JP6729768B2 - Vehicle display device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a vehicle display device mounted on a vehicle such as an automobile or a motorcycle.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a display device for a vehicle of this type, one disclosed in Patent Document 1 below is known. The vehicle display device described in Patent Document 1 is a vehicle instrument mounted in front of a driver's seat of a vehicle, and is a liquid crystal display panel (display means) for displaying various vehicle information such as the traveling speed of the vehicle. And a resin housing that constitutes an exterior case of the display device.
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。
In recent years, a camera module that images the face of a driver (viewer) who is seated in the driver's seat of a vehicle and visually recognizes the liquid crystal display panel, and detects the state (behavior) of the driver based on the facial motion of the driver Practical application of the technology of installing the above-mentioned in the vehicle instrument is attracting attention. By the way, in the vehicle display device described in Patent Document 1, a configuration in which the camera module is mounted on the vehicle display device in order to detect the state of the driver is not assumed. There was room for improvement.
Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicular display device capable of detecting the state of a viewer in order to address the above-mentioned problems.
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可能な視認者の状態を撮像する撮像手段と、前記視認者に向けて赤外光を照射する赤外線照射部と、前記表示手段の前記視認者側に配置される透光性の保護部材と、前記表示手段を収容する筐体とを備え、前記筐体は、前記表示手段と重なり合わない前記保護部材の非重合部を支持する周壁部を有し、前記赤外線照射部は、前記周壁部の前記非重合部側に設けられた窪み部に配置されることを特徴とする。
The present invention provides a display means for displaying vehicle information, an image pickup means for picking up an image of a state of a viewer who can visually recognize the display means, an infrared irradiation section for irradiating the viewer with infrared light, and the display. A translucent protective member arranged on the viewer side of the means, and a housing for housing the display means , wherein the housing has a non-overlapping portion of the protective member that does not overlap with the display means. It has a surrounding wall part to support, and the above-mentioned infrared irradiation part is arranged in the hollow part provided in the above-mentioned non-polymerization part side of the above-mentioned surrounding wall part .
また本発明は、前記撮像手段は、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配置されることを特徴とする。 Further, the invention is characterized in that the image pickup means is arranged on a side opposite to the viewer side of the display means opposite to the viewer side.
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保護部材を通過して前記視認者側に向けて照射されるとともに、前記視認者を照射した前記赤外光が反射して前記保護部材及び前記表示手段を経て前記撮像手段に入射される構成としたことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the infrared light emitted from the infrared irradiation unit passes through the protective member and is irradiated toward the viewer side, and the infrared light irradiated to the viewer is reflected. In addition, the light is incident on the image pickup unit through the protection member and the display unit .
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。 According to the present invention, it is possible to provide a vehicle display device that can achieve a desired purpose and can detect a state of a viewer.
以下、図1〜図4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。 Hereinafter, a case where the vehicle display device of the present invention is applied to a vehicle instrument mounted in front of a driver's seat of an automobile will be described as an example with reference to FIGS. In the following description, the viewer side who directly or visually recognizes the vehicle instrument is the front side (front side), and the anti-viewer side opposite to the viewer side is the rear side (rear side). ..
