JP6398466B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される表示装置に関する。

車両に搭載される表示装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に記載の表示装置は、表示画像をウインドシールド等の透光部材に投影することで、透光部材越しに見える風景と重畳させて表示画像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置として構成されている。

特許第５５５６０１９号公報

特許文献１のように虚像を表示する装置では、透光部材の形状（曲率や大きさ）を考慮しなければならない。したがって、自動二輪車などのウインドシールドを利用するには困難が伴う。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ウインドシールドの形状に依存せず、運転者の視界を確保しつつも見易い位置に画像を表示できる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、
車両に搭載される表示装置であって、
前記車両に関する情報を表示する表示部と、
前記表示部の表示側に位置し、前記表示部が表示する前記情報を透かして視認させる透光板と、を備え、
前記表示部は、前記車両に関する情報を表示する表示器と、前記表示器を前記透光板とは反対側から覆うケースと、を有し、
前記表示器と前記ケースとのうち、少なくとも前記ケースが前記透光板の前記表示部側の面に固定され、
前記透光板は、前記車両のダッシュボードから立設されて、前記ダッシュボードと前記車両のウインドシールドとの間に位置し、
前記表示部が前記ダッシュボードから離間した位置で前記透光板に固定されていることで、前記透光板のうち、前記表示部と前記ダッシュボードとの間の領域は、前記ウインドシールドを透かして視認させる透視領域となっている、
ことを特徴とする。

本発明によれば、ウインドシールドの形状に依存せず、運転者の視界を確保しつつも見易い位置に画像を表示できる。

本発明の一実施形態に係る表示装置が搭載される車両の運転席付近の概観図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の図１に示すＡ−Ａ線概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示部を主に示す正面図である。 （ａ）は表示部等の図３に示すＢ−Ｂ線概略断面図であり、（ｂ）は図４（ａ）に示すＣ部の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置と計器との位置関係を示す概略斜視図である。 照明部及びダッシュボードの開口形状を説明するための模式図である。 （ａ）及び（ｂ）はダッシュボードの他の開口形状を説明するための模式図である。

本発明の一実施形態に係る表示装置を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る表示装置１００は、図１、図２に示すように、自動二輪車（オートバイ）等の車両１に搭載され、車両１に関する各種情報（以下、車両情報）をユーザ２（車両１の運転者）に報知するものである。車両情報は、自車の情報（車速など）だけでなく、車外の情報（ナビゲーションの情報など）も含む。

表示装置１００は、車両１の計器３が組み込まれたダッシュボード（インストルメントパネル）４と、車両１のウインドシールド５との間に位置する（但し、後述の照明部５０はダッシュボード４内に設けられている）。ウインドシールド５は、透光性を有し、車両１のユーザ２が身を屈めた時などでも外景を視認可能となっている。
計器３は、図５に示すように、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶パネル３ａと、液晶パネル３ａの動作を制御する制御部（マイクロコントローラ等）が実装された制御基板３ｂと、から構成されている。制御基板３ｂは、車両１のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等と接続され、ＥＣＵから取得した車両情報に基づき、液晶パネル３ａに車速などを表示させる。なお、計器３は指針式計器であってもよい。

表示装置１００は、表示部１０と、透光板２０と、透光層３０（図４（ｂ）参照）と、補強部材４０と、照明部５０と、を備える。

なお、以下では説明の理解を容易にするため、図２に示すようにユーザ２から見ての上方向を「上」、下方向を「下」として各部を適宜説明する。また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、表示部１０の表示側を「表」、その反対側を「裏」として表示部１０の構成を適宜説明する。

表示部１０は、図４（ａ）に示すように、表示器１１と、回路基板（プリント回路板）１２と、ケース１３と、を有する。

表示器１１は、例えばＴＦＴ型の液晶パネルから構成され、回路基板１３に実装された制御部（図示せず）の制御の下で、表示動作を行う。表示器１１の表側（表示面１１ａ側）には透光板２０が位置しており、表示器１１が表示した画像は、透光板２０越しにユーザ２に視認される。

回路基板１２は、各種配線が形成された基板に、マイクロコントローラ等の制御部や、駆動回路や、表示器１１を背後から照明するための光源（例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode））などが実装されることで構成されている。回路基板１２は、表示器１１の裏側に位置し、表示器１１と図示しないＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）により電気的に接続されている。また、回路基板１２は、後述する補強部材４０の内部に設けられた配線Ｗを介して、計器３の制御基板３ｂと接続されている。これにより、制御部は、計器３の制御基板３ｂと協働して表示器１１を制御し、計器３が表示する情報と同種の情報や、ＥＣＵから取得した各種車両情報を表示器１１に表示させることが可能となっている。

