入力装置
【課題】一連のタッチパネル操作でアングルモードへの移行とアングル操作を可能とする入力装置を実現する。
【解決手段】タッチセンサ機能を備えた液晶パネルを、画面上部を下部よりタッチ面積を大きくしたマルチタッチ状態を所定時間保持することで、前の異なるモードからアングル設定のモードに移行させ、移行後に画面上部が下部のタッチ面積に比して大きいか小さいかに基づく一連の操作により、操作に対応したアングル変更率と二次元あるいは三次元表示の変更方向によるアングルチェンジで描画された表示を行うようにした。
【解決手段】タッチセンサ機能を備えた液晶パネルを、画面上部を下部よりタッチ面積を大きくしたマルチタッチ状態を所定時間保持することで、前の異なるモードからアングル設定のモードに移行させ、移行後に画面上部が下部のタッチ面積に比して大きいか小さいかに基づく一連の操作により、操作に対応したアングル変更率と二次元あるいは三次元表示の変更方向によるアングルチェンジで描画された表示を行うようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、一連の液晶パネルのタッチパネル操作でモード変更とこのモードに対応した操作を可能とする入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルをマルチタッチすることで、各タッチ箇所の相対的な位置関係を判断し、表示の縮尺変更や回転操作などが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６５６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばカーナビ（カーナビゲーションシステム）などにおける地図データ等の表示は、二次元（平面）のみならず三次元（立体）でも可能となっている。三次元表示において従来の技術を用いて手前から奥あるいは奥から手前のアングル変更を行う場合には、何回もタッチ操作を繰り返す必要があり、操作性が悪いといった煩わしさがあった。
【０００５】
この実施形態では、一連のタッチパネル操作でモードを変更するとともに、変更されたモードに対応した操作を可能とする入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、タッチセンサ機能を備えた液晶パネルと、前記液晶パネル上をマルチタッチされたことを検出後、少なくとも当該マルチタッチの状態が変化した場合もしくは所定時間経過後にモード変更要求と判断し、他のモードに移行するモード移行手段と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】入力装置に関する第１の実施形態としてカーナビの概略的なシステム構成図である。
【図２】カーナビの液晶パネルの構成と液晶パネルの周辺回路とを示した図である。
【図３】液晶パネルとバックライトとの断面図である。
【図４】図２の動作について説明するためのタイミングチャートである。
【図５】タッチパネルの操作について説明するための説明図である。
【図６】指と液晶パネルとのタッチに関係について説明するための説明図である。
【図７】画面のアングル変更例について説明するための説明図である。
【図８】液晶パネルのタッチ操作の補正について説明するための説明図である。
【図９】入力装置に関する第１の実施形態について説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートの一部のより具体例について説明するためのフローチャートである。
【図１１】図９の説明の補助的な説明図である。
【図１２】図９の説明の補助的な説明図である。
【図１３】図９の説明の補助的な説明図である。
【図１４】図９の説明の補助的な説明図である。
【図１５】二次元と三次元表示の表示変化について説明するための説明図である。
【図１６】入力装置に関する第３の実施形態について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、入力装置に関する第１の実施形態としてカーナビ１０００の概略的なシステム構成図で、カーナビ１０００の主たる構成要素として、本体装置１００と、表示装置２００の具体的な構成例を示す。
【００１０】
本体装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、ＲＯＭ（Read−Only Memory）１３と、メモリカードリーダライタ１４と、スピーカ１５と、操作キー１６とから構成される。各構成要素は、相互にデータバスＤＢによって接続されている。メモリカードリーダライタ１４には、メモリカードＭＣが装着される。
【００１１】
ＣＰＵ１１は、プログラムを実行する。操作キー１６は、カーナビ１０００の使用者による指示の入力を受ける。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作キー１６を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ１３は、データを不揮発的に格納する。また、ＲＯＭ１３は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read−Only Memory）やフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭである。なお、図１には図示していないが、カーナビ１０００が、他のカーナビに有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよいし、通信部を設けたカーナビとの間で無線通信を行ってもよい。
【００１２】
表示装置２００は、ドライバ２１と、光センサが内蔵された液晶パネル２２と、内部ＩＦ（Interface）２３と、バックライト２４と、画像処理エンジン２５とから構成される。
【００１３】
ドライバ２１は、液晶パネル２２およびバックライト２４を駆動するための駆動回路である。液晶パネル２２は、液晶ディスプレイの機能と光センサの機能とを備えたデバイスである。つまり、液晶パネル２２は、液晶を用いた画像の表示と、光センサを用いたセンシングとを行うことができる。内部ＩＦ２３は、本体装置１００と表示装置２００との間で、データのやり取りを仲介する。バックライト２４は、液晶パネル２２の裏面に配置された光源である。バックライト２４は、液晶パネル２２の裏面に対して均一な光を照射する。
【００１４】
画像処理エンジン２５は、ドライバ２１を介して液晶パネル２２の動作を制御する。この制御は、内部ＩＦ２３を介して本体装置１００から送られてくる各種データに基づいて行われる。各種データとしては、コマンドを含む。また、画像処理エンジン２５は、液晶パネル２２から出力されるデータを処理し、処理されたデータを、内部ＩＦ２３を介して本体装置１００に送る。さらに、画像処理エンジン２５は、ドライバ制御部２５１と、タイマー２５２と、信号処理部２５３とから構成される。
【００１５】
ドライバ制御部２５１は、ドライバ２１に対して制御信号を送ることによりドライバ２１の動作を制御する。また、ドライバ制御部２５１は、本体装置１００から送られてくるコマンドを解析する。そして、ドライバ制御部２５１は、解析の結果に基づいた制御信号をドライバ２１に送る。
【００１６】
タイマー２５２は、時刻情報を生成し、信号処理部２５３に対して時刻情報を送る。
【００１７】
信号処理部２５３は、液晶パネル２２に内蔵された光センサから出力されるデータを受け取る。光センサから出力されるデータは、アナログデータであるため、信号処理部２５３は、まずアナログデータをデジタルデータに変換する。さらに、信号処理部２５３は、デジタルデータに対して、本体装置１００から送られてくるコマンドの内容に応じたデータ処理を行う。
【００１８】
そして、信号処理部２５３は、本体装置１００から送られてくるコマンドの内容に応じたデータ処理を行った後のデータと、タイマー２５２から取得した時刻情報を含んだデータ（以下、応答データ）とを本体装置１００に送る。また、信号処理部２５３は、スキャンデータを連続して複数格納できる図示しないＲＡＭを備えている。スキャンデータとは、液晶パネル２２から出力される１行目からｍ行目までのｍ行分の電圧に関するデータに対して、信号処理部２５３がデータ処理を行った後のデータである。スキャンデータは、スキャン対象物である、たとえば、ユーザの指をスキャンすることにより得られる画像データを指す。
【００１９】
なお、タイマー２５２は、必ずしも画像処理エンジン２５に備える必要はない。たとえば、タイマー２５２は、表示装置２００内における、画像処理エンジン２５の外部に備えてもよいし、タイマー２５２は、本体装置１００に備えてもよい。
【００２０】
ここで、表示装置２００は、システム液晶を含んでいる。システム液晶とは、液晶パネル２２の周辺機器を、液晶パネル２２を構成するガラス基板上に一体形成することにより得られるデバイスである。ここでは、バックライト２４を駆動する回路を除いたドライバ２１と、内部ＩＦ２３と、画像処理エンジン２５とが、液晶パネル２２のガラス基板上に一体形成されている。
【００２１】
表示装置２００は、必ずしもシステム液晶を用いて構成されている必要はなく、バックライト２４を駆動する回路を除いたドライバ２１と、内部ＩＦ２３と、画像処理エンジン２５とが、液晶パネルのガラス基板以外の基板に構成されていてもよい。
【００２２】
カーナビ１０００における処理は、各ハードウェアおよびＣＰＵ１１により実行されるソフトウェアによって実現される。ソフトウェアは、ＲＯＭ１３に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、メモリカードＭＣその他の記憶媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。
【００２３】
このようなソフトウェアは、メモリカードリーダライタ１４その他の読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは図示しない通信ＩＦなどを介してダウンロードされた後、ＲＯＭ１３に一旦格納される。ソフトウェアは、ＣＰＵ１１によってＲＯＭ１３から読み出され、ＲＡＭ１２に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ１１は、そのプログラムを実行する。
【００２４】
図１に示されるカーナビ１０００の本体装置１００を構成する各構成要素は、一般的なものである。従って、この実施形態の本質的な部分は、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、メモリカードＭＣその他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるとも言える。なお、カーナビ１０００の本体装置１００のハードウェア動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００２５】
