JP6702632B2 - 反射表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の後方を撮影した画像などが表示される画像表示パネルを備え、且つ反射機能を有する反射表示装置に関する。
特許文献1と特許文献2に、車両の後方の画像を見るための反射表示装置に関する発明が記載されている。
特許文献1に記載された後方確認装置は、ハーフミラーとその背面側に位置する液晶表示ディスプレイとを備えたサイドミラーである。車両には後方を映すカメラが設けられており、カメラで取得された車体の後方画像が液晶ディスプレイに表示される。液晶ディスプレイの表示画像はハーフミラーを透過するため、前記表示画像と、ハーフミラーによる反射像との合成像が作られる。
特許文献1に記載された後方確認装置は、通常のサイドミラーを視認する動作で、車体部位に隠される後方の状況を把握できるものとされている。
特許文献2に記載されているリアビューアセンブリは、ミラー要素の背後に映像ディスプレイが配置されており、その組み合わせとして、映像ディスプレイとして液晶表示構成要素を含むものとし、ミラー要素をエレクトロクロミックミラー要素としたものが記載されている。
特許文献2に記載されたリアビューアセンブリは、周囲が明るいときには、エレクトロクロミックミラー要素を動作させて反射像を目視できるようにし、周囲が暗くなると、エレクトロクロミックミラー要素を停止させ、その代りに液晶表示構成要素を動作させて、液晶表示構成要素の表示画像を目視できるようにするというものである。
特開2005−231605号公報 特表2009−529452号公報
特許文献1に記載された後方確認装置は、液晶ディスプレイの表示画像と、ハーフミラーの反射像との合成像を使用しているため、車両の外部が明るいときには、液晶ディスプレイの表示画像を鮮明に目視することができず、しかもハーフミラーの反射像も鮮明に得られないため、運転者が車両の後方を確実に視認することが難しい。特に、この後方確認装置は、サイドミラーとして車両の外部に配置されるものであるため、鮮明な合成像を表示することはさらに難しい。
特許文献2に記載されたリアビューアセンブリは、エレクトロクロミックミラー要素を使用することにより、周囲が明るいときに、車両の後方の状態を反射像として比較的鮮明に写すことが可能である。しかし、エレクトロクロミックミラー要素で反射動作を継続させるためには、電極間に電圧を印加し続けることが必要である。
そのため、エンジンをOFFにし、電極間への電圧が遮断されると、エレクトロクロミックミラー要素がミラー要素として機能しなくなり、さらに、電源の供給が断たれると液晶表示構成要素も停止状態となるため、車両の後方を確認する手段が全く無くなってしまう。これは、走行途中で一時停止したときにエンジンを停止させるいわゆるアイドリングストップのときも同様であり、このときも、後方を確認できなくなり、走行中の車両としては安全が損なわれることになる。また、アイドリングストップのときに、レクトロクロミックミラー要素または液晶表示構成要素に常に通電することになると、電力の消費量が過大となる問題がある。
さらに、電気系統の故障やエレクトロクロミックミラー要素の故障により、エレクトロクロミックミラー要素が動作しなくなる緊急時を想定すると、車両の後方の状態を反射像として見ることができなくなる。そのため、液晶表示構成要素の画像を目視し辛くなる昼間の明るい環境下でこのような緊急状態が発生するときわめて危険である。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、エレクトロクロミックパネルへの供給電源が断たれたり、エレクトロクロミックパネルが故障することがあっても、車両の後方などの状態を反射像として確認することができる反射表示装置を提供することを目的としている。
本発明の反射表示装置は、画像表示パネルと、前記画像表示パネルの表示側に設けられたエレクトロクロミックパネルと前記画像表示パネルと前記エレクトロクロミックパネルとの間に設けられたハーフミラーと、前記画像表示パネルと前記エレクトロクロミックパネルを制御する制御部と、外光を検知する光検知器とを備える反射表示装置であって、
