JP5489114B2 - 撮像機能付き表示装置、駆動方法および電子機器 - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
4.適用例
[構成例]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すものである。また、図2は、本実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一部の詳細構成を表すものである。なお、本発明の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の駆動方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。この表示装置は、画像表示を行うとともに、外部近接物体を検出するタッチセンサの機能も有するものであり、表示素子として液晶表示素子を用い、さらにタッチセンサ素子としてフォトダイオードを内蔵することにより、インセル型の光学式タッチセンサ付き表示装置を構成するものである。
続いて、本実施の形態のタッチセンサ付き表示装置10の動作および作用について説明する。
表示制御部11は、供給される画像信号Vimgに基づいて、1表示水平ライン分の画像信号を表示信号ドライバ15に供給するとともに、共通信号ドライバ12、表示走査部13、およびセンサ走査部14にタイミング制御信号を供給し、連動して動作するための制御を行う。共通信号ドライバ12は、共通信号Vcomを生成し、センサ付き表示部30に供給する。表示走査部13は、表示走査信号Vscanを生成し、センサ付き表示部30に供給する。表示信号ドライバ15は、画素信号Vpixが多重化された表示信号Vsigと、それに対応したスイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6を生成し、選択スイッチ部20に供給する。選択スイッチ部20は、表示信号Vsigおよびスイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6に基づいて、画素信号Vpixを生成し、画素信号線43を介してセンサ付き表示部30に供給する。センサ付き表示部30は、供給された画素信号Vpix、表示走査信号Vscan、および共通信号Vcomに基づいて、1表示水平ラインごとに線順次走査を行うことにより、画像信号Vimgに対応する画像を表示する。また、この表示期間に先立つ水平ブランキング期間においては、表示信号ドライバ15は、所定のプリチャージ電圧Vpcgを生成して選択スイッチ部20に供給し、選択スイッチ部20は、このプリチャージ電圧Vpcgを全ての画素信号線43にあらかじめ供給し、プリチャージする。
まず、理想的な場合についての詳細動作を、図5および図6を参照して説明する。
最初に、タッチセンサ付き表示装置10は、図5に示したように、画素信号線43に対してプリチャージを行うとともに、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部13が、直前の表示期間Bk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げ(図示せず)、全ての表示セル40のトランジスタ44をオフ状態にすることにより、画素信号線43を全ての液晶素子45から切り離す。そして、表示信号ドライバ15が、所定のプリチャージ電圧Vpcg(ここでは0V)を表示信号Vsigとして出力し(図5(B))、選択スイッチ部20が、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の全てを低レベルから高レベルに上げる(図5(C))。これにより、選択スイッチ部20では、全てのスイッチがオン状態となり、全ての画素信号線43に対し、プリチャージ電圧Vpcgが画素信号Vpixとして供給され、プリチャージされる(図5(D))。次に、共通信号ドライバ12が共通信号Vcomを反転し(図5(A))、次の表示期間B1の準備を行う。このときも、全ての画素信号線43に対して所定の電圧Vpcgが引き続き供給されている(図5(D))。このように、表示期間の前にあらかじめ画素信号線43をチャージしておくことにより、水平ブランキング期間に続く表示期間において行われる表示水平ラインに対する表示が、速やかに行われるようになる。その後、センサ走査部14は、あるセンサ水平ラインに対して、リセット信号Vresetとしてリセットパルスを出力する(図5(F))。このとき、センサセル50のトランジスタ56は、そのリセットパルス幅に対応する時間だけオン状態となり、容量素子55は放電され、センサ容量電圧Vcapは0Vとなる(図5(H))。センサセル50のフォトダイオード54は、外部近接物体の存在に対応した光量の光を受光して、絶えず電流を発生しつづける。よって、容量素子55が放電された後にトランジスタ56が再度オフ状態になると、その電流により容量素子55への充電が開始され、センサ容量電圧Vcapは上昇し始める(図5(H))。その後、センサ走査部14は、センサ信号線リセット信号Vsrを低レベルから高レベルに上げる(図5(I))。これにより、受光信号レシーバ60のトランジスタ63はオン状態になり、センサ信号線53に電源VSSを接続することにより、センサ信号線53のセンサ信号Vsensが初期化される(図5(J))。
