JP2009223102A - Display panel and electronic apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サブ画素内に視線を検出するTFTを備えた表示パネルおよびこれを有する
電子機器に関する。
The present invention relates to a display panel including a TFT for detecting a line of sight in a sub-pixel and an electronic apparatus having the display panel.
従来より、視線方向の検出が種々の装置に利用されている。視線方向の検出方法として
は角膜(黒目)と強膜(白目)の反射率の差に起因した反射光の強弱を測定することによ
り角膜と強膜の位置関係から視線方向を検出する技術がある(特許文献1参照)。また、
視線方向を瞳孔と角膜曲率中心とを結ぶベクトルと仮定して瞳孔の中心とプルキニエ像(
角膜表面における反射像)の位置から視線方向を検出する技術がある(特許文献2参照)
。
Conventionally, detection of the line-of-sight direction has been used in various devices. As a method for detecting the gaze direction, there is a technique for detecting the gaze direction from the positional relationship between the cornea and the sclera by measuring the intensity of the reflected light caused by the difference in reflectance between the cornea (black eye) and the sclera (white eye). (See Patent Document 1). Also,
Assuming that the line-of-sight direction is a vector connecting the pupil and the center of curvature of the cornea, the center of the pupil and the Purkinje image (
There is a technique for detecting the line-of-sight direction from the position of the reflected image on the corneal surface (see Patent Document 2).
.
視線検出の用途のひとつとして、頭部装着型の映像装置がある。この装置はダイオード
からの赤外線が眼に照射され、眼の反射光をCCDカメラで撮像し、撮像画像を解析して
視線方向を求め、映像に視線の位置を重畳するものである。また、頭部装着型を眼鏡型に
して、視線方向をパーソナルコンピュータに出力してカーソルの移動、クリック、ダブル
クリックなどの入力に使用することも考えられた(特許文献3参照)。
One of gaze detection uses is a head-mounted image device. In this apparatus, infrared rays from a diode are irradiated on the eye, reflected light of the eye is picked up by a CCD camera, the picked-up image is analyzed to determine the gaze direction, and the position of the gaze is superimposed on the video. Further, it has been considered that the head-mounted type is a glasses type, and the line-of-sight direction is output to a personal computer and used for input such as movement of the cursor, click, double-click (see Patent Document 3).
ところが、眼鏡型の視線検出装置は視線方向の検出の精度が悪いという問題があった。
この要因は、眼を撮像するCCDカメラが視線の対象となるパーソナルコンピュータの表
示部と一体ではないために、眼鏡型の視線検出装置の頭部への装着がずれることにある。
そこで、特許文献4に示す如く、液晶パネル内に光電変換素子を配設することが考えられ
た。図12は特許文献4の図1であり、カメラの自動焦点における液晶パネルの等価回路
図である。液晶の配向を変化させるTFT902(薄膜トランジスタ)がデータ線903
とゲート線909によりマトリクス状に配設される。そして、このマトリクスの延長上に
光電変換素子915が配設される。このように光電変換素子を液晶パネル内に配設すれば
、眼の反射光を検出する手段と視線の対象物が一体となるので、視線方向の検出の精度が
向上する。
This is because the eyeglass-type gaze detection device is not attached to the head because the CCD camera that captures the eyes is not integrated with the display unit of the personal computer that is the gaze target.
Therefore, as shown in Patent Document 4, it has been considered to arrange a photoelectric conversion element in the liquid crystal panel. FIG. 12 is FIG. 1 of Patent Document 4, and is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal panel in the automatic focus of the camera. A TFT 902 (thin film transistor) that changes the alignment of the liquid crystal is connected to the
The
しかしながら、特許文献4の光電変換素子は表示の画素領域外(表示のマトリクス外)
に配設されために、赤外照射手段、眼と光電変換素子の位置関係の設計に大きな制約を課
すこととなった。また、液晶パネルの寸法が大きくなるという問題もあった。たとえば、
特許文献3のカーソル移動を折畳式のノート型パーソナルコンピュータに適用させると、
使用者によって、また、ヒンジの開き角度によって眼の反射光の受光位置が上下に変化す
るので、反射光を表示の画素外で受光することは困難である。また、反射光を表示の画素
領域外で受光すると、ノート型パーソナルコンピュータの寸法が大きくなる。
However, the photoelectric conversion element of Patent Document 4 is outside the display pixel region (outside the display matrix).
