JP2007011233A - Flat display device and imaging method using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像取込み機能を備えた平面表示装置及びそれを用いた撮像方法に関するものである。 The present invention relates to a flat display device having an image capturing function and an imaging method using the same.
最近、液晶表示装置のアレイ基板上に、画像取込みを行う密着型エリアセンサを配置した表示装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
Recently, a display device has been proposed in which a contact area sensor for capturing an image is arranged on an array substrate of a liquid crystal display device (see, for example,
この従来の液晶表示装置は、センサに接続されたキャパシタの電荷量をセンサでの受光量に応じて変化させるようにし、キャパシタの両端電圧を検出することで、画像取込みを行っている。
ところで、エリアセンサなどを有した平面表示装置においては、例えばアレイ基板上の物体の位置、または、前記光点の位置を正確に検出する必要がある。 By the way, in a flat display device having an area sensor or the like, it is necessary to accurately detect, for example, the position of an object on the array substrate or the position of the light spot.
しかしながら、このセンサの特性にばらつきがある場合、この検出精度の正確性を十分に確保することができない。そして、特にタッチパネル機能を実現することになれば、この検出精度の正確性は非常に重要となる。 However, when there is variation in the characteristics of the sensor, the accuracy of the detection accuracy cannot be sufficiently ensured. And especially when it comes to realizing a touch panel function, the accuracy of this detection accuracy becomes very important.
そこで本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、特性ばらつきに影響されないセンシング動作が可能な平面表示装置を提供する。 Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and provides a flat display device capable of a sensing operation that is not affected by variations in characteristics.
本発明は、縦横に列設される信号線及び走査線と、前記信号線及び前記走査線の各交点に対応して配置される表示画素と、前記表示画素に対応して設けられる複数のホトセンサ画素とを表示画面に一体的に備えた平面表示装置において、任意の外光照度において、前記各ホトセンサ画素による第１センシング動作に基づき、前記各ホトセンサ画素による撮像条件を決定する撮像条件決定手段と、前記決定された撮像条件に基づき、前記各ホトセンサ画素により第２センシング動作を行い撮像情報を取得する撮像情報取得手段と、を備えたことを特徴とする平面表示装置である。 The present invention relates to a signal line and a scanning line arranged in rows and columns, a display pixel disposed corresponding to each intersection of the signal line and the scanning line, and a plurality of photosensors provided corresponding to the display pixel. In a flat display device integrally including a pixel on a display screen, imaging condition determination means for determining an imaging condition by each photosensor pixel based on a first sensing operation by each photosensor pixel at an arbitrary external light illuminance; An imaging information acquisition unit that acquires imaging information by performing a second sensing operation with each photosensor pixel based on the determined imaging condition.
本発明によれば、画像表示を行うことができると共に、精度よく画像取り込みを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform image display and to capture an image with high accuracy.
以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置について説明する。 Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described.
［１］液晶表示装置
まず、液晶表示装置の構成と、各回路の詳細について説明する。
[1] Liquid Crystal Display Device First, the configuration of the liquid crystal display device and details of each circuit will be described.
（１）液晶表示装置の構成
本実施形態の液晶表示装置の構成について図１に基づいて説明する。
(1) Configuration of Liquid Crystal Display Device The configuration of the liquid crystal display device of this embodiment will be described with reference to FIG.
図１は、アレイ基板１１と回路基板１７とを示している。
FIG. 1 shows the
液晶表示装置は、水平方向３２０画素ｘ垂直方向２４０画素の表示解像度を有する。なお、画素１６とは、表示画素２６とホトセンサ画素２７とを合わせて表現するときの名称である。
The liquid crystal display device has a display resolution of 320 pixels in the horizontal direction and 240 pixels in the vertical direction. The
アレイ基板は、絶縁基板として例えば透明なガラス基板と、このガラス基板上に３２０ｘＲ,Ｇ,Ｂ＝９６０本のソース信号線２３が縦方向に配線され、２４０本の表示用ゲート信号線２２ａが配線されている。これらソース信号線２３と表示用ゲート信号線２２ａの交点近傍に画素１６が設けられている。
The array substrate is, for example, a transparent glass substrate as an insulating substrate, and 320 × R, G, B = 960
また、９６０本のプリチャージ電圧信号線２４、３４０本の第２ゲート信号線２２ｃ、３４０本の第３ゲート信号線２２ｂ、３４０本の共通信号線３１、９６０本のホトセンサ出力信号線２５を有している。プリチャージ電圧信号線２４、ホトセンサ出力信号線２５は、信号線２３と平行に配線され、第２ゲート信号線２２ｃ、第３ゲート信号線２２ｂ、共通信号線３１は、表示用ゲート信号線２２ａと平行に配線されている。
Also, 960 precharge
また、この実施形態のアレイ基板１１は、ソース信号線２３が接続されているソースドライバ回路１４と、プリチャージ電圧信号線２４が接続されているホトセンサ処理回路１８と、表示用ゲート信号線２２ａを駆動する表示用ゲートドライバ回路１２と、第３ゲート信号線２２ｂ、第２ゲート信号線２２ｃ、共通信号線３１が接続されている読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂと、ホトセンサ出力信号線２５が接続されているホトセンサ出力処理回路１８とを備えている。これらの回路は、例えば低温ポリシリコンＴＦＴにより形成されている。
In addition, the
この実施形態では、ホトセンサ画素をアレイ基板に一体的に組み込んだが、アレイ基板と対向する対向基板側に一体的に組み込んでもかまわない。 In this embodiment, the photosensor pixels are integrated into the array substrate, but may be integrated into the counter substrate facing the array substrate.
（２）各回路の構成
回路基板１７上には、アレイ基板１１の各回路を制御するコントロールＩＣ（図示せず）、画像データ等を記憶するメモリ（図示せず）と、アレイ基板１１及び回路基板１７で使用する各種の直流電圧を出力する電源回路（図示せず）とを実装している。また、回路基板１７上には、表示制御及び画像取込制御を行う映像信号処理回路２１が実装されている。アレイ基板１１と回路基板１７とは、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０を介して各種信号の送受を行う。映像信号処理回路２１からの出力映像信号はソースドライバ回路１４に印加される。
(2) Configuration of Each Circuit On the circuit board 17, a control IC (not shown) for controlling each circuit of the
ソースドライバ回路１４は、映像信号処理回路２１から入力するデジタル画素データを液晶表示素子の駆動に適したアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路を有する。
The
表示用ゲートドライバ回路１２ａは、表示用ゲート信号線２２ａを順次選択し、ソースドライバ回路１４と同期をとって表示画素２６に映像データを書き込む動作を行う。
The display
読み込み用ゲートドライバ回路１２ｂは、第３ゲート信号線２２ｂ及び第２ゲート信号線２２ｃを順次選択し、ソースドライバ回路１４と同期をとってホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧を印加し、また、ホトセンサ画素２７から出力電圧を取り出す動作を行う。
The reading
ホトセンサ処理回路１８は、プリチャージ電圧を各プリチャージ電圧信号線２４に印加する。また、ホトセンサ処理回路１８は、ホトセンサ画素２７からの出力電圧をホトセンサ出力信号線２５を介して取り込む。このホトセンサ処理回路１８は、アレイ基板１１に直接形成されている。基本的な構成部品は、コンパレータ回路２３３をスイッチからなる選択回路である。
The
そして、ホトセンサ信号処理回路１５は、読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂ及びホトセンサ処理回路１８を制御する。また、ホトセンサ処理回路１８からの出力データを演算あるいは比較処理などを施し、光が照射あるいは遮光されているホトセンサ位置を判断し、その座標位置を出力する。
The photosensor
（３）画素１６の構成
図２は画素１６（表示画素２６＋ホトセンサ画素２７）を中心として詳細に示した本実施形態の液晶表示装置のブロック図である。なお、画素１６は１つしか図示していないが、図１に図示したように、画素１６はマトリックス状に形成されている。
(3) Configuration of
（３−１）表示画素２６の構成
表示画素２６は、縦横に列設されるソース信号線２３及び表示用ゲート信号線２２ａの各交点近傍に形成される。表示画素２６は、表示制御用の低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（以下、表示用ＴＦＴという）３２と（図３参照）、表示用ＴＦＴ３２の一端に形成された画素電極６１と、この画素電極６１と対向する対向電極３６と画素電極６１との間に構成される液晶容量３４、共通信号線３１との間に接続される表示用補助容量３５から構成される。
(3-1) Configuration of
（３−２）ホトセンサ画素２７の構成
ホトセンサ画素２７は図６に示されるように、例えばＴＦＴからなるホトセンサ６４と、プリチャージ電圧を保持するコンデンサ６３と、ソースフォロワとして動作する第２ＴＦＴ６２ｂと、プリチャージ電圧をコンデンサ６３に印加するスイッチング素子として動作する第１ＴＦＴ６２ａと、第２ＴＦＴ６２ｂのソースフォロワ出力をホトセンサ出力信号線２５に選択して出力する第３ＴＦＴ６２ｃとから構成される。ホトセンサ６４などの一端子は、共通信号線３１に接続され接地されている。なお、第１ＴＦＴ６２ａ、第２ＴＦＴ６２ｂ、第３ＴＦＴ６２ｃ、ホトセンサ６４とは、表示用ＴＦＴ３２と共にアレイプロセスの同一工程で形成する。
(3-2) Configuration of
（３−３）ホトセンサ画素２７の配置
図３では、ホトセンサ画素２７は表示画素２７に対応してそれぞれに形成されている。つまり、表示画素２６の形成数とホトセンサ画素２７の形成数とは同一である。
(3-3) Arrangement of
しかし、ホトセンサ画素２７は、図４に示すように、ＲＧＢの表示画素２６（２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ）に１つのホトセンサ画素２７を配する等、複数の表示画素を一組とし、これに対応して配置してもよい。
However, as shown in FIG. 4, the
例えば、図５に示すように、２画素に１つのホトセンサ画素２７を配置または形成してもよい。好ましくは、図５に示すように、偶数画素行の奇数画素列にホトセンサ画素２７を配置し、奇数画素行の偶数画素列にホトセンサ画素２７を配置するように構成しても良い。
For example, as shown in FIG. 5, one
上記したように、ホトセンサ画素２７は全ての表示画素２６に対応して形成することには限定されない。
As described above, the
また、ホトセンサ画素２７の位置は、表示領域１０内に限定するものではなく、表示領域外に構成してもよい。
The position of the
また、形成されるホトセンサ画素２７は、一表示画素２６に１つに限定するものではなく、一表示画素に複数のホトセンサ画素２７を形成してもよい。
Further, the number of formed
（４）ホトセンサ画素２７の等価回路の構成
ホトセンサ画素２７の等価回路について図６、７に基づいて説明する。
(4) Configuration of Equivalent Circuit of
ホトセンサ画素２７の等価回路は、ホトセンサ６４、コンデンサ６３、第１ＴＦＴ６２ａ、第２ＴＦＴ６２ｂ、第３ＴＦＴ６２ｃから構成されている。
The equivalent circuit of the
ホトセンサ６４は、上述したようにＴＦＴから構成されるもので、ホトダイオードとして動作するよう構成されている。本実施形態ではホトセンサ６４をＴＦＴのＮチャンネルのダイオード接続で形成している。ＴＦＴをＮチャンネルのダイオード接続することにより、構成が容易になり、電荷の保持特性も向上する。このホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４は光の強度に応じてリークする。このリークによりホトセンサ６４の両端子間の電位が低下する。したがって、ホトセンサ６４の両端子間電位を検出することにより、ホトセンサ６４に光が照射されたこと、ホトセンサ６４に照射された光の相対的な強度を把握できる。
The
コンデンサ６３は、プリチャージ電圧を保持するものであり、例えばＴＦＴのゲート絶縁膜を用いて構成する。ゲート絶縁膜を利用することにより、製造プロセスを簡略化でき、小面積で容量の大きな補助容量を構成できる。
The
第２ＴＦＴ６２ｂは、ソースフォロワとして動作するものであり、ゲート端子にはホトセンサ６４の一端子が接続され、また、コンデンサ６３の一端子が接続される。第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧になると、第２ＴＦＴ６２ｂはオフする。Ｖｔ電圧以上であると、第２ＴＦＴ６２ｂはオンする。
The
第１ＴＦＴ６２ａは、プリチャージ電圧信号線２４に印加されたプリチャージ電圧をコンデンサ６３の一端子に印加する。第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、第１ＴＦＴ６２ａがオンする。プリチャージ電圧は、第２ＴＦＴ６２ｂがオンする電圧（Ｖｔ電圧以上）である。第１ＴＦＴ６２ａはゲートドライバ回路１２ｂで制御され、第１ＴＦＴ６２ａのゲート端子は第２ゲート信号線２２ｃに接続されている。
The
第３ＴＦＴ６２ｃはゲートドライバ回路１２ｂで制御され、第３ＴＦＴ６２ｃのゲート端子は第３ゲート信号線２２ｂに接続されている。第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加されると、第３ＴＦＴ６２ｃがオンする。
The
（５）ホトセンサ画素２７の等価回路の動作内容
以下、上記構成のホトセンサ画素２７の等価回路の動作内容について説明する。
(5) Operation Contents of Equivalent Circuit of
（５−１）第１動作
第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、第１ＴＦＴ６２ａがオンする。すると、プリチャージ電圧信号線２４に印加されたプリチャージ電圧がコンデンサ６３の一端子に印加される。プリチャージ電圧は、例えば１フレーム（１画面の書き換え周期）毎に印加される。もちろん、複数フレームに１回印加してもよい。
(5-1) First Operation When a turn-on voltage is applied to the second
（５−２）第２動作
コンデンサ６３は、プリチャージ電圧を蓄積する。
(5-2) Second Operation The
（５−３）第３動作
ホトセンサ６４に光が照射されると、コンデンサ６３に蓄積された電荷がホトセンサ６４のチャンネル間を通じて放電される。この放電された放電電圧値によって、第２ＴＦＴ６２ｂがオンまたはオフ状態となる。この放電電圧値は、ホトセンサ６４は光の強度に応じた光リーク量により決まる。
(5-3) Third Operation When the
（５−４）第４動作
第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加されると、第３ＴＦＴ６２ｃがオンする。第３ＴＦＴ６２ｃをオンさせるタイミングは、プリチャージ電圧を印加するタイミングと同期をとって実施される。
(5-4) Fourth Operation When a turn-on voltage is applied to the third
このときに、第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態であれば、ホトセンサ出力信号線２５の電荷は、第３ＴＦＴ６２ｃ、６２ｂを介して、共通信号線３１に放電される。なお、共通信号線３１の電位によっては充電される場合もあるが、例えば、共通信号線３１は接地しておく。
At this time, if the
一方、第３ＴＦＴ６２ｃがオンしても、第２ＴＦＴ６２ｂがオフ状態であれば、ホトセンサ出力信号線２５の電荷は変化しない。
On the other hand, even if the
（５−５）等価回路における露光時間の定義
ここで、以下で使用する「露光時間」について定義しておく。露光時間とは、第１ＴＦＴ６２ａをオン状態にして第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子にプリチャージ電圧を印加した時刻から、第３ＴＦＴ６２ｃをオン状態にしてホトセンサ出力信号線２５に出力を取り出すまでの時間である。
(5-5) Definition of Exposure Time in Equivalent Circuit Here, “exposure time” used below is defined. The exposure time is the time from when the
（５−６）等価回路のまとめ
以上のように、ホトセンサ出力信号線２５の電荷の変化を検出すれば、第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態か、中間的なオン状態か、もしくはオフ状態かを検出することができる。つまり、この検出は第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子の電位を検出していることになる。第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧は、プリチャージ電圧の大きさと、ホトセンサ６４に照射された光の強度（液晶層の透過率を含む）及び露光時間により変化する。すなわち、プリチャージ電圧の大きさ、露光時間の長さ、ホトセンサ６４の光リーク量からホトセンサ６４に照射されている光の強弱を検出することができる。
(5-6) Summary of Equivalent Circuit As described above, if a change in the charge of the photosensor
そして、光の強弱の検出は、イメージスキャナのように画像のスキャニング（読み取り）動作に該当する。本実施形態は、マトリックス状にホトセンサ画素２７を形成している。したがって、各ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンオフ状態を検出することにより、表示領域１０に結像あるいは照明された画像イメージを取り込むことができる。また、物体の影、あるいは物体で反射した光を検出できる。
The light intensity detection corresponds to an image scanning (reading) operation like an image scanner. In the present embodiment, the
（６）ホトセンサ処理回路１８の構成
図８は、画素１６の周辺部を図示した構成図である。
(6) Configuration of
ホトセンサ出力信号線２５は、ホトセンサ処理回路１８と接続されている。ホトセンサ処理回路１８は、主として、コンパレータ回路２３３と選択回路８１から構成される。選択回路３１は一例としてアナログスイッチである。また、選択回路８１はスイッチングあるいは選択回路の他、シフトレジスタ回路などを有している。
The photosensor
ホトセンサ画素２７とコンパレータ回路２３３の接続状態は図７に示している。コンパレータ回路２３３はオペアンプ回路あるいは差動アンプなどでもよい。つまり、一端子に比較電圧あるいは比較対照に対して回路２３３の出力が変化するものであればいずれでもよい。
The connection state between the
コンパレータ回路２３３は、比較電圧Ｖｒｅｆに対して、大きいあるいは小さいかを判定し、ロジック的にハイ（Ｈ）またはロー（Ｌ）のいずれか一方を出力（２値化）する。したがって、出力がロジック信号に変換されるため、以降のロジック処理が容易になる。
The
（７）コンパレータ回路２３３の機能
次に、コンパレータ回路２３３について図８に基づいて説明する。
(7) Function of
図８に示すように、プリチャージ電圧信号線２４にはプリチャージ電圧端子８３からプリチャージ電圧Ｖｐｒが印加される。プリチャージ電圧はソースドライバ回路１４が出力する映像信号と同期をとって印加される。プリチャージ電圧は全てのプリチャージ電圧信号線２４に同一のプリチャージ電圧を印加する。
As shown in FIG. 8, a precharge voltage Vpr is applied to the precharge
全てのコンパレータ回路２３３の入力端子の一端子には、コンパレータ電圧端子８３から比較電圧Ｖｒｅｆが印加される。比較電圧Ｖｒｅｆは全てのコンパレータ回路２３３に同一の電圧を印加する。
The comparison voltage Vref is applied from the
ホトセンサ出力信号線２５の一端にはコンパレータ回路２３３の入力端子に接続されている。また、コンパレータ回路２３３の出力端子には選択回路８１が接続されている。選択回路８１のスイッチＳｋ（ｋ＝１〜ｎ、ｎは画素列数）が形成され、一つのスイッチＳｋが選択される。選択されたコンパレータ回路２３３の出力は電圧出力端子に接続されている。したがって、出力電圧端子８２には出力電圧を出力する。スイッチＳｋ（ｋ＝１〜ｎ）は１水平走査期間に１回以上選択されるように構成されている。つまり、ゲートドライバ回路１２ｂが１水平走査期間（以下、「１Ｈ」という）クロックに同期して第３ゲート信号線２２ｂを選択し、ホトセンサ出力信号線２５に第３ＴＦＴ６２ｃの出力電圧を出力する（図１０参照）。
One end of the photosensor
（８）表示方法と読み取り方法
表示方法と読み取り方法について図１０に基づいて説明する。
(8) Display Method and Reading Method The display method and reading method will be described with reference to FIG.
