JP2022025850A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 振動部の振動のしかたをその形状等に応じて調整するためにアクチュエータの特性の精緻な調整や新規の開発を要しない車両用表示装置を提供する。【解決手段】 車両用表示装置１は、車両に固定して設置される固定部４と、固定部４に振動可能に支持された振動部６とを備え、振動部６は、板ばね５により固定部４に支持された基部１６を備えるとともに、画像を表示するディスプレイ１７，１８，１９と、ディスプレイ１７，１８，１９を覆い使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサ２０と、基部１６を振動させるボイスコイルモータ２２及びソレノイド２３とが基部１６に設けられ、タッチセンサ２０がタッチ操作を検出すると、ボイスコイルモータ２２及びソレノイド２３を作動させて振動部６を振動させる。【選択図】 図３

Description

本発明は、使用者によるタッチ操作を振動で触覚フィードバックするハプティクス機能を備えた車両用表示装置に関する。

使用者によるタッチ操作を振動で触覚フィードバックするハプティクス機能を備えた車両用表示装置として、例えば特許文献１に記載の車両用操作ユニットが知られている。この車両用操作ユニットでは、操作面を備えるディスプレイアセンブリとして構成された操作要素が第１ばね及び第２ばねを介して筐体上で弾性的に支持されるとともに、アクチュエータの駆動要素が操作要素に機械的に連結され、触覚フィードバック時に操作要素が並進運動を行う。

国際公開第２０１７／１２９５５７号

ところで、近年ではディスプレイが大型化したり複数設けられたりしてタッチ操作時に振動する振動部の形状や重量が多様化しており、振動部ごとに最適な振動を実現するために、あるアクチュエータの特性を振動部ごとに精緻に調整したり、振動部ごとにアクチュエータを開発したりしなければならないとすると、車両用表示装置の開発に時間とコストがかかるという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、振動部の振動のしかたをその形状等に応じて調整するためにアクチュエータの特性の精緻な調整や新規の開発を要しない車両用表示装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両に固定して設置される固定部と、前記固定部に振動可能に支持された振動部とを備え、前記振動部は、弾性部材により前記固定部に支持された基部を備えるとともに、所定情報を表示する表示手段と、前記表示手段を覆い使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサと、前記基部を振動させる複数の種類のアクチュエータとが前記基部に設けられ、前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出すると、前記複数の種類のアクチュエータのうち少なくとも一種類のアクチュエータを作動させて前記振動部を振動させることを特徴とする。

前記複数の種類のアクチュエータには、前記基部に可動磁極が固着されて前記固定部に固定磁極が固着されたソレノイドが含まれていても、あるいは、前記固定部に可動磁極が固着されて前記基部に固定磁極が固着されたソレノイドが含まれていてもよく、このとき、前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出していない状態で前記ソレノイドに通電し、前記可動磁極を前記固定磁極に吸着させて前記車両の振動に伴う前記振動部の振動を抑止してもよい。

本発明に係る車両用表示装置によれば、振動部の振動のしかたをその形状等に応じて調整するためにアクチュエータの特性の精緻な調整や新規の開発を要せず、振動部の多様化により開発にかかる時間やコストを抑制することができる。

発明を実施するための形態に係る車両用表示装置が設けられた車両のインストルメントパネルを示す説明図である。 図１の車両用表示装置の正面を示す説明図である。 図２のＡ－Ａ線に沿った断面を示す説明図である。 図３の板ばねを示す説明図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

図１乃至図３に示すように、本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両２のインストルメントパネル３にワイドディスプレイとして設けられ、インストルメントパネル３に固定される固定部４と、固定部４に所定の支持部材としての板ばね５を介して支持される振動部６と、振動部６の振動を制御する制御部７とを備える。

固定部４は、車両２の運転席に座る運転者Ｄと略正対する平板状のセンター部８と、センター部８の左縁から前方に（固定部４がインストルメントパネル３に設置された状態では、車両２の後方側に向けて）起立し、さらに左方に折曲してセンター部８から遠ざかるにつれて前方に（センター部８に対して斜めに）延在するウイング部９と、センター部８の右縁から前方に起立し、さらに右方に折曲してセンター部８から遠ざかるにつれて前方に（センター部８に対して斜めに）延在するウイング部１０とを有する。

