(57)【要約】  本発明の液晶表示装置に備えられた液晶パネル（２０）は、パネル表面上の画像を検知することで、外部からの入力位置を検出するエリアセンサ機能を有している。この液晶パネル（２０）（位置検出部）は、受光した可視光の強度を検知する光センサ素子（３０）を含む可視光センサ（３１Ａ）と、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子（３０）を含む赤外光センサ（３１Ｂ）とを有しており、可視光センサ（３１Ａ）および赤外光センサ（３１Ｂ）がパネル表面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する。さらに、液晶表示装置には、液晶パネル（２０）に赤外光を含む光を照射するバックライト（発光部）が備えられている。これにより、より広範囲な環境照度下において正確な位置検出が可能なエリアセンサおよびエリアセンサ付き液晶表示装置を実現する。
2010084640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象面上の画像を検知することで、外部からの入力位置を検出するエリアセンサであって、
受光した可視光の強度を検知する光センサ素子を含む可視光センサと、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子を含む赤外光センサとを有し、該可視光センサおよび該赤外光センサが検出対象面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する位置検出部と、
上記位置検出部に対して背面から赤外光を含む光を照射する発光部とを備えていることを特徴とするエリアセンサ。
【請求項２】
上記赤外光センサに含まれる光センサ素子には、可視光を遮断する光学フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエリアセンサ。
【請求項３】
上記光学フィルタは、赤色の顔料、緑色の顔料、および、青色の顔料を混合して形成されていることを特徴とする請求項２に記載のエリアセンサ。
【請求項４】
上記光学フィルタは、赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタとの積層構造を有していることを特徴とする請求項２に記載のエリアセンサ。
【請求項５】
当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、
当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエリアセンサ。
【請求項６】
当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度を測定する光強度センサと、
上記光強度センサによって測定された赤外線の強度に基づいて、測定強度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定強度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、
さらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエリアセンサ。
【請求項７】
上記赤外線の強度の所定の値は、波長８００〜１０００ｎｍの光の積算放射強度で１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値であることを特徴とする請求項５または６に記載のエリアセンサ。
【請求項８】
当該エリアセンサが置かれている環境の照度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、
当該エリアセンサが置かれている環境の照度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエリアセンサ。
【請求項９】
当該エリアセンサが置かれている環境の照度を測定する照度センサと、
上記照度センサによって測定された照度に基づいて、測定照度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定照度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、
さらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエリアセンサ。
【請求項１０】
上記可視光センサ及び上記赤外光センサは、縦横にマトリクス状に配置されているとともに、
上記可視光センサと上記赤外光センサとは、市松状に互い違いに配置されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のエリアセンサ。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載のエリアセンサを備えた液晶パネルを有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が配置されている液晶パネルを備え、該液晶パネルが、パネル表面上の画像を検知することで、外部からの入力位置を検出するエリアセンサ機能を有している液晶表示装置において、
受光した可視光の強度を検知する光センサ素子を含む可視光センサと、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子を含む赤外光センサとを有し、該可視光センサおよび該赤外光センサがパネル表面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する位置検出部と、
上記液晶パネルに赤外光を含む光を照射するバックライトとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
上記赤外光センサに含まれる光センサ素子には、可視光を遮断する光学フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
上記光学フィルタは、赤色の顔料、緑色の顔料、および、青色の顔料を混合して形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
上記光学フィルタは、赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタとの積層構造を有していることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、
当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことを特徴とする請求項１２〜１５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度を測定する光強度センサと、
上記光強度センサによって測定された赤外線の強度に基づいて、測定強度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定強度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、
さらに備えていることを特徴とする請求項１２〜１５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
上記赤外線の強度の所定の値は、波長８００〜１０００ｎｍの光の積算放射強度で１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
当該液晶表示装置が置かれている環境の照度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、
当該液晶表示装置が置かれている環境の照度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことを特徴とする請求項１２〜１５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
当該液晶表示装置が置かれている環境の照度を測定する照度センサと、
上記照度センサによって測定された照度に基づいて、測定照度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定照度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、
さらに備えていることを特徴とする請求項１２〜１５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
上記可視光センサ及び上記赤外光センサは、上記液晶パネルに設けられた複数の画素の配置に沿って縦横にマトリクス状に配置されているとともに、
上記可視光センサと上記赤外光センサとは、市松状に互い違いに配置されていることを特徴とする請求項１２〜２０の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサ素子を備え、外部からの入力位置を検出するエリアセンサ、および、このようなエリアセンサを内蔵した液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの表示装置の中には、入力用のペンでパネル表面を触れると、その触れた位置を検出することのできるタッチパネル（エリアセンサ）機能を備えたタッチパネル一体型の表示装置が開発されている。【０００３】
従来のタッチパネル一体型表示装置は、抵抗膜方式（押されると上の導電性基板と下の導電性基板とが接触することによって入力位置を検知する方式）や、静電容量式（触った場所の容量変化を検知することによって入力位置を検知する方式）のものが主流となっている。【０００４】
ところで、近年、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの光センサ素子が画像表示領域内の画素毎に（あるいは複数の画素単位で）備えられた液晶表示装置の開発が進んでいる（例えば、特許文献１参照）。このように、画素ごとに光センサ素子を内蔵することで、エリアセンサとしての機能（具体的には、スキャナ機能、タッチパネル機能など）を通常の液晶表示装置で実現することが可能となる。つまり、上記光センサ素子がエリアセンサとしての機能を果たすことで、タッチパネル（またはスキャナ）一体型の表示装置を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００６−１８２１９号公報（２００６年１月１９日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような光センサ素子を備えた液晶表示装置を、タッチパネル機能を有する表示装置として利用する場合、表示パネル上に映し出されるペンあるいは指を光センサ素子が画像として捉え、ペン先あるいは指先の位置を検知して位置検出を行う。【０００７】
しかし、表示パネル上に映し出される指などを光センサ素子が認識することでタッチパネル機能を実現している表示装置では、周囲の明るさの影響により、表示パネル上の画像を認識しにくくなるという問題が発生する。つまり、環境照度が明るい場合と暗い場合の何れか一方で、表示パネル上の画像の読み取りができないという問題が起こりうる。【０００８】
そこで、特許文献１に開示された表示装置においては、受光感度が異なる２種以上の光センサ素子を表示パネル上に配置している。そして、外光が弱い場合には、高感度の光センサ素子を用いて光情報入力を行い、外光が強い場合には、低感度の光センサ素子を用いて光情報入力を行うことで、外光が強い場合および弱い場合の両方において光による情報入力を実現している。【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の表示装置に設けられた種類の異なる各光センサ素子は、光量の大きさに応じた受光感度は互いに異なっているが、検出可能な光の波長特異性は同じである。そのため、例えば、センシング対象の反射光によるセンサ出力と環境光によるセンサ出力が等しくなる状態で装置を使用する場合においては、画像の読み取りが互いに感度の異なる何れの光センサ素子においても不可能となってしまう。このように、単に受光感度が互いに異なる複数種類の光センサ素子を用いただけでは、使用可能な環境照度の範囲は依然として制限されてしまう。【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、より広範囲な環境照度下において正確な位置検出が可能なエリアセンサおよびエリアセンサ付き液晶表示装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかるエリアセンサは、上記の課題を解決するために、検出対象面上の画像を検知することで、外部からの入力位置を検出するエリアセンサであって、受光した可視光の強度を検知する光センサ素子を含む可視光センサと、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子を含む赤外光センサとを有し、該可視光センサおよび該赤外光センサが検出対象面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する位置検出部と、上記位置検出部に対して背面から赤外光を含む光を照射する発光部とを備えていることを特徴としている。【００１２】
本発明のエリアセンサは、位置検出部に対して背面から赤外光を含む光を照射する発光部を有している。ここで、発光部が位置検出部に対して背面から光を照射するとは、位置検出部の検出対象面とは反対側から光を照射することを意味する。【００１３】
