JP2005309424A - 車両用ディスプレイユニット - Google Patents

Abstract

【課題】低温時にも観察者が液晶ディスプレイを迅速かつ確実に読み取れるようにする。
【解決手段】液晶ディスプレイの温度が設定された限界値を下回る場合、画像データ出力部は新たな画像データを大きな時間間隔で液晶ディスプレイへ伝送する。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶ディスプレイと、画像データソースと、ディスプレイ温度を求める温度測定ユニットとを備えた車両用ディスプレイユニットに関する。

車両ではマトリクスディスプレイとして構成されたディスプレイがますます使用され、可変の表示によってドライバーにデータを提示する多数の手段が提供されるようになってきている。ドライバーには車両状態に関する情報が快適に与えられ、車両の安全な制御が保証される。ディスプレイの面積および解像度は増大しつづけており、ドライバーにはより多くの情報が媒体を介して提示される。

一般にマトリクスディスプレイは液晶ディスプレイの形態で実現される。ただし液晶ディスプレイには、周囲温度が低い場合、特に気温が０℃を下回ると、使用されている液晶がきわめて不活性となるという欠点がある。特に凍結温度ではディスプレイの切り換え時間が大きくなってしまい、表示内容の変化のダイナミクスが制限される。表示内容のダイナミクスが液晶ディスプレイの切り換え時間よりも高い場合には、表示されるべき連続した情報が消滅したり、フェードしたりしてしまう。このとき情報は多かれ少なかれ読み取りにくくなっており、観察者が認識できなくなることもある。こうした問題を解決するために、液晶ディスプレイにヒータを設け、周囲温度が低い場合にディスプレイを加熱し、液晶の運動能を大きくすることが知られている。こうすれば切り換え時間が低減され、許容可能な液晶ディスプレイのダイナミクスが迅速に達成される。しかしヒータを使用することだけでは、使用されている液晶が暖まるまでに時間がかかるので、ディスプレイは最初のうちやはり読み取りにくくなる。

本発明の課題は、低温時にも観察者が液晶ディスプレイを迅速かつ確実に読み取れるようにすることである。

この課題は、液晶ディスプレイの温度が設定された限界値を下回る場合に、画像データ出力部により、新たな画像データが大きな時間間隔で液晶ディスプレイへ伝送されることにより解決される。

本発明の独立請求項に記載の特徴を有するディスプレイユニットまたはその情報表示方法により、画像データの出力が低温時の液晶ディスプレイの低いダイナミクスに適合化されるという利点が得られる。ディスプレイ温度を考慮することにより、液晶ディスプレイのダイナミクスの全体的な低下が回避され、温度領域に相応するダイナミクスが実現される。特にディスプレイのヒータが効果をほとんど発揮できない車両の始動時に、ディスプレイが少なくとも認識できる程度に表示可能となることが保証される。本発明によればヒータの始動時間をしのぎきることができ、また場合によっては完全に加熱を省略することもできる。これにより特に安全性に関わるデータを車両の液晶ディスプレイで表示することができる。

従属請求項に記載された手段により、本発明の独立請求項に記載のディスプレイユニットまたはその情報表示方法の有利な実施形態および実施態様が得られる。

特に有利には、情報を表示する最小持続時間が温度に依存して設定される。これによりディスプレイ画面からの情報の消去は、データが読み取り可能な状態で表示され、観察者がその表示を認識できるまで回避される。ここでの最小持続時間は液晶ディスプレイの切り換え時間（有利には少なくとも３秒）を上回るように設定される。

ディスプレイのダイナミクスを高めるために、液晶ディスプレイを加熱する付加的なヒータユニットを設けてもよい。

さらに有利には、温度限界値の下方超過時に伝送される画像データの内容が変更される。これは簡単な表示によって行われる。例えば場合により動画像を静止画像へ置換したり、グラフィック表示の精細性を低減したりして、読み取りやすくなるようにする。またアニメーショングラフィックスの中間フレームを間引きすればグラフィックスの内容を伝送することもできる。ただしこの場合、観察者はぎくしゃくしてふつうには流れない画像の動きを甘受しなければならない。

