JP2010524752A - 自動車内用表示装置 - Google Patents

Abstract

自動車用表示装置
本発明は自動車用表示装置（１，20）に関連し、ディスプレイ（３，25）と、前記ディスプレイの（３，25）の後方に配置された光透過性のスクリーン（４，21）と、照明手段（６，23）と、反射器（７，24）とを備え、前記スクリーン（４，21）によって変化するシンボルが前記ディスプレイ（３，24）上に表示されるように前記照明手段（６，23）は表示装置（１，20）内の前記スクリーン（４，21）と前記反射器（７，24）の間に取り付けられ、前記照明手段（６，23）の光（Ｌ）は前記反射器（７，24）によって平行化されるとともに前記スクリーン（４，21）を介して前記ディスプレイ（３，25）に向けられ、前記反射器（７，24）はファセット反射器（７，24）であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車内用表示装置に関するものであり、ディスプレイ、このディスプレイの後方に置かれた光透過性のスクリーン、照明手段および反射器を備え、その照明手段が表示装置内のスクリーンと反射器の間に設置され、照明手段の光は反射器によって平行にされ、ディスプレイ上のスクリーンに向けられ、スクリーンを透過することができ、これによってスクリーンで変化可能なシンボルをディスプレイ上に表示する装置に関するものである。

近代的な自動車では、運転手は自動車の提供する多数の機能から選択することができる。操作しやすくするため、人間工学的な理由のため、そしてメニューを基本とした機能選択を運転手に提供するために、多様なシンボル、テキストおよびアイコンをディスプレイ上、スクリーン上および制御要素上に表示することが知られている。この場合において、例えば、多様な機能をコントロールキーに電子的に割り当てて、そのコントロールキーの表面にそれらを表示することが可能であり、それはディスプレイとして参照される。例えば、もし換気用ファンのスイッチ機能がその換気システムメニューのキーに割り当てられたならば、その後にキーの表面に換気用ファンを示す表示が現れる。もしボリューム機能が別のメニュー項目のキーに割り当てられたならば、例えばスピーカーの形をした表示が表面に現れるようになる。このように、管理のできる多数のコントロールキーが運転手に提供され、自動車の操作をかなり簡素化できる。本発明の表示装置は上記のキー、制御要素あるいはディスプレイスクリーンのようなディスプレイに限られるものではなく、変化可能なシンボルを表示するすべての制御要素に関する。

先行技術から知られている自由にプログラム可能なシンボルを持つ制御要素は、特許出願公開公報ＤＥ１０３４２１４２Ａ１により知られている。ここで述べられていることは自動車の制御ボタンのキーキャップ上に自由にプログラム可能なシンボルを生成する事である。この場合、キーの動作から独立しているキーキャップでのシンボル表示は、レンズによって平行にされ、キーキャップの内面上のプログラム可能なスクリーンを通り抜ける照明手段の放射光によって成し遂げられる。その光を平行にすることにより、照明手段の分散が打ち消しあい、キーキャップの位置から独立したスクリーン上のシンボルがキーキャップ上に表示される。

自由にプログラム可能な自動車用のシンボルを持つもう一つの制御要素は、特許出願公開公報ＤＥ１０２００５０４３５８８Ａ１に開示されている。この一般的な先行技術は、位置的に独立したシンボル表示に必要な平行光という制御要素を凹面鏡によって生成する事を開示している。構造上の高さを減らすために、この場合、照明手段は制御要素のスクリーンと凹面鏡の間に設置される。照明手段からの光は凹面鏡に放射され、平行になってスクリーンを通り抜けて案内され、それにより自由にプログラム可能なシンボルをキーキャップ上に表示させることができる。

本発明の目的は、ディスプレイに照射する略平行光を発生させるバックライトを提供する事であり、特に高い効率を持つバックライトを提供することである。さらに、光の平行化を安価かつ構造上単純な方法で実現することを目的とする。

