JP2019172146A - 車載表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示機能と光反射機能を備えながら、バックライトの高輝度化を抑制する技術を提供する。【解決手段】液晶モジュール１０では、反射シート１２、導光板、拡散シート、液晶パネル２２が順に配置される。回転構造６０は、回転支柱５０と回転軸５２とを含み、回転支柱５０と回転軸５２とによって、液晶パネル２２が正面側を向く状態と、反射シート１２が正面側を向く状態とが切りかえられるように、液晶モジュール１０を回転可能である。【選択図】図３

Description

本発明は、車載表示技術に関し、特に車両に搭載される車載表示装置に関する。

車両用インナーミラーシステムでは、車両用ミラー本体の内部に液晶表示装置が設けられる。液晶表示装置は、車載用カメラにより撮像された画像を表示し、車両用ミラー本体の前面に設けられたハーフミラーを通じて運転者に視認させる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２４４７５３号公報

ハーフミラーは、入射する光の一部を反射し、一部を透過する鏡のうち、入射光と透過光の強さがほぼ同じ鏡であるので、透過率が５０％であり、反射率が５０％である。そのため、液晶表示装置とハーフミラーとを一体化させた構造の場合、液晶表示装置のバックライトの高輝度化が必要になる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶表示機能と光反射機能を備えながら、バックライトの高輝度化を抑制する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車載表示装置は、反射シート、導光板、拡散シート、液晶パネルが順に配置される液晶モジュールと、液晶パネルが正面側を向く状態と、反射シートが正面側を向く状態とが切りかえられるように、液晶モジュールを回転可能な回転機構と、を備える。

本発明によれば、液晶表示機能と光反射機能を備えながら、バックライトの高輝度化を抑制できる。

実施例１に係る車両の構造を示す図である。 図１の車載表示装置の外観を示す図である。 図３（ａ）−（ｃ）は、図２の車載表示装置の構造を示す断面図である。 図３（ａ）−（ｃ）の液晶モジュールの構造を示す断面図である。 図５（ａ）−（ｂ）は、図２の車載表示装置の構造を示す正面図である。 実施例２に係る車載表示装置の構造を示す断面図である。

（実施例１）
本発明の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。本発明の実施例１は、車内に搭載される車載表示システムに関する。車載表示システムにおいて、車両の後方に撮像装置が設置されるとともに、車内においてフロントガラスの上方に車載表示装置が設置され、車載表示装置は、撮像装置において撮像された映像を表示する。また、車載表示装置は、映像を表示しない場合、通常のリアビューミラー装置と同様に鏡による反射によって車両の後方の風景を映す。これまでの車載表示装置は、ハーフミラーを介して映像を表示している。そのため、前述のごとく、液晶表示装置のバックライトの高輝度化が必要になる。液晶表示装置のバックライトの高輝度化により、放熱構造が大型化する。その結果、重量が増加したり、コストが増加したりする。

バックライトの高輝度化を抑制するために、本実施例では、反射シート、導光板、拡散シート、液晶パネルが順に配置される液晶モジュールを使用するとともに、ハーフミラーの代わりに、液晶モジュールを回転可能な回転機構を設ける。回転機構により、液晶パネルが正面側を向く状態（以下、「表示状態」という）と、反射シートが正面側を向く状態（以下、「反射状態」という）とが切りかえる。つまり、映像を表示する場合に表示状態にされ、鏡により風景を反射させる場合に反射状態にされる。反射状態において、ハーフミラーを使用せずに、反射シートを使用するので、バックライトの高輝度化が抑制される。なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行、直交からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。

図１は、車両１０００の構造を示す。ここで、図１の右側が車両１０００の前側に相当する。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は互いに直交する。ｘ軸は車両１０００の前後方向に延び、ｙ軸は車両１０００の左右方向に延びる。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、車両１０００の高さ方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。ここでは、ｘ軸の正方向を「後方」、「後側」、ｘ軸の負方向を「前方」、「前側」、ｙ軸の正方向を「右方」、「右側」、ｙ軸の負方向を「左方」、「左側」、ｚ軸の正方向を「上方」、「上側」、ｚ軸の負方向を「下方」、「下側」ということもある。