さらに有利には、ディスプレイの変化周波数を低減し、画像が通常の品質で、ただし緩慢に表示されるようにする。したがってぎくしゃくとした表示は阻止されるが、表示すべき正確な測定値の表示にわずかに遅延が生じることを甘受しなければならない。これは小さなダイナミクスでしか変化しないディスプレイや、表示値の多少の遅延が問題とならないディスプレイに対して特に有利である。

特に有利には、本発明のディスプレイユニットにはスケールによって測定値を指示するインジケータが設けられている。液晶ディスプレイのダイナミクスが低下しても読み取り可能な表示を行うためには、有利には、更新された値の表示を僅かに遅延させるか、および／またはスケールに沿ったインジケータの動きを表示する際に部分フレームを間引きする。

本発明によれば、インジケータ表示は車両の始動直後の低温時にも可能であるため、ディスプレイユニットに表示されるインジケータを用いて、安全性に関わる機能、例えば車両速度の表示などを行うことができる。

本発明の実施例を図示し、以下に詳細に説明する。

本発明のディスプレイユニットは任意の車両において使用することができる。特に、−４０℃程度の凍結温度の戸外に駐車されていても短い時間で走行を準備しなければならない車両での適用に有利である。車両の始動時または始動直後、ディスプレイユニットは少なくとも安全性に関わるデータをドライバーに読み取れるように表示しなければならない。以下では本発明のディスプレイユニットおよび本発明の情報表示方法を車両で使用する実施例について説明する。

図１には本発明のディスプレイユニット１が概略的に示されている。ディスプレイユニット１は液晶ディスプレイ２を有しており、これは複数の個々のピクセル３から成るが、図中には一部しか示されていない。液晶ディスプレイ２は有利にはアクティブマトリクスディスプレイとして構成されており、個々のピクセル３に対応するトランジスタが列ドライバ４および行ドライバ５を介して駆動される。駆動により液晶ディスプレイ２内に存在する液晶ではピクセル３の領域として局所的に制限された状態でそれぞれ電場が印加される。電場に依存して液晶の光特性が変化し、液晶ディスプレイ２を通過してきた光の偏光方向が変更される。これにより光は液晶ディスプレイに被着された図１には示されていない偏光フィルタで少なくとも部分的に吸収および透過する。有利には液晶ディスプレイ２は光形成のために蛍光灯６を有しており、これは有利な実施例では、観察者とは反対側の導波体の側方に配置されている。ここで光は蛍光灯６から導波体へ入力され、そこから液晶ディスプレイ２の方向、すなわち観察者の方向へ偏向される。個々のピクセル３を駆動することにより、観察者にディスプレイの可変の画像が可視となる。画像情報は駆動ユニット７で調製され、相応の制御パルスが列ドライバ４および行ドライバ５へ転送される。駆動ユニット７は計算ユニット８から相応の表示すべき画像データを供給される。表示すべき画像はここでは規則的に駆動ユニット７により図示されていない計算ユニット８内に集積された画像メモリ（いわゆるフレームバッファ）から読み出される。画像メモリのデータが変更されると、列ドライバ４および行ドライバ５のための駆動データも相応に変更される。

計算ユニット８はデータバス９を介してセンサ１０，１１に接続されている。さらに直接にセンサ１２を計算ユニット８に接続することもできる。有利な実施例では、計算ユニット８は別の計算ユニットおよび／または電子機器１３に接続される。センサ１０〜１２または電子機器１３からデータが計算ユニット８へ伝送され、評価および表示される。例えば第１のセンサから車両速度が送信され、第２のセンサから機関回転数が送信され、第３のセンサから冷却水温度が送信される。これらのデータは計算ユニット８で評価され、相応に液晶ディスプレイ２で表示される。さらに機能エラー（例えばジェネレータの故障、制御装置の故障および／またはブレーキシステムの故障など）が計算ユニット８へ伝送される。こうしたステータス情報に依存して計算ユニット８は相応のシンボル情報を調製し、これを同様に液晶ディスプレイ２で表示する。別の実施例として、車両のナビゲーション装置が直接に画像データ（例えばマップおよび走行ルートを含む画像情報）を使用できるようにしてもよい。さらに別の実施例として、ビデオ信号ソースを設け、時間変化する画像信号を供給するように構成することもできる。計算ユニット８は有利にはその時点の測定値に依存してデータをディスプレイシミュレーション（例えばスケール表示またはレベルバー表示）として表示することができるように構成されている。このためにセンサ１０〜１２および／または電子機器１３から送信された測定値から相応のディスプレイ表示が定められ、これが計算ユニット８へ送信されて表示される。