上記のように、発光部が赤外光を含む光を照射することによって、位置検出部に設けられた赤外光センサでは、検出対象面上に指や入力ペンなどがタッチした場合に、赤外光の光量の強度によって検出対象面のどの位置にタッチしたかを検知することができる。【００１４】
また、本発明のエリアセンサは、可視光を受光する光センサ素子を含む可視光センサと、赤外光を受光する光センサ素子を含む赤外光センサという、検知する光の波長領域が互いに異なる２種類のセンサを含んで構成されている。【００１５】
上記の構成によれば、検知する光の波長領域が互いに異なる可視光センサおよび赤外光センサによって、検出対象面上の画像をそれぞれ検知することができる。可視光センサおよび赤外光センサは、互いに異なる環境照度の範囲において、他方のセンサと比較してより確実な位置検出を行うことができる。そのため、本発明のエリアセンサによれば、単に受光感度が異なる２種類のセンサを使用した従来のエリアセンサと比較して、より広範囲の環境照度下において、良好な位置検出を行うことができる。【００１６】
本発明のエリアセンサにおいて、上記赤外光センサに含まれる光センサ素子には、可視光を遮断する光学フィルタが設けられていることが好ましい。【００１７】
上記の構成によれば、赤外光センサに含まれる光センサ素子は、光学フィルタによって可視光がカットされた光を受光することができるため、受光した赤外光の強度を正確に検知することのできる赤外光センサを得ることができる。【００１８】
上記のエリアセンサにおいて、上記光学フィルタは、赤色の顔料、緑色の顔料、および、青色の顔料を混合して形成されていることが好ましい。【００１９】
上記の構成によれば、可視光をより確実に遮断することのできる光学フィルタが得られる。また、カラーフィルタを積層した構造よりも、フィルタの厚さを薄くすることができる。【００２０】
上記のエリアセンサにおいて、上記光学フィルタは、赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタとの積層構造を有していることが好ましい。【００２１】
上記の構成によれば、可視光を確実に遮断することのできる光学フィルタが得られる。【００２２】
本発明のエリアセンサは、当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことが好ましい。【００２３】
通常、周囲環境が比較的明るい（すなわち、周囲の環境照度が比較的高い）場合には、可視光センサは良好な位置検出を行うことができる。しかし、例えば、周囲環境が暗くなった場合など、センシング対象の反射光によるセンサ出力と環境光によるセンサ出力とが等しくなる状態で装置を使用する場合においては、センシング対象物の反射特徴および影特徴の両方による検出が不可能となるため、可視光センサのみを用いた場合には、タッチした部分の識別ができなくなってしまう。【００２４】
しかし、可視光センサと赤外光センサでは、周囲環境が同じ場合でも互いのセンサ出力特性が異なっている。そして、赤外光センサは、外光の赤外線の強度が比較的小さい場合においては、良好な位置検出を行うことができる。そのため、上記のように、環境下の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境下の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、より広範囲な環境照度下で正確な位置検出を行うことができる。【００２５】
本発明のエリアセンサは、当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度を測定する光強度センサと、上記光強度センサによって測定された赤外線の強度に基づいて、測定強度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定強度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、さらに備えていることが好ましい。【００２６】
ここで光強度とは、単位面積あたりに照射される光の積算放射強度、あるいは、単位面積が受ける光束（これは、照度とも呼ばれる）のことを意味する。したがって、光強度センサとは、単位面積あたりに照射される光の積算放射強度、あるいは、照度を検知するセンサである。そして、赤外線強度とは、単位面積あたりに照射される光（例えば、λ＝８００〜１０００ｎｍ）の積算放射強度のことを意味する。【００２７】
上記の構成によれば、環境下の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境下の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、より広範囲な環境照度下で正確な位置検出を行うことができる。【００２８】
また、上記の構成によれば、周囲の照度に応じて、センサ切替え部が、可視光センサからの情報を位置情報として抽出するか、赤外光センサからの情報を位置情報として抽出するかを選択することができる。これにより、１つの座標抽出回路において可視光センサおよび赤外光センサという２種類のセンサからの位置情報を検出することができるため、回路規模を縮小することができる。また、上記の構成によれば、可視光センサおよび赤外光センサからの情報をそれぞれ位置情報として読み出す必要がなくなるため、情報の処理量も減らすことができる。これにより、装置のコストを抑えることができるとともに、消費電力を抑えることができる。【００２９】
上記のエリアセンサにおいて、上記赤外線の強度の所定の値は、波長８００〜１０００ｎｍの光の積算放射強度で１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値であることが好ましい。【００３０】
上記の構成によれば、環境下の赤外線強度が上記の範囲内の値以上という比較的高い場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境下の赤外線強度が上記の範囲内の値以上という比較的低い場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、赤外線の強度がどのような値であっても良好な位置検出を行うことができる。これにより、例えば、太陽光および蛍光灯などといった、装置に照射される光の種類によらず、良好な位置検出を行うことができる。【００３１】
本発明のエリアセンサは、当該エリアセンサが置かれている環境の照度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、当該エリアセンサが置かれている環境の照度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことが好ましい。【００３２】
通常、周囲環境が比較的明るい（すなわち、周囲の環境照度が比較的高い）場合には、可視光センサは良好な位置検出を行うことができる。しかし、例えば、周囲環境が暗くなった場合など、センシング対象の反射光によるセンサ出力と環境光によるセンサ出力とが等しくなる状態で装置を使用する場合においては、センシング対象物の反射特徴および影特徴の両方による検出が不可能となるため、可視光センサのみを用いた場合には、タッチした部分の識別ができなくなってしまう。【００３３】
しかし、可視光センサと赤外光センサでは、周囲環境が同じ場合でも互いのセンサ出力特性が異なっている。そのため、上記のように、環境照度が所定の値以上の比較的明るい場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境照度が所定の値未満の比較的暗い場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、より広範囲な環境照度下で正確な位置検出を行うことができる。【００３４】
本発明のエリアセンサは、当該エリアセンサが置かれている環境の照度を測定する照度センサと、上記照度センサによって測定された照度に基づいて、測定照度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定照度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、さらに備えていることが好ましい。【００３５】
上記の構成によれば、環境の照度が所定の値以上の比較的明るい場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境の照度が所定の値未満の比較的暗い場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、より広範囲な環境照度下で正確な位置検出を行うことができる。【００３６】
また、上記の構成によれば、周囲の照度に応じて、センサ切替え部が、可視光センサからの情報を位置情報として抽出するか、赤外光センサからの情報を位置情報として抽出するかを選択することができる。これにより、１つの座標抽出回路において可視光センサおよび赤外光センサという２種類のセンサからの位置情報を検出することができるため、回路規模を縮小することができる。また、上記の構成によれば、可視光センサおよび赤外光センサからの情報をそれぞれ位置情報として読み出す必要がなくなるため、情報の処理量も減らすことができる。これにより、装置のコストを抑えることができるとともに、消費電力を抑えることができる。【００３７】
本発明のエリアセンサにおいて、上記可視光センサ及び上記赤外光センサは、縦横にマトリクス状に配置されているとともに、上記可視光センサと上記赤外光センサとは、市松状に互い違いに配置されていることが好ましい。【００３８】
上記の構成によれば、光センサの総数が同じ場合に、１種類のみの光センサで構成されているエリアセンサの解像度と比較して、２種類の光センサを備えていることによる解像度の低下を最小限に抑えることができる。【００３９】
本発明の液晶表示装置は、上記の何れかのエリアセンサを備えた液晶パネルを有しているものである。【００４０】
上記の構成によれば、上記の何れかのエリアセンサを備えていることにより、より広範囲な環境照度下において正確な位置検出が可能なエリアセンサ付き液晶表示装置を実現できる。【００４１】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が配置されている液晶パネルを備え、該液晶パネルが、パネル表面上の画像を検知することで、外部からの入力位置を検出するエリアセンサ機能を有している液晶表示装置において、受光した可視光の強度を検知する光センサ素子を含む可視光センサと、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子を含む赤外光センサとを有し、該可視光センサおよび該赤外光センサがパネル表面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する位置検出部と、上記液晶パネルに赤外光を含む光を照射するバックライトとを備えていることを特徴としている。【００４２】
本発明の液晶表示装置は、バックライトが赤外光を含む光を照射することによって、位置検出部に設けられた赤外光センサでは、検出対象面上に指や入力ペンなどがタッチした場合に、赤外光の光量の強度によってパネル表面のどの位置にタッチしたかを検知することができる。【００４３】
また、本発明の液晶表示装置の位置検出部は、可視光を受光する光センサ素子を含む可視光センサと、赤外光を受光する光センサ素子を含む赤外光センサという、検知する光の波長領域が互いに異なる２種類のセンサを含んで構成されている。【００４４】
上記の構成によれば、検知する光の波長領域が互いに異なる可視光センサおよび赤外光センサによって、パネル表面上の画像をそれぞれ検知することができる。可視光センサおよび赤外光センサは、互いに異なる環境照度の範囲において、他方のセンサと比較してより確実な位置検出を行うことができる。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、単に受光感度が異なる２種類のセンサを使用した従来のエリアセンサ付き液晶表示装置と比較して、より広範囲の環境照度下において、良好な位置検出を行うことができる。【００４５】
本発明の液晶表示装置において、上記赤外光センサに含まれる光センサ素子には、可視光を遮断する光学フィルタが設けられていることが好ましい。【００４６】
上記の構成によれば、赤外光センサに含まれる光センサ素子は、光学フィルタによって可視光がカットされた光を受光することができるため、受光した赤外光の強度を正確に検知することのできる赤外光センサを得ることができる。【００４７】
上記の液晶表示装置において、上記光学フィルタは、赤色の顔料、緑色の顔料、および、青色の顔料を混合して形成されていることが好ましい。【００４８】
上記の構成によれば、可視光をより確実に遮断することのできる光学フィルタが得られる。また、カラーフィルタを積層した構造よりも、フィルタの厚さを薄くすることができる。【００４９】
上記の液晶表示装置において、上記光学フィルタは、赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタとの積層構造を有していることが好ましい。【００５０】
上記の構成によれば、可視光を確実に遮断することのできる光学フィルタが得られる。【００５１】
また、通常、カラー液晶表示装置には、アクティブマトリクス基板と対向して配置された対向基板にカラーフィルタ層が設けられている。そこで、この対向基板に設けられたカラーフィルタ層上の赤外光の強度を検知する光センサ素子と対応する領域に、上記のカラーフィルタの積層構造を形成することにより、カラーフィルタの形成工程において上記積層構造も同時に形成することができる。これにより、製造プロセスを変更することなく、分光感度特性の異なる２種類のセンサを、容易かつ安価に液晶パネル内に形成することができる。【００５２】
