JPH09175232A

JPH09175232A - 車両用モニタ装置

Info

Publication number: JPH09175232A
Application number: JP7343315A
Authority: JP
Inventors: Shiro Nakatani; 史郎中谷; Hiroshi Furuta; 博古田; Tomohiro Kashima; 友弘鹿島; Yukiko Yamashita; 由紀子山下; Hidetoshi Miyaura; 英俊宮浦; Yoshio Arai; 良雄荒井
Original assignee: Niigata Engineering Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Niigata Engineering Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】列車の運転室内での表示、操作入力用タッチ
パネル付モニタ装置を日中、夜間に拘わらず見易くす
る。【解決手段】運転室の照度をフォトセンサ２７で検出
し、Ａ／Ｄ変換してＣＰＵ１０に取込み、輝度が可成り
大か、中程度か、低いかの何れのレベルにあるかを判定
し、この判定結果に応じて液晶パネル２１のバックライ
ト２５の輝度を、運転室の照度が低いと下げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は列車、自動車など
の車両内に設けられ、運転士、車掌などの乗務員に対す
る各種の表示をグラフィックディスプレイで行うと共
に、乗務員により操作されるタッチパネルを備え、バッ
クライト付きグラフィックディスプレイを備えた車両用
モニタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】列車の運転台には各種機器の状態、故障
表示、を行うモニタや運転制御を行うための各種操作入
力手段が設けられている。例えば機器の状態に対応した
電光ダイオード（ＬＥＤ）やランプなどを点灯させ、例
えば正常時には緑色を、異常時には赤色を点灯させるこ
とで接続機器の状態をモニタしている。しかしながら、
伝送機能などによりモニタ装置の規模が大きくなると、
ＬＥＤやランプで対応させることは困難となり、ＣＲＴ
や液晶パネル、ＥＬパネルなどのグラフィックディスプ
レイが必要になる。また、操作入力系についても、１対
１のスイッチでは数が膨大になり、対応が困難となるた
め、ディスプレイの表示面上にタッチパネルを設置し
て、タッチパネルの各スイッチを画面上の各画像と対応
づけ、操作内容別に画面を切替えて、各スイッチの機能
を切替えて対応している例が多い。図５にタッチパネル
付ディスプレイによるモニタ装置の操作・表示部の例を
示す。これはモニタを立ち上げた時のメニュー画面を示
している場合で、たいていのモニタ装置はこのようなメ
ニュー画面が基準になっている。図５においては画面上
に、目次、運転士、車掌、検修、運行設定、車両状態、
補正、及び画面消去の８つの画像が表示され、これがタ
ッチパネル上から見え、これら８つの画像上のタッチパ
ネルの各スイッチがそれぞれその表示像のスイッチとし
て作用する。つまり目次スイッチ（目次像上のスイッ
チ）を操作すると、各モードにおけるサブメニューの一
覧表示が画面に表われ、それぞれのスイッチによる画面
がどのような機能になっているのかを知ることができ
る。運転士スイッチは、運転士の操作に関わるスイッチ
であり、これを操作すると時刻表など運転に必要な情報
も同時に表示されるようになっている。車掌スイッチを
オンにすると、空調設定など車掌が担当する機器類の操
作や車両情報などが表示されるようになっている。運行
設定スイッチをオンにすると、行先設定、列番設定、種
別設定などを行うためのスイッチが表示される。車両状
態スイッチをオンにすると、起動確認、制動確認、など
を行うためのスイッチが表示される。

【０００３】また、補正スイッチをオンにすると、時間
設定、距離演算のための車輪径設定など細部の設定を行
うためのスイッチ表示が現われる。これらのスイッチは
各表示画面において、実際のスイッチに近い形状で、例
えば立体的にグラフィック表示される。なおタッチパネ
ルは、パネル表面にグリッド状の電極が配置され、押さ
れた（タッチされた）個所の交点座標が信号処理される
のが一般的であるが、縦横方向から赤外線をマトリック
ス状に配置し、操作の際、指がそれを遮ることにより交
点座標を処理する形式のものもある。