ディスプレイユニット１が例えば車両の始動または車両ドアのアンロックによって駆動されると、液晶ディスプレイ２の温度を測定する温度センサ１４の作動が問い合わされる。温度センサ１４は有利には蛍光灯６からできるだけ離れた位置に配置される。これは１つには蛍光灯６の光が邪魔されないようにするためであり、もう１つには蛍光灯６の熱がセンシングの擾乱とならないようにするためである。温度センサ１４は有利には液晶ディスプレイ２の側方に配置されている。こうすれば温度センサを導波体に取り付けたり導波体と液晶ディスプレイとのあいだの空間に組み込んだりしなくて済むからである。温度センサ１４によって測定された温度は、計算ユニット８に属するメモリ１５に格納されている温度値と比較される。メモリ１５は計算ユニット８に集積してもよい。記憶されている温度値が上方超過されると、計算ユニット８で求められた画像データが従来のように表示される。温度限界値はこの実施例では２０℃であるが、これは０℃〜２０℃のあいだの任意の値であってよい。この値は使用されている液晶が当該の温度で良好に運動できるかどうかに依存して定められる。設定された第１の温度値が下方超過されると、有利な実施例では、少なくとも第１の温度値が上方超過されるまでヒータ１６が作動される。ヒータ１６は例えば熱線として構成されており、これはディスプレイのうち観察者とは反対側、場合により導波体の裏側、または導波体と液晶ディスプレイ２とのあいだに配置される。加熱の際には電流が熱線を通り、これが熱線を加熱して液晶ディスプレイ２へ熱が放出される。

液晶ディスプレイ２での直接の測定に代えて、温度センサ１４をディスプレイユニット１の他の位置に配置してもよい。測定位置の温度を、場合によってはそれまでの駆動時間を考慮して、当該の温度のもとで予測される液晶ディスプレイ２の温度に割り当てることにより、液晶ディスプレイ２の真の温度が計算ユニット８によって計算される。

別の実施例では、ビデオセンサ１７が観察者に不可視のディスプレイ領域に割り当てられる。このディスプレイ領域には計算ユニット８から迅速に交番する画像信号が印加される。画像の交番周波数は変更され、その際にビデオセンサ１７はどのくらいの速さで液晶画像の交番速度が画像の交番に追従できるかを求める。ここから液晶の切り換え時間、ひいては液晶の切り換え速度と温度との既知の関係が得られ、間接的に液晶ディスプレイの温度が求められる。これにより温度に相応する表示制御を行うことができる。

第１の温度値が下方超過されると、第１の実施例では計算ユニット８が表示すべき画像の交番を抑圧する。新たに表示すべき画像への交番は新たな画像を液晶ディスプレイ２へ伝送することにより行われ、新たな画像の伝送は新たな画像データを計算ユニット８の画像メモリ内へ書き込むことを意味する。ここで有利にはメモリ１５に温度が低くなるにつれて抑圧の度合を増大する規則が格納されている。これについて第２の温度値を駆動変更に対する限界値として設定してもよい。例えば０℃〜２０℃の温度範囲では１つ置きのフレーム、−１０℃〜−２０℃の温度範囲では３つ置きのフレーム、−３０℃〜−４０℃の温度範囲では９つ置きのフレームが計算ユニット８からディスプレイユニット７へ伝送される。したがって−１０℃では、表示すべき測定値が途中で変化しても、計算ユニット８の画像メモリ１８の内容の１０枚の画像の後に新たに計算された画像が上書きされる。−４０℃以下では、数秒に相当する１０００枚の画像が画像メモリから読み出された後に変更が検出される。画像メモリでの２回の更新のあいだの時間は液晶ディスプレイの切り換え時間よりも大きくなるように選定される。

