JP4919094B2 - 画像表示装置および画像表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、物体の位置などを検出する機能を備える画像表示装置および画像表示装置の駆動方法に関する。

従来より、表示装置に対して接触あるいは近接する物体の位置などを検出する技術が知られている。その中でも代表的で一般に広く普及している技術として、タッチパネルを備えた表示装置が挙げられる。

このタッチパネルも種々のタイプのものが存在するが、一般に普及しているものとして、静電容量を検知するタイプのものが挙げられる。このタイプのものは、指でタッチパネルに接触することでパネルの表面電荷の変化を捕らえ、これにより物体の位置などを検出する。これにより、ユーザは直感的に操作することが可能である。

また、近年、これらのタッチパネルを備えることなく、表示装置に対して物体の位置などを検出し、直感的に操作することを可能とする技術も各種提案されている。

例えば、特許文献１には、板上を指の移動が可能な平面パッドの一端に赤外線等の発光素子と受光素子とを配置し、指を移動するのみでポインタ制御を行うことができる赤外線式指入力ポインタ装置が開示されている。
特開平１１−１４９３４８号公報

しかしながらこの技術は、表示装置とは別個に入力装置などを備えなければならず、部品点数が増えることにより製品のコストが上昇すると共に、タッチパネルを備えた表示装置と比べて直感的に操作することができないという課題があった。

また、タッチパネルを備えた表示装置についても、表示画面上にタッチパネルを備えることにより部品点数が増え、製品のコストが上昇する。また、表示画面からの光がタッチパネルを透過する際に変化して、画質の劣化を引き起こしてしまうという課題もあった。

さらに、上記の一般的に普及している静電容量を検知するタイプのタッチパネルの場合、同時に表示画面上の１点の位置しか検出することができず、ユーザにとっては必ずしも利便性が良いとは言えないといった課題があった。

つまり、従来のこれらの技術は、利便性を確保しつつ簡易な構造で画質を劣化させることなく物体の位置などを検出することが困難であるという課題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、利便性を確保しつつ簡易な構造で画質を劣化させることなく物体の位置などを検出することを可能にする画像表示装置および画像表示装置の駆動方法を提供することにある。

本発明の第１の画像表示装置は、それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子と、画像データに基づいて発光受光素子を発光駆動する発光駆動手段と、画像データに基づいて発光している一の発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように、他の発光受光素子を受光駆動する受光駆動手段と、他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき検出対象物体を検出する検出手段と、入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより画像データを合成する画像合成手段とを備えたものである。ここで、上記発光駆動手段および受光駆動手段は、画像データのうちのマークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように、発光受光素子を駆動するようになっている。また、上記検出手段は、表示中の画像の内容に応じてＡ／Ｄ変換の際のしきい値を設定すると共に、受光信号を上記しきい値と比較することによりＡ／Ｄ変換がなされた後の受光信号に基づいて、検出対象物体を検出するようになっている。
本発明の第２の画像表示装置は、それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子と、画像データに基づいて発光受光素子を発光駆動する発光駆動手段と、画像データに基づいて発光している一の発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように、他の発光受光素子を受光駆動する受光駆動手段と、他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき検出対象物体を検出する検出手段と、入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより画像データを合成する画像合成手段とを備えたものである。ここで、上記発光駆動手段および受光駆動手段は、画像データのうちのマークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように、発光受光素子を駆動するようになっている。また、上記検出手段は、受光信号に対して複数種類のしきい値を利用したＡ／Ｄ変換がなされた後の受光信号に基づいて、検出対象物体を検出するようになっている。
なお、「入力画像データ」とは、画像表示装置へ入力されたままの合成前の生の画像データを意味し、「マークデータ」とは、例えば、任意の図形や文字の形状、輝度および色などによって表される標識を意味する。

本発明の第１の画像表示装置の駆動方法は、それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子を配置し、画像データに基づいて発光受光素子を発光駆動し、画像データに基づいて発光している一の発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように他の発光受光素子を受光駆動し、他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき検出対象物体を検出するようにしたものである。ここで、入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより、画像データを合成するようになっている。また、画像データのうちのマークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように、発光受光素子を駆動するようになっている。また、表示中の画像の内容に応じてＡ／Ｄ変換の際のしきい値を設定すると共に、受光信号を上記しきい値と比較することによりＡ／Ｄ変換がなされた後の受光信号に基づいて、検出対象物体を検出するようになっている。
本発明の第２の画像表示装置の駆動方法は、それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子を配置し、画像データに基づいて発光受光素子を発光駆動し、画像データに基づいて発光している一の発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように他の発光受光素子を受光駆動し、他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき検出対象物体を検出するようにしたものである。ここで、入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより、画像データを合成するようになっている。また、画像データのうちのマークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように、発光受光素子を駆動するようになっている。また、受光信号に対して複数種類のしきい値を利用したＡ／Ｄ変換がなされた後の受光信号に基づいて、検出対象物体を検出するようになっている。

本発明の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法では、画像データに基づいて発光受光素子が発光する。他の発光受光素子がその発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を受光して受光信号を出力する。その受光信号に基づき検出対象物体が検出される。この際、入力画像データの一部が、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えられることにより、画像データが合成される。また、画像データのうちのマークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光が、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光されるように、発光受光素子が駆動される。
なお、たとえ複数の検出対象物体が同時に配置されている場合でも、受光信号に基づきこれら複数の検出対象物体を検出するように構成することが可能である。ここで、「同時に配置されている」とは、例えば画像表示装置の表示部上に複数の指を一緒に接触あるいは近接させている状況などを意味するものである。

また、この検出対象物体の性状またはその検出の目的もしくは精度に応じたしきい値を設定するようにした場合には、受光信号をこの設定されたしきい値と比較することにより、これらの用途に応じた態様で検出対象物体が検出される。ここで、「検出対象物体の性状」とは、例えば、その物体の大きさ、表面状態（反射率、色、粗さなど）などを意味し、「検出の目的」とは、例えば、物体の位置の検出、物体の大きさの検出、物体の色の検出などを意味し、「検出の精度」とは、検出解像度のことを意味する。

また、この検出対象物体が発光受光素子に接近していない状態で黒表示を行ったときに得られる受光信号に基づいて周囲に存在する環境光の強度を求め、この環境光の影響を考慮して検出対象物体の検出を行うようにした場合は、環境光の影響に左右されずに検出対象物体が検出される。ここで、「黒表示」とは、画像表示装置が備える全ての発光受光素子が発光する輝度が最も低い状態の表示を意味し、「環境光」とは、例えば太陽光や室内灯による光など、周囲から照射されている光を意味する。

また、画像表示中に上記マークを移動させることも可能であり、また、例えば絵柄の動きに合わせてこのマークを移動させるように構成することも可能である。

ここで例えば、これら複数の発光受光素子をマトリクス状に配置し、発光受光素子が線順次で発光動作を行うように駆動すると共に、これに同期して発光中の発光受光素子以外の発光受光素子が線順次で受光動作を行うように駆動するように構成してもよい。ここで、「マトリクス状」とは、複数の発光受光素子が画像表示装置の表示部全面にわたって、画面の水平ライン方向および垂直ライン方向に行列配置されている状態を意味し、この配置された各要素を画素と言う。「線順次で発光動作」および「線順次で受光動作」とは、ある１水平ライン分の各画素に含まれる発光受光素子が１水平ラインごとに順次、発光動作および受光動作する態様の動作を意味し、これを画像表示装置の表示部全面にわたって行うことにより、１画面分の画像データの表示および１画面分の各画素についての受光をすることが可能となる。

本発明の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子を備え、画像データに基づいて発光受光素子を発光駆動すると共に、その発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように他の発光受光素子を受光駆動し、他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき検出対象物体を検出するようにしたので、利便性を確保しつつ簡易な構造で画質を劣化させることなく物体の位置などを検出することができる。
また、入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより画像データを合成すると共に、画像データのうちのマークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように発光受光素子を駆動するようにしたので、画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の接触あるいは近接する物体を検出することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。

本実施の形態の画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光信号選択スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

表示部１は、複数の各画素１１が全面に渡ってマトリクス状に配置された、例えば、有機または無機のＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなり、後述するように線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示する。また、各画素１１は、１つの発光受光素子を含む発光受光セルＣＷＲから構成され、後述するように各画素が発光動作機能と受光動作機能を併有するようになっている。

表示信号生成部２１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより生成され、供給されたデータに基づいて、例えば、１画面ごと（１フィールドの表示ごと）に表示するための表示信号を生成し、それを表示信号保持制御部２２に出力する。

