JP2009199204A - Electro-optical device, control method thereof, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、指やペン等の対象物が画面に接触したことを検出する電気光学装置と、その制御方法と、この電気光学装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to an electro-optical device that detects that an object such as a finger or a pen has touched a screen, a control method thereof, and an electronic apparatus including the electro-optical device.
特許文献1には、対象物で指示された画面上の座標位置を検出する液晶表示装置が記載されている。この液晶表示装置は、バックライトを備え、対象物で反射されたバックライトの光を撮像する光センサ(画像読取センサ33)を、一又は複数の画素に対して一つずつ有し、対象物を画面に近づけたり接触させたりしたときの撮像データの変化に基づいて座標位置を検出する。
また、特許文献1には、周囲の明暗を考慮に入れて座標位置を検出することや、画面の所定の一部または全部の輝度を最高輝度(白ラスタ)と最低輝度(黒ラスタ)との間でフレーム毎に変更したときの撮像データの差分をとったり、白黒の市松模様などの特殊パターンを画面の所定の一部または全部に表示し、撮像データの画像内で特殊パターンを検索したりして、ノイズ光(環境光)の影響を排除することが記載されている。
ところで、対象物が画面に接触したこと、すなわちタッチを精度良く検出するためには、ノイズ光の影響を十分に排除する必要がある。もちろん、特許文献1に記載のように、画面の所定の一部または全部の色(輝度)を白(最高輝度)と黒(最低輝度)との間でフレーム毎に変更したり、白黒の市松模様などの特殊パターンを画面の所定の一部または全部に表示したりすれば、ノイズ光の影響を十分に排除することができる。しかし、通常、画面には、人に見せるための画像が表示されるから、上記のようにすると、画面上の視認可能な広い領域で画像がチラついたり、当該領域の画像に特殊パターンが重なったりして、見難い画面となってしまう。つまり、表示品位が損なわれてしまう。
By the way, in order to detect the touch of the target object on the screen, that is, the touch with high accuracy, it is necessary to sufficiently eliminate the influence of the noise light. Of course, as described in
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、表示品位を損なうことなく、タッチを精度良く検出することができる電気光学装置と、その制御方法と、この電気光学装置を備えた電子機器を提供することを解決課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an electro-optical device that can accurately detect a touch without impairing display quality, a control method thereof, and an electron including the electro-optical device Providing equipment is a problem to be solved.
まず、用語について説明する。
「電気光学素子」は、与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する素子であり、液晶素子等のライトバルブ素子や、OLED(Organic Light Emitting Diode:有機EL素子)等の発光素子等を含む。「光センサ」は、光エネルギを電気エネルギに変換するセンサであり、受光(入射)した光量に応じた電流を発生させるものや、受光(入射)した光強度に応じて電気抵抗値が変化するもの等を含む。光量に応じた電流を発生させる光センサとしては、フォトダイオードを例示可能である。光強度に応じて電気抵抗値が変化する光センサとしては、フォトレジスタを例示可能である。
「対象物」は、光を反射する物体であり、指やペン等の、画面上の座標位置を指示するものを含む。
First, terms will be explained.
An “electro-optical element” is an element whose light emission characteristics or light transmission characteristics change depending on applied electric energy. Light emission such as a light valve element such as a liquid crystal element or an OLED (Organic Light Emitting Diode). Including elements. An “optical sensor” is a sensor that converts light energy into electrical energy, and generates an electric current corresponding to the amount of light received (incident) or changes in electric resistance value depending on the intensity of light received (incident). Including things. As an optical sensor that generates a current corresponding to the amount of light, a photodiode can be exemplified. As an optical sensor whose electric resistance value changes according to the light intensity, a photoresistor can be exemplified.
The “target object” is an object that reflects light, and includes an object that indicates a coordinate position on the screen, such as a finger or a pen.
次に、上述した課題を解決するために本発明が提供する手段について説明する。
本発明は、複数の画素領域と前記複数の画素領域に一定数対一で対応する複数の検出単位領域とを有する平面状の画面に沿って広がる単位回路領域に配列され、前記複数の画素領域と一対一で対応し、各々が、与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する電気光学素子を備え、前記電気光学素子からの光を対応する前記画素領域から出射させる、複数の画素回路と、前記単位回路領域に配列され、前記複数の検出単位領域と一対一で対応し、各々が、光センサを備え、前記検出単位領域への入射光に応じたレベルの検出信号を生成する、複数の光検出回路と、前記複数の画素回路に与える電気エネルギの制御を行って前記画面に画像を表示させる表示制御処理を繰り返し行うとともに、前記複数の光検出回路から前記検出信号を読み出し、読み出した前記検出信号のレベルと閾値とに基づいて、前記複数の単位検出領域のうち、前記画面との距離が予め定められた距離範囲内にある対象物の陰に入るものを近接領域として検出する検出処理を繰り返し行う表示検出制御回路とを備え、前記表示検出制御回路は、前記表示制御処理では、前記近接領域が検出されていない場合には、与えられた画像データで表される画像が前記画面に表示され、前記近接領域が検出されている場合には、前記複数の画素領域のうち、前記近接領域に対応する前記画素領域に白黒画像が表示され、残りの画素領域に、前記画像データで表される画像から前記近接領域に対応する部分を除いた画像が表示されるように、前記制御を行い、前記検出処理では、前回の前記検出処理で前記近接領域が検出されている場合には、前記複数の光検出回路から読み出された前記検出信号のレベルに基づいて、対象物と前記画面との接触を検出する、ことを特徴とする電気光学装置を提供する。
この電気光学装置によれば、複数の検出単位領域のうち、画面との距離が予め定められた距離範囲内にある対象物の陰に入る領域にのみ、白黒画像が表示されるから、表示品位を損なうことなく、タッチを精度良く検出することができる。
Next, means provided by the present invention for solving the above-described problems will be described.
The present invention is arranged in a unit circuit region extending along a planar screen having a plurality of pixel regions and a plurality of detection unit regions corresponding to the plurality of pixel regions in a fixed number of one-to-one, and the plurality of pixel regions A plurality of electro-optical elements each having a light emission characteristic or a light transmission characteristic that change according to applied electric energy, and emits light from the electro-optical element from the corresponding pixel region. Each of the pixel circuits and the unit circuit area, and has a one-to-one correspondence with the plurality of detection unit areas, each of which includes a photosensor, and outputs a detection signal at a level corresponding to the incident light to the detection unit area A plurality of photodetection circuits to be generated and a display control process for controlling the electric energy applied to the plurality of pixel circuits to display an image on the screen are repeatedly performed, and before the plurality of photodetection circuits A detection signal is read out, and based on the level and threshold value of the read detection signal, one of the plurality of unit detection areas that falls behind a target whose distance from the screen is within a predetermined distance range A display detection control circuit that repeatedly performs a detection process for detecting a proximity area, and the display detection control circuit uses the given image data when the proximity area is not detected in the display control process. When the displayed image is displayed on the screen and the adjacent area is detected, a monochrome image is displayed in the pixel area corresponding to the adjacent area among the plurality of pixel areas, and the remaining pixels The control is performed so that an image obtained by excluding a portion corresponding to the adjacent region from the image represented by the image data is displayed in the region. In the detection processing, the previous detection processing is performed. When the proximity region is detected, contact between the object and the screen is detected based on the level of the detection signal read from the plurality of light detection circuits. An optical device is provided.
According to this electro-optical device, a monochrome image is displayed only in a region that falls behind the object whose distance from the screen is within a predetermined distance range among the plurality of detection unit regions. It is possible to detect the touch with high accuracy without impairing the touch.
