(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-27
(45)【発行日】2024-04-04
(54)【発明の名称】車両用表示装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20240328BHJP
B60K 35/00 20240101ALI20240328BHJP
B60R 16/02 20060101ALI20240328BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 480
B60K35/00
G06F3/041 600
B60R16/02 630L
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020091817
(22)【出願日】2020-05-27
(65)【公開番号】P2021189572
(43)【公開日】2021-12-13
【審査請求日】2023-02-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000231512
【氏名又は名称】日本精機株式会社
(72)【発明者】
【氏名】矢田 直人
【審査官】星野 裕
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／１２３６６１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／０６２０７８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１２４７９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２２０４７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３／０４１
Ｂ６０Ｋ ３５／００
Ｂ６０Ｒ １６／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に設けられる支持部と、画像を表示するディスプレイ及び前記ディスプレイを覆い使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサが設けられ、前記支持部に板バネにより振動可能に支持される振動表示部とを備え、
前記振動表示部には、前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出すると前記振動表示部を前記車両の左右方向に振動させる駆動部が設けられ、
前記板バネは、前記左右方向に延在して前記振動表示部に取り付けられる第一の取付片と、前記第一の取付片の左端又は右端から前記車両の前方に延在する第一の延長片と、前記左右方向に延在して前記支持部に取り付けられる第二の取付片と、前記第二の取付片の右端又は左端から前記車両の後方に延在する第二の延長片と、前記第一の延長片の前端及び前記第二の延長片の後端を連結する連結片とを備え、
前記支持部と前記振動表示部との間には、前記使用者による前記振動表示部の押込操作を検出するフォースセンサが設けられ、
前記車両の前後方向から見たとき、前記第一の取付片と前記第二の取付片と前記連結片が重なっていることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項2】
前記連結片は、前記使用者により前記振動表示部が押し込まれていない状態で前記左右方向に延在することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項3】
前記連結片は、前記使用者により前記振動表示部が押し込まれた状態で前記左右方向に延在することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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フィードバックする車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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フィードバックするハプティクス機能を有する表示装置が知られている。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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－２００５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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弾性ゴム材により筐体に支持されているが、車両において、大型化が進むディスプレイが設けられて使用者のタッチ操作により振動する振動表示部を弾性ゴム材により支持しようとすると、車両の走行時に不用意に振動しない支持剛性（支持強度）とハプティクスのために必要な振動のしやすさとを両立させる弾性ゴム材の設計が難しいという問題がある。
【0005】
