(57)【要約】【課題】表示画面の状態によらず、指示位置を確実に検出できる表示装置を得る。【解決手段】表示画面の裏面へ可視光以外の光を照射する指示位置検出用光源と、前記指示位置検出用光源からの光のみを透過する透過素子と、前記透過素子に隣接して配置され、指示位置検出用光源から照射され、前記透過素子を透過し前記表示画面上の指示位置を指示する指示部材からの反射光を受光する受光素子とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光素子を表示画面に配置し、前記受光素子の受光状態に基づき前記表示画面の指示位置を検出する表示装置において、
前記表示画面の裏面へ可視光を照射する表示用光源および可視光以外の光を照射する指示位置検出用光源と、
前記受光素子に隣接し、前記指示位置検出用光源の光のみを透過する透過素子とを備え、
前記受光素子は、前記指示位置検出用光源から照射され、前記透過素子を透過し前記表画位置を指示する指示部材からの反射光を受光することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記指示位置検出用光源から照射された光を透過または遮光するように前記透過素子の透過状態を制御する透過素子駆動回路と、
前記透過素子駆動回路による前記透過素子の透過状態の変化と、前記受光素子の受光状態の変化とが同期しているかを判定する同期判定回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記指示位置検出用光源は、赤外光を照射することを特徴とする請求項１または請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示画面の温度を検出する温度センサを備え、
前記温度センサで検出した温度に基づき、前記指示位置検出用光源の輝度を制御することを特徴とする請求項２または請求項３項記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受光素子を表示画面に配置して、前記受光素子の受光状態に基づき前記表示画面の指示位置を検出する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の表示装置の表示部の概略断面図である。従来の表示装置には、裏面にバックライトの光が透過するのを防止するための遮光板Ｄを有し、可視光を受光する光センサ（受光素子）Ｂを、画像等の表示を行う表示用素子Ａと同一の表示画面上に配置し、指その他の指示部材（以下、指示部材と記載）により表示画面の一部が指示されると、バックライトから照射され指示部材に反射した光を光センサＢで検知する方式（反射方式）によるものと、指示部材により外光が遮光されたことを光センサＢで検知する方式（指影方式）によるものとがあった。しかしながら、これらの方式では、外光による影響を受けやすく、誤動作を起こしやすいという課題があった。
【０００３】
このため、反射方式を採用した従来の表示装置には、光センサＢが受光を検知すると、バックライトを消灯して、該消灯時においても光センサＢが受光を検知している場合は、該受光は外光によるものであると判定するものがある。またこの表示装置では、バックライトを消灯すると表示画面に表示された画像等も消えてしまうのを防止するため、表示用のバックライトとは別に、指示位置検出用として赤外光を照射するバックライトを備え、光センサＢが赤外光を受光するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の表示装置は上記のように構成されており、光センサＢが受光を検知した場合に、バックライトを消灯して、該消灯時においても光センサＢが受光を検知している場合は、該受光は外光によるものであると判定するものであっても、表示用素子Ａがバックライトからの光を遮光している部分を指示した場合、指示部材からの反射光が存在せず、光センサＢへ光が入射しないため指示位置を検出できないという課題があった。また、カーナビ等の車載機器に使用される場合には、外光の変化が激しく外光による誤動作が頻発するという課題があった。また夜間は、調光により周囲の明るさに合わせて表示画面が暗くなるため表示画面が暗くなる。このため指示部材による反射光も少なくなり、光センサＢが受光を検出できず指示位置を検出できないという課題があった。さらに指影方式の表示装置においても、夜間やトンネル内では外光による影が発生しないため指示位置を検出できないという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、表示画面の状態によらず、指示位置を確実に検出できる表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る表示装置は、表示画面の裏面へ可視光以外の光を照射する指示位置検出用光源と、前記指示位置検出用光源からの光のみを透過する透過素子と、前記透過素子に隣接して配置され、指示位置検出用光源から照射され、前記透過素子を透過し前記表示画面上の指示位置を指示する指示部材からの反射光を受光する受光素子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、表示画面の裏面へ可視光以外の光を照射する指示位置検出用光源と、前記指示位置検出用光源からの光のみを透過する透過素子と、前記透過素子に隣接して配置され、指示位置検出用光源から照射され、前記透過素子を透過し前記表示画面上の指示位置を指示する指示部材からの反射光を受光する受光素子とを備えるようにしたので、表示画面の状態によらず、指示位置を確実に検出することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明における、実施の形態の一例について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この実施の形態１による表示装置の構成を示した図であり、ここでは表示装置として液晶タッチパネルを例に説明を行う。この実施の形態１による表示装置は、画像等を表示する表示部１と、表示部１への画像等の表示の制御を行う表示用素子駆動回路２と、指示部材により指示された位置を検出する指示位置検出回路３とを備える。
