JP7452539B2

JP7452539B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP7452539B2
Application number: JP2021522322A
Authority: JP
Inventors: 直人矢田
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2040-05-22
Also published as: JPWO2020241513A1; WO2020241513A1

Description

本発明は、使用者によるタッチ操作を検出し、その検出を使用者に振動で触覚フィードバックする車両用表示装置に関する。

従来から、使用者によるタッチ操作を検出し、その検出を使用者に振動で触覚フィードバックする表示装置が知られており、例えば特許文献１に記載の触覚伝達装置では、携帯情報端末等の電子機器の表示部（ディスプレイ）を含むタッチ入力モジュールが、表示部のタッチ操作面に交差する弾性厚さを有する弾性ゴム材により筐体に支持され、振動アクチュエータによりタッチ操作面に沿った横振動をして触覚フィードバックを行う。

特開２０１８－２００５３３号公報

ところで、特許文献１に記載の触覚伝達装置では、タッチ入力モジュールが背面側で弾性ゴム材により支持されているだけで、タッチ操作面に沿ったいずれの方向にも横振動し得て振動方向が規制されず、剛性を保ったまま揺らすことが難しいという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、触覚フィードバックのために振動部を剛性を保ったまま振動させることができる車両用表示装置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に、本発明に係る車両用表示装置は、車両に設けられる筐体と、前記筐体の内部に弾性部材及び防振部材を介して設けられ、前記筐体に対して振動可能な振動部と、前記振動部に固定され、使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサと、前記タッチセンサに覆われるとともに前記振動部に固定され、画像を表示する表示部と、前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出したときに前記振動部を振動させる駆動部とを備え、前記筐体は、上方に開口する箱状を呈して第一の底壁部及び第一の側壁部を有するとともに、前記振動部は、上方に開口する箱状を呈して第二の底壁部及び第二の側壁部を有し、前記タッチセンサは、前記第二の側壁部に保持され、前記表示部は、前記振動部の内部に設けられて前記タッチセンサに上方を覆われ、前記弾性部材は、前記第一の側壁部と前記第二の底壁部又は前記第二の側壁部との間に設けられていることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両に設けられる筐体と、前記筐体の内部に弾性部材及び防振部材を介して設けられ、前記筐体に対して振動可能な振動部と、前記振動部に固定され、使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサと、前記タッチセンサに覆われるとともに前記振動部に固定され、画像を表示する表示部と、前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出したときに前記振動部を振動させる駆動部とを備え、前記筐体は、上方に開口する箱状を呈して第一の底壁部及び第一の側壁部を有するとともに、前記振動部は、上方に開口する箱状を呈して第二の底壁部及び第二の側壁部を有し、前記タッチセンサは、前記第二の側壁部に保持され、前記表示部は、前記振動部の内部に設けられて前記タッチセンサに上方を覆われ、前記防振部材は、前記第一の側壁部と前記第二の底壁部又は前記第二の側壁部との間に設けられていることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両に設けられる筐体と、前記筐体の内部に弾性部材及び防振部材を介して設けられ、前記筐体に対して振動可能な振動部と、前記振動部に固定され、使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサと、前記タッチセンサに覆われるとともに前記振動部に固定され、画像を表示する表示部と、前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出したときに前記振動部を振動させる駆動部とを備え、前記弾性部材及び前記防振部材は、平面視で重なり合う位置に設けられていることを特徴とする。

さらに、前記弾性部材及び前記防振部材は、平面視で重なり合う位置に設けられていてもよい。

本発明に係る車両用表示装置によれば、触覚フィードバックのために振動部を剛性を保ったまま振動させることができる。

発明を実施するための形態に係る車両用表示装置を示す説明図である。図１の車両用表示装置の構成を示す説明図である。（ａ）は図１の車両用表示装置の板バネを示す正面図、（ｂ）は平面図である。図２のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両のインストルメントパネル２に設けられるＣＩＤ（Center Information Display）であって、図２に示すように、車両に設けられるケース３と、ケース３に対して振動可能な振動部４と、振動部４に固定されたタッチセンサ５と、ガラス６と、振動部４に固定されたディスプレイ７と、板バネ８と、ゴム９と、回路基板１０とを備える。

ケース３は、インストルメントパネル２に設置され、図２の上方（インストルメントパネル２に設置された状態では、車両の室内側）に開口する箱状（直方体状）の下ケース１１と、下ケース１１と対をなすように下ケース１１の上部に設けられる枠状の上ケース１２とからなる。