図1、図2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)を表示する表示領域R1と当該表示領域R1以外の領域となる非表示領域R2とを有する表示パネル(表示手段)10と、この表示パネル10に照明光を供給する光源20と、この光源20が実装された回路基板30と、光源20から表示パネル10へと至る照明経路中に配置される導光部材40と、表示パネル10の前方側を覆う保護部材50と、車両の運転席に着座する運転者(以下、視認者とも言う)を監視するカメラモジュール60と、表示パネル10と光源20と回路基板30と導光部材40とカメラモジュール60とを収容する筐体70とから主に構成されている。
1 and 2, a vehicle instrument D as a vehicle display device according to the present embodiment has a display area R1 for displaying various vehicle information (predetermined information) such as vehicle speed information and an area other than the display area R1. A display panel (display means) 10 having a non-display area R2, a
表示パネル10は、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11と、前方側となる液晶セル11の前側に設けられた前側偏光部材12と、背後側となる液晶セル11の後側に設けられた後側偏光部材13とを備えたTFT(薄膜トランジスタ)型の液晶表示パネルである。
The
前側偏光部材12は、図3中、表示パネル10の下側中央部分に対応する箇所を除いた液晶セル11の前側に貼り付けられた前側偏光板である。これにより、前側偏光部材12は、表示パネル10の前記下側中央部分にて、前側偏光部材12が部分的に除去された第1の偏光部材除去部12aを備えることになる。
The front-
後側偏光部材13は、表示パネル10の前記下側中央部分に対応する箇所を除いた液晶セル11の後側に貼り付けられた後側偏光板である。これにより、後側偏光部材13は、表示パネル10の前記下側中央部分にて、後側偏光部材13が部分的に除去された第2の偏光部材除去部13aを備えることになる。
The rear polarizing
ここで、第1の偏光部材除去部12aと第2の偏光部材除去部13aとの位置関係に着目すると、第1、第2の偏光部材除去部12a、13aの形成領域は概ね等しく、また前方側から表示パネル10を見たときに、第1の偏光部材除去部12aと第2の偏光部材除去部13aとは、表示パネル10(前記液晶表示パネル)の厚み方向Yにて重なり合うように設けられる。
Here, focusing on the positional relationship between the first polarizing
そして、本実施形態では、前方側から見て両偏光部材12、13が重なり合っている部分は、前記車両情報を表示する表示領域R1として構成される。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14が表示領域R1に表示された例を示している。一方で、前方側から見て両偏光部材12、13が重なり合っていない部分(すなわち第1、第2の偏光部材除去部12a、13aに対応する液晶セル11部分)は、情報が何も表示されない非表示領域R2を構成している。
Then, in the present embodiment, a portion where the both
なお、第2の偏光部材除去部13aには、後述する赤外光を透過可能な赤外光透過部15を設けてある。赤外光透過部15は、可視光を反射または吸収する機能を有し、第2の偏光部材除去部13aを完全に埋めるように赤外線透過インク等によって液晶セル11の背面側に印刷形成されている。赤外光透過部15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。
The second polarization
光源20は、適宜色の光を発するチップ型発光ダイオードを適用することができ、導光部材40の後述する第1、第2の光導入部の真下となる回路基板30上に複数個実装される。なお、光源20の個数は、前記第1、第2の光導入部の形状(大きさ)に対応させて必要な個数だけ設ければよい。
For the
回路基板30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板であり、表示パネル10の表示制御や光源20の点灯制御を行うとともに、カメラモジュール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31と、光源20と、抵抗、コンデンサ等の回路部品とが前記配線パターンに導通接続されている。なお、回路基板30は、フレキシブル配線板(図示せず)を用いて表示パネル10と電気的に接続されている。
The
導光部材40は、透光性合成樹脂材料にて形成され、表示パネル10の背後に沿うように配置される導光本体部41と、各光源20と対向するように導光本体部41に一体形成され、各光源20からの照明光を導入可能に設けられる一対の第1、第2の光導入部42、43とを備えている。
The
導光本体部41は、導光本体部41の主要部を構成する略平板状の導光部41aと、表示パネル10の前記下側中央部分(つまり第2の偏光部材除去部13a)に対応して設けられる空間部41bとを備える(図3参照)。この場合、空間部41bは、導光部41aが形成されない空所として構成され、表示パネル10の前記下側中央部分に対応する部位が凹状に切り欠かれた空間領域となっている。
The light guide
第1、第2の光導入部42、43は、導光部41aの相対する一対の側壁部から光源20の発光面に向けて垂下するように曲げられた受光部として各々構成され、その真上には、主に第1、第2の光導入部42、43内に各々導入された照明光を導光部41a側に反射導光させる傾斜面形状(もしくは曲面形状)からなる第1、第2の反射部44、45がそれぞれ設けられている。
The first and second
また、46は、第1の光導入部42と第1の反射部44、及び第2の光導入部43と第2の反射部45を通じて導光部41a内に反射導光された照明光を表示パネル10側に出射するための平坦面からなる光出射面であり、この光出射面46は、前方側となる導光部41aの前面に設けられる。
なお、必要に応じて、表示パネル10を略均一にバックライト照明するための光学部材(例えば拡散シートやプリズムシート)を表示パネル10と導光部材40との間に1つ以上配置してもよい。
If necessary, one or more optical members (for example, a diffusion sheet or a prism sheet) for backlighting the