次に、タッチセンサ付き表示装置10は、ある表示水平ラインを構成する表示セル40の表示を行う。具体的には、まず、表示走査部13が、ある表示水平ラインに対して、表示走査信号Vscanを低レベルから高レベルに上げる(図5(E))。これにより、その表示走査信号Vscanが供給された表示セル40のトランジスタ44がオン状態となり、画素信号線43と液晶素子45が接続される。それと同時に、表示信号ドライバ15が、画素信号Vpixが時分割多重された表示信号Vsigを出力し(図5(B))、それに対応するスイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6を出力する(図5(C))。そして、選択スイッチ部20は、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6に応じて、各スイッチグループ25の6つのスイッチを時分割的に順次オン状態にすることにより、多重化された表示信号Vsigから画素信号Vpixを分離する。例えば、図5(B)の表示信号Vsigの信号S1は、スイッチ制御信号Vsel1を用いて表示信号Vsigから分離され、対応する画素信号線43に画素信号Vpix(Vpix(1))として供給される(図5(D))。同様に、図5(B)の表示信号VsigのデータS6は、スイッチ制御信号Vsel6を用いて表示信号Vsigから分離され、対応する画素信号線43に画素信号Vpix(Vpix(6))として供給される(図5(D))。これにより、各画素信号Vpixは、その表示水平ラインを構成する全ての表示セル40に供給され、その表示水平ラインの表示がなされることとなる。そして、この表示期間B1が終了するまでの間に、センサ走査部14は、センサ信号線リセット信号Vsrを高レベルから低レベルに下げる(図5(I))。これにより、受光信号レシーバ60のトランジスタ63はオフ状態になり、後に行われるセンサ信号Vsensの読み出しの準備が完了する。
次に、タッチセンサ付き表示装置10は、図5に示したように、水平ブランキング期間A2において、画素信号線43に対してプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間A1とは異なるセンサ水平ラインを構成するセンサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部13が、表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げる(図5(E))。これにより、表示セル40のトランジスタ44がオフ状態となり、画素信号線43は全ての液晶素子45から切り離される。そして、表示信号ドライバ15は、所定のプリチャージ電圧Vpcg(ここでは0V)を表示信号Vsigとして出力し(図5(B))、選択スイッチ部20は、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の全てを低レベルから高レベルに上げる(図5(C))。これにより、選択スイッチ部20では、全てのスイッチがオン状態となり、全ての画素信号線43に対し、プリチャージ電圧Vpcgが画素信号Vpixとして供給され(図5(D))、水平ブランキング期間A1と同様にプリチャージされる。次に、共通信号ドライバ12が共通信号Vcomを反転し(図5(A))、次の表示期間B2の準備を行う。その後、タッチセンサ付き表示装置10は、水平ブランキング期間A1とは異なるセンサ水平ラインに対して、図6に示したように、そのセンサ水平ラインに対応するリセット信号線51にリセット信号Vresetを供給することにより(図6(B))、センサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。その動作は、センサ水平ラインが異なることを除き、水平ブランキング期間A1と全く同じである。
最後に、タッチセンサ付き表示装置10は、図5に示したように、画素信号線43に対して再びプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間A1において充電を開始したセンサ水平ラインを構成する容量素子55のセンサ容量電圧Vcapを読み出す。具体的には、まず、表示走査部13が、直前の表示期間Bk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げ(図示せず)、全ての表示セル40のトランジスタ44をオフ状態にすることにより、画素信号線43を全ての液晶素子45から切り離す。そして、表示信号ドライバ15が、所定のプリチャージ電圧Vpcg(ここでは0V)を表示信号Vsigとして出力し(図5(B))、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の全てを低レベルから高レベルに上げる(図5(C))。これにより、選択スイッチ部20では、全てのスイッチがオン状態となり、全ての画素信号線43に対し、プリチャージ電圧Vpcgが画素信号Vpixとして供給され(図5(D))、水平ブランキング期間A1と同様にプリチャージされる。その後、センサ走査部14は、読み出し信号Vreadとして読み出しパルスを出力する(図5(G))。