JP2010191288A - 表示制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーの意思を判定し、表示手段の表示態様を変化させる表示制御装置を提供する。
【解決手段】画像を表示する、タッチパネル２２が設けられた液晶パネル２０の表示制御を行う表示制御装置において、液晶パネル２０にユーザーの手が接近したことを検知するフォトセンサ３を液晶パネル２０の近傍に設ける。そして、フォトセンサ３がユーザーの手の接近を検知した場合、液晶パネル２０の表示態様、例えば画面の発光輝度又は表示画面の内容を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を表示する表示手段の表示制御を行う表示制御装置に関する。

近年、カーナビゲーション装置の普及によりタッチパネル式のディスプレイを搭載した車両が増加している。これに伴い、ディスプレイの視認性、又はタッチパネルの操作性を向上するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、周囲の明るさを検出して、明るさによってディスプレイの輝度を変化させる輝度調整装置が開示されている。特許文献１により、例えば、夜間に周囲が暗くなったときにディスプレイの輝度を低下させる等、常に適した輝度で表示させることで、ディスプレイの視認性を向上させることが可能となっている。

特開昭６２−２４９５７１号公報

ところで、ユーザーの中には、走行中のディスプレイの表示が目障りと感じ、走行中にディスプレイの表示をオフにする場合がある。また、ディスプレイの種類によっては、一定時間操作されなかった場合に画面が自動的にオフとなる、又は、操作とは無関係な画面、例えばデジタル時計が表示される場合がある。このような場合、ユーザーは、ディスプレイを視認するとき、又はタッチパネルで操作するときには、ディスプレイをオンにする操作又は、操作画面を表示させる操作等を行う必要がある。このような操作を行うことで、ユーザーが運転中であれば運転操作に支障を来すおそれがある。このため、タッチパネル式のディスプレイの表示をスムーズに切り替えることで、操作性を向上させることが望まれている。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ユーザーの意思を判定し、表示手段の表示態様を変化させる表示制御装置を提供することにある。

本発明に係る表示制御装置は、画像を表示する表示手段の表示制御を行う表示制御装置において、所定範囲内に物体が接近したことを検知する検知手段と、該検知手段が物体の接近を検知した場合、前記表示手段の表示態様を変更する表示変更手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、所定範囲内に物体が接近した場合に、表示手段の表示態様を変更する。所定範囲内とは、表示手段の近傍であってもよいし、別の領域であってもよい。また、物体とは、例えばユーザーの手等である。表示態様の変更とは、色彩、輝度、濃度又は表示内容等を変更することである。即ち、ユーザーは、手を表示手段等に近づけるだけで、表示手段の表示態様を変えることができる。これにより、例えば表示手段に表示される機器の操作画面に従い、機器を操作する場合、機器の操作とは関係のない画像、例えば時計画像が表示されているときに、ユーザーは、手を表示手段に近づけることで、機器の操作画面などを表示させることができる。そして、ユーザーは、スムーズに機器の操作を行うことができる。

本発明に係る表示制御装置は、前記表示変更手段は、前記表示手段の輝度を変更するようにしてあることをさらに備えることを特徴とする。

本発明においては、ユーザーは、手などを表示手段等に近づけることで、表示手段の輝度を変更することができる。これにより、表示手段の視認性を向上させることができる。

本発明に係る表示制御装置は、前記検知手段は、発光手段と、該発光手段の光を物体が反射した方向からの光を受ける受光手段とを有し、前記受光手段の受光量に基づいて、物体の接近を検知するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、発光方向から受けた光は、発光手段が発した光が物体に反射した光である可能性があるため、受光量に基づいて物体の接近を検知する。即ち、反射型フォトセンサを用いて物体の接近を検知する。反射型フォトセンサを用いることで、設置場所を大きく設けることなく、簡単に設置することができる。

本発明に係る表示制御装置は、周囲の明るさを検出する検出手段をさらに備え、前記検知手段は、受光量及び前記検出手段が検出した明るさに基づいて、物体の接近を検知するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、発光量及び受光量に基づいて物体の接近を検知する場合に、周囲の照度を含めた検知を行う。発光方向から受けた光は、太陽光又は電灯光である場合があるため、周囲の照度を含めて検知を行うことで、より正確な物体の接近の検知を行うことができる。

