JP2020189591A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示品位が低下する虞のない車両用表示装置を提供する。【解決手段】 車両情報を表示する表示面１１を有する表示パネル１０と、この表示パネル１０を視認する視認者Ｅの状態を撮像する撮像手段５１と、赤外光を視認者Ｅに向けて照射する赤外線照射部５２と、表示面１１と重なるように表示パネル１０の前方側に配置される光学部材６０とを備え、光学部材６０は、赤外光を反射して可視光を透過する光学特性を有するとともに表示面１１に対して傾斜するように配置され、光学部材６０の前方側を向く第１領域Ｒ１に反射抑制部６３が設けられているものである。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば自動車や自動２輪車等の車両に搭載される車両用表示装置に関するものである。

従来より、この種の車両用表示装置にあっては、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。この特許文献１に記載の車両用表示装置は、車両の運転席前方に搭載された車両用メータであり、各種車両情報を表示する液晶パネル（表示手段）と、この液晶パネルを視認する視認者の状態を撮像する赤外線カメラ（撮像手段）と、赤外光を視認者に向けて照射する赤外線照射部と、液晶パネルの下方中央付近において、液晶パネルの手前に傾斜配置されたホットミラーとを備えている。

そして、赤外線カメラは、メータフードに設けられた上側フード凹部において、赤外線照射部と対峙するように設置され、赤外線照射部は、液晶パネルの手前側であって、ホットミラーの左右に並設された一対の赤外線ＬＥＤであり、赤外線照射部から照射される赤外光によって視認者を照明することができ、視認者照明後の赤外光（以下、赤外反射光と言う）は、逆方向に反射してホットミラーへと向かい、さらにホットミラーによって赤外線カメラ側に反射され、赤外線カメラへと入射する。これにより、赤外線カメラを用いて視認者の顔等を撮像することができる。

特開２０１８−１０３８８３号公報

特許文献１に記載の車両用表示装置において、視認者が視認可能な液晶パネルの表示面は、ホットミラーと重ならない第１表示エリアと、ホットミラーと重なる第２表示エリアとに区分けされ、例えば第１表示エリアにはスピードメータ画像やタコメータ画像等の第１表示情報が表示され、第２表示エリアには車両の走行距離（総走行距離）を示すオドメータ画像や車両の走向方向を示すターンインジケータ画像等の第２表示情報が表示され、当該第２表示情報はホットミラー越しに見える情報となる。

このとき、液晶パネルの手前に設置されるホットミラーの視認者側を向く面に太陽光等の外光が当たるような状況下にあっては、ホットミラー越しに見えることになる前記第２表示情報の視認性が悪化し、表示品位の低下を招く虞がある。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、表示品位が低下する虞のない車両用表示装置の提供を目的とするものである。

本発明は、車両情報を表示する表示面を有する表示手段と、前記表示手段を視認する前記視認者の状態を撮像する撮像手段と、赤外光を前記視認者に向けて照射する赤外線照射部と、前記表示面の少なくとも一部と重なるように前記表示手段の前記視認者側に配置される光学部材とを備え、前記光学部材は、前記赤外光を反射して可視光を透過する光学特性を有するとともに前記表示面に対して傾斜するように配置され、前記光学部材の前記視認者側を向く第１領域または前記光学部材の前記表示面と対峙する第２領域に反射抑制部が設けられていることを特徴とする。

また本発明は、前記撮像手段及び前記赤外線照射部は、前記表示面と重ならない状態で前記表示手段の前記視認者側に配置されることを特徴とする。

また本発明は、前記赤外線照射部から照射される前記赤外光は前記光学部材で反射して前記視認者側に向けて照射されるとともに、前記視認者を照射後の前記赤外光は前記光学部材で反射して前記撮像手段に入射可能となっていることを特徴とする。

