JP6318023B2

JP6318023B2 - 表示装置の駆動方法

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Publication number: JP6318023B2
Application number: JP2014130887A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　昭典; 昭典佐藤
Original assignee: Kyocera Display Corp
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Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2018-04-25
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Description

本発明は、表示パネルに近接した人の指等の被検出体を検出するためのタッチパネル及び近接センサを有する表示装置の駆動方法に関するものである。

従来、例えば自動車のナビゲーションシステム、タブレット端末、スマートフォン等に用いられる液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）においては、ＬＣＤに備えられたタッチパネル等を操作するために人の指が表示面に近接したときに、画面表示を起動させる、表示面にアイコン、タッチボタン、インジケータ等の隠れた表示部を表示させる、あるいは静止画表示を動画表示に切り替えるといった表示駆動をするための近接センサを設ける場合がある。この近接センサとしては、静電容量型センサ、インダクタンス型センサ等があるが、静電的な導電体である人の指等の近接を静電容量の変化として非接触で検知できる静電容量型センサが多く用いられている。

従来の近接センサを備えたＬＣＤの１例を図９に示す。図９はＬＣＤの主要部品を分解して示す平面図であり、ＬＣＤは、液晶表示パネル２２と、その液晶表示パネル２２の表示面を覆うガラス板等から成る透明部材２１と、液晶表示パネル２２の反表示面側に設置された平板状のバックライト２４と、そのバックライト２４の液晶表示パネル２２と反対側の主面に設置されたプラスチック等から成る保護部材２５と、を有している。そして、透明部材２１は、その視認者側の主面に液晶表示パネル２２の周囲を囲むように、アルミニウム（Ａｌ），銀等の金属、合金、酸化インジウム錫（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）等の透明導電体等の材料から成る導体線２６ｂから構成された静電容量型近接センサ２６が形成されている。図９において、２６ａは静電容量型近接センサ２６にパルス電流を供給する給電部、２３は液晶表示パネル２２を嵌め込んで位置を固定するための開口２３ａを有する、プラスチック等から成る枠体である。

図１０は、図９に示す主要部品を組み立てて構成されたＬＣＤの横断面図である。図１０に示すように、視認者側（図１０で白抜き矢印で示す側）から、透明部材２１、液晶表示パネル２２、液晶表示パネル２２を嵌め込むための開口２３ａを有する枠体２３、バックライト２４、アルミニウム等から成る、バックライト２４の金属枠体２４ａと、保護部材２５が配置されている。金属枠体２４ａはフレーム２３に嵌めこみ、ネジ止め等の手段で固定され、保護部材２５は枠体２３にネジ止め等の手段で固定される。図１０において、２７はバックライト２４の液晶表示パネル２２と反対側の主面に設けられたアルミニウム（Ａｌ）等から成る接地用の導体板である。また、２８は液晶表示パネルの表示面にオンセル方式で設けられたタッチパネルである。

そして、図９及び図１０に示すＬＣＤの静電容量型近接センサ２６は、例えば以下のように動作する。まず、導体線２６ｂに人の指等の外部の導電体が近接すると、導体線２６ｂと外部の導電体との間に静電的な容量結合が発生する。このとき、導体線２６ｂに新たな電気的容量が付加されるために、給電部２６ａに接続された外部の制御ＩＣ，ＬＳＩ等へ導体線２６ｂから反射してくる電流値（電荷量）が変化する。その変化した電流値を電圧値の変化として制御ＩＣ，ＬＳＩ等によって検知することによって、外部の導電体の近接を検知することができる。

また、他の近接センサとして、特許文献１に開示されているような赤外線センサを用いた液晶表示装置が知られている。この特許文献１には、画素内に形成された、表示素子部に併設された第１のフォトセンサ部と、第１のフォトセンサ部が設けられていない画素内に形成された、表示素子部に併設された第２のフォトセンサ部と、を有し、第１のフォトセンサ部には、可視光線を検出する第１のフォトダイオードが設けられ、第２のフォトセンサ部には、赤外線を検出する第２のフォトダイオードが設けられている表示装置であって、第２のフォトセンサ部が検出した赤外線量に基づいて、第１のフォトセンサ部の受光感度を変更するものが記載されている。そして、この構成によって、広いダイナミックレンジで撮像をするには、フォトセンサが検出する光の照度に合わせてフォトセンサの感度を調整する必要がある、という問題点を解決するという効果を奏する。

特開２０１１−１９２２６６号公報

しかしながら、赤外線センサを用いた表示装置の場合、手の指等の被検出体の色によって被検出体の赤外線の吸収率が変わるために、被検出体で反射された赤外線の受信信号の強度が被検出体の色、大きさによって変動するという問題点があった。例えば、被検出体が黒い手袋である場合、黒い手袋の赤外線の吸収率が高いために黒い手袋で反射された赤外線の受信信号の強度が低下する。また、被検出体が白い手袋である場合、白い手袋の赤外線の吸収率が低いために白い手袋で反射された赤外線の受信信号の強度が高くなる。さらに、被検出体が素手である場合、素手の赤外線の吸収率が中間的なものとなるために素手で反射された赤外線の受信信号の強度が中間的なものとなる。