映像信号は表示画像に対応して一水平走査期間（１Ｈ）単位でソース信号線２３に印加される。映像信号の極性は、例えば１Ｈ毎に基準電圧に対して反転する。また、各画素行に印加される電圧の極性は、例えば１フレーム毎に基準電圧に対して反転される。
The video signal is applied to the
表示用ゲート信号線２２ａは１Ｈのクロックに同期して画素行を順次選択し、選択された画素１６のＴＦＴ３２はソース信号線２３に印加された映像信号を画素電極６１に書き込む。
The display
読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂは、１Ｈ周期でゲート信号線２２ａを選択し、また順次選択する第２ゲート信号線２２ｃの位置をシフトさせる。シフトの方法は、ゲート信号線２２ａのシフト方向と一致させている。第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、この第２ゲート信号線２２ｃに接続された画素行に対応する第１ＴＦＴ６２ａはオンとなる。したがって、プリチャージ電圧信号線８３に印加されている。プリチャージ電圧がホトセンサ６４に印加される。プリチャージ電圧は１Ｈ毎に変化させてもよいが、一定電圧とすることが好ましい。
The read
ホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４を介して電荷が放電し、ホトセンサ６４の端子電圧がプリチャージ電圧より低下していく。低下は、ホトセンサ６４に照射される光の強度と時間で決定される。印加されたプリチャージ電圧の低下が第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧以下であれば第２ＴＦＴ６２ｂはオフ動作となり、Ｖｔ電圧以上であればオン状態となる。
When the
同様に、ゲートドライバ回路１２ｂは第３ゲート信号線２２ｂを１Ｈのクロックに同期して画素行を順次選択し、選択されたホトセンサ画素２７のスイッチング用第３ＴＦＴ６２ｃは第２ＴＦＴ６２ｂの出力を電圧出力信号線２５に出力する。ホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４を介して電荷が放電し、ホトセンサ６４の端子電圧がプリチャージ電圧より低下していく。先にも説明したように、電圧低下（電荷の放電）は、ホトセンサ６４に照射される光の強度（液晶層の透過率を含む）と時間で決定される。また、コンデンサ６３の容量で決定される。もちろん、プリチャージ電圧の大きさでも決定される。印加されたプリチャージ電圧が低下し、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧以下であれば第２ＴＦＴ６２ｂはオフ動作となり、Ｖｔ電圧以上であればオン状態となる。したがって、第３ＴＦＴ６２ｃをオン状態にすることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの動作状態を電圧出力信号線２５に出力することができる。
Similarly, the
（９）露光時間
次に、露光時間について説明する。露光時間については、上記でも説明したが、さらに詳しく説明する。
(9) Exposure time Next, the exposure time will be described. The exposure time has been described above, but will be described in more detail.
図１０に示すように、第２ゲート信号線２２ｃを選択してから、Ａ期間経過後に第３ゲート信号線２２ｂを選択する。このＡ期間を「露光時間」と呼ぶ。つまり、露光時間とは、任意のホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧を印加した時刻から、読み出すまでの時刻である。正確にはホトセンサ６４に印加したプリチャージ電圧が確定してからホトセンサ出力信号線８２に電圧などが出力され、その出力状態が安定となり、電圧出力端子８２から呼び出せるまでの時間である。しかし、一般的にはプリチャージ電圧がホトセンサ画素２７に印加されたタイミングから、この印加されたホトセンサ画素２７のホトセンサ６４の保持電圧が読み出すタイミングまでの時間を露光時間とする。第３ゲート信号線２２ｂと第２ゲート信号線２２ｃの選択タイミングは同期を取っているため、露光時間を調整してもホトセンサ６４の端子電圧を検出する時間は相対的に比例する。したがって、精度よく、外光強度を把握することができる。また、ホトセンサ６４がアレイ基板１１のロットにより異なっていても問題ない。
As shown in FIG. 10, after selecting the second
露光時間は、図１２に示すように調整できる。 The exposure time can be adjusted as shown in FIG.
図１２（ａ）は、第２ゲート信号線２２ｃの選択信号である。１Ｈの一定期間、第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加され、ホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧が印加される。図１２（ｂ）は、第３ゲート信号線２２ｂの選択信号である。１Ｈの一定期間、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加され、ホトセンサ画素２７からホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。図１２（ｂ１）は、露光時間が１Ｈ以内の場合である。図１２（ｂ２）は露光時間が１Ｈ以上（図では２Ｈ近傍）の場合の実施形態である。図１２（ｂ３）は露光時間がｎＨ（ｎは整数）の場合の実施形態である。
FIG. 12A shows a selection signal for the second
図１２は１Ｈ単位であるが、１Ｈ以下単位でもよい。また、１フレーム単位で露光時間を調整してもよい。プリチャージ電圧、露光時間は最適に電圧出力端子８２から出力されるように調整する。
Although FIG. 12 shows a unit of 1H, a unit of 1H or less may be used. Further, the exposure time may be adjusted in units of one frame. The precharge voltage and the exposure time are adjusted so as to be optimally output from the
露光時間を１Ｈ以内の時間設定を実現する図１３のようにゲートドライバ回路１２ｂにイネーブル（ＯＥＶ）回路を付加することが好ましい。イネーブル端子（ＯＥＶ）端子にＨロジック電圧が印加されている期間と、ゲートドライバ回路１２ｂが第３ゲート信号線２２ｂを選択するＨロジック電圧を出力している期間がＡＮＤされる期間にのみ、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加される。
It is preferable to add an enable (OEV) circuit to the
図８などのゲートドライバ回路１２ｂの構成では、イネーブル端子（ＯＥＶ）端子がない。したがって、ゲートドライバ回路１２ｂが第３ゲート信号線２２ｂを選択するＨロジック電圧を出力している期間が第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧（選択電圧）が印加される。
In the configuration of the
しかし、図１３の構成ではイネーブル端子（ＯＥＶ）のロジック電圧の制御により、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧を印加する期間を１Ｈ以下とすることができる。
However, in the configuration of FIG. 13, the period during which the ON voltage is applied to the third
したがって、ゲートドライバ回路２２ｂにより、１Ｈ期間において、同一ホトセンサ画素２７に形成された第３ゲート信号線２２ｂ、２２ｃを選択し、プリチャージ電圧を印加するときは第３ゲート信号線２２ｂをＯＥＶ端子の制御により非選択状態にする。つまり、シフトレジスタ回路により第３ゲート信号線２２ｂを選択しているが、ＯＥＶ端子によりオフ電圧が第３ゲート信号線２２ｂに印加されるようにする。ホトセンサ６４にプリチャージ電圧を印加後、１Ｈ以内の露光時間経過した後に、第３ゲート信号線２２ｂに接続されたＯＥＶ端子の制御により選択状態にする。つまり、ＯＥＶ端子によりオン電圧が第３ゲート信号線２２ｂに印加されるようにする。したがって、第３ＴＦＴ６２ｃがオンし、第２ＴＦＴ６２ｂの出力がホトセンサ出力信号線２５に出力される。
Therefore, when the
以上のＯＥＶに関する構成あるいは動作は、ゲートドライバ回路１２に適用できる。また、ゲート信号線２２ａ、第２ゲート信号線２２ｃにも適用することが好ましい。
The configuration or operation related to the OEV described above can be applied to the
（１０）ホトセンサ６４の端子電圧
ホトセンサ６４の端子電圧は、ホトセンサ６４に印加するプリチャージ電圧の大きさと、ホトセンサ６４に照射される外光の強度などによって変化する。この変化を図１１に示している。図１１のＡ期間にプリチャージ電圧が印加される。
(10) Terminal voltage of the photosensor 64 The terminal voltage of the
図１１（１）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝３．５Ｖの場合である。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが３．５Ｖ印加した後、ホトセンサ６４に照射される外光が弱い場合は、ａの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。ホトセンサ６４に照射される外光が強い場合は、ｂの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。Ｂ期間後に、第３ＴＦＴ６２ｃがオンされ、ホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。図１１（１）のｂ直線の場合は、１．０Ｖがホトセンサ出力信号線２５に取り出される。Ｂ期間が短ければ、ホトセンサ出力信号線２５の電圧は、１．０Ｖ以上となる。Ｂ期間が長ければ、ホトセンサ出力信号線２５の電圧は、１．０Ｖ以下となる。
FIG. 11A shows the case where the precharge voltage Vprc = 3.5V. After the precharge voltage Vprc of 3.5 V is applied, when the external light applied to the
図１１（２）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．０Ｖの場合である。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが４．０Ｖ印加した後、ホトセンサ６４に照射される外光が弱い場合は、ａの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。ホトセンサ６４に照射される外光が強い場合は、ｂの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。Ｂ期間後に、スイッチング第３ＴＦＴ６２ｃがオンされ、ホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。光照射強度に対するホトセンサ６４のインピーダンス変化が比例するのであれば、図１１（１）のｂ直線の傾きと図１１（２）のｂ直線の傾きは同一である。図１１（１）のａ直線の傾きと図１１（２）のａ直線の傾きは同一である。但し、１．０Ｖがホトセンサ出力信号線２５に取り出される。
FIG. 11B shows the case where the precharge voltage Vprc = 4.0V. After the precharge voltage Vprc of 4.0 V is applied, when the external light applied to the
図１１（３）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．５Ｖの場合であり、図１１（４）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝５．０Ｖの場合である。 FIG. 11 (3) shows the case where the precharge voltage Vprc = 4.5V, and FIG. 11 (4) shows the case where the precharge voltage Vprc = 5.0V.
（１１）露光時間とプリチャージ電圧の関係
プリチャージ電圧を変化させることにより、外光に対する感度を調整している。また、露光時間に対してもプリチャージ電圧を変化させることにより感度を調整している。
(11) Relationship between exposure time and precharge voltage The sensitivity to external light is adjusted by changing the precharge voltage. Also, the sensitivity is adjusted by changing the precharge voltage with respect to the exposure time.
図９はこの説明図である。ホトセンサ６４のリーク量は、外光が強いほどリーク量が大きくなる。また、略露光時間に比例して電荷が放電する。プリチャージ電圧は一定の電圧を印加するとし、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔに変化するように調整するためには、ホトセンサ６４への外光が強い時は、露光時間を短くする。ホトセンサ６４への外光が弱いときは露光時間を長くする。以上の関係は図９に図示される。したがって、外光が非常に強い時は、露光時間をきわめて短くする。また、ホトセンサ６４の感度が外光に対して非常によいときは、露光時間をきわめて短くする。
FIG. 9 is an explanatory diagram of this. The leak amount of the photosensor 64 increases as the outside light increases. Further, the electric charge is discharged substantially in proportion to the exposure time. In order to adjust the precharge voltage so that it is changed to Vt of the
露光時間を短くしても第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧以下にすぐに到達してしまい、ホトセンサ出力信号線２５への変化信号が判別できない場合は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより高く設定する。すなわち、全画面の第２ＴＦＴ６２ｂの出力がオフ状態として出力される場合、つまり、本実施形態の表示パネルからの出力が同一撮像データを得ることができない状態では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより高く設定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを高く設定することにより、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧に到達するまでの時間が長くなるから、撮像データ（撮像された画像データ、物体の影など）を得ることができる。
Even if the exposure time is shortened, if the gate terminal voltage of the
露光時間を長くしても第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧以下に全く遠く、ホトセンサ出力信号線２５への変化信号が判別できない場合は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより低く設定する。すなわち、全画面の第２ＴＦＴ６２ｂの出力がオン状態として出力される場合、つまり、本実施形態の表示パネルからの出力が同一撮像データを得ることができない状態では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより低く設定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ電圧を低く設定することにより、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧に到達するまでの時間が短くなるから、撮像データ（撮像された画像データ、物体の影など）を得ることができる。
If the gate terminal voltage of the
なお、露光時間は１フレーム以内とする方が良好な結果が得られる。映像信号が印加されたソース信号線２３からのカップリングの影響を受けにくいためと思われる。映像データは１フレーム毎に極性が反転し、この反転の影響によりホトセンサ６４の電位がゆれてしまうからである。
A better result is obtained when the exposure time is within one frame. This is presumably because it is not easily affected by the coupling from the
以上のように、本実施形態は、露光時間とプリチャージ電圧を調整することにより、撮像データを得ることを特徴としている。また、基本的にコンパレータ電圧Ｖｒｅｆは固定値に設定することを特徴としている。 As described above, the present embodiment is characterized in that imaging data is obtained by adjusting the exposure time and the precharge voltage. Also, the comparator voltage Vref is basically set to a fixed value.
（１２）マトリックス処理
ホトセンサ６４は、表示画素２６と同一工程で形成される。使用するプロセスは、ポリシリコン形成技術である。ポリシリコン形成技術による半導体膜は、例えばレーザーアニール技術等の結晶化技術を用いて形成される。したがって、レーザー光等のエネルギー線の温度分布により特性が大きくばらつく。そこで、本実施形態は、図１４に示すように、マトリックス処理を実施している。
(12) Matrix processing The
マトリックス処理とは、マトリックス状に配された複数のホトセンサ画素２７を組み合わせて一つのブロックを構成し、この一つのブロック内のホトセンサ画素２７の出力をカウントし、カウント値により信号処理を実施する。
In the matrix processing, a plurality of
例えばレーザーアニ−ル方法では、第２ＴＦＴ６２ｂ、ホトセンサ６４の特性は表示領域の一方の方向から他方の方向に傾きを持った特性分布となる。この特性分布を補正するためには、ホトセンサ６４が形成された領域に均一な外光を照射し、露光時間を一定にし、かつプリチャージ電圧を一定にして、一つのブロック毎に第２ＴＦＴ６２ｂの出力をカウントして加算する。また、電圧出力端子８２からの出力はコンパレータ回路２３３により２値のデータ（オン（１）、オフ（０））に変換されている。
For example, in the laser annealing method, the characteristics of the
例えば、１０ｘ１０のブロックでは、カウント値は０から１００までの範囲である。このカウント値をブロック内のホトセンサ６４毎に集計してメモリする。すなわち、設定値として、このカウント値をメモリする。 For example, in a 10 × 10 block, the count value ranges from 0 to 100. This count value is totaled and stored for each photosensor 64 in the block. That is, this count value is stored as a set value.
液晶表示装置で撮像したデータも同一のブロック区分で処理を行い、処理を行ったカウント値から、先の設定値を一定比率で差分処理を行う。この差分データには、ホトセンサ６４などの特性分布が減算されているため、良好な撮像データを得る。
Data picked up by the liquid crystal display device is also processed in the same block section, and a difference process is performed on the previous set value at a constant ratio from the processed count value. Since the characteristic distribution of the
以上のように、差分処理を行った結果のデータは、ホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂの分布の影響が除去あるいは軽減されている。また、小領域の特性分布によるバラツキは、ブロック処理を行い、ブロックの出力データを１つのデータとして取り扱うため（結果的に平均化されたことになる）、小領域の特性分布の影響を受けない。例えば、レーザーアニール方法おけるあるレーザーショットが弱く、Ｖｔ電圧が高い第２ＴＦＴ６２ｂがブロック内に少数分布していても他のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂが良好であれば、Ｖｔ電圧が高い第２ＴＦＴ６２ｂが少数であれば、全体として影響はない。
As described above, the influence of the distribution of the
マトリックス処理の区分は、図１４（ａ）に示すように、格子状にする方式が例示される。図１４（ａ）は、３ｘ３のマトリックス処理の実施である。本実施形態では５ｘ５のようにホトセンサ６４数が２５以上となるようにする構成することが好ましい。さらには８ｘ８のように５０以上となるように構成することが好ましい。特に１０ｘ１０のように１００以上となるように構成することが好ましい。但し、３５ｘ３５のように、ブロックに含まれるホトセンサ数が１０００を超えることがないようにする。
As shown in FIG. 14A, the matrix processing is exemplified by a grid pattern. FIG. 14A shows an implementation of 3 × 3 matrix processing. In the present embodiment, it is preferable that the number of
以上の実施形態はｎｘｎのブロックに区分して処理するとしたが、ブロックの概念はこれに限定されるものではない。例えば、図１４（ｂ）に示すように、縦方向に区分している。この区分も本実施形態のブロックの技術的範疇である。図１４（ｂ）では、３画素列単位でブロック状に区分している。なお、横方向（画素行方向）にブロック状に区分してもよい。 In the above embodiment, the processing is divided into nxn blocks, but the concept of the blocks is not limited to this. For example, as shown in FIG. This division is also a technical category of the block of this embodiment. In FIG. 14B, it is divided into blocks in units of 3 pixel columns. It may be divided into blocks in the horizontal direction (pixel row direction).
［２］液晶表示装置の構造
以下、図２１〜２４を参照しながら、液晶表示装置の構造と読み込み方法について説明する。
[2] Structure of Liquid Crystal Display Device Hereinafter, the structure of the liquid crystal display device and the reading method will be described with reference to FIGS.