上記の電気光学装置において、前記対象物は、前記距離範囲内にあるもののうち、前記画面に接近中のもののみである、ようにしてもよい。この態様の電気光学装置によれば、対象物が画面から離れていく場合には、白黒画像が表示されない。したがって、白黒画像の無駄な表示を排除することができる。 In the above electro-optical device, the object may be only the object approaching the screen among the objects within the distance range. According to the electro-optical device of this aspect, when the object moves away from the screen, a monochrome image is not displayed. Therefore, useless display of black and white images can be eliminated.
上記の各電気光学装置において、前記白黒画像は、全域が白の領域と全域が黒の領域とを有する画像である、ようにしてもよいし、前記白黒画像は、全域が白の白画像または全域が黒の黒画像であり、前記表示検出制御回路は、前記近接領域が検出されてから前記近接領域が検出されなくなるまでの間、前記白黒画像を前記白画像と前記黒画像との間で切り換える処理を前記検出処理の繰り返し周期で行う切り換え処理を続行する、ようにしてもよい。前者の態様では、一度の検出で接触を検出することが可能となり、後者の態様では、ノイズ光(環境光)の影響を排除して接触を検出することが可能となる。 In each of the electro-optical devices, the black and white image may be an image having a white area and a black area. The black and white image may be a white image or white area or The entire area is a black black image, and the display detection control circuit converts the black and white image between the white image and the black image after the proximity area is detected until the proximity area is not detected. The switching process in which the switching process is performed at the repetition cycle of the detection process may be continued. In the former mode, it is possible to detect contact with a single detection, and in the latter mode, it is possible to detect contact by eliminating the influence of noise light (environmental light).
上記の各電気光学装置において、前記近接領域は、前記複数の単位検出領域のうち、全域が前記陰に入るものを含み、前記陰に入らない部分を含むものを含まない、ようにしてもよい。この態様によれば、白黒画像が視認される可能性を低減することができる。さらに、上記の各電気光学装置において、前記一定数は複数である、ようにしてもよい。この態様によれば、実施が容易となり、接触検出の精度が向上する。 In each of the electro-optical devices described above, the proximity region may include the plurality of unit detection regions that include all of the unit detection regions that are included in the shade and not include those that do not enter the shadow. . According to this aspect, the possibility that a black and white image is visually recognized can be reduced. Further, in each of the electro-optical devices described above, the certain number may be plural. According to this aspect, implementation becomes easy and the accuracy of contact detection improves.
また、本発明は、上記の各電気光学装置を備えた電子機器を提供する。この電子機器によれば、表示品位を損なうことなく、タッチを精度良く検出することができる。 The present invention also provides an electronic apparatus including each of the electro-optical devices described above. According to this electronic apparatus, it is possible to accurately detect a touch without impairing display quality.
また、本発明は、複数の画素領域と前記複数の画素領域に一定数対一で対応する複数の検出単位領域とを有する平面状の画面に沿って広がる単位回路領域に配列され、前記複数の画素領域と一対一で対応し、各々が、与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する電気光学素子を備え、前記電気光学素子からの光を対応する前記画素領域から出射させる、複数の画素回路と、前記単位回路領域に配列され、前記複数の検出単位領域と一対一で対応し、各々が、光センサを備え、前記検出単位領域への入射光に応じたレベルの検出信号を生成する、複数の光検出回路と、を備える電気光学装置の制御方法であって、前記複数の画素回路に与える電気エネルギの制御を行って前記画面に画像を表示させる表示制御処理を繰り返し行うとともに、前記複数の光検出回路から前記検出信号を読み出し、読み出した前記検出信号のレベルと閾値とに基づいて、前記複数の単位検出領域のうち、前記画面との距離が予め定められた距離範囲内にある対象物の陰に入るものを近接領域として検出する検出処理を繰り返し行い、前記表示制御処理では、前記近接領域が検出されていない場合には、与えられた画像データで表される画像が前記画面に表示され、前記近接領域が検出されている場合には、前記複数の画素領域のうち、前記近接領域に対応する前記画素領域に白黒画像が表示され、残りの画素領域に、前記画像データで表される画像から前記近接領域に対応する部分を除いた画像が表示されるように、前記制御を行い、前記検出処理では、前回の前記検出処理で前記近接領域が検出されている場合には、前記複数の光検出回路から読み出された前記検出信号のレベルに基づいて、対象物と前記画面との接触を検出する、ことを特徴とする電気光学装置の制御方法を提供する。この制御方法によれば、表示品位を損なうことなく、タッチを精度良く検出することができる。 Further, the present invention is arranged in a unit circuit region extending along a planar screen having a plurality of pixel regions and a plurality of detection unit regions corresponding to the plurality of pixel regions in a certain number of one-to-one, One-to-one correspondence with the pixel region, each having an electro-optical element whose light emission characteristic or light transmission characteristic changes according to the applied electric energy, and emits light from the electro-optical element from the corresponding pixel area A plurality of pixel circuits, arranged in the unit circuit region, corresponding to the plurality of detection unit regions on a one-to-one basis, each having a photosensor, and detecting a level according to light incident on the detection unit region An electro-optical device control method comprising a plurality of light detection circuits for generating a signal, wherein a display control process for controlling an electric energy applied to the plurality of pixel circuits to display an image on the screen is repeated. The detection signal is read out from the plurality of light detection circuits, and the distance from the screen among the plurality of unit detection areas is determined in advance based on the level and threshold value of the read detection signal. In the display control process, when the proximity area is not detected, the detection process of detecting the object behind the target object within the distance range is repeatedly performed, and is represented by the given image data. A black and white image is displayed in the pixel area corresponding to the proximity area, and the remaining pixel areas are displayed in the pixel area of the plurality of pixel areas. The control is performed so that an image obtained by removing a portion corresponding to the proximity region from the image represented by the image data is displayed. An electro-optic that detects contact between an object and the screen based on a level of the detection signal read from the plurality of light detection circuits when a proximity region is detected. An apparatus control method is provided. According to this control method, it is possible to accurately detect a touch without impairing display quality.
<1.第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の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、タッチ入力機能を備えた透過型の液晶表示装置であり、液晶パネルAA、制御回路300、および画像処理回路400を備える。液晶パネルAAは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)を形成した素子基板と対向基板とを互いに電極形成面を対向させ、かつ一定の間隙を保って貼付したものであり、この間隙に液晶が挟持される。また、液晶パネルAAは、その素子基板上に、単位回路領域A、走査線駆動回路100、データ線駆動回路200、センサ用走査回路500、および検出信号読出回路600を備える。上記の回路100〜600は、協働して、表示とタッチ入力のための検出とを制御する表示検出制御回路50として機能する。
<1. First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electro-
図2は、表示検出制御回路50の機能構成を示す概念図である。表示検出制御回路50は、表示を制御する表示制御部51と、検出を制御する検出制御部52とに分かれる。表示制御部51は、走査線駆動回路100、データ線駆動回路200、制御回路300及び画像処理回路400によって実現され、検出制御部52は、制御回路300、センサ用走査回路500及び検出信号読出回路600によって実現されている。制御回路300は、走査線駆動回路100、データ線駆動回路200及び画像処理回路400を用いて表示を制御する一方、センサ用走査回路500及び検出信号読出回路600を用いて検出を制御し、検出制御部52での処理の結果に基づいて、表示制御部51が行う処理の内容を決定する。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a functional configuration of the display
図1の単位回路領域Aは、画面に重なる領域であり、画面に沿って延在している。単位回路領域Aには、X方向に延在するm本の走査線と、Y方向に延在するn本のデータ線とが形成され、走査線とデータ線との交差に対応して、m(行)×n(列)個の画素回路(表示単位回路)P1が配置される。画素回路P1は、与えられた電気エネルギにより光の透過特性が変化する液晶素子を備える。 The unit circuit area A in FIG. 1 is an area that overlaps the screen and extends along the screen. In the unit circuit region A, m scanning lines extending in the X direction and n data lines extending in the Y direction are formed, and m corresponding to the intersection of the scanning lines and the data lines. (Row) × n (column) pixel circuits (display unit circuits) P1 are arranged. The pixel circuit P1 includes a liquid crystal element whose light transmission characteristics are changed by applied electric energy.
