CN101896858A - 带光传感器的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带光传感器的显示装置。本发明涉及在显示面板上设置有多个光传感器、通过用手指或笔触摸画面就能够进行操作的显示装置。内置传感器的液晶面板(11)具备以二维状配置的多个像素电路(1)和多个光传感器(2)。MPU(18)根据外部光的照度来选择检测对象物的影像的模式或是检测对象物的反射像的模式。1帧期间被分割为显示期间和传感期间。背光源(14)被控制成在影像模式的显示期间和反射像模式的传感期间点亮，在影像模式的传感期间和反射像模式的显示期间熄灭。根据本发明，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。

Description

带光传感器的显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及在显示面板上设置有多个光传感器的显示装置。
背景技术
近年来，通过用手指或笔等触摸画面就可操作的电子设备正在普及。另外，作为检测显示画面内的触摸位置的方法，已知有在显示面板上设置多个光传感器并使用光传感器来检测手指等接近画面时产生的影像的方法。
与其相关，专利文献1中记载有在用于在显示部显示显示数据的显示期间使背光源点亮、在读出来自传感器部的传感器输出的传感期间使背光源熄灭的显示装置。利用该显示装置，能够削减检测影像时的背光源光的影响，能够使光传感器的检测精度提高。
但是，在检测影像的方法中，当外部光的照度低(周围暗)时，由光传感器得到的图像内难以区别影像和背景，有时不能正确地检测触摸位置。因此，针对具有背光源的显示装置，还设计出使用光传感器来检测背光源光照到手指时的反射像的方法。
专利文献1：日本国特开2006-317682号公报
发明内容
然而，对于采用了检测反射像的方法时的背光源控制，至今还没有设计出具体的方法。因此，与以往一样，在使背光源的亮度为一定的情况下存在如下问题：当降低亮度时，触摸位置的检测精度降低，当提高亮度时，背光源的消耗电力增大。
鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种具有多个光传感器的显示装置，其能够抑制背光源的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。
本发明的第一方面是提供一种具有多个光传感器的显示装置，其包括：
具备以二维状配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；
驱动上述显示面板的驱动电路；
向上述显示面板的背面照射光的背光源；和
背光源控制部，其控制上述背光源，使得在检测对象物的反射像时，在从上述光传感器读出信号的传感期间，由上述光传感器检测的光量比在向上述像素电路写入信号的显示期间多。
本发明的第二方面的特征在于，在本发明的第一方面中，
还包括选择检测对象物的影像的影像模式或是检测对象物的反射像的反射像模式的动作模式选择部，
上述背光源控制部控制上述背光源，使得在选择了反射像模式时，在传感期间由上述光传感器检测的光量比在显示期间多。
本发明的第三方面的特征在于，在本发明的第二方面中，
上述背光源控制部控制上述背光源，使得在选择了反射像模式时，上述背光源的亮度在传感期间比在显示期间高。
本发明的第四方面的特征在于，在本发明的第三方面中，
上述背光源控制部控制上述背光源，使得在选择了影像模式时，上述背光源的亮度在传感期间比在显示期间低。
本发明的第五方面的特征在于，在本发明的第二方面中，
上述背光源包含多种颜色的光源，
上述背光源控制部按照上述光传感器的受光特性来控制上述光源的点亮状态。
本发明的第六方面的特征在于，在本发明的第五方面中，
在选择了反射像模式时，上述背光源控制部在传感期间使上述光传感器的受光灵敏度高的颜色的光源优先点亮。
本发明的第七方面的特征在于，在本发明的第六方面中，
在选择了影像模式时，上述背光源控制部在传感期间使上述光传感器的受光灵敏度低的颜色的光源优先点亮。
本发明的第八方面的特征在于，在本发明的第二方面中，
还包括检测外部光的照度的照度传感器，
上述模式选择部根据由上述照度传感器检测到的照度来选择影像模式或是反射像模式。
本发明的第九方面的特征在于，在本发明的第二方面中，
还包括求出提供给上述显示面板的显示数据的特性的特性检测部，
上述模式选择部根据由上述特性检测部求出的特性来选择影像模式或是反射像模式。
本发明的第十方面的特征在于，在本发明的第九方面中，
上述特性抽出部求出上述光传感器的受光灵敏度高的颜色的量来作为上述显示数据的特性。
本发明的第十一方面，提供一种显示装置的驱动方法，该显示装置包括：具备以二维状配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；驱动上述显示面板的驱动电路；和向上述显示面板的背面照射光的背光源，上述驱动方法的特征在于，包括：