例えば、白い手袋及び素手を検出できるように検出閾値を設定した場合、黒い手袋を検出することができない場合があるという問題点があった。また、表示パネルの表示面が汚れている場合、赤外線センサの赤外線入出射窓部が汚れている場合等に、赤外線の受信信号の強度が低下していた。さらに、赤外線センサの赤外線入出射窓部を覆う黒色インク層の材質の違いによっても、赤外線の受信信号の強度が低下することがあった。

従って、本発明は上記の問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、被検出体の色、大きさ等の種々の要因に起因して被検出体を検出する近接センサの受信強度が変動しても、被検出体を確実に検出することができる表示装置の駆動方法とすることである。さらには、被検出体の赤外線の吸収性に起因して被検出体で反射される赤外線の受信信号の強度が変動しても、被検出体を確実に検出することができるものとすることである。

本発明の表示装置の駆動方法は、表示パネルと、表示面に接触する被検出体を検出するタッチパネルと、前記表示面に近接する前記被検出体を検出する近接センサと、を有する表示装置の駆動方法であって、接触信号が発生した時を起点として、前記被検出体の位置を前記タッチパネルによって検出し、次に前記被検出体の近接信号の強度を前記近接センサにより検出し、次に前記近接信号の強度と基準信号強度とを比較して前記近接センサの検出閾値を補正する構成である。

本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、前記近接センサは、前記被検出体によって反射された赤外線を検出する赤外線センサユニットである。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、前記基準信号強度は、前記赤外線検出ユニットの誤作動を招く最低検出閾値である第１の信号強度よりも高く、黒色の前記被検出体によって反射された赤外線の受信信号の強度である第２の信号強度よりも低い強度に設定されている。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、前記基準信号強度は、前記表示面に互いに間隔を開けて設けられた複数の検出点に対してそれぞれ予め設定されている。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、前記基準信号強度は、前記複数の検出点間の中間検出点に対して、前記タッチパネルによって前記中間検出点で前記被検出体を検出した際に、前記中間検出点の両側にある２つの前記検出点の予め設定された前記基準信号強度に基づいて算出される。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、前記表示パネルは液晶表示パネルである。

本発明の表示装置の駆動方法は、表示パネルと、表示面に接触する被検出体を検出するタッチパネルと、表示面に近接する被検出体を検出する近接センサと、を有する表示装置の駆動方法であって、接触信号が発生した時を起点として、被検出体の位置をタッチパネルによって検出し、次に被検出体の近接信号の強度を近接センサにより検出し、次に近接信号の強度と基準信号強度とを比較して近接センサの検出閾値を補正することから、被検出体の色、大きさ等の種々の要因に起因して被検出体を検出する近接センサの受信強度が変動しても、被検出体を確実に検出することができる。

本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、近接センサは、被検出体によって反射された赤外線を検出する赤外線センサユニットであることから、被検出体の赤外線の吸収性の違い等の要因に起因して被検出体で反射される赤外線の受信信号の強度が変動しても、被検出体を確実に検出することができる。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、基準信号強度は、赤外線センサユニットの誤作動を招く最低検出閾値である第１の信号強度よりも高く、黒色の被検出体によって反射された赤外線の受信信号の強度である第２の信号強度よりも低い強度に設定されていることから、被検出体を確実に検出する効果が向上する。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、基準信号強度は、表示面に互いに間隔を開けて設けられた複数の検出点に対してそれぞれ予め設定されていることから、表示面の全ての検出点に基準信号強度を予め設定する必要がないので、基準信号強度を記憶させておく記憶テーブルの記憶容量を大幅に小さくすることができる。その結果、検出閾値の変更処理等を高速化できる。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、基準信号強度は、基準信号強度は、複数の検出点間の中間検出点に対して、タッチパネルによって中間検出点で被検出体を検出した際に、中間検出点の両側にある２つの検出点の予め設定された基準信号強度に基づいて算出されることから、表示面の全ての検出点に基準信号強度を予め設定する必要がないので、基準信号強度を記憶させておく記憶テーブルの記憶容量を大幅に小さくすることができる。その結果、検出閾値の変更処理等を高速化できる。また、表示面の複数の検出点間の部位も基準信号強度を設定することができる。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、表示パネルは液晶表示パネルであることから、汎用性の高い表示パネルとなり、種々の表示装置の駆動方法に適用することができる。

