JP4987549B2 - 車両用表示ユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両のダッシュボード、インストルメントパネル等に設けられる車両用表示ユニットに関するものである。

近年、運転者が運転に際して求める情報の増加や多角化に伴って、メータユニット内ではスペースの関係上表示しきれない情報を、フロントガラス上に虚像を表示させ、それを透して視認させる車両の前景と重畳視認させる、ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）と呼ばれる投射型表示ユニットが採用されている。

また、車両には車両速度、エンジン回転、燃料残量、温度等の計測値を表示する複数の表示器を有するコンビネーションメータを搭載していることから、該コンビネーションメータの狭スペース上に投影型表示ユニットによる表示を行うことが検討されてきた。そして、画像を投影表示する表示方法としては、特許文献１に示す車両用表示装置が知られている。この車両用表示装置は、光源を備えた第１の表示手段により、凸曲面状のスクリーンの画面全体に画像を投影表示すると共に、レーザを備えた第２の投影手段により、第１の投影手段による画像の特定部位に重ね合わせるように画像を表示している。
特開２００２−２３４３６０号公報

しかしながら、コンビネーションメータの表面等のように狭スペース上に投射表示を行おうとした場合、その表示エリアが限定されたり、目的の表示の大きさを得ることが困難であるという問題があった。特に、構成の一部にレーザを用いる場合、スペース、光路長等により表示エリアがより一層限定されてしまいという問題があった。また、投影する表示器としてＬＣＤ等を用いる場合、その表示画面の全てがコンビネーションメータの表面等に表示されるため、狭スペースにピンポイントで表示するのは困難であった。

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、レーザ光を走査して狭スペースに所望の表示サイズで情報を表示することができる車両用表示ユニットを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の車両用表示ユニットは、意匠部材と、前記意匠部材に一体に設けられ且つ前記意匠部材の前面側に車両に関する第１情報を表示する表示器と、を有し、前記車両に取り付けられる車両用表示ユニットにおいて、前記意匠部材の前方に設けられ且つ前記意匠部材の前面の所望領域にレーザ光を走査するように照射して、前記表示器の表示対象とは異なる第２情報を表示するレーザ表示手段を有することを特徴とする。

請求項２記載の車両用表示ユニットは、請求項１に記載の車両用表示ユニットにおいて、前記レーザ表示手段が照射するレーザ光の走査可能な画角よりも大きな画角となるように前記レーザ光を補正する補正手段を有することを特徴とする。

請求項３記載の車両用表示ユニットは、請求項２に記載の車両用表示ユニットにおいて、前記補正手段は、前記レーザ表示手段が照射するレーザ光の前記所定領域に向かう光路長の差により生じる前記第２情報の歪みを補正する手段であることを特徴とする。

請求項４記載の車両用表示ユニットは、請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用表示ユニットにおいて、前記表示器は、前記意匠部材の前面側に付された指標と、前記前面側に設けられ且つ計測量に応じて回動して前記指標と協働して前記所望の表示を行う指針とを有し、前記指針の指示位置を検出する指示位置検出手段を有し、そして、前記レーザ表示手段は、前記指示位置検出手段が検出した指針の指示位置からずれるように前記第２情報を表示する手段であることを特徴とする。

以上説明したように請求項１に記載した本発明の車両用表示ユニットによれば、レーザ表示手段を意匠部材の前方を設け、該意匠部材の前面の所望領域にレーザ光を走行するように照射して、第２情報を表示するようにしたことから、所望領域が意匠部材の前面における狭スペースとなり、表示エリアが限定されても、第２情報を所望領域にピンポイントで表示することができる。また、レーザ光を用いているため、第２情報の焦点距離を考慮する必要が無くなり、車種毎に異なる意匠部材の前面までの距離に容易に対応することができる。さらに、意匠部材と表示器とレーザ表示手段を一体にユニット化することで、車両に対する組付性の向上を図ることができる。従って、運転者等に提供する情報量の増加や多角化に容易に対応することができる。

請求項２に記載した本発明の車両用表示ユニットによれば、請求項１の効果に加え、意匠部材の前面に照射するレーザ光の走査可能な画角よりも大きな画角とする補正手段を設けるようにしたことから、ダッシュボードが狭くてレーザ表示手段から意匠部材の前面までの距離を確保できない場合でも、意匠部材の前方にレーザ表示手段を配置することができるため、運転者等にレーザ光が向かうことを確実に防止することができる。

請求項３に記載した本発明の車両用表示ユニットによれば、請求項２の効果に加え、レーザ光の前記所定領域に向かう光路長の差により生じる前記第２情報の歪みを補正手段によって補正するようにしたことから、レーザ光を意匠部材に垂直に入射できなくても、所望の形状で第２情報を表示することができるため、意匠部材が曲面等であっても表示を行うことができる。