使用上述驱动电路向上述像素电路写入信号的步骤；
使用上述驱动电路从上述光传感器读出信号的步骤；
控制上述背光源，使得在检测对象物的反射像时，在从上述光传感器读出信号的传感期间，由上述光传感器检测的光量比在向上述像素电路写入信号的显示期间多的步骤。
根据本发明的第一或者第十一方面，在检测对象物的反射像时，通过使在传感期间由光传感器检测的光(反射光)的量比在显示期间多，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高反射像的亮度，从而提高触摸位置的检测精度。
根据本发明的第二方面，通过按照状况选择最佳的动作模式，并且使反射像模式的在传感期间由光传感器检测的光(反射光)的量比在显示期间多，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高反射像的亮度，从而提高反射像模式的触摸位置的检测精度。
根据本发明的第三方面，通过使反射像模式的传感期间的背光源的亮度比显示期间高，能够增多由光传感器检测的光(反射光)的量。由此，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高反射像的亮度，从而提高反射像模式的触摸位置的检测精度。
根据本发明的第四方面，通过使影像模式的传感期间的背光源的亮度比显示期间低，能够减少由光传感器检测的光的量。由此，能够削减检测影像时的背光源光的影响，提高影像模式的触摸位置的检测精度。
根据本发明的第五方面，通过按照光传感器的受光特性来控制多种颜色的光源的点亮状态，能够按照状况来最佳地控制光传感器的受光灵敏度，能够提高触摸位置的检测精度。
根据本发明的第六方面，通过在反射像模式的传感期间使光传感器的受光灵敏度高的颜色的光源优先点亮，能够使由光传感器检测的光(反射光)的量增多。由此，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高反射像的亮度，从而提高反射像模式的触摸位置的检测精度。
根据本发明的第七方面，通过在影像模式的传感期间使光传感器的受光灵敏度低的颜色的光源优先点亮，能够减少由光传感器检测的光的量。由此，能够削减检测影像时的背光源光的影响，提高影像模式的触摸位置的检测精度。
根据本发明的第八方面，考虑到在外部光的照度高时容易检测影像、而在外部光的照度低时很难检测影像这一点，通过根据外部光的照度来选择最佳的动作模式，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。
根据本发明的第九方面，根据显示数据的特性来选择最佳的动作模式，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。
根据本发明的第十方面，考虑到在光传感器的受光灵敏度高的颜色的量较少时容易检测影像、而在其量较多时很难检测影像这一点，通过根据光传感器的受光灵敏度高的颜色的量来选择最佳的动作模式，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式涉及的液晶显示装置的结构的框图。
图2是表示图1所示的装置的液晶面板的结构和周边电路的框图。
图3是表示图1所示的装置的液晶面板的剖面和背光源的配置位置的图。
图4A是表示图1所示的装置中检测影像的方法的原理的图。
图4B是表示图1所示的装置中检测反射像的方法的原理的图。
图5是表示图1所示的装置进行的触摸位置检测处理的流程图。
图6是表示图1所示的装置进行的背光源控制的表。
图7A是图1所示的装置的影像模式的时序图。
图7B是图1所示的装置的反射像模式的时序图。
图8A是表示包含手指的像的扫描图像的第一例的图。
图8B是表示包含手指的像的扫描图像的第二例的图。
图8C是表示包含手指的像的扫描图像的第三例的图。
图8D是表示包含手指的像的扫描图像的第四例的图。
图9是表示本发明第二实施方式涉及的液晶显示装置的结构的框图。
图10是表示图9所示的装置进行的背光源控制的表。
图11A是图9所示的装置的影像模式的时序图。
图11B是图9所示的装置的反射像模式的时序图。
图12是表示本发明第三实施方式涉及的液晶显示装置的结构的框图。
图13是图12所示的装置进行的触摸位置检测处理的流程图。
标号说明
1...像素电路
2...光传感器
6...光电二极管
10、20、30...液晶显示装置
11...内置传感器的液晶面板
12...面板驱动电路
13、23...背光源电源电路
14、24...背光源
15...A/D转换器
16、36...图像处理部
17...照度传感器
18、28、38...微处理单元(MPU)
19、29...LED
41...扫描信号线驱动电路
42...数据信号线驱动电路
43...传感器行驱动电路
44...传感器输出放大器
45～48...开关
61...外部光
62...背光源光
63...对象物