板ばね５は、図４に示すように、帯状の金属板の長手方向の２か所が略直角に山折りと谷折りされてなり、取付片１１，１２と、取付片１１，１２を連結する連結片１３とを備える。取付片１１，１２には、円形の挿通穴１４，１５がそれぞれ設けられている。

振動部６は、板ばね５により固定部４に支持された基部１６を備えるとともに、画像（所定情報）を表示する平面型のディスプレイ（表示手段）１７，１８，１９と、運転者Ｄ等の使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサ２０が略全面に貼着され、ディスプレイ１７，１８，１９を覆うカバーレンズ２１と、基部１６（振動部６）を振動させるボイスコイルモータ２２及びソレノイド２３とが基部１６に設けられている。

基部１６は、振動部６が固定部４に支持されたときに、センター部８の前方でセンター部８と略平行に配置される平板状のセンター部２４と、ウイング部９の前方でウイング部９と略平行に配置される湾曲板状のウイング部２５と、ウイング部１０の前方でウイング部１０と略平行に配置される湾曲板状のウイング部２６と、センター部２４、ウイング部２５及びウイング部２６の上下端、ウイング部２５の左端、並びに、ウイング部２６の右端から前方に延在する周壁部２７とを有する。

センター部２４の背面には、左側に２つの板ばね５が上下対になって設けられるとともに、右側に２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりセンター部８にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりセンター部２４にねじ止めされる。

ウイング部２５の背面には、２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりウイング部９にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりウイング部２５にねじ止めされる。

ウイング部２６の背面には、左側に２つの板ばね５が上下対になって設けられるとともに、右側に２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりウイング部１０にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりウイング部２６にねじ止めされる。

ディスプレイ１７は、センター部２４の正面側に設けられ、車両２のメーターパネルの画像を表示する。ディスプレイ１８は、ウイング部２５の正面側に設けられ、電子ドアミラーの画像等を表示し、ディスプレイ１９は、ウイング部２６の正面側に設けられ、ＣＩＤ（Center Information Display）として機能する。ディスプレイ１７，１８，１９の表示は、制御部７により制御される。

カバーレンズ２１は、ここでは周壁部２７の前端に固着されているが、基部１６に直接設けられるのではなく、何らかの部材等を介して設けられてもよい。

ボイスコイルモータ２２は、センター部２４の背面側の略中央に設けられ、使用者によるタッチ操作をタッチセンサ２０が検出すると、制御部７に駆動制御されて振動部６を左右方向に振動させ、使用者にタッチ操作を受け付けたことをフィードバックする。

ソレノイド２３は、ディスプレイ１７，１８の間、及び、ディスプレイ１８，１９の間に設けられ、制御部７に駆動制御されてボイスコイルモータ２２とともに振動部６の振動に供する。ソレノイド２３は、固定部４のセンター部８に固着された固定磁極２８と、基部１６のセンター部２４に固着された可動磁極２９とを備える。固定磁極２８は、例えばここでの詳細図示は省略するが、有底で筒状のケースの内部にコイルを収容した構造となっている。可動磁極２９は、例えば前記コイルの内部に位置する棒状の可動鉄心を適用することができる。

制御部７は、使用者によるタッチ操作をタッチセンサ２０が検出すると、ボイスコイルモータ２２を作動させて振動部６を振動させるとともに、ボイスコイルモータ２２による振動を補完するようにソレノイド２３の通電を制御する。例えば、制御部７は、アクチュエータ２２だけでは振動部６の振動が強すぎる場合には、ソレノイド２３に微弱な電流を流して固定磁極２８に可動磁極２９に対するある程度の吸着力を生じさせ、振動部６の振動の強さを抑制する。このように本例では、使用者によるタッチ操作をタッチセンサ２０が検出すると、ボイスコイルモータ２２を作動させて振動部６を振動させる構成、あるいはこのようにボイスコイルモータ２２を作動させて振動部６を振動させるとともにボイスコイルモータ２２による振動を補完するようにソレノイド２３の通電を制御する構成を特徴としている。