本発明の液晶表示装置は、当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことが好ましい。【００５３】
通常、周囲環境が比較的明るい（すなわち、周囲の環境照度が比較的高い）場合には、可視光センサは良好な位置検出を行うことができる。しかし、例えば、周囲環境が暗くなった場合など、センシング対象の反射光によるセンサ出力と環境光によるセンサ出力とが等しくなる状態で装置を使用する場合においては、センシング対象物の反射特徴および影特徴の両方による検出が不可能となるため、可視光センサのみを用いた場合には、タッチした部分の識別ができなくなってしまう。【００５４】
しかし、可視光センサと赤外光センサでは、周囲環境が同じ場合でも互いのセンサ出力特性が異なっている。そして、赤外光センサは、外光の赤外線の強度が比較的小さい場合においては、良好な位置検出を行うことができる。そのため、上記のように、環境下の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境下の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、より広範囲な環境照度下で正確な位置検出を行うことができる。【００５５】
本発明の液晶表示装置は、当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度を測定する光強度センサと、上記光強度センサによって測定された赤外線の強度に基づいて、測定強度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定強度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、さらに備えていることが好ましい。【００５６】
上記の構成によれば、環境下の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境下の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、より広範囲な環境照度下で正確な位置検出を行うことができる。【００５７】
また、上記の構成によれば、周囲の照度に応じて、センサ切替え部が、可視光センサからの情報を位置情報として抽出するか、赤外光センサからの情報を位置情報として抽出するかを選択することができる。これにより、１つの座標抽出回路において可視光センサおよび赤外光センサという２種類のセンサからの位置情報を検出することができるため、回路規模を縮小することができる。また、上記の構成によれば、可視光センサおよび赤外光センサからの情報をそれぞれ位置情報として読み出す必要がなくなるため、情報の処理量も減らすことができる。これにより、装置のコストを抑えることができるとともに、消費電力を抑えることができる。【００５８】
本発明の液晶表示装置において、上記赤外線の強度の所定の値は、波長８００〜１０００ｎｍの光の積算放射強度で１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値であることが好ましい。【００５９】
上記の構成によれば、環境下の赤外線強度が上記の範囲内の値以上という比較的高い場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境下の赤外線強度が上記の範囲内の値以上という比較的低い場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、赤外線の強度がどのような値であっても良好な位置検出を行うことができる。これにより、例えば、太陽光および蛍光灯などといった、装置に照射される光の種類によらず、良好な位置検出を行うことができる。【００６０】
本発明の液晶表示装置は、当該液晶表示装置が置かれている環境の照度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、当該液晶表示装置が置かれている環境の照度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことが好ましい。【００６１】
通常、周囲環境が比較的明るい（すなわち、周囲の環境照度が比較的高い）場合には、可視光センサは良好な位置検出を行うことができる。しかし、例えば、周囲環境が暗くなった場合など、センシング対象の反射光によるセンサ出力と環境光によるセンサ出力とが等しくなる状態で装置を使用する場合においては、センシング対象物の反射特徴および影特徴の両方による検出が不可能となるため、可視光センサのみを用いた場合には、タッチした部分の識別ができなくなってしまう。【００６２】
しかし、可視光センサと赤外光センサでは、周囲環境が同じ場合でも互いのセンサ出力特性が異なっている。そのため、上記のように、環境照度が所定の値以上の比較的明るい場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境照度が所定の値未満の比較的暗い場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、より広範囲な環境照度下で正確な位置検出を行うことができる。【００６３】
本発明の液晶表示装置は、当該液晶表示装置が置かれている環境の照度を測定する照度センサと、上記照度センサによって測定された照度に基づいて、測定照度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定照度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、さらに備えていることが好ましい。【００６４】
上記の構成によれば、環境照度が所定の値以上の比較的明るい場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境照度が所定の値未満の比較的暗い場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、より広範囲な環境照度下で正確な位置検出を行うことができる。【００６５】
また、上記の構成によれば、周囲の照度に応じて、センサ切替え部が、可視光センサからの情報を位置情報として抽出するか、赤外光センサからの情報を位置情報として抽出するかを選択することができる。これにより、１つの座標抽出回路において可視光センサおよび赤外光センサという２種類のセンサからの位置情報を検出することができるため、回路規模を縮小することができる。また、上記の構成によれば、可視光センサおよび赤外光センサからの情報をそれぞれ位置情報として読み出す必要がなくなるため、情報の処理量も減らすことができる。これにより、装置のコストを抑えることができるとともに、消費電力を抑えることができる。【００６６】
本発明の液晶表示装置において、上記可視光センサ及び上記赤外光センサは、上記液晶パネルに設けられた複数の画素の配置に沿って縦横にマトリクス状に配置されているとともに、上記可視光センサと上記赤外光センサとは、市松状に互い違いに配置されていることが好ましい。【００６７】
上記の構成によれば、光センサの総数が同じ場合に、１種類のみの光センサで構成されているエリアセンサの解像度と比較して、２種類の光センサを備えていることによる解像度の低下を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明にかかるエリアセンサは、受光した可視光の強度を検知する光センサ素子を含む可視光センサと、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子を含む赤外光センサとを有し、該可視光センサおよび該赤外光センサが検出対象面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する位置検出部と、上記位置検出部に対して背面から赤外光を含む光を照射する発光部とを備えている。【００６９】
本発明のエリアセンサによれば、単に受光感度が異なる２種類のセンサを使用した従来のエリアセンサと比較して、より広範囲の環境照度下において、良好な位置検出を行うことができる。【００７０】
また、本発明の液晶表示装置は、受光した可視光の強度を検知する光センサ素子を含む可視光センサと、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子を含む赤外光センサとを有し、該可視光センサおよび該赤外光センサがパネル表面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する位置検出部と、上記液晶パネルに赤外光を含む光を照射するバックライトとを備えている。【００７１】
そのため、本発明の液晶表示装置によれば、単に受光感度が異なる２種類のセンサを使用した従来のエリアセンサ付き液晶表示装置と比較して、より広範囲の環境照度下において、良好な位置検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図２に示す液晶表示装置に備えられた液晶パネルにおける各センサの構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図３】図１に示す液晶パネルに設けられたセンサＡ（可視光センサ）の構成を示す模式図である。
【図４】図１に示す液晶パネルに設けられたセンサＢ（赤外光センサ）の構成を示す模式図である。
【図５】（ａ）は、図３に示す可視光センサにおけるＸ−Ｘ’部分の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、図４に示す赤外光センサにおけるＹ−Ｙ’部分の構成を示す断面図であり、（ｃ）は、図３に示す可視光センサおよび図４に示す赤外光センサにおけるＺ−Ｚ’部分の構成を示す断面図である。（ｄ）は、（ｂ）とは異なる構造を有する赤外光センサを示すものであり、図４に示す赤外光センサにおけるＹ−Ｙ’部分の構成を示す断面図である。
【図６】図１に示す液晶パネルの構成について説明するための模式図である。
【図７】（ａ）は、図５（ｂ）に示す構造を有する光学フィルタの波長別の光の透過率を示すグラフであり、（ｂ）は、図５（ｄ）に示す構造を有する光学フィルタの波長別の光の透過率を示すグラフである。
【図８】（ａ）は、図６に示す液晶パネル２０のセンサＡの分光感度（波長別のセンサ出力）を示すグラフであり、（ｂ）は、図６に示す液晶パネル２０のセンサＢの分光感度（波長別のセンサ出力）を示すグラフである。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す液晶パネルに設けられた光強度センサの構成例を示す模式図である。
【図１０】（ａ）は、センサＡを用いた場合の認識画像を示す模式図であり、（ｂ）は、センサＢを用いた場合の認識画像を示す模式図である。
【図１１】（ａ）は、センサＡによる検知を行う場合に好適な対象照度範囲を示す模式図であり、（ｂ）は、センサＢによる検知を行う場合に好適な対象照度範囲を示す模式図であり、（ｃ）は、センサＡおよびセンサＢの両方を用いて検知を行う場合の対象照度範囲を示す模式図である。
【図１２】（ａ）は、センサＡとセンサＢとが市松状に互い違いに配置されている液晶パネルの構成例を示す模式図であり、（ｂ）は、センサＡとセンサＢとが１列ごとに交互に配置されている液晶パネルの構成例を示す模式図である。
【図１３】センサＡとセンサＢとが市松状に交互に配置されている液晶パネルの構造の例を示す模式図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図１５】図１４に示す液晶表示装置に備えられた液晶パネルにおける各センサの構成を示す平面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態にかかるエリアセンサの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図１３に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７４】
本実施の形態では、エリアセンサ機能（具体的には、タッチパネル機能）を備えているタッチパネル一体型の液晶表示装置について説明する。
【００７５】
まず、本実施の形態のタッチパネル一体型液晶表示装置の構成を、図２を参照しながら説明する。図２に示すタッチパネル一体型液晶表示装置１００（単に液晶表示装置１００とも呼ぶ）は、画素毎に設けられた光センサ素子が表示パネルの表面の画像を検知することで入力位置を検出するタッチパネル機能を有している。
【００７６】
図２に示すように、本実施の形態のタッチパネル一体型液晶表示装置１００は、液晶パネル２０（位置検出部）、および、液晶パネル２０の背面側に設けられ該液晶パネルに光を照射するバックライト１０（発光部）を備えている。
【００７７】
液晶パネル２０は、多数の画素がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス基板２１と、これに対向するように配置された対向基板２２とを備えており、さらにこれら２つの基板の間に表示媒体である液晶層２３が挟持された構造を有している。なお、本実施の形態において、液晶パネル２０の表示モードは特に限定されず、ＴＮモード、ＩＰＳモード、ＶＡモードなどのあらゆる表示モードを適用することができる。
【００７８】
また、液晶パネル２０の外側には、液晶パネル２０を挟み込むようにして表側偏光板４０ａおよび裏側偏光板４０ｂがそれぞれ設けられている。
【００７９】