【０００４】現在のモニタ装置の操作・表示部はタッチ
パネルとカラー液晶パネル（ディスプレイ）という組合
せが一般的であるが、表示器（ディスプレイ）がＥＬ
（エレクトロルミネッセンス）パネルのものも一部採用
されている。旧型であるＣＲＴディスプレイは大型にな
ることや奥行がかさばること、画面の焼き付きなどの問
題があるため、最近では殆ど使用されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このカラー液晶パネル
とＥＬパネルについては、その輝度の低さが（３０〜７
０ｃｄ／ｍ³）問題となっており、特に晴天時には運転
台周囲が明るいため、表示が非常に見にくいという欠点
がある。このため、液晶パネルやＥＬパネルの照明用の
バックライトは、最大に近い輝度に固定されて使用され
ている。さらに表示を少しでも明るく見せるため、画面
はそのベース色（背景色）が白になっている。

【０００６】日中の晴天時はこれでも表示が暗く感じる
が、夜間やトンネルに入った場合には、逆に表示が明る
すぎることになり、運転士から「目にきつい」、「長く
見ていると目が痛くなる」などの苦情が出ており、引い
ては運転に支障を来すおそれもあった。従来の車両用モ
ニタ装置はこの点について全く考慮されていなかった。

【０００７】また、上記照明用のバックライトは液晶パ
ネルやＥＬパネル自体より寿命が短く（１０，０００〜
２０，０００時間）、交換が必要となる。この寿命の定
義とは、初期の輝度の１／２になる平均時間であり、ラ
ンプが切れるということではなく、輝度が徐々に低下
し、所定値以下になるということである。バックライト
の寿命が来るとモニタ装置の画面が更に暗くなるので、
日中での使用が困難になってくる。現状ではこのバック
ライトの寿命は運転士の言語情報として処理されるが、
人間の感覚であるので、人によるバラツキがある。従っ
て交換時期もまちまちであり、車両によって表示輝度に
ムラが生じているのが実状である。つまり従来の車両用
モニタ装置ではバックライトの交換基準について考慮さ
れていなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は全て、車両内
に設けられ、乗務員に対する表示を行うと共に乗務員に
より操作されるタッチパネルを備え、かつバックライト
付きグラフィックディスプレイを備えた車両用モニタ装
置を前提とする。請求項１の発明ではこのモニタ装置が
設けられた室内の照度を測定する手段と、その測定され
た照度に応じてバックライトの輝度を制御する手段とが
設けられる。

【０００９】請求項２の発明ではモニタ装置が設けられ
た室内の該照度を測定する手段と、その測定された照度
に応じてディスプレイの背景色を変化させる手段が設け
られる。請求項３の発明では請求項２の発明に対し、測
定された照度に応じてバックライトの輝度を制御する手
段も設けられる。

【００１０】請求項４の発明ではバックライトの輝度を
手動で調整する手段が設けられる。請求項５の発明では
ディスプレイの背景色を手動で調整する手段が設けられ
る。請求項６の発明では請求項１乃至５の何れかにおい
て、更に、バックライトの輝度を測定する手段と、その
バックライトの測定輝度が基準より低下した場合に、そ
のことをディスプレイに表示する手段が設けられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１Ａに請求項１の発明による実
施例を示す。つまり、この実施例はこのモニタ装置が設
けられた室内、例えば運転室の照度を検出して液晶パネ
ルのバックライトの輝度を変化させる。フォトセンサ２
７は運転室の照度を検出するものであり、例えば運転士
の目の位置の高さで左側の壁に取付けられる。

