JP2007225572A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト低減を達成し得る車両用表示装置を提供する。
【解決手段】指針式表示像（第１の表示像）Ｒｉを観察者Ｐに直接表示する第１の表示手段１と、デジタル表示像（第２の表示像）Ｖｉを平面ミラー（反射部材）２７を介して観察者Ｐに投影表示する第２の表示手段２と、第１の表示手段１の観察者Ｐに面する側とは反対側に配置される回路基板１４とを備えており、第１の表示手段１と第２の表示手段２の双方が回路基板１４に電気接続される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のダッシュボードに搭載され、観察者（主にドライバー）に表示像として各種情報を表示する車両用表示装置に関するもので、特に表示像を観察者に直接表示するタイプの表示手段と、表示像を反射部材を介して観察者に投影表示するタイプの表示手段とを組み込んでなる車両用表示装置に係わる。

この種の車両用表示装置として、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この車両用表示装置は、表示像として指針式のアナログ表示像を観察者に直接表示するアナログ表示器（表示手段）と、表示像としてナビゲーション表示像を形成する液晶表示器（表示素子）とこの液晶表示器の表示像を観察者に投影表示する反射部材とを有する投影式表示器（表示手段）とを備えている。アナログ表示器はその背後にアナログ表示器自体を動作させるための回路基板を有し、この回路基板の背後であって回路基板とは離間した投影領域内に液晶表示器が配置され、この液晶表示器の表示像の出力側であって観察者に対面する位置に液晶表示器の表示像を観察者に投影する反射部材が配置されている。
特開平１１−１１８５２９号公報（図３）

しかしながら上記特許文献１では、アナログ表示器と投影式表示器（液晶表示器）とは、電気的にも機械的にも分離、独立した状態で配置される構成となっている。このため、両表示器を作動させるにあたり、別個の回路基板が必要となり、コスト高になりやすいという問題を有している。
本発明はこの点に着目してなされたもので、その主な目的は、コスト低減を達成し得る車両用表示装置を提供することにある。

本発明は、前述した課題を解決するため、第１の表示像を観察者に直接表示する第１の表示手段と、第２の表示像を反射部材を介して前記観察者に投影表示する第２の表示手段と、前記第１の表示手段の前記観察者に面する側とは反対側に配置される回路基板とを備え、前記第１の表示手段と前記第２の表示手段の双方が前記回路基板に電気接続されることを特徴とする。

また本発明は、前記回路基板の前記観察者側を向く第１の面とは反対側となる第２の面に前記第２の表示手段が配置されることを特徴とする。

また本発明は、前記第１の表示手段が表示部とこの表示部を作動させる駆動部とを有し、前記表示部は前記回路基板の第１の面側に配置され、前記駆動部は前記回路基板の前記第２の面側に前記第２の表示手段と重ならないように配置されることを特徴とする。

また本発明は、前記第１の表示手段と前記第２の表示手段の少なくとも一方が光源からの光を受けて発光する受光形の表示手段でなり、前記光源が前記回路基板に搭載されることを特徴とする。

また本発明は、前記第２の表示手段が前記第２の表示像を形成する表示素子を有し、この表示素子の表示面が前記回路基板の前記第２の面に対して鉛直方向に向けられることを特徴とする。

また本発明は、前記第２の表示手段が前記反射部材に至る光路上に前記第２の表示像を拡大する光学素子を有することを特徴とする。

また本発明は、前記第２の表示手段が少なくとも前記第２の表示像を形成する表示素子と前記反射部材とを位置決め保持する支持部材を有することを特徴とする。

本発明によれば、コスト低減を達成することが可能な車両用表示装置を提供することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明を適用した車両用表示装置の実施形態を説明する。

図１から図３は、本発明の第１の実施形態を示す。図１は車両用表示装置の正面図、図２は、図１のＡ−Ａに沿った概略断面図、図３は図２中、２点鎖線により囲まれた領域の拡大断面図である。

本実施形態による車両用表示装置は、例えば自動車のダッシュボードに搭載されるコンビネーションメータからなるもので、図１、図２に示すように、第１の表示手段１と、第２の表示手段２と、これら第１，第２の表示手段の所要部を露出させ、所要部以外は遮蔽するバイザー３と、このバイザー３の前方を覆う透視カバー４と、第１，第２の表示手段の背後を覆う背面カバー５とを備えている。なお車両に搭載された際、第１の表示手段１はハンドル内の空間部を通じて観察者Ｐ（ドライバー）に対面するように配置され、第２の表示手段２は、後述する反射部材がハンドル上部に位置するように配置される。