各偏光板４０ａおよび４０ｂは、偏光子としての役割を果たす。例えば、液晶層に封入されている液晶材料が垂直配向型である場合、表側偏光板４０ａの偏光方向と裏側偏光板４０ｂの偏光方向とを、互いにクロスニコルの関係になるように配置することで、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置を実現することができる。
【００８０】
アクティブマトリクス基板２１には、各画素を駆動するためのスイッチング素子であるＴＦＴ（図示せず）、配向膜（図示せず）、可視光センサ３１Ａ、赤外光センサ３１Ｂ、光強度センサ（照度センサ）５０などが設けられている。可視光センサ３１Ａ、赤外光センサ３１Ｂ、および、光強度センサ５０は、各画素領域に設けられた光センサ素子３０を含んで構成されている。
【００８１】
また、対向基板２２には、図示はしていないがカラーフィルタ層、対向電極及び配向膜などが形成されている。カラーフィルタ層は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの色を有する着色部と、ブラックマトリクスとから構成されている。
【００８２】
上記のように、本実施の形態のタッチパネル一体型液晶表示装置１００においては、各画素領域に光センサ素子３０が設けられており、これにより可視光センサ３１Ａおよび赤外光センサ３１Ｂが形成されている。この可視光センサ３１Ａおよび赤外光センサ３１Ｂがパネル表面上の画像をそれぞれ検知することで外部からの入力位置を検出するエリアセンサが実現される。そして、液晶パネル２０の表面（検出対象面１００ａ）の特定の位置に指や入力ペンが接触した場合に、その位置を光センサ素子３０が読み取り、装置に対して情報を入力したり、目的とする動作を実行させたりすることができる。このように、本実施の形態の液晶表示装置１００では、光センサ素子３０によってタッチパネル機能を実現することができる。
【００８３】
光センサ素子３０は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタで形成されており、受光した光の強度に応じた電流を流すことによって、受光量を検知する。ＴＦＴおよび光センサ素子３０は、アクティブマトリクス基板２１上に、ほぼ同一のプロセスによってモノリシックに形成されたものであってもよい。つまり、光センサ素子３０の一部の構成部材は、ＴＦＴの一部の構成部材と同時に形成されてもよい。このような光センサ素子の形成方法は、従来公知の光センサ素子内蔵型の液晶表示装置の製造方法に準じて行うことができる。
【００８４】
光強度センサ５０は、液晶表示装置１００が置かれている環境下の外光の強度（これを環境光強度と呼ぶ）を測定するものである。本実施の形態においては、光強度センサ５０を構成する光センサ素子として、エリアセンサを構成している光センサ素子３０と同一の構成の光センサ素子３０が使用されている。光強度センサ５０の具体的な構成については、後述する。
【００８５】
バックライト１０は、液晶パネル２０に対して光を照射するものであるが、本実施の形態においては、バックライト１０は、白色光に加えて赤外光を液晶パネル２０に対して照射している。このような赤外光を含む光を照射するバックライトは公知の方法で実現することができる。
【００８６】
また、図２では示されていないが、本発明の液晶表示装置においては、アクティブマトリクス基板２１および対向基板２２の外側に、光学補償素子として、表側位相差板および裏側位相差板がそれぞれ設けられていてもよい。
【００８７】
また、図２には、液晶パネル２０に対して表示駆動を行う液晶駆動回路６０、および、エリアセンサを駆動するためのエリアセンサ制御部７０を示す。エリアセンサ制御部７０については、その内部の構成についても示す。なお、本実施の形態の液晶駆動回路の構成については、従来公知の構成を適用することができる。
【００８８】
図２に示すように、エリアセンサ制御部７０内には、タイミング発生回路７１、エリアセンサ駆動回路７２、エリアセンサ読出回路７３、座標抽出回路７４、インターフェース回路７５、光強度センサ読出回路７６、および光強度測定部７７が設けられている。
【００８９】
タイミング発生回路７１は、各回路の動作を同期させて制御するためのタイミング信号を発生させる。
【００９０】
エリアセンサ駆動回路７２は、各光センサ素子３０を駆動するための電源を供給する。
【００９１】
エリアセンサ読出回路７３は、受光量に応じて異なる値の電流を流す光センサ素子３０から受光信号を受け取り、得られた電流値から受光量を算出する。
【００９２】
座標抽出回路７４は、エリアセンサ読出回路７３で算出された各光センサ素子３０の受光量に基づいて、液晶パネルの表面（検出対象面１００ａ）に対してタッチした指の座標を算出する。
【００９３】
インターフェース回路７５は、座標抽出回路７４において算出された指の座標の情報（位置情報）を、液晶表示装置１００の外部へ出力するものである。液晶表示装置１００は、このインターフェース回路７５を介して、ＰＣなどと接続される。
【００９４】
光強度センサ読出回路７６は、光強度センサ５０内に含まれる光センサ素子３０から受光信号を受け取り、得られた電流値から受光量を算出する。
【００９５】
光強度測定部７７は、光強度センサ読出回路７６で算出された光センサ素子３０の受光量に基づいて、装置が置かれている環境の光強度（具体的には、赤外線の強度、照度（明るさ）など）を算出する。ここで、得られた環境光強度に基づいて、座標抽出回路７４は、可視光センサ３１Ａに含まれる光センサ素子３０からの受光信号を抽出するか、赤外光センサ３１Ｂに含まれる光センサ素子３０からの受光信号を抽出するかを決定する。これにより、周囲の環境光強度に応じて、可視光センサ３１Ａと赤外光センサ３１Ｂを適宜使い分けることができる。
【００９６】
なお、図示はしていないが、エリアセンサ制御部７０内には、光強度センサを構成する各光センサ素子３０を駆動するための駆動回路なども設けられている。また、本実施の形態においては、エリアセンサおよび光強度センサを構成している各光センサ素子は、同一の設計およびプロセス（製造工程）によって製造することができるため、エリアセンサ駆動回路７２を、光強度センサを構成する各光センサ素子３０を駆動するための駆動回路として使用することもできる。
【００９７】
液晶表示装置１００は、上記のような構成を有していることによって、装置の表面（検出対象面１００ａ）に指または入力ペンがタッチした場合に、液晶パネル２０内に形成された光センサ素子３０が、指または入力ペンを画像として捉えることによって、入力位置を検出することができる。
【００９８】
続いて、液晶パネル２０に設けられた各センサ（可視光センサ３１Ａ、赤外光センサ３１Ｂ、および光強度センサ５０）の構成について説明する。以下の説明では、可視光センサ３１ＡをセンサＡとし、赤外光センサ３１ＢをセンサＢとする。
【００９９】
図１には、液晶パネル２０の表示領域（アクティブエリア）２０ａ内における各センサの構成を模式的に示す。図１には、液晶パネル２０内の具体的な構成は示していないが、液晶パネル２０内には、複数のデータ信号線と複数のゲート信号線とが互いに交差するように配置されており、各交差部の近傍にＴＦＴを介して画素電極が配置されている。また、液晶パネル２０内の対向基板２２に設けられたカラーフィルタ層には、各画素電極と対向する位置に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、または青（Ｂ）の着色部が形成されており、これにより赤色の画素電極、緑色の画素電極、青色の画素電極がそれぞれ得られる。一画素は、Ｒの画素電極、Ｇの画素電極、およびＢの画素電極からなる３つの画素電極で構成される。これにより、液晶パネル２０内では、複数の画素が縦横にマトリクス状に配置される。
【０１００】
図１に示すように、本実施の形態の液晶パネル２０では、表示領域２０ａ内の最外周領域に配置された各画素に設けられた光センサ素子３０が、光強度センサ５０として使用されている。
【０１０１】
また、表示領域２０ａ内の最外周領域以外の各画素にも光センサ素子３０が設けられており、これらの各光センサ素子は、センサＡまたはセンサＢの何れかを構成している。図１に示すように、センサＡおよびセンサＢは、各画素の配置に沿って縦横にマトリクス状に配置されている。さらに本実施の形態においては、センサＡとセンサＢとは、市松状に互いに違いに配置されている。
【０１０２】
図３には、センサＡのより詳細な構成を示す。また、図４には、センサＢのより詳細な構成を示す。これらの図に示すように、１単位のセンサＡ内および１単位のセンサＢ内には、４画素×４画素からなる合計１６個の画素がそれぞれ含まれている。なお、一画素は、上記したように、Ｒ・Ｇ・Ｂの３つの画素電極で構成されている。
【０１０３】
図３に示すように、センサＡ内には、複数の光センサ素子３０が含まれているが、受光した可視光の強度を検知する光センサ素子３０ａと、該光センサ素子３０ａの温度補償を行うための暗電流補償用の光センサ素子３０ｃとの２種類に分けられる。
【０１０４】
また、図４に示すように、センサＢ内には、複数の光センサ素子が含まれているが、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子３０ｂと、該光センサ素子３０ｂの温度補償を行うための暗電流補償用の光センサ素子３０ｃとの２種類に分けられる。
【０１０５】
ここで、暗電流補償用の光センサ素子３０ｃとは、より精度の高いセンサを実現するために、温度などの外的要因によって変化する光センサの検出特性を補償するために設けられた補正用のセンサである。暗電流補償用の光センサ素子３０ｃは、従来公知の手法を用いて形成することができる。センサＡに含まれる光センサ素子３０ｃとセンサＢに含まれる光センサ素子３０ｃとは、同一の構造を有している。
【０１０６】
図５の（ａ）〜（ｃ）には、光センサ素子３０ａ、光センサ素子３０ｂ、光センサ素子３０ｃの断面構成をそれぞれ示す。図５（ａ）は、図３の可視光センサ３１ＡにおけるＸ−Ｘ’部分の断面構成を示し、図５（ｂ）は、図４の赤外光センサ３１ＢにおけるＹ−Ｙ’部分の断面構成を示し、図５（ｃ）は、可視光センサ３１Ａおよび赤外光センサ３１ＢにおけるＺ−Ｚ’部分の断面構成を示している。
【０１０７】
また、図５（ｄ）には、光センサ素子３０ｂの他の構成例を示す。図５（ｄ）においても、図５（ｂ）に示す光センサ素子３０ｂと同様に、図４の赤外光センサ３１ＢにおけるＹ−Ｙ’部分の断面構成を示している。
【０１０８】
図５（ａ）に示す光センサ素子３０ａは、アクティブマトリクス基板２１上に形成された光センサ素子３０を有している。可視光の強度を検知するための光センサ素子３０ａの構成については、従来のタッチパネル一体型の液晶表示装置に設けられた光センサ素子と同様の構成が適用できる。
【０１０９】
図５（ｂ）に示す光センサ素子３０ｂは、光センサ素子３０ａと同様に、アクティブマトリクス基板２１上に形成された光センサ素子３０を有している。そして、光センサ素子３０ｂには、対向基板２２側の光センサ素子３０が配置されている領域と対応する位置に、可視光を遮断する光学フィルタ２５（２５Ａ）が設けられている。光学フィルタ２５Ａは、カラーフィルタ層の着色部を形成している赤色のカラーフィルタ２５Ｒと青色のカラーフィルタ２５Ｂとの積層構造を有している。これにより、光センサ素子３０に入射する光の成分のうちの可視光成分を遮断することができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態においては、図５（ａ）に示すように、光センサ素子３０ａが配置されている領域の対向基板２２上にも、光センサ素子３０ｂ上に設けられている光学フィルタ２５と同じ構造の光学フィルタ２５が設けられており、光センサ素子３０ｂの真上部分に、光（全波長領域の光）を透過させるための開口部２５ｃが設けられている。このように、センサＡにも光学フィルタ２５を設けることで、センサＡを有する画素とセンサＢを有する画素との間で、表示の見え方に違いが生じるのを防ぐことができる。
【０１１１】
ここで、基板上における各層の積層方向における、光センサ素子３０と光学フィルタ２５との距離をｄ１とした場合、基板表面に沿った方向における、光センサ素子３０の端部と光学フィルタ２５の端部（開口部２５ｃの端部）との距離ｄ２は、以下のような値以上になっていることが好ましい。
【０１１２】
ｄ２＝ｄ１＋α
ここで、上記αは、光センサ素子３０および光学フィルタ２５の仕上がり寸法公差に、アクティブマトリクス基板２１と対向基板２２との貼り合わせ公差を加えた値（距離）である。これにより、センサＡにおいて、パネル表面から見て光センサ素子３０と光学フィルタ２５とが重なって配置されることを確実に防ぐことができる。
【０１１３】
図５（ｃ）に示す光センサ素子３０ｃは、光センサ素子３０ａと同様に、アクティブマトリクス基板２１上に形成された光センサ素子３０を有している。但し、光センサ素子３０ｃには、光センサ素子３０ａとは異なる構成として、対向基板２２側の光センサ素子３０が配置されている領域と対応する位置に、光を遮断するブラックマトリクス２７が設けられている。これにより、光センサ素子３０ｃから得られる起電流からは、光の強度による起電流が排除され、光の強度以外の要因（例えば、温度など）での起電流を検知することができる。そして、光センサ素子３０ａおよび光センサ素子３０ｂの検出値から光センサ素子３０ｃの検出値をそれぞれ差し引くことで、光センサ素子３０ａおよび光センサ素子３０ｂの補正を行うことができる。
【０１１４】
また、図５（ｄ）に示す光センサ素子３０ｂは、光センサ素子３０ａと同様に、アクティブマトリクス基板２１上に形成された光センサ素子３０を有している。但し、光センサ素子３０ｂには、光センサ素子３０ａとは異なる構成として、対向基板２２側の光センサ素子３０が配置されている領域と対応する位置に、可視光を遮断する光学フィルタ２５Ｄが設けられている。光学フィルタ２５Ｄは、赤色の顔料、緑色の顔料、および青色の顔料を混合して形成されている。これにより、光センサ素子３０に入射する光の成分のうちの可視光成分を遮断することができる。
