JP2007248815A

JP2007248815A - 電気光学装置および電子機器

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Publication number: JP2007248815A
Application number: JP2006072272A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ito; 友幸伊藤
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: US20070216637A1; JP4557228B2; US8077136B2

Abstract

【課題】タッチパネルとして利用できかつ環境光の強度を測定できる電気光学装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】電気光学装置１は、複数の画素５０が配列された液晶パネルＡＡを備える。液晶パネルＡＡは、画素５０に対応して複数のフォトダイオード５８を有する。この電気光学装置１は、複数のフォトダイオード５８から出力された電流に基づいて、液晶パネルＡＡでの操作位置を認識する操作位置認識回路９５と、複数のフォトダイオード５８から出力された電流に基づいて、環境光の強度を測定する環境光測定回路９６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。

従来より、液晶表示装置等の電気光学装置が知られている。この電気光学装置は、例えば、液晶パネルと、この液晶パネルに光を供給するバックライトと、を備える。
液晶パネルは、後述するスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以降、ＴＦＴと呼ぶ）がマトリクス状に配置された素子基板と、この素子基板に対向配置された対向基板と、素子基板および対向基板の間に設けられた電気光学物質としての液晶と、を備える。

素子基板は、所定間隔おきに設けられた複数の走査線と、これら走査線に交差し所定間隔おきに設けられた複数のデータ線と、を備える。
各走査線と各データ線との交差部分には、画素が設けられている。画素は、上述のＴＦＴと、画素電極と、を備える。この画素は、マトリクス状に複数配列されて表示領域を形成する。ＴＦＴのゲート電極には、走査線が接続され、ＴＦＴのソース電極には、データ線が接続され、ＴＦＴのドレイン電極には、画素電極が接続されている。
対向基板は、画素電極に対向して設けられた共通電極を備える。

以上の電気光学装置は、以下のように動作する。すなわち、走査線に選択電圧を線順次で供給することで、所定の走査線に係る画素を全て選択する。そして、この画素の選択に同期して、データ線に画像信号を供給する。これにより、選択電圧で選択した全ての画素に画像信号が供給されて、画像データが画素電極に書き込まれる。

画素電極に画像データが書き込まれると、この画素電極と共通電極との電位差により、液晶に駆動電圧が印加される。これにより、液晶の配向や秩序が変化し、液晶を透過するバックライトからの光が変化して、階調表示が行われる。

ところで、上述の電気光学装置の１つとして、タッチキーの機能を内蔵した液晶パネルがある（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１のタッチパネルでは、液晶パネル上にエリアセンサが設けられている。このエリアセンサは、光を電気信号に変換する光電変換素子を所定間隔おきに有する。
この液晶パネルの表示画面上を入力用ペンで操作すると、バックライトからの光が入力用ペンの先端で反射されて、この反射された光は光電変換素子で電気信号に変換される。この電気信号を検出することで、エリアセンサ上での入力用ペンの位置を特定する。
特開平１１−１１９８９８号公報

ところで、電気光学装置の表示の視認性は、太陽光といった環境光による電気光学装置の周囲の明るさによって変化する。すなわち、電気光学装置の周囲が明るくなるに従って、電気光学装置の表示領域の明るさと電気光学装置の周囲の明るさとのコントラストが小さくなるので、電気光学装置の表示の視認性が低下する。
この問題を解決するため、環境光の強度を測定して、表示領域の明るさと周囲の明るさとのコントラストを調整することが考えられるが、上述の特許文献１の電気光学装置では、環境光の強度を測定できず、表示の視認性を向上することは困難であった。

本発明は、タッチパネルとして利用できかつ環境光の強度を測定できる電気光学装置および電子機器を提供することを目的とする。

本発明の電気光学装置は、複数の画素が配列された表示部を備える電気光学装置であって、前記表示部は、複数の領域に分割され、当該複数の領域ごとに配置され、光強度を検出する複数の光センサと、前記複数の光センサで検出された光強度に基づいて、前記表示部での操作位置の認識または環境光の強度の測定を選択的に行う制御部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、表示部を複数の領域に分割し、これら複数の領域ごとに配置された複数の光センサと、複数の光センサで検出された光強度に基づいて表示部での操作位置の認識または環境光の強度の測定を選択的に行う制御部と、を設けた。このため、各光センサを、表示部での操作位置を認識するデバイスとして利用することもできるし、環境光の強度を測定するデバイスとして利用することもできる。よって、この電気光学装置は、タッチパネルとして利用できかつ環境光の強度を測定できる。