下ケース１１は、底壁部１１ａ及び側壁部１１ｂを有し、側壁部１１ｂには、その上部が下部よりも薄く形成されることにより、内面に段部１１ｃが設けられている。

上ケース１２は、下ケース１１の段部１１ｃの上方に位置する側壁部１２ａと、側壁部１２ａの外面から外側に突出し、下ケース１１の側壁部１１ｂの上面に固着されるフランジ部１２ｂと、側壁部１２ａの上部から内側に張り出し、振動部４の周縁を上方から覆う張出部１２ｃとを有する。

振動部４は、ケース３の内部に板バネ８及びゴム９を介して設けられ、上方に開口する箱状（直方体状）を呈して底壁部４ａ及びタッチセンサ５を保持する側壁部４ｂを有する。

底壁部４ａには、下面に駆動力により振動部４を駆動させるアクチュエータ１３が設けられている。図３に示すように、弾性部材としての板バネ８は、長手方向に沿って端部８ａ、湾曲部８ｂ及び端部８ｃを有するように帯状の金属板により形成され、同方向に弾性変形しやすく、短手方向に弾性変形しにくくなっている。そして、底壁部４ａの下面の四隅には、図４に示すように、板バネ８の端部８ａが、長手方向が左右方向（インストルメントパネル２に設置された状態では、車両の車幅方向）となるように配設されてネジ止めされている。板バネ８の端部８ｃは、下ケース１１の段部１１ｃにネジ止めされている。

側壁部４ｂの上部には、段部４ｃが形成され、タッチセンサ５が一体となったガラス６の周縁が、段部４ｃに保持されている。タッチセンサ５は、使用者（車両の乗員）によるタッチ操作を検出するもので、ここでは静電容量式のものが用いられている。また、防振部材としてのゴム９はブロック状を呈し、平面視で板バネ８と重なり合う位置において、一方の端面９ａが側壁部４ｂの外面に貼着され、他方の端面９ｂが上ケース１２の側壁部１２ａの内面に貼着されている。つまり、この場合、ゴム１０は、上ケース１２の側壁部１２ａ（下ケース１１の側壁部１１ｂ）と振動部４の側壁部４ｂとの間に設けられることになる。

ディスプレイ７は、使用者に対して各種の画像（文字情報等も含む。）を表示するもので、タッチセンサ５に上方を覆われて振動部４の内部（底壁部４ａの上方で側壁部４ｂに囲まれた空間）に設けられている。ディスプレイ７は、ここでは、底壁部４ａ上に設けられているが、より上方に設けられていても、タッチパネル５の直下に設けられていてもよい。

回路基板１０は、下ケース１１の底壁部１１ａ上に設けられ、タッチセンサ５、ディスプレイ７及び（タッチセンサ５がタッチ操作を検出したときに振動部４を振動させる）アクチュエータ１３に電気的に接続されている。例えばディスプレイ７にタッチ操作可能な操作部の画像を表示したときに、回路基板１０に搭載されるマイクロコンピュータとしての制御部（図示せず）は、使用者がガラス６上の操作部の画像の位置をタッチ操作したことに基づき、タッチセンサ５からタッチ操作の検出信号を受信するとともに、アクチュエータ１３に駆動信号を送信し、アクチュエータ１３を駆動して左右方向に振動させる。このアクチュエータ１３の振動により、振動部４も左右方向に振動し、ガラス６に触れている使用者の指に、タッチ操作に対する触覚フィードバックを行う。

本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両に設けられるケース３と、ケース３の内部に板バネ８及びゴム９を介して設けられ、ケース３に対して振動可能な振動部４と、振動部４に固定され、使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサ５と、タッチセンサ５に覆われるとともに振動部４に固定され、画像を表示するディスプレイ７と、タッチセンサ５がタッチ操作を検出したときに振動部４を振動させるアクチュエータ１３とを備えるので、振動部４の振動方向が全方位的に自由ではなく板バネ８により規制され、また、ゴム９により振動部４の共振が防止される。

すなわち、板バネは、一般に、ある方向に変形しにくく、板バネ８については、長手方向に沿って平板状の端部８ａ、円弧状の湾曲部８ｃ、平板状の端部８ｃが順に形成され、この長手方向と板厚方向の動きには追従して変形するが、短手方向の動きには剛性を発揮して容易に変形しない。従って、板バネ８を介してケース３に支持される振動部４も、板バネ８の短手方向に対応する方向（図２の紙面垂直方向）には、振動しにくくなっている。

よって、車両用表示装置１によれば、板バネ８の短手方向に対応する方向について振動部４の剛性が維持され、触覚フィードバックのために振動部４を剛性を保ったまま振動させることができる。