請求項４に記載した本発明の車両用表示ユニットによれば、請求項１〜３の何れか１項の効果に加え、表示器の指針の指示位置を検出し、その指示位置からずれるように第２情報を表示するようにしたことから、意匠部材の前面が狭スペースで表示エリアが限定されても、より多くの第２情報を所望領域にピンポイントで表示することができる。

以下、本発明に係る車両用表示ユニットの一実施の形態を、図１〜図５の図面を参照して説明する。

図１〜図４において、車両用表示ユニット１は、意匠部材１０と、前記意匠部材１０に一体に設けられ且つ前記意匠部材１０の前面側に車両に関する第１情報を表示する複数の表示器２０と、レーザ表示手段３０と、補正手段４０と、ケース５０と、表ガラス６０と、を有している。

意匠部材１０は、運転者等から視認可能に該運転者等の前方に、意匠パネルとして設けられる。意匠部材１０は、後述する表示器２０の意匠が付された複数（図１中では４つ）の文字板１１と、該文字板１１の縁部を覆い且つ意匠部材１０の外形を形成する見返し１２と、を有している。即ち、本実施例では、文字板１１と見返し１２とを一体の板状に形成する場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、意匠部材１０を見返し１２のみで形成し、表示器２０の組み付けに応じて表示器側文字板を見返し１２に組み込むなど製品の構成に応じて種々異なる実施形態とすることができる。

文字板１１は、例えば、速度計２０Ａ、回転計２０Ｂ、水温計２０Ｃ、燃料計２０Ｄ等の各々に対応した目盛及び数字、文字または記号等の指標１３がその表面に付されている。即ち、意匠部材１０の前面とは、運転者等から視認される文字板１１及び見返し１２の表面となっている。

表示器２０は、上述した文字板１１の前面側に配置される指針２２と、計測量に応じて指針２２を駆動する内機２３と、回路パターンが設けられ内機２３が固定される配線板２４と、配線板２４に設けられた制御部２５と、を有している。

指針２２は、指標１３を指示する透光性の指針本体１２ａと、指針本体１２ａの基部を覆う不透光性の指針キャップ１２ｂと、を有している。指針本体１２ａは、内機２３の出力軸に固着されることで、計測量に応じて指示位置に回動される。また、指針本体１２ａは、その指示部の底面には着色層が設けられており、前記指示部の内部を指針用光源（図示せず）からの光を導光することで、前記着色層を光輝させて指示部を発光させている。

内機２３は、周知であるステッパモータ、クロスコイルムーブメント等が用いられ、制御部２５によって制御されることで、出力軸を所定の方向に所定の角度分だけ回動する。配線板２４は、意匠部材１０の裏側に設けられて、内機２３及び制御部２５が実装される。そして、配線板２４は、内機２３及びレーザ表示手段３０と制御部２５とを電気的に接続する配線パターンを有している。

制御部２５は、図示しないが、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリー）、及びＲＡＭ（随時書き込み読み出しメモリー）を含むマイクロコンピュータで構成されている。そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムにしたがって表示器２０の表示を制御するとともに、レーザ表示手段３０の表示を制御する。制御部２５は、車両用バッテリ等に接続された定電圧電源から供給される電力により駆動する。

制御部２５は、車両のイグニッション（ＩＧＮ）スイッチが入力／出力回路を介して接続されると共に、速度センサ、回転センサ等の各種機器に接続されている。そして、制御部２５は、速度計２０Ａ、回転計２０Ｂ、水温計２０Ｃ、燃料計２０Ｄ等とレーザ表示手段３０の車両用表示ユニット１全体の制御を司っている。また、ＲＯＭ等には、指針２２の指示位置を検出する指示位置検出手段や表示器２２及びレーザ表示手段３０を制御する手段として制御部２５を機能させるためのプログラム等を記憶している。

このような表示器２０は、指針２２が計測量に対応した指示位置に回動されることで、第１情報Ｐ１を表示している。即ち、本実施形態において第１情報Ｐ１とは、速度計２０Ａ、回転計２０Ｂ、水温計２０Ｃ、燃料計２０Ｄ等の各文字板１１と指針２２が協働して指示する情報を意味している。

次に、レーザ表示手段３０は、意匠部材１０の前方のダッシュボード５内の上方に設けられ且つ意匠部材１０の前面の所望領域にレーザ光を走査するように照射して、表示器２０の表示対象とは異なる第２情報を表示する。レーザ表示手段３０は、レーザ光を２次元的に走査して照射するレーザ照射装置３０等が用いられる。