【００１２】フォトセンサ２７の種類は、本例では広範
囲の可視光に対応できるフルカラーセンサと呼ばれるも
のを使用するが、このほかにもＣｄＳ、フォトトランジ
スタ、フォトダイオードなどが考えられる。フォトセン
サ２７の検出信号（アナログ信号）は信号処理回路２６
で後処理可能な信号とされ、Ａ／Ｄコンバータ３２にて
デジタル信号に変換されてＣＰＵ１０に取込まれる。

【００１３】ＣＰＵ１０はこのモニタ装置の各種制御、
信号処理を司る中心部であり、その動作の機能はＲＯＭ
１１に格納されたプログラムを順次解読実行することで
得られる。ＲＡＭ１２は主として各種の処理におけるデ
ータを一時格納しておく部分であり、タイマ１３は、処
理におけるタイミングを司る部分である。画面表示のイ
ンターフェースについては、本例の場合ＶＧＡインター
フェース（ＶＧＡＩ／Ｆ）１４が用いられ、ＶＧＡ
Ｉ／Ｆ１４は表示内容が格納されるＶＲＡＭ１６を持
ち、さらにＶＧＡ−ＬＣＤインターフェース（ＶＧＡ−
ＬＣＤＩ／Ｆ）１７でディスプレイである液晶パネル
２１に接続されている。ＶＧＡ−ＬＣＤＩ／Ｆ１７は
ＶＧＡＩ／Ｆ１４からのＶＧＡ信号を液晶パネル２１
で表示できる信号に変換する。

【００１４】液晶パネル２１の上側にタッチパネル２２
が配置され（図１Ｂ参照）、タッチパネル２２の入力信
号は、タッチパネルインターフェース（タッチパネルＩ
／Ｆ）１８を介し、更にＩ／Ｏ１５に接続され、Ｉ／Ｏ
１５の信号はＣＰＵ１０に取り込まれて処理される。ま
た液晶パネル２１のバックライト２５は、インバータ２
３により点灯されるが、このインバータ２３をコントロ
ーラ１９で制御することで、バックライト２５の輝度を
調整することができる。コントローラ１９はＩ／Ｏ１５
に接続されている。また、インバータ２３に対する電源
２４が設けられる。通常、液晶パネル２１、タッチパネ
ル２２、バックライト２５、インバータ２３、ＶＧＡ−
ＬＣＤＩ／Ｆ１７については、図１Ｂに示すように液晶
パネル２１の裏側に組込まれ、１ユニット化される。

【００１５】次に運転室の照度により、ディスプレイの
輝度、つまりバックライト２５の輝度を制御する詳細に
ついて説明する。フォトセンサ２７は照度に応じて出力
電流のレベルが変化し、この電流が、信号処理回路２６
で電圧に変換され、この電圧信号は、Ａ／Ｄコンバータ
３２で例えば１０ビットのデジタル信号に変換される。

【００１６】一方、液晶パネル２１の輝度はバックライ
ト２５のインバータ２３を制御し、バックライト２５の
輝度を変えることにより行う。この例では、３段階の輝
度調節が可能とされてある。先ず、日中晴天時を想定し
たレベル１（最高輝度）、日中の曇天、雨天用を想定し
たレベル２（中間輝度）、そして夜間を想定したレベル
３（最低輝度）である。これらの段階調整は、ＣＰＵ１
０がＡ／Ｄコンバータ３２からの運転室照度のデジタル
信号を読み取り、ＲＯＭ１１に予め記憶されたしきい値
と比較して照度レベルを決める。例えば測定輝度が３０
００ルクス以上の場合にはレベル１に、７００〜３００
０ルクスの範囲でレベル２に、そして７００ルクス以下
の場合はレベル３にするように制御される。このような
制御をＣＰＵ１０はＩ／Ｏ１５、コントローラ１９を介
してバックライト用インバータ２３の電流制御を行って
バックライト２５の輝度を制御して行う。このように、
運転室の照度に応じて３段階にバックライト２５の輝度
調節を行うため、特に夜間での液晶パネル２１の輝度を
低下させることができ、従来の問題点を改善することが
できる。