保護部材50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、保護部材50は、その外形形状が表示パネル10の外形形状よりも一回り(若干)大きく、車両用計器Dを前方側から見たときに表示パネル10の外側に位置する(はみ出る)周縁部51を有する。周縁部51は、車両用計器Dを前方側から見たときに、表示パネル10と重なり合わない非重合部として構成される。
The
カメラモジュール60は、運転席に着座する視認者の顔を撮像し、視認者の顔の動作等から視認者の状態(挙動)を検知するものであり、赤外光透過部15(非表示領域R2)の直下に位置する。このように、本例の場合、カメラモジュール60は表示パネル10の背後側に配置され、視認者側からは赤外光透過部15の存在によって視認不可能な状態となるので、商品性(デザイン性)を高めることが可能となる。
The
また、カメラモジュール60は、図3に示すように表示パネル10を視認可能な視認者の状態を撮像する撮像手段61と、視認者に向けて赤外光(近赤外光)を照射する赤外線照射部62とを備える。
Further, the
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の背後側において、非表示領域R2に対向(対応)するように配置される。
The
赤外線照射部62は、撮像手段61と同様に、表示パネル10の背後側において、非表示領域R2に対向するように配置される。赤外線照射部62は、表示パネル10の板面方向において、撮像手段61を挟むように撮像手段61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。
The
赤外線照射部62から照射される赤外光は、非表示領域R2を介して(つまり赤外光透過部15、非表示領域R2、保護部材50を通過して)前方側に向けて照射され、視認者の顔に到達する。さらに、視認者(視認者の顔)を照射した赤外光は逆方向(背後側)に反射して非表示領域R2を経て(つまり保護部材50、非表示領域R2、赤外光透過部15を通過して)撮像手段61に入射する構成となっている。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。
The infrared light emitted from the
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。筐体70は、回路基板30の背後側を覆う底壁部71と、保護部材50の周縁部51を支持する略枠状の周壁部72とを備える。
The
次に、図4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31と、表示パネル10と、光源20と、撮像手段61と、赤外線照射部62とを備える。
Next, the electrical configuration of the vehicle instrument D will be described with reference to FIG. The vehicle instrument D includes a
制御部31は、制御部31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31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。
The
制御部31は、図示省略した車載ECU(Electronic Control Unit)からの情報に基づいて、表示領域R1に車速表示部14等を表示させる処理を実行する。制御部31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20を点灯させる処理を実行し、これにより車速表示部14がバックライト照明される。
The
また、制御部31は、撮像手段61が撮像した画像に基づいて、視認者の状態を判断する。具体的には、制御部31は、撮像手段61が撮像した画像に基づいて、視認者が眠気を催している状態であるか否か、視認者が脇見運転をしている状態であるか否か等の視認者の状態を判断する処理を実行する。
Further, the
制御部31は、例えば視認者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31による制御のもと、表示領域R1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。
For example, when the
以上のように本実施形態では、表示パネル10を視認可能な視認者の状態を撮像する撮像手段61と、視認者に向けて赤外光を照射する赤外線照射部62とを備え、撮像手段61は、表示パネル10の背後側において、非表示領域R2に対応するように配置され、赤外線照射部62から照射される赤外光は非表示領域R2を介して視認者側に向けて照射されるとともに、視認者を照射した赤外光が反射して非表示領域R2を経て撮像手段61に入射される構成としたものである。
As described above, in the present embodiment, the image pickup means 61 for picking up an image of the state of the viewer who can visually recognize the
従って、車両用計器D内部に撮像手段61と赤外線照射部62とからなるカメラモジュール60を組み込む構成を採用することで、撮像手段61が撮像した画像に基づき視認者の状態を検出することができるという利点がある。
Therefore, by adopting the configuration in which the
また本実施形態では、第1、第2の偏光部材除去部12a、13aは、前記液晶表示パネル(表示パネル10)の厚み方向Yにて重なり合うように設けられ、第1、第2の偏光部材除去部12a、13aに対応する液晶セル11部分が非表示領域R2を構成していることにより、視認者を照射した赤外光が背後側に反射し、非表示領域R2を経て撮像手段61に入射することから、視認者の状態をより良好に検出することができるという利点がある。
In addition, in the present embodiment, the first and second polarizing
また本実施形態では、第2の偏光部材除去部13aに赤外光を透過可能な赤外光透過部15を設けたことにより、視認者側から車両用計器Dを見たときに撮像手段61が赤外光透過部15によって隠蔽されることになり、撮像手段61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。
Further, in the present embodiment, since the second polarization
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment and drawings. Modifications (including deletion of components) can be appropriately added to the embodiments and the drawings without changing the gist of the present invention.