制御回路300は、走査線駆動回路100とデータ線駆動回路200に対し、クロック信号や各種の制御信号を供給する。また、制御回路300は、図示しないCPU(Central Processing Unit)等の上位のユニットから供給された入力画像データDinを画像処理回路400へ供給する。画像処理回路400は、入力画像データDinに画像処理を施して出力画像データDoutを生成し、これをデータ線駆動回路200に出力する。走査線駆動回路100は、画面に沿ってマトリクス状に配列する画素回路P1を、走査信号Y1,Y2,…,Ymを用いて行単位で順次、巡回的に選択する。また、データ線駆動回路200は、走査線駆動回路100によって順次選択される1行分(n個)の画素回路P1に対し、データ信号X1,X2,X3,…,Xnを供給する。なお、図示を省略しているが、液晶パネルAAの背面にはバックライトが設けられており、このバックライトからの光は単位回路領域Aを介して平面状の画面から外部へ射出される。
The
単位回路領域Aは、画面の法線方向において画面に重なっている。画面は、m(行)×n(列)個の画素領域とm(行)×n(列)個の光検出領域とを含む。画素回路P1は、画素領域と一対一で対応しており、その液晶素子からの光を、対応する画素領域から出射させる。一方、液晶素子の光の透過率(透過特性)は、データ線駆動回路200から供給されるデータ信号の電圧レベルに応じて画素回路P1ごとに制御される。これによって、光変調による階調表示、すなわち画面への画像の表示が可能となる。つまり、表示制御部51は、m×n個の画素回路P1に与える電気エネルギの制御を行って画面に画像を表示させる表示制御処理を繰り返し行う。
The unit circuit area A overlaps the screen in the normal direction of the screen. The screen includes m (rows) × n (columns) pixel regions and m (rows) × n (columns) photodetection regions. The pixel circuit P1 has a one-to-one correspondence with the pixel region, and emits light from the liquid crystal element from the corresponding pixel region. On the other hand, the light transmittance (transmission characteristics) of the liquid crystal element is controlled for each
また、単位回路領域Aには、タッチ入力のために、画素回路P1ごとに光検出回路O1が設けられ、全部でm(行)×n(列)個の光検出回路O1がマトリクス状に配列されている。光検出回路O1は、入射光の光量に応じたレベルの受光信号を出力するフォトダイオード(光センサ)を備え、検出単位領域と一対一で対応しており、電気光学装置1の外部から当該光検出回路O1に対応する検出単位領域への入射光(当該光検出回路O1のフォトダイオードの受光光)に応じた信号レベルの検出信号を生成する。なお、光検出回路O1は、センサ用走査回路500と検出信号読出回路600に電気的に接続されている。
Further, in the unit circuit area A, a photodetection circuit O1 is provided for each pixel circuit P1 for touch input, and a total of m (row) × n (column) photodetection circuits O1 are arranged in a matrix. Has been. The photodetection circuit O1 includes a photodiode (photosensor) that outputs a light reception signal at a level corresponding to the amount of incident light, has a one-to-one correspondence with the detection unit region, and the light from the outside of the electro-optical device 1 A detection signal having a signal level corresponding to light incident on the detection unit region corresponding to the detection circuit O1 (light reception light of the photodiode of the light detection circuit O1) is generated. The photodetection circuit O1 is electrically connected to the
また、制御回路300は、センサ用走査回路500に対してクロック信号や走査用の制御信号を供給する一方、検出信号読出回路600に対してクロック信号や検出信号処理用の制御信号を供給する。検出信号処理用の制御信号は、後述のサンプリング信号SHGを含む。センサ用走査回路500は、画面に沿ってマトリクス状に配列する光検出回路O1を、センサ用走査信号W1,W2,…,Wmを用いて行単位で順次、巡回的に選択する。また、検出信号読出回路600は、センサ用走査回路500によって順次選択される1行分(n個)の光検出回路O1から、検出信号Z1,Z2,Z3,…,Znを読み出し、制御回路300へ供給する。
The
また、制御回路300は、図示しないメモリを備え、供給された検出信号を当該メモリに順次蓄積する。また、制御回路300は、1画面分の検出信号が蓄積されると、新たに1画面分の検出信号が蓄積される度に、m×n個の検出単位領域のうち、画面との距離が近接範囲内にあって画面に接近中の指の陰に入る領域を接近領域として検出する。以降、この検出を「接近領域検出」と呼ぶ。なお、近接範囲は、指が画面に近接または接触しているとみなすことができる場合の画面と指との距離の範囲であり、予め定められている。つまり、表示制御部52は、複数の光検出回路O1から検出信号を読み出して接近領域検出を行う検出処理を繰り返し行う。まとめると、表示検出制御回路50は、前述の表示制御処理を繰り返し行うとともに、上述の検出処理を繰り返し行う。
The
また、表示検出制御回路50は、各表示制御処理において、直前の検出処理で接近領域が検出されなかった場合には、入力画像データDinで表される画像が画面に表示され、直前の検出処理で接近領域が検出された場合には、m×n個の画素領域のうち、これらの接近領域に対応する画素領域に白黒画像が表示され、残りの画素領域に、入力画像データDinで表される画像から、これらの接近領域に対応する部分を除いた画像が表示されるように、m×n個の画素回路P1に与える電気エネルギの制御を行う。なお、上記の白黒画像の画像データ(以降、「白黒画像データ」と呼ぶ)は、制御回路300のメモリに記憶されている。
Further, the display
また、表示検出制御回路50は、各検出処理において、前回の検出処理で接近領域が検出された場合にのみ、p×q個の光検出回路O1から読み出されたp×q個の検出信号を用いて、画面への指の接触及び接触位置を検出する。以降、この検出を「接触検出」と呼ぶ。次に、検出処理および表示制御処理の具体的な内容について、順を追って説明する。まず、光検出回路O1の構成及び動作について説明する。
In addition, the display
[光検出回路O1の構成及び動作]
図3は、電気光学装置1内の光検出回路O1の構成を示す回路図である。なお、この光検出回路O1はi(iは1≦i≦mの整数)行j(jは1≦j≦nの整数)列目に配置されるが、他の光検出回路O1も同様に構成されている。光検出回路O1は、フォトダイオード11を備える。フォトダイオード11は入射光の光量に応じた大きさの電流を出力するものであって、光エネルギを電気エネルギに変換する光センサとして機能する。フォトダイオード11の陽極(第1の端子)は固定電位に接続されており、その陰極は増幅トランジスタ12のゲートに接続されている。また、増幅トランジスタ12のゲートと第1電源電位Vssが供給される第1電源線13との間には容量素子14が設けられている。この容量素子14にフォトダイオード11から出力される電荷が蓄積される。増幅トランジスタ12のゲートと第2電源電位Vddが供給される第2電源線15との間にはリセットトランジスタ16が設けられている。Vdd>Vssである。このリセットトランジスタ16はスイッチング素子として機能し、センサ用走査信号Wiがアクティブになると第2電源線15の電位を増幅トランジスタ12のゲートに供給する。さらに、増幅トランジスタ12のドレインは第1電源線13と電気的に接続される一方、そのソースは検出線17と電気的に接続される。なお、増幅トランジスタ12におけるドレインとソースの関係は、電位が高い方をドレイン、電位が低い方をソースと定義するので、バイアスによってはドレインとソースとが逆転することがある。
[Configuration and Operation of Photodetection Circuit O1]
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of the light detection circuit O1 in the electro-
図4は、センサ用走査信号W1〜Wm及びサンプリング信号SHGの波形を示すタイミングチャートである。図5及び図6は、それぞれ、ある時点の光検出回路O1の状態を示す図である。図4に示すように、センサ用走査信号W1〜Wmは、各水平走査期間(1H)の一部の期間で順次ハイレベルとなる。i番目の水平走査期間は、初期化期間Tini、検出期間Tdet、および読出期間Treadから構成される。 FIG. 4 is a timing chart showing waveforms of the sensor scanning signals W1 to Wm and the sampling signal SHG. 5 and 6 are diagrams showing the state of the photodetection circuit O1 at a certain point in time. As shown in FIG. 4, the sensor scanning signals W1 to Wm sequentially become high level during a part of each horizontal scanning period (1H). The i-th horizontal scanning period includes an initialization period Tini, a detection period Tdet, and a reading period Tread.