表示信号保持制御部２２は、表示信号生成部２１から出力される表示信号を１画面ごと（１フィールドの表示ごと）に、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などから構成されるフィールドメモリに格納して保持すると共に、各発光受光セルＣＷＲを発光駆動する発光側スキャナ２４および表示信号ドライバ２３、ならびに各発光受光セルＣＷＲを受光駆動する受光信号選択スキャナ３１を連動して動作するように制御する機能を有する。具体的には、発光側スキャナ２４には発光タイミング制御信号４１を、受光信号選択スキャナ３１には受光タイミング制御信号４２を、表示信号ドライバ２３には制御信号およびフィールドメモリに保持されている表示信号に基づいて、１水平ライン分の表示信号を出力する。これらの制御信号および表示信号により、後述するように、線順次動作が行われるようになっている。

発光側スキャナ２４は、表示信号保持制御部２２から出力される発光タイミング制御信号４１に応じて発光駆動対象の発光受光セルＣＷＲを選択する機能を有する。具体的には後述するように、表示部１の各画素１１に接続された発光用ゲート線を介して選択信号を供給し、第１のスイッチを制御する。つまり、選択信号によりある画素の第１のスイッチがオン状態となる電圧が印加されると、その画素では表示信号ドライバ２３から供給された電圧に対応した輝度の発光動作がなされるようになっている。

表示信号ドライバ２３は、表示信号保持制御部２２から出力される１水平ライン分の表示信号に応じて発光駆動対象の発光受光セルＣＷＲに表示データを供給する機能を有する。具体的にはやはり後述するように、表示部１の各画素１１に接続されたデータ供給線を介して前述の発光側スキャナ２４により選択された画素１１に表示データに対応する電圧を供給する。この発光側スキャナ２４および表示信号ドライバ２３が連動して線順次動作することにより、任意の表示データに対応する画像が表示部１に表示される。

受光信号選択スキャナ３１は、表示信号保持制御部２２から出力される受光タイミング制御信号４２に応じて発光受光セルＣＷＲの発光駆動と受光駆動とを切り換え、それにより受光駆動対象の発光受光セルＣＷＲを選択する機能を有する。具体的には後述するように、表示部１の各画素１１に接続された切換線を介して切換信号を供給し、第２のスイッチおよび第３のスイッチを制御する。つまり、切換信号によりある画素において発光駆動時に選択する第２のスイッチがオフ状態となる電圧を印加すると共に、受光駆動時に選択する第３のスイッチがオン状態となる電圧を印加し、その画素から検出された受光信号が受光信号レシーバ３２に出力されるようになっている。これにより、例えばある発光受光セルＣＷＲからの出射光に基づいて接触あるいは近接する物体において反射した光を、他の発光受光セルＣＷＲが受光し、検出することが可能となる。また、この受光信号選択スキャナ３１からは、受光信号レシーバ３２および受光信号保持部３３へ受光ブロック制御信号４３が出力され、これら受光動作に寄与するブロックを制御する機能も有する。

受光信号レシーバ３２は、受光信号選択スキャナ３１から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、各発光受光セルＣＷＲから出力された１水平ライン分の受光信号を取得する機能を有する。この受光信号レシーバ３２において取得された１水平ライン分の受光信号は、受光信号保持部３３へ出力される。

受光信号保持部３３は、受光信号選択スキャナ３１から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、受光信号レシーバ３２から出力される受光信号を１画面ごと（１フィールドの表示ごと）の受光信号に再構成し、例えばＳＲＡＭなどから構成されるフィールドメモリに格納して保持する機能を有する。受光信号保持部３３において格納された受光信号のデータは、位置検出部３４へ出力される。なお、この受光信号保持部３３はメモリ以外の記憶素子から構成されていてもよく、例えば受光信号のデータをアナログデータとして保持しておくことも可能である。以下、本実施の形態においては特に記載がない場合、受光信号はアナログデータとして保持されているものとする。

位置検出部３４は、受光信号保持部３３から出力される受光信号のデータに基づいて信号処理を行い、発光受光セルＣＷＲにおいて検出された物体が存在する位置を特定する機能を有する。これにより、接触あるいは近接する物体の位置を特定することが可能となる。なお、上記のように受光信号保持部３３が受光信号のデータをアナログデータとして格納している場合は、位置検出部３４においてアナログ／デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換という。）を行ってから信号処理が実行される。

図２は、図１における表示部１の構成の一例を表すものである。なお、この表示部１は、水平ライン方向にｍ個、垂直ライン方向にｎ個、合計で（ｍ×ｎ）個からなる画素１１がマトリクス状に配置された構成になっているものとする。ここで、例えばＰＣ（Personal Computer）などにおいて一般的なディスプレイ規格であるＸＧＡ（eXtended Graphics
Array）規格の表示部の場合、ｍ＝１０２４×３（ＲＧＢ），ｎ＝７６８の合計２３５９２９６個からなる画素がマトリクス状に配置されていることになる。

図２に示したように、この表示部１は、合計で（ｍ×ｎ）個からなる画素１１および各画素に含まれる前述の発光受光セルＣＷＲ11〜ＣＷＲmnと、その画素１１の数に応じて接続された、ｍ本のデータ供給線ＤＷ（ＤＷ1〜ＤＷm）およびデータ読出線ＤＲ（ＤＲ1〜ＤＲm）、ならびにｎ本の発光用ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）および切換線Ｓ（Ｓ1〜Ｓn）とを備える。

データ供給線ＤＷ、データ読出線ＤＲ、発光用ゲート線Ｇおよび切換線Ｓはそれぞれ、前述の表示信号ドライバ２３、受光信号レシーバ３２、発光側スキャナ２４および受光信号選択スキャナ３１に接続され、表示信号、選択信号および切換信号が各発光受光セルＣＷＲへ供給され、受光信号が各発光受光セルＣＷＲから出力される。また、図２に示したように、各発光受光セルＣＷＲに対してそれぞれ１本ずつのデータ供給線ＤＷ、データ読出線ＤＲ、発光用ゲート線Ｇおよび切換線Ｓが接続されている。さらに、例えば１垂直ラインの発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ12，…，ＣＷＲ1nに対しては１本ずつのデータ供給線ＤＷ1およびデータ読出線ＤＲ1が共通に接続され、例えば１水平ラインの発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ21，…，ＣＷＲm1に対しては１本ずつの発光用ゲート線Ｇおよび切換線Ｓが共通に接続されている。なお、図２中の矢印Ｘは、後述するように発光用ゲート線Ｇおよび切換線Ｓのスキャン方向を示している。

図３は、図１の表示部１における発光受光セルＣＷＲの配置構成の一例を断面図で模式的に表したものである。なお、図３の例では、発光受光セルＣＷＲに含まれる発光受光素子が有機ＥＬ素子であり、１対の透明基板の間に有機ＥＬ層が設けられている場合を示している。この図おいて、位置を表す符号であるｉはある自然数を表し、前述のように例えばＸＧＡ規格の表示部の場合（ｍ＝１０２４×３（ＲＧＢ），ｎ＝７６８）、例えば表示部の中央の垂直ラインとすると、ｉ＝１５３６となる。

また、図３に示した断面図は、図２に示した表示部１における垂直方向のＡ−Ａ矢視断面に対応するものである。この表示部１は、１対の透明基板１２Ａ，１２Ｂと、これらの透明基板１２Ａ，１２Ｂの間に配置され、上記のように隔壁１３によって互いに分離された構造の複数の発光受光セルＣＷＲ（ＣＷＲ21，ＣＷＲ22，ＣＷＲ23，ＣＷＲ24，ＣＷＲ25，…）とを有する。また、上記のように、発光受光セルＣＷＲは発光受光素子として有機ＥＬ素子を含む。またこの図では、各発光受光セルＣＷＲが含む発光受光素子による出射光ＬＷも示している。なお、一般的な有機ＥＬ表示部におけるその他の層については図示せず、省略している。以下、図５においても同様である。

なお、本実施の形態に係る表示部１における発光受光セルＣＷＲの配置構成例の断面図はこれらに限られるものではなく、他の配置構成でもよい。また、図３に示した断面図の例においては、発光受光素子ＥＬが有機ＥＬ素子から構成されている例で説明したが、この発光受光素子は発光機能および受光機能を備える素子ならば他のものでもよく、例えばＬＥＤ素子などから構成するようにしてもよい。

