JP2020180840A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示制御用回路において効率よく配線した車両用表示装置を提供する。【解決手段】 外部から通信によって入力する車両情報に基づいて制御信号を生成する制御部２１と、この制御部２１の制御信号に基づいて駆動信号を生成する第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂと、この第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂの駆動信号に基づいて画像を生成する表示パネル３１と、を備え、制御部２１は、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂに分岐して表示データを含む各種情報を出力する共通配線２ｄと、この共通配線２ｄを介して入力される表示データの有効／無効を第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂ毎に切り換えるイネーブル信号用配線２ｂ，２ｃと、を接続する。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用表示装置に関し、例えば、車両情報を液晶表示器にて表示する車両用計器として好適である。

従来の自動車やオートバイにあっては、車両の走行速度や瞬間燃費，航続可能距離等の車両情報や、時刻や外気温度、運転モードの設定画面などを画像表示出力する車両用計器を備えるものがあり、例えば、特許文献１，２に開示される。

これら車両用計器は、マイクロコンピュータからなる制御手段による制御や駆動ドライバからの駆動信号に基づいて、所望の車両情報を示す画像を生成する表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ）を用いて、車両利用者へ情報伝達する車両用表示装置である。

特開２００３−１４５０５号公報 特開２０１７−６１１７２号公報

しかしながら、機能の多様化に伴って表示の種類が増加したり、より詳細な情報表示が求められており、これら表示デバイスを駆動制御するための制御手段や駆動ドライバ等の回路にあっても、多様な表示に対応するため、高性能で複雑な構成を用意する必要があった。

この際、駆動ドライバを複数用意して、複数の駆動ドライバからの各駆動信号によって表示デバイスを駆動する構成がある。この際、制御部から各駆動ドライバへの配線本数が多くなり、強いては制御部の出力ポート数も多くなってしまう問題があった。

そこで本発明の目的は、上述課題に着目し、制御部と表示用の駆動部（駆動ドライバ）との間において、効率よく配線でき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、
外部から通信によって入力する車両情報に基づいて制御信号を生成する制御部と、
この制御部の制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動部と、
この駆動部の駆動信号に基づいて画像を生成する表示デバイスと、を備え、
前記制御部は、複数の前記駆動部に分岐して表示データを含む各種情報を出力する共通配線と、
この共通配線を介して入力される表示データの有効／無効を前記駆動部毎に切り換えるイネーブル信号用配線と、を接続する
ことを特徴とする。

また、前記制御部は、車両情報に基づいて車両が起動したことを判定する起動判定処理と、
この起動判定処理によって、前記車両が起動したことを判定した際に、前記共通配線を介して複数の前記駆動部を設定する設定情報を送信する初期設定処理と、を行う
ことを特徴とする。

また、前記制御部は、フレーム周波数、ポートの機能割り当て、動作モードの設定のうち何れかの情報を、前記設定情報として複数の前記駆動部に送信することを特徴とする。

前記制御部は、前記イネーブル信号用配線を介して前記表示データの有効／無効を所定時間毎に切り換えることで、前記駆動部への通信を時分割して行うことを特徴とする。

本発明によれば、表示用の回路において、効率よく配線できる車両用表示装置となる。

本発明の実施形態における車両用計器の車載状態を示す図。 同上実施形態における車両用計器の正面を示す図。 図２のｉｉｉ−ｉｉｉ断面を示す図。 同上実施形態における電気回路構成を示すブロック図。 同上実施形態における状態例を示すタイムチャート。

以下に、本発明の車両用表示装置の実施形態として、オートバイに搭載される車両用計器に適用したものを例に挙げて、添付図面に基づいて説明する。

図１は、車両用計器Ａがオートバイ（車両）Ｂに実装されたものを示す。車両用計器Ａは、車両利用者が運転状態で表示を確認できるように設けられ、この場合、カウル（風防ガラス）ＣとハンドルＤとの間に搭載される。また、車両用計器Ａの表示画面は、ハンドルＤに設けられる操作スイッチＥの操作で切り替えできる。

また、図２，３に示すように、車両用計器Ａは、車両走行速度、エンジン回転数、燃料残量、走行距離等の情報を多々表示出力するもので、ケース１０と、回路基板２０と、表示ユニット３０と、を主に有する。

