(57)【要約】  本発明は、表示パネルに複数の光センサを設けた表示装置に関する。  センサ内蔵液晶パネル（１１）は、画素アレイ（１８）内に、２次元状に配置された複数の画素回路と複数の光センサを含む。  パネル駆動回路（１７）は、表示データＤ３に応じた信号を画素回路に書き込み、受光量に応じた信号を光センサから読み出す。画像処理部（１２）は、パネル駆動回路（１７）による読み出しの前に用いられる表示データを画像入力に適した固定データに切り替える。固定データには、白色画像データや青色画像データを使用する。  本発明によると、固定データを用いて画像入力に適した画像を表示した後に画像入力を行うことにより、表示画像の影響を排除して、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。  本発明の表示装置は、液晶表示装置に利用することができる。
2009104667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光センサを備えた表示装置であって、
２次元状に配置された複数の画素回路および複数の光センサを含む表示パネルと、
表示データに応じた信号を前記画素回路に書き込む動作と、受光量に応じた信号を前記光センサから読み出す動作とを行う駆動回路と、
前記駆動回路による読み出しの前に用いられる表示データを画像入力に適した固定データに切り替える表示データ切替部とを備えた、表示装置。
【請求項２】
前記固定データは、単色画像を表すデータであることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記固定データは、前記光センサの受光感度が高い色の成分を多く含む、単色画像を表すデータであることを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記固定データは、白色画像を表すデータであることを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルはＣＧ（Continuous Grain）シリコンで形成された液晶パネルであり、
前記固定データは、青色画像を表すデータであることを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記光センサから読み出した信号に基づくスキャン画像に対して、前記スキャン画像に含まれる対象物を検知するための画像認識処理を行う画像認識処理部をさらに備えた、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示パネルの背面に光を照射するバックライトをさらに備え、
前記画像認識処理部は、少なくとも前記対象物の反射像を検知することを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示データ切替部は、前記駆動回路の前段に設けられた画像処理部に含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示データ切替部は、前記駆動回路に含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
２次元状に配置された複数の画素回路および複数の光センサを含む表示パネルを備えた表示装置の駆動方法であって、
表示データに応じた信号を前記画素回路に書き込むステップと、
受光量に応じた信号を前記光センサから読み出すステップと、
読み出しの前に用いられる表示データを画像入力に適した固定データに切り替えるステップとを備えた、表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
画像表示機能と画像入力機能とを有する装置であって、
表示装置と表示制御部とを備え、
前記表示装置は、
２次元状に配置された複数の画素回路および複数の光センサを含む表示パネルと、
前記表示制御部から与えられた表示データに応じた信号を前記画素回路に書き込む動作と、受光量に応じた信号を前記光センサから読み出す動作とを行う駆動回路とを含み、
前記表示制御部は、前記表示装置に画像入力指示を与えるときには、前記表示データとして画像入力に適した固定データを与えることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、表示パネルに複数の光センサを設けた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、指やペンなどで画面に触れることにより操作可能な電子機器が普及している。また、表示画面内のタッチ位置を検出する方法として、表示パネルに複数の光センサを設け、指などが画面に接近したときにできる影像を光センサを用いて検知する方法が知られている。影像を検知する方法では、外光の照度が低い（周囲が暗い）ときに、光センサで得られた画像内で影像と背景の区別が困難になり、タッチ位置を正しく検出できないことがある。そこで、バックライトを備えた表示装置については、バックライト光が指に当たったときの反射像を光センサを用いて検知する方法も知られている。【０００３】
