JP4429124B2 - Display device with touch input function - Google Patents
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Description
本発明は、タッチ入力機能を有する表示装置に関する。 The present invention relates to a display device having a touch input function.
タッチパネルの呼称で知られるパネル型入力装置は、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、現金自動預払機(ATM)等の、表示装置を備えたデータ処理装置における補助的な入力装置であり、パネル表面の所望位置をオペレータがペンや指で触れることにより、表示装置に要求される二次元座標データを入力指示するものである。特に、LCD(液晶ディスプレイ)、PDP(プラズマパネル)、CRT(ブラウン管)等の表示装置の画面に重ねて設置可能な、それ自体透明な構造を有するタッチパネルが、広く利用されている。 A panel type input device known by the name of a touch panel is an auxiliary input device in a data processing device having a display device such as a personal computer, a personal digital assistant (PDA), an automatic teller machine (ATM), etc. When the operator touches a desired position on the surface with a pen or a finger, the two-dimensional coordinate data required for the display device is input and instructed. In particular, touch panels having a transparent structure that can be installed on a screen of a display device such as an LCD (liquid crystal display), a PDP (plasma panel), or a CRT (CRT) are widely used.
従来のタッチパネルは、タッチ位置の検出方式で分類すれば、光学式、超音波式、静電容量式、抵抗膜式等の構成を有するものが知られている。このうち、抵抗膜式のタッチパネルは、他の方式に比べて検出機構が単純で小型化が容易なことから、PDA等の携帯機器で特に有利に使用されている。しかし、抵抗膜式タッチパネルは、2枚の透明基板を重ね合わせて構成されているので、表示装置の画面に重ねて配置したときに、画面の明るさやコントラスト等の、表示装置の描画品質を劣化させることが懸念される。 Conventional touch panels are known to have optical, ultrasonic, electrostatic capacitance, resistive film type, etc., if classified by touch position detection method. Of these, the resistive touch panel is particularly advantageous in portable devices such as PDAs because it has a simple detection mechanism and is easy to miniaturize compared to other methods. However, since the resistive touch panel is composed of two transparent substrates, the drawing quality of the display device, such as the brightness and contrast of the screen, deteriorates when placed on the screen of the display device. There is concern about making it happen.
タッチパネルを表示装置の画面に重ねて配置する上記構成に代えて、表示装置とタッチパネルとの両機能を共通の基板に持たせたタッチ入力機能付き表示装置が、従来提案されている。例えば特許文献1は、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させてなるタッチパネルを開示する。このタッチパネルは、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することにより、タッチ位置を検出するものである。
Instead of the above-described configuration in which the touch panel is placed on the screen of the display device, a display device with a touch input function in which both functions of the display device and the touch panel are provided on a common substrate has been proposed. For example,
また、特許文献2は、1つの基板にEL素子と光電変換素子(フォトダイオード)とをマトリクス状に混在配置してなるパネル型の情報装置を開示する。この情報装置も、EL素子群が画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端でEL素子の表示光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することにより、タッチ位置を検出するものである。 Patent Document 2 discloses a panel type information device in which EL elements and photoelectric conversion elements (photodiodes) are mixedly arranged in a matrix on one substrate. In this information device as well, while the EL element group displays an image, the display light of the EL element is reflected by the tip of a pen for touch-inputting a desired position on the panel surface, and the surrounding photoelectric conversion elements receive this reflected light. Thus, the touch position is detected.
上記した従来のタッチ入力機能付き表示装置は、1つの基板で表示機能とタッチ入力機能との双方を実現しているので、タッチパネルを表示装置の画面に重ねて配置する構成に比べて、一層の小型化・低背化を促進することが期待される。その反面、液晶バックライトやEL素子等の表示光の反射光を光電変換素子が受光することにより、タッチ位置を検出する構成であるから、表示光の散乱光がノイズとなって位置検出精度を低下させたり、太陽光等の強い外光の下での使用時に外光による誤作動が生じたりする危惧がある。また、バックライトやEL素子の劣化(つまり表示機能の劣化)による検出光量の減少が、位置検出精度の低下に直結することも懸念される。さらに、バックライトの設置やEL素子等の自発光素子の使用を前提としているので、外光を利用して画像表示を行なう表示装置(例えば反射型LCD、電子ペーパ等)には適用困難である。 Since the conventional display device with a touch input function described above realizes both the display function and the touch input function with a single substrate, the touch panel is arranged on the screen of the display device in a layered manner. It is expected to promote downsizing and height reduction. On the other hand, since the photoelectric conversion element receives reflected light of display light such as a liquid crystal backlight or EL element, the touch position is detected. Therefore, scattered light of display light becomes noise and position detection accuracy is improved. There is a risk that it will decrease or malfunction due to external light when used under strong external light such as sunlight. In addition, there is a concern that a decrease in the amount of detected light due to deterioration of the backlight and EL elements (that is, deterioration of the display function) directly leads to a decrease in position detection accuracy. Furthermore, since it is premised on the installation of a backlight and the use of self-luminous elements such as EL elements, it is difficult to apply to display devices (for example, reflective LCDs, electronic papers, etc.) that display images using external light. .