また、本実施の形態では、板バネ８が下ケース１１の側壁部１１ｂと振動部４の底壁部４ａとの間に設けられことにより、板バネ８が変形しやすい長手方向とアクチュエータ１３の振動方向とが略一致するため、アクチュエータ１３の駆動力が板バネ８の短手方向の剛性に阻害されずに振動部４の振動に効果的に変換されるという利点がある。

さらに、ゴム９が上ケース１２の側壁部１２ａ（下ケース１１の側壁部１１ｂ）と振動部４の側壁部４ｂとの間に設けられることにより、ゴム９が振動を吸収しやすい方向とアクチュエータ１３の振動方向、板バネ８が変形しやすい長手方向（振動部４が振動しやすい方向）とが略一致するため、共振を効果的に抑制することができる。

なお、板バネが変形しやすい方向とゴムが振動を吸収しやすい方向とは、板バネ及びゴムの配置を個別に検討するとケースや振動部の形状によっては揃えにくいこともあるが、板バネ８及びゴム９のように平面視で重なり合う位置に設けることにより、両方向を容易に揃えることができる。

以上、本発明を実施するための形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。

例えば、アクチュエータ１３として単に振動を発生させるものではなくＶＣＭ（Voice Coil Motor）を用い、スピーカのコーンと同様の方法で振動を発生させることにより、音も発生させることができるので、触覚フィードバック時に聴覚でもフィードバック可能となり、タッチ操作時以外にはアクチュエータ１３がセンタースピーカとして利用可能となる。

また、板バネ８及びゴム９のケース３、振動部４における取付箇所も適宜変更可能で、例えば、板バネ８は、振動部４の底壁部４ａではなく、端部８ａを折り曲げて側壁部４ｂに取り付けてもよいし、ゴム９は、形状を変更して、上ケース１２の側壁部１２ａ（下ケース１１の側壁部１１ｂ）と振動部４の底壁部４ａとの間に設けてもよい。

１車両用表示装置
３ケース（筐体）
４振動部
４ａ底壁部（第二の底壁部）
４ｂ側壁部（第二の側壁部）
４ｃ挿通孔（貫通部）
５タッチセンサ
７ディスプレイ（表示部）
８板バネ
９ゴム
１１下ケース
１１ａ底壁部（第一の底壁部）
１１ｂ側壁部（第一の側壁部）
１２上ケース
１３アクチュエータ（駆動部）

Claims

車両に設けられる筐体と、
前記筐体の内部に弾性部材及び防振部材を介して設けられ、前記筐体に対して振動可能な振動部と、
前記振動部に固定され、使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサに覆われるとともに前記振動部に固定され、画像を表示する表示部と、
前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出したときに前記振動部を振動させる駆動部とを備え、
前記筐体は、上方に開口する箱状を呈して第一の底壁部及び第一の側壁部を有するとともに、前記振動部は、上方に開口する箱状を呈して第二の底壁部及び第二の側壁部を有し、
前記タッチセンサは、前記第二の側壁部に保持され、
前記表示部は、前記振動部の内部に設けられて前記タッチセンサに上方を覆われ、
前記弾性部材は、前記第一の側壁部と前記第二の底壁部又は前記第二の側壁部との間に設けられていることを特徴とする車両用表示装置。
車両に設けられる筐体と、
前記筐体の内部に弾性部材及び防振部材を介して設けられ、前記筐体に対して振動可能な振動部と、
前記振動部に固定され、使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサに覆われるとともに前記振動部に固定され、画像を表示する表示部と、
前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出したときに前記振動部を振動させる駆動部とを備え、
前記筐体は、上方に開口する箱状を呈して第一の底壁部及び第一の側壁部を有するとともに、前記振動部は、上方に開口する箱状を呈して第二の底壁部及び第二の側壁部を有し、
前記タッチセンサは、前記第二の側壁部に保持され、
前記表示部は、前記振動部の内部に設けられて前記タッチセンサに上方を覆われ、
前記防振部材は、前記第一の側壁部と前記第二の底壁部又は前記第二の側壁部との間に設けられていることを特徴とする車両用表示装置。
車両に設けられる筐体と、
前記筐体の内部に弾性部材及び防振部材を介して設けられ、前記筐体に対して振動可能な振動部と、
前記振動部に固定され、使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサに覆われるとともに前記振動部に固定され、画像を表示する表示部と、
前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出したときに前記振動部を振動させる駆動部とを備え、
前記弾性部材及び前記防振部材は、平面視で重なり合う位置に設けられていることを特徴とする車両用表示装置。