JP4211649B2 - 車載用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される表示装置に係り、特にコモンモードノイズを除去するためのノイズフィルタを備えたものに関する。

カーナビゲーション装置は、ＧＰＳ等によって現在位置を検出し、その現在位置周辺の地図を表示装置に表示すると共に、車両の現在位置をその地図上に表すようにして、円滑に目的地に到達できるように運転支援する。
自動車では、カーナビゲーション装置の制御部をコンソールボックスの下に配置し、表示装置をインストルメントパネルの中央、つまり運転席と助手席との間に位置するように設け、その間を、コンソールボックスの内側からインストルメントパネルの内側に延長されたシールド線路で接続している。

一方、インストルメントパネルの内側には、バッテリからイグニッションスイッチに延びる線路も配設されている。このバッテリからイグニッションスイッチに接続された線路は、インストルメントパネル内において、一部、カーナビゲーション装置の表示器に接続されたシールド線路と並行している。
前記イグニッションスイッチに接続された線路には、大きな電流が流れるため、この大電流の影響を受けて、カーナビゲーション装置の表示装置に接続されたシールド線路にコモンモードノイズが発生し、表示装置に表示される映像を乱す。

コモンモードノイズを除去するための技術として、特許文献１に記載されたものがある。これは、絶縁ケース内に、コアに２個のコイルを装着してなるノイズフィルタを設け、この２個のコイルの両端を、テレビカメラに接続されるコネクタとモニターに接続されるコネクタに接続するようにしたものである。
特開平１１−３４０７７０号公報

しかしながら、カーナビゲーション装置の場合、上記の特許文献１に記載された技術を適用したノイズフィルタを設けても、ノイズ除去にとって効果的ではなく、表示装置に表示される映像の乱れをなくすことが困難であった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ノイズフィルタによって効果的にノイズを除去でき、映像の乱れを防止することができる車載用表示装置を提供することにある。

本発明は、表示信号の出力機器からの表示信号を受信して表示する車載用表示装置において、前記表示信号の出力機器から出力される表示信号を送るためのシールド線路と、前記シールド線路を接続する部分と前記表示信号を処理する部分との間に設けられ、コアに同じ巻き方向の複数のコイルを装着して構成したノイズフィルタとを備え、前記シールド線路に、前記表示信号用の複数の信号用導体の外に、これら信号用導体を包囲するシールド用導体を設け、且つ、前記ノイズフィルタに、前記シールド線路の前記複数の信号用導体のための複数のコイルの外に、前記シールド用導体のためのコイルを設け、前記ノイズフィルタの前記複数の信号用導体のためのコイルに、前記シールド線路の前記複数の信号用導体を接続し、且つ前記シールド用導体のためのコイルに前記シールド用導体を接続するようにしたことを特徴とする。
この構成によれば、シールド線路を流れて出力機器側に戻る電流が存在していても、これに起因したノイズ発生がなく、映像の乱れに対する減少効果が高い。

本発明では、前記シールド線路は、カラーの表示信号を送るために、５本の信号用導体をシールド用導体により包囲してなり、前記ノイズフィルタは、６個のコイルを有し、 前記ノイズフィルタの前記５本の信号用導体と前記シールド用導体とを、前記ノイズフィルタの６個のコイルに接続したものとすることができる。
また、ノイズの減少効果をより高くするために、前記ノイズフィルタのコアの断面積を大きくして、ノイズ除去時にコアが磁気飽和しないようにすることができる。
更に、前記ノイズフィルタのインピーダンスは、ノイズの周波数が１０ＭＨｚのとき１０００Ωとなるように設定することができる。

以下、本発明をカーナビゲーション装置に適用した一実施形態につき図面を参照しながら説明する。図５は車両としての自動車におけるカーナビゲーション装置１の配置を示す透視図である。同図に示すように、カーナビゲーション装置１は、制御装置２とカラー液晶装置からなる表示装置３とを備えている。そのうち、制御装置２は、コンソールボックス４の内側に配置され、表示装置３は、インストルメントパネル５の中央部、すなわち運転席と助手席との間に位置して配置されている。そして、制御装置２と表示装置３とは、コンソールボックス４内からインストルメントパネル５内に延長されたシールド線路６によって接続されている。

インストルメントパネル５のうち、運転席側にはイグニッションスイッチ７が設けられ、助手席側の内部にはエンジン制御装置８が設けられている。そして、バッテリ（図示せずから延長されてきた線路９がイグニッションスイッチ７を経てエンジン制御装置８に接続されている。このバッテリとイグニッションスイッチ７とエンジン制御装置８とを接続する線路９は、インストルメントパネル５内で、前記シールド線路６と近接して並行するように配線されている。