また、環境光は略一定の光強度であるが、例えば、表示部での操作によって、環境光が遮断されたり光源からの光が反射されたりすると、光センサで検出される光強度は特異な値となる。そこで、この発明によれば、複数の光センサで検出された光強度に基づいて表示部での操作位置の認識または環境光の強度の測定を選択的に行う制御部を設けた。よって、表示部での操作位置の認識を行う期間と、環境光の強度の測定を行う期間と、を選択的に設けることで、表示部での操作により特異な光強度が検出されても、この特異な光強度を考慮せずに環境光の強度を算出でき、環境光の強度の測定精度を向上できる。

本発明の電気光学装置では、前記光センサは、前記画素ごとに配置されることが好ましい。

この発明によれば、光センサを画素ごとに配置したので、表示部での操作位置を画素ごとに認識できるとともに、環境光の強度を画素ごとに測定できる。

本発明の電気光学装置では、前記表示部に光を供給する光源と、前記制御部で測定した環境光の強度に基づいて、前記光源の光強度を制御する光源制御部と、を備えることが好ましい。

この発明によれば、光源および光源制御部を設けたので、電気光学装置の周囲の明るさに応じて光源から供給する光強度を制御でき、電気光学装置の周囲の明るさにかかわらず、電気光学装置の表示の視認性を向上できる。

本発明の電気光学装置では、前記制御部は、前記複数の光センサで検出された光強度のうち所定範囲内のものに基づいて、環境光の強度を測定することが好ましい。

この発明によれば、複数の光センサで検出された光強度のうち所定範囲内のものに基づいて環境光の強度を測定したので、表示部上の操作により特異な光強度が検出されても、この特異な光強度を考慮せずに環境光の強度を算出でき、環境光の強度の測定精度を向上できる。

本発明の電気光学装置では、前記制御部は、前記複数の光センサのうち所定領域に配置されたものにより検出された光強度に基づいて、前記表示部上の操作位置を認識し、前記複数の光センサのうち前記所定領域を除く領域に配置されたものにより検出された光強度に基づいて、環境光の強度を測定することが好ましい。

この発明によれば、複数の光センサのうち所定領域を除く領域に配置されたものにより検出された光強度に基づいて環境光の強度を測定したので、所定領域でどのような操作が行われて特異な光強度が検出されても、この特異な光強度を考慮せずに環境光の強度を測定でき、環境光の強度の測定精度をさらに向上できる。

本発明の電子機器は、上述の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果がある。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態および変形例の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気光学装置１の構成を示すブロック図である。
電気光学装置１は、液晶パネルＡＡと、この液晶パネルＡＡを駆動する外部駆動回路９０と、液晶パネルＡＡに光を照射する光源としてのバックライト９８と、を備える。この電気光学装置１は、バックライト９８からの光を利用して透過型の表示を行うとともに、後述する表示領域Ａで入力用ペン１００（図７参照）が操作されることで、タッチパネルとして操作に応じた表示を行う。

液晶パネルＡＡは、複数の走査線１０と、これら走査線１０に交差し所定間隔おきに設けられた複数のデータ線２０と、各走査線１０および各データ線２０の交差部に設けられた画素５０と、を備える。この液晶パネルＡＡには、複数の画素５０が配列されて表示領域Ａが形成されている。表示領域Ａの周辺には、画素５０を駆動する走査線駆動回路１１およびデータ線駆動回路２１と、走査線駆動回路１１およびデータ線駆動回路２１にそれぞれ対向配置された第１検出回路３１および第２検出回路４１と、が設けられている。また、データ線駆動回路２１の近傍には、液晶パネルＡＡと外部駆動回路９０とのインタフェースである実装部品９９が設けられている。