前記エレクトロクロミックパネルは、対向する透明基板と、それぞれの前記透明基板の内側に設けられた透明電極とを有し、対向する前記透明電極の間に金属原子イオンを含む電解質層が介在し、対向する前記透明電極に電圧が印加されると、前記金属原子イオンが前記透明電極の表面に析出して、反射パネルとなり、
前記制御部では、
(1)前記光検知器で検知される光量が所定値を下回ったときに、前記エレクトロクロミックパネルの前記透明電極間に電圧を印加せずに、前記画像表示パネルを駆動する制御を行い、
(2)前記光検知器で検知される光量が所定値を上回ったときに、前記画像表示パネルを駆動せずに、前記エレクトロクロミックパネルの前記透明電極間に電圧を印加する制御を行い、
前記(2)では、前記エレクトロクロミックパネルの前記透明電極間への電圧が断たれたときに、前記画像表示パネルを駆動しない状態を継続することを特徴とするものである。
本発明の反射表示装置は、前記ハーフミラーは、光反射率が10〜40%であることが好ましい。
本発明の反射表示装置は、後方を撮影するカメラが設けられた車両に搭載されるものであって、前記画像表示パネルに、前記車両の後方を撮影した画像が表示可能である。
本発明の反射表示装置は、エレクトロクロミックパネルの電極間に電圧を与えているときは、エレクトロクロミックパネルが反射パネルとして機能する。また、エレクトロクロミックパネルの電極間への電圧が断たれると、エレクトロクロミックパネルが光透過パネルとなり、画像表示パネルを動作させることで、画像表示パネルの表示画像を目視することができるようになる。
また、エレクトロクロミックパネルを反射パネルとして機能させるべきときに、エレクトロクロミックパネルの透明基板間の電圧が断たれたときには、画像表示パネルの動作を停止させたままとし、画像表示パネルの表示画面を黒や濃色の状態としておくことで、ハーフミラーでの反射像を目視できるようになる。したがって、車両のエンジン停止時や、いわゆるアイドリングストップのとき、あるいはエレクトロクロミックパネルの動作に異常が生じたようなときであっても、常に反射像を確認することが可能である。
また、ハーフミラーの光反射率を10〜40%で低くしておくことにより、画像表示パネルが動作しているときに、画像表示パネルの表示画像が鮮明に目視できるようになり、画像表示パネルの表示動作が停止しているときには、ハーフミラーにより所定の明るさの反射光を得ることが可能になる。
本発明の反射表示装置を車両のルームミラー(バックミラー)として使用した実施の形態を示す説明図、 本発明の実施の形態の反射表示装置の構成を示す断面図、 本発明の実施の形態の反射表示装置に使用されているエレクトロクロミックパネルの断面図、 本発明の実施の形態の反射表示装置の回路ブロック図、
<反射表示装置10の構造>
図1に本発明の実施の形態の反射表示装置10が示されている。図1には、自動車の車室内から見たステアリングホイール1とシフトレバー2およびウインドシールド3が示されている。実施の形態では、反射表示装置10が自動車のルームミラー(バックミラー)として使用されており、ウインドシールド3の上方に設けられている。
本発明の反射表示装置10は、ルームミラーに限られるものではなく、ドアミラー(サイドミラー)として使用することができる。また、自動車以外の車両である列車や二輪車などにおいて、後方の景色を反射しまた表示するために使用される。
図2に、反射表示装置10の構成が断面図で示されている。反射表示装置10を構成する各部材は、ケースに収められているが、図2ではケースの図示を省略している。また、図2では反射表示装置10を構成する部材の間に隙間が介在するかのように図示されているが、ケースに収められた状態で、各部材間の隙間はなるべく狭いか、または各部材が接触していることが好ましい。
