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1. WO2020158602 - DISPOSITIF D'AFFICHAGE DE VÉHICULE

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明 細 書

発明の名称 車両用表示装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005   0006   0007   0008  

発明の効果

0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050  

符号の説明

0051  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 車両用表示装置

技術分野

[0001]
 本発明は、例えば自動車や自動2輪車等の車両に搭載される車両用表示装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 従来より、この種の車両用表示装置にあっては、例えば下記特許文献1に記載されているものが知られている。この特許文献1に記載の車両用表示装置は、車両の運転席前方に搭載された車両用計器であり、車両の走行速度等をはじめとする各種車両情報を表示する液晶表示パネル(表示手段)と、表示装置の外装ケースを構成する樹脂製の筐体とから主に構成される。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2018-54291号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 近年、車両の運転席に着座するとともに前記液晶表示パネルを視認する運転者(視認者)の顔を撮像するとともに、運転者の顔の動作等から運転者の状態(挙動)を検知するカメラモジュールを前記車両用計器に搭載するという技術の実用化が注目されつつある。ところで、特許文献1に記載の車両用表示装置にあっては、運転者の状態を検出すべく、カメラモジュールを車両用表示装置に搭載するような構成は想定されていないため、この点で更なる改良の余地があった。
 そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、視認者の状態を検出することが可能な車両用表示装置の提供を目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0005]
 本発明は、車両情報を表示する表示手段と、前記表示手段を視認する視認者の状態を撮像可能であって、前記視認者側とは反対側となる前記表示手段の反視認者側に配置される撮像手段と、赤外光を前記視認者に向けて照射する赤外線照射部と、前記表示手段の前記反視認者側に配置される光学部材と、前記光学部材に照明光を供給する光源とを備え、前記光学部材には、前記撮像手段に対応する箇所に欠落部もしくは貫通孔部が設けられていることを特徴とする。
[0006]
 また本発明は、前記赤外線照射部は、前記表示手段の前記反視認者側に配置されることを特徴とする。
[0007]
 また本発明は、前記光学部材は、複数個設けられていることを特徴とする。
[0008]
 また本発明は、前記赤外線照射部から照射される前記赤外光は、前記表示手段を介して前記視認者側に向けて照射され、前記視認者を照射後の前記赤外光は、前記表示手段を経て前記撮像手段に入射可能となっていることを特徴とする。

発明の効果

[0009]
 本発明によれば、所期の目的を達成でき、視認者の状態を検出することが可能な車両用表示装置を提供できる。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 本発明の実施形態による車両用表示装置の正面図。
[図2] 図1のA-A断面図。
[図3] 図1のB-B断面図。
[図4] 図1のC-C断面図。
[図5] 同実施形態によるカメラモジュールと光学部材との位置関係を模式的に示す平面図。
[図6] 同実施形態による車両用表示装置の電気的構成を示すブロック図。
[図7] 本発明の第2実施形態によるカメラモジュールと光学部材との位置関係を模式的に示す平面図。
[図8] 本発明の第3実施形態による車両用表示装置の断面図。
[図9] 本発明の第4実施形態による車両用表示装置の断面図。

