JP4504934B2

JP4504934B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP4504934B2
Application number: JP2006052312A
Authority: JP
Inventors: 英明蔭山; 嘉之古屋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP2007230297A

Description

本発明は、ディスプレイを使用した車両用表示装置に関するものである。

従来、車両における各種表示を行うコンビネーションメータには、アナログ計器でそれまで表示していた情報を液晶ディスプレイ等によりデジタル表示するようにしたものがあるが（たとえば特許文献１，２）、それらは単に液晶ディスプレイ等における表示内容を適宜切り換えるだけのものであり、表示が平面的であることからメリハリに欠けるという側面があった。

そこで、本出願人は、液晶ディスプレイの表示面の前方にその表示面に沿ってレンズ付きのリング状表示仕切り部材を配置し、このリング状表示仕切り部材をモータ等の駆動源の駆動によって、液晶ディスプレイの表示面上を直線移動させ、液晶ディスプレイの表示面上の一部領域をリング状表示仕切り部材で囲むように表示面の前方から視認させる車両用表示装置を提案している。このようなリング状表示仕切り部材を備えることにより、液晶ディスプレイから浮き立たせて視認させることができ、立体性を高めてメリハリのある表示を実現することができる（例えば、特許文献３）。
特開昭６２−５８１１２号公報特開平１１−２４８４９０号公報特開２００５−２４１６２６号公報

しかしながら、前記のようにリング状表示仕切り部材にレンズを設けると、液晶ディスプレイからの表示光がレンズの小口に入射し、この小口による反射光が運転席側に向かうという現象が生じる。すなわち、リング状表示仕切り部材の内周のレンズの小口に液晶ディスプレイの表示が映り込んでしまい、意匠上の問題があった。

本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、ディスプレイの表示面の前方に表示仕切り部材とレンズを設けた車両用表示装置において、前記レンズの小口による表示への影響を無くして、見栄えの良い表示を行うことを課題とする。

請求項１の車両用表示装置は、ディスプレイの表示面の前方に、該表示面の表示の一部を囲む環状部材を配置し、該環状部材を移動機構で駆動することにより、前記環状部材を前記表示面に沿って移動させるように構成した車両用表示装置であって、前記環状部材の開口部にはレンズが取り付けられており、前記レンズの周囲部分の小口面が前記ディスプレイの表示面側の第１面との会合する角度が鋭角となるように傾斜した傾斜面として形成され、該傾斜面により、前記環状部材の開口部内の領域の前記表示面からの光を、運転席側のアイレンジの外側の領域に反射するようにしたことを特徴とする。

請求項２の車両用表示装置は、ディスプレイの表示面の前方に、該表示面の表示の一部を囲む環状部材を配置し、該環状部材を移動機構で駆動することにより、前記環状部材を前記表示面に沿って移動させるように構成した車両用表示装置であって、前記環状部材の開口部にはレンズが取り付けられており、前記レンズは、前記環状部材の開口部内に対応する透光性を有するレンズ部分と、該開口部外に対応する吸光性を有する光吸収部分とを有し、該レンズ部分を透光性の樹脂とするとともに、該光吸収部分を光吸収性を有する着色樹脂として、二色成型により当該レンズを構成したことを特徴とする。

請求項３の車両用表示装置は、請求項２に記載の車両用表示装置であって、前記光吸収部分の着色樹脂が暗色系であることを特徴とする。

請求項１の車両用表示装置において、ディスプレイの表示面の前方の環状部材に配設されたレンズにより、ディスプレイの一部の画像が拡大して表示され、あたかもこの拡大画像が他の画像部分より高くなって、環状部材の開口部の内側が独立した立体的表示面のように視認できる。さらに、ディスプレイの表示面からの光のうちレンズの周囲の傾斜面で反射した光は運転席側のアイレンジに向かわないので、このレンズの傾斜面すなわち小口に表示面が映り込むことがない。

請求項２の車両用表示装置において、請求項１と同様にレンズにより環状部材の開口部の内側が独立した立体的表示面のように視認できる。さらに、レンズのレンズ部分と光吸収部分とが二色成型により形成されているので、このレンズ部分と光吸収部分との境界（界面）は光学的な反射面とならず、ディスプレイの表示面からの光のうち境界に入射する光は、この境界を透過して光吸収部分に入射し、この光吸収部分で吸収される。したがって、このレンズの周囲部分から運転席側のアイレンジに向かう光がないので、レンズの周囲部分に表示面が映り込むことがない。