Therefore, a great restriction is imposed on the design of the positional relationship between the infrared irradiation means and the eye and the photoelectric conversion element. There is also a problem that the size of the liquid crystal panel becomes large. For example,
When the cursor movement of
Since the light receiving position of the reflected light of the eye changes up and down depending on the user and the opening angle of the hinge, it is difficult to receive the reflected light outside the display pixels. Further, when the reflected light is received outside the display pixel region, the size of the notebook personal computer increases.
また、特許文献4の光電変換素子はTFT以外のフォトダイオード等で構成されるので
、工数が増加するという問題もあった。
Moreover, since the photoelectric conversion element of Patent Document 4 is composed of photodiodes other than TFTs, there is also a problem that man-hours increase.
本発明は上述の問題を鑑みてなされたものであり、TFTからなる光電変換素子を表示
の画素領域内に形成することにより、表示パネルの受光範囲を広くし、且つ、製造工程数
の増加を回避する。また、本発明を折畳式のノート型パーソナルコンピュータに適用させ
たときは、ヒンジの傾きに伴う視線検出の調整を容易に行うようにする。
The present invention has been made in view of the above-described problems. By forming a photoelectric conversion element made of TFT in a display pixel region, the light receiving range of the display panel is widened, and the number of manufacturing steps is increased. To avoid. In addition, when the present invention is applied to a foldable notebook personal computer, adjustment of line-of-sight detection accompanying the inclination of the hinge is easily performed.
上記課題を解決するために、本発明の表示パネルは、輝度制御が行われる複数のサブ画
素を有し、
前記サブ画素には、印加された電圧に応じて輝度を変更する第1TFTと、外光を受光
する第2TFTと、該第2TFTの受光量に応じた電荷を蓄積する電荷蓄積部と、該電荷
蓄積部に蓄積された電荷量に応じた電圧を出力する第3TFTとが形成されたTFT基板
を備える。
In order to solve the above problems, the display panel of the present invention has a plurality of sub-pixels for which luminance control is performed,
The sub-pixel includes a first TFT that changes luminance according to an applied voltage, a second TFT that receives external light, a charge accumulation unit that accumulates charge according to the amount of light received by the second TFT, and the charge A TFT substrate is provided on which a third TFT that outputs a voltage corresponding to the amount of charge accumulated in the accumulation unit is formed.
このように、サブ画素のTFT基板内にTFTの光検出素子を形成することにより、表
示パネルの広い領域で受光することができるようになる。また、製造工程数の増加を回避
することができる。
In this manner, by forming the TFT photodetecting element in the subpixel TFT substrate, light can be received in a wide area of the display panel. In addition, an increase in the number of manufacturing steps can be avoided.
また、前記第1TFTのソース端子と前記第2TFTのソース端子は同一ソースドライ
バに接続され、前記第1TFTのゲート端子と前記第3TFTのゲート端子は同一ゲート
ドライバに接続される。
The source terminal of the first TFT and the source terminal of the second TFT are connected to the same source driver, and the gate terminal of the first TFT and the gate terminal of the third TFT are connected to the same gate driver.
これにより、受光と同一のサブ画素で眼の受光位置を表示することが容易である。 Thereby, it is easy to display the light receiving position of the eye with the same subpixel as the light receiving.
また、上記課題を解決するために、本発明の表示パネルを有する電子機器は、輝度制御
が行われる複数のサブ画素を有した表示パネルを有する電子機器であって、
前記サブ画素は、印加された電圧に応じて輝度を変更する第1TFTと、外光を受光す
る第2TFTと、該第2TFTの受光量に応じた電荷を蓄積する電荷蓄積部と、該電荷蓄
積部に蓄積された電荷量に応じた電圧を出力する第3TFTとが形成されたTFT基板を
備え、
使用者の眼に向けて光を照射する発光手段と、前記第3TFTの出力電圧に基づいて視
線を算出する視線検出手段と、前記表示パネルが受光した眼の反射光の位置を前記表示パ
ネルに表示させる制御手段を備える。
In order to solve the above problems, an electronic device having a display panel of the present invention is an electronic device having a display panel having a plurality of sub-pixels for which brightness control is performed,
The sub-pixel includes a first TFT that changes luminance according to an applied voltage, a second TFT that receives external light, a charge storage unit that stores charges according to the amount of light received by the second TFT, and the charge storage A TFT substrate formed with a third TFT that outputs a voltage corresponding to the amount of charge accumulated in the part,
Light emitting means for irradiating light toward the user's eyes, line of sight detecting means for calculating the line of sight based on the output voltage of the third TFT, and the position of the reflected light of the eye received by the display panel on the display panel Control means for displaying is provided.
