(57)【要約】【課題】浴室などの環境下でのテレビ視聴において画面上に水滴や泡等が付着すると、これらの付着物によりテレビ視聴が妨げられる。【解決手段】付着物及び該付着物の略付着位置を検出するセンサ部と、前記センサ部に対して振動を伝達する励振部と、前記センサ部と励振部の後方に表示部を備える表示装置とする。これにより、表示部前面に付着した付着物が、センサ部によりその付着領域を特定され、例振部により付着物が除去されることとなる。【選択図】図１
2010016508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付着物及び該付着物の略付着位置を検出するセンサ部と、
前記センサ部に対して振動を伝達する励振部とを備えたことを特徴とする水滴除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水滴除去装置において、
前記センサ部を複数の領域に分割し、該領域毎に付着物を検出することを特徴とする水滴除去装置。
【請求項３】
請求項１に記載の水滴除去装置において、
前記励振部は複数の素子から構成され、該素子部は前記センサ部にそれぞれ独立に振動を伝達することを特徴とする水滴除去装置。
【請求項４】
請求項１に記載の水滴除去装置において、
前記センサ部からの検出信号の大きさに応じて、該検出信号の種類を識別するレベル判定部を備えることを特徴とする水滴除去装置。
【請求項５】
請求項３に記載の水滴除去装置において、
前記励振部は付着物が付着するセンサ部の領域に応じて該励振部の素子を選択し、該素子によりセンサ部に振動を伝達させることを特徴とする水滴除去装置。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の水滴除去装置において、
前記センサ部は、静電容量変化により付着部を検出することを特徴とする水滴除去装置。
【請求項７】
請求項６に記載の水滴除去装置において、
前記励振部は、前記センサ部の静電容量変化の大きさによって、振動振幅又は振動数の少なくとも一方を制御することを特徴とする水滴除去装置。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載の水滴除去装置において、
前記励振部は圧電振動素子を用いたことを特徴とする水滴除去装置。
【請求項９】
前記センサ部後方に情報を表示する情報表示部と、
請求項１乃至８に記載の水滴除去装置とを具備する表示装置において、
前記センサ部は略透明であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビやパソコンなどの映像情報端末において表示画面に付着した水滴を自動的に除去する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２００６年４月より地上デジタルの部分受信サービス、通称ワンセグ放送が東名阪で開始され、その後順調に全国にサービスが普及しつつある。このワンセグ放送の特長として、小型の受信端末でいつでもどこでもテレビ番組が視聴できることが第一に挙げられる。具体例として、従来ならば室内のテレビでしか安定した視聴ができなかったテレビ放送が携帯電話などで移動している自動車や電車の中や駅や街角などの様々な場所での受信が可能となった。また最新のユーザ調査によれば個人の部屋や浴室、キッチンなどでのパーソナルユースの視聴形態が増加しつつあり、デジタル化したことによってテレビ視聴のライフスタイルが大きく変化しつつある。
【０００３】
この利用シーンの拡大の中で、最近発売されているワンセグ携帯端末やモバイルテレビ端末において、宅内でのパーソナルユースの視聴形態にフォーカスし浴室やキッチンといった場所での利用を想定した防水タイプのものが増加しつつある。特に浴室は高温多湿な環境で湯水を使用するため、これらの端末の表示画面が曇ったり、水滴がついたりしやすい。そのためユーザはこれらの水滴がつかないように設置場所を工夫したり、水沫によって画面に水滴が付着したりすればそのつど拭き取るなどの対応が必要であった。ユーザがテレビ番組を楽しむためには表示画面上に付着した水滴は自動的に取り除くことができるのが望ましい。
【０００４】