記憶媒体としては、メモリカードに限らず、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、メモリカードを除くＩＣ（Integrated Circuit）カード、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read−Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを格納する媒体でもよい。
【００２６】
図２は、液晶パネル２２の構成と、この液晶パネル２２の周辺回路の構成について説明するための図である。
【００２７】
液晶パネル２２は、画素回路２２１と、光センサ回路２２４と、走査信号線Ｇｉと、データ信号線ＳＲｊ，ＳＧｊ，ＳＢｊと、センサ信号線ＳＳｊ，ＳＤｊと、読出信号線ＲＷｉと、リセット信号線ＲＳｉとから構成される。なお、ｉは、１≦ｉ≦ｍを満たす自然数であり、ｊは、１≦ｊ≦ｎを満たす自然数である。
【００２８】
また、図１に示した表示装置２００のドライバ２１は、液晶パネル２２の周辺回路として、走査信号線駆動回路２６と、データ信号線駆動回路２７と、光センサ駆動回路２８と、スイッチＳＷと、アンプＡ１〜Ａｎとから構成される。
【００２９】
走査信号線駆動回路２６は、図１に示すドライバ制御部２５１から制御信号ＴＣ１を受ける。そして、走査信号線駆動回路２６は、制御信号ＴＣ１に基づき、各走査信号線Ｇ１〜Ｇｍに対して、走査信号線Ｇ１から順に予め定められた電圧を印加する。詳しくは、走査信号線駆動回路２６は、単位時間毎に走査信号線Ｇ１〜Ｇｍの中から１つの走査信号線を順次選択し、この選択された走査信号線に対してＴＦＴ（Thin Film Transistor）２２２のゲートをターンオンできるだけの電圧（以下、ハイレベル電圧）を印加する。なお、選択されていない走査信号線に対しては、ハイレベル電圧を印加することなく、ローレベル電圧を印加したままとする。
【００３０】
データ信号線駆動回路２７は、図１に示すドライバ制御部２５１から画像データＤＲ，ＤＧ，ＤＢを受ける。そして、データ信号線駆動回路２７は、３ｎ個のデータ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ，ＳＧ１〜ＳＧｎ，ＳＢ１〜ＳＢｎに対して、上記単位時間毎に、１行分の画像データに対応する電圧を順次印加する。
【００３１】
ここでは、いわゆる線順次方式と呼ばれる駆動方式を用いて説明したが、駆動方式はこれに限定されるものではない。
【００３２】
画素回路２２１は、１つの画素の輝度（透過率）を設定するための回路である。また、画素回路２２１は、マトリクス状にｍ×ｎ個配されている。より詳しくは、画素回路２２１は、図２縦方向にｍ個、横方向にｎ個配されている。
【００３３】
画素回路２２１は、Ｒサブピクセル回路２２１ｒと、Ｇサブピクセル回路２２１ｇと、Ｂサブピクセル回路２２１ｂとからなる。これら３つのサブピクセル回路２２１ｒ，２２１ｇ，２２１ｂは、それぞれ、ＴＦＴ２２２と、画素電極と対向電極とからなる１組の電極対２２３と、図示しないコンデンサとを含む。
【００３４】
なお、ｎ型のトランジスタとｐ型のトランジスタとを作れるＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を実現できること、キャリア（電子または正孔）の移動速度がアモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ａ−Ｓｉ ＴＦＴ）に比べて数百倍早いことなどから、表示装置２００では、ＴＦＴ２２２として多結晶シリコン薄膜トランジスタ（ｐ−Ｓｉ ＴＦＴ）が用いられる。ＴＦＴ２２２は、ｎ型チャネルの電界効果トランジスタであるとして説明する。ただし、ＴＦＴ２２２がｐ型チャネルの電界効果トランジスタであってもよい。
【００３５】
Ｒサブピクセル回路２２１ｒ内のＴＦＴ２２２のソースは、データ信号線ＳＲｊに接続されている。また、ＴＦＴ２２２のゲートは走査信号線Ｇｉに接続されている。ＴＦＴ２２２のドレインは、電極対２２３の画素電極に接続される。そして、画素電極と対向電極との間には、液晶が配される。Ｇサブピクセル回路２２１ｇおよびＢサブピクセル回路２２１ｂについても、各ＴＦＴ２２２のソースが接続されるデータ信号線が異なる以外は、画素回路２２１ｒと同じ構成である。このため、これら２つのサブピクセル回路２２１ｇ，２２１ｂについての説明は、繰り返さない。
【００３６】
ここで、画素回路２２１における輝度の設定について説明する。まず、走査信号線Ｇｉにハイレベル電圧を印加する。このハイレベル電圧の印加により、ＴＦＴ２２２のゲートがターンオンする。このようにＴＦＴ２２２のゲートがターンオンした状態で、各データ信号線ＳＲｊ，ＳＧｊ，ＳＢｊに対して、それぞれ指定された電圧（１画素分の画像データに対応する電圧）を印加する。これにより、指定された電圧に基づいた電圧が画素電極に印加される。その結果、画素電極と対向電極との間に電位差が生じる。この電位差に基づいて、液晶が応答し、画素の輝度は予め定められた輝度に設定される。なお、この電位差は、上記図示しないコンデンサ（補助容量）によって、次のフレーム期間において走査信号線Ｇｉが選択されるまで保持される。
【００３７】
光センサ駆動回路２８は、図１に示すドライバ制御部２５１から制御信号ＴＣ２を受ける。
【００３８】
そして、光センサ駆動回路２８は、制御信号ＴＣ２に基づき、単位時間毎にリセット信号線ＲＳ１〜ＲＳｍの中から１つの信号線を順次選択し、選択された信号線に対して、予め定められたタイミングで通常よりもハイレベルな電圧ＶｄｄＲを印加する。なお、選択されていないリセット信号線に対しては、選択されたリセット信号線に印加した電圧よりも低い電圧ＶｓｓＲを印加したままとする。たとえば、電圧ＶｄｄＲを０Ｖに、電圧ＶｓｓＲを−５Ｖに設定すればよい。
【００３９】
また、光センサ駆動回路２８は、制御信号ＴＣ２に基づき、単位時間毎に読出信号線ＲＷ１〜ＲＷｍの中から１つの信号線を順次選択し、選択された信号線に対して、予め定められたタイミングで通常よりもハイレベルな電圧Ｖｄｄを印加する。なお、選択されていない読出信号線に対しては、上記電圧ＶｓｓＲを印加したままとする。たとえば、Ｖｄｄの値を８Ｖに設定すればよい。
【００４０】
光センサ回路２２４は、フォトダイオード２２５と、コンデンサ２２６と、ＴＦＴ２２７とを含む。なお、以下では、ＴＦＴ２２７がｎ型チャネルの電界効果トランジスタであるとして説明する。ただし、ＴＦＴ２２７がｐ型チャネルの電界効果トランジスタであってもよい。
【００４１】
フォトダイオード２２５のアノードは、リセット信号線ＲＳｉに接続されている。一方、フォトダイオード２２５のカソードは、コンデンサ２２６の一方の電極に接続されている。また、コンデンサ２２６の他方の電極は、読出信号線ＲＷｉに接続されている。なお、以下では、フォトダイオード２２５とコンデンサ２２６との接続点をノードＮと称する。
【００４２】
ＴＦＴ２２７のゲートは、ノードＮに接続されている。また、ＴＦＴ２２７のドレインは、センサ信号線ＳＤｊに接続されている。さらに、ＴＦＴ２２７のソースは、センサ信号線ＳＳｊに接続されている。
【００４３】
スイッチＳＷは、センサ信号線ＳＤ１〜ＳＤｎに対して、予め定められた電圧を印加するか否かを切り替えるために設けられたスイッチである。スイッチＳＷの切り替え動作は、光センサ駆動回路２８により行われる。
【００４４】
アンプＡ１〜Ａｎは、各センサ信号線ＳＳ１〜ＳＳｎから出力された電圧を増幅する。なお、増幅された電圧は、図１に示した信号処理部２５３に送られる。
【００４５】
なお、画素回路２２１を用いて画像を液晶パネル２２に表示させるタイミングと、光センサ回路２２４を用いてセンシングするタイミングとについては、画像処理エンジン２５が制御する。
【００４６】
図３は、液晶パネル２２とバックライト２４との断面図である。液晶パネル２２は、アクティブマトリクス基板３１Ａと、対向基板３１Ｂと、液晶層３２とから構成される。対向基板３１Ｂは、アクティブマトリクス基板３１Ａに対向して配されている。液晶層３２は、アクティブマトリクス基板３１Ａと対向基板３１Ｂとに挟まれている。バックライト２４は、アクティブマトリクス基板３１Ａに関し液晶層３２と反対側に配されている。
【００４７】
アクティブマトリクス基板３１Ａは、偏光フィルタ３３と、ガラス基板３４と、電極対２２３を構成する画素電極２２３ａと、フォトダイオード２２５と、データ信号線３５と、配向膜３６とを含む。さらに、図３には示していないが、アクティブマトリクス基板３１Ａは、図２に示した、コンデンサ２２６と、ＴＦＴ２２７と、ＴＦＴ２２２と、走査信号線Ｇｉとを含む。
【００４８】
また、アクティブマトリクス基板３１Ａにおいては、バックライト２４側から、偏光フィルタ３３、ガラス基板３４、画素電極２２３ａ、および配向膜３６が、この順に配されている。フォトダイオード２２５とデータ信号線３５とは、ガラス基板３４の液晶層３２側に形成されている。
【００４９】
対向基板３１Ｂは、偏光フィルタ３３と、ガラス基板３４と、遮光膜３７と、カラーフィルタ３８ｒ，３８ｇ，３８ｂと、電極対２２３を構成する対向電極２２３ｂと、配向膜３６とから構成される。
【００５０】
また、対向基板３１Ｂにおいては、液晶層３２側から、配向膜３６、対向電極２２３ｂ、カラーフィルタ３８ｒ，３８ｇ，３８ｂ、ガラス基板３４、および偏光フィルタ３３が、この順に配されている。遮光膜３７は、カラーフィルタ３８ｒ，３８ｇ，３８ｂと同一の層に形成されている。
【００５１】
カラーフィルタ３８ｒは、赤色の波長の光を透過させるフィルタである。カラーフィルタ３８ｇは、緑色の波長の光を透過させるフィルタである。カラーフィルタ３８ｂは、青色の波長の光を透過させるフィルタである。ここで、フォトダイオード２２５は、カラーフィルタ３８ｂに対向する位置に配されている。
【００５２】
液晶パネル２２は、外光やバックライト２４などの光源により発せられた光を遮ったり、透過させたりすることによって、画像の表示をする。具体的には、液晶パネル２２は、画素電極２２３ａと対向電極２２３ｂとの間に電圧を印加することにより液晶層３２の液晶分子の向きを変化させ、上記光を遮ったり、あるいは透過させたりする。ただし、液晶だけでは光を完全に遮ることができないため、特定の偏光方向の光のみを透過させる偏光フィルタ３３を配置している。
【００５３】
なお、フォトダイオード２２５の位置は、上記の位置に限定されるものではなく、カラーフィルタ３８ｒに対向する位置やカラーフィルタ３８ｇに対向する位置に設けることも可能である。
【００５４】