請求項３の車両用表示装置によれば、請求項２と同様な作用効果が得られるとともに、光吸収部分の暗色系によりレンズの周囲部分が目立たない。

請求項１の車両用表示装置によれば、ディスプレイの表示面の前方に表示仕切り部材とレンズを設けた車両用表示装置において、レンズにより環状部材の開口部の内側が独立した立体的表示面のように視認でき、斬新な表示を得ることができるとともに、レンズの小口にディスプレイの表示面が映り込むことがなく、見栄えの良い表示を行うことができる。

請求項２の車両用表示装置によれば、請求項１と同様に、レンズにより環状部材の開口部の内側が独立した立体的表示面のように視認でき、斬新な表示を得ることができるとともに、レンズの小口にディスプレイの表示面が映り込むことがなく、見栄えの良い表示を行うことができる。

請求項３の車両用表示装置によれば、請求項２の効果に加えて、さらにレンズの周囲部分が目立たなくなる。

次に、本発明に係る車両用表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図１および図２は本発明に係る車両用表示装置の実施の形態を示す正面図、図３は同車両用表示装置の内部構造を示す透視図、図４は図３における底面図、図５は図３における左側面図である。

図１において、車両用表示装置１は、その正面の中央に、フルグラフィックメータ５０が配置されている。また、このフルグラフィックメータ５０の左右には、それぞれ、ウォーニング表示部９１，９２が配置されている。

フルグラフィックメータ５０は、ディスプレイとしてのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）５１と、ＬＣＤ５１の表示画面の一部を覆う見返し板５２と、ＬＣＤ５１および見返し板５２の前面に配置された表示仕切り機構５３とを含む。ＬＣＤ５１は、ほぼ長方形の表示画面を有するが、表示画面の一部がほぼ長円状の開口部を有する見返し板５２で覆われることにより、ほぼ長円状の画面形状になっている。ＬＣＤ５１の表示画面には、車両の状態を示す種々の情報の画像を表示することができる。

ほぼ長円状の表示画面のほぼ中央には、表示仕切り機構５３が配置されている。表示仕切り機構５３は、不透明なプラスチック材料から形成され、中央に円形の開口部を有するリング状表示仕切り部材５４と、開口部に嵌合されたレンズ５５とを含む。レンズ５５は、凸型、平板型あるいは凹型等のいずれの形状のものでも良いが、ここでは凸型レンズを用いている。リング状表示仕切り部材５４には、ほぼ等間隔に１２個のＬＥＤ発光部８１ａ〜８１ｌが設けられている。

見返し板５２で隠されている領域を除く、ＬＣＤ５１の表示画面における全表示領域の一部であるリング状表示仕切り部材５４の開口部で囲まれたＬＣＤ５１の表示領域には、車両の走行状態の計測量を示す略円形の文字板に相当する表示意匠５６の画像が表示される。この表示意匠５６はエンジン回転数を指示するためのタコメータであり、その外周付近にタコメータ用目盛が表示される。また、エンジンをかけた時の実際のエンジン回転数計測量に対応して回転してタコメータ用目盛を指示する指針５７も表示される。表示意匠５６と指針５７の表示は、アナログ指示計器を構成する。

表示意匠５６の中央付近には、タコメータ以外の他の情報表示を行う副表示領域５８が設けられている。副表示領域５８には、たとえば、車両の走行速度をデジタル表示するスピードメータを表示するスピードメータ表示領域５９と、車両の走行距離をデジタル表示するオド／トリップメータを表示するオド／トリップメータ表示領域６１とが設けられている。

リング状表示仕切り部材５４の左側の外周と見返し板５２とで囲まれたＬＣＤ５１の表示画面には、たとえば、エンジンオイルの油圧を指示する油圧計を表示する油圧計表示領域６２と、エンジンオイルの油温を指示する油温計を表示する油温計表示領域６３が設けられている。

また、リング状表示仕切り部材５４の右側の外周と見返し板５２とで囲まれたＬＣＤ５１の表示画面には、たとえば、ガソリン等の燃料残量を指示する燃料計を表示する燃料計表示領域６４と、冷却水の温度を指示する水温計を表示する水温計表示領域６５とが設けられている。

さらに車両用表示装置１は、表示仕切り機構５３をＬＣＤ５１のほぼ長円形状の表示画面の長軸方向に移動することができるように構成されている。図２は、表示仕切り機構５３をＬＣＤ５１のほぼ長円状の画面のほぼ中央から右端に移動させた状態を示している。表示仕切り機構５３の移動に同期して、表示意匠５６の表示も画面中央から右端に移動し、移動停止時に、移動前と同様にリング状表示仕切り部材５４で囲まれて表示される。