【０１１５】
上記したように、本実施の形態の液晶パネル２０では、従来と同様の構成の光センサ素子３０上に光学フィルタ２５Ａ（または光学フィルタ２５Ｄ）を設けるか否か（言い換えれば、光センサ素子３０上に形成された光学フィルタ２５に開口部２５ｃを設けるか否か）によって、２種類のセンサＡおよびセンサＢをそれぞれ実現しているということもできる。この点について、図６〜図８を参照しながら説明する。
【０１１６】
図６には、センサＡが設けられた液晶パネル２０ｃと光学フィルタ構造２６とを組み合わせて本実施の形態の液晶パネルを実現する例を示す。なお、図６の右上段に示すグラフは、センサＡの分光感度（各波長別のセンサ出力）を示すグラフであり、右中段に示すグラフは、光学フィルタ構造２６に設けられた可視光遮断部２６ａの分光透過率（波長別の光の透過率）を示すグラフである。
【０１１７】
図６に示す液晶パネル２０ｃは、上記したセンサＡ（可視光センサ）が縦横にマトリクス状に配置された構成を有している。ここで、センサＡは、右上段のグラフに示すように、可視光から赤外光に至る全波長領域においてある程度の感度を有している。
【０１１８】
また、図６に示す光学フィルタ構造２６は、可視光遮断部２６ａと可視光透過部２６ｂとが市松状に互い違いに配置された構成を有している。各可視光遮断部２６ａおよび各可視光透過部２６ｂの平面形状および大きさは、センサＡの平面形状および大きさと同じになっている。
【０１１９】
図６の右中段のグラフには、光学フィルタ構造２６の可視光遮断部２６ａにおける分光透過率を示す。このグラフに示されるように、可視光遮断部２６ａは、可視光（すなわち、７８０ｎｍ以下の波長）を遮断する。可視光遮断部２６ａの素材としては、可視光（すなわち、７８０ｎｍ以下の波長）を遮断し、赤外光を透過させるという特性を有するものであれば、どのようなものでも使用することができる。
【０１２０】
可視光遮断部２６ａの構造の具体例としては、上記した光学フィルタ２５Ａのように、赤色のカラーフィルタ２５Ｒと青色のカラーフィルタ２５Ｂとを積層したもの、あるいは、上記した光学フィルタ２５Ｄのように、赤色の顔料、緑色の顔料、および青色の顔料を混合して形成したものなどが挙げられる。
【０１２１】
光学フィルタ２５Ａによれば、赤色と青色のカラーフィルタを組み合わせることによって、可視光を確実に遮断することができる。また、これに加え、液晶パネル２０の対向基板２２に設けられているカラーフィルタ層に光学フィルタ構造２６を組み込むことができるという利点も有している。
【０１２２】
また、光学フィルタ２５Ｄによれば、カラーフィルタを積層して得られる光学フィルタ２５Ａと比較して、可視光遮断性能をより高くすることができる。この点について、図７を参照しながら説明する。図７（ａ）には、光学フィルタ２５Ａの分光透過率を示し、図７（ｂ）には、光学フィルタ２５Ｄの分光透過率を示す。
【０１２３】
赤色カラーフィルタ２５Ａと青色のカラーフィルタ２５Ｂを積層して構成された光学フィルタ２５Ａでは、図７（ａ）に示すように、波長３５０〜５００ｎｍおよび波長７００ｎｍ付近の可視光領域（図７（ａ）において破線の枠で囲んだ部分）の光の透過率が高くなっており、この帯域の可視光を充分に遮断できないことがわかる。これに対して、ＲＧＢ各色の顔料を混合して形成された光学フィルタ２５Ｄでは、図７（ｂ）に示すように、光学フィルタ２５Ａと比較して可視領域の光漏れを大幅に減らすことができる。また、光学フィルタ２５Ｄでは、カラーフィルタに用いられる各色の顔料を混合してフィルタを形成しているため、ＲＧＢ各色のカラーフィルタを積層した構成に比べて、膜厚を薄くすることができる。
【０１２４】
光学フィルタ構造２６の可視光透過部２６ｂには、センサＡの光センサ素子３０ａの受光部に対応する位置に開口部が形成されている。これにより、光センサ素子３０ａの受光部には、全波長領域の光が入射する。なお、可視光透過部２６ｂの開口部以外の領域は、可視光遮断部２６ａと同じ構造の光学フィルタで形成されている。
【０１２５】
図１３には、光学フィルタ２５に開口部２５ｃが形成されたセンサＡと、開口部を有していない光学フィルタ２５が形成されたセンサＢとが交互に配置されている構造を模式的に示す。
【０１２６】
上記の液晶パネル２０ｃに、上記の光学フィルタ構造２６を挿入することによって、図６に示すように、センサＡとセンサＢとが市松状に互い違いに配置された液晶パネル２０が得られる。図８（ａ）には、図６に示す液晶パネル２０のセンサＡの分光感度を示し、図８（ｂ）には、図６に示す液晶パネル２０のセンサＢの分光感度を示す。
【０１２７】
図８（ａ）に示すように、センサＡは可視領域および赤外領域の波長に対して反応しており、可視光および赤外光の両方を含む光の強度を検知できることがわかる。また、図８（ｂ）に示すように、センサＢは赤外領域の波長に対してのみ反応しており、赤外光の強度を検知できることがわかる。
【０１２８】
上記の構成により、液晶パネル２０は、センサＡおよびセンサＢという２種類の光センサがそれぞれパネル表面上の画像を検知することができる。つまり、液晶パネル２０では、センサＡによるタッチパネル機能を用いた入力位置の検出と、センサＢによるタッチパネル機能を用いた入力位置の検出という、２種類の方法で入力位置の検出を行うことができる。
【０１２９】
続いて、液晶パネル２０に設けられたもう一つのセンサである光強度センサ５０について説明する。
【０１３０】
図１に示すように、本実施の形態の液晶パネル２０には、その表示領域２０ａの最外周領域に、光強度センサ５０が配置されている。つまり、光強度センサ５０は、表示領域内に縦横にマトリクス状に配置された画素の最外周に位置する各画素内に形成された光センサ素子３０によって構成されている。そして、光強度センサ５０は、マトリクス状に配置されたセンサＡおよびセンサＢの周囲を取り囲むように配置されている。
【０１３１】
このように、本実施の形態では、表示領域の最外周領域に配置されている複数の光センサ素子３０によって、光強度センサ５０が構成されており、光強度センサ５０を構成している各光センサ素子３０から得られる受光量の平均値をとり、これを環境光強度として算出している。
【０１３２】
また、本実施の形態の光強度センサ５０の受光感度は、表示領域内に設けられた可視光センサ３１Ａの受光感度と比較して、１／ｎ（ここで、ｎは１より大きい任意の数）となっている。これにより、光強度センサ５０の出力を可視光センサ３１Ａよりも低くし、可視光センサ３１Ａにおいて出力が飽和する際の光強度よりも高い光強度下において、センサ出力が飽和するようにしている。これにより、測定したい光強度範囲においてセンサ出力が飽和することなく、広範囲の環境光強度を正確に測定することができる。
【０１３３】
図９（ａ）〜（ｄ）には、光強度センサ５０を構成している光センサ素子の構成例を示す。図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、光センサ素子３０は、表示領域内の最外周領域に位置する各画素に設けられたＴＦＴ６３のドレイン電極に接続されている。なお、図９（ａ）〜（ｄ）では、ＴＦＴ６３に接続されたゲート信号線６１およびデータ信号線６２も示している。
【０１３４】
図９（ａ）に示す光強度センサ５０は、ｎ１個（ここで、ｎ１は２以上の整数）の光センサ素子３０のうち１個の光センサ素子３０のみが外光を受光するという構成である。そのため、図に示すように、ｎ１個の光センサ素子３０のうち（ｎ１−１）個の光センサ素子３０上には遮光部材５１が設けられており、１個の光センサ素子３０上の遮光部材５１には、開口部５１ａが形成されている。このような構成により、遮光部材が設けられていない場合と比較して、光強度センサ５０を構成する複数の光センサ素子３０が全体として受光する光量を１／ｎ１とすることができる。そのため、光強度センサ５０の受光感度を、可視光センサ３１Ａの受光感度の１／ｎ１とすることができる。
【０１３５】
なお、遮光部材５１の材料としては、光を透過させない素材を適宜利用することができる。遮光部材５１の材料として具体的には、金属材料、黒色樹脂などが挙げられる。例えば、遮光部材５１は、対向基板２２に形成されたカラーフィルタ層を構成しているカーボンブラックを用いて形成することができる。この場合、カラーフィルタ層の形成工程において、光強度センサ５０を構成している光センサ素子３０のうちの所定の数の光センサ素子３０ｄに対応する領域に、カーボンブラックが位置するように、カーボンブラックをパターニングすればよい。また、より確実に光を遮断できるという点では、遮光部材として金属材料を用いることが好ましい。
【０１３６】
図９（ｂ）に示す光強度センサ５０は、ｎ２個（ここで、ｎ２は２以上の整数）の光センサ素子３０のうち１個の光センサ素子３０のみが当該センサ素子を駆動するための配線（すなわち、データ信号線６２）と接続されているという構成である。つまり、（ｎ２−１）個の光センサ素子３０では、図９（ｂ）のＡに示すように、ＴＦＴ６３のソース電極側の配線がデータ信号線とは切り離されている。光強度センサ駆動回路７８に接続されていない光センサ素子３０は、光強度センサとして機能しないため、上記の構成では、ｎ２個の素子のうち１個のみが光強度センサとして機能することになる。
【０１３７】
上記のような構成により、全ての光センサ素子３０がデータ信号線６２と接続されている場合と比較して、光強度センサ５０を構成する複数の光センサ素子３０が全体として検知する光量を１／ｎ２とすることができる。そのため、光強度センサ５０の受光感度を、可視光センサ３１Ａの受光感度の１／ｎ２とすることができる。
【０１３８】
図９（ｃ）に示す光強度センサ５０は、光強度センサ５０を構成している各光センサ素子３０上に、透過光量を１／ｎに減少させる減光フィルタ５４が設けられている構成である。このような構成により、減光フィルタ５４が設けられていない場合と比較して、光強度センサ５０を構成する各光センサ素子３０が受光する光量を１／ｎとすることができる。そのため、光強度センサ５０の受光感度を、可視光センサ３１Ａの受光感度の１／ｎとすることができる。
【０１３９】
このような減光フィルタ５４として、広帯域のＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｃｉｔｙ）フィルタを使用することができる。ＮＤフィルタとは、分光透過率を一様に下げるフィルタであり、吸光タイプ、反射タイプ、複合型などがある。
【０１４０】
図９（ｄ）に示す光強度センサ５０は、光強度センサ５０を構成している各光センサ素子３０上に、遮光部材５５が設けられている構成である。この遮光部材５５には、光センサ素子３０の受光部の面積の１／ｎの面積を有する開口部５５ａが形成されている。このような構成により、遮光部材５５が設けられていない場合と比較して、光強度センサ５０を構成する各光センサ素子３０が受光する光量を１／ｎとすることができる。そのため、光強度センサ５０の受光感度を、可視光センサ３１Ａの受光感度の１／ｎとすることができる。なお、遮光部材５５の材料としては、光を透過させない素材を適宜利用することができる。遮光部材５５の材料として具体的には、金属材料、黒色樹脂などが挙げられるが、より確実に光を遮断できるという理由で、金属材料が好ましい。
【０１４１】
なお、図９（ａ）〜（ｄ）では示されていないが、光強度センサ５０には、可視光センサ３１Ａ及び赤外光センサ３１Ｂと同様に、温度などの外的要因によって変化する光センサの検出特性を補償するための補正用のセンサとして、暗電流補償用の光センサ素子が含まれていてもよい。
【０１４２】
上記のように、本実施の形態においては、エリアセンサを構成している光センサ素子に対して所定の割合だけ感度を低下させた光センサ素子を光強度センサ用の光センサ素子としている。そして、光センサ素子自体の構造（すなわち、光センサ素子を構成するフォトダイオード、フォトトランジスタなどの構造）については、エリアセンサ用の光センサ素子（例えば、光センサ素子３０ａ、３０ｂなど）と、光強度センサ用の光センサ素子３０とで同一の構成としている。そのため、光強度センサのセンサ特性とエリアセンサ（可視光センサおよび赤外光センサ）のセンサ特性とを合わせることができる。
【０１４３】
上記の構成によれば、光強度センサ用の光センサ素子の受光感度を所定の割合だけ低下させることで、広範囲の環境光強度を正確に測定することができる。また、光強度センサのセンサ特性を、表示領域内のエリアセンサとして使用する光センサ素子と同じにすることができるため、光強度センサによって得られた環境光強度を正確にエリアセンサ用の光センサ素子に反映させることができる。
【０１４４】
また、表示領域の一部の領域（点の領域）にのみ光強度センサを設けた場合、光強度センサがパネル表面を指などでタッチした際に手のひらなどが光強度センサ上に位置していると、光強度センサによって検知された光強度は、実際の環境光強度よりも低い値となってしまう可能性がある。しかし、表示領域の最外周領域を光強度センサとすれば、表示領域の一部の領域にのみ光強度センサを設けた場合と比較して、光強度センサが受光する光が手のひらなどによって遮られる割合が少なくなるため、より正確な環境光強度を得ることができる。また、表示領域内に光強度センサを配置すると表示画像内に当該光強度センサ部が黒点となって視認されてしまうが、上記のように表示領域の最外周に光強度センサを配置することで、表示画像に影響を与えない光強度センサを実現することができる。
【０１４５】
また、本実施の形態においては、図１に示すように、光強度センサ５０を構成している光センサ素子３０には、可視光の強度を検知するセンサ（これを光強度センサＡとする）と、赤外光の強度を検知するセンサ（これを光強度センサＢとする）という、２種類のセンサが含まれていてもよい。図１では、光強度センサ５０を構成している光センサ素子３０については、網掛けを付している。
