JP6327111B2 - 車両用ディスプレイユニット、ディスプレイ制御ユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両で用いられるディスプレイに表示する内容を制御する車両用ディスプレイユニット、及びディスプレイ制御ユニットに関する。

従来、特許文献１に開示されるように、ナビゲーション処理を行うＣＰＵを実装したナビゲーション基板と、オーディオ処理を行うＣＰＵを実装したオーディオ基板といった、複数種類の機能の各々に対応するＣＰＵ及び基板を備える車載電子機器がある。なお、この種の車載電子機器はディスプレイやタッチパネルと一体化されていることが多い。

また、近年は、車両内のマルチメディア化に伴って、ディスプレイとタッチパネルとが一体化されたユーザインターフェースユニット（ＵＩユニットとする）を、ディスプレイ制御ユニット（以降、ＤＣＵ）を介して、ナビゲーション機器やオーディオ機器など、車両に搭載された複数の電子機器と接続する構成が採用されつつある。このＤＣＵは、自装置と接続している複数の電子機器のそれぞれの作動を制御するとともに、各電子機器からの要求に基づいて、ディスプレイに表示するための画像データを生成（又は取得）し、ディスプレイに表示させる役割を担う。以降では、ＵＩユニットとＤＣＵを一体化した装置を、車両用ディスプレイユニットと呼ぶ。

従来のＤＣＵは、メインＣＰＵを実装したメイン基板と、サブＣＰＵや電源回路を実装したサブ基板の２つの基板を備えた構成となっている。メインＣＰＵは、主として自装置と接続している電子機器の作動を制御するとともに、ディスプレイに出力する画像を描画する。サブＣＰＵは、車両内ネットワークから入力される車両情報を管理（取得、保存など）したり、電源回路と協働して車両用ディスプレイユニットの各部への電力供給を制御したりする。

従来のＤＣＵが、メイン基板とサブ基板の２つの基板を備える構成となっていた理由は主として、基板１つ当りの面積をディスプレイよりも小さくするためである。

より具体的には、メイン基板とサブ基板によって実現する機能を１つの基板を用いて実現しようとすると、基板の面積が、ディスプレイの面積よりも大きくなってしまう。基板の面積がディスプレイよりも大きくなってしまうと、筐体もまた、ディスプレイよりも余分に大きくなってしまい、車両への搭載性が損なわれてしまう。

そこで、従来のＤＣＵにおいては、ＤＣＵが備えるべき機能を、メイン基板とサブ基板の２つの基板に分担させて実装させることで、基板１つ当りの大きさをディスプレイサイズ以下に抑制していた。

特開２００８−１４９９８３号公報

しかしながら、従来の車両用ディスプレイユニット（より具体的にはＤＣＵ）においては２つの基板を備えるために、部品費や加工費といった製造コストが増大してしまう。ここでの加工費とは、各基板の筐体への組み付け作業や、基板間の配線接続作業などに要するコストを含む。

また、ＤＣＵの性能を向上させるためにＣＰＵのクロックを増加させたいという要望がある。しかし、従来のＤＣＵでは２つの基板によって筐体内の空間が区切られており、クロックを上げると、冷却用のファンによって十分に放熱されなくなってしまうといった課題があった。したがって、製造コストや放熱性の観点からは、基板は１枚であることが好ましい。

一方、上述したように、単純に２つの基板に実装されている機能を１つの基板に集約すると、基板面積がディスプレイの面積よりも大きくなってしまい、搭載性が損なわれる懸念が生じる。特に、ディスプレイの面積と基板面積との差分が大きいほど、すなわち、基板面積が大きいほど、搭載性が損なわれる。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、１つの基板を備える車両用ディスプレイユニット及びディスプレイ制御ユニットにおいて、ディスプレイの面積に対して基板面積が超過する量を抑制することにある。

その目的を達成するための車両用ディスプレイユニットの発明は、長方形状の表示面を備えるディスプレイ（２）と、表示面に積層されるタッチパネル（１）と、ディスプレイに表示させる画像データを生成するメインＣＰＵ（４５）と、自ユニットにおける電力の供給を制御するサブＣＰＵ（４８）と、画像データに基づいてディスプレイの駆動制御を実施するディスプレイコントローラ（５０）と、自ユニットの外部に設けられた外部機器と当該基板の電気的な接続に用いられる複数の外部用コネクタ（４１）と、が実装された長方形状の基板（４）と、導電性の板状部材であって基板を支持する板金（３）と、ディスプレイの表示面が露出するように、ディスプレイ、板金、基板を収容する筐体（６１、６２Ａ、６２Ｂ）と、を備え、少なくとも１つの外部機器と相互通信可能に接続されて、外部機器からの要求に基づいてディスプレイに表示させる内容を制御する車両用ディスプレイユニットであって、板金は、ディスプレイに対向するように表示面の反対側に配置され、基板は、板金にとってディスプレイが存在する側とは反対側に、板金に対向するように配置され、板金は、当該板金の縁部において、基板が存在する方向に所定の角度で延出された台座部（３１）を備え、台座部に、タッチパネルの駆動を制御するタッチパネルコントローラ（５５）を配置し、基板は、さらに、タッチパネルコントローラと当該基板の電気的な接続に用いられるタッチパネルコネクタ（５６）を備えることを特徴とする。

以上の構成では、タッチパネルコントローラを基板上ではなく、板金に設けた台座部に配置する。そして、台座部に設けられたタッチパネルコントローラはタッチパネルコネクタを介して基板と電気的に接続される。

上記の構成によれば、基板上にタッチパネルコントローラを配置しないので、基板においてタッチパネルコントローラを配置する分の面積を省略することができる。したがって、仮に、ディスプレイよりも基板のほうが大きくなる場合であっても、ディスプレイの面積に対して基板面積が超過する量を抑制することができる。