【００１０】
図２は、この実施の形態１による表示装置の表示部１の概略断面図である。表示部１は、画像等を表示する表示用素子１１、裏面にバックライト光が透過するのを防止するための遮光板１４を有し、赤外光を受光する光センサ（受光素子）１２、光センサ１２に隣接して配置され赤外光のみを透過する透過素子１３を一組として縦横に配置した表示画面１５と、可視光を照射する表示用バックライト（表示用光源）１７と、赤外光を照射する指示位置検出用バックライト（指示位置検出用光源）１８と、表示用バックライト１７および指示位置検出用バックライト１８から照射される可視光および赤外光を表示画面１５の裏面に均等に照射する拡散プリズム１６とを備えている。
【００１１】
表示用素子駆動回路２は、表示用素子１１の可視光の透過状態を制御し、指示位置検出回路３は、どの光センサ１２が表示画面１５のどの位置に配置されているかを記憶した内部メモリ（図示せず）を有し、該内部メモリを参照して表示画面１５に配置された光センサ１２の受光状態に基づき、表示画面１５のどの位置が指示部材により指示されたかを検出する。図３は表示用素子１１、光センサ１２、透過素子１３の構成図である。表示用素子１１は、三つの液晶素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃから構成され、それぞれの液晶素子の上面には、可視光のみを透過する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが設けられている。また、光センサ１２と透過素子１３は、上面に赤外光のみを透過するフィルタが設けられており、該フィルタにより、光センサ１２は赤外光のみを受光し、透過素子１３は、赤外光のみを透過することができる。なお、表示用素子１１、光センサ１２、透過素子１３は、従来の液晶タッチパネルと同様の技術により表示画面１５に形成され駆動される。
【００１２】
図４は、表示用バックライト１７および指示位置検出用バックライト１８の配置の一例を示した図である。表示用バックライト１７は可視光ＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成され、指示位置検出用バックライト１８は赤外光ＬＥＤで構成される。また、指示位置検出用バックライト１８から照射される赤外光は、光センサ１２が指示部材に反射した赤外光を受光できる程度の輝度があれば良いため、図４に示すように指示位置検出用バックライト１８の配置数を、表示用バックライト１７の配置数より少なくしてもかまわない。
【００１３】
次に動作について説明する。
この実施の形態１による表示装置の表示画面１５が、指示部材により指示されると、指示位置検出用バックライト１８から照射された赤外光が、透過素子１３を透過して前記指示部材に反射する。ここで透過素子１３には、表示用バックライト１７から照射された可視も入射するが、透過素子１３には、赤外光のみを透過するフィルタが設けられているため、赤外光のみが透過素子１３を透過して前記指示部材で反射される。そして、前記指示部材で反射された赤外光が、赤外光のみを透過するフィルタを通して光センサ１２に入射する。次に、指示位置検出回路３は、内部メモリを参照して、表示画面１５のどの位置に配置された光センサ１２が赤外光を受光したかを検出して指示位置を検出する。
【００１４】
以上のように、この実施の形態１による表示装置は、赤外光を照射する指示位置検出用バックライト１８と、赤外光のみを受光する光センサ１２と、光センサ１２に隣接し位置検出用バックライト１８から照射された赤外光のみを透過する透過素子１３とを備えるようにしたので、表示画面１５の黒い部分、すなわち液晶素子がバックライトからの光を遮光している部分を指示した場合でも、指示位置検出用バックライト１８から照射され、透過素子１３を透過した赤外光が指示部材に反射して光センサ１２に入射するため、表示画面１５の状態によらず、指示位置を確実に検出することができる効果がある。また、赤外光は、視認できないため周囲の明るさに合わせて調光を行う必要がない。このため、夜間においても、指示部材による反射光が少なくならず、確実に指示位置を検出できるという効果がある。
【００１５】
実施の形態２．
この実施の形態２では、図５に示すように透過素子１３の赤外光の透過状態を制御する透過素子駆動回路４、透過素子駆動回路４による透過素子１３の赤外光の透過状態の変化と、光センサ１２の赤外光の受光状態の変化とが同期しているか否かを判定する同期判定回路５を備えたことを特徴とする。なお、その他の構成は実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
次に動作について説明する。
