JP3175711U - 車載用の表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱劣化や経年劣化が少なく、長期間にわたって表示画面の映り込み防止機能を最適に発揮できる安価な車載用表示装置を提供する。
【解決手段】搭乗者が所望角度で視認する表示ユニット１と、回転軸ＡＸを介して表示ユニット１を回転可能に保持する取付ベース２と、を有して構成され、取付ベース部２が、車内の適所に固定される。表示ユニット１の表示面に配置されて、表示ユニットからの放射光の放射角度を規制する視野制限シートＳＨと、視野制限シートＳＨに積層して配置され、搭乗者による操作が可能なタッチパネルＴＨと、タッチパネルＴＨの外周縁を保持することで、タッチパネルＴＨと視野制限シートＳＨを、表示ユニット１に一体化させる外周フレームＦＲとを有する。
【選択図】図３

Description

本考案は、車載用の表示装置に関し、特に、夜間走行時にも表示画面がフロントガラスなどに映り込まない表示装置に関する。

自動車走行において、全く知らない経路や、正確には把握していない経路を通って目的地に向かう場合に、適切な移動経路を逐一通知してくれるカーナビ機器が非常に便利であり、特に、周囲の景色が見えない夜間走行時には必須の車載機器であるということができる。

但し、夜間走行時は、自動車内外が暗いので、カーナビ機器の表示画面がフロントガラスに映り込み、注視すべき前方の景色が見にくく、非常に煩わしいという問題がある。そこで、かかる点を考慮して、表示画面の映り込み防止機能を有する液晶表示装置も知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００９−３００５８３号公報 特開２００９−１２２３７１号公報

しかし、特許文献１に記載の液晶表示装置では、バックライト部と液晶パネル部との間に、偏光シートなどの調光シートが配置されているので、調光シートがバックライトの発熱の影響を直接的に受けることになり、調光シートの熱劣化が早いという問題がある。

また、調光シートの光線透過率は、最適方向でも１００％を少なからず下回るので、液晶パネル部を適切に動作させるための輝度が不足気味になるという問題がある。そのため、調光シートでの減衰量を考慮して、バックライト光の輝度を通常レベルより高める必要が生じ、その結果、調光シートの熱劣化が益々促進されることになる。

更にまた、自動車のフロントガラス付近の構造は車種毎に相違するので、車載用の表示装置の設置位置とフロントガラスとの位置関係も種々相違するところ、特許文献１に記載の構成では、フロントガラスと表示装置との位置関係に対応して、最適な調光シートを選択することはできないという致命的な問題がある。

なお、上記の問題を解消するため、カーナビ装置の最表面に防眩フィルムを貼着することも考えられる（特許文献２参照）。しかし、このような構成では、接着層の熱劣化や経年劣化によって防眩フィルムのフィルム面が波打つおそれがある。しかも、カーナビ装置の最表面に防眩フィルムを貼着した場合には、抵抗膜方式のタッチパネルの正常な動作が阻害されるおそれがある。そして、このような点を解消するには、タッチパネルを抵抗膜方式以外に変更するか、或いは、防眩フィルムの可撓性を必要以上に高めるしかなく、何れにしても製造コストの増加を免れない。

本考案は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、熱劣化や経年劣化が少なく、長期間にわたって表示画面の映り込み防止機能を最適に発揮できる安価な表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本考案は、乗者が所望角度で視認する表示ユニットと、回転軸を介して表示ユニットを回転可能に保持する取付ベースと、を有して構成され、取付ベース部が、車内の適所に固定されて使用される車載用表示装置であって、表示ユニットの表示面に配置されて、表示ユニットから受けて通過する放射光の放射角度を規制する視野制限シートと、視野制限シートに積層して配置され、搭乗者による操作が可能なタッチパネルと、タッチパネルの外周縁を保持することで、タッチパネル、及び、視野制限シートを、表示ユニットに一体化させる外周フレームと、を有して構成されている。

本考案の視野制限シートは、表示ユニットの表示面に積層して配置されるので、例えば、表示ユニットとして液晶表示ユニットを使用する場合にも、視野制限シートがバックライトの発熱の影響を直接的に受けることがなく、熱劣化や経年劣化が抑制される。

