JP2006103589A - Display unit for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用表示装置に関し、より詳しくは、ヘッドアップディスプレイ及びインストルメントパネル内ディスプレイによって情報を表示する車両用表示装置に関する。 The present invention relates to a vehicle display device, and more particularly to a vehicle display device that displays information by a head-up display and an instrument panel display.
従来から、フロントウィンドシールドの前方に車速等の運転情報を表示し、運転情報に対する運転者の視認性を向上させる車両用ヘッドアップディスプレイが知られている(例えば、特許文献1)。本車両用ヘッドアップディスプレイは、限られた搭載スペースにヘッドアップディスプレイ(以下、HUDという)の光学系を実現するために、メータ表示板の背面にメータ表示に必要な部分と完全に分離・遮断された空間を形成し、その空間にHUD用の表示器及び光源を配置し、車両の車幅方向の光路をメータアッセンブリ内に構築したものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle head-up display that displays driving information such as a vehicle speed in front of a front windshield and improves the visibility of the driver with respect to the driving information is known (for example, Patent Document 1). This vehicle head-up display is completely separated and cut off from the part necessary for meter display on the back of the meter display board in order to realize the optical system of head-up display (hereinafter referred to as HUD) in a limited mounting space. The HUD indicator and light source are arranged in the space, and the optical path in the vehicle width direction of the vehicle is constructed in the meter assembly.
また、車両のインストルメントパネル内に情報表示を行うインパネスクリーン及びヘッドアップディスプレイを備えた車両用表示装置が知られている(例えば、特許文献2)。本車両用表示装置は、インストルメントパネル内のインパネスクリーンの表示とヘッドアップディスプレイの表示を一つの表示素子で行うものである。
しかしながら、特許文献1で開示された技術は、搭載スペースの限られたインストルメントパネル内にHUDの光路を構成する方法としては有効であるが、HUD専用の表示器(表示パネル)とメータ専用の表示器とが別々に用意されていることを前提としている。すなわち、メータアッセンブリとHUD光路を一体に構成して空間効率を上げるというメリットはあるが、HUD専用の表示器が別に存在している以上、そのメリットは薄らいでしまう。
However, although the technique disclosed in
また、特許文献2で開示された技術は、表示パネル上の画像をインパネスクリーンに投影する背面投射タイプの技術である。したがって、メータ表示板の乗員側に配置されたハーフミラーに表示パネル上の画像を反射させることによってメータ表示板とその画像が重ね合って見える重合タイプや、メータ表示をミラーの反射のみで行うタイプには、適用することができない。
The technique disclosed in
ところで、近年、前記両タイプをはじめ、メータ内にTFT−LCD(薄膜トランジスタ方式液晶ディスプレイ)等を用いた高精細なマルチディスプレイを搭載する車両が増えてきている。一方、HUDにおいても、高度化する表示内容に対応して同様に高精細なドットマトリックス表示により自由なパターンを表示するニーズも発生している。 By the way, in recent years, an increasing number of vehicles are equipped with high-definition multi-displays using TFT-LCD (thin film transistor type liquid crystal display) or the like in the meter, in addition to both types. On the other hand, in HUD, there is a need to display a free pattern by high-definition dot matrix display in the same manner in response to display contents that are becoming more sophisticated.
しかしながら、このような高度な商品性を車両の仕様として兼ね備える表示系構成においては、一般に、マルチディスプレイとHUDのそれぞれに必要な高精細表示パネルをそれぞれ用意し、それぞれに必要なドライバ等のハードウェア、描画されるデータや描画条件等のソフトウェアを用意しなければならず、非常に高価で大規模なものとなってしまう。 However, in a display system configuration having such a high level of merchandise as a vehicle specification, generally, a high-definition display panel necessary for each of the multi-display and the HUD is prepared, and hardware such as a driver required for each is provided. Therefore, software such as data to be drawn and drawing conditions must be prepared, which becomes very expensive and large-scale.
そこで、本発明は、インストルメントパネル内ディスプレイの表示とHUDの表示を一枚の表示パネルで兼用し、コストを抑制することができる車両用表示装置の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicular display device that can reduce the cost by combining the display on the instrument panel display and the HUD display on a single display panel.