また本発明は、前記反射抑制部は、飛散防止機能を有する低反射フィルムであることを特徴とする。

本発明によれば、所期の目的を達成でき、表示品位が低下する虞のない車両用表示装置を提供できる。

本発明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１のＢ−Ｂ断面図。 図１のＣ−Ｃ断面図のうち前方側を拡大した拡大断面図。 同実施形態による車両用表示装置の電気的構成を示すブロック図。 同実施形態の変形例１による車両用表示装置の要部拡大断面図。

以下、図１〜図５に基づいて、本発明の車両用表示装置を自動車の運転席前方に搭載される車両用計器に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、以下の説明では、車両用計器を正視（視認）する視認者側を前方側（前側）とし、当該視認者側とは反対側である反視認者側を背後側（後側）とする。

図１〜図３において、本実施形態による車両用表示装置としての車両用計器Ｄは、車速情報等の各種の車両情報（所定情報）を表示する表示パネル（表示手段）１０と、この表示パネル１０の背後側に位置する回路基板２０と、この回路基板２０の前方側に実装された複数個の光源３０と、表示パネル１０の前方側を覆う保護部材４０と、車両の運転席に着座する運転者Ｅ（以下、視認者Ｅとも言う）を監視するカメラモジュール５０と、このカメラモジュール５０と対峙するように保護部材４０の前方側に傾斜配置される光学部材６０と、この光学部材６０の周囲を覆う状態で保護部材４０の前方側に位置する壁部７０と、車両用計器Ｄの外装ケースを構成する筐体８０と、保護部材４０の外縁部を隠蔽するインストルメントパネル（インパネ）９０とを備えている。

表示パネル１０は、例えば一対の絶縁基板（ガラス基板）間に液晶を封入した液晶セルの表裏面に表側偏光板、後側偏光板が各々貼り付けられた周知の液晶表示パネルを適用することができる。

また、表示パネル１０は、視認者Ｅが直視可能な平坦な表示面１１を有し、この表示面１１に前記車両情報が表示される。ここでの表示面１１は、視認者Ｅが直視した際に光学部材６０と重ならない第１表示エリア１２と、視認者Ｅが直視した際に光学部材６０と重なる第２表示エリア１３とに区分けされる。

例えば第１表示エリア１２にはスピードメータ画像やタコメータ画像等の第１表示情報が表示され、第２表示エリア１３には車両の走行距離（総走行距離）を示すオドメータ画像等の第２表示情報が表示され、当該第２表示情報は光学部材６０越しに視認者Ｅが視認する情報となる（図１参照）。

回路基板２０は、例えばガラスエポキシ系基材に配線パターンが施された硬質配線基板であり、表示パネル１０の表示制御や光源３０の点灯制御を行うとともに、カメラモジュール５０（後述する撮像手段や赤外線照射部）の動作を制御するマイクロコンピュータとしての制御部２１と、光源３０と、抵抗、コンデンサ等の各種回路部品とが前記配線パターンに導通接続されている。

つまり、本例の場合、回路基板２０には、制御部２１と光源３０とが実装（配設）されている。例えば、光源３０が回路基板２０の前方側に実装され、制御部２１が回路基板２０の背後側に実装される。なお、回路基板２０は、フレキシブル配線板（図示省略）を用いて表示パネル１０と電気的に接続される。

光源３０は、適宜色の光を発する複数個のチップ型発光ダイオードを適用することができ、表示パネル１０に向けて照明光（以下、可視光とも言う）を発する（供給する）ように表示パネル１０の背後側に設けられる。なお、光源３０と表示パネル１０との間に、必要に応じて光拡散シートやプリズムシート等の図示省略した光学シートを１つ以上配置してもよい。

保護部材４０は、透光性合成樹脂材料によって形成され、表示パネル１０の前方側を覆うように設けられた略平板状の保護パネル部材である。この保護部材４０の後面側周縁には遮光部４１が形成されている。遮光部４１は、例えば黒色の印刷層によって形成されている。なお、保護部材４０は透光性の接着剤によって表示パネル１０と接合してもよく、さらには前方側となる保護部材４０の最表面はフラットな平坦面ではなく前方側に向けて凸や凹となる曲面形状（湾曲形状）でもよい。