図１は、本発明の表示装置の駆動方法に用いられる液晶表示装置について実施の形態の１例を示す図であり、液晶表示装置の主要部品を分解して示す平面図である。図２は、図１に示す主要部品を組み立てて構成された液晶表示装置の横断面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、図１の液晶表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、（ａ）は赤外線センサユニットの正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から赤外線センサユニットを見た下面図、（ｃ）は（ａ）のＢ方向から赤外線センサユニットを見た側面図である。図４は、本発明の表示装置の駆動方法のフローチャートである。図５は、本発明の表示装置の駆動方法に用いられる検出閾値制御部のブロック回路図である。図６は、本発明の表示装置の駆動方法について実施の形態の他例を示す図であり、被検出体の赤外線の吸収性の違いに起因して被検出体で反射される赤外線の受信信号の強度が変動することを示すグラフである。図７（ａ），（ｂ）は、本発明の表示装置の駆動方法について実施の形態の他例を示す図であり、（ａ）は表示面に互いに間隔を開けて設けられた複数の検出点及び中間検出点を示す液晶表示パネルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ部を拡大して示す拡大平面図である。図８は、本発明の表示装置の駆動方法に用いられる液晶表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、液晶表示装置のブロック回路図である。図９は、従来の液晶表示装置の主要部品を分解して示す平面図である。図１０は、図９に示す主要部品を組み立てて構成された液晶表示装置の横断面図である。

以下、本発明の表示装置の駆動方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の駆動方法が適用される表示装置の主要な構成部材等を示している。従って、本発明の駆動方法が適用される表示装置は、図に示されていない回路基板、配線導体、制御ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の構成部材を備えていてもよい。

図１は、本発明の駆動方法が適用される表示装置の好適な１例である液晶表示装置（ＬＣＤ）について実施の形態の１例を示す図であり、ＬＣＤの主要部品を分解して示す平面図である。図１に示すように、本発明のＬＣＤは、液晶表示パネル２の表示面を覆うガラス板、プラスチック板等から成る透明部材１と、液晶表示パネル２を嵌め込むための開口３ａを有するプラスチック等から成る枠体３と、液晶表示パネル２の反表示面側に設けられたプラスチック等から成る保護部材５と、を有している。図１において、６は赤外線発光素子６ａ及び赤外線受光素子６ｂから成る赤外線センサユニットである。タッチパネル（図２の符号１２で示す）は、液晶表示パネル２にオンセル方式、インセル方式等の方式で設けられる。また、図２は、図１に示す主要部品を組み立てて構成された液晶表示装置の横断面図である。

なお、図１のＬＣＤは近接センサとして赤外線センサユニット６を用いた例であるが、近接センサとして静電容量型近接センサ、超音波型近接センサ、撮像型近接センサ等の種々の近接センサを用いてもよい。以下、本実施の形態においては、ＥＭＩが生じない好適な近接センサとして赤外線センサユニット６を用いた例について説明する。

オンセル方式のタッチパネルは、例えば液晶表示パネル２の表示面に容量検出用の検出電極パターン等が直接形成されて成るものである。また、インセル方式のタッチパネルは、例えば液晶表示パネル２の表示面２ａのセル内部側の面等のセル内部の面に、容量検出用の検出電極パターン等が直接形成されて成るものである。なお、タッチパネルとして液晶表示パネル２と別体のものを用いてもよい。

図１、図２に示すように、ＬＣＤは好ましくは、表示面２ａに近接する人の指等の被検出体９を検出する赤外線センサユニット６が左右両端に設けられた液晶表示パネル２を有している。この赤外線センサユニット６は、表示面２ａの周辺に１個設けられていてもよい。そして、赤外線センサユニット６は好ましくは、赤外線受光素子６ｂとそれよりも数が多い赤外線発光素子６ａを備えているとともに、赤外線発光素子６ａが表示面２ａの中心部の法線ｈ方向に向くように傾けて設置されている。この構成により、周囲の電子部品、回路配線等にＥＭＩを生じさせたり、逆に周囲の電子部品、回路配線等からＥＭＩを受けることがなく、また液晶表示パネル２の表示面２ａの中央部等に近接した、赤外線センサユニット６設置位置から横方向に離れた人の手等の被検出体９を、良好に検出することができる。

また、赤外線センサユニット６は赤外線受光素子６ｂとそれよりも数が多い赤外線発光素子６ａを備えている場合、赤外線発光素子６ａから放射された赤外線が、その放射角度が大きく広範囲に拡散しやすいために、検出感度が低下しやすいとしても、赤外線受光素子６ｂの検出感度が低下することを効果的に抑えることができる。また、赤外線受光素子６ｂの周りに、赤外線受光素子６ｂを中心とした対称的な配置で赤外線発光素子６ａが位置していることが好ましい。この場合、赤外線が空間に等方的に放射されやすくなり、検出感度の方向依存性を小さくすることができる。