図2では、Y1方向が、反射表示装置10から見て車両の室内に向く方向、すなわち車両の後方であり、また反射方向である。Y2方向は、車両の進行方向である前方であり、反射方向と逆の方向である。
反射表示装置10は、反射方向と逆の側に、画像表示パネル11が設けられている。画像表示パネル11は、液晶パネル12と、そのY1側に設けられた前方偏光板13aと、Y2側に設けられた後方偏光板13bを有しており、さらにY2側にバックライト装置14が設けられている。液晶パネル12はカラー表示が可能な透過型パネルであり、バックライト装置14から発せられる表示光Vが、液晶パネル12を透過してY1方向へ進行する。
画像表示パネル11は、自己発光型の表示パネルであれば、エレクトロルミネッセンス表示パネルやプラズマ表示パネルなどであっても使用することができる。
画像表示パネル11のY1方向の前方に、ハーフミラー15とエレクトロクロミックパネル20とが順に配置されている。そして、エレクトロクロミックパネル20のY1方向の表面に、表面パネル16が設けられている。
ハーフミラー15は、光反射率が50%未満であり、10〜40%である。また10〜30%程度がさらに好ましい。実施の形態では、光反射率が20%である。表面パネル16は透明パネルである。表面パネル16のさらにY2側の表面に、静電容量の変化を検知して指の接近位置を識別できる透光性のタッチセンサが設けられていてもよい。
図3に、エレクトロクロミックパネル20の構造が断面図で示されている。
エレクトロクロミックパネル20は、Y1側の透明基板21とY2側の透明基板22とが平行に対向している。透明基板21,22は例えばガラス基板である。透明基板21の内面に透明電極23が、透明基板22の内面に透明電極24がそれぞれ設けられている。透明電極23と透明電極24はITO層などで形成されている。
透明電極23と透明電極24との間に電解質層25が介在している。電解質層25は金属原子イオンを含んでいる。図3に示す実施の形態では、金属原子イオンが、銀の陽イオン26である。なお、透明電極23,24のいずれかが、電圧の印加により金属原子イオンを供出(析出)するイオン供給電極であってもよい。
図3と図4に示すように、エレクトロクロミックパネル20にはスイッチング回路28が付随している。スイッチング回路28は、直流電源28aを有しており、さらに、直流電源28aとそれぞれの透明電極23,24との接続を同時に切替えることができる2連動作のスイッチ素子28bが設けられている。スイッチ素子28bがONになり、透明電極23と透明電極24に電圧が印加されると、陰極となる透明電極23側で還元反応が生じ、陽極となる透明電極24側で酸化反応が生じる。その結果、銀の陽イオンが、透明電極23の表面に析出して、エレクトロクロミックパネル20が反射パネルとして機能するようになる。
透明電極23と透明電極24への電圧が断たれ、透明電極23と透明電極24との間の電位差がなくなると、酸化還元反応が解消され、エレクトロクロミックパネル20は光透光パネルとなる。
図4に、本発明の実施の形態の反射表示装置10のブロック図が記載されている。
反射表示装置10は、制御部30を有している。制御部30は、CPUとメモリを主体として構成されている。制御部30から前記スイッチング回路28にスイッチ切換え信号S1が与えられる。また、エレクトロクロミックパネル20の動作状態に関する情報信号S2が制御部30にフィードバックされる。
反射表示装置10の一部として、車両の後方の景色を映し撮るビデオカメラ31が設けられている。ビデオカメラ31に設けられたCCDなどの撮像素子から得られる信号が撮像回路32に送られ、撮像回路32で生成された映像信号S3が制御部30に与えられる。液晶表示パネル11は、液晶駆動回路16によって駆動される。制御部30から液晶駆動回路16に表示信号S4が与えられる。この表示信号S4には、撮像回路32で生成される前記映像信号S3が含まれる。
車両の内外のいずれかの箇所に光検知器33が設けられている。光検知器33で得られた光量検知信号S5は制御部30に与えられる。
次に、反射表示装置10の動作を説明する。
<画像表示パネル11による表示動作>
