JPH11212490A - 車両用ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昼間明るい環境においても夜間の暗い環境下
においても視認性の良いヘッドオンディスプレイ装置を
提供すること。 【解決手段】 ヘッドオンディスプレイ２０１を車両の
ダッシュボード上に配置する。外部の輝度を検出する光
センサ２０２からの信号を判別して外光検知部２０３で
周囲が明るいか暗いかを判別する。昼間の明るい環境下
では信号制御部２０４によりヘッドオンディスプレイの
表示パネルを白地に黒でネガ表示し、暗い環境では黒地
に白でポジ表示する。こうすれば明るい環境から暗い環
境まで広いダイナミックレンジで画像を表示することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は運転中の運転者に必
要な情報を表示する車両用ディスプレイ装置に関し、特
に運転者が見やすいように車のフロントガラス近傍に設
置されるヘッドオンディスプレイ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車両用ディスプレイ装置、例えばインス
トルメントパネルにはスピードメータ，タコメータ，燃
料計，水温計等のメータ類が設けられ、運転者に必要な
情報を提供している。これは、例えばメータ類の文字
板，指針，光源等から構成されている。文字板には必要
なメータ類の文字や指標が刻まれており、これを文字板
の後部に設けられた冷陰極管等により透過させて照明す
るようになっている。指針は例えばＬＥＤ等を用い、導
光させて発光するように構成されている。これらは夫々
車両内の信号源からの電気信号により動作する。

【０００３】又車両用ディスプレイ装置として虚像表示
型のメータ類も用いられる。これは、例えば表示部とし
て蛍光表示管等を用い、これをメータ下部に設置し、表
示された表示像を鏡で反射させ、更にハーフミラーを介
して運転者に虚像として見せるもので、主としてデジタ
ル表示として示される。いずれのメータも視認性にすぐ
れ今日広く利用されているものである。しかしメータパ
ネルでは設置できるメータ類の数に限界があるため、メ
ータパネルに表示できる情報量に限界があった。

【０００４】最近、車両用ディスプレイに表示される表
示内容は、上記のような車速，エンジン回転数，燃料残
存量，水温等といったものだけに限らず、情報化の流れ
に伴って増大しつつある。特に、ナビゲーションシステ
ムに代表されるディスプレイには今後渋滞情報等の交通
情報の表示も検討されており、表示すべき情報の量はま
すます増加する傾向にある。その結果、ディスプレイと
しては従来のメータパネル以外に独立した別のディスプ
レイが搭載され始めている。しかし複数のディスプレイ
を取付けることは、その分運転者がこれを視認するため
に視線移動を行う機会が増加し、その結果、安全性が損
なわれる可能性が増加することになる。又視線移動を軽
減するために、いわゆるヘッドアップディスプレイも採
用され始めている。しかしこのディスプレイはあまり画
面サイズを大きくすることは難しく、表示容量が小さ
い。メータパネルの一部にＴＦＴ液晶パネル等を組み込
み複合化したパネルも提案されていて、精細な表示も可
能となっている。しかしあまり複雑な表示はかえって運
転の妨げにもなり、又、ＴＦＴ液晶パネル等では高価な
ものとなってしまう。又現在のメータパネルの位置は車
のダッシュボードの下で、決して視認性の良い場所では
ない。

【０００５】これらの問題を解決するために、最近ヘッ
ドオンディスプレイという概念が検討されている。これ
は例えば図１に示すように、車のダッシュボード上のフ
ロントガラスの近傍に設置され、ちょうどヘッドアップ
ディスプレイとメータパネルとを統合したようなディス
プレイ装置である。この場所では、運転中の運転者は視
線移動をほとんど行わずに表示を確認することができ、
従来のメータ表示、各種警告表示、道路情報、交差点案
内等が表示できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ヘッドオンディスプレ
イは視認性にすぐれたディスプレイではあるが、図１か
ら分かるように、その設置される場所はディスプレイに
とってはかなり過酷な条件の場所であり、従来のディス
プレイを単にそこに設置するだけでは実用化は困難であ
る。例えば、昼間外景を見て運転している運転者の瞳孔
は閉じている。ヘッドオンディスプレイは視線移動をあ
まりしないで見るものであるから、その画面は瞳孔をあ
まり開いてない状態でよく見えるものでなくてはならな
い。逆に夜間、瞳孔は大きく開いている。この状態で画
面がよく見えるものでなくてはならない。この相反する
条件で見やすい画面にすることが大きな課題である。
又、このヘッドオンディスプレイが設置される場所は、
外光の影響を強くうける。その結果画像は不鮮明になり
視認性が低下する。これを防ぐにはフードを設けて外光
を防ぐか、画像の輝度をきわめて高くし、コントラスト
を大きくする必要がある。大きな深いフードを用いれば
外光の影響を防ぐことができるが、ディスプレイはかえ
って見にくくなる。この外光の影響をどうするかが課題
である。画像の輝度をきわめて高くすることは現在の各
種ディスプレイではかなり困難なことである。仮にこれ
ができたとして、逆に夜間は低輝度でなくてはならず、
この大きなダイナミックレンジを持つディスプレイをど
のように実現するかも課題である。又、限られた画面サ
イズのなかに、いかに多くの情報を分かりやすい方法で
表示するかも課題である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、ネガ表示及びポジ表示が切換え可能なディスプレイ
パネルと、画像表示信号が入力され、前記ディスプレイ
パネルが配置される周囲が明るいときに前記ディスプレ
イパネルをネガ表示、暗いときにポジ表示に切換える信
号制御部と、を有することを特徴とするものである。