図２に示すように、赤外線センサユニット６は好ましくは、赤外線発光素子６ａが液晶表示パネル２の表示面２ａの中心部の法線ｈ方向に向くように設置されている。表示面２ａの中心部は、表示面２ａの厳密な中心に限るものではなく、表示面２ａの上下方向に伸びる中心線であり、それを含む表示面２ａの垂面の方に向かって赤外線センサユニット６が傾いていてもよい。また、表示面２ａの中心部は、表示面２ａの中心点を中心とする円形の領域であってその直径が表示面２ａの上下方向長さの１／３程度の長さである円形の領域であり、その中心を軸線とする円筒状空間領域の方向に向かって赤外線センサユニット６が傾いていてもよい。なお、表示面２ａの中心点は、四角形の表示面２ａ及び液晶表示パネル２である場合、表示面２ａの２つの対角線の交点として定義できる。

赤外線センサユニット６は、透明部材１によって覆われているが、透明部材１の赤外線センサユニット６を覆っている部位は、赤外線を通すが可視光は通さない遮光層、遮光部材が設けられていることが好ましい。遮光層、遮光部材は、黒色、黒褐色、濃褐色、濃青色、濃紫色等の可視光を効率良く吸収する色合いのものがよい。また、透明部材１の表示面２ａに対応する部位は、可視光を通すために透明である。

また赤外線センサユニット６は、例えば、液晶表示パネル２の反表示面の端部に取り付けられた張り出し部材８に、接着剤による接着、ネジ止め等の手段により設置されている。張り出し部材８は、液晶表示パネル２の反表示面２ｂに透明接着剤、高透明性接着剤転写テープ（Optically Clear Adhesive Tape：ＯＣＡ）等の両面接着テープなどによって取り付けられる。また張り出し部材８は、プラスチック、アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ），ステンレススチール，真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等の金属及び合金、アルミナセラミック等のセラミックなどの材料から成る。また、張り出し部材８は、例えば、液晶表示パネル２の反表示面２ｂから張り出している部位が表示面２ａの中心部に向かって傾斜しており、その部位に赤外線センサユニット６が設置されている。なお、図２において、７はバックライト４の液晶表示パネル２と反対側の主面に設けられたアルミニウム（Ａｌ）等から成る導体板である。

赤外線発光素子６ａの赤外線の放射方向は、放射軸（放射中心軸）と表示面２ａ及び透明部材１の外側主面との成す角度θが１０°〜８０°が好ましく、より好ましくは３０°〜６０°（４５°±１５°）であることがよい。３０°未満では、表示面２ａから１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度離れた被検出体９に対する検出感度が低下しやすくなる。６０°を超えると、表示面２ａの中央部からある程度（約１０ｃｍ以上）離れたところにある、赤外線センサユニット６設置位置から横方向に離れた人の手等の被検出体９に対する検出感度が低下しやすくなる。

図３に示すように、赤外線センサユニット６は、赤外線発光素子６ａと赤外線受光素子６ｂとの間に仕切り壁１１が形成されていることが好ましい。この場合、赤外線発光素子６ａから放射された赤外線が赤外線受光素子６ｂに直接的に受光されることを抑えることができる。仕切り壁１１は、プラスチック、アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ），ステンレススチール，真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等の金属及び合金、アルミナセラミック等のセラミックなどの材料から成る。また仕切り壁１１は、赤外線発光素子６ａ及び赤外線受光素子６ｂが搭載される回路基板等の基板１０上に、接着、ネジ止め等の手段によって設けられる。なお、基板１０は、配線導体、制御用ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の電子部品を備えていてもよい。

図３（ａ）は、赤外線センサユニット６の正面図であり、１個の赤外線受光素子６ｂを中心として、上下方向の対称的な位置に赤外線発光素子６ａが１個ずつ計２個設けられている。図３（ｂ）は、（ａ）のＡ方向から赤外線センサユニット６を見た下面図である。図３（ｂ）に示すように、仕切り壁１１は、赤外線センサユニット６が収容される空間の形状に合わせて、直角三角形状とされている。図３（ｃ）は、（ａ）のＢ方向から赤外線センサユニット６を見た側面図である。図３（ｃ）に示すように、赤外線発光素子６ａから放射された赤外線のうち赤外線受光素子６ｂ方向に低い角度で放射された成分は、仕切り壁１１によって遮光されるために、赤外線受光素子６ｂに直接的に受光されることが効果的に抑えられる。

赤外線発光素子６ａは、光波長が７００〜１０００ｎｍ程度の赤外線、より具体的には光波長が８５０〜９５０ｎｍ程度の赤外線を放射するものである。また、赤外線センサユニット６は、表示面２ａに人の指等が数１０ｃｍ程度以下の距離に近接した場合、例えば、画面表示を起動させる、表示面２ａにアイコン、タッチボタン、インジケータ等の隠れた表示部を表示させる、あるいは静止画表示を動画表示に切り替えるといった表示駆動をするための起動スイッチ等としても用いることができる。

