調光膜２０の光透過率は約３０％とされており、外来光が遮断されたトンネル内奥方に到達したときには（照度が閾値よりも低くなってから３秒間継続したときには）、調光膜２０の光透過率が約７０％とされて、視認性が確保される。

また、表示面１０ｄの照度が閾値ＳＨよりも低い値から高い値、そして再び低い値へと瞬間的に変動することがある（図６（ａ）の（２）の部分）。このような場合には、印加電圧の変更は行わない（ステップＳ３及びステップＳ４でＮＯ）。このような制御は、例えば建造物や樹木等の車両の車高よりも高い物体の側方を通過する場合であって、車両が建造物等の影に出入りする場合である。

本実施形態によれば、表示面１０ｄの照度が閾値ＳＨよりも高いときには、調光膜２０の光透過率を低くすることで、表示面１０ｄへの外来光の入射を抑制して運転者の目の眩惑を防止することができる。一方、表示面１０ｄの照度が閾値よりも低いときには、調光膜２０の光透過率を高くすることで、表示盤１０の視認性を確保することができる。

また、調光膜２０の光透過率を制御する場合には、第１の時間又は第２の時間だけ遅延させるようにしているから、瞬間的な表示面１０ｄの照度の変動に対して調光膜２０への印加電圧を変更することを防止している。これにより、運転者に対して違和感を与えることなく光透過率を変えることができ、視認性を確保することができる。

上述したように、調光膜２０の光透過率を７０％から３０％に制御する場合は、表示面１０ｄの照度が閾値よりも高いときであり、外来光が表示面１０ｄで反射して運転者の目を眩惑させることを防止するために、早期に光透過率を低く制御する必要がある。

また、光透過率を３０％から７０％に制御する場合は、外来光の入射量が減少したときである。それは、上述したように、例えば走行中の車両がトンネル内へ進入した場合であり、このような場合には、トンネル入り口付近では外来光が表示面１０ｄに入射する可能性があるため、表示面１０ｄの照度が安定的に閾値よりも低くなったとき、すなわち、外来光が遮断されたトンネル内奥方に車両が到達したときに光透過率を高く制御することが望ましい。

一方、自動車は建造物や樹木等の車両の車高よりも高い物体の側方を通過する場合があり、このような場合には、車両が建造物等の影に出入りすることがある。このとき、外来光の入射量が閾値よりも低い値から高い値、そして再び低い値へと瞬間的に変動することとなるが、運転者の目の眩惑を防止するという安全側の配慮を優先させるべく、外来光の入射量が安定的に閾値よりも低くなったときに光透過率を高く制御することが望ましい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

上記実施形態では、光透過率可変部材としてＥＣＤを用いた例を示したが、例えば透過型ＬＣＤを用いてその光透過率を変更可能に構成してもよい。

また、上記実施形態では、第１の時間を３秒間、第２の時間を１秒間に設定していたが、これ以外の時間を設定してもよく、要は、第１の時間が第２の時間よりも長くなるようにそれぞれの時間を設定すればよい。

また、上記実施形態では、表示面１０ｄの照度が閾値よりも高いときには、調光膜２０の光透過率が約３０％となるように印加電圧をＥｃに設定し、表示面１０ｄの照度が閾値よりも低いときには、調光膜２０の光透過率が約７０％となるように印加電圧を０Ｖに設定するようにしたが、上記以外の光透過率となるように印加電圧をそれぞれ設定することができる。要は、運転者の目の眩惑を防止することが可能で、かつ、表示盤１０の視認性を確保することができる光透過率に設定すればよい。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図で、図２中のＩ−Ｉ線断面図である。コンビネーションメータ１の正面図である。調光膜２０の正面図である。調光膜２０を制御する回路構成を示す全体構成図である。コントローラ３０による調光膜２０への印加電圧制御のフローチャートである。（ａ）は表示面１０ｄの照度のグラフである。（ｂ）は表示面１０ｄの照度に対する調光膜２０への印加電圧を示した図である。（ｃ）は印加電圧に対する調光膜２０の光透過率を示した図である。

符号の説明

１…コンビネーションメータ
２…見返し板
３…カバーガラス
４…ケーシング
５…プリント基板
６…ムーブメント
６ａ…シャフト
６ｂ…指針
７…表示面照度センサ（入射光量検出手段）
８…ＬＥＤ
１０…表示盤
１０ａ…目盛部
１０ｂ…文字部
１０ｃ…中央孔部
１０ｄ…表示面
１１…導光板
２０…調光膜（光透過率可変部材）
３０…コントローラ（制御手段）
３０ａ…ＲＯＭ
３０ｂ…ＲＡＭ
４０…イグニッションスイッチ
５０…バッテリ

Claims

表示盤と、
前記表示盤の前面側にこれを覆うように配置された光透過率可変部材と、
前記光透過率可変部材の光透過率を制御する制御手段とを備える車両用計器において、
前記表示盤に入射する外来光の単位面積当たりの入射光量として照度を検出する入射光量検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出された照度が閾値より低くなったか、及び前記検出された照度が閾値より高くなったかを判定し、前記検出された照度が閾値より低くなったと判定した状態が、所定の第１の時間継続したときに、前記光透過率可変部材の光透過率を相対的に高く制御し、前記検出された照度が閾値より高くなったと判定した状態が、所定の第２の時間継続したときに、前記光透過率可変部材の光透過率を相対的に低く制御することを特徴とする車両用計器。
前記第１の時間は前記第２の時間よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
前記表示盤は光沢処理又は鏡面処理が施された金属材料から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に記載の車両用計器。
前記光透過率可変部材はＥＣＤ（ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃＤｉｓｐｌａｙ）又は透過型ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用計器。