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是表示本发明第一实施方式涉及的液晶显示装置的结构的框图。图1所示的液晶显示装置10包括内置传感器的液晶面板11、面板驱动电路12、背光源电源电路13、背光源14、A/D转换器15、图像处理部16、照度传感器17、以及微处理单元(以下，称为MPU)18。
内置传感器的液晶面板11(以下，称为液晶面板11)包含以二维状配置的多个像素电路和多个光传感器(后述详细情况)。从外部向液晶显示装置10输入显示数据Din。被输入的显示数据Din经由图像处理部16被提供给面板驱动电路12。面板驱动电路12向液晶面板11的像素电路写入与显示数据Din相应的电压。由此，在液晶面板11上显示基于显示数据Din的图像。
背光源14包含多个白色LED(Light Emitting Diode：发光二极管)19，向液晶面板11的背面照射光(背光源光)。背光源电源电路13按照从MPU18输出的背光源控制信号BC来切换是否向背光源14提供电源电压。以下，背光源电源电路13在背光源控制信号BC为高电平时提供电源电压，在背光源控制信号BC为低电平时不提供电源电压。背光源14在背光源控制信号BC为高电平期间点亮，在背光源控制信号BC为低电平的期间熄灭。
液晶面板11将光传感器的输出信号作为传感器输出信号SS而输出。A/D转换器15将模拟的传感器输出信号SS转换为数字信号。图像处理部16根据从A/D转换器15输出的数字信号来生成数字图像(以下，称为扫描图像)。该扫描图像中有时含有位于液晶面板11的表面附近的要检测的物体(例如，手指或笔等。以下，称为对象物)的像。因此，图像处理部16对扫描图像进行图像识别处理，求出扫描图像内的对象物的位置。MPU18根据图像处理部16的图像识别结果来求出表示触摸位置的坐标数据Cout并将其输出。
照度传感器17检测外部光的照度，并输出表示检测到的照度的照度数据LX。照度传感器17被配置成不向受光面射入背光源光。MPU18根据照度数据LX来选择检测对象物的影像的模式(以下，称为影像模式)或是检测对象物的反射像的模式(以下，称为反射像模式)。在反射像模式中，既可以仅检测对象物的反射像，还可以检测对象物的影像和反射像这两者。以下，将用MPU18所选择的模式称为动作模式MD。
MPU18根据动作模式MD进行背光源控制。液晶显示装置10中，1帧时间被分割为向像素电路写入信号(与显示数据Din相应的电压信号)的显示期间和从光传感器读出信号(与光量相应的电压信号)的传感(sensing)期间。MPU18针对显示期间和传感期间按照动作模式MD来切换使背光源14点亮或是熄灭。另外，动作模式MD从MPU18被输出到图像处理部16，图像处理部16按照动作模式MD来切换图像识别处理的算法。MPU18可以进行图像识别处理的全部或者一部分。
图2是表示液晶面板11的结构和周边电路的框图。如图2所示，液晶面板11具有m条扫描信号线G1～Gm、3n条数据信号线SR1～SRn、SG1～SGn、SB 1～SBn、以及(m×3n)个像素电路1。除此之外，液晶面板11还具有(m×n)个光传感器2、m条传感器读出线RW1～RWm、以及m条传感器复位线RS1～RSm。液晶面板11使用CG(Continuous Grain：连续晶界)硅形成。
扫描信号线G1～Gm互相平行而配置。数据信号线SR1～SRn、SG1～SGn、SB1～SBn以与扫描信号线G1～Gm正交的方式互相平行而配置。传感器读出线RW1～RWm和传感器复位线RS1～RSm与扫描信号线G1～Gm平行而配置。
像素电路1在扫描信号线G1～Gm与数据信号线SR1～SRn、SG1～SGn、SB 1～SBn的交点附近各设置1个。像素电路1沿着列方向(图2中纵向)各配置m个、沿着行方向(图2中横向)各配置3n个，作为整体，以二维状被配置。像素电路1根据设置何种颜色的彩色滤光片而被分类为R像素电路1r、G像素电路1g以及B像素电路1b。3种像素电路1r、1g、1b沿着行方向排列配置，由3个形成1个像素。
像素电路1包含TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)3和液晶电容4。TFT3的栅极端子连接在扫描信号线Gi(i为1以上且m以下的整数)上，源极端子连接在数据信号线SRj、SGj、SBj(j为1以上且n以下的整数)的任意一个上，漏极端子连接在液晶电容4的一个电极上。液晶电容4的另一个电极被施加共用电极电压。以下，将连接在G像素电路1g上的数据信号线SG1～SGn称为G数据信号线，连接在B像素电路1b上的数据信号线SB 1～SBn称为B数据信号线。像素电路1也可以包含辅助电容。
像素电路1的光透过率(子像素的亮度)由写入到像素电路1的电压来决定。为了向与扫描信号线Gi和数据信号线SXj(X为R、G、B中的任意一个)连接的像素电路1写入某电压，只要向扫描信号线Gi施加高电平电压(使TFT3为导通状态的电压)，向数据信号线SXj施加要写入的电压即可。通过将与显示数据Din相应的电压写入像素电路1，能够将子像素的亮度设定为所希望的水平。