これにより、上述の表示パネルを視線検出に適用することができる。また、眼の反射光
の受光位置を前記表示パネルに表示させるので、視線検出の調整を容易に行うことができ
る。
Thereby, the above-mentioned display panel can be applied to gaze detection. Further, since the light receiving position of the reflected light of the eye is displayed on the display panel, the gaze detection can be easily adjusted.
また、前記制御手段は前記第3TFTの出力電圧に基づいた印加電圧を同一サブ画素内
の前記第1TFTに出力する。
The control means outputs an applied voltage based on the output voltage of the third TFT to the first TFT in the same sub-pixel.
これにより、容易に、且つ正確に眼の反射光の受光位置を前記表示パネルに表示させる
ことができる。
Thereby, the light receiving position of the reflected light of the eye can be displayed on the display panel easily and accurately.
また、前記発光手段の照射位置を可変する調整手段を備える。これにより、容易に眼の
反射光の受光位置を調整することができる。
In addition, adjustment means for changing the irradiation position of the light emitting means is provided. Thereby, the light receiving position of the reflected light of the eye can be easily adjusted.
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための表示パネル及びこれを有する電子機器を例示す
るものであって、本発明をこれらに特定することを意図するものではなく、特許請求の範
囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a display panel and an electronic apparatus having the display panel for embodying the technical idea of the present invention, and is not intended to specify the present invention. Other embodiments within the scope of the claims are equally applicable.
本実施形態の電子機器をノート型パーソナルコンピュータに適用して説明する。図1は
ノート型パーソナルコンピュータの要部を示す正面図である。図2は図1の側面図である
。
The electronic device of this embodiment will be described by applying it to a notebook personal computer. FIG. 1 is a front view showing the main part of a notebook personal computer. FIG. 2 is a side view of FIG.
図1、図2に示す如く、ノート型パーソナルコンピュータ1は第1筐体10と第2筐体
20からなり、第1筐体10と第2筐体20は左右一対のヒンジ30L、30Rで開閉可
能に軸支される折畳式である。この開閉角度は0度〜180度の範囲で使用者が所望する
角度に保持できるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the notebook
第1筐体10は液晶パネル11と発光手段12と調整手段13を備えている。発光手段
12は750nm程度の赤外線を発光する左右一対の赤外発光ダイオード121L、12
1Rと左右一対のレンズ122L、122Rを備えている。赤外発光ダイオード121L
、121Rとレンズ122L、122Rは立体的な位置を検出するために2組ある。
The
1R and a pair of left and
, 121R and
点光源である赤外発光ダイオード121L、121Rからの赤外線はレンズ122L、
122Rによって平行線になる。調整手段13は発光手段12から照射される赤外線の向
きを調整するものであり、第1筐体に摺動可能に保持される第1アーム131と、第1ア
ーム131に回動可能に軸支され発光手段12が固着される第2アーム132を有する。
第1アーム131の摺動は、第1アーム131に設けられた上下に延在する長円のスリッ
131aと該スリッ131aに嵌入する2つの軸133U、133Dによって行われる。
この摺動により、使用者の眼8の高さを調整して、眼8の反射光を表示パネルで受光でき
るようにする。第2アーム132の回動は軸134によって行われる。この回動により、
発光手段12からの赤外線の向きを使用者の眼8の方向に向ける。
The infrared rays from the infrared
122R becomes parallel lines. The adjusting means 13 adjusts the direction of the infrared rays emitted from the light emitting means 12, and is supported by the first arm 131 so as to be slidable by the first housing and pivotally supported by the first arm 131. And a
Sliding of the first arm 131 is performed by an
By this sliding, the height of the user's
The direction of the infrared rays from the light emitting means 12 is directed toward the user's
このように、発光手段の照射位置を可変する調整手段を備えているために、容易に眼の
反射光の受光位置を調整することができる。
As described above, since the adjusting means for changing the irradiation position of the light emitting means is provided, the light receiving position of the reflected light of the eye can be easily adjusted.
図3は液晶パネル11の画素構成を示す図である。液晶パネル11はカラーのWUXG
Aであり、ゲートライン方向(横方向)に1920画素、ソースライン方向(縦方向)に
1200画素ある。夫々の1画素はRGBの3つのサブ画素からなる。
FIG. 3 is a diagram showing a pixel configuration of the
A, which has 1920 pixels in the gate line direction (horizontal direction) and 1200 pixels in the source line direction (vertical direction). Each pixel is composed of three RGB sub-pixels.