図１は、表示装置３とシールド線路６との接続構成を示すものである。同図に示すように、表示信号出力機器としてのカーナビゲーション装置１の制御回路２および表示装置３には、それぞれＲ、Ｂ、Ｇの各端子１０〜１２および１３〜１５、ＳＹＮＣ端子１６および１７、ＶＲ端子１８および１９、ＶＧ端子２０および２１が設けられている。ここで、
Ｒ、Ｂ、Ｇの各端子１０〜１２および１３〜１５は、赤、青、緑の各色信号用、ＳＹＮＣ端子１６および１７は同期信号用、ＶＲ端子１８および１９は各信号の帰還用、ＶＧ端子２０および２１はグランド用の端子である。

一方、シールド線路６は、５本の信号用導体２２〜２６、これら信号用導体２２〜２６を包囲する例えば網状の導体からなるシールド用導体２７を備えている。そして、信号用導体２２〜２６は、それぞれ制御装置２のＲ、Ｂ、Ｇ、ＳＹＮＣ、ＶＲの各端子１０〜１２、１６、１８と表示装置３のＲ、Ｂ、Ｇ、ＳＹＮＣ、ＶＲの各端子１３〜１５、１７、１９との間に接続されている。また、シールド用導体２７は、制御装置２のＶＧ端子２０と表示装置３のＶＧ端子２１に接続されている。

表示装置３において、端子１３〜１５、１７、１９、２１と、Ｒ、Ｂ、Ｇ、ＳＹＮＣの各信号を処理してカラー液晶を駆動するための表示制御回路２８との間には、ノイズフィルタ２９が設けられている。このノイズフィルタ２９は、図２に示すように、フェライトなどの磁性材製のコア３０に６本の銅線などの導体を同じ向きに巻回して第１ないし第６のコイル３１〜３６を形成してなる。このノイズフィルタ２９は、プラスチック製の小ケース３７の穴３７ａ内に収納されている。

小ケース３７の上面部の両側にそれぞれ６本のピン３８、３９が突設されており、これら両側のピン３８、３９に、コイル３１〜３６の両端が接続されている。そして、小ケース３７の一方側のピン３８は表示装置３の各端子１３〜１５、１７、１９、２１に接続され、小ケース３７の他方側のピン３９は表示制御回路２８に接続されている。この場合、小ケース３７の下面部の両側には、ピン３８、３９に接続されたリード４０、４１が突設されている。そして、リード４０、４１を表示装置３の図示しない回路基板上に半田付けなどによって接続することによって、当該回路基板にプリント配線された導電路を通じてピン３８が各端子１３〜１５、１７、１９、２１に接続されると共に、ピン３９が表示制御回路２８に接続される。

なお、制御装置２のＶＲ端子１８およびＶＧ端子２０は、制御装置２のグランドに接続され、表示装置３のＶＲ端子１９およびＶＧ端子２１は、表示装置３のグランドに接続され、更に、制御装置２および表示装置３のグランドは共通のグランドに接続されている。また、表示装置３にあっては、ノイズフィルタ２９の各コイル３１〜３６と表示制御回路２８との間は、終端抵抗４２を介してグランドに接続されている。この場合の終端抵抗４２は７５Ωの大きさのものである。

上記構成において、バッテリとイグニッションスイッチ７とエンジン制御装置８とを接続する線路９に電流が流れると、この線路９の近傍に並行しているシールド線路６が線路９と磁気結合或は静電結合してシールド線路６にノイズが発生する。このノイズ（電流）は、シールド線路６の各導体２２〜２７において共に同一方向に流れるコモンモードノイズ電流である。そして、これら各導体２２〜２７を流れるコモンモードノイズ電流は、ノイズフィルタ２９のコイル３１〜３６を流れる際にコア３０内に磁束を発生させる。このときの磁束生成作用によって、コモンモードノイズ電流は消滅し、その結果、表示制御回路２８にコモンモードノイズ電流が流れ込むことがなく、ノイズのない明瞭な画像を表示画面に表示することができるようになる。

ところで、本発明者は、当初、ノイズフィルタ２９にＶＧ端子２１に接続するコイル３６を設けずにノイズ除去性能試験を行った。これは、ＶＧ端子２１はグランドに接続されるので、このＶＧ端子２１に接続されるシールド線路６のシールド用導体２７には、Ｒ、Ｂ、Ｇ、ＳＹＮＣの各信号の帰還電流は流れないという考えに基づく。しかしながら、ノイズフィルタ２９にＶＧ端子２１に接続するコイル３６を設けない場合のノイズ除去性能は低いものであった。