このような水滴付着の検出や除去を行うための技術としての先行事例として以下のような技術がある。まず水滴検出技術として広く検討されてきたのが自動車における雨滴検出である。その目的はワイパーの自動動作制御や車外ミラーやランプの水滴の除去である。特許文献１は、水滴付着を静電気容量の変化により検出する検知電極部と発振回路、積分回路を備えた水滴検知センサであって、車のワイパーなどの制御対象を自動的に駆動し、水滴付着を確実に検知する技術である。特許文献２は、付着したガラス面の水滴を除去するための水滴除去装置であって、車や車両のミラー、窓ガラス、レンズ等の水滴付着に対して迅速に該水滴を除去せしめるもので、水滴検知センサと高周波発生装置、制御装置からなり高周波用スピーカにて除去することを特徴とする技術である。
【特許文献１】特開昭６１−１８２５６７号公報
【特許文献２】特開平８−２９５２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１又は２に記載の発明では、水滴検出や除去技術が自動車におけるワイパー動作制御や車外ミラー等に付着した水滴除去に関する技術であり、テレビ受像機の画面に付着した水滴に対して検討されたものではない。さらに特許文献１では水滴除去を自動的に行う技術については触れられていない。特許文献２では自動車のミラーやランプに付着した雨滴を人間にとって非可聴域の高周波用スピーカにより除去する技術について説明されているが、テレビ受信機での適応は全く想定されていない。
【０００６】
浴室やキッチンといった場所でのテレビ視聴では、その利用環境条件から画面上に水滴が付着して曇ったり、あるいは水滴だけでなく石鹸や洗剤の泡が付着したりして画面が見にくくなることが起こりやすい。そしてこれらの水滴等は視聴の妨げとなってしまう。一方、ユーザが水滴を除去しようとしてもユーザ自身の手が濡れていたり、洗い物をして手がふさがっていたりしてすぐには対応できず、そのままの状態で視聴を継続するか、作業を一旦中断して拭き取らなければならないという課題があった。
【０００７】
本発明では、浴室やキッチンでのテレビ視聴において、テレビ画面に付着する水滴や泡をユーザが拭き取ることなく自動的に水滴を除去できる技術を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の水滴除去装置は、付着物及び該付着物の略付着位置を検出するセンサ部と、
前記センサ部に対して振動を伝達する励振部とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
なお、センサ部は複数の領域に分割して、領域毎に付着物を検出することが好適である。この場合、付着物が付着した領域をより高精度に検出することが可能となる。
【００１０】
なお、励振部は複数の励振素子から構成し、励振素子をそれぞれ独立に振動させることが好適である。この場合には、付着物が付着した領域のみを励振させることが可能となり、より高精度に付着物の除去をすることが可能となる。
【００１１】
なお、センサ部からの検出信号の大きさを判定して、検出信号の種類を識別するレベル判定部を備えることが好適である。この場合には、付着物の大きさ等を検出することが可能となり、より高精度に付着物の種類等を識別することが可能となる。
【００１２】
また、励振部は付着物が付着するセンサ部の領域に応じて、振動される励振部の素子を選択し、該素子によりセンサ部に振動を伝達させることが好適である。
【００１３】
また、励振部はセンサ部の静電容量等の検出値の大きさの変化によって、励振部の振動振幅又は振動数の少なくとも一方を変化させてもよい。
【００１４】
これらの場合には、より効率的に付着物を除去することが可能となる。
【００１５】
また、センサ部を透過性のあるものとし、その後方に情報表示部を設けることで、本発明は表示装置としても実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば浴室やキッチンでテレビ視聴をしている状態で画面に水滴や泡が付着した場合に、画面表面に設置した静電容量検出型水滴検出装置で水滴の付着を検出し、その検出位置に対して画面周囲に設置した振動素子を選択的に制御することにより水滴に対して微小振動を伝え、重力を利用して水滴を下方に移動させて取り除くことができる。その結果、ユーザはテレビ画面上に付着しやすい水滴を気にすることなくテレビ視聴できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における水滴除去機能を備えた表示装置の基本構造を示したものである。１０１は映像表示部、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆは励振部、１０３は静電容量変化検出センサ部である。