カメラモジュール５０は、運転席に着座する視認者Ｅの顔を撮像し、視認者Ｅの顔の動作等から視認者Ｅの状態（挙動）を検知するものである。

また、カメラモジュール５０は、表示パネル１０を視認する視認者Ｅの状態を撮像する撮像手段５１と、赤外光（波長７８０ナノミリメートル以上の目に見えない近赤外光）を視認者Ｅに向けて照射する赤外線照射部５２とを有し、撮像手段５１と赤外線照射部５２とが一体となるように設けられる。

撮像手段５１は、近赤外領域に感度を持つカメラであり、車両用計器Ｄの中央下方側において、前記車両情報を表示する表示面１１と重ならない状態で表示パネル１０の前方側に配置される（図１、図３参照）。

赤外線照射部５２は、撮像手段５１を挟むように撮像手段５１の両隣に配置された一対の赤外線光源（赤外線ＬＥＤ）を適用することができ、車両用計器Ｄの中央下方側において、表示パネル１０の表示面１１と重ならない状態で表示パネル１０の前方側に配置される（図１、図４参照）。

光学部材６０は、前方側から車両用計器Ｄを見たときに表示パネル１０（表示面１１）と重なるように保護部材４０（表示パネル１０）の前方側に配置される矩形薄板状のホットミラーを適用することができ、赤外光（つまり赤外線照射部５２から照射される赤外光及び視認者Ｅ照射後に撮像手段５１に向かう赤外光）を反射して可視光を透過する光学特性を有している。

また、光学部材６０は、表示パネル１０の中央下方側において、表示面１１に対して所定の角度（例えば略４５度）、傾斜するように保護部材４０の前方側に配置され、アクリル樹脂等で形成された光透過性のガラス基板６１と、このガラス基板６１の前方側に設けられる多層の干渉膜からなる反射層６２とを備えている（図４参照）。

そして、反射層６２（光学部材６０）の前方側を向く第１領域（前面部分）Ｒ１に、外光（太陽光）の反射を抑制する低反射部としての反射抑制部６３が設けられている。反射抑制部６３は、例えばガラス基板６１の破損（飛散）を防止するための飛散防止機能を少なくとも有する低反射フィルムを適用することができ、反射層６２の第１領域Ｒ１に貼り付けられる。なお、この場合、反射抑制部６３は、例えば（太陽光に含まれる）波長３８０〜７８０ナノメートルの可視光線領域の光を吸収する。

壁部７０は、例えば黒色（遮光性）の合成樹脂材料によって形成され、光学部材６０の周囲を取り囲むように保護部材４０上に載置された略コの字形状の立壁部として構成される。この壁部７０には、光学部材６０の反射抑制部６３を臨ませるための開口孔部７１が設けられる。

筐体８０は、表示パネル１０や回路基板２０、カメラモジュール５０等の車両用計器Ｄの内機部品を収納する樹脂製の計器ハウジングであり、表示パネル１０側が開口した略箱型形状となっている。また、筐体８０は、回路基板２０の背後側を覆う底壁部８１と、表示パネル１０の側方を囲む周壁部８２とを備えている。

インストルメントパネル９０は、例えば黒色（遮光性）の合成樹脂材料によって形成され、主に保護部材４０の外縁部を覆うものである。インストルメントパネル９０は、前記車両情報を視認者Ｅ側から視認可能とするための開口壁部９１を有する。

また、この場合、カメラモジュール５０はインストルメントパネル９０の内部空間Ｓに配置され、カメラモジュール５０の配設位置に対応する開口壁部９１箇所には透光部９２が形成されている（図３、図４参照）。そして、透光部９２の内部空間Ｓ側を向く部分には、赤外光を透過し可視光を反射（または吸収）する赤外光透過部９３が設けられる。赤外光透過部９３は、例えば透光部９２の内部空間Ｓ側を向く部分に貼り付けられた赤外線透過フィルムを適用することができる。