このように、ノイズフィルタ２９にコイル３６を設けず、ＶＧ端子２１を図１に破線Ｌで示すように直接グランドに接続した場合、ノイズ除去性能が低いことについて、本発明者は鋭意実験を重ねた結果、次のことを見出した。即ち、ＶＧ端子２１を除く他の端子１３〜１５、１７、１９をノイズフィルタ２９のコイル３１〜３５に接続すると、ＶＲ端子１９に比べてＶＧ端子２１のインピーダンスが低くなってシールド用導体２７に信号の帰還電流が流れる。すると、Ｒ、Ｂ、Ｇ、ＳＹＮＣの各端子１３〜１５、１７に接続されているコイル３１〜３４を表示装置回路２８側に向って流れる表示信号電流と、ＶＲ端子１９に接続されているコイル３５を端子１９側に向って流れる表示信号の帰還電流とに差が生じ、その結果、Ｒ、Ｂ、Ｇ、ＳＹＮＣの各信号にノイズが乗り、映像が乱れるという不具合を生ずる。

そこで、本発明者は、コア３０に更にコイル３６を付加して、これにＶＧ端子２１を接続した。すると、たとえシールド用導体２７に帰還電流が一部流れたとしても、ノイズフィルタ２９全体からみると、信号電流とその帰還電流とが一致することとなるので、ノイズフィルタ２９においてノイズが発生するといった不具合は生ぜず、ノイズ除去性能が向上した。

また、本発明者は、ノイズフィルタ２９に汎用性を持たせるためには、インピーダンスをどの程度の値に設定すればよいかを求めるために、多種類の大小様々の自動車にカーナビゲーション装置１を搭載して実験した。その結果、図４の周波数特性に示すように、ノイズの周波数が１０ＭＨｚとして、そのときのインピーダンスがほぼ１０００Ωとなるように設定したところ、フィルタ評価試験の結果を示す図３のように、インピーダンスを１０００Ωに設定した本実施例のノイズフィルタは、他のインピーダンス値のノイズフィルタに比較してノイズ除去効果に優れていた。

なお、図４において、上の方に集中している複数の特性曲線は本発明の複数の実施例品であり、下の１本の特性曲線は参考品である。また、図３の評価試験結果は、表示装置を目視して画面に発生する乱れの程度によって評価したもので、評価点が２．５以上をノイズ除去効果ありと判定した。
上記のようにノイズフィルタ２９のインピーダンスを１０００Ωとするには、本実施例の場合、参考品と比較してコア３０の断面積を大きくする方法を採用した。コイル３１〜３６のターン数を多くしてもインピーダンスを高くすることはできるが、元々小型のコア３０に対してターン数を多くする方法は採用できない。そこで、コア３０の断面積を大きくする方法を採用したものである。この方法を採用することによってコイル３１〜３６を流れる電流によってコア３０が磁気飽和することもなくなり、ノイズ除去性能の向上にとってより効果的であった。

このように本実施例によれば、車載用の表示装置３において、ノイズフィルタ２９を設けることによって、高いノイズ除去効果が得られ、画像の乱れを低減することができる。
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或は変更が可能である。
表示装置としては、カーナビゲーション装置のものに限られない。

表示装置はカラー表示できるものに限られない。

本発明の一実施形態の配線図 小ケースに収納して示すノイズフィルタの斜視図 試験結果を示すグラフ フィルタ特性図 自動車の前部の透視図

符号の説明

図面中、１はカーナビゲーション装置、２は制御装置、３は表示装置、６はシールド線路、１０〜２１は端子、２２〜２６は信号用導体、２７はシールド用導体、２９はノイズフィルタ、３０はコア、３１〜３６はコイル、３７は小ケースである。

Claims (4)

1. 表示信号の出力機器からの表示信号を受信して表示する車載用表示装置において、
   前記表示信号の出力機器から出力される表示信号を送るためのシールド線路と、
   前記シールド線路を接続する部分と前記表示信号を処理する部分との間に設けられ、コアに同じ巻き方向の複数のコイルを装着して構成したノイズフィルタとを備え、
   前記シールド線路に、前記表示信号用の複数の信号用導体の外に、これら信号用導体を包囲するシールド用導体を設け、且つ、前記ノイズフィルタに、前記シールド線路の前記複数の信号用導体のための複数のコイルの外に、前記シールド用導体のためのコイルを設け、
   前記ノイズフィルタの前記複数の信号用導体のためのコイルに、前記シールド線路の前記複数の信号用導体を接続し、且つ前記シールド用導体のためのコイルに前記シールド用導体を接続するようにしたことを特徴とする車載用表示装置。
2. 前記シールド線路は、カラーの表示信号を送るために、５本の信号用導体をシールド用導体により包囲してなり、
   前記ノイズフィルタは、６個のコイルを有し、
   前記ノイズフィルタの前記５本の信号用導体と前記シールド用導体とを、前記ノイズフィルタの６個のコイルに接続したことを特徴とする請求項１記載の車載用表示装置。
3. 前記ノイズフィルタのコアは、ノイズ除去時に磁気飽和しないように、その断面積が大きくされていることを特徴とする請求項１または２記載の車載用表示装置。
4. 前記ノイズフィルタのインピーダンスは、ノイズの周波数が１０ＭＨｚのとき１０００Ωとなるように設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用表示装置。

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