JP2020192898A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 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する。【解決手段】 車両情報を表示する表示パネル１０と、この表示パネル１０を視認する視認者Ｅの状態を撮像する撮像手段６１と、赤外光を視認者Ｅに向けて照射する赤外線照射部６２と、表示パネル１０の反視認者側に位置するとともに赤外線照射部６２が配設される回路基板２０と、赤外線照射部６２から照射される赤外光の光路に対応した空洞部７１を有するケース部材７０とを備えているものである。【選択図】図４

Description

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。

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。

特開２０１８−５４２９１号公報

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。

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する撮像手段と、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視認者側とは反対側となる反視認者側に位置するとともに前記赤外線照射部が配設される回路基板と、前記赤外線照射部から照射される前記赤外光の光路に対応した空洞部を有するケース部材とを備えていることを特徴とする。

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空洞部を経て前記視認者側に向けて照射されるとともに、前記視認者を照射後の前記赤外光が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。

また本発明は、前記表示手段の前記視認者側に配置される保護部材を備え、前記保護部材には、光源から発せられる可視光を受けて発光表示可能な表示意匠部が設けられ、前記ケース部材は、前記可視光の光路に対応した他の空洞部を備えていることを特徴とする。

また本発明は、前記回路基板に前記光源が配設されていることを特徴とする。

また本発明は、前記保護部材には、前記赤外線照射部から照射される前記赤外光を透過可能な赤外光透過部が設けられていることを特徴とする。

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。

本発明の実施形態による車両用表示装置の正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 図１のＣ−Ｃ断面図。 図１のＤ−Ｄ断面図。 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。 同実施形態の変形例による撮像手段がインストルメントパネルに設置された状態を模式的に示す図。

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。

図１〜図５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Ｍ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、表示パネル１０に可視光を供給するように回路基板２０の前方側に実装された複数個の第１の光源３０と、表示パネル１０の前方側に配置される保護部材４０と、この保護部材４０に備えられる後述する表示意匠部に可視光を供給するように回路基板２０の前方側に実装された複数個の第２の光源５０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）を監視する監視手段６０と、回路基板２０と保護部材４０との間に位置するケース部材７０と、車両用計器Ｍの外装ケースを構成する筐体８０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）９０とを備えている。なお、図１において、インストルメントパネル９０の図示は省略してある。

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。

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。

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の表示制御や各光源３０、５０の点灯制御を行うとともに監視手段６０（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、第１の光源３０と、第２の光源５０と、前記赤外線照射部と、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。

つまり、本例の場合、回路基板２０には、制御部２１と各光源３０、５０と前記赤外線照射部とが実装（配設）されている。例えば、各光源３０、５０と前記赤外線照射部とが回路基板２０の前方側に実装され、制御部２１が回路基板２０の背後側に実装される。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。

第１の光源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、表示パネル１０に向けて可視光を発する（供給する）ように表示パネル１０の背後側に設けられる。なお、第１の光源３０と表示パネル１０との間に、必要に応じて光拡散シートやプリズムシート等の図示省略した光学シートを１つ以上配置してもよく、当該光学シートは、前記撮像手段の配設位置を避けるように設けることが望ましい。

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。また、この場合、保護部材４０には、第２の光源５０から発せられる可視光を受けて発光表示可能な表示意匠部４１と、保護部材４０の後面に部分的に形成された黒色印刷層である不透過部４２と、前記赤外線照射部から照射される赤外光を透過可能な赤外光透過部４３とが設けられている。

ここで、表示面１１に対峙（対応）する保護部材４０箇所及び表示意匠部４１は、不透過部４２を保護部材４０の後面に印刷形成するにあたって、不透過部４２が形成されない抜き印刷部（抜き部）として構成されている（図２、図３参照）。

表示意匠部４１は、各種車両状態を報知する（所定の表示意匠を形成する）インジケータ表示部であり、表示面１１の左右に設けられている。表示意匠部４１は、この場合、方向指示器の作動状態を示す報知マークである第１のインジケータ表示部４１ａと、前照灯の光軸向きがハイビーム位置にあることを示す報知マークである第２のインジケータ表示部４１ｂと、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）が異常であることを示す報知マークである第３のインジケータ表示部４１ｃとで構成される。