図２は、画素５０のトランジスタレベルの回路図である。
画素５０は、表示を行う画素表示部５０１と、光強度を検出する光センサ部５０２と、を備える。

画素表示部５０１は、スイッチング素子としての画素トランジスタ５１と、画素電極５５と、この画素電極５５に対向する共通電極５６と、を備える。
画素トランジスタ５１のゲート電極には、走査線１０が接続され、画素トランジスタ５１のソース電極には、データ線２０が接続され、画素トランジスタ５１のドレイン電極には、画素電極５５が接続されている。画素電極５５と共通電極５６との間には、液晶が挟持される。したがって、この画素トランジスタ５１は、走査線１０から選択電圧が印加されると、データ線２０と画素電極５５とを導通状態とする。

光センサ部５０２は、光を電気信号に変換するフォトダイオード５８を備える。
フォトダイオード５８のアノード電極には、走査線１０に沿って延びる第１センス線３０が接続され、フォトダイオード５８のカソード電極には、データ線２０に沿って延びる第２センス線４０が接続されている。このフォトダイオード５８は、第２センス線４０から逆バイアス電圧が印加されると、受光した光の強度に応じた電流を出力する。具体的には、フォトダイオード５８は、受光した光の強度が高い場合には、受光した光の強度が低い場合よりも大きな電流をカソード電極からアノード電極に向かって出力する。このフォトダイオード５８から出力される電流は、第２センス線４０からカソード電極に供給され、アノード電極から第１センス線３０に出力される。

各第１センス線３０に流れる電流は、各フォトダイオード５８のうち走査線１０が延在する方向に隣接するものからそれぞれ出力される電流の総和に等しい。よって、受光する光の強度が各フォトダイオード５８で異なると、各第１センス線３０に流れる電流は異なる。
また、各第２センス線４０に流れる電流は、各フォトダイオード５８のうちデータ線２０が延在する方向に隣接するものにそれぞれ入力される電流の総和に等しい。よって、受光する光の強度が各フォトダイオード５８で異なると、各第２センス線４０に流れる電流は異なる。

図１に戻って、走査線駆動回路１１は、画素トランジスタ５１を導通状態にする選択電圧を各走査線１０に線順次で供給する。例えば、ある走査線１０に選択電圧が供給されると、この走査線１０に接続された画素トランジスタ５１が全て導通状態になり、この走査線１０に係る画素５０が全て選択される。
データ線駆動回路２１は、画像信号を各データ線２０に供給し、オン状態の画素トランジスタ５１を介して、画素５０の画素電極５５に画像データを順次書き込む。

画素電極５５に画像データが書き込まれると、この画素電極５５と共通電極５６との電位差により、液晶に駆動電圧が印加される。したがって、画像信号の電圧を変化させることで、液晶の配向や秩序を変化させて、各画素５０の光変調による階調表示を行う。

図３は、第１検出回路３１の構成を示すブロック図である。
第１検出回路３１は、各第１センス線３０につき１つ設けられ各第１センス線３０に流れる電流をそれぞれ電圧に変換する複数の電流電圧変換回路３１１と、これら電流電圧変換回路３１１から出力された電圧をシリアル形式の電圧信号に変換するシフトレジスタ回路３１２と、を備える。この第１検出回路３１は、各第１センス線３０に流れる電流をシリアル形式の電圧信号に変換して出力する。

図４は、第２検出回路４１の構成を示すブロック図である。
第２検出回路４１は、各第２センス線４０につき１つ設けられ各第２センス線４０に流れる電流をそれぞれ電圧に変換する複数の電流電圧変換回路４１１と、これら電流電圧変換回路４１１から出力された電圧をシリアル形式の電圧信号に変換するシフトレジスタ回路４１２と、を備える。この第２検出回路４１は、各第２センス線４０に流れる電流をシリアル形式の電圧信号に変換して出力する。

図１に戻って、バックライト９８は、液晶パネルＡＡの裏面に設けられ、例えば、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）やＬＥＤ（発光ダイオード）で構成され、光を射出して液晶パネルＡＡの画素５０に光を供給する。

外部駆動回路９０は、液晶パネルＡＡに電源を供給する電源回路９１と、液晶パネルＡＡに画像信号を供給する画像処理回路９２と、この画像処理回路９２や液晶パネルＡＡにクロック信号やスタート信号を出力するタイミング発生回路９３と、電気光学装置１の動作モードを選択するモード選択回路９４と、表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置情報を画像処理回路９２に出力する制御部としての操作位置認識回路９５と、環境光の強度を測定する制御部としての環境光測定回路９６と、環境光測定回路９６により測定した環境光の強度に応じてバックライト９８から画素５０に供給する光強度を制御するバックライト制御回路９７と、を備える。