また、特許文献１においてタッチ入力モジュールがタッチ操作面に沿ったｘ方向に振動するように、ハプティクス機能を有する表示装置は、一般に、タッチ操作面に沿った一方向の振動を許容する構成を有し、タッチ操作面を押し込む方向への力が加わっても機構的に変形しない。したがって、表示装置がタッチ操作のみならず押込操作を受け付けようとしても、押込操作を検出することが困難である。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、振動表示部を弾性ゴム材によらずに振動可能に支持することができ、タッチ操作とともに押込操作も検出可能な車両用表示装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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、車両に設けられる支持部と、画像を表示するディスプレイ及び前記ディスプレイを覆い使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサが設けられ、前記支持部に板バネにより振動可能に支持される振動表示部とを備え、前記振動表示部には、前記タッチセンサが前記タッチ操作を検出すると前記振動表示部を前記車両の左右方向に振動させる駆動部が設けられ、前記板バネは、前記左右方向に延在して前記振動表示部に取り付けられる第一の取付片と、前記第一の取付片の左端又は右端から前記車両の前方に延在する第一の延長片と、前記左右方向に延在して前記支持部に取り付けられる第二の取付片と、前記第二の取付片の右端又は左端から前記車両の後方に延在する第二の延長片と、前記第一の延長片の前端及び前記第二の延長片の後端を連結する連結片とを備え、前記支持部と前記振動表示部との間には、前記使用者による前記振動表示部の押込操作を検出するフォースセンサが設けられ、前記車両の前後方向から見たとき、前記第一の取付片と前記第二の取付片と前記連結片が重なっていることを特徴とする。
【0008】
前記連結片は、前記使用者により前記振動表示部が押し込まれていない状態で前記車両の左右方向に延在してもよく、あるいは、前記使用者により前記振動表示部が押し込まれた状態で前記車両の左右方向に延在してもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る車両用表示装置によれば、振動表示部を弾性ゴム材によらずに振動可能に支持することができ、タッチ操作とともに押込操作も検出可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
図１乃至図３に示すように、本実施の形態に係る車両用表示装置１は、図示を略す車両のクラスターに設けられ、車両の車体に固定される固定部２と、弾性部材である板バネ３により固定部２に振動可能に支持される振動部４とを備え、固定部２と振動部４との間には、フォースセンサ５が設けられている。
【0013】
詳しくは、固定部２は、金属製の車体側支持体６と、樹脂製のカバー７とを備える。
【0014】
車体側支持体６は、長方形状の基部８と、基部８の（長方形の）短辺に２つずつ設けられて車体にねじ止め固定される固定片９と、基部８の左右方向（図１の左右方向で、車両の左右方向に合致）の両端部において前方（図１の下方で、車両の前方に合致）に突出する前側凸部１０と、基部８の左右方向の両端部で後方（図１の上方で、車両の後方に合致）に突出する後側凸部１１と、基部８に形成された４つの矩形状の孔部１２とを有し、フォースセンサ５は、後側凸部１１の後端面の固定片９に近接する位置に計４つ設けられている。
【0015】
カバー７は、車体側支持体６を固定片９を除いて前方側から覆い、車体側支持体６の前側凸部１０が当接する長方形状の前壁部１３と、前壁部１３の（長方形の）４辺に沿って後方に延在する周壁部１４とを有する。周壁部１４には、固定片９がカバー７の外部に露出するように、固定片９が挿通する挿通部１５が設けられている。
【0016】
振動部４は、金属製のディスプレイ側支持体１６と、表示部１７と、カバーガラス１８と、タッチセンサ１９と、アクチュエータ２０とを備える。
【0017】
ディスプレイ側支持体１６は、長方形状の前壁部２１と、前壁部２１の（長方形の）４辺に沿って後方に延在する周壁部２２と、周壁部２２の後端に設けられたフランジ部２３とを有する。前壁部２１には、左右方向の両端部において前方に突出する凸部２４が設けられるとともに、４つの矩形状の孔部２５が形成されている。
【0018】
表示部１７は、ディスプレイ２６を有し、例えば車両のメーターパネルの画像を表示するものであっても、ＣＩＤ（Center Information Display）として機能するものであってもよい。表示部１７の前面２７の側（ディスプレイ２６の反対側）には、前方に突出する凸部２８が設けられ、凸部２８がディスプレイ側支持体１６の前壁部２１の後面２９に当接することにより、前面２７と後面２９との間に空間３０が形成されている。
【0019】
カバーガラス１８は、ディスプレイ側支持体１６のフランジ部２３に固着され、タッチセンサ１９は、ディスプレイ２６を覆うようにカバーガラス１８に貼着されている。使用者がディスプレイ２６の表示画像に応じてカバーガラス１８に指を接近させるタッチ操作を行うと、タッチセンサ１９はそのタッチ操作を検出する。
【0020】
アクチュエータ２０は、ディスプレイ側支持体１６の前壁部２１の前面３１において略中央の重心位置（図２の紙面平行な面における振動部４の重心位置）Ｇに設けられ、使用者によるタッチ操作をタッチセンサ１９が検出すると、振動部４を左右方向に振動させる。
【0021】