【０００８】本願の請求項２の発明は、請求項１の車両
用ディスプレイ装置において、前記ディスプレイパネル
は、光の散乱を利用して画像を形成するディスプレイパ
ネルであることを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項３の発明は、第１の高分子分
散型液晶パネル、前記第１の高分子分散型液晶パネルの
背面側に光学的に結合された第１の透明導光板、及び前
記第１の透明導光板の端面に設けられた第１の光源を有
する第１のモジュールと、第２の高分子分散型液晶パネ
ル、前記第２の高分子分散型液晶パネルの背面側に光学
的に結合された第２の透明導光板、及び前記第２の透明
導光板の端面に設けられた第２の光源を有する第２のモ
ジュールと、前記第２のモジュールの背面に配置された
吸収板と、画像表示信号が入力され、前記第１，第２の
モジュールが配置される周囲が明るいときに前記第２の
モジュールの第２の液晶パネルを透明状態、前記第１の
モジュールの第１の液晶パネルをネガ表示とし、前記第
１，第２のモジュールが配置される周囲が暗いときに前
記第１のモジュールの第１の液晶パネルを透明状態、前
記第２のモジュールの第２の液晶パネルをポジ表示とす
る信号制御部と、を有することを特徴とするものであ
る。

【００１０】本願の請求項４の発明は、第１の高分子分
散型液晶パネル、前記第１の高分子分散型液晶パネルの
背面側に光学的に結合された透明導光板、及び前記透明
導光板の端面に設けられた光源を有するモジュールと、
前記モジュールの背面に配置された第２の高分子分散型
液晶パネルと、前記第２の高分子分散型液晶パネルの背
面に配置された第３のディスプレイパネルと、前記第３
のディスプレイパネルによる表示の場合には前記第１，
第２の液晶パネルを透明にすると共に、前記第１の液晶
パネルの表示の場合には周囲が明るいときに前記第１の
液晶パネルをネガ表示、暗いときにポジ表示に切換え、
前記第１の液晶パネルの表示領域に対応する第２の液晶
パネル領域を不透明とする信号制御部と、有することを
特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図２（ａ）は実施の形態１による車両
用ディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。実
施の形態１においては、ヘッドオンディスプレイとし
て、バックライトユニットを有するモノクロ液晶のヘッ
ドオンディスプレイ２０１を用いる。そしてヘッドオン
ディスプレイ２０１を図１のように車両のダッシュボー
ド上に配置する。又周囲の光を検知する光センサ２０２
が外光検知制御部２０３に接続される。外光検知接続部
２０３は光センサ２０２からの信号に基づいてダッシュ
ボード上の光量を検知し、昼間等の周囲が明るい場合及
び暗い場合を判別するものである。判別信号は信号制御
部２０４に与えられる。信号制御部２０４には車速，エ
ンジン回転数，その他の種々の表示すべき信号が入力さ
れており、外光検知制御部２０３からの信号によってヘ
ッドオンディスプレイ２０１をポジ表示とネガ表示とに
切換えるものである。光センサ２０２に代えて手動のス
イッチ２０５によって外光検知制御部２０３にスイッチ
信号を与え、ネガ表示とポジ表示とを切換えるようにし
てもよい。