表示部１０（表示器１１）が表示する車両情報は、計器３と異種のものであってもよいし、少なくとも一部が共通していてもよい。表示部１０は、例えば、車速・エンジン回転数・残燃料などの各種計測量、低燃費運転を促すための運転支援情報、カーナビゲーション情報、各種警告情報などを表示する。

ケース１３は、例えば遮光性樹脂から形成され、表示器１１を裏側から覆うものである。ケース１３は、第１ケース１３ａと、第２ケース１３ｂとが組み合わされることで構成される。

第１ケース１３ａは、図３に示すように、正面視で額縁状をなす。第１ケース１３ａは、図４（ａ）（ｂ）に示すように、透明板２０の裏側に固定されている。第１ケース１３ａは、例えば透明板２０にインサート成形または二色成形によって固定されている。

第２ケース１３ｂは、第１ケース１３ａの裏側に位置し、図４（ａ）に示すように、表側に開口した箱状をなす。第２ケース１３ｂの開口端には、開口の外周方向に突出するフランジ部１３ｃが形成されている。このフランジ部１３ｃが第１ケース１３ａに固定されることで、第２ケース１３ｂは第１ケース１３ａと一体となり、内部に表示器１１及び回路基板１２を収納するケース１３を構成する。フランジ部１３ｃは、第１ケース１３ａに嵌合・螺着などにより固定される。

透光板２０は、無機ガラス、アクリルガラス等からなり、平板状に形成されている。透光板２０は、衝撃や塵埃などから表示器１１を保護するために設けられる。透光板２０は、表示器１１の表側に位置し、表示器１１が表示する車両情報を透かして視認させる。

透光板２０は、図２に示すように、ダッシュボード４から上方に立設されて、ダッシュボード４とウインドシールド５との間に位置する。透光板２０は、下端部がダッシュボード４内の所定箇所に固定され、立設されている。
ここで、透光板２０は、図２に示すように、上下方向に対してユーザ２側に傾いて設けられることが好ましい。このようにすれば、透光板２０に入射する外光ＮＬが、表示部１０の表示像を視認する際のユーザ２の視線Ｖ方向に反射することを防止できるため、視認性を良好に保つことができる。透光板２０の傾斜方向は、車両１に搭乗するユーザ２の視点や、表示部１０の位置などを勘案した上で、仰角９０°未満の範囲で設定される。なお、透光板２０の表面に、ＡＧ（Anti-Glare）層や、ＡＲ（Anti-Reflection）層を設けて、さらに外光反射を低減するようにしてもよい。

透光層３０は、図４（ｂ）に示すように、透光板２０の裏面と、表示器１１の表示面１１ａとの間に充填されており、硬化後の光硬化型接着剤（例えば、紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤）から構成されている。透光板２０と表示器１１とは、光硬化型接着剤を挟んで重ね合わせた後に光を照射して接着剤を硬化させる手法（いわゆるオプティカルボンディング）により接着されている。このように表示器１１と透光板２０の間に、両者と密着する透光層３０が介在することで、透光板２０の裏面に結露、曇りが生じることがなくなる。
なお、透光板２０と表示器１１とを接着する透光層３０は、光硬化型接着剤に限られず、光硬化型でない透光性の接着剤や、透光性粘着シート等であってもよい。

補強部材（ブラケット）４０は、表示部１０の剛性を高めるためのものである。補強部材４０は、ケース１３の裏側に設けられ、図４（ａ）に断面で示すように、中空構造（パイプ形状）となっている。補強部材４０は、金属や樹脂から形成されている。

補強部材４０は、図３に示すように正面視で略Ｕ字状をなし、図５に示すように両端がスペーサ４１を介して透光板２０にビスＳ等の固定手段で固定されている。スペーサ４１は、補強部材４０と一体でも別体でもよい。別体の場合、スペーサ４１を弾性部材で形成してもよい。

補強部材４０の上部は、第２ケース１３ｂにビス等の固定手段（図示せず）で固定されている。具体的には、補強部材４０の上部は、第２ケース１３ｂのフランジ部１３ｃの裏面に沿うように配設されている。第２ケース１３ｂは、フランジ部１３ｃが形成されていることにより、図４（ａ）に示すように、その裏側が凹部となる。補強部材４０の上部は、この凹部に嵌められるように配設されている。