ケース１０は、下ケース１１と、上ケース１２と、中ケース１３と、を有する。

下ケース１１及び上ケース１２は、黒色等の樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。下ケース１１及び上ケース１２は、ネジ１５により固定される。これにより、下ケース１１及び上ケース１２は内部空間を形成し、この内部空間に表示ユニット３０及び回路基板２０を収容する。

上ケース１２は、透光板１６に覆われる開口１２ａを有する。透光板１６は、ケース１０の内部の表示ユニット３０や回路基板２０を塵埃等の侵入から保護するために設けられた平板である。透光板１６は、表示ユニット３０の表示パネル（表示デバイス）３１の表示領域と対応する領域に透過領域を有し、透過領域以外の領域に遮光領域を有する。これにより、後側に位置する表示パネル３１の表示領域を視認者に視認させる。

中ケース１３は、白色等の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、表示ユニット３０及び回路基板２０をケース１０の内部空間内に固定したり、支持したりする。

回路基板２０は、表示ユニット３０を制御するための制御部を主に有する。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有しており、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部は、例えば、車両ＢのＥＣＵ（Electronic Control Unit）から速度、エンジン回転数等の車両情報、各種センサ等を介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、表示ユニット３０に情報を表示させる。

表示ユニット３０は、表示パネル３１と、バックライトユニット３５と、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits））と、を有する。

表示パネル３１は、例えば垂直配向型（ＶＡ（Vertical Alignment）型）のノーマリーブラックタイプ（電圧非印加時、黒表示）の液晶表示パネルである。表示パネル３１は、液晶層を封入する一対の表面ガラス基板を有する。一対のガラス基板には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により透明電極が形成される。また、表示パネル３１は、一対の表面ガラス基板を挟み込むように配置された一対の表面偏光板（偏光フィルタ）を有する。なお、表示パネル３１に封止される液晶は、図２に示すように、予め所定形状に区画されたセグメントが多数用意されており、各セグメントに対応する透明電極への駆動電力（駆動信号）の印加によって、透過／不透過を切り換えて表示像を形成する。

バックライトユニット３５は、表示パネル３１の背面側に設けられる。バックライトユニット３５は、光源基板及び導光体からなり、表示パネル３１を背面側から照明する。光源基板は、光源の一例である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を実装する。光源基板は、ＦＰＣ等を介して、回路基板２０と接続される。ＬＥＤは、駆動電流が供給されると、表示パネル３１（導光体）に向けて光を出射する。導光体は、ＬＥＤが出射した光を表示パネル３１に向けて導く。導光体は、平板状に形成された、透明樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ））である。

ＦＰＣは、表示パネル３１の透明電極と回路基板２０とを電気的に接続する。回路基板２０の制御部の制御に基づいて、透明電極には、駆動電圧が印加される。これにより、液晶層の液晶分子の配向が制御され、表示パネル３１の個々の画素の透過率が変化することにより画像が表示される。

次に、表示パネル３１の制御に関わる構成について、図４を用いて説明する。

制御部２１は、上述した回路基板２０に実装されるＣＰＵ等を含む演算手段であり、マイクロコンピュータを適用できる。制御部２１は、車両Ｂの操作スイッチＥの操作状態を示す信号や起動情報を含む各種車両情報を回路基板２０に実装されたケーブルコネクタ２ａを介して入力できる。また、制御部２１は、図示しない電源回路からの安定化電力の供給を受けて、駆動電力を得ることができ、この電源回路は、車両Ｂの電源バッテリ側から接続された配線によって、供給される。

また、制御部２１は、入力した車両情報と、予め格納されたプログラムとに基づいて、演算処理し、表示パネル３１に表示するべくデータ信号（制御信号）を第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂに出力する。

第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂは、同じ型式の半導体素子を用いており、デバイスコードが同一である。第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂは、それぞれに制御部２１と接続するイネーブル信号用配線２ｂ，２ｃと、制御部２１から複数の第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂに分岐して接続する共通配線２ｄとを設けている。共通配線２ｄは、複数用意され、表示データなどのデータ信号（情報）を伝送するデータ通信線と、駆動周波数を定義するクロック信号線と、表示パネル３１の更新周期を設定するためのフレーム周波数信号線と、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂから表示パネル３１への出力を止めることで出力タイミングを決定する出力タイミング信号線と、を有している。