電源回路９１は、駆動信号を液晶パネルＡＡに供給し、走査線駆動回路１１やデータ線駆動回路２１などを駆動する。

タイミング発生回路９３は、画像処理回路９２に入力される入力画像データに同期して、クロック信号やスタート信号を生成し、液晶パネルＡＡ上の走査線駆動回路１１やデータ線駆動回路２１に供給する。さらに、タイミング発生回路９３は、各種のタイミング信号を生成して、画像処理回路９２に出力する。

モード選択回路９４は、液晶表示のみ行う通常表示モードと、液晶表示を行うとともにタッチパネルとして動作するタッチパネルモードと、を選択可能になっている。

操作位置認識回路９５は、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力された信号が入力される。この操作位置認識回路９５は、タッチパネルモードでのみ動作し、通常表示モードでは動作しない。すなわち、タッチパネルモードでは、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力された信号に基づいて表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置を認識し、入力用ペン１００の位置情報を画像処理回路９２に出力する。一方、通常表示モードでは、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力された信号に基づいて表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置を認識せず、入力用ペン１００の位置情報を画像処理回路９２に出力しない。

画像処理回路９２は、入力画像データに液晶パネルＡＡの光透過特性を考慮したγ補正を施した後、各色の画像データをＤ／Ａ変換して画像信号を生成し、この画像信号を液晶パネルＡＡに供給する。この画像処理回路９２は、操作位置認識回路９５から入力用ペン１００の位置情報が出力される場合には、この入力用ペン１００の位置情報に基づいて画像信号を生成する。

環境光測定回路９６は、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力された信号が入力される。この環境光測定回路９６は、通常表示モードでのみ動作し、タッチパネルモードでは動作しない。すなわち、通常表示モードでは、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力されたシリアル形式の電圧信号のうち所定の電圧範囲内のものに基づいて環境光の強度を測定し、環境光の強度に関する光強度信号をバックライト制御回路９７に出力する。一方、タッチパネルモードでは、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力されたシリアル形式の電圧信号のうち所定の電圧範囲内のものに基づいて環境光の強度を測定せず、光強度信号をバックライト制御回路９７に出力しない。

バックライト制御回路９７は、バックライト９８から画素５０に供給する光強度を制御する。このバックライト制御回路９７は、環境光測定回路９６から環境光の強度に関する光強度信号が出力される場合には、この光強度信号に基づいて、バックライト９８から画素５０に供給する光強度を制御する。

図５は、液晶パネルＡＡの部分断面図である。
図５に示すように、液晶パネルＡＡは、画素トランジスタ５１が配置された素子基板６０と、この素子基板６０に対向配置された対向基板７０と、素子基板６０および対向基板７０の間に挟持された電気光学物質としての液晶と、から構成される。

素子基板６０は、ガラス基板６８を有し、このガラス基板６８上には、画素トランジスタ５１および遮光膜５９が所定間隔おきに交互に形成される。画素トランジスタ５１上には、画素電極５５が形成され、遮光膜５９上には、フォトダイオード５８が形成される。

対向基板７０は、ガラス基板７４を有し、このガラス基板７４上には、カラーフィルタ層７１が形成される。
カラーフィルタ層７１上には、画素電極５５に対向するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電膜からなる共通電極５６が形成される。

素子基板６０と対向基板７０との間には、液晶層が形成され、この液晶層は、素子基板６０および対向基板７０の周囲に形成された図示しないシール材により封止されている。

図６は、電気光学装置１のタイミングチャートである。
まず、時刻ｔ１からｔ２までの期間、モード選択回路９４により通常表示モードが選択され、電気光学装置１は、液晶表示のみを行う。
次に、時刻ｔ２からｔ３までの期間、モード選択回路９４によりタッチパネルモードが選択され、電気光学装置１は、液晶表示を行うとともにタッチパネルとして動作する。
次に、時刻ｔ３からｔ４までの期間、モード選択回路９４により通常表示モードが選択され、電気光学装置１は、液晶表示のみを行う。
すなわち、電気光学装置１では、モード選択回路９４により、通常表示モードおよびタッチパネルモードが交互に選択される。この電気光学装置１は、上述のように、通常表示モードでは、制御部としての操作位置認識回路９５および環境光測定回路９６のうち環境光測定回路９６が選択的に動作し、タッチパネルモードでは、制御部としての操作位置認識回路９５および環境光測定回路９６のうち操作位置認識回路９５が選択的に動作する。