赤外光透過部４３は、赤外光を透過するとともに可視光を反射または吸収する機能を有し、赤外線透過インク等によって保護部材４０の後面に印刷形成されている。

ここで、赤外光透過部４３が形成される領域は、上述した表示意匠部４１と同様に不透過部４２が形成されない領域（つまり抜き印刷領域）となっており、当該抜き印刷領域を埋めるように赤外光透過部４３が形成される（図４参照）。なお、赤外光透過部４３は、赤外線透過インクを印刷することに代えて、赤外線透過フィルムを適用することも可能である。また、保護部材４０は、透光性の接着剤によって表示パネル１０と接合してもよい。

第２の光源５０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、各インジケータ表示部４１ａ〜４１ｃに向けて可視光を発する（供給する）ように各インジケータ表示部４１ａ〜４１ｃ（表示意匠部４１）の真下（背後側）に各々設けられる（図２、図３参照）。

つまり、ここでの第２の光源５０は、緑色光を発する第１のインジケータ用光源５１と、青色光を発する第２のインジケータ用光源５２と、橙色光を発する第３のインジケータ用光源５３とで構成される。

第１のインジケータ用光源５１は第１のインジケータ表示部４１ａの真下に位置し、第２のインジケータ用光源５２は第２のインジケータ表示部４１ｂの真下に位置し、第３のインジケータ用光源５３は第３のインジケータ表示部４１ｃの真下に位置する。なお、第２の光源５０は、後述する特許請求の範囲に記載されている光源に相当する。

監視手段６０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を視認する視認者Ｅの状態を撮像する撮像手段６１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６２とを備えている（図４、図５参照）。

撮像手段６１は、近赤外領域に感度を持つカメラであり、表示パネル１０の上側中央に対応する位置であって、表示パネル１０の背後側に設けられる。

赤外線照射部６２は、一対の赤外線光源（赤外線ＬＥＤ）を適用することができ、赤外光を視認者Ｅに向けて照射するように２つの赤外光透過部４３の真下（背後側）に各々設けられる。

ケース部材７０は、例えば白色の合成樹脂材料によって形成された樹脂ケースであり、赤外線照射部６２から照射される赤外光の光路に対応した空洞部７１と、第２の光源５０から発せられる可視光の光路に対応した他の空洞部７２とを有している（図２〜図４参照）。

そして、この場合、他の空洞部７２は、第１のインジケータ用光源５１に対応するように設けられる第１の照明空間Ｓ１と、第２のインジケータ用光源５２に対応するように設けられる第２の照明空間Ｓ２と、第３のインジケータ用光源５３に対応するように設けられる第３の照明空間Ｓ３とで構成される。

また、７３は、空洞部７１を取り囲む（囲繞する）ように回路基板２０と保護部材４０との間に位置する立壁形状の壁部（囲繞部）であり、７４は、他の空洞部７２を取り囲む（囲繞する）ように回路基板２０と保護部材４０との間に位置する立壁形状の他の壁部（他の囲繞部）である。

そして、赤外線照射部６２から照射される赤外光は、ケース部材７０に形成された壁部７３の内部空間である空洞部７１並びに空洞部７１に対応して設けられる赤外光透過部４３を通過して保護部材４０へと至るようになっている。

一方で、各インジケータ用光源５１〜５３から発せられる可視光は、ケース部材７０に形成された他の壁部７４の内部空間である他の空洞部７２（つまり各照明空間Ｓ１〜Ｓ３）を各々通過して保護部材４０側へと至るようになっている。なお、図５（または図１）において、７５は、撮像手段６１を取り囲むようにケース部材７０に一体形成された略コの字形状の仕切壁である。

筐体８０は、表示パネル１０や回路基板２０、監視手段６０、ケース部材７０等の車両用計器Ｍの内機部品を収容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８０は、回路基板２０の背後側を覆う底壁部８１と、表示パネル１０の側方を囲む周壁部８２とを備えている。

インストルメントパネル９０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９０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９１を有する。

以上の各部により、車両用計器Ｍが構成される。このような構成において、制御部２１による制御のもと赤外線照射部６２から照射される赤外光は、空洞部７１を経て（より詳しく言えば空洞部７１、保護部材４０の後面に形成された赤外光透過部４３、保護部材４０を順次通過して）前方側に向けて照射され、視認者Ｅの顔に到達する。

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（より詳しく言えば保護部材４０及び表示パネル１０）を通過して撮像手段６１に入射可能な構成となっている。この結果、撮像手段６１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。

次に、図６に基づいて、車両用計器Ｍの電気的な構成について説明する。車両用計器Ｍは、制御部２１と、表示パネル１０と、第１の光源３０と、第１のインジケータ用光源５１と、第２のインジケータ用光源５２と、第３のインジケータ用光源５３と、撮像手段６１と、赤外線照射部６２とを備える。