本発明の目的は、表示機能とタッチ入力機能とを共通の基板に組み込んでなるタッチ入力機能付き表示装置において、太陽光等の強い外光の下で使用する際にも外光による誤作動を生じることがなく、また表示機能が劣化しても位置検出精度を維持することができ、さらに、透過型LCD、反射型LCD、EL素子、LED等、画像表示機構の構成に関わらず適用できる、信頼性及び発展性に優れたタッチ入力機能付き表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a display device with a touch input function in which a display function and a touch input function are incorporated in a common substrate, and malfunctions due to external light even when used under strong external light such as sunlight. It is possible to maintain position detection accuracy even if the display function is deteriorated, and can be applied regardless of the configuration of the image display mechanism such as a transmissive LCD, a reflective LCD, an EL element, and an LED. An object of the present invention is to provide a display device with a touch input function that is excellent in reliability and developability.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、基板と、基板に設けられ、画面領域を規定する複数のセル部と、それらセル部に関連して設けられる複数の表示素子及び複数の光検出素子と、それら光検出素子が検出した光に基づいて画面領域におけるタッチ入力座標位置を特定する処理部とを具備するタッチ入力機能付き表示装置において、光検出素子の各々は、装置外部から画面領域に入射する外光を検出できるとともに、光の強度及びスペクトルを検出でき、処理部は、外光の局所的陰影を検出した光検出素子の、画面領域における位置を、タッチ入力座標位置として処理するとともに、光検出素子が検出した光の強度及びスペクトルに基づいて、外光と表示素子の各々による表示光とを識別することを特徴とするタッチ入力機能付き表示装置を提供する。
To achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のタッチ入力機能付き表示装置において、基板の表面に沿って複数のセル部の間に延設され、表示素子の各々による表示光が光検出素子の各々に入射することを防止する障壁をさらに具備するタッチ入力機能付き表示装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the display device with a touch input function according to the first aspect of the present invention, the display light that is extended between the plurality of cell portions along the surface of the substrate is detected by each of the display elements. Provided is a display device with a touch input function, which further includes a barrier for preventing light from entering each element.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のタッチ入力機能付き表示装置において、基板に対向配置される透明板と、透明板に設けられ、複数の表示素子による表示光の反射を防止する反射防止層とをさらに具備するタッチ入力機能付き表示装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in the display device with a touch input function according to the first or second aspect, the transparent plate disposed opposite to the substrate and the reflection of display light by the plurality of display elements are provided on the transparent plate. Provided is a display device with a touch input function, further comprising an antireflection layer for preventing the above.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタッチ入力機能付き表示装置において、複数の光検出素子と、それら光検出素子に個別に関連する所望のセル部との間に配置され、所望のセル部に入射した外光を関連する光検出素子に導く複数の導光部材をさらに具備するタッチ入力機能付き表示装置を提供する。 A fourth aspect of the present invention is the display device with a touch input function according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of photodetecting elements and desired cell units individually associated with the photodetecting elements are provided. A display device with a touch input function is further provided, which further includes a plurality of light guide members that are disposed between and guide the external light incident on a desired cell portion to the related light detection elements.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタッチ入力機能付き表示装置において、複数のセル部と複数の表示素子との間に形成される第1導光路と、複数のセル部と複数の光検出素子との間に形成される第2導光路と、第1導光路と第2導光路とを必要に応じて互いに切り替える切替部材とをさらに具備するタッチ入力機能付き表示装置を提供する。
The invention according to claim 5 is the display device with a touch input function according to any one of
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のタッチ入力機能付き表示装置において、処理部は、外光の局所的陰影を検出した光検出素子に関して、所定時間内での局所的陰影の変化の有無を判定し、変化が有るときに、局所的陰影を検出した光検出素子の位置をタッチ入力座標位置として処理するタッチ入力機能付き表示装置を提供する。 A sixth aspect of the present invention is the display device with a touch input function according to any one of the first to fifth aspects, wherein the processing unit has a predetermined time with respect to the light detection element that detects a local shadow of external light. There is provided a display device with a touch input function that determines whether or not there is a change in a local shadow and processes the position of a light detection element that detects the local shadow as a touch input coordinate position when there is a change.
