JP2011063144A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 道路走行中など通常の表示を行いつつも、車両と運転者間のインタフェースである車両用表示装置の誤動作を速やかに検出することが可能となる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 車両情報を画像にて表示するディスプレイ１と、ディスプレイ１の表示面のうち少なくとも一部分に積重され、ディスプレイ１に対して傾斜して設けられる境界面３１を設けてなる導光手段３と、ディスプレイ１のうち導光手段１に積重された箇所の表示を特定画像として表示し、この特定画像が導光手段３の境界面３１によって反射されたものを撮像し、検出信号（特定画像情報）として出力する検出手段６と、ディスプレイ１へ送信される信号を制御する表示処理を行うとともに、前記検出信号に基づいてディスプレイ１による表示の良否を判定する判定処理を行う制御手段４と、を備えてなる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両情報を画像にて表示するディスプレイを備えた車両用表示装置に関し、特に、ディスプレイの動作状態を監視し、誤動作時には異常を自動的に検出する車両用表示装置に関する。

従来、本分野に属する発明として、所謂アナログ式の車両用指示計器において、指針の零回動位置を確認するために、前記零回動位置から指針を３６０度回転させる信号を入力し、当該入力によって前記指針が前記零回動位置と一致することによって正常動作を確認する方法が知られており、例えば、特許文献１に開示される。

このような車両用指示計器によれば、前記零回動位置から前記指針を３６０度回動した位置へ回動させる駆動信号を駆動回路に送ることにより、前記指針をストッパに妨げられることなく前記無信号位置まで回動させて、前記無信号位置が前記零回動位置と一致しているか否かを判定することで誤動作判定ができる。

このため、車両用指示計器を分解することなく、正常な指示動作をするか否かを確認することができる。

また、ＣＰＵの動作チェックのために意図的に出力するＣＰＵ暴走信号に対して処理を行った場合には、正常にリセット動作するかを判断するようにしたものが知られており、例えば、特許文献２に開示される。

特開２００５−１３８７７０号公報 特開平８−１４２７９４号公報

しかしながら上記特許文献１は、車両用表示装置中のアナログ式指針に関するものであり、仮に薄膜トランジスタを用いたディスプレイ上に指針を画像として表示させる場合には使用することができない。更に車両運転中など、指針が動作している場合には当該技術を使用することは不可能であった。

また上記特許文献２においては、運転中・駐車中におけるマイコンの誤動作検出方法ではあるが、ドライバとの直接的なインタフェースであるディスプレイの誤動作を検出することができないため、ドライバへの正確な情報伝達の観点では未だ課題があると考える。

そこで本発明の目的とするところは、係る事情に鑑みてなされたものであり、道路走行中など通常の表示を行いつつも、車両と運転者間のインタフェースである車両用表示装置の誤動作を速やかに検出することが可能となる車両用表示装置を提供することにある。

本発明の車両用表示装置は、車両情報を画像にて表示するディスプレイと、前記ディスプレイの表示面のうち少なくとも一部分に積重され、前記ディスプレイに対して傾斜して設けられる境界面を設けてなる導光手段と、前記ディスプレイのうち前記導光手段に積重された箇所の表示を特定画像として表示し、この特定画像が前記導光手段の境界面によって反射されたものを撮像し、特定画像情報として出力する検出手段と、前記ディスプレイへ送信される信号を制御する表示処理を行うとともに、前記特定画像情報に基づいて前記ディスプレイによる表示の良否を判定する判定処理を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、前記導光手段は、前記境界面において前記特定画像による入射光を透過、及び反射させることによって、複数方向に分光することを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記検出手段からの特定画像情報を解析すると共に、この解析された情報に基づいて前記ディスプレイへ送信される信号を補正する帰還制御処理を行うことを特徴とする。

また、前記特定画像をディスプレイに複数表示させ、当該特定画像毎に専用の検出手段を配設すると共に、前記導光手段における前記特定画像の混色を防ぐ遮光手段を備えたことを特徴とする。

また、前記導光手段の前記境界面は、前記特定画像が透過する位置に対応してレンズ形状に形成されてなることを特徴とする。

本発明は、車両情報を画像にて表示するディスプレイを備えた車両用表示装置に関し、道路走行中など通常の表示を行いつつも、車両と運転者間のインタフェースである車両用表示装置の誤動作を速やかに検出できる。