レーザ表示手段３０は、公知である超小型の半導体レーザ等が用いられ、その明るさ変調、レーザ光の照射のＯＮ−ＯＦＦ、レーザ光の走査等が上述した制御部２５により制御される。レーザ表示手段３０は、図示しないスキャナを有し、該スキャナとしては、ポリゴンミラーや、ミラーをモータで振動（回転）させるもの、静電力によってミラー角度を変化させるもの、ホログラム（回析格子）を利用するもの、ピエゾ素子を用いて常に振動走査するものなどを用いる。

補正手段４０は、レンズ、プリズム、反射ミラー等が用いられ、ホルダ４１によってレーザ表示手段３０の照射光軸Ｌ上に位置付けられて、ケース５０に設けられる。補正手段４０は、図４に示すように、照射するレーザ光の走査可能な画角Ｅ２よりも大きな画角Ｅ１となるようにレーザ光を補正する拡大系の形状で形成されている。また、画角Ｅ１は、意匠部材１０の速度計１０Ａ及び回転計１０Ｂに対応した文字板１１の全てを覆うような画角に拡大されている。このように画角Ｅ１を形成することで、文字板１１と見返し１２の任意の所定領域に第２情報Ｐ２を表示できる構成となっている。

なお、本実施形態では、ターンフラッシュとシフトポジション、「右折」を表示するための第２情報Ｐ２を速度計１０Ａ及び回転計１０Ｂの間の見返し１２の表面に、且つ、ブレーキを表示するための第２情報Ｐ２を速度計１０Ａの文字板１１の表面に、且つ、ハイビームを表示するための第２情報Ｐ２を回転計１０Ｂの文字板１１の表面にそれぞれ表示する構成となっている。そして、速度計１０Ａ及び回転計１０Ｂに表示する各第２情報Ｐ２は、制御部２５によって指針２２の指示位置からずれるように表示される、もしくは、指針２２の回動範囲外となるように表示される。

また、レーザ表示手段３０は意匠部材１０の前方上方に設けられていることから、画角Ｅ２に向かうレーザ光Ｌ１，Ｌ２は、図２に示すように、意匠部材１０の表面に対して垂直に入射させることができない。そのため、特殊な処理を行わない限り、図４に示すように画角Ｅ２は台形となってしまう。そこで、補正手段４０は、レーザ表示手段３０が照射するレーザ光の前記所定領域における光路長（Ｌ１＜Ｌ２）の差により生じる第２情報Ｐ２の歪みを補正するような形状に形成されている。

このように構成した補正手段４０は、レーザ表示手段３０から画角Ｅ２に向かって出射されたレーザ光が入射すると、拡大し且つ形状が画角Ｅ１となるように補正して意匠部材１０の表面に向かって出射する。

ケース５０は、意匠部材１０と複数の表示器２０を収容し且つレーザ表示手段３０を位置付けて固定するように合成樹脂、金属部材等によって筐体として形成されている。表ガラス６０は、ケース５０の前方（運転者）側を覆うことで、ケース５０とともにユニットを形成する。そして、車両用表示ユニット１は、車両のダッシュボード５に組み込まれる。

次に、上述した本発明に係る車両用表示ユニット１の動作（作用）の一例を説明する。

上述した制御部２５は、内蔵プログラムを実行することで、速度計２０Ａ、回転計２０Ｂ、水温計２０Ｃ、燃料計２０Ｄ等の各々の表示対象に対応する各種センサ等からのセンサ出力をサンプリングし、そのセンサ値を指示するように指針２２を内機２３に回動させることで、第１情報Ｐ１を表示することになる。

また、制御部２５は、第２情報Ｐ２を生成するための各種データを取得して、第２情報Ｐ２を更新すると、意匠部材１０における画角Ｅ２に対応した表面において、第２情報Ｐ２に対応した表示位置にのみレーザ光が向かうように、レーザ表示手段３０のレーザ光照射のＯＮ／ＯＦＦ及び走査を制御することで、第２情報Ｐ２に対応する意匠部材１０の表面にレーザ光が走査するように照射される。これにより第２情報Ｐ２は、図２に示すように、意匠部材１０の表面における所望の表示位置に表示されることになる。

さらに、回転計２０Ｂにおいては第２情報Ｐ２を指針２２の回動範囲内に表示することから、制御部２５は、回転計２０Ｂに対応する表示器２０の指示位置データ、制御データ等を取得し、それらのデータと予め記憶している画角Ｅ２のマップ情報等に基づいて、文字板１１における指示位置を特定し、その指示位置からずれるように画角Ｅ２における第２情報Ｐ２を表示位置を規定し、その位置のみに第２情報Ｐ２に対応したレーザ光が走行されるようにレーザ表示手段３１を制御する。これにより、回転計２０Ｂにおいては、指針２２の回動に応じて、第２情報Ｐ２も狭スペースを移動しながら表示されることになる。