ケース１３と補強部材４０とを以上のような構成とすることにより、表示部１０の剛性を高めつつも、見かけ上、表示部１０を薄型に構成することができる。また、この構成では、図４（ｂ）に示すように、表示部１０のうち表裏方向で補強部材４０と重ならない領域では、ケース１３（第２ケース１３ｂ）を補強部材４０の裏面と略面一の位置まで突出させても、表示部１０の厚みという観点からは見栄えが損なわれない。
本実施形態では、このように、ケース１３（第２ケース１３ｂ）の補強部材４０に囲まれた領域を裏側に突出させることにより、ケース１３の収納スペースを保ったまま、表示部１０を薄型に構成している。

中空状の補強部材４０には、表示部１０と計器３とを接続する配線Ｗ（図５に模式的に示した）が設けられている。例えば、補強部材４０と第２ケース１３ｂとが対向する部分には、配線Ｗを通すための孔（図示せず）が設けられており、配線Ｗの一端は、この孔を通って表示部１０の回路基板１２と電気的に接続されている。また、配線Ｗの他端は、補強部材４０の内部を通って、ダッシュボード４の内部に至り、計器３の制御基板３ｂと接続される。
このような構成により、表示装置１００では、配線Ｗが外部に露出することなく、表示部１０を、車両１側の制御部（制御基板３ｂ、ＥＣＵなど）と接続することが可能となっている。

以上のように透光板２０に固定され、補強部材４０により剛性が高められた表示部１０は、図２や図３に示すように、ダッシュボード４から離間した位置（詳しくは、ダッシュボード４の上面から上方に間隔を空ける位置）に配設されている。これにより、透光板２０のうち、表示部１０とダッシュボード４との間の領域は、ウインドシールド５を透かして視認させる透視領域Ｒとなる。
つまり、透視領域Ｒからは、ウインドシールド５を介して外景が視認可能となる。透視領域Ｒからウインドシールド５越しに見える外景は、自動二輪車である車両１の場合は、主に路面などになるが、運転の安全性の観点からこの意義は大きい。
このように本実施形態に係る表示装置１００によれば、表示部１０がダッシュボード４の上方に立設された構成であるため、見やすい位置に画像を表示できるのみならず、透視領域Ｒから外景を視認できるため、安全運転の観点から重要な視界を確保することができる。また、ウインドシールド５に画像を投影しなくとも、表示部１０の表示画像をダッシュボード４から浮き上がっているように見せることができる。したがって、ウインドシールド４の曲率などを考慮しなくとも良い。

照明部５０は、所定の場合に、透視領域Ｒを照明するものである。具体的には、照明部５０は、ダッシュボード４の内部に設けられ、ダッシュボード４側から透視領域Ｒに向けて照明光Ｌを出射し、透視領域Ｒで反射した照明光Ｌにより、所定の情報を報知する。

照明部５０は、図６に示すように、ダッシュボード４に設けられた開口部４ａの下方に位置し、回路基板５１と、導光体５２と、拡散板５３と、を有する。

回路基板５１は、各種配線が形成された基板に、マイクロコントローラ等の制御部や、駆動回路や、照明光Ｌを出射する光源５１ａなどが実装されることで構成されている。回路基板５１は、車両１のＥＣＵ等と電気的に接続されている。

光源５１ａは、赤色や青色の光を出射するＬＥＤなどから構成されている。光源５１ａは、回路基板５１の制御部の制御の下で、各種警告を行う場合に点灯する。各種警告としては、運転支援に関する警告（例えば、低燃費運転が実現されている場合には青色点灯、そうでない場合は赤色点灯により報知）や、水温上昇の報知のための警告（例えば、水温異常の場合は赤色点灯により報知）などである。これらの各種警告の基となる情報は、図示しない各種センサ、ＥＣＵなどを介して、回路基板５１の制御部が取得するものである。

導光体５２は、例えば樹脂から形成され、透光性を有する。導光体５２は、回路基板５１よりも開口部４ａ側に位置し、光源５１ａが発した照明光Ｌを効率良く開口部４ａと導くために設けられる。例えば、導光体５２は、指向性の高い光源５１ａからの照明光Ｌの照射領域を効率良く広げるための曲面を有して形成されている。

拡散板５３は、導光体５２よりも開口部４ａ側に位置し、光源５１ａから発せられ、導光体５２を透過した照明光Ｌを、拡散光として出射する。これにより、透光板２０の透視領域Ｒには、略面状に発光する照明光Ｌが浮かび上がるように視認される（アンビエント照明）。