光传感器2包含电容器5、光电二极管6以及传感器前置放大器7，在每个像素中进行设置。电容器5的一个电极连接在光电二极管6的阴极端子上(以下，将该连接点称为节点A)，电容器5的另一个电极连接在传感器读出线RWi上，光电二极管6的阳极端子连接在传感器复位线RSi上。传感器前置放大器7由栅极端子连接在节点A、漏极端子连接在B数据信号线SBj上、源极端子连接在G数据信号线SGj上的TFT构成。
为了用与传感器读出线RWi和B数据信号线SBj等连接的光传感器2来检测光量，只要向传感器读出线RWi和传感器复位线RSi施加规定的电压，向B数据信号线SBj施加电源电压VDD即可。在向传感器读出线RWi和传感器复位线RSi施加了规定的电压以后，当光射入光电二极管6时，与射入光量相应的电流流过光电二极管6，节点A的电压仅降低流过的电流的量。当向B数据信号线SBj施加电源电压VDD时，节点A的电压被传感器前置放大器7放大，并向G数据信号线SGj输出放大后的电压。因此，能够根据G数据信号线SGj的电压来求出被光传感器2检测到的光量。
在液晶面板11的周边设置有扫描信号线驱动电路41、数据信号线驱动电路42、传感器行驱动电路43、p个(p为1以上且n以下的整数)传感器输出放大器44、以及多个开关45～48。扫描信号线驱动电路41、数据信号线驱动电路42以及传感器行驱动电路43相当于图1中的面板驱动电路12。
数据信号线驱动电路42与3n条数据信号线对应地具有3n个输出端子。在G数据信号线SG1～SGn和与其对应的n个输出端子之间各设置1个开关45，在B数据信号线SB1～SBn和与其对应的n个输出端子之间各设置1个开关46。G数据信号线SG1～SGn被分为各p个的组，在组内第k个(k为1以上且p以下的整数)G数据信号线和第k个传感器输出放大器44的输入端子之间各设置1个开关47。B数据信号线SB1～SBn都连接在开关48的一端，开关48的另一端被施加电源电压VDD。图2所含的开关45～47的个数为n个，开关48的个数为1个。
图2所示的电路在显示期间和传感期间进行不同的动作。在显示期间，开关45、46为导通状态，开关47、48为断开状态。对应于此，在传感期间，开关45、46为断开状态，开关48为导通状态，开关47以G数据信号线SG1～SGn按每组依次连接于传感器输出放大器44的输入端子的方式分时变成导通状态。
在显示期间，扫描信号线驱动电路41和数据信号线驱动电路42进行动作。扫描信号线驱动电路41按照定时控制信号C1从扫描信号线G1～Gm中以每1行时间选择1条扫描信号线，并向所选择的扫描信号线施加高电平电压，向其余的扫描信号线施加低电平电压。数据信号线驱动电路42根据从图像处理部16输出的显示数据DR、DG、DB以线顺序方式驱动数据信号线SR1～SRn、SG1～SGn、SB1～SBn。更详细地说，数据信号线驱动电路42至少存储各1行量的显示数据DR、DG、DB，以每1行时间将1行量的与显示数据相应的电压施加到数据信号线SR1～SRn、SG1～SGn、SB1～SBn。数据信号线驱动电路42可以以点顺序方式来驱动数据信号线SR1～SRn、SG1～SGn、SB1～SBn。
在传感期间，传感器行驱动电路43和传感器输出放大器44进行动作。传感器行驱动电路43按照定时控制信号C2从传感器读出线RW1～RWm和传感器复位线RS 1～RSm中以每1行时间各选择1条信号线，并向所选择的传感器读出线和传感器复位线施加规定的读出用电压和复位用电压，向除其以外的信号线施加与选择时不同的电压。典型地，在显示期间和传感期间，1行时间的长度不同。传感器输出放大器44对被开关47选择的电压进行放大，并作为传感器输出信号SS1～SSp输出。
图3是表示液晶面板11的剖面和背光源14的配置位置的图。液晶面板11具有在2个玻璃基板51a、51b之间夹入液晶层52的构造。一个玻璃基板51a上设置有3种颜色的彩色滤光片53r、53g、53b、遮光膜54、和对置电极55等，另一个玻璃基板51b上设置有像素电极56、数据信号线57、光传感器2等。如图3所示，光传感器2所包含的光电二极管6被设置在设有蓝色彩色滤光片53b的像素电极56的附近(理由后述)。玻璃基板51a、51b的相对的面上设置有取向膜58，另一个面上设置有偏光板59。液晶面板11的2个面中玻璃基板51a侧的面成为表面，玻璃基板51b侧的面成为背面。背光源14被设置在液晶面板11的背面侧。
液晶显示装置10在检测液晶画面内的触摸位置时切换使用检测影像的方法和检测反射像(或者，影像和反射像这两者)的方法。图4A是表示检测影像的方法的原理的图，图4B是表示检测反射像的方法的原理的图。在检测影像的方法(图4A)中，包含光电二极管6的光传感器2检测透过玻璃基板51a和液晶层52等的外部光61。此时，当手指等对象物63位于液晶面板11的表面附近时，应射入到光传感器2的外部光61被对象物63遮住。因此，能够使用光传感器2来检测基于外部光61的对象物63的影像。
