JP2006030539A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的構成要素の移動、回転等による機械構成を含まずに小型化が可能な車両用表示装置を提供すること。
【解決手段】車両のダッシュボード内に配置され、照明手段で照明されたＬＣＤ４の表示画面に表示される車両用情報を、ダッシュボード外に配置された被投影部材２上に投影させることにより、車両の前方視界中に前記車両用情報の虚像を結像させる車両用表示装置であって、ＬＣＤ４の表示画面サイズを変更する表示画面サイズ変更手段７，７ｂと、表示画面サイズ変更手段と連動して、照明手段の照明サイズを変更後の表示画面サイズに合うように変更する照明サイズ変更手段とを含み、照明手段は第１の光源６を含み、照明サイズ変更手段は、ＬＣＤ４の背面側と第１の光源６の間に配置され、照明サイズ変更指示前は駆動オンかつ照明サイズ変更指示後は駆動オフとされる白濁液晶板５からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用表示装置に関し、特に、車両のダッシュボード内に配置され、照明装置で照明されたＬＣＤの表示画面に表示される車両用情報を、ダッシュボード外に配置されたウインドシールドやコンバイナ上に投影させることにより、車両の前方視界中に車両用情報の虚像を結像させる車両用表示装置に関する。

この種の車両用表示装置は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置とも呼ばれており、たとえば実公平４−５４０２０号公報（特許文献１）に開示されているように、運転に必要な補助情報等を車両の前方視界中に視認できるようにするものであり、運転中に大きな視線移動を行うことなく、補助情報等を認識できるという特徴を有している。

上述の公告公報に開示されている車両用表示装置は、車両速度等の情報を表示する第１のＬＣＤセルとその表示モードをネガ表示あるいはポジ表示に切換えるための第２のＬＣＤセルとを積層した表示装置を凸レンズの焦点内に配し、この表示装置に対し前記凸レンズと反対側には高輝度光源および低輝度光源を切換可能に配置し、昼間には高輝度光源を、夜間には低輝度光源を用いることにより前記情報をフロントガラス面に反射させて運転者の前方視界中に前記情報の虚像を結像させるようにしている。

ところで、ＨＵＤ装置においては、ＨＵＤ表示として昼夜同じ表示（通常表示）を提供する以外に、必要に応じて夜専用の表示に切り換えたい場合がある。夜専用表示内容としては、ナイトビジョン（ＮＶ）と呼ばれる、暗視カメラにて撮影した映像やそれを処理した映像等が考えられ、このような映像を表示するＮＶ表示を行う際には、表示サイズや表示輝度等の表示形態が通常（昼間）表示と異なる方が、運転者にとって見易く都合が良い場合が考えられる。

しかしながら、上述の公告公報に開示されている車両用表示装置においては、運転者前方の表示像のサイズは、昼間でも夜間でも同じであり、必要に応じて表示形態を変更することができないという問題があった。

そこで、出願人は、この問題を解消すべく、特開２００３−３２７０１４号公報（特許文献２）として、車両の前方視界中に表示される車両用情報の表示形態を変更できる車両用表示装置を提案している。

この車両用表示装置は、車両のダッシュボード内に配置され、照明装置で照明されたＬＣＤセルの表示画面に表示される車両用情報を、ダッシュボード外に配置された被投影部材上に投影させることにより、車両の前方視界中に車両用情報の虚像を結像させる車両用表示装置であって、ＬＣＤセルの表示画面サイズを変更する表示画面サイズ変更手段と、表示画面サイズ変更手段と連動して、照明装置の照明サイズを変更後の表示画面サイズに合うように変更する照明サイズ変更手段とを含むものである。
実公平４−５４０２０号公報 特開２００３−３２７０１４号公報

ところが、上述の照明サイズ変更手段は、具体的には、上述の公報の図４〜図２７に示されているように、機械的構成要素の移動、回転等により照明サイズを変更する機械構成を含むものであり、その結果、車両用表示装置が大型化してしまうものであった。

そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、機械的構成要素の移動、回転等による機械構成を含まずに小型化が可能な車両用表示装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、車両のダッシュボード内に配置され、照明手段で照明されたＬＣＤの表示画面に表示される車両用情報を、前記ダッシュボード外に配置された被投影部材上に投影させることにより、前記車両の前方視界中に前記車両用情報の虚像を結像させる車両用表示装置であって、上記ＬＣＤの表示画面サイズを変更する表示画面サイズ変更手段と、上記表示画面サイズ変更手段と連動して、上記照明手段の照明サイズを変更後の表示画面サイズに合うように変更する照明サイズ変更手段とを含み、前記照明手段は第１の光源を含み、前記照明サイズ変更手段は、前記ＬＣＤの背面側と前記第１の光源の間に配置され、照明サイズ変更指示前は駆動オンかつ照明サイズ変更指示後は駆動オフとされる白濁液晶板からなることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用表示装置において、前記照明手段は、前記第１の光源の周囲に配置され、照明サイズ変更指示後に点灯される第２の光源をさらに含むことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ＬＣＤの表示画面サイズと照明サイズを変更することができ、たとえば、昼間を含む通常表示時には、小さなサイズの表示像を高輝度で得ることができると共に、夜用表示時には、大きなサイズの表示像を低輝度で得ることができ、車両の前方視界中に表示される車両用情報の表示形態を変更することができる。また、照明サイズの変更を行う構成要素は、機械的構成要素の移動、回転等による機械構成を含まないので、装置の小型化が可能である。