以下、電気光学装置１の動作について説明する。
通常表示モードにおいて、電気光学装置１は、環境光の強度を測定し、この測定した環境光の強度に基づいて、バックライト９８から画素５０に供給する光強度を制御する。

具体的には、通常表示モードの場合、電気光学装置１は、以下のように動作する。すなわち、供給された環境光の強度に応じた電流が各フォトダイオード５８から出力される。これら電流は、各フォトダイオード５８に接続された第１センス線３０および第２センス線４０に流れる。
第１センス線３０に流れる電流は、第１検出回路３１によりシリアル形式の電圧信号に変換され、操作位置認識回路９５および環境光測定回路９６に出力される。また、第２センス線４０に流れる電流は、第２検出回路４１によりシリアル形式の電圧信号に変換され、操作位置認識回路９５および環境光測定回路９６に出力される。

ここで、モード選択回路９４により通常表示モードが選択されている。このため、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力されたシリアル形式の電圧信号に基づいて、操作位置認識回路９５から画像処理回路９２に入力用ペン１００の位置情報が出力されない。このため、画像処理回路９２により、入力用ペン１００の位置情報によらず画像信号が生成され、この画像信号が液晶パネルＡＡに供給される。

一方、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力されたシリアル形式の電圧信号のうち所定の電圧範囲内のものに基づいて、環境光測定回路９６からバックライト制御回路９７に環境光の強度に関する光強度信号が出力される。

環境光測定回路９６から光強度信号が出力されると、バックライト制御回路９７により、この光強度信号に基づいて、バックライト９８から画素５０に供給する光強度が制御される。

また、タッチパネルモードにおいて、電気光学装置１は、周囲の明るさに応じて表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置を認識することで、タッチパネルとして動作する。

具体的には、タッチパネルモードの場合、電気光学装置１は、以下のように動作する。
すなわち、電気光学装置１の周囲が明るい状態では、操作者が電気光学装置１の表示領域Ａで入力用ペン１００を操作すると、図７および図８に示すように、入力用ペン１００により環境光が遮断されて遮光領域Ａ１が形成される。この遮光領域Ａ１は、遮光されていない非遮光領域Ａ２よりも暗くなっている。よって、遮光領域Ａ１に位置するフォトダイオード５８Ａは、非遮光領域Ａ２に位置するフォトダイオード５８Ｂと比べて、小さい電流を出力する。これら電流は、各フォトダイオード５８に接続された第１センス線３０および第２センス線４０に流れる。
一方、電気光学装置１の周囲が暗い状態では、操作者が電気光学装置１の表示領域Ａで入力用ペン１００を操作すると、図９および図１０に示すように、入力用ペン１００によりバックライト９８から射出された光が反射されて、照明領域Ａ３が形成される。この照明領域Ａ３は、バックライト９８からの光が反射されない非照明領域Ａ４よりも明るくなっている。よって、照明領域Ａ３に位置するフォトダイオード５８Ｃは、非照明領域Ａ４に位置するフォトダイオード５８Ｄと比べて、大きい電流を出力する。これら電流は、各フォトダイオード５８に接続された第１センス線３０および第２センス線４０に流れる。

第１センス線３０に流れる電流は、第１検出回路３１によりシリアル形式の電圧信号に変換され、操作位置認識回路９５および環境光測定回路９６に出力される。また、第２センス線４０に流れる電流は、第２検出回路４１によりシリアル形式の電圧信号に変換され、操作位置認識回路９５および環境光測定回路９６に出力される。

ここで、モード選択回路９４によりタッチパネルモードが選択されている。このため、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力されたシリアル形式の電圧信号に基づいて、環境光測定回路９６からバックライト制御回路９７に環境光の強度に関する光強度信号が出力されない。このため、バックライト制御回路９７により、光強度信号によらず、バックライト９８から画素５０に供給する光強度が制御される。