図１は、この関係を示す図面であり、本実施例の構成（図１（ｂ））と、従来構成（図１（ｃ））とを対比して図示している。視野制限シートＳＨは、シート面に直交する最適方向（入射角＝０）でも、光線透過率が不可避的に１００％をかなり下回るので（図１（ａ）参照）、従来構成ではバックライト部ＢＬからの光が、少なからず減衰することで、液晶パネル部ＢＤＹの正常動作が阻害されるが、本考案の場合にはそのようは弊害が生じない。

そのため、本考案では、バックライト部ＢＬの輝度が必要最小限で足りることなり、しかも、視野制限シートＳＨがバックライト部ＢＬから離間しているので、視野制限シートＳＨの熱劣化が効果的に抑制される。

なお、本考案の場合に、視点に近い位置に視野制限シートＳＨが配置されるからといって、表示装置の表示画面が、フロントガラスなどから反射して視点に入る映り込み範囲が広がることはない。図１（ｄ）と図１（ｅ）は、この関係を示す図面であり、映り込み範囲の上限位置は、表示装置の上端面からＤ１＊ｔａｎ（α）であり、映り込み範囲が広がることは無いことを示している。

また、本考案の視野制限シートは、表示ユニットの表示面に積層して配置されるので、フロントガラスと表示装置との位置関係に対応して、最適な視野制限シートを選択することができる。しかも、本考案の外周フレームは、タッチパネルの外周縁を保持することで、タッチパネルを表示ユニットに一体化させているので、外周フレームを外すだけで、ユーザの好みや、フロントガラスと表示装置との位置関係に対応して、最適な視野制限シートを配置することができ、事後的にユーザが交換することも可能となる。

図２は、これらの関係を説明する原理図である。例えば、実施例で使用する視野制限シートＳＨを例に挙げると、この視野制限シートＳＨでは、厚さＴの透光性の基材に、所定ピッチＬで遮光部ＢＫが形成され、透光部ＣＬと遮光部ＢＫとが互いに隣接して構成されている。

そして、図２（ｂ）の視野制限シートＳＨは、法線（シート面との直交方向の線）に平行に遮光部ＢＫが形成されることで、ルーバー角度θがθ＝０となっている。また、図２（ｃ）の視野制限シートＳＨは、法線に傾斜して遮光部ＢＫが形成されることで、ルーバー角度θがθ＞０となっている。

ここで、表示画面が目視できる可視範囲を検討すると、ルーバー角度θ＝０の構成では、図２（ｂ）に示す関係から、可視範囲は、法線に対して−α〜＋αとなる。なお、可視範囲を規定する最大角±αは、ｔａｎ（α）＝Ｌ／Ｔの関係にある。

一方、ルーバー角度θ＞０の構成では、図２（ｃ）に示す関係から、可視範囲は、法線に対して−α１〜＋α２となる。ここで可視範囲を規定する最大角α１、α２は、ｔａｎ（α１）＝Ｌ／Ｔ＋ｔａｎ（θ）、ｔａｎ（α２）＝Ｌ／Ｔ−ｔａｎ（θ）の関係にある（α１＞α２）。

上式から明らか通り、ルーバー角度θ＞０の視野制限シートＳＨの場合（図２（ｃ））には、一方側の視野が狭く（α２＜α）、他方側の視野が広い（α１＞α）ことになる。そこで、図示左側がフロントガラス側となり、図示右側が視点側となるように視野制限シートＳＨを配置することで、映り込み範囲を効果的に制限することができる。

先に確認した通り、本考案の視野制限シートは、表示ユニットの表示面に積層して配置されるので、フロントガラスと表示装置との位置関係に対応して、図２（ｂ）の構成の視野制限シートを使用するか、それとも、図２（ｃ）の構成の視野制限シートを使用するかを適宜に選択することができる。なお、何れの構成でも、使用状態では、遮光部ＢＫが所定ピッチＬで複数本の水平線を構成する。

また、可視範囲を規定する最大角度（α、α１、α２）は、視野制限シートＳＨのシート厚Ｔと、ピッチＬと、ルーバー角度θとで適宜な値に設定可能であるので、本考案の構成によれば、所望の性能を発揮できる最適な視野制限シートＳＨを選択することができる。なお、外周フレームを取り外すことで、最適な視野制限シートを事後的に取り付けること、或いは、最適な視野制限シートに事後的に交換することもできる。