本発明の実施の形態の電気的な構成を示すブロック図。 上述実施の形態の表示例を示す図。 上述実施の形態の一部を断面にて示す図。

以下、本発明の実施の形態として車両用計器に適用したものを例に挙げて添付図面を用いて説明する。

図１乃至３は、車両用計器の構成を示す図であり、ディスプレイ１と、ケース２と、導光手段３と、制御手段４と、画像制御回路５と、検出手段６と、電源回路７と、回路基板８と、を備えている。

ディスプレイ１は、制御手段４による演算、または、車両用計器以外の制御回路による演算処理によって算出された計測値などの車両情報を画像にて表示出力するディスプレイであり、車両のインストルメントパネルにおいて、車両利用者が車両情報の表示を視認できるように設けられる。この場合、ディスプレイ１は、バックライトとなる発光ダイオード１１を実装した回路基板８や図示しない配線を介して画像制御回路５に接続され、画像制御回路５からの駆動信号に基づいて画像を表示出力する。

また、ディスプレイ１は、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを適用でき、車両の走行速度や、残燃料量や燃費、積算走行距離、ギアポジションなどのインジケータ、警報などの車両情報を確認できように、車両利用者が視認できるように設けられる。なお、ディスプレイ１は、画面切り換えによって、例えば、車両のドア開閉状態、時刻、車両周辺映像（バックモニタなど）、テレビジョン放送受像、無線通信による文字情報などの表示用途として使用することも考えられる。

ケース２は、遮光性の合成樹脂にて形成され、ディスプレイ１から出力される車両情報を表示する領域以外を覆い、車両用計器とダッシュボードとの隙間やディスプレイ１の端部などの所定箇所を車両用計器の視認者である車両利用者から隠すように遮蔽する。また、この場合、ケース２は、ディスプレイ１を囲むように枠状に形成され、ディスプレイ１や導光手段３、検出手段６などの構成部品を保持している。

導光手段３は、透明な合成樹脂材にて形成でき、ディスプレイ１の表示面のうち少なくとも一部分に積重され、ディスプレイ１に対して傾斜して設けられる境界面３１を設けてなる。また、導光手段３は、ディスプレイ１の積重箇所において表示される表示（以下、特定画像と記す）の一部を検出手段６の検出部分へ反射するような角度にて境界面３１が設けられる。

また、この境界面３１では、複数方向への分光が生じ、検出手段６側への反射だけでなく、車両利用者側へ特定画像を透過することができる。なお、この場合、図２，３に示すように、導光手段３は、ディスプレイ１の外側に設けられるとともに、特定画像がディスプレイ１の中央側に屈折して透過するような境界面３１が形成される。従って、ディスプレイ１に対する車両利用者の視線角度の差によって生じるディスプレイ１の中央部の表示と外側（端部側）の表示とでの視差を抑えることができる。なお、この場合、ディスプレイ１は、導光手段３との積重箇所に、特定画像としてギアポジションインジケータを表示させている。

制御手段４は、回路基板８上に実装されるマイクロコンピュータを適用でき、車両に搭載された各種センサからの情報を通信ケーブルを介して入力し、これら車両側からの各種情報や所定プログラムに基づいて、ディスプレイ１を制御するための制御信号や、画像制御回路５や電源回路７を制御するための制御信号を出力できるように、前記通信ケーブル、画像制御回路５、電源回路７などと接続される。

なお、制御手段４は、車両情報をディスプレイ１に表示させるため制御信号を生成し出力する表示処理の他に、後述する検出手段６からの検出信号に基づく判定処理や、画像制御回路５のリセット処理などを行うための各プログラムや演算結果を格納する記憶部を備えている。

画像制御回路５は、制御手段４からの制御信号や、メモリに格納されたフォントやマークなどの画像データを用いて、ディスプレイ１に表示するための画像情報を描画処理するグラフィックコントローラを適用でき、前記画像情報を駆動信号として、ディスプレイ１に出力する。また、画像制御回路５は、電源回路７からの電源供給によって稼働しており、この電源供給が停止状態から供給状態に切り換わった後に、初期化処理を行うようにプログラムされている。

また、画像制御回路５は、制御手段４からの制御信号に基づいて、画像制御回路５が受信した制御信号をリセットするソフトリセット処理と、前記制御信号とは別に設けられる電気信号線に基づいて、画像制御回路５のプログラムをリセット処理するプログラムリセット処理とを備えている。