また、上記目的を達成するためのディスプレイ制御ユニットの発明は、長方形状の表示面を備えるディスプレイ（２）及び表示面に積層されるタッチパネル（１）を含むユーザインターフェースユニット（１０１）と接続されるとともに、さらに、自装置の外部に設けられた少なくとも１つの外部機器と相互通信可能に接続され、外部機器からの要求に基づいてディスプレイに表示させる内容を制御するディスプレイ制御ユニットであって、ディスプレイに表示させる画像データを生成するメインＣＰＵ（４５）と、自装置における電力の供給状態を制御するサブＣＰＵ（４８）と、画像データに基づいてディスプレイの駆動制御を実施するディスプレイコントローラ（５０）と、外部機器との電気的な接続に用いられる複数の外部用コネクタ（４１）と、が実装された長方形状の基板（４）と、導電性の板状部材であって基板を支持する板金（３）と、を備え、基板は、板金と一定間隔をおいて対向配置され、板金は、当該板金の縁部において、基板が存在する方向に所定の角度で延出された台座部（３１）を備え、台座部に、タッチパネルの駆動を制御するタッチパネルコントローラ（５５）を配置し、基板は、さらに、タッチパネルコントローラと当該基板の電気的な接続に用いられるタッチパネルコネクタ（５６）を台座部の近くに備えることを特徴とする。

上記ディスプレイ制御ユニットは、ユーザインターフェース部と一体化されることによって前述の車両用ディスプレイユニットとなる。すなわち、以上の構成によれば、前述の車両用ディスプレイユニットの発明と同様の効果を奏することができる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

車両用ディスプレイユニット１００の分解斜視図である。 車両用ディスプレイユニット１００の側面図である。 車両用ディスプレイユニット１００の背面図である。 ＬＣＤモジュール２の分解斜視図である。 板金３が備える台座部３１と、基板４、筐体背面部６１との位置関係を説明するための概念図である。 基板４の部品面４Ａにおける主要な電子部品の配置を説明するためのブロック図である。 基板４のはんだ面４Ｂにおける主要な電子部品の配置を説明するためのブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本発明に係る車両用ディスプレイユニット１００の概略的な構成を説明するための分解斜視図である。図２は、図１に示す車両用ディスプレイユニット１００を組み付けた状態における矢印ＩＩ方向から見た側面図であり、図３は、組み付け済みの車両用ディスプレイユニット１００を矢印ＩＩＩ方向から見た背面図である。

車両用ディスプレイユニット１００は、図３に示す車両コネクタ４１を介して、ナビゲーション機器や、オーディオ機器、空調機器など、車両に搭載された種々の電子機器と相互通信可能に接続される。そして、車両用ディスプレイユニット１００は、ユーザからの操作入力に対応する制御信号を、そのユーザ操作に対応する電子機器に出力するとともに、各電子機器からの要求に応じた画像を表示する。

また、車両用ディスプレイユニット１００は、当該車両コネクタ４１を介して、車両電源や、車両情報（例えば車速など）を取り扱うＥＣＵ、車両用ディスプレイユニット１００の外部に設けられたディスプレイ（外部ディスプレイとする）などとも接続される。以降では、車両用ディスプレイユニット１００に接続する機器をまとめて接続機器と称する。種々の電子機器や、車両電源、ＥＣＵ、外部ディスプレイなどが請求項に記載の外部機器の一例に相当する。以下、この車両用ディスプレイユニット１００の構成について、より具体的に説明する。

車両用ディスプレイユニット１００は、図１に示すようにタッチパネル１、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）モジュール２、板金３、基板４を備える。タッチパネル１、ＬＣＤモジュール２、板金３、基板４は、導体性の筐体背面部６１、筐体側面部６２Ａ、６２Ｂ、及びフレーム６３などからなる筐体に収容される。なお、タッチパネル１、ＬＣＤモジュール２、板金３、及び基板４は、筐体内において互いに対向する姿勢で支持される。

この車両用ディスプレイユニット１００において、タッチパネル１が、ユーザが当該車両用ディスプレイユニット１００に接続する各電子機器に指示を行うためのインターフェースとして機能する。また、ＬＣＤモジュール２が、ユーザに対して種々の情報を提示するためのインターフェースの１つとして機能する。すなわち、タッチパネル１及びＬＣＤモジュール２が、ユーザと情報のやりとりを行うためのユーザインターフェースユニット（以降、ＵＩユニット）１０１として機能する。

また、以降で説明する板金３及び基板４が、タッチパネル１で受け付けた操作などに基づいて各接続機器を制御するとともに、各接続機器からの要求に基づいてディスプレイ（ここではＬＣＤモジュール２）に表示する内容を制御するディスプレイ制御ユニット（以降、ＤＣＵ）１０２として機能する。

車両用ディスプレイユニット１００は、車両の所定の位置に、タッチパネル１がユーザに対向するように設置される。例えば、車両用ディスプレイユニット１００は、インストゥルメントパネルの車幅方向中央部に取り付けられればよい。

なお、図１及び図３に示すように車両用ディスプレイユニット１００は略長方形状であって、車両用ディスプレイユニット１００は、タッチパネルやＬＣＤモジュール２の表示面２Ａの長辺方向が車幅方向となるように車両に取り付けられる。