また、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂは、表示パネル３１とも接続され、制御部２１からの表示データに基づいて、表示パネル３１の各セグメントへの駆動信号の有無を切り換えて、所望の画像が形成されるように駆動できる。駆動信号は、上述したＦＰＣの配線３ａ，３ｂを介して接続される。第１の駆動ドライバ２２ａは、エンジン回転数を示すバー表示に対応するセグメントを駆動する駆動信号を生成し、送信できるように接続され、第２の駆動ドライバ２２ｂは、トリップデータやラップタイムなどの表示項目を含む他のセグメントを駆動するために駆動信号を生成し、送信できるように接続されている。

なお、この場合、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂは、制御部２１と同じ回路基板２０に実装されるが、設計レイアウトによっては、表示パネル３１のガラス基板上において各透明電極まで接続する透明配線上に実装することもできる。この場合、ＦＰＣには、イネーブル信号用配線２ｂ，２ｃと共通配線２ｄが実装される。

表示パネル３１は、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂからの駆動信号に基づいて、対応する各セグメント内の液晶を作用させて、画像を生成する。表示パネル３１は、バックライトユニット３５からの光が透過照明され、透過部分を表示像として出力できる。この場合、表示パネル３１は、数値やバーグラフ、シンボルマーク等の形状に区画されたセグメントによって、各種情報を表示出力できる。

次に、車両Ｂが起動時における制御部２１や第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂの作動に基づく信号出力例について、図５を用いて説明する。

制御部２１は、ケーブルコネクタ２ａを介して入力する車両情報に基づいて、車両Ｂが稼働しているか否かを判定している。なお、制御部２１は、起動スイッチの投下や、電源入力の有無に基づいて起動状態を判別することもできる。

制御部２１は、停止状態から稼働状態に移行、即ち起動したことを判定（起動判定処理）した際に、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂに接続されるイネーブル信号用配線２ｂ，２ｃを介して、所定の期間Ｔ１だけ第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂの両方を有効状態に切り替える。これにより、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂは、各種信号入力が可能となる。なお、この際の通信は、デバイスコードを用いることによって、接続先が第１の駆動ドライバ２２ａまたは第２の駆動ドライバ２２ｂであるか否かを判別できる。

制御部２１は、この状態において、共通配線２ｄを用いて、データ信号を送信して各第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂの各種初期設定を行う初期設定処理を同時に行う。制御部２１は、初期設定として、動作モード設定（省電力モード/通常動作モードの切り替え）や、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂの各ポートの入出力設定（ポート機能の割り当て）、フレーム周波数の設定などを行うべくデータ信号を送信する。

制御部２１は、この初期設定処理が終了した後、第１の駆動ドライバ２２ａを有効とし、第２の駆動ドライバ２２ｂを無効とするイネーブル信号をイネーブル信号用配線２ｂ、２ｃを介して送信する。なお、イネーブル信号用配線２ｂは、制御部２１と第１の駆動ドライバ２２ａとを接続し、イネーブル信号用配線２ｃは、制御部２１と第２の駆動ドライバ２２ｂとを接続する。

制御部２１は、この期間Ｔ２、第１の駆動ドライバ２２ａが対応する表示パネル３１のセグメントを駆動するように促すデータ信号を第１の駆動ドライバ２２ａに送信する。第１の駆動ドライバ２２ａは、制御部２１からの該データ信号を受けて、駆動信号を生成する処理を行う。また、制御部２１は、分岐するデータ通信線を介して第１の駆動ドライバ２２ａと同様のデータ信号が第２の駆動ドライバ２２ｂへ送信されるが、該イネーブル信号により第２の駆動ドライバ２２ｂが無効状態として、該データ通信に基づく駆動信号生成用の演算を行わない。

制御部２１は、期間Ｔ２が経過後（例えば、５ミリ秒経過後）、次の期間Ｔ３の間（例えば、５ミリ秒間）、逆に、第１の駆動ドライバ２２ａを無効とし、第２の駆動ドライバ２２ｂを有効とするイネーブル信号をイネーブル信号用配線２ｂ、２ｃを介して送信しつつ、データ通信線を介して第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂにデータ信号を送信する。これにより、第２の駆動ドライバ２２ｂは、第２の駆動ドライバ２２ｂに対応するセグメントを駆動するための駆動信号を生成する処理を行う。