【００１７】次に請求項２の発明の実施例では、バック
ライト２５の輝度を制御するのではなく、バックライト
２５の輝度は一定とし、画面の背景色を変化させる。こ
の場合の機能構成は、図１Ａと殆ど同じであり、コント
ローラ１９が存在しない点が異なるのみである。本例の
場合、例えば上記と同様に運転室照度レベルを３０００
ルクス以上の場合にはレベル１に、７００〜３０００ル
クスの範囲をレベル２に、そして７００ルクス以下をレ
ベル３とする。そして測定した照度がレベル１の場合に
は、画面の背景色を最大輝度が得られる白とし、レベル
２の場合には灰色とし、レベル３の場合には黒とする。
図２Ａにレベル１の場合（日中晴天時を想定）の画面例
を、図２Ｂにレベル３の場合（夜間時を想定）の画面例
を示す。図２Ｂにおいて斜線部分は一様な黒であること
を示す、この場合は図２Ａと白、黒が反転した状態にな
る。図示しないが、レベル２（日中曇天、雨天時を想
定）にはこの中間の背景色となる。

【００１８】レベルに応じた背景色としては、白、灰、
黒の無彩色に限らず、有彩色でもよく、例えば、レベル
１をアイボリー、レベル２をベージュ、レベル３を紺色
としても良い。このように測定照度レベルに応じた背景
色の変更は、ＣＰＵ１０で測定照度のレベルを判定し、
その判定結果にもとずき、表示画面の作成時にＣＰＵ１
０で行う。このように背景色の変更と共に図１Ａに示し
たように、バックライト２５の輝度調整を行うようにし
たのが請求項３の発明の実施例である。

【００１９】請求項４の発明は手動でのディスプレイ輝
度の切り換えを行うものであり、この実施例の機能構成
は外見上は図１Ａからフォトセンサ２７、信号処理回路
２６、Ａ／Ｄコンバータ３２を除いたものになる。つま
りバックライト２５の輝度の切換スイッチについてはこ
の例ではタッチパネル２２に組み込まれ、例えば「画面
輝度切換スイッチ」を液晶パネル２１の表示画面に設
け、タッチパネル２２のこの表示部分を押すことで、バ
ックライト２５の輝度が変更されるようにする。この変
更、輝度、レベルは３段階でもそれ以上でも、また２段
階でも良い。また、この輝度切換スイッチはタッチパネ
ル２２によることなく、独立したスイッチをＩ／Ｏ１５
に接続し、この輝度切換スイッチの状態をＩ／Ｏ１５を
通じてＣＰＵ１０に読み込み、ＣＰＵ１０でコントロー
ラ１９を制御して、輝度の変更をするようにしてもよ
い。

【００２０】請求項５の発明では背景色を手動で変更で
きるようにされるが、この背景色変更のため、バックラ
イト輝度変更と同様に、タッチパネル２２に例えば「画
面色切換スイッチ」を表示させ、独立したスイッチを設
け、何れの場合もそのスイッチの状態をＣＰＵ１０で読
み込み、対応した背景色にするように処理する。請求項
６の発明の実施例を図３に示す。図３において、図１Ａ
と同じ部分には同一符号を付けてある。図３においては
バックライト２５の輝度を測定するためのフォトセンサ
２９が設けられ、これは例えば図１Ｂに示すように液晶
パネル２１の反射防止フード３１の内側に取付けられ
る。フォトセンサ２９は日中では周りが明るいため、バ
ックライト２５の輝度を正しく検出できず、誤動作する
おそれがあるので、夜間に動作させる。具体的には、
「バックライト照度測定」スイッチをタッチパネル２２
又は独立に設け、このスイッチを入れた時にフォトセン
サ２９の測定を有効とする。フォトセンサ２９は運転室
照度測定用のフォトセンサ２７と同じ（フルカラーセン
サ）ものを使用できる。前記「バックライト照度測定ス
イッチ」を入れると、液晶パネル２１の画面は白色とな
り、測定モードとなる。フォトセンサ２９の出力信号
は、信号処理回路２８にて後処理可能な信号レベルとさ
れた後、Ａ／Ｄコンバータ３２にてデジタル信号に変換
されてＣＰＵ１０に取り込まれる。