（１）液晶表示装置の構造
アレイ基板１１は、絶縁基板として例えばガラス基板または有機材料からなる透明な支持基材から構成される。
(1) Structure of liquid crystal display device The
各表示画素２６は、例えばカラーフィルタを含み、カラーフィルタ間にはブラックマトリックス（以下、ＢＭと呼ぶ）が形成される。
Each
アレイ基板１１と偏光板１４５間には、例えば１枚あるいは複数枚の位相フィルムが配置される。
For example, one or a plurality of phase films are arranged between the
アレイ基板１１は、画素１６（表示画素２６＋ホトセンサ画素２７）がマトリックス状に配置されている。アレイ基板１１と対向基板１４４とは、例えばスペーサとして機能する封止壁１４２を挟持して配置されている。対向基板１４４には対向電極１４７（３６）が形成されている。アレイ基板１１には偏光板１４５ａが配置されており、対抗基板１４４には偏光板１４５ｂが配置されている。バックライト１４６から出射された光１５１は対向基板１４４側から入射し、液晶層１４３で変調されてアレイ基板１１側から表示画素２６を透過して出射される。
The
（２）物体１４１の第１の読み取り動作
図２２に示すように、アレイ基板１１側に指あるいはイメージスキャナ対象物（画像紙）である物体１４１が配置されているとする。
(2) First Reading Operation of
物体１４１がない箇所から出射された光１５１ａはそのまま透過する。物体１４１があると物体で反射される。反射された光１５１ｂはＢ位置のホトセンサ画素２７に入射する。光１５１ｂが入射したホトセンサ画素２７は、光１５１ｂの強度及び露光時間に対応して電荷がリークする。電荷のリーク量に対応して第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧が変化し、第２ＴＦＴ６２ｂのオンオフ状態が決定される。物体１４１で反射される光は部分毎に強弱分布があるので、強弱にあわせて各ホトセンサ画素２７が反応し、物体１４１に対応するイメージ分布を形成できる。
以上は、バックライト１４６からの光１５１を物体１４１に照射してホトセンサ６４によるイメージ分布を形成する実施形態である。
The above is an embodiment in which the
（３）物体１４１の第２の読み取り動作
図２３は、物体１４１で外光１５１ａを遮光し、ホトセンサ６４で影と、光照射部を形成し、物体１４１の影のイメージ分布を形成するものである。外光１５１とは室内光、太陽光などである。
(3) Second Reading Operation of
図２３に示すように、物体１４１がない箇所の外光１５１ａは、物体に遮られることなく、そのままホトセンサ画素２７に入射する。入射したホトセンサ画素２７のホトセンサ６４は外光１５１ａの強度に応じて電荷をリークする。ほとんどの場合が、前記外光１５１ａが入射したホトセンサ画素２７は電荷を放電し、第２ＴＦＴ６２ｂはオフ状態となる。
As shown in FIG. 23, the
一方、図２３に示すように、物体１４１がある箇所では、この物体１４１によって外光１５１ａは遮られるので、Ｂ位置には外光は入射しない。したがって、Ｂ位置のホトセンサ画素２７のホトセンサ６４はほとんど電荷をリークしない。ほとんどの場合が、ホトセンサ画素２７は電荷を保持し、第２ＴＦＴ６２ｂはオン状態となる。したがって、物体１４１で外光１５１ａを遮光し、ホトセンサ６４で影と、光照射部を形成し、物体１４１の影のイメージ分布を形成することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 23, the
（４）光ペンによる読み取り動作
図２４は光を発生する光ペン１７１からの光１５１ｂをホトセンサ画素２７に照射し、照射された箇所をホトセンサ６４で座標検出するものである。
(4) Reading operation by optical pen FIG. 24 irradiates the
［３］液晶表示装置の駆動方法
以下、図面を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置の駆動方法について説明する。
[3] Driving Method of Liquid Crystal Display Device Hereinafter, a driving method of the liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
（１）オン出力領域と影
図２５は、図４０に示すように対象物として指６７１で表示領域１０（ホトセンサ画素２７の形成領域）を触れた状態を示している。また、外光１５１を指６７１で遮光し、指の影を検出した状態を例として説明している。図２５（ａ１）では、オン出力領域６０１ａ、６０１ｂが発生している。一方、図２５（ｂ１）はオン出力領域６０１が全く発生していない。
(First embodiment)
(1) ON Output Area and Shadow FIG. 25 shows a state in which the display area 10 (
図２５（ａ１）のオン出力領域６０１ａが実際の指６７１ａの影である。指６７１によりホトセンサ画素２７がマトリックス状に形成された表示領域１０に、外光１５１が照射される領域と、指６７１による遮光領域が発生する。遮光された領域のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂはＮチャンネルトランジスタであるのでオン状態となり、オン出力が出力されている。この領域がオン出力領域６０１となる。図２５（ａ１）では、本来の指６７１にも、外光１５１の強弱分布がありオン出力領域６０１ｂが発生している。オン出力領域６０１ａ、６０１ｂもほぼ円状であるため、オン出力領域６０１ａは中心座標６０２ａを持ち、オン出力領域６０１ｂは中心座標６０２ｂを持つ。中心座標６０２はオン出力領域６０１の輪郭を円として近似し、複数の直径の線分から求める。
The
（２）設定値の補正
本実施形態では、オン出力領域６０１を１つとするため、設定の補正を実施する。
(2) Correction of setting value In this embodiment, since the
図２５（ａ１）において、例えばプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させる。この時、例え露光時間は一定値を維持する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは電子ボリウム２６１ａにより、ホトセンサ処理回路１８により制御する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは０．１Ｖ刻みというように一定の刻みで変化させる。変化の割合はオン出力領域６０１の面積から判断する。
In FIG. 25A1, for example, the precharge voltage Vprc is lowered. At this time, for example, the exposure time is kept constant. The precharge voltage Vprc is controlled by the
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの刻み数は６４段階以上に設定する。また、可変範囲は、例えば１Ｖ以上、３Ｖ以下にする。オン出力領域６０１が大きい場合は、１度に変化させるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの可変幅は大きくする。オン出力領域６０１が小さい場合は、１度に変化させるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの可変幅は小さくする。
The number of steps of the precharge voltage Vprc is set to 64 steps or more. Further, the variable range is, for example, 1 V or more and 3 V or less. When the
オン出力領域６０１の面積は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数である。つまり、オン出力領域６０１の面積は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数をカウントすることにより得ることができる。オンしている個数をカウントすることは容易である。各ホトセンサ出力信号線２５のコンパレータ２３３の出力をカウントすればよいからである。
The area of the
（３）コンパレータによるデータ化
本実施形態は、ホトセンサ出力信号線２５に印加されたデータ信号がコンパレータ２３３により出力が２値化されているため、個数カウントが容易になっている特徴がある。
(3) Data Conversion by Comparator The present embodiment is characterized in that the number of data signals applied to the photosensor
なお、図２５において、表示領域１０にオン出力領域６０１が表示されているように図示しているが、これは説明を容易にするためである。図２５の表示領域１０とは、ホトセンサ２７の出力をマトリックス状に配置して処理を行ったデータ配列である。このデータ配列を表示領域１０と一致させて説明することにより、影の状況あるいは発生状態が理解しやすくなる。
In FIG. 25, the
（４）プリチャージ電圧による操作と処理
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させて、オン出力領域６０１を測定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの低下によりオン出力領域６０１の面積は縮小する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの低下は、オン出力領域６０１ｂが消去するまで実施する。また、好ましくは、図２５（ａ２）に示すように、オン出力領域６０１ｂが消去し、オン出力領域６０１ａが単独孤立の略円状になるまで、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させる。
(4) Operation and processing by precharge voltage The precharge voltage Vprc is lowered, and the
例えば、図２７に示すように、オン出力領域６０１ａはプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさにより変化する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが高い場合は、図２７（ａ）に示すように、指６７１の影により、大きな面積のオン出力領域６０１ａが形成されている。また、オン出力領域６０１ａは表示領域１０の一辺に接触している。
For example, as shown in FIG. 27, the
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させると、オン出力領域６０１ａの面積は縮小していく。オン出力領域６０１ａが縮小すると、図２７（ｂ）のようにオン出力領域６０１ａは表示領域１０の一辺から離れ、孤立島状の領域となる。図２７（ｂ）のオン出力領域６０１ａでは、座標中心は６０２ａと６０２ｂの２点が発生する。
When the precharge voltage Vprc is lowered, the area of the
さらにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させると、オン出力領域６０１ａの面積はさらに縮小していく。オン出力領域６０１ａがさらに縮小すると、図２７（ｃ）のようにオン出力領域６０１ａは円状に近くなり、座標中心は６０２ａの一点となる。
When the precharge voltage Vprc is further reduced, the area of the
以上の図２７（ｃ）の状態までプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させた時点で、撮像が完了となる。以上の実施形態はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させて撮像をする実施形態である。 Imaging is completed when the precharge voltage Vprc is lowered to the state shown in FIG. The above embodiment is an embodiment in which imaging is performed by changing the precharge voltage Vprc.
（４−１）プリチャージ電圧などの保持
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、外光１５１の強さに対応して変化させる。特にプリチャージ電圧の初期値は、外光の強さに基づいて予め設定する。また、前回の設定値（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなど）をメモリしておき、この値を初期値として使用する。
(4-1) Holding of Precharge Voltage etc. The precharge voltage Vprc is changed according to the intensity of the
（４−２）プリチャージ電圧の設定と最適化
オン出力領域６０１は、多種多様な発生状態になる。例えば、図２９（ａ）に示すように、目的のオン出力領域６０１ｂ以外にオン出力領域６０１ａ、６０１ｃが発生したりする。また、図２９（ｂ）に示すように、目的のオン出力領域６０１ａの周辺に円弧状にオン出力領域６０１ｂが発生する場合がある。図２９（ｂ）は光ペン１７１を使用した場合によく発生するオン出力領域６０１の分布である。
(4-2) Setting and Optimization of Precharge Voltage The on
以上の場合であっても、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを適正に設定あるいは調整することにより目的のオン出力領域６０１のみにすることができる。
Even in the above case, only the target ON
オン出力領域６０１が１つであっても、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの設定により、オン出力領域６０１の形状は多種多様になる。例えば、図３０に示すようになる。図３０（ａ）は、オン出力領域６０１が比較的大きく、中心座標６０２が１つの場合である。この場合は、オン出力領域６０１から中心座標を求めるときに中心座標６０２の位置が揺らぎやすい。したがって、中心座標６０２が指６７１の中心位置を示しているかの精度がない。したがって、図３０（ｂ）の状態となるように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低くするか、露光時間Ｔｃを長くする、あるいは光透過率を十分に高く調整する。
Even if there is one
図３０（ｂ）は、オン出力領域６０１が狭く、中心座標６０２が１つの場合である。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃが適正に設定され、最も好ましい状態である。この場合は、オン出力領域６０１から中心座標を求めるときに中心座標６０２の位置が固定される。したがって、中心座標６０２が指６７１の中心位置を示す。
FIG. 30B shows a case where the
図３０（ｃ）は、オン出力領域６０１が比較的大きく、形状が歪であるが、中心座標６０２が１つの場合である。この場合も、オン出力領域６０１から中心座標を求めるときに中心座標６０２の位置が揺らぎやすい。したがって、中心座標６０２が指６７１の中心位置を示しているかの精度がない。図３０（ｃ）の場合は、図３０（ａ）よりも、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低く、または露光時間Ｔｃを長くする、あるいは光透過率を十分に高く調整する必要がある。
FIG. 30C shows a case where the
図３０（ｄ）は、オン出力領域６０１が比較的大きく、形状が歪であり、中心座標６０２が２つの場合である。図３０（ｄ）のように、オン出力領域６０１が１つで、中心座標６０２が複数ある場合は、設定値は必ず再設定する必要がある。図３０（ｄ）の場合は、図３０（ｃ）よりも、さらにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低く、または露光時間Ｔｃを長くする、あるいは光透過率を十分に高く調整する必要がある。
FIG. 30D shows a case where the
オン出力領域６０１は、領域６０１内のホトセンサ画素２７の全て第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態となっているのではない。図２６に示すように、ホトセンサ画素２７が完全にオン状態が維持されている領域６０１ａの外側にオン状態とオフ状態の第２ＴＦＴ６２ｂが混ざった混合オン出力領域６０１ｂが発生することが多い。
In the
図２６（ａ）では、完全オン出力領域６０１ａの周辺に広い面積で、混合オン出力領域６０１ｂが取り囲んでいる。図２６（ｂ）では、完全オン出力領域６０１ａの周辺に狭い面積で、混合オン出力領域６０１ｂが取り囲んでいる。以上の場合は、単位面積当たりのホトセンサ画素２７にオン状態の個数をカウントし、設定以上のオン状態の個数がある範囲（単位面積）をオン出力領域６０１として処理すればよい。
In FIG. 26A, the mixed
（５）ホトセンサ処理回路
ホトセンサ処理回路１５は、表示領域１０からコンパレータ２３３を介してホトセンサ出力情報を入手し、オン出力領域６０１の面積、中心座標値６０２を検出する。また、設定調整を実施する。
(5) Photosensor processing circuit The
図１９（ａ）に示すように、ホトセンサ処理回路１５は、中心座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値：Ｘ、Ｙは各８ビットである）をマイコン（図示せず）に送る。また、状態の信号ＩＳＴの８ビットをマイコンに送る。ＩＳＴの情報としては、図２０（ｂ）に示すように、コード１の設定調整中、コード２の座標検出中などである。
As shown in FIG. 19A, the photo
また、図２０（ｂ）に示すように、オン出力領域６０１に関する情報もマイコンに送出する。例えば、コード０はオン出力領域６０１がなかったことである。コード１はオン出力領域６０１の面積が所定値よりも大きかったことである。コード２はオン出力領域６０１の面積が所定値の範囲内であったことを示す。コード３はオン出力領域６０１の面積が所定値よりも小さく、したがって、設定の補正を実施すべきという情報である。コード４は中心座標が複数存在するという情報である。
Further, as shown in FIG. 20B, information related to the
（図と内容、確認してください。）
（６）露光時間の調整
以上の実施形態は、その撮像において、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させる実施形態であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではない。例えば、露光時間Ｔｃを調整しても図２７の変化を実現できる。
(Check the figure and contents.)
(6) Adjustment of exposure time The above embodiment is an embodiment in which the precharge voltage Vprc is changed in the imaging. However, the present embodiment is not limited to this. For example, even if the exposure time Tc is adjusted, the change in FIG. 27 can be realized.
例えば、露光時間Ｔｃが短い場合は、図２７（ａ）に示すように、指６７１の影により、大きな面積のオン出力領域６０１ａが形成されている。また、オン出力領域６０１ａは表示領域１０の一辺に接触している。
For example, when the exposure time Tc is short, an
露光時間Ｔｃを長くすると、オン出力領域６０１ａの面積は縮小していく。オン出力領域６０１ａが縮小すると図２７（ｂ）のように、オン出力領域６０１ａは表示領域１０の一辺から離れ、孤立領域となる。図２７（ｂ）のオン出力領域６０１ａでは、座標中心は６０２ａと６０２ｂの２点が発生する。
As the exposure time Tc is increased, the area of the
さらに露光時間Ｔｃを長くすると、オン出力領域６０１ａの面積はさらに縮小していく。オン出力領域６０１ａがさらに縮小すると図２７（ｃ）のように、オン出力領域６０１ａは円状に近くなり、座標中心は６０２ａの一点となる。
When the exposure time Tc is further increased, the area of the
露光時間Ｔｃも、外光１５１の強さに対応して変化させる。特に初期値は外光の強さに基づいて設定する。また、前回の設定値（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなど）をメモリしておき、この値を初期値として使用する。
The exposure time Tc is also changed corresponding to the intensity of the
オン出力領域６０１の変化は、露光時間Ｔｃ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ単独の変化だけでなく、露光時間Ｔｃとプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの両方を組み合わせて実施してもよい。その他、比較電圧Ｖｒｅｆを変化させてもオン出力領域６０１を変化できる。
The change in the
そして、設定値を、露光時間Ｔｃによって変化させてときについてさらに説明する。 The case where the set value is changed by the exposure time Tc will be further described.
