JP4577417B2 - 表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器 - Google Patents

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
特開２００４−３１８８１９号公報 特開２００４−４５７８５号公報 特開平７−３２５３１９号公報 特許第４０５５７２２号登録 特開２００２−２６８６１５号公報 特開２００７−３０４４５１号公報

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。

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。

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。

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。

本発明の第１の観点の表示装置は、複数の表示素子と光検出素子を含む表示部と、座標情報取得のための発光素子を含む発光部と、上記発光部の発光素子を制御する第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部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、上記信号処理部、第１および第２の制御部に基本となる基本周波数のクロック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、上記発光部の発光素子を、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上記基本周波数を重畳して発光させる。

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。

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。

好適には、上記信号処理部は、検出信号から上記基本周波数を抽出する処理と、上記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。

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。

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。

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部からの反射光の検出時にブラックマトリックス部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。

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上記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。

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、基本となる上記基本周波数を複数用い、基本となる複数の上記基本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。

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。

本発明の第２の観点の表示装置の駆動方法は、複数の表示素子と光検出素子を含む表示部における上記光検出素子で、座標情報取得のための発光素子を含む発光部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、基本となる基本周波数のクロックを提供し、上記発光部の発光素子を、信号発光期間と停止期間を含めて発光させ、かつ信号発光期間においては座標情報としての信号に上記基本周波数を重畳して発光させる。

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、複数の表示素子と光検出素子を含む表示部と、座標情報取得のための発光素子を含む発光部と、上記発光部の発光素子を制御する第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部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、上記信号処理部、第１および第２の制御部に基本となる基本周波数のクロック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、上記発光部の発光素子を、信号発光期間と停止期間を含めて発光させ、上記信号発光期間においては座標情報としての信号に上記基本周波数を重畳して発光させる。

本発明によれば、第１の制御部により、発光部の発光素子が、信号発光期間と停止期間を含めて発光し、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する。
そして、信号処理部において、光検出素子で発光部の発光光を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。

本発明によれば、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となる。

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。

＜第１実施形態＞
図２は、本発明の第１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。

本画像表示装置Ｄは、画像表示部１、ソースドライバ部２、ゲートドライバ部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。

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。

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。

＜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、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２１、補助容量１２２、および画素電極１２３により構成される。
表示画素１２０は、ＴＦＴ１２１の一端に形成された画素電極１２３と対向電極間に配置される液晶層を含む。
この表示画素１２０は、縦横に列設されるソース信号線１２４およびゲート信号線１２５の各交点もしくは近傍に形成される。
そして、補助容量１２２の一方の電極が、トランジスタ１２１のドレインおよび画素電極１２３に接続され、他方の電極が共通信号線１２６に接続されている。

＜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。

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。

表示画素１２０には、ソース信号線１２４とゲート信号線１２５が接続されている。
ソース信号線１２４はトランジスタ１２１のソースに接続され、その一端がソースを駆動するソースドライバ部２に接続されている。
ゲート信号線１２５はトランジスタ１２１のゲートに接続され、その一端がゲートを駆動するゲートドライバ部３に接続されている。

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。

＜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。

また、表示画素１２０は液晶素子に限定されるものではなく、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ:electro-luminescence）素子などから構成される自己発光素子で構成してもよい。

ソースドライバ部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。
また、ソースドライバ部２は、ＰＷＭ変調などを実施するデジタル出力を行うものであってもよい。この場合はデジタルデータをパルス的にソース信号線１２４に印加する構成であるので、Ｄ／Ａ変換回路は不要である。

ゲートドライバ部３は、ゲート信号線１２５を順次選択し、ソースドライバ部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。

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。

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。

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。

発光部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。

制御部７は、ソースドライバ部２およびゲートドライバ部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、発光部６の発光制御を行う。

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。

クロック生成部１０は、各ブロックへＳｙｓＣｌｋ１０２０と４ＳｙｓＣｌｋ１０４０を提供する。

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。

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。

制御部７は、図２に示すように、表示情報制御部１１、第２の制御部としての光検出画素駆動用制御部１２、および第１の制御部としての発光用制御部１３を有する。

制御部７の表示情報制御部１１は、画素データ線や制御信号線によりソースドライバ部２とゲートドライバ部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、発光部６の発光制御を行う。