請求項7に記載の発明は、請求項1に記載のタッチ入力機能付き表示装置において、光検出素子の各々は、表示素子の各々による表示光の反射光を検出でき、処理部は、外光の局所的陰影を検出した光検出素子の位置と、表示光の反射光を検出した光検出素子の、画面領域における位置との、いずれか一方を選択して、タッチ入力座標位置として処理するタッチ入力機能付き表示装置を提供する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the display device with a touch input function according to the first aspect, each of the light detection elements can detect reflected light of the display light by each of the display elements, and the processing unit Touch that selects one of the position of the light detection element that detects the local shadow of the screen and the position of the light detection element that detects the reflected light of the display light in the screen area, and processes it as the touch input coordinate position A display device with an input function is provided.
請求項1に記載の発明によれば、1つの基板で表示機能とタッチ入力機能との双方を実現できるから、タッチパネルを表示装置の画面に重ねて配置する構成に比べて、一層の小型化・低背化を促進することができる。また、基板の画面領域に配置される複数の光検出素子が、画面領域に入射する外光の局所的陰影を検出し、処理部がその局所的陰影の位置をタッチ入力座標位置として処理するように構成したから、太陽光等の強い外光の下での使用時にも、外光による誤作動が生じる危惧は確実に排除される。また、表示素子の表示機能の劣化により表示光の光量が減少しても、位置検出精度に影響を及ぼすことはない。さらに、バックライトの設置や自発光素子の使用を必須要件としないから、外光を利用して画像表示を行なう表示装置(例えば反射型LCD、電子ペーパ等)にも適用することができる。したがってこの発明によれば、透過型LCD、反射型LCD、EL素子、LED等、画像表示機構の構成に関わらず適用できる、信頼性及び発展性に優れたタッチ入力機能付き表示装置が提供される。
また、処理部は、光検出素子から獲得した検出光のスペクトルが表示光のスペクトルとは関連性が無い場合にのみ、当該光検出素子による検出光を外光の局所的陰影と判断してタッチ入力座標位置を特定できるから、表示素子による表示光の変化を検出したときのタッチ入力の誤作動を防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, since both the display function and the touch input function can be realized with a single substrate, the size of the display can be further reduced compared to the configuration in which the touch panel is arranged on the screen of the display device. A reduction in height can be promoted. In addition, a plurality of light detection elements arranged in the screen area of the substrate detect a local shadow of external light incident on the screen area, and the processing unit processes the position of the local shadow as a touch input coordinate position. Therefore, even when used under strong external light such as sunlight, the risk of malfunction due to external light is surely eliminated. Further, even if the amount of display light decreases due to deterioration of the display function of the display element, the position detection accuracy is not affected. Furthermore, since installation of a backlight and use of a self-light-emitting element are not essential requirements, it can be applied to a display device (for example, a reflective LCD, electronic paper, etc.) that displays an image using external light. Therefore, according to the present invention, there is provided a display device with a touch input function which is applicable regardless of the configuration of the image display mechanism, such as a transmissive LCD, a reflective LCD, an EL element, and an LED, and which has excellent reliability and expandability. .
In addition, the processing unit determines that the detection light from the light detection element is a local shadow of external light and touches it only when the spectrum of the detection light acquired from the light detection element is not related to the spectrum of the display light. Since the input coordinate position can be specified, it is possible to prevent malfunction of touch input when a change in display light by the display element is detected.
請求項2に記載の発明によれば、複数のセル部の間に延設される複数の障壁が、各表示素子による表示光が隣接する光検出素子に入射することを防止するように作用するので、表示光の散乱光や反射光がノイズとなってタッチ入力位置の検出精度を低下させることを未然に防止できる。 According to the second aspect of the present invention, the plurality of barriers extending between the plurality of cell portions act to prevent the display light from each display element from entering the adjacent photodetector. Therefore, it is possible to prevent the detection accuracy of the touch input position from being lowered due to the scattered light or reflected light of the display light becoming noise.