在检测反射像的方法(图4B)中，包含光电二极管6的光传感器2检测背光源光62的反射光。更详细地说，从背光源14射出的背光源光62透过液晶面板11后从液晶面板11的表面来到外部。此时，当对象物63位于液晶面板11的表面附近时，背光源光62被对象物63反射。例如，人类的指腹充分地反射光。背光源光62的反射光透过玻璃基板51a和液晶层52等而射入到光传感器2。因此，能够使用光传感器2来检测基于背光源光62的对象物63的反射像。
另外，如果并用上述两种方法，则能够检测影像和反射像这两者。即，能够使用光传感器2来同时检测基于外部光61的对象物63的影像和基于背光源光62的对象物63的反射像。
在用CG硅构成液晶面板11时，光电二极管6的受光灵敏度为蓝色光高、红色光和绿色光低。因此，由于容易接收蓝色光，所以如图3所示那样，光电二极管6被设置在与蓝色彩色滤光片53b对应的像素电极56的附近。这样，通过在容易接收受光灵敏度高的颜色的光的位置配置光电二极管6，能够使被光电二极管6检测的光的量增多，提高光传感器2的受光灵敏度。
图5是表示液晶显示装置10进行的触摸位置检测处理的流程图。图5所示的处理是以每1帧时间由图像处理部16和MPU18进行。首先，从照度传感器17向MPU18输入表示外部光的照度的照度数据LX(步骤S11)。接着，MPU18根据照度数据LX来选择动作模式MD(步骤S12)。在步骤S12中，当外部光的照度为规定的阈值以上时，选择影像模式，当外部光的照度为小于阈值时，选择反射像模式。
接着，MPU18按照动作模式MD控制背光源14(步骤S13)。在步骤S13中，进行图6所示的背光源控制。MPU18在为影像模式时，在显示期间使背光源14点亮，在传感期间使背光源14熄灭。对应于此，在为反射像模式时，MPU18在显示期间使背光源14熄灭，在传感期间使背光源14点亮。MPU18在使背光源14点亮时将背光源控制信号BC设定为高电平，在使背光源14熄灭时将背光源控制信号BC设定为低电平。
接着，向图像处理部16输入从A/D转换器15输出的数字信号(步骤S14)。接着，图像处理部16根据所输入的数字信号生成扫描图像(步骤S15)。接着，图像处理部16对扫描图像进行与动作模式MD相应的图像识别处理(步骤S16)。在步骤S16中，在为影像模式时进行用于识别影像的处理，在为反射像模式时进行用于识别反射像(或者影像和反射像这两者)的处理。接着，MPU18根据图像处理部16的图像识别结果来求出表示触摸位置的坐标数据Cout，并输出到液晶显示装置10的外部(步骤S17)。这样，MPU18作为选择影像模式或是反射像模式的动作模式选择部、和按照动作模式控制背光源14的背光源控制部而发挥作用。
图7A是液晶显示装置10的影像模式的时序图，图7B是液晶显示装置10的反射像模式的时序图。在图7A和图7B中，背光源控制信号BC以外的波形相同。如图7A和图7B所示，垂直同步信号VSYNC以每1帧时间变成高电平，1帧时间被分割为显示期间和传感期间。读出信号SC是表示显示期间或是传感期间的信号，其在显示期间变成低电平，在传感期间变成高电平。
在显示期间，开关45、46变成导通状态，数据信号线SR1～SRn、SG1～SGn、SB1～SBn都连接在数据信号线驱动电路42上。在显示期间，首先，扫描信号线G1的电压变成高电平，接着，扫描信号线G2的电压变成高电平，在此之后，扫描信号线G3～Gm的电压依次变成高电平。扫描信号线Gi的电压为高电平期间，对数据信号线SR1～SRn、SG1～SGn、SB1～SBn施加要写入连接于扫描信号线Gi的3n个像素电路1的电压。
在传感期间，开关48变成导通状态，开关47以分时变成导通状态。因此，向B数据信号线SB1～SBn固定地施加电源电压VDD，G数据信号线SG1～SGn以分时与传感器输出放大器44的输入端子连接。在传感期间，首先，传感器读出线RW1和传感器复位线RS1被选择，接着，传感器读出线RW2和传感器复位线RS2被选择，在此之后，依次选择各1组的传感器读出线RW3～RWm和传感器复位线RS3～RSm。向被选择的传感器读出线和传感器复位线分别施加读出用电压和复位用电压。在选择了传感器读出线RWi和传感器复位线RSi的期间，向G数据信号线SG1～SGn输出由与传感器读出线RWi连接的n个光传感器2检测到的光量相应的电压。
在影像模式(图7A)下，背光源控制信号BC在显示期间变成高电平，在传感期间变成低电平。在这种情况下，背光源14在显示期间点亮，在传感期间熄灭。对应于此，在反射像模式(图7B)下，背光源控制信号BC在显示期间变成低电平，在传感期间变成高电平。在这种情况下，背光源14在显示期间熄灭，在传感期间点亮。
以下，说明本实施方式涉及的液晶显示装置10的效果。图8A～图8D是表示含有手指的像的扫描图像的例子的图。图8A表示在外部光的照度高时使背光源点亮的情况下的扫描图像，图8B表示在外部光的照度高时使背光源熄灭的情况下的扫描图像，图8C表示在外部光的照度低时使背光源点亮的情况下的扫描图像，图8D表示在外部光的照度低时使背光源较暗地点亮的情况下的扫描图像。