図４は、図２における発光受光セルＣＷＲの回路構成を表すものである。

この発光受光セルＣＷＲは、１つの発光受光素子ＥＬを備え、発光用ゲート線Ｇ、データ供給線ＤＷ、切換線Ｓおよびデータ読出線ＤＲがこの発光受光セルＣＷＲに接続された構成となっている。つまり、通常の発光素子を備える１画素分のセルと比べて、受光用の分だけゲート線およびデータ線が１本ずつ増加した構成となっている。また、発光受光セルＣＷＲは、１つの発光受光素子ＥＬと、キャパシタＣと、抵抗Ｒと、発光用ゲート線Ｇから供給される選択信号に応じてデータ供給線ＤＷとこのキャパシタＣの一端との間を選択的に導通させる第１のスイッチＳＷ１と、切換線Ｓから供給される切換信号に応じてこのキャパシタの他端と発光受光素子ＥＬの一端との間を選択的に導通させる第２のスイッチＳＷ２と、同様に切換線Ｓから供給される切換信号に応じて発光受光素子ＥＬの一端とデータ読出線ＤＲとの間を選択的に導通させる第３のスイッチＳＷ３とを有し、発光受光素子ＥＬの他端は接地されている。抵抗Ｒの一端はデータ読出線ＤＲに接続されており、抵抗Ｒの他端は接地、または負バイアス点（図示せず）に接続されている。

ここで、具体的に発光動作時および受光動作時における各構成要素の動作を説明する。まず、発光動作および受光動作は、以下のような発光受光素子ＥＬの性質を利用して行う。つまり、本実施の形態において発光受光素子として構成する、例えば有機ＥＬ素子やＬＥＤ素子などは、順方向バイアス電圧を印可すると発光動作をするが、逆方向バイアス電圧を印加すると、受光して電流を発生する性質を有する。よって、後述するようにこの発光受光素子ＥＬは、発光動作および受光動作を同時に行うことはできず、両方の動作を行うには時分割で動作させる必要がある。

よって、まず発光動作時には、上記のように発光用ゲート線Ｇから供給される選択信号および切換線Ｓから供給される切換信号に応じて第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２がオン状態かつ第３のスイッチＳＷ３がオフ状態となると共に、発光受光素子ＥＬには順方向バイアス電圧が印加される。ここで、表示信号に応じた輝度の発光となるよう、データ供給線ＤＷからＩ１の経路にてキャパシタＣが充電され、それに基づいてＩ２の経路にて発光受光素子ＥＬに電流が流れ、発光動作を行うようになっている。

一方、受光動作時には、上記のように切換線Ｓから供給される切換信号に応じて第２のスイッチＳＷ２がオフ状態、第３のスイッチＳＷ３がオン状態となると共にこの発光受光素子ＥＬに逆方向バイアス電圧が印加され、発光受光素子ＥＬにおいて受光した光量に応じた電流がＩ３の経路にてデータ読出線ＤＲへ供給され、受光動作を行うようになっている。なお、発光動作および受光動作のいずれの動作も行っていない時には、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２および第３のスイッチＳＷ３のいずれのスイッチもオフ状態となっており、データ供給線ＤＷおよびデータ読出線ＤＲはそれぞれ、発光受光素子ＥＬとは切断されるようになっている。なお、データ読出線ＤＲに接続されている抵抗Ｒは、上記のようにＩ３の経路でデータ読出線ＤＲに供給された電流に基づいて抵抗Ｒの両端に電位差を生じさせ、これを受光信号として出力する機能を有する。

次に、以上のような構成の画像表示装置において接触あるいは近接した物体を検出する動作を説明する。

まず、図５を参照して以上のような構成の画像表示装置において、接触あるいは近接する物体を検出する動作を説明する。図５は、図１の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理の一例を表すものである。図３に示した、発光受光素子である有機ＥＬ素子を含む発光受光セルＣＷＲが隔壁１３により分離された構造の例に対応したものであり、図３に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

図５に示したように、例えば表示部１に指などの検出対象物体１５を接触あるいは近接させると、例えば、発光受光セルＣＷＲ23から出射された出射光ＬＷ１がこの検出対象物体１５で反射する。ここで、この発光受光素子ＥＬは前述のように発光動作および受光動作は時分割で行う必要があるので、ある発光受光素子を発光させながらその発光受光素子で反射光を受光することができない。そこで、ある水平ラインの発光受光素子から出射した光を、他の水平ラインの発光受光素子に逆方向バイアス電圧を印加して受光動作を行うことにより検出が可能になる。例えば、発光受光セルＣＷＲ23から位置が近い水平ラインの発光受光セル、例えばＣＷＲ24あるいはＣＷＲ25などには反射光ＬＲ１が入射するが、発光受光セルＣＷＲ23から位置が遠い水平ラインの発光受光セルには反射光は入射しない。このため、ある検出対象物体１５から位置が近い発光受光セルＣＷＲのみから受光信号が得られる。例えば、発光駆動されている水平ラインの発光受光セルＣＷＲから発せられて検出対象物体１５で反射された光を、その発光中の水平ラインに隣接する水平ラインの発光受光素子によって検出するようにタイミング駆動を行うものとする。検出対象物体１５の近傍の水平ラインの発光受光素子からは受光信号が検出される一方、それ以外の領域からは受光信号が検出されないので、表示部１のどの位置に検出対象物体１５が存在するのかを検知することが可能となる。このような発光駆動と受光駆動とを各水平ラインについて順次行うこと（以下、線順次駆動という。）により、表示部１全体にわたって画像を表示しながら検出対象物体１５を検出することが可能となる。

図６は、図１の画像表示装置における線順次発光動作および線順次受光動作の一例を表すものである。ここで、図６に示した１マスは表示部１における画素１１を表すものである。

図６（Ａ）に示した線順次発光動作の例では、例えば矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインが、スキャン方向Ｘで示した方向に順次発光動作していく状況を表している。またこの例では、矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインが、表示データによる描画が画面上においてある時間が経過するまで、つまり次の画像データが表示信号ドライバ２３により供給される前までの一定期間だけ発光状態が保持され、表示部１全体が発光領域５１Ａ，５１Ｂと非発光領域５２とに分かれている状況を表している。この場合、矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインが線順次発光動作することにより、発光状態が保持される一定時間内においては、表示部１の全体または大部分が発光領域となり、ある画像データを表示部１全体に渡って表示することが可能となる。発光状態が保持される期間は、例えば図４に示した発光受光セルＣＷＲの回路構成におけるキャパシタＣの容量値などにより決まるものであり、任意に設定可能である。なお、図６（Ａ）に示した例では、表示部１に非発光領域５２が存在するが、この非発光領域５２もまた線順次移動するので、残像現象効果により、人の目によっては視認されることがなく、問題にならない。

次に図６（Ｂ）および（Ｃ）に示した線順次発光動作および線順次受光動作の例では、例えば矢印Ｐ２およびＰ５で示した位置の１水平ラインがスキャン方向Ｘで示した方向に順次発光動作していくと共に、矢印Ｐ３およびＰ６で示した位置の１水平ラインが発光領域５１Ａから出射した光による検出対象物体１５での反射光を、スキャン方向Ｘで示した方向に線順次受光動作していく状況を表している。このように、ある１水平ラインが線順次発光動作すると共に、常にその隣の位置の１水平ラインがその出射光による反射光を線順次受光動作することにより、表示部１全体が発光領域になると共に受光領域となり、ある画像データを表示部１全体に渡って表示することに加えて、受光素子から検出された受光信号によりある検出対象物体１５が表示部１の近傍に存在するかどうかおよび存在する場合はその位置を検出することが可能となる。なおこの場合でも、表示データによる描画が画面上においてある時間が経過するまで、つまり次の受光動作前までの一定期間だけ発光動作が保持され、表示部１全体が発光領域５１Ａ，５１Ｂと非発光領域５２とに分離している状況を表している。

次に、図２、図４、図５および図７を参照して、図１の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理の詳細を説明する。図７は、図１の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものであり、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）、（Ｃ）切換線Ｓ（Ｓ1〜Ｓn）および（Ｅ）データ読出線ＤＲiの各信号を示している。また、図７において位置を表す符号であるｉおよびｊはある自然数を表し、前述のように例えばＸＧＡ規格の表示部の場合（ｍ＝１０２４×３（ＲＧＢ），ｎ＝７６８）、例えば表示部の中央とすると、ｉ＝１５３６，ｊ＝３８４となる。なお、以降のタイミング図においても同様である。

図７において、横軸は時間を表し、垂直期間ＴＨ１およびＴＨ２は表示部１の画面全体分スキャンするのに要する時間、つまりこの場合は発光側スキャナ２４および受光信号選択スキャナ３１がそれぞれ、Ｇ1〜ＧnまでおよびＳ1〜Ｓnまでスキャンする時間を表すものである。ここで、検出対象物体１５は表示部１における発光受光セルＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲi(j+2)付近にあるものとすると、これに対応する期間、つまり垂直期間ＴＨ１においてはタイミングｔ３〜ｔ６の期間（受光信号検出期間ＴＦ１）において受光信号が検出され、垂直期間ＴＨ２においては受光信号検出期間ＴＦ２において受光信号が検出される。また、縦軸は上記の（Ａ）〜（Ｃ）および（Ｅ）に示した各信号の各タイミングにおける電圧を表している。ここで、（Ａ）に示したデータ供給線ＤＷiの信号は、各画素１１において任意の輝度に対応する表示データであるものとし、表示部１において任意の画像を表示しているものとする。また、（Ｄ）に示した各発光受光セルＣＷＲiにおける発光期間ＴＷおよび受光期間ＴＲを表すものである。なお、発光期間ＴＷおよび受光期間ＴＲ以外の期間は、非動作期間である。なお、発光期間ＴＷのうち、最初の区間（太枠部分）は、画像データに基づく発光駆動が行われている期間（図４の第１のスイッチＳＷ１がオンしている期間）であり、それ以外の期間は、図４のキャパシタＣによって発光状態が保持されている期間である。

