JP2007065316A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
運転者の注意を喚起すべき警告情報を、早急に確実に運転者に認知させることができる車両用表示装置を提供することである。
【解決手段】
本発明の一態様における車両用表示装置１００は、運転者の前方視野内において、運転者が視認することができる位置に設けられ、警告情報を含む車両情報を表示する液晶パネル１０１を備える車両用表示装置１００であって、液晶パネル１０１は、警告情報の右目用視差画像１１２と左目用視差画像１１３とを交互に合成表示し、液晶パネル１０１の視認側又は反視認側に配置され、右目用視差画像１１２と左目用視差画像１１３に対応した透過部１１４を有し、右目用視差画像１１２と左目用視差画像１１３とを分離する光変調素子１０２を備えるものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両情報を表示する車両用表示装置に関し、特に、立体表示可能な車両用表示装置に関する。

自動車のインスツルメントパネルなどの車両用表示装置は、ギアポジションや走行速度、エンジンの回転数、走行距離など様々な車両情報の表示を行う。一般的に車両用表示装置は、アナログ式のスピードメータやタコメータなどアナログ式の計器を備えている。近年、従来から用いられているアナログ式の計器に代わり、液晶表示装置を用いた車両用表示装置が開発されている。液晶表示装置を用いた車両用表示装置では、様々な車両情報を液晶表示装置の表示画面上に全て表示している。

このような車両用表示装置において表示される車両情報の中には、運転者の注意を喚起するべき警告情報も含まれる。例えば、ガソリン残量が少量になった場合、エンジンの冷却水の温度が上昇しすぎた場合など、運転に支障が出るような緊急を要する場合には、運転者は早急に何らかの対応をしなくてはならない。このため、運転者にこれらの警告情報を早急に確実に知らせる必要がある。

しかしながら、液晶表示装置の表示画面はフラットであるため、表示に奥行きがなく、平坦な表示しか行うことができない。したがって、運転者の注意を喚起すべき警告情報を強調して表示することができず、運転者に早急にこれらの警告情報を認知させることが難しいという問題があった。

また、汎用の表示装置においては、パララックスバリアを用い立体画像を表示する液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、運転者に対して車両情報を表示する車両用表示装置に適用するという示唆はない。
特開２００５−１１００２２号公報

本発明はこのような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、運転者の注意を喚起すべき警告情報を、早急に確実に運転者に認知させることができる車両用表示装置を提供することである。

本発明の第１の態様にかかる車両用表示装置は、運転者の前方視野内において、運転者が視認することができる位置に設けられ、警告情報を含む車両情報を表示する表示パネルを備える車両用表示装置であって、前記表示パネルは、前記警告情報の右目用視差画像と左目用視差画像とを交互に合成表示し、前記表示パネルの視認側又は反視認側に配置され、前記右目用視差画像と左目用視差画像に対応した開口部を有し、前記右目用視差画像と前記左目用視差画像とを分離する光変調素子を備えるものである。これにより、警告情報を立体表示することができ、警告情報を運転者に対し早急に確実に認知させることができる。

本発明の第２の態様にかかる車両用表示装置は、上記の車両用表示装置において、前記光変調素子は、前記表示パネルの警告情報表示領域に形成されるスリットであるものである。これにより、警告情報表示領域以外の表示領域の表示特性の劣化を防止することが可能である。

本発明の第３の態様にかかる車両用表示装置は、上記の車両用表示装置において、前記光変調素子は、前記表示パネルの表示領域全面に形成されるスリットであるものである。これにより、コストの低減を図ることが可能である。

本発明の第４の態様にかかる車両用表示装置は、上記の車両用表示装置において、前記光変調素子は液晶素子であり、前記光変調素子を電気的に制御することにより、前記開口部を形成／消失することができるものである。これにより、警告情報を表示するときには開口部を形成し立体的に表示することができる。また、警告情報を表示しない場合には開口部を消失させ、表示特性の劣化を防止することができる。

本発明の第５の態様にかかる車両用表示装置は、上記の車両用表示装置において、前記表示パネルは液晶パネルであり、前記光変調素子と前記表示パネルとの間に偏光板を有し、前記偏光板は前記光変調素子と前記表示パネルに共用されているものである。これにより、偏光板による光の利用効率の低下を抑制することができる。

本発明によれば、運転者の注意を喚起すべき警告情報を、早急に確実に運転者に認知させることができる車両用表示装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施の形態に限定されるものではない。ここでは、実施の形態にかかる車両用表示装置を自動車のインスツルメントパネルに適用した場合を例として説明する。

図１は、本実施の形態にかかる車両用表示装置１００の搭載状態を示す図である。車両用表示装置１００は、自動車内の運転者の前方視野内において、運転者が視認することができる位置に設けられる。車両用表示装置１００は、ギアポジションや走行速度、エンジンの回転数、走行距離など様々な車両情報の表示を行う。

