JP2010019915A - Display device, driving method therefor, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示領域に光センサ素子を備えた表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器に関するものである。 The present invention relates to a display device including an optical sensor element in a display region, a driving method thereof, and an electronic device.
近年、光センサ素子を表示素子領域中に備えた平面表示装置の開発が進んでいる(たとえば、特許文献1〜5参照)。
In recent years, development of a flat display device having a photosensor element in a display element region has progressed (see, for example,
これらの表示装置は、マトリクス状に各画素が配置され、画素毎に表示素子と光電変換素子として機能する薄膜トランジスタ(以下「TFT」と略す)を備え、画像表示を行う一方で、光電変換素子への入射光を利用して情報入力を行い得るように構成されている。 These display devices are arranged in a matrix and each pixel is provided with a display element and a thin film transistor (hereinafter abbreviated as “TFT”) functioning as a photoelectric conversion element for each pixel, and while displaying an image, to the photoelectric conversion element The information can be input using the incident light.
画像表示において、表示素子が液晶表示素子の場合は、光が液晶表示素子を透過することを利用するため、光源となるバックライトまたはフロントライトを備えている。 In the image display, when the display element is a liquid crystal display element, a backlight or a front light serving as a light source is provided in order to utilize the fact that light is transmitted through the liquid crystal display element.
このように構成された表示装置によれば、同一画面領域にて画像表示と情報入力とを行うことが可能となるため、タッチパネル等に代わる情報入出力デバイスとして活用されることが期待される。 According to the display device configured as described above, it is possible to perform image display and information input in the same screen area, and therefore, it is expected to be used as an information input / output device in place of a touch panel or the like.
たとえば、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラなどの表示部は液晶表示装置とタッチパネルを組み合わせたものがある。
これらの装置では、液晶表示装置上に表示している画像をユーザーが見て判断し操作するわけであるが、表示装置の直上にタッチパネルがあるため、タッチパネルを介することで表示画像を直接操作することが可能である。
For example, a display unit of a mobile phone, a digital camera, a video camera, or the like includes a combination of a liquid crystal display device and a touch panel.
In these devices, the user is viewing and judging the image displayed on the liquid crystal display device, but since there is a touch panel directly above the display device, the display image is directly operated via the touch panel. It is possible.
しかし、表示装置の画像はタッチパネルを通して見ることになるため、解像度の低下や輝度の低下など画質低下の要素となる。
また、特に、小型の携帯装置においては、厚みや重さが携帯性の重要な要素の一つである。
そのため、上述した構成の表示装置を用いることで、表示画像を直接操作することが可能な上、画質を損なわず、軽量化、薄型化が可能となる。
However, since the image on the display device is viewed through the touch panel, it becomes an element of image quality deterioration such as a reduction in resolution and a reduction in luminance.
In particular, in a small portable device, thickness and weight are important factors of portability.
Therefore, by using the display device having the above-described configuration, it is possible to directly manipulate a display image, and it is possible to reduce the weight and thickness without impairing the image quality.
ところで、上述した構成の表示装置については、たとえば図1(A),(B)に示すように、ユーザーが画像表示画面上の所望位置近傍に指をかざすと、その指による反射光をその所望位置に対応して配された光電変換素子で検出する。
このような構成を採用することにより、ユーザーが所望する情報の入力を行い得るようにするといった利用形態が考えられる。
ただし、その場合には、情報入力の精度や感度等を優れたものとするために、光電変換素子での反射光の検出結果が外光の大小による影響を受けないようにすることが必要である。
By adopting such a configuration, a usage form in which the user can input desired information can be considered.
However, in that case, in order to improve the accuracy and sensitivity of information input, it is necessary to prevent the detection result of the reflected light from the photoelectric conversion element from being affected by the magnitude of external light. is there.
特許文献1〜6の例のように、輝度分布から画像処理により座標情報を得る場合、前述のように外光が影響する誤判断が考えられる。
たとえば、外光への対策を講じた特許文献6では、バックライトオン時とオフ時の反射光の輝度差から、外光を取り除いた輝度情報を得ている。
As in the examples of
For example, in
しかし、この構成では、黒表示時では十分な検出が不可能である。
また、輝度分布から座標情報を取得する場合、高度な画像処理が必要となる。
However, with this configuration, sufficient detection is impossible during black display.
Moreover, when acquiring coordinate information from a luminance distribution, advanced image processing is required.
一方で、自らの発光を探す手段として変調をかけることがよく知られている。
液晶表示素子の場合はバックライトを、自発光素子(有機ELなど)の場合は自発光素子そのものを、変調動作させることも可能だが、画質への影響を懸念する場合がある。
また、自然光に対しては有効だが、インバータータイプの照明下では検出が困難となることが想定される。
さらに、バックライトもしくは自発光素子を変調動作させるためには、表示画像が1フレーム毎に更新されるのに対し、1フレームの更新より速く変化させる必要がある。
On the other hand, it is well known that modulation is applied as a means of searching for its own light emission.
In the case of a liquid crystal display element, it is possible to perform a modulation operation on the backlight, and in the case of a self-light-emitting element (organic EL or the like), the self-light-emitting element itself can be modulated, but there is a possibility that the image quality may be affected.
In addition, it is effective against natural light, but it is assumed that detection is difficult under inverter type illumination.
Further, in order to perform the modulation operation of the backlight or the self-light emitting element, the display image is updated every frame, but it is necessary to change the display image faster than the update of one frame.
本発明は、外光の影響による誤判断を防止でき、高度な画像処理を行うことなく、画質への影響を抑止しつつ、表示画面へ物体が近接または接触したことを的確に検出することが可能な表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器を提供することにある。 The present invention can prevent misjudgment due to the influence of external light, accurately detect that an object is close to or touches the display screen while suppressing the influence on image quality without performing advanced image processing. An object is to provide a display device capable of driving the same, a driving method thereof, and an electronic apparatus.
本発明の第1の観点の表示装置は、座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部と、上記表示素子を制御する第1の制御部と、複数の上記光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部と、上記光検出素子で上記発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部と、を有し、上記第1の制御部は、上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる。 A display device according to a first aspect of the present invention includes a display unit including a light emitting element in which a light emission period for coordinate acquisition is formed, a display unit including a plurality of light detection elements, and a first control for controlling the display element. A second control unit that selectively controls driving of the plurality of light detection elements, and a detection signal obtained by detecting the light emitted from the light emitting element by the light detection element to process coordinate information. A signal processing unit for obtaining the light-emitting element, and the first control unit causes the light-emitting element of the display element to emit light in an image display period and a coordinate information light-emitting period.
好適には、上記信号処理部、第1および第2の制御部に基本となる周波数を提供するクロック生成部と、を有し、上記第1の制御部は、上記発光素子を、上記座標情報発光期間中は、信号発光期間と停止期間を含めて発光させ、信号発光期間においては座標情報としての信号に基本周波数を重畳して発光させる。 Preferably, the signal processing unit, and a clock generation unit that provides a basic frequency to the first and second control units, the first control unit includes the light emitting element and the coordinate information. During the light emission period, light is emitted including a signal light emission period and a stop period, and during the signal light emission period, light is emitted by superimposing a fundamental frequency on a signal as coordinate information.
好適には、上記座標情報取得のための発光期間が形成された表示素子の発光素子の輝度を制御する第3の制御部を有し、上記第3の制御部は、上記座標情報発光期間において、上記表示素子の発光素子の輝度を光検出素子にて検出できる発光輝度に制御する。 Preferably, it has a third control unit for controlling the luminance of the light emitting element of the display element in which the light emission period for obtaining the coordinate information is formed, and the third control unit The luminance of the light emitting element of the display element is controlled to the light emitting luminance that can be detected by the light detecting element.
好適には、上記表示素子は、上記座標情報発光期間において、座標情報としての信号と基本周波数を重畳する重畳素子を含む。 Preferably, the display element includes a superimposing element that superimposes a signal as coordinate information and a fundamental frequency in the coordinate information light emitting period.
好適には、上記基本周波数は、インバータータイプの照明器具が発生する周波数を避けた周波数である。 Preferably, the fundamental frequency is a frequency that avoids a frequency generated by an inverter-type lighting fixture.
好適には、上記座標情報は、フルビットが0とフルビットが1の情報を除く情報として形成される。 Preferably, the coordinate information is formed as information excluding information in which the full bit is 0 and the full bit is 1.
好適には、上記第2の制御部は、上記発光部の発光素子から発光される信号に含まれる座標情報に同期して光検出素子を選択する。 Preferably, the second control unit selects the light detection element in synchronization with coordinate information included in a signal emitted from the light emitting element of the light emitting unit.
好適には、上記信号処理部は、検出信号から基本周波数を抽出する処理と、基本周波数を除去して座標情報を取得する処理と、を行う。 Preferably, the signal processing unit performs a process of extracting a fundamental frequency from the detection signal and a process of removing the fundamental frequency and acquiring coordinate information.
好適には、上記第2の制御部は、上記各光検出素子を選択する際、上記光検出素子同士の信号が重畳しないようにギャップ期間を設けて選択動作する。 Preferably, the second control unit performs a selection operation by providing a gap period so that signals of the light detection elements do not overlap each other when the light detection elements are selected.
好適には、上記第2の制御部は、上記基本周波数の一周期とキャップ期間を合計した周期の倍以上の周期で座標情報を生成する。 Preferably, the second control unit generates coordinate information at a cycle that is at least twice as long as a sum of one cycle of the fundamental frequency and the cap period.
好適には、上記光検出素子は表示部のブラックマトリックス部に配置され、上記座標情報は、上記ブラックマトリックスからの反射光の検出時にブラックマトリックスからの反射光であることが分かる情報として形成される。 Preferably, the light detection element is arranged in a black matrix portion of the display portion, and the coordinate information is formed as information that indicates that the reflected light from the black matrix is detected when the reflected light from the black matrix is detected. .
好適には、座標情報取得のための上記発光部は、投光型ライトを含み、上記発光部の発光素子を制御する上記第1の制御部は発光素子を基本周波数で発光させ、複数の光検出素子の駆動を選択的に制御する上記第2の制御部は、上記発光素子から発光される信号に含まれる座標情報に同期すると共に、信号検出期間と停止期間を含めて上記光検出素子の駆動を選択し、座標情報である信号と同期して動作する。 Preferably, the light-emitting unit for obtaining coordinate information includes a light projection type light, and the first control unit that controls the light-emitting element of the light-emitting unit causes the light-emitting element to emit light at a fundamental frequency, and a plurality of lights. The second control unit that selectively controls the driving of the detection element is synchronized with the coordinate information included in the signal emitted from the light emitting element, and includes the signal detection period and the stop period. The driving is selected, and the operation is performed in synchronization with a signal which is coordinate information.
好適には、表示光を上記表示部に照射するバックライトを有し、基本となる周波数を複数用い、基本となる周波数にそれぞれ対応する複数の信号処理部を有し、上記バックライトからの反射光か上記投光型ライトからの透過光かを認識し、それぞれに応じたモードで動作する。 Preferably, the display unit has a backlight that irradiates display light to the display unit, uses a plurality of basic frequencies, has a plurality of signal processing units respectively corresponding to the basic frequencies, and reflects from the backlight. It recognizes whether it is light or transmitted light from the floodlight and operates in a mode corresponding to each.
好適には、座標情報取得動作が不要なとき、座標情報取得のための上記発光部を停止可能な制御機能を含む。 Preferably, a control function capable of stopping the light emitting unit for acquiring coordinate information when coordinate information acquisition operation is unnecessary is included.