請求項3に記載の発明によれば、透明板に形成した反射防止層が、表示光の反射光によるタッチ入力位置の検出精度の低下を防止するように作用する。 According to the third aspect of the present invention, the antireflection layer formed on the transparent plate acts to prevent a decrease in the detection accuracy of the touch input position due to the reflected light of the display light.
請求項4に記載の発明によれば、基板の製作が容易になる。 According to the fourth aspect of the present invention, the manufacture of the substrate is facilitated.
請求項5に記載の発明によれば、基板の製作が容易になるとともに、表示素子による画像表示の解像度を劣化させることなく、光検出素子によるタッチ位置検出精度を向上させることができる。 According to the invention described in claim 5, together with the fabrication of the substrate is facilitated, without degrading the image display resolution by the display device, we are possible to improve the touch position detection accuracy of the light detecting element.
請求項6に記載の発明によれば、処理部は、異物や汚損等の存在によって生じる外光の局所的陰影を座標入力データとして扱わないようにして、外光の局所的陰影がオペレータによるタッチ入力操作によって生じたときにのみ、座標入力処理を行なうことができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the processing unit does not treat the local shadow of the external light caused by the presence of foreign matter or dirt as coordinate input data, and the local shadow of the external light is touched by the operator. The coordinate input process can be performed only when it occurs due to an input operation.
請求項7に記載の発明によれば、外光が弱く局所的陰影を検出し難い状況下でタッチ入力機能付き表示装置を使用する際に、局所的陰影を検出する方式から表示光の反射光を検出する方式に切り替えて使用することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, when the display device with a touch input function is used in a situation where the external light is weak and it is difficult to detect the local shadow, the reflected light of the display light is detected from the method of detecting the local shadow. It can be used by switching to a method for detecting.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図1は、本発明の一実施形態によるタッチ入力機能付き表示装置10(以下、表示装置10と略称する)を、機能ブロックを用いて示す模式図、図2は、表示装置10に組み込まれる基板12の概略平面図、図3は、表示装置10におけるタッチ位置検出機能を説明する模式図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Corresponding components are denoted by common reference symbols throughout the drawings.
Referring to the drawings, FIG. 1 is a schematic diagram showing a
表示装置10は、矩形薄板状の基板12と、基板12に設けられ、所望面積の画面領域14を規定する複数のセル部16と、それらセル部16に関連して設けられる複数の表示素子18及び複数の光検出素子20と、それら光検出素子20が検出した光に基づいて画面領域14におけるタッチ入力座標位置を特定する入力処理部22とを備えて構成される。複数のセル部16は、基板12上でマトリクス状に配置されて、平面視略矩形の画面領域14を画定する。複数(所定個数)の表示素子18及び複数(所定個数)の光検出素子20は、個々のセル部16に直接に、それぞれ千鳥状の交互配置で規則的に分散して設けられる(図2)。なお、各図面において、理解を助けるためにセル部16は十分に拡大して示されている。
The
