JP2015217689A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より正確な外光照度を計測できる車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両情報を表示する表示手段１と、この表示手段１を照明するバックライト２とを設ける表示ユニットと、表示ユニットの温度を検出する温度検出手段４と、表示ユニットを収納するケースと、このケース内に収納され外光の照度を検出する照度検出手段５と、照度検出手段５からの照度情報と温度検出手段４からの温度情報とに基づいて、バックライト２の出力輝度を調整する制御手段３とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用表示装置に関し、特に、外光照度に応じて表示輝度を調整する自動調光機能を有する車両用表示装置に好適である。

例えば、特許文献１に開示されるような液晶表示パネルを用いた表示装置がある。これら表示装置は、フルカラー表示を行う液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを透過照明する光源と、前記液晶表示パネルと前記光源とを制御する制御回路と、を備えている。これらの液晶表示パネルは、例えば、外光照度に応じて所望の輝度調整を行うことができ、この際、バックライトとなる光源の光強度を制御することによって実現できる。

特開２００６−７２２５５号公報

上述表示装置によれば、照度センサとしてフォトトランジスタを用いるものを開示しているが、これら照度センサは、使用環境に応じて出力値が変化してしまう温度特性を有しており、特に、車載用など温度変化が大きい場合には、正確な外光照度を計測できない問題があった。

そこで本発明の目的は、上述した問題について着目し、より正確な外光照度を計測できる車両用表示装置を提供することにある。

本発明の車両用表示装置は、
車両情報を表示する表示手段と、この表示手段を照明する照明手段とを設ける表示ユニットと、
前記表示ユニットの温度を検出する温度検出手段と、
前記表示ユニットを収納する筐体と、
この筐体内に収納され外光の照度を検出する照度検出手段と、
前記照度検出手段からの照度情報と前記温度検出手段からの温度情報とに基づいて、前記照明手段の出力輝度を調整する制御手段と
を備えることを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記車両用表示装置の起動後から所定時間内と、それ以外の時間とで異なる補正パラメータを用いて、前記照明手段の出力輝度を定めることを特徴とする。

また、前記照度検出手段と前記表示ユニットとの間に壁部を備え、
前記筐体の前記表示ユニット側には、通気構造を備えることを特徴とする。

本発明は、照度に応じて表示輝度を調整する自動調光機能を有する車両用表示装置に関し、より正確な照度を計測できる。

本発明の実施形態による車載計器の表示例を示す図。 同上実施形態による車載計器の断面を示す図。 同上実施形態による電気回路構成を示すブロック図。 同上実施形態による制御手順を示す図。

以下、本発明の車両用表示装置の実施の形態として、オートバイ用の車載計器に適用したものを例に挙げて図面を用いて説明する。

図１、２は、本発明の実施形態による車載計器Ａの概略構成を示し、図３は、車載計器Ａの電気回路構成を示している。

図１〜３に示すように、車載計器Ａは、複合計器として機能するものであり、表示手段１、バックライト（照明手段）２、制御手段３、温度検出手段４、照度検出手段５、ケース（筐体）６等から構成されている。

表示手段１は、制御手段３からの制御信号に基づいて所望の画像を形成するＴＦＴ型の透過液晶パネルであり、表示面１１が車両の運転者側に対向するようにして当該運転席の前方のインストルメントパネルに設置される。この表示手段１は、マトリクス状に配された複数の画素を有するドットマトリクス型であり、それら各画素が駆動されることによって画像表示を実現する。ここで表示手段１の各画素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタがそれぞれ設けられた三色のサブ画素から構成されており、表示面１１において画像のフルカラー表示が可能となっている。

この場合、表示手段１は、図１に示すように、複数の画素からなり指針式のメーター画像としての計器画像や、複数の画素からなり警告画像やインジケータなどの表示画像を表示する。なお、計器画像は、車両の走行情報の状態値を車両の乗員へ計測値を指示表示するための画像であり、この場合、指針画像を用いて車速値を示す速度計、バー表示による燃料残量計、並びに背景を示す背景画像や積算走行距離などの数値画像、警告やインジケータ表示を行うマーク画像を含んでいる。

バックライト２は、導光体２１を介して表示手段１を照明する発光ダイオードを適用できる。バックライト２は表面実装用のチップ部品であり、表示手段１の背面側の回路基板７面に実装されている。バックライト２は、制御手段３と電気接続されており、制御手段３から与えられる制御信号に基づいて駆動されることで照明光を放射出力する。この場合、制御手段３は、パルス幅変調制御によって、バックライト２から所望の輝度にて照射出力されるように制御できる。

導光体２１は、アクリルなど光透過性の合成樹脂で平板状に形成されており、表示手段１の背面側に表示手段１と平行に配置されている。また、導光体２１は、隣接して位置するバックライト２からの入射光を反射、拡散して表示手段１側の出射面から出射することにより、出射面における発光輝度をその全域に亘って略均一にする。以上によりバックライト２は、出射面からの光により、表示手段１の全体を後方から透過照明する。