撮像装置２００は、車両１０００の後方の部分に搭載され、車両１０００の後方を撮像する。撮像装置２００は、車載表示装置１００に直接接続されたり、図示しないＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を介して車載表示装置１００に接続されていたりする。撮像装置２００は、撮像した映像を車載表示装置１００に出力する。ここで、車載表示装置１００、撮像装置２００は、車載表示システム３００に含まれる。

車載表示装置１００は、車両１０００の内部においてフロントガラス４００の上方に設置される。車載表示装置１００が設置される位置は、これまでリアビューミラー装置が設置されていた位置である。車両１０００の内部において、車載表示装置１００の後方には座席４１０が設置され、座席４１０には乗員４２０が着席する。座席４１０が運転席である場合、乗員４２０は運転者に相当する。車載表示装置１００は、撮像装置２００からの映像を受けつけ、車両１０００の乗員に向けて映像を表示する。そのため、車載表示装置１００は、後方に映像を表示する。また、車載表示装置１００は、鏡による反射機能を有し、車両１０００の後方の風景を映す。以下では、ｘ軸の正方向、つまり「後方」、「後側」を「正面側」といい、ｘ軸の負方向、つまり「前方」、「前側」を「背面側」ということもある。

図２は、車載表示装置１００の外観を示す。これは、車内を後方から前方に向かって見た場合の車載表示装置１００の構造を示す。車載表示装置１００は、液晶モジュール１０、フード４０、回転支柱５０を含む。フロントガラス４００の上方には天井４０２が配置され、天井４０２の前方の部分には回転支柱５０が設置される。回転支柱５０は、天井４０２から下方に延び、左右方向に長い矩形状の液晶モジュール１０を支持する。液晶モジュール１０の背面側にはフード４０が配置される。

図３（ａ）−（ｃ）は、車載表示装置１００の構造を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ’線に沿ったｚ軸方向の断面図である。ここで、図３（ａ）は表示状態を示し、図３（ｃ）は反射状態を示し、図３（ｂ）は、表示状態から反射状態への遷移途中の状態、あるいは反射状態から表示状態への遷移途中の状態（以下、これらを「遷移状態」という）を示す。図３（ａ）において液晶モジュール１０は、上下方向に長い矩形状を有する。ここで、液晶モジュール１０の液晶パネル２２が正面側を向き、反射シート１２が背面側を向く。このような配置によって、液晶パネル２２による映像表示面３０が正面側を向き、反射シート１２による反射面３２が背面側を向く。そのため、運転者（図示せず）は映像表示面３０を目視可能である。

このような液晶モジュール１０の構造は図４のように示される。図４は、液晶モジュール１０の構造を示す断面図である。液晶モジュール１０は、反射シート１２、光源１４、導光板１６、拡散シート１８、レンズシート２０、液晶パネル２２を含む。ここで、反射シート１２、導光板１６、拡散シート１８、レンズシート２０、液晶パネル２２は順に配置される。反射シート１２、光源１４、導光板１６は、エッジライト式バックライトを構成する。光源１４は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、あるいは冷陰極管であり、光を導光板１６に放射する。

導光板１６は、例えば、白色インクで反射ドットが印刷されたアクリル板である。なお、導光板１６は、スタンパーやインジェクションで凹凸が設けられたアクリル板であってもよい。導光板１６は、光源１４から入射されたされた光に対して、表面反射を繰り返させて光を広い面積に広げる。反射シート１２は、透明板２４、反射層２６が順に重ねられた構造を有する。ここで、反射層２６は、透明板２４における導光板１６側の面に配置される。反射層２６は、金属層であり、透明板２４に金属蒸着することによって形成される。反射シート１２は、導光板１６に入射された光が液晶パネル２２の反対側から漏れないように、光を反射する。そのため、導光板１６に入射された光は拡散シート１８に向かって反射される。一方、透明板２４から入射された光は、反射層２６において反射され、透明板２４から出射される。そのため、透明板２４側から見た場合の反射層２６は鏡として機能する。反射シート１２において鏡として機能する側の面が反射面３２である。