図５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。

光検出画素駆動用制御部１２は、図５に図示するように、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。

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とにより構成される。

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。
ｊ進カウンタ１２１２は、クロック生成部１０にて生成されたクロック４ＳｙｓＣｌｋがクロック端子に供給され、この４ＳｙｓＣｌｋ１０４０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。

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。

ｎ進カウンタ１２２２は、クロック生成部１０にて生成されたクロック４ＳｙｓＣｌｋが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する。
ｎ進カウンタ１２２２は、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。

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。

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、クロック生成部１０にて生成されたクロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０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する。
ｍ進カウンタ１２３２は、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。

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。

発光用制御部１３は、図５に示すように、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。

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、クロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０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。

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、クロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０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。

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。

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。

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クロック生成部１０のクロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０が用いられ、出力として信号ＬＥＤ＿Ｓｉｇ１３４０を得る。

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５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。

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。

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。

ｋ進カウンタ１３３２は、クロック生成部１０にて生成されたクロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０が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。

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を発光部６に出力する。

信号ＬＥＤ＿Ｅｎ１３５０は、光検出用に発光素子部６３０での消費電力を削減するのが目的である。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。

＜光検出画素駆動部の構成＞
図６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。

Ｘ軸光検出画素駆動部４は、図６に示すように、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。

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。

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。

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、クロック生成部１０のクロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０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をクロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０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。

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。

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。

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。

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により構成される。
Ｄフリップフロップ４４１は、クロック生成部１０のクロックＳｙｓＣｌｋ１０２０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。

Ｙ軸光検出画素駆動部５は、図６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。

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。

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、クロック生成部１０の４ＳｙｓＣｌｋ１０４０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。

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。

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。

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。

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。

＜発光部の構成＞
図７は、本実施形態に係る発光部６の構成例を示す図である。

発光部６は、図７に示すように、キャリア（ＳｙｓＣｌｋ）重畳部６１０、信号重畳部６２０、発光素子部６３０、および表示用発光部６４０により構成される。
なお、図７においては、ＳｙｓＣｌｋ重畳部６１０、信号重畳部６２０、および発光素子部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。

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。

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の供給ラインに接続されている。

発光素子部６３０は、ＬＥＤ６３１、トランジスタ６３２、および抵抗６３３により構成されている。
ＬＥＤ６３１のアノードは電源に接続され、カソードはトランジスタ６３２のドレインに接続されている。
トランジスタ６３２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６３０およびＬＥＤ６３１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６３０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。

表示用発光部６４０は、表示情報制御部１１の表示用発光制御信号１１１０により発光制御される。

＜クロック生成部の構成＞
図８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９は、図８のクロック生成部のタイミングチャートである。

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。

図８および図９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。

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。

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。

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。

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。

＜信号処理部の構成＞
図１０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。

信号処理部８は、図１０に示すように、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。

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１０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。

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。

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。

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。

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。

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、クロック生成部１０からの出力信号４ＳｙｓＣｌｋ１０４０を入力クロックとして、４ＳｙｓＣｌｋ１０４０に同期させて、触れ信号８８０を出力する。

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、４ＳｙｓＣｌｋ１０４０を入力クロックとし、クロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０に同期させて、イネーブル信号Ｅｎａｂｌｅ８７０を出力する。
クロック４ＳｙｓＣｌｋ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。

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。

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。

＜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。

図１１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。

図５および図１１において、座標ビット数生成部１２１０のｊ進カウンタ１２１２は、クロック生成部１０より生成される４ＳｙｓＣｌｋ１０４０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１１において、ローレベル（Ｌｏｗ）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、４ＳｙｓＣｌｋ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。

Ｙ座標生成部１２３０のｍ進カウンタ１２３２は、クロック４ＳｙｓＣｌｋ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、クロック４ＳｙｓＣｌｋ１０４０に同期して動作し、Ｘ値１３１３とＹ値１３１４を生成する。

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、クロック４ＳｙｓＣｌｋ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。

図１１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。

＜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。

図１２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。

図５および図１２において、間欠信号生成部１３３０のｋ進カウンタ１３３２は、クロック４ＳｙｓＣｌｋ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１２３３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１２３３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。

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１３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。