また、光センサで得られた信号に基づく画像をそのまま出力すれば、表示装置を画像入力装置として使用することができる。例えば、複数の光センサを設けた液晶パネルを携帯電話のディスプレイとして使用する場合、液晶パネルの表面に名刺をかざして、画像入力指示を与えることにより、名刺画像を液晶パネル経由で携帯電話に取り込むことができる。【０００４】
表示パネルに複数の光センサを設けた表示装置については、例えば特許文献１に記載されている。また、特許文献２には、光センサの検出精度を向上させるために、表示部に表示データを表示するための表示期間ではバックライトを点灯させ、センサ部からのセンサ出力を読み出すセンス期間ではバックライトを消灯させる表示装置が記載されている。
【特許文献１】日本国特開平１１−３２６９５４号公報
【特許文献２】日本国特開２００６−３１７６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光センサ付き表示装置には、光センサの出力データに表示データがノイズとして混入し、タッチ位置の検出精度や画像入力の精度が低下するという問題がある。例えば光センサ付き液晶表示装置では、液晶パネルに設けた光センサには液晶パネルを透過した光が入射する（後述する図４Ａおよび図４Ｂを参照）。このため、光センサで検知される光量は液晶パネルの光透過率によって変化し、光センサの出力データは表示データの影響を受ける。また、画素回路への書き込みと光センサからの読み出しとで同じデータ信号線を使用する液晶パネルでは、書き込み時にデータ信号線に与えた電荷が読み出しデータに影響を与えるため、光センサの出力データは表示データの影響を受ける。このような理由により、光センサの出力データには表示データがノイズとして混入する。【０００６】
特に、表示階調が暗いときや、光センサの受光感度の高い色が表示データに少量しか含まれていないときには、光センサで検知される光量が少なくなるので、表示データの混入によってタッチ位置の検出精度や画像入力の精度は著しく低下する。【０００７】
それ故に、本発明は、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行える表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の局面は、複数の光センサを備えた表示装置であって、
２次元状に配置された複数の画素回路および複数の光センサを含む表示パネルと、
表示データに応じた信号を前記画素回路に書き込む動作と、受光量に応じた信号を前記光センサから読み出す動作とを行う駆動回路と、
前記駆動回路による読み出しの前に用いられる表示データを画像入力に適した固定データに切り替える表示データ切替部とを備える。【０００９】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記固定データは、単色画像を表すデータであることを特徴とする。【００１０】
本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記固定データは、前記光センサの受光感度が高い色の成分を多く含む、単色画像を表すデータであることを特徴とする。【００１１】
本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
前記固定データは、白色画像を表すデータであることを特徴とする。【００１２】
本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
前記表示パネルはＣＧ（Continuous Grain）シリコンで形成された液晶パネルであり、
前記固定データは、青色画像を表すデータであることを特徴とする。【００１３】
本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記光センサから読み出した信号に基づくスキャン画像に対して、前記スキャン画像に含まれる対象物を検知するための画像認識処理を行う画像認識処理部をさらに備える。【００１４】
本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