また車両用ディスプレイユニット１００の正面部分の形状及び面積は、ＬＣＤモジュール２の表示面２Ａと略同一とする。ここでの略同一が指す範囲は、筐体の厚みや支持構造によって定まるものである。一例として、車両用ディスプレイユニット１００の外形寸法は、長辺方向の長さ（すなわち幅）を２００ｍｍ、短辺方向の長さ（すなわち高さ）を１３２ｍｍ、奥行きを４０ｍｍとする。もちろん、当該ユニットに収容される基板４は、長辺方向の長さが２００ｍｍ以下であって、かつ、短手方向の長さが１３２ｍｍ以下となっている。

以降では、タッチパネル１から筐体背面部６１に向かう方向を、正面方向と称し、各部を正面方向から見たときの右側を正面方向右側、左側を正面方向左側として各部の構成を説明する。また、位置関係を説明する際に用いる上下は、車両用ディスプレイユニット１００が車両に設置されている状態における上下に対応するものである。

タッチパネル１は、例えば静電容量式のタッチパネルであって、ＬＣＤモジュール２の表示面２Ａに積層される。なお、タッチパネル１は、ここでは静電容量式のタッチパネルとするが、その他の方式（例えば感圧式）によってユーザのタッチ位置を検出するタッチパネルであってもよい。

タッチパネル１は、フレキシブルケーブル（ＴＰ制御ケーブルとする）を介して後述するタッチパネルコントローラ５５と電気的に接続される。タッチパネル１は、逐次ユーザによって当該タッチパネル１がタッチされているか否か、及びタッチされている場合にはそのタッチ位置を特定するための信号をタッチパネルコントローラ５５に出力する。本実施形態では一例として、当該ＴＰ制御ケーブルは、タッチパネル１の下方縁部の正面方向右側端部から延出されているものとする。もちろん、ＴＰ制御ケーブルがタッチパネル１から延出される位置は、これに限らない。

ＬＣＤモジュール２は、種々の情報を表示する表示面２Ａを備えるディスプレイである。ＬＣＤモジュール２は、図４に示すように、ＴＦＴガラスセル２２を保護するためのＬＣＤカバー２１と、カラーフィルタ及びＴＦＴ基板を含むＴＦＴガラスセル２２と、光源としてのバックライト２３と、が順に積層されて一体化された構成となっている。

ＬＣＤモジュール２は、その背面の下方縁部中央付近において、データドライバやゲートドライバに制御信号を入力するためのフレキシブルケーブル（ＬＣＤ用ケーブルとする）が延出されている。当該ＬＣＤ用ケーブルの他端は、後述するディスプレイコネクタ４９を介してディスプレイコントローラ５０と電気的に接続される。

ＬＣＤモジュール２は、ディスプレイコントローラ５０からの制御信号に基づいて液晶を駆動し、バックライトからの光の透過率を画素毎に制御することにより、所望の情報を表示できるようになっている。

なお、バックライト２３は、その下方縁部において、出力する光量を調整する制御信号を入力するためのフレキシブルケーブル（光源用ケーブルとする）が延出されている。当該光源用ケーブルの他端は、基板４に設けられたバックライトコネクタ５３を介してメインＣＰＵ４５と電気的に接続されている。

板金３は、略四角形状の導電性の板状部材であって、基板４を支持する役割を担う。また、その他、基板４から発生する電磁波からＬＣＤモジュール２を保護するとともに、電磁波が車両用ディスプレイユニット１００の外部に漏れる恐れを低減する。さらに、外部より到来する電磁波から基板４を保護する役割も果たす。

板金３は、正面方向右下の角部に、タッチパネルコントローラ５５を設置するための、筐体背面部６１の方向へ所定の角度で延出された台座部３１を備える。ここでは一例として台座部３１を、図５に示すように、板金３の平面部に対して上下方向に所定の角度をなすように設ける構成とする。

なお、台座部３１は、基板４と接触せず、かつ、当該台座部３１の下側に配置されたタッチパネルコントローラ５５が筐体背面部６１に接触しないように設けられていればよい。例えば台座部３１は、板金３の平面部に対して直角となるように設けてもよい。

また、ここでは一例として台座部３１を、板金３の正面方向右下の角部に設ける態様としているが、これに限らない。台座部３１は、板金３の縁部に設けられていればよい。例えば台座部３１は、板金３の左側縁部（又は右側縁部）に設けてもよい。ただし、タッチパネル１においてＴＰ制御ケーブルが延出されている位置から相対的に近い位置に設けられていることが好ましい。

タッチパネルコントローラ５５は、タッチパネル１の作動を制御するものであって、ＴＰ制御ケーブルによってタッチパネル１と相互通信可能に接続されている。なお、タッチパネルコントローラ５５は、タッチパネル１との接続性を考慮して、台座部３１の下面（筐体に対向する側の面）に配置する。

このタッチパネルコントローラ５５は、さらに、ＴＰ制御ケーブルとは別のフレキシブルケーブル（ＴＰ入出力ケーブルとする）によって、基板４に設けられたタッチパネルコネクタ５６と相互通信可能に接続されている。タッチパネルコントローラ５５は、タッチパネルコネクタ５６を介して基板４と電気的に接続され、タッチパネル１から出力されたタッチ位置信号を基板４に設けられた電子部品（例えばメインＣＰＵ）に提供する。

基板４は、ＤＣＵ１０２として機能させるための種々の電子部品が実装される板状部材である。この基板４における部品配置については、図６及び図７を用いて説明する。図６は、基板４において筐体背面部６１と対向する側の面（部品面４Ａとする）を表しており、図７は、部品面４Ａの裏側の面、すなわち板金３と対向する側の面（はんだ面４Ｂとする）を表している。

