技術 車載表示装置

0001

本発明は、車載表示装置に関する。

0002

液晶ディスプレイ等の表示素子と、表示素子へ映像信号を出力するグラフィックコントローラと、グラフィックコントローラへ表示情報を出力するマイクロコンピュータと、を備えた車載用の表示装置（以下、「車載表示装置」と称する。）が提案されている（例えば特許文献１参照）。この種の車載表示装置では、マイクロコンピュータから表示素子に設定状態として各種コマンドが入力されたことを契機として表示素子が入力された各種コマンドに応じた動作を実行する構成が一般的である。例えば、車載表示装置への電源投入時においては、マイクロコンピュータが初期化処理等を経て起動した後、マイクロコンピュータから表示素子をオンする旨の起動コマンドが出力され、表示素子はその起動コマンドを受けて起動する。

0003

特開２０１５−６３１７８号公報

0004

従って、前述の構成の車載表示装置では、車載表示装置への電源投入からディスプレイの起動までに長時間かかることが懸念されていた。具体的には、車載表示装置への電源投入からディスプレイの起動までには、マイクロコンピュータが初期化処理を行うのに要する時間と、起動したマイクロコンピュータから表示素子へ起動コマンドが出力されるのに要する時間と、表示素子が起動コマンドを受けて起動するまでに要する時間とが必要となる。

0005

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、電源が投入されてから表示素子が起動するまでの時間が短縮された車載表示装置を提供することを目的とする。

0006

上記目的を達成するため、本発明に係る車載表示装置は、
コマンドを受け付けると前記コマンドに応じた動作を実行する表示素子と、
外部から入力される車両情報に基づき、前記表示素子に前記車両情報を含む画像を表示させるための映像信号を前記表示素子へ出力する制御部と、
前記コマンドを記憶し、前記コマンドを読み出すよう指示するコマンド読み出し信号が入力されると、前記コマンドを読み出して前記表示素子へ出力する記憶部と、
外部からクロック信号が入力されると、前記コマンド読み出し信号を生成して前記記憶部へ出力する信号生成部と、を備える。

0007

本発明によれば、電源が投入されてから表示素子が起動するまでの時間が短縮される。

0008

本発明の実施の形態に係る車載表示装置のブロック図である。
（Ａ）は実施の形態に係るＥＥＰＲＯＭが記憶するデータのアドレスとの対応関係を示す図であり、（Ｂ）はコマンド読み出し信号の構造を示す図であり、（Ｃ）は実施の形態に係るＥＥＰＲＯＭの動作とオペコードとの対応関係を示す図である。
実施の形態に係る車載表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
変形例に係る車載表示装置のブロック図である。

0009

以下、本発明の一実施形態に係る車載表示装置について添付図面を参照しながら説明する。

0010

本実施形態に係る車載表示装置は、例えば自動車に搭載されるものである。車載表示装置は、図１に示すように、表示素子１と、ＧＤＣ（Graphic Display Controller）２と、コントローラ３と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：記憶部）４と、信号生成部５と、を備える。

0011

表示素子１は、ＥＥＰＲＯＭ４にＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）を介して接続され、ＥＥＰＲＯＭ４から入力されるコマンドを受け付けるとそのコマンドに応じた動作を実行する。表示素子１は、例えば表示素子１の起動を指示する起動コマンドを受け付けると起動する。表示素子１は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いたアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイを有する。また、表示素子１は、クロック端子ＣＬ１と、映像信号入力端子ＶＩと、コマンド入力端子ＤＩ１と、スレーブセレクト端子ＳＳ１と、を有する。クロック端子ＣＬ１には、コントローラ３からクロック信号が入力される。映像信号入力端子ＶＩには、ＧＤＣ２から映像信号が入力される。コマンド入力端子ＤＩ１には、ＥＥＰＲＯＭ４から各種コマンドが入力される。表示素子１は、信号生成部５およびＥＥＰＲＯＭ４の近傍に、例えば、同一のケース内に収容されていてもよい。

0012

表示素子１は、スレーブセレクト端子ＳＳ１に「Ｈ」レベルの電圧信号が入力されている場合、ＥＥＰＲＯＭ４から入力されるコマンドの受付が可能な状態となり、「Ｌ」レベルの電圧信号が入力されている場合、コマンドを受け付けない状態となる。ここで、「Ｌ」レベルは、例えば０Ｖに設定され、「Ｈ」レベルは、例えば５Ｖに設定される。また、表示素子１は、クロック端子ＣＬ１に入力されるクロック信号で定まるタイミングで、ＥＥＰＲＯＭ４から入力されるコマンドを取得する。