本発明の表示装置に用いられるタッチパネル１２としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式（超音波方式）、赤外線方式、電磁誘導方式、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等の各種方式のものを採用できる。これらのうち、表面型静電容量方式のものは、１０インチ型以上のタッチパネルに好適に使用される。表面型静電容量方式のタッチパネルにおける静電容量検出部は、例えば、透明被覆層、透明導電膜、ガラス基板の３層から成り、透明導電膜はガラス基板の４つの隅部に設けられた電極に接続される。透明導電膜によってガラス基板上の透明被覆層の表面に均一な電界が形成される。人の指等の静電的な導電体が静電容量検出部の表面に触れると、駆動回路からの微弱な電流が４つの隅部の電極、透明導電膜、透明被覆層及び指等を経由して、大地等の周辺環境と駆動回路との間で等価回路的に閉回路を形成する。駆動回路によって、４つの隅部の電極における電流の比率を算出することにより、指等の位置を判別できる。表面型静電容量方式のタッチパネルは、構成が簡易なため低コストに製作でき、大型のタッチパネルに好適に用いられる。

タッチパネル１２が例えば投影型静電容量方式のものである場合、以下のような構成である。投影型静電容量方式は、指等による接触部の多点検出が可能である。例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルにおける静電容量検出部は、透明絶縁体層、その下の透明電極層を有し、制御ＩＣ、制御ＬＳＩ等の駆動回路を搭載したガラス基板等の基板を含んで成る。透明電極層は、所定の方向に伸びるように形成された、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）等から成る、四角形、菱形、ダイヤモンド形等の形状の電極部が繋がった形態の第１の検出電極パターンを有する第１の層と、その第１の層の下方に所定の方向と直交する方向に伸びるように形成された、ＩＴＯ等から成る、四角形、菱形、ダイヤモンド形等の形状の電極部が繋がった形態の第２の検出電極パターンを有する第２の層と、を含む。

人の指等の静電的な導電体が静電容量検出部の表面に接触すると、その付近の第１及び第２の検出電極パターンにおける１ｐＦ程度の静電容量の変化を検出することによって、接触部の位置を２次元的に高精度に検出できる。第１及び第２の検出電極パターンに接続される電極端子の数が多いために、製造コストが高くなる。また、ＩＴＯ等から成る第１及び第２の検出電極パターンは、長くなると電気的な抵抗が大きくなるため、金属配線に接続することによって抵抗を小さくし、大型化に対応できる。この投影型静電容量方式のタッチパネルは、接触部の位置検出を行う制御ＩＣ、制御ＬＳＩ等によって多点検出が可能であり、実用性が高いので、タブレット型携帯端末等に好適に用いられる。また、投影型静電容量方式のタッチパネルは、第１及び第２の検出電極パターンにおける静電容量の変化を検出するので、人の指等の静電的な導電体が静電容量検出部の表面に直接接触せずに僅かな間隔でもって近接した場合であっても、近接部の位置を２次元的に高精度に検出できる。従って、タッチパネルに被検出体が接触して検出されるためには、被検出体がタッチパネルに接触した場合及び被検出体がタッチパネルに僅かな間隔でもって近接した場合を含む。

本発明の表示装置の駆動方法について以下に説明する。図４は、本発明の表示装置の駆動方法のフローチャートである。また、図５は、本発明の表示装置の駆動方法に用いられる検出閾値制御部のブロック回路図である。本発明の表示装置の駆動方法は、表示パネル２と、表示面２ａに接触する被検出体９を検出するタッチパネル１２と、表示面２ａに近接する被検出体９を検出する近接センサと、を有する表示装置の駆動方法であって、被検出体９が表示面２ａに接触した時を起点として、被検出体９の位置をタッチパネル１２によって検出し、次に被検出体９の近接信号の強度を近接センサにより検出し、次に近接信号の強度と基準信号強度とを比較して近接センサの検出閾値を補正する構成である。

また、近接センサとして、表示面２ａの前方に位置する被検出体９によって反射された赤外線を検出する赤外線センサユニット６を用いており、被検出体９が表示面２ａに接触した時を起点として、被検出体９の位置をタッチパネル１２によって検出し、次に被検出体９によって反射された赤外線の受信信号の強度を赤外線センサユニット６により検出し、次に受信信号の強度と基準信号強度とを比較して赤外線センサユニット６の検出閾値を補正する。この構成により、被検出体９の赤外線の吸収性の違い等の要因に起因して被検出体９で反射される赤外線の受信信号の強度が変動しても、被検出体９を確実に検出することができる。