本発明の第2の観点の表示装置の駆動方法は、座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部における上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させ、上記座標情報発光期間における上記発光素子の発光光を上記光検出素子で検出し、検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a display device driving method including: a display element including a light emitting element in which a light emission period for coordinate acquisition is formed; and a light emitting element of the display element in a display unit including a plurality of light detection elements. Light is emitted separately in an image display period and a coordinate information light emission period, light emitted from the light emitting element in the coordinate information light emission period is detected by the light detection element, and detection signals obtained by the detection are processed to obtain coordinate information. To do.
本発明の第3の観点の電子機器は、表示装置を有し、上記表示装置は、座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部と、上記表示素子を制御する第1の制御部と、複数の上記光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部と、上記光検出素子で上記発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部と、を有し、上記第1の制御部は、上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる。 An electronic apparatus according to a third aspect of the present invention includes a display device, and the display device includes a display element including a light emitting element in which a light emission period for coordinate acquisition is formed, and a display unit including a plurality of light detection elements. A first control unit for controlling the display element, a second control unit for selectively controlling driving of the plurality of light detection elements, and detecting light emitted from the light emitting elements by the light detection elements. A signal processing unit for processing the obtained detection signal and acquiring coordinate information, and the first control unit divides the light emitting element of the display element into an image display period and a coordinate information light emitting period. To emit light.
本発明によれば、第1の制御部により、発光素子が画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光される。
この座標情報発光期間において、発光素子の発光光が光検出素子で検出される。
そして、信号処理部において、光検出素子で検出して得られた検出信号を処理して座標情報が取得される。
According to the present invention, the first control unit emits light by dividing the light emitting element into the image display period and the coordinate information light emitting period.
In this coordinate information light emission period, the light emitted from the light emitting element is detected by the light detecting element.
Then, in the signal processing unit, the detection signal obtained by detection with the light detection element is processed to obtain coordinate information.
本発明によれば、光の影響による誤判断を防止でき、高度な画像処理を行うことなく、画質への影響を抑止しつつ、表示画面へ物体が近接または接触したことを的確に検出することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent erroneous determination due to the influence of light, and to accurately detect that an object is close to or touches the display screen while suppressing the influence on image quality without performing advanced image processing. Is possible.
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<第1実施形態>
図2は、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本画像表示装置Dは、画像表示部1、信号線駆動部2、走査線駆動部3、X軸光検出画素駆動部4、Y軸光検出画素駆動部5、発光駆動部6、制御部7、信号処理部8、およびクロック生成部10を有する。
The image display device D includes an
画像表示部1には、表示画素120および光検出画素140がマトリクス状に配置されている。
In the
図3および図4は、本実施形態に係る画像表示部1の構成例を示す図である。
図3および図4は、基本的な構成は同様であり、光検出素子の構成素子が異なる。
3 and 4 are diagrams illustrating a configuration example of the
3 and 4 are the same in basic configuration, and the constituent elements of the light detection element are different.
<表示画素120の構成>
表示画素120は、図3および図4に示すように、映像信号サンプリング用トランジスタ121、保持容量122、および自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス(EL:electro-luminescence)素子123を有する。さらに、表示画素120は、有機EL素子123の駆動用トランジスタ127、発光制御用トランジスタ128、および発光輝度セット用トランジスタ131を有する。
表示画素120には、信号線124と走査線125、電源供給線129、発光制御信号線130、発光輝度セット線132が接続されている。
信号線124と電源供給線129、発光輝度セット線132は信号線駆動部2に接続され、走査線125は走査線駆動部3に接続され、発光制御信号線130は発光駆動部6に接続されている。
<Configuration of
As shown in FIGS. 3 and 4, the
A signal line 124, a scanning line 125, a power supply line 129, a light emission control signal line 130, and a light emission luminance set line 132 are connected to the
The signal line 124, the power supply line 129, and the light emission luminance set line 132 are connected to the signal
表示画素120は、縦横に列設される信号線124及び走査線125の各交点もしくは近傍に形成される。
有機EL素子123は、カソードが共通信号線126に接続されており、共通信号線126は、たとえば接地電位GNDに接続されている。
The
The
映像信号サンプリング用トランジスタ121は、たとえばNチャネル型トランジスタにより形成され、ゲートが走査線125に、ソースが信号線124にそれぞれ接続されている。
有機EL素子123の駆動用トランジスタ127は、たとえばPチャネル型トランジスタにより形成され、ゲートがトランジスタ121のドレインに、ソースが電源供給線129にそれぞれ接続されている。
電源供給線129は、たとえば正電源である。
The video
The driving transistor 127 of the
The power supply line 129 is a positive power supply, for example.
発光制御用トランジスタ128は、たとえばNチャネル型トランジスタにより形成され、ドレインがトランジスタ127のドレインに、ゲートが発光制御信号線130に、ソースが有機EL素子123のアノードにそれぞれ接続されている。
保持容量122は、トランジスタ127のゲート−ソース間に接続されている。
The light emission control transistor 128 is formed of, for example, an N-channel transistor, and has a drain connected to the drain of the transistor 127, a gate connected to the light emission control signal line 130, and a source connected to the anode of the
The
発光輝度セット用トランジスタ131は、たとえばNチャンネル型トランジスタにより形成され、ドレインがトランジスタ127のゲートに、ソースが共通信号線126に、ゲートが発光輝度セット線132にそれぞれ接続されている。
The light emission
なお、上記トランジスタは、薄膜トランジスタ(TFT)を想定しているが、特に、TFTに限定する必要はない。 In addition, although the said transistor assumes the thin film transistor (TFT), it is not necessary to specifically limit to TFT.
このような構成を有する表示画素120は、画像を表示する画像表示期間と座標情報を発光する座標情報発光期間を適宜繰り返しながら表示動作をする。
たとえば、1フレーム中、座標情報発光期間を極力短く行い、残りの期間を画像表示期間とし、毎フレーム行う。
ここで、座標情報発光期間の極力短い期間とは、必要な座標情報を送りきれる時間であり、かつ、人の目には認識されない時間である。
The
For example, in one frame, the coordinate information light emission period is shortened as much as possible, and the remaining period is set as an image display period, which is performed every frame.
Here, the period as short as possible of the coordinate information emission period is a time during which necessary coordinate information can be sent and is not recognized by human eyes.
<表示画素120の画像表示期間の動作>
上記構成の表示画素120において、トランジスタ121は、走査線駆動部3から走査線125を通して書込み走査パルスWSがゲートに与えられることで、信号線駆動部2から信号線124を通して供給される映像信号Sigをサンプリングする。
トランジスタ121でサンプリングされた映像信号Sigは、トランジスタ127のゲートに与えられるとともに、保持容量122によって画像表示期間にわたって保持される。
トランジスタ127は、ゲートに与えられる映像信号Sigの信号レベルに応じた駆動電流をトランジスタ128を介して有機EL素子123に供給し、有機EL素子123を映像信号Sigの信号レベルに対応した輝度で発光することで画像表示が行われていく。
<Operation of Image Display Period of
In the
The video signal Sig sampled by the
The transistor 127 supplies a drive current corresponding to the signal level of the video signal Sig given to the gate to the
<表示画素120の座標情報発光期間の動作>
トランジスタ128は、発光制御信号線130を通してゲートに与えられる発光制御信号に応じてオン/オフ動作を行うことにより、有機EL素子123の出力光を変調して、座標情報を発光する。
トランジスタ131は、発光輝度セット線132を通してオンすることにより、トランジスタ127のゲートに与える信号レベルを最大にする。その信号レベルは、保持容量122によって座標情報発行期間にわたって保持される。
<Operation of coordinate information emission period of
The transistor 128 performs an on / off operation according to a light emission control signal applied to the gate through the light emission control signal line 130, thereby modulating the output light of the
The
<画像表示期間と座標情報発光期間の動作>
図5は、表示画素120の発光におけるタイミングチャートである。
<Operation of image display period and coordinate information emission period>
FIG. 5 is a timing chart in light emission of the
図5において、画像表示期間において、制御部7の主制御部14にて生成される画像表示信号線1410がローレベル(L)の期間において、次の処理が行われる。
走査線駆動部3による走査によって順に発生される書込み走査パルスWS(1行目),WS(2行目),……が、対応する行の走査線125(1),125(2),……を通して各行の表示画素120のトランジスタ121のゲートに与えられる。
これにより、トランジスタ121によるサンプリングによって1フレーム分の映像信号、すなわちn行分の映像信号を取り込み、各表示画素120の保持容量122にホールドする。
発光制御信号線130は、画像表示信号線1410に基づいて、全表示画素の保持容量122に1フレーム分の画像電荷がホールドされるまで有機EL素子123の発光をとめるための制御を行うための信号が伝播される。
逆に、画像表示信号にて画像表示期間をハイレベル(H)とすることで、発光制御信号130にもハイレベル(H)の状態が現れ走査パルスWSがハイレベル(H)になると同時に有機EL素子23の発光が取り込まれた画像レベルに変わる。
図5では、前者の例を示している。
5, in the image display period, the following processing is performed while the image display signal line 1410 generated by the
Write scanning pulses WS (first row), WS (second row),... That are sequentially generated by scanning by the scanning
As a result, a video signal for one frame, that is, a video signal for n rows is sampled by sampling by the
Based on the image display signal line 1410, the light emission control signal line 130 performs control for stopping the light emission of the
Conversely, when the image display period is set to the high level (H) by the image display signal, the light emission control signal 130 is also in the high level (H) state, and at the same time the scanning pulse WS becomes the high level (H), the organic The light level of the
FIG. 5 shows an example of the former.
画像表示期間において、発光制御信号線130を制御し、発光期間と非発光期間を設ける場合、両者の比は、画像表示時のホワイトバランスを崩さないようにするために、いずれのフレームにおいても各表示画素間で等しくなるように設定する。
その後の、座標情報発光期間において、発光輝度セット線132をハイレベル(H)にしてトランジスタ131をオンし、トランジスタ127のゲートを共通信号線126と同電位にする。共通信号線126は、たとえばグランド電位であるので、保持容量122には、最大輝度相当の電荷が蓄えられる。
その後、発光輝度セット線132をローレベル(L)にしてオフすることで、保持容量122には最大輝度相当の電荷が保持される。
つまり、トランジスタ127は最大輝度レベルの電流を有機EL素子123に流せる状態となる。
発光制御信号線130により、主制御部14にて生成される座標取得期間信号に基づいて信号Light_En1350、Light_Sig1340、クロックSysClk1020に応じて生成した信号を各表示画素120のトランジスタ128のゲートに与える。
これにより、トランジスタ128によって有機EL素子123が出力光に座標情報を乗せて発光する。
In the image display period, when the light emission control signal line 130 is controlled and the light emission period and the non-light emission period are provided, the ratio between the two is set so that the white balance at the time of image display is not lost. The display pixels are set to be equal.
In the subsequent coordinate information emission period, the emission luminance set line 132 is set to a high level (H) to turn on the
Thereafter, the light emission luminance set line 132 is turned to the low level (L) and turned off, whereby the
That is, the transistor 127 is in a state in which a current having the maximum luminance level can flow through the
A signal generated according to the
Thus, the transistor 128 causes the
上述の例では、発光輝度セット線132のローレベル(L)期間を最大輝度レベルになるまでとしたが、特に限定する必要はなく、ローレベル(L)期間を任意の輝度レベルとなるように合わせてもよい。
上述の例では、画像表示期間の後に座標情報発光期間を設けているが、特に限定する必要はなく、座標情報発光期間を先にしてもよい。
In the above-described example, the low level (L) period of the light emission luminance set line 132 is set to the maximum luminance level, but there is no particular limitation, and the low level (L) period is set to an arbitrary luminance level. You may combine them.
In the above-described example, the coordinate information light emission period is provided after the image display period. However, the coordinate information light emission period is not particularly limited and may be preceded.