前記表示パネルの背面に光を照射するバックライトをさらに備え、
前記画像認識処理部は、少なくとも前記対象物の反射像を検知することを特徴とする。【００１５】
本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示データ切替部は、前記駆動回路の前段に設けられた画像処理部に含まれていることを特徴とする。【００１６】
本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示データ切替部は、前記駆動回路に含まれていることを特徴とする。【００１７】
本発明の第１０の局面は、２次元状に配置された複数の画素回路および複数の光センサを含む表示パネルを備えた表示装置の駆動方法であって、
表示データに応じた信号を前記画素回路に書き込むステップと、
受光量に応じた信号を前記光センサから読み出すステップと、
読み出しの前に用いられる表示データを画像入力に適した固定データに切り替えるステップとを備える。【００１８】
本発明の第１１の局面は、画像表示機能と画像入力機能とを有する装置であって、
表示装置と表示制御部とを備え、
前記表示装置は、
２次元状に配置された複数の画素回路および複数の光センサを含む表示パネルと、
前記表示制御部から与えられた表示データに応じた信号を前記画素回路に書き込む動作と、受光量に応じた信号を前記光センサから読み出す動作とを行う駆動回路とを含み、
前記表示制御部は、前記表示装置に画像入力指示を与えるときには、前記表示データとして画像入力に適した固定データを与えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１、第１０または第１１の局面によれば、読み出し前の表示データは固定データに切り替えられ、光センサを用いた画像入力は固定データに基づく画像を表示した後に行われる。固定データに基づく画像を表示すると、表示パネルの光透過率や表示装置に含まれる画素回路や信号線などの状態は、以前の表示画像の影響を受けなくなる。したがって、固定データを用いて、単色画像や光センサの受光感度が高い色の成分を多く含む画像などのように、画像入力に適した画像を表示し、その後に画像入力を行うことにより、表示画像の影響を排除して、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力を行い、得られた画像を出力することや、当該画像に基づき高い精度でタッチ位置検出を行うことができる。【００２０】
本発明の第２の局面によれば、光センサを用いた画像入力は、単色画像を表示した後に行われる。単色画像を表示すると、表示パネルの光透過率や表示装置に含まれる画素回路や信号線などの状態は均一になる。したがって、固定データを用いて単色画像を表示した後に画像入力を行うことにより、表示画像の影響を排除すると共に、表示装置の内部状態を揃えて、高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。【００２１】
本発明の第３の局面によれば、光センサを用いた画像入力は、光センサの受光感度が高い色の成分を多く含む単色画像を表示した後に行われる。このような特性を有する単色画像を表示した後に画像入力を行うと、光センサは高い受光感度で動作する。したがって、表示画像の影響を排除し、表示画像の内部状態を揃えると共に、光センサの受光感度を高くして、高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。【００２２】
本発明の第４の局面によれば、白色画像を表すデータを固定データとして用いることにより、表示画像の影響を排除し、表示画像の内部状態を揃えると共に、光センサの受光感度を高くして、高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。【００２３】
本発明の第５の局面によれば、複数の光センサを含む液晶パネルをＣＧシリコンで形成した場合、光センサの受光感度は青色光で高くなるので、青色画像を表すデータを固定データとして用いることにより、表示画像の影響を排除し、表示画像の内部状態を揃えると共に、光センサの受光感度を高くして、高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。【００２４】
本発明の第６の局面によれば、スキャン画像に対して画像認識処理を行うことにより、スキャン画像に含まれる対象物を表示装置で検知することができる。【００２５】
本発明の第７の局面によれば、対象物の反射像を検知するときには、スキャン画像が暗くなり、タッチ位置の検出精度が低下する問題が顕著になるが、そのようなときでも、固定データを用いて画像入力に適した画像を表示した後に画像入力を行うことにより、表示データの影響を排除し、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。【００２６】