次に、表示仕切り機構５３の移動を行わせる移動機構の構成について説明する。図３〜図５は、それぞれ、移動機構を説明するための車両用表示装置の正面透視図、底面透視図および左側面透視図である。移動機構６７は、見返し板５２の裏側であってかつＬＣＤ５１の上部および底部でリング状表示仕切り部材５４の裏面上下部分が結合された両端部を有し、ＬＣＤ５１の裏面側にかけて折り曲げられて延在する枠体６８と、ＬＣＤ５１が取り付けられた基板８３の裏面に配置された駆動源であるモータ６９と、モータ６９の駆動力を枠体６８に伝える伝達装置７０とを含む。

また、移動機構６７は、ＬＣＤ５１の上部において枠体６８の一部を支持する第１支持部７１と、車両用表示装置１のハウジングにほぼ長円状表示画面の長軸方向に平行になるように取り付けられ、第１支持部７１がスライド可能に遊嵌されたシャフト７２と、基板８３の裏面側にほぼ長円状表示画面の長軸方向に平行に配置されたレール部材７３と、枠体６８に固定され、レール部材７３をガイドするガイド溝が形成された第２支持部７４も含む。

伝達装置７０は、モータ６９の回転軸に固定された歯車７０ａと、歯車７０ａにかみ合う歯車７０ｂと、歯車７０ｂの回転がベルト７０ｃで伝えられるピニオン歯車７０ｄと、枠体６８に固定され、ピニオン歯車７０ｄの回転運動を長軸方向と平行な直線運動に変換するラック７０ｅとを含む。

この車両用表示装置１のフルグラフィックメータ５０を制御する制御部は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）とその周辺回路で構成されており、各種センサからの信号に基づいて表示用の画像データを生成してＬＣＤ５１における表示の制御を行うとともに、移動指示スイッチの操作を検出して、リング状表示仕切り部材５４の移動及び停止の制御を行う。また、リング状表示仕切り部材５４に内蔵されるＬＥＤ発光部８１ａ〜８１ｌの点灯制御を行う。

モータ６９はステッパモータであり、制御部の制御でモータドライバにより駆動される。モータ６９の回転運動は、伝達装置７０の歯車７０ａ、歯車７０ｂおよびベルト７０ｃを介してピニオン歯車７０ｄに伝達され、ピニオン歯車７０ｄの回転運動がラック７０ｅによって直線運動に変換され、枠体６８が直線的に移動する。このとき、枠体６８は、シャフト７２に遊嵌された第１支持部７１と、レール部材７３をガイドするガイド溝を有する第２支持部７４とで支持されているので、ＬＣＤ５１の長円形状の表示画面の長軸方向へ、すなわち図１における右方向へ移動する。この枠体６８の移動に伴い、表示仕切り機構５３のリング状表示仕切り部材５４は、同様に、ＬＣＤ５１の表示画面の画面中央から右方向に移動する。

一方、リング状表示仕切り部材５４の移動と同期して、表示意匠５６および指針５７の表示は、画面中央から右方向に移動する。また、表示意匠５６および指針５７の表示の移動開始に先立って、油圧計表示領域６２、油温計表示領域６３、燃料計表示領域６４および水温計表示領域６５の各表示は消去される。表示意匠５６および指針５７の表示の移動は、連続的に視認可能な速度で行われ、移動中、表示意匠５６および指針５７の表示が、常にリング状表示仕切り部材５４の開口部の内周で取り囲まれた状態として視認されるようになっている。

リング状表示仕切り部材５４の移動停止時には、表示意匠５６および指針５７の表示が、リング状表示仕切り部材５４の開口部の内周で取り囲まれた状態のままとして視認される。また、リング状表示仕切り部材５４の移動停止時、リング状表示仕切り部材５４の移動により空いた、表示意匠５６が表示されていた第１の表示領域と、油圧計表示領域６２および油温計表示領域６３が消去された領域とを含む表示領域には、これらの車両関連情報以外の車両関連情報、たとえば、図２に示すようにエンジンオイル残量（ＯＩＬＬＥＶＥＬ）、ブレーキ液残量（ＢＲＡＫＥＦＬＵＩＤ）、冷却水残量（ＣＯＯＬＡＮＴ）、排気温度（ＥＸＨ−ＴＥＭＰ）、吸気温度（ＩＮＴ−ＴＥＭＰ）、ウォッシャ液残量（ＷＡＳＨＥＲ）等のバー表示６６が表示される。