図３にて詳しく示すように、第１の表示手段１は、表示部１１と、駆動部１２と、フレーム体１３と、回路基板１４とで構成されている。

表示部１１は、その主要部が透明な合成樹脂材料からなる指針１５と、この指針１５に対応した目盛や数字等の指標部１６（図１では目盛のみ示す）が印刷等の手段により形成された表示板１７とで構成され、指針１５は表示板１７の貫通孔を介して駆動部１２に連結されている。

駆動部１２は、例えばステッピングモータからなるもので、回路基板１４の背面側（後述する第２の面側）に本体部が位置し、この本体部から突出する駆動軸１８は回路基板１４を貫通して前面側（後述する第１の面側）に延び、指針１５に連結されている。

また駆動部１２は、計測信号に応じて駆動軸１８を回転させ、これにより指針１５が表示板１７上の指標部１６を指示するようになっている。

指針１５と表示板１７とで構成される指針式表示像（第１の表示像）Ｒｉは、透視カバー４を通じて観察者Ｐに直接表示される。なお本例の場合、第１の表示手段１は、図１に示すように横方向に３つ設けられているが、これら第１の表示手段１の構造は、全て共通であるので、中央に位置する第１の表示手段１を代表例としてその詳細構造を説明する。ちなみに中央に位置する第１の表示手段１は、エンジン回転数を指針式表示し、左側の第１の表示手段１は燃料残量を指針式表示し、右側の第１の表示手段１は冷却水の温度を指針式表示するものであるが、任意の物理量を表示することができる。

フレーム体１３は、例えば白色の合成樹脂からなるもので、表示板１７と回路基板１４とのそれぞれを支持する剛体からなると共に指針１５と表示板１７を照明する際の照明室や反射体としても機能する。

回路基板１４は、例えばガラスエポキシ系材料からなる一枚の硬質回路基板であり、その表裏面に形成された回路パターンには、駆動部１２の他、指針１５と表示板１７とを照明する例えば発光ダイオードからなる第１の光源Ｌ１、第２の表示手段２の後述する表示素子を照明する例えば発光ダイオードからなる第２の光源Ｌ２、駆動部１２及び前記表示素子及び第１，第２の光源Ｌ１，Ｌ２を駆動制御する図示しない制御回路素子（例えば駆動部１２、前記表示素子、第１，第２の光源Ｌ１，Ｌ２のそれぞれを所定の制御プログラムに基づいて制御するマイクロコンピュータ）、それ以外の各種回路素子のそれぞれが半田付け等の手段により電気接続されている。なお回路基板１４は少なくとも駆動部１２と前記表示素子とを電気的に制御する機能を有していればよく、前記制御回路素子は例えば駆動部１２用と前記表示素子用とで複数あってもよい。

第１の光源Ｌ１は、回路基板１４の観察者Ｐ側を向く第１の面Ｆｓ側であって、指針１５用及び表示板１７用にそれぞれ設けられた照明室内に位置するように実装され、指針１５と表示板１７を照明する。

第２の表示手段２は、表示素子２１と、この表示素子２１に第２の光源Ｌ２からの光を導く導光体２２と、この導光体２２の背面に配置される反射板２３と、表示素子２１を回路基板１４に電気接続するためのフラットケーブル（ＦＰＣ）２４及びコネクタ２５と、所定距離を隔てて表示素子２１の表示面に対向配置される拡大レンズ（光学素子）２６と、この拡大レンズ２６に対向すると共に観察者Ｐの視線方向にも対向する平面ミラー（反射部材）２７と、この反射部材２７をはじめ、拡大レンズ２６、表示素子２１、導光体２２、反射板２３のそれぞれを位置決め保持するケース体（支持部材）２８とで構成されている。

表示素子２１は、例えば液晶パネルからなるもので、本例では走行速度を示すデジタル表示像（第２の表示像）Ｖｉを形成する。この場合、表示素子２１は、その表示面が回路基板１４の背面側（第１の面Ｆｓとは反対側）となる第２の面Ｓｓに対して鉛直方向に向くようにケース体２８にて保持されている。またこの場合、表示素子２１、ケース体２８、コネクタ２５のそれぞれは、第１の表示手段１の駆動部２１と回路基板１４の厚み方向において重ならないように第２の面Ｓｓ側に配置されている。