初期化期間Tiniでは、n本の検出線17に第2電源電位Vddが供給される。また、この期間では、センサ用走査信号Wiがハイレベルとなるので、n個の光検出回路O1において、リセットトランジスタ16がオン状態となり、図5に示すように、第2電源電位Vddが第2電源線15およびリセットトランジスタ16を介して増幅トランジスタ12のゲートに供給される。つまり、n個の光検出回路O1において、コンデンサ14には電圧Vss−Vddが蓄えられる。
In the initialization period Tini, the second power supply potential Vdd is supplied to the n detection lines 17. Further, during this period, since the sensor scanning signal Wi is at a high level, the
検出期間Tdetでは、n本の検出線17に第2電源電位Vddが供給されない。また、この期間では、センサ用走査信号Wiがローレベルとなるので、n個の光検出回路O1において、リセットトランジスタ16がオフ状態となる。これらn個の光検出回路O1のうち第j列の光検出回路O1におけるバイアスは、図6に示す通りである。つまり、増幅トランジスタ12のゲート電位Vgは、フォトダイオード11の電圧をVpdとすれば、Vg=Vdd−Vpdとなる。電圧Vpdは、フォトダイオード11への入射光の光量に応じて定まり、ゲート電位に応じて定まる電流が検出線17へ出力される。検出線17の電位をVsenseとすると、電位Vsenseは、増幅トランジスタ12がオフ状態となるまで、すなわちVsense=Vg−Vthとなるまで上昇する。こうして、検出信号Zjが生成される。このような動作がn個の光検出回路O1で行われ、n個の検出信号Z1〜Znが生成される。
In the detection period Tdet, the second power supply potential Vdd is not supplied to the n detection lines 17. Further, during this period, since the sensor scanning signal Wi is at a low level, the
読出期間Treadでは、サンプリング信号SHGがローレベルとなるので、検出信号読出回路600により、n本の検出線17からn個の検出信号が読み出される。読み出された検出信号は、制御回路300へ供給される。このようにして、垂直走査期間(1V)毎に1画面分の検出信号が制御回路300へ供給される。次に、接近領域検出及び接触検出の考え方について説明する。この説明では、注目する一つの検出単位領域を「注目領域」と呼ぶ。
In the reading period Tread, since the sampling signal SHG is at a low level, the detection
[接近領域検出の考え方]
電気光学装置1では、注目領域への入射光の光量(総入射光量)は、注目領域へ入射する環境光の光量(入射環境光量)と、指に反射して注目領域へ入射するバックライトの光の光量(入射反射光量)との和となる。ただし、指が注目領域に近接または接触している場合には、総入射光量≒入射反射光量となる。また、指が画面に接触も近接もしていない場合には、総入射光量≒入射環境光量、または総入射光量=入射環境光量となる。
[Approach area detection concept]
In the electro-
一方、指が注目領域に影を落としながら接近すると、入射環境光量が減少する一方、入射反射光量が増加する。前述のように、指が注目領域に接触も近接もしていない場合には、総入射光量≒入射環境光量となるから、環境光が著しく弱くない限り、当該指の接近によって総入射光量が減少する。また、前述のように、指が画面に近接または接触している場合には、総入射光量≒入射反射光量となるから、注目領域からの出射光が著しく弱くない限り、当該指の接近によって総入射光量が増加する。 On the other hand, when the finger approaches the region of interest while casting a shadow, the amount of incident environment light decreases while the amount of incident reflected light increases. As described above, when the finger is not in contact with or close to the region of interest, the total incident light amount is approximately equal to the incident environmental light amount. Therefore, the total incident light amount is reduced by the approach of the finger unless the ambient light is extremely weak. . In addition, as described above, when the finger is close to or in contact with the screen, the total incident light amount is equal to the incident reflected light amount. Incident light quantity increases.
他方、指が注目領域に影を落としながら当該領域から遠ざかると、入射環境光量が増加する一方、入射反射光量が減少する。つまり、接近の場合とは逆の変化となる。よって、指が注目領域に近接または接触している場合には、注目領域からの出射光が著しく弱くない限り、当該指が画面から遠ざかることによって総入射光量が減少する一方、指が画面に接触も近接もしていない場合には、環境光が著しく弱くない限り、当該指が画面から遠ざかることによって総入射光量が増加する。 On the other hand, when the finger moves away from the region of interest while casting a shadow on the region of interest, the incident environment light amount increases while the incident reflected light amount decreases. That is, the change is opposite to that in the approach. Therefore, when the finger is close to or in contact with the region of interest, the total incident light amount is reduced by moving the finger away from the screen unless the light emitted from the region of interest is extremely weak. If the ambient light is not extremely weak, the total incident light amount increases as the finger moves away from the screen.
また、指が画面に近接または接触している場合には、画面において、指の影が落ちている部分の中央付近が明るくなり、周縁付近が暗くなる。これは、中央付近の入射反射光量が多く、周縁付近の入射反射光量が少ないためである。以上より、総入射光量が十分に多く、総入射光量の増加の割合が十分に大きい検出単位領域の数が予め定められた領域数範囲内にある場合に、これらの検出単位領域を接近領域とみなしてよいことが分かる。 When the finger is close to or in contact with the screen, the vicinity of the center of the screen where the shadow of the finger is dropped becomes bright and the vicinity of the periphery becomes dark. This is because the amount of incident reflected light near the center is large and the amount of incident reflected light near the periphery is small. As described above, when the number of detection unit areas where the total incident light quantity is sufficiently large and the increase rate of the total incident light quantity is sufficiently large is within the predetermined area number range, these detection unit areas are defined as the approach areas. You can see that.
[接触検出の考え方]
ところで、接触していないのに接触が検出されたり、接触した位置と異なる位置が接触位置として検出されたりすると、電気光学装置1の信頼性が著しく損なわれる。したがって、接触検出には、接近領域検出よりも高い精度が要求される。例えば、環境光が著しく弱い場合であっても、画面への指の接触及び接触位置を正確に検出する必要がる。前述したように、画面に、白黒の市松模様などの、全域が白(最高輝度)の領域と全域が黒(最低輝度)とが規則的に並んだ特殊パターンの白黒画像を表示し、画像処理によって接触検出を行うようにすれば、ノイズ光の影響を十分に排除することができる。しかし、白黒画像を表示することによって表示品位が損なわれるのは好ましくない。
[Concept of contact detection]
By the way, if contact is detected even though it is not in contact, or if a position different from the contacted position is detected as the contact position, the reliability of the electro-
一方、接近領域は、画面に近接している位置にあって画面に接近中の指の影が落ちている検出単位領域であるから、接近領域に対応する画素領域に表示された画像は、死角に入る可能性が高い。つまり、接近領域に対応する画素領域に白黒画像を表示したとしても、この画像が視認される可能性は低い。また、指は画面の法線方向に沿って画面に接近してくると考えられる。そこで、本実施の形態では、接近領域に対応する画素領域に白黒画像を表示することによって接触検出の精度を高めるという方針を採用している。次に、これらの考え方に基づいた表示制御処理及び検出処理の流れについて説明する。 On the other hand, the approach area is a detection unit area where the shadow of the finger approaching the screen is dropped at a position close to the screen, so the image displayed in the pixel area corresponding to the approach area is a blind spot. There is a high possibility of entering. That is, even if a black and white image is displayed in the pixel area corresponding to the approach area, the possibility that this image is visually recognized is low. In addition, it is considered that the finger approaches the screen along the normal direction of the screen. In view of this, the present embodiment adopts a policy of increasing the accuracy of contact detection by displaying a black and white image in the pixel area corresponding to the approaching area. Next, the flow of display control processing and detection processing based on these concepts will be described.