各表示素子18は、LCD(液晶ディスプレイ)の画素の構造を有する。つまり、表示素子18を有する個々のセル部16には、電極、液晶、スイッチング素子等の、公知の画素構成要素(図示せず)が設置される。したがって表示装置10は、基板12上で千鳥状に配置される所定個数の表示素子18が協働して、例えばアクティブマトリクス型のLCDとして機能する。その目的で、表示装置10にはさらに、それら表示素子18を駆動制御する表示制御部24が設けられる。また、表示装置10を反射型LCDとして構成する場合には、基板12に隣接して図示しない反射板が設置され、透過型LCDとして構成する場合は、基板12に隣接して図示しないバックライトが設置される。
Each
複数の表示素子18は、公知の成膜工程、塗布工程等を経て、基板12の所望のセル部16にそれぞれ形成される。なお、表示素子18の構成は、上記したLCD素子に限定されず、例えばEL(エレクトロルミネッセンス)素子、LED(発光ダイオード)素子等の自発光素子や、電子インク等の帯電粒子群を採用することもできる。また、表示素子18の配置は、上記した千鳥状配置に限定されず、個々の表示素子18の形状、寸法も様々に設定できる。いずれの構成においても、表示制御部24の制御下で、所定個数の表示素子18が協働して、画面領域14に所望の画像を表示する。
The plurality of
各光検出素子20は、CCD(電荷結合デバイス)の画素の構造を有する。つまり、光検出素子20を有する個々のセル部16には、電極、フォトダイオード、マイクロレンズ等の、公知の画素構成要素(図示せず)が設置される。したがって表示装置10は、基板12上で千鳥状に配置される所定個数の光検出素子20が、個々に光電変換を行なって撮像信号を入力処理部22に送信し、入力処理部22が、所定の撮像信号を出力した光検出素子20の位置をタッチ入力位置として処理することにより、光学式のタッチパネルとして機能する。
Each
さらに詳述すれば、各光検出素子20は、表示装置10の外部から画面領域14に入射する外光L1を検出するとともに、オペレータが例えば指先26で画面領域14の所望位置を指し示したとき(すなわちタッチ入力したとき)に生じる外光L1の局所的陰影Sを検出するように構成される(図3)。ここで、表示装置10では、画面領域14を保護するための透明板28が、画面領域14の全体を覆うようにして基板12に対向配置される。したがって各検出素子20は、透明板28の所望位置に触れた指先26やペン先30(図4)の、透明板28を介して画面領域14に投影される局所的陰影Sを検出することになる。なお、表示素子18によるバックライト等の表示光L2は、透明板28を介してオペレータに観察される。
More specifically, each
入力処理部22は、個々の光検出素子20から獲得した撮像信号を演算処理し、各光検出素子20で検出した光の強さ等の光学的データを予め定めた閾値と比較して、上記したタッチ入力による局所的陰影Sが検出されているか否かを判定する。そして入力処理部22は、いずれかの光検出素子20で外光L1の局所的陰影Sが検出されたと判定したときに、当該光検出素子20の画面領域14における2次元座標位置を、タッチ入力座標位置データとして入力処理する。さらに入力処理部22は、表示装置10を搭載したデータ処理装置のCPU(図示せず)に入力座標信号を送信し、CPUが表示制御部24等の種々の制御部に所要の制御指令を送る。なお、CCD素子からなる光検出素子20は、外光L1の局所的陰影Sを検出できればよいので、入力処理部22が光検出素子20からの撮像信号に基づく画像処理を行なう必要はない。
The
複数の光検出素子20は、公知の成膜工程、塗布工程等を経て、基板12の所望のセル部16にそれぞれ形成される。なお、光検出素子20の構成は、CCD素子に限定されず、例えばCdS(cadmium sulfide)素子、フォトダイオード、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の、光を検出可能な種々の構成を採用できる。また、光検出素子20の配置は、上記した千鳥状配置に限定されず、個々の光検出素子20の形状、寸法も様々に設定できるが、好ましくは、画面領域14内で複数の表示素子18に対し満遍なく一様に混在して配置される。さらに、透明板28は、アクリル、ポリカーボネート、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ガラス等から作製できる。
The plurality of
上記構成を有する表示装置10によれば、1つの基板12で表示機能とタッチ入力機能との双方を実現しているので、タッチパネルを表示装置の画面に重ねて配置する構成に比べて、一層の小型化・低背化を促進することができる。また、基板12の画面領域14に複数の表示素子18に混在して配置される複数の光検出素子20が、画面領域14に入射する外光L1の局所的陰影Sを検出し、入力処理部22がその局所的陰影Sの位置をタッチ入力座標位置として処理するように構成したから、太陽光等の強い外光L1の下での使用時にも、外光L1による誤作動が生じる危惧は確実に排除される。また、バックライトや表示素子18の劣化(つまり表示機能の劣化)により表示光L2の光量が減少しても、位置検出精度に影響を及ぼすことはない。さらに、バックライトの設置や自発光素子の使用を必須要件とせず、外光を利用して画像表示を行なう表示装置(例えば反射型LCD、電子ペーパ等)にも適用することができる。したがって、表示装置10は、透過型LCD、反射型LCD、EL素子、LED等、画像表示機構の構成に関わらず適用できる、信頼性及び発展性に優れたタッチ入力機能付き表示装置となる。
According to the