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、乗員に提供する情報を表示する表示パネルを備える車両用表示装置において、前記表示パネルの表示領域は二つに区画され、ヘッドアップディスプレイ用の第1のミラーが一方の表示領域に対向し、インストルメントパネル内ディスプレイとしての第2のミラーが他方の表示領域に対向することを特徴とする車両用表示装置が提供される。また、前記表示パネルは前記第1のミラー及び前記第2のミラーの上方または下方のいずれか一方に位置することが好ましい。また、前記第2のミラーはハーフミラーであって、該ハーフミラーにおける前記表示パネルとの対向面の反対面にメータ表示板が対向し、前記一方の表示領域の輝度は前記他方の表示領域の輝度より大きく、前記一方の表示領域への表示と前記他方の表示領域への表示は一つの制御ユニットによってそれぞれ独立に制御されることが好ましい。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, in a vehicle display device including a display panel for displaying information to be provided to an occupant, a display area of the display panel is divided into two parts, and a head-up display There is provided a vehicle display device in which a first mirror for use opposes one display region, and a second mirror as a display in an instrument panel opposes the other display region. The display panel is preferably located above or below the first mirror and the second mirror. The second mirror is a half mirror, and a meter display plate is opposed to the opposite surface of the half mirror facing the display panel, and the luminance of the one display area is the same as that of the other display area. It is preferable that the display on the one display area and the display on the other display area are independently controlled by one control unit.
このような本発明の車両用表示装置によれば、インストルメントパネル内ディスプレイの表示とHUDの表示を一枚の表示パネルで行うことができ、コスト効率の良いパネルサイズを選択することができる。TFT−LCDに代表される表示パネルは一般的に大規模な装置産業であり、量産数の多いものほど単位面積当たりのコスト効率が良い。例えば、現時点(2004年頃)では、ナビ用パネルで多く用いられている7inなどがコスト的に有利な表示パネルである。ところが、メータ内にレイアウト可能な表示パネルは,ナビ用パネルに対し一般に小型のため、量産数の少ないパネルまたは専用に新設したパネルとなり、コスト的に不利な場合も発生する。しかしながら、本発明によれば、メータ上面等の比較的面積の確保しやすいスペースに表示パネルを配置することができる。 According to such a vehicle display device of the present invention, the display in the instrument panel and the display of the HUD can be performed with one display panel, and a cost-effective panel size can be selected. A display panel represented by a TFT-LCD is generally a large-scale device industry, and the more mass-produced, the better the cost efficiency per unit area. For example, at the present time (around 2004), 7 inches or the like often used in navigation panels are cost-effective display panels. However, the display panel that can be laid out in the meter is generally smaller than the navigation panel, so that the display panel is a panel with a small number of mass production or a dedicated panel, which may be disadvantageous in terms of cost. However, according to the present invention, the display panel can be arranged in a space where a relatively large area can be secured such as the upper surface of the meter.
その比較的面積の確保しやすいスペースにコスト的に有利な表示パネルを配置して、メータ表示に必要な部分のみを反射させることもできるが、大きなパネルの一部のみを使用することになるので無駄が生じる。しかしながら、本発明によれば、このような配置で無駄になりかねない表示パネルの残り部分をHUD用の表示パネルとして利用することによって有効利用することができ、表示パネルサイズによるコスト削減をすることができる。 It is possible to arrange a display panel that is advantageous in terms of cost in a space where it is relatively easy to secure an area and reflect only the part necessary for meter display, but only a part of the large panel is used. Waste occurs. However, according to the present invention, the remaining portion of the display panel that can be wasted in such an arrangement can be used effectively as a display panel for HUD, and the cost can be reduced by the display panel size. Can do.
さらに、このような本発明の車両用表示装置によれば、表示パネル制御ユニットを共有にすることができる。一般に、HUD用の表示パネルとハーフミラー用の表示パネルは別体である。したがって、それらを駆動・制御するためには、図2のように、CPU、描画用回路(グラフィックLSIやその他の回路素子)、電源、信号線からなる制御ユニットがそれぞれに必要である。しかし、図2からも明らかなように、両者に共通するものが多く、部品構成、開発規模等において無駄が多い。そこで、本発明によれば、図3に示すように、HUD用とハーフミラー用の表示パネルを共用にし、一つの制御ユニットにより制御することによって、無駄がなくコスト的にも非常に有利にすることができる。前述の表示パネルサイズによるコスト削減に加え、この重複部分のコスト削減ができ、二重のコスト削減効果を得ることができる。 Furthermore, according to the vehicle display device of the present invention, the display panel control unit can be shared. Generally, the display panel for HUD and the display panel for half mirror are separate. Therefore, in order to drive and control them, as shown in FIG. 2, a control unit including a CPU, a drawing circuit (graphic LSI or other circuit elements), a power source, and a signal line is required for each. However, as is apparent from FIG. 2, there are many things common to both, and there is a lot of waste in the component configuration, development scale, and the like. Therefore, according to the present invention, as shown in FIG. 3, the display panel for HUD and half mirror is shared and controlled by one control unit, so that there is no waste and it is very advantageous in terms of cost. be able to. In addition to the cost reduction due to the display panel size described above, the cost of this overlapping portion can be reduced, and a double cost reduction effect can be obtained.