本発明に係る表示制御装置は、前記検出手段は、前記発光手段が消灯しているときの前記受光手段の受光量に基づいて、明るさを検知するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、発光手段がオフの場合の受光量に基づいて、照度を検知する。発光手段がオフの場合、物体からの反射光を受光することがないため、発光手段がオフ時に受けた光は、太陽光又は電灯光である。従って、そのとき受けた受光量に基づいて周囲の照度を検知することが可能となる。これにより、照度センサ等を別途設ける必要がなくなる。

本発明に係る表示制御装置は、前記表示変更手段は、前記検出手段が検出した明るさに基づいて、前記表示手段の輝度を変更するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、周囲の照度に基づいて表示手段の輝度を変更することで、表示手段の視認性を向上させることができる。

本発明に係る表示制御装置は、前記表示変更手段は、前記表示手段の表示態様を、車載機器を操作するための操作画面に変更するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、物体が接近したときに操作画面に変更することで、ユーザーは、例えば表示手段に手を近付けることで操作画面を表示できるため、車載機器の操作にスムーズに移ることができる。

本発明に係る表示制御装置は、前記発光手段及び受光手段は、赤外線光を発光及び受光する構成としてあることを特徴とする。

本発明においては、シンプルな構成とすることができる。

本発明に係る表示制御装置は、前記検知手段が検知する物体は、手であることを特徴とする。

本発明においては、手を近付けるだけで、表示態様を変更することができる。

本発明は、所定範囲内に物体が接近した場合に、表示手段の表示態様を変更する。所定範囲内とは、表示手段の近傍であってもよいし、別の領域であってもよい。また、物体とは、例えばユーザーの手等である。表示態様の変更とは、色彩、輝度、濃度又は表示内容等を変更することである。即ち、ユーザーは、手を表示手段等に近づけるだけで、表示手段の表示態様を変えることができる。これにより、例えば表示手段に表示される機器の操作画面に従い、機器を操作する場合、機器の操作とは関係のない画像、例えば時計画像が表示されているときに、ユーザーは、手を表示手段に近づけることで、機器の操作画面などを表示させることができる。そして、ユーザーは、スムーズに機器の操作を行うことができる。

本実施形態に係る液晶表示装置の一部を模式的に示す図である。 フォトセンサの構成を模式的に示す図である。 液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。 液晶パネル及びバックライトの構成を模式的に示す概略図である。 外光がない場合におけるフォトセンサの発光強度及び受光強度の関係を模式的に示す図であり、（ａ）はユーザーの手が接近していない場合であり、（ｂ）は接近した手を検知する場合、（ｃ）は接近した手を検知しない場合である。 外光がある場合におけるフォトセンサの発光強度及び受光強度の関係を模式的に示す図であり、（ａ）はフォトセンサの近傍に物体がない場合であり、（ｂ）は物体がある場合でフォトセンサから近い場合、（ｃ）は物体がある場合でフォトセンサから遠い場合である。 表示制御装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る表示制御装置は、車両に搭載された液晶ディスプレイの表示制御を行うものとして説明する。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の一部を模式的に示す図である。液晶表示装置は、例えば運転者席又は助手席から視認可能に車両のセンターコンソールパネルに設けられた液晶パネル２０を備えている。液晶パネル２０の背面には、バックライト２１が設けられており、液晶表示装置は、バックライト２１からの光を利用して、カーナビゲーション装置又はオーディオ装置等の車載機器の操作画面を液晶パネル２０に表示する。

液晶パネル２０の画面上には、タッチパネル２２が貼り付けられている。運転者及び同乗者（以下、ユーザーと言う）等は、液晶パネル２０に表示される操作画面を視認しながらタッチパネル２２を押圧操作することで、操作画面に対応する車載機器を操作できるようになっている。

本実施形態では、ユーザーが一定時間タッチパネル２２の操作を行っていない場合、又は、ユーザーが特定の操作を行った場合、液晶表示装置は、操作画面以外の画像を液晶パネル２０に表示する、液晶パネル２０全体を黒表示にする、若しくは、消費電力を低減するためにバックライト２１の発光輝度を下げる。操作画面以外の画像とは、例えば時計画像、又はアニメーション画像等であり、車載機器を操作する画面とは無関係の画面である。

タッチパネル２２等の下方には、フォトセンサ（検知手段、検出手段）３が設けられている。フォトセンサ３は、反射型フォトセンサであって、タッチパネル２２への物体の接近を検知する。物体とは、タッチパネル２２を操作するユーザーの手である。