[表示制御処理及び検出処理の流れ]
図7は、表示制御処理の流れを示すフローチャートである。表示制御処理では、表示検出制御回路50は、接近フラグの値が「真」でなければ(S11:NO)、入力画像データDinに基づいて出力画像データDoutを生成し(S12)、この出力画像データDoutを用いて、この出力画像データDoutで表される画像が画面に表示されるように、m×n個の画素回路P1に与える電気エネルギの制御を行う(S13)。
[Flow of display control processing and detection processing]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the display control process. In the display control process, if the value of the approach flag is not “true” (S11: NO), the display
接近フラグは、接近領域が存在するか否かを示すものであり、制御回路300のメモリに保持されている。接近フラグの値は、接近領域が存在する場合に「真」となり、他の場合に「偽」となる。なお、接近フラグの初期値は「偽」である。したがって、電気光学装置1が動作を開始した直後に画面に表示される画像は、入力画像データDinで表される画像である。
The approach flag indicates whether or not an approach area exists, and is held in the memory of the
図8は、検出処理の流れを示すフローチャートである。検出処理では、表示検出制御回路50は、まず一画面分の光検出回路O1からm×n個の検出信号を読み出して記憶し(S21)、次に、接近フラグの値が「真」でなければ(S22:NO)、接近領域検出を行い(S23)、この接近領域検出で接近領域が検出されなければ(S24:NO)、接近フラグの値を「偽」とする(S25)。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the detection process. In the detection process, the display
ステップS23の接近領域検出では、表示検出制御回路50は、まず、今回の検出処理で読み出した各検出信号のレベルと第1閾値とを比較して、総入射光量が十分に多い検出単位領域の特定を試行する。以降、この試行を「第1試行」と呼ぶ。第1閾値は、近接範囲に相当する値であり、予め定められている。第1試行での比較の結果を図9に示す。この図では、総入射光量が十分に多い検出単位領域に対応する光検出回路O1が「1」、他の光検出回路O1が「0」で表されている。第1試行で検出単位領域が一つも特定されなければ、接近領域が検出されることはない。
In the approach area detection in step S23, the display
第1試行で検出単位領域が特定された場合には、表示検出制御回路50は、特定された検出単位領域ごとに、前回の検出処理で第1閾値と比較した検出信号のレベルと今回の検出処理で第1閾値と比較した検出信号のレベルとの差分と予め定められた第2閾値とを比較して、総入射光量が十分に多く、総入射光量の増加の割合が十分に大きい検出単位領域の特定を試行する。以降、この試行を「第2試行」と呼ぶ。この比較の結果を図10に示す。この図では、総入射光量が十分に多く、総入射光量の増加の割合が十分に大きい検出単位領域に対応する光検出回路O1が「1」、他の光検出回路O1が「0」で表されている。第2試行で検出単位領域が一つも特定されなければ、接近領域が検出されることはない。
When the detection unit region is specified in the first trial, the display
なお、第1閾値及び第2閾値は、総入射光量が十分に多く、総入射光量の増加の割合が十分に大きい検出単位領域として、画面との距離が近接範囲内にあって画面に接近中の指の陰に全域が入る検出単位領域が特定される一方で、画面との距離が近接範囲内にあって画面に接近中の指の陰に一部が入る検出単位領域が特定されないように定められている。これは、近接領域に表示される白黒画像が視認される可能性を低減するためである。 The first threshold value and the second threshold value are detection unit areas in which the total incident light amount is sufficiently large and the increase rate of the total incident light amount is sufficiently large, and the distance from the screen is within the proximity range and the screen is approaching the screen. The detection unit area that covers the whole area behind the finger of the finger is specified, while the detection unit area that is part of the shadow behind the finger that is close to the screen and within the proximity of the screen is not specified It has been established. This is to reduce the possibility that a black and white image displayed in the proximity area is visually recognized.
第2試行で検出単位領域が特定された場合には、表示検出制御回路50は、特定された検出単位領域の数と予め定められた第3閾値及び第4閾値とを比較して、総入射光量が十分に多く、総入射光量の増加の割合が十分に大きい検出単位領域の数が、予め定められた領域数範囲内にあるか否かを判定する。第3閾値は領域数範囲の下限値であり、第4閾値は領域数範囲の上限値である。この判定結果が否定的であれば、接近領域が検出されることはない。この判定結果が肯定的であれば、これらの検出単位領域が接近領域として検出される。
When the detection unit area is specified in the second trial, the display
図8から明らかなように、検出処理では、接近領域が検出されない限り、接近フラグの値が「偽」から「真」に変わることはない。したがって、電気光学装置1が動作を開始した直後から接近領域が検出されるまでの間、画面には、入力画像データDinで表される画像が表示される。このときの表示の一例を図11に示す。この表示例では、画面Sに、OKボタンの画像B1と、キャンセルボタンの画像B2と、両画像を囲む画像B3とが表示されている。
As apparent from FIG. 8, in the detection process, the value of the approach flag does not change from “false” to “true” unless an approach region is detected. Accordingly, an image represented by the input image data Din is displayed on the screen immediately after the electro-
やがて、指が近接範囲内で画面に接近し、検出処理において、接近領域が検出されると(S24:YES)、表示検出制御回路50は、接近フラグの値を「真」とする(S26)。これにより、表示検出制御回路50は、表示制御処理において、接近フラグの値が「真」であるから(S11:YES)、入力画像データDinと接近領域と白黒画像データとに基づいて出力画像データDoutを生成し(S14)、この出力画像データDoutを用いて画面に画像を表示させる(S13)。
Eventually, when the finger approaches the screen within the proximity range and the proximity region is detected in the detection process (S24: YES), the display
このときの表示の一例を図12に示す。この表示例は、図11の画像が表示されているときに指Fが近接範囲内で画面Sに接近したときのものである。ただし、指Fに隠れる部分は透視法で描かれている。この図に示すように、画面Sには、m×n個の画素領域のうち、接近領域に対応する画素領域に、予め定められた白黒画像(具体的には、白黒の市松模様の画像)が表示され、残りの画素領域には、入力画像データDinで表される画像(図11参照)から、これらの接近領域に対応する部分を除いた画像(以降、残差画像と呼ぶ)が表示される。図12の例では、残差画像は、画像B1、画像B2の一部、及び部分画像B3を含んでいる。 An example of the display at this time is shown in FIG. In this display example, the finger F approaches the screen S within the proximity range when the image of FIG. 11 is displayed. However, the portion hidden by the finger F is drawn by a perspective method. As shown in this figure, the screen S has a predetermined black and white image (specifically, a black and white checkerboard pattern image) in a pixel region corresponding to the approach region among the m × n pixel regions. In the remaining pixel area, an image (hereinafter referred to as a residual image) obtained by removing portions corresponding to these approach areas from the image represented by the input image data Din (see FIG. 11) is displayed. Is done. In the example of FIG. 12, the residual image includes an image B1, a part of the image B2, and a partial image B3.