なお、リング状表示仕切り部材５４の移動停止後、再び移動指示スイッチが操作されると、モータ６９の逆回転および各表示領域の表示の復帰により、図１に示す移動前の状態に復帰する。

このように、表示意匠５６および指針５７は、リング状表示仕切り部材５４で取り囲まれると共に、凸レンズであるレンズ５５で拡大されるので、ＬＣＤ５１の表示画面における一部の画像が拡大して表示され、あたかもこの拡大画像が他の画像部分より高くなって、独立した立体的表示面のように視認でき、斬新な表示を得ることができる。

図４及び図５に示すように、レンズ５５の周囲部分の小口面５５Ａは傾斜面となっている。図６はレンズ５５及び小口面５５Ａの作用を説明する図、図７はレンズ５５の斜視図であり、図６(A) は代表的な光の進路を示す図、図６(B) は臨界的な光の進路を示す図である。同図は車両用表示装置１の上から見た状態であり、図の左側が運転席側である。なお、図６(A) においてレンズは平板型レンズとして説明する。５１ＡはＬＣＤ５１の表示面である。また、一点鎖線で図示した従来のレンズ５５′はその小口面５５Ａ′がレンズ５５′の表示面５１Ａ側の第１面５５１′及び運転席側の第２面５５２′に対して直角な面となっている。一方、実線で図示した実施の形態のレンズ５５は小口面５５Ａが第１面５５１との会合する角度θが鋭角となるように傾斜した傾斜面となっている。

いま、表示面５１Ａ上の点Ｐから第１面５５１，５５１′を透過して小口面５５Ａ，５５Ａ′の点Ｑで反射する光線Ｌを考えると、その反射光は、従来のレンズ５５′の小口面５５Ａ′では図の一点鎖線の矢印のように反射し、実施の形態のレンズ５５の小口面５５Ａでは図の実線の矢印のように反射する。それぞれの反射光は第２面５５２′，５５２を透過して運転席側に向かう。そして、表示面５１Ａにおいて点Ｐよりもレンズ中心側の表示光は、この反射光Ｌ，ＬＬよりもレンズ中心側に向かう。すなわち、この点Ｐよりも中心側の表示の反射光は図に斜線示したように反射光Ｌ，ＬＬよりレンズ中心側の領域で視認される。すなわち、この領域から見るとその表示が小口面５５Ａ，５５Ａ′に映り込んで見える。以下、この斜線で示した領域を「映り込み領域」という。

いま、点Ｐをレンズの外側に移動していくとすると、運転席側に向かう反射光Ｌ，ＬＬは図６(A) において次第に水平になるが、実施の形態のレンズ５５による反射光Ｌの方が従来のレンズ５５′による反射光ＬＬよりも常にレンズ中心側に向く。したがって、実施の形態のレンズ５５についての映り込み領域は、従来のレンズ５５′についての映り込み領域よりもレンズ中心側になる。

ここで、図６の例では、小口面５５Ａの前後方向の中心の点Ｑで反射する光の例について説明したが、映り込み領域が最も広くなる場合は、図８(A) に示したようにレンズ小口面５５Ａの第２面５５２の近傍で反射した光Ｌ′の内側が映り込み領域となる場合である。この場合でも、小口面５５Ａの傾斜により、実施例のレンズ５５の方が従来のレンズ５５′に比べて映り込み領域はレンズ中心側になる。また、図８(B) に示すように、レンズ５５の小口面５５Ａと平行となるような臨界的な光でも、小口面５５Ａが傾斜しているので、第２面５５２における屈折により光線Ｌ′はレンズ中心側に向かう。なお、従来の場合には図８(B) において水平方向になる。

図９はレンズ５５における映り込み領域とアイレンジＥとの関係を説明する図であり、図９(A) は平面図、図９(B) は側面図である。なお、アイレンジＥは左右の目に対応して２つ図示してあり、各アイレンジは回転楕円体である。この図９における映り込み領域は、図８(B) に示した光線Ｌ′で決まる映り込み領域を示している。映り込み領域は、レンズ５５の周囲部分からレンズ中心側に形成され、また、レンズ５５は円形であるので、この映り込み領域の内側の領域は、レンズ５５側に頂点を有する略円錐形状をしている。そして、この映り込み領域の内側の領域にアイレンジＥが配置するように光学的条件が設定されている。