例えば、図２５（ａ１）の状態において、露光時間が１００Ｈであるとする（水平走査期間（１Ｈ）の１００倍）。露光時間Ｔｃの調整は、１Ｈ単位で実施することが好ましい。露光時間Ｔｃもホトセンサ処理回路１８で制御する。
For example, assume that the exposure time is 100H in the state of FIG. 25A1 (100 times the horizontal scanning period (1H)). The adjustment of the exposure time Tc is preferably performed in units of 1H. The exposure time Tc is also controlled by the photo
ホトセンサ処理回路１８により、露光時間Ｔｃを長くし、オン出力領域６０１を測定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは一定電圧を維持する。露光時間Ｔｃの増大によりオン出力領域６０１の面積は縮小する。露光時間Ｔｃの増大は、オン出力領域６０１ｂが消去するまで実施する。露光時間Ｔｃを増大させると、ホトセンサ６４をリークする電荷量が増大し、第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧が低下し、第２ＴＦＴ６２ｂがオフ状態となる。したがって、オン出力領域６０１は減少する。また、好ましくは、図２５（ａ２）に示すように、オン出力領域６０１ｂが消去し、オン出力領域６０１ａが単独孤立の略円状になるまで、露光時間Ｔｃを増大させる。
The photo
オン出力領域６０１の変化は、露光時間Ｔｃ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ単独の変化だけでなく、露光時間Ｔｃとプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの両方を組み合わせて実施してもよい。その他、比較電圧Ｖｒｅｆを変化させてもオン出力領域６０１を変化あるいは調整できる。ホトセンサ出力信号線２５に出力される第２ＴＦＴ６２ｂの出力電圧は、第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子の電圧により変化するからである。ゲート端子電圧はホトセンサ６４のリーク量により変化する。したがって、ホトセンサ６４の端子電圧でホトセンサ出力信号線２５に出力する第２ＴＦＴ６２ｂの電圧は異なる。コンパレータ２３３の比較電圧Ｖｒｅｆを変化させることによりオン出力領域６０１を変化させることができる。
The change in the
（７）その他の調整
第２ＴＦＴ６２ｂの出力の取り込みタイミング、ソースドライバ回路１４からの映像信号の大きさ／出力タイミング、表示画素２６の画像表示状態、感度の異なるホトセンサ６４の選択によってもオン出力領域６０１を変化することができる。
(7) Other Adjustments The
また、露光時間の長さ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさ、比較電圧Ｖｒｅｆの大きさ、第２ＴＦＴ６２ｂの出力の取り込みタイミング、ソースドライバ回路１４からの映像信号の大きさ／出力タイミング、表示画素２６の画像表示状態、感度の異なるホトセンサ６４の選択のうち、１つ以上を選択し、また複数を組み合わせて、オン出力領域６０１の範囲、大きさ、オン出力領域６０１の発生の有無などを調整してもよい。
Further, the length of the exposure time, the magnitude of the precharge voltage Vprc, the magnitude of the comparison voltage Vref, the timing of taking in the output of the
なお、ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂがＰチャンネルトランジスタの場合は、露光時間Ｔｃ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさ、比較電圧Ｖｒｅｆの大きさなどの制御は、先の実施形態と逆の方向に制御すればよい。
When the
（第２の実施形態）
図２５（ａ１）のように、本来の指６７１にも、外光１５１の強弱分布がありオン出力領域６０１ｂが発生している場合は、設定の変更を実施し、図２５（ａ２）のように、表示領域１０に１つの孤立領域となるように、かつ孤立領域６０１ａが略円状となるようにする。オン出力領域６０１ａの中心座標６０２ａはマイコン（図示せず）に指の検出座標として送出される。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 25 (a1), when the
図２５（ｂ１）も図２５（ａ１）と同様に表示領域１０に指６７１の影が発生している。しかし、表示領域１０にはオン出力領域６０１はない。この原因は、露光時間Ｔｃが長すぎること、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが低すぎることが主として考えられる。
In FIG. 25 (b1), the shadow of the
（１）設定の変更（プリチャージ電圧）
図２５（ｂ１）の場合は、オン出力領域６０１を発生させるために、設定の変更を実施する。図２５（ｂ１）において、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを上昇させる。露光時間は一定値を維持する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは電子ボリウム２６１ａにより、ホトセンサ処理回路１８により制御する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは０．１Ｖ刻みというように一定の刻みで変化させる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを上昇させていくと、図２５（ｂ２）のようにオン出力領域６０１が出現する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの刻み幅は、１刻みのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃに対するオン出力領域６０１の面積の増大が大きいときは、変化するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは小刻みにする。１刻みのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃに対するオン出力領域６０１の面積の増大が小さいときは、１度に変化させるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化は大きくする。
(1) Setting change (precharge voltage)
In the case of FIG. 25 (b1), the setting is changed in order to generate the
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを上昇することにより、表示領域１０のホトセンサ画素２７内における第２ＴＦＴ６２ｂのオン個数は増大していく。オン出力領域６０１の面積は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数である。オン個数の増大あるいは減少の割合（変化速度、変化比率）は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数を、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化に同期してカウントすることにより得ることができる。オンしている個数をカウントすることは容易である。各ホトセンサ出力信号線２５のコンパレータ２３３の出力をカウントすればよいからである。以上の事項は図２５（ａ）の実施形態においても適用できる。
By increasing the precharge voltage Vprc, the number of ONs of the
オン個数の割合（変化速度、変化比率）の検出は、ホトセンサ出力信号線２５に印加されたデータ信号がコンパレータ２３３により出力が２値化されているため、個数カウントが容易になる。
Detection of the ON number ratio (change speed, change ratio) is easy because the data signal applied to the photosensor
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを上昇させて、オン出力領域６０１を測定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの上昇によりオン出力領域６０１の面積は拡大する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの上昇は、オン出力領域６０１が複数になる直前か、オン出力領域６０１の面積が規定値の大きさとなるまで実施する。オン出力領域６０１が複数になれば、ホトセンサ処理回路１８により容易に検出できる。オン出力領域６０１が複数になれば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させて、オン出力領域６０１が１つとなるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃに設定し直す。
The pre-charge voltage Vprc is increased and the on
（２）オン出力領域の面積
オン出力領域６０１の面積の最大面積は予め規定しておく。オン出力領域６０１の面積は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数である。オン個数をカウントし、カウント値と予め規定されたカウント値とを比較することにより、所定のオン出力領域６０１の面積が超えたかどうかを判断できる。オン出力領域６０１が最大面積を超えた場合は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させて、オン出力領域６０１が規定の面積以下となるようにする。
(2) Area of ON output region The maximum area of the
（３）中心座標
以上の動作により、図２５（ｂ２）に示すように、オン出力領域６０１が単独孤立の略円状になるまで、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させる。オン出力領域６０１の中心座標６０２ａマイコン（図示せず）に指の検出座標として送出される。
(3) Center coordinates As shown in FIG. 25 (b2), the precharge voltage Vprc is lowered by the above operation until the
（４）変更例
以上の実施形態は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させて、オン出力領域６０１の面積、大きさを可変するものであった。しかし、本実施形態の撮像は、図２５（ａ）でも説明したように、露光時間Ｔｃを変化させてもよい。例えば、図２５（ｂ１）の状態において、露光時間が１００Ｈであるとする（水平走査期間（１Ｈ）の１００倍）。ホトセンサ処理回路１８により、露光時間Ｔｃを短くし、オン出力領域６０１を測定する。露光時間Ｔｃの短縮によりオン出力領域６０１の面積が発生する。露光時間Ｔｃの短縮は、オン出力領域６０１ｂが消去するまで実施する。また、好ましくは、図２５（ｂ２）に示すように、オン出力領域６０１が発生し、オン出力領域６０１が一定の面積を注する単独孤立の略円状になるまで、露光時間Ｔｃを短縮させる。
(4) Modification Example In the above embodiment, the area and size of the
オン出力領域６０１の変化は、露光時間Ｔｃ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ単独の変化だけでなく、露光時間Ｔｃとプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの両方を組み合わせて実施してもよい。
The change in the
その他、第２ＴＦＴ６２ｂの出力の取り込みタイミング、ソースドライバ回路１４からの映像信号の大きさ／出力タイミング、表示画素２６の画像表示状態、感度の異なるホトセンサ６４の選択によってもオン出力領域６０１の出現あるいは面積の変化することができる。
In addition, the appearance or area of the
また、露光時間の長さ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさ、比較電圧Ｖｒｅｆの大きさ、第２ＴＦＴ６２ｂの出力の取り込みタイミング、ソースドライバ回路（ＩＣ）１４からの映像信号の大きさ／出力タイミング、表示画素２６の画像表示状態、感度の異なるホトセンサ６４の選択のうち、１つ以上を選択し、また複数を組み合わせて、オン出力領域６０１の範囲、大きさ、オン出力領域６０１の発生の有無などを調整してもよい。
Further, the length of the exposure time, the magnitude of the precharge voltage Vprc, the magnitude of the comparison voltage Vref, the timing of taking in the output of the
なお、ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂがＰチャンネルトランジスタの場合は、露光時間Ｔｃ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさ、比較電圧Ｖｒｅｆの大きさなどの制御は、先の実施形態と逆の方向に制御すればよい。
When the
図２５（ｂ２）のように、表示領域１０に１つの孤立領域となるように、かつ孤立領域のオン出力領域６０１が略円状となるようにする。オン出力領域６０１の中心座標６０２はマイコン（図示せず）に指の検出座標として送出される。
As shown in FIG. 25 (b2), the
以上のように、本実施形態は、オン出力領域６０１を操作することを目的として設定補正しつつ撮像を実施することを特徴とする。また、この設定の補正は、表示領域１０において、オン出力領域６０１が１つとなるようにすること、さらに好ましくは、オン出力領域６０１が単独の孤立領域となるように（図２５（ａ２）、（ｂ２）の状態）すること、さらに好ましくはオン出力領域６０１の単独の孤立状態の形状が略円状となり、前記略円状の中心座標（図２５（ａ２）、（ｂ２）の６０２）が１つに特定されるようにすることを特徴としている。
As described above, the present embodiment is characterized in that imaging is performed while setting and correcting for the purpose of operating the on-
また、表示領域１０においてホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂなどの特性バラツキに影響されないようにするため、表示領域１０をマトリックス状に区分し、前記マトリックス状の区分内において平均値、あるいはオン出力数をカウントし一定以上のカウント数でオンまたはオフ状態のマトリックス区分と判定することにより、マトリックスの区分で１つの判断データとして処理と行う。この判断データでオン出力領域６０１を構成する。なお、マトリックスの区分とはホトセンサ画素２７あるいは画素１６が縦１０個ｘ横１０個となるように区分して処理をすることを意味する。
In order to prevent the
（第３の実施形態）
以上の実施形態は、入力対象物の位置座標を検出するとして説明しているが、例えば表示領域１０に指が触れられたことを検出することもでき、以下に説明する。
(Third embodiment)
Although the above embodiment has been described as detecting the position coordinates of the input object, for example, it can also be detected that a finger touches the
（１）指などが触れた位置の検出
指６７１で表示領域１０を触れ、触れた位置を検出する場合は、指６７１の先端座標を検出することが重要になる。指６７１で表示画面１０を触れた場合は、図２８（ａ）に示すように、指６７１が最も遮光状態が強くなる。したがって、指６７１の先端部のオン出力領域６０１を検出する。しかし、指６７１の部分の一部は遮光状態である。したがって、この部分にもオン出力領域６０１となりやすい。そのため、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどを調整し、オン出力領域６０１が円状になるように、またオン出力領域６０１の面積が小さくなるようにすることが重要である。
(1) Detection of the position touched by a finger When the
また、図２８（ｂ）に示すように、画面１０の設定（配置）方向の情報も重要となる。図２８（ｂ）は携帯表示装置に本実施形態の表示パネル１４８を配置した構成である。図２８（ｂ１）は本実施形態の表示パネルを横長方向になるようにして、指６７１による入力を行った場合である。図２８（ｂ２）は本実施形態の表示パネルを縦長方向になるようにして、指６７１による入力を行った場合である。
Further, as shown in FIG. 28B, information on the setting (arrangement) direction of the
（２）表示パネルの配置方向
図２８（ａ）に示すように、指６７１の根元のＡの箇所は影になりやすい。したがって、オン出力領域６０１になりやすい。表示パネル１４８がどのような方向に配置されているかの情報を知ることができれば、指６７１の根元のＡの箇所を判断することができ、このＡ箇所のオン出力領域６０１を除外して指６７１の先端部のオン出力領域６０１を抽出できる。以上のように、本実施形態は、表示パネルの配置方向の情報（図２８（ｂ１）（ｂ２））を使用することにも特徴がある。
(2) Arrangement direction of display panel As shown in FIG. 28A, the location A at the base of the
［４］プリチャージ電圧の導出
指６７１入力する箇所を表示領域１０内で特定できれば、さらに指入力の座標位置あるいは指入力されたことを検出することが容易となる。
[4] Derivation of precharge voltage If the location where the
（１）プリチャージ電圧とオン画素数割合との関係
図３１に示すように、露光時間Ｔｃを一定とし、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを可変したとき、オン画素数割合（％）が変化する。ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂがＮチャンネルの場合は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが高くなるにしたがって、オン画素数割合（％）が増加する。オン画素数割合（％）の増加が開始するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを原点電圧Ｖ０とする。原点電圧Ｖ０からＡ電圧でオン画素数割合（％）が１００％となる。Ａ電圧の幅は、０．４以上０．６Ｖ程度である。
(1) Relationship between Precharge Voltage and On Pixel Number Ratio As shown in FIG. 31, when the exposure time Tc is constant and the precharge voltage Vprc is varied, the on pixel number ratio (%) changes. When the
原点電圧Ｖ０からＶ０＋Ａ間のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃによりオン画素数割合（％）は０％から１００％のいずれかのオン画素数割合（％）になる。つまり、原点電圧Ｖ０と基準としてプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖ０＋Ｖｘの印加により所定のオン画素数割合（％）が得られる。 The precharge voltage Vprc between the origin voltage V0 and V0 + A causes the ON pixel number ratio (%) to be any ON pixel number ratio (%) from 0% to 100%. That is, a predetermined on-pixel ratio (%) is obtained by applying the origin voltage V0 and the precharge voltage Vprc = V0 + Vx as a reference.
以上のことから、原点電圧Ｖ０を正確に求めることが重要である。所定のオン画素数割合（％）を得るための基準となるからである。原点電圧Ｖ０を求めるために、例えば図３１の特性を図３２（ａ）のように直線で近似する。図３１に示す表示領域１０のホトセンサ画素２７の特性は、ほぼ正規分布する。図３１のグラフは、正確には、この正規分布を加算したものとなる。したがって、原点電圧Ｖ０近傍、Ｖ０＋Ａ近傍はグラフが非線形となる。しかし、本液晶表示装置のおいては、オン画素数割合（％）の変化を問題とする。したがって、原点電圧Ｖ０近傍などの非線形は、駆動方法上はほとんど問題とならない。また、オン画素数割合（％）が５０％前後（２０％以上８０％）は特に問題とならない。
From the above, it is important to accurately obtain the origin voltage V0. This is because it becomes a reference for obtaining a predetermined ratio (%) of the number of ON pixels. In order to obtain the origin voltage V0, for example, the characteristics of FIG. 31 are approximated by a straight line as shown in FIG. The characteristics of the
図３２（ａ）は説明を容易にするため図３１のグラフを９０度回転させたものである。図３２（ａ）の点線が図３１の特性である。これを図３２（ａ）に示すように、実線のように近似する。 FIG. 32A is a graph obtained by rotating the graph of FIG. 31 by 90 degrees for easy explanation. The dotted line in FIG. 32A is the characteristic of FIG. This is approximated by a solid line as shown in FIG.
なお、図３１の原点電圧Ｖ０の位置と図３２（ａ）の原点電圧Ｖ０の位置とはずれている。また、図３１のＶ０＋Ａ位置と図３２（ａ）のＶ３位置ともずれている。しかし、便宜上図３２（ａ）のように近似して説明する。つまり、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖ０からオン画素数割合（％）が変化し始める。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖ３でオン画素数割合（％）は１００％となる。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖ１を印加した時のオン画素数割合（％）＝ａとし、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖ２の時のオン画素数割合（％）＝ｂとする。また、０〜Ｖ０をＶａとし、Ｖ３−Ｖ０をＶｂとする。 Note that the position of the origin voltage V0 in FIG. 31 is different from the position of the origin voltage V0 in FIG. Also, the position V0 + A in FIG. 31 is shifted from the position V3 in FIG. However, for the sake of convenience, description will be made with approximation as shown in FIG. That is, the on-pixel ratio (%) starts to change from the precharge voltage Vprc = V0. When the precharge voltage Vprc = V3, the ON pixel number ratio (%) is 100%. Further, the on-pixel number ratio (%) when the precharge voltage Vprc = V1 is applied = a, and the on-pixel number ratio (%) when the precharge voltage Vprc = V2 = b. Also, 0 to V0 is Va, and V3-V0 is Vb.
（２）外部照度とオン画素数割合の関係
図３３は、外部照度とオン画素数割合（％）の関係を示している。図３３（ａ）は図３２（ａ）のグラフである。図３３（ｂ）は外光照度とプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとの関係を示している。なお、図３３において、説明を容易にするため、オン画素数割合（％）を０％（あるいはわずかにオン画素数割合（％）が発生する位置あるいはポイント）を例示して説明する。
(2) Relationship between External Illuminance and On Pixel Number Ratio FIG. 33 shows the relationship between external illuminance and on pixel number ratio (%). FIG. 33A is a graph of FIG. FIG. 33B shows the relationship between the external light illuminance and the precharge voltage Vprc. In FIG. 33, for ease of explanation, the on-pixel number ratio (%) will be described by exemplifying 0% (or a position or point where the on-pixel number ratio (%) slightly occurs).
しかし、本実施形態は０％に限定するものではない。例えば、点線のようにオン画素数割合ａ（％）としてもよい。この場合は、ある外部照度Ｌのときは、Ａ点のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとなる。Ａ点のプリチャージ電圧ＶｐｒｃはＶLaである。このＶLa電圧をオン画素数割合（％）が０％となるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝ＶL0に変換するのは、図３３（ａ）で容易に行える。オン画素数割合（％）とプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの関係は、点線で図示しているように、ＶL0からＶL100に線形と近似しているからである（図３２参照）。 However, this embodiment is not limited to 0%. For example, the ON pixel number ratio a (%) may be set as indicated by a dotted line. In this case, at a certain external illuminance L, the precharge voltage Vprc at point A is obtained. The precharge voltage Vprc at point A is VLa. It is easy to convert this VLa voltage into a precharge voltage Vprc = VL0 in which the ON pixel number ratio (%) is 0%, as shown in FIG. This is because the relationship between the ON pixel number ratio (%) and the precharge voltage Vprc is linearly approximated from VL0 to VL100 as shown by the dotted line (see FIG. 32).
オン画素数割合（％）とプリチャージ電圧ＶｐｒｃのＶL0〜ＶL100は比例関係になるから、容易にＶL0の位置が計算で求まるから、図３３（ｂ）のＢ点も求まる。なお、一般的に表現するため、以下にオン画素数割合（％）が０％の直線をオン画素数割合ｂ（％）として説明する。 Since the on-pixel ratio (%) and the precharge voltage Vprc VL0 to VL100 are in a proportional relationship, the position of VL0 can be easily obtained by calculation, so that the point B in FIG. 33B is also obtained. For general expression, a straight line having an ON pixel number ratio (%) of 0% will be described below as an ON pixel number ratio b (%).
任意の外光照度Ｌに対してプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを調整し、目標とするオン画素数割合ｂ（％）は、０％以上２０％以下とすることが好ましい。特に、０％以上１０％以下とすることが好ましい。ＶL0とＶL100の間隔ΔＶwは、温度、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどにより変化するが、オン画素数割合（％）が変化し始める位置（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝ＶL0）のΔＶの変化量は少ないからである。ＶL0＝ＶLa−ΔＶw・ａ／１００で求めることができる。 It is preferable that the precharge voltage Vprc is adjusted with respect to an arbitrary external light illuminance L, and the target ON pixel number ratio b (%) is 0% or more and 20% or less. In particular, it is preferably 0% or more and 10% or less. This is because the interval ΔVw between VL0 and VL100 varies depending on the temperature, the precharge voltage Vprc, etc., but the amount of change in ΔV at the position where the on-pixel number ratio (%) starts to change (precharge voltage Vprc = VL0) is small. . VL0 = VLa−ΔVw · a / 100.
本実施形態の特徴は、ある外部照度において、任意のオン画素数割合（％）（例えば、０％とか、５％とか、１０％とか）になるように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを調整するものである。また、複数の露光時間Ｔｃにおいて、前記任意のオン画素数割合（％）となるようにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを調整するものである。 A feature of the present embodiment is that the precharge voltage Vprc is adjusted so as to be an arbitrary on-pixel ratio (%) (for example, 0%, 5%, 10%, etc.) at a certain external illuminance. is there. Further, the precharge voltage Vprc is adjusted so that the arbitrary on-pixel number ratio (%) is obtained in a plurality of exposure times Tc.
図３３（ｂ）では、複数の露光時間Ｔｃとは、３２４Ｈ（３２４水平走査期間）と、その半分の１６２Ｈ（１６２Ｈ水平走査期間）としている。もちろん、本実施形態は、露光時間Ｔｃを３２４Ｈなどに限定するものではない。本実施形態は、複数の露光時間Ｔｃは、２つ以上設定すればよい。２つの露光時間Ｔｃを選択する場合、１つの露光時間Ｔｃは、１フレームに近い値を採用することが好ましい。例えば、１フレームが３４０Ｈ（水平走査期間）であれば、３４０Ｈに近い方が好ましい。 In FIG. 33 (b), the plurality of exposure times Tc are 324H (324 horizontal scanning period) and half of that are 162H (162H horizontal scanning period). Of course, in the present embodiment, the exposure time Tc is not limited to 324H or the like. In the present embodiment, two or more exposure times Tc may be set. When selecting two exposure times Tc, it is preferable to adopt a value close to one frame for one exposure time Tc. For example, if one frame is 340H (horizontal scanning period), it is preferable to be close to 340H.
一例として、１フレームを構成する水平走査期間Ｄ（１フレーム＝ＤＨ）とすれば、第１の露光時間Ｔｃは、Ｄｘ０．６以上Ｄ以下とすることが好ましい。特に、Ｄｘ０．８以上Ｄ以下とすることが好ましい。説明を具体的にするため、１フレーム＝３４０Ｈとし、図３３（ｂ）は、第１の露光時間Ｔｃは３２４Ｈとしている。 As an example, if the horizontal scanning period D (1 frame = DH) constituting one frame is set, the first exposure time Tc is preferably set to Dx 0.6 or more and D or less. In particular, it is preferably set to Dx 0.8 or more and D or less. In order to make the description concrete, it is assumed that 1 frame = 340H, and in FIG. 33B, the first exposure time Tc is 324H.