0013

ＧＤＣ２は、コントローラ３から入力される表示情報から映像信号を生成して表示素子１の映像信号入力端子ＶＩへ出力する。ＧＤＣ２は、コントローラ３から表示情報が入力される表示情報入力端子ＧＩと、生成した映像信号を出力する映像信号出力端子ＧＯと、を有する。表示素子１は、ＧＤＣ２から入力される映像信号に基づき車両情報を表示する。

0014

コントローラ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３７と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３６と、ＣＡＮ（Controller Area Network）インタフェース３２と、通信インタフェース３３と、発振器３４と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路３５と、各部を接続するバス３９と、を有する。ＣＡＮインタフェース３２は、ＣＡＮ６に接続されている。通信インタフェース３３は、シリアルインタフェース等から構成され、ＧＤＣ２に接続されている。ＣＰＵ３１は、ＣＡＮ６から取得した各種車両情報に基づいて表示情報を生成する。このコントローラ３とＧＤＣ２とから、ＣＡＮ６から入力される車両情報に基づき、表示素子１に車両情報を含む画像を表示させるための映像信号を表示素子へ出力する制御部が構成されている。

0015

発振器３４は、例えば三角波発生回路と比較器とを組み合わせた回路から構成される。この発振器３４は、例えば２０ＭＨｚの矩形波信号を出力する。ＰＬＬ回路３５は、位相比較器と電圧制御発振器と分周器とを組み合わせた回路から構成される。ＰＬＬ回路３５は、発振器３４から入力される２０ＭＨｚの信号を１００ｋＨｚに分周してなるクロック信号を出力する。ＣＡＮインタフェース３２および通信インタフェース３３は、ＰＬＬ回路３５から出力されるクロック信号に同期して動作する。また、ＰＬＬ回路３５は、信号生成部５へクロック信号を出力する。

0016

ＥＥＰＲＯＭ４は、表示素子１に各種動作を指示するためのコマンドを記憶する。例えば図２（Ａ）に示すように、起動コマンドは２進数で「００１００１１０」と表され、ＥＥＰＲＯＭ４のアドレス「００００００００」番地に格納されている。また、起動コマンド以外の記憶領域には、表示素子１の動作に影響を与えないＮＯＰ（No Operation）コマンドが格納されている。ＥＥＰＲＯＭ４は、信号生成部５にＳＰＩを介して接続されている。ＥＥＰＲＯＭ４は、信号生成部５からコマンド読み出し信号が入力されたときにコマンドを読み出す第１動作モードと、読み出されたコマンドを表示素子１へ出力する第２動作モードと、のいずれかで動作する。そして、ＥＥＰＲＯＭ４は、信号生成部５から例えば起動コマンドを読み出すよう指示するコマンド読み出し信号が入力されると、自身に記憶された起動コマンドを読み出して表示素子１へ出力する。

0017

ＥＥＰＲＯＭ４は、図１に示すように、クロック端子ＣＬ４と、コマンド信号入力端子ＤＩ４と、コマンド出力端子ＤＯ４と、スレーブセレクト端子ＳＳ４と、を有する。クロック端子ＣＬ４は、コントローラ３のＰＬＬ回路３５に接続され、ＰＬＬ回路３５からクロック信号が入力される。

0018

コマンド信号入力端子ＤＩ４には、信号生成部５からコマンド読み出し信号が入力される。コマンド読み出し信号が表す内容は、図２（Ｂ）に示すように、８ビットのオペコードと８ビットのアドレスとから構成されている。また、ＥＥＰＲＯＭ４は、図２（Ｃ）に示すような、動作とコマンド読み出し信号が表すオペコードとを対応づける動作テーブルを保持し、受け付けたコマンド読み出し信号からオペコードを抽出し動作テーブルを参照することにより、実行すべき動作を特定する。動作テーブルが図２（Ｃ）に示す構成の場合、ＥＥＰＲＯＭ４は、コマンド読み出し信号から２進数で「００００００１１」と表されるオペコードを抽出すると、コマンド読み出し信号から抽出したアドレス（例えば「００００００００」）に格納されたコマンド（例えば起動コマンド）の読み出し動作を実行する。