２つの連続する表示が消滅するのを防止するために、さらに有利には、ユーザが実際に認識できる長さで警報またはメッセージを表示する。新たなデータの読み出しを低減することに加えて、計算ユニット８が定めた所定のメッセージに対し、第１の温度限界値が下方超過されたときの最小表示時間を規定する。警報のシンボルは、たとえセンサが検出した警報状態が２秒以上続かなかったとしても、少なくとも１０秒にわたって表示される。これは警報を短時間照明するのみで観察者に重要な指示を与えることができるからである。例えばブレーキ過程でＡＢＳシステムが要求された場合、または車両に損壊の危険が迫っている場合にブレーキ制御装置の警報ランプを照明することなどが挙げられる。

動画像の場合、別の実施例として、表示画像の複雑性を低減してもよい。例えば色の深みや解像度を低減することができる。画像が変化したりオブジェクトが運動したりする場合、画像の幾つかの位置で画素を変化させなければならない。これによりディスプレイの幾つかの位置で表示の消滅や不正確な表示が生じ、読み取りエラーが発生しかねない。例えばインジケータが２０℃以上の温度で３次元構造でシミュレートされている場合、０℃以下の低温ではインジケータのグラフィックスは他の色で表示されている背景から際立つように単色かつ平面的に表示される。

メモリ１５は有利には不揮発性メモリであり、駆動データを直接に出力できるＥＥＰＲＯＭとして構成されている。駆動データは有利には使用される液晶ディスプレイのタイプごとに専用に構成されている。液晶ディスプレイが交換される際には相応にメモリ１５またはメモリ１５の内容も適合化される。

本発明のディスプレイユニットと車両の計器パネルとのコンビネーション装置２０の実施例が図２に示されている。コンビネーション装置２０は第１のインジケータ２１と第２のインジケータ２２とを有しており、これらは機械的なインジケータ針および印刷された目盛盤を備えた従来のインジケータディスプレイとして構成されている。これらのディスプレイは例えば冷却水温度またはタンクの充填レベルの表示に用いられる。インジケータ２１，２２のあいだに特に車両速度の表示に用いられる液晶ディスプレイ２３が配置されている。液晶ディスプレイ２３にはスケール２４が存在しており、ここに相応の速度表示２５が表される。その時点での速度値はインジケータ針２６の動きによって、つまりインジケータ針がスケール２４の上を矢印方向２７，２８へ運動することによって表される。その時点での速度値はインジケータがスケールのどこを指示しているかによって表され、インジケータの頂部２がそのつどの速度値を表す。補完的にこのディスプレイには別の警報シンボル３０が示されている。速度を表示する代わりに、ナビゲーション装置のデータ、エアコンディショナのデータおよび／またはカーラジオのデータ（例えば送信局名３１）など別の機器情報を表示することもできる。他のドライバーアシストシステムのデータ、例えばボードコンピュータのデータまたは駐車支援装置のデータなどを表示してもよいし、マルチメディア機器、例えばＤＶＤプレーヤのデータを表示してもよい。

図３にはインジケータ表示の第１の実施例が示されている。第１のインジケータ表示４０は変更され、新たな速度値を示す第２のインジケータ表示４１へ交番する。インジケータの変化が観察者にとってできるだけ流れて見えるようにするために、すなわち機械的なインジケータ機器と同じ印象が得られるようにするために、図３のインジケータ頂部によって表されているようなインジケータ表示４０，４１の各状態のあいだの中間フレームが表示される。個々のインジケータ表示は順次に呼び出され、観察者にとってはフロー表示のように見える。個々の中間フレームはできるだけ密に、有利には高い周波数で表示され、人間の目には流れるような印象が与えられる。設定された温度限界値が下方超過されると、インジケータ４０の第１の表示から直接に第２の表示４１へ切り換えられる。中間フレーム４２は表示されない。したがって観察者にとっては幾分動きがぎくしゃくして見えるようになるが、特に値が連続的に変化している場合には、表示４０〜４１が入り組むと表示値を正確に読み取れなくなってしまいかねず、これを回避する措置である。どれだけの中間フレームを間引きするかは温度に依存する。２０℃以下であれば１枚置きのフレームを表示し、０℃以下ならば４枚置きのフレームを表示し、−２０℃以下であれば中間フレームを全て省略する。