このとき、センサセル50のトランジスタ58は、その読み出しパルス幅に対応する時間だけオン状態となる。そして、トランジスタ57は、受光信号レシーバ60の定電流源61の電流をバイアス電流としてソースフォロワ動作を行い、容量素子55のセンサ容量電圧Vcapに対応する電圧が、センサ信号Vsensとしてセンサ信号線53に出力される(図5(J))。容量素子55は、水平ブランキング期間A1において容量素子55が放電された後、蓄積期間Tstrの間、絶えず外部近接物体の存在に対応して充電(図5(H))されるため、そのセンサ容量電圧Vcapは外部近接物体の存在に対応した電圧レベルになっており、よって、このセンサ信号Vsensもまた外部近接物体の存在に対応したものになっている。このセンサ信号Vsensは、受光信号レシーバ60のアンプ62で増幅された後、受光信号Vrecとして受光信号保持部16に供給され、フィールドメモリに格納される。
次に、クロストーク雑音を考慮した場合の動作を説明する。タッチセンサ付き表示装置10は、上述したように、フォトダイオード54から供給される電流により容量素子55を充電し、その充電された電圧により、外部近接物体の存在を検出するものである。よって、その容量素子55に近隣の配線からのクロストーク雑音が混入する場合にも、その影響を殆ど受けることなく動作する必要がある。
次に、比較例に係るタッチセンサ付き表示装置について説明する。本比較例は、上記第1の実施の形態と異なり、水平ブランキング期間Anの一部でしかプリチャージを行わないものである。すなわち、上記第1の実施の形態(図1)では、水平ブランキング期間Anにおいて常に所定のプリチャージ電圧Vpcgを表示信号Vsigとして出力する表示信号ドライバ15を用いてタッチセンサ付き表示装置10を構成したが、これに代えて、本比較例では、水平ブランキング期間Anの一部でしか所定のプリチャージ電圧Vpcgを出力しない表示信号ドライバ15Rを用いてタッチセンサ付き表示装置10Rを構成している。その他の構成は、上記第1の実施の形態(図1)と同様である。以下、図8および図9を参照して、詳細動作を説明する。
最初に、タッチセンサ付き表示装置10Rは、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部13が、直前の表示期間Bk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げ(図示せず)、画素信号線43を全ての液晶素子45から切り離す。そして、表示信号ドライバ15Rは、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の全てを低レベルに設定する(図8(C))。これにより、選択スイッチ部20では、全てのスイッチがオフ状態となり、全ての画素信号線43は、フローティング状態となる。このとき、画素信号Vpixは、直前の表示期間における電圧レベルを維持するように動作する。次に、共通信号ドライバ12が共通信号Vcomを反転し(図8(A))、次の表示期間の準備を行う。そして、表示信号ドライバ15Rが、所定のプリチャージ電圧Vpcg(ここでは0V)を表示信号Vsigとして出力し(図8(B))、選択スイッチ部20が、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の全てを低レベルから高レベルに上げる(図8(C))。これにより、選択スイッチ部20では、全てのスイッチがオン状態となり、全ての画素信号線43に対し、プリチャージ電圧Vpcgが画素信号Vpixとして供給され、プリチャージされる(図8(D))。このように、表示期間の前にあらかじめ画素信号線43をチャージしておくことにより、水平ブランキング期間に続く表示期間において行われる表示水平ラインに対する表示が速やかに行われる。その後、センサ走査部14は、リセット信号Vresetとしてリセットパルスを出力し(図8(F))、容量素子55が放電され、センサ容量電圧Vcapは0Vとなる(図8(H))。その後、トランジスタ56が再度オフ状態になると、センサ容量電圧Vcapは上昇し始める(図8(H))。次に、センサ走査部14は、センサ信号線リセット信号Vsrを低レベルから高レベルに上げ(図8(I))、センサ信号線53のセンサ信号Vsensが初期化される(図8(J))。
次に、タッチセンサ付き表示装置10は、水平ブランキング期間A2rにおいて、水平ブランキング期間A1rとは異なるセンサ水平ラインを構成するセンサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。その動作は、センサ水平ラインが異なることを除き、水平ブランキング期間A1rと全く同じである。
最後に、タッチセンサ付き表示装置10Rは、水平ブランキング期間A1rにおいて充電を開始したセンサ水平ラインを構成する容量素子55のセンサ容量電圧Vcapを読み出す。具体的には、まず、表示走査部13が、直前の表示期間Bk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げ(図示せず)、画素信号線43を全ての液晶素子45から切り離す。それと同時に、表示信号ドライバ15Rは、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の全てを低レベルに設定する(図8(C))。これにより、選択スイッチ部20では、全てのスイッチがオフ状態となり、全ての画素信号線43は、フローティング状態となる。このとき、画素信号Vpixは、表示期間Bk-1における電圧レベルを維持するように動作する。そして、センサ走査部14は、読み出し信号Vreadとして読み出しパルスを出力し(図8(G))、容量素子55のセンサ容量電圧Vcapに対応する電圧が、センサ信号Vsensとしてセンサ信号線53に出力される(図8(J))。