以上の各部により、車両用計器Ｄが構成される。このような構成において、赤外線照射部５２から照射される赤外光は、赤外光透過部９３及び透光部９２を順次通過した後、光学部材６０によって反射することで光路が前方側に折り曲げられて、視認者Ｅの顔に到達する。

さらに、視認者Ｅ（視認者Ｅの顔）を照射後の赤外光は、逆方向（背後側）に反射して、その後、光学部材６０によって光路が透光部９２側に折り曲げられる。この逆方向に反射し光路の折り曲げられた赤外光は、撮像手段５１（透光部９２）側に向けて反射され、透光部９２及び赤外光透過部９３を通過し撮像手段５１に入射可能となる。この結果、撮像手段５１は、赤外光に照らされた視認者Ｅの顔を撮像することができ、当該逆方向に反射した反射光を画像として取得する。

次に、図４に基づいて、車両用計器Ｄの電気的な構成について説明する。車両用計器Ｄは、制御部２１と、表示パネル１０と、光源３０と、撮像手段５１と、赤外線照射部５２とを備える。

制御部２１は、制御部２１の動作プログラムが記憶されたＲＯＭ(Read Only Memory)、前記動作プログラムを実行することで制御部２１の動作処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＣＰＵ等のワークエリアとして利用されるＲＡＭ(Random Access Memory)等を有する。

制御部２１は、図示省略した車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの情報に基づいて、表示面１１に前記第１表示情報及び前記第２表示情報を表示させる処理を実行する。制御部２１は、例えば図示省略した前照灯スイッチのオン操作に基づいて、光源３０を点灯させる処理を実行し、これにより前記第１表示情報及び前記第２表示情報がバックライト照明される。このとき、本実施形態では、光学部材６０に外光の反射を抑制するための反射抑制部６３が設けられていることから、光学部材６０越し（光学部材６０の背後側）に視認者Ｅが視認することになる前記第２表示情報の表示品位の低下が抑制される。

また、制御部２１は、撮像手段５１が撮像した画像に基づいて、視認者Ｅの状態を判断する。具体的には、制御部２１は、撮像手段５１が撮像した画像に基づいて、視認者Ｅが眠気を催している状態であるか否か、視認者Ｅが脇見運転をしている状態であるか否か等の視認者Ｅの状態を判断する処理を実行する。

制御部２１は、例えば視認者Ｅが眠気を催している状態であると判断した場合、車両用計器Ｄに搭載されたスピーカ（図示省略）から視認者Ｅに対する注意喚起を促すための警告音（「ピー」という効果音）が吹鳴されるように、当該スピーカを動作させる処理を実行する。なお、警告音の吹鳴に代えて、制御部２１による制御のもと、表示パネル１０の表示面１１に注意喚起を促すための警告メッセージを表示してもよい。

以上のように本実施形態では、表示パネル１０を視認する視認者Ｅの状態を撮像する撮像手段５１と、赤外光を視認者Ｅに向けて照射する赤外線照射部５２と、表示面１１と重なるように表示パネル１０の前方側に配置される光学部材６０とを備え、光学部材６０は、赤外光を反射して可視光を透過する光学特性を有するとともに表示面１１に対して傾斜するように配置され、光学部材６０の前方側を向く第１領域Ｒ１に反射抑制部６３が設けられているものである。

従って、表示面１１の一部である第２表示エリア１３に、光学部材６０と重なるように前記第２表示情報を表示させた場合であっても、光学部材６０の反射抑制部６３によって外光反射が抑えられ、前記第２表示情報の視認性（表示品位）が向上する。これにより（光学部材６０越しに視認者Ｅが視認する前記第２表示情報の）表示品位が低下する虞のない車両用計器Ｄを提供することができる。また、このように前記第２表示情報の視認性（見栄え）が向上することで、光学部材６０の有無に伴って区分けされた両表示エリア１２、１３間の表示見栄えの違いを低減することができるという利点もある。