本考案の視野制限シートは、その可視範囲がシート面の法線に対して−α１〜＋α２が、５０°以上１００°以下に設定されているのが好適である。ここで、α１、α２は、ｔａｎ（α１）＝Ｌ／Ｔ＋ｔａｎ（θ）、ｔａｎ（α２）＝Ｌ／Ｔ−ｔａｎ（θ）であり、ルーバー角度θ＝０の場合には、ｔａｎ（α１）＝ｔａｎ（α２）＝Ｌ／Ｔとなる。なお、ルーバー角度θ＞０の場合には、０〜α２の視野範囲にフロントガラスが位置するよう、表示装置を設置するべきである。

また、視野制限シートは、基材の表面側と裏面側に、透光性のフィルム材Ｆ１，Ｆ２を積層して構成されているのが好適であり（図２参照）、好ましくは、全体として、１ｍｍ以下の膜厚とすべきである。また、接着層や粘着層を設けることなく、表示ユニットの表示面に積層するのが好適である。

表示ユニットの表示面にタッチパネルが配置され、タッチパネルの外周縁を外周フレームが保持して構成された半完成状態の表示装置について、表示ユニットとタッチパネルとの間に視野制限シートが配置して完成される構成を採るのが好適である。この場合、外周フレームを簡単に外すことができる構成を採ることで、ユーザの好みに対応した視野制限シートを個々的に選択することができる。ユーザによる選択肢としては、先に説明した通り、例えば、ルーバー角度θ、可視範囲を規定する最大角度（α、α１、α２）、図２（ａ）に示す最大透過率などである。

また、タッチパネルは、透明電極が形成されたガラス面と、透明電極が形成された可撓性のフィルム材とが、スペーサを介在して対面して構成され、１０本未満の配線で接続された本体部によって制御されているのが好適である。更に好ましくは、３〜４本の配線数とすべきであり、このような構成を採ると、ユーザの好みに対応した視野制限シートを個々的に選択する場合にも、表示装置の分解や、組立て作業が容易であり、誤って配線を切断してしまう可能性が大幅に低減される。

上記した本考案の表示装置によれば、安価の構成でありながら、夜間走行時にも表示画面がフロントガラスなどに映り込まない映り込み防止機能を長期間にわたって実現できる。また、ユーザの好みや、フロントガラスと表示装置との位置関係に対応して、最適な視野制限シートを配置することができ、事後的にユーザが交換することも可能となる。

本考案の効果を説明する図面である。 本考案の構成例を説明する図面である。 実施例に係る表示装置を示す概略図である。 実施例の表示装置の主要な構成要素を分解状態で示す図面である。 タッチパネルの断面構成を説明する図面である。 実施例の表示装置を自動車に搭載した状態を図示したものである。

以下、実施例に基づいて本考案を更に詳細に説明する。図３は、実施例に係る表示装置ＥＱＵを示す概略図であり、図４は、図３の表示装置ＥＱＵの主要な構成要素を分解状態で示す図面である。

図示の表示装置ＥＱＵは、自動車に搭載されて使用されるカーナビ装置であり、必要時に搭乗者が視認する表示ユニット１と、回転軸ＡＸを介して表示ユニット１を回転可能に保持する取付ベース２と、表示ユニット１の前面に配置される視野制限シートＳＨと、視野制限シートＳＨの前面に配置されるタッチパネルＴＨと、タッチパネルＴＨの外周縁を保持する外周フレームＦＲと、を有して構成されている（図４参照）。

そして、外周フレームＦＲを背面板３に固定することで、接着層や粘着層を設けることなく、表示ユニット１と、視野制限シートＳＨと、タッチパネルＴＨとが一体化させている。但し、接着層や粘着層を設けることが特に禁止される趣旨ではない。

一方、取付ベース２は、その底面ＦＡに粘着面又は吸着面が形成されており、粘着作用や吸着作用によって車内の適所に固定されている。実施例の表示ユニット１は、具体的には、液晶表示ユニットであり、不図示の液晶パネル部ＢＤＹとバックライト部ＢＬと、が内蔵されて構成されている。