また、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力されたシリアル形式の電圧信号に基づいて、操作位置認識回路９５から画像処理回路９２に入力用ペン１００の位置情報が出力される。
すなわち、電気光学装置１の周囲が明るい状態では、まず、上述の電圧信号から所定の電圧より電圧レベルの低いものが抽出される。次に、抽出された電圧に対応する電流を出力したフォトダイオード５８が特定される。次に、特定されたフォトダイオード５８の位置が表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置として認識され、入力用ペン１００の位置情報が画像処理回路９２に出力される。
一方、電気光学装置１の周囲が暗い状態では、まず、上述の電圧信号から所定の電圧より電圧レベルの高いものが抽出される。次に、抽出された電圧に対応する電流を出力したフォトダイオード５８が特定される。次に、特定されたフォトダイオード５８の位置が表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置として認識され、入力用ペン１００の位置情報が画像処理回路９２に出力される。

操作位置認識回路９５から入力用ペン１００の位置情報が出力されると、画像処理回路９２により、この入力用ペン１００の位置情報に基づいて画像信号が生成され、この画像信号が液晶パネルＡＡに供給される。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）液晶パネルＡＡの表示領域Ａを画素５０に対応して複数の領域に分割し、これら複数の領域ごとに配置された複数のフォトダイオード５８と、複数のフォトダイオード５８で検出された光強度に基づいて表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置を認識する操作位置認識回路９５と、を設けた。このため、各フォトダイオード５８を、表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置を認識するデバイスとして利用することもできるし、環境光の強度を測定するデバイスとして利用することもできる。よって、この電気光学装置１は、タッチパネルとして利用できかつ環境光の強度を測定できる。

（２）タッチパネルモードで選択的に動作する操作位置認識回路９５と、通常表示モードで選択的に動作する環境光測定回路９６と、を設けた。よって、表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置の認識を行う期間と、環境光の強度の測定を行う期間と、を選択的に設けることで、表示領域Ａでの入力用ペン１００を用いた操作により特異な光強度が検出されても、この特異な光強度を考慮せずに環境光の強度を算出でき、環境光の強度の測定精度を向上できる。

（３）フォトダイオード５８を画素５０ごとに配置したので、表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置を画素５０ごとに認識できるとともに、環境光の強度を画素５０ごとに測定できる。

（４）バックライト９８およびバックライト制御回路９７を設けたので、電気光学装置１の周囲の明るさに応じてバックライト９８から供給する光強度を制御でき、電気光学装置１の周囲の明るさにかかわらず、電気光学装置１の表示の視認性を向上できる。

（５）複数のフォトダイオード５８から出力された電流に基づくシリアル形式の電圧信号のうち所定の電圧範囲内のものに基づいて環境光の強度を測定した。よって、表示領域Ａでの入力用ペン１００を用いた操作により特異な光強度が検出されても、この特異な光強度を考慮せずに環境光の強度を算出でき、環境光の強度の測定精度を向上できる。

（６）遮光膜５９上にフォトダイオード５８を形成したので、バックライト９８からの光がフォトダイオード５８に直接供給されるのを防止して、環境光の強度の測定精度を向上できる。

＜第２実施形態＞
図１１は、本発明の第２実施形態に係る電気光学装置１Ａの構成を示すブロック図である。
本実施形態では、外部駆動回路９０Ａは、モード選択回路９４、操作位置認識回路９５、および環境光測定回路９６に代えて、操作可能領域選択回路９４Ａ、操作位置認識回路９５Ａ、および環境光測定回路９６Ａを備える点が、第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

図１２は、電気光学装置１Ａの表示領域Ａを示す図である。
操作可能領域選択回路９４Ａは、表示領域Ａのうち入力用ペン１００で操作可能な操作可能領域Ａ５を選択し、操作可能領域Ａ５に位置するフォトダイオード５８Ｅの位置情報を操作位置認識回路９５Ａに出力する。また、操作可能領域選択回路９４Ａは、表示領域Ａのうち操作可能領域Ａ５を除く操作不能領域Ａ６を選択し、操作不能領域Ａ６に位置するフォトダイオード５８Ｆの位置情報を環境光測定回路９６Ａに出力する。