<光検出画素140の構成>
光検出画素140は、図3および図4に示すように、光検出素子141およびX軸出力選択トランジスタ142により構成される。
光検出素子141は、たとえば図3に示すようにフォトダイオード141Aにより構成され、あるいは図4に示すように、フォトトランジスタ141Bにより形成される。
X軸出力選択トランジスタ142は、光検出素子141の出力を光検出画素X軸出力信号線143に選択的に出力する。
光検出素子141の一端は光検出画素電源線144に接続されている。
<Configuration of
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
The X-axis
One end of the
図3は光検出素子141としてフォトダイオード141Aを用いた場合の例を示している。
同様に、図4は、光検出素子141としてフォトトランジスタ141Bを用いた場合の例を示している。
FIG. 3 shows an example in which a
Similarly, FIG. 4 illustrates an example in which a phototransistor 141B is used as the
光検出画素140には、水平方向に光検出画素X軸出力信号線143と光検出画素電源線144が配線され、垂直方向にX軸光検出画素制御線145が配線されている。
光検出画素X軸出力信号線143の一端と光検出画素電源線144の一端はY軸光検出画素駆動部5に接続されている。
X軸光検出画素制御線145はX軸出力選択トランジスタ142のゲートに接続され、その一端はX軸光検出画素駆動部4に接続されている。
In the
One end of the photodetection pixel X-axis
The X-axis light detection
<光検出画素140の配置>
光検出画素140は、表示画素120と必ずしも1対1で配置される必要は無く、表示画素数とは独立した配置構成としてもよい。
第2の実施形態で述べるが、光検出画素を表示画素外のブラックマスク下に配置してもよい。
<Arrangement of
The
As described in the second embodiment, the light detection pixels may be arranged under a black mask outside the display pixels.
信号線駆動部2は、入力デジタル画素データを表示素子の駆動に適したアナログ電圧に変換するデジタル/アナログ(D/A)変換処理を含む。
The
走査線駆動部3は、走査線125を順次選択し、信号線駆動部2と同期をとって表示画素120に映像データを書き込む動作を行う。
The scanning
X軸光検出画素駆動部4は、制御部7の制御の下、X軸光検出画素制御線145を駆動して、光検出画素140における光検出素子141の検出結果を光検出画素X軸出力信号線143に読み出す。
The X-axis light detection
Y軸光検出画素駆動部5は、図3および図4に示すように、Y軸出力選択トランジスタ146を内蔵している。
Y軸出力選択トランジスタ146は、一端が光検出画素X軸出力信号線143と接続され、他端が光検出画素出力信号線148に接続され、ゲートがY軸光検出画素制御線147に接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the Y-axis light detection
One end of the Y-axis
Y軸光検出画素駆動部5は、制御部7の制御の下、光検出画素X軸出力信号線143に読み出された光検出素子141の検出結果を、光検出画素出力信号線148を介して信号処理部8に供給する。
The Y-axis light detection
発光駆動部6は、制御部7の制御の下、発光素子を信号発光期間と停止期間を備えて発光させ、信号発光期間においては信号に基本周波数を重畳して発光させる。
なお、基本周波数は、たとえばインバータータイプの照明器具が発生する周波数を避けた周波数である。
Under the control of the
The fundamental frequency is a frequency that avoids the frequency generated by, for example, an inverter type lighting fixture.
制御部7は、信号線駆動部2および走査線駆動部3を制御して表示画素120の駆動制御を行い、X軸光検出画素駆動部4およびY軸光検出画素駆動部5を制御して光検出画素140の駆動制御を行う。
また、制御部7は、発光駆動部6の発光制御を行う。
The
In addition, the
信号処理部8は、Y軸光検出画素駆動部5からの出力を受けて、信号処理結果を出力信号として出力している。
なお、本実施形態において、信号は座標情報であり、フルビットが0とフルビットが1は座標情報として用いない。
The
In the present embodiment, the signal is coordinate information, and a full bit of 0 and a full bit of 1 are not used as coordinate information.
クロック生成部10は、各ブロックへSysClk1020と4SysClk1040を提供する。
The
なお、電源部は図示していないが、電源部により各ブロックに駆動電力を供給される。 In addition, although a power supply unit is not illustrated, driving power is supplied to each block by the power supply unit.
以下、本実施形態における制御部7、光検出駆動部4,5、発光駆動部6、クロック生成部10、および信号処理部8の具体的な構成および機能について説明し、その後所定の動作について説明する。
Hereinafter, specific configurations and functions of the
制御部7は、図2に示すように、画像表示制御部11、第2の制御部としての光検出画素駆動用制御部12、第1および第3の制御部としての発光用制御部13、および主制御部14を有する。
As shown in FIG. 2, the
制御部7の画像表示制御部11は、画素データ線や制御信号線により信号線駆動部2と走査線駆動部3を駆動制御する。
制御部7の光検出画素駆動用制御部12は、X軸光検出画素駆動部4とY軸光検出画素駆動部5を制御する。
制御部7の発光用制御部13は、発光駆動部6の発光制御を行う。
制御部7の主制御部14は、画像表示制御部11、光検出画素駆動用制御部12、発光用制御部13にそれぞれ、画像表示期間の信号、座標情報発光期間の信号を伝達し、制御する。
The image
The light detection pixel
The light
The
図6は、本実施形態に係る制御部7の光検出画素駆動用制御部12、および発光用制御部13の構成例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the light detection pixel
光検出画素駆動用制御部12は、図6に図示すように、座標ビット数生成部1210、X座標生成部1220、およびY座標生成部1230により構成される。
As shown in FIG. 6, the light detection pixel
座標ビット数生成部1210は、1画素のビット数を設定する座標ビット数レジスタ1210と、設定する座標ビット数がjとすると、jまでカウントするj進カウンタ1212と、AND素子1213により構成される。
The coordinate bit number generation unit 1210 includes a coordinate bit number register 1210 that sets the bit number of one pixel, a j-ary counter 1212 that counts up to j, where the set coordinate bit number is j, and an AND
座標ビット数レジスタ1211は、図示してはいないが、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)もしくはスイッチ等によって設定される。
AND素子1213は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号をj進カウンタ1212のクロック端子に供給する。
j進カウンタ1212は、AND素子1213にて生成される出力信号を入力としてカウントし、キャリア信号bCa1240をX軸およびY軸光検出画素駆動部4,5に出力する。
Although not shown, the coordinate bit number register 1211 is set by a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) or a switch.
The AND
The j-adic counter 1212 counts the output signal generated by the AND
X座標生成部1220は、水平光検出画素数を設定する水平光検出画素レジスタ1221と、設定する水平光検出画素数がnとすると、nまでカウントするn進カウンタ1222とにより構成される。
水平光検出画素数レジスタ1221は図示してはいないが、マイコンもしくはスイッチ等によって設定される。
The X coordinate generation unit 1220 includes a horizontal light
Although not shown, the horizontal light detection
n進カウンタ1222は、AND素子1213にて生成される出力信号をクロック端子に供給され、j進カウンタ1212からのキャリア信号bCa1240を入力としてカウントし、カウント情報であるX軸座標情報1250とキャリア信号1223を出力する。
n進カウンタ1222は、X軸座標情報1250をX軸光検出画素駆動部4に出力する。
The n-ary counter 1222 is supplied with the output signal generated by the AND
The n-ary counter 1222 outputs the X-axis coordinate
Y座標生成部1230は、垂直光検出画素数を設定する垂直光検出画素レジスタ1231と、設定する垂直光検出画素数がmとすると、mまでカウントするm進カウンタ1232とにより構成される。
The Y coordinate
垂直光検出画素数レジスタ1231は、図示してはいないが、マイコンもしくはスイッチ等によって設定される。
m進カウンタ1232は、AND素子1213にて生成される出力信号がクロック端子に供給され、n進カウンタ1222からのキャリア信号1223を入力としてカウントし、カウント情報であるY軸座標情報1260とキャリア信号1233を出力する。
m進カウンタ1232は、Y軸座標情報1260をY軸光検出画素駆動部5に出力する。
キャリア信号1233は、キャリア信号bCa1240とn進カウンタ内のキャリア信号とで生成される。
Although not shown, the vertical light detection pixel number register 1231 is set by a microcomputer or a switch.
The m-ary counter 1232 counts the output signal generated by the AND
The m-ary counter 1232 outputs the Y-axis coordinate
The carrier signal 1233 is generated by the carrier signal bCa1240 and the carrier signal in the n-ary counter.
これらの情報の生成方法を、カウンタを例に説明したが、特に、限定する必要はなく、マイコンで生成するなど他の方法を用いてもよい。 Although the generation method of these information has been described by taking the counter as an example, it is not particularly limited, and other methods such as generation by a microcomputer may be used.
発光用制御部13は、図6に図示すように、AND素子1301、座標情報変換部1310、シフトレジスタ部1320、および間欠信号生成部1330により構成される。
As illustrated in FIG. 6, the light
AND素子1301は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号を生成する。
The AND element 1301 receives the
座標情報変換部1310は、1加算処理部1311および1312により構成されている。
1加算処理部1311は、内部にDフリップフロップFF1を備え、光検出画素駆動用制御部12で生成したX軸座標情報1250を入力とし、1加算処理を行う。
1加算処理部1311は、1加算処理した結果を、AND素子1301にて生成される出力信号に同期して保持する。
1加算処理部1311は、保持している値を、X値1313としてシフトレジスタ部1320に出力する。
The coordinate information conversion unit 1310 includes 1 addition processing units 1311 and 1312.
The 1-addition processing unit 1311 includes a D flip-flop FF1 therein, and receives the X-axis coordinate
The 1 addition processing unit 1311 holds the result of the 1 addition processing in synchronization with the output signal generated by the AND element 1301.
The 1 addition processing unit 1311 outputs the held value to the shift register unit 1320 as the X value 1313.
1加算処理部1312は、内部にDフリップフロップFF2を備え、光検出画素駆動用制御部12で生成したY軸座標情報1260を入力とし、1加算処理を行う。
1加算処理部1312は、1加算処理した結果を、AND素子1301にて生成される出力信号に同期して保持する。
1加算処理部1312は、保持している値を、Y値1314としてシフトレジスタ部1320に出力する。
The 1-addition processing unit 1312 includes a D flip-flop FF2 therein, and receives the Y-axis coordinate
The 1 addition processing unit 1312 holds the result of the 1 addition processing in synchronization with the output signal generated by the AND element 1301.
The 1 addition processing unit 1312 outputs the held value to the shift register unit 1320 as the Y value 1314.
X値1313およびY値1314の生成方法は特に限定する必要はなく、この例では1加算処理を行っているが、ルックアップテーブルにて変換する方法を用いても良いし、マイコンにて生成してもよい。
値は0もしくはフルビットが1となる値を使わなければよい。
値0は、座標情報が検出されない場合であり、フルビットが1となる値は、インバータータイプの照明器具による場合だからである。
The generation method of the X value 1313 and the Y value 1314 is not particularly limited. In this example, 1 addition processing is performed. However, a conversion method using a look-up table may be used, or the generation may be performed by a microcomputer. May be.
The value should not be 0 or a value with a full bit of 1 is used.
The
シフトレジスタ部1320は、シフトレジスタ1321により構成されている。
シフトレジスタ1321は、設定する水平と垂直の光検出画素数nとmの和のビット数で構成される。
The shift register unit 1320 includes a shift register 1321.
The shift register 1321 is composed of the number of bits of the sum of the horizontal and vertical photodetection pixel numbers n and m to be set.