接近領域が検出された検出処理の次の回の検出処理では、接近フラグの値が「真」であるから(S22:YES)、表示検出制御回路50は、ステップS21で読み出した一画面分の検出信号を用いた画像処理によって接触検出を行う(S27)。より具体的には、表示検出制御回路50は、一画面分の検出信号で表される画像から十分に鮮明な市松模様を検索することによって接触検出を行う。
In the next detection process after the detection process in which the approach area is detected, the value of the approach flag is “true” (S22: YES), so the display
この接触検出で画像処理に用いられる検出信号には、総入射光量≒入射反射光量の接近領域に対応するものが含まれており、接近領域に対応する画素領域の色は白(最高輝度)または黒(最低輝度)であるから、接近領域に対応する複数の検出信号間のレベル差が大きくなる。したがって、この画像処理における市松模様の検出精度は、他の色の市松模様の画像を表示する形態に比較して高くなる。 The detection signal used for image processing in this contact detection includes a signal corresponding to the approach area where the total incident light quantity ≈ incident reflected light quantity, and the color of the pixel area corresponding to the approach area is white (maximum luminance) or Since it is black (minimum luminance), the level difference between a plurality of detection signals corresponding to the approaching region becomes large. Accordingly, the checkerboard detection accuracy in this image processing is higher than that in the case of displaying checkered images of other colors.
接触検出で接触が検出されなければ(S28:NO)、接近領域検出が行われる(S23)。以降、指が画面に接触することなく接近し続けると、接近領域が検出され続けるから、接近フラグの値が「真」であり続け、画面には、直前に検出された接近領域に対応する画素領域に白黒画像が、残りの画素領域には残差画像が表示される。そして、指が画面に接近しなくなり、接近領域が検出されなくなると(S24:NO)、接近フラグの値が「真」から「偽」に変わり(S25)、画面には入力画像データDinで表される画像が表示される(S11:NO、S12、S13)。 If contact is not detected by contact detection (S28: NO), approach area detection is performed (S23). After that, if the finger keeps approaching without touching the screen, the approaching area is continuously detected, so the value of the approaching flag continues to be “true”, and the pixel corresponding to the approaching area detected immediately before is displayed on the screen. A black and white image is displayed in the area, and a residual image is displayed in the remaining pixel area. When the finger no longer approaches the screen and the approach region is no longer detected (S24: NO), the value of the approach flag changes from “true” to “false” (S25), and the screen displays the input image data Din. The image to be displayed is displayed (S11: NO, S12, S13).
逆に、指が画面に接触し、この接触が検出されると(S28:YES)、表示検出制御回路50は接触処理を行う。接触処理では、表示検出制御回路50は、接触位置を示す信号を、より上位の装置(例えばCPU)へ供給する。以降、接触が検出されなくなるまで、接近領域検出は行われず、接近フラグの値は「真」であり続ける。そして、指が画面から離れると、接触が検出されなくなるから(S28:NO)、接近領域検出が行われる(S23)。この接近領域検出では接近領域が検出されないから(S24:NO)、接近フラグの値は「真」から「偽」に変わり(S25)、画面には入力画像データDinで表される画像が表示される(S11:NO、S12、S13)。
Conversely, when the finger touches the screen and this contact is detected (S28: YES), the display
<2.第2の実施の形態>
図1は、本発明の第2の実施の形態に係る電気光学装置2の構成を示すブロック図でもある。電気光学装置1では、接近領域に白黒の市松模様の画像が表示されるが、電気光学装置2では、接近領域に全域が白の白画像と全域が黒の黒画像とが交互に表示される。この相違は、制御回路300に代えて制御回路700を備えることにより実現されている。図2は、表示検出制御回路60の機能構成を示す概念図でもある。表示検出制御回路60が表示検出制御回路50と異なる点は、制御回路300により実現される表示制御部51及び検出制御部52ではなく、制御回路700により実現される表示制御部61及び検出制御部62に分かれる点である。
<2. Second Embodiment>
FIG. 1 is also a block diagram showing a configuration of an electro-
表示検出制御回路60が行う表示制御処理及び検出処理は、表示検出制御回路50が行う表示制御処理及び検出処理と同様である。ただし、表示検出制御回路60がステップS14の出力画像データの生成に用いる白黒画像データは、白黒の市松模様の画像を表すデータではなく、白画像を表すデータ(以降、「白画像データ」と呼ぶ)と黒画像を表すデータ(以降、「黒画像データ」と呼ぶ)である。また、この相違に起因して、ステップS27の接触検出の内容も相違している。
The display control process and the detection process performed by the display
白画像データと黒画像データのどちらをステップS14で用いるかは、周期的に切り換えられる。図13は、表示検出制御回路60が行う切り換え処理の流れを示すフローチャートである。この図に示すように、表示検出制御回路60は、検出処理の繰り返し周期毎に、白画像データと黒画像データとの間で、ステップS14で用いる白黒画像データを切り換える(S31、S32)。なお、本実施の形態を変形し、近接フラグの値が「真」である間に限り、上記の切り換えを行うようにしてもよい。
Whether white image data or black image data is used in step S14 is periodically switched. FIG. 13 is a flowchart showing the flow of switching processing performed by the display
本実施の形態によれば、近接領域が検出され(S24:YES)、近接フラグの値が「真」となると(S26)、表示検出制御回路50は、接近フラグの値が「真」であるから(S11:YES)、入力画像データDinと接近領域と白黒画像データとに基づいて出力画像データDoutを生成し(S14)、この出力画像データDoutを用いて画面に画像を表示させる(S13)。このときの表示の一例を図14に示す。この表示例は、図11の画像が表示されているときに指Fが近接範囲内で画面Sに接近したときのものである。この図に示す表示が図12に示す表示と異なる点は、白黒の市松模様の画像に代えて黒画像が表示されている点のみである。
According to the present embodiment, when the proximity region is detected (S24: YES) and the value of the proximity flag becomes “true” (S26), the display
以降、指が画面に接触することなく接近し続けた仮定する。この場合、接近領域が初めて検出された検出処理の次の回の検出処理では、メモリには、白黒画像が表示されているときの検出信号として、黒画像が表示されているときの一画面分の検出信号しか蓄積されていないから、表示検出制御回路50は、ステップS27の接触検出をスキップする。したがって、この回の検出処理において接触が検出されることはない。
Hereinafter, it is assumed that the finger keeps approaching without touching the screen. In this case, in the next detection process after the detection process in which the approaching area is detected for the first time, the memory has one screen portion when the black image is displayed as the detection signal when the black and white image is displayed. Therefore, the display
更に次の回の検出処理では、切り換え処理によって白黒画像データが黒画像データから白画像データへ切り換えられており、表示制御処理によって接近領域に対応する画素領域に白画像が表示されており(図15参照)、メモリには、白黒画像が表示されているときの検出信号として、前回読み出した1画面分の検出信号(黒画像が表示されているときの検出信号)と、今回読み出した1画面分の検出信号(白画像が表示されているときの検出信号)が蓄積されているから、表示検出制御回路50は、ステップS27において、ノイズ光(環境光)の影響を排除するために、検出単位領域毎に、前回読み出した検出信号のレベルと今回読み出した検出信号のレベルとの差分を算出してメモリに蓄積する。この回の検出処理でも接触が検出されることはない。
In the next detection process, the black and white image data is switched from the black image data to the white image data by the switching process, and the white image is displayed in the pixel area corresponding to the approaching area by the display control process (see FIG. 15), in the memory, as a detection signal when a black and white image is displayed, a detection signal for one screen read previously (detection signal when a black image is displayed) and one screen read this time Minute detection signals (detection signals when a white image is displayed) are accumulated, the display
更に次の回の検出処理では、切り換え処理によって白黒画像データが白画像データから黒画像データへ切り換えられており、表示制御処理によって接近領域に対応する画素領域に黒画像が表示されており(図14参照)、メモリには、白黒画像が表示されているときの検出信号として、前回読み出した1画面分の検出信号(白画像が表示されているときの検出信号)と、今回読み出した1画面分の検出信号(黒画像が表示されているときの検出信号)が蓄積されており、かつ、前回算出した1画面分の差分が蓄積されているから、表示検出制御回路50は、ステップS27において、ノイズ光(環境光)の影響を排除するために、検出単位領域毎に、前回読み出した検出信号のレベルと今回読み出した検出信号のレベルとの差分を算出してメモリに蓄積し、蓄積した二画面分の差分を用いてステップS23の接近領域検出と同様の処理を行うことによって、接触検出を行う。ただし、この接触検出で用いる閾値は、接近領域検出で用いる閾値よりも厳密に定められている。 In the next detection process, the black and white image data is switched from the white image data to the black image data by the switching process, and the black image is displayed in the pixel area corresponding to the approaching area by the display control process (see FIG. 14), in the memory, as a detection signal when a monochrome image is displayed, the detection signal for one screen read previously (detection signal when a white image is displayed) and one screen read this time Minute detection signal (detection signal when a black image is displayed) is accumulated, and the difference calculated for one screen calculated last time is accumulated. In order to eliminate the influence of noise light (environmental light), the difference between the level of the detection signal read last time and the level of the detection signal read this time is calculated for each detection unit area. Accumulate in re, by performing the same process as proximity area detecting step S23, a contact detection performed by using the difference of the accumulated double screens. However, the threshold value used in this contact detection is determined more strictly than the threshold value used in the approach region detection.