液晶パネル11は縦電界方式である。図4はサブ画素の要部を示す等価回路であり、図
5はサブ画素のパターンを示す平面図であり、図6は図5のA−A’断面図であり、図7
は外光の入射部を示す図である。
The
FIG. 4 is a diagram illustrating an incident portion of external light.
図4において、各サブ画素は液晶の配向を変化させることにより輝度を変化させる液晶
配向部111に加えて、光を検出して光量(輝度)を出力する光検出部112を備える。
液晶配向部111は第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1と第1蓄電容量C1から
なる。第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1のソース端子S1はソースドライバD
RV1に接続され、ゲート端子G1はゲートドライバDRV2に接続される。第1蓄電容
量C1は第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1のドレイン端子D1が接続される第
1ドレイン電極(図6の58)と、コモン線に接続されるコモン電極(図6の58)と、
その間に形成される第1絶縁層(図6の60)からなる。
In FIG. 4, each sub-pixel includes a
The liquid
Connected to RV1, the gate terminal G1 is connected to the gate driver DRV2. The first storage capacitor C1 includes a first drain electrode (58 in FIG. 6) to which the drain terminal D1 of the first switching thin film transistor TFT1 is connected, a common electrode (58 in FIG. 6) connected to the common line,
It consists of the 1st insulating layer (60 of FIG. 6) formed in the meantime.
光検出部112は第2スイッチング薄膜トランジスタTFT2、第2蓄電容量C2と第
3スイッチング薄膜トランジスタTFT3からなる。第2スイッチング薄膜トランジスタ
TFT2のソース端子S2はソースドライバDRV1に接続され、ゲート端子G2は光ゲ
ートドライバDRV3に接続される。第2蓄電容量C2は第2スイッチング薄膜トランジ
スタTFT2のドレイン端子D2が接続される第2ドレイン電極(図6の61)と、光ゲ
ートドライバDRV3に接続される光ゲート電極(図6の62)と、その間に形成される
第1絶縁層(図6の60)からなる。第3スイッチング薄膜トランジスタTFT3のソー
スS3は光ゲート電極(図6の62)に接続され、ゲートG3はゲートドライバDRV2
に接続され、ドメイン端子D3は図8の視線検出手段14に接続される。
The
And the domain terminal D3 is connected to the line-of-sight detection means 14 of FIG.
図5において、ゲート線51が横方向に延在し、ソース線52が縦方向に延在する。ま
た、コモン線53と光ゲート線54が横方向に延在し、光量出力線55が縦方向に延在す
る。本実施例では、光ゲート線54とソース線52で分割される矩形の領域がサブ画素の
領域である。各サブ画素の領域には第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1、第2ス
イッチング薄膜トランジスタTFT2と第3スイッチング薄膜トランジスタTFT3が配
設される。ゲート線51に第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1のゲート端子G1
と、第3スイッチング薄膜トランジスタTFT3のゲート端子G3が接続される。光ゲー
ト線54に第2スイッチング薄膜トランジスタTFT2のゲート端子G2が接続される。
ソース線52に第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1のソース端子S1と、第2ス
イッチング薄膜トランジスタTFT2のソース端子S2が接続される。光量出力線55に
第3スイッチング薄膜トランジスタTFT3のドレイン端子D3が接続される。
In FIG. 5, the
Are connected to the gate terminal G3 of the third switching thin film transistor TFT3. The gate terminal G2 of the second switching thin film transistor TFT2 is connected to the
A source terminal S1 of the first switching thin film transistor TFT1 and a source terminal S2 of the second switching thin film transistor TFT2 are connected to the
第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1のドレイン端子D1はコンタクトホール5
6を介して画素電極57と接続される。また、第1スイッチング薄膜トランジスタTFT
1のドレイン端子D1が延在して広い面積を有する第1ドレイン電極58を形成する。コ
モン線53が延在して第1ドレイン電極58に対向する位置にコモン電極59を形成する
。図6に示す如く、第1ドレイン電極58とコモン電極59の間に第1絶縁層60が形成
され、この3層で第1蓄電容量C1となる。また、第2スイッチング薄膜トランジスタT
FT2のドレイン端子D2が延在して広い面積を有する第2ドレイン電極61を形成する
。光ゲート線54が延在して第2ドレイン電極61に対向する位置に光ゲート電極62を
形成する。図6に示す如く、第2ドレイン電極61と光ゲート電極62の間に第1絶縁層
60が形成され、この3層で第2蓄電容量C2となる。
The drain terminal D1 of the first switching thin film transistor TFT1 is a
6 to the
One drain terminal D1 extends to form a