請求項２記載の発明によれば、照明サイズ変更後の輝度ムラを低減することができる。

以下、本発明の最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明による車両用表示装置の最良の形態を示す概略構成図である。図１において、車両用表示装置は、車両のダッシュボード（図示しない）内に配置された凸レンズ３、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型ＬＣＤ４、白濁液晶板５、光源６およびコントローラ７を含む。ＴＦＴ型ＬＣＤ４は、凸レンズ３の焦点Ｆ内に配置され、このＴＦＴ型ＬＣＤ４に対し、凸レンズ３の反対側には、白濁液晶板５および光源６が配置され、ＴＦＴ型ＬＣＤ４をバックライティングする。白濁液晶板５は、電圧（交流）を加えることで不透明から透明に切り換えることができる液晶デバイスであり、請求項における照明サイズ変更手段として働く。光源６は、ランプ等からなり、請求項における第１の光源として働く。

コントローラ７は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）等を含み、ＴＦＴ型ＬＣＤ４、白濁液晶板５および光源６が接続されている。また、コントローラ７には、ＨＵＤスイッチ７ａおよび夜専用表示スイッチ７ｂも接続されている。コントローラ７および夜専用表示スイッチ７ｂは、請求項における表示画面サイズ変更手段として働き、夜専用表示スイッチ７ｂによる表示画面サイズ変更指示に基づき、コントローラ７は、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の行事画面サイズを変更するように制御する。また、夜専用表示スイッチ７ｂは、表示画面サイズ変更指示と同時に照明サイズ変更指示も行う。

上述の構成において、車両用表示装置は、昼および夜にＨＵＤ表示を行うことができ、さらに、夜にＮＶ表示を行うことができる。

すなわち、昼または夜においては、ＨＵＤスイッチ７ａはオン、夜専用表示スイッチ７ｂはオフとされ、コントローラ７は、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の表示画面４ａのサイズを通常表示用画面サイズとなるように駆動すると共に、白濁液晶板５および光源６を制御して、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の通常表示用画面サイズに合わせた通常表示用の照明サイズおよび高輝度の光をＴＦＴ型ＬＣＤ４に照射させる。それにより、ＨＵＤ表示が行われる。

一方、夜間において、夜専用表示スイッチ７ｂがオンとされると、コントローラ７は、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の表示画面４ａのサイズを通常表示用画面サイズより大きな夜間表示用画面サイズになるように駆動する。また、コントローラ７は、白濁液晶板５および光源６を制御して、ＴＦＴ型ＬＣＤセル４の夜間表示用画面サイズに合わせた夜間表示用の照明サイズおよび低輝度の光をＬＣＤセル３に照射させる。それにより、ＮＶ表示が行われる。

図２は、図１の車両用表示装置による表示例を説明する外観図を示し、車両１のダッシュボード上方に位置する被投影部材としてのウインドシールド２には、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の画面サイズの切り換えに応じて、表示サイズの小さい通常表示（すなわち、ＨＵＤ表示）３Ａまたは通常表示３Ａより大きい夜用表示（すなわち、ＮＶ表示）３Ｂが虚像１０として形成される。

通常表示（ＨＵＤ表示）３Ａは、図３（Ａ）に示すように、たとえば車両の速度表示であり、昼間は、外光（太陽光、または太陽光による路面もしくは雪面などからの反射光）を背景輝度としてもその表示が確認できる程度の高い表示輝度が要求される。通常表示３Ａは、夜間は、表示サイズを変えずに減光して（すなわち、昼用表示より表示輝度を低くして）表示しても良い。

一方、夜用表示（ＮＶ表示）３Ｂは、図３（Ｂ）に示すように、たとえば暗視カメラによるバックモニタ画像や前方画像等の表示内容に応じて、昼用表示３Ａより表示サイズの大きい大型表示とすることができる。