発明を実施するための形態

[0011]
(第1実施形態)以下、図1~図6に基づいて、本発明の車両用表示装置を自動車の運転席前方に搭載される車両用計器に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、以下の説明では、車両用計器を正視(視認)する視認者側を前方側(前側)とし、当該視認者側とは反対側である反視認者側を背後側(後側)とする。
[0012]
 図1~図4において、本実施形態による車両用表示装置としての車両用計器Dは、車速情報等の各種の車両情報(所定情報)を表示する表示パネル(表示手段)10と、この表示パネル10の背後側に位置する回路基板20と、この回路基板20の前方側に実装された複数個の光源30と、表示パネル10の前方側を覆う保護部材40と、車両の運転席に着座する運転者E(以下、視認者Eとも言う)を監視するカメラモジュール50と、表示パネル10と光源30との間に配置される光学部材60と、回路基板20とカメラモジュール50と光学部材60とを収容する筐体70と、保護部材40の外縁部を隠蔽するインストルメントパネル(インパネ)80とから主に構成されている。
[0013]
 表示パネル10は、例えば一対の絶縁基板(ガラス基板)間に液晶を封入した液晶セルの表裏面に表側偏光板、後側偏光板が各々貼り付けられた周知の液晶表示パネルを適用することができる。
[0014]
 また、表示パネル10は、視認者Eが直視可能な平坦な表示面11を有し、この表示面11に前記車両情報が表示される。例えば図1では、前記車両情報の一例として車両の走行速度を示す車速表示部12が表示面11に視覚情報として表示された例を示している。
[0015]
 回路基板20は、例えばガラスエポキシ系基材に配線パターンが施された硬質配線基板であり、表示パネル10の表示制御や光源30の点灯制御を行うとともに、カメラモジュール50(後述する撮像手段や赤外線照射部)の動作を制御するマイクロコンピュータとしての制御部21と、光源30と、抵抗、コンデンサ等の各種回路部品とが前記配線パターンに導通接続されている。
[0016]
 なお、回路基板20は、フレキシブル配線板(図示省略)を用いて表示パネル10と電気的に接続される。また、回路基板20には、表示パネル10の下側中央において、後述する欠落部と略同一形状の切欠部22が設けられている。
[0017]
 光源30は、適宜色の光を発する複数個のチップ型発光ダイオードを適用することができ、光学部材60に向けて光(可視光)を発する(供給する)発光体である。
[0018]
 保護部材40は、透光性合成樹脂材料によって形成され、表示パネル10の前方側を覆うように設けられた略平板状の保護パネル部材である。この保護部材40の後面側周縁には遮光部41が形成されている。遮光部41は、例えば黒色の印刷層によって形成されている。なお、保護部材40は透光性の接着剤によって表示パネル10と接合してもよく、さらには前方側となる保護部材40の最表面はフラットな平坦面ではなく前方側に向けて凸となる曲面形状(湾曲形状)でもよい。
[0019]
 カメラモジュール50は、運転席に着座する視認者Eの顔を撮像し、視認者Eの顔の動作等から視認者Eの状態(挙動)を検知するものであり、表示パネル10の下側中央に対応する位置であって、表示パネル10の背後側に配置される。
[0020]
 このように、本例の場合、カメラモジュール50は(表裏面に表側偏光板、裏側偏光板が貼られた)表示パネル10の背後側に配置され、前方側からは視認不可能な状態となるので、カメラモジュール50の存在が目立ちにくくなり、車両用計器Dの商品性(デザイン性)を高めることが可能となる。
[0021]
 また、カメラモジュール50は、表示パネル10を視認する視認者Eの状態を撮像可能である撮像手段51と、赤外光(近赤外光)を視認者Eに向けて照射する赤外線照射部52とを有し、撮像手段51と赤外線照射部52とが一体となるように設けられる。
[0022]
 撮像手段51は、近赤外領域に感度を持つカメラであり、表示パネル10の前記下側中央に対応する位置であって、表示パネル10の背後側に配置される。
[0023]
 赤外線照射部52は、赤外光を視認者Eに向けて照射するように表示パネル10の背後側に配置される。赤外線照射部52は、表示パネル10の板面方向において、撮像手段51を挟むように撮像手段51の両隣に配置された一対の赤外線光源(赤外線LED)を適用することができる。
[0024]
 光学部材60は、前記照明光(可視光)を表示パネル10へと導くように表示パネル10の背後側に配置される。光学部材60は、複数個設けられ、本例の場合、プリズムシート61と光拡散シート62とで光学部材60が構成されるものとする。
[0025]
 ここで、プリズムシート61と光拡散シート62との位置関係に着目すると、背後側から前方側に向かうに従って、プリズムシート61、光拡散シート62の順に積層配置される。
[0026]
 プリズムシート61は、光を一方向に集光して輝度を向上する役割を果たすものであり、集光機能を有する複数個のプリズムが配列された光学シートである。光源30から発せられる光は、このプリズムシート61によって所定の方向(プリズムシート61のシート面に対して略直交する方向)に揃えられ、効率的な光照射が行われ、結果として輝度向上が図られる。