表示装置10においては、表示素子18による表示光L2の散乱光や反射光がノイズとなってタッチ入力位置の検出精度を低下させることを、可及的に防止できることが望ましい。その目的で、図4に示すように、基板12の表面12aに沿って、複数のセル部16の間に延設される複数の障壁32を備えることが有利である。各障壁32は、各表示素子18による表示光L2が、隣接する光検出素子20に入射することを防止するように作用する。このような障壁32は、表示素子18又は光検出素子20を形成する成膜/塗布工程で、樹脂材料の微細リブとして、追加して形成することができる。なお、同様の目的で、基板12に対向配置される透明板28に、表示素子18による表示光L2の反射を防止する反射防止層(図示せず)を設けたり、外光L1や表示光L2を制御する偏光膜(図示せず)を設けたりすることもできる。
In the
また、表示装置10では、表示素子18による表示光L2の変化が、外光L1の局所的陰影Sとして誤って検出されないようにすることが望ましい。その目的で、各光検出素子20は、例えばCCDの撮像信号として、光の強度及びスペクトルを検出することが有利である。この場合、入力処理部22は、光検出素子20が検出した光の強度及びスペクトルを、別途検出又は記憶したその瞬間の各表示素子18による表示光L2の強度及びスペクトルと比較することにより、検出光が外光L1の局所的陰影Sであるか、或いは表示素子18による表示光L2の反射光又は散乱光であるかを、識別して判定する。
Further, in the
ここで、検出光が外光L1の局所的陰影Sであった場合には、検出光の強度及びスペクトルは表示光L2の強度及びスペクトルとは全く関連性の無いものとなるが、検出光が表示光L2の反射光又は散乱光であった場合には、少なくとも検出光のスペクトルは表示光L2のスペクトルに類似した形態を示す。したがって、入力処理部22は、光検出素子20から獲得した検出光のスペクトルが表示光L2のスペクトルとは関連性が無い場合にのみ、当該光検出素子20による検出光を外光L1の局所的陰影Sと判断して、タッチ入力座標位置を特定する。
Here, when the detection light is the local shadow S of the external light L1, the intensity and spectrum of the detection light are completely unrelated to the intensity and spectrum of the display light L2, but the detection light is In the case of the reflected or scattered light of the display light L2, at least the spectrum of the detection light shows a form similar to the spectrum of the display light L2. Therefore, the
図5に示すように、表示装置10においては、光検出素子20を基板12のセル部16から離隔して配置することもできる。図示の構成では、複数(所定個数)の光検出素子20と、それら光検出素子20に個別に関連する(つまり表示素子18を配置していない)所望のセル部16との間に、複数の導光部材34が個別に配置される。また、複数の光検出素子20は、基板12から離隔して設けられる光検出部材36の一表面に、基板12の画面領域14(図2)における2次元配列に対応する2次元配列で、互いに隣接して配置される。
As shown in FIG. 5, in the
各導光部材34は、例えば光ファイバから形成され、その長手方向一端面を対応のセル部16に配置するとともに、長手方向他端面を対応の光検出素子20に対向配置して、セル部16に入射した外光L1を関連する光検出素子20に導く。それにより、各光検出素子20は、外光L1及びその局所的陰影Sを検出し、入力処理部22が、外光L1の局所的陰影Sを検出した光検出素子20の光検出部材36上での位置(画面領域14における位置と座標上は対応する)を、タッチ入力座標位置として処理する。このような構成によれば、基板12のセル部16には表示素子18のみを形成すれば良いので、基板12の製作が容易になる利点が得られる。
Each
また図6に示すように、表示装置10においては、表示素子18及び光検出素子20の双方を、基板12のセル部16から離隔して配置することもできる。図示の構成では、画面領域14(図2)の全てのセル部16とそれに対応する個数(1つのみ図示)の表示素子18との間に第1導光路38が形成されるとともに、全てのセル部16とそれに対応する個数(1つのみ図示)の光検出素子20との間に第2導光路40が形成され、それら導光路38、40上に、第1導光路38と第2導光路40とを必要に応じて互いに切り替える切替部材42が設置される。また、複数の表示素子18は、基板12から離隔して設けられる表示部材(図示せず)の一表面に、基板12の画面領域14(図2)におけるセル部16の2次元配列に対応する2次元配列で、互いに隣接して配置される。同様に、複数の光検出素子20は、基板12から離隔して設けられる光検出部材(図示せず)の一表面に、基板12の画面領域14(図2)におけるセル部16の2次元配列に対応する2次元配列で、互いに隣接して配置される。
As shown in FIG. 6, in the
第1導光路38は、長手方向一端面を個々のセル部16に配置する複数(1つのみ図示)の第1光ファイバ44と、長手方向一端面を個々の表示素子18に対向配置する複数(1つのみ図示)の第2光ファイバ46とから構成できる。また、第2導光路40は、長手方向一端面を個々のセル部16に配置する複数(1つのみ図示)の第1光ファイバ44と、長手方向一端面を個々の光検出素子20に対向配置する複数(1つのみ図示)の第3光ファイバ48とから構成できる。そして、切替部材42は、第1光ファイバ44の長手方向他端面と第2光ファイバ46の長手方向他端面と第3光ファイバ48の長手方向他端面との間に配置される可動式の極小ミラー又はスイッチ機能付きの光導波路部材から構成できる。