図６に示すように、基板４は部品面４Ａに、複数の車両コネクタ４１、オンボードコンタクト４３Ａ〜Ｃ、電源回路ブロック４４、メインＣＰＵ４５、メモリ４６、入出力回路ブロック４７、ディスプレイコネクタ４９、ＢＴモジュール５１、バックライトコネクタ５３、ｍｉｃｒｏＳＤカード（以降、μＳＤカード）スロット５４、タッチパネルコネクタ５６を備える。

また、図７に示すように基板４は、はんだ面４Ｂに電源回路ブロック４４、メモリ４６、サブＣＰＵ４８、ディスプレイコントローラ５０、音声回路ブロック５２を備える。なお、部品面４Ａに実装する部品のうち、はんだ面４Ｂに実装する部品に関連する部品については、その位置を図７において破線で表す。

もちろん、基板４の部品面４Ａ及びはんだ面４Ｂの両方には、ここで述べた部品以外の多数の素子が高密度実装される。ここで言及している電子部品は、各面に配置される電子部品のうち、基板４における占有面積が比較的大きい、主要な部品である。

車両コネクタ４１は、車両に搭載される種々の電子機器や車両電源などと、基板４とを電気的に接続するためのコネクタである。この車両コネクタ４１が請求項に記載の外部用コネクタに相当する。オンボードコンタクト４３Ａ〜Ｃは、筐体背面部６１と機械的に接触するとともに、基板４と筐体背面部６１とを電気的に接続するための部材である。電源回路ブロック４４は、車両用ディスプレイユニット１００の各部に供給すべき電圧を生成する回路である。電源回路ブロック４４は、車両電源から供給されている電圧を、各部の動作電圧に変換して出力する。

メインＣＰＵ４５は、接続機器から取得した情報に基づいて、ＬＣＤモジュール２に表示させるための表示用データを作成し、その表示用データを後述のディスプレイコントローラ５０に出力する。この表示用データが請求項に記載の画像データに相当する。また、メインＣＰＵ４５は、所定のアプリケーションプログラムを実行することで、接続機器の動作を制御する。メモリ４６は、メインＣＰＵ４５やサブＣＰＵ４８の演算処理に用いられる周知のメモリである。

入出力回路ブロック４７は、メインＣＰＵ４５やサブＣＰＵ４８が、車両コネクタ４１を介して、車両用ディスプレイユニット１００の外部と信号の入出力を行うための回路である。サブＣＰＵ４８は、電源回路ブロック４４と協働して、当該車両用ディスプレイユニット１００の電源のオン／オフを制御する。また、サブＣＰＵ４８は、車両から入力される車両情報を管理（取得、蓄積など）し、メインＣＰＵ４５に逐次提供する。つまり、サブＣＰＵ４８は、当該ＤＣＵ１０２におけるオペレーティングシステムに相当する処理を実行する。

ディスプレイコネクタ４９は、ＬＣＤ用ケーブルの接続端子と電気的に接続するためのコネクタである。ディスプレイコネクタ４９は、ディスプレイコントローラ５０とも電気的に接続されている。つまり、ディスプレイコネクタ４９は、ＬＣＤ用ケーブルと接続されることによって、ＬＣＤモジュール２とディスプレイコントローラ５０とを電気的に接続する。

ディスプレイコントローラ５０は、ディスプレイコネクタ４９及びメインＣＰＵ４５のそれぞれと電気的に接続されている。ディスプレイコントローラ５０は、メインＣＰＵ４５から入力される表示用データに基づいた制御信号を生成してディスプレイコネクタ４９に出力し、ＬＣＤモジュール２が備えるデータドライバやゲートドライバを駆動させる。すなわち、ディスプレイコントローラ５０は、ＬＣＤモジュール２の駆動を制御する。

ＢＴモジュール５１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に則った無線通信を実行するための無線通信モジュールである。ＢＴモジュール５１は、音声回路ブロック５２、及び基板４の外部に設けられたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信用のアンテナ（以降、ＢＴ用アンテナとする）のそれぞれと電気的に接続される。なお、本実施形態ではＢＴモジュール５１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信に対応する無線通信モジュールとするが、その他の周知の近距離無線通信規格に準拠した無線通信モジュールであってもよい。

ＢＴアンテナは、例えば筐体内部の正面方向右上角部に設けられているものとする。すなわち、ＢＴアンテナは、部品面４Ａを正面に捉える方向から見て、筐体内の部品面４Ａの左上に設けられている。もちろん、ＢＴアンテナは筐体外部に設けられていても良い。

音声回路ブロック５２は、ＢＴモジュール５１及びメインＣＰＵ４５と電気的に接続されて、メインＣＰＵ４５から入力された音声信号を所定の信号形式に変換してＢＴモジュール５１に出力する。また、ＢＴモジュール５１から入力された音声信号をメインＣＰＵ４５が取り扱うデータ形式に変換して、メインＣＰＵ４５に出力する。

バックライトコネクタ５３は、光源用ケーブルの接続端子と接続するコネクタである。バックライト２３は当該バックライトコネクタ５３を介して基板４と接続され、メインＣＰＵ４５又はサブＣＰＵ４８によって、その出力される光量が調整される。

μＳＤカードスロット５４は、周知のμＳＤカードが挿入されるスロットである。μＳＤカードスロット５４にμＳＤカードが挿入されている場合、メインＣＰＵ４５やサブＣＰＵ４８は、当該μＳＤカードへのデータの書き込み、読み出し、削除、移動等を実施できる。このμＳＤカードスロット５４が請求項に記載のメモリスロットに相当する。

タッチパネルコネクタ５６は、ＴＰ入出力ケーブルの接続端子と接続するコネクタである。板金３の台座部３１に設けられたタッチパネルコントローラ５５は、当該タッチパネルコネクタ５６において基板４と接続され、メインＣＰＵ４５やサブＣＰＵ４８と相互通信を実施する。その他、基板４の各角部及び中央部に設けられているネジ穴４２は、基板４を板金３及び筐体背面部６１と固定するためのネジを通す穴である。