[0027]
 そして、光学部材60の一構成部品であるプリズムシート61には、図5に示すように撮像手段51及び赤外線照射部52(つまりカメラモジュール50)に対応する箇所に欠落部61aが設けられている。欠落部61aは、表示パネル10の前記下側中央に対応する部分を、略コの字形に切り欠くことで得られる切り欠き部として構成される。
[0028]
 また、光拡散シート62は、プリズムシート61から照射される光(可視光)光を拡散して均一化する役割を果たすものである。光拡散シート62としては、例えば光透過性の樹脂フィルム中に光拡散粒子を分散した光学フィルム等を採用することができる。
[0029]
 また、本例の場合、光拡散シート62は、その外形形状がプリズムシート61の外形形状と略一致している。つまり、このことは、光学部材60の一構成部品である光拡散シート62には、撮像手段51及び赤外線照射部52(つまりカメラモジュール50)に対応する箇所に(欠落部61aに連通するような)欠落部62aが設けられていることを意味する。欠落部62aは、表示パネル10の前記下側中央に対応する部分を略コの字形に切り欠くことで得られる切り欠き部として構成される。
[0030]
 筐体70は、車両用計器Dの外装ケースを構成する樹脂製の計器ハウジングであり、表示パネル10側が開口した略箱型形状となっている。また、筐体70は、回路基板20の背後側を覆う底壁部71と、表示パネル10の側方を囲む周壁部72とを有し、底壁部71にはカメラモジュール50を包囲するような略コの字状の仕切壁73が設けられている。
[0031]
 インストルメントパネル80は、例えば黒色(遮光性)の合成樹脂材料によって形成され、主に保護部材40の外縁部を覆うものである。インストルメントパネル80は、前記車両情報を視認者E側から視認可能とするための開口壁81を有する。
[0032]
 以上の各部により、車両用計器Dが構成される。このような構成において、赤外線照射部52から照射される赤外光は、表示パネル10を介して(つまり表示パネル10及び保護部材40を通過して)前方側に向けて照射され、視認者Eの顔に到達する。
[0033]
 さらに、視認者E(視認者Eの顔)を照射後の赤外光は逆方向(背後側)に反射して表示パネル10を経て(つまり保護部材40及び表示パネル10を通過して)撮像手段51に入射可能な構成となっている。この結果、撮像手段51は、赤外光に照らされた視認者Eの顔を撮像することができ、当該逆方向に反射した反射光を画像として取得する。
[0034]
 次に、図6に基づいて、車両用計器Dの電気的な構成について説明する。車両用計器Dは、制御部21と、表示パネル10と、光源30と、撮像手段51と、赤外線照射部52とを備える。
[0035]
 制御部21は、制御部21の動作プログラムが記憶されたROM(Read Only Memory)、前記動作プログラムを実行することで制御部21の動作処理を実行するCPU(Central Processing Unit)、CPU等のワークエリアとして利用されるRAM(Random Access Memory)等を有する。
[0036]
 制御部21は、図示省略した車載ECU(Electronic Control Unit)からの情報に基づいて、表示面11に車速表示部12等を表示させる処理を実行する。制御部21は、例えば図示省略した前照灯スイッチのオン操作に基づいて、光源30を点灯させる処理を実行し、これにより車速表示部12がバックライト照明される。
[0037]
 また、制御部21は、撮像手段51が撮像した画像に基づいて、視認者Eの状態を判断する。具体的には、制御部21は、撮像手段51が撮像した画像に基づいて、視認者Eが眠気を催している状態であるか否か、視認者Eが脇見運転をしている状態であるか否か等の視認者Eの状態を判断する処理を実行する。
[0038]
 制御部21は、例えば視認者Eが眠気を催している状態であると判断した場合、車両用計器Dに搭載されたスピーカ(図示省略)から視認者Eに対する注意喚起を促すための警告音(「ピー」という効果音)が吹鳴されるように、当該スピーカを動作させる処理を実行する。なお、警告音の吹鳴に代えて、制御部21による制御のもと、表示パネル10の表示面11に注意喚起を促すための警告メッセージを表示してもよい。
[0039]
 以上のように本実施形態では、表示パネル10を視認する視認者Eの状態を撮像可能であって、表示パネル10の背後側に配置される撮像手段51と、赤外光を視認者Eに向けて照射するように表示パネル10の背後側に配置される赤外線照射部52と、前記照明光(可視光)を表示パネル10へと導くように表示パネル10の背後側に配置される光学部材60(プリズムシート61及び光拡散シート62)とを備え、光学部材60(プリズムシート61及び光拡散シート62)には、撮像手段51及び赤外線照射部52に対応する箇所に欠落部61a、62aが設けられているものである。また、赤外線照射部52から照射される赤外光は表示パネル10を介して前方側に向けて照射され、視認者Eを照射後の赤外光は表示パネル10を経て撮像手段51に入射可能となっているものである。