ここで、光センサ回路２２４の動作について説明する。図４は、光センサ回路２２４を動作させる際のタイミングチャートを示した図である。図４において、電圧Ｖｉｎｔは、光センサ回路２２４内のノードＮにおける電位を示している。また、電圧Ｖｐｉｘは、図２に示したセンサ信号線ＳＳｊからの出力電圧であって、アンプＡ１〜Ａｎによって増幅される前の電圧を示している。
【００５５】
以下では、光センサ回路２２４をリセットするためのリセット期間と、光センサ回路２２４を用いて光をセンシングするためのセンシング期間と、センシングした結果を読み出す読出期間とに分けて説明する。
【００５６】
まず、リセット期間について説明する。リセット期間においては、リセット信号線ＲＳｉに印加する電圧を、ローレベル（電圧ＶｓｓＲ）からハイレベル（電圧ＶｄｄＲ）へと瞬間的に切り替える。一方、読出信号線ＲＷｉに印加する電圧は、ローレベル（電圧ＶｓｓＲ）のままとする。このように、リセット信号線ＲＳｉに上記ハイレベルの電圧を印加することにより、フォトダイオード２２５の順方向に電流が流れ始める。
【００５７】
その結果、ノードＮの電位である電圧Ｖｉｎｔは、ＶｓｓＲ＋｜ＶｄｄＲ−ＶｓｓＲ｜−Ｖｆの式で示す値となる。この式からわかるように、フォトダイオード２２５における順方向の電圧降下量をＶｆとしている。それゆえ、ノードＮの電位は、図４に示すとおり、電圧ＶｄｄＲよりもＶｆだけ小さな値となる。
【００５８】
ここで、電圧Ｖｉｎｔは、ＴＦＴ２２７のゲートをターンオンさせる閾値以下であるため、センサ信号線ＳＳｊからの出力はない。このため、電圧Ｖｐｉｘは変化しない。また、コンデンサ２２６の電極間には、電圧Ｖｉｎｔ分の差が生じる。コンデンサ２２６には、この差に応じた電荷が蓄積される。
【００５９】
次に、センシング期間について説明する。リセット期間に続くセンシング期間においては、リセット信号線ＲＳｉに印加する電圧は、ハイレベル（電圧ＶｄｄＲ）からローレベル（電圧ＶｓｓＲ）へと瞬間的に切り換わる。一方、読出信号線ＲＷｉに印加する電圧は、ローレベル（電圧ＶｓｓＲ）のままとする。
【００６０】
このように、リセット信号線ＲＳｉに印加する電圧をローレベルに変化させることにより、ノードＮの電位（つまり、電圧Ｖｉｎｔ）は、リセット信号線ＲＳｉの電圧および読出信号線ＲＷｉの電圧よりも高くなる。このため、フォトダイオード２２５においては、カソード側の電圧がアノード側の電圧よりも高い逆バイアスの状態となる。このような逆バイアスの状態において、光源からの光をフォトダイオード２２５が受光すると、フォトダイオード２２５のカソード側からアノード側へと電流が流れ始める。その結果、図４に示すとおり、ノードＮの電位（電圧Ｖｉｎｔ）は時間の経過とともに低くなる。
【００６１】
なお、このように電圧Ｖｉｎｔが低下し続けるため、ＴＦＴ２２７のゲートはターンオンした状態にはならず、センサ信号線ＳＳｊからの出力はない。このため、電圧Ｖｐｉｘは変化しない。
【００６２】
次に、読出期間について説明する。センシング期間に続く読出期間においては、リセット信号線ＲＳｉに印加する電圧をローレベル（電圧ＶｓｓＲ）のままとする。一方、読出信号線ＲＷｉに印加する電圧は、ローレベル（電圧ＶｓｓＲ）からハイレベル（電圧Ｖｄｄ）へと瞬間的に切り換わる。ここで、電圧Ｖｄｄは、電圧ＶｄｄＲよりも高い値である。
【００６３】
このように、読出信号線ＲＷｉにハイレベルの電圧を瞬間的に印加することにより、図４に示すとおり、コンデンサ２２６を介してノードＮの電位が引き上げられる。なお、ノードＮの電位の上昇幅は、読出信号線ＲＷｉに印加する電圧に応じた値となる。ここで、ノードＮの電位（電圧Ｖｉｎｔ）が、ＴＦＴ２２７のゲートをターンオンさせる閾値以上まで引き上げられるため、ＴＦＴ２２７のゲートがターンオンする。
【００６４】
この際、ＴＦＴ２２７のドレイン側に接続されたセンサ信号線ＳＤｊ（図２参照）に予め一定電圧を印加しておけば、ＴＦＴ２２７のソース側に接続されたセンサ信号線ＳＳｊからは、図４のＶｐｉｘのグラフに示すとおり、ノードＮの電位に応じた電圧が出力される。
【００６５】
ここで、フォトダイオード２２５が受ける光の量（受光量）が少ないと、図４のＶiｎｔのグラフに示す直線の傾きが緩やかになる。その結果、電圧Ｖpｉｘは、受光量が多い場合に比べて高くなる。このように、光センサ回路２２４は、フォトダイオード２２５の受光量に応じて、センサ信号線ＳＳｊに出力する電圧の値を変化させる。
【００６６】
ところで、上記においては、ｍ×ｎ個存在する光センサ回路のうち、１つの光センサ回路２２４に着目して、その動作を説明した。以下では、液晶パネル２２における各光センサ回路の動作について説明する。
【００６７】
まず、光センサ駆動回路２８は、ｎ個のセンサ信号線ＳＤ１〜ＳＤｎの全てに対して、予め定められた電圧を印加する。次に、光センサ駆動回路２８は、リセット信号線ＲＳ１に対して、通常よりもハイレベルな電圧ＶｄｄＲを印加する。なお、他のリセット信号線ＲＳ２〜ＲＳｍおよび読出信号線ＲＷ１〜ＲＷｍについては、ローレベルの電圧を印加したままの状態とする。これにより、図２における１行目のｎ個の光センサ回路が、リセット期間に入る。その後、１行目のｎ個の光センサ回路は、センシング期間に入る。さらに、その後、１行目のｎ個の光センサ回路は、読出期間に入る。
【００６８】
なお、ｎ個のセンサ信号線ＳＤ１〜ＳＤｎの全てに対して予め定められた電圧を印加するタイミングは、上記のタイミングに限定されず、少なくとも読出期間前に印加されるタイミングであればよい。
【００６９】
１行目ｎ個の光センサ回路の読出期間が終了すると、光センサ駆動回路２８は、リセット信号線ＲＳ２に対して、通常よりもハイレベルな電圧ＶｄｄＲを印加する。つまり、２行目ｎ個の光センサ回路のリセット期間に入る。リセット期間が終了すると、２行目のｎ個の光センサ回路は、センシング期間に入り、その後は、読出期間に入る。
【００７０】
以降は、上述した処理が、順に、３行目ｎ個の光センサ回路、４行目ｎ個の光センサ回路、…ｍ行目ｎ個の光センサ回路に対して行われる。その結果、センサ信号線ＳＳ１〜ＳＳｎからは、１行目のセンシング結果、２行目のセンシング結果、…、ｍ行目のセンシング結果が、この順に出力される。
【００７１】
なお、表示装置２００においては、上記のように行毎にセンシングが行われるとともに、行毎にセンシング結果が液晶パネル２２から出力される。
【００７２】
図３に示すように、液晶パネル２２の表面にユーザの指３０がタッチしている場合、バックライト２４から発せられた光の一部はユーザの指３０にて反射され、この反射された光をフォトダイオード２２５で受光する。
【００７３】
また、指３０がタッチしていない液晶パネル２２の非タッチ領域においても、バックライト２４から発せられた光の一部は、ユーザの指３０にて反射される。この非タッチ部分においても、フォトダイオード２２５は、反射された光を受光する。ただし、非タッチ領域においては、液晶パネル２２の表面に指３０がタッチしていないため、指３０がタッチしている領域よりも、フォトダイオード２２５の受光量は少なくなる。なお、バックライト２４から発せられた光のうち、ユーザの指３０に到達しない光のほとんどについては、フォトダイオード２２５は受光できない。
【００７４】
ここで、バックライト２４を、少なくともセンシング期間においては点灯させておくことにより、光センサ回路２２４は、ユーザの指３０により反射した光の光量に応じた電圧をセンサ信号線ＳＳｊから出力することができる。このように、バックライト２４を点灯制御することにより、液晶パネル２２では、指３０のタッチ位置、指３０のタッチしている範囲、液晶パネル２２の表面に対する指３０の方向などに応じて、センサ信号線ＳＳ１からＳＳｎから出力される電圧が変化することになる。
【００７５】
図５は、液晶パネル２２面に対する指のタッチの強さとタッチ面積の関係を示す。当然のことながら、タッチの強さが強くなるにつれて漸次タッチ面積は広くなる。
【００７６】
図６は、複数の指、例えば人差し指３０１と親指３０２が同時に液晶パネル２２にタッチする状態を示している。液晶パネル２２に対して、上部側に位置する人差し指３０１のＡ点におけるタッチ面積と下部側に位置する親指３０２のＢ点におけるタッチ面積の関係をＡ＞Ｂとしている。
【００７７】
人差し指３０１と親指３０２が液晶パネル２２に対してタッチする面積の関係がＡ＞Ｂであるとともに、このタッチ状態が予め設定した時間を経過した場合の情報は、センサ信号線ＳＳ１〜ＳＳｎを介して液晶パネル２２から信号処理部２５３に供給される。この情報に基づき信号処理部２５３は、アングル調整の命令がされたと判断し、液晶パネル２２に対して映し出された画像のアングルを、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態に倒したチェンジとする動作に移行することができる。
【００７８】
以下、図９〜図１４を参照し、液晶パネル２２上に、二本の指をマルチタッチさせ、その指の間隔を広げ、表示を拡大させる、いわゆるピンチアウトモードから、マルチタッチによりアングルチェンジモードに移行させ、二次元表示から三次元表示に、三次元表示から二次元表示にアングルチェンジする機能についてさらに詳しく説明する。その前に図８を参照し、人差し指３０１と親指３０２が液晶パネル２２に対するタッチする面積の関係について説明する。
【００７９】
一般的に、人差し指は親指に比べて液晶パネル２２に対し、タッチ面積が親指よりも広い状態にはなかなかなり難い。そこで、図８に示すように、面積差≒圧力差という条件を満たす関係性を持たせるようにした。つまり、Ｂ点におけるタッチ面積での対応の出力は△Ｂ（−）とし、Ａ点におけるタッチ面積での対応出力は△Ａ（＋）とした。つまり、単純にタッチされたＡ，Ｂ点の面積差だけでなく、タッチ箇所毎の経過時間における面積の変化量を比較して判断に加えるようにした。
【００８０】
これにより、人差し指の操作の加減により二次元表示から三次元表示の画像とその逆の画像にアングルチェンジすることが可能となり、操作性を向上させることができる。なお、タッチ開始からアングルチェンジまでの時間はせいぜい１秒程度である。
【００８１】
図９および図１０は、図１に示したカーナビ１０００の液晶パネル２２に映し出された表示をマルチタッチして表示を拡大させるピンチアウトモードの状態から、マルチタッチにより液晶パネル２２をアングルチェンジモードに移行させ、二次元から三次元表示とその逆に画像のアングルを徐々にチェンジして表示する処理の流れを示すフローチャートである。以下、図９、図１０のフローチャートについて、図１１〜図１４の液晶パネルの関連表示例とともに説明する。
【００８２】
先ず、図９のステップＳ０１において、液晶パネル２２がピンチアウトモード状態にあり、マルチタッチにより表示をピンチアウトの表示制御可能な状態にある。ピンチアウト操作が行われた後、ステップＳ０２において、マルチタッチされた状態かを判断する。マルチタッチの状態であれば、ステップＳ１１に戻ってピンチアウト可能な状態が継続し、マルチタッチの状態でなければ、ピンチアウトモード状態を解除する（Ｓ０３）。