操作位置認識回路９５Ａは、操作可能領域選択回路９４Ａから出力されたフォトダイオード５８Ｅの位置情報と、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力されたシリアル形式の電圧信号と、が入力される。この操作位置認識回路９５Ａは、上述のフォトダイオード５８Ｅの位置情報に基づいて、表示領域Ａのうち入力用ペン１００で操作可能な領域に位置するフォトダイオード５８Ｅを認識し、上述のシリアル形式の電圧信号のうちフォトダイオード５８Ｅから出力された電流に対応するものに基づいて、表示領域Ａでの入力用ペン１００の位置を認識し、入力用ペン１００の位置情報を画像処理回路９２に出力する。

環境光測定回路９６Ａは、操作可能領域選択回路９４Ａから出力されたフォトダイオード５８Ｆの位置情報と、第１検出回路３１および第２検出回路４１から出力されたシリアル形式の電圧信号と、が入力される。この環境光測定回路９６Ａは、上述のフォトダイオード５８Ｆの位置情報に基づいて、表示領域Ａのうち入力用ペン１００で操作可能な領域を除く領域に位置するフォトダイオード５８Ｆを認識し、上述のシリアル形式の電圧信号のうちフォトダイオード５８Ｆから出力された電流に対応するものに基づいて、環境光の強度を測定し、測定した環境光の強度に関する光強度信号をバックライト制御回路９７に出力する。

以下、電気光学装置１Ａの動作について説明する。
電気光学装置１は、周囲の明るさに応じて表示領域Ａのうち入力用ペン１００で操作可能な領域内での入力用ペン１００の位置を認識することで、タッチパネルとして動作する。また、この電気光学装置１は、上述のようにタッチパネルとして動作しつつ、表示領域Ａのうち入力用ペン１００で操作可能な領域を除く領域で環境光の強度を測定し、この測定した環境光の強度に基づいて、バックライト９８から画素５０に供給する光強度を制御する。

具体的には、電気光学装置１Ａは、以下のように動作する。
すなわち、まず、表示領域Ａのうち入力用ペン１００で操作可能な領域に位置するフォトダイオード５８Ｅの位置情報が操作可能領域選択回路９４Ａから操作位置認識回路９５Ａおよび環境光測定回路９６Ａに出力される。

次に、操作可能領域選択回路９４Ａからフォトダイオード５８Ｅの位置情報が出力されるとともに、第１検出回路３１および第２検出回路４１からシリアル形式の電圧信号が出力されると、これらシリアル形式の電圧信号のうちフォトダイオード５８Ｅから出力された電流に対応するものに基づいて入力用ペン１００の位置が認識され、操作位置認識回路９５Ａから画像処理回路９２に入力用ペン１００の位置情報が出力される。

また、操作可能領域選択回路９４Ａからフォトダイオード５８Ｆの位置情報が出力されるとともに、第１検出回路３１および第２検出回路４１からシリアル形式の電圧信号が出力されると、これらシリアル形式の電圧信号のうちフォトダイオード５８Ｆから出力された電流に対応するものに基づいて、環境光測定回路９６Ａからバックライト制御回路９７に環境光の強度に関する光強度信号が出力される。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（７）表示領域Ａのうち操作不能領域Ａ６に位置するフォトダイオード５８Ｆにより出力された電流に基づいて環境光の強度を測定したので、表示領域Ａのうち操作可能領域Ａ５でどのような操作が行われて特異な光強度が検出されても、この特異な光強度を考慮せずに環境光の強度を測定でき、環境光の強度の測定精度をさらに向上できる。

＜変形例＞
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の第２実施形態では、操作可能領域Ａ５および操作不能領域Ａ６の選択を、ハードウェアとしての操作可能領域選択回路９４Ａにより行ったが、これに限らず、ソフトウェアとしてのプログラムにより行ってもよい。

また、上述の各実施形態では、操作位置認識回路９５、９５Ａおよび環境光測定回路９６、９６Ａをそれぞれ別個の回路として設けたが、これに限らず、同一の回路として設けてもよい。
また、上述の各実施形態では、フォトダイオード５８を画素５０ごとに設けたが、これに限らず、例えば隣接する２つの画素５０ごとに設けてもよい。