図２（ｂ）や図２（ｃ）に示す通り、実施例の視野制限シートＳＨは、厚さＴの透光性の基材に、所定ピッチＬで遮光部ＢＫが形成され、透光部ＣＬと遮光部ＢＫとが互いに隣接して構成されている。そのため、光線透過率が０％を超える可視範囲は、法線を中心に−α１〜＋α２となる。

先に説明した通り、ｔａｎ（α１）＝Ｌ／Ｔ＋ｔａｎ（θ）、ｔａｎ（α２）＝Ｌ／Ｔ−ｔａｎ（θ）であり、ルーバー角度θ＝０の場合には、ｔａｎ（α１）＝ｔａｎ（α２）＝Ｌ／Ｔとなる。なお、ルーバー角度θとは、シート面の法線と遮光部とが形成する角度を意味する。

前記した通り、可視範囲−α１〜＋α２は、膜厚ＴとピッチＬとルーバー角度θに基づいて適宜に設定されるが、可視角度α１＋α２が、５０°以上１００°以下に設定されるのが好ましい。そこで、実施例の視野制限シートＳＨでは、ルーバー角度θ＝０とすると共に、可視範囲の最大角度αをα＝４５°（可視角度９０°）としている。そして、図２（ｂ）に示す光線透過率を実現しており、入射角が０°の場合に光線透過率が最大（８０％程度）となり、入射角が増加するほど、光線透過率が直線的に低下するよう構成されている。なお、入射角は、シート面の法線方向と光線との角度で定義される。

ところで、実施例では、シート面に直交して法線方向に遮光部ＢＫを立設させることで、ルーバー角度θを０°としているが、ルーバー角度θ＞０としても良いのは勿論である。但し、車載用の表示装置としては、２０°以下のルーバー角度とするのが好ましい。

また、実施例の視野制限シートＳＨは、その表面側と裏面側に、透光性のフィルム材Ｆ１，Ｆ２を積層して三層構造に構成されている（図２参照）。全体としての厚みは、特に限定されないが、好ましくは、１ｍｍ以下とすべきである。なお、透光性のフィルム材としては、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate)や、ポリカーボネイト(Polycarbonate) が好適に使用される。何れにしても、入射角＝０°の場合の光線透過率は、三層構造において７５％以上に構成すべきである。

タッチパネルの方式は、抵抗膜方式、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式など、各種の方式が考えられ、特に限定されないが、実施例のタッチパネルＴＨは、４線式抵抗膜方式を採用している。

具体的には、図５に示す通り、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)などの透明電極１０が格子状に形成された透明ガラス材１１と、ＩＴＯなどの透明電極１２が格子状に形成された可撓性の透明フィルム材１３とが、スペーサ１４を介在して互いに対面して構成されている。そして、搭乗者がフィルム材１３を押すと、押圧位置のフィルム材１３が撓むことで、ガラス材１１の電極と接触して検出電流が流れ、透明電極の抵抗による分圧比に基づいて押圧位置が検出される。

本実施例では、タッチパネルＴＨが、搭乗者が接触する最外部に配置されるので、最外部に視野制限シートＳＨを配置する場合のようなタッチパネルの誤動作のおそれが無い。すなわち、視野制限シートＳＨは、その構造上、可撓性に乏しいので、視野制限シートＳＨを介してタッチパネルＴＨを操作しても、押圧位置を正しく検出することができない。

そのため、最外部に視野制限シートＳＨを配置する場合には、抵抗膜方式以外の静電容量方式などを採用せざるを得ないが、静電容量方式では、配線数が増加すると共にコストが嵩むので、本実施例に比べて不適となる。

また、本実施例では、タッチパネルＴＨの内側に視野制限シートＳＨが配置されるので、視野制限シートＳＨがタッチパネルＴＨに保護されることになり、視野制限シートが外部に露出する場合のように破損や劣化のおそれが無い。また、視野制限シートＳＨがバックライト部から離間しているので、熱劣化のおそれが少なく、しかも、視点位置での輝度が不足することもない。

以上、実施例の表示装置ＥＱＵの構成や効果を説明したので、続いて、その使用方法を確認的に説明する。図６は、実施例の表示装置を自動車に搭載した状態を示しており、取付ベース２の粘着面又は吸着面を活用して自動車ハンドルの前方位置に固定されている。