上記の目的は、本発明によれば、平行光を得るための反射器をファセット反射器とすることによって成し遂げることができる。本発明はファセット反射器のファセット面を制御要素における照明手段の位置の方向へ向けることによって、特に高い効率のディスプレイの照明を提供することができる。

好適な実施形態は従属請求項で示される。特に照明手段、例えば回路基板上の発光ダイオード（ＬＥＤ）のような照明手段の配置は、光の大きな平行度を成し遂げることができる。好適には、光源はファセット反射器に関連して制御要素の略中央に設置される。この場合、回路基板は凹部または孔部と称される開口部を有しており、これらを通じて、照明手段によって放射され、ファセット反射器によって反射された光をスクリーンに向けることができる。さらに、回路基板の凹部が境界部で分散する光を除去するという利点があるため、適切な平行光がシンボルやテキストやアイコンを発生させるためのディスプレイ部に提供される。

照明手段から出てきた光はファセット反射器に到達する。また、図で例示された反射器は複数の反射器部材からなるためファセット反射器としても参照される。反射器部材は実質的にほとんど平行な光を発生するような方向に向けられる。さらに、光は影が生じないように反射され、ＬＣＤは一様に照らされる。より高い輝度を得るために、照明に用いる反射器部の面積は既存のＬＣＤ面よりも広くする事ができる。平面鏡とは異なり、光はまっすぐ光源へ反射されるのではなく、光源の横を通過する。この場合において、ファセット反射器は、照明手段との距離、ファセット反射器に対する照明手段の位置およびスクリーンに対するファセット反射器の位置に対応するような異なる方向を有する複数の反射器部材によって特徴づけられる。その方向とはすなわち反射器部材の角度であり、この場合、照明手段から来る光は、スクリーンへ向かう略平行光になるように各反射器部材またはファセット素子によって反射され、方向づけられる。ファセット反射器からの光線を平行にする手段は、平行にできるようにスクリーンの方向に向けられている。この場合、それらはほとんどあるいは正確にスクリーンに直角に入射する。きれいに一様に光が平行にされているため、スクリーンに表示されるシンボルの画像は非常に鮮明に制御要素の表示として描かれる。

本発明について下記の２つの実施例に関連して、さらに詳細に説明する。

自動車用表示装置の断面図を示している。 自動車用表示装置の他の実施例を示しており、原理と、最も不可欠な要素のある断面とで表している。

図１は原理と断面で示される表示装置１を示している。光透過性のスクリーン４は、ハウジング２内に取り付けられた回路基板５が後方に取り付けられており、ハウジング２のディスプレイ３のすぐ後に配置される。照明手段６は回路基板５に取り付けられ、電気的に接続される。ファセット反射器７はディスプレイ３から見てハウジング２内の回路基板の後方に取り付けられている。回路基板５は開口部８，９を備え、それによりファセット部材10で反射された照明手段６からの光線Ｌが開口部９を通過してスクリーン４に進み、スクリーン４を通過してディスプレイ３に進む事ができる。

ファセット反射器７は反射器部材10を備えており、図１から明らかな通り、その部材は傾斜が異なる角度になっており、それによりファセット反射器７の個々の場所、すなわちファセット部材あるいは反射器部材10、それぞれに対する照明手段６の位置に応じて光が反射される。一方では、この反射の異なる角度は一様に平行となった光Ｌを発生させることを可能にし、他方では、反射器要素10の方向により、均一に照らす事が可能となり、また、略平行化されただけの光により、照明手段６の後方にあるこれら回路基板５の領域も影を作らないようにすることが可能となる。

図１に示す表示装置１の実施例において、照明手段６はファセット反射器７に対して略中央に配置される。これによりファセット反射器が対称的になるように構成する事が可能となり、表示装置は安価に製造することができる。本発明の表示装置のもう一つの長所は、回路基板が反射器とスクリーンの間に配置されるために表示装置１を非常にコンパクトな構造設計にすることができる事である。このように非常にコンパクトな表示装置１が実現できるが、これはディスプレイやスクリーン上のシンボルの機能、または制御、に必要な他の電子部品を回路基板５に設置することができるからである。