検出手段６は、ＣＣＤを用いた撮像素子を適用でき、ディスプレイ１よりも車両利用者側のケース２に保持されて設けられる。また、検出手段６は、導光手段３を介してディスプレイ１の特定画像を撮像できるように、その検出面を境界面３１に対向して設けている。この場合、検出手段６は、特定画像の一部を撮像し、特定画像情報（画像データ）を検出信号として制御手段４へ出力する。

また、検出手段６は、導光手段３に接して設けられるとともに、導光手段３とケース２に囲まれて設けられており、車両利用者にとって触れることができない、且つ視認し難い位置に配置することができる。

電源回路７は、車両に搭載されたバッテリや発電機からの電源を入力し、ディスプレイ１と画像制御回路５とが稼働可能な所望の駆動電圧に調整してそれぞれに出力するレギュレータを適用できる。電源回路７は、制御手段４によって制御されるものであり、制御手段４からの制御信号に基づいてディスプレイ１や画像制御回路５への駆動電圧の供給／停止を切り換えることができる。

回路基板８は、制御手段４、画像制御回路５、電源回路７、発光ダイオード１１を実装するとともに、ディスプレイ１や検出手段６などの電子部品と配線やコネクタを介して接続している。

以上の構成によって、制御手段４による表示処理によってディスプレイ１が表示出力する画像を検出手段６が検出し、検出信号として制御手段４へ帰還でき、この検出信号に基づく、制御手段４の演算処理について以下に説明する。

まず制御手段４は、表示処理によってディスプレイ１を表示させるために生成された制御信号に基づく表示画像において導光手段３に積重される箇所の特定画像と、検出手段６が撮像した画像とを比較して、所望の表示がなされているか否かを判定する判定処理を行う。

この場合、制御手段４は、制御信号によって生成されるディスプレイ１表示用の表示画像情報と、検出手段６によって撮像された特定画像情報と、をパターンマッチングなどの比較処理によって、特定画像情報が所望の表示画像であるか否かを判定することで、ディスプレイ１による表示が適正であるのか異常状態であるのかを良否として判断している。なお、異常状態とは、誤表示、あるいは一切の表示を行わない非表示を含む。

次に制御手段４は、前述判定処理によって、適正に表示処理がなされてディスプレイ１が所望の表示画像を出力していると判定した場合に、検出手段６からの検出信号に基づいて表示出力された画像の色度が所望の色となるように、新たに制御手段４が生成した制御信号を補正する補正処理を行った後の制御信号を出力している。

また、制御手段４は、前述判定処理によって、適正に表示処理がなされておらず、ディスプレイ１が所望の表示画像を出力していないと判定した場合に、画像制御回路５をリセットするリセット処理を行う。

なお、制御手段４は、この場合、リセット処理として複数の処理を用意しており、まず上述したソフトリセット処理を行うように促す制御信号を画像制御回路５へ出力する。この処理によって、画像制御回路５が受信した制御信号をリセットし復帰した後に、制御手段４は、通常の車両情報を表示出力するための制御信号を発する。

次に制御手段４は、前述と同様の判定処理を行い、前記ソフトリセット処理を行ってから所定時間（例えば、５分間）以内に再び、表示が異常である判定がなされた場合には、上述したプログラムリセットを行うように促す信号を前記電気信号線を介して出力する。この処理によって、画像制御回路５における稼働中のプログラムをリセットし復帰した後に、制御手段４は、通常の車両情報を表示出力するための制御信号を発する。

次に制御手段４は、前述と同様の判定処理を行い、前記プログラムリセット処理を行ってから所定時間（例えば、５分間）以内に再び、表示が異常である判定がなされた場合には、電源回路７によって、一度画像制御回路５への駆動電圧を停止し、再び駆動電圧が供給されるように促す制御信号を電源回路７に出力する。この処理によって、画像制御回路５が初期化されて復帰した後に、制御手段４は、通常の車両情報を表示出力するための制御信号を発する。

以上の処理によって、自動的にディスプレイ１による表示出力の良否判定を行うことができるだけでなく、自動でリセット処理を行うことで、ディスプレイ１の誤表示状態を長時間連続して行うことを防止できる。また、複数のリセット処理を用意し、前回と異なるリセット処理を用いて、リセットしてから復帰するまでの時間が短い順（ソフトリセット、プログラムリセット、供給電源切り換えの順）で、正常動作するかを試すことができる。従って、車両利用者が誤表示を見落としていた場合であっても、迅速に正常動作するためのリセット処理を自動で行うことができる。