シフトレジスタ1321は、光検出画素駆動用制御部12で生成したキャリア信号bCa1240をラッチ入力とし、X値1313とY値1314をレジスタへ取り込む入力として、ラッチ動作により取り込まれる。
シフトレジスタ1321は、ラッチデータを送り出すために使用するクロックはAND素子1301にて生成される出力信号が用いられ、出力として信号LED_Sig1340を得る。
The shift register 1321 receives the carrier signal bCa1240 generated by the photodetection pixel
The shift register 1321 uses an output signal generated by the AND element 1301 as a clock used for sending out latch data, and obtains a
取り込む際のデータの並べ方は、信号処理部8より出力される触れ信号に示し合わせていれば、特に規定はしない。
図6では、X値を下位ビット、Y値を上位ビットとし、X値の1ビット目から順に、送り出している。
The arrangement of the data at the time of capturing is not particularly defined as long as it is indicated by the touch signal output from the
In FIG. 6, the X value is the lower bit and the Y value is the upper bit, and the X value is sent in order from the first bit.
間欠信号生成部1330は、間欠間隔数を設定する間欠数レジスタ1331と、設定する間欠間隔数がkとするとkまでカウントするk進カウンタ1332と、シフトレジスタ1321の出力とタイミングを合わせるためのDフリップフロップ1333とにより構成される。
The intermittent
間欠間隔数レジスタ1331は、図示してはいないが、マイコンもしくはスイッチ等によって設定される。 Although not shown, the intermittent interval number register 1331 is set by a microcomputer or a switch.
k進カウンタ1332は、AND素子1301にて生成される出力信号クロック端子に供給され、光検出画素駆動用制御部12のm進カウンタ1232からのキャリア信号1233を入力としてカウントし、キャリア信号1333を出力する。
The k-adic counter 1332 is supplied to the output signal clock terminal generated by the AND element 1301, counts the carrier signal 1233 from the m-adic counter 1232 of the photodetection pixel
Dフリップフロップ1333は、クロック入力としてシフトレジスタ1321と同期して動作するため、キャリア信号bCa1240を入力し、k進カウンタ1332の出力であるキャリア信号1333を入力して信号LED_En1350を発光駆動部6に出力する。
Since the D flip-
信号LED_En1350は、座標情報発光期間で、画像表示部1の有機EL発光素子123の消費電力を削減することが目的である。このため、信号LED_En1350の生成方法を、カウンタを例に説明したが、特に、限定する必要はなく、マイコンで生成するなど他の方法を用いてもよい。
さらに、k回に1回の動作をさせているが、必要に応じ、k回に複数回の動作をさせてもよい。
The signal LED_En1350 is intended to reduce the power consumption of the organic EL
Furthermore, although the operation is performed once for k times, the operation may be performed a plurality of times for k times as necessary.
<光検出画素駆動部の構成>
図7は、本実施形態に係るX軸光検出画素駆動部4、およびY軸光検出画素駆動部5の構成例を示す図である。
<Configuration of Photodetection Pixel Driver>
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the X-axis light detection
X軸光検出画素駆動部4は、図7に示すように、AND素子401、デコード部410、ラッチ部420、X軸光検出画素駆動信号生成部430、および光検出画素駆動間ギャップ発生部440により構成される。
As shown in FIG. 7, the X-axis light detection
AND素子401は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号を生成する。
The AND
デコード部410は、デコーダ411およびDフリップフロップ412により構成される。
The decoding unit 410 includes a
デコーダ411は、光検出画素駆動用制御部12のX軸座標情報1250を入力信号とし、そのデコード結果Decode_x0〜Decode_xnをDフリップフロップ412に出力する。
The
Dフリップフロップ412は、n個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、AND素子401にて生成される出力信号をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、デコーダ411の出力Decode_x0〜Decode_xnをAND素子401にて生成される出力信号に同期させて出力信号D_x0〜D_xnをラッチ部420に出力する。
The D flip-flop 412 is composed of n D flip-flops.
Each D flip-flop uses the output signal generated by the AND
Each D flip-flop outputs the output signals D_x0 to D_xn to the
ラッチ部420は、Dフリップフロップ部421により構成される。
Dフリップフロップ部421は、n個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、発光用制御部13のシフトレジスタ1321と同期して動作するため、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、Dフリップフロップ412の出力D_x0〜D_xnを入力として、キャリア信号bCa1240に同期させて信号L_D_x0〜L_D_xnをX軸光検出画素駆動信号生成部430に出力する。
The
The D flip-
Since each D flip-flop operates in synchronization with the shift register 1321 of the light
Each D flip-flop receives the outputs D_x0 to D_xn of the D flip-flop 412, and outputs the signals L_D_x0 to L_D_xn to the X-axis light detection pixel drive signal generation unit 430 in synchronization with the carrier signal bCa1240.
X軸光検出画素駆動信号生成部430は、複数のNOT素子431および複数のAND素子432により構成される。
NOT素子431とAND素子432は、NOT素子とAND素子を1組として、n組により構成される。
The X-axis light detection pixel drive signal generation unit 430 includes a plurality of
The
NOT素子431は、光検出画素駆動間ギャップ発生部440のギャップ信号444が入力に供給され、出力がAND素子432の一方の入力に接続される。
AND素子432の他方の入力は、Dフリップフロップ421の出力L_D_x0〜L_D_xnに接続される。
n個のAND素子432の出力は、それぞれn本のX軸光検出画素制御線450に出力される。
The
The other input of the AND
The outputs of the n AND
光検出画素駆動間ギャップ発生部440は、Dフリップフロップ441、NOT素子442、およびAND素子443,444により構成される。
The gap between light detection pixel driving units 440 includes a D flip-flop 441, a NOT element 442, and AND
AND素子444は、クロック生成部10にて生成されたクロックSysClk1020と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号を生成する。
Dフリップフロップ441は、AND素子401にて生成される出力信号を同期信号としてクロック入力とし、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240を入力として、出力がAND素子443の一方の入力に接続されている。
NOT素子442は、キャリア信号bCa1240を入力として、出力がAND素子443の他方の入力に接続されている。
AND素子443は、Dフリップフロップ441の出力とNOT素子442の出力をAND処理をして、ギャップ信号444を生成する。
AND素子443は、生成したギャップ信号444をX軸光検出画素駆動信号生成部430の複数のNOT素子431に供給する。
ギャップ信号444は、Y軸光検出画素駆動部5にも供給される。
The AND
The D flip-flop 441 receives the output signal generated by the AND
The NOT element 442 has the carrier signal bCa1240 as an input and an output connected to the other input of the AND element 443.
The AND element 443 performs an AND process on the output of the D flip-flop 441 and the output of the NOT element 442 to generate a
The AND element 443 supplies the generated
The
Y軸光検出画素駆動部5は、図7に示すように、デコード部510、ラッチ部520、Y軸光検出画素駆動信号生成部530、および光検出画素X軸出力信号線選択部540により構成される。
As shown in FIG. 7, the Y-axis light detection
デコード部510は、デコーダ511およびDフリップフロップ512により構成される。
The decoding unit 510 includes a
デコーダ511は、光検出画素駆動用制御部12のY軸座標情報1260を入力信号とし、そのデコード結果Decode_y0〜Decode_ymをDフリップフロップ512に出力する。
Dフリップフロップ512は、m個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、AND素子401にて生成される出力信号をクロック入力とする。
各Dフリップフロップ512は、デコーダ511の出力Decode_y0〜Decode_ymをクロック4SysClk1040に同期させて信号D_y0〜D_ymをラッチ部520に出力する。
The
The D flip-
Each D flip-flop uses the output signal generated by the AND
Each D flip-
ラッチ部520は、Dフリップフロップ部521により構成される。
Dフリップフロップ部521は、n個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、発光用制御部13のシフトレジスタ1321と同期して動作するため、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、Dフリップフロップ512の出力D_y0〜D_ymを入力として、キャリア信号bCa1240に同期させて信号L_D_y0〜L_D_ymをY軸光検出画素駆動信号生成部530に出力する。
The latch unit 520 includes a D flip-
The D flip-
Since each D flip-flop operates in synchronization with the shift register 1321 of the light
Each D flip-flop receives the outputs D_y0 to D_ym of the D flip-
Y軸光検出画素駆動信号生成部530は、複数のNOT素子531および複数のAND素子532により構成される。
NOT素子531とAND素子532は、NOT素子とAND素子を1組として、m組により構成される。
The Y-axis light detection pixel drive
The
NOT素子531は、光検出画素駆動間ギャップ発生部440のギャップ信号444が入力に供給され、出力がAND素子532の一方の入力に接続される。
AND素子532の他方の入力は、Dフリップフロップ521の出力L_D_y0〜L_D_ymが供給される。
AND素子532の出力は、m本のY軸光検出画素制御線147として出力される。
The
The other input of the AND element 532 is supplied with outputs L_D_y0 to L_D_ym of the D flip-
The output of the AND element 532 is output as m Y-axis light detection pixel control lines 147.
光検出画素X軸出力信号線選択部540は、m個のスイッチング素子146により構成される。
スイッチング素子146のゲートは、m本あるY軸光検出画素制御線147−1〜147−mにそれぞれ接続されている。
スイッチング素子146の一端は、m本ある図3および図4の画像表示部1の光検出画素X軸出力信号線143−1〜143−mにそれぞれ接続されている。
スイッチング素子146の残りの一端は、画像表示部1の光検出画素出力信号線148に接続される。
The light detection pixel X-axis output signal
A gate of the
One end of the
The other end of the
<発光駆動部の構成>
図8は、本実施形態に係る発光駆動部6の構成例を示す図である。
<Configuration of light emission drive unit>
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the light
発光駆動部6は、図8に示すように、SysClk重畳部610、信号重畳部620、および発光制御出力部630により構成される。
なお、図8においては、SysClk重畳部610、信号重畳部620、および発光制御出力部630のトランジスタのNタイプFETで構成した例を示しているが、同様の機能を実現する方法は、これに限定する必要は無い。
As shown in FIG. 8, the light
In FIG. 8, an example of the N-type FET of the transistors of the
SysClk重畳部610は、トランジスタ611をソースフォロワで構成しており、トランジスタ611のゲートにクロック生成部10のSysClk1020が入力され、ソースが抵抗612を通して接地電位GNDに接続されている。
トランジスタ611のドレインは信号重畳部620のトランジスタ621のソースと接続されている。
In the
The drain of the transistor 611 is connected to the source of the transistor 621 of the signal superimposing unit 620.
信号重畳部620は、トランジスタ621およびAND素子622により構成される。
トランジスタ621のベースはAND素子622の出力が入力され、ドレインは電源に接続されている。
AND素子622の入力は、発光用制御部13の信号LED_En1350と信号LED_Sig1340の供給ライン、並びに主制御部14にて生成される座標取得期間信号を伝播する座標取得期間信号線1420に接続されている。
The signal superimposing unit 620 includes a transistor 621 and an AND element 622.
The output of the AND element 622 is input to the base of the transistor 621, and the drain is connected to the power supply.
The input of the AND element 622 is connected to a
発光制御出力部630は、OR素子631により構成されている。
OR素子631の入力は、トランジスタ611のソースフォロワ出力と、主制御部14にて生成される座標取得期間信号を伝播する画像表示信号線1410が接続され、出力が発光制御信号線130に接続されている。
The light emission control output unit 630 includes an OR element 631.
The input of the OR element 631 is connected to the source follower output of the transistor 611 and the image display signal line 1410 that propagates the coordinate acquisition period signal generated by the
<クロック生成部の構成>
図9は、本実施形態に係るクロック生成部10の構成例を示す図である。
図10は、図9のクロック生成部のタイミングチャートである。
<Configuration of clock generator>
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the
FIG. 10 is a timing chart of the clock generation unit of FIG.