また、上述の各実施形態では、電気光学装置１、１Ａは、バックライト９８からの光を利用する透過型の表示を行う構成としたが、これに限らず、上述の透過型の表示と、入射する環境光を利用する反射型の表示と、を併用する半透過反射型の表示を行う構成としてもよい。
また、上述の各実施形態では、入力用ペン１００を用いて電気光学装置１に入力したが、これに限らず、例えば、操作者の指を用いて入力してもよい。

また、上述の各実施形態では、本発明を電気光学物質として液晶を用いた電気光学装置１、１Ａに適用したが、これに限らず、液晶以外の電気光学物質を用いた電気光学装置にも適用できる。例えば、有機ＬＥＤ素子を用いた有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）パネル、着色された液体とこの液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを電気光学物質として用いた電気泳動表示パネル、極性が相違する領域毎に異なる色に塗り分けられたツイストボールを電気光学物質として用いたツイストボールディスプレイパネル、黒色トナーを電気光学物質として用いたトナーディスプレイパネル、あるいは、ヘリウムやネオン等の高圧ガスを電気光学物質として用いたプラズマディスプレイパネルなど各種の電気光学装置に対しても、同様に本発明が適用され得る。

また、本実施形態における液晶としては、ＴＮ（Twisted Nematic）液晶や負の誘電率を用いた液晶を用いてもよい。また、液晶の表示モードとしては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）やＦＦＳ（Fringe-Field Switching）などでもよい。

＜応用例＞
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置１を適用した電子機器について説明する。
図１３は、電気光学装置１を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに電気光学装置１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１に表示される画面がスクロールされる。

なお、電気光学装置１が適用される電子機器としては、図１３に示すもののほか、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置が適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。前記電気光学装置の画素のトランジスタレベルの回路図である。前記電気光学装置の第１検出回路の構成を示すブロック図である。前記電気光学装置の第２検出回路の構成を示すブロック図である。前記電気光学装置の液晶パネルの部分断面図である。前記電気光学装置のタイミングチャートである。前記電気光学装置の周囲が明るい場合の液晶パネルの部分断面図である。前記電気光学装置の周囲が明るい場合の表示領域を示す図である。前記電気光学装置の周囲が暗い場合の液晶パネルの部分断面図である。前記電気光学装置の周囲が暗い場合の表示領域を示す図である。本発明の第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。前記電気光学装置の表示領域を示す図である。上述した電気光学装置を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１、１Ａ…電気光学装置、３０…第１センス線、３１…第１検出回路、４０…第２センス線、４１…第２検出回路、５０…画素、５８、５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ、５８Ｅ、５８Ｆ…フォトダイオード（光センサ）、５９…遮光膜、９０、９０Ａ…外部駆動回路、９４…モード選択回路、９４Ａ…操作可能領域選択回路、９５、９５Ａ…操作位置認識回路（操作位置認識部）、９６、９６Ａ…環境光測定回路（環境光測定部）、９７…バックライト制御回路（光源制御部）、９８…バックライト（光源）、１００…入力用ペン、ＡＡ…液晶パネル（表示部）、Ａ…表示領域、Ａ１…遮光領域、Ａ２…非遮光領域、Ａ３…照明領域、Ａ４…非照明領域、Ａ５…操作可能領域、Ａ６…操作不能領域。

Claims

複数の画素が配列された表示部を備える電気光学装置であって、
前記表示部は、複数の領域に分割され、
当該複数の領域ごとに配置され、光強度を検出する複数の光センサと、
前記複数の光センサで検出された光強度に基づいて、前記表示部での操作位置の認識または環境光の強度の測定を選択的に行う制御部と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
請求項１に記載の電気光学装置において、
前記光センサは、前記画素ごとに配置されることを特徴とする電気光学装置。
請求項１または２に記載の電気光学装置において、
前記表示部に光を供給する光源と、
前記制御部で測定した環境光の強度に基づいて、前記光源の光強度を制御する光源制御部と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気光学装置において、
前記制御部は、前記複数の光センサで検出された光強度のうち所定範囲内のものに基づいて、環境光の強度を測定することを特徴とする電気光学装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気光学装置において、
前記制御部は、前記複数の光センサのうち所定領域に配置されたものにより検出された光強度に基づいて、前記表示部上の操作位置を認識し、前記複数の光センサのうち前記所定領域を除く領域に配置されたものにより検出された光強度に基づいて、環境光の強度を測定することを特徴とする電気光学装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。