なお、（Ｅ）に示したデータ読出線ＤＲiの信号は、アナログデータとして受光信号保持部３３に格納される例であるが、前述のようにデジタルデータとして受光信号保持部３３に格納するように構成することも可能である。

まず最初は、全ての発光用ゲート線Ｇおよび切換線Ｓにおいて選択信号が出力されず、各発光受光セルＣＷＲにおいて第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２および第３のスイッチＳＷ３のいずれのスイッチもオフ状態となっており、データ供給線ＤＷおよびデータ読出線ＤＲはそれぞれ、発光受光素子ＥＬとは切断されるようになっている。よってこの期間においては、各発光受光セルＣＷＲは非動作状態となっている。

タイミングｔ０において、（Ｃ）切換線Ｓ1において切換信号が出力され、この切換線が接続された発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ21，…，ＣＷＲm1における第３のスイッチＳＷ３が一斉にオン状態となり、これらの発光受光セルにおいて受光動作を行う。なお、これらの発光受光セルにおける第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２はオフ状態のままである。このとき、図７中に受光期間ＴＲで示したように、（Ｄ）発光受光セルＣＷＲiにおいて図４に示した発光受光素子ＥＬにおいて受光した光量に応じた電流がＩ３の経路にて（Ｅ）データ読出線ＤＲiへ供給されて受光動作を行う。なお、この期間（タイミングｔ０〜ｔ１）においては検出対象物体１５による受光信号が検出されないので、（Ｅ）データ読出線ＤＲiからは出力信号が出力されない。

次にタイミングｔ１において、（Ｂ）発光用ゲート線Ｇ1 および（Ｃ）切換線Ｓ2 においてそれぞれ、選択信号および切換信号が出力される。よって、（Ｂ）発光用ゲート線Ｇ1 が接続された発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ21，…，ＣＷＲm1においては、第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２が一斉にオン状態となると共にタイミングｔ０〜ｔ１においてオン状態であった第３のスイッチＳＷ３は一斉にオフ状態となり、これらの発光受光セルにおいて発光動作を行うが、やはり検出対象物体１５による受光信号が検出されないので、（Ｅ）データ読出線ＤＲi からは出力信号が出力されない。

タイミングｔ２以降も同様にして、（Ｂ）発光用ゲート線Ｇ2 および（Ｃ）切換線Ｓ3 ，（Ｂ）発光用ゲート線Ｇ3 および（Ｃ）切換線Ｓ4 ，…と、線順次に発光動作および受光動作を行うが、やはり検出対象物体１５による受光信号が検出されないので、（Ｅ）データ読出線ＤＲi からは出力信号が出力されない。なお、各発光受光セルＣＷＲi とも前述のようにある一定期間、発光期間ＴＷが保持される。

そしてタイミングｔ３〜ｔ６において、（Ｄ）各発光受光セルＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲi(j+2)は検出対象物体１５からの反射光を受光し、図７に示したように受光した光量に応じた電流が電圧に変換され、（Ｅ）データ読出線ＤＲiへ出力される（受光信号検出期間ＴＦ１）。なお、この場合主に、（Ｄ）各発光受光セルＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲi(j+2)は１つ隣の水平ラインに配置されたＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)の発光動作による出射光からの反射光を受光することになるので、（Ｅ）データ読出線ＤＲiへ出力される信号は、（Ａ）データ供給線ＤＷiにおける信号に応じた値となっている。

タイミングｔ６以降もタイミングｔ１〜ｔ３と同様に、（Ｂ）発光用ゲート線Ｇj+2および（Ｃ）切換線Ｓj+3，（Ｂ）発光用ゲート線Ｇj+3および（Ｃ）切換線Ｓj+4，…，（Ｂ）発光用ゲート線Ｇn-1および（Ｃ）切換線Ｓnと、線順次に発光動作および受光動作を行うが、やはり検出対象物体１５による受光信号が検出されないので、（Ｅ）データ読出線ＤＲiからは出力信号が出力されない。

このようにして、垂直期間ＴＨ１において、発光受光セルＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲi(j+2)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出することできる。垂直期間ＴＨ２以降も同様に動作し、例えば垂直期間ＴＨ２においては受光信号検出期間ＴＦ２において（Ｅ）データ読出線ＤＲiから出力信号が出力され、やはり発光受光セルＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲi(j+2)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出する。

以上のようにして、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、１つの発光受光素子ＥＬを含む発光受光セルＣＷＲを有する複数の発光受光セルＣＷＲが配置された構成からなる表示部１を備え、表示信号生成部２１により生成された画像データに基づいて発光側スキャナ２４および表示信号ドライバ２３がこれらの発光受光素子ＥＬを駆動すると共に、その発光受光素子から出射して検出対象物体１５で反射した光を受光するように受光信号選択スキャナ３１が他の発光受光素子ＥＬを駆動し、他の受光素子から受光信号レシーバ３２により得られた受光信号に基づき位置検出部３４において検出対象物体１５を検出するようにしたので、タッチパネルや入力装置などの別個の部品を追加する必要がなく簡易な構造を確保しつつ、さらには表示部１からの出射光がタッチパネルなどの別個の部品を透過する必要もなくなるので画質の劣化を引き起こすことなく、物体の位置などを検出することが可能となる。

また、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、各発光受光セルＣＷＲが線順次発光動作を行うと共に線順次受光動作を行うようにしたので、通常の発光動作により画像データを表示すると共に物体の位置などを検出することが可能となる。

また、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、表示部１上に指などの検出対象物体を接触あるいは近接させることでその位置などを検出するようにしたので、ユーザはタッチパネルと同様の操作で利便良く操作することが可能となる。

さらに、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、１つの発光受光素子ＥＬを含む発光受光セルＣＷＲにおいて発光動作および受光動作の両動作を時分割で行うようにしたので、発光素子と受光素子とを別個に設置する必要なく簡易な素子構造で発光動作と受光動作とが行え、さらには製造工程も簡素化することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

上記第１の実施の形態においては、次の受光動作前までの一定期間だけ発光動作が保持される構成の画像表示装置について説明したが、本実施の形態では、次の受光動作をする直前の期間まで発光動作を行う構成にした画像表示装置について説明する。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１０１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光信号選択スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。つまり、図１に示した第１の実施の形態における表示部１に代えて、表示部１０１を備えたものである。

表示部１０１は、表示部１と同様、複数の各画素１１が全面に渡ってマトリクス状に配置され、線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示する。表示部１と異なるのは、上記のように次の受光動作をする直前の期間まで発光動作を行うようにした点である。つまり、前述のように発光受光セルＣＷＲの回路構成におけるキャパシタＣの容量値などを変更し、発光期間を延ばすようにした点である。

次に、以上のような構成の画像表示装置において接触あるいは近接した物体を検出する動作を説明する。

図９は、図８の画像表示装置における線順次発光動作および線順次受光動作の一例を表すものであり、第１の実施の形態における図６に対応するものである。この図において、図６に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図９（Ａ）に示した線順次発光動作の例では、図６（Ａ）の例と同様、例えば矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインが、スキャン方向Ｘで示した方向に順次発光動作していく状況を表している。またこの例では、図６（Ａ）の例とは異なり、矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインが、表示データによる描画が画面上において一巡するまで、つまり次の画像データが表示信号ドライバ２３により供給されるまでの間発光動作が保持され、表示部１全体が発光領域５１となっている状況を表している。このように、矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインが線順次発光動作することにより、受光ラインを除いて表示部１全体が発光領域となり、ある画像データを表示部１全体に渡って表示することが可能となる。

次に図９（Ｂ）および（Ｃ）に示した線順次発光動作および線順次受光動作の例では、図９（Ｂ）および（Ｃ）の例と同様、例えば矢印Ｐ２およびＰ５で示した位置の１水平ラインがスキャン方向Ｘで示した方向に順次発光動作していくと共に、矢印Ｐ３およびＰ６で示した位置の１水平ラインが発光領域から出射した光による検出対象物体１５での反射光を、スキャン方向Ｘで示した方向に線順次受光動作していく状況を表している。ただ、図９（Ｂ）および（Ｃ）の例と異なるのは、矢印Ｐ３およびＰ６で示した位置の１水平ラインが、上側の位置の発光領域５１Ａだけでなく、下側の位置の発光領域５１Ｂから出射した光による反射光も受光するようにした点である。このように、発光受光セルＣＷＲの回路構成におけるキャパシタＣの容量値などを変更し、発光期間を延ばすことにより、ある１水平ラインが線順次受光動作により物体の位置などを検出する上で、常にその上下の位置の１水平ラインからの出射光を光源として用いることが可能となる。