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。

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、第１の光源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。

また、制御部２１は、前記車載ＥＣＵからの情報に基づいて、表示意匠部４１を発光表示させる処理を実行する。制御部２１は、例えばＡＢＳが異常であることを示す異常信号を検出すると、第３のインジケータ用光源５３を点灯させる処理を実行し、これにより第３のインジケータ表示部４１ｃが橙色で発光表示される。

加えて、制御部２１は、撮像手段６１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６１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。

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Ｍ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。

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の状態を撮像する撮像手段６１と、赤外光を視認者Ｅに向けて照射する赤外線照射部６２と、表示パネル１０の背後側に位置するとともに赤外線照射部６２が配設される回路基板２０と、赤外線照射部６２から照射される赤外光の光路に対応した空洞部７１を有するケース部材７０とを備えていることにより、赤外光は空洞部７１を経て視認者Ｅ側に照射され、その後、逆方向に反射し撮像手段６１へと入射することから、撮像手段６１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可能となる。

また本実施形態では、赤外線照射部６２と第２の光源５０とが単一の回路基板２０に配設されていることにより、赤外線照射部６２を搭載するための専用のＬＥＤ基板を別途設ける必要がなくなるため、車両用計器Ｍを構成する部品点数が削減され、コスト上昇を抑制することができるという利点がある。

また本実施形態では、保護部材４０に赤外線照射部６２から照射される赤外光を透過可能な赤外光透過部４３が設けられていることにより、視認者Ｅ側から車両用計器Ｍを見たときに赤外線照射部６２が赤外光透過部４３によって隠蔽されることになり、赤外線照射部６２の存在を目立ちにくくすることができるという利点がある。

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。

例えば、上述した実施形態では、撮像手段６１が表示パネル１０の背後側に配置されているものであったが、撮像手段６１は表示パネル１０を視認する視認者Ｅの状態を撮像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。例えば本実施形態の変形例として図７に示すように、撮像手段６１を車両１００の運転席前方となるインストルメントパネル９０の上部９２に設置（配置）する構成としてもよい。なお、図７において、１１０は、車両１００のフロントガラス（ウインドシールド）を示す。

また、上述した実施形態では、２つの赤外線照射部６２が回路基板２０に実装されるとともに個々の赤外線照射部６２に対応させて空洞部７１を設けたが、赤外線照射部６２の個数は１つでもよいし３つ以上であってもよい。このとき、空洞部７１は、個々の赤外線照射部６２に対応させて設ければよい。

１０ 表示パネル（表示手段）
２０ 回路基板
３０ 第１の光源
４０ 保護部材
４１ 表示意匠部
４１ａ 第１のインジケータ表示部
４１ｂ 第２のインジケータ表示部
４１ｃ 第３のインジケータ表示部
４３ 赤外光透過部
５０ 第２の光源（光源）
５１ 第１のインジケータ用光源
５２ 第２のインジケータ用光源
５３ 第３のインジケータ用光源
６０ 監視手段
６１ 撮像手段
６２ 赤外線照射部
７０ ケース部材
７１ 空洞部
７２ 他の空洞部
８０ 筐体
９０ インストルメントパネル
９１ 開口壁
Ｅ 視認者（運転者）
Ｓ１ 第１の照明空間
Ｓ２ 第２の照明空間
Ｓ３ 第３の照明空間

Claims (5)

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する撮像手段と、
   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視認者側とは反対側となる反視認者側に位置するとともに前記赤外線照射部が配設される回路基板と、
   前記赤外線照射部から照射される前記赤外光の光路に対応した空洞部を有するケース部材とを備えていることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記赤外線照射部から照射される前記赤外光は前記空洞部を経て前記視認者側に向けて照射されるとともに、前記視認者を照射後の前記赤外光が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１記載の車両用表示装置。
3. 前記表示手段の前記視認者側に配置される保護部材を備え、
   前記保護部材には、光源から発せられる可視光を受けて発光表示可能な表示意匠部が設けられ、
   前記ケース部材は、前記可視光の光路に対応した他の空洞部を備え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。
4. 前記回路基板に前記光源が配設されていることを特徴とする請求項３記載の車両用表示装置。
5. 前記保護部材には、前記赤外線照射部から照射される前記赤外光を透過可能な赤外光透過部が設けられていることを特徴とする請求項３記載の車両用表示装置。

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