A drain terminal D2 of FT2 extends to form a
図6において、液晶パネル11の背面側(図6の下側)のTFTガラス板63にゲート
線51、コモン線53と光ゲート線54が形成される。ゲート線51には第1スイッチン
グ薄膜トランジスタTFT1のゲート端子G1、第3スイッチング薄膜トランジスタTF
T3のゲート端子G3が接続される。コモン線53にはコモン電極59が形成される。光
ゲート線54には第2スイッチング薄膜トランジスタTFT2のゲート端子G2と光ゲー
ト電極62が形成される。
In FIG. 6, a
The gate terminal G3 of T3 is connected. A
そして、ゲート線51、コモン線53と光ゲート線54を覆うように第1絶縁層60が
形成される。第1絶縁層60上にソース線52と光量出力線55が形成される。ソース線
52には第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1のソース端子S1と、第2スイッチ
ング薄膜トランジスタTFT2のソース端子S2が接続される。光量出力線55には第3
スイッチング薄膜トランジスタTFT3のドレイン端子D3が接続される。また、第1絶
縁層60上には、3つのゲート端子G1,G2,G3に対向して夫々の半導体層H1,H
2,H3が形成される。半導体層H1,H2,H3は、例えば非晶質シリコンからなる。
半導体層H1,H2,H3を介して夫々ソース端子S1,S2,S3とドレイン端子D1
,D2,D3が接続される。第2スイッチング薄膜トランジスタTFT2のドレイン端子
D2には第2ドレイン電極61が接続される。そして、ソース線52、光量出力線55、
ゲート端子G1,G2,G3、ソース端子S1,S2,S3とドレイン端子D1,D2,
D3を覆うように第2絶縁層64が形成される。第2絶縁層64上に、図5に示す如く、
画素電極57が形成される。この画素電極57と第1スイッチング薄膜トランジスタTF
T1のソース端子S1を電気的に接続するためのコンタクトホール56が形成される。
Then, the first insulating
The drain terminal D3 of the switching thin film transistor TFT3 is connected. Further, on the first insulating
2, H3 are formed. The semiconductor layers H1, H2, and H3 are made of, for example, amorphous silicon.
Source terminals S1, S2, S3 and drain terminal D1 through semiconductor layers H1, H2, H3, respectively.
, D2 and D3 are connected. A
Gate terminals G1, G2, G3, source terminals S1, S2, S3 and drain terminals D1, D2,
A second insulating layer 64 is formed so as to cover D3. On the second insulating layer 64, as shown in FIG.
A
A
液晶パネル11の表面側(図6の上側)のCF(カラーフィルタ)ガラス板65のTF
Tガラス板63側に遮光のブラックマトリクス66が形成される。図7に示す如く、この
ブラックマトリクス66には画素電極57と対向する位置に表示用開口66a(表示部)
と、第2スイッチング薄膜トランジスタTFT2の半導体層H2と対向する位置に外光用
開口66b(外光の入射部)が設けられる。ブラックマトリクス66のTFTガラス板6
3側にカラーフィルタ67が形成され、カラーフィルタ67のTFTガラス板63側に対
向電極68が形成される。そして、画素電極57と対向電極68の間に液晶素子69が配
設される。
TF of CF (color filter)
A light blocking black matrix 66 is formed on the
In addition, an opening for
A color filter 67 is formed on the third side, and a counter electrode 68 is formed on the
TFTガラス板63の背面側に第1偏光板70が、CFガラス板65の表面側に第2偏
光板71が配設される。そして、第1偏光板70の背面側にバックライト72が配設され
、表面に向かって光を照射する。
A first
上述の表示パネル11の構成により、第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1は、
ゲートドライバDRV2からのゲート駆動信号の印加とソースドライバDRV1からのソ
ース駆動信号の印加を受けて、画素電極57に印加される電圧を変更することにより、画
素電極57と対向電極68間の液晶素子69の配向を変化させる。これにより、バックラ
イト72からの照射される光がブラックマトリクス66の表示用開口66aから出射する
光量(輝度)が変化する。
Due to the configuration of the
A liquid crystal element between the
第2スイッチング薄膜トランジスタTFT2において、光ゲートドライバDRV3から
のゲート駆動信号の印加に応じ、外光用開口66bからの外光が半導体層H2に入射され
ると、ソース端子S2とドレイン端子D2が導通し、光量(輝度)に応じた電流が流れて
第2蓄電容量C2に電荷が蓄積され、蓄積された電荷量に該当する電圧を生成する。
In the second switching thin film transistor TFT2, when external light from the external
第3スイッチング薄膜トランジスタTFT3は、ゲートドライバDRV2からのゲート
駆動信号の印加を受けて、第2蓄電容量C2の電圧を図8の視線検出手段14に出力する
。
The third switching thin film transistor TFT3 receives the application of the gate drive signal from the gate driver DRV2, and outputs the voltage of the second storage capacitor C2 to the line-of-sight detection means 14 in FIG.