制御部２１は、これら第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂによる駆動信号を時分割、即ち時系列的に交互に促すことで、多数のセグメントを駆動するための駆動信号を用意できる。

制御部２１は、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂによる駆動信号が用意できる体ミング、この場合、期間Ｔ３が経過後に、出力タイミング信号線の出力タイミング信号を禁止から許可状態へ切り換える。これにより、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂからの駆動信号の出力が開始される。なお、出力タイミング信号の禁止状態により、期間Ｔ１から期間Ｔ３の間における誤表示を防止できる。

また、制御部２１は、期間Ｔ１の初期設定処理が終了した後、フレーム周波数信号線を介してフレーム周波数設定用信号の送信を継続する。出力タイミング信号によって、表示パネル３１の表示出力が開始してからの第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂは、このフレーム周波数設定用信号と、初期設定処理時のフレーム周波数の設定とによって、設定される所望のフレーム更新周期（例えば、１０ミリ秒間毎）にて、交互に生成して準備した駆動信号を同じタイミングで表示パネル３１へ送信する。なお、図５では、多数ある駆動信号のひとつを示すが、液晶が固着するのを抑止するために、断続的な出力を行う。

斯かる車両用計器Ａは、外部から通信によって入力する車両情報に基づいて制御信号を生成する制御部２１と、この制御部２１の制御信号に基づいて駆動信号を生成する第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂと、この第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂの駆動信号に基づいて画像を生成する表示パネル３１と、を備え、制御部２１は、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂに分岐して表示データを含む各種情報を出力する共通配線２ｄと、この共通配線２ｄを介して入力される表示データの有効／無効を第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂ毎に切り換えるイネーブル信号用配線２ｂ，２ｃと、を接続する。

従って、制御部２１と表示用の第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂとの間において、接続線の本数を低減して、効率よく配線できる車両用表示装置となる。

また、制御部２１は、車両情報に基づいて車両Ｂが起動したことを判定する起動判定処理と、この判定処理によって、車両Ｂが起動したことを判定した際に、共通配線２ｄを介して複数の第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂを設定する設定情報を送信する初期設定処理と、を行う。

従って、共通配線２ｄによって、第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂの初期設定処理を同時に行うことができるため、複数の駆動部（第１，第２の駆動ドライバ２２ａ，２２ｂ）を備えた構成であっても、車両Ｂが起動してから、車両利用者へ車両情報提示する時間を低減できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。例えば、表示デバイスとして、バックライトユニット３５を背後に設けた液晶表示パネルからなる表示パネル３１を適用した構成を示したが、自発光型の有機ＥＬパネルを適用してもよく、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、制御部は、複数の駆動部として、２つの駆動ドライバと接続する例を示したが、３つ以上の駆動ドライバと接続し、順に許可するべくイネーブル信号を用いて、上述同様の処理を行うこともできる。

また、本発明は、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車載計器として好適である。

２０ 回路基板
２ｄ 共通配線２ｄ
２ｂ，２ｃ イネーブル信号用配線
２１ 制御部
２２ａ 第１の駆動ドライバ
２２ｂ 第２の駆動ドライバ
３１ 表示パネル（表示デバイス）
Ａ 車両用計器（車両用表示装置）
Ｂ 車両

Claims (4)

1. 外部から通信によって入力する車両情報に基づいて制御信号を生成する制御部と、
   この制御部の制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動部と、
   この駆動部の駆動信号に基づいて画像を生成する表示デバイスと、を備え、
   前記制御部は、複数の前記駆動部に分岐して表示データを含む各種情報を出力する共通配線と、
   この共通配線を介して入力される表示データの有効／無効を前記駆動部毎に切り換えるイネーブル信号用配線と、を接続する
   ことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記制御部は、車両情報に基づいて車両が起動したことを判定する起動判定処理と、
   この起動判定処理によって、前記車両が起動したことを判定した際に、前記共通配線を介して複数の前記駆動部を設定する設定情報を送信する初期設定処理と、を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記制御部は、フレーム周波数、ポートの機能割り当て、動作モードの設定のうち何れかの情報を、前記設定情報として複数の前記駆動部に送信することを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記制御部は、前記イネーブル信号用配線を介して前記表示データの有効／無効を所定時間毎に切り換えることで、前記駆動部への通信を時分割して行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
   

Images