本発明の第８の局面によれば、駆動回路の前段に設けられた画像処理部で読み出し前の表示データを固定データに切り替えることにより、固定データを用いて画像入力に適した画像を表示した後に画像入力を行うことができる。これにより、表示データの影響を排除して、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。【００２７】
本発明の第９の局面によれば、駆動回路で読み出し前の表示データを固定データに切り替えることにより、固定データを用いて画像入力に適した画像を表示した後に画像入力を行うことができる。これにより、表示データの影響を排除して、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す装置の液晶パネルの詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す装置の液晶パネルの断面とバックライトの配置位置を示す図である。
【図４Ａ】図１に示す装置における影像を検知する方法の原理を示す図である。
【図４Ｂ】図１に示す装置における反射像を検知する方法の原理を示す図である。
【図５Ａ】指の影像を含むスキャン画像の例を示す図である。
【図５Ｂ】指の影像と指の腹の反射像を含むスキャン画像の例を示す図である。
【図６】図１に示す装置の出力制御信号がハイレベルのときの動作を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す装置の出力制御信号がローレベルのときの動作を示すフローチャートである。
【図８】図１に示す装置の動作をまとめて示すテーブルである。
【図９】図１に示す装置のタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る名刺読み取り装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る名刺読み取り装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…画素回路
２…光センサ
６…フォトダイオード
１０、２０、７１…液晶表示装置
１１、２１…センサ内蔵液晶パネル
１２、２２、７２…画像処理部
１３…Ａ／Ｄ変換器
１４…バックライト電源回路
１５…バックライト
１６…フレームメモリ
１７、２７…パネル駆動回路
１８…画素アレイ
３１…走査信号線駆動回路
３２…データ信号線駆動回路
３３…センサ行駆動回路
３４…センサ出力アンプ
３５〜３８…スイッチ
５１…外光
５２…バックライト光
５３…対象物
６０、７０…名刺読み取り装置
６１、７３…表示制御部
６２…ＣＰＵ
６４、７４…名刺読み取りプログラム
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置１０は、センサ内蔵液晶パネル１１、画像処理部１２、Ａ／Ｄ変換器１３、バックライト電源回路１４、および、バックライト１５を備えている。画像処理部１２は、フレームメモリ１６を含んでいる。センサ内蔵液晶パネル１１（以下、液晶パネル１１という）はパネル駆動回路１７と画素アレイ１８を含み、画素アレイ１８は２次元状に配置された複数の画素回路と複数の光センサを含んでいる（詳細は後述）。液晶表示装置１０は、画像表示機能に加えてタッチ位置検出機能と画像入力機能を有する。【００３１】
液晶表示装置１０には、外部から表示データＤ１と出力制御信号ＯＣが入力される。画像処理部１２は、フレームメモリ１６を用いて表示データＤ１に対してフレームレート変換処理を行い、表示データＤ２を求める。次に、画像処理部１２は、表示データＤ２に対して表示データ切替処理（詳細は後述）を行い、表示データＤ３を出力する。パネル駆動回路１７は、液晶パネル１１の画素回路に表示データＤ３に応じた電圧を書き込む。これにより、液晶パネル１１には表示データＤ３に基づく画像が表示される。【００３２】
バックライト１５は、例えば白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成され、液晶パネル１１の背面に光（バックライト光）を照射する。バックライト電源回路１４は、画像処理部１２から出力されたバックライト制御信号ＢＣに従い、バックライト１５に電源電圧を供給するか否かを切り替える。以下、バックライト電源回路１４は、バックライト制御信号ＢＣがハイレベルのときには電源電圧を供給し、バックライト制御信号ＢＣがローレベルのときには電源電圧を供給しないものとする。バックライト１５は、バックライト制御信号ＢＣがハイレベルである間は点灯し、バックライト制御信号ＢＣがローレベルである間は消灯する。なお、バックライト１５の構成は任意でよく、赤色、緑色および青色ＬＥＤを組み合わせて、あるいは、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp ）でバックライト１５を構成してもよい。【００３３】