図4に示す光検知器33で周囲の明るさが検知され、常に光量検知信号S5が制御部30に与えられている。制御部30において、光量検知信号S5で示される明るさが所定値以下または所定値未満であり、周囲が有る程度以上の暗さになっていると判断されると、スイッチング回路28に切換え信号S1が与えられ、図3に示すスイッチング回路28のスイッチ素子28bがOFFに切替えられる。これにより、エレクトロクロミックパネル20に透明電極23と透明電極24への電圧が断たれる。
その結果、銀の陽イオン26が透明電極23の表面に析出されず、エレクトロクロミックパネル20が光透過パネルとなる。
また、制御部30から液晶駆動回路16に表示信号S4が与えられる。表示信号S4が液晶駆動回路16に与えられると、液晶駆動回路16が動作し、画像表示パネル11が駆動されて、ビデオカメラ31で撮影された車両の後方(Y1方向)の景色が液晶パネル12に表示される。同時にバックライト装置14が点灯する。図2に示すように、画像表示パネル11で表示される表示画像の表示光Vは、ハーフミラー15とエレクトロクロミックパネル20および表面パネル16を透過し、図1に示す反射表示装置10には、ビデオカメラ31で撮影された車両後方の景色が映し出される。
<エレクトロクロミックパネル20による反射表示>
制御部30において、光量検知信号S5で示される明るさが所定値以上または所定値を超えており、周囲が有る程度以上の明るさなっていると判断されると、スイッチング回路28に切換え信号S1が与えられ、図3に示すスイッチング回路28のスイッチ素子28bがONに切替えられ、エレクトロクロミックパネル20の透明電極23と透明電極24に電圧が印加される。
その結果、銀の陽イオン26が透明電極23の表面に析出されて、エレクトロクロミックパネル20が反射パネルとして機能するようになる。
また、制御部30から液晶駆動回路16に表示信号S4が与えられることがなく、液晶駆動回路16が停止状態となり、画像表示パネル11の表示は停止する。したがって、図2に示すように、車両の後方からの光がエレクトロクロミックパネル20で反射され、反射光R1がY1方向に向けられる。このときの反射光R1の光反射率は、ハーフミラー15の光反射率よりも十分に高くなる。
このとき、図1に示す反射表示装置10は反射鏡として機能し、従来のルームミラー(バックミラー)と同様にして、運転者が反射光R1を見ることで、車両の後方の状態を確認することができる。
<エレクトロクロミックパネル20への電圧が断たれたとき>
前述のように、制御部30において、光量検知信号S5で示される明るさが所定値以上または所定値を超えており、画像表示パネル11の表示動作が停止しているときは、エレクトロクロミックパネル20の透明電極23,24に電圧が印加されて、通常は、反射表示装置10が反射鏡として使用される。
しかし、車載用の反射表示装置10では、前記動作状態の途中で、エレクトロクロミックパネル20の透明電極23,24への電圧が断たれることがある。例えば、停車中でエンジンが停止するとき、またはいわゆるアイドリングストップで透明電極23,24への電力の供給が停止されるとき、あるいは、エレクトロクロミックパネル20の故障や電気系統の故障で透明電極23,24への電力の供給が断たれるとき、などが想定される。
このとき、エレクトロクロミックパネル20は光透過パネルとなってしまう。ただし、エレクトロクロミックパネル20よりもY2側にハーフミラー15が設けられているため、図2に示すように、後方からの光は、表面パネル16とエレクトロクロミックパネル20を透過し、その一部がハーフミラー15で反射され、その反射光R2がY1方向へ向けられるようになる。
ハーフミラー15の光反射率は、10〜40%であり、好ましくは10〜30%程度であるが、画像表示パネル11が停止しているときは、液晶パネル12の表示画面が黒色や濃色となっている。そのため、図1に示す反射表示装置10を目視したときに、ハーフミラー15からの反射光R2によって、後方の景色を目視で十分に確認することが可能である。