<3.変形例>
本発明は、その範囲に、上述した各実施の形態を変形または応用して得られる各種の形態をも含み得る。そのような形態を以下に例示する。
各実施の形態を変形し、画面との距離が近接範囲内にある指の陰に入る領域を近接領域として検出し、接近領域ではなく、近接領域に白黒画像を表示する形態としてもよい。この形態では、指が画面から離れていくときにも、その指と画面との距離が近接範囲内にあれば、白黒画像が表示される。
<3. Modification>
The present invention may include various forms obtained by modifying or applying each of the above-described embodiments within the scope thereof. Such a form is illustrated below.
Each embodiment may be modified such that an area that falls behind the finger whose distance from the screen is within the proximity range is detected as the proximity area, and a monochrome image is displayed in the proximity area instead of the proximity area. In this form, even when the finger moves away from the screen, a monochrome image is displayed if the distance between the finger and the screen is within the proximity range.
各実施の形態を変形し、第1閾値及び第2閾値を、総入射光量が十分に多く、総入射光量の増加の割合が十分に大きい検出単位領域として、画面との距離が近接範囲内にあって画面に接近中の指の陰に全域が入る検出単位領域のみならず、画面との距離が近接範囲内にあって画面に接近中の指の陰に一部が入る検出単位領域も特定されるように定めてもよい。 Each embodiment is modified so that the first threshold value and the second threshold value are detected unit areas in which the total incident light amount is sufficiently large and the increase rate of the total incident light amount is sufficiently large. In addition to the detection unit area where the whole area falls behind the finger approaching the screen, the detection unit area where the distance from the screen is within the proximity range and a part of the shadow behind the finger approaching the screen is specified. You may decide to be.
各実施の形態では、画素領域(画素回路P1)と検出単位領域(検出回路O1)とが一対一で対応しているが、これを変形し、画素領域(画素回路P1)と検出単位領域(検出回路O1)とが複数対一で対応する形態としてもよい。例えば、2(行)×2(列)=4個の画素領域(画素回路P1)ごとに検出単位領域(光検出回路O1)を1つ備える構成としてもよい。この形態の表示例を図16に示す。さらに、この形態を変形し、第1閾値及び第2閾値を、総入射光量が十分に多く、総入射光量の増加の割合が十分に大きい検出単位領域として、画面との距離が近接範囲内にあって画面に接近中の指の陰に全域が入る検出単位領域のみならず、画面との距離が近接範囲内にあって画面に接近中の指の陰に一部が入る検出単位領域も特定されるように定めてもよい。この形態の表示例を図17に示す。これらの形態には、実施が容易であるとともに、接触検出の精度を更に向上させることができるという利点がある。 In each embodiment, the pixel region (pixel circuit P1) and the detection unit region (detection circuit O1) have a one-to-one correspondence. However, the pixel region (pixel circuit P1) and the detection unit region ( The detection circuit O1) may correspond to a plurality of one-to-one correspondences. For example, 2 (rows) × 2 (columns) = one detection unit region (photodetection circuit O1) may be provided for every four pixel regions (pixel circuit P1). A display example of this form is shown in FIG. Furthermore, this form is modified, and the first threshold value and the second threshold value are set as a detection unit region in which the total incident light amount is sufficiently large and the increase rate of the total incident light amount is sufficiently large, and the distance from the screen is within the proximity range. In addition to the detection unit area where the whole area falls behind the finger approaching the screen, the detection unit area where the distance from the screen is within the proximity range and a part of the shadow behind the finger approaching the screen is specified. You may decide to be. A display example of this form is shown in FIG. These forms have the advantages that they are easy to implement and can further improve the accuracy of contact detection.
第1の実施の形態を変形し、接近領域に、白黒の市松模様とは異なる特殊パターンの白黒画像を表示する形態としてもよい。そのような特殊パターンとしては、白と黒の縞が挙げられる。また、各実施の形態を変形し、任意の公知の方法によって環境光の強度を判定し、その結果に応じて、接近領域検出及び接触検出の内容や閾値を切り換えるようにしてもよい。また、各実施の形態を変形し、画素回路P1及び光検出回路O1の配列パターンを、マトリクス状以外の配列パターンとしてもよい。また、各実施の形態を変形し、液晶素子以外のライトバルブ素子や、OLED等の発光素子等の、任意の電気光学素子を用いた形態としてもよい。また、各実施の形態を変形し、フォトレジスタ等の、フォトダイオード以外の光センサを用いた形態としてもよい。また、各実施の形態を変形し、指以外の任意の対象物(例えばペン)でタッチを入力する装置としてもよい。 The first embodiment may be modified such that a monochrome image having a special pattern different from the monochrome checkerboard pattern is displayed in the approach area. Such special patterns include white and black stripes. In addition, each embodiment may be modified to determine the intensity of ambient light by any known method, and the contents and threshold values of approaching area detection and contact detection may be switched according to the result. In addition, each embodiment may be modified so that the arrangement pattern of the pixel circuit P1 and the photodetection circuit O1 is an arrangement pattern other than a matrix. In addition, each embodiment may be modified so that an arbitrary electro-optical element such as a light valve element other than a liquid crystal element or a light emitting element such as an OLED is used. In addition, each embodiment may be modified to use a photosensor other than a photodiode, such as a photoresistor. Further, each embodiment may be modified to be a device that inputs a touch with an arbitrary object other than a finger (for example, a pen).
各実施の形態を応用して各種の電子機器としてもよい。
図18に、電気光学装置1又は2を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての電気光学装置1と、本体部2010とを備える。また、本体部2010には、電源スイッチ2001とキーボード2002が設けられている。
図19に、電気光学装置1又は2を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての電気光学装置1と、複数の操作ボタン3001と、スクロールボタン3002とを備える。スクロールボタン3002を操作することで、電気光学装置1に表示される画面がスクロールされる。
図20に、電気光学装置1又は2を適用した携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。携帯情報端末4000は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての電気光学装置1と、複数の操作ボタン4001と、電源スイッチ4002とを備える。操作ボタン4001を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置1に表示される。
なお、電気光学装置1が適用される電子機器としては、図18〜図20に示すものの他、デジタルスチルカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、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、ATM(Automated Teller Machine:現金自動預け払い機)、自動販売機等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとして、前述した電気光学装置1又は2が適用可能である。
Each embodiment may be applied to various electronic devices.