図２は、フォトセンサ３の構成を模式的に示す図である。フォトセンサ３は、発光素子（発光手段）３１及び受光素子（受光手段）３２を備えている。発光素子３１は、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）であって、受光素子３２は、発光素子３１からの光がユーザーの手に反射した反射光を受光する。ユーザーの手がフォトセンサ３に接近していなければ、発光素子３１からの光は反射しないため、受光素子３２は、反射光を受光することはない。従って、受光素子３２が反射光を受光することで、ユーザーの手がタッチパネル２２に接近したことを検知することができる。

なお、受光素子３２は、反射光だけでなく、車両外から射しこまれる光、又は室内灯の光（以下、総称して外光と言う）も受光する。このため、外光による影響を低減するために、受光素子３２は、図２に示すように、フォトセンサ３が設置されたパネル表面より内側に位置するように設けることが好ましい。

フォトセンサ３が物体の接近を検知した場合、液晶表示装置は、液晶パネル２０の表示内容又はバックライト２１の発光輝度を変更する。具体的には、上述した操作画面以外の画像を表示している場合、又は画面全体を黒表示としている場合、液晶表示装置は、ユーザーの手の接近を検知したときに、操作画面を液晶パネル２０に表示する。これにより、ユーザーは、タッチパネル２２から操作したい場合、タッチパネル２２に手を近づけるだけで、操作画面が表示されるため、車載機器の操作性が向上する。また、バックライト２２の発光輝度を下げている場合、液晶表示装置は、ユーザーの手を検知したときに、輝度を上げ、液晶パネル２０の視認性を向上させる。

図３は、液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。液晶表示装置は、上述の液晶パネル２０、バックライト２１及びタッチパネル２２と、それぞれを駆動制御する表示制御装置１とを備えている。なお、液晶パネル２０及びバックライト２１等は、液晶表示装置１が備えていてもよいし、他の機器の液晶パネル２０を利用する構成であってもよい。

表示制御装置１は、制御部（表示変更手段）２、フォトセンサ３、入力部４及び出力部５を備えている。制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等からなるマイクロコンピュータを有し、表示制御装置１が有する各部、及び液晶パネル２０等の駆動制御を行う。

フォトセンサ３は、上述したように、発光素子３１及び受光素子３２を備えている。発光素子３１は、制御部２によりＰＷＭ制御が行われる。発光素子３１は、ＰＷＭ制御されることで高速に点滅する。そして、発光素子３１の点滅に従って受光素子３２が光を受光した場合に、ユーザーの手がタッチパネル２２に接近したことが検知される。なお、受光素子３２は、反射光だけでなく外光も受光するため、発光素子３１の発光強度及び受光素子３２の受光強度に基づいてユーザーの手の接近検知が行われる。フォトセンサ３によるユーザーの手の接近検知方法については後述する。

また、発光素子３１の発光強度及び受光素子３２の受光強度に基づいて、周囲の照度検出が行われる。具体的には、発光素子３１が発光していない場合、受光強度が「０」でなく、所定値より大きいときには、周囲は明るいと判定される。この場合、バックライト２１の発光輝度を上げる。受光強度が「０」、又は所定値より小さいときには、周囲は暗いと判定される。この場合、バックライト２１の発光輝度を下げる。このように、周囲の照度によってバックライト２１の発光輝度を変更することで、液晶パネル２０の視認性を向上させることができる。

入力部４は、ユーザーが押圧操作することでタッチパネル２２から出力される信号を受信する。出力部５は、液晶パネル２０の表示制御及びバックライト２１の発光制御を行う。

図４は、液晶パネル２０及びバックライト２１の構成を模式的に示す概略図である。バックライト２１は、液晶パネル２０の背面側に配置されている。液晶パネル２０は、バックライト２１からの光を利用して画像を表示する。バックライト２１は、複数のＬＥＤ２１Ｌにより構成されている。ＬＥＤ２１Ｌは、液晶パネル２０と平行な３列の層に分かれ、列方向に垂直な方向から見た場合、重合しないように設けられ各層に設けられている。