【０１４６】
光強度センサＡの基本的な構成は、図３および図５（ａ）に示す可視光センサ３１Ａと同じであり、光強度センサＢの基本的な構成は、図４および図５（ｂ）に示す赤外光センサ３１Ｂと同じである。但し、光強度センサＡについては可視光センサ３１Ａと比較して、その受光感度が所定の割合だけ低下している。また、光強度センサＢについては赤外光センサ３１Ａと比較して、その受光感度が所定の割合だけ低下している。
【０１４７】
このように、２種類の光強度センサが含まれていることで、赤外光の強度に応じたエリアセンサの切替えと、可視光の強度に応じたエリアセンサの切替えとを、場合に応じて適宜選択することができる。つまり、光強度センサ５０に含まれる光強度センサＡを用いた場合には、赤外光の強度に応じて、可視光センサ３１Ａおよび赤外光センサ３１Ｂの何れを使用して位置検出を行うかを決定し、光強度センサ５０に含まれる光強度センサＢを用いた場合には、可視光の強度（すなわち、照度）に応じて、可視光センサ３１Ａおよび赤外光センサ３１Ｂの何れを使用して位置検出を行うかを決定することができる。
【０１４８】
続いて、本実施の形態の液晶表示装置１００において、入力位置の検出を行う方法について説明する。
【０１４９】
本実施の形態の液晶表示装置１００では、光強度センサ５０によって検出された光強度に応じて、可視光センサ３１Ａ（センサＡ）を用いた位置検出を行うか、赤外光センサ３１Ｂ（センサＢ）を用いた位置検出を行うかの切替えを行っている。このセンサの切替えは、特定の光強度範囲において、どちらのセンサを使用した場合により正確な位置検出が行えるかという点に着目して決めることができる。
【０１５０】
ここで、センサＡおよびセンサＢのそれぞれにとって、得意とする光強度範囲（正確な位置検出を行うことができる光強度範囲）および不得意とする光強度範囲（位置検出に誤差が生じうる光強度範囲）について説明する。
【０１５１】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）には、センサＡを用いた場合とセンサＢを用いた場合とで、エリアセンサ制御部７０において、どのようにパネル表面にタッチした部分の認識が行われるかを示している。図１０（ａ）が、センサＡを用いた場合であり、図１０（ｂ）が、センサＢを用いた場合である。
【０１５２】
センサＡを用いた場合には、図１０（ａ）に示すように、指などがタッチした部分Ｔ１が他の部分と比較して暗い画像となる。これは、タッチした部分では、外光が遮られるため、光センサ素子３０ａの受光量が他の領域の光センサ素子３０ａよりも少なくなるためである。これに対して、センサＢを用いた場合には、図１０（ｂ）に示すように、タッチした部分Ｔ２が他の部分と比較して明るい画像となる。これは、液晶表示装置１００のバックライト１０から赤外光を含む光が照射されており、タッチした部分では、赤外光はパネル表面に触れている指などによって反射されるのに対して、タッチしていない部分では、赤外光は液晶パネルの外へ抜けていくためである（図２参照）。
【０１５３】
そして、センサＡは上記のような特性を有していることにより、センサＡによる位置検出を行う際の好適な照度範囲は、図１１（ａ）に示すように、比較的明るい１万ルクス（ｌｘ）〜１０万ルクス（ｌｘ）となる。これは、暗い環境下では、可視光によってタッチしている部分と、タッチしていない部分との区別がつきにくいためである。そして、このような暗い環境下において、特に液晶パネル２０において白表示などの明るい画像表示がなされており、その明るい画像表示領域に指などがタッチした場合には、タッチした部分も明るい画像としてセンサＡに認識されてしまうため、誤認識が生じやすくなってしまう。
【０１５４】
一方、センサＢは上記のような特性を有していることにより、センサＢによる位置検出を行う際の好適な照度範囲は、図１１（ｂ）に示すようになる。この図に示すように、外光が蛍光灯による照射光の場合には、あらゆる照度範囲（具体的には、０〜１０万ルクス（ｌｘ））において、良好な位置検出を行うことができる。これは、蛍光灯には赤外光が含まれていないため、環境光強度の影響を受けることなく位置検出を行うことができるためである。また、外光が太陽光の場合には、比較的暗い０〜１万ルクス（ｌｘ）が好適な照度範囲となる。これは、太陽光には赤外光が含まれているため、太陽光が強い場合には赤外光の強度が高くなり、タッチしていない部分の光センサ素子３０ｂにおいても赤外光が検知されてしまうためである。
【０１５５】
センサＢによる位置検出を行う際の好適な光強度範囲を赤外線の強度で表した場合、液晶表示装置１００が置かれている環境の赤外線の強度が１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値以下であれば、良好な位置検出を行うことができる。なお、ここでの赤外線の強度は、波長８００〜１０００ｎｍの光の積算放射強度で表している。
【０１５６】
そこで、本実施の形態の液晶表示装置１００では、センサＡおよびセンサＢそれぞれの対象照度範囲を、例えば図１１（ｃ）に示すように分け、光強度センサ５０によって検知された環境照度がどちらの対象照度範囲に存在するかによって、使用するセンサの切替えを行うことができる。図１１（ｃ）に示す例では、照度が０ルクス（ｌｘ）以上１万ルクス（ｌｘ）未満の範囲内の場合にはセンサＢによる位置検出を行い、照度が１万ルクス（ｌｘ）以上１０万ルクス（ｌｘ）以下の範囲内の場合にはセンサＡによる位置検出を行う。
【０１５７】
また、別の切替え方法として、液晶表示装置１００が置かれている環境の赤外線の強度が所定の値以上であるか否かによって、使用するセンサの切替えを行うことができる。ここで、上記の所定の値は、１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値であることが好ましい。
【０１５８】
このようなセンサの切替えを行う場合、図２に示すエリアセンサ制御部７０では、以下のようにして処理が行われる。
【０１５９】
まず、光強度センサ５０によって検知された情報をもとに、光強度センサ読出回路７６および光強度測定部７７によって、環境光強度が算出される。それと並行して、エリアセンサ読出回路７３では、センサＡおよびセンサＢによって検知された位置情報を読み取る。エリアセンサ読出回路７３によって得られたセンサＡおよびセンサＢの位置情報は、座標抽出回路７４（センサ切替え部）に送られる。
【０１６０】
座標抽出回路７４では、光強度測定部７７から送信される環境光強度の情報に基づいて、センサＡによって検知された位置情報、および、センサＢによって検知された位置情報のうちの何れを用いて位置検出を行うかを決定する。以下には、光強度センサＡを使用してエリアセンサの切替えを行う場合、および、光強度センサＢを使用してエリアセンサの切替えを行う場合のそれぞれの場合について説明する。
【０１６１】
（１）光強度センサＡを使用してエリアセンサの切替えを行う場合
座標抽出回路７４では、光強度測定部７７から送信される環境照度（環境光強度）の情報に基づいて、送信された環境照度が例えば１万ルクス以上である場合には、図１０（ａ）で示されるように、白い領域内において黒色で得られる領域（Ｔ１）を入力位置として認識する。一方、光強度測定部７７から送信された環境照度が、例えば１万ルクス未満である場合には、図１０（ｂ）で示されるように、暗い領域内において白色で示される領域（Ｔ２）を入力位置として認識する。
【０１６２】
このように、座標抽出回路７４では、環境照度が閾値（例えば、１万ルクス）以上であるか否かによって、入力位置の検出の方法を異ならせている。そして、環境光強度が閾値以上である場合には、センサＡによって得られた情報を位置情報として使用して入力位置を検出し、環境照度が閾値未満である場合には、センサＢによって得られた情報を位置情報として使用して入力位置を検出している。
【０１６３】
（２）光強度センサＢを使用してエリアセンサの切替えを行う場合
座標抽出回路７４では、光強度測定部７７から送信される赤外線強度（環境光強度）の情報に基づいて、送信された赤外線強度が所定の値（例えば１．４０ｍＷ／ｃｍ２）以上である場合には、図１０（ａ）で示されるように、白い領域内において黒色で得られる領域（Ｔ１）を入力位置として認識する。一方、光強度測定部７７から送信された環境照度が、所定の値（例えば１．４０ｍＷ／ｃｍ２）未満である場合には、図１０（ｂ）で示されるように、暗い領域内において白色で示される領域（Ｔ２）を入力位置として認識する。
【０１６４】
このように、座標抽出回路７４では、環境下の赤外線強度が閾値以上であるか否かによって、入力位置の検出の方法を異ならせている。そして、環境下の赤外線強度が閾値以上である場合には、センサＡによって得られた情報を位置情報として使用して入力位置を検出し、環境下の赤外線強度が閾値未満である場合には、センサＢによって得られた情報を位置情報として使用して入力位置を検出している。
【０１６５】
なお、上記の赤外線強度の所定の値（閾値）としては、例えば、１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値を選択することが好ましい。
【０１６６】
以上のようにして座標抽出回路７４において得られた位置情報は、インターフェース回路７５を介して、外部へ出力される。
【０１６７】
上記のように、本実施の形態の液晶表示装置１００では、座標抽出回路７４が環境光強度に応じて入力位置の検出の仕方を変更することができる。そのため、センサＡ用の座標抽出回路およびセンサＢ用の座標抽出回路をそれぞれ設けることなく、１つの座標抽出回路によって２種類のセンサからの位置検出を行うことができる。これにより、回路規模を小さくすることができるとともに、情報の処理量も減らすことができる。
【０１６８】
以上のように、本実施の形態の液晶表示装置１００では、可視光を検知するセンサＡと赤外光を検知するセンサＢという２種類のセンサをそれぞれ使用して位置検出を行うことができる。これにより、それぞれが得意とする照度範囲あるいは赤外光の強度範囲によって、各センサを使い分けることができ、単に受光感度が異なる２種類のセンサを使用したエリアセンサと比較して、より広範囲の環境光強度下において、正確な位置検出を行うことができる。
【０１６９】
さらに、本実施の形態の液晶表示装置１００では、環境光強度に応じて、座標抽出の方法を切替えることによって、何れか一方のセンサからの検知情報に基づいて、タッチした位置の座標抽出を行っている。そのため、１つの座標抽出回路で２種類のセンサからの座標抽出を行うことができる。
【０１７０】
上述した実施の形態では、センサＡおよびセンサＢが市松状に互い違いに配置されている構成を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこのような構成に限定はされない。センサＡとセンサＢとがランダムに配置されていてもよいし、センサＡとセンサＢとが１列ごとに交互に配置されていてもよい。
【０１７１】
但し、２種類の光センサを備えていることによる解像度の低下を最小限に抑えることができるという点で、本実施の形態のように、センサＡとセンサＢとが市松状に互い違いに配置されていることが好ましい。
【０１７２】
この点について、図１２（ａ）（ｂ）を参照しながら説明する。図１２（ａ）は、センサＡとセンサＢとが市松状に互い違いに配置されている例であり、図１２（ｂ）は、センサＡとセンサＢとが１列ごとに交互に配置されている例である。
【０１７３】
例えば、センサＡのみを縦横にマトリクス状に配置した場合のセンサＡの解像度を６０ｄｐｉ（ドット／インチ）とすると、図１２（ａ）に示すように、２種類のセンサ（センサＡおよびセンサＢ）を市松状に配置した場合には、横方向（ｘ方向）および縦方向（ｙ方向）の解像度は、ともに（１／√２）×６０≒４２ｄｐｉとなる。
【０１７４】
これに対して、図１２（ｂ）に示すように、２種類のセンサ（センサＡおよびセンサＢ）を１列ごとに交互に配置した場合には、横方向（ｘ方向）の解像度は、６０ｄｐｉのままである一方で、縦方向（ｙ方向）の解像度は、１／２×６０＝３０ｄｐｉとなる。この場合、全体としての解像度は、解像度の小さい縦方向の解像度となってしまう。また、縦方向と横方向とで、解像度の格差が生じてしまう。
【０１７５】
このように、センサＡとセンサＢとを市松状に配置することで、光センサの総数が同じ場合に、１種類のみの光センサで構成されているエリアセンサの解像度と比較して、２種類の光センサを備えていることによる解像度の低下を最小限に抑えることができる。
【０１７６】
また、上述した実施の形態では、一画素ごとに光センサ素子が設けられている構成を例に挙げているが、本発明では、必ずしも光センサ素子は一画素ごとに設けられていなくてもよい。また、本発明では、一画素を構成しているＲ，Ｇ，Ｂの画素電極のうちの何れか１つの画素電極ごとに光センサ素子が備えられている構成であってもよい。
【０１７７】
なお、本実施の形態においては、光強度センサ５０として、エリアセンサを構成している光センサ素子３０と同一の構成の光センサ素子３０を有しているものが使用されているが、本発明はこのような構成に限定はされない。つまり、本発明の光強度センサは、液晶パネルの外部に取り付けられているものであってもよいし、光センサ素子３０とは異なる構成のセンサ素子であってもよい。また、光強度センサが設けられていない構成であってもよい。以下の実施の形態２には、本発明の他の構成例として、光強度センサが設けられていない液晶表示装置について説明する。
【０１７８】
〔実施の形態２〕