また、補正前の初期の基準信号強度は、赤外線センサユニット６の検出閾値と同じ強度に設定しておいてもよい。あるいは、補正前の初期の基準信号強度は、赤外線センサユニット６の検出閾値よりも２０％〜５０％程度高い強度に設定しておくこともできる。

また、好ましくは、受信信号の強度をＳ₁、基準信号強度をＳ₀としたときに赤外線センサユニット６の検出閾値をＳ₁／Ｓ₀倍としてもよい。なお、受信信号の強度Ｓ₁は受信信号の最大値に相当する。

本発明の表示装置の駆動方法について、図４及び図５にしたがって説明する。まず、例えば表示パネル２をスイッチオンして起動することに伴って、赤外線センサユニット６から成るＩＲ（Infrared Ray）センサの駆動を開始する。次に、表示制御回路１３から検出閾値制御回路１４にＳＴＶ（Start pulse Vertical）信号（ゲート駆動信号）を入力することによって、検出閾値制御回路１４においてＩＲセンサ受信信号の取得可能期間の設定を行う。例えば、Ｖ（Vertical）ブランク期間（ゲート駆動信号と次のゲート駆動信号との間の期間）を８００μsec、ＩＲセンサ１の駆動期間を１５０μsec、ＩＲセンサ１の受信信号による電圧変動期間を１５０μsec、ＩＲセンサ２の駆動期間を１５０μsec、ＩＲセンサ２の受信信号による電圧変動期間を１５０μsecとし、ＩＲセンサ１，２の駆動及び受信信号の取得に要する期間である６００μsecをＶブランク期間の８００μsecに収めるようにする。なお、ＩＲセンサ受信信号の取得可能期間の設定を行わずに、常時ＩＲセンサ受信信号（図４では、近接センサの近接信号）の検出をするようにしてもよい。図４は、その場合のフローチャートを示す。その場合、例えば、２０msec〜３０msec程度の周期でもって、ＩＲセンサ受信信号の取得及び更新を行うことができる。

次に、ＩＲセンサ受信信号の取得可能期間の初期に、表示面２ａに被検出体９が接触してタッチパネル１２に接触信号（TOUCH）が発生したか否か判定する。接触信号が発生した場合、それを起点として、タッチパネル１２から接触信号が表示制御回路１３及び検出閾値制御回路１４に入力される。同時に、タッチパネル１２から同期信号（SYNC）が検出閾値制御回路１４に入力されて、検出閾値制御回路１４における検出閾値の制御処理を開始させる。接触信号が発生しなかった場合、ＩＲセンサ受信信号の取得可能期間の設定処理に戻る。

次に、表示制御回路１３でタッチパネル１２における接触信号の座標を決定し、その座標（TOUCH COORD.）を検出閾値制御回路１４に入力する。次に、ＩＲセンサ１（15a），２（15b）のそれぞれから検出閾値制御回路１４にＩＲセンサ受信信号１（IR SIG.1），２（IR SIG.2）が入力される。次に、検出閾値制御回路１４において、ＩＲセンサ受信信号１，２の強度Ｓ₁₁，Ｓ₁₂と、表示面２ａ及びタッチパネル１２の座標に対応させて予め記憶テーブルに記憶させてある基準信号強度Ｓ₀とによって、ＩＲセンサ１（15a），２（15b）のそれぞれの検出閾値をＳ₁₁／Ｓ₀，Ｓ₁₂／Ｓ₀に変更する。検出閾値の変更後に、基準信号強度Ｓ₀を変更後の検出閾値のレベルに設定してもよい。これにより、次からの被検出体９の検出が確実になりやすい。

次に、例えば表示パネル２をスイッチオフしてシャットダウンさせることに伴って、ＩＲセンサの駆動を終了するか否か判定する。終了しない場合、ＩＲセンサ受信信号の取得可能期間の設定処理に戻る。なお、図５の検出閾値制御部は、液晶表示パネルを構成するガラス基板等の透明基板における表示領域の周辺部に設けてもよく、あるいは液晶表示パネルの外部にある外部回路に設けてもよい。

本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、基準信号強度は、赤外線センサユニット６の誤作動を招く最低検出閾値である第１の信号強度よりも高く、黒色の被検出体９によって反射された赤外線の受信信号の強度である第２の信号強度よりも低い強度に設定されている。これにより、被検出体９を確実に検出する効果が向上する。即ち、基準信号強度は、それが初期的な検出閾値に設定されている場合、赤外線の吸収性の高い黒色の被検出体９を検出できるように設定されていることとなる。従って、被検出体９を初期にも確実に検出することができる。