これら表示手段１、バックライト２、導光体２１によって、夜間等暗い環境であっても利用者が視認可能なように照明して表示できる表示ユニットＢが構成される。なお、液晶パネルからなる表示手段１とバックライト２からなる照明手段とによって表示パネルＢを構成するものを示したが、有機ＥＬパネルなどの自発光型のパネルに代替することもできる。

制御手段３は、ＣＰＵ及びメモリを有し、所定プログラムを演算することによって、バックライト２や表示手段１などに制御信号を送信して制御する周知のマイクロコンピュータからなり、車載計器Ａの回路基板７に実装されている。制御手段３は、バックライト２、温度検出手段４、照度検出手段５にそれぞれ接続し、また、車速などを車両情報として入力可能に電気接続（通信接続）されている。ここで車両情報は、ギアポジションや方向指示操作などを含む車両の走行情報や車両の状態、各機器からの異常信号を含んでいる。

制御手段３は、描画処理回路を含んでおり、描画処理回路は、予め格納された記憶部の画像データを用いて表示手段１に表示させる画像を生成するなど描画演算処理を行う。なお、画像データを格納する記憶部は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが好適である。描画処理回路は、例えば、表示手段１の各構成画素を駆動するための制御信号を出力して表示画像１２を表示面１１に表示できる。

温度検出手段４は、表示ユニットＢの温度を検出し、検出信号（温度情報）を制御手段３へ出力するサーミスタなどのセンサを適用できる。温度検出手段４は、液晶パネルの表面に設けてパネル温度を検出するセンサや、高温となるバックライト２の近傍（回路基板７の面上）や液晶パネルの近傍の温度を検出することで、制御手段３に表示ユニットＢの各部品温度を推測させることもできる。この場合、各電子部品の耐熱温度に達しないように監視できる。

また、制御手段３は、表示ユニットＢの電子部品だけでなく、同じケース６内に収納された照度検出手段５の温度を、温度検出手段４からの温度情報に基づいて推測する処理を行う。

照度検出手段５は、フォトトランジスタを適用でき、検出部から外光が受光可能なように設けられ、車載計器Ａを照らす太陽光などの照度を検出し、検出信号（照度情報）を制御手段３へ出力する。なお、照度検出手段５は、高温や低温になるなどして、常温からの温度差が大きくなるにつれて、所定温度に対する出力値のずれが大きくなる温度特性があり、照度検出手段５の温度に応じた補正を後述する処理によって行う。

ケース６は、合成樹脂からなる複数の成形品を嵌め合わせて、上述した回路基板７や表示手段１等の部品を収納する空間を形成するもので、表示手段１の表示面１１を臨み、照度検出手段５が受光可能な光透過部と、各部品を所定位置に保持する遮光部とからなる。また、ケース６は、照度検出手段５を収納するとともに、表示ユニットＢ側のバックライト２からの照射光などが照度検出手段５側に露光することを防ぐための区画壁が、少なくとも照度検出手段５と表示手段１との間に設けられ、この場合、照度検出手段５を囲うことで所定空間からなる照度検出部を形成している。また、ケース６は、表示手段１１の表示領域を区画するとともに、表示手段１の表示領域や照度検出手段５の受光以外の不要な部分を覆い隠す見返し部６２を設けている。なお、ケース６の光透過部は、アクリルなどの透明な合成樹脂材であってもよいし、透過率が調整された部材を用いることもでき、後者の場合、透過率を考慮した外光照度の測定や表示手段１への照明出力がなされる。

また、ケース６の表示ユニットＢ側には、通気穴６３が設けられ、バックライト２などの電子部品からの発熱を排熱できる。この場合、計器Ａが外部環境に晒されるため、雨や埃などが計器Ａ内に侵入することを防ぐ必要があり、通気穴６３を覆う多孔質膜６４を貼り付けている。

次に、本実施の形態による車載計器Ａにおける制御手段３の処理手順について、図４を用いて説明する。なお、車両の起動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオフ状態からオン状態へ移行する起動操作を行った際の処理手順を示す。

まず、制御手段３は、所定に起動処理（初期処理）を実行して、車載計器Ａを稼動状態にする（ステップＳ１）。この場合、図示しない別処理によって、車両情報の入力に応じて車速値などが表示されるように処理を行う。

また、制御手段３は、今回の起動後に所定時間内であるか否かを判定する時間判定処理を行う（ステップＳ２）。この所定時間は、車載計器Ａがしばらく稼働していない状態から稼働状態へ移行し、バックライト２の点灯など電子部品からの発熱影響によって、照度検出手段５と、表示ユニットＢの温度検出手段４との温度差が大きくなり、バックライト２の出力輝度を設定する上で影響が大きくなるまでの時間帯で設定される。即ち、表示ユニットＢの温度検出手段４の雰囲気温度と、照度検出手段５の雰囲気温度との差が小さい状態の時間が設定され、発熱量やケース６の空間体積、ケース６の熱伝達率や通気機能からなる排熱能力などの設計仕様、または経験的な値（試験による計測）によって設定できる（例えば、１０分間）。

制御手段３は、今回の起動操作から所定時間内である場合に、温度検出手段４からの温度情報が、照度検出手段５の実温度に近いと推測し、この温度情報と照度検出手段５の温度特性に基づく第１の補正パラメータによって、照度検出手段５の照度情報を補正処理し、外光照度を算出する（ステップＳ３）。