【００８３】
そして、図１１の液晶パネル２２の画面上に、図１２に示すように人差し指３０１と親指３０２とがマルチタッチされた場合、信号処理部２５３は画面上部に位置する人差し指３０１のタッチ位置と画面下部に位置する親指３０２のタッチ位置の測定をそれぞれ行う。
【００８４】
ステップＳ２では、ステップＳ１でのタッチ位置を測定した結果、人差し指３０１と親指３０２のマルチタッチが行われたかを判断する。何れかの一方の指のみがタッチあるいは何れの指もタッチしていない場合は終了し、両方の指がタッチした場合はステップＳ３においてマルチタッチの状態が変わらないかを判断する。マルチタッチ状態変わった場合は終了し、変わらない場合は図１２の状態を継続してステップＳ４に進み、人差し指３０１と親指３０２のそれぞれタッチ面積を測定する。測定したタッチ面積をステップＳ５で比較する。
【００８５】
ステップＳ６では、ステップＳ５で測定した人差し指３０１と親指３０２のタッチ面積の差が予め定めた閾値以上かを判断する。閾値以下であれば終了し、閾値以上であればステップＳ７で画像処理エンジン２５のタイマー２５２が起動中かを判断し、起動中であればステップＳ８に進み、ここで所定時間を経過したかを判断する。ステップＳ７において、タイマー２５２が起動中でなければ、ステップＳ９でタイマー２５２を起動させ、ステップＳ８に進む。
【００８６】
ステップＳ８において、図１２のマルチタッチ状態の継続が所定時間経過したかを判断し、経過していない場合はステップＳ１に戻り、経過した場合は液晶パネル２２の左上に「アングル設定」の文字を映し出し、アングルチェンジモードに移行したことを通知し（Ｓ１０）、次のステップＳ１１で、図１０に示すフローチャートの処理を行う。ステップＳ１０における通知は、同時に音声でも知らせてよい。
【００８７】
図１０の処理は、人差し指３０１と親指３０２によるマルチタッチにおけるアングルチェンジモードに移行後の、画像を二次元表示⇔三次元表示にアングルチェンジして表示制御する処理例を示すフローチャートである。
【００８８】
図１０のステップ１０１において、人差し指３０１と親指３０２のそれぞれのタッチ面積測定を行う。それぞれの測定面積をステップＳ１０２で比較する。次のステップＳ１０３では、ステップＳ１０２に基づく面積差異が予め定めた閾値以上かを判断する。閾値以上であれば、ステップＳ１０４において閾値以上の値に基づいたアングル変更率を決定する。
【００８９】
ステップＳ１０５では、上部側のタッチ位置面積＞下部のタッチ位置面積の関係を判断する。ステップＳ１０５において上部側のタッチ位置面積が大きい場合は三次元表示のアングル変更方向が三次元表示方向にチェンジする。
【００９０】
また、ステップＳ１０３において、人差し指３０１と親指３０２それぞれのタッチ面積の差異が閾値以下であった場合は、ステップＳ１０７、Ｓ１０８に進み、ここでアングル変更はしないとしてステップＳ１１０に進む。
【００９１】
ステップＳ１０５において、下部側のタッチ位置面積が大きい場合は、二次元表示方向のアングル表示とし、ステップＳ１１０に進む。
【００９２】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１０９の何れかで決定されたアングルによる表示画面で液晶パネル２２に対して、図１４に示すような描画が行う。
【００９３】
図１４に示す描画がされた後、図９ステップＳ１２において、マルチタッチされた状態かを判断する。マルチタッチの状態であれば、ステップＳ１１に戻りアングルチェンジ状態を継続し、マルチタッチ状態でないと判断した場合、アングルチェンジモード状態を解除する。
【００９４】
図１５は、人差し指３０１と親指３０２でアングル設定移行後を模式的に示したもので、図１５（ａ）の二次元表示から図１５（ｃ）の三次元表示までの往復を人差し指３０１と親指３０２でアングルチェンジする様子を示す。
【００９５】
このように、マルチタッチで画面上部を下部よりタッチ面積を大きくした状態を、所定時間保持させることでアングル設定のモードに移行させ、その後、画面上部が下部のタッチ面積に比して大きいか小さいかに基づく一連の操作により、三次元表示にアングルチェンジで描画させたり、二次元表示でアングルを変更したりすることが可能となる。
【００９６】
この実施形態では、液晶パネル上をマルチタッチされたことを検出後、少なくとも当該マルチタッチの状態が所定時間経過後に他のモードに移行することが可能となり、操作に煩わしさを軽減することができる。また、一連の液晶パネルのタッチ操作で、二次元あるいは三次元表示はもとより、それら表示のアングルチェンジも可能となり、操作上の煩わしさを軽減することができる。
【００９７】
なお、マルチタッチによる他のモードへの移行は、マルチタッチ状態が所定時間経過後だけでなく、例えばマルチタッチのタッチ面積差を何度が逆にするなどマルチタッチの状態を変化させた場合でも移行可能である。
【００９８】
（第２の実施形態）
この実施形態は、図９のステップＳ８において、［アングル設定］が液晶パネル２２の画面上に表示された場合は、これまでのマルチタッチ状態から人差し指３０１あるいは親指３０２のいずれかを操作することで、アングルチェンジを可能としたものである。例えば、親指３０２のタッチを止めて人差し指３０１のみのタッチ操作を続けると、図１５（ａ）から（ｃ）方向にアングルがチェンジし、今度は人差し指３０１のタッチを止め親指３０２のみのタッチ操作をすると、逆に二次元表示方向にアングルがチェンジする操作を行うことができる。
【００９９】
人差し指３０１あるいは親指３０２のいずれかを操作し、所望のアングルの画像を得たところで、人差し指３０１あるいは親指３０２の何れのタッチ操作も止めると、止めたアングルで画像は固定する。この状態から、再びアングルチェンジしたい場合は、人差し指３０１あるいは親指３０２の操作に関係なく、液晶パネル２２の上部側を操作した場合は三次元方向に、下部側を操作した場合は二次元方向にアングルチェンジするよう設計する。
【０１００】
アングルチェンジモードは、例えば再びマルチタッチすることにより解除でき、次のモードには、アングルチェンジモードを解除した後、マルチタッチを所定時間操作することにより移行することができる。
【０１０１】
この実施形態では、所定時間マルチタッチ操作を行い、アングルチェンジモードに設定された移行は、シングルタッチでのアングルチェンジを可能としたことにより、操作性の向上を図ることができる。
【０１０２】
（第３の実施形態）
この実施形態は、人差し指３０１を図１６に示す画面領域１６Ａに、親指３０２を図１６に示す領域１６Ｂにそれぞれ所定時間マルチタッチし、［アングル設定］が液晶パネル２２の画面上に表示された以降は、画面領域１６Ａを人差し指３０１で操作して図１５（ｃ）方向のアングルにチェンジし、画面領域１６Ｂを人差し指３０１で操作して図１５（ａ）方向のアングルにチェンジする。また、画面領域１６Ｃを人差し指３０１で操作した場合は、左側の画面が奥に右側が手前にアングルチェンジさせ、画面領域１６Ｄを人差し指３０１で操作した場合は、右側の画面が奥に左側が手前にアングルチェンジさせるようにした。
【０１０３】
この実施形態では、マルチタッチを所定時間操作し、アングルチェンジモードに移行後は、１６Ａ〜１６Ｄの各画面領域をタッチ操作することにより、上下左右のアングルチェンジすることができる。なお、アングルチェンジモードに移行後のタッチ操作は、人差し指を例に挙げたが、どの指をタッチした場合でも画面領域１６Ａ〜１６Ｄに対応したアングルチェンジを行うことができる。
【０１０４】
上記した各実施形態に限定されるものではない。二次元表示と三次元表示の相互におけるアングルチェンジを行う例を示したが、これに限らず、例えば単に二次元表示を傾けるアングルチェンジものであってもよい。また、液晶パネルを画像表示のアングルチェンジと同じようにボリウムとして用いることができる。また、リスト表示のスクロールコマンド変換にも同じような考え方でリストの上下スクロールに適用することができる。
【０１０５】
また、液晶パネルをマルチタッチし、この状態で指を移動させずに、所定時間保持することにより、表示のアングルチェンジ→ボリウム→画面のスクロールなどのモードに切り替えることもできる。所望のモードに切り替わったところで、マルチタッチを止めば、止めた時点のモードが固定され、ボリウムのモードであればアップ・ダウンを、スクロールのモードであれば画像の上下あるいは左右方向のスクロールなどの操作を実現することができる。モードの変化は、液晶パネル上に表示するようにする
さらに、タッチセンサ機能を備えた液晶パネルとしては、光センサによる例で説明したがこれに限らず、抵抗膜方式や静電容量方式等のものであっても構わない。抵抗膜方式は、対向する透明導電膜間に数ミクロンの微少なスペーサーを配置し、その上にフィルムを貼り付けた構造を持ち、透明導電膜の１つ１つが短冊状で、これが複数枚直交するマトリクス形状とし、フィルムにタッチして圧力をかけることで、導電膜同士が接触し、この時に発生した電流を測定することにより、マトリクスから触れた位置を検出するものである。静電容量方式は、透明電導膜の上にガラス等を張り付けた構造を持ち、抵抗膜方式と同様に複数の縦軸と横軸に分かれマトリクス形状とし、透明電導膜上のガラスをタッチすることで、コンデンサと同原理で、誘電体（指）が近づくと、この静電容量により高周波電流が流れて増加する透明電導膜の静電容量を測定することにより、マトリクスから触れた位置を検出するものである。
【０１０６】
また、カーナビ１０００の表示装置として液晶パネルを例に挙げて説明しているが、液晶パネルの代わりに有機ＥＬ（Electro−Luminescence）パネルなどの他のパネルを用いてもよい。有機ＥＬパネルのような自発光型のものや発射型の液晶パネルの場合、バックライトは必要ない。
【０１０７】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０００ カーナビ
１００ 本体装置
２００ 表示装置
２２ 液晶パネル
２５ 画像処理エンジン
２５３ 信号処理部
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、一連の液晶パネルのタッチパネル操作でモード変更とこのモードに対応した操作を可能とする入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルをマルチタッチすることで、各タッチ箇所の相対的な位置関係を判断し、表示の縮尺変更や回転操作などが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６５６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばカーナビ（カーナビゲーションシステム）などにおける地図データ等の表示は、二次元（平面）のみならず三次元（立体）でも可能となっている。三次元表示において従来の技術を用いて手前から奥あるいは奥から手前のアングル変更を行う場合には、何回もタッチ操作を繰り返す必要があり、操作性が悪いといった煩わしさがあった。