以上のように本実施の形態では、水平ブランキング期間において、センサセル50をリセットする時とセンサ容量電圧Vcapを読み出す時とで、画素信号線43に同じプリチャージ電圧Vpcgを供給するようにしたので、クロストーク雑音に起因する影響が相殺され、装置サイズおよび消費電力の増大を抑制しつつ、タッチセンサ精度の悪化を最小限に抑えることができる。
上記実施の形態では、水平ブランキング期間Anの中央付近において共通信号Vcomを反転したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図10に示したように、水平ブランキング期間Anの開始と同時に共通信号Vcomを反転しても良い。この場合でも、タッチセンサ付き表示装置は、水平ブランキング期間に続く表示期間において行われる表示を速やかに行いつつ、タッチセンサ精度の悪化を最小限に抑えることができる。
次に、本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置について説明する。本実施の形態は、所定のプリチャージ電圧Vpcgの供給方法が、上記第1の実施の形態と異なるものである。具体的には、第1の実施の形態では、表示信号ドライバが所定のプリチャージ電圧Vpcgを供給するようにしたが、本実施の形態では、別の方法により供給するようにしたものである。なお、上記第1の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図11は、本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置70の一構成例を表すものである。また、図12は、本実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一部の詳細構成を表すものである。このタッチセンサ付き表示装置70は、表示信号ドライバ71および選択スイッチ部80を備えている。その他の構成は、上記第1の実施の形態(図1)と同様である。
(詳細動作)
図13は、タッチセンサ付き表示装置70の表示動作およびタッチセンサ動作のタイミング図を表すものである。図13において、(A)は共通信号Vcomの波形を示し、(B)は表示信号Vsigの波形を示し、(C)はスイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の波形を示し、(D)はプリチャージスイッチ信号Vswの波形を示し、(E)は画素信号Vpixの波形を示し、(F)は表示走査信号Vscanの波形を示し、(G)はリセット信号Vresetの波形を示し、(H)は読み出し信号Vreadの波形を示し、(I)はセンサ容量電圧Vcapの波形を示し、(J)はセンサ信号線リセット信号Vsrの波形を示し、(K)はセンサ信号Vsensの波形を示す。ここで、選択スイッチ部80のプリチャージ用スイッチ部86の全てのスイッチは、プリチャージスイッチ信号Vswが高レベルのときにオン状態になるものとする。
最初に、タッチセンサ付き表示装置70は、画素信号線43に対してプリチャージを行うとともに、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部13が、直前の表示期間Bk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げ(図示せず)、全ての表示セル40のトランジスタ44をオフ状態にすることにより、画素信号線43を全ての液晶素子45から切り離す。そして、表示信号ドライバ71は、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の全てを低レベルに設定する(図13(C))とともに、プリチャージスイッチ信号Vswを低レベルから高レベルに上げる(図13(D))。これにより、選択スイッチ部80では、スイッチブロック25の全てのスイッチがオフ状態になるとともに、プリチャージスイッチ部86の全てのスイッチがオン状態になり、画素信号線43には、共通信号Vcomが画素信号Vpixとして供給され、プリチャージされる(図13(E))。次に、共通信号ドライバ12が共通信号Vcomを反転し(図13(A))、次の表示期間の準備を行う。このときも、全ての画素信号線43に対して共通信号Vcomが引き続き供給される(図13(E))。そして、センサ走査部14は、あるセンサ水平ラインに対しリセット信号Vresetとしてリセットパルスを出力する(図13(G))。このとき、センサセル50のトランジスタ56は、そのリセットパルス幅に対応する時間だけオン状態となり、容量素子55は放電され、センサ容量電圧Vcapは0Vとなる(図13(I))。容量素子55が放電された後にトランジスタ56が再度オフ状態になると、その電流により容量素子55への充電が開始され、センサ容量電圧Vcapは上昇し始める(図13(I))。その後、センサ走査部14は、センサ信号線リセット信号Vsrを低レベルから高レベルに上げる(図13(J))。これにより、受光信号レシーバ60のトランジスタ63はオン状態になり、センサ信号線53に電源VSSを接続することにより、センサ信号線53のセンサ信号Vsensが初期化される(図13(K))。