光Ｌはファセット反射器７によって略平行となって光透過性のスクリーンに導かれる。この実施例において、スクリーンは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として設計される。ＬＣＤは低コストで良好な画質を保証する安価な規格部品である。ＬＣＤ４はここでは示されていない制御装置によって制御されており、それにより求められるシンボル、テキスト、アイコンを作り出すことができる。このようにＬＣＤ４は動画のシンボルがディスプレイ３に表示できるような自由にプログラム可能なスクリーンである。

図１に示される実施例としては、表示装置１はディスプレイ３の背面に貼付される拡散シート11を備える。拡散シート11は矢印Ｐによって示される光拡散作用を有する。このように光Ｌ、スクリーン４によって鮮明なディスプレイ３にすることが可能となり、これは拡散シート11によって分散する光Ｐがディスプレイ３に発生することを特徴としており、例えば粗面のような拡散層11として構成することができ、これによってディスプレイ３をすべての方向から鮮明に見えるようにする事ができる。あるいは、拡散シート11はスクリーン４のディスプレイ側の面に取り付ける事ができる。

表示装置は実質的には照明手段６、ファセット反射器７、および光が透過できるスクリーン４から構成される。これらの素子４，６，７によって、非常に正確なシンボルがディスプレイ３に描かれる。この実施例において、ディスプレイ３は半透明なプラスチック例えばポリカーボネイト（ＰＣ）製あるいはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）製であり、好ましくは６ｍｍ程度の厚さを有する。この場合、ハウジング２は、一例として示しているだけであり、自動車内において、キー、回転ボタン、回転／押しボタン、あるいは、スクリーンまたはディスプレイスクリーンとして直接ディスプレイとする事ができる。

この場合の本発明の実質的な課題は光透過性のスクリーン４のための平行光を成し遂げることであり、それにより、非常に正確なシンボルが面12に描かれる。

図２は表示装置20の他の構造を示しているが、これは実質的には図1の実施例の構造と一致するものである。この場合も、スクリーン21、回路基板22に取り付けられている光源23、およびファセット反射器24を備える。照明手段23によって放射される光はディスプレイ25に向けられる。機能および構造は図1の実施例と一致するものである。

実質的な違いは、ディスプレイ25から見て拡散シート26がスクリーン21の後方に配置されている事である。これにより、光がスクリーンの前で直接分散することを成し遂げることができる。このように、拡散シート26は複数の照明手段がスクリーン21のすぐ後ろにあるように作用する。

表示装置１、20のような構造は、特にディスプレイ３、25が例えばプッシュキーのようにハウジング２、27の中で移動可能なように収容して使用する場合に適している。平行光Ｌは、光源６、23に対するディスプレイ３、25の位置とは無関係であるが、これは平行光Ｌがスクリーン４、21に入射するためである。この場合、有利にはスクリーン４、21もディスプレイ３、25と共に移動可能にハウジング２、27に収容される。

ファセット反射器７、24は、照明手段６、23に対する位置に対応して、放射光Ｌが平行になってディスプレイ３、25に向けられるように配置される。ファセット反射器７、24の個々のファセット部材10は、この場合、照明手段６、24に対して、それぞれ異なった方向に向けられる。図１と図２からわかるように、個々のファセット部材10は反射器７、24の点線で描かれている中心線および照明手段６、23に対して異なる角度を有している。ファセット反射器７、24の中心では略平面であるが、これは平行な反射のために、光線Ｌは反射されるだけであり、同じ方向にディスプレイに入射させるために屈折は最小限にしなければならないためである。反射器部材10は中心線に対して小さな角度を有するが、これは光線Ｌが小さな角度で屈折されなければならないためである。一方、光線Ｌがスクリーン４、21に向けられ、その後にディスプレイ３、25に同じ方向に向けられるために、外縁27においては中心線に対して大きな角度が必要である。したがって、ファセット反射器７、24はファセット部材10が異なる角度で配置されるという異なる角度を持つ領域を備えており、この場合、この部分は小さな角度から大きな角度までの平面もしくは略平面に分かれている。実施例は平行から小さな角度、大きな角度へと連続的に大きくしていく様子を示している。