図１０は、図８の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものである。なお、本実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であるので、その説明を省略し、発光期間ＴＷの延長に関する動作のみを説明する。

まず垂直期間ＴＨ１においては、図７に示した第１の実施の形態の場合と同様の動作である。そして垂直期間ＴＨ２においては、上記のように各発光受光セルＣＷＲにおいて、受光期間ＴＲの直前まで発光期間ＴＷとなっている。具体的には、例えば発光受光セルＣＷＲi1は、第１の実施の形態の場合（図７）、タイミングｔ７〜ｔ８においては非動作期間であったが、本実施の形態では、タイミングｔ７〜ｔ８においても発光期間ＴＷとなる。その結果、タイミングｔ１〜ｔ８まで（つまり受光期間ＴＲの直前まで）が発光期間ＴＷとなる。例えば発光受光セルＣＷＲijの場合、タイミングｔ１１〜ｔ１２において、上下の水平ラインの発光受光セルＣＷＲi(j-1)およびＣＷＲi(j+1)がともに発光期間ＴＷとなっている。すなわち、受光駆動されている発光受光セルの上下２本の水平ラインの発光受光素子からの出射光を光源として用いることが可能となる。言い換えると、一つの発光受光素子の状態は、「発光」→「受光」→「発光」→「受光」というように、消灯期間を挟まずに繰り返し遷移するが、受光駆動されている水平ラインの発光受光素子には、その水平ラインを挟む上下の水平ラインの発光受光素子から出射して検出対象物体１５で反射した光が入射することになる。光源として用いる出射光の総和が増加するので、図１０（Ｅ）に示したように、第１の実施の形態（図７）と比べて、データ読出線ＤＲiにおける受光信号の信号量が増加し、受光感度が向上する。この場合、フィールド間で表示データ（映像データ）に差があると、受光信号が元の表示データに対応したものとならないという問題が生ずる可能性もあるが、フィールド間であまりに異なるデータを表示しないように工夫することにより、この問題を回避することが可能である。なお、通常の映像信号は、このような特性（フィールド間で映像データにほとんど差がない）をもっており、例えば、ＭＰＥＧ(Motion Picture Experts Group)方式では、この特性を利用して圧縮をしている。

このようにして、本実施の形態における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、次の受光動作をする直前の期間まで発光動作を行うようにしたので光源として用いる出射光が増加し、第１の実施の形態における効果に加え、受光信号の信号量を増加させてＳ／Ｎ比を向上させ、検出感度を上げることが可能となる。

以下、第１〜２の実施の形態について変形例をいくつか挙げて説明する。これらの変形例は、第１〜２の実施の形態のいずれについても適用可能であるが、以下の説明では、第１の実施の形態を基本にして進めていくこととする。

［変形例１］
まず、第１〜第２の実施の形態について共通の変形例１について説明する。本変形例は、第１の実施の形態において、発光駆動に対して受光駆動を間引いて駆動するようにしたものである。

図１１は、変形例１に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光信号選択スキャナ３１１と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。つまり、図１に示した第１の実施の形態における受光信号選択スキャナ３１に代えて、受光信号選択スキャナ３１１を備えたものである。

受光信号選択スキャナ３１１は、受光信号選択スキャナ３１と同様、表示信号保持制御
部２２から出力される受光タイミング制御信号４２に応じて発光受光セルＣＷＲの発光駆動と受光駆動とを切り換え、それにより受光駆動対象の発光受光セルＣＷＲを選択する機能を有する。受光信号選択スキャナ３１と異なるのは、上記のように発光側スキャナ２４に対して受光側スキャナ３１１が間引いて駆動するようにした点である。具体的には後述するように、発光側スキャナ２４が第１の実施の形態と同様に発光用ゲート線ＧをＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，…，Ｇn とスキャンしていくのに対し、受光信号選択スキャナ３１１は切換線ＳをＳ2 ，Ｓ4 ，Ｓ6 ，…，Ｓn と、１本おきにスキャンしていき、残りの切換線Ｓ1 ，Ｓ3 ，Ｓ5 ，…，Ｓn-1 はスキャンされないようになっている。なお、表示部１は前述のように例えば、ＸＧＡ規格の場合（ｍ＝１０２４×３（ＲＧＢ），ｎ＝７６８）を考慮し、ｎは偶数であるものとする。また、便宜的にｊは奇数であるものとする。

図１２は、図１１の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図７に対応するものである。なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であるので、その説明を省略し、受光信号選択スキャナ３１１に関する動作のみを説明する。

上記のように（Ｂ）発光用ゲート線Ｇが第１の実施の形態と同様にＧ1，Ｇ2，Ｇ3，…，Ｇnと選択信号を出力していくのに対し、（Ｃ）切換線Ｓは、Ｓ2，Ｓ4，…，Ｓj-1，Ｓj+1，…，Ｓnと、１本おきに切換信号を出力していき、残りの切換線Ｓ1，Ｓ3，Ｓj，…，Ｓn-1には切換信号が出力されない。よって、切換線Ｓに対応してデータ読出線ＤＲの出力信号も間引かれ、例えばタイミングｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４，ｔ５〜ｔ６の期間などは受光信号が検出されず、例えばタイミングｔ４〜ｔ５の期間などは受光信号が検出されることとなり、これにより受光信号のデータ量を削減することができる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、発光側スキャナ２４に対して受光信号選択スキャナ３１が間引いて駆動するようにしたので、第１の実施の形態における効果に加え、受光信号のデータ量が削減し、受光側の回路（受光信号選択スキャナ３１１、受光信号レシーバ３２、受光信号保持部３３）を簡素化し、また低消費電力化を図ることが可能となる。よって、特に接触あるいは近接する物体の検出位置の精度よりも回路構成の簡素化および低消費電力化を図りたい場合には有効である。

なお、本変形例においては、偶数番号の受光用ゲート線のみをスキャンする例で説明したが、本変形例の構成はこれに限られるものではなく、受光側の回路を簡素化し、低消費電力化が図れるならば、他の構成も可能である。例えば、逆に奇数番号の受光用ゲート線のみをスキャンするようにしてもよく、また、例えば２本おきや３本おきに受光用ゲート線をスキャンするようにしてもよい。なお、本変形例のように「間引き」を行う他の方法として、画素の出力を結合しておき、受光信号スキャナの本数を減らすという方法も考えられる。例えば、縦２つの画素の出力を合わせておけば、取り出せる信号量が２倍になり、受光感度が向上する。

［変形例２］
次に、第１〜第２の実施の形態について共通の変形例２について説明する。本変形例では、第１の実施の形態における、受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にコンパレータ３５を配置した構成にしたものである。

図１３は、変形例２に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光信号選択スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、コンパレータ３５と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

コンパレータ３５は、受光信号レシーバ３２から出力された受光信号を、表示信号保持制御部２２から出力される所定の電圧であるしきい値電圧信号Ｖｔと比較して、Ａ／Ｄ変換を行う機能を有する。具体的には後述するように、例えば受光信号がしきい値電圧信号Ｖｔよりも高い電圧である場合には１、低い電圧である場合には０といった具合に、受光信号をデジタルデータに変換する。また、このデジタルデータに変換されたデータ（コンパレータ出力信号Ｖｃ）は、受光信号保持部３３へ出力される。

図１４は、図１３の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図７に対応するものである。また、この図においては、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）および（Ｃ）切換線Ｓ（Ｓ1〜Ｓn）、（Ｅ）データ読出線ＤＲi、（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃiの各信号を示している。

本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であり、異なるのは、上記のように受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にコンパレータ３５を配置したことにより、コンパレータ出力信号Ｖｃ、つまり受光信号保持部３３への入力信号がデジタルデータになっている点である。よって、（Ｅ）データ読出線ＤＲi の信号量が所定の（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔよりも大きければ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃi が１となり、逆に（Ｅ）データ読出線ＤＲi の信号量が所定の（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔよりも小さければ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃi が０となっている。このようにして図７に示した第１の実施の形態の場合と同様、受光信号検出期間ＴＦ１，ＴＦ２において受光信号が得られることにより、発光受光セルＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲi(j+2)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出することができる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にコンパレータ３５を配置するようにしたので、受光信号保持部３３および位置検出部３４で扱うデータがデジタルデータとなるため、第１の実施の形態における効果に加え、これらのブロックにおいて処理の負荷を抑え、回路構成の簡素化や低消費電力化を図ることが可能となる。