【００１２】図２（ｂ）は昼間の周囲が明るい時の表示
の一例である。このときは全体白地の背景に、黒字で画
像が形成されている（これをネガ表示と定義する）。昼
間の運転環境においては周囲及び外景が明るいため、運
転者の瞳孔は閉じ気味である。外景から視線をあまり移
動させずにヘッドオンディスプレイ２０１を見るとき、
瞳孔はそのまま閉じ気味で、従って明るい白地に黒字で
表示された表現が非常に認識されやすい。

【００１３】一方図２（ｃ）は夜間周囲が暗い時の表示
の一例で、このときは周囲及び外景は暗く、運転者の瞳
孔は拡大している。この場合は明るい表示はかえって見
にくく、全体が黒地の背景に白字（これをポジ表示と定
義する）で画像が形成されている方が認識しやすい。液
晶ディスプレイをこのようにネガーポジ反転する操作は
容易に行えるが、通常このような操作は一般的には利用
されない。しかしヘッドオンディスプレイの場合はきわ
めて有効で、昼間又は明るい環境下ではネガ表示、夜間
又は暗い環境下ではポジ表示に切り替えて表示すること
はきわめて優れた方法である。尚これに用いるディスプ
レイは液晶ディスプレイに限られるものではなく、ネガ
ーポジ反転が実施できるディスプレイならば、何を用い
ても良い。又必要に応じてフィルタを表示面の前面に配
置する等によってカラー化することも可能である。

【００１４】尚この実施の形態による光センサ２０２及
び外光検知制御部２０３として、既に車両のヘッドライ
トやスモールランプ等の自動点灯用として用いられてい
る外光検知手段をそのまま用いてもよく、又ダッシュボ
ード上に光センサを設け、外光検知部２０３も独立して
設置するようにしてもよい。

【００１５】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２について説明する。駆動部については前述した実施の
形態１と同様であるので、詳細な説明を省略し、図３に
ヘッドオンディスプレイ装置の一例を示す。図３（ａ）
はヘッドオンディスプレイの外観を示す斜視図、図３
（ｂ）はその中央部の断面図を示す。本図においてはヘ
ッドオンディスプレイ３０１はベースに表示部が取付け
られており、ヘッドオンディスプレイ内部の光源やディ
スプレイ本体を駆動する電気系統と外部の信号系を接続
するケーブル３０２を介して接続される。このヘッドオ
ンディスプレイは、高分子分散型液晶パネル３０３、透
明導光板３０４、光源３０５、光源の反射板３０６、及
び黒色等に着色した着色板３０７を含んで構成されてい
る。ケースには昼間の明るい環境下で外光を透明導光板
３０４に導くため透明導光板３０４の端面を開放するス
リット３０８が設けられている。高分子分散型液晶パネ
ル３０３は交流電圧印加によって駆動でき、電圧無印加
で光散乱状態、電圧印加で透明状態になる。従って液晶
パネル３０３を駆動させる電極を適当なパターンからな
る透明電極で構成しておくと、そのパターンに応じた透
明又は散乱の画像を表示することができる。

【００１６】昼間外景が明るい状態では、液晶パネル３
０３を全体背景が散乱状態になるようにしておき、必要
な表示部が透明になるように駆動すると、散乱白色の地
に着色板３０７の黒字で情報がネガ表示される。運転時
スリット３０８を開けておくと外部からの光が入射、導
光体を通して内部に伝搬され散乱部を明るく散乱させ
る。昼間の外景が明るい場合の輝度は、例えば夏の晴天
時では約15000cd/cm² にも達する。この高輝度にもかか
わらず、本実施の形態によるディスプレイパネルは自発
光ではなく、単に外光を散乱によって何分の一かに低下
させているだけなため外光の明るさによって変化し、く
っきりとしたコントラストで非常に見やすい表示するこ
とができる。

【００１７】一方、夜間は光源３０５を点灯させ照明す
る。昼間とは逆に全体背景を透明に、情報部分を散乱像
で表示する。すると黒地に白色の字がポジ表示され、き
わめて見やすい表示となる。このようにディスプレイパ
ネルとして光散乱を利用した表示媒体を用いることによ
って外光を積極的に利用することができる。

【００１８】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３について説明する。この実施の形態においてヘッドオ
ンディスプレイ装置の駆動部については実施の形態１と
同様であり、ヘッドオンディスプレイ装置の構成につい
ては図３と同様であるので、詳細な説明を省略し、この
実施の形態のディスプレイ部分について図４を用いて説
明する。図４に示すディスプレイパネルモジュール部は
第１のモジュール４０１と第２のモジュール４０２を有
している。第１，第２のモジュール４０１，４０２は夫
々第１，第２の高分子分散型液晶パネル４０３，４０
４、第１，第２の透明導光板４０５，４０６、光源４０
７，４０８、光源の反射板４０９，４１０を有してい
る。４１１は第１，第２のモジュールの背面側に設けら
れ、黒又は適当な色に着色された吸収板である。