次に、タッチセンサ付き表示装置70は、水平ブランキング期間A2aにおいて、画素信号線43に対してプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間A1aとは異なるセンサ水平ラインを構成するセンサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。その動作は、センサ水平ラインが異なることを除き、水平ブランキング期間A1aと全く同じである。
最後に、タッチセンサ付き表示装置70は、画素信号線43に対して再びプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間A1aにおいて充電を開始したセンサ水平ラインを構成する容量素子55のセンサ容量電圧Vcapを読み出す。具体的には、まず、表示走査部13が、直前の表示期間Bk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げ(図示せず)、画素信号線43を全ての液晶素子45から切り離す。そして、表示信号ドライバ71は、スイッチ制御信号Vsel1〜Vsel6の全てを低レベルに設定する(図13(C))とともに、プリチャージスイッチ信号Vswを低レベルから高レベルに上げる(図13(D))。これにより、選択スイッチ部80では、スイッチブロック25の全てのスイッチがオフ状態になるとともに、プリチャージスイッチ部86の全てのスイッチがオン状態になり、画素信号線43には、共通信号Vcomが画素信号Vpixとして供給され(図13(E))、水平ブランキング期間A1aと同様にプリチャージされる。そして、センサ走査部14は、読み出し信号Vreadとして読み出しパルスを出力する(図13(H))。このとき、センサセル50のトランジスタ58は、その読み出しパルス幅に対応する時間だけオン状態となる。そして、トランジスタ57は、受光信号レシーバ60の定電流源61の電流をバイアス電流としてソースフォロワ動作を行い、容量素子55のセンサ容量電圧Vcapに対応する電圧が、センサ信号Vsensとしてセンサ信号線53に出力される(図13(K))。このセンサ信号Vsensは、受光信号レシーバ60のアンプ62で増幅された後、受光信号Vrecとして受光信号保持部16に供給され、フィールドメモリに格納される。
以上のように本実施の形態では、選択スイッチ部80に、スイッチグループ25とは別にプリチャージ用スイッチ部86を設け、プリチャージ用スイッチ部86に入力した信号をプリチャージに使用できるようにしたので、電圧を自由に設定できるなど、より自由度のあるプリチャージの設定が可能となる。
上記実施の形態では、プリチャージに使用する信号として共通信号Vcomを用いたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、外部から供給される信号(外部入力信号Vin)を使用してもよい。この場合の回路構成例を図14に示す。この外部入力信号Vinとしては、リセット信号Vresetが供給されセンサセル50がリセットされるときと、読み出し信号Vreadが供給されセンサ容量電圧Vcapが読み出されるときとで、同じ電圧レベルを持つものであればよく、例えば直流の電源でもよいし、またはパルス状の信号でもよい。パルス状の信号としては、例えば、共通信号Vcomに同期したものが使用可能である。
次に、本発明の第3の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置について説明する。本実施の形態は、選択スイッチ部を備えず、表示信号ドライバが直接画素信号Vpixを出力し、センサ付き表示部を駆動するようにしたものである。なお、上記第1および第2の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図15は、本発明の第3の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置90の一構成例を表すものである。このタッチセンサ付き表示装置90は、選択スイッチ部を備えず、その代わりに、センサ付き表示部30を直接駆動する画素信号ドライバ91を備えている。その他の構成は、上記第1および第2の実施の形態(図1,図11)と同様である。
(詳細動作)
図16は、タッチセンサ付き表示装置90の表示動作およびタッチセンサ動作のタイミング図を表すものである。図16において、(A)は共通信号Vcomの波形を示し、(B)は画素信号Vpixの波形を示し、(C)は表示走査信号Vscanの波形を示し、(D)はリセット信号Vresetの波形を示し、(E)は読み出し信号Vreadの波形を示し、(F)はセンサ容量電圧Vcapの波形を示し、(G)はセンサ信号線リセット信号Vsrの波形を示し、(H)はセンサ信号Vsensの波形を示す。