また、これらの車両情報の中には、運転者の注意を喚起するべき警告情報も含まれる。警告情報は、例えば、ガソリン残量が少量になった場合、エンジンの冷却水の温度が上昇しすぎた場合、ライトの電球が切れた場合など、運転に支障が出るため運転者に早急に確実に知らせるべき情報のほか、速度が出すぎた場合、曲がる方向を示す場合など運転者に注意を促す情報などである。本実施の形態においては、この警告情報の表示を行うときには立体表示を行い、警告情報を除く他の車両情報の表示を行うときには通常の平面表示を行う。

本実施の形態にかかる車両用表示装置１００は、この警告情報を立体表示することが可能な構成を有している。以下、車両用表示装置１００の構成について図２を参照して説明する。図２は、本実施の形態にかかる車両用表示装置１００の構成の一例を示す図である。

本実施の形態にかかる車両用表示装置１００は、パララックスバリア法を用い、立体表示可能な構成を有している。ここでは、画像を表示する表示体として、液晶パネルを用いた例について説明する。図２に示すように、本実施の形態にかかる車両用表示装置１００は、液晶パネル１０１、光変調素子１０２、バックライト１０３を備えている。液晶パネル１０１の反視認側には光変調素子１０２が配置され、光変調素子１０２の反視認側にはバックライト１０３が配置される。

液晶パネル１０１は、上記の様々な車両情報の表示を行う。また、上記の警告情報の表示を行う場合には、液晶パネル１０１は右目用視差画像と左目用視差画像とを交互に合成して表示する。液晶パネル１０１は、図示しないシール材を介して固着された一対の基板１０４間に液晶１０５を封入した構成を有している。一方の基板１０４には、複数の走査電極（不図示）が行方向に一定間隔を隔てて形成されている。また、他方の基板１０４には走査電極と交差するように複数の信号電極（不図示）が列方向に一定間隔を隔てて形成されている。走査電極と信号電極との交差部が単位画素に対応する。走査電極及び信号電極は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電性薄膜から形成されている。

信号電極が形成された基板には、単位画素に対応する位置にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかに着色された着色層をストライプ状に配置したカラーフィルタ１０６が設けられる。１つの画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの単位画素から構成される。Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の着色層の間には、ＢＭ（Black Matrix）が設けられる。

本実施の形態においては、上記の警告情報の表示を行う場合には、液晶パネル１０１は、右目用視差画像と左目用視差画像をそれぞれカラーフィルタ１０６の単位画素と略同一幅の単位画片に分割し、右目用視差画像の単位画片と左目用視差画像の単位画片とが交互に配置されるように合成した画像を表示する。すなわち、液晶パネル１０１は、１単位画素と略同一幅の右目用視差画像と左目用視差画像とを交互にストライプ状に表示する。

また、一対の基板１０４の対向する面にはそれぞれ所定の方向に配向された配向膜（不図示）が設けられている。これら両基板１０４に挟持された液晶１０５は、配向膜によって所定の方向に配向する。それぞれの基板１０４の外側表面には、位相差板１０７、偏光板１０８がそれぞれ貼着される。

液晶パネル１０１の反視認側には、光変調素子１０２が配置されている。光変調素子１０２は、液晶パネル１０１が表示する右目用視差画像と左目用視差画像とを分離する。なお、光変調素子１０２を液晶パネル１０１の視認側に配置してもよい。

光変調素子１０２としては、液晶素子を用いることができる。図２に示すように、本実施の形態にかかる光変調素子１０２は液晶パネル１０１と略同様の構成を有している。光変調素子１０２は、図示しないシール材を介して固着された一対の基板１０９間に液晶１１０を封入した構成を有している。基板１０９には、複数の電極（不図示）が行方向に一定間隔を隔てて形成されており、また、他方の基板１０９には複数の電極（不図示）が列方向に一定間隔を隔てて形成されている。これらの電極は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電性薄膜から形成されている。

また、一対の基板１０９の対向する面にはそれぞれ所定の方向に配向された配向膜（不図示）が設けられている。これら両基板１０９に挟持された液晶１１０は、配向膜によって所定の方向に配向する。

また、この光変調素子１０２においても、液晶パネル１０１と同様に、その視認側及び反視認側基板１０９の双方に偏光板を設ける必要がある。しかし、図２に示すように、本実施形態においては、バックライト１０３側の基板１０９の外側表面には偏光板１１１を設け、液晶パネル１０１側の基板１０９には偏光板を設けない。すなわち、液晶パネル１０１の反視認側に設けた偏光板１０８を光変調素子１０２の視認側に設けるべき偏光板と共用するようにしている。このような構成とすることによって、液晶パネル１０１と光変調素子１０２との間に、重複して２枚の偏光板を設けておらず、偏光板の数を減らすことができる。これによって、偏光板の吸光による透過率低下を抑制し、光の利用効率を向上させることができる。