パネル駆動回路１７は、液晶パネル１１の画素回路に電圧を書き込む動作に加えて、液晶パネル１１の光センサから受光量に応じた電圧を読み出す動作を行う。光センサの出力信号は、センサ出力信号ＳＳとして液晶パネル１１の外部に出力される。Ａ／Ｄ変換器１３は、アナログのセンサ出力信号ＳＳをデジタル信号に変換する。画像処理部１２は、Ａ／Ｄ変換器１３から出力されたデジタル信号に基づき、デジタル画像（以下、スキャン画像という）を生成する。このスキャン画像には、液晶パネル１１の表面付近にある検知すべき物体（例えば、指やペンなど。以下、対象物という）の像が含まれていることがある。画像処理部１２は、出力制御信号ＯＣがハイレベルのときには、スキャン画像に対して対象物を検知するための画像認識処理を行い、スキャン画像内での対象物の位置を求め、タッチ位置を示す座標データＣｏを出力する。一方、出力制御信号ＯＣがローレベルのときには、画像処理部１２は画像認識処理を行わず、スキャン画像をそのまま撮像データＳＤとして出力する。【００３４】
液晶表示装置１０は、各フレーム時間において、表示データＤ２に基づく画像を表示する動作と、スキャン画像を入力する動作のいずれかを行う。以下、画像表示を行うフレーム時間を「表示期間」、画像入力を行うフレーム時間を「センシング期間」という。また、液晶表示装置１０は、出力制御信号ＯＣに応じて、各フレーム時間において画像表示と画像入力のいずれを行うかを切り替える。以下、液晶表示装置１０は、出力制御信号ＯＣがハイレベルのときには、画像表示と画像入力を１フレーム時間ごとに交互に行い、出力制御信号ＯＣがローレベルのときには、すべてのフレーム時間で画像入力を行うものとする。【００３５】
図２は、液晶パネル１１の詳細な構成を示すブロック図である。図２に示すように、画素アレイ１８は、ｍ本の走査信号線Ｇ１〜Ｇｍ、３ｎ本のデータ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎ、および、（ｍ×３ｎ）個の画素回路１を備えている。これに加えて画素アレイ１８は、（ｍ×ｎ）個の光センサ２、ｍ本のセンサ読み出し線ＲＷ１〜ＲＷｍ、および、ｍ本のセンサリセット線ＲＳ１〜ＲＳｍを備えている。液晶パネル１１は、ＣＧ（Continuous Grain）シリコンを用いて形成される。【００３６】
走査信号線Ｇ１〜Ｇｍは、互いに平行に配置される。データ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎは、走査信号線Ｇ１〜Ｇｍと直交するように互いに平行に配置される。センサ読み出し線ＲＷ１〜ＲＷｍとセンサリセット線ＲＳ１〜ＲＳｍは、走査信号線Ｇ１〜Ｇｍと平行に配置される。【００３７】
画素回路１は、走査信号線Ｇ１〜Ｇｍとデータ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎの交点近傍に１個ずつ設けられる。画素回路１は、列方向（図２では縦方向）にｍ個ずつ、行方向（図２では横方向）に３ｎ個ずつ、全体として２次元状に配置される。画素回路１は、何色のカラーフィルタを設けるかによって、Ｒ画素回路１ｒ、Ｇ画素回路１ｇおよびＢ画素回路１ｂに分類される。３種類の画素回路１ｒ、１ｇ、１ｂは、行方向に並べて配置され、３個で１個の画素を形成する。【００３８】
画素回路１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）３と液晶容量４を含んでいる。ＴＦＴ３のゲート端子は走査信号線Ｇｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）に接続され、ソース端子はデータ信号線ＳＲｊ、ＳＧｊ、ＳＢｊ（ｊは１以上ｎ以下の整数）のいずれかに接続され、ドレイン端子は液晶容量４の一方の電極に接続される。液晶容量４の他方の電極には、共通電極電圧が印加される。以下、Ｇ画素回路１ｇに接続されたデータ信号線ＳＧ１〜ＳＧｎをＧデータ信号線、Ｂ画素回路１ｂに接続されたデータ信号線ＳＢ１〜ＳＢｎをＢデータ信号線という。なお、画素回路１は補助容量を含んでいてもよい。【００３９】