図１５は、変形例２に係る画像表示装置の他の全体構成例を表すものである。この例は、図１３に示した変形例２においてさらに、受光信号レシーバ３２とコンパレータ３５との間にシフトレジスタ３６を配置した構成のものである。この図において、図１３に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光信号選択スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、シフトレジスタ３６と、コンパレータ３５１と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

シフトレジスタ３６は、受光信号レシーバ３２から出力された受光信号を、受光信号選択スキャナ３１から出力される受光ブロック制御信号４３に応じてシフトレジスタで順番に選択し、パラレル／シリアル変換をしてコンパレータ３５１へ出力する機能を有する。具体的には、ｍ出力分のパラレルデータである受光信号を１出力分のシリアルデータとしてコンパレータ３５１へ出力することにより、図１３の構成と比べて、コンパレータの数をｍ個から１個へ削減することが可能となる。

コンパレータ３５１は、シフトレジスタ３６から出力された、上記のようにパラレル／シリアル変換がなされた受光信号を、コンパレータ３５と同様に、表示信号保持制御部２２から出力される所定の電圧であるしきい値電圧信号Ｖｔと比較して、Ａ／Ｄ変換を行う機能を有する。また、このデジタルデータに変換されたデータ（コンパレータ出力信号Ｖｃ）は、受光信号保持部３３へ出力される。

このようにして、図１５における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、図１３に示した変形例２においてさらに、受光信号レシーバ３２とコンパレータ３５１との間にシフトレジスタ３６を配置するようにしたので、変形例２の効果に加え、コンパレータの数が削減されることとなり、これらのブロックにおいて処理の負荷を抑え、さらに回路構成の簡素化や低消費電力化を図ることが可能となる。

ここで、このしきい値を変化させた場合の効果について説明する。

図１６は、受光信号の信号量の分布の一例を表すものであり、発光受光セルＣＷＲijを中心とした各発光受光セル（ＣＷＲ(i-4)(j-5)〜ＣＷＲ(i+4)(j+5)）の領域について示している。

この例では、発光受光セルＣＷＲijにおける受光信号６１は受光信号レベルが９、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲ(i+1)j，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲ(i-1)jにおける各受光信号６２Ａ〜６２Ｄは受光信号レベルが５、発光受光セルＣＷＲ(i+1)(j-1)，ＣＷＲ(i+1)(j+1)，ＣＷＲ(i-1)(j+1)，ＣＷＲ(i-1)(j-1)における各受光信号６３Ａ〜６３Ｄは受光信号レベルが３、発光受光セルＣＷＲ(i+2)j，ＣＷＲi(j+2)，ＣＷＲ(i-2)jにおける各受光信号６４Ａ〜６２ＣおよびＣＷＲi(j-2)（図示せず）における受光信号は受光信号レベルが１となっており、発光受光セルＣＷＲijから位置が離れるにしたがって受光信号レベルが小さくなるような分布となっている。前述のように、これらの各受光信号の信号量を位置検出部３４やコンパレータ３５，３５１において、あるしきい値電圧Ｖｔと比較することにより、接触あるいは近接する物体がどの位置に存在するのかを検出することができる。

図１７は、図１６の受光信号の信号量の分布においてしきい値を変化させた場合を表すものである。図３６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図３５においてしきい値電圧Ｖｔを、受光信号レベル２、受光信号レベル４、受光信号レベル６とした場合を示している。なお、受光信号検出領域６５〜６７でそれぞれ示された領域は、その位置の発光受光セルＣＷＲにおける受光信号の信号量が、しきい値電圧Ｖｔよりも大きい領域であり、その位置において物体が検出されたことを表す。

このように、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と、しきい値電圧の受光信号レベルを増加させていくに従って、物体が検出された領域の面積が発光受光セルＣＷＲijの位置を中心として小さくなっていくことがわかる。よって、例えば、ユーザが物体の性状（大きさ、表面状態（反射率、色、粗さなど）など）や、検出の目的（位置の検出、大きさの検出、色の検出など）、検出の精度などによって任意にしきい値電圧Ｖｔを変化させることにより、より正確で利便性の良い位置検出をすることが可能となる。

［変形例３］
次に、第１〜第２の実施の形態について共通の変形例３について説明する。物体が接触あるいは近接した場合の反射光は、発光受光セルＣＷＲにおける発光量が高ければ多く、発光受光セルＣＷＲにおける発光量が低ければ少なくなる。よって、ある発光受光セルＣ
ＷＲがどれくらいの光量で発光しているかによって、他の発光受光セルが検出する受光信号の信号量も異なってくる。よって、本変形例は、第１の実施の形態において受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にシフトレジスタ３６およびコンパレータ３５１を配置し、さらに表示信号保持制御部２２から出力された表示信号４５に基づいてコンパレータ３５１におけるしきい値電圧Ｖｔを生成するしきい値電圧生成部３７を配置したものである。つまり、図１５に示した画像表示装置から、しきい値電圧Ｖｔを生成するしきい値電圧生成部３７を追加した構成のものである。

図１８は、変形例３に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１および図１５に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光信号選択スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、シフトレジスタ３６と、コンパレータ３５１と、しきい値電圧生成部３７と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

しきい値電圧生成部３７は、表示信号保持制御部２２から出力された各画素１１における表示信号４５に基づいてコンパレータ３５１におけるしきい値電圧Ｖｔを生成し、コンパレータ３５１へ出力する機能を有する。よって、コンパレータ３５１において各画素１１における発光受光セルＣＷＲの出射光に応じたしきい値電圧Ｖｔを、各画素毎に設定することができる。

図１９は、図１８の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図７および変形例２における図１４に対応するものである。また、この図においては図１４と同様、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）および（Ｃ）切換線Ｓ（Ｓ1〜Ｓn）、（Ｅ）データ読出線ＤＲi、（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃiの各信号を示している。なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、図１４に示した動作と同様であるので、その説明を省略し、しきい値電圧生成部３７およびコンパレータ３５１に関する動作のみを説明する。

本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、図１４に示した変形例２の駆動方法の基本動作と同様であり、異なるのは、上記のように表示信号保持制御部２２から出力された各画素１１における表示信号４５に基づいてコンパレータ３５１におけるしきい値電圧Ｖｔを生成するようにした点である。よって、図１４に示した変形例２の場合はしきい値電圧Ｖｔは一定値であったのに対し、本変形例では、しきい値電圧信号Ｖｔが（Ａ）データ供給線ＤＷi に応じた可変の値となっている。もちろんこの場合も、（Ｅ）データ読出線ＤＲi の信号量が所定の（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔよりも大きければ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃi が１となり、逆に（Ｅ）データ読出線ＤＲi の信号量が所定の（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔよりも小さければ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃi が０となる。このようにして図７に示した第１の実施の形態の場合と同様、受光信号検出期間ＴＦ１，ＴＦ２において受光信号が得られることにより、発光受光セルＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲi(j+2)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出することができる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、図１５に示した画像表示装置からさらにしきい値電圧生成部３７を追加し、隣接する画素の発光量が高ければしきい値電圧を高く、発光量が低ければしきい値電圧も低くするといったように、各画素の表示信号に応じてコンパレータ３５１のしきい値電圧Ｖｔを変化するようにしたので、図１５に示した画像表示装置の効果に加え、接触あるいは近接する物体の位置をより正確に検出することが可能となる。

［変形例４］
次に、第１〜第２の実施の形態について共通の変形例４について説明する。画像表示装置の表示部１の表面には、接触あるいは近接する物体からの反射光以外に、環境光も照射されている。そこで、本変形例は、第１の実施の形態において受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にコンパレータ３５を配置し、さらに受光信号レシーバ３２から出力された受光信号ＶＲに基づいてコンパレータ３５におけるしきい値電圧Ｖｔを生成するしきい値電圧生成部３７１を配置したものである。つまり、図１３に示した変形例２においてしきい値電圧生成部３７１を追加した構成であり、これにより発光受光素子ＥＬにて受光信号を検出する際に環境光の影響を除去する処理を行うようにしたものである。

図２０は、変形例４に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１および図１３に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光信号選択スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、コンパレータ３５と、しきい値電圧生成部３７１と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

しきい値電圧生成部３７１は、受光信号レシーバ３２から出力された１水平ライン分の各画素１１における受光信号ＶＲに基づいてコンパレータ３５におけるしきい値電圧Ｖｔを生成し、コンパレータ３５へ出力する機能を有する。よって、コンパレータ３５において各画素１１における発光受光セルＣＷＲへの反射光に応じたしきい値電圧Ｖｔを、各画素毎に設定することができる。