さらに、このような本発明の車両用表示装置によれば、搭載性を向上させることができる。一般にメータ、HUDの搭載される運転席前のインストルメントパネル内空間はステアリングの支持構造やダクト類が存在し非常に搭載スペースの厳しい場所である。これに対し、本発明は前述のように大型の表示パネルを搭載するスペースを創出する。また前述の重複部分の共有化によって、基板実装面積の削減等、各々の小型化の効果が生じることも更に搭載性を有利にしている。 Furthermore, according to such a vehicle display device of the present invention, the mountability can be improved. In general, the space in the instrument panel in front of the driver's seat where the meter and HUD are mounted is a place where the mounting structure and ducts are present and the mounting space is very strict. In contrast, the present invention creates a space for mounting a large display panel as described above. In addition, the above-described sharing of the overlapped portions also has the effect of reducing the size, such as reduction of the board mounting area, which further enhances the mountability.
さらに、このような本発明の車両用表示装置によれば、ヘッドアップディスプレイの輝度を十分に保ち視認性がよくなるとともに、インストルメントパネル内ディスプレイ表示も眩しくなることなく視認性を向上させることができる。 Furthermore, according to such a vehicle display device of the present invention, the brightness of the head-up display is sufficiently maintained and the visibility is improved, and the visibility in the instrument panel display can be improved without becoming dazzling. .
本発明によれば、インストルメントパネル内ディスプレイの表示とHUDの表示を一枚の表示パネルで兼用し、コストを抑制することができる。 According to the present invention, the display on the instrument panel display and the HUD display can be shared by a single display panel, thereby reducing the cost.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図1は、本発明の車両用表示装置の一実施例の断面図である。インストルメントパネル6内のディスプレイ31にハーフミラーを用いたメータ3とその上部に略水平に配置された大型のTFTパネル1(例えば、7in)を有する。TFTパネル1は、バックライトユニット2により透過照明にて表示される。また、メータ3の背面よりHUD用ミラーユニット4が嵌合した構成となっている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a vehicle display device of the present invention. The
TFTパネル1は、インストルメントパネル6内のディスプレイ31(以下、ハーフミラー31という)用の表示領域11とHUD用の表示領域12に車両前後方向で区画されている。また、TFTパネル1のそれぞれの表示領域11及び12に対応するように、バックライト2は互いに遮光された領域21,22に分割されている。領域22は、高輝度が要求されるHUDの光源となるため、多連高輝度LEDの直接透過等の高輝度を出せる構造である。それに対し、領域21は一般的な光源(例えば、LEDサイドライト等)となっている。なお、表示領域11及び12は物理的に2つに区画されているわけではなく、ソフトウェア的に2つに区画されたものである。
The
表示領域11への表示と表示領域12への表示は、上述したように従来の二つの制御ユニットではなく、一つの制御ユニットによってそれぞれ独立に制御される。図2は、HUD用の制御ユニットとハーフミラー用の制御ユニットがそれぞれ独立に存在することを示す図である。図2に示されるように、LCDがHUD用とハーフミラー用の二つあり、そのそれぞれに対し、CPU、描画用回路、電源、信号線からなる制御ユニットが存在する。HUD用LCDの表示内容とハーフミラー用LCDの表示内容に応じた各種車両信号がそれぞれの制御ユニットのCPUに入力される。これに対し、本発明では、これらの制御ユニットを一つにすることができる。図3は、この一つの制御ユニットを示す図である。CPU17は、描画用回路18を駆動しTFTパネル1に画像を表示させるために、各種車両信号を取得し演算処理する。車両信号には、車速信号、エンジン回転数信号、水温信号、FUEL信号、ナビゲーション装置からの信号等がある。描画用回路18は、CPU17からの駆動信号を受けて、TFTパネル1に画像を表示させる。描画用回路18には、グラフィックLSI、画像補正回路、ビデオデコーダ、その他の画像を表示するための回路素子等が含まれる。TFTパネル1は、電源19から電源を供給され、ハーフミラー31用の表示領域11とHUD用の表示領域12にそれぞれ独立に画像を表示する。画像の内容は、車両の仕様や商品性によって任意に設定されるものである。例えば、HUD用の表示領域12には車速やエンジン回転数が表示され、ハーフミラー31用の表示領域11にはナビゲーション用の地図や、水温等の車両状態や、ドライバーへの警告が表示されてよい。
As described above, the display on the
メータ3は、ハーフミラー31を有する。TFTパネル1の表示領域11に鏡像表示された画像がハーフミラー31にて反転反射され、メータ3は実際のメータ表示板5の表示(透過光)と重ね合わせて表示する。表示領域11は、例えば、対角5in程度の正方形に近い領域である。この際の光路は51のようになる。なお、図1に示されるように、メータ表示板5は、ハーフミラー31におけるTFTパネル1との対向面の反対面に対向している。