以下、通常表示（ＨＵＤ表示）と夜用表示（ＮＶ表示）の詳細について説明する。

図４は、通常表示（ＨＵＤ表示）の場合の車両用表示装置の状態を説明する図である。昼間は、白濁液晶板５の駆動をオンして透明状態にし、基板８に実装された光源６の光を透過させ、ＴＦＴ型ＬＣＤ４に背面から照射して高輝度で表示する。この場合、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の表示画面４ａの表示エリアＤＡ（点線内）は、図２および図３（Ａ）に示す通常表示３Ａのサイズとなる。

なお、図４において、夜間は、表示サイズを通常表示３Ａのサイズのままとし、光源６を減光して（すなわち、昼用表示より表示輝度を低くして）、ＴＦＴ型ＬＣＤ４に背面から照射して昼間より低輝度で表示しても良い。

次に、図５は、夜用表示（ＮＶ表示）の場合の車両用表示装置の状態を説明する図である。この場合は、白濁液晶板５の駆動をオフにして不透明状態にし、光源６からの光を白濁液晶板５で拡散させ、ＴＦＴ型ＬＣＤ４に背面から照射して低輝度で表示する。この場合、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の表示画面４ａの表示エリアＤＡ（点線内）は、通常表示３Ａのサイズより大きい図３（Ｂ）に示す夜用表示３Ｂのサイズとなる。

次に、図６は、図４および図５に示した通常表示（ＨＵＤ表示）および夜用表示（ＮＶ表示）の場合のコントローラ７による制御を説明する図である。

図６（Ａ）は、図４の通常表示（ＨＵＤ表示）の昼用の場合に対応している。コントローラ７は、ＨＵＤスイッチのオンおよび夜専用表示スイッチ７ｂのオフに応じて、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の駆動をオンにし、表示画面４ａの表示エリアＤＡを図２および図３（Ａ）に示す通常表示３Ａのサイズとなるように制御する。また、コントローラ７は、光源６を高輝度で点灯させると共に、白濁液晶板５の駆動をオンして透明状態にする。それにより、光源６からの発光は、透明な白濁液晶板５を透過してＴＦＴ型ＬＣＤ４の表示エリアＤＡを背面から照射して高輝度で表示する。

次に、図６（Ｂ）は、図４における夜用の場合に対応している。この場合は、図６（Ａ）と同様であるが、コントローラ７は、夜間に使用されるスイッチ、たとえばフロントライトスイッチ（図示しない）のオンに応じて、光源６を昼より減光させるように制御することができる。

次に、図６（Ｃ）は、図５の夜用表示（ＮＶ表示）に対応している。コントローラ７は、ＨＵＤスイッチのオンまたはオフの状態にかかわらず、夜専用表示スイッチ７ｂのオンに応じて、ＴＦＴ型ＬＣＤ４の駆動をオンにし、表示画面４ａの表示エリアＤＡを図２および図３（Ｂ）に示す夜用表示３Ｂのサイズとなるように制御する。また、コントローラ７は、光源６を図６（Ａ）の場合より低輝度で点灯させると共に、白濁液晶板５の駆動をオフして不透明状態にする。それにより、光源６からの発光は、不透明な白濁状態となった白濁液晶板５を透過して広く拡散し、大きなサイズとなったＴＦＴ型ＬＣＤ４の表示エリアＤＡを背面から照射して低輝度で表示する。

次に、図７は、コントローラ７におけるＣＰＵが実行する表示制御処理を示すフローチャートである。まず、ＨＵＤスイッチ７ａのオン／オフが判定され（ステップＳ１）、オフになっていると判定されれば、ステップＳ２に進み、オンになっていると判定されれば、ステップＳ３に進む。

ステップＳ２で、夜専用表示スイッチ７ｂのオン／オフが判定され、オフになっていると判定されれば、ステップＳ９に進み、ＴＦＴ型ＬＣＤ４、白濁液晶板５および光源６は全てオフとされ、次いで処理を終了する。また、ステップＳ２で、オンになっていると判定されれば、ステップＳ６に進む。

ステップＳ３で、通常表示（ＨＵＤ表示）が行われる。すなわち、ＴＦＴ型ＬＣＤ４は通常表示３Ａのサイズとなるように駆動オンされ、また、光源６は、高輝度で点灯され、さらに、白濁液晶板５は駆動オンされて透明状態となり、通常表示３Ａのサイズに合わせたサイズの照明が行われる。

次に、ＨＵＤスイッチ７ａのオン／オフが判定され（ステップＳ４）、オフになっていると判定されれば、ステップＳ９に進み、オンになっていると判定されれば、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５で、夜専用表示スイッチ７ｂのオン／オフが判定され、オフになっていると判定されれば、ステップＳ３に戻り、オンになっていると判定されれば、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６で、夜用表示（ＮＶ表示）が行われる。すなわち、ＴＦＴ型ＬＣＤ４は夜用表示３Ｂのサイズとなるように駆動オンされ、また、光源６は、低輝度で点灯され、さらに、白濁液晶板５は駆動オフされて不透明な白濁状態となり、夜用表示３Ｂのサイズに合わせたサイズの照明が行われる。