【００１８】
映像表示部１０１はユーザ等に情報を表示する表示機能持つものである。具体的には液晶パネル、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＳＥＤ（表面伝導型電子放出素子ディスプレイ）等様々な表示デバイスを用いることが可能である。
【００１９】
励振部１０２ａ〜１０２ｆは、当該励振部の前面に設置されたパネル等を振動させるものである。励振部は、例えば圧電振動素子等で構成することが可能である。
【００２０】
センサ部１０３は、平面状であり前記映像表示部１０１や励振部１０２ａ〜１０２ｆの前面に設置されるものである。センサ部１０３は、該センサ部に付着した水滴等を検出するものである。例えば、静電容量の変化を検出する原理を用いて、センサ部１０３に水滴等が付着したこと、及びその略付着位置を検出することが可能である。なお、このセンサ部１０３は後部の映像表示部１０１で描画される各種の情報をユーザが知覚できる必要があるため、ある程度の透過率（透明性）を持つ必要がある。上記の要件を満たすものとして、既存のタッチパネルセンサを本実施の形態において用いることも可能である。本実施の形態では、以下説明のため、センサ部１０３は静電容量変化検出型のセンサであるとして記載する。
【００２１】
図１の基本構成を前面から見た場合の模式図が図２である。センサ部１０３は透明であるため、背面にある液晶パネルの映像が透けて見える。そして液晶パネルの映像を妨げないように６個の励振部１０２が取り囲むように配置されている。ここで、励振部１０２の長さで液晶パネル画面を縦横２分割にして図示するように領域１〜４とする。
【００２２】
また図３は本実施の形態における表示装置の動作制御に関するシステム構成を示したものである。図３において、１０３はセンサ部、３０１は座標演算部、３０２は励振動作制御部、１０２ａ〜１０２ｆは励振部である。
【００２３】
図４は、センサ部１０３の領域１に水滴４０１が付着した状態を示した模式図である。センサ部１０３は水滴４０１が付着したことにより領域１での静電容量の変化を検出し、その変化量ΔＣを座標演算部３０１に送る。センサ部１０３の出力インターフェースは検
出面をメッシュ状に縦横４分割してそれぞれのメッシュ領域におけるｘ座標、ｙ座標に対して静電容量の情報を図５に示すように出力Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ４を順次座標演算部３０１に送る。
【００２４】
座標演算部３０１では、これらの出力データから定常状態からの偏差ΔＣを算出し、そ
の変化の大きさから水滴の大きさ、また変化のあった出力チャンネルから水滴の位置情報の演算を行う。図５の場合は、Ｘ２出力とＹ２の出力でΔＣが検出されたので、（Ｘ２、Ｙ２）の位置に水滴があることがわかる。そして座標演算部３０１はセンサ部１０３の検出面のメッシュ座標（Ｘ２、Ｙ２）から水滴４０１は図２に示す画面上の領域１の左上方に位置していると判定される。
【００２５】
次にこの座標演算部３０１からの情報をもとに励振動作制御部３０２は、水滴を除去するために励振部１０２ａ〜１０２ｆの動作制御を行う。図４において水滴４０１が領域１に付着しているので、励振動作制御部３０２は励振部１０２ａを振動させて、その振動をセンサ部１０３を伝達媒体として水滴４０１に伝える。この微小振動によって、水滴４０１には運動エネルギーが注入されることになり、重力の作用によって下方に移動することになる。さらに領域１に対して励振部１０２ｅも合わせて振動させ水滴に振動を伝えると図４で左方向に力が働くので水滴４０１はそれぞれの作用のベクトル合成となって左斜め下方向に向かって移動することになる。
【００２６】
図６は上記動作を行った結果、水滴４０１が領域１から領域２に移動した状態を示している。水滴４０１が移動して領域をまたぐとその状態をセンサ部１０３がその状態変化をとらえ励振動作制御部３０２に情報を伝える。励振動作制御部３０２は水平方向の励振部を１０２ｅから１０２ｆに切り替えて効率よく移動させるための振動を水滴４０１に伝えることができる。
【００２７】
また励振動作制御部３０２は、静電容量の変化量ΔＣに応じて、振動振幅と振動数の振
幅の制御も行う。具体的にはΔＣの大きさに応じて振動振幅を大きくする、水滴が移動し始めると振動振幅を小さくする、励振部から水滴付着位置が遠い場合には振動振幅を大きくするなどの制御である。図７（ａ）にΔＣと振動振幅の制御方法の例を示す。また振動数については図７（ｂ）に示すように小さな水滴に対しては振動数を高くするなどの制御である。