The meter 3 has a
つまり、バックライトユニット2の領域21から発せられた光は、TFTパネル1の表示領域11を透過して、表示領域11上の表示13(図では「矢印」を表示されたものとしている)を表示する。そして、表示13を表す光は、メータ3のハーフミラー31で反射し、運転者のアイポイント52に到達する。この結果、運転者は、ハーフミラー31を通してメータ表示板5の表示を実像として見ることができるとともに、表示13の虚像である像14を見ることができる。バックライトユニット2の領域21から光が発せられていない場合には、運転者はハーフミラー31を通してメータ表示板5の表示を実像として見ることができるが、像14が見えることはない。なお、アイポイント52は、その存在を模式的に表したものである。また、後述のアイポイント62は、図の表現上分けて描かれているだけであり、同一のものである。
That is, the light emitted from the
HUD用ミラーユニット4はメータ3の背面より結合し、主に、車両前後方向、上下方向の折り返し光路によりHUD像をフロントウィンドシールド44の前方の空間に描画する。この際の光路は61のようになる。
The HUD mirror unit 4 is coupled from the back surface of the meter 3 and mainly draws a HUD image in a space in front of the
つまり、バックライトユニット2の領域22から発せられた光はTFTパネル1の表示領域12を透過して、表示領域12上の表示15(図では「矢印」を表示されたものとしている)を表示する。そして、表示15を表す光は、HUD用ミラーユニット4のミラー41,42で反射し、フロントウィンドシールド44上に適切な増反射処理を施したコンバイナ43で更に反射され、運転者のアイポイント62に到達する。この結果、運転者の視点からはフロントウィンドシールド44の前方空間内に表示15の虚像である反射像16が存在するように見える。バックライトユニット2の領域22から光が発せられていない場合には、運転者の視点からは反射像16が見えることはない。なお、ミラー41,42は全て平面鏡で構成することも、凹面鏡や凸面鏡を組み合わせて使用することも可能である。本実施例においては、ミラー41を光の方向を変えるだけの平面鏡、ミラー42を像サイズ及び投影距離を拡大し、フロントウィンドシールド44の3次曲面による像歪を補正するための非球面凹面鏡とした。
That is, the light emitted from the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
図4は、図1の変形例であり、TFTパネル1とバックライトユニット2をメータ3の下方に配置したものである。ハーフミラー31とHUD用ミラーユニット4内のミラー41若しくは42の向きを変更することにより、図1の実施例と同じ効果が得られる。なお、図1と図4の各要素がすべて対比するため、同一の番号を付番している。
FIG. 4 is a modification of FIG. 1 in which the
また、インストルメントパネル6内のディスプレイ31をハーフミラーにするのではなく、両面透過しない単なるミラーにしてもよい。つまり、メータ表示をミラーの反射のみで行うタイプにも本発明は適用可能である。このときのメータ表示はTFTパネル1の表示領域11に表示される。
Further, the
また、上述した実施例においては、TFTパネルを例に挙げたが、自発光タイプのEL(Electro Luminescence)パネルやVFD(蛍光表示管)、LEDランプであってもよい。所望の輝度を満たす自発光タイプの表示パネルにすることによって、バックライトユニット2を削除することができ、さらなる搭載性の向上が期待できる。
In the above-described embodiments, the TFT panel is taken as an example, but a self-luminous EL (Electro Luminescence) panel, a VFD (fluorescent display tube), or an LED lamp may be used. By using a self-luminous display panel that satisfies the desired luminance, the
1 TFTパネル
2 バックライトユニット
3 メータ
4 HUD用ミラーユニット
5 表示板
6 インストルメントパネル
11,12 表示領域
31 インストルメントパネル内ディスプレイ(ハーフミラー)
41,42 HUD用ミラー
43 コンバイナ
44 フロントウィンドシールド
DESCRIPTION OF
41, 42 Mirror for
Claims (5)
前記表示パネルの表示領域は二つに区画され、ヘッドアップディスプレイ用の第1のミラーが一方の表示領域に対向し、インストルメントパネル内ディスプレイとしての第2のミラーが他方の表示領域に対向することを特徴とする車両用表示装置。 In a vehicle display device including a display panel for displaying information to be provided to an occupant,
The display area of the display panel is divided into two, the first mirror for head-up display faces one display area, and the second mirror as a display in the instrument panel faces the other display area. A display device for a vehicle.
該ハーフミラーにおける前記表示パネルとの対向面の反対面にメータ表示板が対向する請求項1記載の車両用表示装置。 The second mirror is a half mirror,
The vehicle display device according to claim 1, wherein a meter display plate faces a surface opposite to the surface facing the display panel in the half mirror.
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