如图8A和图8B所示，在外部光的照度高时，能够得到在明亮的背景中含有较暗的手指的像(基于外部光的影像)的扫描图像。此时，当使背光源点亮时(图8A)，由于背光源光被指腹反射，所以扫描图像内相当于指腹的部分变亮成与背景相同的程度。因此，扫描图像内手指(特别是手指的前端部分)与背景的边界变得不清晰，触摸位置的检测精度降低。因此，液晶显示装置10在外部光的照度高时选择影像模式，传感期间使背光源14熄灭(图8B)。由此，扫描图像内相当于指腹的部分变暗，所以即使在明亮的背景中也能够正确地识别手指的像(影像)，能够提高触摸位置的检测精度。
另一方面，如图8C和图8D所示，在外部光的照度低时，能够得到在较暗的背景中含有暗的手指的像的扫描图像。此时，当使背光源熄灭时，扫描图像内很难区别手指和背景，几乎无法检测触摸位置。因此，液晶显示装置10在外部光的照度低时选择反射像模式，传感期间使背光源14点亮(图8C)。此时，由于背光源光被指腹反射，所以扫描图像内相当于指腹的部分变亮。因此，即使是较暗的背景中也能够正确地识别指腹的像(反射像)，能够提高触摸位置的检测精度。
为了在外部光的照度低时提高触摸位置的检测精度，优选背光源的亮度高。例如，使背光源较暗地点亮时，能够得到图8D所示的扫描图像，但在该扫描图像中，指腹的像(反射像)很小，所以很难正确地检测触摸位置。但是，当提高背光源的亮度时，会产生背光源的消耗电力增大这样的问题。因此，液晶显示装置10在反射像模式的显示期间使背光源14熄灭。由此，能够在保持触摸位置的检测精度的状况下削减背光源的消耗电力。
如以上所示那样，本实施方式涉及的液晶显示装置10根据外部光的照度来选择影像模式或是反射像模式，进行与动作模式相应的背光源控制和图像识别处理。由此，背光源14被控制成在影像模式的显示期间和反射像模式的传感期间点亮，在影像模式的传感期间和反射像模式的显示期间熄灭。
因此，在外部光的照度低时，选择反射像模式，使传感期间的背光源14的亮度比显示期间高，从而能够增多由光传感器2检测的光(反射光)的量。由此，能够抑制背光源14的消耗电力，同时提高反射像的亮度，从而提高反射像模式的触摸位置的检测精度。对应于此，在外部光的照度高时，选择影像模式，使传感期间的背光源14的亮度比显示期间低，从而能够减少由光传感器2检测的光的量。由此，能够削减检测影像时的背光源光的影响，提高影像模式的触摸位置的检测精度。这样，根据外部光的照度来选择最佳的动作模式，能够抑制背光源14的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。
与背光源的亮度在显示期间和传感期间相同的液晶显示装置(以下，称为现有的装置)相对比，具体说明上述效果。在液晶显示装置10中，为了以与现有的装置相同的精度来检测反射像，只要将反射像模式的传感期间的背光源14的亮度设为与现有的装置相同的水平即可。另一方面，在液晶显示装置10中，背光源14的亮度被控制成反射像模式的显示期间比传感期间低。因此，利用液晶显示装置10，能够以与现有的装置相同的精度来检测反射像，同时削减背光源14的消耗电力。但在这种情况下，液晶显示装置10的显示画面的亮度比现有的装置低。
因此，为了不会降低显示画面的亮度，也可以使液晶显示装置10的背光源14的亮度比现有的装置高。在这种情况下，反射像模式的传感期间中的背光源14的亮度比现有的装置高，所以能够使用光传感器2来检测比现有的装置清晰的反射像。因此，利用液晶显示装置10，不会使背光源14的消耗电力增大，与现有的装置相比，能够提高触摸位置的检测精度。
在以上的说明中，液晶显示装置10设为在影像模式的传感期间和反射像模式的显示期间使背光源14熄灭，但也可以在影像模式的传感期间和反射像模式的显示期间使背光源14较暗地点亮。一般来说，在影像模式的传感期间，以亮度比显示期间低的方式控制背光源，在反射像模式的传感期间，以亮度比显示期间高的方式控制背光源，从而能够抑制背光源的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。
(第二实施方式)
图9是本发明第二实施方式涉及的液晶显示装置的结构的框图。图9所示的液晶显示装置20是在第一实施方式涉及的液晶显示装置10(图1)中将背光源电源电路13、背光源14以及MPU18置换为背光源电源电路23、背光源24以及MPU28的装置。本实施方式的结构要素中，对与第一实施方式相同的结构要素标记同一参照标号并省略说明。
背光源24包含红色LED29r、绿色LED29g以及蓝色LED29各多个。3种LED29r、29g、29b被控制成在1帧时间内依次各点亮规定的时间。背光源电源电路23按照从MPU28输出的3个背光源控制信号BCr、BCg、BCb单独地切换是否向红色LED29r、绿色LED29g以及蓝色LED29b提供电源电压。背光源电源电路23在背光源控制信号BCr为高电平时对红色LED29r提供电源电压，在背光源控制信号BCr为低电平时不对红色LED29r提供电源电压。红色LED29r在背光源控制信号BCr为高电平的期间点亮，在背光源控制信号BCr为低电平的期间熄灭。绿色LED29g和蓝色LED29也与其一样。