クロック生成部10は、図8に示すように、システムクロックSysClk1020をQ分周するQ分周部1010により構成される。
システムクロックSysClk1020は、キャリー信号としての役割もあるため、インバータータイプの照明器具が発生する周波数より高い周波数、たとえば100〜200kHz程度を使用する。
As shown in FIG. 8, the
Since the
図9および図10では、例として4分周を使用している。
システムクロックSysClk1020の一周期とX軸光検出画素駆動部4の光検出画素駆動間ギャップ発生部440で生成されるギャップ信号444の1パルス幅分とを合計した周期の倍以上の周期が、クロックとして使用される必要があるからである。
具体的には、システムクロックSysClk1020の一周期とギャップ信号444の1パルス幅分とを合計した周期の倍以上の周期が、光検出画素駆動用制御部12の座標ビット数生成部1210のクロックとして使用される必要があるためである。
In FIG. 9 and FIG. 10, divide by 4 is used as an example.
The period of the
Specifically, a cycle that is at least twice the sum of one cycle of the
この条件を満たすことで、信号処理部8で生成される触れ信号を発光用制御部13で生成される信号LED_Sig1340と同じように復元できるためである。
今回の例では、ギャップ信号444の1パルスはシステムクロックSysClk一周期分で生成している。
このため、システムクロックSysClkの一周期との合計が2倍のクロックSysClkで、その倍の周期はクロックSysClkの4倍の周期であるクロック4SysClk104が生成される。
This is because the touch signal generated by the
In this example, one pulse of the
Therefore, a
4分周部1040は、Dフリップフロップ1011およびDフリップフロップ1012により構成される。
The divide-by-4
Dフリップフロップ1011は、入力クロックとしてクロックSysClk1020を使用し、クロックSysClkの2倍の周期をもつクロック2SysClk1030を生成する。クロック2SysClk1030の反転した出力は、Dフリップフロップ1011の入力に供給される。
Dフリップフロップ1012は、入力クロックとしてクロック2SysClk1030を使用し、クロック2SysClkの2倍の周期(=SysClkの4倍の周期)をもつクロック4SysClk1040を生成する。クロック4SysClk1040の反転した出力は、Dフリップフロップ1012の入力に供給される。
The D flip-flop 1011 uses the
The D flip-
今回の例では、Dフリップフロップを用いた4分周器を示したが、クロックSysClk1020の一周期とギャップ信号444の1パルス幅分とを合計した周期の倍以上の周期が生成できれば、特に限定はしない。
In the present example, a frequency divider using a D flip-flop is shown. However, if a period more than double the total of one period of the
<信号処理部の構成>
図11は、本実施形態に係る信号処理部8の構成例を示す図である。
<Configuration of signal processing unit>
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the
信号処理部8は、AND素子801、プリアンプ(PreAmp)部810、SysClk信号抽出部820、SysClk信号増幅部830、SysClk信号除去部840、座標信号整形部850、および座標イネーブル信号整形部860により構成される。
The
AND素子801は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号を生成する。
The AND element 801 receives the
PreAmp部810は、光検出画素出力信号線148からの信号を電流−電圧変換し増幅する。
図11は、PreAmp部810として、npn型のトランジスタ811で電流電圧変換および増幅をする例を示す。
The PreAmp unit 810 amplifies the signal from the light detection pixel
FIG. 11 shows an example in which current / voltage conversion and amplification are performed by an npn transistor 811 as the PreAmp unit 810.
トランジスタ811は抵抗813を介してエミッタ接地されており、ベースにバイアス抵抗812が接続され、光検出画素出力信号線148からの電流を電圧に変換し、コレクタに出力する。トランジスタ811のコレクタは電源に接続されている。
The transistor 811 is grounded via a resistor 813. A bias resistor 812 is connected to the base, converts the current from the light detection pixel
SysClk信号抽出部820は、トランジスタ811のコレクタからの出力電圧信号を入力として、クロックSysClk信号を抽出するため、SysClk信号のみを通すバンドパスフィルタ(BPF)821により構成されている。
The SysClk
SysClk信号増幅部830は、増幅器(Amp)831により構成されており、BPF821からの出力を入力として、座標信号整形部850で認識可能なレベルまで増幅する。
The SysClk signal amplifying unit 830 includes an amplifier (Amp) 831, and amplifies the output from the
SysClk信号除去部840は、ローパスフィルター(LPF)841により構成されており、Amp831からの出力を入力としており、SysClk信号の周波数成分を除去し、座標信号を通す。
The SysClk
座標信号整形部850は、Dフリップフロップ851により構成されている。
座標信号整形部850は、LPF841の出力を入力として、AND素子801にて生成される出力信号を入力クロックとして、AND素子801にて生成される出力信号に同期させて、触れ信号880を出力する。
The coordinate
The coordinate
座標イネーブル信号整形部860は、Dフリップフロップ861により構成されている。
座標イネーブル信号整形部860は、発光用制御部13の出力信号LED_En1350を入力信号として、AND素子801にて生成される出力信号を入力クロックとする。
座標イネーブル信号整形部860は、AND素子801にて生成される出力信号に同期させて、イネーブル信号Enable870を出力する。
AND素子801にて生成される出力信号は、触れ信号880、イネーブル信号Enable870の同期クロックSClk890として使用される。
The coordinate enable
The coordinate enable
The coordinate enable
An output signal generated by the AND element 801 is used as a
上記説明では、一般的な構成例を図示し説明したが、光検出画素からの電流信号を電圧に変換し、その信号の中からシステムクロックSysClk信号を抽出し、システムクロックSysClk信号を除去して、座標信号を取り出すという工程が重要である。 In the above description, a general configuration example is illustrated and described. However, the current signal from the light detection pixel is converted into a voltage, the system clock SysClk signal is extracted from the signal, and the system clock SysClk signal is removed. The process of taking out the coordinate signal is important.
以上、各部の具体的な構成および機能について説明した。
以下に、発光制御用信号の生成動作、光検出画素駆動部の動作、信号処理部8にて触れ信号880を出力するまでの動作等について説明する。
The specific configuration and function of each unit has been described above.
Hereinafter, an operation for generating a light emission control signal, an operation of the light detection pixel driving unit, an operation until the
<LED_Sigの生成動作>
次に、発光用制御部13における信号LED_Sigの生成動作について説明する。
<LED_Sig Generation Operation>
Next, the generation operation of the signal LED_Sig in the light
図12は、発光用制御部13におけるLED_Sig生成のタイミングチャートである。
FIG. 12 is a timing chart of LED_Sig generation in the light
図6および図12において、座標ビット数生成部1210のj進カウンタ1212は、AND素子1213の出力信号を入力として、jまでカウントする。
j進カウンタ1212は、jまでカウントするとキャリア信号bCa1240を生成する。図12において、ローレベル(L)からハイレベル(H)へクロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルスを生成する。
X座標生成部1220のn進カウンタ1222は、AND素子1213の出力信号を同期クロックとして、j進カウンタからのキャリア信号bCa1240を入力としてカウントアップし、X軸座標情報1260とキャリア信号1223を生成する。
キャリア信号1223は、クロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルス信号である。
6 and 12, the j-adic counter 1212 of the coordinate bit number generation unit 1210 counts up to j by using the output signal of the AND
The j-adic counter 1212 generates a carrier signal bCa1240 when counting up to j. In FIG. 12, a pulse having a pulse width corresponding to one cycle of the
The n-ary counter 1222 of the X coordinate generation unit 1220 counts up using the output signal of the AND
The carrier signal 1223 is a pulse signal having a pulse width corresponding to one cycle of the
Y座標生成部1230のm進カウンタ1232は、AND素子1213の出力信号を同期クロックとして、j進カウンタからのキャリア信号bCa1240とm進カウンタからのキャリア信号1223を入力としてカウントアップする。
そして、Y座標生成部1230は、Y軸座標情報1250とキャリア信号1233を生成する。
キャリア信号1233は、クロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルス信号である。
発光用制御部13の座標情報変換部1310にて、X軸座標情報1250とY軸座標情報は1加算され、AND素子1213の出力信号に同期して動作し、X値1313とY値1314を生成する。
The m-coordinate counter 1232 of the Y coordinate
Then, the Y coordinate
The carrier signal 1233 is a pulse signal having a pulse width corresponding to one cycle of the
The coordinate information conversion unit 1310 of the light
シフトレジスタ部1320では、キャリア信号bCa1240の立下りに同期してX値1313を下位ビットに、Y値1314を上位ビットに取り込む。
そして、シフトレジスタ部1320においては、AND素子1301の出力信号に同期して、X値の0ビット目より順番にX値、Y値が信号LED_Sig1340として送り出される。
シフトレジスタ部1320においては、X値、Y値が一通り送り出し終えると、次のX値、Y値が送り出されていく。
The shift register unit 1320 captures the X value 1313 into the lower bits and the Y value 1314 into the upper bits in synchronization with the falling edge of the carrier signal bCa1240.
Then, in the shift register unit 1320, in synchronization with the output signal of the AND element 1301, the X value and the Y value are sequentially sent out as the
In the shift register unit 1320, when the X value and the Y value are completely sent out, the next X value and Y value are sent out.
図12において、X値:1、Y値:1がシフトレジスタより送り出され、終えた後は、X値:2、Y値:1が送り出されており、それが送り出し終えると、X値:3、Y値:1がというようにである。 In FIG. 12, X value: 1 and Y value: 1 are sent out from the shift register, and after completion, X value: 2 and Y value: 1 are sent out. Y value: 1 and so on.
<LED_Enの生成動作>
次に、発光用制御部13におけるLED_Enの動作について説明する。
<LED_En generation operation>
Next, the operation of LED_En in the light
図13は、発光用制御部13におけるLED_En生成のタイミングチャートである。
FIG. 13 is a timing chart of LED_En generation in the light
図6および図13において、間欠信号生成部1330のk進カウンタ1332は、AND素子1301の出力信号を同期クロックとして、m進カウンタからのキャリア信号1233を入力としてカウントアップし、キャリア信号1333を生成する。
このキャリア信号1333は、kカウント目の間ハイレベル(H)を維持する信号である。
キャリア信号1333は、Dフリップフロップ1333にて、キャリア信号bCa1240を同期クロックとして取り込まれ、信号LED_En1350が生成される。
6 and 13, the k-ary counter 1332 of the
The
The
次に、触れている部分を検出するまでの検出動作について説明する。
ここでは、図14に示すように、画像表示部1の光検出画素140を4画素分指が触れている場合を例に説明する。
Next, the detection operation until the touched part is detected will be described.
Here, as illustrated in FIG. 14, an example in which fingers of four pixels touch the
まず、光検出画素駆動部の動作について図15に関連付けて説明する。 First, the operation of the light detection pixel driving unit will be described with reference to FIG.
図15は、光検出画素駆動部のX軸の0ビット目のタイミングチャートである。 FIG. 15 is a timing chart of the 0th bit of the X axis of the photodetection pixel driving unit.
図7、図14、および図15において、X座標情報1250が値00を出力しているときは、デコード部410のデコーダ411は、デコード結果として、0ビット目の信号線Decode_x0をハイレベル(H)に生成する。
その後、Dフリップフロップ412はAND素子401の出力信号に同期して動作するため、Dフリップフロップ412にて、AND素子401の出力信号に同期した信号D_x0が生成される。
信号D_x0は、ラッチ部420にてキャリア信号bCa1240に同期してラッチされ、信号L_D_x0が生成される。
7, 14, and 15, when the X coordinate
Thereafter, since the D flip-flop 412 operates in synchronization with the output signal of the AND
The signal D_x0 is latched by the
光検出画素駆動間ギャップ発生部440にて、キャリア信号bCa1240からシステムクロックSysClk1周期分のパルス幅となるギャップ信号444を生成する。
X軸光検出画素駆動信号生成部430にて、信号L_D_X0とギャップ信号444を合成し、X軸光検出画素制御線(1)への信号が生成される。
X軸の他のビットおよび、Y軸についても同様の動作を行い、X軸光検出画素制御線および、Y軸光検出画素制御線への信号が生成される。
The gap detection unit 440 between photodetection pixels drives generates a
The X-axis light detection pixel drive signal generation unit 430 combines the signal L_D_X0 and the
The same operation is performed for the other bits of the X axis and the Y axis, and signals to the X axis light detection pixel control line and the Y axis light detection pixel control line are generated.