角度の形成および／または角度を持つ領域および／またはファセット部材10の平行な面は照明手段６、23のファセット反射器７、24に対する位置に依存し、ファセット反射器７、24、開口部８、９、スクリーン４、21およびディスプレイ３、25に対する照明手段６、23の適用および配置によって異なる。０°〜３０°の間の角度は、ここでは小さな角度と見なされ、３０°を超える角度は大きな角度と見なされる。

Claims (12)

1. ディスプレイ（３，25）と、前記ディスプレイの（３，25）の後方に配置された光透過性のスクリーン（４，21）と、照明手段（６，23）と、反射器（７，24）とを備え、前記スクリーン（４，21）によって変化するシンボルが前記ディスプレイ（３，24）上に表示されるように、前記照明手段（６，23）は表示装置（１，20）内の前記スクリーン（４，21）と前記反射器（７，24）の間に取り付けられ、前記照明手段（６，23）の光（Ｌ）は前記反射器（７，24）によって平行化されるとともに、前記スクリーン（４，21）を介して前記ディスプレイ（３，25）に向けられ、前記反射器（７，24）はファセット反射器（７，24）であることを特徴とする自動車用表示装置。
2. 光が略平行に前記スクリーン（４，21）上へ導かれるようにファセット部材（10）が前記スクリーン（４，21）の位置に応じて方向づけられることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記照明手段（６、23）の光（Ｌ）が前記反射器（７、24）によって前記開口部（８，９）を通って前記スクリーン（４，21）に導かれるように回路基板（５，22）が前記表示装置（１，20）内の前記スクリーン（４，21）と前記反射器（７、24）の間に設置され、前記照明手段（６、23）は前記スクリーン（４、21）と反対側の前記回路基板上（５、22）に設置され、前記回路基板（５、22）は開口部（８，９）を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記回路基板（５，22）、前記反射器（７，24）および前記スクリーン（４，21）が前記表示装置の前記ディスプレイ（３，25）に平行に設置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の表示装置。
5. 前記照明手段（６，23）が前記表示装置（１，20）内の前記反射器（７，24）に対して中央に配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の表示装置。
6. 前記ファセット部材（10）は、前記照明手段（６，23）に応じて、前記スクリーン（４，21）がその表面全体を照らされるように向けられ、前記光（Ｌ）が前記照明手段（６，23）を収容している前記回路基板（５，22）の後方の領域に導かれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の表示装置。
7. 少なくとも１つの追加の照明手段（６，23）が前記スクリーン（４，21）と面していない側の前記回路基板（５，22）上に配置されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の表示装置。
8. 前記の追加の照明手段が同じ、あるいは異なる放射スペクトルを有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の表示装置。
9. 少なくとも１つの拡散シート（11，26）が、前記ディスプレイ（３，25）と前記スクリーン（４，21）の間で、前記ディスプレイ（３，25）および／または前記スクリーン（４，21）に貼付されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の表示装置。
10. 少なくとも一つの拡散シート（26）が前記スクリーン（21）上の前記ディスプレイ（25）に面していない側に貼付されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の表示装置。
11. 表示装置（１，20）が制御要素の一部、特に押しボタンの一部であること特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の表示装置。
12. 前記表示装置（１，20）が制御要素の一部であり、前記ディスプレイ（３，25）が制御要素によって制御されるように、前記ディスプレイ（３，25）が制御要素、特に、回転または回転／プッシュ型の操作器と関係していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の表示装置。

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