図8はノート型パーソナルコンピュータ1の要部を示すブロック図であり、図9は眼の
正面図であり、図10は眼の断面図である。図8において、発光手段12から照射された
赤外線は眼で反射される。その反射光を液晶パネル11の光検出部112(TFT2,C
2,TFT3)で検出し、反射光の光量に応じた電圧が視線検出手段14に入力される。
視線検出手段14は光検出部112からの受信信号に基づいて視線を算出し、制御手段1
5に出力する。制御手段15は受光位置表示キーの操作により設定された受光位置表示O
Nモードであるとき、ドライバ113を制御して液晶パネル11に眼8の受光位置を表示
させる。この表示は第3スイッチング薄膜トランジスタTFT3の出力電圧に基づいた印
加電圧を同一サブ画素内の第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1に出力させる。こ
れにより、図1に示す如く、眼の画像を表示する。ドライバ113は前述のソースドライ
バDRV1、ゲートドライバDRV2と光ゲートドライバDRV3からなる。また、図1
に示す如く、制御手段15はドライバ17を制御して液晶パネルの視線位置にアイコン(
アイポインタ)を表示させる。
FIG. 8 is a block diagram showing the main part of the notebook
2, the voltage detected by the TFT 3) and corresponding to the amount of reflected light is input to the line-of-sight detection means 14.
The line-of-sight detection means 14 calculates the line of sight based on the received signal from the
5 is output. The control means 15 displays the light receiving position display O set by operating the light receiving position display key.
When in the N mode, the
As shown in FIG. 2, the control means 15 controls the driver 17 to display an icon (
(Eye pointer) is displayed.
視線検出手段14の視線の検出方法について説明する。視線検出手段14は特許文献2
に記載される方法で視線方向を算出する。光検出部111からの信号により瞳孔の輪郭を
検出してその中心を算出する。瞳孔の検出では、瞳孔は虹彩や強膜などと比較して暗いの
で画像のセグメント化を行い、周囲よりも暗い楕円領域を瞳孔と定める。次に、角膜表面
における反射像であるプルキニエ像(図9参照)を検出する。プルキニエ像の検出では、
瞳孔近辺に位置する輝点をプルキニエ像と定め、左右2つの赤外線による画像から3次元
のプルキニエ像の位置を求める。予め記憶していた角膜曲率半径を使用して、プルキニエ
像の位置から角膜曲率中心を算出する。そして、瞳孔の中心と角膜曲率中心とを通る方向
ベクトルを求めてこれを視線とする。
The line of sight detection method of the line of sight detection means 14 will be described. The line-of-sight detection means 14 is disclosed in
The line-of-sight direction is calculated by the method described in (1). The contour of the pupil is detected from the signal from the
A bright spot located in the vicinity of the pupil is defined as a Purkinje image, and the position of the three-dimensional Purkinje image is obtained from images of two left and right infrared rays. The corneal curvature center is calculated from the position of the Purkinje image using the previously stored corneal curvature radius. Then, a direction vector passing through the center of the pupil and the center of the corneal curvature is obtained and used as the line of sight.