0019

コマンド出力端子ＤＯ４は、図１に示すように、表示素子１のコマンド入力端子ＤＩ１に接続され、コマンド指定信号により指定された起動コマンドを表示素子１のコマンド入力端子ＤＩ１へ出力する。

0020

スレーブセレクト端子ＳＳ４には、信号生成部５により「Ｌ」レベルまたは「Ｌ」レベルよりも高い「Ｈ」レベルの電圧信号が入力される。そして、ＥＥＰＲＯＭ４は、スレーブセレクト端子ＳＳ４に「Ｈ」レベルの電圧信号が入力された場合、第１動作モードで動作する。一方、ＥＥＰＲＯＭ４は、スレーブセレクト端子ＳＳ４に「Ｌ」レベルの電圧信号（第２動作モード指示信号）が入力された場合、第２動作モードで動作し、読み出したコマンドを表示素子１のコマンド入力端子ＤＩ１へ出力する。

0021

信号生成部５は、コントローラ３のＰＬＬ回路３５からクロック信号が入力されると、コマンド読み出し信号を生成してＥＥＰＲＯＭ４へ出力する。信号生成部５は、コマンド読み出し信号をＥＥＰＲＯＭ４へ出力した後に、ＥＥＰＲＯＭ４に第２動作モードで動作するよう指示する第２動作モード指示信号をＥＥＰＲＯＭ４へ出力する。

0022

信号生成部５は、順序回路の一例であるカウンタ回路（矩形波信号生成回路）５１と、ＡＮＤ回路５２と、インバータ５３、５５と、ＮＯＲ回路５４と、を有する。信号生成部５と表示素子１、ＥＥＰＲＯＭ４との間のＳＰＩ通信において、カウンタ回路５１がマスターに相当し、表示素子１およびＥＥＰＲＯＭ４がスレーブに相当する。カウンタ回路５１は、８ビットのバイナリ・カウンタから構成され、クロック端子ＣＬ５と、８つの出力端子ＴＡ〜ＴＨと、を有する。カウンタ回路５１は、周期がクロック信号の周期（基準周期）の整数倍である互いに周期が異なる８つの矩形波信号を生成する。クロック端子ＣＬ５は、コントローラ３のＰＬＬ回路３５に接続され、ＰＬＬ回路３５から出力されるクロック信号が入力される。出力端子ＴＡは、図３に示すように、クロック端子ＣＬ５に入力されるクロック信号の周期と同じ周期の矩形波信号を出力する。出力端子ＴＢ〜ＴＨは、それぞれクロック端子ＣＬ５に入力されるクロック信号の周期の２Ｎ（Ｎ＝１、２、・・・７）倍の周期の矩形波信号を出力する。

0023

インバータ５３は、その入力端がカウンタ回路５１の出力端子ＴＤに接続されている。ＡＮＤ回路５２は、その３つの入力端がカウンタ回路５１の出力端子ＴＢ、ＴＣおよびインバータ５３の出力端に接続されている。このインバータ５３とＡＮＤ回路５２とから、カウンタ回路５１で生成された３つの矩形波信号からコマンド読み出し信号を生成するコマンド読み出し信号生成回路が構成される。

0024

ＮＯＲ回路５４は、その４つの入力端がカウンタ回路５１の出力端子ＴＥ、ＴＦ、ＴＧ、ＴＨに接続され、出力端がＥＥＰＲＯＭ４のスレーブセレクト端子ＳＳ４およびインバータ５５の入力端に接続されている。このＮＯＲ回路５４は、カウンタ回路５１で生成された４つの矩形波信号からＥＥＰＲＯＭ４のスレーブセレクト端子ＳＳ４へ出力される「Ｈ」レベルの電圧信号を生成する第２動作モード指示信号生成回路に相当する。インバータ５５の出力端は、表示素子１のスレーブセレクト端子ＳＳ１に接続されている。