拡散シート１８は、導光板１６からの光を散乱・拡散させる半透明なフィルムである。拡散シート１８は、導光板１６からの光を液晶パネル２２の前面に均一に伝える。レンズシート２０は、拡散シート１８からの光に対して、液晶パネル２２への集光効果を持たせたシートである。液晶パネル２２は、レンズシート２０からの光を受けつけ、撮像装置２００（図示せず）において撮像された映像を表示光として出射する。液晶パネル２２において表示光が出射される側の面が映像表示面３０である。図３（ａ）に戻る。

フード４０は、正面側が開口した箱形形状あるいは椀形形状を有し、内部に液晶モジュール１０を配置する。そのため、フード４０は、液晶モジュール１０を背面側から覆う。表示状態において、フード４０の開口からは映像表示面３０が露出するので、表示光が正面側に向かって出射される。一方、反射面３２はフード４０に覆われるので、反射面３２における光の反射が防止される。液晶モジュール１０における上下方向の中央部分には、左右方向に延びる棒状の回転軸５２が配置される。回転軸５２は回転支柱５０に支持される。このような構造により液晶モジュール１０は回転軸５２を中心にして回転可能である。なお、回転軸５２には図示しないモータ（図示）が接続され、モータの駆動によって液晶モジュール１０が回転する。ここで、モータを駆動するために、フード４０に配置されたボタン４２が押される。モータの回転により回転軸５２を回転させるための構造には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。また、液晶モジュール１０は回転軸５２を中心にして手動により回転されてもよい。

図３（ｂ）に示される遷移状態において、液晶モジュール１０の液晶パネル２２が上方を向き、反射シート１２が下方を向く。このような配置によって、液晶パネル２２による映像表示面３０が上方を向き、反射シート１２による反射面３２が下方を向く。なお、液晶パネル２２と反射シート１２との配置は逆でもよい。図３（ｃ）に示される反射状態において、液晶モジュール１０の液晶パネル２２が背面側を向き、反射シート１２が正面側を向く。このような配置によって、液晶パネル２２による映像表示面３０が背面側を向き、反射シート１２による反射面３２が正面側を向く。反射面３２は、フード４０の開口から露出するので、運転者は反射面３２を目視可能である。この場合、映像表示面３０はフード４０に覆われる。

なお、回転軸５２の回転にはステッピングモータが使用されることによって、液晶モジュール１０の状態が制御部（図示せず）に特定されてもよい。その際、制御部は、表示状態以外の状態において、車載表示装置１００、例えば光源１４、液晶パネル２２をオフにする。

図５（ａ）−（ｂ）は、車載表示装置１００の構造を示す正面図である。図５（ａ）は、表示状態を示し、液晶パネル２２が正面側を向くことによって、運転者は映像表示面３０を視認可能である。図５（ｂ）は、反射状態を示し、反射シート１２が正面側を向くことによって、運転者は反射面３２を視認可能である。このような表示状態と反射状態との切替は回転構造６０によってなされる。

本実施例によれば、表示状態と反射状態とが切りかえられるように、液晶モジュールを回転させるので、液晶表示機能と光反射機能を備えながら、バックライトの高輝度化を抑制できる。また、表示状態において、ハーフミラーを通過させずに表示光を出射するので、バックライトの高輝度化を抑制できる。また、バックライドの高輝度化が抑制されるので、冷却機構を簡易にできる。また、冷却機構が簡易化されるので、重量の増加を抑制できる。また、バックライドの高輝度化が抑制されるので、コストの増加を抑制できる。また、透明板と反射層との組合せによって反射シートを構成するので、バックライトの反射と外光の反射に対して反射シートを共用できる。また、透明板に反射層を金属蒸着するので、透明板と反射層とが組み合わせられた反射シートを提供できる。また、液晶モジュールを背面側をフードで覆うので、反射シートにおける外光の反射を防止できる。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、車内に搭載される車載表示システムに関し、回転構造によって液晶モジュールが回転する。実施例１は、表示状態において反射シートによる反射を防止するために、液晶モジュール１０の背面側がフードによって覆われる。実施例２ではフードが含まれない。ここでは、実施例１との差異を中心に説明する。