次に、信号処理部8にて触れ信号880を出力するまでの動作について図16に関連付けて説明する。
図16は、信号処理部8にて触れ信号880を出力するまでのタイミングチャートである。
Next, the operation until the touch signal 880 is output by the
FIG. 16 is a timing chart until the touch signal 880 is output by the
図11、図14、および図16において、信号LED_Sig1340は、信号LED_En1350がハイレベル(H)の期間のみ、発光駆動部6にて生成された発光制御信号を通して、有機EL素子123により出力される。
その際、有機EL素子123は、システムクロックSysClk1020を重畳して発光する。
11, 14, and 16, the
At that time, the
一方、図14に示すように(X座標、Y座標)が(1、1)、(2、1)、(1、2)、(2、2)の部分の光検出画素140が指で覆われていたとすると、有機EL素子123より放出された光は反射されて、各光検出画素140より取り込まれる。
光検出画素140により取り込まれた光は電流もしくは電圧値へ変換される。
変換された電流もしくは、電圧値は、X軸光検出画素駆動部4にて該当するタイミングでX軸光検出画素制御線145がハイレベル(H)となることで、X軸出力選択トランジスタ142がオンし、光検出画素X軸出力信号線143に転送される。
On the other hand, as shown in FIG. 14, the
The light captured by the
The converted current or voltage value is obtained when the X-axis light detection
Y軸光検出画素制御線147も該当するタイミングでハイレベル(H)となることで、Y軸出力選択トランジスタ146がオンとなり、光検出画素X軸出力信号線143の信号電流もしくは信号電圧は、光検出画素出力信号線148に転送される。
When the Y-axis photodetection
たとえば、(1、1)の信号(0101)が発光しているタイミングでは、X軸光検出画素制御線145−1がハイレベル(H)となり、Y軸光検出画素制御線147−1がハイレベル(H)となる。
有機EL素子123は(0101)にシステムクロックSysClkを重畳した発光をし、指等にてその発光光が反射されるため、光検出画素出力信号線148にはそのときの信号が現れる。
同様に、(2、1)の信号(1001)が発光しているタイミングでは、X軸光検出画素制御線145−2がハイレベル(H)となり、Y軸光検出画素制御線147−1がハイレベル(H)となる。
有機EL素子123は(1001)にシステククロックSysClkを重畳した発光をし、指等にてその発光光が反射されるため、その時の信号が光検出画素出力信号線148に現れる。
光検出画素出力信号線148の信号は、信号処理部8のPreAmp部810にて、電流の場合は電流電圧変換を行い、信号を増幅して出力する。
PreAmp部810の出力信号において、システムクロックSysClkを検波するためBPF821にてシステムクロックSysClkを抽出する。
For example, at the timing when the signal (0101) of (1, 1) is emitted, the X-axis light detection pixel control line 145-1 becomes high level (H) and the Y-axis light detection pixel control line 147-1 becomes high. It becomes level (H).
The
Similarly, at the timing when the signal (1001) of (2, 1) is emitted, the X-axis light detection pixel control line 145-2 is at a high level (H), and the Y-axis light detection pixel control line 147-1 is turned on. High level (H).
The
The signal of the photodetection pixel
In the output signal of the PreAmp unit 810, the system clock SysClk is extracted by the
BPF821にて抽出されたシステムクロックSysClkの信号を座標整形部850で検知できるレベルまでAmp831にて増幅する。
Amp831の出力信号からSysClkを除去するため、LPF841を通す。
LPF841にてシステムクロックSysClkを除去することで、座標情報である(0101)や(1001)の信号を取り出すことができる。
座標信号整形部850では、LPF841からの信号をクロック4SysClk1040に同期させて保持することで、触れ信号880が生成される。
The signal of the system clock SysClk extracted by the
In order to remove SysClk from the output signal of
By removing the system clock SysClk by the
The coordinate
[第2実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
図17は、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置を示す図である。
図18は、本第2の実施形態において検出される触れ信号の例を示す図である。
[Second Embodiment]
Next, an image display apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is a diagram showing an image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a touch signal detected in the second embodiment.
本第2の実施形態は、上述した第1の実施形態に対して、画素表示部1の周縁部のブラックマトリックス部101に光検出画素140a(スタート部)と140b(エンド部)を付加している。
In the second embodiment, photodetection pixels 140a (start portion) and 140b (end portion) are added to the black matrix portion 101 at the peripheral portion of the
Y軸方向に対して、スタート光検出画素とエンド光検出画素を付加することで、確実に、各Y軸の信号を確認することができる。 By adding the start light detection pixel and the end light detection pixel to the Y-axis direction, it is possible to reliably confirm the signals of each Y-axis.
表示画素120a(スタート部)、表示画素120b(エンド部)、光検出画素(スタート部)140a、(エンド部)140bは、ブラックマトリックス部101の直下に配置されている。
このため、必ず、表示画素(スタート部)120aの有機EL素子123aと表示画素(エンド部120bの有機EL素子123bの発光光が反射される。
そのため、発光用制御部13の座標情報変換部1310にて、X値1313に乗せる信号に光検出画素(スタート部)140aと(エンド部)140bに固有値1および固有値2を与える。
そして、n進カウンタ1222を(n+2)進カウンタとし、1加算処理部1311にて1加算処理をスルーすることで、実現できる。
The display pixel 120a (start portion), the display pixel 120b (end portion), the light detection pixel (start portion) 140a, and the (end portion) 140b are arranged immediately below the black matrix portion 101.
For this reason, the emitted light of the organic EL element 123a of the display pixel (start portion) 120a and the display pixel (the organic EL element 123b of the end portion 120b) is always reflected.
Therefore, the coordinate information conversion unit 1310 of the light
Then, the n-ary counter 1222 is used as an (n + 2) -ary counter, and the 1-addition processing unit 1311 passes through the 1-addition process, which can be realized.
図17では座標(2、2)に指が触れているので、図18の触れ信号には各Y軸のスタート部とエンド部の信号の他に(2、2)の値が乗っている。 In FIG. 17, since the finger touches the coordinate (2, 2), the touch signal in FIG. 18 has a value of (2, 2) in addition to the signals at the start and end of each Y axis.
図19は、一般的な発光用信号LED_Sigに乗せる値と触れ信号で出力される値のパターンを示す図である。
図20は、発光用信号LED_Sigに乗せる値と触れ信号の具体例を示す図である。図20は、X軸光検出画素数が640個、Y軸光検出画素数が480個の場合の例である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a pattern of values to be put on a general light emission signal LED_Sig and values to be output as a touch signal.
FIG. 20 is a diagram illustrating specific examples of values and touch signals to be placed on the light emission signal LED_Sig. FIG. 20 shows an example in which the number of X-axis light detection pixels is 640 and the number of Y-axis light detection pixels is 480.
固有値1として965、固有値2として969を与える。
座標ビット数としてX軸座標を10ビット、Y軸座標を9ビットで表現する。
固有値1と固有値2はバイナリーでそれぞれ、固有値1=965=[1111000101]b、固有値2=969=[1111001001]bである。
下位4ビットを[0101]bもしくは[1010]bで構成することにより、パルス幅比をもとにした信号処理も可能となる。
As the number of coordinate bits, the X-axis coordinate is represented by 10 bits and the Y-axis coordinate is represented by 9 bits.
The
By configuring the lower 4 bits with [0101] b or [1010] b, signal processing based on the pulse width ratio is also possible.
また、スタート部とエンド部に対称とならないビット配列を用いることで、スタート部とエンド部を確実に識別することが可能となる。
スタート部のX軸座標データとして固有値1を、エンド部のX軸座標データとして固有値2を用い、Y軸座標データはそのままY値を用いることで、触れ信号からは、Y軸値に応じたスタート部とエンド部が出力される。
Further, by using a bit arrangement that is not symmetrical between the start part and the end part, the start part and the end part can be reliably identified.
The
仮に今、座標(1、1)に触れている場合、発光用信号LED_Sigにより[1、1]が発光素子部630から発光する。
このため、触れ信号として[1、1]もしくは、[0000000001、000000001]bのシリアルデータをスタート部とエンド部の間に検出することができる。
If the coordinates (1, 1) are touched now, [1, 1] is emitted from the light emitting element portion 630 by the light emission signal LED_Sig.
For this reason, the serial data of [1, 1] or [0000000001, 000000001] b as the touch signal can be detected between the start part and the end part.
[第3実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
図21は、第3の実施形態に係る画像表示装置におけるX軸光検出画素駆動部4AおよびY軸光検出画素駆動部5の構成例を示す図である。
[Third Embodiment]
An image display apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of the X-axis light detection pixel driving unit 4A and the Y-axis light detection
図21においては、X軸光検出画素駆動部4AのX軸光検出画素駆動信号生成部430Aの構成が図6のX軸光検出画素駆動信号生成部430の構成と異なる。 In FIG. 21, the configuration of the X-axis light detection pixel drive signal generation unit 430A of the X-axis light detection pixel drive unit 4A is different from the configuration of the X-axis light detection pixel drive signal generation unit 430 of FIG.
図21において、発光用信号LED_Sig1340と発光用イネーブル信号LED_En1350をX軸光検出画素駆動部4AのX軸光検出画素駆動信号生成部430Aの3入力AND素子433に入力する。
AND素子433の残りの入力がAND素子432の出力に接続され、AND素子433の出力がX軸光検出画素制御線143に接続されている。
In FIG. 21, a light
The remaining input of the AND
図22は、第3の実施形態に係る発光駆動部6Bの構成例を示す図である。
本第3の実施形態においては、発光駆動部6Bをバックライトとは異なるライトペンとしている。
したがって、図22の発光駆動部6Bは、図7の発光駆動部6の信号重畳部620を削除した構成を有している。そして、発光素子部640が付加されている。
発光素子部640は、LED641、トランジスタ642、および抵抗633により構成されている。
LED641のアノードは電源へ接続され、カソードはトランジスタ642のドレインに接続されている。
トランジスタ642のベースはトランジスタ611のソースフォロワ出力に接続され、ソースはソース抵抗633を介して接地電位GNDに接続されている。
発光素子部640およびLED641は、1組もしくは1個である必要は無く、必要に応じ複数組、もしくは複数個で構成される。
発光素子部640は有機ELのような自発光素子においては、自発光素子そのものでもよい。
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of the light emission drive unit 6B according to the third embodiment.
In the third embodiment, the light emission drive unit 6B is a light pen different from the backlight.
Therefore, the light emission drive unit 6B of FIG. 22 has a configuration in which the signal superimposing unit 620 of the light
The light emitting
The anode of the
The base of the transistor 642 is connected to the source follower output of the transistor 611, and the source is connected to the ground potential GND via the source resistor 633.
The light emitting
The light emitting
図23は、図14において指が触れている領域を変わりにライトペンがあたっているとした場合のタイミングチャートである。 FIG. 23 is a timing chart in the case where the area touched by the finger in FIG.