まず、光検出画素駆動部の動作について図１４に関連付けて説明する。

図１４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。

図６、図１３、および図１４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はクロック４ＳｙｓＣｌｋに同期して動作するため、Ｄフリップフロップ４１２にて、クロック４ＳｙｓＣｌｋ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。

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。

次に、本表示装置における光システムの構成について説明する。
図１５は、本実施形態を用いた平面表示装置の光システムの説明図である。

アレイ基板２００１には表示画素１２０と光検出画素１４０がマトリクス状に配置されている。
アレイ基板２００１と対向基板２００２とにより、封止壁２００３が挟持されている。
対向基板２００２には対向電極２００４が形成されている。
アレイ基板２００１には偏光板（偏光フィルム）２００５ａが配置されており、対向
基板２００２には偏光板２００５ｂが配置されている。
バックライト２００６の光源としては、蛍光管、白色ＬＥＤ、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）色のＬＥＤが用いられ、図７に示す表示用発光部６４０より放出される。

一方、検出用の光源として発光素子部６３０の光源も、バックライト２００６より放出される。
バックライト２００６から放射（出射）された光２００９は、対向基板２００２側から入射し、液晶層２００７で変調されてアレイ基板２００１側から出射される。
アレイ基板２００１側に指などの物体２００８が配置されていると、物体２００８がない箇所から出射された光２００９ａはそのまま透過する。
物体２００８があると物体２００８で反射（光２００９ｂ）される。
反射された光２００９ｂはＢ位置の光検出画素１４０に入射する。
光２００９ｂが入射した光検出画素１４０は、光２００９ｂの強度および露光時間に対応して電荷がリークする。

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。

図１０、図１３、図１５、および図１６において、発光部６にて、信号ＬＥＤ＿Ｓｉｇ１３４０は、信号ＬＥＤ＿Ｅｎ１３５０がハイレベル（Ｈ）の期間のみ発光素子部６３０より出力される。
その際、発光素子部６３０は、システムクロックＳｙｓＣｌｋ１０２０を重畳して発光する。

一方、図１３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、発光素子部６３０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。

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。

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。
発光素子部６３０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表れる。
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。
発光素子部６３０は（１００１）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、その時の信号が光検出画素出力信号線１４８に表れる。
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。

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。

［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。

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。

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。

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ため、必ず、発光素子部６３０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。

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。

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。

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。

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１４０ａのＸ軸座標データとして固有値１を、エンド部１４０ｂ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。

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。

［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。

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。

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４５０に接続されている。

図２２は、第３の実施形態に係る発光部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、発光部６Ｂをバックライトとは異なるライトペン（投光型ライト）としている。
したがって、図２２の発光部６Ｂは、図７の発光部６の信号重畳部６２０を削除した構成を有している。

図２３は、図１３において指が触れている領域を代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。

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。

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１６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。

［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部６Ｃの構成例を示す図である。

また、発光部６Ｃは、図２２の発光部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。

図２５は、第４の実施形態に係る発光部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。

クロック生成部１０Ｃは、基本的に、図８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。

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。

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。

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、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４ＳｙｓＣｌｋ１０４０と４ＳｙｓＣｌｋａ１０４０ａで同期させる。
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。

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。

［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。

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。

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１２２００、およびＡＣプラグ１２３００を有する。

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。

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。

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。

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１１８００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。

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１２２００、ＡＣプラグ１２３００を備えている。

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内の発光部６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、信号ＬＥＤ＿Ｅｎ１３５０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、光源として、上述したような非可視光の発光素子である必要は無く、可視光の発光素子や自発光するたとえば有機ＥＬ素子を用いることも可能である。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、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なく、一般的な輝度信号を用いた信号処理より簡単な信号処理により、座標情報を取得することが可能である。
また、本実施形態によれば、発光素子の追加による消費電力の増加を最低限に抑えた表示装置を実現できる。
また、ペンライトからの光かバックライト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て、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、発光部を停止させる機能を持たせることで、発光素子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。
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る。その場合は、光源として、非可視光を用いる必要は無く、可視光の発光素子（たとえば白色ＬＥＤ）や、自発光素子（たとえば有機ＥＬなど）を用いることも可能である。
可視光の発光素子や自発光素子が本発明の実施形態のように動作することで、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、さらには、発光素子自体の長寿命化へ貢献できる。