実施例の視野制限シートＳＨは、その可視範囲が、シート面の法線を中心に−α〜＋αであるので、表示画面の法線方向に対して±αの範囲を越えては、表示装置からの光線が放射されない。すなわち、映り込み範囲は、表示画面の法線方向に対して±αの範囲である。

そのため、映り込み範囲の最外部の光線がフロントガラスで反射しても、その反射波が、運転者の視点の上方に位置するよう、視野制限シートＳＨを選択するか、表示装置の回転角度を調整するだけで、映り込みを防止することができる。

したがって、周囲の景色が見えない夜間走行時にも、目障りなく、表示装置のカーナビ機能を享受することができる。なお、図６では、映り込み範囲の最外部の光線がフロントガラスで反射している状態を示している。

以上、本考案の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本考案を限定する趣旨ではなく、適宜に変更可能である。但し、ルーバー角度θ＞０の視野制限シートＳＨを使用して、−α１〜＋α２の可視範囲を形成する場合には、シート面の法線に対して狭い可視範囲にフロントガラスが位置するよう構成すべきである。また、カーナビ装置を例に挙げたが、本考案は、カーオーディオ装置やＡＶ装置など適宜な車載表示装置に使用することができる。

１ 表示ユニット
ＡＸ 回転軸
２ 取付ベース
ＥＱＵ 車載用表示装置
ＳＨ 視野制限シート
ＴＨ タッチパネル
ＦＲ 外周フレーム

Claims (10)

1. 搭乗者が所望角度で視認する表示ユニットと、回転軸を介して表示ユニットを回転可能に保持する取付ベースと、を有して構成され、取付ベース部が、車内の適所に固定されて使用される車載用表示装置であって、
   表示ユニットの表示面に配置されて、表示ユニットから受けて通過する放射光の放射角度を規制する視野制限シートと、
   視野制限シートに積層して配置され、搭乗者による操作が可能なタッチパネルと、
   タッチパネルの外周縁を保持することで、タッチパネル、及び、視野制限シートを、表示ユニットに一体化させる外周フレームと、
   を有して構成されていることを特徴とする車載用表示装置。
2. 視野制限シートと表示ユニットとの間、及び／又は、視野制限シートとタッチパネルとの間には、接着層や粘着層が設けられていない請求項１に記載の車載用表示装置。
3. 視野制限シートは、厚さＴの透光性の基材に、所定ピッチＬで遮光部が形成されることで、透光部と遮光部とが互いに隣接して構成され、
   表示装置の可視範囲が、視野制限シートのシート面の法線に対して−α１〜＋α２に設定され、可視角度α１＋α２が、５０°以上１００°以下に設定されている請求項１又は２に記載の車載用表示装置。
4. 視野制限シートの遮光部は、視野制限シートのシート面の法線に平行に形成されることで、α１＝α２＝ｔａｎ^−１（Ｌ／Ｔ）となっている請求項３に記載の車載用表示装置。
5. 視野制限シートの遮光部は、視野制限シートのシート面の法線に対して、ルーバー角度θだけ傾斜して形成されることで、ｔａｎ（α１）＝Ｌ／Ｔ＋ｔａｎ（θ）、ｔａｎ（α２）＝Ｌ／Ｔ−ｔａｎ（θ）となっている請求項３に記載の車載用表示装置。
6. シート面の法線に対して０〜＋α２の範囲にフロントガラスが位置するよう視野制限シートが配置されている請求項５に記載の車載用表示装置。
7. 視野制限シートは、その基材の表面側と裏面側に、透光性のフィルム材を積層して構成され、全体として１ｍｍ以下に構成されている請求項１〜６の何れか記載の車載用表示装置。
8. 表示ユニットの表示面にタッチパネルが配置され、タッチパネルの外周縁を外周フレームが保持して構成された半完成状態の表示装置について、
   表示ユニットとタッチパネルとの間に、視野制限シートが、非接着状態で配置されて完成される請求項１〜７の何れか記載の車載用表示装置。
9. タッチパネルは、第一の透明電極が形成されたガラス面と、第二の透明電極が形成された可撓性のフィルム材とが、スペーサを介在して互いに対面して構成され、１０本未満の配線ケーブルで電気接続された本体部によって制御されている請求項１〜８の何れかに記載の車載用表示装置。
10. 表示ユニットは、カーナビ機器として機能している請求項１〜９の何れか記載の車載用表示装置。

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