図23において、X軸光検出画素制御線450に出力される信号は、信号LED_Sigと信号LED_Enの論理積により得られるので、1画素の間ハイレベル(H)を維持し続けずに、図23中のX軸光検出画素制御線(1)のように動作する。
そのため、X軸出力選択トランジスタ142は本来であれば選択されている期間はオンを固定し続けるのであるが、信号LED_Sigと信号LED_Enに従いオンオフ動作を行う。
X軸出力選択トランジスタ142のオンオフ動作により、光検出素子141の電流もしくは電圧が、信号処理部8に伝達されたり伝達されなかったりするため、光検出画素出力信号線には図23のような信号が伝達される。
In FIG. 23, since a signal output to the X-axis light detection
Therefore, the X-axis
The on / off operation of the X-axis
しかし、信号処理部8では、SysClk信号抽出部820により、システムクロックSysClk1020のみを抽出する処理を行う。このため、以降の波形は図18と同様となり、触れ信号として座標信号を取得することができる。
However, in the
[第4実施形態]
本発明の第4の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
第4の実施形態において、X軸光検出画素駆動部4Aは図21と同一の回路を用いる。
また、図24は、第4の実施形態に係る発光駆動部6Cの構成例を示す図である。
[Fourth Embodiment]
An image display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the fourth embodiment, the X-axis light detection pixel driving unit 4A uses the same circuit as that in FIG.
FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration example of a light emission driving unit 6C according to the fourth embodiment.
また、発光駆動部6Cは、図22の発光駆動部6Bであるライトペンの光と、図23に示すように、クロックSysClk1020とは異なる周波数のクロックSysClka1020aをトランジスタ611のベースに入力する。
Further, the light emission drive unit 6C inputs the light of the light pen that is the light emission drive unit 6B in FIG. 22 and the
図25は、第4の実施形態に係る発光駆動部6Cで使用するクロックを生成するクロック生成部10Cの構成例を示す図である。 FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration example of a clock generation unit 10C that generates a clock used in the light emission drive unit 6C according to the fourth embodiment.
クロック生成部10Cは、基本的に、図9のクロック生成部10と同様も構成を有し、SysClk1020とは異なる周波数SysClka1020aを4分周した信号4SysClka1040aを生成する。
The clock generation unit 10C basically has the same configuration as that of the
図26は、第4の実施形態に係る信号処理部8Cの構成例を示す図である。 FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration example of a signal processing unit 8C according to the fourth embodiment.
図26の信号処理部8Cは、2種類のクロックSysClk1020とクロックSysClka1020aで動作するシステムとして構成されている。
The signal processing unit 8C in FIG. 26 is configured as a system that operates with two types of
光検出画素出力信号線148をPreAmp部810にて電流電圧変換し増幅したあと、それぞれのSysClk信号抽出部820とSysClk信号抽出部820aを通すことで、SysClk1020とSysClka1020aを取り出すことができる。
後段のSysClk信号除去部840とSysClk信号除去部840aにて、それぞれ、クロックSysClk1020とSysClka1020aを除去することで、座標信号情報を得ることができる。
後段のDフリップフロップ861、851、並びにDフリップフロップ861a,851aは、それぞれのAND素子801にて生成される出力信号と、AND素子801aにて生成される出力信号で同期させる。
AND素子801は、クロック生成部10にて生成されるクロック4SysClk1040と、主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力として、出力信号を生成する。
AND素子801aは、クロック生成部10Cにて生成されるクロック4SysClka1040aと、主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力として、出力信号を生成する。
このようにすることで、ライトペンでの座標入力と指の座標入力をそれぞれ同時に得ることができる。
After the light detection pixel
Coordinate signal information can be obtained by removing the clocks SysClk 1020 and
The D flip-
The AND element 801 receives the
The AND element 801a receives the
By doing in this way, the coordinate input with a light pen and the coordinate input of a finger can be obtained simultaneously.
なお、図25において、SysClk信号抽出部820aはBPF821aにより形成され、SysClk信号除去部840aはLPF841aにより形成される。
In FIG. 25, the SysClk
[第5実施形態]
次に、本発明の第1〜第4の実施形態に係る画像表示装置を適用可能なデジタルカメラを第5の実施形態として説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a digital camera to which the image display devices according to the first to fourth embodiments of the present invention can be applied will be described as a fifth embodiment.
図27は、本発明の第5の実施形態に係るデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。 FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital camera according to the fifth embodiment of the present invention.
図27のデジタルカメラ10000は、レンズ10100、イメージャー10200、カメラ信号処理部10300、カメラ駆動制御部10400、信号処理部10500、外部端子10600、EVF10700、および本表示装置10800を有する。
また、デジタルカメラ10000は、記録メディア10900、符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100、メカ駆動制御部11200、マイクロフォン11300、音声信号処理部11400、およびスピーカー11500を有する。
さらに、デジタルカメラ10000は、各種操作キー11600、マイコン11700、EEPROM11800、フラッシュメモリ11900、SDRAM12000、電源回路12100、バッテリー12200、およびACプラグ12300を有する。
A
The
The
レンズ10100、イメージャー10200を通して撮影した映像は、カメラ信号処理部10300にて、カメラ駆動制御部10400を調整しながら適切な画像データとして生成される。
生成された画像データは信号処理部10500を通して、外部端子10600から外部モニターへ映し出されたり、EVF10700、本発明装置である表示装置10800に映し出される。
Video captured through the
The generated image data is displayed on the external monitor from the external terminal 10600 through the
また、記録メディア10900へは信号処理部10500からの画像データを符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100を介して保存される。
記録メディア10900がたとえばDVDなどの場合はメカ駆動制御部11200と符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100と共に動作し保存される。
音声は内蔵マイクロフォン11300より音声信号処理部11400を通して画像データと重畳され、外部端子10600から外部モニター付属のスピーカーに出力される。また、その画像データは、符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100を介して記録メディア10900に保存される。
Further, the image data from the
When the
Audio is superimposed on the image data from the built-in
また、信号処理部10500から音声信号処理部11400を介して、内蔵スピーカー11500からも出力される。
記録メディア10900の保存データは記録メディア制御部11100、符号化復号化処理部11000を介して画像データとして取り出される。
そして、記録メディア10900の保存データは、信号処理部10500より本表示装置10800やEVF10700、もしくは外部端子10600から外部モニターへ映し出すことも可能である。
The signal is also output from the built-in
Data stored in the
Data stored in the
音声については、外部端子10600から外部モニター付属のスピーカーに出力されたり、音声信号処理部11400を介して内蔵スピーカー11500から出力することも可能である。
本表示装置10800やEVF10700、もしくは外部端子10600を介したモニター画面を見ながら、撮影画像を制御したり、記録メディア10900に保存されているデータを制御したり、カメラの日付等の制御をすることも可能である。
これらの操作は、各種キー11600や本表示装置10800より行うことができ、各種キー11600や本表示装置10800の信号はマイコン11700で処理され各ブロックへ命令が行き渡り、各種動作や表示が行われる。
Audio can be output from the external terminal 10600 to a speaker attached to the external monitor, or can be output from the built-in
While viewing the monitor screen via the display device 10800, the
These operations can be performed from the
EEPROM11800には、デジタルカメラに必要な設定値が保存されている。
FLASH11900には、マイコン11700の動作に必要なプログラムが保存されていたり、内蔵メモリとして使用される。
SDRAM12000はバッファメモリとして使用される。
電源部として電源回路12100および、バッテリー12200、ACプラグ12300を備えている。
The
The
The
As a power supply unit, a
本表示装置における、光検出画素駆動用制御部12および、発光用制御部13、クロック生成部10はマイコン11700にて形成することも可能である。
デジタルカメラのように、撮影中の画像や、撮影した画像を表示している場合は、座標情報を取得する機会が少ないため、また、誤動作防止のためマイコン11700から本表示装置10800内の有機EL素子123の座標情報取得期間の発光素子部630を停止する。
発光用制御部13がマイコン117000にあることにより、発光駆動部6に送出している座標取得期間信号をローレベル(L)とすることで実現できる。
また、座標情報を取得する機会時のみに限定すると、必ずしも画質にこだわる必要が無い場合、たとえば、メニュー画面を表示している場合などがある。
このため、その場合は、画像表示期間と座標情報発光期間を分けずに、画像表示と座標情報発光を同時に行うことも可能である。
液晶表示素子のように応答速度が遅い表示装置においては、有効な手段であり、画像は明るめの内容で構成し、バックライトの発光動作を、画像表示期間と座標情報発光期間とに分けて発光動作を行っても良い。また、画像表示期間と座標情報発光を同時に行うことでも実現できる。
In this display device, the light detection pixel
When an image being photographed or a photographed image is displayed as in a digital camera, there are few opportunities to acquire coordinate information, and the organic EL in the display device 10800 from the
Since the light
Further, if only limited to the occasion of acquiring coordinate information, there is a case where it is not always necessary to pay attention to image quality, for example, a menu screen is displayed.
Therefore, in that case, it is also possible to simultaneously perform image display and coordinate information light emission without dividing the image display period and the coordinate information light emission period.
In a display device with a slow response speed such as a liquid crystal display element, it is an effective means, the image is composed of bright contents, and the backlight emission operation is divided into an image display period and a coordinate information emission period. Operation may be performed. It can also be realized by simultaneously performing the image display period and the coordinate information emission.
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、座標情報取得のために特別な発光素子を設けずに、画像表示期間と座標情報発光期間を分け、座標情報発光期間中に座標情報を送り出す機構と信号処理を入れることにより、座標情報を取得することが可能となる。
座標情報を取得する上で、インバータータイプの照明器具を含めた外光の影響を受けることがなく、信号処理は、一般的な輝度信号を用いた信号処理より簡単な方法で実現でき、座標情報取得発光時は、間欠動作での点灯状態となるため、消費電力を抑えた表示装置を実現できる。
さらには、発光素子自体の長寿命化へも貢献できる。
また、ペンライトからの光か表示装置からの反射光かを検出し、それぞれの座標情報を出力することが可能である。
また、本発明を用いた装置において、タッチパネルを組み合わせて使う既存の装置と比較し、画質の低下を抑え、薄型化、軽量化に寄与できる。さらに、座標情報が不要な場合、座標情報取得期間の発光を停止させる機能を持たせることで、表示装置による消費電力を抑え、かつ、誤操作を抑えることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, without providing a special light emitting element for acquiring coordinate information, the image display period and the coordinate information light emitting period are separated, and the coordinate information is displayed during the coordinate information light emitting period. Coordinate information can be acquired by adding a sending mechanism and signal processing.
In obtaining coordinate information, it is not affected by external light including inverter-type lighting fixtures, and signal processing can be realized by a simpler method than signal processing using general luminance signals. At the time of acquisition light emission, since it is in a lighting state in intermittent operation, a display device with reduced power consumption can be realized.
Furthermore, it is possible to contribute to extending the life of the light emitting element itself.
Further, it is possible to detect whether the light is from the penlight or the reflected light from the display device, and to output the respective coordinate information.
In addition, in the apparatus using the present invention, compared with an existing apparatus that uses a touch panel in combination, a reduction in image quality can be suppressed, and a reduction in thickness and weight can be achieved. Furthermore, when coordinate information is unnecessary, by providing a function of stopping light emission during the coordinate information acquisition period, power consumption by the display device can be suppressed and erroneous operations can be suppressed.
さらに、本発明を用いた装置の状況を考慮すると、座標情報の取得時、必ずしも画質を優先する必要が無い場合があり、その場合は、画像表示期間と座標情報発光期間を分けずに、画像表示と座標情報発光を同時に行うことも可能である。
液晶表示素子のように応答速度が遅い表示装置においては、有効な手段であり、画像は明るめの内容で構成し、バックライトの発光動作を、画像表示期間と座標情報発光期間とに分けて発光動作を行っても良い。
また、画像表示期間と座標情報発光を同時に行うことでも実現でき、座標情報取得時は、常時点灯から間欠動作での点灯状態となるため、消費電力への貢献が期待でき、更には、発光素子自体の長寿命化へ貢献できる。
Furthermore, in consideration of the situation of the apparatus using the present invention, it may not always be necessary to prioritize image quality when acquiring coordinate information. In that case, the image display period and the coordinate information emission period are not divided, and the image is displayed. It is also possible to perform display and coordinate information emission simultaneously.