以上説明した車両用表示ユニット１によれば、レーザ表示手段３０を意匠部材１０の前方を設け、該意匠部材１０の前面の所望領域にレーザ光を走行するように照射して、第２情報Ｐ２を表示するようにしたことから、所望領域が意匠部材１０の前面における狭スペースとなり、表示エリアが限定されても、第２情報Ｐ２を所望領域にピンポイントで表示することができる。また、レーザ光を用いているため、第２情報Ｐ２の焦点距離を考慮する必要が無くなり、車種毎に異なる意匠部材１０の前面までの距離に容易に対応することができる。さらに、意匠部材１０と表示器２０とレーザ表示手段３０を一体にユニット化することで、車両に対する組付性の向上を図ることができる。従って、運転者等に提供する情報量の増加や多角化に容易に対応することができる。

また、意匠部材１０の前面に照射するレーザ光の走査可能な画角Ｅ２よりも大きな画角Ｅ１とする補正手段４０を設けるようにしたことから、ダッシュボード５が狭くてレーザ表示手段３０から意匠部材１０の前面までの距離を確保できない場合でも、意匠部材の前方にレーザ表示手段３０を配置することができるため、運転者等にレーザ光が向かうことを確実に防止することができる。

さらに、レーザ光の前記所定領域に向かう光路長の差により生じる前記第２情報Ｐ２の歪みを補正手段４０によって補正するようにしたことから、レーザ光を意匠部材１０に垂直に入射できなくても、所望の形状で第２情報Ｐ２を表示することができるため、意匠部材１０が曲面等であっても表示を行うことができる。

また、表示器２０の指針２２の指示位置を検出し、その指示位置からずれるように第２情報Ｐ２を表示するようにしたことから、意匠部材１０の前面が狭スペースで表示エリアが限定されても、より多くの第２情報Ｐ２を所望領域にピンポイントで表示することができる。

なお、上述した本実施形態では、第２情報Ｐ２を画角Ｅ１内の意匠部材１０の表面における所望位置に表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、種々異なる表示形態とすることができる。

例えば、図５に示すように、速度計２０Ａ、水温計２０Ｃ、燃料計２０Ｄに対応した表示器２０のみを設け、速度計２０Ａと水温計２０Ｃとの間に表示専用エリアＥ３を意匠部材１０に形成し、該表示専用エリアＥ３にナイトビジョン、カーナビゲーション、バックモニタ等の第２情報Ｐ２を表示する、さらに上述した回転計２０Ｂを第２情報Ｐ２として表示することもできる。また、上述した画角Ｅ１内の全てを第２情報Ｐ２として表示することもできる。

また、上述した本実施形態では、レーザ表示手段３０をダッシュボード５の上方前方側に設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、ダッシュボード５の下方前方側など種々異なる実施形態とすることができる。

このように上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の車両用表示ユニットの表示例を示す正面図である。 図１中の直線Ｘ−Ｘを通る矢印方向の断面模式図である。 図２中における部分Ａを拡大した拡大図である。 意匠部材における文字板と画角との関係を説明するための図である。 本発明の車両用表示ユニットの他の表示例を示す正面図である。

符号の説明

１ 車両用表示ユニット
１０ 意匠部材
２０ 表示器
３０ レーザ表示手段
４０ 補正手段
５０ ケース
６０ 表ガラス
Ｌ１，２ レーザ光
Ｐ１ 第１情報
Ｐ２ 第２情報

Claims (4)

1. 意匠部材と、前記意匠部材に一体に設けられ且つ前記意匠部材の前面側に車両に関する第１情報を表示する表示器と、を有し、前記車両に取り付けられる車両用表示ユニットにおいて、
   前記意匠部材の前方に設けられ且つ前記意匠部材の前面の所望領域にレーザ光を走査するように照射して、前記表示器の表示対象とは異なる第２情報を表示するレーザ表示手段を有することを特徴とする車両用表示ユニット。
2. 前記レーザ表示手段が照射するレーザ光の走査可能な画角よりも大きな画角となるように前記レーザ光を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示ユニット。
3. 前記補正手段は、前記レーザ表示手段が照射するレーザ光の前記所定領域に向かう光路長の差により生じる前記第２情報の歪みを補正する手段であることを特徴とする請求項２に記載の車両用表示ユニット。
4. 前記表示器は、前記意匠部材の前面側に付された指標と、前記前面側に設けられ且つ計測量に応じて回動して前記指標と協働して前記所望の表示を行う指針とを有し、
   前記指針の指示位置を検出する指示位置検出手段を有し、そして、
   前記レーザ表示手段は、前記指示位置検出手段が検出した指針の指示位置からずれるように前記第２情報を表示する手段であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用表示ユニット。

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