最初に、タッチセンサ付き表示装置90は、あるセンサ水平ラインを構成するセンサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。具体的には、まず、表示走査部13が、直前の表示期間Bk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げ(図示せず)、全ての表示セル40のトランジスタ44をオフ状態にすることにより、画素信号線43を全ての液晶素子45から切り離す。そして、画素信号ドライバ91は、全ての画素信号線43に対し、所定のプリチャージ電圧Vpcg(ここでは0V)を画素信号Vpixとして供給し、プリチャージを行う(図16(B))。次に、共通信号ドライバ12が共通信号Vcomを反転し(図16(A))、次の表示期間の準備を行う。このときも、全ての画素信号線43に対して共通信号Vcomが引き続き供給される(図16(B))。そして、センサ走査部14は、あるセンサ水平ラインに対して、リセット信号Vresetとしてリセットパルスを出力する(図16(D))。このとき、センサセル50のトランジスタ56は、そのリセットパルス幅に対応する時間だけオン状態となり、容量素子55は放電され、センサ容量電圧Vcapは0Vとなる(図16(F))。容量素子55が放電された後にトランジスタ56が再度オフ状態になると、その電流により容量素子55への充電が開始され、センサ容量電圧Vcapは上昇し始める(図16(F))。その後、センサ走査部14は、センサ信号線リセット信号Vsrを低レベルから高レベルに上げる(図16(G))。これにより、受光信号レシーバ60のトランジスタ63はオン状態になり、センサ信号線53に電源VSSを接続することにより、センサ信号線53のセンサ信号Vsensが初期化される(図16(H))。
次に、タッチセンサ付き表示装置90は、水平ブランキング期間A2bにおいて、画素信号線43に対してプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間A1bとは異なるセンサ水平ラインを構成するセンサセル50のリセットを行い、容量素子55の充電を開始する。その動作は、センサ水平ラインが異なることを除き、水平ブランキング期間A1bと全く同じである。
最後に、タッチセンサ付き表示装置90は、画素信号線43に対してプリチャージを行うとともに、水平ブランキング期間A1bにおいて充電を開始したセンサ水平ラインを構成する容量素子55のセンサ容量電圧Vcapを読み出す。具体的には、まず、表示走査部13が、直前の表示期間Bk-1で表示した表示水平ラインの表示走査信号Vscanを高レベルから低レベルに下げ(図示せず)、画素信号線43を全ての液晶素子45から切り離す。そして、画素信号ドライバ91は、全ての画素信号線43に対し、水平ブランキング期間A1bと同様に、所定のプリチャージ電圧Vpcg(ここでは0V)を画素信号Vpixとして供給し、プリチャージを行う(図16(B))。そして、センサ走査部14は、読み出し信号Vreadとして読み出しパルスを出力する(図16(D))。このとき、センサセル50のトランジスタ58は、その読み出しパルス幅に対応する時間だけオン状態となる。そして、トランジスタ57は、受光信号レシーバ60の定電流源61の電流をバイアス電流としてソースフォロワ動作を行い、容量素子55のセンサ容量電圧Vcapに対応する電圧が、センサ信号Vsensとしてセンサ信号線53に出力される(図16(H))。このセンサ信号Vsensは、受光信号レシーバ60のアンプ62で増幅された後、受光信号Vrecとして受光信号保持部16に供給され、フィールドメモリに格納される。
以上のように本実施の形態では、画素信号ドライバ91が所定のプリチャージ電圧Vpcgを含む画素信号Vpixを生成するようにしたので、選択スイッチ部が不要になり、部品点数を削減することができる。その他の効果は、上記第1の実施の形態の場合と同様である。
次に、図17〜図21を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチセンサ付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置は、テレビジョン装置、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あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図17は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511およびフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
図18は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523およびシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
図19は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体531、文字等の入力操作のためのキーボード532および画像を表示する表示部533を有しており、その表示部533は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