コンパレータ３５は、受光信号レシーバ３２から出力された受光信号を、しきい値電圧生成部３７１から出力されるしきい値電圧信号Ｖｔと比較して、Ａ／Ｄ変換を行う機能を有する。また、このデジタルデータに変換されたデータ（コンパレータ出力信号Ｖｃ）は、受光信号保持部３３へ出力される。

図２１は、図２０の画像表示装置において環境光の影響を除去する処理の一例を表すものであり、（Ａ）〜（Ｄ）の処理から構成される。ここで、図２１に示した１マスは、図６と同様に、表示部１における画素１１を表すものである。

まず図２１（Ａ）で、あらかじめ表示部１全体のうち受光領域５３以外の領域は黒表示領域５４Ａ，５４Ｂとなっており、発光受光セルＣＷＲからの発光は最も低い輝度となっている。よって、この発光受光セルＣＷＲからの発光による接触あるいは近接する物体での反射光は、他の発光受光セルＣＷＲにおいてほとんど検出されないようになっている。また、この環境光の影響を除去するための一連の処理を行っている間は、この画像表示装置の近傍には反射の対象となるような物体を置かないようにし、他の発光受光セルＣＷＲにおいて検出される光は、環境光によるもののみとする必要がある。ここで前述のように、例えば矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインが、スキャン方向Ｘの方向に線順次発光動作を行っていくと共に、矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインが、スキャン方向Ｘの方向に線順次受光動作を行っていく。

次に図２１（Ｂ）〜（Ｃ）の矢印Ｐ２，Ｐ５およびＰ３，Ｐ６で示した位置の１水平ラインのように、表示部１の１画面分を同様にして線順次発光動作および線順次受光動作を行う。またこのとき、各発光受光セルＣＷＲにおいて検出された受光信号は受光信号レシーバ３２へ出力され、受光信号レシーバは１水平ライン分の受光信号ＶＲを、しきい値電圧生成部３７１へ出力する。そして上記のようにしきい値電圧生成部３７１は、この受光信号ＶＲに基づいてコンパレータ３５におけるしきい値電圧Ｖｔを生成し、コンパレータ３５へ出力する。

そして１画面分の環境光の検出処理が終了すると、図２１（Ｄ）の矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインにおいて通常の表示動作が開始され、同様にスキャン方向Ｘの方向に通常表示領域５５が広がっていくと共に、矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインにおいて通常の受光動作が開始される。このとき、コンパレータ３５は、（Ａ）〜（Ｃ）において得られた環境光による受光信号ＶＲを考慮して生成されたしきい値電圧Ｖｔにより、各画素１１における受光信号のＡ／Ｄ変換を行っていくので、環境光の影響を除去することができる。

図２２は、環境光の影響を除去する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図７および変形例２における図１４に対応するものである。また、この図においては図１４と同様、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）および（Ｃ）切換線Ｓ（Ｓ1〜Ｓn）、（Ｅ）データ読出線ＤＲi、（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃiの各信号を示している。なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、図１４に示した動作と同様であるので、その説明を省略し、しきい値電圧生成部３７１およびコンパレータ３５に関する動作のみを説明する。

まず上記のように、垂直期間ＴＨ１においては表示部１全体が黒表示領域５４となっており、（Ａ）データ供給線ＤＷiにおける信号量は最も小さい値となっている。よって、タイミングｔ４〜ｔ７において（Ｅ）データ読出線ＤＲiから出力される受光信号は、環境光によるものとみなされる。次に垂直期間ＴＨ２においては、垂直期間ＴＨ１におけるタイミングｔ４〜ｔ７に対応する期間であるタイミングｔ８〜ｔ９において、垂直期間ＴＨ１において検出された環境光による受光信号の分だけ、しきい値電圧Ｖｔが上乗せされるようになっている。このようにして、環境光の影響の分を考慮してしきい値を設定する。

以上のように、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、図１３に示した変形例２においてさらにしきい値電圧生成部３７１を追加し、これにより受光素子にて受光信号を検出する際に環境光の影響を除去する処理を行うようにしたので、変形例２の効果に加え、環境光の影響も考慮に入れて検出することにより、接触あるいは近接する物体の位置をより正確に検出することが可能となる。

なお、本変形例においては、もともとのしきい値電圧Ｖｔは一定値である例で説明したが、図１８および図１９の例のように、しきい値電圧Ｖｔが表示信号４５に基づいて生成された可変の値である場合にも適用することが可能である。その場合、しきい値電圧Ｖｔは、表示信号４５および受光信号ＶＲの両方の信号に基づいて生成されることになる。

［変形例５］
次に、第１〜第２の実施の形態について共通の変形例５について説明する。本変形例は、画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の検証対象物を検出し、また、任意に移動する位置においても検証対象物を検出するようにしたものである。

図２３は、変形例５に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１２と、表示信号保持制御部２２２と、表示信号ドライバ２３２と、発光側スキャナ２４２と、受光信号選択スキャナ３１２と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

ここで、表示信号生成部２１２、表示信号保持制御部２２２、表示信号ドライバ２３２、発光側スキャナ２４２および受光信号選択スキャナ３１２の基本動作は、それぞれ図１における表示信号生成部２１、表示信号保持制御部２２、表示信号ドライバ２３、発光側スキャナ２４および受光信号選択スキャナ３１と同様であるので、説明を省略する。

表示信号生成部２１２は、入力画像データの一部を、後述するように所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えて表示信号を合成する機能をさらに備え、表示信号保持制御部２２２、表示信号ドライバ２３２、発光側スキャナ２４２および受光信号選択スキャナ３１２は、そのマークデータに応じて発光受光セルＣＷＲから出射した光を、その発光受光セルＣＷＲの位置に対応する他の発行受光セルＣＷＲによって受光し、受光信号を検出する。このようにして、所定のマークが表示されている領域から、接触あるいは近接する物体を検出することができる。

図２４は、図２３の画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の検証対象物を検出する場合を表すものである。また、この図は図２３に示した画像表示装置に対応する画像表示装置７が備える表示部１上に、任意の画像データが表示されていると共に複数の所定のマーク７１〜７４が同時に表示されている状況を表している。

本変形例は、反射光を検出するための光源として、表示部１における発光受光セルＣＷＲからの出射光を用いている。よって、表示部１の任意の位置からの接触あるいは近接する物体の反射光を検出することが可能である。例えば、表示部１の任意の位置に所定のマーク７１〜７４からなるボタン様の画像を表示させ、この領域から物体の反射光を検出するようにすれば、タッチパネルと同等の効果が得ることができる。また、本変形例は、受光信号保持部３３において再構成された受光信号により物体の位置検出を行っているので、同時に配置された複数の位置検出をすることが可能である。これによりユーザは、画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の接触あるいは近接する物体を検出することが可能となる。

図２５は、図２３の画像表示装置において所定のマークが移動する場合を表すものであり、図２４に示した画像表示装置７に対応するものである。この図は、図２４に示した画像表示装置７上に表示されている複数の所定のマーク７１〜７４の内、マーク７４が矢印７４１のように移動している状況を表している。また、この図において、図２４に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本変形例において、表示信号生成部２１２は、上記のように入力画像データの一部を所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えて表示信号を合成する機能を有する。ここで、この入力画像データが複数のフレームからなる動画像データである場合、表示信号生成部２１２がこれらの動画像データに応じて、入力画像データの一部をフレーム毎に互いに異なる位置でマークデータに置き換えるようにすれば、例えば図２５に示したようにボタン様の部分を移動させていくことや、動画の部分にボタン様の部分を表示させること、あるいは必要に応じてボタン様の部分を表示したり消したりするといったことが可能となる。

これによりユーザは、画像表示装置において任意に移動する位置においても接触あるいは近接する物体を検出することが可能となる。また、どのような画像を表示するかは、表示信号生成部２１２により決定されるので、所定のマークからなるボタン様の画像を表示していないときは、位置検出がされた結果のデータを利用しないようにすれば、誤検出を防ぐことも可能となる。

以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記の実施の形態では、各画素の動作として「受光→発光→消灯」を繰り返すか、あるいは、「受光→発光」を繰り返すことにより、表示動作と、隣の発光画素の光を検知する物体検出動作とを並行して行うようにしたが、これに限らず、例えば「発光→受光→消灯」を繰り返すようにしても、隣の発光画素の光を検知することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１における表示部の構成の一例を表すブロック図である。 図１の表示部における発光受光セルの配置構成の一例を模式的に表す断面図である。 図２における発光受光セルの構成を表す回路図である。 図１の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理の一例を表す模式図である。 図１の画像表示装置における線順次発光動作および線順次受光動作の一例を表す図である。 図１の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図８の画像表示装置における線順次発光動作および線順次受光動作の一例を表す図である。 図８の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例１に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１１の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例２に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１３の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例２に係る画像表示装置の他の全体構成例を表すブロック図である。 受光信号の信号量の一例を表す分布図である。 図１６の受光信号の信号量の分布においてしきい値を変化させた場合の模式図である。 変形例３に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１８の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例４に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図２０の画像表示装置において環境光の影響を除去する処理の一例を表す模式図である。 環境光の影響を除去する処理のタイミング図である。 変形例５に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図２３の画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の検証対象物を検出する場合の模式図である。 図２３の画像表示装置において所定のマークが移動する場合の模式図である。