このような構成を有する光変調素子１０２への電圧の印加／不印加を制御することによって、光変調素子１０２の透過部及び遮光部を選択的に形成・消失させることが可能である。この透過部が、請求項に記載した開口部に相当する。図３に、光変調素子１０２を用いてスリットを形成したときの構成を示す。光変調素子１０２に、液晶パネル１０１が表示する警告情報の右目用視差画像１１２、左目用視差画像１１３に対応して、透過部１１４及び遮光部１１５を形成する。これにより、透過部１１４と遮光部１１５とを交互に配置したスリット（パララックスバリア）を形成することができる。

一般的に知られているパララックスバリア法により、本実施の形態にかかる車両用表示装置１００立体画像視認距離（液晶パネル１０１と運転者の眼との間の距離）Ｄは、以下のように算出される。図３に示すように、運転者の眼間距離をＥ、液晶パネル１０１に表示される右目用視差画像１１２と左目用視差画像１１３のピッチをＰ、液晶パネル１０１と光変調素子１０２との間の距離をＧとすると、立体画像視認距離Ｄは以下のようになる。
Ｄ＝Ｇ×（Ｅ／Ｐ−１）
実際には、屈折率差が異なることによる補正が行われる。したがって、上記の関係に基づいて、液晶パネル１０１及び光変調素子１０２を配置することができる。

上記の関係に基づいて配置した車両用表示装置１００の表示を運転者が視認すると、この光変調素子１０２の１つの透過部１１４において、運転者の右目からは右目用視差画像のみが見え、左目用視差画像は遮光部１１５に隠れて視認できない。一方、運転者の左目からは左目用視差画像１１３のみが見え、右目用視差画像１１２は視認できない。これにより、運転者は立体画像を視認することができる。

また、光変調素子１０２の透過部及び遮光部を消失させることにより、スリットによる表示特性の劣化防止した平面表示を行うことができる。すなわち、光変調素子１０２への電圧の印加／不印加を制御することによって、２次元画像と３次元画像とを切り換えて表示することができる。

ところで、光変調素子１０２のそれぞれの透過部１１４は、左右の目が見るべき画素からの光を透過し、遮光部１１５は隠れるべき画素からの光を遮っていればよいので、それぞれが離れていてもよい。

なお、光変調素子１０２としては、例えば、ガラス基板上に黒色樹脂などで遮光部が印刷された固定スリットを用いることも可能である。この場合、警告情報表示領域のみに選択的に固定スリットを設け、他の車両情報表示領域には固定スリットを設けない構成とすることができる。これにより、警告情報表示領域以外の車両情報表示領域のスリットによる表示特性の劣化を防止することができる。また、警告情報表示領域を含む全ての表示領域全体に固定スリットを形成してもよい。これにより、部分的に固定スリットを形成する場合と比較すると、コストを低減させることができる。

光変調素子１０２の反視認側にはバックライト１０３が配置されている。バックライト１０３は、液晶パネル１０１の反視認側から液晶パネル１０１に対して面状光を照射する。バックライト１０３としては、例えば、光源、導光板、プリズムシートなどの各種の光学部材を備えた一般的な構成のものを用いる。

ここで、上記の車両用表示装置１００を用いて車両情報の表示を行う場合について図４及び図５を参照して説明する。図４、車両用表示装置１００を用いて通常の車両情報を表示したときの表示例を示す図である。図５、車両用表示装置１００を用いて警告情報を立体表示したときの表示例を示す図である。

図４に示すように、通常車両用表示装置１００には、その中央にギアポジションを示すギアポジション表示部１１６が設けられ、その左側にはスピードメータ１１７が、右側にはタコメータ１１８が設けられる。また、タコメータ１１８の右側には、フューエルメータ１１９が設けられる。また、スピードメータ１１７及びタコメータ１１８の上方には、方向指示部１２０が設けられる。なお、ここでは図示していないが、一般的なインスツルメントパネルと同様に、水温計やバッテリーチャージインジケータ、サイドブレーキインジケータ、エンジンオイルインジケータなども設けられる。これらは、全て平面表示される。

運転者が左方向に曲がるときに左にウインカーを出した場合、運転者の注意を喚起するため、車両用表示装置１００は左にウインカーを出したという情報を警告情報として立体表示を行う。図５に示すように、左向きの方向指示部１２０が立体表示され点滅するとともに、タコメータ１１８の代わりに、左折れの矢印１２１が立体表示される。したがって、ここでは、左向きの方向指示部１２０及び左折れの矢印１２１部分が警告情報表示領域となる。