第２の露光時間Ｔｃは、第１の露光時間Ｔｃの１／２近傍とすることが好ましい。一例として、１フレームを構成する水平走査期間Ｄ（１フレーム＝ＤＨ）とすれば、第２の露光時間Ｔｃは、Ｄｘ０．６ｘ０．５以上Ｄｘ０．８以下とすることが好ましい。特に、Ｄｘ０．８ｘ０．５以上Ｄｘ０．６以下とすることが好ましい。説明を容易にするため（具体的にするため）、１フレーム＝３４０Ｈとし、図３３（ｂ）は、第２の露光時間Ｔｃは３２４／２＝１６２Ｈとしている。 The second exposure time Tc is preferably in the vicinity of ½ of the first exposure time Tc. As an example, if the horizontal scanning period D (1 frame = DH) constituting one frame is set, the second exposure time Tc is preferably set to Dx0.6x0.5 or more and Dx0.8 or less. In particular, it is preferable that Dx0.8x0.5 or more and Dx0.6 or less. For ease of explanation (in order to make it concrete), 1 frame = 340H, and in FIG. 33B, the second exposure time Tc is 324/2 = 162H.
オン画素数割合ｂ直線は、ある外光照度（Ｌｘ）の時に、オン画素数割合（％）がｂ（％）（図３３の実施形態では、ｂ＝０）となるようにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加したものである。第１の露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈのときのオン画素数割合０（％）の直線は、外光照度Ｌの時、Ｂ点のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝ＶL0となる。第２の露光時間Ｔｃ＝３２４／２Ｈのときのオン画素数割合０（％）の直線は、外光照度Ｌの時、Ｃ点のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝ＶL02となる。Ｄ点は、撮像正時に設定するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖkである。 The on-pixel number ratio b straight line indicates the precharge voltage Vprc so that the on-pixel number ratio (%) is b (%) (b = 0 in the embodiment of FIG. 33) at a certain external light illuminance (Lx). Applied. When the first exposure time Tc = 324H, the straight line of the ON pixel number ratio 0 (%) becomes the precharge voltage Vprc = VL0 at the point B when the ambient light illuminance is L. When the second exposure time Tc is 324 / 2H, the straight line having the on-pixel ratio 0 (%) is the precharge voltage Vprc = VL02 at the point C when the ambient light illuminance L is reached. Point D is a precharge voltage Vprc = Vk set at the time of imaging normal.
プリチャージ電圧ＶｐｒｃのＶL0、ＶL02はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化により測定される電圧である。プリチャージ電圧ＶｐｒｃのＶL0、ＶL02により、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖｋ（図３３では、キャリブレーション電圧という）が計算で求められる。 VL0 and VL02 of the precharge voltage Vprc are voltages measured by changes in the precharge voltage Vprc. A precharge voltage Vprc = Vk (referred to as a calibration voltage in FIG. 33) is obtained by calculation based on VL0 and VL02 of the precharge voltage Vprc.
点Ｂと点Ｃ間距離は、ＶL0−ＶL02である。したがって、オン画素数割合ｂ（％）（露光時間Ｔｃ＝ＤＨ）と、オン画素数割合ｂ（％）（露光時間Ｔｃ＝Ｄ／２Ｈ）となるようにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させることにより求まる。 The distance between point B and point C is VL0−VL02. Therefore, it is obtained by changing the precharge voltage Vprc so that the ON pixel number ratio b (%) (exposure time Tc = DH) and the ON pixel number ratio b (%) (exposure time Tc = D / 2H). .
点Ｂと点Ｃ間距離をｍとし、点Ｃと点Ｄ間距離をｎとする。ｍ：ｎの比は、外光照度Ｌ、Ｌ’、Ｌ’’にあっても、同一である。また、温度、外光の波長によってもほとんど変化しない。パネルの出荷時あるいは検査時もしくは調整時などにｍ：ｎの比率を求めておくことにより、ｍの値（もしくは相対的な大きさ）がわかれば、ｎの値（もしくは相対的な大きさ）を求めることができる。ｍの値は、プリチャージ電圧ＶｐｒｃとしてＶL0、ＶL02は測定し、このプリチャージ電圧Ｖｐｒｃから求めることができる。 The distance between point B and point C is m, and the distance between point C and point D is n. The ratio of m: n is the same even in the ambient light illuminances L, L ′, and L ″. Further, it hardly changes depending on the temperature and the wavelength of external light. If the value of m (or relative size) is known by obtaining the ratio of m: n at the time of shipment, inspection or adjustment of the panel, the value of n (or relative size) Can be requested. The value of m can be obtained from the precharge voltage Vprc by measuring VL0 and VL02 as the precharge voltage Vprc.
露光時間Ｔｃを変化させた場合、目標とするオン画素数割合（％）が同一であれば、任意の外光照度に対して、ｍ：ｎの比率は一定に保たれる。また、露光時間Ｔｃを変化させて複数のオン画素数割合ｂ（％）の直線は原点のＥ点をとおる。本実施形態はこの性質を利用している。オン画素数割合がａ（％）（点線で示す）の直線は、原点Ｅを通過しない。しかし、先に説明したように、ＶL0＝ＶLa−ΔＶw・ａ／１００で求めることができる。ΔＶwは、パネルの出荷時あるいは検査時もしくは調整時などに求めておく。したがって、Ａ−Ｃ：Ｃ−Ｄの比率からＶｋを求めることができる。 When the exposure time Tc is changed, the ratio of m: n is kept constant with respect to arbitrary external light illuminance if the target on-pixel ratio (%) is the same. Further, by changing the exposure time Tc, a plurality of ON pixel number ratio b (%) straight lines pass through the E point of the origin. This embodiment utilizes this property. A straight line having an on-pixel ratio of a (%) (indicated by a dotted line) does not pass through the origin E. However, as described above, it can be obtained by VL0 = VLa−ΔVw · a / 100. ΔVw is obtained when the panel is shipped or inspected or adjusted. Therefore, Vk can be obtained from the ratio of AC: CD.
ｍ：ｎ＝２：１とし、第１のプリチャージ電圧ＶL0＝２．０Ｖ、第２のプリチャージ電圧ＶL02＝１．２Ｖとすれば、ｍ＝０．８、ｎ＝０．４となる。このことから、補正後のプリチャージ電圧Ｖｋ＝０．８Ｖとなる。 If m: n = 2: 1, the first precharge voltage VL0 = 2.0V and the second precharge voltage VL02 = 1.2V, then m = 0.8 and n = 0.4. Therefore, the corrected precharge voltage Vk = 0.8V.
（３）プリチャージ電圧の利用方法
上記のようにして求めたプリチャージ電圧Ｖｋ＝０．８Ｖを、撮像用プリチャージ電圧として印加して、上記で説明した撮像を行う。このプリチャージ電圧の補正を行うタイミングとしては、所定時間毎（例えば、１秒毎）に行えば、外光の強度が変化しても対応できる。
(3) Utilization Method of Precharge Voltage The precharge voltage Vk = 0.8 V obtained as described above is applied as an imaging precharge voltage, and the above-described imaging is performed. If the precharge voltage is corrected every predetermined time (for example, every second), it is possible to cope with a change in the intensity of external light.
本実施形態では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させ、変化させたプリチャージ電圧Ｖｐｒｃに対するオン画素数割合（％）を求める（パネルのホトセンサ画素２７からデータを読み出しオン画素数割合（％）を取得する）。オン画素数割合（％）が例えば、６０以上７０％以下など、予め設定した範囲内になるように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させていく。オン画素数割合（％）が所定の範囲のａ％になれば、オン画素数割合（％）が０％となる電圧ＶL0を算出し記憶する。
In the present embodiment, the precharge voltage Vprc is changed, and the on-pixel number ratio (%) with respect to the changed precharge voltage Vprc is obtained (data is read from the
また、露光時間Ｔｃ１を１／２として第２の露光時間Ｔｃ２を設定し、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させ、変化させたプリチャージ電圧Ｖｐｒｃに対するオン画素数割合（％）を求める。オン画素数割合（％）がたとえば、６０以上７０％以下など、予め設定した範囲内になるように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させていく。オン画素数割合（％）が所定の範囲のａ％になれば、オン画素数割合（％）が０％となる電圧ＶL02を算出し記憶する。 Further, the exposure time Tc1 is set to ½, the second exposure time Tc2 is set, the precharge voltage Vprc is changed, and the on-pixel number ratio (%) with respect to the changed precharge voltage Vprc is obtained. The precharge voltage Vprc is changed so that the ON pixel number ratio (%) is within a preset range such as 60% to 70%. When the on-pixel number ratio (%) is a% within a predetermined range, the voltage VL02 at which the on-pixel number ratio (%) is 0% is calculated and stored.
以上のように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させるホトセンサ画素２７は同一で、露光時間ＴｃをＴｃ１、Ｔｃ２と変化させている。したがって、温度依存性はキャンセルされる。また、パネルのトランジスタ６２のしきい値Ｖｔばらつきもキャンセルできる。また、ＶL0、ＶL02と、予めパネルごとに測定したｍ、ｎから、補正されたプリチャージ電圧Ｖｋを求める。したがって、精度のよいプリチャージ電圧の設定を常に実施できる。
As described above, the
なお、求めたプリチャージ電圧Ｖｋは、移動平均処理を行うことが好ましい。移動平均を行うことにより、短時間の外光急変、例えば非処理対象物ではない影等が瞬間的に投影されてもプリチャージ電圧が変化することがない。したがって、安定して入力を継続することができる。また、移動平均の個数は、外光の強度に対応して変化させることが好ましい。低照度の時は、そもそも外光が弱いため移動平均数を多くする。逆に高照度の時は、移動平均数を１または２と少なくする。これは、プリチャージ電圧に対するマージンが予め広く、また、導出されるプリチャージ電圧の精度が高いからである。 The obtained precharge voltage Vk is preferably subjected to moving average processing. By performing the moving average, the precharge voltage does not change even when an abrupt external light change, for example, a shadow that is not an unprocessed object is instantaneously projected. Therefore, the input can be continued stably. The number of moving averages is preferably changed in accordance with the intensity of external light. When the illumination is low, the moving average number is increased because the external light is weak. Conversely, when the illumination is high, the moving average number is reduced to 1 or 2. This is because the margin for the precharge voltage is wide in advance and the accuracy of the derived precharge voltage is high.
（４）変更例１
以上の実施形態では、任意の外光照度において、複数の露光時間Ｔｃを設定し、第１のプリチャージ電圧ＶL0、第２のプリチャージ電圧ＶL02を求めるとした。しかし、本実施形態はこれに限定するものではない。
(4)
In the above embodiment, a plurality of exposure times Tc are set for any external light illuminance, and the first precharge voltage VL0 and the second precharge voltage VL02 are obtained. However, the present embodiment is not limited to this.
露光時間Ｔｃの設定は、３つ以上であってもよい。任意の外光照度Ｌに対して、３つ以上の露光時間Ｔｃを設定し、平均化処理あるいは比率処理などを行うことにより、プリチャージ電圧Ｖｋの値をより精度よく求めることができる。 The exposure time Tc may be set to three or more. By setting three or more exposure times Tc for an arbitrary external light illuminance L and performing an averaging process or a ratio process, the value of the precharge voltage Vk can be obtained more accurately.
また、１つの露光時間Ｔｃにより、プリチャージ電圧ＶL0が求まり、この絶対値と既知のｍ：ｎの値から、直接にプリチャージ電圧Ｖｋを求めてもよい。 Alternatively, the precharge voltage VL0 is obtained from one exposure time Tc, and the precharge voltage Vk may be obtained directly from the absolute value and the known m: n value.
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝ＶL0、ＶL02の絶対値あるいは相対値もしくは近傍値と、ｍ、ｎの値などから、プリチャージ電圧Ｖkを求めてもよい。 Alternatively, the precharge voltage Vk may be obtained from the absolute value, relative value, or near value of the precharge voltage Vprc = VL0, VL02, and the values of m and n.
（５）変更例２
原点電圧Ｖ０は、ホトセンサ画素２７の温度依存性、ホトセンサ６４の光の波長依存性などにより、変化する。図３３で説明した方法では、任意の外部照度Ｌに対して、同一のホトセンサ画素２７を用いて、所定のオン画素数割合ｂ（％）を得るようにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化するものである。
(5)
The origin voltage V0 varies depending on the temperature dependency of the
原点電圧Ｖ０を求めるのに、外部照度Ｌの値は不要である。つまり、どんな外光照度に対しても、異なる露光時間Ｔｃに対して同一のオン画素数割合ｂ（％）となるように、異なる２種類のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加すればよい。 The value of the external illuminance L is not necessary for obtaining the origin voltage V0. That is, it is only necessary to apply two different precharge voltages Vprc so that the same on-pixel number ratio b (%) for different exposure times Tc is obtained for any external light illuminance.
（６）変更例３
異なる露光時間Ｔｃに対して、同一のオン画素数割合ｂ（％）となるように調整などするとしたが、同一のオン画素数割合ｂ（％）とするものではない。第１の露光時間Ｔｃに対するオン画素数割合（％）がｂ１（％）で、第２の露光時間Ｔｃに対するオン画素数割合（％）がｂ２（％）であっても、ＶL0＝ＶLa−ΔＶw・ａ／１００を応用することにより、ｂ１＝ｂ２とすることができる。つまり、オン画素数割合（％）の直線が、原点Ｅを通らない場合でも、計算により原点Ｅを通るようにシフトさせることができるからである。
(6)
Although the adjustment is made so that the same on-pixel number ratio b (%) is set for different exposure times Tc, it is not the same on-pixel number ratio b (%). Even if the ON pixel number ratio (%) with respect to the first exposure time Tc is b1 (%) and the ON pixel number ratio (%) with respect to the second exposure time Tc is b2 (%), VL0 = VLa−ΔVw. -By applying a / 100, b1 = b2. That is, even if the straight line of the on-pixel number ratio (%) does not pass through the origin E, it can be shifted to pass through the origin E by calculation.
（７）変更例４
図３３の説明は、表示領域１０に１種類のホトセンサ画素２７を形成したしかし、表示領域１０に複数種類のホトセンサ画素２７を形成してもよい。
(7)
In the description of FIG. 33, one type of
複数のホトセンサ画素２７から１つのホトセンサ画素２７を抽出すれば、図３３の方式を適用できる。また、複数のホトセンサ画素２７を一体として処理すれば、図３３の実施形態を適用できる。
If one
（８）変更例５
図３３の実施形態では、複数の露光時間Ｔｃにより、オン画素数割合（％）を同一にするようにするとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。
(8)
In the embodiment of FIG. 33, the on-pixel number ratio (%) is made the same by a plurality of exposure times Tc, but this embodiment is not limited to this.
２以上のオン画素数割合（％）から、原点電圧Ｖ０を求めてもよい。多くの露光時間Ｔｃ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、オン画素数割合（％）からプリチャージ電圧Ｖｋを求め、また、求められたプリチャージ電圧Ｖｋを平均化処理、中央値をピックアップすることにより、精度が向上する。 The origin voltage V0 may be obtained from a ratio (%) of the number of ON pixels of 2 or more. By calculating the precharge voltage Vk from many exposure times Tc, the precharge voltage Vprc, and the on-pixel ratio (%), averaging the obtained precharge voltage Vk, and picking up the median value, the accuracy is improved. improves.
（９）変更例６
求められたプリチャージ電圧Ｖｋを用いて、撮像を行う。しかし、このプリチャージ電圧Ｖｋはリアルタイムで変化させることに限定するものでない。理論的には外光照度Ｌの変化によりプリチャージ電圧Ｖｋの値は、固定値であるが、実際には算出精度によりプリチャージ電圧Ｖｋは揺らぐ。
(9)
Imaging is performed using the obtained precharge voltage Vk. However, the precharge voltage Vk is not limited to being changed in real time. Theoretically, the value of the precharge voltage Vk is a fixed value due to a change in the external light illuminance L, but in reality, the precharge voltage Vk fluctuates due to calculation accuracy.
したがって、設定の補正に用いるプリチャージ電圧Ｖｋの変化はゆっくりと変化させる方がよい。 Therefore, it is better to change the precharge voltage Vk used for setting correction slowly.
また、ヒステリシス特性をもたせることが好ましい。したがって、求めたプリチャージ電圧Ｖｋは、一定個数をメモリに記憶し、移動平均化処理を行う。また、最大値、最小値を除外する処理を行う。また、一定期間に変化する変化量を規定範囲内となるようにする。 Moreover, it is preferable to have a hysteresis characteristic. Therefore, a predetermined number of the obtained precharge voltage Vk is stored in the memory, and a moving averaging process is performed. In addition, processing for excluding the maximum value and the minimum value is performed. In addition, the amount of change that changes during a certain period is set within a specified range.
（１０）変更例７
上記実施形態では、プリチャージ電圧Ｖｋを求めるとするが、これに限定するものではない。プリチャージ電圧Ｖｋに近似する値、またそれに類する値を求めるものである。また、間接的にＶｋに対応する値を求めるもしくは得るものである。
(10) Modification example 7
In the above embodiment, the precharge voltage Vk is obtained, but the present invention is not limited to this. A value approximate to the precharge voltage Vk or a value similar thereto is obtained. In addition, a value corresponding to Vk is obtained or obtained indirectly.
また、プリチャージ電圧の設定には、原点電圧Ｖ０を直接使用する場合もあるが、プリチャージ電圧Ｖｋに所定値を加減算する。また、所定の定数をかけて使用する。 In setting the precharge voltage, the origin voltage V0 may be directly used, but a predetermined value is added to or subtracted from the precharge voltage Vk. Further, it is used with a predetermined constant.
（１１）変更例８
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃ乗算値が一定あるいは所定の関係となるように、露光時間Ｔｃとプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの両方を同時に変化させてよい。その他、比較電圧Ｖｒｅｆを変化させてもよい。
(11)
Both the exposure time Tc and the precharge voltage Vprc may be changed simultaneously so that the multiplication value of the precharge voltage Vprc and the exposure time Tc is constant or has a predetermined relationship. In addition, the comparison voltage Vref may be changed.
（１２）変更例９
図３２（ａ）はＶ０、Ｖ３で屈曲する特性カーブに近似したがこれに限定するものではない。
(12)
FIG. 32A approximates a characteristic curve bent at V0 and V3, but is not limited to this.
例えば、図３２（ｂ）に示すように、オン画素数割合（％）がｘ、ｙまたは、その位置に対応するプリチャージ電圧ＶｐｒｃがＶａ、Ｖｂで屈曲あるいは角度が変化する特性カーブに近似してもよい。つまり、図３２（ａ）の２点折れカーブだけでなく、図３２（ｂ）の４点折れカーブなどに近似してもよい。つまり複数の多点折れカーブもしくは曲線カーブに近似してもよい。このように近似することにより、より、原点電圧Ｖ０の位置などが正確に求めることができる。 For example, as shown in FIG. 32B, the on-pixel ratio (%) approximates to a characteristic curve in which the precharge voltage Vprc corresponding to the position is x, y, or the angle or the angle changes depending on Va, Vb. May be. That is, it may be approximated not only to the two-point bending curve of FIG. 32 (a) but also to the four-point bending curve of FIG. 32 (b). That is, it may be approximated to a plurality of multi-point bending curves or curved curves. By approximating in this way, the position of the origin voltage V0 and the like can be obtained more accurately.