【００２１】バックライト２５の寿命は、その初期の輝
度の１／２になる時間で表すのが一般的である。従っ
て、この実施例では、このモニタ装置を設置して使用し
初めた最初の夜間に前記輝度測定スイッチを入れ、バッ
クライト２５の５分間程度の輝度の平均値を読み取り、
ＲＡＭ１２に格納する。ＲＡＭ１２はＣ−ＭＯＳタイプ
で低電力であり、バッテリーによりバックアップされて
いる。通常このモニタ装置の電源を入れると、ＲＡＭ１
２は初期化リセットされるが、このバックライト輝度の
初期値（基準値として）を格納するアドレス部分は初期
化リセットがかからないように処置してある。最初に初
期値を測定すると、あとは運行日の夜ごとに輝度測定ス
イッチを入れ、バックライトの輝度を測定し、その測定
値とＲＡＭ１２内の初期値とを比較する。バックライト
２５の輝度が低下し、寿命が近づくと、測定値が前記初
期値の１／２を下回るようになり、測定値が例えば５回
連続して初期値の１／２を下回った場合、バックライト
２５は寿命が来たと判断し、その時点で液晶パネル２１
の画面に、例えば「液晶のバックライトの寿命が来まし
た。交換して下さい」の旨のメッセージを表示する。

【００２２】前述したバックライト２５の寿命検出の処
理手順の例を図４に示す、まずバックライト照度測定ス
イッチＳ_WBがオンになるのを周期的に監視し（Ｓ₁）、
ＯＮになると、液晶パネル２１の画面全面を白色表示状
態とし（Ｓ₂）、フラグＦが１かを調べ（Ｓ₃）（Ｆは
最初の初期化で０とされ、その後は１とされる）、１で
なければ、フォトセンサ２９によりバックライト２５の
輝度（照度）を測定し（Ｓ₄）、その測定値を基準Ｌ_S
としてＲＡＭ１２に格納し（Ｓ₅）、フラグＦを１とし
（Ｓ₆）、更にＫを０として終了する（Ｓ₇）。ステッ
プＳ₃でフラグＦが１であれば、つまり、最初のバック
ライト照度測定スイッチＳ_WBのオンでなければ、バック
ライト２５の輝度Ｌ_Xを測定し（Ｓ₈）、その測定輝度
Ｌ_Xが基準Ｌ_S／２より小であるかを判定し（Ｓ₉）、
小でなければ終了する。小であればＫが５であるかを判
定し（Ｓ₁₀）、５でなければＫを＋１して終了する（Ｓ
₁₁）。Ｋが５であればバックライト２５が寿命となった
ことを液晶パネル２１に表示して終了する（Ｓ₁₂）。

【００２３】なお、この他の方法として、メーカが出荷
時に液晶パネル２１を白色表示させてフォトセンサ２９
でその輝度を測定した値をＲＯＭ１１に書き込んでお
き、使用後においてフォトセンサ２９の測定値が５回連
続で前記ＲＯＭ１１に書き込まれた値の１／２になった
時点をバックライト２５の寿命と判定しても良い。バッ
クライト２５の輝度の測定は、この例のように手動によ
る以外に、運転室の照度を測定するフォトセンサ２７を
利用して、夜間を検出し、自動的に行っても良い。この
場合は例えば、フォトセンサ２７の出力が３分間の平均
値が７００ルクス以下の場合に夜間と判断し、このモニ
タ装置に接続された各種機器の異常が検出されない正常
時に、自動的に液晶パネル２１の画面を白色にして、輝
度測定用フォトセンサ２９にて測定を開始するようにす
ればよい。