ここで、基板４の各面における各電子部品の詳細な位置関係について説明する前に、基板４上に種々の電子部品を配置する上での要件について述べる。

まず、本実施形態におけるＤＣＵ１０２は、従来のＤＣＵ（以降、従来品）において２つの基板を用いて実現していた機能を、１枚の基板４を用いて実現するにあたり、その基板面積が、従来品で用いられていた基板面積に対して増大する量を抑制することを目標としている。

特に、車両への搭載性の観点から、基板４の面積は、従来品で用いられていた基板と同程度の面積、すなわちＬＣＤモジュール２の面積よりも小さいことが好ましい。本実施形態においては、後述する部品配置や台座部３１の導入、及び部品の小型化などを組み合わせることによって、ＬＣＤモジュール２よりも小さい基板４を用いて、基板４の１枚化を実現できている。

なお、従来品が備えていた代表的な機能としては、タッチパネルやディスプレイの駆動制御、接続機器の連携制御、表示用データの生成、電源管理、車両情報の取得の他、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信や、音声処理機能などがある。また、従来品は、ＳＤカードといった取り外し可能な記憶媒体の挿入スロットも備えていた。

本実施形態におけるＤＣＵ１０２もまた、少なくとも上述した従来品が備えていた機能に対応している必要がある（機能要件とする）。本実施形態では、タッチパネルやディスプレイの駆動制御に対応するものとして、タッチパネルコントローラ５５とディスプレイコントローラ５０を備える。また、接続機器の連携制御や、表示用データの生成は、メインＣＰＵ４５によって行われ、電源管理は、電源回路ブロック４４とサブＣＰＵ４８が協働することによって行われる。

さらに、本実施形態においてもＢＴモジュール５１を備えることによって、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信に対応しており、音声処理機能に対応するものとして音声回路ブロック５２を備えている。また、ＳＤカードの挿入スロットに対応するものとしてμＳＤカードスロット５４を備える。

つまり、本実施形態のＤＣＵ１０２は、上述の機能要件を満たす構成となっている。なお、本実施形態のサブＣＰＵ４８は、従来品は備えていなかった機能として、ＣＡＮウェイクアップ機能を備える。ＣＡＮウェイクアップ機能は、車両のドアが開かれたことを示す車両情報が入力された場合に、当該車両用ディスプレイユニット１００を起動させる機能である。

また、ＤＣＵ１０２は、筐体内の放熱性の観点においても、従来品と同程度となっているか、又は向上している必要がある（放熱性要件とする）。さらに、基板４に搭載する主要なＩＣを変更してしまうと、自装置や接続機器のソフトウェアの変更が必要となる場合がある。したがって、従来品から当該ＤＣＵ１０２への置き換えのしやすさの観点からは、ソフトウェアの変更を伴う部品の置き換えは避けることが好ましい（ソフトウェア要件とする）。

また、従来品と置き換えるためには、従来品と同程度かそれ以上のＥＭＣ性能を実現していなければならない（ＥＭＣ要件とする）。

さらに、ＤＣＵ１０２は車両用ディスプレイユニット１００として車両に搭載される際、種々の電子機器と接続されることになる。通常、車両用ディスプレイユニット１００を搭載するための車両が備える空間において、当該車両用ディスプレイユニット１００と接続するためのケーブルが延出される位置は、車両メーカによって設計される事項である。すなわち、車両用ディスプレイユニット１００の製造者によって、車両においてそれらのケーブルが延出される位置を変更することは難しい。したがって、車両用ディスプレイユニット１００は、従来品と同様の位置に、車両コネクタ４１を配置する必要がある（対車両要件とする）。

さらに、製造時の組み付けやすさもまた、従来品と同等か、又は向上していることが好ましい。ここでの組み付けやすさとは、ネジで止める箇所の抑制などである（組み付け性要件とする）。

次に、上述した種々の要件を満たしつつ、基板４の面積をＬＣＤモジュール２の面積よりも小さくするための、基板４における各電子部品の配置の決定方法について説明する。

まずは、対車両要件に基づいて、車両コネクタ４１を部品面４Ａの所定位置に配置する。ここでは、車両側において各接続機器からのケーブルが延出される位置は、筐体背面部６１の幅方向中央部の上端部（近傍を含む）に対応する位置とする。したがって、部品面４Ａの上端部の中央付近に、複数の車両コネクタ４１を配置する。

より具体的には、複数の車両コネクタ４１を、部品面４Ａの上端部の中央付近において長辺方向（すなわち左右方向）に２列で並べて配置する。ここでの上端部とは、基板４の中心部よりも上方の範囲を指す。

次に、ＥＭＣ要件及び耐振動性の観点から、ネジ穴４２の位置と、筐体内における基板４の固定方法を決定する。本実施形態では、基板４の４つの角部にネジ穴４２を設け、それぞれのネジ穴４２において筐体背面部６１、基板４、板金３を共締めすることとする。もちろん、実際にネジ止めをするのは、全ての部品の配置が完了した後の組み付け工程での作業である。

基板４は、筐体背面部６１及び板金３と共締めされることによって、機械的な安定性を強化するだけでなく、基板４と筐体背面部６１及び板金３との電気的な接続部分が増加し、グランド（基準電位）の安定性を強化することができる。これによってＥＭＣ性能を向上させることができる。なお、ここでは筐体背面部６１を含む筐体をグランドとして用いる構成としている。