【０００５】
この実施形態では、一連のタッチパネル操作でモードを変更するとともに、変更されたモードに対応した操作を可能とする入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、タッチセンサ機能を備えた液晶パネルと、前記液晶パネル上をマルチタッチされたことを検出後、少なくとも当該マルチタッチの状態が変化した場合もしくは所定時間経過後にモード変更要求と判断し、他のモードに移行するモード移行手段と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】入力装置に関する第１の実施形態としてカーナビの概略的なシステム構成図である。
【図２】カーナビの液晶パネルの構成と液晶パネルの周辺回路とを示した図である。
【図３】液晶パネルとバックライトとの断面図である。
【図４】図２の動作について説明するためのタイミングチャートである。
【図５】タッチパネルの操作について説明するための説明図である。
【図６】指と液晶パネルとのタッチに関係について説明するための説明図である。
【図７】画面のアングル変更例について説明するための説明図である。
【図８】液晶パネルのタッチ操作の補正について説明するための説明図である。
【図９】入力装置に関する第１の実施形態について説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートの一部のより具体例について説明するためのフローチャートである。
【図１１】図９の説明の補助的な説明図である。
【図１２】図９の説明の補助的な説明図である。
【図１３】図９の説明の補助的な説明図である。
【図１４】図９の説明の補助的な説明図である。
【図１５】二次元と三次元表示の表示変化について説明するための説明図である。
【図１６】入力装置に関する第３の実施形態について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、入力装置に関する第１の実施形態としてカーナビ１０００の概略的なシステム構成図で、カーナビ１０００の主たる構成要素として、本体装置１００と、表示装置２００の具体的な構成例を示す。
【００１０】
本体装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、ＲＯＭ（Read−Only Memory）１３と、メモリカードリーダライタ１４と、スピーカ１５と、操作キー１６とから構成される。各構成要素は、相互にデータバスＤＢによって接続されている。メモリカードリーダライタ１４には、メモリカードＭＣが装着される。
【００１１】
ＣＰＵ１１は、プログラムを実行する。操作キー１６は、カーナビ１０００の使用者による指示の入力を受ける。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作キー１６を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ１３は、データを不揮発的に格納する。また、ＲＯＭ１３は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read−Only Memory）やフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭである。なお、図１には図示していないが、カーナビ１０００が、他のカーナビに有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよいし、通信部を設けたカーナビとの間で無線通信を行ってもよい。
【００１２】
表示装置２００は、ドライバ２１と、光センサが内蔵された液晶パネル２２と、内部ＩＦ（Interface）２３と、バックライト２４と、画像処理エンジン２５とから構成される。
【００１３】
ドライバ２１は、液晶パネル２２およびバックライト２４を駆動するための駆動回路である。液晶パネル２２は、液晶ディスプレイの機能と光センサの機能とを備えたデバイスである。つまり、液晶パネル２２は、液晶を用いた画像の表示と、光センサを用いたセンシングとを行うことができる。内部ＩＦ２３は、本体装置１００と表示装置２００との間で、データのやり取りを仲介する。バックライト２４は、液晶パネル２２の裏面に配置された光源である。バックライト２４は、液晶パネル２２の裏面に対して均一な光を照射する。
【００１４】
画像処理エンジン２５は、ドライバ２１を介して液晶パネル２２の動作を制御する。この制御は、内部ＩＦ２３を介して本体装置１００から送られてくる各種データに基づいて行われる。各種データとしては、コマンドを含む。また、画像処理エンジン２５は、液晶パネル２２から出力されるデータを処理し、処理されたデータを、内部ＩＦ２３を介して本体装置１００に送る。さらに、画像処理エンジン２５は、ドライバ制御部２５１と、タイマー２５２と、信号処理部２５３とから構成される。
【００１５】
ドライバ制御部２５１は、ドライバ２１に対して制御信号を送ることによりドライバ２１の動作を制御する。また、ドライバ制御部２５１は、本体装置１００から送られてくるコマンドを解析する。そして、ドライバ制御部２５１は、解析の結果に基づいた制御信号をドライバ２１に送る。
【００１６】
タイマー２５２は、時刻情報を生成し、信号処理部２５３に対して時刻情報を送る。
【００１７】
信号処理部２５３は、液晶パネル２２に内蔵された光センサから出力されるデータを受け取る。光センサから出力されるデータは、アナログデータであるため、信号処理部２５３は、まずアナログデータをデジタルデータに変換する。さらに、信号処理部２５３は、デジタルデータに対して、本体装置１００から送られてくるコマンドの内容に応じたデータ処理を行う。
【００１８】
そして、信号処理部２５３は、本体装置１００から送られてくるコマンドの内容に応じたデータ処理を行った後のデータと、タイマー２５２から取得した時刻情報を含んだデータ（以下、応答データ）とを本体装置１００に送る。また、信号処理部２５３は、スキャンデータを連続して複数格納できる図示しないＲＡＭを備えている。スキャンデータとは、液晶パネル２２から出力される１行目からｍ行目までのｍ行分の電圧に関するデータに対して、信号処理部２５３がデータ処理を行った後のデータである。スキャンデータは、スキャン対象物である、たとえば、ユーザの指をスキャンすることにより得られる画像データを指す。
【００１９】
なお、タイマー２５２は、必ずしも画像処理エンジン２５に備える必要はない。たとえば、タイマー２５２は、表示装置２００内における、画像処理エンジン２５の外部に備えてもよいし、タイマー２５２は、本体装置１００に備えてもよい。
【００２０】
ここで、表示装置２００は、システム液晶を含んでいる。システム液晶とは、液晶パネル２２の周辺機器を、液晶パネル２２を構成するガラス基板上に一体形成することにより得られるデバイスである。ここでは、バックライト２４を駆動する回路を除いたドライバ２１と、内部ＩＦ２３と、画像処理エンジン２５とが、液晶パネル２２のガラス基板上に一体形成されている。
【００２１】
表示装置２００は、必ずしもシステム液晶を用いて構成されている必要はなく、バックライト２４を駆動する回路を除いたドライバ２１と、内部ＩＦ２３と、画像処理エンジン２５とが、液晶パネルのガラス基板以外の基板に構成されていてもよい。
【００２２】
カーナビ１０００における処理は、各ハードウェアおよびＣＰＵ１１により実行されるソフトウェアによって実現される。ソフトウェアは、ＲＯＭ１３に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、メモリカードＭＣその他の記憶媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。
【００２３】
このようなソフトウェアは、メモリカードリーダライタ１４その他の読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは図示しない通信ＩＦなどを介してダウンロードされた後、ＲＯＭ１３に一旦格納される。ソフトウェアは、ＣＰＵ１１によってＲＯＭ１３から読み出され、ＲＡＭ１２に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ１１は、そのプログラムを実行する。
【００２４】
図１に示されるカーナビ１０００の本体装置１００を構成する各構成要素は、一般的なものである。従って、この実施形態の本質的な部分は、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、メモリカードＭＣその他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるとも言える。なお、カーナビ１０００の本体装置１００のハードウェア動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００２５】
記憶媒体としては、メモリカードに限らず、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、メモリカードを除くＩＣ（Integrated Circuit）カード、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read−Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを格納する媒体でもよい。
【００２６】
図２は、液晶パネル２２の構成と、この液晶パネル２２の周辺回路の構成について説明するための図である。
【００２７】
液晶パネル２２は、画素回路２２１と、光センサ回路２２４と、走査信号線Ｇｉと、データ信号線ＳＲｊ，ＳＧｊ，ＳＢｊと、センサ信号線ＳＳｊ，ＳＤｊと、読出信号線ＲＷｉと、リセット信号線ＲＳｉとから構成される。なお、ｉは、１≦ｉ≦ｍを満たす自然数であり、ｊは、１≦ｊ≦ｎを満たす自然数である。
【００２８】
また、図１に示した表示装置２００のドライバ２１は、液晶パネル２２の周辺回路として、走査信号線駆動回路２６と、データ信号線駆動回路２７と、光センサ駆動回路２８と、スイッチＳＷと、アンプＡ１〜Ａｎとから構成される。
【００２９】
走査信号線駆動回路２６は、図１に示すドライバ制御部２５１から制御信号ＴＣ１を受ける。そして、走査信号線駆動回路２６は、制御信号ＴＣ１に基づき、各走査信号線Ｇ１〜Ｇｍに対して、走査信号線Ｇ１から順に予め定められた電圧を印加する。詳しくは、走査信号線駆動回路２６は、単位時間毎に走査信号線Ｇ１〜Ｇｍの中から１つの走査信号線を順次選択し、この選択された走査信号線に対してＴＦＴ（Thin Film Transistor）２２２のゲートをターンオンできるだけの電圧（以下、ハイレベル電圧）を印加する。なお、選択されていない走査信号線に対しては、ハイレベル電圧を印加することなく、ローレベル電圧を印加したままとする。