[0040]
 従って、撮像手段51と赤外線照射部52とからなるカメラモジュール50が、光学部材60を避けるように表示パネル10の背後側に配置される構成となるため、表示パネル10の背後側に光学部材60が設けられた場合であっても、撮像手段51が撮像した画像に基づき視認者Eの状態を検出することができるという利点がある。
[0041]
 なお、本発明は、上述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、実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。
[0042]
 例えば上述した第1実施形態では、プリズムシート61、光拡散シート62の前記下側中央に切欠部からなる欠落部61a、62aを設けたものであったが、これに代えて本発明の第2実施形態として図7に示すようにプリズムシート61には撮像手段51及び赤外線照射部52に対応する箇所に貫通孔部61bを設け、光拡散シート62には撮像手段51及び赤外線照射部52に対応する箇所に(貫通孔部61bに連通するような)貫通孔部62bを設けてもよい。これら貫通孔部61b、62bは、プリズムシート61及び光拡散シート62の前記下側中央にて、表裏を貫通する略矩形の貫通孔として設けられる。
[0043]
 また、上述した第1実施形態では、撮像手段51と赤外線照射部52とが一体となっているカメラモジュール50を採用したものであったが、撮像手段51と赤外線照射部52とは一体となっていなくてもよく、赤外線照射部52は、赤外光を視認者Eに向けて照射可能な位置であれば、あらゆる位置に設けることが可能である。
[0044]
 具体的には、本発明の第3実施形態として図8に示すようにインストルメントパネル80の適宜箇所(例えば開口壁81)に(1つ以上の)透光部82を設け、当該透光部82を通じて赤外光が視認者Eに向けて照射されるようにインストルメントパネル80の内部空間Sにて透光部82に対応させて赤外線照射部52を配置してもよい。
[0045]
 そして、このようにインストルメントパネル80の内部空間Sに設置される赤外線照射部52が視認者Eに向けて赤外光を照射する構成を採用する場合、光学部材60(プリズムシート61及び光拡散シート62)には、撮像手段51に対応する箇所に欠落部61a、62a(もしくは貫通孔部61b、62b)が設けられることになる。
[0046]
 また、上述した第1実施形態では、2つの光学シート(プリズムシート61、光拡散シート62)によって光学部材60が構成されていたが、前記光学シートの個数は、1つでもよいし3つ以上でもよい。例えば単一の光学シートである光拡散シート62のみによって光学部材60を構成してもよいし、プリズムシート61と光拡散シート62と2重輝度向上フィルムとしての反射偏光シート(図示省略)とによって光学部材60を構成してもよい。
[0047]
 この反射偏光シートは、あらゆる方向に振動しながら入射する光(可視光)のうち、特定の偏光方向に振動する光のみ透過させて、他の偏光方向に振動する光は反射する光学シートであり、例えば光拡散シート62と光源30との間に介在するように配置され、上述した欠落部61a、62a(あるいは上述した貫通孔部61b、62b)に相当する図示省略した欠落部(あるいは貫通孔部)を備える。なお、このように光学部材60の個数を適宜、変化させた場合において、上述した第3実施形態の構成を適用できることは言うまでもない。
[0048]
 さらに、上述した第1実施形態では、光拡散シート62の真下に光源30が位置している構成であったが、これに代えて本発明の第4実施形態として図9に示すように光拡散シート62の真下に透光性の合成樹脂材料によって形成された略平板状の導光部材90(後述する特許請求の範囲に記載された光学部材の一例)を配置するとともに、図1中、上側に位置する導光部材90の一側面部91に対向するように(複数個の)光源30を配置してもよい。図9は、第1実施形態にて開示した図4に対応する縦断面図面となっている。
[0049]
 この場合、図1中、上側に位置する周壁部72の内壁面に回路基板20と導通接続されたプリント基板92を配置し、一側面部91と向かい合うようにプリント基板92に光源30が実装される。一方、導光部材90は、光源30から光学部材60へと至る光(可視光)の照明経路中に配置され、その外形形状は、プリズムシート61や光拡散シート62の外形形状と略同一形状となっている。つまり、このことは導光部材90には、欠落部61a、62aに対応する位置に欠落部61a、62aと同一形状、同一機能を有する欠落部90aが設けられることを意味する。
[0050]
 なお、必要に応じて、導光部材90の後側を向く面に光反射性の高い反射層(図示省略)を形成してもよい。そして、この第4実施形態において、光学部材60の個数を適宜、変えてもよいし、光学部材60を廃止してもよいし、もしくは上述した第2実施形態の構成または第3実施形態の構成を適宜組み合わせてもよいことは言うまでもない。