したがって、アイレンジＥから車両用表示装置１を見込むとき、レンズ５５の小口面５５Ａに表示が映り込んで見えることがない。

なお、実施の形態のレンズ５５は、屈折率が１．４９２のＰＭＭＡで形成した凸レンズであり、第２面５５２は曲率半径が４００ｍｍで運転席側に凸面となる形状である。また、小口面５５Ａは、図６(A) に示した角度θについて９０°−θの値が略５°程度となるように形成されている。

また、以上の実施の形態ではレンズ５５は凸レンズである場合について説明したが、平板型であっても、その厚み及び屈折率により、表示は浮かび上がって見える。

図１０は他の実施の形態のレンズ１０を示す図であり、この実施の形態のレンズ１０は前記実施の形態のレンズ５５と同様な透明な樹脂のレンズ部分１１と、その周囲に形成された暗色系の光吸収部分１２とで構成されている。この光吸収部分１２はレンズ部分１１と同じ樹脂に暗色系（例えば黒）の色素を混合したものであり、レンズ部分１１と光吸収部分１２は２色成型により一体に形成されている。

すなわち、レンズ部分１１と光吸収部分１２は同じ樹脂を基材としているので、屈折率が同じであり、このレンズ部分１１と光吸収部分１２との境界は光学的に反射面とならない。このため、表示面からこの境界に入射する光はこの境界を透過し、光吸収部分１２内で吸収される。したがって、前記実施の形態と同様にアイレンジＥから車両用表示装置１を見込むとき、レンズ１０の周囲（小口面に相当する部分）に表示が映り込んで見えることがない。なお、光吸収部分１２の色は黒色が適しているが、光を吸収する暗色系の色であればよい。

なお、この実施の形態のレンズ１０は、光吸収部分１２においてその周囲にフランジ部１２ａを形成するようにしている。さらに、このフランジ部１２ａにはネジ孔１２ｂが形成されている。そして、このフランジ部１２ａを前記リング状表示仕切り部材５４の裏面に当接し、ネジ孔１２ｂでネジ止めすることにより、このレンズ１０がリング状表示仕切り部材５４に固定される。

本発明の最良の形態に係る車両用表示装置の正面図である。図１の車両用表示装置における表示仕切り機構の移動後の状態を示す正面図である。移動機構を説明するための正面透視図である。移動機構を説明するための底面透視図である。移動機構を説明するための左側面透視図である。実施の形態におけるレンズ及び小口面の作用を説明する図である。レンズの斜視図である。小口面の第２面の近傍で反射した光と映り込み領域との関係、及び臨界的な光の場合を説明する図である。レンズにおける映り込み領域とアイレンジとの関係を説明する図である。他の実施の形態のレンズの斜視図である。

符号の説明

１０レンズ
１１レンズ部分
１２光吸収部分
５０フルグラフィックメータ
５１ＬＣＤ（ディスプレイ）
５３表示仕切り機構
５４リング状表示仕切り部材
５５レンズ
５５Ａ小口面
Ｅアイレンジ

Claims

ディスプレイの表示面の前方に、該表示面の表示の一部を囲む環状部材を配置し、該環状部材を移動機構で駆動することにより、前記環状部材を前記表示面に沿って移動させるように構成した車両用表示装置であって、
前記環状部材の開口部にはレンズが取り付けられており、
前記レンズの周囲部分の小口面が前記ディスプレイの表示面側の第１面との会合する角度が鋭角となるように傾斜した傾斜面として形成され、該傾斜面により、前記環状部材の開口部内の領域の前記表示面からの光を、運転席側のアイレンジの外側の領域に反射するようにしたことを特徴とする車両用表示装置。
ディスプレイの表示面の前方に、該表示面の表示の一部を囲む環状部材を配置し、該環状部材を移動機構で駆動することにより、前記環状部材を前記表示面に沿って移動させるように構成した車両用表示装置であって、
前記環状部材の開口部にはレンズが取り付けられており、
前記レンズは、前記環状部材の開口部内に対応する透光性を有するレンズ部分と、該開口部外に対応する吸光性を有する光吸収部分とを有し、
該レンズ部分を透光性の樹脂とするとともに、該光吸収部分を光吸収性を有する着色樹脂として、二色成型により当該レンズを構成したことを特徴とする車両用表示装置。
請求項２に記載の車両用表示装置であって、
前記光吸収部分の着色樹脂が暗色系であることを特徴とする車両用表示装置。