図１４には、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネル一体型液晶表示装置２００（単に液晶表示装置２００とも呼ぶ）の構成を示す。図１４に示す液晶表示装置２００は、画素毎に設けられた光センサ素子が表示パネルの表面の画像を検知することで入力位置を検出するタッチパネル機能を有している。図１４に示すように、本実施の形態のタッチパネル一体型液晶表示装置２００は、液晶パネル１２０（位置検出部）、および、液晶パネル１２０の背面側に設けられ該液晶パネルに光を照射するバックライト１０（発光部）を備えている。
【０１７９】
液晶パネル１２０の構成については、実施の形態１で説明した液晶表示装置１００内の液晶パネル２０の構成とほぼ同じである。そのため、ここでは、液晶パネル２０とは異なる点のみを説明する。また、バックライト１０の構成については、実施の形態１で説明した液晶表示装置１００内のバックライト１０の構成と同じであるため、その説明を省略する。
【０１８０】
図１５には、液晶パネル１２０の表示領域（アクティブエリア）１２０ａ内における各センサの構成を模式的に示す。実施の形態１における液晶パネル２０は、図１に示すように、表示領域２０ａ内の最外周領域に配置された各画素に設けられた光センサ素子３０が、光強度センサ５０として使用されていたが、本実施の形態２における液晶パネル１２０には、光強度センサは設けられていない。液晶パネル１２０では、表示領域１２０ａ内の各画素に光センサ素子３０が設けられており、これらの各光センサ素子は、センサＡまたはセンサＢの何れかを構成している（図１５参照）。センサＡおよびセンサＢの構成を含むそれ以外の液晶パネル１２０の構成については、液晶パネル２０と同じであるため、その説明を省略する。
【０１８１】
図１４に示すように、液晶表示装置２００には、液晶パネル１２０に対して表示駆動を行う液晶駆動回路６０、および、エリアセンサを駆動するためのエリアセンサ制御部７０ａが設けられている。エリアセンサ制御部７０ａについては、その内部の構成についても示す。なお、本実施の形態の液晶駆動回路の構成については、従来公知の構成を適用することができる。
【０１８２】
図１４に示すように、エリアセンサ制御部７０ａ内には、タイミング発生回路７１、エリアセンサ駆動回路７２、エリアセンサ読出回路７３、座標抽出回路（Ａ）７４ａ、座標抽出回路（Ｂ）７４ｂ、およびインターフェース回路７５が設けられている。
【０１８３】
タイミング発生回路７１は、各回路の動作を同期させて制御するためのタイミング信号を発生させる。
【０１８４】
エリアセンサ駆動回路７２は、各光センサ素子３０を駆動するための電源を供給する。
【０１８５】
エリアセンサ読出回路７３は、受光量に応じて異なる値の電流を流す光センサ素子３０から受光信号を受け取り、得られた電流値から受光量を算出する。
【０１８６】
座標抽出回路（Ａ）７４ａおよび座標抽出回路（Ｂ）７４ｂは、エリアセンサ読出回路７３で算出された各光センサ素子３０の受光量に基づいて、液晶パネルの表面（検出対象面２００ａ）にタッチした指の座標を算出する。なお、座標抽出回路（Ａ）７４ａは、センサＡ内の光センサ素子３０ａからの情報に基づいてタッチした指の座標を算出し、座標抽出回路（Ｂ）７４ｂは、センサＢ内の光センサ素子３０ｂからの情報に基づいてタッチした指の座標を算出する。
【０１８７】
インターフェース回路７５は、座標抽出回路７４において算出された指の座標の情報（位置情報）を、液晶表示装置２００の外部へ出力するものである。液晶表示装置２００は、このインターフェース回路７５を介して、ＰＣなどと接続される。
【０１８８】
次に、図１４に示すエリアセンサ制御部７０において、位置情報の検出を行う処理の流れについて説明する。
【０１８９】
エリアセンサ読出回路７３では、センサＡおよびセンサＢによって検知された情報をそれぞれ読み取る。その後、エリアセンサ読出回路７３は、センサＡからの情報を座標抽出回路（Ａ）７４ａへ送り、センサＢからの情報を座標抽出回路（Ｂ）７４ｂへ送る。
【０１９０】
座標抽出回路（Ａ）７４ａは、図１０（ａ）で示されるように、白い領域内において黒色で得られる領域を入力位置として認識する回路である。一方、座標抽出回路（Ｂ）７４ｂは、図１０（ｂ）で示されるように、暗い領域内において白色で示される領域を入力位置として認識する回路である。
【０１９１】
インターフェース回路７５では、上記の２つの回路のうちの何れかから得られる情報をもとに、入力位置を検出する。
【０１９２】
ここで、どちらの情報を位置情報として採用するかについては、用途に応じて適宜決めることができる。なお、実施の形態１で説明したように、センサＡおよびセンサＢには、好適な対象照度範囲がそれぞれ存在するため、その照度に応じてより良好な位置情報が得られる方のセンサからの情報をエリアセンサの位置情報として採用してもよい。
【０１９３】
また、それぞれのセンサにおいて、好適な対象照度範囲から大きく外れた環境照度下で検知を行った場合、図１０（ａ）および図１０（ｂ）などに示されるように、タッチした部分が明確に検知できる画像情報として認識できなくなってしまう。このように、何れかの一方のセンサでは、自ずと検知不能となってしまう場合には、検知可能なセンサからの情報をエリアセンサの位置情報として採用し、位置検出を行うことができる。
【０１９４】
以上のように、本実施の形態の液晶表示装置２００では、可視光を検知するセンサＡと赤外光を検知するセンサＢという２種類のセンサをそれぞれ使用して位置検出を行っている。そして、何れか一方からの位置検出結果をエリアセンサとしての位置検出結果として採用している。これにより、単に受光感度が異なる２種類のセンサを使用したエリアセンサと比較して、より広範囲の環境照度下において、正確な位置検出を行うことができる。
【０１９５】
〔実施の形態３〕
本発明の第３の実施形態について図１６に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１９６】
上述した実施の形態１では、エリアセンサ機能（具体的には、タッチパネル機能）を備えているタッチパネル一体型の液晶表示装置について説明したが、実施の形態３では、表示装置と一体化していないエリアセンサについて説明する。
【０１９７】
図１６に示すエリアセンサ８０は、基板上に設けられた複数の光センサ素子３０が検出対象面８０ａ上の画像を検知することで入力位置を検出するセンサ部８１を備えており、これによりタッチパネル機能を実現している。
【０１９８】
図１６に示すように、エリアセンサ８０は、基板８３上に複数の光センサ素子３０を有するセンサ部８１（位置検出部）、および、基板８３の背面側に設けられセンサ部８１に光を照射する発光部８２を備えている。光センサ素子３０は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタで形成されており、受光した光の強度に応じた電流を流すことによって、受光量を検知する。このような光センサ素子の形成方法は、従来公知のエリアセンサの製造方法に準じて行うことができる。また、本実施の形態３の光センサ素子３０の構成は、実施の形態１における光センサ素子３０と同様の構成を適用できる。
【０１９９】
本実施の形態のエリアセンサ８０においては、実施の形態１と同様に、可視光センサ８４Ａ、赤外光センサ８４Ｂ、および、光強度センサ（照度センサ）９０という３種類のセンサが設けられている。これらの各センサは、光センサ素子３０をそれぞれ含んで構成されている。各光センサ素子３０は、基板８３上に縦横にマトリクス状に並んで配置されている。したがって、この光センサ素子３０を１個または複数個含んで構成されている各センサ（可視光センサ８４Ａ、赤外光センサ８４Ｂ、および、光強度センサ９０）も、光センサ素子３０の配置に沿って縦横にマトリクス状に配置されている。
【０２００】
基板８３上に配置された各センサの平面構成については、図１に示す液晶パネル２０と同様の構成を適用することができる。つまり、可視光センサ８４ＡをセンサＡとし、赤外光センサ８４ＢをセンサＢとすると、センサＡとセンサＢとは、市松状に互い違いに配置することが好ましい。光強度センサ９０についても、図１に示す液晶パネル２０と同様の構成を適用し、各センサが配置されたセンシング領域内の最外周領域に配置された光センサ素子３０を、光強度センサ５０として使用することが好ましい。
【０２０１】
また、赤外光センサ８４Ｂ上には、可視光を遮断する光学フィルタ８５が設けられている。この光学フィルタ８５の構成は、実施の形態１の光学フィルタ２５Ａと同様に、赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタとの積層構造とすることができる。
【０２０２】
また、実施の形態１と同様に、可視光センサ８４Ａ及び赤外光センサ８４Ｂには、温度などの外的要因によって変化する光センサの検出特性を補償するための補正用のセンサとして、暗電流補償用の光センサ素子が含まれていてもよい。
【０２０３】
発光部８２は、基板８３の背面（検出対象面８０ａとは反対側の面）に配置されており、センサ部８１に対して光を照射するものであるが、本実施の形態においては、発光部８２は、白色光に加えて赤外光を照射している。このような赤外光を含む光を照射する発光部は公知の方法で実現することができる。
【０２０４】
また、エリアセンサ８０には、エリアセンサを駆動するためのエリアセンサ制御部７０が設けられている。図１６に示すように、エリアセンサ制御部７０内には、タイミング発生回路７１、エリアセンサ駆動回路７２、エリアセンサ読出回路７３、座標抽出回路７４、インターフェース回路７５、光強度センサ読出回路７６、および光強度測定部７７が設けられている。エリアセンサ制御部の構成については、上述した実施の形態１の構成を適用することができるため、詳しい説明については省略する。
【０２０５】
エリアセンサ８０は、上記のような構成を有していることによって、検出対象面８０ａに指または入力ペンがタッチした場合に、基板８３上に形成された光センサ素子３０が、指または入力ペンを画像として捉えることによって、入力位置を検出することができる。
【０２０６】
また、本実施の形態のエリアセンサ８０では、可視光を検知する可視光センサ８４Ａと赤外光を検知する外光センサ８４Ｂという２種類のセンサをそれぞれ使用して位置検出を行うことができる。これにより、それぞれが得意とする光強度範囲によって、各センサを使い分けることができ、単に受光感度が異なる２種類のセンサを使用したエリアセンサと比較して、より広範囲の環境光強度下において、正確な位置検出を行うことができる。
【０２０７】
さらに、本実施の形態のエリアセンサ８０では、環境光強度に応じて、座標抽出の方法を切替えることによって、何れか一方のセンサからの検知情報に基づいて、タッチした位置の座標抽出を行っている。そのため、１つの座標抽出回路で２種類のセンサからの座標抽出を行うことができる。
【０２０８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段、あるいは、他の実施の形態において説明した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２０９】
本発明のエリアセンサおよびエリアセンサ付き液晶表示装置によれば、より広範囲な環境光強度下において正確な位置検出が可能となる。本発明は、表示画面がタッチパネル機能を有している携帯電話、ＰＣなどの表示装置に適用できる。
【符号の説明】
【０２１０】
１０    バックライト（発光部）
２０    液晶パネル（位置検出部）
２１    アクティブマトリクス基板
２２    対向基板
２３    液晶層
２５    光学フィルタ
２５Ａ  光学フィルタ
２５Ｂ  青色のカラーフィルタ
２５Ｒ  赤色のカラーフィルタ
２５Ｄ  光学フィルタ
２６    光学フィルタ構造
３０    光センサ素子
３０ａ  （可視光センサの）光センサ素子
３０ｂ  （赤外光センサの）光センサ素子
３１Ａ  可視光センサ
３１Ｂ  赤外光センサ
４０ａ  表側偏光板
４０ｂ  裏側偏光板
５０    光強度センサ（照度センサ）
７０    エリアセンサ制御部
７０ａ  エリアセンサ制御部
７４    座標抽出回路
７４ａ  座標抽出回路（Ａ）
７４ｂ  座標抽出回路（Ｂ）
８０    エリアセンサ
８０ａ  検出対象面
８２    発光部
８４Ａ  可視光センサ
８４Ｂ  赤外光センサ
８５    光学フィルタ
９０    光強度センサ（照度センサ）
１００    タッチパネル一体型液晶表示装置（液晶表示装置）
１００ａ  パネル表面（検出対象面）
１２０    液晶パネル
２００    タッチパネル一体型液晶表示装置（液晶表示装置）
２００ａ  パネル表面（検出対象面）
【図１】
2010084640.tif 000003
【図２】
2010084640.tif 000004
【図３】
2010084640.tif 000005
【図４】
2010084640.tif 000006
【図５】
2010084640.tif 000007
【図６】
2010084640.tif 000008
【図７】
2010084640.tif 000009
【図８】
2010084640.tif 000010
【図９】
2010084640.tif 000011
【図１０】
2010084640.tif 000012
【図１１】
2010084640.tif 000013
【図１２】
2010084640.tif 000014
【図１３】
2010084640.tif 000015
【図１４】
2010084640.tif 000016
【図１５】
2010084640.tif 000017
【図１６】
2010084640.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月15日(2011.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