【００２４】また、バックライト２５の交換について
は、メーカが行う場合もあれば、車両管理者側で行う場
合もある。従って後者の場合には、液晶パネル２１の画
面に交換の手順を図により示すことも可能である。この
場合は図４におけるステップＳ ₁₂の後にバックライト２
５の取出し手順を液晶パネル２１に表示するステップを
設ける。そうすることで現場での交換を容易にすること
ができる。

【００２５】上述ではこの発明を列車用モニタ装置とし
たが、これ以外にも屋外を走行する交通機関（例えばバ
ス、自動車など）や、日光にさらされる機器に使用され
るモニタ装置にも応用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば車
両内のモニタ装置において、特に夜間時に問題になって
いた過剰輝度による乗務員の目の疲れや目が痛い症状を
著しく緩和することができ、安全性の確保に貢献するこ
とができる。また、液晶パネルのバックライト輝度を測
定し、寿命時に画面に表示するので、従来はまちまちで
あった交換時期を的確に指示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは請求項１の発明の実施例の機能構成を示す
ブロック図、ＢはＡ中の液晶パネル２１、タッチパネル
２２を重ねたディスプレイの外観を概略的に示す図であ
る。

【図２】請求項２の発明の実施例における背景色の変化
例を示し、Ａは日中晴天時の画面、Ｂは夜間時の画面を
示す図である。

【図３】請求項６の発明の実施例を機能的に示すブロッ
ク図。

【図４】請求項６の発明の実施例におけるバックライト
の寿命検出処理手順を示す流れ図。

【図５】従来のタッチパネル付ディスプレイの代表画面
を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鹿島友弘岐阜県岐阜市長良仙田町１丁目11番地 (72)発明者山下由紀子岐阜県揖斐郡大野町大野936番地の17 (72)発明者宮浦英俊新潟県豊栄市朝日町４丁目８番７号 (72)発明者荒井良雄新潟県中蒲原郡亀田町西町５丁目５−26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両内に設けられ、乗務員に対する表示
を行うと共に乗務員により操作されるタッチパネルを備
え、かつバックライトを有するグラフィックディスプレ
イを備えた車両用モニタ装置において、上記モニタ装置が設けられた室内の照度を測定する手段
と、上記測定された照度に応じて上記バックライトの輝度を
制御する手段とを有することを特徴とする車両用モニタ
装置。
【請求項２】車両内に設けられ、乗務員に対する表示
を行うと共に乗務員により操作されるタッチパネルを備
え、バックライトを有するグラフィックディスプレイを
備えた車両用モニタ装置において、上記モニタ装置が設けられた室内の照度を測定する手段
と、上記測定された照度に応じてディスプレイの背景表示色
を変化させる手段を有することを特徴とする車両用モニ
タ装置。
【請求項３】上記測定された照度に応じて上記バック
ライトの輝度を制御する手段を有することを特徴とする
請求項２記載の車両用モニタ装置。
【請求項４】車両内に設けられ、乗務員に対する表示
を行うと共に乗務員により操作されるタッチパネルを備
え、バックライトを有するグラフィックディスプレイを
備えた車両用モニタ装置において、上記バックライトの輝度を手動で調整する手段を有する
ことを特徴とする車両用モニタ装置。
【請求項５】車両内に設けられ、乗務員に対する表示
を行うと共に乗務員により操作されるタッチパネルを備
え、バックライトを有するグラフィックディスプレイを
備えた車両用モニタ装置において、上記ディスプレイの背景表示色を手動で変化させる手段
を有することを特徴とする車両用モニタ装置。
【請求項６】上記バックライトの輝度を測定する手段
と、上記測定したバックライトの輝度が基準に対し所定
値以下になるとこれを検出して上記ディスプレイにその
旨を表示する手段を有することを特徴とする請求項１乃
至５の何れかに記載の車両用モニタ装置。