【００１９】この実施の形態においては、昼間明るいと
き第２のモジュール４０２全体を透明状態にし、光源４
０８を非点灯にする。そして第２のモジュール４０１を
用いてネガ表示とする。するとこの構成は実施の形態２
と全く同じと見なせるので、実施の形態２の昼間のモー
ドと同じように動作させることにより、明るいネガ表示
を得ることができる。尚光源４０７は曇天時等周囲があ
まり明るくない時の補助照明として用いられる。一方、
夜間あるいは暗い環境下では、第１のモジュール４０１
全体を透明にし、光源４０７も非点灯とする。そして光
源４０８を点灯し、第２のモジュール４０２を用いてポ
ジ表示すると黒（又は着色）背景に白字で情報が表示さ
れる。このとき像の輝度を所定の値、例えば約30cd/cm²
に調節することは容易であり、目に優しいくっきりとし
た表示がえられる。このように、本ヘッドオンディスプ
レイでは、２つの表示モジュールを用いているため、実
施の形態２に比べて昼間の10000cd/cm² 程度の明るさか
ら、夜間の数10cd/cm²という明るさまで極めて広いダイ
ナミックレンジをカバーすることができる。又この実施
の形態でネガ表示でも照明を点灯するなどの種々の使用
状態に対応することができる。

【００２０】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４について説明する。高分子分散型液晶は上で述べてき
たように、全体あるいは一部を容易に透明にすることが
できる。従って適当な表示媒体、例えば従来用いられて
いるメータパネルの上に重畳させ、不要な時は全体を透
明にしておき、メータパネルをそのまま表示する。そし
て液晶によって表示が必要なとき、画像を形成してある
情報を重ねて表示することができる。しかし実際この操
作を実施してみると二重の情報が表示されるため、その
いずれの情報も認識し難くかえってマイナスであること
が分かった。本実施の形態はこれを実質的に有用にする
よう改善されたものである。図５はこれを実現するため
の構成を示すパネル構成図で、例えば従来から用いられ
ているメータパネル５０１を用いる。メータパネル５０
１の表示例を図６（ａ）に示す。メータパネル５０１の
前方には黒色の二色性色素を含んだ高分子分散型液晶パ
ネル５０２が配置され、更にその前面には前述した第
１，第２のモジュールと同様のモジュールが配置され
る。即ち、モジュールは透明導光板５０３及び高分子分
散型液晶パネル５０４を有し、透明導光板５０３の下方
には光源５０５及び反射板５０６が設けられている。高
分子分散型液晶パネル５０２と透明導光板５０３とは光
学的に結合されていない。液晶パネル５０２は黒色の二
色性色素を含んでいるので、一部の領域又は全部を透明
／黒色（散乱）表示とすることができる。

【００２１】この状態で液晶パネル５０２，５０４を透
明状態としておくと、運転者は図６（ａ）に示すように
メータパネル５０１の画像がそのまま認識できるため、
メータパネル５０１を見て運転することができる。これ
に何らかの情報、例えば渋滞等の警告を重ねて表示する
とき、液晶パネル５０２のある領域５０２ａを黒色表示
する。図６（ｂ）に示すように黒色表示とした領域５０
２ａに液晶パネル５０４によって渋滞情報を表示する。
こうすればドライバーには図６（ｃ）のように領域５０
２ａを除いてメータパネル５０１の表示が見え、領域５
０２ａの部分に渋滞情報が表示される。液晶パネル５０
４は前述した第１〜第３の実施の形態と同様に周囲の明
るさに応じてネガ又はポジ表示とする。このとき光源５
０５を点灯すると、液晶パネル５０４は透明導光板５０
３と光学的に結合しているので、明るい散乱像となる。
液晶パネル５０２は光学的に結合されていないので、光
源５０５の光では散乱されず単に黒色の遮蔽板として機
能する。その結果メータパネル５０１の一部が領域５０
２ａによって黒くマスクされ、その上に明るい表示で液
晶パネル５０２によって必要な情報が表示されきわめて
見やすい多重表示とすることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ディスプレイ装置を車両のダッシュボード上に配置
し、周囲環境が明るい状態から暗い状態に大きく変化す
る場合にも表示パネルのネジ表示とポジ表示とを切換え
ることによって、周囲の輝度の大幅な変化にかかわらず
視認性の良い情報を表示できるヘッドオンディスプレイ
装置を提供することができるという効果が得られる。又
請求項４の発明ではこのような効果に加えて、情報の一
部をマスクして他の表示とすることにより、その時点で
使用者に必要な情報を自由に表示することができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるヘッドオンディスプレイ装置が取
付けられる車両の内部を示す図である。