FIG. 18 shows a configuration of a mobile personal computer to which the electro-
FIG. 19 shows a configuration of a mobile phone to which the electro-
FIG. 20 shows the configuration of a personal digital assistant (PDA) to which the electro-
Electronic devices to which the electro-
1,2…電気光学装置、100…走査線駆動回路、200…データ線駆動回路、300…制御回路、400…画像処理回路、500…センサ用走査回路、600…検出信号読出回路、50,60…表示検出制御回路、11…フォトダイオード(光センサ)、P1…画素回路、O1…光検出回路、2000…パーソナルコンピュータ、3000…携帯電話機、4000…携帯情報端末。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記単位回路領域に配列され、前記複数の検出単位領域と一対一で対応し、各々が、光センサを備え、前記検出単位領域への入射光に応じたレベルの検出信号を生成する、複数の光検出回路と、
前記複数の画素回路に与える電気エネルギの制御を行って前記画面に画像を表示させる表示制御処理を繰り返し行うとともに、前記複数の光検出回路から前記検出信号を読み出し、読み出した前記検出信号のレベルと閾値とに基づいて、前記複数の単位検出領域のうち、前記画面との距離が予め定められた距離範囲内にある対象物の陰に入るものを近接領域として検出する検出処理を繰り返し行う表示検出制御回路とを備え、
前記表示検出制御回路は、
前記表示制御処理では、前記近接領域が検出されていない場合には、与えられた画像データで表される画像が前記画面に表示され、前記近接領域が検出されている場合には、前記複数の画素領域のうち、前記近接領域に対応する前記画素領域に白黒画像が表示され、残りの画素領域に、前記画像データで表される画像から前記近接領域に対応する部分を除いた画像が表示されるように、前記制御を行い、
前記検出処理では、前回の前記検出処理で前記近接領域が検出されている場合には、前記複数の光検出回路から読み出された前記検出信号のレベルに基づいて、対象物と前記画面との接触を検出する、
ことを特徴とする電気光学装置。 Arranged in a unit circuit region extending along a planar screen having a plurality of pixel regions and a plurality of detection unit regions corresponding to the plurality of pixel regions in a certain number of one-to-one, one-to-one with the plurality of pixel regions And a plurality of pixel circuits each including an electro-optic element whose light emission characteristics or light transmission characteristics are changed by given electric energy, and that emits light from the electro-optic element from the corresponding pixel region; ,
A plurality of detection unit regions arranged in the unit circuit region, corresponding to the plurality of detection unit regions on a one-to-one basis, each of which includes a photosensor and generates a detection signal having a level corresponding to light incident on the detection unit region. A light detection circuit;
The display control process for controlling the electrical energy applied to the plurality of pixel circuits to display an image on the screen is repeatedly performed, the detection signals are read from the plurality of light detection circuits, and the levels of the read detection signals are Based on a threshold value, display detection is performed by repeatedly performing a detection process for detecting, as a proximity area, an object behind a target whose distance from the screen is within a predetermined distance range among the plurality of unit detection areas. A control circuit,
The display detection control circuit includes:
In the display control process, when the proximity area is not detected, an image represented by the given image data is displayed on the screen, and when the proximity area is detected, the plurality of proximity areas are detected. Of the pixel area, a black and white image is displayed in the pixel area corresponding to the adjacent area, and an image obtained by removing a part corresponding to the adjacent area from the image represented by the image data is displayed in the remaining pixel area. So that the control is performed,
In the detection process, when the proximity region has been detected in the previous detection process, based on the level of the detection signal read from the plurality of light detection circuits, the object and the screen Detect contact,
An electro-optical device.
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 Among the objects within the distance range, the object is only the one that is approaching the screen.
The electro-optical device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。 The black and white image is an image having a white area and a black area.
The electro-optical device according to claim 1 or 2.
前記表示検出制御回路は、前記近接領域が検出されてから前記近接領域が検出されなくなるまでの間、前記白黒画像を前記白画像と前記黒画像との間で切り換える処理を前記検出処理の繰り返し周期で行う切り換え処理を続行する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。 The black and white image is a white image where the entire area is white or a black image where the entire area is black,
The display detection control circuit performs a process of switching the black and white image between the white image and the black image after the proximity area is detected until the proximity area is no longer detected. To continue the switching process
The electro-optical device according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気光学装置。 The proximity region includes, among the plurality of unit detection regions, the entire region that enters the shade, does not include the portion that does not enter the shade,
The electro-optical device according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気光学装置。 The certain number is plural.
The electro-optical device according to claim 1, wherein
前記複数の画素回路に与える電気エネルギの制御を行って前記画面に画像を表示させる表示制御処理を繰り返し行うとともに、前記複数の光検出回路から前記検出信号を読み出し、読み出した前記検出信号のレベルと閾値とに基づいて、前記複数の単位検出領域のうち、前記画面との距離が予め定められた距離範囲内にある対象物の陰に入るものを近接領域として検出する検出処理を繰り返し行い、
前記表示制御処理では、前記近接領域が検出されていない場合には、与えられた画像データで表される画像が前記画面に表示され、前記近接領域が検出されている場合には、前記複数の画素領域のうち、前記近接領域に対応する前記画素領域に白黒画像が表示され、残りの画素領域に、前記画像データで表される画像から前記近接領域に対応する部分を除いた画像が表示されるように、前記制御を行い、
前記検出処理では、前回の前記検出処理で前記近接領域が検出されている場合には、前記複数の光検出回路から読み出された前記検出信号のレベルに基づいて、対象物と前記画面との接触を検出する、
ことを特徴とする電気光学装置の制御方法。
Arranged in a unit circuit region extending along a planar screen having a plurality of pixel regions and a plurality of detection unit regions corresponding to the plurality of pixel regions in a certain number of one-to-one, one-to-one with the plurality of pixel regions And a plurality of pixel circuits each including an electro-optic element whose light emission characteristics or light transmission characteristics are changed by given electric energy, and that emits light from the electro-optic element from the corresponding pixel region; A plurality of detection circuit units that are arranged in the unit circuit region and have a one-to-one correspondence with the plurality of detection unit regions, each of which includes a photosensor and generates a detection signal having a level corresponding to light incident on the detection unit region. A method for controlling an electro-optical device comprising:
The display control process for controlling the electrical energy applied to the plurality of pixel circuits to display an image on the screen is repeatedly performed, the detection signals are read from the plurality of light detection circuits, and the levels of the read detection signals are Based on a threshold value, among the plurality of unit detection areas, a detection process is repeatedly performed to detect, as a proximity area, an object that falls behind a target whose distance from the screen is within a predetermined distance range,
In the display control process, when the proximity area is not detected, an image represented by the given image data is displayed on the screen, and when the proximity area is detected, the plurality of proximity areas are detected. Of the pixel area, a black and white image is displayed in the pixel area corresponding to the adjacent area, and an image obtained by removing a part corresponding to the adjacent area from the image represented by the image data is displayed in the remaining pixel area. So that the control is performed,
In the detection process, when the proximity region has been detected in the previous detection process, based on the level of the detection signal read from the plurality of light detection circuits, the object and the screen Detect contact,
A control method for an electro-optical device.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010108489A (en) * | 2008-10-02 | 2010-05-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Touch panel, and method for driving touch panel |
JP2011100296A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Nec Casio Mobile Communications Ltd | Touch detector, electronic device, and program |
CN109036243A (en) * | 2018-07-18 | 2018-12-18 | 中国农业大学 | Intelligent display screen control device and method |
-
2008
- 2008-02-20 JP JP2008038374A patent/JP2009199204A/en not_active Withdrawn
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