【００２８】
以上のような一連の動作によって、センサ部１０３上に付着した水滴、正確には液晶パネル前面に設置されたセンサ部１０３の検出面に付着した水滴は自動的に画面上から取り除くことができる。
【００２９】
なお第１の実施の形態では、センサ部１０３を２×２の領域に分割して説明したが、分割の方法はこれに限定するものではない。より細かく制御する場合等には、分割の数を増やして、水滴の位置情報の精度をあげてもよい。また、センサ部１０３の分割は、均等分割に限定するものではない。例えば、センサ部１０３の下部に水滴が比較的溜まりやすい（付着しやすい）等のことから、映像表示部１０１の下部に該当する部分のセンサを大きく、上部を小さくしてもよい。また、映像表示部１０１、センサ部１０３の形状は四角形に限定されるものではなく、他の形状（略円形、三角形等）でもよい。
【００３０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図面を用いて説明する。図８において、８０１はセンサ部、８０２ａ〜８０２ｇは励振部、８０３ａ、８０３ｂは水滴である。
【００３１】
本実施の形態の表示装置と実施の形態１の表示装置との違いは、励振部をｘ座標方向に３個並べ、静電容量変化検出センサ８０１の検出面を６つの領域に分けている点である。映像表示部（図示せず）、励振部、センサ部の配置構成は図１に示したものと同じであり、また制御系のブロック図も図３と励振部の数が異なるだけなので図示は省略する。
【００３２】
図８において、大きさの異なる水滴８０３が領域１と領域５の２箇所に付着している場合の動作について説明する。
【００３３】
センサ部８０１の出力状態を図９に示す。静電容量の検出単位は、図８に示した領域１〜６と一致している。図９は図８に示した状態でのｘ軸、ｙ軸それぞれの静電容量の大きさを示している。図９より、Ｘ１出力、Ｘ３出力、Ｙ１出力の静電容量が付着していない状態よりも大きく、その差分ΔＣＸ１、ΔＣＸ３、ΔＣＹ１を検出することができる。これらの出力のクロスポイントの領域に水滴が付着していることを座標演算部で演算し、それぞれの領域での水滴の大きさを決定する。
【００３４】
座標演算部の出力から図１０は水滴８０３ａが領域１に、水滴８０３ｂが領域５にあることが決定されるので、励振動作制御部３０２で図１０に斜線で示す励振部、８０２ａと８０２ｃを振動させ、水滴８０３ａ，８０３ｂを画面下方に移動させる制御を行う。また励振部８０２ｄと８０２ｆも駆動して水平方向に移動させる振動を与える。
【００３５】
その結果、二つの水滴８０３ａと８０３ｂは互いに画面中央下方向に向かいながら移動することになる。この場合、図７（ａ）、図７（ｂ）に示したような振動振幅、振動数制御を行うとより効果的に水滴を移動させることができる。
【００３６】
図１０の状態からある時間が経過した後の状態を図１１に示す。水滴８０３ａは移動した結果、領域１から領域３へ移動している。この状態変化をセンサ部８０１で検出し、励振部８０２ａの駆動を止め、８０２ｂの動作を開始している状態を図１１は示している。さらに時間が経過するとそれぞれの水滴８０３ａと８０３ｂは移動を続け、領域４に到達しさらに２つの水滴はひとつとなる。その状態を示したのが図１２である。この状態では励振部８０２ｂのみを駆動し、大きくなった水滴を下方に移動させて画面上から水滴を除去することができる。
【００３７】
このようにして常に水滴の移動状態を静電容量変化でモニタしつつ、その時の付着状態に応じて励振部８０２の駆動を制御することで自動的に映像表示部に付着した水滴を取り除くことができる。
【００３８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１において映像表示部１０１に図１３に示すユーザインターフェースを表示し、ユーザにＶｏｌ−と表示される領域を押さえた場合についての動作を説明する。図１４はこの状態におけるセンサ部１０３の出力状態を示している。ユーザが画面上を指し示した領域はちょうど静電容量変化検出センサの出力Ｘ１と出力Ｙ４がクロスする領域と一致し、しかも水滴による変化と比較するとより大きな静電容量変化が発生する。図１４はこのΔＣの変化量の大きさをある閾値で水滴かユーザから機器制御に関する指示かを判定することができることを示した図であり、図１５はその制御ブロックを示したものであり、レベル判定部１５０１、機器制御部１５０２を図３に追加したものである。この処理によってユーザ指示と判定された場合は、それぞれの領域ごとに割り付けられた機能を処理することにより水滴除去だけでなくタッチパネルとしての操作も可能となる。水滴除去動作としても励振部を駆動させるとユーザの指先に振動が伝わることになり、確実にユーザに操作結果を伝えることが可能となりユーザインターフェースの側面でも効果がある。