すなわち、液晶パネル１０１は、左向きの方向指示部１２０及び左折れの矢印１２１の部分に左右の視差画像を表示する。そして、光変調素子１０２は、この左向きの方向指示部１２０及び左折れの矢印１２１の部分の左右の視差画像に対応して、透過部１１４及び遮光部１１５を形成する。これにより、運転者は左向きの方向指示部１２０及び左折れの矢印１２１を立体視することができ、警告情報を確実に認知することができる。なお、ここでは、スピードメータ１１７及びフューエルメータ１１９は平面表示となっている。このように、運転者の注意を喚起すべき警告情報を立体表示することにより、運転者に早急に確実にこの情報を認知させることができる。

上記の説明では、警告情報のみを立体表示させる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、スピードメータ１１７やタコメータ１１８の枠や針などを立体表示して、見栄えのよい斬新な視認性を提供することもできる。また、渋滞情報や安全運転を促す文字や数字からなるメッセージを立体表示して、運転者に情報を提供してもよい。

なお、液晶パネル１０１の駆動方式としては、ＳＴＮ液晶パネルに代表されるパッシブマトリクス方式、ＴＦＴ液晶パネルに代表されるアクティブマトリクス方式などどのような方式であってもよい。また、液晶パネル１０１、バックライト１０３の代わりに発光型の表示パネルであるＰＤＰパネルや有機ＥＬパネルを用いることも可能である。

また、上記の実施の形態では、液晶パネル１０１としてフルドット表示の液晶パネルを用いた例を示したが、セグメント表示のものであってもよい。ただし、この場合は固定表示となるため、光変調素子１０２も固定スリットでよい。

また、上記の説明では、左右の視差画像をストライプ状に表示する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、全ての行及び全ての列で、左右の視差画像を単位画素ごとに交互に表示することも可能である。この場合、左右の目が見るべき画素からの光を透過し、隠れるべき画素からの光を遮るように透過部及び遮光部を形成したスリットを設ければよい。

図４及び図５を用いた立体表示の例示においては、図４におけるタコメータ１１８の表示をなくして、図５のように矢印１２１を立体表示しているが、タコメータ１１８の表示をなくさずに、矢印１２１を重畳させてもよい。このとき、矢印１２１が存在するところのタコメータ１１８の表示を見ることができなくなるため、矢印１２１をメッシュ表示とし、背景が透けて見えるように表現してもよい。

また、本発明の車両用表示装置は、自動車のインスツルメントパネルに限らず、飛行機や電車などのインスツルメントパネルとして用いることも可能である。

実施の形態にかかる車両用表示装置の搭載状態を示す図である。 実施の形態にかかる車両用表示装置の構成の一例を示す図である。 実施の形態にかかる車両用表示装置において立体表示を行っている場合の構成を示す図である。 実施の形態にかかる車両用表示装置の表示例を示す図である。 実施の形態にかかる車両用表示装置の表示例を示す図である。

符号の説明

１００ 車両用液晶表示装置
１０１ 液晶パネル
１０２ 光変調素子
１０３ バックライト
１０４ 基板
１０５ 液晶
１０６ カラーフィルタ
１０７ 位相差板
１０８ 偏光板
１０９ 基板
１１０ 液晶
１１１ 偏光板
１１２ 右目用視差画像
１１３ 左目用視差画像
１１４ 透過部
１１５ 遮光部
１１６ ギアポジション表示部
１１７ スピードメータ
１１８ タコメータ
１１９ フューエルメータ
１２０ 方向指示部
１２１ 矢印

Claims (5)

1. 運転者の前方視野内において、運転者が視認することができる位置に設けられ、警告情報を含む車両情報を表示する表示パネルを備える車両用表示装置であって、
   前記表示パネルは、前記警告情報の右目用視差画像と左目用視差画像とを交互に合成表示し、
   前記表示パネルの視認側又は反視認側に配置され、前記右目用視差画像と左目用視差画像に対応した開口部を有し、前記右目用視差画像と前記左目用視差画像とを分離する光変調素子を備える車両用表示装置。
2. 前記光変調素子は、前記表示パネルの警告情報表示領域に形成されるスリットである請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記光変調素子は前記表示パネルの表示領域全面に形成されるスリットである請求項１に記載の車両用表示装置。
4. 前記光変調素子は液晶素子であり、
   前記光変調素子を電気的に制御することにより、前記開口部を形成／消失することができる請求項１に記載の車両用表示装置。
5. 前記表示パネルは、液晶パネルであり、
   前記光変調素子と前記表示パネルとの間に偏光板を有し、
   前記偏光板は、前記光変調素子と前記表示パネルに共用されている請求項４に記載の車両用表示装置。

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