【００３０】
データ信号線駆動回路２７は、図１に示すドライバ制御部２５１から画像データＤＲ，ＤＧ，ＤＢを受ける。そして、データ信号線駆動回路２７は、３ｎ個のデータ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ，ＳＧ１〜ＳＧｎ，ＳＢ１〜ＳＢｎに対して、上記単位時間毎に、１行分の画像データに対応する電圧を順次印加する。
【００３１】
ここでは、いわゆる線順次方式と呼ばれる駆動方式を用いて説明したが、駆動方式はこれに限定されるものではない。
【００３２】
画素回路２２１は、１つの画素の輝度（透過率）を設定するための回路である。また、画素回路２２１は、マトリクス状にｍ×ｎ個配されている。より詳しくは、画素回路２２１は、図２縦方向にｍ個、横方向にｎ個配されている。
【００３３】
画素回路２２１は、Ｒサブピクセル回路２２１ｒと、Ｇサブピクセル回路２２１ｇと、Ｂサブピクセル回路２２１ｂとからなる。これら３つのサブピクセル回路２２１ｒ，２２１ｇ，２２１ｂは、それぞれ、ＴＦＴ２２２と、画素電極と対向電極とからなる１組の電極対２２３と、図示しないコンデンサとを含む。
【００３４】
なお、ｎ型のトランジスタとｐ型のトランジスタとを作れるＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を実現できること、キャリア（電子または正孔）の移動速度がアモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ａ−Ｓｉ ＴＦＴ）に比べて数百倍早いことなどから、表示装置２００では、ＴＦＴ２２２として多結晶シリコン薄膜トランジスタ（ｐ−Ｓｉ ＴＦＴ）が用いられる。ＴＦＴ２２２は、ｎ型チャネルの電界効果トランジスタであるとして説明する。ただし、ＴＦＴ２２２がｐ型チャネルの電界効果トランジスタであってもよい。
【００３５】
Ｒサブピクセル回路２２１ｒ内のＴＦＴ２２２のソースは、データ信号線ＳＲｊに接続されている。また、ＴＦＴ２２２のゲートは走査信号線Ｇｉに接続されている。ＴＦＴ２２２のドレインは、電極対２２３の画素電極に接続される。そして、画素電極と対向電極との間には、液晶が配される。Ｇサブピクセル回路２２１ｇおよびＢサブピクセル回路２２１ｂについても、各ＴＦＴ２２２のソースが接続されるデータ信号線が異なる以外は、画素回路２２１ｒと同じ構成である。このため、これら２つのサブピクセル回路２２１ｇ，２２１ｂについての説明は、繰り返さない。
【００３６】
ここで、画素回路２２１における輝度の設定について説明する。まず、走査信号線Ｇｉにハイレベル電圧を印加する。このハイレベル電圧の印加により、ＴＦＴ２２２のゲートがターンオンする。このようにＴＦＴ２２２のゲートがターンオンした状態で、各データ信号線ＳＲｊ，ＳＧｊ，ＳＢｊに対して、それぞれ指定された電圧（１画素分の画像データに対応する電圧）を印加する。これにより、指定された電圧に基づいた電圧が画素電極に印加される。その結果、画素電極と対向電極との間に電位差が生じる。この電位差に基づいて、液晶が応答し、画素の輝度は予め定められた輝度に設定される。なお、この電位差は、上記図示しないコンデンサ（補助容量）によって、次のフレーム期間において走査信号線Ｇｉが選択されるまで保持される。
【００３７】
光センサ駆動回路２８は、図１に示すドライバ制御部２５１から制御信号ＴＣ２を受ける。
【００３８】
そして、光センサ駆動回路２８は、制御信号ＴＣ２に基づき、単位時間毎にリセット信号線ＲＳ１〜ＲＳｍの中から１つの信号線を順次選択し、選択された信号線に対して、予め定められたタイミングで通常よりもハイレベルな電圧ＶｄｄＲを印加する。なお、選択されていないリセット信号線に対しては、選択されたリセット信号線に印加した電圧よりも低い電圧ＶｓｓＲを印加したままとする。たとえば、電圧ＶｄｄＲを０Ｖに、電圧ＶｓｓＲを−５Ｖに設定すればよい。
【００３９】
また、光センサ駆動回路２８は、制御信号ＴＣ２に基づき、単位時間毎に読出信号線ＲＷ１〜ＲＷｍの中から１つの信号線を順次選択し、選択された信号線に対して、予め定められたタイミングで通常よりもハイレベルな電圧Ｖｄｄを印加する。なお、選択されていない読出信号線に対しては、上記電圧ＶｓｓＲを印加したままとする。たとえば、Ｖｄｄの値を８Ｖに設定すればよい。
【００４０】
光センサ回路２２４は、フォトダイオード２２５と、コンデンサ２２６と、ＴＦＴ２２７とを含む。なお、以下では、ＴＦＴ２２７がｎ型チャネルの電界効果トランジスタであるとして説明する。ただし、ＴＦＴ２２７がｐ型チャネルの電界効果トランジスタであってもよい。
【００４１】
フォトダイオード２２５のアノードは、リセット信号線ＲＳｉに接続されている。一方、フォトダイオード２２５のカソードは、コンデンサ２２６の一方の電極に接続されている。また、コンデンサ２２６の他方の電極は、読出信号線ＲＷｉに接続されている。なお、以下では、フォトダイオード２２５とコンデンサ２２６との接続点をノードＮと称する。
【００４２】
ＴＦＴ２２７のゲートは、ノードＮに接続されている。また、ＴＦＴ２２７のドレインは、センサ信号線ＳＤｊに接続されている。さらに、ＴＦＴ２２７のソースは、センサ信号線ＳＳｊに接続されている。
【００４３】
スイッチＳＷは、センサ信号線ＳＤ１〜ＳＤｎに対して、予め定められた電圧を印加するか否かを切り替えるために設けられたスイッチである。スイッチＳＷの切り替え動作は、光センサ駆動回路２８により行われる。
【００４４】
アンプＡ１〜Ａｎは、各センサ信号線ＳＳ１〜ＳＳｎから出力された電圧を増幅する。なお、増幅された電圧は、図１に示した信号処理部２５３に送られる。
【００４５】
なお、画素回路２２１を用いて画像を液晶パネル２２に表示させるタイミングと、光センサ回路２２４を用いてセンシングするタイミングとについては、画像処理エンジン２５が制御する。
【００４６】
図３は、液晶パネル２２とバックライト２４との断面図である。液晶パネル２２は、アクティブマトリクス基板３１Ａと、対向基板３１Ｂと、液晶層３２とから構成される。対向基板３１Ｂは、アクティブマトリクス基板３１Ａに対向して配されている。液晶層３２は、アクティブマトリクス基板３１Ａと対向基板３１Ｂとに挟まれている。バックライト２４は、アクティブマトリクス基板３１Ａに関し液晶層３２と反対側に配されている。
【００４７】
アクティブマトリクス基板３１Ａは、偏光フィルタ３３と、ガラス基板３４と、電極対２２３を構成する画素電極２２３ａと、フォトダイオード２２５と、データ信号線３５と、配向膜３６とを含む。さらに、図３には示していないが、アクティブマトリクス基板３１Ａは、図２に示した、コンデンサ２２６と、ＴＦＴ２２７と、ＴＦＴ２２２と、走査信号線Ｇｉとを含む。
【００４８】
また、アクティブマトリクス基板３１Ａにおいては、バックライト２４側から、偏光フィルタ３３、ガラス基板３４、画素電極２２３ａ、および配向膜３６が、この順に配されている。フォトダイオード２２５とデータ信号線３５とは、ガラス基板３４の液晶層３２側に形成されている。
【００４９】
対向基板３１Ｂは、偏光フィルタ３３と、ガラス基板３４と、遮光膜３７と、カラーフィルタ３８ｒ，３８ｇ，３８ｂと、電極対２２３を構成する対向電極２２３ｂと、配向膜３６とから構成される。
【００５０】
また、対向基板３１Ｂにおいては、液晶層３２側から、配向膜３６、対向電極２２３ｂ、カラーフィルタ３８ｒ，３８ｇ，３８ｂ、ガラス基板３４、および偏光フィルタ３３が、この順に配されている。遮光膜３７は、カラーフィルタ３８ｒ，３８ｇ，３８ｂと同一の層に形成されている。
【００５１】
カラーフィルタ３８ｒは、赤色の波長の光を透過させるフィルタである。カラーフィルタ３８ｇは、緑色の波長の光を透過させるフィルタである。カラーフィルタ３８ｂは、青色の波長の光を透過させるフィルタである。ここで、フォトダイオード２２５は、カラーフィルタ３８ｂに対向する位置に配されている。
【００５２】
液晶パネル２２は、外光やバックライト２４などの光源により発せられた光を遮ったり、透過させたりすることによって、画像の表示をする。具体的には、液晶パネル２２は、画素電極２２３ａと対向電極２２３ｂとの間に電圧を印加することにより液晶層３２の液晶分子の向きを変化させ、上記光を遮ったり、あるいは透過させたりする。ただし、液晶だけでは光を完全に遮ることができないため、特定の偏光方向の光のみを透過させる偏光フィルタ３３を配置している。
【００５３】
なお、フォトダイオード２２５の位置は、上記の位置に限定されるものではなく、カラーフィルタ３８ｒに対向する位置やカラーフィルタ３８ｇに対向する位置に設けることも可能である。
【００５４】
ここで、光センサ回路２２４の動作について説明する。図４は、光センサ回路２２４を動作させる際のタイミングチャートを示した図である。図４において、電圧Ｖｉｎｔは、光センサ回路２２４内のノードＮにおける電位を示している。また、電圧Ｖｐｉｘは、図２に示したセンサ信号線ＳＳｊからの出力電圧であって、アンプＡ１〜Ａｎによって増幅される前の電圧を示している。
【００５５】
以下では、光センサ回路２２４をリセットするためのリセット期間と、光センサ回路２２４を用いて光をセンシングするためのセンシング期間と、センシングした結果を読み出す読出期間とに分けて説明する。
【００５６】
まず、リセット期間について説明する。リセット期間においては、リセット信号線ＲＳｉに印加する電圧を、ローレベル（電圧ＶｓｓＲ）からハイレベル（電圧ＶｄｄＲ）へと瞬間的に切り替える。一方、読出信号線ＲＷｉに印加する電圧は、ローレベル（電圧ＶｓｓＲ）のままとする。このように、リセット信号線ＲＳｉに上記ハイレベルの電圧を印加することにより、フォトダイオード２２５の順方向に電流が流れ始める。
【００５７】
その結果、ノードＮの電位である電圧Ｖｉｎｔは、ＶｓｓＲ＋｜ＶｄｄＲ−ＶｓｓＲ｜−Ｖｆの式で示す値となる。この式からわかるように、フォトダイオード２２５における順方向の電圧降下量をＶｆとしている。それゆえ、ノードＮの電位は、図４に示すとおり、電圧ＶｄｄＲよりもＶｆだけ小さな値となる。
【００５８】
ここで、電圧Ｖｉｎｔは、ＴＦＴ２２７のゲートをターンオンさせる閾値以下であるため、センサ信号線ＳＳｊからの出力はない。このため、電圧Ｖｐｉｘは変化しない。また、コンデンサ２２６の電極間には、電圧Ｖｉｎｔ分の差が生じる。コンデンサ２２６には、この差に応じた電荷が蓄積される。
【００５９】
次に、センシング期間について説明する。リセット期間に続くセンシング期間においては、リセット信号線ＲＳｉに印加する電圧は、ハイレベル（電圧ＶｄｄＲ）からローレベル（電圧ＶｓｓＲ）へと瞬間的に切り換わる。一方、読出信号線ＲＷｉに印加する電圧は、ローレベル（電圧ＶｓｓＲ）のままとする。