符号の説明

[0051]
 10  表示パネル
 11  表示面
 12  車速表示部
 20  回路基板
 21  制御部
 22  切欠部
 30  光源
 40  保護部材
 50  カメラモジュール
 51  撮像手段
 52  赤外線照射部
 60  光学部材
 61  プリズムシート
 61a、62a 欠落部
 61b、62b 貫通孔部
 62  光拡散シート
 70  筐体
 80  インストルメントパネル
 81  開口壁
 82  透光部
 90  導光部材
 91  一側面部
  E  視認者(運転者)

請求の範囲

[請求項1]
車両情報を表示する表示手段と、
前記表示手段を視認する視認者の状態を撮像可能であって、前記視認者側とは反対側となる前記表示手段の反視認者側に配置される撮像手段と、
赤外光を前記視認者に向けて照射する赤外線照射部と、
可視光を前記表示手段へと導くように前記表示手段の前記反視認者側に配置される光学部材とを備え、
前記光学部材には、前記撮像手段に対応する箇所に欠落部もしくは貫通孔部が設けられていることを特徴とする車両用表示装置。
[請求項2]
車両情報を表示する表示手段と、
前記表示手段を視認する視認者の状態を撮像可能であって、前記視認者側とは反対側となる前記表示手段の反視認者側に配置される撮像手段と、
赤外光を前記視認者に向けて照射するように前記表示手段の前記反視認者側に配置される赤外線照射部と、
可視光を前記表示手段へと導くように前記表示手段の前記反視認者側に配置される光学部材とを備え、
前記光学部材には、前記撮像手段及び前記赤外線照射部に対応する箇所に欠落部もしくは貫通孔部が設けられていることを特徴とする車両用表示装置。
[請求項3]
前記光学部材は、複数個設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車両用表示装置。
[請求項4]
前記赤外線照射部から照射される前記赤外光は、前記表示手段を介して前記視認者側に向けて照射され、
前記視認者を照射後の前記赤外光は、前記表示手段を経て前記撮像手段に入射可能となっていることを特徴とする請求項2または請求項3記載の車両用表示装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]