图像处理部16和MPU28进行图5所示的触摸位置检测处理。但在步骤S13中，进行图10所示的背光源控制。图11A是液晶显示装置20的影像模式的时序图，图11B是液晶显示装置20的反射像模式的时序图。在图11A和图11B中，背光源控制信号BCr、BCg、BCb以外的波形相同。
在影像模式(图11A)下，MPU28在显示期间将背光源控制信号BCb、BCg依次各设定为规定的时间的高电平，在传感期间将背光源控制信号BCr设定为高电平。因此，在显示期间，蓝色LED29r和绿色LED29g各点亮规定的时间，在传感期间，红色LED29r点亮。对应于此，在反射像模式(图11B)下，MPU28在显示期间将背光源控制信号BCr、BCg依次各设定为规定的时间的高电平，在传感期间将背光源控制信号BCb设定为高电平。因此，在显示期间，红色LED29r和绿色LED29g各点亮规定的时间，在传感期间，蓝色LED29b点亮(参照图10)。
以下，说明本实施方式涉及的液晶显示装置20的效果。如上所述，在用CG硅构成液晶面板11的情况下，光电二极管6的受光灵敏度为蓝色光高、红色光和绿色光低。因此，在传感期间，当使蓝色LED29b点亮时，光传感器2的受光灵敏度比使红色LED29r和绿色LED29g点亮时高。对于光传感器2的受光灵敏度高，最好不用于检测对象物的影像，而最好用于检测对象物的反射像。
因此，液晶显示装置20在反射像模式的传感期间，使光传感器2的受光灵敏度高的蓝色的光源(蓝色LED29b)优先点亮。由此，在反射像模式的传感期间，由光传感器2检测的光的量变多，所以能够抑制背光源24的消耗电力，同时使反射像清晰，从而提高反射像模式的触摸位置的检测精度。另外，液晶显示装置20在反射像模式的传感期间，使光传感器2的受光灵敏度低的颜色的光源(红色LED29r和绿色LED29g)优先点亮。由此，在影像模式的传感期间，由光传感器2检测的光的量变少，所以能够削减检测影像时的背光源光的影响，使反射像不清晰，从而提高影像模式的触摸位置的检测精度。
在液晶显示装置20中，设为三种LED29r、29g、29b在1帧时间内依次各点亮规定的时间，但既可以使2种以上的LED同时点亮，还可以使3种LED全部同时熄灭。一般来说，在反射像模式的传感期间，使光传感器的受光灵敏度高的颜色的光源优先点亮，在影像模式的传感期间，使光传感器的受光灵敏度低的颜色的光源优先点亮，由此，能够抑制背光源的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。这样，通过按照光传感器的受光特性来控制构成背光源的多种颜色的光源的点亮状态，能够按照状况最佳地控制光传感器的受光灵敏度，提高触摸位置的检测精度。
(第三实施方式)
图12是表示本发明第三实施方式涉及的液晶显示装置的结构的框图。图12所示的液晶显示装置30是在第一实施方式涉及的液晶显示装置10(图1)中除去照度传感器17并将图像处理部16和MPU18置换为图像处理部36和MPU38的装置。本实施方式的结构要素中，对与第一实施方式相同的结构要素标记同一参照标号，并省略说明。
输入到液晶显示装置30的显示数据Din经由图像处理部36提供给面板驱动电路12。图像处理部36存储1帧量的显示数据Din，求出1帧量的显示数据Din中包含的蓝色成分的比例(以下，称为蓝色含有率)，并输出表示蓝色含有率的蓝色含有率数据BX。MPU38在选择动作模式时，代替照度数据LX而使用蓝色含有率数据BX。图像处理部36作为求出显示数据Din中含有的、光传感器2的受光灵敏度高的颜色的量的特性检测部而发挥作用。
图13是表示液晶显示装置30进行的触摸位置检测处理的流程图。图13所示的处理是以每1帧时间由图像处理部36和MPU38进行。首先，图像处理部36求出显示数据Din的蓝色含有率，并输出蓝色含有率数据BX(步骤S31)。接着，MPU38根据蓝色含有率数据BX来选择动作模式MD(步骤S32)。在步骤S32中，当蓝色含有率小于规定的阈值时选择影像模式，当蓝色含有率为阈值以上时选择反射像模式。步骤S33之后的处理与第一实施方式相同，所以在此省略说明。
以下，说明本实施方式涉及的液晶显示装置30的效果。如上所述，在用CG硅构成液晶面板11的情况下，光电二极管6的受光灵敏度为蓝色光高、红色光和绿色光低。因此，在显示数据Din中含有较多的蓝色成分时，光传感器2的受光灵敏度变高。对于光传感器2的受光灵敏度高，最好不用于检测对象物的影像，而最好用于检测对象物的反射像。
因此，液晶显示装置30在显示数据Din的蓝色含有率低时选择影像模式，在蓝色含有率高时选择反射像模式。这样，考虑到在蓝色的量少时容易检测影像、在蓝色的量多时容易检测反射像这一点，根据蓝色的量来选择最佳的动作模式，从而能够抑制背光源14的消耗电力，同时提高触摸位置的检测精度。