導光体２２と反射板２３は、表示素子２１の背面に沿うようにケース体２８に保持され、導光体２２はその端部が回路基板１４の第２の面Ｓｓに搭載された第２の光源Ｌ２に対向している。そして第２の光源Ｌ２が点灯すると、その光を表示素子２１に導いてバックライト照明するようになっている。

フラットケーブル（ＦＰＣ）２４は、コネクタ２５を介して表示素子２１と回路基板１４とを電気接続する接続部品として機能するもので、コネクタ２５と共にケース体２８から露出する構成となるため、背面カバー５によって覆われている。なお本実施形態では図示していないが、このフラットケーブル（ＦＰＣ）２４または表示素子２１上に、回路基板１４に搭載された前記制御回路素子からの信号に基づいて表示素子２１を駆動する駆動素子（駆動ＩＣ）を実装してもよい。また表示素子２１の回路基板１４に対する電気接続は、導通ピンの半田付けにより行うようにし、フラットケーブル（ＦＰＣ）２４やコネクタ２５を廃止してもよい。

拡大レンズ２６は、凸レンズであり、表示素子２１にて形成されたデジタル表示像Ｖｉが通過することでデジタル表示像Ｖｉが拡大されて平面ミラー２７に到達するようになっている。この拡大レンズ２６は、その厚み方向とは直交する軸線が表示素子２１の表示面と平行になるようにケース体２８に位置決め保持されている。

平面ミラー２７は、拡大レンズ２６の前記軸線に対して略４５度傾くように、ケース体２８に位置決め保持され、拡大レンズ２６によって拡大されたデジタル表示像Ｖｉを観察者Ｐ側に反射する。

ケース体２８は、図３中、左側に位置する半体２８ａと右側に位置する半体２８ｂとに２分割形成され、これら各半体どうしで、各部品を挟み込むように固定する。

従って、本実施形態の車両用表示装置によれば、図１に示すように、観察者Ｐは、透視カバー４を通じて第１の表示手段１の指針式表示像Ｒｉを直接視認することができ、一方平面ミラー２７を通じて第２の表示手段２のデジタル表示像Ｖｉを、指針式表示像Ｒｉよりも奥まった位置に存在する虚像として視認することができる。

バイザー３は、例えば黒色等の合成樹脂部材からなり、第１，第２の表示手段１，２相互の接合部分や各表示手段１，２における不要部（観察者Ｐに視認させたくない部分）を隠蔽し、所要部（指針式表示像Ｒｉの投影領域及び指針式表示像Ｒｉの表示領域）を透視可能とするもので、第１，第２の表示手段１，２相互の共用部品となるように単一部材として設けられている。このようにバイザー３を共用部品としたことにより、コスト低減を可能としている。

透視カバー４は、例えば無色透明な合成樹脂部材からなり、バイザー３を含んで観察者Ｐが対面する全ての領域を覆っている。この透視カバー４もバイザー３と同じく、第１，第２の表示手段１，２相互の共用部品となるように単一部材として設けられており、これにより、コスト低減を可能としている。

背面カバー５は、適宜合成樹脂材料からなり、第１の表示手段１の一部（駆動部１２）と、回路基板１４の第２の面Ｓｓの部分領域と、第２の表示手段２の一部（フラットケーブル２４及びコネクタ２５）を覆うようになっている。この背面カバー５も透視カバー４やバイザー３と同じく、第１，第２の表示手段１，２相互の共用部品となるように単一部材として設けられており、これにより、コスト低減を可能としている。

以上の通り、本実施形態によれば、指針式表示像（第１の表示像）Ｒｉを観察者Ｐに直接表示する第１の表示手段１と、デジタル表示像（第２の表示像）Ｖｉを平面ミラー（反射部材）２７を介して観察者Ｐに投影表示する第２の表示手段２と、第１の表示手段１の観察者Ｐに面する側とは反対側に配置される回路基板１４とを備えており、第１の表示手段１と第２の表示手段２の双方が共通の回路基板１４に電気接続されることにより、第１の表示手段１と第２の表示手段２とで回路基板１４を共用できる。これにより、第１，第２の表示手段１，２毎に回路基板を用意する必要がなくなり、コスト低減を達成することができる。