基板４の中央部においても、四隅と同様に、筐体背面部６１及び板金３と共締めすることが、グランドの安定性（すなわちＥＭＣ要件）の観点からは好ましい。しかしながら、共締めをするには板金３又は筐体背面部６１を基板４に接触させる部分の面積だけ、基板４における電子部品の実装面積が減少してしまう。したがって、基板中央部に設けたネジ穴４２においては、共締めはせず、基板４は板金３とネジ止めすることとする。

そして、基板中央部に設けたネジ穴４２の近くに、オンボードコンタクト４３Ａを配置して筐体背面部６１と接触させる。すなわち、基板中央部においては、ネジによって板金３に対して基板４を固定するとともに、オンボードコンタクト４３Ａによって、筐体背面部６１と基板４との離隔を確保するとともに電気的に接続させる。これによって、耐ノイズ性及び耐振動性を向上させつつ、実装面積やパターン配線の自由度を確保することができる。

次に、電源回路ブロック４４の位置を、車両コネクタ４１が備えるピンのうち、車両電源（例えば車載バッテリー）と接続するピン（電源用ピンとする）Ｐｂ、ネジ穴４２、及びオンボードコンタクト４３Ａの位置に基づいて決定する。電源回路ブロック４４や、電源用ピンＰｂから電源回路ブロック４４までを結ぶ配線はノイズ源となりやすい。このため、電源回路ブロック４４は、電源用ピンＰｂの付近であって、かつ、ネジ穴４２やオンボードコンタクト４３Ａなどの、電源回路ブロック４４から生じるノイズを筐体へとバイパスする役割を担う素子付近に配置する必要がある。

本実施形態では、図６に示すように電源用ピンＰｂは、複数の車両コネクタ４１のうちの右上の車両コネクタ４１の、右端に設けられているものとする。したがって、部品面４Ａの右側端部と、その裏側に、電源回路ブロック４４を配置する。部品面４Ａの右側端部の裏側は、はんだ面４Ｂの左側端部に相当する。

ここでの部品面４Ａの右側端部とは、部品面４Ａにおいて電源用ピンＰｂよりも右側の範囲を指す。なお、電源回路ブロック４４は、部品面４Ａ及びはんだ面４Ｂの少なくとも何れか一方において電源用ピンＰｂから相対的に近い領域に設けられていればよい。例えば電源用ピンＰｂの位置が本実施形態のように相対的に部品面４Ａの右側にある場合、部品面の中心より右側の領域と、はんだ面４Ｂの中心より左側の領域の、それぞれの任意の部分に電源回路ブロック４４を配置しても良い。

メインＣＰＵ４５や、サブＣＰＵ４８は、他の電子部品と接続するために、中央付近に設けられていることが好ましい。また、メモリ４６や入出力回路ブロック４７は、メインＣＰＵ４５や、サブＣＰＵ４８の近くに配置する必要がある。

本実施形態では一例として、部品面４Ａの中央部にメインＣＰＵ４５及び入出力回路ブロック４７を配置し、メインＣＰＵ４５の周辺、及びその裏側に４つずつ合計８個のメモリ４６を配置する。また、はんだ面４Ｂの中央部にサブＣＰＵ４８を配置する。

次に、ディスプレイコネクタ４９及びディスプレイコントローラ５０の位置を決定する。前述の通り、ＬＣＤ用ケーブルは、ＬＣＤモジュール２の下方縁部中央付近において延出されている。したがって、当該ＬＣＤ用ケーブルと接続するディスプレイコネクタ４９は、基板４の下端部に設けられていることが好ましい。

ここでは一例として、部品面４Ａの下端部において中央からやや右寄りの位置に、ディスプレイコネクタ４９を設ける。なお、ディスプレイコネクタ４９は、従来品におけるディスプレイコネクタよりも小型化したものを用いる。

また、ディスプレイコントローラ５０は、ディスプレイコネクタ４９の近くに配置することが好ましい。したがって、ディスプレイコントローラ５０は、はんだ面４Ｂにおいてディスプレイコネクタ４９の裏側に相当する位置の近傍、すなわち、はんだ面４Ｂの下端部において中央からやや右寄りの位置に配置する。

ＢＴモジュール５１の設置位置は、ＢＴアンテナの設置位置から近い位置とすることが好ましい。ここでは、ＢＴアンテナが筐体内部の正面方向右上角部に設けられているため、ＢＴモジュール５１は、部品面４Ａの左上角部に配置する。ここでの左上角部とは、左上角から一定距離（例えば４０ｍｍ）以内となる範囲を指す。

また、ＢＴモジュール５１に接続される音声回路ブロック５２は、ＢＴモジュール５１から近い位置に配置することが好ましい。そこで、音声回路ブロック５２は、はんだ面４Ｂの右上角部付近、すなわちＢＴモジュール５１の裏側に配置する。

μＳＤカードスロット５４は、メインＣＰＵ４５によってアクセスされるため、メインＣＰＵ４５から近い位置に配置する必要がある。したがって本実施形態では一例として、μＳＤカードスロット５４は、部品面４Ａの下端部の中央付近に配置する。なお、従来品においては取り外し可能な記憶媒体として、ＳＤメモリーカードを採用していたが、ここではμＳＤカードに変更することで、機能要件を満たしつつ、実装面積を削減する。

ただし、μＳＤカードを取り外し可能な記憶媒体として採用することによって、ＳＤカードを取り外し可能な記憶媒体として採用している場合に比べて、μＳＤカードスロットから生じるノイズが増加することが懸念される。そこで、μＳＤカードスロット５４の近傍に２つのオンボードコンタクト４３Ｂ、４３Ｃを配置する。オンボードコンタクト４３Ｂ、４３Ｃは、主としてμＳＤカードスロット５４で生じたノイズを筐体背面部６１にバイパスする役割を担う。これによって、ＥＭＣ性能を維持、又は向上させることができる。なお、本実施形態ではμＳＤカードスロット５４の隣にオンボードコンタクトを２つ設ける構成としているが、少なくとも１つ設けられていればよい。