图12所示的液晶显示装置30是将第一实施方式涉及的液晶显示装置10变形后的装置，但也能够将第二实施方式涉及的液晶显示装置20变形来构成同样的液晶显示装置。另外，也可以在这些液晶显示装置中设置检测外部光的强度的照度传感器。在设置有照度传感器的液晶显示装置中，MPU根据从图像处理部输出的蓝色含有率数据和从照度传感器输出的照度数据来选择影像模式或是反射像模式。
另外，在第一～第三实施方式中，在液晶面板11中按每个像素设置光传感器2，但既可以按多个像素设置光传感器2，还可以按子像素来设置光传感器。另外，也可以不是LED，而是用例如冷阴极管(CCFL：ColdCathode Fluorescent Lamp)等构成背光源14。另外，在用非晶硅构成液晶面板11时，光电二极管6的受光灵敏度为红色光高、绿色光和蓝色光变低。因此，在这种情况下，将蓝色读为红色，构成与第一～第三实施方式相同的液晶显示装置即可。另外，还能够用上述方法构成液晶显示装置以外的显示装置。
产业上的可利用性
本发明的显示装置具有能够抑制背光源的消耗电力、同时提高触摸位置的检测精度这样的特征，所以能够用于液晶面板中设置有多个光传感器的液晶显示装置等、具备各种背光源的带光传感器的显示装置。

Claims (11)

1.一种显示装置，其具备多个光传感器，其特征在于，包括：
具备以二维状配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；
驱动所述显示面板的驱动电路；
向所述显示面板的背面照射光的背光源；和
背光源控制部，其控制所述背光源，使得在检测对象物的反射像时，在从所述光传感器读出信号的传感期间，由所述光传感器检测的光量比在向所述像素电路写入信号的显示期间多。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
还包括选择检测对象物的影像的影像模式或是检测对象物的反射像的反射像模式的动作模式选择部，
所述背光源控制部控制所述背光源，使得在选择了反射像模式时，在传感期间由所述光传感器检测的光量比在显示期间多。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
所述背光源控制部控制所述背光源，使得在选择了反射像模式时，所述背光源的亮度在传感期间比在显示期间高。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：
所述背光源控制部控制所述背光源，使得在选择了影像模式时，所述背光源的亮度在传感期间比在显示期间低。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
所述背光源包含多种颜色的光源，
所述背光源控制部按照所述光传感器的受光特性来控制所述光源的点亮状态。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
在选择了反射像模式时，所述背光源控制部在传感期间使所述光传感器的受光灵敏度高的颜色的光源优先点亮。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
在选择了影像模式时，所述背光源控制部在传感期间使所述光传感器的受光灵敏度低的颜色的光源优先点亮。
8.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
还包括检测外部光的照度的照度传感器，
所述模式选择部根据由所述照度传感器检测到的照度来选择影像模式或是反射像模式。
9.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
还包括求出提供给所述显示面板的显示数据的特性的特性检测部，
所述模式选择部根据由所述特性检测部求出的特性来选择影像模式或是反射像模式。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于：
所述特性抽出部求出所述光传感器的受光灵敏度高的颜色的量来作为所述显示数据的特性。
11.一种显示装置的驱动方法，该显示装置包括：具备以二维状配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；驱动所述显示面板的驱动电路；和向所述显示面板的背面照射光的背光源，所述驱动方法的特征在于，包括：
使用所述驱动电路向所述像素电路写入信号的步骤；
使用所述驱动电路从所述光传感器读出信号的步骤；和
控制所述背光源，使得在检测对象物的反射像时，在从所述光传感器读出信号的传感期间，由所述光传感器检测的光量比在向所述像素电路写入信号的显示期间多的步骤。
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