画素回路１の光透過率（サブ画素の輝度）は、画素回路１に書き込まれた電圧によって定まる。走査信号線Ｇｉとデータ信号線ＳＸｊ（ＸはＲ、Ｇ、Ｂのいずれか）に接続された画素回路１にある電圧を書き込むためには、走査信号線Ｇｉにハイレベル電圧（ＴＦＴ３をオン状態にする電圧）を印加し、データ信号線ＳＸｊに書き込むべき電圧を印加すればよい。表示データＤ３に応じた電圧を画素回路１に書き込むことにより、サブ画素の輝度を所望のレベルに設定することができる。【００４０】
光センサ２は、コンデンサ５、フォトダイオード６およびセンサプリアンプ７を含み、画素ごとに設けられる。コンデンサ５の一方の電極は、フォトダイオード６のカソード端子に接続される（以下、この接続点を節点Ｐという）。コンデンサ５の他方の電極はセンサ読み出し線ＲＷｉに接続され、フォトダイオード６のアノード端子はセンサリセット線ＲＳｉに接続される。センサプリアンプ７は、ゲート端子が節点Ｐに接続され、ドレイン端子がＢデータ信号線ＳＢｊに接続され、ソース端子がＧデータ信号線ＳＧｊに接続されたＴＦＴで構成される。【００４１】
センサ読み出し線ＲＷｉやＢデータ信号線ＳＢｊなどに接続された光センサ２で光量を検知するためには、センサ読み出し線ＲＷｉとセンサリセット線ＲＳｉに所定の電圧を印加し、Ｂデータ信号線ＳＢｊに電源電圧ＶＤＤを印加すればよい。センサ読み出し線ＲＷｉとセンサリセット線ＲＳｉに所定の電圧を印加した後、フォトダイオード６に光が入射すると、入射光量に応じた電流がフォトダイオード６に流れ、節点Ｐの電圧は流れた電流の分だけ低下する。Ｂデータ信号線ＳＢｊに電源電圧ＶＤＤを印加すると、節点Ｐの電圧はセンサプリアンプ７で増幅され、Ｇデータ信号線ＳＧｊには増幅後の電圧が出力される。したがって、Ｇデータ信号線ＳＧｊの電圧に基づき、光センサ２で検知された光量を求めることができる。【００４２】
画素アレイ１８の周辺には、走査信号線駆動回路３１、データ信号線駆動回路３２、センサ行駆動回路３３、ｐ個（ｐは１以上ｎ以下の整数）のセンサ出力アンプ３４、および、複数のスイッチ３５〜３８が設けられる。走査信号線駆動回路３１、データ信号線駆動回路３２およびセンサ行駆動回路３３は、図１ではパネル駆動回路１７に相当する。【００４３】
データ信号線駆動回路３２は、３ｎ本のデータ信号線に対応して３ｎ個の出力端子を有する。Ｇデータ信号線ＳＧ１〜ＳＧｎとこれに対応したｎ個の出力端子との間にはスイッチ３５が１個ずつ設けられ、Ｂデータ信号線ＳＢ１〜ＳＢｎとこれに対応したｎ個の出力端子との間にはスイッチ３６が１個ずつ設けられる。Ｇデータ信号線ＳＧ１〜ＳＧｎはｐ本ずつのグループに分けられ、グループ内でｋ番目（ｋは１以上ｐ以下の整数）のＧデータ信号線とｋ番目のセンサ出力アンプ３４の入力端子との間にはスイッチ３７が１個ずつ設けられる。Ｂデータ信号線ＳＢ１〜ＳＢｎは、いずれもスイッチ３８の一端に接続され、スイッチ３８の他端には電源電圧ＶＤＤが印加される。図２に含まれるスイッチ３５〜３７の個数はｎ個であり、スイッチ３８の個数は１個である。【００４４】
液晶表示装置１０では、１フレーム時間は、画素回路１に信号（表示データなどに応じた電圧信号）を書き込む前半部と、光センサ２から信号（受光量に応じた電圧信号）を読み出す後半部とに分割される。図２に示す回路は、表示期間かセンシング期間か、および、前半部か後半部かに応じて異なる動作を行う（後述する図９を参照）。【００４５】
走査信号線駆動回路３１とデータ信号線駆動回路３２は、表示期間の前半部とセンシング期間の前半部で動作する。このときには、スイッチ３５、３６はオン状態、スイッチ３７、３８はオフ状態となる。走査信号線駆動回路３１は、タイミング制御信号Ｃ１に従い、走査信号線Ｇ１〜Ｇｍの中から１ライン時間ごとに１本の走査信号線を選択し、選択した走査信号線にはハイレベル電圧を印加し、残りの走査信号線にはローレベル電圧を印加する。データ信号線駆動回路３２は、画像処理部１２から出力された表示データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに基づき、データ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎを線順次方式で駆動する。より詳細には、データ信号線駆動回路３２は、表示データＤＲ、ＤＧ、ＤＢを少なくとも１行分ずつ記憶し、１ライン時間ごとに１行分の表示データに応じた電圧をデータ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎに印加する。なお、データ信号線駆動回路３２は、データ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎを点順次方式で駆動してもよい。【００４６】