バックライトコネクタ５３は、光源用ケーブルと接続させるため、基板４の縁部に設けることが好ましい。基板４の下端部は上述した、ディスプレイコネクタ４９、ディスプレイコントローラ５０、μＳＤカードスロット５４、及びそれらに付随する図示しない電子部品によって、バックライトコネクタ５３を配置するための十分な余地がない。このため、バックライトコネクタ５３は、部品面４Ａの左側縁部の下方寄りに配置する。

タッチパネルコネクタ５６は、前述の通り、タッチパネルコントローラ５５とＴＰ入出力ケーブルを介して接続されるため、タッチパネルコントローラ５５が設けられる台座部３１の近傍に設けることが好ましい。この台座部３１は、本実施形態では板金３の正面方向右下角部に設けられる構成としている。したがって、タッチパネルコネクタ５６は、部品面４Ａの左下角部付近に配置する。

以上のように主要な電子部品を配置し、さらに、ＩＣの小型化、及び下面電極インダクタ部品の選定し、高密度実装することによって、ＬＣＤモジュール２よりも小さい基板４を用いて、従来品と同等以上の機能を実現することができる。なお、ＩＣを小型化する際には、ソフトウェアの変更が生じないように従来品で用いていたＩＣと互換性を有するものを採用する。また、主要なＩＣについては変更しない。これによって、ソフトウェア要件を充足させる。

そして、以上の構成によれば、車両用ディスプレイユニット１００が備える基板４の数を２枚から１枚に削減できているため、筐体内の空間が複数の基板によって区切られることがない。すなわち、ＤＣＵ１０２（ひいては車両用ディスプレイユニット１００）の放熱性を向上させることができている。

また、従来品においては、基板２枚を用いていたため、ＤＣＵ１０２の筐体内において冷却用のファンを収容するための空間を確保することが出来ず、筐体外部に設置しなければならなかった。

しかしながら、本実施形態では、基板４を１枚しか用いないため、ＤＣＵ１０２の筐体内に冷却用のファン７０を収容することができる。例えばファン７０は、筐体背面部６１の基板４に対向する面において、図６に示すように、電源回路ブロック４４の対向する部分に配置する。これは、電源回路ブロック４４が基板４に設けられる部品のうち、最も発熱する部品の１つであるためである。

このようにファン７０を、筐体内部に配置するということは、筐体外部にファンを設ける構成よりも、熱源に近い位置にファンを設けるということを意味する。すなわち、本実施形態の構成によれば、ファン７０を、従来品よりも熱源に近い位置に配置することによって、放熱性をより向上させることができる。

さらに、ファン７０を筐体内に収容することによって、ファン７０から生じる騒音が筐体外部に漏れる量を低減することができる。したがって、従来品に比べてファン７０の回転数を増加させることが出来、放熱性をより向上させることができる。

また、車両用ディスプレイユニット１００が備える基板４の数を２枚から１枚に削減できているため、組み付けに要する工数を削減できるとともに、部品費を削減でき、製造コストを抑制することができる。さらに、筐体に固定するべき基板数が半減したため、最終的にネジ止めしなければならない箇所も低減できる。すなわち、従来品に対して組み付けやすさも向上させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

たとえば、メインＣＰＵ４５やサブＣＰＵ４８の位置は入れ替えてもよい。また、ディスプレイコネクタ４９及びディスプレイコントローラ５０の位置は、ＬＣＤ用ケーブルを引き回せる範囲において適宜変更してもよい。ただし、基板４の縁部に設けることが好ましい。バックライトコネクタ５３の位置も、基板４の縁部に設けられればよく、部品面４Ａの左側縁部に限らない。

１００ 車両用ディスプレイユニット、１０１ ユーザインターフェースユニット、１０２ 車両用ディスプレイ制御ユニット、１ タッチパネル、２ ＬＣＤモジュール、２Ａ 表示面、３ 板金、４ 基板、４Ａ 部品面、４Ｂ はんだ面、４１ 車両コネクタ、４２ ネジ穴、４３Ａ〜Ｃ オンボードコンタクト、４４ 電源回路ブロック、４５ メインＣＰＵ、４６ メモリ、４７ 入出力回路ブロック、４８ サブＣＰＵ、４９ ディスプレイコネクタ、５０ ディスプレイコントローラ、５１ ＢＴモジュール、５２ 音声回路ブロック、５３ バックライトコネクタ、５４ μＳＤカードスロット、５５ タッチパネルコントローラ、５６ タッチパネルコネクタ、６１ 筐体背面部、６２Ａ・６２Ｂ 筐体側面部、６３ フレーム、７０ ファン

Claims (10)