図４には別の第２の実施例が示されている。第１のインジケータ表示５０は測定値の変化に基づいて、破線で示された第２のインジケータ表示５２へ変更される。通常であればこのインジケータは例えば１／２秒の時間範囲で変更された値に相応に第１のインジケータ５０の位置から第２のインジケータ５２の位置へ回転する。そのあいだには相応の中間フレームが表示され、表示は滑らかに流れて見える。しかし図示の実施例では同じ時間範囲のあいだに温度限界値が下方超過され、位置５１への移動しか起こらない。この時点での表示はまだ測定値に達してはおらず、インジケータはそのまま回転するはずである。しかし位置５１までではインジケータの第２の位置５２までの回転に対して約１／２の中間フレームが必要となる。液晶ディスプレイの最小切り換え時間が拡大されるので、１つの中間フレームから次の中間フレームへの切り換えを緩慢にすれば、中間フレームを間引きしなくてよい。このようにしてぎこちない動きが回避される。インジケータは一般には連続的に動いているように認識される。ただしインジケータの動きが緩慢となるということは最大速度が小さくなるということであり、表示される測定値はその時点での測定値に遅れる。変化の速度は低い温度に適合化することができ、温度がさらに低下するとインジケータはさらに緩慢に回転する。

場合により図３，図４に則して説明した実施例を組み合わせてもよい。これにより一方ではインジケータ表示の速度の低下を許容可能な範囲にとどめ、他方ではぎくしゃくとした動きをできるかぎり回避することができる。

本発明のディスプレイユニットの概略図である。 本発明のディスプレイユニットと車両内の計器パネルとのコンビネーション装置の実施例を示す図である。 本発明のインジケータの動きの第１の実施例を示す図である。 本発明のインジケータの動きの第２の実施例を示す図である。

符号の説明

１ ディスプレイユニット ２ 液晶ディスプレイ ３ ピクセル ４ 列ドライバ ５ 行ドライバ ６ 蛍光灯 ７ 駆動ユニット ８ 計算ユニット ９ データバス １０，１１，１２ センサ １３ 電子機器 １４ 温度センサ
１５ メモリ １６ ヒータユニット １７ ビデオセンサ １８ 画像メモリ ２０ コンビネーション装置 ２１，２２ インジケータ表示 ２３液晶ディスプレイ ２４ スケール ２５ 速度表示 ２６ インジケータ針 ２７，２８ 矢印方向 ２９ インジケータ頂部 ３０ 警報シンボル ３１ 送信局名 ４０，４１，４２ インジケータの表示 ５０，５１，５２ インジケータの表示

Claims (7)

1. 液晶ディスプレイと、画像データソースと、ディスプレイ温度を求める温度測定ユニットとを備えた車両用ディスプレイユニットにおいて、
   液晶ディスプレイの温度が設定された限界値を下回る場合、画像データ出力部（８）は、新たな画像データを大きな時間間隔で液晶ディスプレイ（２）へ伝送する
   ことを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
2. 情報を表示する最小持続時間が温度に依存して設定される、請求項１記載のユニット。
3. 情報表示の不変の持続時間が液晶ディスプレイの温度依存性の少なくとも１つの切り換え速度を上回るように制御される、請求項２記載のユニット。
4. 液晶ディスプレイ（２）を加熱するヒータユニット（１６）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のユニット。
5. 車両の安全性に関わる情報を表示するための請求項１から４までのいずれか１項記載の車両用ディスプレイユニットの使用。
6. 画像データを液晶ディスプレイへ伝送する際に液晶ディスプレイの温度を測定する、
   車両用ディスプレイユニットでの情報表示方法において、
   温度限界値が下方超過された場合に液晶ディスプレイへの画像データの伝送状態を変更し、伝送すべき画像データの内容および／または画像データの変化周波数が変更されるようにする
   ことを特徴とする車両用ディスプレイユニットの情報表示方法。
7. インジケータが液晶ディスプレイにおいて測定値を表示するためにスケールを指示するようにし、温度限界値が下方超過された場合には、表示すべき測定値の変化に対してフレーム周波数および／またはインジケータの回転変化の周波数を低減する、請求項６記載の方法。

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