また、上記実施形態においては、各表示セルの表示エレメント（電気光学素子）として液晶セルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に採って説明したが、液晶表示装置への適用に限られるものではなく、各画素の表示エレメントとしてエレクトロルミネッセンス（ＥＬ:electro-luminescence）素子を用いたアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、ＦＥＤなどの各種表示装置全般に適用可能である。

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。

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５３０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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

光センサ素子を表示素子領域中に備えた表示装置の検出処理を説明するための図である。 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。 本実施形態に係る画像表示部の構成例を示す第１図である。 本実施形態に係る画像表示部の構成例を示す第２図である。 本実施形態に係る制御部の光検出画素駆動用制御部、および発光用制御部の構成例を示す図である。 本実施形態に係るＸ軸光検出画素駆動部、およびＹ軸光検出画素駆動部の構成例を示す図である。 本実施形態に係る発光部の構成例を示す図である。 本実施形態に係るクロック生成部の構成例を示す図である。 図８のクロック生成部のタイミングチャートである。 本実施形態に係る信号処理部の構成例を示す図である。 発光用制御部におけるＬＥＤ＿Ｓｉｇ生成のタイミングチャートである。 発光用制御部におけるＬＥＤ＿Ｅｎ生成のタイミングチャートである。 画像表示部の光検出画素を４画素分指が触れている場合を例を示す図である。 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。 本実施形態を用いた平面表示装置の光システムの説明図である。 信号発生部にて触れ信号を出力するまでのタイミングチャートである。 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。 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。 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。 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。 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およびＹ軸光検出画素駆動部の構成例を示す図である。 第３の実施形態に係る発光部の構成例を示す図である。 図１３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。 第４の実施形態に係る発光部の構成例を示す図である。 第４の実施形態に係る発光部で使用するクロックを生成するクロック生成部の構成例を示す図である。 第４の実施形態に係る信号処理部の構成例を示す図である。 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。 本実施形態が適用されるテレビを示す斜視図である。 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。 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。 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。 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。

符号の説明

ＤＳＰ・・・画像表示装置、１・・・画像表示部、２・・・ソースドライバ部、３・・・ゲートドライバ部、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。

Claims (13)

1. 複数の表示素子と光検出素子を含む表示部と、
   座標情報取得のための発光素子を含む発光部と、
   上記発光部の発光素子を制御する第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部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、
   上記信号処理部、第１および第２の制御部に基本となる基本周波数のクロック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、
   上記発光部の発光素子を、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上記基本周波数を重畳して発光させる
   表示装置。
2. 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
   請求項１記載の表示装置。
3. 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
   請求項１または２記載の表示装置。
4. 上記信号処理部は、
   検出信号から上記基本周波数を抽出する処理と、
   上記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３のいずれか一に記載の表示装置。
5. 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
   請求項１から４のいずれか一に記載の表示装置。
6. 上記第２の制御部は、
   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５記載の表示装置。
7. 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部からの反射光の検出時にブラックマトリックス部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６のいずれか一に記載の表示装置。
8. 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上記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
   請求項１から７のいずれか一に記載の表示装置。
9. 表示光を上記表示部に照射するバックライトを有し、
   基本となる上記基本周波数を複数用い、
   基本となる複数の上記基本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８記載の表示装置。
10. 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
    請求項１から９のいずれか一に記載の表示装置。
11. 複数の表示素子と光検出素子を含む表示部における上記光検出素子で、座標情報取得のための発光素子を含む発光部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、
    基本となる基本周波数のクロックを提供し、
    上記発光部の発光素子を、信号発光期間と停止期間を含めて発光させ、かつ
    信号発光期間においては座標情報としての信号に上記基本周波数を重畳して発光させる
    表示装置の駆動方法。
12. 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し、
    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１１記載の表示装置の駆動方法。
13. 表示装置を有し、
    上記表示装置は、
    複数の表示素子と光検出素子を含む表示部と、
    座標情報取得のための発光素子を含む発光部と、
    上記発光部の発光素子を制御する第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部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、
    上記信号処理部、第１および第２の制御部に基本となる基本周波数のクロック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、
    上記発光部の発光素子を、信号発光期間と停止期間を含めて発光させ、
    上記信号発光期間においては座標情報としての信号に上記基本周波数を重畳して発光させる
    電子機器。

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