上記の構成によれば、環境下の赤外線強度が上記の範囲内の値以上という比較的高い場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境下の赤外線強度が上記の範囲内の値未満という比較的低い場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、赤外線の強度がどのような値であっても良好な位置検出を行うことができる。これにより、例えば、太陽光および蛍光灯などといった、装置に照射される光の種類によらず、良好な位置検出を行うことができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
上記の構成によれば、環境下の赤外線強度が上記の範囲内の値以上という比較的高い場合には、可視光センサによる位置検出を行い、環境下の赤外線強度が上記の範囲内の値未満という比較的低い場合には、赤外光センサによる位置検出を行うことで、赤外線の強度がどのような値であっても良好な位置検出を行うことができる。これにより、例えば、太陽光および蛍光灯などといった、装置に照射される光の種類によらず、良好な位置検出を行うことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
なお、本実施の形態においては、図５（ａ）に示すように、光センサ素子３０ａが配置されている領域の対向基板２２上にも、光センサ素子３０ｂ上に設けられている光学フィルタ２５と同じ構造の光学フィルタ２５が設けられており、光センサ素子３０ａの真上部分に、光（全波長領域の光）を透過させるための開口部２５ｃが設けられている。このように、センサＡにも光学フィルタ２５を設けることで、センサＡを有する画素とセンサＢを有する画素との間で、表示の見え方に違いが生じるのを防ぐことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
赤色カラーフィルタ２５Ｒと青色のカラーフィルタ２５Ｂを積層して構成された光学フィルタ２５Ａでは、図７（ａ）に示すように、波長３５０〜５００ｎｍおよび波長７００ｎｍ付近の可視光領域（図７（ａ）において破線の枠で囲んだ部分）の光の透過率が高くなっており、この帯域の可視光を充分に遮断できないことがわかる。これに対して、ＲＧＢ各色の顔料を混合して形成された光学フィルタ２５Ｄでは、図７（ｂ）に示すように、光学フィルタ２５Ａと比較して可視領域の光漏れを大幅に減らすことができる。また、光学フィルタ２５Ｄでは、カラーフィルタに用いられる各色の顔料を混合してフィルタを形成しているため、ＲＧＢ各色のカラーフィルタを積層した構成に比べて、膜厚を薄くすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
光強度センサＡの基本的な構成は、図３および図５（ａ）に示す可視光センサ３１Ａと同じであり、光強度センサＢの基本的な構成は、図４および図５（ｂ）に示す赤外光センサ３１Ｂと同じである。但し、光強度センサＡについては可視光センサ３１Ａと比較して、その受光感度が所定の割合だけ低下している。また、光強度センサＢについては赤外光センサ３１Ｂと比較して、その受光感度が所定の割合だけ低下している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２００】
基板８３上に配置された各センサの平面構成については、図１に示す液晶パネル２０と同様の構成を適用することができる。つまり、可視光センサ８４ＡをセンサＡとし、赤外光センサ８４ＢをセンサＢとすると、センサＡとセンサＢとは、市松状に互い違いに配置することが好ましい。光強度センサ９０についても、図１に示す液晶パネル２０と同様の構成を適用し、各センサが配置されたセンシング領域内の最外周領域に配置された光センサ素子３０を、光強度センサ９０として使用することが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象面上の画像を検知することで、外部からの入力位置を検出するエリアセンサであって、
受光した可視光の強度を検知する光センサ素子を含む可視光センサと、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子を含む赤外光センサとを有し、該可視光センサおよび該赤外光センサが検出対象面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する位置検出部と、
上記位置検出部に対して背面から赤外光を含む光を照射する発光部とを備え、
上記赤外光センサに含まれる光センサ素子には、可視光を遮断する光学フィルタが設けられており、
上記光学フィルタは、赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタとの積層構造を有していることを特徴とするエリアセンサ。
【請求項２】
当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、
当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことを特徴とする請求項１に記載のエリアセンサ。
【請求項３】
当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度を測定する光強度センサと、
上記光強度センサによって測定された赤外線の強度に基づいて、測定強度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定強度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、
さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のエリアセンサ。
【請求項４】
上記赤外線の強度の所定の値は、波長８００〜１０００ｎｍの光の積算放射強度で１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値であることを特徴とする請求項２または３に記載のエリアセンサ。
【請求項５】
当該エリアセンサが置かれている環境の照度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、
当該エリアセンサが置かれている環境の照度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことを特徴とする請求項１に記載のエリアセンサ。
【請求項６】
当該エリアセンサが置かれている環境の照度を測定する照度センサと、
上記照度センサによって測定された照度に基づいて、測定照度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定照度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、
さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のエリアセンサ。
【請求項７】
上記可視光センサ及び上記赤外光センサは、縦横にマトリクス状に配置されているとともに、
上記可視光センサと上記赤外光センサとは、市松状に互い違いに配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のエリアセンサ。
【請求項８】
当該エリアセンサが置かれている環境の赤外線の強度を測定する光強度センサと、
当該エリアセンサが置かれている環境の照度を測定する照度センサと、
当該エリアセンサが置かれている環境の赤外光の強度および照度に基づいて、上記可視光センサから得られた情報および上記赤外光センサから得られた情報の何れを位置情報として使用して入力位置を検出するか決定するセンサ切替え部とをさらに備え、
上記センサ切替え部は、
上記光強度センサによって測定された赤外線の測定強度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、上記測定強度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用し、
上記照度センサによって測定された測定照度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、上記測定照度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用することを特徴とする請求項１に記載のエリアセンサ。
【請求項９】
上記測定照度の所定の値は１万ルクス以上１０万ルクス以下の範囲内の値であることを特徴とする請求項８に記載のエリアセンサ。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載のエリアセンサを備えた液晶パネルを有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が配置されている液晶パネルを備え、該液晶パネルが、パネル表面上の画像を検知することで、外部からの入力位置を検出するエリアセンサ機能を有している液晶表示装置において、
受光した可視光の強度を検知する光センサ素子を含む可視光センサと、受光した赤外光の強度を検知する光センサ素子を含む赤外光センサとを有し、該可視光センサおよび該赤外光センサがパネル表面上の画像をそれぞれ検知することで入力位置を検出する位置検出部と、
上記液晶パネルに赤外光を含む光を照射するバックライトとを備え、
上記赤外光センサに含まれる光センサ素子には、可視光を遮断する光学フィルタが設けられており、
上記光学フィルタは、赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタとの積層構造を有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、
当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度を測定する光強度センサと、
上記光強度センサによって測定された赤外線の強度に基づいて、測定強度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定強度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、
さらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
上記赤外線の強度の所定の値は、波長８００〜１０００ｎｍの光の積算放射強度で１．００〜１．８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の値であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
当該液晶表示装置が置かれている環境の照度が所定の値以上の場合には、上記位置検出部は上記可視光センサによる位置検出を行い、
当該液晶表示装置が置かれている環境の照度が所定の値未満の場合には、上記位置検出部は上記赤外光センサによる位置検出を行うことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
当該液晶表示装置が置かれている環境の照度を測定する照度センサと、
上記照度センサによって測定された照度に基づいて、測定照度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、測定照度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用するセンサ切替え部とを、
さらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
上記可視光センサ及び上記赤外光センサは、上記液晶パネルに設けられた複数の画素の配置に沿って縦横にマトリクス状に配置されているとともに、
上記可視光センサと上記赤外光センサとは、市松状に互い違いに配置されていることを特徴とする請求項１１〜１６の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外線の強度を測定する光強度センサと、
当該液晶表示装置が置かれている環境の照度を測定する照度センサと、
当該液晶表示装置が置かれている環境の赤外光の強度および照度に基づいて、上記可視光センサから得られた情報および上記赤外光センサから得られた情報の何れを位置情報として使用して入力位置を検出するか決定するセンサ切替え部とをさらに備え、
上記センサ切替え部は、
上記光強度センサによって測定された赤外線の測定強度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、上記測定強度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用し、
上記照度センサによって測定された測定照度が所定の値以上の場合には、上記可視光センサから得られた情報を位置情報として使用し、上記測定照度が所定の値未満の場合には、上記赤外光センサから得られた情報を位置情報として使用することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
上記測定照度の所定の値は１万ルクス以上１０万ルクス以下の範囲内の値であることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
上記光強度センサおよび照度センサは、上記液晶パネルの表示領域の最外周領域に配置されていることを特徴とする請求項１８または１９に記載の液晶表示装置。
【国際調査報告】
2010084640.tif 000019
2010084640.tif 000020