図11は図8の制御手段15の動作を示すフローチャートである。制御手段15はEE
PROM(図示せず)に書き込まれたプログラムに基づいて表示の制御を行う。また、内
部のレジスタに変数mを記憶する。m=0は受光の表示位置を表示しないモードを示し、
m=1は受光の表示位置を表示するモードを示す。mの初期値は0である(ステップS1
)。受光位置表示キー16が押下されると(ステップS2のYes)、変数mが0であれ
ば(ステップS3のYes)、変数mを1に変更して(ステップS4)、ドライバ17を
制御することにより受光位置を液晶パネル11に表示させる(ステップS5)。変数mが
1であれば(ステップS3のNo)、変数mを0に変更して(ステップS6)、ドライバ
17を制御することにより受光位置を液晶パネル11に表示させない(ステップS7)。
即ち、受光位置表示キー16により受光の表示位置の表示をON/OFF切り替える。受
光位置の表示は、外光検出のTFT基板の出力電圧に基づいた印加電圧を同一サブ画素内
の第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1に出力する。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the control means 15 of FIG. The control means 15 is EE
Display control is performed based on a program written in a PROM (not shown). The variable m is stored in an internal register. m = 0 indicates a mode in which the display position of received light is not displayed,
m = 1 indicates a mode for displaying the display position of received light. The initial value of m is 0 (step S1
). When the light receiving position display key 16 is pressed (Yes in Step S2), if the variable m is 0 (Yes in Step S3), the variable m is changed to 1 (Step S4) and the driver 17 is controlled. Thus, the light receiving position is displayed on the liquid crystal panel 11 (step S5). If the variable m is 1 (No in step S3), the variable m is changed to 0 (step S6), and the light receiving position is not displayed on the
That is, the display of the light reception display position is switched ON / OFF by the light reception position display key 16. The light receiving position is displayed by applying an applied voltage based on the output voltage of the TFT substrate for detecting external light to the first switching thin film transistor TFT1 in the same subpixel.
特許文献4の液晶パネルは光検出素子を備えているが、表示領域外に光検出素子を形成
しているので、受光領域が狭い。これに対して、本発明の液晶パネルは、サブ画素内にT
FTの光検出素子を形成することにより、表示パネルの広い領域で受光することができる
ようになる。また、光検出素子は液晶素子の配向を変化させるTFTと同じ材料のTFT
であるので、製造工程数の増加を回避することができる。
The liquid crystal panel of Patent Document 4 includes a light detection element. However, since the light detection element is formed outside the display area, the light receiving area is narrow. In contrast, the liquid crystal panel of the present invention has T in the sub-pixel.
By forming an FT photodetecting element, light can be received in a wide area of the display panel. The light detection element is a TFT made of the same material as the TFT that changes the orientation of the liquid crystal element.
Therefore, an increase in the number of manufacturing steps can be avoided.
また、眼の受光位置を表示するために、ノート型パーソナルコンピュータ1の開き角度
による眼の受光不良を防止することができる。また、図4に示す如く、光感知用の第2ス
イッチング薄膜トランジスタTFT2のソース端子S2は液晶配向用の第1スイッチング
薄膜トランジスタTFT1のソース端子S1と同じソースドライバDRV1に接続され、
光量出力用の第3スイッチング薄膜トランジスタTFT3のゲート端子G3は液晶配向用
の第1スイッチング薄膜トランジスタTFT1のゲート端子G1と同じゲートドライバD
RV2に接続されているので、受光と同一のサブ画素で眼の受光位置を表示することが容
易である。
Further, in order to display the light receiving position of the eye, it is possible to prevent the light reception failure of the eye due to the opening angle of the notebook
The gate terminal G3 of the third switching thin film transistor TFT3 for light output is the same gate driver D as the gate terminal G1 of the first switching thin film transistor TFT1 for liquid crystal alignment.
Since it is connected to RV2, it is easy to display the light receiving position of the eye with the same subpixel as the light receiving.
尚、本発明の視線の検出方法は、上述の如く、視線方向を瞳孔と角膜曲率中心とを結ぶ
ベクトルと仮定して瞳孔の中心とプルキニエ像の位置から視線方向を検出する方法に限定
するものではなく、例えば、特許文献1のような、角膜と強膜を検出する黒目強膜反射法
でもよい。
As described above, the gaze detection method of the present invention is limited to a method of detecting the gaze direction from the center of the pupil and the position of the Purkinje image, assuming that the gaze direction is a vector connecting the pupil and the corneal curvature center. Instead, for example, the black eye sclera reflection method for detecting the cornea and sclera as in
また、上述の実施例は縦電界方式の液晶パネルであったが、横電界方式の液晶パネルに
適用することができ、さらに、有機EL(エレクトロルミネッセンス)パネルにも適用す
ることができる。
Moreover, although the above-mentioned Example was a vertical electric field type liquid crystal panel, it can be applied to a horizontal electric field type liquid crystal panel, and can also be applied to an organic EL (electroluminescence) panel.