また本実施形態では、回路基板１４の観察者Ｐ側を向く第１の面Ｆｓとは反対側となる第２の面Ｓｓに第２の表示手段２を配置したことにより、回路基板１４の第１の面Ｆｓには第１の表示手段１（具体的には表示部１１、フレーム体１３、第１の光源Ｌ１）を、第２の面Ｓｓ側には第２の表示手段２（具体的には表示素子２１、導光体２２、反射板２３、フラットケーブル２４、コネクタ２５、ケース体２８の一部、第２の光源Ｌ２）を分散配置できるため、スペースを有効活用でき、回路基板１４の大型化に伴う装置全体の大型化を抑制することができる。

また本実施形態は、第１の表示手段１が表示部１１とこの表示部１１を作動させる駆動部１２とを有し、表示部１１は回路基板１４の第１の面Ｆｓ側に配置され、駆動部１２は回路基板１４の第２の面Ｓｓ側に第２の表示手段２と回路基板１４の厚み方向に重ならないように配置されることににより、装置の薄型化を達成でき、また駆動部１２がデジタル表示像Ｖｉの投影光路上の障害物となることが防止できる。

また本実施形態は、第１の表示手段１と第２の表示手段２の双方が光源Ｌ１，Ｌ２からの光を受けて発光する受光形の表示手段でなり、光源Ｌ１，Ｌ２が回路基板１４に搭載されることにより、専用の光源基板が不要となり、コスト低減を達成することができる。
なお本実施形態では、表示手段１と第２の表示手段２とで共用化される回路基板１４を、第１の表示手段１と第２の表示手段２との双方の動作を制御する制御基板兼第１，第２の光源を搭載する光源基板としたが、共用回路基板の機能は任意であり、例えば回路基板１４を光源基板として共用化し、第１，第２の表示手段２を制御する制御基板は、別の回路基板とするか、あるいは回路基板１４を制御基板としてのみ共用化し、第１，第２の表示手段２を照明する（光源を搭載した）基板は別の回路基板とするか、あるいは適用される第１，第２の表示手段２のタイプや事情によって何れか一方側の制御基板（他方側の制御機能を持たない）として機能しながら他方側の光源基板（一方側の光源基板としての機能を持たない）として機能するようにしてもよい。

また本実施形態では、第２の表示手段２がデジタル表示像Ｖｉを形成する表示素子２１を有し、この表示素子２１の表示面が回路基板１４の第２の面Ｓｓに対して鉛直方向に向けられることにより、デジタル表示像Ｖｉの投影光路が回路基板１４の基板面に沿うことになる（平行になる）ので、装置の厚み寸法を小さくすることができる。

また本実施形態は、第２の表示手段２が平面ミラー２７に至る光路上にデジタル表示像Ｖｉを拡大する拡大レンズ２６を配置したことにより、拡大レンズ２６でデジタル表示像Ｖｉを拡大できる分、表示素子２１のサイズを小さくでき、コスト低減及び小型化を達成することができる。なお拡大レンズ２６としては、通常の凸レンズの他、フレネルレンズやレンチキュラーレンズを用いることもできる。なおデジタル表示像Ｖｉを拡大する光学素子としては、凹面ミラーを用いてもよいが、像の歪みやスペース効率を考えるとレンズが望ましい。

また本実施形態は、第２の表示手段２が表示素子２１、導光体２２、反射板２３、拡大レンズ２６、平面ミラー２７のそれぞれを位置決め保持するケース体２８を設けたことにより、第２の表示手段２をユニット化することができ、組み付け性を向上させることができる。加えて表示素子２１と光学部品（拡大レンズ２６、平面ミラー２７）とがケース体２８で位置決め保持されるため、光学系部品の位置ズレを抑制し、表示の歪みや変形を抑制することができる。

なお本実施形態では、デジタル表示像Ｖｉを図１中、指針式表示像Ｒｉの上側に表示する例を示したが、指針式表示像Ｒｉの下側や側方、あるいは第２の実施形態として後述するように指針式表示像Ｒｉの手前側（観察者Ｐ側）やの奥側（例えば表示板１７の背後）であってもよい。

但し、デジタル表示像Ｖｉを指針式表示像Ｒｉの手前側（観察者Ｐ側）やの奥側に表示する場合、指針式表示像Ｒｉとデジタル表示像Ｖｉとが観察者Ｐに対して（部分的に）重なることになるので、表示面積が小さくなり、表示可能な情報量に限界が生じてしまう。