また本実施形態では、反射抑制部６３が飛散防止機能を有する低反射フィルムであることにより、例えば外部からの何らかの衝撃が表示面１１の前方側に配置される光学部材６０に加わった場合、当該衝撃は反射抑制部６３によってガラス基板６１に作用しにくくなることから、ガラス基板６１の破損（飛散）を極力抑制することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。例えば下記に示す変形例１〜３を挙げることができる。

（変形例１）上述した実施形態では、反射抑制部６３が光学部材６０の前方側を向く第１領域Ｒ１（つまり反射層６２の前面）に設けられたものであったが、反射抑制部６３は外光の反射を抑制可能な位置であればあらゆる位置に設けることが可能であり、例えば図６に示すように反射抑制部６３は、光学部材６０の保護部材４０と対峙する第２領域Ｒ２に設けることも可能である。この第２領域Ｒ２は、ガラス基板６１の後側を向く領域に相当し、ガラス基板６１の第１領域Ｒ１とは反対側に位置する。

（変形例２）上述した実施形態では、反射抑制部６３として飛散防止機能を有する低反射フィルムを適用したが、反射抑制部６３は外光の反射を抑制するものであればよく、例えば反射抑制部６３として、フッ化マグネシウムを真空蒸着することで得られるＡＲ（Anti Reflection）フィルムや可視光の波長以下のピッチで配置された複数の錐状凸部を有する蛾の目構造のモスアイフィルム等を適用してもよい。

（変形例３）上述した実施形態では、視認者Ｅ側から車両用計器Ｄを見たときに、光学部材６０が表示面１１と完全に重なるように表示パネル１０の前方側に配置されるものであったが、光学部材６０は表示面１１の一部と重なるように表示パネル１０の前方側に配置されてもよい。要は、本発明における光学部材６０は、表示面１１の少なくとも一部と重なるように表示パネル１０の前方側に配置されていればよい。

１０ 表示パネル（表示手段）
１１ 表示面
１２ 第１表示エリア
１３ 第２表示エリア
２０ 回路基板
２１ 制御部
３０ 光源
４０ 保護部材
５０ カメラモジュール
５１ 撮像手段
５２ 赤外線照射部
６０ 光学部材
６１ ガラス基板
６２ 反射層
６３ 反射抑制部
７０ 壁部
８０ 筐体
９０ インストルメントパネル
９１ 開口壁部
９２ 透光部
９３ 赤外光透過部
Ｅ 視認者
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｓ 内部空間

Claims (4)

1. 車両情報を表示する表示面を有する表示手段と、
   前記表示手段を視認する視認者の状態を撮像する撮像手段と、
   赤外光を前記視認者に向けて照射する赤外線照射部と、
   前記表示面の少なくとも一部と重なるように前記表示手段の前記視認者側に配置される光学部材とを備え、
   前記光学部材は、前記赤外光を反射して可視光を透過する光学特性を有するとともに前記表示面に対して傾斜するように配置され、
   前記光学部材の前記視認者側を向く第１領域または前記光学部材の前記表示面と対峙する第２領域に反射抑制部が設けられていることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記撮像手段及び前記赤外線照射部は、前記表示面と重ならない状態で前記表示手段の前記視認者側に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. 前記赤外線照射部から照射される前記赤外光は前記光学部材で反射して前記視認者側に向けて照射されるとともに、前記視認者を照射後の前記赤外光は前記光学部材で反射して前記撮像手段に入射可能となっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用表示装置。
4. 前記反射抑制部は、飛散防止機能を有する低反射フィルムであることを特徴とする請求項１から請求項３のうち何れか１つに記載の車両用表示装置。

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