この実施の形態１による表示装置の表示画面１５に配置された光センサ１２が赤外光の受光を検知すると（ステップＳＴ１）、指示位置検出回路３は、透過素子駆動回路４と同期判定回路５へ受光を検知した旨の信号を出力する（ステップＳＴ２）。透過素子駆動回路４は、指示位置検出回路３からの信号を受信すると、透過素子１３の赤外光の透過状態を変化させて、赤外光を遮光する状態と、赤外光を透過する状態とを繰り返す（ステップＳＴ３）。
【００１７】
同期判定回路５は、指示位置検出回路３からの信号を受信すると、透過素子駆動回路４による透過素子１３の透過状態の変化と、光センサ１２の赤外光の受光状態の変化とが同期しているか否か、すなわち透過素子１３が赤外光を遮光した状態の時に、光センサ１２が赤外光を受光しておらず、透過素子１３が赤外光を透過する状態の時に、光センサ１２が赤外光を受光しているかを判定する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４で、透過素子１３の透過状態の変化と、光センサ１２の赤外光の受光状態の変化とが同期している場合、同期判定回路５は、ステップＳＴ１で受光した赤外光が、指示位置検出用バックライト１８から照射された赤外光が、指示部材に反射して光センサ１２に入射したものである、すなわち指示されたものであると判定して（ステップＳＴ６）、その旨を指示位置検出回路３へ通知する。
【００１８】
次に、指示位置検出回路３は、内部メモリを参照して、ステップＳＴ１において赤外光を受光した光センサ１２が表示画面１５のどの位置に配置されているかを検出して、指示位置を検出する（ステップＳＴ７）。また、ステップＳＴ４で、透過素子１３の透過状態の変化と、光センサ１２の赤外光の受光状態の変化とが同期していない場合、同期判定回路５は、ステップＳＴ１で受光した赤外光が外光によるものであると判定して（ステップＳＴ８）、その旨を指示位置検出回路３へ通知する。この場合、指示位置検出回路３は、ステップＳＴ１で受光した赤外光が外光であるため指示位置の検出を行わずに動作を終了する。
【００１９】
以上のように、この実施の形態２による表示装置は、透過素子１３の赤外光の透過状態を制御する透過素子駆動回路４と、透過素子駆動回路４による透過素子１３の透過状態の変化と、光センサ１２の赤外光の受光状態の変化とが同期しているか否かを判定する同期判定回路５とを備え、透過素子１３の透過状態の変化と、光センサ１２の赤外光の受光状態の変化とが同期していない場合には外光によるものであると判定するようにしたので、外光の変化が著しい車載機器等に使用された場合でも、外光による誤動作を防止することができるという効果がある。その他の効果は実施の形態１と同様である。
【００２０】
なお、透過素子駆動回路４による透過素子１３の赤外光の透過状態の変化は、表示画面１５に配置された透過素子１３ごとに変化させるようにしてもよく、表示画面１５の縦方向一列ごと、または横方向一列ごとに透過状態を変化させるようにしてもよい。またこれらを組み合わせて透過状態を変化させるようにしてもよい。また、表示部１の温度により指示位置検出用バックライト１８の駆動電流も変化するため、図５の点線で示したように、表示部１の温度を検出する温度センサ６を備え、温度センサ６で検出された温度に基づき指示位置検出用バックライト１８の駆動電流を変更するようにしてもよく、逆に温度センサ６で検出された温度に基づき、透過素子１３の赤外光の透過状態を変化させるようにしてもよい。さらに、光センサ１２の受光状態に基づいて、透過素子１３の赤外光の透過状態を制御するように構成してよい。このように構成すれば、指示部材で反射して光センサ１２に入射する赤外光量が安定し、指示位置の検出をより安定して行うことが出来るという効果がある。
【００２１】
なお、この実施の形態１、２では、表示用素子１１、光センサ１２、透過素子１３を一組として表示画面１５の縦横に配置するようにしたが、光センサ１２、透過素子１３は、指示位置を検出できる程度の間隔で配置されていればよく、表示用素子１１と同数配置する必要はない。そこで、表示用素子１１の配置数に対して、光センサ１２、透過素子１３の配置数を少なくすることにより、表示用素子１１の配置数（画素数）を増やすことができる。このように構成すれば、より精密な画像の表示を行うことができ、さらに表示画面１５の輝度の低下を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１による表示装置の構成を示した図である。
【図２】実施の形態１による表示装置の表示部の概略断面図である。
【図３】表示用素子、光センサ、透過素子の構成図である。
【図４】バックライトの配置図である。
【図５】実施の形態２による表示装置の構成を示した図である。
【図６】実施の形態２による表示装置の動作を示したフローチャートである。
【図７】従来の表示装置の表示部の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  表示部、  ２  表示用素子駆動回路、  ３  指示位置検出回路、  ４  透過素子駆動回路、  ５  同期判定回路、  ６  温度センサ、  １１  表示用素子、  １２  光センサ（受光素子）、  １３  透過素子、  １４  遮光板、  １５  表示画面、  １６  拡散プリズム、  １７  表示用バックライト、  １８  指示位置検出用バックライト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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