従って、表示面積を確保したい場合は、デジタル表示像Ｖｉと指針式表示像Ｒｉとは表示位置を分離し、さらにこの際、回路基板１４の第２の面Ｓｓ側をデジタル表示像Ｖｉの投影光路の一部として活用して、指針式表示像Ｒｉとは分離した表示位置に表示すると、コンパクトでありながら、充分に長い投影光路長を確保することができ、デジタル表示像Ｖｉを遠方に表示するのに有利となる。

また第１，第２の表示手段１，２による表示像の内容は、任意であり、例えば第１の表示手段１として液晶表示素子や電界発光素子、蛍光表示管等の電子式表示素子を用いてもよいし、第２の表示手段として装飾意匠や装飾背景を形成する単純な発光器を用いてもよい。

図４は本発明の第２の実施形態を示す概略構成図であり、本実施形態では、第２の表示手段２の構成が前記実施形態と相違している。

すなわち、本実施形態による第２の表示手段２は、表示素子２１の表示面が回路基板１４の厚み方向を向くように配置され、デジタル表示像Ｖｉを最終的に観察者Ｐ側に投影する反射部材は、指針式表示像Ｒｉを観察者Ｐ側に透過し、デジタル表示像Ｖｉを観察者Ｐ側に反射する透過形反射パネル２７０（例えばスモークパネル）が採用され、この透過形反射パネル２７０は、第１の表示手段１の手前側を全体的に覆うように観察者Ｐに対して傾けて配置されている。

また表示素子２１から透過形反射パネル２７０に至る投影光路上には、第１〜第３の反射鏡（全てが平面ミラーからなる）２９ａ〜２９ｃが設けられ、これら第１〜第３の反射鏡２９ａ〜２９ｃを通じて表示素子２１のデジタル表示像Ｖｉを反射して透過形反射パネル２７０上に表示するようにしている。

以上のごとく構成される本実施形態によれば、デジタル表示像Ｖｉを反射する反射部材として透過形反射パネル２７０を用いたことにより、専用の透視カバーを廃止でき、コスト低減を達成することができる。

本発明の第１の実施形態による車両用表示装置の正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図２中、２点鎖線により囲まれた領域の拡大断面図。 本発明の第１の実施形態を示す概略構成図。

符号の説明

１ 第１の表示手段
２ 第２の表示手段
３ バイザー
４ 透視カバー
５ 背面カバー
１１ 表示部
１２ 駆動部
１３ フレーム体
１４ 回路基板
１５ 指針
１６ 指標部
１７ 表示板
１８ 駆動軸
２１ 表示素子
２２ 導光体
２３ 反射板
２４ フラットケーブル
２５ コネクタ
２６ 拡大レンズ（光学素子）
２７ 平面ミラー（反射部材）
２８ ケース体（支持部材）
２９ａ〜２９ｃ 第１〜第３の反射鏡
２７０ 透過形反射パネル
Ｆｓ 第１の面
Ｌ１ 第１の光源
Ｌ２ 第１の光源
Ｐ 観察者
Ｒｉ 指針式表示像（第１の表示像）
Ｓｓ 第２の面
Ｖｉ デジタル表示像（第２の表示像）

Claims (7)

1. 第１の表示像を観察者に直接表示する第１の表示手段と、
   第２の表示像を反射部材を介して前記観察者に投影表示する第２の表示手段と、
   前記第１の表示手段の前記観察者に面する側とは反対側に配置される回路基板とを備え、
   前記第１の表示手段と前記第２の表示手段の双方が前記回路基板に電気接続されることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記回路基板の前記観察者側を向く第１の面とは反対側となる第２の面に前記第２の表示手段が配置されることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
3. 前記第１の表示手段が表示部とこの表示部を作動させる駆動部とを有し、前記表示部は前記回路基板の第１の面側に配置され、前記駆動部は前記回路基板の前記第２の面側に前記第２の表示手段と重ならないように配置されることを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
4. 前記第１の表示手段と前記第２の表示手段の少なくとも一方が光源からの光を受けて発光する受光形の表示手段でなり、前記光源が前記回路基板に搭載されることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
5. 前記第２の表示手段が前記第２の表示像を形成する表示素子を有し、この表示素子の表示面が前記回路基板の前記第２の面に対して鉛直方向に向けられることを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
6. 前記第２の表示手段が前記反射部材に至る光路上に前記第２の表示像を拡大する光学素子を有することを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
7. 前記第２の表示手段が少なくとも前記第２の表示像を形成する表示素子と前記反射部材とを位置決め保持する支持部材を有することを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。

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