図６は、車載表示装置１００の構造を示す断面図である。これは、図１と同様に示されるが、車内におけるフロントガラス４００の近傍を示す。車載表示装置１００のうち、液晶モジュール１０のみが図示され、回転支柱５０、回転軸５２の図示は省略される。また、車載表示装置１００では、図３（ａ）−（ｃ）と同様に、光源１４からレンズシート２０の図示は省略される。車載表示装置１００は、表示状態であるので、液晶パネル２２が正面側を向く。一方、反射シート１２の背面側には偏光シート８０が配置される。つまり、偏光シート８０は、反射シート１２における導光板１６側の面とは反対側の面に配置される。

また、フロントガラス４００において液晶モジュール１０と対向する部分には、偏光フィルム７０が取り付けられる。偏光フィルム７０と偏光シート８０は、いずれも偏光機能を有するが、これらの偏光軸は互いに異なる。例えば、これらの偏光軸は直交する。そのため、偏光フィルム７０と偏光シート８０により光は消光状態になる。

本実施例によれば、偏光軸が互いに異なった偏光フィルムと偏光シートを備えるので、反射シートにおける外光の反射を防止できる。また、偏光フィルムと偏光シートによって外光の反射が防止されるので、フードを不要にできる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の車載表示装置は、反射シート、導光板、拡散シート、液晶パネルが順に配置される液晶モジュールと、液晶パネルが正面側を向く状態と、反射シートが正面側を向く状態とが切りかえられるように、液晶モジュールを回転可能な回転機構と、を備える。

この態様によると、液晶パネルが正面側を向く状態と、反射シートが正面側を向く状態とが切りかえられるように、液晶モジュールを回転させるので、液晶表示機能と光反射機能を備えながら、バックライトの高輝度化を抑制できる。

反射シートは、透明板と、透明板における導光板側の面に配置される反射層と、を備えてもよい。この場合、透明板と反射層との組合せによって反射シートを構成するので、バックライトの反射と外光の反射に対して反射シートを共用できる。

液晶モジュールを背面側から覆うフードをさらに備えてもよい。この場合、液晶モジュールを背面側をフードで覆うので、反射シートにおける外光の反射を防止できる。

反射シートにおける導光板側の面とは反対側の面に配置される偏光シートをさらに備え手もよい。偏光シートは、本車載表示装置の背面側に配置された車両のフロントガラスに取り付けられた偏光フィルムの偏光軸とは異なった方向の偏光軸を有してもよい。この場合、偏光軸が互いに異なった偏光フィルムと偏光シートを備えるので、反射シートにおける外光の反射を防止できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 液晶モジュール、 １２ 反射シート、 １４ 光源、 １６ 導光板、 １８ 拡散シート、 ２０ レンズシート、 ２２ 液晶パネル、 ２４ 透明板、 ２６ 反射層、 ３０ 映像表示面、 ３２ 反射面、 ４０ フード、 ４２ ボタン、 ５０ 回転支柱、 ５２ 回転軸、 ６０ 回転構造、 １００ 車載表示装置、 ２００ 撮像装置、 ３００ 車載表示システム、 １０００ 車両。

Claims (4)

1. 反射シート、導光板、拡散シート、液晶パネルが順に配置される液晶モジュールと、
   前記液晶パネルが正面側を向く状態と、前記反射シートが正面側を向く状態とが切りかえられるように、前記液晶モジュールを回転可能な回転機構と、
   を備えることを特徴とする車載表示装置。
2. 前記反射シートは、
   透明板と、
   前記透明板における前記導光板側の面に配置される反射層と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
3. 前記液晶モジュールを背面側から覆うフードをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車載表示装置。
4. 前記反射シートにおける前記導光板側の面とは反対側の面に配置される偏光シートをさらに備え、
   前記偏光シートは、本車載表示装置の背面側に配置された車両のフロントガラスに取り付けられた偏光フィルムの偏光軸とは異なった方向の偏光軸を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車載表示装置。

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