【００３９】
（実施の形態４）
実施の形態１では、センサ部１０３は励振部１０２ａ〜１０２ｆでその検出面を振動させるため、振動状態でのΔＣの検出精度が落ちてしまう課題があった。その点を改善したのが本実施の形態である。基本的な構成は実施の形態１と共通なので図面は省略する。実施の形態４では、図１６に示すように励振動作制御部３０２において、静電容量変化の検出と励振部の駆動とを交互に行う。この処理によって静電容量変化を安定した状態で検出することが可能となり、水滴の移動に対する細やかな励振部１０２ａ〜１０２ｆの制御を行うことができる。
【００４０】
なお、上記の実施の形態ではいずれも水滴除去機能を備えた表示装置として説明したが、本発明は映像表示部を備えない水滴除去装置としても実施が可能である。この場合は、センサ部１０３の後方に位置する映像表示部１０１が無いため、センサ部１０３が透過率を持つ必要は無い。また、上記の実施の形態は、水滴除去方法としても実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明はテレビ受信端末で利用することができる。この他にも映像表示パネルを有するパソコンや情報端末においても同様の効果が得られることはいうまでもない。また映像機器分野に限定されるものでもなく、従来例で示したような自動車などの輸送機のミラー等にも応用展開可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】水滴除去装置の基本構造例を示した図
【図２】水滴除去装置の基本構造例の前面図
【図３】水滴除去装置の動作制御の構成例を示すブロック図
【図４】静電容量変化検出センサの検出面に水滴が付着した状態例を示す図
【図５】静電容量変化検出センサの位置出力状態例を示す図
【図６】水滴除去装置における水滴の移動制御例を示す図
【図７】水滴除去装置の圧電振動素子の制御例を示す図
【図８】静電容量変化検出センサの検出面に水滴が付着した状態例を示す図
【図９】静電容量変化検出センサの出力状態例を示す図
【図１０】水滴除去装置の水滴移動の制御状態例を示す図
【図１１】水滴除去装置の水滴移動の制御状態例を示す図
【図１２】水滴除去装置の水滴移動の制御状態例を示す図
【図１３】表示画面例を示す図
【図１４】水滴除去装置の静電容量変化検出センサの出力状態例を示す図
【図１５】水滴除去装置の動作制御の構成例を示すブロック図
【図１６】静電容量変化検出期間と圧電振動素子制御期間の時間的関係を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１０１  映像表示部
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ  励振部
１０３  静電容量変化検出センサ部
３０１  座標演算部
３０２  励振動作制御部
８０１  静電容量変化検出センサ部
８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃ、８０２ｄ、８０２ｅ、８０２ｆ、８０２ｇ  励振部
８０３ａ，８０３ｂ 水滴
１５０１  レベル判定部
１５０２  機器制御部
【図１】
2010016508.tif 000003
【図２】
2010016508.tif 000004
【図３】
2010016508.tif 000005
【図４】
2010016508.tif 000006
【図５】
2010016508.tif 000007
【図６】
2010016508.tif 000008
【図７】
2010016508.tif 000009
【図８】
2010016508.tif 000010
【図９】
2010016508.tif 000011
【図１０】
2010016508.tif 000012
【図１１】
2010016508.tif 000013
【図１２】
2010016508.tif 000014
【図１３】
2010016508.tif 000015
【図１４】
2010016508.tif 000016
【図１５】
2010016508.tif 000017
【図１６】
2010016508.tif 000018