【図２】（ａ）は本発明の実施の形態１のヘッドオンデ
ィスプレイ装置のブロック図、（ｂ）及び（ｃ）はその
表示例である。

【図３】本発明の実施の形態２のヘッドオンディスプレ
イ装置の模式図である。

【図４】本発明の実施の形態３のヘッドオンディスプレ
イ装置のモジュール部である。

【図５】本発明の実施の形態４のヘッドオンディスプレ
イ装置のパネル構成部である。

【図６】本発明の実施の形態４のディスプレイパネルの
構造及びその表示を示す図である。

【符号の説明】

２０１ ヘッドオンディスプレイ ２０２ 光センサ ２０３ 外光検知制御部 ２０４ 信号制御部 ２０５ スイッチ ３０１ ヘッドオンディスプレイ装置 ３０２ ケーブル ３０３ 高分子分散型液晶パネル ３０４ 透明導光板 ３０５ 光源 ３０６ 反射板 ３０７ 吸収板 ３０８ スリット ４０１ 第１のモジュール ４０２ 第２のモジュール ４０３ 第１の高分子分散型液晶パネル ４０４ 第２の高分子分散型液晶パネル ４０５ 第１の透明導光板 ４０６ 第２の透明導光板 ４０７，４０８ 光源 ４０９，４１０ 反射板 ４１１ 吸収板 ５０１ メータパネル ５０２，５０４ 高分子分散型液晶パネル ５０３ 透明導光板 ５０５ 光源 ５０６ 反射板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネガ表示及びポジ表示が切換え可能なデ
   ィスプレイパネルと、 画像表示信号が入力され、前記ディスプレイパネルが配
   置される周囲が明るいときに前記ディスプレイパネルを
   ネガ表示、暗いときにポジ表示に切換える信号制御部
   と、を有することを特徴とする車両用ディスプレイ装
   置。
2. 【請求項２】 前記ディスプレイパネルは、光の散乱を
   利用して画像を形成するディスプレイパネルであること
   を特徴とする請求項１記載の車両用ディスプレイ装置。
3. 【請求項３】 第１の高分子分散型液晶パネル、前記第
   １の高分子分散型液晶パネルの背面側に光学的に結合さ
   れた第１の透明導光板、及び前記第１の透明導光板の端
   面に設けられた第１の光源を有する第１のモジュール
   と、 第２の高分子分散型液晶パネル、前記第２の高分子分散
   型液晶パネルの背面側に光学的に結合された第２の透明
   導光板、及び前記第２の透明導光板の端面に設けられた
   第２の光源を有する第２のモジュールと、 前記第２のモジュールの背面に配置された吸収板と、 画像表示信号が入力され、前記第１，第２のモジュール
   が配置される周囲が明るいときに前記第２のモジュール
   の第２の液晶パネルを透明状態、前記第１のモジュール
   の第１の液晶パネルをネガ表示とし、前記第１，第２の
   モジュールが配置される周囲が暗いときに前記第１のモ
   ジュールの第１の液晶パネルを透明状態、前記第２のモ
   ジュールの第２の液晶パネルをポジ表示とする信号制御
   部と、を有することを特徴とする車両用ディスプレイ装
   置。
4. 【請求項４】 第１の高分子分散型液晶パネル、前記第
   １の高分子分散型液晶パネルの背面側に光学的に結合さ
   れた透明導光板、及び前記透明導光板の端面に設けられ
   た光源を有するモジュールと、 前記モジュールの背面に配置された第２の高分子分散型
   液晶パネルと、 前記第２の高分子分散型液晶パネルの背面に配置された
   第３のディスプレイパネルと、 前記第３のディスプレイパネルによる表示の場合には前
   記第１，第２の液晶パネルを透明にすると共に、前記第
   １の液晶パネルの表示の場合には周囲が明るいときに前
   記第１の液晶パネルをネガ表示、暗いときにポジ表示に
   切換え、前記第１の液晶パネルの表示領域に対応する第
   ２の液晶パネル領域を不透明とする信号制御部と、有す
   ることを特徴とする車両用ディスプレイ装置。