斯かる車両用表示装置は、車両情報を画像にて表示するディスプレイ１と、ディスプレイ１の表示面のうち少なくとも一部分に積重され、ディスプレイ１に対して傾斜して設けられる境界面３１を設けてなる導光手段３と、ディスプレイ１のうち導光手段１に積重された箇所の表示を特定画像として表示し、この特定画像が導光手段３の境界面３１によって反射されたものを撮像し、検出信号（特定画像情報）として出力する検出手段６と、ディスプレイ１へ送信される信号を制御する表示処理を行うとともに、前記検出信号に基づいてディスプレイ１による表示の良否を判定する判定処理を行う制御手段４と、を備えてなる。また、導光手段３は、境界面３１において前記特定画像による入射光を透過、及び反射させることによって、複数方向に分光してなる。

従って、通常の表示を行いつつも、車両と車両利用者間のインタフェースである車両用表示装置の誤動作を速やかに検出できる。

制御手段４は、検出手段６からの特定画像情報を解析すると共に、この解析された情報に基づいて前記ディスプレイへ送信される制御信号（信号）を補正する帰還制御処理を行うことによって、ディスプレイ１の温度特性や経年変化など多様な条件に対応して、所望の表示出力がなされるように自動調整することができる。

なお、本発明の車両用表示装置を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。例えば、検出手段として、光学的信号を検出し、電気的信号に変換するものであれば同様の効果を得ることができ、例えば、ＣＭＯＳを用いた撮像素子、または、色度センサ、フォトセンサを代替することができる。

また、制御手段４は、ディスプレイの表示する明るさや色味などを解析し、所望の表示出力がなされるようにディスプレイへ出力する制御信号に対して補正処理することもでき、上述した検出手段を表示の良否判定の用途に兼ねて有効に利用することができる。

また、特定画像を複数表示させて、それぞれ専用の検出手段にて表示良否の判定処理を行うように構成することもできる。また、導光手段３において、遮光手段として、スリットを形成する、または、遮光部材を介在させることで、検出手段にとって必要な特定画像以外の混色を防ぐこともでき、より精度の良い撮像画像（フィードバック信号）を得ることが可能となる。

また、導光手段３の境界面は、前記特定画像が透過する位置に対応してレンズ形状に形成することもでき、例えば、特定画像である車両情報を拡大表示させて、車両利用者に対する視認性、あるいはデザイン性を高めることができる。

また、ディスプレイ１として液晶表示パネルを用いたものを例に挙げて説明したが、車両情報を画像にて表示することができればよく、例えば、有機ＥＬパネルなど、他の画像表示パネルを適用することもでき、上述と同様の効果を得ることができる。また、指針や駆動モータを用いた所謂アナログ指示部を備えた複合計器内の表示パネルとして適用することもできる。

本発明に係る車両用表示装置は、誤動作によるディスプレイの異常表示を検出でき、例えば、自動車やバイクに搭載される車両情報を画像として表示する車両用表示装置に適用できる。

１ ディスプレイ
２ ケース
３ 導光手段
４ 制御手段
６ 検出手段

Claims (5)

1. 車両情報を画像にて表示するディスプレイと、
   前記ディスプレイの表示面のうち少なくとも一部分に積重され、前記ディスプレイに対して傾斜して設けられる境界面を設けてなる導光手段と、
   前記ディスプレイのうち前記導光手段に積重された箇所の表示を特定画像として表示し、この特定画像が前記導光手段の境界面によって反射されたものを撮像し、特定画像情報として出力する検出手段と、
   前記ディスプレイへ送信される信号を制御する表示処理を行うとともに、前記特定画像情報に基づいて前記ディスプレイによる表示の良否を判定する判定処理を行う制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記導光手段は、前記境界面において前記特定画像による入射光を透過、及び反射させることによって、複数方向に分光することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記制御手段は、前記検出手段からの特定画像情報を解析すると共に、
   この解析された情報に基づいて前記ディスプレイへ送信される信号を補正する帰還制御処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記特定画像をディスプレイに複数表示させ、
   当該特定画像毎に専用の検出手段を配設すると共に、
   前記導光手段における前記特定画像の混色を防ぐ遮光手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両用表示装置。
5. 前記導光手段の前記境界面は、前記特定画像が透過する位置に対応してレンズ形状に形成されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車両用表示装置。

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