図20は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部541、この本体部541の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ542、撮影時のスタート/ストップスイッチ543および表示部544を有している。そして、その表示部544は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
図21は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740、サブディスプレイ750、ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。そのディスプレイ740またはサブディスプレイ750は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
Claims (9)
- 表示動作期間において画素信号が供給される複数の画素信号線と、
前記画素信号に基づいて表示動作を行う複数の表示画素と、
複数の撮像画素と
を備え、
前記複数の撮像画素はそれぞれ、
受光量に応じた大きさの電流を発生する受光素子と、
放電動作の後、前記受光素子から供給される電流により充電動作を行うと共に、充電電圧を出力する読出動作を行う容量素子と
を有し、
前記画素信号線は、前記表示動作期間以外の水平ブランキング期間において、当該画素信号線の電圧レベルが前記放電動作時と前記読出動作時とにおいて互いに等しくなるように常にプリチャージされる
撮像機能付き表示装置。 - 前記複数の表示画素は、水平ライン順次駆動による表示動作を行うものであり、
前記放電動作、前記充電動作、前記読出動作からなる一連の動作において、前記放電動作および前記読出動作は、それぞれ、前記表示画素の1または複数の水平ラインにわたる表示動作期間の前後の互いに異なる水平ブランキング期間において行われる
請求項1に記載の撮像機能付き表示装置。 - 前記表示動作期間において、前記画素信号を時分割多重した信号として供給される時分割多重信号から個々の画素信号を分離し、これらの画素信号を前記複数の画素信号線にそれぞれ供給する複数の第1のスイッチング素子
を備えた
請求項2に記載の撮像機能付き表示装置。 - 前記時分割多重信号として、水平ブランキング期間に同期したタイミング位置に所定レベルの電圧の期間を含むような信号が用いられ、
前記水平ブランキング期間において、前記第1のスイッチング素子の全てをオン状態にすることにより、前記複数の画素信号線の全てに前記所定レベルの電圧が印加される
請求項3に記載の撮像機能付き表示装置。 - 所定の信号の供給をオンオフする複数の第2のスイッチング素子をさらに備え、
前記水平ブランキング期間において、前記第1のスイッチング素子の全てをオフ状態にするとともに、前記第2のスイッチング素子の全てをオン状態にすることにより、前記複数の画素信号線の全てに所定レベルの電圧が印加される
請求項3に記載の撮像機能付き表示装置。 - 前記複数の表示画素は、前記画素信号と共通信号とにより定まる画素印加電圧の極性が一定の期間ごとに反転する極性反転駆動により駆動される液晶素子であり、
前記所定の信号として、前記共通信号が用いられる
請求項5に記載の撮像機能付き表示装置。 - 前記所定の信号として、常時一定の電圧レベルをもつ直流信号が用いられる
請求項5に記載の撮像機能付き表示装置。 - 表示動作期間において画素信号が供給される複数の画素信号線と、前記画素信号に基づいて表示動作を行う複数の表示画素と、それぞれが受光素子および容量素子を含んで構成された複数の撮像画素とを備えた撮像機能付き表示装置を駆動する際に、
個々の撮像画素について、
前記容量素子を放電させた後、受光に応じて受光素子から供給される電流により前記容量素子を充電すると共に、この容量素子の充電電圧を出力する読み出しを行うことにより撮像を行い、
前記表示動作期間以外の水平ブランキング期間において、前記画素信号線の電圧レベルが前記容量素子の放電動作時と読出動作時とにおいて互いに等しくなるように前記画素信号線を常にプリチャージする
撮像機能付き表示装置の駆動方法。 - 所定の処理を行う処理部と、
前記処理部により処理された情報を表示すると共に、前記処理部により処理されるべき情報を取り込む撮像機能付き表示部と
を備え、
前記撮像機能付き表示部は、
表示動作期間において画素信号が供給される複数の画素信号線と、
前記画素信号に基づいて表示動作を行う複数の表示画素と、
複数の撮像画素と
を有し、
前記複数の撮像画素はそれぞれ、
受光量に応じた大きさの電流を発生する受光素子と、
放電動作の後、前記受光素子から供給される電流により充電動作を行うと共に、充電電圧を出力する読出動作を行う容量素子と
を含み、
前記画素信号線は、前記表示動作期間以外の水平ブランキング期間において、当該前記画素信号線の電圧レベルが前記放電動作時と前記読出動作時とにおいて互いに等しくなるように常にプリチャージされる
電子機器。
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