よって、停車中にエンジンをOFFとしている状態で、透明電極23,24への電圧が断たれているときであっても、反射表示装置10の反射光R2を目で確認し、車両の後方の安全を確認してからエンジンを始動することが可能である。
また、いわゆるアイドリングストップのときに、エレクトロクロミックパネル20の透明電極23,24への電圧の供給を断ったとしても、運転者は後方の安全を確認することができる。したがって、アイドリングストップのときに透明電極23,24への通電が不要になり、電力の消費量を低減させることができる。
さらに、エレクトロクロミックパネル20を反射ミラーとして使用しているときに、エレクトロクロミックパネル20が故障し、またはエレクトロクロミックパネル20への通電経路に不具合が生じて、エレクトロクロミックパネル20が停止し、光透過パネルになったとしても、反射光R2により、車両の後方を確認できるので、運転の安全性を確保することができる。
図4に示すブロック図に示すように、エレクトロクロミックパネル20の動作情報は、情報信号S2として制御部30に常に与えられている。この情報信号S2により、透明電極23,24に電力が供給されていないことが制御部30で認識されたときには、光検知器33からの光量検知信号S5がどのような値であっても、制御部30の制御動作により、画像表示パネル11が表示動作していない状態を継続する。これにより、光検知器33で検知した外部の光が弱いときでも強いときでも、ハーフミラー15からの反射光R2により車両の後方の安全を確認することが可能になる。
実施の形態の反射表示装置10は、ハーフミラー15の光反射率が、10〜40%であり、好ましくは10〜30%程度であるため、画像表示パネル11が動作しているときに、ハーフミラー15を透過する表示画像Vの光を劣化させることがなく、しかも画像表示パネル11の動作が停止したときには、後方を確認できる程度の輝度の反射光R2をY1方向へ与えることができる。
10 反射表示装置
11 画像表示パネル
12 液晶パネル
14 バックライト装置
15 ハーフミラー
20 エレクトロクロミックパネル
21,22 透明基板
23,24 透明電極
25 電解質層
26 銀の陽イオン
28 スイッチング回路
28a 直流電源
28b スイッチ素子

Claims (3)

  1. 画像表示パネルと、前記画像表示パネルの表示側に設けられたエレクトロクロミックパネルと前記画像表示パネルと前記エレクトロクロミックパネルとの間に設けられたハーフミラーと、前記画像表示パネルと前記エレクトロクロミックパネルを制御する制御部と、外光を検知する光検知器とを備える反射表示装置であって、
    前記エレクトロクロミックパネルは、対向する透明基板と、それぞれの前記透明基板の内側に設けられた透明電極とを有し、対向する前記透明電極の間に金属原子イオンを含む電解質層が介在し、対向する前記透明電極に電圧が印加されると、前記金属原子イオンが前記透明電極の表面に析出して、反射パネルとなり、
    前記制御部では、
    (1)前記光検知器で検知される光量が所定値を下回ったときに、前記エレクトロクロミックパネルの前記透明電極間に電圧を印加せずに、前記画像表示パネルを駆動する制御を行い、
    (2)前記光検知器で検知される光量が所定値を上回ったときに、前記画像表示パネルを駆動せずに、前記エレクトロクロミックパネルの前記透明電極間に電圧を印加する制御を行い、
    前記(2)では、前記エレクトロクロミックパネルの前記透明電極間への電圧が断たれたときに、前記画像表示パネルを駆動しない状態を継続することを特徴とする反射表示装置。
  2. 前記ハーフミラーは、光反射率が10〜40%である請求項1記載の反射表示装置。
  3. 後方を撮影するカメラが設けられた車両に搭載されるものであって、前記画像表示パネルに、前記車両の後方を撮影した画像が表示可能である請求項1または2記載の反射表示装置。
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