（１３）変更例１０
図３３のＶｋ電圧もしくは原点電圧Ｖ０は、基本的には表示領域１０全体で求める。つまり、表示領域１０のホトセンサ画素２７の特性ばらつき全体で、１つのＶｋを求める。その他、図３４に示すように、表示領域１０を複数の処理ブロック６９１に分割し、各処理ブロック６９１でＶｋ電圧を求める。
(13)
The Vk voltage or the origin voltage V0 in FIG. 33 is basically obtained for the
［５］表示領域１０の特性傾斜に対する対策
ところで、表示領域１０には、例えば一定方向に特性傾斜がある場合がある。このような場合、図３４（ａ）に図示する各処理ブロック６９１は、図３４（ｂ）に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃに対するオン画素数割合（％）は一定の範囲で特性がばらつく。図３４（ｂ）の実線が平均値であり、点線が最小値であり、一点鎖線が最大値である。例えば、処理ブロック６９１のａでは点線の特性カーブであり、処理ブロック６９１のｂでは、実線の特性カーブであり、処理ブロック６９１のｃでは、一点鎖線の特性カーブとなる場合がある。
[5] Measures against characteristic inclination of
表示領域１０の全体でプリチャージ電圧Ｖｋを求めると、図３４（ｂ）の実線の開始電圧となる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは１Ｖである。図３２（ａ）に示すように、直線近似しているので、原点電圧Ｖ０としては、１．５Ｖ程度となる。
When the precharge voltage Vk is obtained in the
表示領域１０の各処理ブロックでは、図３４に示すように、各処理ブロック６９１でプリチャージ電圧Ｖｋの値が異なる。そこで、例えば図３５に示すように対応することができる。
In each processing block of the
（１）複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの印加
図３５（ａ）では、画素行方向に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加している。図３５（ａ）ではプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさの差異を１〜４の数字で示している。 １（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１）、２（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２）、３（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３）、４（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４）とし、１を最も低いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとし、４を最も高いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとしている。
(1) Application of a plurality of precharge voltages Vprc In FIG. 35A, a plurality of precharge voltages Vprc are applied in the pixel row direction. In FIG. 35A, the difference in the magnitude of the precharge voltage Vprc is indicated by
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは発生種類は、４以上がよいが、２以上であっても比較的広い外部光の範囲に対応できる。例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、２．５０Ｖ、２．５１Ｖ、２．５２Ｖ、２．５３Ｖの４段階とする。８段階の時のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、２．５０Ｖ、２．５１Ｖ、２．５２Ｖ、２．５３Ｖ、２．５４Ｖ、２．５５Ｖ、２．５６Ｖ、２．５７Ｖとする。 The generation type of the precharge voltage Vprc is preferably 4 or more, but even if it is 2 or more, it can correspond to a relatively wide range of external light. For example, the precharge voltage Vprc has four stages of 2.50V, 2.51V, 2.52V, and 2.53V. The precharge voltage Vprc at the eight stages is 2.50V, 2.51V, 2.52V, 2.53V, 2.54V, 2.55V, 2.56V, and 2.57V.
また、各プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの差は、０．０５〜０．２Ｖにすることが好ましい。 Further, the difference between the precharge voltages Vprc is preferably 0.05 to 0.2V.
また、図３２（ａ）のＶ０からＶ３電圧間を整数で分割することが好ましい。 Further, it is preferable to divide the voltage V0 to V3 in FIG.
また、処理ブロック６９１毎に変化できることが好ましい。例えば、処理ブロック６９１のブロック１では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを２．５０Ｖ、２．５１Ｖ、２．５２Ｖ、２．５３Ｖとし、処理ブロック６９１のブロック２では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを２．５３Ｖ、２．５４Ｖ、２．５５Ｖ、２．５６Ｖとする。
Moreover, it is preferable that it can change for every
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの種類は、２の乗数とすることが好ましい。つまり、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの種類を２、４、６、８、・・・・・とする。 The kind of precharge voltage Vprc is preferably a multiplier of 2. That is, the type of the precharge voltage Vprc is 2, 4, 6, 8,.
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの１〜４は、ホトセンサ画素行毎、ここでは１画素行毎に変化させることが好ましい。また、２画素行毎もしくは複数画素に変化させてもよい。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを、画素行毎に変化させることは、１つのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ発生源で実施することができる。１水平走査期間または複数水平走査期間毎に、印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させればよいからである。 The precharge voltages Vprc of 1 to 4 are preferably changed for each photosensor pixel row, here for each pixel row. Further, it may be changed every two pixel rows or a plurality of pixels. Changing the precharge voltage Vprc for each pixel row can be performed by one precharge voltage Vprc generation source. This is because the precharge voltage Vprc to be applied may be changed every one horizontal scanning period or every plural horizontal scanning periods.
また、処理ブロック６９１の面積は、図３４に示すように、表示領域１０を等分に分割した面積以下の範囲とする。隣接した処理ブロック６９１の間隔を隔離（離す）するためである。
Further, the area of the
（２）１つの処理ブロックへの複数のプリチャージ電圧の印加
図３５（ａ）のように、画素行方向に、異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが設定されている場合において、図３５（ｂ）のようにマトリックス状に処理ブロック６９１が設定されている場合は、１つの処理ブロック６９１に、複数の異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加される。
(2) Application of a plurality of precharge voltages to one processing block As shown in FIG. 35A, when different precharge voltages Vprc are set in the pixel row direction, as shown in FIG. When processing blocks 691 are set in a matrix, a plurality of different precharge voltages Vprc are applied to one
図３５において処理ブロック６９１は、１〜１２であり、それぞれの処理ブロック６９１のプリチャージ電圧ＶｐｒｃとしてＶｐｒｃ１〜Ｖｐｒｃ４の４種類が印加されている。各プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの差異は、０．０４Ｖ以上０．２Ｖ以下とすることが好ましい。例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化数を４種類とし、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１＝２．１０Ｖ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２＝２．１５Ｖ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３＝２．２０Ｖ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４＝２．２５Ｖとする。 In FIG. 35, processing blocks 691 are 1 to 12, and four types of Vprc1 to Vprc4 are applied as precharge voltages Vprc of the respective processing blocks 691. The difference between the precharge voltages Vprc is preferably 0.04 V or more and 0.2 V or less. For example, the number of changes in the precharge voltage Vprc is four, the precharge voltage Vprc1 = 2.10V, the precharge voltage Vprc2 = 2.15V, the precharge voltage Vprc3 = 2.20V, and the precharge voltage Vprc4 = 2.25V. To do.
また、処理ブロック６９１で、異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加するホトセンサ画素２７の個数は同一あるいは略一致させる。例えば、１つの処理ブロック６９１が１６ｘ１６個のホトセンサ画素２７で構成されるとする。この時のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの種類は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４の４種類とすれは、各プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加されるホトセンサ画素２７の個数は、１６ｘ１６／４＝６４個となる。
In the
１つの処理ブロック６９１に印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの種類は、２の倍数が好ましい。特に、４以上６以下が好ましい。また、種類は、２以上１６以下が好ましい。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの種類が少ないと表示領域１０でのバラツキを吸収できない。多すぎると、１種類当たりのホトセンサ画素数が減少し、座標検出精度が低下する。
The type of precharge voltage Vprc applied to one
ホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂには、プロセスなどにより特性バラツキが発生している。特性バラツキは、処理ブロック６９１で異なっている場合が多い。したがって、処理ブロック６９１では、特性ばらつきに応じて採用するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが検査時、パネル製造時、パネル評価時あるいは初期設定前に決定されている。
The
（３）具体例
例えば、図３５（ｂ）の例において、表示領域１０の１ａ、１ｂ、１ｃの処理ブロック６９１である１、４、７はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１が最適として設定されている。表示領域１０の１ａ、１ｂ、１ｃの処理ブロック６９１である１、４、７はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１が最適として設定されている。表示領域１０の２ａ、２ｂ、２ｃ、１ｄの処理ブロック６９１である２、５、８、１０はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２が最適として設定されている。表示領域１０の２ｄ、３ｃの処理ブロック６９１である６、１１はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３が最適として設定されている。表示領域１０の３ａ、３ｃ、３ｄの処理ブロック６９１である３、９、１２はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４が最適として設定されている。
(3) Specific example For example, in the example of FIG. 35B, the precharge voltage Vprc1 is set to be optimal for the processing blocks 691 of 1a, 1b, and 1c in the
設定されたプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの選択番号は、ＥＥＰＲＯＭ（図示せず）に格納される。ＥＥＰＲＯＭは液晶表示パネル毎に配置される。選定したプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの選定番号は２ビットから４ビットデータとしてＥＥＰＲＯＭに格納される。例えば、図３６の斜線で図示するように、画素行毎にホトセンサ画素２７が選択される。
The set selection number of the precharge voltage Vprc is stored in an EEPROM (not shown). The EEPROM is arranged for each liquid crystal display panel. The selection number of the selected precharge voltage Vprc is stored in the EEPROM as 2-bit to 4-bit data. For example, as illustrated by the oblique lines in FIG. 36, the
図３７は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの絶対値ではなく、基本プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの値からの差分で、表示している。基本のプリチャージ電圧ＶｐｒｃをＶ０とし、差分値を０．１Ｖ、０．２５Ｖ、０．３２Ｖ、０．１１Ｖなどと表現している。したがって、各ホトセンサ画素２７に印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、Ｖ０＋０．１０、Ｖ０＋０１０、Ｖ０＋０．２５、Ｖ０＋０．３０、Ｖ０＋０．３２、・・・・・・・・となる。
FIG. 37 shows not the absolute value of the precharge voltage Vprc but the difference from the value of the basic precharge voltage Vprc. The basic precharge voltage Vprc is V0, and the difference values are expressed as 0.1V, 0.25V, 0.32V, 0.11V, and the like. Therefore, the precharge voltage Vprc applied to each
（４）変更例
図３６は、処理ブロック６９１で選択するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの１つの実施形態である。図３６では、実線で囲った処理ブロック６９１で選択したプリチャージ電圧ＶｐｒｃはＶｐｒｃ３である。しかし、本実施形態はこれに限定するものではない。
(4) Modified Example FIG. 36 shows one embodiment of the precharge voltage Vprc selected in the
例えば、図３８に示すように、選択して座標値処理などをするプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは複数であってもよい。図３８は、実線で囲った処理ブロック６９１は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３、Ｖｐｒｃ４、Ｖｐｒｃ５の３つである。複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを選択することにより、ホトセンサ画素２７の特性バラツキを精度よく補正できなくなるが、座標検出マージンは広がることが多い。
For example, as shown in FIG. 38, there may be a plurality of precharge voltages Vprc that are selected and subjected to coordinate value processing or the like. In FIG. 38, the
（５）接近、接触、離脱処理
処理ブロック６９１のオン画素数の変化を検出する動作は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈを始点あるいは中心として変化させ、設定の補正時は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝２．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈを始点あるいは中心として変化させる。このオン画素数の検出動作と、設定の補正動作とを交互に実施する。
(5) Approaching, touching, and leaving processing The operation of detecting the change in the number of ON pixels in the
「接近」とは、パネル面に指などが近づくことを検出することを意味する。また、処理する動作を意味する。また、接近とは、パネル面に指などが近づくことを処理する動作を意味する。 “Approaching” means detecting that a finger or the like approaches the panel surface. Also, it means an operation to be processed. Also, the approach means an operation for processing that a finger or the like approaches the panel surface.
「接触」とは、パネル面に指などが接触していることを検出することを意味する。また、処理する動作を意味する。また、接触とは、パネル面に指などが接触している処理する動作を意味する。 “Contact” means that a finger or the like is in contact with the panel surface. Also, it means an operation to be processed. Further, the contact means a processing operation in which a finger or the like is in contact with the panel surface.
「離脱」とは、パネル面に指などから離れることを検出することを意味する。また、離脱することを処理する動作を意味する。 “Leaving” means detecting separation from a finger or the like on the panel surface. In addition, it means an operation for processing to leave.
（５−１）図３５における接近、接触、離脱処理
図３５において、各処理ブロック６９１は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１〜４がそれぞれ画素行毎に印加されている。処理ブロック６９１の１、４、７は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。
(5-1) Approaching, Contacting, and Leaving Processing in FIG. 35 In FIG. 35, precharge voltages Vprc1 to 4 are applied to each
処理ブロック６９１の２、５、８、１０は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。 Processing blocks 691, 2, 5, 8, and 10 select the pixels in the pixel row to which the precharge voltage Vprc2 is applied, and perform the approach, contact, and separation processes.
処理ブロック６９１の６、１１は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。 The processing blocks 691 6 and 11 select the pixels in the pixel row to which the precharge voltage Vprc3 is applied, and perform the approach, contact, separation processing, and the like.
その他の処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。 The other processing blocks select the pixels in the pixel row to which the precharge voltage Vprc4 is applied, and perform the approach, contact, separation processing, and the like.
また、各処理ブロック６９１は、最適なプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加された画素で設定の補正処理などを実施する。最適プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが１つに特定できない場合は、複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加された画素を特定して、また、平均化処理などを行い、設定の補正、接近、接触、離脱処理など行う。
In addition, each
（５−２）変更例１
１つの画素に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加し、また、変化させて設定の補正、接近、接触、離脱処理などを行ってもよい。例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃはフレームで変化させる。フレームは、複数フレームで変化させてもよい。例えば、２フレーム毎にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させる。
(5-2)
A plurality of precharge voltages Vprc may be applied to one pixel and may be changed to perform setting correction, approach, contact, separation processing, and the like. For example, the precharge voltage Vprc is changed in each frame. The frame may be changed in a plurality of frames. For example, the precharge voltage Vprc is changed every two frames.
（５−３）変更例２
同時にあるいはプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化と同期せずに、露光時間Ｔｃを変化させてもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃを同時に変化させてもよい。
(5-3)
At the same time or without synchronizing with the change of the precharge voltage Vprc, the exposure time Tc may be changed. Further, the precharge voltage Vprc and the exposure time Tc may be changed simultaneously.
例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを３．５Ｖ、露光時間Ｔｃを３２４Ｈとして、処理ブロック６９１のオン画素数の変化を検出し（オン画素数が１以上になるかどうかなど）、設定の補正動作としては、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４．０Ｖに一定の定数ｂをかけて演算してもよい（例えば、ｂ＝０．５とすれば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは４．０ｘ０．５＝２Ｖとなる）。
For example, assuming that the precharge voltage Vprc is 3.5 V and the exposure time Tc is 324H, a change in the number of ON pixels in the
つまり、設定の補正時は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝２．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈとする。 That is, when the setting is corrected, the precharge voltage Vprc = 2.0 V and the exposure time Tc = 324H.
なお、露光時間Ｔｃの変化ステップは、２Ｈ以上にすることが好ましい。 Note that the change step of the exposure time Tc is preferably 2H or more.
（６）プリチャージ電圧と露光時間の記憶
各処理ブロック６９１の例えば画素行に印加してプリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃのうち、どのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃを採用するかは、予めパネルの出荷時に、処理ブロック６９１毎に決定しておき、ＥＥＰＲＯＭにデータをして格納しておくことが好ましい。
(6) Storage of precharge voltage and exposure time For example, which precharge voltage Vprc or exposure time Tc is to be adopted among the precharge voltage Vprc or exposure time Tc applied to, for example, a pixel row of each
（７）プリチャージ電圧と露光時間の印加の方法
（７−１）第１の印加方法
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素行に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。各画素行に印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃをフレーム毎に変化させる。
(7) Method of applying precharge voltage and exposure time (7-1) First application method The precharge voltage Vprc may be applied to successive pixel rows. Further, the precharge voltage Vprc may be applied randomly to the pixel row. Further, the intensity of the precharge voltage Vprc may be changed at a constant period (two-dimensionally and in the time axis direction). The precharge voltage Vprc applied to each pixel row is changed for each frame.
（７−２）第２の印加方法
露光時間Ｔｃも同様である。露光時間Ｔｃは連続した画素行に印加してもよい。また、露光時間Ｔｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）で露光時間Ｔｃの長さを変化させてもよい。各画素行に印加する露光時間Ｔｃをフレーム毎に変化させてもよい。
(7-2) Second application method The exposure time Tc is also the same. The exposure time Tc may be applied to successive pixel rows. The exposure time Tc may be applied randomly to the pixel rows. Further, the length of the exposure time Tc may be changed at a constant cycle (two-dimensionally and in the time axis direction). The exposure time Tc applied to each pixel row may be changed for each frame.
（７−３）第３の印加方法
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃは同時に変化させてもよい。露光時間Ｔｃとプリチャージ電圧Ｖｐｒｃはフレームあるいは画素行単位で交互に変化させてもよい。
(7-3) Third Application Method The precharge voltage Vprc and the exposure time Tc may be changed simultaneously. The exposure time Tc and the precharge voltage Vprc may be alternately changed in units of frames or pixel rows.
図６１では、画素列方向に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加している。なお、作図の問題から、図６１〜図６３では、１（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１）、２（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２）、３（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３）、４（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４）とし、１を最も低いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとし、４を最も高いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとしている。 In FIG. 61, a plurality of precharge voltages Vprc are applied in the pixel column direction. In FIG. 61 to FIG. 63, 1 (precharge voltage Vprc1), 2 (precharge voltage Vprc2), 3 (precharge voltage Vprc3), 4 (precharge voltage Vprc4) in FIG. The low precharge voltage Vprc is 4 and 4 is the highest precharge voltage Vprc.
図６１でも図３５（ａ）と同様にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさの差異を１〜４の数字で示している。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは複数種類発生させる。１種類のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素列に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。他の動作あるいは内容あるいは構成は、図３５（ａ）で説明した事項を適用できる。
Also in FIG. 61, the difference in the magnitude of the precharge voltage Vprc is indicated by
（７−４）第４の印加方法
また、図６２に示すように、画素列と画素行にマトリックス状に異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加してもよい。もちろん、１種類のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素行または画素例に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行または画素列にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。他の動作あるいは内容あるいは構成は、図３５（ａ）で説明した事項を適用できる。なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃの設定は、画素単位でも、処理ブロック６９１単位でもよい。
(7-4) Fourth Application Method As shown in FIG. 62, different precharge voltages Vprc may be applied to the pixel columns and the pixel rows in a matrix form. Of course, one type of precharge voltage Vprc may be applied to successive pixel rows or pixel examples. The precharge voltage Vprc may be applied randomly to the pixel row or pixel column. Further, the intensity of the precharge voltage Vprc may be changed at a constant period (two-dimensionally and in the time axis direction). The items described with reference to FIG. 35A can be applied to other operations, contents, or configurations. The precharge voltage Vprc or the exposure time Tc may be set in units of pixels or in units of processing blocks 691.