次に、夜専用表示スイッチ７ｂのオン／オフが判定され（ステップＳ７）、オフになっていると判定されれば、ステップＳ９に進み、オンになっていると判定されれば、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８で、ＨＵＤスイッチ７ａのオン／オフが判定され、オフになっていると判定されれば、ステップＳ９に進み、オンになっていると判定されれば、ステップＳ３に戻る。

以上説明したように、通常表示（ＨＵＤ表示）の際には、光源６の光束面積は、図４に示すように、通常表示３Ａのサイズにされた表示エリアＤＡに合わせている。これは、通常（昼用）表示の高輝度を出すためには、高輝度の光源が必要であり、光源の発熱量や消費電力、小型化等を考慮すると、最小限の面積としたいためである。

一方、夜用表示（ＮＶ表示）の際には、大型画面に切り換えるために、光源６の光束を拡散させる必要がある。そのために、拡散板を機械的に挿入する方法も考えられるが、このような機械構成を含むと、車両用表示装置の大型化、挿入のための駆動部の存在など複雑な構成となる可能性がある。よって、本発明では、光の透過／不透明（白濁）を切り換え制御できる白濁液晶板５を用いている。

以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。

たとえば、上述の最良の形態では、ＴＦＴ型ＬＣＤ４をバックライティングするのは、光源６と白濁液晶板５の組み合わせであるが、この組み合わせだけでは輝度ムラが発生する場合が考えられる。光源６と白濁液晶板５の距離を離すことができれば、輝度ムラを低減させることはできるが、車両条件やＨＵＤの小型化を目指すと、光源６と白濁液晶板５の距離には、制約（車両インパネ内部の他の部品との干渉など）が存在する場合がある。

そこで、他の実施例として図８に示すように、基板８上にメインとなる光源６の他に、夜専用表示スイッチ７ｂのオン時にコントローラ７により点灯制御される夜間専用光源９を、光源６の周囲に追加的に実装し、夜用表示（ＮＶ表示）の際の大型画面を実現する構成とすることも可能である。この夜間専用光源９は、夜間限定で使用されるため、メインとなる光源６ほどの輝度は必要としないので、光源６よりも小型化でき、コストおよび装置の大きさに影響を与える可能性が少ない。夜間専用光源９は、たとえばＬＥＤ（発光ダイオード）を使用することができる。

本発明による車両用表示装置の最良の形態を示す概略構成図である。 図１の車両用表示装置による表示例を説明する外観図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、通常表示（ＨＵＤ表示）および夜用表示（ＮＶ表示）の例を示す図である。 通常表示（ＨＵＤ表示）の場合の車両用表示装置の状態を説明する図である。 夜用表示（ＮＶ表示）の場合の車両用表示装置の状態を説明する図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、図４および図５に示した通常表示（ＨＵＤ表示）および夜用表示（ＮＶ表示）の場合のコントローラ７による制御を説明する図である。 コントローラにおけるＣＰＵが実行する表示制御処理を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例を示す概略構成図である。

符号の説明

４ ＴＦＴ型ＬＣＤ
５ 白濁液晶板（照明サイズ変更手段）
６ 光源（第１の光源）
７ コントローラ（表示画面サイズ変更手段の一部）
７ａ ＨＵＤスイッチ
７ｂ 夜専用表示スイッチ（表示画面サイズ変更手段の一部）
９ 夜専用光源（第２の光源）

Claims (2)

1. 車両のダッシュボード内に配置され、照明手段で照明されたＬＣＤの表示画面に表示される車両用情報を、前記ダッシュボード外に配置された被投影部材上に投影させることにより、前記車両の前方視界中に前記車両用情報の虚像を結像させる車両用表示装置であって、
   上記ＬＣＤの表示画面サイズを変更する表示画面サイズ変更手段と、
   上記表示画面サイズ変更手段と連動して、上記照明手段の照明サイズを変更後の表示画面サイズに合うように変更する照明サイズ変更手段とを含み、
   前記照明手段は第１の光源を含み、
   前記照明サイズ変更手段は、前記ＬＣＤの背面側と前記第１の光源の間に配置され、照明サイズ変更指示前は駆動オンかつ照明サイズ変更指示後は駆動オフとされる白濁液晶板からなる
   ことを特徴とする車両用表示装置。
2. 請求項１記載の車両用表示装置において、
   前記照明手段は、前記第１の光源の周囲に配置され、照明サイズ変更指示後に点灯される第２の光源をさらに含む
   ことを特徴とする車両用表示装置。

Images