【００６０】
このように、リセット信号線ＲＳｉに印加する電圧をローレベルに変化させることにより、ノードＮの電位（つまり、電圧Ｖｉｎｔ）は、リセット信号線ＲＳｉの電圧および読出信号線ＲＷｉの電圧よりも高くなる。このため、フォトダイオード２２５においては、カソード側の電圧がアノード側の電圧よりも高い逆バイアスの状態となる。このような逆バイアスの状態において、光源からの光をフォトダイオード２２５が受光すると、フォトダイオード２２５のカソード側からアノード側へと電流が流れ始める。その結果、図４に示すとおり、ノードＮの電位（電圧Ｖｉｎｔ）は時間の経過とともに低くなる。
【００６１】
なお、このように電圧Ｖｉｎｔが低下し続けるため、ＴＦＴ２２７のゲートはターンオンした状態にはならず、センサ信号線ＳＳｊからの出力はない。このため、電圧Ｖｐｉｘは変化しない。
【００６２】
次に、読出期間について説明する。センシング期間に続く読出期間においては、リセット信号線ＲＳｉに印加する電圧をローレベル（電圧ＶｓｓＲ）のままとする。一方、読出信号線ＲＷｉに印加する電圧は、ローレベル（電圧ＶｓｓＲ）からハイレベル（電圧Ｖｄｄ）へと瞬間的に切り換わる。ここで、電圧Ｖｄｄは、電圧ＶｄｄＲよりも高い値である。
【００６３】
このように、読出信号線ＲＷｉにハイレベルの電圧を瞬間的に印加することにより、図４に示すとおり、コンデンサ２２６を介してノードＮの電位が引き上げられる。なお、ノードＮの電位の上昇幅は、読出信号線ＲＷｉに印加する電圧に応じた値となる。ここで、ノードＮの電位（電圧Ｖｉｎｔ）が、ＴＦＴ２２７のゲートをターンオンさせる閾値以上まで引き上げられるため、ＴＦＴ２２７のゲートがターンオンする。
【００６４】
この際、ＴＦＴ２２７のドレイン側に接続されたセンサ信号線ＳＤｊ（図２参照）に予め一定電圧を印加しておけば、ＴＦＴ２２７のソース側に接続されたセンサ信号線ＳＳｊからは、図４のＶｐｉｘのグラフに示すとおり、ノードＮの電位に応じた電圧が出力される。
【００６５】
ここで、フォトダイオード２２５が受ける光の量（受光量）が少ないと、図４のＶiｎｔのグラフに示す直線の傾きが緩やかになる。その結果、電圧Ｖpｉｘは、受光量が多い場合に比べて高くなる。このように、光センサ回路２２４は、フォトダイオード２２５の受光量に応じて、センサ信号線ＳＳｊに出力する電圧の値を変化させる。
【００６６】
ところで、上記においては、ｍ×ｎ個存在する光センサ回路のうち、１つの光センサ回路２２４に着目して、その動作を説明した。以下では、液晶パネル２２における各光センサ回路の動作について説明する。
【００６７】
まず、光センサ駆動回路２８は、ｎ個のセンサ信号線ＳＤ１〜ＳＤｎの全てに対して、予め定められた電圧を印加する。次に、光センサ駆動回路２８は、リセット信号線ＲＳ１に対して、通常よりもハイレベルな電圧ＶｄｄＲを印加する。なお、他のリセット信号線ＲＳ２〜ＲＳｍおよび読出信号線ＲＷ１〜ＲＷｍについては、ローレベルの電圧を印加したままの状態とする。これにより、図２における１行目のｎ個の光センサ回路が、リセット期間に入る。その後、１行目のｎ個の光センサ回路は、センシング期間に入る。さらに、その後、１行目のｎ個の光センサ回路は、読出期間に入る。
【００６８】
なお、ｎ個のセンサ信号線ＳＤ１〜ＳＤｎの全てに対して予め定められた電圧を印加するタイミングは、上記のタイミングに限定されず、少なくとも読出期間前に印加されるタイミングであればよい。
【００６９】
１行目ｎ個の光センサ回路の読出期間が終了すると、光センサ駆動回路２８は、リセット信号線ＲＳ２に対して、通常よりもハイレベルな電圧ＶｄｄＲを印加する。つまり、２行目ｎ個の光センサ回路のリセット期間に入る。リセット期間が終了すると、２行目のｎ個の光センサ回路は、センシング期間に入り、その後は、読出期間に入る。
【００７０】
以降は、上述した処理が、順に、３行目ｎ個の光センサ回路、４行目ｎ個の光センサ回路、…ｍ行目ｎ個の光センサ回路に対して行われる。その結果、センサ信号線ＳＳ１〜ＳＳｎからは、１行目のセンシング結果、２行目のセンシング結果、…、ｍ行目のセンシング結果が、この順に出力される。
【００７１】
なお、表示装置２００においては、上記のように行毎にセンシングが行われるとともに、行毎にセンシング結果が液晶パネル２２から出力される。
【００７２】
図３に示すように、液晶パネル２２の表面にユーザの指３０がタッチしている場合、バックライト２４から発せられた光の一部はユーザの指３０にて反射され、この反射された光をフォトダイオード２２５で受光する。
【００７３】
また、指３０がタッチしていない液晶パネル２２の非タッチ領域においても、バックライト２４から発せられた光の一部は、ユーザの指３０にて反射される。この非タッチ部分においても、フォトダイオード２２５は、反射された光を受光する。ただし、非タッチ領域においては、液晶パネル２２の表面に指３０がタッチしていないため、指３０がタッチしている領域よりも、フォトダイオード２２５の受光量は少なくなる。なお、バックライト２４から発せられた光のうち、ユーザの指３０に到達しない光のほとんどについては、フォトダイオード２２５は受光できない。
【００７４】
ここで、バックライト２４を、少なくともセンシング期間においては点灯させておくことにより、光センサ回路２２４は、ユーザの指３０により反射した光の光量に応じた電圧をセンサ信号線ＳＳｊから出力することができる。このように、バックライト２４を点灯制御することにより、液晶パネル２２では、指３０のタッチ位置、指３０のタッチしている範囲、液晶パネル２２の表面に対する指３０の方向などに応じて、センサ信号線ＳＳ１からＳＳｎから出力される電圧が変化することになる。
【００７５】
図５は、液晶パネル２２面に対する指のタッチの強さとタッチ面積の関係を示す。当然のことながら、タッチの強さが強くなるにつれて漸次タッチ面積は広くなる。
【００７６】
図６は、複数の指、例えば人差し指３０１と親指３０２が同時に液晶パネル２２にタッチする状態を示している。液晶パネル２２に対して、上部側に位置する人差し指３０１のＡ点におけるタッチ面積と下部側に位置する親指３０２のＢ点におけるタッチ面積の関係をＡ＞Ｂとしている。
【００７７】
人差し指３０１と親指３０２が液晶パネル２２に対してタッチする面積の関係がＡ＞Ｂであるとともに、このタッチ状態が予め設定した時間を経過した場合の情報は、センサ信号線ＳＳ１〜ＳＳｎを介して液晶パネル２２から信号処理部２５３に供給される。この情報に基づき信号処理部２５３は、アングル調整の命令がされたと判断し、液晶パネル２２に対して映し出された画像のアングルを、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態に倒したチェンジとする動作に移行することができる。
【００７８】
以下、図９〜図１４を参照し、液晶パネル２２上に、二本の指をマルチタッチさせ、その指の間隔を広げ、表示を拡大させる、いわゆるピンチアウトモードから、マルチタッチによりアングルチェンジモードに移行させ、二次元表示から三次元表示に、三次元表示から二次元表示にアングルチェンジする機能についてさらに詳しく説明する。その前に図８を参照し、人差し指３０１と親指３０２が液晶パネル２２に対するタッチする面積の関係について説明する。
【００７９】
一般的に、人差し指は親指に比べて液晶パネル２２に対し、タッチ面積が親指よりも広い状態にはなかなかなり難い。そこで、図８に示すように、面積差≒圧力差という条件を満たす関係性を持たせるようにした。つまり、Ｂ点におけるタッチ面積での対応の出力は△Ｂ（−）とし、Ａ点におけるタッチ面積での対応出力は△Ａ（＋）とした。つまり、単純にタッチされたＡ，Ｂ点の面積差だけでなく、タッチ箇所毎の経過時間における面積の変化量を比較して判断に加えるようにした。
【００８０】
これにより、人差し指の操作の加減により二次元表示から三次元表示の画像とその逆の画像にアングルチェンジすることが可能となり、操作性を向上させることができる。なお、タッチ開始からアングルチェンジまでの時間はせいぜい１秒程度である。
【００８１】
図９および図１０は、図１に示したカーナビ１０００の液晶パネル２２に映し出された表示をマルチタッチして表示を拡大させるピンチアウトモードの状態から、マルチタッチにより液晶パネル２２をアングルチェンジモードに移行させ、二次元から三次元表示とその逆に画像のアングルを徐々にチェンジして表示する処理の流れを示すフローチャートである。以下、図９、図１０のフローチャートについて、図１１〜図１４の液晶パネルの関連表示例とともに説明する。
【００８２】
先ず、図９のステップＳ０１において、液晶パネル２２がピンチアウトモード状態にあり、マルチタッチにより表示をピンチアウトの表示制御可能な状態にある。ピンチアウト操作が行われた後、ステップＳ０２において、マルチタッチされた状態かを判断する。マルチタッチの状態であれば、ステップＳ１１に戻ってピンチアウト可能な状態が継続し、マルチタッチの状態でなければ、ピンチアウトモード状態を解除する（Ｓ０３）。
【００８３】
そして、図１１の液晶パネル２２の画面上に、図１２に示すように人差し指３０１と親指３０２とがマルチタッチされた場合、信号処理部２５３は画面上部に位置する人差し指３０１のタッチ位置と画面下部に位置する親指３０２のタッチ位置の測定をそれぞれ行う。
【００８４】
ステップＳ２では、ステップＳ１でのタッチ位置を測定した結果、人差し指３０１と親指３０２のマルチタッチが行われたかを判断する。何れかの一方の指のみがタッチあるいは何れの指もタッチしていない場合は終了し、両方の指がタッチした場合はステップＳ３においてマルチタッチの状態が変わらないかを判断する。マルチタッチ状態変わった場合は終了し、変わらない場合は図１２の状態を継続してステップＳ４に進み、人差し指３０１と親指３０２のそれぞれタッチ面積を測定する。測定したタッチ面積をステップＳ５で比較する。
【００８５】
ステップＳ６では、ステップＳ５で測定した人差し指３０１と親指３０２のタッチ面積の差が予め定めた閾値以上かを判断する。閾値以下であれば終了し、閾値以上であればステップＳ７で画像処理エンジン２５のタイマー２５２が起動中かを判断し、起動中であればステップＳ８に進み、ここで所定時間を経過したかを判断する。ステップＳ７において、タイマー２５２が起動中でなければ、ステップＳ９でタイマー２５２を起動させ、ステップＳ８に進む。
【００８６】
ステップＳ８において、図１２のマルチタッチ状態の継続が所定時間経過したかを判断し、経過していない場合はステップＳ１に戻り、経過した場合は液晶パネル２２の左上に「アングル設定」の文字を映し出し、アングルチェンジモードに移行したことを通知し（Ｓ１０）、次のステップＳ１１で、図１０に示すフローチャートの処理を行う。ステップＳ１０における通知は、同時に音声でも知らせてよい。
【００８７】