例えば上述した実施形態では、表示パネル10における非表示領域R2の背後側に赤外線照射部62を設けていたが、赤外線照射部62の配設位置はこれに限定されるものではなく、例えば本実施形態の変形例として図5、図6に示すように赤外線照射部62は保護部材50における周縁部51の背後側に設けることも可能である。
For example, in the above-described embodiment, the
つまり、この変形例において、表示パネル10の中央下部に位置する撮像手段61と、表示パネル10の外側(外部)に位置する赤外線照射部62とは、ある程度、距離を離した状態で配置されることになる。赤外線照射部62を表示パネル10の外側に位置させることで、非表示領域R2の形成範囲を前記実施形態の場合に比べて小さくすることができる。
That is, in this modified example, the
この変形例の場合、赤外線照射部62は、周壁部72の前面壁部72aに設けられた窪み部72bに配置(埋設)される。窪み部72bは、相対する一対の周壁部72(図6中、左右に位置する一対の周壁部72)の前面壁部72aに各々設けられ、これら2つの窪み部72bに2つの赤外線照射部62がそれぞれ配置される。そして、撮像手段61は、これら赤外線照射部62の間に配置されるような位置関係となる。
In the case of this modification, the
なお、赤外線光源である赤外線照射部62は、窪み部72bの底部に設けられた図示しない配線基板上に載置される。前記配線基板と回路基板30とは適宜導通手段を用いて電気的に接続される。
The
そして、窪み部72bに配置される赤外線照射部62から照射される赤外光は、非表示領域R2を介さずに前方側に向けて照射される(つまり周縁部51を通過して前方側に向けて照射される)とともに、視認者を照射した赤外光が反射して非表示領域R2を経て(つまり保護部材50、非表示領域R2、赤外光透過部15を通過して)撮像手段61に入射される。このように構成した場合であっても、撮像手段61が撮像した画像に基づき視認者の状態を検出することができる。
Then, the infrared light emitted from the
また、上述した実施形態では、第2の偏光部材除去部13aに赤外光透過部15を設けたが、赤外光透過部15は第2の偏光部材除去部13aではなく第1の偏光部材除去部12aに設けてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the infrared
なお、上述した実施形態では、導光部材40を用いて表示パネル10をバックライト照明する構成であったが、導光部材40を廃止して、回路基板30上に複数個の光源20を実装してもよい。
In the above-described embodiment, the
10 表示パネル
11 液晶セル
12 前側偏光部材
12a 第1の偏光部材除去部
13 後側偏光部材
13a 第2の偏光部材除去部
14 車速表示部
15 赤外線透過部
20 光源
30 回路基板
31 制御部
40 導光部材
50 保護部材
51 周縁部
60 カメラモジュール
61 撮像手段
62 赤外線照射部
70 筐体
72 周壁部
72b 窪み部
R1 表示領域
R2 非表示領域
10
Claims (3)
前記表示手段を視認可能な視認者の状態を撮像する撮像手段と、
前記視認者に向けて赤外光を照射する赤外線照射部と、
前記表示手段の前記視認者側に配置される透光性の保護部材と、
前記表示手段を収容する筐体とを備え、
前記筐体は、前記表示手段と重なり合わない前記保護部材の非重合部を支持する周壁部を有し、
前記赤外線照射部は、前記周壁部の前記非重合部側に設けられた窪み部に配置されることを特徴とする車両用表示装置。 Display means for displaying vehicle information,
An image pickup means for picking up an image of a state of a viewer who can visually recognize the display means,
An infrared irradiator that irradiates the viewer with infrared light ,
A translucent protective member arranged on the viewer side of the display means,
A housing for accommodating the display means ,
The casing has a peripheral wall portion that supports a non-overlapping portion of the protective member that does not overlap with the display unit,
The said infrared irradiation part is arrange|positioned in the hollow part provided in the said non-overlapping part side of the said surrounding wall part, The display apparatus for vehicles characterized by the above-mentioned .
The infrared light emitted from the infrared irradiation unit passes through the protection member and is irradiated toward the viewer side, and the infrared light that irradiates the viewer is reflected and the protection member and The vehicle display device according to claim 1 or 2, wherein the display device is configured to enter the image pickup unit through the display unit.
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