一方、制御部７による制御のもと、使用者によるタッチ操作をタッチセンサ２０が検出していない状態では、ソレノイド２３に通電して固定磁極２８に可動磁極２９を吸着させ、車両２の振動に伴う振動部６の振動を抑止する。なお、制御部７による制御のもと、使用者によるタッチ操作をタッチセンサ２０が検出している状態では、ソレノイド２３への通電が停止し、可動磁極２９を固定磁極２８に吸着させない構成となっている。

本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両２に固定して設置される固定部４と、固定部４に振動可能に支持された振動部６とを備え、振動部６は、板ばね５により固定部４に支持された基部１６を備えるとともに、画像を表示するディスプレイ１７，１８，１９と、ディスプレイ１７，１８，１９を覆い使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサ２０と、基部１６を振動させるボイスコイルモータ２２及びソレノイド２３とが基部１６に設けられ、タッチセンサ２０がタッチ操作を検出すると、ボイスコイルモータ２２及びソレノイド２３を作動させて振動部６を振動させるので、ボイスコイルモータ２２の作動制御及びソレノイド２３の作動制御の組み合わせにより、振動部６の振動のしかたをその形状等に応じて調整すれば、その調整のためにアクチュエータの特性の精緻な調整や新規の開発が不要となり、多様化する振動部の開発にかかる時間やコストを抑制することができる。

なお、ボイスコイルモータ２２の作動制御及びソレノイド２３の作動制御の組み合わせとして適切であれば、ボイスコイルモータ２２、ソレノイド２３のいずれかを作動させない場合があってもよく、タッチセンサ２０がタッチ操作を検出すると、制御部７による制御のもと、ボイスコイルモータ２２、ソレノイド２３の少なくとも一方を作動させて振動部６を振動させる構成としてもよい。

また、ソレノイド２３は、固定磁極２８が固定部４に固着されるとともに、可動磁極２９が基部１６に固着され、タッチセンサ２０がタッチ操作を検出していない状態でソレノイド２３に通電し、可動磁極２９を固定磁極２８に吸着させて車両２の振動に伴う振動部６の振動を抑止するので、一般に、振動部はタッチ操作時に振動しなければならない一方、走行する車両の振動に伴い振動する事態は極力避けなければならず、その固定部に対する固定の程度につき開発時に微妙な調整作業を要するところ、タッチ操作時以外はソレノイド２３が吸着力で振動部６を固定することにより、そのような調整作業を大幅に省力化することができる。

以上、本発明を実施するための形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。

例えば、ソレノイドは図３では縦向きに配置されているが、横向きやその他の向きに配置されてもよく、固定磁極が振動部に、可動磁極が固定部に固着されてもよい。また、複数のソレノイドを一様ではなく個別に制御してもよく、ボイスコイルモータやソレノイド以外のアクチュエータを使用してもよい。さらに、タッチセンサ２０は、カバーレンズ２１の略全面に設けられていたが、ＣＩＤとして機能するディスプレイ１９に対応したカバーレンズ２１の箇所のみに設けられていてもよい。

１ 車両用表示装置
２ 車両
４ 固定部
６ 振動部
７ 制御部
１６ 基部
１７ ディスプレイ（表示手段）
１８ ディスプレイ（表示手段）
１９ ディスプレイ（表示手段）
２０ タッチセンサ
２２ ボイスコイルモータ（アクチュエータ）
２３ ソレノイド
２８ 固定磁極
２９ 可動磁極

Claims (4)

1. 車両に固定して設置される固定部と、前記固定部に振動可能に支持された振動部とを備え、
   前記振動部は、弾性部材により前記固定部に支持された基部を備えるとともに、所定情報を表示する表示手段と、前記表示手段を覆い使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサと、前記基部を振動させる複数の種類のアクチュエータとが前記基部に設けられ、
   前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出すると、前記複数の種類のアクチュエータのうち少なくとも一種類のアクチュエータを作動させて前記振動部を振動させることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記複数の種類のアクチュエータには、前記基部に可動磁極が固着されて前記固定部に固定磁極が固着されたソレノイドが含まれ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. 前記複数の種類のアクチュエータには、前記固定部に可動磁極が固着されて前記基部に固定磁極が固着されたソレノイドが含まれることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
4. 前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出していない状態で前記ソレノイドに通電し、前記可動磁極を前記固定磁極に吸着させて前記車両の振動に伴う前記振動部の振動を抑止することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用表示装置。

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