図６は、被検出体９の赤外線の吸収性の違いに起因して被検出体９で反射される赤外線の受信信号の強度が変動することを示すグラフである。図６において、３０は受信信号がない状態を示すノイズレベル、３１は第１の信号強度のレベル、３２は第２の信号強度のレベル、３３は黒色手袋等の黒色の被検出体９によって反射された赤外線の受信信号の時間に関する信号曲線（プロファイル）、３４は素手の被検出体９によって反射された赤外線の受信信号の時間に関する信号曲線、３５は白色手袋等の白色の被検出体９によって反射された赤外線の受信信号の時間に関する信号曲線、３６は近接信号受信タイミングである。３７は基準信号強度である。なお、基準信号強度３７は、第１の信号強度のレベル３１と信号曲線３５の最大値との間に設定されていても構わない。

第２の信号強度のレベル３２は、信号曲線３３の最大値付近に設定する必要はなく、信号曲線３３の最大値の５０％〜９０％程度の強度に設定してもよい。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、基準信号強度は、表示面２ａに互いに間隔を開けて設けられた複数の検出点に対して、赤外線センサユニット６からの距離に対応させてそれぞれ予め設定されている。この構成により、表示面２ａの全ての検出点に基準信号強度を予め設定する必要がないので、基準信号強度を記憶させておく記憶テーブルの記憶容量を大幅に小さくすることができる。その結果、検出閾値の変更処理等を高速化できる。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、基準信号強度は、複数の検出点間の中間検出点に対して、タッチパネル１２によって中間検出点で被検出体を検出した際に、中間検出点の両側にある２つの検出点の予め設定された基準信号強度に基づいて算出される。この構成により、表示面２ａの全ての検出点に基準信号強度を予め設定する必要がないので、基準信号強度を記憶させておく記憶テーブルの記憶容量を大幅に小さくすることができる。その結果、検出閾値の変更処理等を高速化できる。また、表示面２ａの複数の検出点間の部位も基準信号強度を設定することができる。

図７（ａ）は、表示面２ａに互いに間隔を開けて設けられた複数の検出点（黒丸で示す）及び中間検出点（白丸で示す）を示す液晶表示パネル２の平面図である。（ｂ）は（ａ）のＣ部を拡大して示す拡大平面図である。基準信号強度は、表示面２ａに互いに間隔を開けて設けられた複数の検出点４０，４１，４２，４３に対しては、記憶テーブル等によって、赤外線センサユニット６からの距離に対応させてそれぞれ予め設定されている。例えば、検出点４０における基準信号強度は、左側の赤外線センサユニット６に対する基準信号強度が、右側の赤外線センサユニット６に対する基準信号強度よりも高くなるように予め設定されている。検出点４０の右側の検出点４１においては、左側の赤外線センサユニット６に対する基準信号強度が低くなり、右側の赤外線センサユニット６に対する基準信号強度が高くなるように予め設定されている。

また、検出点４０，４１間の中間検出点40a,40b,40c、検出点４０，４２間の中間検出点40d,40i、検出点４１，４３間の中間検出点40h,40m、検出点４２，４３間の中間検出点42a,42b,42c、検出点４０，４３間及び検出点４１，４２間の中間検出点40e,40f,40g,40j,40k,40lに対して、タッチパネル１２によって中間検出点40a〜42cで被検出体９を検出した際に、中間検出点40a〜42cの両側にある２つの検出点４０〜４３からの距離に基づいて基準信号強度が算出される。即ち、中間検出点40aから右側の中間検出点40b,40cに移るに伴って、左側の赤外線センサユニット６に対する基準信号強度が徐々に低くなり、右側の赤外線センサユニット６に対する基準信号強度が徐々に高くなるように算出される。この算出は、例えば検出閾値制御回路１４等によって行うことができる。中間検出点41d〜42cについても同様である。

具体的には、例えば、中間検出点40fの基準信号強度は、検出点４０から中間検出点40fまでの距離と検出点４３から中間検出点40fまでの距離との比が１：２である場合、（２／３×検出点４０の基準信号強度＋１／３×検出点４３の基準信号強度）／（検出点４０の基準信号強度＋検出点４３の基準信号強度）から、重み付平均値として算出される。他の中間検出点についても同様にして算出できる。

また表示面２ａについて、検出閾値の変更処理を行う領域を、表示面２ａの中央部であって表示面２ａの面積の３０％〜７０％の領域とすることが好ましい。３０％未満では、検出感度が良好でない領域が大きくなったり、検出感度が良好でないタイミングが発生する傾向がある。７０％を超えると、左右の赤外線センサユニット６のいずれかにおいて、実際の受信信号が、赤外線センサユニット６の誤作動を招く最低検出閾値である第１の信号強度のレベル３１よりも低くなる事態が発生する傾向がある。

また本発明の表示装置の駆動方法は、好ましくは、表示パネルは液晶表示パネルである。これにより、汎用性の高い表示パネルとなり、種々の表示装置の駆動方法に適用することができる。