1 ノート型パーソナルコンピュータ
10 第1筐体
11 液晶パネル
111 光検出部
112 液晶配向部
113 ドライバ
12 発光手段
121L、121R 赤外発光ダイオード
122L、122R レンズ
13 調整手段
131 第1アーム
132 第2アーム
14 視線検出手段
15 制御手段
16 受光位置表示キー
20 第2筐体
30L、30R ヒンジ
51 ゲート線
52 ソース線
53 コモン線
54 光ゲート線
55 光量出力線
56 コンタクトホール
57 画素電極
58 第1ドレイン電極
59 コモン電極
60 第1絶縁層
61 第2ドレイン電極
62 光ゲート電極
63 TFTガラス板
64 第2絶縁層
65 CFガラス板
66 ブラックマトリクス
67 カラーフィルタ
68 対向電極
69 液晶素子
70 第1偏光板
71 第2偏光板
72 バックライト
C1,C2 第1蓄電容量
DRV1 ソースドライバ
DRV2 ゲートドライバ
DRV3 光ゲートドライバ
D1,D2,D3 ドレイン端子
G1,G2,G3 ゲート端子
S1,S2,S3 ソース端子
TFT1,TFT2,TFT3 スイッチング薄膜トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記サブ画素には、印加された電圧に応じて輝度を変更する第1TFTと、外光を受光
する第2TFTと、該第2TFTの受光量に応じた電荷を蓄積する電荷蓄積部と、該電荷
蓄積部に蓄積された電荷量に応じた電圧を出力する第3TFTとが形成されたTFT基板
を備えたことを特徴とする表示パネル。 Having a plurality of sub-pixels for brightness control;
The sub-pixel includes a first TFT that changes luminance according to an applied voltage, a second TFT that receives external light, a charge accumulation unit that accumulates charge according to the amount of light received by the second TFT, and the charge A display panel comprising: a TFT substrate on which a third TFT that outputs a voltage corresponding to the amount of electric charge accumulated in an accumulation unit is formed.
続され、前記第1TFTのゲート端子と前記第3TFTのゲート端子は同一ゲートドライ
バに接続されることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。 2. The source terminal of the first TFT and the source terminal of the second TFT are connected to the same source driver, and the gate terminal of the first TFT and the gate terminal of the third TFT are connected to the same gate driver. The display panel described in 1.
前記サブ画素は、印加された電圧に応じて輝度を変更する第1TFTと、外光を受光す
る第2TFTと、該第2TFTの受光量に応じた電荷を蓄積する電荷蓄積部と、該電荷蓄
積部に蓄積された電荷量に応じた電圧を出力する第3TFTとが形成されたTFT基板を
備え、
使用者の眼に向けて光を照射する発光手段と、前記第3TFTの出力電圧に基づいて視
線を算出する視線検出手段と、前記表示パネルが受光した眼の反射光の位置を前記表示パ
ネルに表示させる制御手段を備えたことを特徴とする表示パネルを有する電子機器。 An electronic device having a display panel having a plurality of sub-pixels for which brightness control is performed,
The sub-pixel includes a first TFT that changes luminance according to an applied voltage, a second TFT that receives external light, a charge storage unit that stores charges according to the amount of light received by the second TFT, and the charge storage A TFT substrate formed with a third TFT that outputs a voltage corresponding to the amount of charge accumulated in the part,
Light emitting means for irradiating light toward the user's eyes, line of sight detecting means for calculating the line of sight based on the output voltage of the third TFT, and the position of the reflected light of the eye received by the display panel on the display panel An electronic apparatus having a display panel, comprising control means for displaying.
第1TFTに出力することを特徴とする請求項3に記載の表示パネルを有する電子機器。 4. The electronic apparatus having a display panel according to claim 3, wherein the control means outputs an applied voltage based on an output voltage of the third TFT to the first TFT in the same sub-pixel.
可能に軸支するヒンジを有することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の表示パ
ネルを有する電子機器。 5. A first housing having the display panel, a second housing, and a hinge that pivotally supports the first housing and the second housing so as to be openable and closable. An electronic device having the display panel described in 1.
の表示パネルを有する電子機器。 6. The electronic apparatus having a display panel according to claim 5, further comprising an adjusting unit that varies an irradiation position of the light emitting unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008068939A JP2009223102A (en) | 2008-03-18 | 2008-03-18 | Display panel and electronic apparatus including the same |
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Publications (1)
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2008
- 2008-03-18 JP JP2008068939A patent/JP2009223102A/en active Pending
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