図１０の処理は、人差し指３０１と親指３０２によるマルチタッチにおけるアングルチェンジモードに移行後の、画像を二次元表示⇔三次元表示にアングルチェンジして表示制御する処理例を示すフローチャートである。
【００８８】
図１０のステップ１０１において、人差し指３０１と親指３０２のそれぞれのタッチ面積測定を行う。それぞれの測定面積をステップＳ１０２で比較する。次のステップＳ１０３では、ステップＳ１０２に基づく面積差異が予め定めた閾値以上かを判断する。閾値以上であれば、ステップＳ１０４において閾値以上の値に基づいたアングル変更率を決定する。
【００８９】
ステップＳ１０５では、上部側のタッチ位置面積＞下部のタッチ位置面積の関係を判断する。ステップＳ１０５において上部側のタッチ位置面積が大きい場合は三次元表示のアングル変更方向が三次元表示方向にチェンジする。
【００９０】
また、ステップＳ１０３において、人差し指３０１と親指３０２それぞれのタッチ面積の差異が閾値以下であった場合は、ステップＳ１０７、Ｓ１０８に進み、ここでアングル変更はしないとしてステップＳ１１０に進む。
【００９１】
ステップＳ１０５において、下部側のタッチ位置面積が大きい場合は、二次元表示方向のアングル表示とし、ステップＳ１１０に進む。
【００９２】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１０９の何れかで決定されたアングルによる表示画面で液晶パネル２２に対して、図１４に示すような描画が行う。
【００９３】
図１４に示す描画がされた後、図９ステップＳ１２において、マルチタッチされた状態かを判断する。マルチタッチの状態であれば、ステップＳ１１に戻りアングルチェンジ状態を継続し、マルチタッチ状態でないと判断した場合、アングルチェンジモード状態を解除する。
【００９４】
図１５は、人差し指３０１と親指３０２でアングル設定移行後を模式的に示したもので、図１５（ａ）の二次元表示から図１５（ｃ）の三次元表示までの往復を人差し指３０１と親指３０２でアングルチェンジする様子を示す。
【００９５】
このように、マルチタッチで画面上部を下部よりタッチ面積を大きくした状態を、所定時間保持させることでアングル設定のモードに移行させ、その後、画面上部が下部のタッチ面積に比して大きいか小さいかに基づく一連の操作により、三次元表示にアングルチェンジで描画させたり、二次元表示でアングルを変更したりすることが可能となる。
【００９６】
この実施形態では、液晶パネル上をマルチタッチされたことを検出後、少なくとも当該マルチタッチの状態が所定時間経過後に他のモードに移行することが可能となり、操作に煩わしさを軽減することができる。また、一連の液晶パネルのタッチ操作で、二次元あるいは三次元表示はもとより、それら表示のアングルチェンジも可能となり、操作上の煩わしさを軽減することができる。
【００９７】
なお、マルチタッチによる他のモードへの移行は、マルチタッチ状態が所定時間経過後だけでなく、例えばマルチタッチのタッチ面積差を何度が逆にするなどマルチタッチの状態を変化させた場合でも移行可能である。
【００９８】
（第２の実施形態）
この実施形態は、図９のステップＳ８において、［アングル設定］が液晶パネル２２の画面上に表示された場合は、これまでのマルチタッチ状態から人差し指３０１あるいは親指３０２のいずれかを操作することで、アングルチェンジを可能としたものである。例えば、親指３０２のタッチを止めて人差し指３０１のみのタッチ操作を続けると、図１５（ａ）から（ｃ）方向にアングルがチェンジし、今度は人差し指３０１のタッチを止め親指３０２のみのタッチ操作をすると、逆に二次元表示方向にアングルがチェンジする操作を行うことができる。
【００９９】
人差し指３０１あるいは親指３０２のいずれかを操作し、所望のアングルの画像を得たところで、人差し指３０１あるいは親指３０２の何れのタッチ操作も止めると、止めたアングルで画像は固定する。この状態から、再びアングルチェンジしたい場合は、人差し指３０１あるいは親指３０２の操作に関係なく、液晶パネル２２の上部側を操作した場合は三次元方向に、下部側を操作した場合は二次元方向にアングルチェンジするよう設計する。
【０１００】
アングルチェンジモードは、例えば再びマルチタッチすることにより解除でき、次のモードには、アングルチェンジモードを解除した後、マルチタッチを所定時間操作することにより移行することができる。
【０１０１】
この実施形態では、所定時間マルチタッチ操作を行い、アングルチェンジモードに設定された移行は、シングルタッチでのアングルチェンジを可能としたことにより、操作性の向上を図ることができる。
【０１０２】
（第３の実施形態）
この実施形態は、人差し指３０１を図１６に示す画面領域１６Ａに、親指３０２を図１６に示す領域１６Ｂにそれぞれ所定時間マルチタッチし、［アングル設定］が液晶パネル２２の画面上に表示された以降は、画面領域１６Ａを人差し指３０１で操作して図１５（ｃ）方向のアングルにチェンジし、画面領域１６Ｂを人差し指３０１で操作して図１５（ａ）方向のアングルにチェンジする。また、画面領域１６Ｃを人差し指３０１で操作した場合は、左側の画面が奥に右側が手前にアングルチェンジさせ、画面領域１６Ｄを人差し指３０１で操作した場合は、右側の画面が奥に左側が手前にアングルチェンジさせるようにした。
【０１０３】
この実施形態では、マルチタッチを所定時間操作し、アングルチェンジモードに移行後は、１６Ａ〜１６Ｄの各画面領域をタッチ操作することにより、上下左右のアングルチェンジすることができる。なお、アングルチェンジモードに移行後のタッチ操作は、人差し指を例に挙げたが、どの指をタッチした場合でも画面領域１６Ａ〜１６Ｄに対応したアングルチェンジを行うことができる。
【０１０４】
上記した各実施形態に限定されるものではない。二次元表示と三次元表示の相互におけるアングルチェンジを行う例を示したが、これに限らず、例えば単に二次元表示を傾けるアングルチェンジものであってもよい。また、液晶パネルを画像表示のアングルチェンジと同じようにボリウムとして用いることができる。また、リスト表示のスクロールコマンド変換にも同じような考え方でリストの上下スクロールに適用することができる。
【０１０５】
また、液晶パネルをマルチタッチし、この状態で指を移動させずに、所定時間保持することにより、表示のアングルチェンジ→ボリウム→画面のスクロールなどのモードに切り替えることもできる。所望のモードに切り替わったところで、マルチタッチを止めば、止めた時点のモードが固定され、ボリウムのモードであればアップ・ダウンを、スクロールのモードであれば画像の上下あるいは左右方向のスクロールなどの操作を実現することができる。モードの変化は、液晶パネル上に表示するようにする
さらに、タッチセンサ機能を備えた液晶パネルとしては、光センサによる例で説明したがこれに限らず、抵抗膜方式や静電容量方式等のものであっても構わない。抵抗膜方式は、対向する透明導電膜間に数ミクロンの微少なスペーサーを配置し、その上にフィルムを貼り付けた構造を持ち、透明導電膜の１つ１つが短冊状で、これが複数枚直交するマトリクス形状とし、フィルムにタッチして圧力をかけることで、導電膜同士が接触し、この時に発生した電流を測定することにより、マトリクスから触れた位置を検出するものである。静電容量方式は、透明電導膜の上にガラス等を張り付けた構造を持ち、抵抗膜方式と同様に複数の縦軸と横軸に分かれマトリクス形状とし、透明電導膜上のガラスをタッチすることで、コンデンサと同原理で、誘電体（指）が近づくと、この静電容量により高周波電流が流れて増加する透明電導膜の静電容量を測定することにより、マトリクスから触れた位置を検出するものである。
【０１０６】
また、カーナビ１０００の表示装置として液晶パネルを例に挙げて説明しているが、液晶パネルの代わりに有機ＥＬ（Electro−Luminescence）パネルなどの他のパネルを用いてもよい。有機ＥＬパネルのような自発光型のものや発射型の液晶パネルの場合、バックライトは必要ない。
【０１０７】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０００ カーナビ
１００ 本体装置
２００ 表示装置
２２ 液晶パネル
２５ 画像処理エンジン
２５３ 信号処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチセンサ機能を備えた液晶パネルと、
前記液晶パネル上をマルチタッチされたことを検出後、少なくとも当該マルチタッチの状態が変化した場合もしくは所定時間経過後にモード変更要求と判断し、他のモードに移行するモード移行手段と、を備える入力装置。
【請求項２】
前記他のモードが、表示内容の角度を変更するアングルモードであって、
前記モード移行手段は、前記液晶パネルに対するマルチタッチのうち、タッチ面積が大きい側に前記液晶パネルの表示を倒すアングル表示に移行する、請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記モード移行手段は、前記マルチタッチの、タッチ面積の差分が閾値を越えた場合に、他のモードに移行する、請求項１記載の入力装置。
【請求項１】
タッチセンサ機能を備えた液晶パネルと、
前記液晶パネル上をマルチタッチされたことを検出後、少なくとも当該マルチタッチの状態が変化した場合もしくは所定時間経過後にモード変更要求と判断し、他のモードに移行するモード移行手段と、を備える入力装置。
【請求項２】
前記他のモードが、表示内容の角度を変更するアングルモードであって、
前記モード移行手段は、前記液晶パネルに対するマルチタッチのうち、タッチ面積が大きい側に前記液晶パネルの表示を倒すアングル表示に移行する、請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記モード移行手段は、前記マルチタッチの、タッチ面積の差分が閾値を越えた場合に、他のモードに移行する、請求項１記載の入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−３７５２１（Ｐ２０１３−３７５２１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２８４４（Ｐ２０１１−１７２８４４）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（５０４１１３００８）東芝アルパイン・オートモティブテクノロジー株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（５０４１１３００８）東芝アルパイン・オートモティブテクノロジー株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
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