0025

次に、本実施の形態に係る車載表示装置の動作について図３を参照しながら説明する。まず、時刻Ｔ０において車載表示装置へ電源が投入されると、コントローラ３のＰＬＬ回路３５から信号生成部５のカウンタ回路５１へのクロック信号の入力が開始される。そうすると、カウンタ回路５１の出力端子ＴＡ〜ＴＨそれぞれからクロック信号の周期の２Ｎ（Ｎ＝０、１、２、・・・７）倍の周期の矩形波信号が出力される。時刻Ｔ０からクロック信号の８周期分に相当する時間だけ経過後の時刻Ｔ１までの間に、ＡＮＤ回路５２からＥＥＰＲＯＭ４のコマンド信号入力端子ＤＩ４へコマンド読み出し信号として２進数「００００００１１」を表す信号が入力される。その後、時刻Ｔ１からクロック信号の８周期分に相当する時間だけ経過後の時刻Ｔ２までの間に、ＡＮＤ回路５２からＥＥＰＲＯＭ４のコマンド信号入力端子ＤＩ４へ２進数「００００００００」を表す信号（読み出す番地を表す信号）が入力される。

0026

すると、ＥＥＰＲＯＭ４は、図２（Ｃ）に示す動作テーブルを参照して、アドレス「００００００００」番地の起動コマンドを読み出す動作を実行する。そして、時刻Ｔ２において、ＮＯＲ回路５４からＥＥＰＲＯＭ４のスレーブセレクト端子ＳＳ４へ「Ｌ」レベルの電圧信号が入力されると、ＥＥＰＲＯＭ４は、読み出した起動コマンドをコマンド出力端子ＤＯ４から表示素子１へ出力する。

0027

また、時刻Ｔ２において、インバータ５５から表示素子１のスレーブセレクト端子ＳＳ１へ「Ｈ」レベルの電圧信号が入力されると、表示素子１は、ＥＥＰＲＯＭ４からコマンド入力端子ＤＩ１へ入力される起動コマンドの受付が可能な状態となる。そして、表示素子１は、ＥＥＰＲＯＭ４から入力される起動コマンドを受け付けると起動する。

0028

ところで、本実施形態の比較例として、コントローラ３から表示素子１に起動コマンドが入力されたときに表示素子１が起動する構成の場合、車載表示装置で電源が投入されてからコントローラ３が起動するまでのコントローラ３の初期化等に要する時間だけ表示素子１の起動が待たされることになる。

0029

これに対して、本実施の形態に係る車載表示装置では、信号生成部５は外部からのクロック信号を受けてコマンド信号を生成してＥＥＰＲＯＭ４へ出力する。ＥＥＰＲＯＭ４はそのコマンド信号が入力されると、起動コマンドを表示素子１へ出力する。これにより、表示素子１は、車載表示装置へ電源が投入されてからコントローラ３の起動を待たずに起動することが可能となるので、車載表示装置へ電源が投入されてから表示素子が起動するまでの時間が短縮される。

0030

また、比較例として、コントローラ３と表示素子１との間に起動コマンド送信用の専用の信号線が接続され表示素子１がコントローラ３から信号線を介して起動コマンドを取得する構成が考えられる。この構成の車載表示装置の場合、コントローラ３の設置場所と表示素子１の設置場所とが離れると、その分、信号線の長さが長くなる。そうすると、信号線を介したノイズの影響により、表示素子１が起動コマンドの読み取りを失敗したりする虞がある。

0031

これに対して、本実施の形態に係る車載表示装置では、信号生成部５およびＥＥＰＲＯＭ４を表示素子１の近く、例えば同一のケース内に配置することにより、当該ケースとコントローラ３との間の信号線の本数を少なくすることができる。また、ＥＥＰＲＯＭ４と表示素子１とを接続する信号線を短縮することができる。従って、信号線を介したノイズの影響を低減できるので、表示素子１による起動コマンドの読み取りエラーの発生を抑制することができる。

0032

また、本実施の形態に係る車載表示装置では、表示素子１のコマンドの内容が変更になった場合、例えば起動コマンドが「００１００１１０」から「０００００００１」に変更になった場合でも、ＥＥＰＲＯＭ４が記憶する起動コマンドの内容を変更するだけで済む。従って、前述のコントローラ３から表示素子１に起動コマンドが入力されたときに表示素子１が起動する構成のように、コントローラ３の制御内容を表示素子１の変更後のコマンドに併せて変更する必要がない。

0033

更に、本実施の形態に係る車載表示装置では、表示素子１のコマンドの一部がＥＥＰＲＯＭ４から入力されるので、その分、コントローラ３から表示素子１へ入力すべきコマンドの数を低減することができる。従って、コントローラ３の処理負担が低減される。