In a display device with a slow response speed such as a liquid crystal display element, it is an effective means, the image is composed of bright contents, and the backlight emission operation is divided into an image display period and a coordinate information emission period. Operation may be performed.
It can also be realized by performing the image display period and coordinate information emission simultaneously, and when coordinate information is acquired, it can be expected to contribute to power consumption because it is in a lighting state from a constant lighting to an intermittent operation. Contributes to longer life.
本実施形態に係る表示装置は、図28〜図32に示す様々な電子機器、たとえば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置(モバイル機器)、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラなどに適用可能である。
本表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
以下に、本実施形態が適用される電子機器の一例について説明する。
The display device according to the present embodiment includes various electronic devices shown in FIGS. 28 to 32, for example, digital cameras, notebook personal computers, mobile terminal devices such as mobile phones (mobile devices), desktop personal computers, and video cameras. It is applicable to.
The present display device can be applied to display devices for electronic devices in various fields that display a video signal input to the electronic device or a video signal generated in the electronic device as an image or a video.
Below, an example of the electronic device to which this embodiment is applied is demonstrated.
図28は、本実施形態が適用されるテレビジョンを示す斜視図である。
本適用例に係るテレビジョン10500は、フロントパネル10520やフィルタガラス10530等から構成される映像表示画面部10510を含む。
そして、その映像表示画面部10510として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
FIG. 28 is a perspective view showing a television to which the present embodiment is applied.
A
The video display screen unit 10510 is manufactured by using the display device according to this embodiment.
図29は、本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図である。図29(A)は表側から見た斜視図、図29(B)は裏側から見た斜視図である。 FIG. 29 is a perspective view showing a digital camera to which the present embodiment is applied. FIG. 29A is a perspective view seen from the front side, and FIG. 29B is a perspective view seen from the back side.
本適用例に係るデジタルカメラ10500Aは、フラッシュ10511、表示部10512、メニュースイッチ10513、シャッターボタン10514等を含む。
そして、その表示部10512として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
A
The display unit 10512 is manufactured by using the display device according to this embodiment.
図30は、本実施形態が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。 FIG. 30 is a perspective view showing a notebook personal computer to which the present embodiment is applied.
本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータ10500Bは、本体10521に、文字等を入力するとき操作されるキーボード10522、画像を表示する表示部10523等を含む。
そして、その表示部10523として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
A notebook
The display unit 10523 is manufactured by using the display device according to this embodiment.
図31は、本実施形態が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。 FIG. 31 is a perspective view showing a video camera to which the present embodiment is applied.
本適用例に係るビデオカメラ10500Cは、本体部10531、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ10532、撮影時のスタート/ストップスイッチ10533、表示部10534等を含む。
そして、その表示部10534として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
A video camera 10500C according to this application example includes a main body portion 10531, a lens 10532 for photographing a subject on a side facing forward, a start / stop switch 10533 during photographing, a display portion 10534, and the like.
The display unit 10534 is manufactured by using the display device according to this embodiment.
図32は、本実施形態が適用される携帯端末装置、たとえば携帯電話機を示す図である。
図32(A)は開いた状態での正面図、図32(B)はその側面図、図32(C)は閉じた状態での正面図、図32(D)は左側面図、図32(E)は右側面図、図32(F)は上面図、および図32(G)は下面図である。
FIG. 32 is a diagram illustrating a mobile terminal device to which the present embodiment is applied, for example, a mobile phone.
32A is a front view in an open state, FIG. 32B is a side view thereof, FIG. 32C is a front view in a closed state, FIG. 32D is a left side view, and FIG. (E) is a right side view, FIG. 32 (F) is a top view, and FIG. 32 (G) is a bottom view.
本適用例に係る携帯電話機10500Dは、上側筐体10541、下側筐体10542、連結部(ここではヒンジ部)10543、ディスプレイ10544、サブディスプレイ10545、ピクチャーライト10546、カメラ10547等を含む。
そして、そのディスプレイ10544やサブディスプレイ10545として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
A
The display 10544 and the sub-display 10545 are manufactured by using the display device according to this embodiment.
DSP・・・画像表示装置、1・・・画像表示部、2・・・信号線駆動部、3・・・走査線駆動部、4・・・X軸光検出画素駆動部、5・・・Y軸光検出画素駆動部、6・・・発光駆動部、7・・・制御部、8・・・信号処理部、10・・・クロック生成部、120・・・表示画素、140・・・光検出画素、141・・・光検出素子。 DSP ... image display device, 1 ... image display unit, 2 ... signal line drive unit, 3 ... scanning line drive unit, 4 ... X-axis light detection pixel drive unit, 5 ... Y-axis light detection pixel drive unit, 6 ... light emission drive unit, 7 ... control unit, 8 ... signal processing unit, 10 ... clock generation unit, 120 ... display pixel, 140 ... Photodetection pixel, 141... Photodetection element.
Claims (16)
上記表示素子を制御する第1の制御部と、
複数の上記光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部と、
上記光検出素子で上記発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部と、を有し、
上記第1の制御部は、
上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる
表示装置。 A display unit including a light-emitting element in which a light-emitting period for coordinate acquisition is formed and a display unit including a plurality of light detection elements;
A first control unit for controlling the display element;
A second control unit that selectively controls driving of the plurality of light detection elements;
A signal processing unit for processing a detection signal obtained by detecting the light emitted from the light emitting element by the light detecting element and obtaining coordinate information;
The first controller is
A display device that causes the light emitting element of the display element to emit light in an image display period and a coordinate information light emission period.
上記第1の制御部は、
上記発光素子を、上記座標情報発光期間中は、信号発光期間と停止期間を含めて発光させ、
信号発光期間においては座標情報としての信号に基本周波数を重畳して発光させる
請求項1記載の表示装置。 A clock generation unit for providing a basic frequency to the signal processing unit and the first and second control units,
The first controller is
The light emitting element emits light including a signal light emitting period and a stop period during the coordinate information light emitting period,
The display device according to claim 1, wherein a light is emitted by superimposing a fundamental frequency on a signal as coordinate information during a signal light emission period.
上記第3の制御部は、
上記座標情報発光期間において、上記表示素子の発光素子の輝度を光検出素子にて検出できる発光輝度に制御する
請求項1または2記載の表示装置。 A third control unit for controlling the luminance of the light emitting element of the display element in which the light emission period for obtaining the coordinate information is formed;
The third control unit is
3. The display device according to claim 1, wherein in the coordinate information light emission period, the luminance of the light emitting element of the display element is controlled to light emission luminance that can be detected by a light detection element.
上記座標情報発光期間において、座標情報としての信号と基本周波数を重畳する重畳素子を含む
請求項2記載の表示装置。 The display element is
The display device according to claim 2, further comprising a superimposing element that superimposes a signal as coordinate information and a fundamental frequency in the coordinate information light emitting period.
請求項2記載の表示装置。 The display device according to claim 2, wherein the basic frequency is a frequency that avoids a frequency generated by an inverter-type lighting fixture.
請求項1から5のいずれか一に記載の表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 5, wherein the coordinate information is formed as information excluding information in which a full bit is 0 and a full bit is 1.
上記発光部の発光素子から発光される信号に含まれる座標情報に同期して光検出素子を選択する
請求項1から6のいずれか一に記載の表示装置。 The second controller is
The display device according to claim 1, wherein the light detection element is selected in synchronization with coordinate information included in a signal emitted from the light emitting element of the light emitting unit.
検出信号から基本周波数を抽出する処理と、
基本周波数を除去して座標情報を取得する処理と、を行う
請求項1から7のいずれか一に記載の表示装置。 The signal processor is
Processing to extract the fundamental frequency from the detection signal;
The display device according to any one of claims 1 to 7, wherein a process of acquiring coordinate information by removing a fundamental frequency is performed.
上記各光検出素子を選択する際、上記光検出素子同士の信号が重畳しないようにギャップ期間を設けて選択動作する
請求項1から8のいずれか一に記載の表示装置。 The second controller is
9. The display device according to claim 1, wherein when selecting each of the light detection elements, a selection operation is performed with a gap period provided so that signals between the light detection elements do not overlap.
上記基本周波数の一周期とギャップ期間を合計した周期の倍以上の周期で座標情報を生成する
請求項9記載の表示装置。 The second controller is
The display device according to claim 9, wherein the coordinate information is generated with a period that is at least twice as long as a sum of one period of the fundamental frequency and the gap period.
上記座標情報は、
上記ブラックマトリックス部からの反射光の検出時にブラックマトリックスからの反射光であることが分かる情報として形成される
請求項1から10のいずれか一に記載の表示装置。 The light detection element is disposed in a black matrix portion of the display portion,
The above coordinate information is
The display device according to claim 1, wherein the display device is formed as information indicating that the reflected light from the black matrix is detected when the reflected light from the black matrix portion is detected.
投光型ライトを含み、
上記発光部の発光素子を制御する上記第1の制御部は発光素子を基本周波数で発光させ、
複数の光検出素子の駆動を選択的に制御する上記第2の制御部は、
信号検出期間と停止期間を含めて上記光検出素子の駆動を選択し、
座標情報である信号と同期して動作する
請求項1から11のいずれか一に記載の表示装置。 The light emitting unit for obtaining coordinate information is
Including floodlights,
The first control unit that controls the light emitting element of the light emitting unit causes the light emitting element to emit light at a fundamental frequency,
The second control unit that selectively controls driving of the plurality of light detection elements includes:
Select the driving of the light detection element including the signal detection period and the stop period,
The display device according to claim 1, wherein the display device operates in synchronization with a signal that is coordinate information.
基本となる周波数を複数用い、
基本となる周波数にそれぞれ対応する複数の信号処理部を有し、
上記バックライトからの反射光か上記投光型ライトからの透過光かを認識し、
それぞれに応じたモードで動作する
請求項12記載の表示装置。 A backlight for irradiating the display unit with display light;
Use multiple basic frequencies,
It has a plurality of signal processing units corresponding to the basic frequencies,
Recognizing whether the reflected light from the backlight or transmitted light from the floodlight,
The display device according to claim 12, which operates in a mode corresponding to each.
請求項1から13のいずれか一に記載の表示装置。 14. The display device according to claim 1, further comprising a control function capable of stopping the light emitting unit for acquiring coordinate information when coordinate information acquisition operation is unnecessary.
上記座標情報発光期間における上記発光素子の発光光を上記光検出素子で検出し、
検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得する
表示装置の駆動方法。 A display element including a light emitting element in which a light emission period for coordinate acquisition is formed and a light emitting element of the display element in a display unit including a plurality of light detection elements are divided into an image display period and a coordinate information light emission period, and light is emitted.
The light detection element detects light emitted from the light emitting element in the coordinate information light emission period,
A method for driving a display device, which processes a detection signal obtained by detection to acquire coordinate information.
上記表示装置は、
座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部と、
上記表示素子を制御する第1の制御部と、
複数の上記光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部と、
上記光検出素子で上記発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部と、を有し、
上記第1の制御部は、
上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる
電子機器。 Having a display device;
The display device
A display unit including a light-emitting element in which a light-emitting period for coordinate acquisition is formed and a display unit including a plurality of light detection elements;
A first control unit for controlling the display element;
A second control unit that selectively controls driving of the plurality of light detection elements;
A signal processing unit for processing a detection signal obtained by detecting the light emitted from the light emitting element by the light detecting element and obtaining coordinate information;
The first controller is
An electronic device that causes the light emitting element of the display element to emit light in an image display period and a coordinate information light emission period.
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