1. 長方形状の表示面を備えるディスプレイ（２）と、
   前記表示面に積層されるタッチパネル（１）と、
   前記ディスプレイに表示させる画像データを生成するメインＣＰＵ（４５）と、自ユニットにおける電力の供給を制御するサブＣＰＵ（４８）と、前記画像データに基づいて前記ディスプレイの駆動制御を実施するディスプレイコントローラ（５０）と、自ユニットの外部に設けられた外部機器との電気的な接続に用いられる複数の外部用コネクタ（４１）と、が実装された長方形状の基板（４）と、
   導電性の板状部材であって前記基板を支持する板金（３）と、
   前記ディスプレイの前記表示面が露出するように、前記ディスプレイ、前記板金、前記基板を収容する筐体（６１、６２Ａ、６２Ｂ）と、を備え、
   少なくとも１つの前記外部機器と相互通信可能に接続されて、前記外部機器からの要求に基づいて前記ディスプレイに表示させる内容を制御する車両用ディスプレイユニットであって、
   前記板金は、前記ディスプレイに対向するように前記表示面の反対側に配置され、
   前記基板は、前記板金にとって前記ディスプレイが存在する側とは反対側に、前記板金に対向するように配置され、
   前記板金は、当該板金の縁部において、前記基板が存在する方向に所定の角度で延出された台座部（３１）を備え、
   前記台座部に、前記タッチパネルの駆動を制御するタッチパネルコントローラ（５５）を配置し、
   前記基板は、さらに、
   前記タッチパネルコントローラと当該基板の電気的な接続に用いられるタッチパネルコネクタ（５６）を備えることを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
2. 請求項１において、
   前記基板は、
   前記筐体において前記表示面の裏側に位置する部分である筐体背面部（６１）と対向する面である部品面（４Ａ）に、前記外部用コネクタ及び前記メインＣＰＵを備え、
   前記部品面の裏面であって、前記板金と対向する面であるはんだ面（４Ｂ）に、前記サブＣＰＵを備え、
   前記外部用コネクタは、前記部品面のうち、車両において前記外部機器から当該ユニットと電気的に接続するためのケーブルが延出される位置に対応する位置に配置されてあって、
   複数の前記外部用コネクタのうちの１つは、車両電源と接続するための電源用ピン（Ｐｂ）を備え、
   前記基板は、前記部品面のうち、前記電源用ピンの近くに、前記電源用ピンと接続されて自ユニットの各部に供給する電圧を生成する電源回路（４４）を備えることを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
3. 請求項２において、
   複数の前記外部用コネクタは、前記部品面のうち、当該車両用ディスプレイユニットを車両に設置した場合において上方に位置する端部（以降、上端部）において、左右方向に並べて配置され、
   前記電源用ピンは、複数の前記外部用コネクタのうち右端に位置する前記外部用コネクタに設けられてあって、
   前記電源回路は、前記部品面のうち、前記外部用コネクタから見て右側端部に設けられていることを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
4. 請求項３において、
   前記基板は、前記部品面の下端部に、前記ディスプレイの縁部から当該ディスプレイの背面側へ延出するケーブルと電気的に接続し、前記ディスプレイと前記ディスプレイコントローラとを電気的に接続するためのディスプレイコネクタ（４９）を備え、
   前記ディスプレイコントローラは、前記はんだ面において、前記ディスプレイコネクタの裏側に相当する位置に配置されることを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
5. 請求項３又は４において、
   近距離無線通信を実施するためのアンテナを筐体内に備え、
   前記基板は、
   前記アンテナと電気的に接続されて、前記近距離無線通信を実施するための処理を行う無線通信モジュール（５１）を、前記部品面のうち前記アンテナから近い位置に備え、
   さらに、前記無線通信モジュールに入出力する音声信号を処理する音声回路（５２）を、前記はんだ面において前記無線通信モジュールの裏側に相当する位置に備えることを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
6. 請求項３から５の何れか１項において、
   前記基板は、取り外し可能な記憶媒体が挿入されるメモリスロット（５４）を、前記部品面の下端部に備え、
   前記メモリスロットの隣に、前記筐体背面部と機械的に接触するとともに前記基板と前記筐体背面部とを電気的に接続するオンボードコンタクト（４３Ｂ、４３Ｃ）を少なくとも１つ配置していることを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
7. 請求項３から６の何れか１項において、
   前記基板は、
   その四つの角部のそれぞれにおいて、前記筐体背面部及び前記板金とネジによって共締めされ、
   その中央部においては、前記板金とネジによって固定されるとともに、
   前記部品面の中央部に、前記筐体背面部と機械的に接触するとともに前記基板と前記筐体背面部とを電気的に接続するオンボードコンタクト（４３Ａ）を備えることを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
8. 請求項２から７の何れか１項において、
   前記基板の面積は、前記ディスプレイの面積よりも小さいことを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
9. 請求項２から８の何れか１項において、
   前記筐体において前記部品面に対向する面に、前記基板を冷却するためのファン（７０）を備えることを特徴とする車両用ディスプレイユニット。
10. 長方形状の表示面を備えるディスプレイ（２）及び前記表示面に積層されるタッチパネル（１）を含むユーザインターフェースユニット（１０１）と接続されるとともに、さらに、自ユニットの外部に設けられた少なくとも１つの外部機器と相互通信可能に接続され、前記外部機器からの要求に基づいて前記ディスプレイに表示させる内容を制御するディスプレイ制御ユニットであって、
    前記ディスプレイに表示させる画像データを生成するメインＣＰＵ（４５）と、自ユニットにおける電力の供給状態を制御するサブＣＰＵ（４８）と、前記画像データに基づいて前記ディスプレイの駆動制御を実施するディスプレイコントローラ（５０）と、前記外部機器との電気的な接続に用いられる複数の外部用コネクタ（４１）と、が実装された長方形状の基板（４）と、
    導電性の板状部材であって前記基板を支持する板金（３）と、を備え、
    前記基板は、前記板金と所定の間隔をおいて対向配置され、
    前記板金は、当該板金の縁部において、前記基板が存在する方向に所定の角度で延出された台座部（３１）を備え、
    前記台座部に、前記タッチパネルの駆動を制御するタッチパネルコントローラ（５５）を配置し、
    前記基板は、さらに、
    前記タッチパネルコントローラと当該基板の電気的な接続に用いられるタッチパネルコネクタ（５６）を備えることを特徴とするディスプレイ制御ユニット。

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