複数の層にＬＥＤ２１Ｌを分けてバックライト２１を構成することで、バックライト２１の発光輝度の制御が簡単となり、液晶パネル２０の消費電力を低減しやすくなる。例えば、液晶パネル２０の輝度を下げる場合、バックライト２１の１列のＬＥＤ２１Ｌのみを発光させる。１列あたりの消費電力が０．６Ｗとした場合、３列全てを発光させたとき、バックライト２１の消費電力は１．８Ｗとなる。従って、１列のＬＥＤ２１Ｌのみを発光させた場合、約１．２Ｗの消費電力を低減させることが可能となる。なお、各ＬＥＤは、Ｄｕｔｙ比が変更されて点灯時間が調整される。

次に、フォトセンサ３によるユーザーの手の接近検知方法について説明する。

図５は、外光がない場合におけるフォトセンサ３の発光強度及び受光強度の関係を模式的に示す図であり、（ａ）はユーザーの手が接近していない場合であり、（ｂ）は接近した手を検知する場合、（ｃ）は接近した手を検知しない場合である。各図において、上図は発光素子３１の発光強度を示し、下図は受光素子３２の受光強度を示す。また、下図の点線は、ユーザーの手の接近を判定する受光強度の閾値である。具体的には、受光強度が閾値以上である場合にユーザーの手が接近していると判定し、閾値以下である場合は接近していると判定しない。

発光素子３１はＰＷＭ制御されるため、発光強度は、図５に示すように、パルス状となる。このとき、タッチパネル２２にユーザーの手が接近していない場合、反射光は存在しないため、受光強度は「０」となる（図５（ａ））。タッチパネル２２にユーザーの手が接近した場合、受光素子３２は、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、発光素子３１の発光と略同じタイミングで反射光を受光する。また、ユーザーの手が接近した場合でも、フォトセンサ３とユーザーの手との距離によって受光強度は変化する。距離が近い場合は、受光強度は大きくなる（図５（ｂ））。一方、距離が遠い場合は、受光強度は小さくなる（図５（ｃ））。受光強度が閾値より小さいとき、距離が遠い、即ち、ユーザーの手はフォトセンサ３から離れ過ぎていると判定され、ユーザーの手は接近していないと判定される。

図６は、外光がある場合におけるフォトセンサ３の発光強度及び受光強度の関係を模式的に示す図であり、（ａ）はフォトセンサ３の近傍に物体がない場合であり、（ｂ）は物体がある場合でフォトセンサ３から近い場合、（ｃ）は物体がある場合でフォトセンサ３から遠い場合である。

フォトセンサ３の近傍に物体がない場合、反射光は存在しないが、受光素子３２は、外光を受光するため、発光素子３１からの発光の有無に拘わらず、一定の光を受光する（図６（ａ））。タッチパネル２２にユーザーの手が接近した場合、受光素子３２は、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、発光素子３１の発光と略同じタイミングで反射光を受光する。また、フォトセンサ３とユーザーの手との距離が近い場合は、ユーザーの手に外光が遮られることにより外光の影響はなくなり、受光強度は、図５（ｂ）と略同じになる（図６（ｂ））。一方、フォトセンサ３とユーザーの手との距離が遠い場合は、外光の影響を受け、かつ、受光強度は小さくなる（図６（ｃ））。受光強度が閾値より小さいとき、距離が遠い、即ち、ユーザーの手はフォトセンサ３から離れ過ぎていると判定され、ユーザーの手は接近していないと判定される。

なお、外光がある場合、ユーザーの手の接近を判定する閾値は、発光素子３１が消灯しているときの受光素子３２が受ける外光の受光量に基づいて変更される。これにより、反射光でなく外光のみを受けたときにユーザーの手が接近したと判定する誤検出を抑制することができる。

次に、上述のように構成された液晶表示装置の動作について説明する。図７は、表示制御装置の制御部２が実行する処理を示すフローチャートである。

制御部２は、周囲の照度を検出する（Ｓ１）。具体的には、制御部２は、フォトセンサ３の発光素子３１を発光しない状態で受光素子３２から受光強度を取得する。発光素子３１が発光しない場合、受光素子３２は外光のみ受光するため、制御部２は、受光強度が所定値以上である場合、周囲が明るいと判定し、所定値以下である場合、周囲が暗いと判定する。

制御部２は、検出した照度に基づいて、バックライト２１の発光輝度を制御する（Ｓ２）。周囲の照度によってバックライト２１の発光輝度を変更することで、液晶パネル２０の視認性を向上させることができる。次に、制御部２は、一定時間タッチパネル２２が押圧操作されていないか否かを判定する（Ｓ３）。一定時間内に押圧操作されている場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御部２は、本処理を終了する。