（７−５）第５の印加方法
図６３は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃもしくはその両方の変化レベルを２とした例である。図６３ではプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさあるいは露光時間Ｔｃの差異もしくはその組み合わせを１〜２の数字で示している。１は、外光の強度を検出するために印加するものである。２は、設定の補正を行うものである。
(7-5) Fifth Application Method FIG. 63 shows an example in which the change level of the precharge voltage Vprc and / or the exposure time Tc is set to 2. In FIG. 63, the magnitude of the precharge voltage Vprc, the difference in exposure time Tc, or a combination thereof is indicated by
（７−６）第６の印加方法
ホトセンサ画素２７の感度を複数種類構成し、これらのホトセンサ画素２７に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加する構成とすることにより、また、複数の露光時間Ｔｃを設定することにより、より幅の広い外部光の強度範囲に対応することができることはいうまでもない。さらに、コンパレータ電圧も複数発生させ、印加してもよい。
(7-6) Sixth Application Method By configuring a plurality of types of sensitivities of the
（８）遮光状態の形成
バックライト１４６からの光１５１ａは、パネル１４８内でハレーションすることがある。また、対象物６７１を照明する。光１５１ａの影響を含めて設定の補正を実施することは、外部照度０時の原点であるＶ０（図３３のＥ点）を変動させる。
(8) Formation of light shielding state The light 151 a from the
ここで、照度０（遮光状態）でのプリチャージ電圧をＶ０とする。このＶ０とは、照度０状態で、オン画素数割合（％）が０％の値もしくは、オン画素数割合（％）が発生を検出あるいは把握できるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃである。外部照度などが高くなるにつれて、ホトセンサ６４はリークするからオン画素数割合（％）が発生するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは外光照度に合わせて高くする必要がある。したがって、図３３のプリチャージ電圧の直線に示すように、外光照度に対応させてＶ０（Ｅ点）から上昇する。 Here, the precharge voltage at illuminance 0 (light-shielded state) is set to V0. The V0 is a precharge voltage Vprc at which the on-pixel number ratio (%) is 0% or the on-pixel number ratio (%) can be detected or grasped when the illuminance is zero. Since the photosensor 64 leaks as the external illuminance and the like increase, the precharge voltage Vprc at which the on-pixel ratio (%) is generated needs to be increased in accordance with the external light illuminance. Therefore, as shown by the straight line of the precharge voltage in FIG. 33, the voltage rises from V0 (point E) in correspondence with the external light illuminance.
このプリチャージ電圧の直線に一致するようにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃをホトセンサ画素２７に印加することにより、良好な設定の補正を実施できる。
By applying the precharge voltage Vprc to the
原点であるＶ０は、図４０に示すように、温度変化、トランジスタのＶｔシフト、外光などの波長（主波長で規定する）、対象物６７１（指など）からの反射光１５１でシフトする。 As shown in FIG. 40, the origin V0 is shifted by the temperature change, the Vt shift of the transistor, the wavelength of external light (defined by the main wavelength), and the reflected light 151 from the object 671 (finger, etc.).
図３３で説明したように、オン画素数割合０（％）（Ｔｃ＝３２４Ｈなど）は、定数をａ、ｂ、外光照度をＬｘとすれば、Ｖａ＝ａ（Ｌａ）＋Ｖ０と表現できる。プリチャージ電圧の直線は、Ｖｂ＝ａｂ（Ｌｘ）＋Ｖ０と表現できる。つまり、オン画素数割合（％）の直線に予め求めておいた定数ｂを掛け算すれば、プリチャージ電圧Ｖｂが求まる。プリチャージ電圧の直線と、オン画素数割合（％）の直線は両方ともＶ０を通過する。また、定数ａ、ｂは温度、Ｖｔ、主波長などの影響を受けない。したがって、いずれの外光照度であっても、所定のオン画素数割合（％）の直線を求めることにより、最適なプリチャージ電圧を求めることができる。 As described with reference to FIG. 33, the on-pixel number ratio 0 (%) (Tc = 324H or the like) can be expressed as Va = a (La) + V0, where constants are a and b, and external light illuminance is Lx. The straight line of the precharge voltage can be expressed as Vb = ab (Lx) + V0. In other words, the precharge voltage Vb can be obtained by multiplying the straight line of the ON pixel number ratio (%) by the constant b obtained in advance. Both the straight line of the precharge voltage and the straight line of the on-pixel number ratio (%) pass V0. The constants a and b are not affected by temperature, Vt, dominant wavelength, and the like. Therefore, the optimum precharge voltage can be obtained by obtaining a straight line having a predetermined on-pixel ratio (%) at any external light illuminance.
（８−１）遮光状態の第１の具体例
図３９において、対象物６７１でホトセンサ画素２７を遮光することにより、外光１５１などでオフ状態であったホトセンサ画素２７がオン状態となる。ホトセンサ画素２７に印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、遮光状態（基本的には０Ｌｘ）でホトセンサ画素２７がオン状態となる電圧を印加する。また、外光がホトセンサ画素２７に印加されている時は、前記プリチャージ電圧Ｖｐｒｃではオフ状態となるようにする。
(8-1) First Specific Example of Light Shielding State In FIG. 39, the
図３９のように、指などの対象物６７１の下（影）の部分の照度あるいはホトセンサ画素２７の状態がわかれば、Ｖ０またはプリチャージ電圧を知ることができる。つまり、図３３に図示するＶ０または外光強度の応じたプリチャージ電圧は、遮光状態のホトセンサ画素２７がオン状態を保持する電圧もしくはこれに相関する電圧である。
As shown in FIG. 39, V0 or the precharge voltage can be known if the illuminance of the lower part (shadow) of the
したがって、表示領域１０に常時あるいは設定の補正時に遮光状態を構成する。
Therefore, a light shielding state is configured in the
ただし、遮光部は他の表示領域１０から入射する光の一部あるいは一定割合の光（図３９の１５１ａ、１５１ｂ）により、対象物６７１の裏面（パネルとの接触面）が照明されている必要がある。
However, the light shielding portion needs to illuminate the back surface (contact surface with the panel) of the
以上の状態を発生するため、本実施形態は、図４６に示すように、遮光板あるいはフィルム８０１を設定の補正時に配置する。遮光板８０１は支点８０１で回転し、設定の補正時以外は、表示領域１０から取り除けるように構成されている。遮光板８０１を、設定の補正時に表示パネルの表面に実装される。
In order to generate the above-described state, in the present embodiment, as shown in FIG. 46, a light shielding plate or
なお、遮光板８０１は、完全な遮光物を意味する物ではない。透過率が２０％以下のものであれば十分対応できる。
In addition, the
また、ホトセンサ６４に感度がある光を遮光するものであればよい。ホトセンサ６４がポリシリコンで構成されている場合は、主波長が５００ｎｍ以下の光を遮光させる。遮光板８０１は、常時、表示パネルのホトセンサ画素２７が形成された面に配置しておいてもよい。この箇所が座標入力箇所として使用できないだけである。
Any photosensor 64 may be used as long as it can block light having sensitivity. When the
（８−２）遮光状態の第２の具体例
図４７の実施形態は、表示領域１０に遮光板８０１の替わりに遮光シール８２１を貼り付けた例である。図４７のように、遮光シール８２１の下（影）の部分の照度あるいはホトセンサ画素２７の状態がわかれば、Ｖ０またはプリチャージ電圧を知ることができる。つまり、図３３に図示するＶ０または外光強度の応じたプリチャージ電圧は、遮光状態のホトセンサ画素２７がオン状態を保持する電圧もしくはこれに相関する電圧である。
(8-2) Second Specific Example of Light-Shielding State The embodiment of FIG. 47 is an example in which a light-shielding
（８−３）遮光状態の第３の具体例
図４８は、表示領域１０の一部に遮光部８３１を形成した実施形態である。遮光部８３１はバックライト１４６からの光１５１の一部を反射し、ホトセンサ画素２７を照明する。図４８のように、遮光部８３１の下（影）の部分の照度あるいはホトセンサ画素２７の状態がわかれば、Ｖ０またはプリチャージ電圧を知ることができる。他の事項は本実施形態と同様であるので説明を省略する。
(8-3) Third Specific Example of Light-Shielding State FIG. 48 shows an embodiment in which a light-shielding
（８−４）遮光状態の第４の具体例
図４９は遮光部８３１を分散して形成した構成である。他の事項は図４７、図４８などの他の実施形態と同様であるので説明を省略する。
(8-4) Fourth Specific Example of Light Shielding State FIG. 49 shows a configuration in which the
［６］接触、接近、離脱などの判定
外光が強い時は、ホトセンサ画素２７に印加したプリチャージ電圧Ｖｐｒｃでは十分オフ状態となっている。また、オフ状態を維持するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは比較的高い。例えば、図４１に示すように、実線で外光５００Ｌｘでのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとオン画素数割合（％）の関係を示す。実線において、オン画素数割合０（％）のプリチャージ電圧ＶｐｒｃはＶ５００ａである。Ｖ５００ａから求めたプリチャージ電圧は、Ｖ５００ｂである。遮光時（０Ｌｘ）でのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとオン画素数割合（％）を点線で示す。以上のことから、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖ５００ｂを印加したホトセンサ画素２７は、対象物６７１で遮光されることにより、矢印のようにオン画素数割合（％）が変化する。図４１は、オン画素数割合（％）は０％から、９０％以上に変化する。したがって、高照度領域では、オン画素数割合（％）の変化が大きく、対象物６７１の検出が容易である。
[6] Determination of Contact, Approach, and Leave When the external light is strong, the precharge voltage Vprc applied to the
外光が弱い時は、ホトセンサ画素２７に印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは低い。図４２に示すように、実線で外光１００Ｌｘでのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとオン画素数割合（％）の関係を示す。実線において、オン画素数割合０（％）のプリチャージ電圧ＶｐｒｃはＶ１００ａである。Ｖ１００ａから求めたプリチャージ電圧は、Ｖ１００ｂである。Ｖ１００ｂとＶ０の電位差は小さい。遮光時（０Ｌｘ）でのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとオン画素数割合（％）を点線で示す。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖ１００ｂを印加したホトセンサ画素２７は、対象物６７１で遮光されることにより、矢印のようにオン画素数割合（％）が変化する。図４２は、オン画素数割合（％）は０％から、５％程度まで変化しない。したがって、低照度領域では、オン画素数割合（％）の変化が小さく、対象物６７１の検出が困難である。
When the external light is weak, the precharge voltage Vprc applied to the
しかし、重要なことは、外部照度に対応して、オン画素数割合（％）数が変化することである。高照度の時は、対象物６７１で遮光されることによるオン画素数割合（％）は大きい。低照度のときは、対象物６７１で遮光されることによりオン画素数割合（％）は少ない。本実施形態は、この課題に対応するため、プリチャージ電圧の絶対値により、想定されるオン画素数割合（％）の最大値を考慮し、接触、接近、離脱などの判定を行う。
However, what is important is that the on-pixel number ratio (%) changes in accordance with the external illuminance. When the illuminance is high, the on-pixel number ratio (%) due to light shielding by the
なお、オン画素数割合（％）の変化量の判断は、図３３で説明したｍ、ｎの大きさ、割合でもよい。ｍ、ｎが小さくなれば、外部照度Ｌが弱いことを意味している。また、ＶLa、ＶL0、ＶL100の値あるいは、これらの値とＶ０との電位差によっても判定あるいは判断もしくは算出してもよい。つまり、ｍ、ｎの大きさ、割合、ＶLa、ＶL0、ＶL100の値あるいは、これらの値とＶ０と電位差の大きさから、対象物６７１で遮光した時のオン画素数割合Ｋ（％）を設定する。
Note that the amount of change in the on-pixel number ratio (%) may be determined based on the magnitudes and ratios of m and n described with reference to FIG. If m and n become small, it means that the external illuminance L is weak. Further, determination, determination, or calculation may be performed based on the values of VLa, VL0, and VL100, or the potential difference between these values and V0. That is, the on-pixel ratio K (%) when the
（１）判定方法
図４５は接近、接触及び離脱に関してオン画素数割合（％）を示している。横軸は時間である。対象物６７１が「接近」すると、オン画素数割合（％）は増加する。対象物６７１が「接触」すると、オン画素数割合（％）は一定値で安定する。対象物６７１が「離脱」する時は、オン画素数割合（％）が低下する。
(1) Determination Method FIG. 45 shows the on-pixel ratio (%) for approach, contact, and withdrawal. The horizontal axis is time. When the
高照度では、オン画素数割合（％）は１００％に近くなる。しかし、低照度では、オン画素数割合（％）は１００％以下のＫ％となる。したがって、接近及び離脱時の単位時間当たりのオン画素数割合（％）は、高照度時は１００／経過時間である。低照度時は、Ｋ／経過時間である。経過時間（例えば、対象物６７１としての指が接近を開始し、パネルに接触するまでの時間。パネルから離脱を開始し、完全離脱するまでの時間）は、ほぼ一定である。
At high illuminance, the on-pixel ratio (%) is close to 100%. However, at low illuminance, the on-pixel ratio (%) is K% of 100% or less. Therefore, the ratio (%) of the number of ON pixels per unit time at the time of approaching and leaving is 100 / elapsed time at high illumination. At low illuminance, K / elapsed time. The elapsed time (for example, the time from when the finger as the
本実施形態は、外部照度に対応し、オン画素数割合（％）のＫ（Ｋは０以上１００％以下）を考慮して、オン画素数割合（％）の変化割合を求める。外部照度が低い時は、単位時間のオン画素数割合（％）の変化は小さい。したがって、オン画素数割合（％）の変化が小さくとも、接近あるいは離脱判定を行う。また、一定以上のオン画素数割合（％）があるときは、異常状態として接近あるいは離脱判定を行わない。外部照度が高い時は、単位時間のオン画素数割合（％）の変化は大きい。したがって、オン画素数割合（％）の変化が一定以下の大きさの場合は、接近あるいは離脱判定を行わない。一定以上の変化があるときは、接近あるいは離脱判定を行う。 In the present embodiment, the change rate of the on-pixel number ratio (%) is obtained in consideration of K of the on-pixel number ratio (%) (K is 0 to 100%) corresponding to the external illuminance. When the external illuminance is low, the change in the number of ON pixels per unit time (%) is small. Therefore, even if the change in the on-pixel number ratio (%) is small, the approach or departure determination is performed. Further, when there is a ratio (%) of the number of on-pixels that exceeds a certain level, an approach or departure determination is not performed as an abnormal state. When the external illuminance is high, the change in the number of on pixels per unit time (%) is large. Therefore, when the change in the on-pixel number ratio (%) is a certain level or less, the approach or departure determination is not performed. When there is a change beyond a certain level, an approach or departure determination is performed.
図４５に示すように、ｍ、ｎの大きさ、割合、ＶLa、ＶL0、ＶL100の値あるいは、これらの値とＶ０と電位差の大きさから、対象物６７１で遮光した時のオン画素数割合（％）Ｋを設定する。
As shown in FIG. 45, from the values of m and n, the ratio of VLa, VL0, and VL100, or the value of these values and V0 and the potential difference, the ratio of the number of on-pixels when the
ｍ、ｎの大きさ、割合、ＶLa、ＶL0、ＶL100の値あるいは、これらの値とＶ０と電位差の大きさは、相対的に外光照度Ｌを示している。図４３は、各外光照度に対するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとオン画素数割合（％）の変化を示している。比較的低照度の領域では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃとオン画素数割合（％）のカーブは、傾きを維持したまま照度に応じてシフトする。外部照度が高いほど、０Ｌｘのカーブとのオン画素数割合（％）の差（変化量）が大きくなる。 The magnitudes and ratios of m and n, the values of VLa, VL0, and VL100, or the magnitudes of these values and V0 and the potential difference relatively indicate the external light illuminance L. FIG. 43 shows changes in the precharge voltage Vprc and the ON pixel number ratio (%) with respect to each external light illuminance. In a relatively low illuminance region, the curve of the precharge voltage Vprc and the ON pixel number ratio (%) shifts according to the illuminance while maintaining the inclination. The higher the external illuminance, the greater the difference (change amount) in the ON pixel number ratio (%) from the 0Lx curve.
以上のことから、本実施形態では、ｍ、ｎなどの大きさに比例して、あるいは相関してオン画素数割合（％）を設定する。例えば、ｍの値が１．０Ｖ以上ではオン画素数割合（％）を１００％とし、１．０以下では、ｍの値と定数０．９を掛け算したものをオン画素数割合（％）とする。 From the above, in this embodiment, the on-pixel number ratio (%) is set in proportion to or in correlation with the magnitudes of m, n, and the like. For example, when the value of m is 1.0 V or more, the on-pixel number ratio (%) is 100%, and when it is 1.0 or less, the value of m multiplied by a constant 0.9 is the on-pixel number ratio (%). To do.