板バネ３は、図４に示すように、帯状の金属板が長手方向の４か所で略直角に折り曲げられてなり、振動部４のディスプレイ側支持体１６に取り付けられる取付片３２と、取付片３２の左端から屈曲して同図の下方に延在する延長片３３と、固定部２の車体側支持体６に取り付けられる取付片３４と、取付片３４の右端から屈曲して同図の上方に延在する延長片３５と、延長片３３の下端及び延長片３５の上端を連結する連結片３６とを有する。取付片３２，３４には、円形の挿通穴３７，３８がそれぞれ設けられている。
【0022】
振動部４が固定部２に支持された状態で、ディスプレイ側支持体１６の４つの孔部２５は、それぞれ、車体側支持体６の４つの孔部１２と左右方向にオフセットして対向し、板バネ３は、その孔部１２と孔部２５との組ごとに計４つ設けられる。すなわち、延長片３３が孔部２５を挿通し、延長片３５が孔部１２を挿通した状態で、取付片３２は、挿通穴３７を挿通するネジ３９により、ディスプレイ側支持体１６の前壁部２１の後面２９に取り付けられ、取付片３４は、挿通穴３８を挿通するネジ４０により、車体側支持体６の基部８の前面４１に取り付けられる。
【0023】
板バネ３が固定部２及び振動部４に取り付けられると、取付片３２，３４及び連結片３６は車両の左右方向に、延長片３３は車両の前方に、延長片３５は車両の後方にそれぞれ延在し、４つの板バネ３は、重心位置Ｇを通り左右方向に延びる直線Ｌから略等距離の位置に２つずつ上下対になって、向きを揃えて配置される。
【0024】
車両用表示装置１では、使用者によるタッチ操作が検出されると、図５に示すように、ディスプレイ側支持体１６を含む振動部４は、車両の前後方向の位置を変えずに、車体側支持体６を含む固定部２に対して左右方向に振動する。このとき、取付片３２，３４に対して延長片３３，３５が斜めに傾くが、連結片３６は取付片３２，３４と同様に左右方向に延在するので、４つの板バネ３が向きを揃えて直線Ｌから略等距離に位置することとも相まって、振動部４は効率的に左右に揺れる。
【0025】
また、車両用表示装置１は、使用者がカバーガラス７を指で押し込む押込操作も受け付け、これに応じて振動部４が振動する。つまり、使用者による押込操作で板バネ３が潰れるように変形し、ディスプレイ側支持体１６が前方に移動して凸部２４からフォースセンサ５に閾値を超える圧力が加わると、その押込操作が検出され、振動部４は、車両の前方に押し込まれた位置で固定部２に対して左右方向に振動するが、このとき、連結片３６は、延長片３３，３５に対して直角ではなく鋭角をなして斜めに傾き、取付片３２，３４に対しては平行でなくなる。
【0026】
本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両に設けられる固定部２と、画像を表示するディスプレイ２６及びディスプレイ２６を覆い使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサ１９が設けられ、固定部２に板バネ３により振動可能に支持される振動部４とを備え、振動部４には、タッチセンサ１９がタッチ操作を検出すると振動部４を振動させるアクチュエータ２０が設けられ、板バネ３は、車両の左右方向に延在して振動部４に取り付けられる取付片３２と、取付片３２の左端から車両の前方に延在する延長片３３と、車両の左右方向に延在して固定部２に取り付けられる取付片３４と、取付片３４の右端から車両の後方に延在する延長片３５と、延長片３３の前端及び延長片３５の後端を連結する連結片３６とを備え、固定部２と振動部４との間には、使用者による振動部４の押込操作を検出するフォースセンサ５が設けられているので、取付片３２，３４に対して延長片３３，３５が斜めに傾くように変形する板バネ３により、振動部４を弾性ゴム材によらずに振動可能に支持することができ、その板バネ３が、延長片３３，３５に対して連結片３６が斜めに傾くように変形することによって振動部４の押し込みが許容され、振動部４と固定部２との間のフォースセンサ５により押込操作も検出可能である。
【0027】
ところで、図１乃至図５では、連結片３６が、使用者により振動部４が押し込まれていない状態で左右方向に延在することによって、タッチ操作時に振動部４が振動しやすいように最適化されていたが、図６に示すように、連結片３６が、使用者により振動部４が押し込まれていない状態では延長片３３，３５に対して直角ではなく鈍角をなし、使用者により振動部４が押し込まれた状態で左右方向に延在するように形成されてもよい。これにより、タッチ操作時ではなく押込操作時に振動部４が振動しやすいように最適化される。
【0028】
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。
【0029】
例えば、板バネの仕様（具体的な形状を含む。）、数、配置及び取付方法、並びに、ディスプレイやアクチュエータの数及び配置等も任意でよい。
【符号の説明】
【0030】
１ 車両用表示装置
２ 固定部（支持部）
３ 板バネ
４ 振動部（振動表示部）
５ フォースセンサ
１９ タッチセンサ
２０ アクチュエータ（駆動部）
２６ ディスプレイ
３２ 取付片（第一の取付片）
３３ 延長片（第一の延長片）
３４ 取付片（第二の取付片）
３５ 延長片（第二の延長片）
３６ 連結片
２ 固定部（支持部）
３ 板バネ
４ 振動部（振動表示部）
５ フォースセンサ
１９ タッチセンサ
２０ アクチュエータ（駆動部）
２６ ディスプレイ
３２ 取付片（第一の取付片）
３３ 延長片（第一の延長片）
３４ 取付片（第二の取付片）
３５ 延長片（第二の延長片）
３６ 連結片
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】