一定時間押圧操作されていない場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部２は、液晶パネル２０の表示内容、又はバックライト２１の発光輝度の切替制御を行う（Ｓ４）。具体的には、制御部２は、操作画面以外の画像を液晶パネル２０に表示する、液晶パネル２０全体を黒表示にする、若しくは、消費電力を低減するためにバックライト２１の発光輝度を下げる。なお、Ｓ３においてユーザーが特定の操作を行った場合に、Ｓ４の処理を実行するようにしてもよい。

次に、制御部２は、フォトセンサ３の発光素子３１のＰＷＭ制御を行い（Ｓ５）、受光素子３２が反射光を受光したか否かを判定する（Ｓ６）。このとき、制御部２は、Ｓ１で検出した周囲の照度を考慮して判定する。具体的には、図６（ａ）に示すように、外光がある場合、受光素子３２は、反射光が存在しなくても外光を受光する。従って、制御部２は、受光素子３２が受光していても、外光を受光し、反射光は受光していないと判定する。

反射光を受光していない場合（Ｓ６：ＮＯ）、制御部２は、Ｓ６の処理を繰り返す。反射光を受光した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、制御部２は、受光強度が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ７）。所定値以上でない場合（Ｓ７：ＮＯ）、制御部２は、図６で説明したように、ユーザーの手はフォトセンサ３から離れ過ぎており、ユーザーの手は接近していないと判定し、処理をＳ６に戻す。

所定値以上である場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部２は、タッチパネル２１にユーザーの手が接近したことを検知する（Ｓ８）。そして、制御部２は、Ｓ４で行った切替制御前の状態に戻す（Ｓ９）。具体的には、制御部２は、液晶パネル２０に操作画面を表示する、又は、バックライト２１の発光輝度を上げる。その後、制御部２は、本処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、ユーザーの手が液晶パネル２０に接近した場合に、液晶パネル２０の表示態様、例えば、発光輝度又は表示画面を変更する。これにより、例えば液晶パネル２０に表示される操作画面に従い、車載機器を操作する場合、機器の操作とは関係のない画像、例えば時計画像が表示されているときに、ユーザーは、手を液晶パネル２０に近づけることで、機器の操作画面などを表示させることができる。そして、ユーザーは、スムーズに機器の操作を行うことができる。なお、変更する液晶パネル２０の表示態様は、画面の色彩又は濃度であってもよい。

以上、本発明の好適な一実施の形態について、具体的に説明したが、各構成及び動作等は適宜変更可能であって、上述の実施の形態に限定されることはない。

１ 表示制御装置
３ フォトセンサ（検知手段、検出手段）
２０ 液晶パネル
２１ バックライト
２２ タッチパネル

Claims (9)

1. 画像を表示する表示手段の表示制御を行う表示制御装置において、
   所定範囲内に物体が接近したことを検知する検知手段と、
   該検知手段が物体の接近を検知した場合、前記表示手段の表示態様を変更する表示変更手段と
   を備えることを特徴とする表示制御装置。
2. 前記表示変更手段は、
   前記表示手段の輝度を変更するようにしてあること
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
3. 前記検知手段は、
   発光手段と、
   該発光手段の光を物体が反射した方向からの光を受ける受光手段と
   を有し、
   前記受光手段の受光量に基づいて、物体の接近を検知するようにしてある
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示制御装置。
4. 周囲の明るさを検出する検出手段
   をさらに備え、
   前記検知手段は、
   受光量及び前記検出手段が検出した明るさに基づいて、物体の接近を検知するようにしてある
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示制御装置。
5. 前記検出手段は、
   前記発光手段が消灯しているときの前記受光手段の受光量に基づいて、明るさを検知するようにしてある
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の表示制御装置。
6. 前記表示変更手段は、
   前記検出手段が検出した明るさに基づいて、前記表示手段の輝度を変更するようにしてある
   ことを特徴とする請求項２から５の何れか一つに記載の表示制御装置。
7. 前記表示変更手段は、
   前記表示手段の表示態様を、車載機器を操作するための操作画面に変更するようにしてある
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか一つに記載の表示制御装置。
8. 前記発光手段及び受光手段は、
   赤外線光を発光及び受光する構成としてある
   ことを特徴とする請求項３から７の何れか一つに記載の表示制御装置。
9. 前記検知手段が検知する物体は、手であることを特徴とする請求項１から８の何れか一つに記載の表示制御装置。

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