（２）遮光状態の構成
処理ブロック６９１は、遮光物６７１で完全に遮光される状態を構成することにより、対象物６７１の接近と接触及び離脱検出が確実になる。そのため、図３４（ａ）の斜線に示すように、処理ブロック６９１の面積は表示領域１０を分割し、かつ分割した領域の一部を占めるように構成している。
(2) Configuration of light shielding state The
図４４のように構成することにより、遮光物６７１ａで処理ブロック６９１が良好に遮光されるようになる。遮光物６７１ｂ、６７１ｃが処理ブロック６７１よりも小さい場合は、接近、接触などの判定が不確実となる。そのため、指など対象物（遮光物）６７１ａの大きさを想定して、処理ブロック６９１の面積を規定する。つまり、対象物６７１と処理ブロック６７１のサイズは比例関係あるいは相関関係にする。
With the configuration as shown in FIG. 44, the
本実施形態の液晶表示装置は、対象物６７１の影をホトセンサ画素２７により検出する。影の中心位置を求めるなどして、対象物６７１の座標位置を検出する。従来の座標入力装置は、タッチパネルなどを有して押圧された箇所で座標位置を検出する。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the shadow of the
本実施形態は、影を検出する方式であるから、対象物６７１が表示パネルなどに接触しなくとも、座標位置検出を行える。つまり、対象物６７１の影が表示領域に発生すると、影の中心位置を求めることができる。したがって、対象物６７１が空中にあるときでも対象物６７１がどこにあるかを求めることができる。中心位置６０２を求める方法などは図２５などに記載している。
Since this embodiment is a method for detecting a shadow, the coordinate position can be detected even if the
［７］カーソル表示
（１）カーソル表示の方法
図５０に示すように、対象物６７１の影が表示領域に発生すると影の領域であるオン領域６０１が発生する。したがって、オン領域６０１の中心位置６０２を求めることができる。したがって、対象物６７１が空中にあるときでも対象物６７１がどこにあるかを求めることができる。中心位置６０２を検出できると、カーソル表示８５１を表示領域に表示する。
[7] Cursor Display (1) Method of Cursor Display As shown in FIG. 50, when a shadow of the
図５１のように、表示パネル１４８上に対象物６７１ａがあると、対象物６７１ａの影が発生する。影の位置はホトセンサ画素２７がオン領域６０１となる。オン領域６０１の中心位置６０２ａを求める。あるいは算出する。
As shown in FIG. 51, when the
図５１に示すように、中心位置６０２ａを検出あるいは検出できると、表示領域１０には、十字カーソル線（８５１ｘａ、８５１ｙａ）を表示する。つまり、対象物６７１があることを検出できる位置にあれば、中心位置６０２ａを表示する。したがって、対象物６７１で入力する前から、入力する座標位置を操作者に知らせることができる。これは従来のタッチパネルにない効果である。
As shown in FIG. 51, when the
図５１のように、表示パネル１４８上に対象物６７１ａがあると、対象物６７１ａの影が発生する。影の位置はホトセンサ画素２７がオン領域６０１となる。オン領域６０１の中心位置６０２ａを求める。
As shown in FIG. 51, when the
次に対象物６７１が移動し、６７１ｂの位置にくる。対象物６７１ｂの中心位置６０２ｂを検出あるいは検出できると、表示領域１０には、十字カーソル線（８５１ｘｂ、８５１ｙｂ）を表示する。つまり、対象物６７１ｂがあることを検出できる位置にあれば、中心位置６０２ｂを表示する。
Next, the
図５１のように、表示パネル１４８上に対象物６７１ｂがあると、対象物６７１ｂの影が発生する。影の位置はホトセンサ画素２７がオン領域６０１となる。オン領域６０１の中心位置６０２ｂを求める。あるいは算出する。以上のように、対象物６７１の移動に伴い、十字カーソル（８５１ｘ、８５１ｙ）が同時に移動する。一方、対象物６７１が表示領域１０から一定の距離離れると、影が弱くなり、またホトセンサ画素２７のオン領域６０１も減少する。したがって、中心位置６０２も求められなくなる。そのため、十字カーソル表示も消滅する。
As shown in FIG. 51, when the
以上ことから、操作者はカーソル表示８５１の有無で、座標入力できる状態であるかを判断できる。また、どの位置に入力できるかを判断できる。 From the above, the operator can determine whether or not the coordinate input is possible based on the presence or absence of the cursor display 851. Further, it can be determined at which position the input can be made.
（２）変更例１
中心位置６０２を求めることができる状態であっても、操作的に十字カーソル表示８５１をしない方法も例示される。例えば、入力禁止領域に中心座標６０２が発生した場合である。十字カーソル表示８５１を行うか否かは、マイコンからの制御信号で制御する。本実施形態の表示装置からは、中心座標値が求められているか否かの判定信号と、そのｘ、ｙ座標位置をマイコンに出力する。マイコンは、判定信号と、ｘ、ｙ座標位置により表示領域１０に十字カーソル表示を行う。
(2)
Even in a state where the
（３）変更例２
図５１は十字カーソル表示８５１を行うとしたがこれに限定するものではない。例えば、図５３に示すように、対象物６７１の座標位置から対象物６７１の先端位置を計算し、その先端部など操作者が視覚的に見える位置に、アイコン８８１を表示する。
(3)
Although the cross cursor display 851 is performed in FIG. 51, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 53, the tip position of the
アイコン８８１は、対象物６７１の移動に伴って移動させる。また、図５３（ａ）は対象物６７１の移動速度が遅い時であり、図５３（ｂ）は対象物６７１の移動速度が速い時である。対象物６７１の移動速度は、検出する座標位置６０２の変化速度より判断する。対象物６７１の移動速度に対応してアイコン８８１の表示画像を変化させることが好ましい。
The icon 881 is moved as the
図５４はアイコン８８１の表示を変化させた実施形態である。図５４（ａ）はキャラクタの表示である。アイコン８９１ａは対象物６７１の移動方向を追いかけて表示される。図５４（ｂ）はボールの表示である。対象物６７１の移動速度により表示されるキャラクタを変化させる。
FIG. 54 shows an embodiment in which the display of the icon 881 is changed. FIG. 54A shows a character display. The icon 891a is displayed following the moving direction of the
図５４（ｃ）と図５４（ｄ）は対象物６７１の影の大きさあるいは検出される対象物６７１の大きさから表示されるアイコン８９１のサイズを変化させた実施形態である。
54C and 54D show an embodiment in which the size of the icon 891 displayed is changed based on the size of the shadow of the
図５２に示すように、対象物６７１で発生するオン領域６０１を検出するホトセンサ画素２７ｂと、接近、接触などの動作（図４５などを参照のこと）により入力を検出する入力用ホトセンサ画素２７ａを別途形成することが好ましい。
As shown in FIG. 52, a photo sensor pixel 27b that detects an
［８］影の領域の適正化
図５５（ａ）に示すように、オン領域６０１が１つであり、オン領域６０１が円形に近似する場合は、１つの座標位置６０２を検出できる。また、図５５（ａ）に図示する場合のように、オン領域６０１が円形から多少離れていても、単独の孤立状態であれば、１つの座標位置６０２を検出できる。しかし、図５５（ｂ）に示すように、オン領域６０１に歪があり、オン領域６０１が円形からはなれている場合は、複数の座標位置６０２が検出される場合がある。もちろん、図５６（ｂ）に示すように、オン領域６０１が複数発生している場合は、座標位置６０２は複数個発生する。
[8] Optimization of Shadow Area As shown in FIG. 55A, when there is one on
なお、影の領域を適正とするため、図６０に示すように、フレーム毎にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化により、オン領域６０１のサイズが変化する。複数のフレームで一致するオン領域６０１で中心座標を検出する。
In order to make the shadow area appropriate, the precharge voltage Vprc is changed for each frame as shown in FIG. The size of the
（１）検出方法
本実施形態は、例えば本来の接近、接触、離脱による入力判定との一致性をＡＮＤして座標位置を検出する。例えば、図５７は表示領域１０の斜線部の処理ブロック６９１に接触判定が発生したとする。また、オン領域の中心座標６０２も同一の処理ブロック６９１の範囲内に発生しているとする。この場合は、Ａ位置の処理ブロックが入力箇所である。
(1) Detection Method In this embodiment, the coordinate position is detected by ANDing the consistency with the input determination based on, for example, the original approach, contact, and separation. For example, in FIG. 57, it is assumed that a contact determination has occurred in the
接近、接触、離脱もしくは接近、接触による入力判定（接触判定）は複数の処理ブロック６９１で発生する場合がある。例えば、図５８の斜線部の処理ブロック６９１で発生したとする。図５８（ａ）では５つの処理ブロック６９１で判定されているとしている。オン領域６０１による中心位置６０２はＡとＢが出力されている。接触判定と中心位置が一致する処理ブロック６９１はＢ点である。したがって、Ｂ点が入力位置と判定される。
An input determination (contact determination) based on approach, contact, separation or approach, or contact may occur in a plurality of processing blocks 691. For example, it is assumed that the error occurred in the
図５８（ｂ）では図５８（ａ）と同様に、５つの処理ブロック６９１で接触と判定されているとしている。オン領域６０１による中心位置６０２はＡ、ＢとＣが出力されている。接触判定と中心位置が一致する処理ブロック６９１はＣ点である。したがって、Ｃ点が入力位置と判定される。
In FIG. 58 (b), as in FIG. 58 (a), it is assumed that contact is determined in five processing blocks 691. A, B, and C are output at the
図５９では、図５８と同様に、５つの処理ブロック６９１で接触と判定されているとしている。オン領域６０１による中心位置６０２は１、２と３が出力されている。接触判定と中心位置が一致する処理ブロック６９１は１、２、３である。したがって、どの箇所に入力されたのか判定できない。
In FIG. 59, as in FIG. 58, it is assumed that contact is determined in five processing blocks 691. 1, 2, and 3 are output as the
この場合は、図５９（ａ）に示すように、対象物６７１の移動方向を考慮する。対象物６７１が矢印方向に移動することにより、対象物６７１による影の発生位置が移動する。同時にオン領域６０１の位置も移動する。オン領域６０１の中心座標位置も移動し、中心位置は、図５９（ｂ）に示すように、１→２→３と移動する。最終位置が入力箇所である確立が高いため、中心座標６０２ｃを入力箇所と判断する。
In this case, the moving direction of the
［９］変更例
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
[9] Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、本発明は、液晶表示装置に限らず、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子などから構成される自己発光表示装置でも適用できる。また、ＳＥＤ（商標）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、液晶表示デバイス、カーボンナノチューブ（Carbon nano tube、CNT）を用いたディスプレイ、陰極線管（CRT、Cathode Ray Tube)などの他のディスプレイにも適用できる。また、アクティブブロック表示パネルだけでなく、単純ブロック表示パネルでも適用できる。 For example, the present invention can be applied not only to a liquid crystal display device but also to a self-luminous display device including organic EL elements and inorganic EL elements. It can also be applied to other displays such as SED (trademark), PDP (plasma display panel), liquid crystal display device, display using carbon nano tube (CNT), cathode ray tube (CRT). . Further, the present invention can be applied not only to the active block display panel but also to a simple block display panel.
本発明は、冷蔵庫や炊飯器などの電化機器、携帯電話、ビデオカメラ、プロジェクター、立体テレビ、プロジェクションテレビ、現金自動引き出し機、腕時計などのビューファインダ、メインモニター、サブモニター、時計表示部に適用できる。 The present invention can be applied to electrical appliances such as refrigerators and rice cookers, mobile phones, video cameras, projectors, stereoscopic televisions, projection televisions, cash drawers, watch finders, viewfinders, main monitors, sub-monitors, and clock displays. .
また、スキャナ、イメージセンサ、電子写真システム、ヘッドマウントディスプレイ、直視モニターディスプレイ、ノートパーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子スチルカメラにも適用できる。 The present invention can also be applied to scanners, image sensors, electrophotographic systems, head mounted displays, direct-view monitor displays, notebook personal computers, video cameras, digital still cameras, and electronic still cameras.
１０ 表示領域
１１ アレイ基板
１２ ゲートドライバ回路
１４ ソースドライバ回路
１５ 信号処理回路
１６ 画素
１７ 回路基板
１８ ホトセンサ処理回路
１９ 表示領域（＋ホトセンサ形成領域）
２０ フレキブル基板
２１ 映像信号処理回路
２２ ゲート信号線
２３ ソース信号線
２４ プリチャージ電圧信号線
２５ ホトセンサ出力信号線
２６ 表示画素
２７ ホトセンサ画素
３１ 共通信号線
３２ ＴＦＴ
３４ 液晶容量
３５ 補助容量
３６ 対向電極
６１ 画素電極
６２ａ 第１ＴＦＴ
６２ｂ 第２ＴＦＴ
６２ｃ 第３ＴＦＴ
６３ コンデンサ
６４ ホトホトセンサ
６７１ 指（対象物）
６９１ 処理ブロック
８０１ 遮光板
８２１ 遮光シール
８３１ 遮光部
８５１ カーソル表示
10
15
20
34
62b 2nd TFT
62c 3rd TFT
63
691
Claims (22)
任意の外光照度において、前記各ホトセンサ画素による第１センシング動作に基づき、前記各ホトセンサ画素による撮像条件を決定する撮像条件決定手段と、
前記決定された撮像条件に基づき、前記各ホトセンサ画素により第２センシング動作を行い撮像情報を取得する撮像情報取得手段と、
を備えた
ことを特徴とする平面表示装置。 Displays signal lines and scanning lines arranged in rows and columns, display pixels arranged corresponding to the intersections of the signal lines and scanning lines, and a plurality of photosensor pixels provided corresponding to the display pixels. In the flat display device provided integrally with the screen,
Imaging condition determining means for determining an imaging condition by each photosensor pixel based on a first sensing operation by each photosensor pixel at an arbitrary external light illuminance;
Imaging information acquisition means for acquiring imaging information by performing a second sensing operation by each of the photosensor pixels based on the determined imaging condition;
A flat display device characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the imaging condition determining unit determines the imaging condition every predetermined time.
前記撮像情報取得手段は、前記決定された一つの撮像条件に基づいて前記第２センシング動作を行い撮像情報を取得する
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The imaging condition determining means determines the one imaging condition using a prestored coefficient,
The flat display device according to claim 1, wherein the imaging information acquisition unit acquires the imaging information by performing the second sensing operation based on the determined one imaging condition.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the imaging information acquisition unit acquires the imaging information by performing a plurality of the second sensing operations based on the determined imaging conditions.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the imaging condition is a precharge voltage supplied to each photosensor pixel during the second sensing operation.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the imaging condition is an exposure time required for sensing during the second sensing operation.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display apparatus according to claim 1, wherein the imaging condition is light transmittance to the photosensor pixel.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the second sensing operation is performed for each block obtained by dividing the display screen into a plurality of blocks.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the imaging condition is expressed by binary information.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the photosensor is made of an amorphous or polycrystalline semiconductor film.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the photosensor constituting the photosensor pixel is formed of a polycrystalline silicon film.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein an indication position on a display screen indicated by a human hand or an indication member is detected from imaging information obtained by the second sensing operation.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein reflected light from a human hand or a pointing member is detected by the photosensor pixel from imaging information obtained by the second sensing operation.
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein external light in a region other than a human hand or a pointing member is detected from imaging information obtained by the second sensing operation.
前記第１ゲート信号線と平行に配された第２ゲート信号線からの第２ゲート信号によってオン／オフする第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子がオン状態のときに、前記信号線と平行に配されたプリチャージ電圧供給線から所定のプリチャージ電圧が印加されて電荷が蓄積されるコンデンサと、
前記コンデンサにより蓄積された電荷を光の強弱に応じて光リーク量を変化させて放電するホトセンサと、
前記コンデンサからの放電電圧に基づいてオン／オフする第２スイッチング素子と、
前記第１ゲート信号線と平行に配された第３ゲート信号線からの第３ゲート信号によって、前記第２スイッチング素子とホトセンサ信号出力線との間をオン／オフする第３スイッチング素子と、
を有し、
前記撮像情報取得手段は、前記プリチャージ電圧供給線から前記プリチャージ電圧を印加すると共に、前記第３スイッチング素子がオン状態のときに、前記第２スイッチング素子のオン／オフ状態によって変化する前記ホトセンサ信号出力線の電位を撮像情報として読み取る
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。 The photosensor pixel is
A first switching element that is turned on / off by a second gate signal from a second gate signal line disposed in parallel with the first gate signal line;
A capacitor for storing a charge by applying a predetermined precharge voltage from a precharge voltage supply line arranged in parallel with the signal line when the first switching element is on;
A photosensor that discharges the electric charge accumulated by the capacitor by changing the amount of light leakage according to the intensity of light;
A second switching element that is turned on / off based on a discharge voltage from the capacitor;
A third switching element for turning on / off between the second switching element and the photosensor signal output line by a third gate signal from a third gate signal line arranged in parallel with the first gate signal line;
Have
The imaging information acquisition unit applies the precharge voltage from the precharge voltage supply line and changes the on / off state of the second switching element when the third switching element is on. The flat display device according to claim 1, wherein the potential of the signal output line is read as imaging information.
ことを特徴とする請求項１５記載の平面表示装置。 The precharge voltage is applied every one or a plurality of frames of a video displayed by the video signal, and is synchronized with the second gate signal and the third gate signal. The flat display device described.
前記マトリックス状に配された複数のホトセンサで一つのブロックを構成し、
前記ブロックが前記絶縁基板上に複数設けられ、
前記ホトセンサ処理手段は、前記各ブロック毎にオン状態、または、オフ状態の前記ホトセンサの数をカウントし、前記カウントした数によって前記ブロックにおける前記ホトセンサがオン状態、または、オフ状態であるかを判断する
ことを特徴とする請求項１５記載の平面表示装置。 A plurality of the photosensors are arranged in a matrix on the insulating substrate,
A plurality of photosensors arranged in a matrix form one block,
A plurality of the blocks are provided on the insulating substrate,
The photosensor processing means counts the number of the photosensors that are on or off for each block, and determines whether the photosensor in the block is on or off based on the counted number. The flat display device according to claim 15.
ことを特徴とする請求項１４記載の平面表示装置。 The imaging information acquisition means turns on the first switching element and applies the precharge voltage to the gate terminal of the second switching element, and turns on the third switching element to output to the photosensor output signal line. The flat display device according to claim 14, wherein the time until removal is defined as exposure time.
ことを特徴とする請求項１５記載の平面表示装置。 Each of the switching elements is a P-channel TFT. When the switching element is on, the P-channel TFT is on. When the switching element is off, the P-channel TFT is off. The flat display device according to claim 15.
ことを特徴とする請求項１５記載の平面表示装置。 Each of the switching elements is an N-channel TFT. When the switching element is on, the N-channel TFT is off. When the switching element is off, the N-channel TFT is on. The flat display device according to claim 15, wherein:
任意の外光照度において、前記各ホトセンサ画素により第１センシング動作を行い、前記各ホトセンサ画素の撮像条件を決定する第１センシング動作ステップと、
前記決定された撮像条件に基づき、前記ホトセンサ画素により第２センシング動作を行う第２センシング動作ステップと、
前記第２センシング動作に基づき撮像情報を取得する撮像情報取得ステップと、
を備えた
ことを特徴とする平面表示装置の撮像方法。 Signal lines and scanning lines arranged in rows and columns, display pixels arranged corresponding to the intersections of the signal lines and scanning lines, and photosensor pixels provided corresponding to the display pixels are integrated. In the imaging method of the flat display device provided,
A first sensing operation step of performing a first sensing operation by each of the photosensor pixels at an arbitrary external light illuminance, and determining an imaging condition of each of the photosensor pixels;
A second sensing operation step of performing a second sensing operation by the photosensor pixel based on the determined imaging condition;
An imaging information acquisition step of acquiring imaging information based on the second sensing operation;
An imaging method for a flat display device, comprising:
任意の外光照度において、前記各ホトセンサ画素により第１センシング動作を行い、前記各ホトセンサ画素の撮像条件を決定する第１センシング動作機能と、
前記決定された撮像条件に基づき、前記ホトセンサ画素により第２センシング動作を行う第２センシング動作機能と、
前記第２センシング動作に基づき撮像情報を取得する撮像情報取得機能と、
を実現する
ことを特徴とする平面表示装置の撮像プログラム。
Signal lines and scanning lines arranged in rows and columns, display pixels arranged corresponding to the intersections of the signal lines and scanning lines, and photosensor pixels provided corresponding to the display pixels are integrated. An imaging program for realizing imaging by a computer in a flat display device provided,
A first sensing operation function for performing a first sensing operation by each of the photosensor pixels at an arbitrary external light illuminance and determining an imaging condition of each of the photosensor pixels;
A second sensing operation function for performing a second sensing operation by the photosensor pixel based on the determined imaging condition;
An imaging information acquisition function for acquiring imaging information based on the second sensing operation;
An imaging program for a flat display device characterized by realizing the above.
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