The first
上記構成において、表示装置10が画像表示を行なう間は、切替部材42を切替操作して、個々の表示素子18による表示光L2が第1導光路38を介して基板12の全てのセル部16に導かれるようにする(図6(a))。また、表示装置10でタッチ入力を行なう際には、切替部材42を切替操作して、基板12の全てのセル部16に入射する外光L1が第2導光路40を介して個々の光検出素子20に導かれるようにする(図6(b))。そして、入力処理部22(図1)は、外光L1の局所的陰影S(図3)を検出した光検出素子20の光検出部材(図示せず)上での位置(画面領域14における位置と座標上は対応する)を、タッチ入力座標位置として処理する。このような構成によれば、表示素子18による画像表示の解像度を劣化させることなく、光検出素子20によるタッチ位置検出精度を向上させることができる。また、基板12の製作が容易になる利点も得られる。
In the above configuration, while the
表示装置10においては、外光L1の局所的陰影Sがオペレータによるタッチ入力操作によって生じたときにのみ、入力処理部22が前述した座標入力処理を行なうことが肝要である。その目的で、入力処理部22は、外光L1の局所的陰影Sを検出した光検出素子20に関して、所定時間内での局所的陰影Sの変化の有無を判定し、その経時変化が有ると判定したときにのみ、局所的陰影Sを検出した当該光検出素子22の位置をタッチ入力座標位置として処理するように構成できる。このような構成によれば、例えば透明板28の表面に異物や汚損が存在しているときに、それによって生じる局所的陰影Sは所定時間内での変化を実質的に生じないので、光検出素子22からのそのような陰影検出信号を座標入力データとして扱わないようにすることができる。
In the
さらに、表示装置10においては、各光検出素子20が、外光L1及びその局所的陰影Sに加えて、各表示素子18による表示光L2の反射光を検出するように構成することもできる。この場合、入力処理部22は、外光L1の局所的陰影Sを検出した光検出素子22の、基板12の画面領域14(図1)における位置と、表示光L2の反射光を検出した光検出素子22の画面領域14における位置との、いずれか一方を選択して、タッチ入力座標位置として処理することができる。このような構成によれば、外光L1が弱く局所的陰影Sを検出し難い状況下で表示装置10を使用する際に、表示光L2の反射光を検出する方式に切り替えて使用することができる。
Further, in the
10 表示装置
12 基板
14 画面領域
16 セル部
18 表示素子
20 光検出素子
22 入力処理部
24 表示制御部
28 透明板
32 障壁
34 導光部材
38 第1導光路
40 第2導光路
42 切替部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光検出素子の各々は、装置外部から前記画面領域に入射する外光を検出できるとともに、光の強度及びスペクトルを検出でき、
前記処理部は、前記外光の局所的陰影を検出した前記光検出素子の、前記画面領域における位置を、前記タッチ入力座標位置として処理するとともに、前記光検出素子が検出した前記光の強度及びスペクトルに基づいて、前記外光と前記表示素子の各々による表示光とを識別すること、
を特徴とするタッチ入力機能付き表示装置。 A substrate, a plurality of cell portions provided on the substrate and defining a screen area, a plurality of display elements and a plurality of light detection elements provided in relation to the cell portions, and light detected by the light detection elements; In a display device with a touch input function comprising a processing unit that identifies a touch input coordinate position in the screen area based on
Each of the light detection element is Rutotomoni can detect outside light incident from the outside of the apparatus to the screen area, to detect the intensity and spectrum of light,
The processing unit processes the position in the screen area of the light detection element that has detected a local shadow of the external light as the touch input coordinate position, and the intensity of the light detected by the light detection element and Identifying the external light and display light by each of the display elements based on a spectrum ;
A display device with a touch input function.
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