以上のように構成される照明部５０は、光源５１ａから、導光体５２、拡散板５３を透過して拡散光となった照明光Ｌを、透光板２０の透視領域Ｒに向けて出射する。そして、透視領域Ｒで反射した照明光Ｌにより、所定の情報をユーザ２に報知する。
このように、本実施形態に係る表示装置１００では、透視領域Ｒからウインドシールド５越しに外景が視認可能でありながらも、所定の場合には、この透視領域Ｒを照明光Ｌで照明することで所定の情報を報知可能となっている。よって、運転の安全性を確保しながらも、斬新な表示が可能となっている。

以上に説明したように、表示装置１００は、ウインドシールド５に依存せず、運転者の視界を確保しつつも見易い位置に画像を表示することができる。これは、下記の構成により実現可能である。

表示装置１００は、車両１に関する情報を表示する表示部１０と、表示部１０の表示側に位置し、表示部１０が表示する情報を透かして視認させる透光板２０と、を備える。
透光板２０は、車両１のダッシュボード４から立設されて、ダッシュボード４と車両１のウインドシールド５との間に位置する。
表示部１０がダッシュボード４から離間した位置で透光板２０に固定されていることで、透光板２０のうち、表示部１０とダッシュボード４との間の領域は、ウインドシールド５を透かして視認させる透視領域Ｒとなっている。

また、表示部１０は、前記情報を表示する表示器１１と、表示器１１を透光板２０とは反対側から覆うケース１３と、を有し、表示器１１とケース１３とのうち、少なくともケース１３が透光板２０の表示部１０側の面に固定されていればよい。

なお、表示器１１の表示面１１ａが透光板２０の表示部１０側の面に固定されていてもよい。この場合において、表示器１１と透光板２０との間には透光層３０が設けられ、表示器１１は透光層３０により透光板２０に接着されている、ようにしてもよい。

また、表示装置１００は、透光板２０の透視領域Ｒを照明する照明部５０をさらに備えていてもよい。この場合、照明部５０は、ダッシュボード４側から透視領域Ｒに向けて照明光Ｌを出射し、透視領域Ｒで反射した照明光Ｌにより、所定の情報を報知する。

ここからは、表示装置１００における他の特徴について、図４（ｂ）、図６、図７（ａ）（ｂ）を参照して説明する。

図４（ｂ）に示すように、透光板２０と第１ケース１３ａとの接合部に着目すると、透光板２０には凹部２１が形成されており、第１ケース１３ａの表側の端部が、この凹部２１に挿入されるようにして透光板２０に固定されている。
第１ケース１３ａの表側の端部は、同図に示すように、表示器１１側に突出する突出部１３ｄを有する。これにより、第１ケース１３ａの表側の端部は、断面略Ｌ字状をなしている。突出部１３ｄの表側には、Ｒ面（曲面）が形成されている。このように曲面が形成されることにより、表示器１１を斜めから見た場合であっても、表示面１１ａが見切れることなく、優れた見栄えが実現可能になっている。

また、表示部１０の製造工程では、透光板２０に第１ケース１３ａをインサート成形または二色成形により固定した後に、好ましくは、表示器１１を、光硬化性樹脂からなる透光層３０を介して透光板２０にオプティカルボンディングにより固定する。
このように表示器１１を透光板２０にオプティカルボンディングにより固定する場合は、図４（ｂ）に示すように、第１ケース１３ａの突出部１３ｄの裏面は、透光板２０の裏面と同一面、もしくは、透光板２０の裏面よりも裏側に突出しない（透光板２０の裏面よりも表側に位置する）ことが好ましい。
これは、第１ケース１３ａの突出部１３ｄの裏面が、透光板２０の裏面よりも表示面１１ａに近いと、突出部１３ｄの裏面に、硬化前の光硬化性樹脂が付着した場合、光硬化性樹脂への圧力が不均一となり、光硬化性樹脂内に気泡が生じてしまったり、透光板２０への表示器１１の固定が不十分になったりするためである。