本発明の表示装置としてのＬＣＤは以下のようにして作製される。薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）素子を含む画素電極部が多数形成されたガラス基板等から成るアレイ側基板と、カラーフィルタ及びブラックマトリクスが形成されたガラス基板等から成るカラーフィルタ側基板とを互いに対向させて、それらの基板を所定の間隔でもって貼り合わせ、それらの基板間に液晶を充填、封入させることによって作製される。また、一般的に、カラーフィルタ側基板は、ＴＦＴ素子及び画素電極に対向する側の主面（主面ａとする）の全面に、画素電極との間で液晶に印加する垂直電界を形成するための共通電極(基準電極)が形成されている。この共通電極は、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式のＬＣＤの場合、アレイ側基板の画素電極部に画素電極と同じ面内に形成されることによって横電界を生じさせるものとなる。また共通電極は、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式のＬＣＤの場合、アレイ側基板の画素電極部に画素電極の上方または下方に絶縁層を挟んで形成されることによって端部電界（Fringe Field）を生じさせるものとなる。また、カラーフィルタ側基板の主面ａには、それぞれの画素に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが形成されており、それぞれの画素を通過する光が相互に干渉することを防ぐブラックマトリクスがカラーフィルタの外周を囲むように形成されている。

また、図８は、アクティブマトリクス型のＬＣＤの基本構成を示すブロック回路図である。例えば、ＬＣＤのアレイ側基板は、その上の第１の方向（例えば、行方向）に形成された複数本のゲート信号線５１（Ｇａ，Ｇ２，Ｇ３・・・Ｇｎ）と、第１の方向と交差する第２の方向（例えば、列方向）にゲート信号線５１と交差させて形成された複数本の画像信号線５２（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・Ｓｍ）と、ゲート信号線５１と画像信号線５２の交差部に形成された、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）素子５３、画素電極及びその画素電極との間で液晶に印加する横電界等の電界を形成するための共通電極（基準電極）を含む液晶単位素子としての画素電極部Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３・・・Ｐｎｍと、共通電極に共通電圧（Vcom）を供給する共通電圧線５４と、を有する構成である。また、５５はゲート信号線駆動回路、５６は画像信号（ソース信号）線駆動回路である。表示制御手段は、ゲート信号線駆動回路５５及び画像信号線駆動回路５６に設けられた制御ＩＣ，ＬＳＩ等であってもよく、またはゲート信号線駆動回路５５及び画像信号線駆動回路５６と別個に設けられた制御ＩＣ，ＬＳＩ等であってもよい。

なお、本発明の表示装置の駆動方法は、上記実施の形態に限定させるものではなく、適宜の設計的な変更、改良を含んでいてもよい。

本発明の表示装置としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置、無機ＥＬ装置、ＦＥＤ（Field Emitting Display）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）、ＰＤＰ（Plasma Display）、電子パーパーディスプレイ、ＤＭＤ（Digital micro Mirror Device）装置、圧電セラミックディスプレイなどの表示装置を採用することができる。

本発明の表示装置がＬＣＤである場合、ＬＣＤは各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、自動車経路誘導システム（カーナビゲーションシステム）、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機、ヘッドアップディスプレイ、医療用表示装置、デジタル表示式腕時計などがある。

１透明部材
２液晶表示パネル
２ａ表示面
３枠体
４バックライト
４ａ金属枠体
５保護部材
６赤外線センサユニット
６ａ赤外線発光素子
６ｂ赤外線受光素子
９被検出体
１２タッチパネル

Claims

表示パネルと、表示面に接触する被検出体を検出するタッチパネルと、前記表示面に近接する前記被検出体を検出する近接センサと、を有する表示装置の駆動方法であって、接触信号が発生した時を起点として、前記被検出体の位置を前記タッチパネルによって検出し、次に前記被検出体の近接信号の強度を前記近接センサにより検出し、次に前記近接信号の強度と基準信号強度とを比較して前記近接センサの検出閾値を補正する表示装置の駆動方法。
前記近接センサは、前記被検出体によって反射された赤外線を検出する赤外線センサユニットである請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
前記基準信号強度は、前記赤外線センサユニットの誤作動を招く最低検出閾値である第１の信号強度よりも高く、黒色の前記被検出体によって反射された赤外線の受信信号の強度である第２の信号強度よりも低い強度に設定されている請求項２に記載の表示装置の駆動方法。
前記基準信号強度は、前記表示面に互いに間隔を開けて設けられた複数の検出点に対してそれぞれ予め設定されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置の駆動方法。
前記基準信号強度は、前記複数の検出点間の中間検出点に対して、前記タッチパネルによって前記中間検出点で前記被検出体を検出した際に、前記中間検出点の両側にある２つの前記検出点の予め設定された前記基準信号強度に基づいて算出される請求項４に記載の表示装置の駆動方法。
前記表示パネルは液晶表示パネルである請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の表示装置の駆動方法。