0034

［変形例］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば図４に示す車載表示装置のように、専用の発振器２３４とＰＬＬ回路２３５とを備え、コントローラ３から独立して動作する信号生成部２０５を備える構成であってもよい。この車載表示装置は、２つの表示素子１、２１２を備えており、それぞれＧＤＣ２２２の映像信号出力端子ＧＯ１、ＧＯ２に接続されている。ＧＤＣ２２２は、コントローラ３から表示情報入力端子ＧＩに入力される表示情報に基づいて、映像信号出力端子ＧＯ１、ＧＯ２それぞれから映像信号を出力する。表示素子１は、ＥＥＰＲＯＭ４から入力される起動コマンドにより起動し、表示素子２１２は、コントローラ３から入力される起動コマンドにより起動する。ＥＥＰＲＯＭ４には、信号生成部２０５からコマンド読み出し信号が入力される。表示素子２１２とＧＤＣ２２２とコントローラ３とから、車両用メータ２５０が構成されている。また、表示素子１とＥＥＰＲＯＭ４と信号生成部２０５とから、ヘッドアップディスプレイ装置２６０が構成されている。

0035

ところで、従来の車両用メータと車両用メータと別体のヘッドアップディスプレイ装置とを備える構成では、２本の信号線で接続された構成が一般的であった。ここで、２本の信号線のうちの一本は、車両用メータが備えるＧＤＣからヘッドアップディスプレイ装置が備える表示素子へ映像信号を送信するための信号線であり、他の一本は、車両用メータが備えるコントローラからヘッドアップディスプレイ装置が備える表示素子にコマンドを送信するための信号線である。

0036

これに対して、図４に示す本構成によれば、車両用メータ２５０とヘッドアップディスプレイ装置２６０とが信号線１本で接続されているので、信号線の取り回しが簡易になるという利点がある。

0037

実施の形態では、ＥＥＰＲＯＭ４が起動コマンドを記憶し、表示素子１へ起動コマンドのみを出力する例について説明した。但し、これに限らず、ＥＥＰＲＯＭ４が、起動コマンドの他に表示素子１の輝度等の初期設定動作を指示する初期設定コマンドを記憶していてもよい。そして、信号生成部５が、読み出し動作に対応するオペコードと起動コマンドが格納されているアドレスとを示すコマンド信号を出力した後、読み出し動作に対応するオペコードと初期設定コマンドが格納されているアドレスとを示すコマンド信号を出力するようにしてもよい。この場合、ＥＥＰＲＯＭ４は、表示素子１へ起動コマンドを出力した後、初期設定コマンドを出力する。一方、表示素子１は、起動した後、初期設定動作を実行する。

0038

実施の形態では、カウンタ回路５１が８ビットのバイナリ・カウンタから構成される例について説明したが、これに限らず、例えばカウンタ回路５１が１６ビットのバイナリ・カウンタまたは３２ビットのバイナリ・カウンタから構成されるものであってもよい。カウンタ回路５１が１６ビットカウンタから構成される場合、信号生成部５からＥＥＰＲＯＭ４へ出力されるコマンド読み出し信号のオペコードおよびアドレスは、それぞれ１６桁の２進数で指定することが可能となる。また、カウンタ回路５１が３２ビットカウンタから構成される場合、信号生成部５からＥＥＰＲＯＭ４へ出力されるコマンド読み出し信号のオペコードおよびアドレスは、それぞれ３２桁の２進数で指定することが可能となる。

0039

１,２１２：表示素子、２,２２２：ＧＤＣ、３：コントローラ、４：ＥＥＰＲＯＭ、５,２０５：信号生成部、６：ＣＡＮ、３１：ＣＰＵ、３２：ＣＡＮインタフェース、３３：通信インタフェース、３４,２３４：発振器、３５,２３５：ＰＬＬ回路、３６：ＲＯＭ、３７：ＲＡＭ、３９：バス、５１：カウンタ回路、５２：ＡＮＤ回路、５３，５５：インバータ、５４：ＮＯＲ回路、２５０：車両用メータ、２６０：ヘッドアップディスプレイ装置、ＣＬ１，ＣＬ４，ＣＬ５：クロック端子、ＤＩ１：コマンド入力端子、ＤＩ４：コマンド信号入力端子、ＤＯ４：コマンド出力端子、ＧＩ：表示情報入力端子、ＧＯ,ＧＯ１,ＧＯ２：映像信号出力端子、ＶＩ：映像信号入力端子、ＳＳ１，ＳＳ４：スレーブセレクト端子