また、制御手段３は、上述時間判定処理によって今回の起動操作から所定時間経過した場合に、温度検出手段４からの温度情報と、照度検出手段５の実温度とに温度差を生じていると推測し、予め定められた所定温度差と、温度検出手段４からの温度情報と、照度検出手段５の温度特性に基づく第２の補正パラメータによって、照度検出手段５の照度情報を補正処理し、外光照度を算出する（ステップＳ４）。この場合、該温度差として、例えば、摂氏２度など試験による計測によって経験的な値（一定値）が設定されるが、温度帯によって変動する値であってもよい。

制御手段３は、ステップＳ３、またはステップＳ４の補正パラメータを用いて算出された外光照度に対応する最適な出力輝度にてバックライト２が発光するように促す制御信号を出力する。

これらのステップＳ２からステップＳ５の処理を繰り返すことによって、起動からの経過時間によって生じる温度差を考慮した、より確からしい外光照度に基づいて表示手段１を照明するバックライト２の輝度を設定できるため、車両利用者によって視認性の高い表示出力となる。

なお、前述時間判定処理は、車載計器Ａの前回の停止から、今回の起動までの時間を計測し、車載計器Ａの発熱による蓄熱状態が十分に低減しているか否か、即ち起動時に既に該温度差が生じているか否かを含めて条件設定することもできる。

また、制御手段３は、車速やエンジン回転数を含む車両情報に基づいて、上述した温度差や所定時間を変えることもでき、車両の走行によって増減する通気穴からの排熱量や、エンジンからの輻射熱の影響を考慮するなどして、多様な温度条件に応じて、より正確な照度検出手段５の温度を推測できる。

停車状態と走行状態とによって、温度検出手段５の温度が変化する場合に、制御手段３は、この温度変化の変化率に応じた、更なる補正を行うことで、車載計器Ａの表示輝度が短時間に変化してしまう煩わしさを低減できる。特にオートバイなどに搭載される車載計器Ａは、雨水や直射日光に晒されるなど過酷な使用環境であり、高い機密性や日光等によって内部が高温になりやすく、また、走行によって放熱しやすいため温度変化が大きく、上述構成が有効である。

斯かる車載計器は、車両情報を表示する表示手段１と、この表示手段１を照明するバックライト２とを設ける表示ユニットＢと、表示ユニットＢの温度を検出する温度検出手段４と、表示ユニットＢを収納するケース６と、このケース６内に収納され外光の照度を検出する照度検出手段５と、照度検出手段５からの照度情報と温度検出手段４からの温度情報とに基づいて、バックライト２の出力輝度を調整する制御手段３とを備える。

従って、照度検出手段５と温度検出手段４と間に温度差が生じていても、より正確な照度検出手段５の温度を推定でき、この温度に基づいて照度検出手段５の温度特性に応じたより正確な照度を計測できる車両用表示装置となる。

また、制御手段３は、車載計器Ａの起動後から所定時間内と、それ以外の時間とで異なるパラメータを用いて、バックライト２の出力輝度を定めることによって、過酷な環境で使用される車載計器Ａであっても温度変化に対応した視認性の高い表示出力ができる。

また、照度検出手段４と表示ユニットＢとの間に区画壁６１を備え、ケース６の表示ユニットＢ側には、通気構造を備える車載計器Ａであっても、照度検出手段５に近傍に専用の温度センサを設けずに、より正確な照度検出手段４の温度を推測できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施の形態に適用可能である。例えば、表示ユニットＢの構成として、エッヂライトによって照明するバックライト２が表示手段１を照明する構造や、表示手段１とバックライト２と一部回路構成がケース６の他に更に金属ケースに収納される構造であっても、同様の処理を行うことで、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、車両用表示装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用計器として好適である。

１ 表示手段
１１ 表示面
１２ 表示画像
２ バックライト（照明手段）
２１ 導光体
３ 制御手段
４ 温度検出手段
５ 照度検出手段
６ ケース（筐体）
６１ 区画壁（壁部）
６２ 遮光部
６３ 通気穴
６４ 多孔質膜
７ 回路基板
Ａ 車載計器（車両用表示装置）
Ｂ 表示ユニット
Ｃ 照度検出部

Claims (3)

1. 車両情報を表示する表示手段と、この表示手段を照明する照明手段とを設ける表示ユニットと、
   前記表示ユニットの温度を検出する温度検出手段と、
   前記表示ユニットを収納する筐体と、
   この筐体内に収納され外光の照度を検出する照度検出手段と、
   前記照度検出手段からの照度情報と前記温度検出手段からの温度情報とに基づいて、前記照明手段の出力輝度を調整する制御手段と
   を備えることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記制御手段は、前記車両用表示装置の起動後から所定時間内と、それ以外の時間とで異なる補正パラメータを用いて、前記照明手段の出力輝度を定めることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記照度検出手段と前記表示ユニットとの間に壁部を備え、
   前記筐体の前記表示ユニット側には、通気構造を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置。

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