また、図６に示すように、ダッシュボード４に設けられ、照明光Ｌを透光板２０の透視領域Ｒへと通過させる開口部４ａの内壁面は、照明光Ｌを透視領域Ｒに反射させない形状であることが、見栄えの観点から好ましい。これは、照明部５０からの照明光Ｌが、開口部４ａの内壁面で反射し、透視領域Ｒに到達すると、透視領域Ｒに、その内壁面が映り込んでしまい、表示の見栄えの悪化に繋がるためである。
図６に示す例では、開口部４ａを構成する内壁面が、同図における上側の開口端から、光源５１ａに近づくに従って、開口径が広がるように傾斜して形成されている。このようにすれば、開口部４ａを構成する内壁面で反射した照明光Ｌが透視領域Ｒに到達することが無いため、上記した見栄えの悪化を防ぐことができる。

また、開口部４ａを構成する内壁面は、図７（ａ）、（ｂ）に示すような形状であってもよい。

図７（ａ）に示す例では、開口部４ａの内壁面の下端に、開口径の中心に向かって突出するフランジ部４ｂが形成されており、このフランジ部４ｂの内周面が図６で説明したような傾斜面となっている。これにより、この傾斜面で反射した照明光Ｌが透視領域Ｒに到達することが無く、開口部４ａのうちフランジ部４ｂ以外の部分に拡散板５３から出射された照明光Ｌが極力到達しないように構成されている。このようにしても良い。
図７（ｂ）に示す例は、図７（ａ）とフランジ部４ｂの機能は同様であるが、フランジ部４ｂの上面に凹部４ｃが形成された例である。このようにしても良い。
これらの図７（ａ）、（ｂ）に示す例であっても、開口部４ａの内壁面で反射した照明光Ｌが透光板２０の透視領域Ｒへと到達することを低減できる。そのため、透視領域Ｒに開口部４ａの内壁面の形状が映り込むことが低減でき、見栄えが良い。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変形（構成要素の削除も含む）が可能である。以下に変形の一例を示す。

以上の例では、ウインドシールド５が透光性を有する例を示したが、そうでなくとも、表示装置１００によれば、表示部１０をダッシュボード４の上方に位置させることができるため、車両情報の視認性に優れる。但し、透視領域Ｒを有効活用するには、表示装置１００は、透光性を有するウインドシールド５を備えた車両１に特に有用である。

以上では、車両１が自動二輪車である例を示したが、これに限られない。表示装置１００が搭載される車両１は、自動三輪車、自動四輪車などであってもよい。但し、屋根などが無く、表示部１０が外部に晒される状態となる車両１に、表示装置１００は特に有用である。

以上の説明では、計器３、表示部１０、及び照明部５０がそれぞれ独立した制御部を有する例を示したが、これに限られない。例えば、表示部１０の制御機能を計器３側に集約してもよいし、表示部１０及び照明部５０の制御機能を共に計器３側に集約してもよい。

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

１ 車両
２ ユーザ
３ 計器
４ ダッシュボード
４ａ 開口部
５ ウインドシールド
１００ 表示装置
１０ 表示部
１１ 表示器
１２ 回路基板
１３ ケース
１３ａ 第１ケース
１３ｂ 第２ケース
１３ｃ フランジ部
２０ 透光板
３０ 透光層
４０ 補強部材
５０ 照明部
５１ａ 光源
５２ 導光体
５３ 拡散板

Claims (4)

1. 車両に搭載される表示装置であって、
   前記車両に関する情報を表示する表示部と、
   前記表示部の表示側に位置し、前記表示部が表示する前記情報を透かして視認させる透光板と、を備え、
   前記表示部は、前記車両に関する情報を表示する表示器と、前記表示器を前記透光板とは反対側から覆うケースと、を有し、
   前記表示器と前記ケースとのうち、少なくとも前記ケースが前記透光板の前記表示部側の面に固定され、
   前記透光板は、前記車両のダッシュボードから立設されて、前記ダッシュボードと前記車両のウインドシールドとの間に位置し、
   前記表示部が前記ダッシュボードから離間した位置で前記透光板に固定されていることで、前記透光板のうち、前記表示部と前記ダッシュボードとの間の領域は、前記ウインドシールドを透かして視認させる透視領域となっている、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記透光板の前記透視領域を照明する照明部をさらに備え、
   前記照明部は、前記ダッシュボード側から前記透視領域に向けて照明光を出射し、前記透視領域で反射した前記照明光により、所定の情報を報知する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示部は、前記車両に関する情報を表示する表示器と、前記表示器を前記透光板とは反対側から覆うケースと、を有し、
   前記表示器の表示面が前記透光板の前記表示部側の面に固定されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の表示装置。
4. 前記表示器と前記透光板との間には、透光層が設けられ、
   前記表示器は、前記透光層により前記透光板に接着されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
   

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