符号の説明

１，１０１…表示部、１１…画素、１２…透明基板、１３…隔壁、１５…検出対象物体、２１，２１２…表示信号生成部、２２，２２２…表示信号保持制御部、２３，２３２…表示信号ドライバ、２４，２４２…発光側スキャナ、３１，３１１，３１２…受光信号選択スキャナ、３２…受光信号レシーバ、３３…受光信号保持部、３４…位置検出部、３５，３５１…コンパレータ、３６…シフトレジスタ、３７，３７１…しきい値電圧生成部、４１…発光タイミング制御信号、４２…受光タイミング制御信号、４３…受光ブロック制御信号、４５…表示信号、５１…発光領域、５２…非発光領域、５３…受光領域、５４…黒表示領域、５５…通常表示領域、６１〜６４…受光信号検出レベル、６５〜６７…受光信号検出領域、７…画像表示装置、７１〜７４…マーク、７４１…マークの移動状況、ＣＷＲ…発光受光セル、Ｇ…発光用ゲート線、Ｓ…切換線、ＤＷ…データ供給線、ＤＲ…データ読出線、ＬＷ，ＬＷ１…出射光、ＬＲ１…反射光、ＥＬ…発光受光素子、Ｃ…キャパシタ、Ｒ…抵抗、ＳＷ１…第１のスイッチ、ＳＷ２…第２のスイッチ、ＳＷ３…第３のスイッチ、Ｉ１…表示信号電流路、Ｉ２…受光信号電流路、Ｘ…スキャン方向、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６…スキャン中のラインの位置、ＴＨ１，ＴＨ２…垂直期間、ＴＷ…発光期間、ＴＲ…受光期間、ＴＦ１，ＴＦ２…受光信号検出期間、ｔ０〜ｔ１４…タイミング、Ｖｔ…しきい値電圧信号、Ｖｃ…コンパレータ出力信号、ＶＲ…受光信号。

Claims (19)

1. それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子と、
   画像データに基づいて前記発光受光素子を発光駆動する発光駆動手段と、
   前記画像データに基づいて発光している一の発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように、前記他の発光受光素子を受光駆動する受光駆動手段と、
   前記他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき前記検出対象物体を検出する検出手段と、
   入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより前記画像データを合成する画像合成手段と
   を備え、
   前記発光駆動手段および前記受光駆動手段は、前記画像データのうちの前記マークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように、前記発光受光素子を駆動し、
   前記検出手段は、表示中の画像の内容に応じてＡ／Ｄ変換の際のしきい値を設定すると共に、前記受光信号を前記しきい値と比較することによりＡ／Ｄ変換がなされた後の受光信号に基づいて、前記検出対象物体を検出する
   画像表示装置。
2. それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子と、
   画像データに基づいて前記発光受光素子を発光駆動する発光駆動手段と、
   前記画像データに基づいて発光している一の発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように、前記他の発光受光素子を受光駆動する受光駆動手段と、
   前記他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき前記検出対象物体を検出する検出手段と、
   入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより前記画像データを合成する画像合成手段と
   を備え、
   前記発光駆動手段および前記受光駆動手段は、前記画像データのうちの前記マークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように、前記発光受光素子を駆動し、
   前記検出手段は、前記受光信号に対して複数種類のしきい値を利用したＡ／Ｄ変換がなされた後の受光信号に基づいて、前記検出対象物体を検出する
   画像表示装置。
3. 前記入力画像データは、複数のフレームからなる動画像データであり、
   前記画像合成手段は、各フレームごとに前記入力画像データの一部を前記マークデータと置き換える
   請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記画像合成手段は、各フレーム間で互いに異なる位置に、前記入力画像データの一部を前記マークデータと置き換える
   請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記画像合成手段は、前記入力画像データの内容に応じて各フレーム間で互いに異なる位置に、前記入力画像データの一部を前記マークデータと置き換える
   請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記検出手段は、前記受光信号に基づき、検出対象物体の位置および大きさのうち少なくとも一方を検出する
   請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
7. 前記検出手段は、前記受光信号に基づき、同時に配置された複数の検出対象物体を検出する
   請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
8. 前記検出手段は、前記検出対象物体が発光受光素子に接近していない状態において黒表示を行ったときに他の発光受光素子から得られる受光信号に基づいて、周囲に存在する環境光の強度を求め、この環境光の影響を考慮して検出対象物体の検出を行う
   請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
9. 前記複数の発光受光素子はマトリクス状に配置され、
   前記発光駆動手段は、前記複数の発光受光素子を線順次で発光駆動し、
   前記受光駆動手段は、発光受光素子の線順次発光動作に同期して、発光中の発光受光素子以外の発光受光素子を線順次で受光駆動する
   請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
10. 前記受光駆動手段は、発光動作中の発光受光素子が属するラインの次のラインに属する対応位置の発光受光素子を受光駆動する
    請求項９に記載の画像表示装置。
11. 前記発光駆動手段は、前記受光駆動手段による受光駆動の対象である発光受光素子が属するラインの両側に隣接する２つのラインにそれぞれ属する発光受光素子を発光駆動する
    請求項９に記載の画像表示装置。
12. 前記発光受光素子は有機ＥＬ素子である
    請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
13. 前記発光駆動手段および前記受光駆動手段は、１つの発光受光素子の発光動作に対応して他の１つの発光受光素子が受光動作を行うように、各発光受光素子を駆動する
    請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
14. 前記発光駆動手段および前記受光駆動手段は、複数の発光受光素子の発光動作に対応して他の１つの発光受光素子が受光動作を行うように、各発光受光素子を駆動する
    請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
15. １つの発光受光素子に対して、
    駆動対象として発光受光素子を選択するための１本の発光用ゲート線と、
    発光受光素子へ前記画像データを供給するための１本のデータ供給線と、
    発光受光素子から前記受光信号を読み出すための１本のデータ読出線と、
    発光受光素子の発光駆動と受光駆動とを切り換える切換線と
    が接続されている
    請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
16. 前記発光受光素子ごとに、
    キャパシタと、
    前記発光用ゲート線から供給される選択信号に応じて、前記データ供給線と前記キャパシタの一端との間を選択的に導通させる第１のスイッチと、
    前記切換線から供給される切換信号に応じて、前記キャパシタの他端と前記発光受光素子との間を選択的に導通させる第２のスイッチと、
    前記切換信号に応じて、前記発光受光素子と前記データ読出線との間を選択的に導通させる第３のスイッチと
    が設けられている
    請求項１５に記載の画像表示装置。
17. 前記キャパシタによって、各発光受光素子を受光駆動開始直前まで発光させる
    請求項１６に記載の画像表示装置。
18. 画像表示装置を駆動する方法であって、
    それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子を配置し、
    画像データに基づいて前記発光受光素子を発光駆動し、
    前記画像データに基づいて発光している一の発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように前記他の発光受光素子を受光駆動し、
    前記他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき前記検出対象物体を検出すると共に、
    入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより前記画像データを合成し、
    前記画像データのうちの前記マークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように、前記発光受光素子を駆動し、
    表示中の画像の内容に応じてＡ／Ｄ変換の際のしきい値を設定すると共に、前記受光信号を前記しきい値と比較することによりＡ／Ｄ変換がなされた後の受光信号に基づいて、前記検出対象物体を検出する
    画像表示装置の駆動方法。
19. 画像表示装置を駆動する方法であって、
    それぞれが発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子を配置し、
    画像データに基づいて前記発光受光素子を発光駆動し、
    前記画像データに基づいて発光している一の発光受光素子から出射して検出対象物体で反射した光を他の発光受光素子が受光するように前記他の発光受光素子を受光駆動し、
    前記他の発光受光素子から得られた受光信号に基づき前記検出対象物体を検出すると共に、
    入力画像データの一部を、複数の位置に所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより前記画像データを合成し、
    前記画像データのうちの前記マークデータに応じて駆動される発光受光素子から出射した光を、その発光受光素子に対応する位置の他の発光受光素子によって受光するように、前記発光受光素子を駆動し、
    前記受光信号に対して複数種類のしきい値を利用したＡ／Ｄ変換がなされた後の受光信号に基づいて、前記検出対象物体を検出する
    画像表示装置の駆動方法。

Images