一方、センサ行駆動回路３３とセンサ出力アンプ３４は、センシング期間の後半部で動作する。このときには、スイッチ３５、３６はオフ状態、スイッチ３８はオン状態となり、スイッチ３７はＧデータ信号線ＳＧ１〜ＳＧｎがグループごとに順にセンサ出力アンプ３４の入力端子に接続されるように時分割でオン状態となる。センサ行駆動回路３３は、タイミング制御信号Ｃ２に従い、センサ読み出し線ＲＷ１〜ＲＷｍとセンサリセット線ＲＳ１〜ＲＳｍの中から１ライン時間ごとに信号線を１本ずつ選択し、選択したセンサ読み出し線とセンサリセット線には所定の読み出し用電圧とリセット用電圧を印加し、それ以外の信号線には選択時と異なる電圧を印加する。センサ出力アンプ３４は、スイッチ３７によって選択された電圧を増幅し、センサ出力信号ＳＳ１〜ＳＳｐとして出力する。【００４７】
図３は、液晶パネル１１の断面とバックライト１５の配置位置を示す図である。液晶パネル１１は、２枚のガラス基板４１ａ、４１ｂの間に液晶層４２を挟み込んだ構造を有する。一方のガラス基板４１ａには３色のカラーフィルタ４３ｒ、４３ｇ、４３ｂ、遮光膜４４、対向電極４５などが設けられ、他方のガラス基板４１ｂには画素電極４６、データ信号線４７、光センサ２などが設けられる。図３に示すように、光センサ２に含まれるフォトダイオード６は、青色カラーフィルタ４３ｂを設けた画素電極４６の近傍に設けられる（理由は後述）。ガラス基板４１ａ、４１ｂの対向する面には配向膜４８が設けられ、他方の面には偏光板４９が設けられる。液晶パネル１１の２枚の面のうちガラス基板４１ａ側の面が表面になり、ガラス基板４１ｂ側の面が背面になる。バックライト１５は、液晶パネル１１の背面側に設けられる。【００４８】
液晶表示装置１０は、表示画面内のタッチ位置を検知するときに、影像を検知する方法と反射像（あるいは、影像と反射像の両方）を検知する方法のいずれかを使用する。図４Ａは影像を検知する方法の原理を示す図であり、図４Ｂは反射像を検知する方法の原理を示す図である。影像を検知する方法（図４Ａ）では、フォトダイオード６を含む光センサ２は、ガラス基板４１ａや液晶層４２などを透過した外光５１を検知する。このときに指などの対象物５３が液晶パネル１１の表面付近にあると、光センサ２に入射すべき外光５１が対象物５３によって遮られる。したがって、光センサ２を用いて、外光５１による対象物５３の影像を検知することができる。【００４９】
反射像を検知する方法（図４Ｂ）では、フォトダイオード６を含む光センサ２は、バックライト光５２の反射光を検知する。より詳細には、バックライト１５から出射されたバックライト光５２は、液晶パネル１１を透過して液晶パネル１１の表面から外部に出る。このときに対象物５３が液晶パネル１１の表面付近にあると、バックライト光５２は対象物５３で反射する。例えば、人間の指の腹は光をよく反射する。バックライト光５２の反射光は、ガラス基板４１ａや液晶層４２などを透過して光センサ２に入射する。したがって、光センサ２を用いて、バックライト光５２による対象物５３の反射像を検知することができる。【００５０】
また、上記２つの方法を併用すれば、影像と反射像の両方を検知することができる。すなわち、光センサ２を用いて、外光５１による対象物５３の影像と、バックライト光５２による対象物５３の反射像とを同時に検知することができる。【００５１】
図５Ａおよび図５Ｂは、指の像を含むスキャン画像の例を示す図である。図５Ａに示すスキャン画像は指の影像を含み、図５Ｂに示すスキャン画像は指の影像と指の腹の反射像を含む。画像処理部１２は、このようなスキャン画像に対して画像認識処理を行い、タッチ位置を示す座標データＣｏを出力するか、あるいは、スキャン画像をそのまま撮像データＳＤとして出力する。【００５２】
液晶パネル１１をＣＧシリコンで構成した場合、フォトダイオード６の受光感度は、赤色光や緑色光に比べて青色光では高くなる。そこで青色光を受けやすくするために、フォトダイオード６は、図３に示すように、青色カラーフィルタ４３ｂに対応した画素電極４６の近傍に設けられる。このように受光感度が高い色の光を受けやすい位置にフォトダイオード６を配置することにより、フォトダイオード６で検知される光の量を多くし、光センサ２の受光感度を高めることができる。【００５３】
以下、画像処理部１２の詳細を説明する。画像処理部１２は、図１に示すように、フレームレート変換処理、表示データ切替処理、動作モード選択処理、バックライト制御処理、スキャン画像生成処理および画像認識処理を行い、表示データ切替部および画像認識処理部として機能する。【００５４】
画像処理部１２は、必要に応じて、フレームメモリ１６を用いて、表示データＤ１のフレームレートを液晶パネル１１の駆動に用いるフレームレートに一致させる処理（フレームレート変換処理）を行う。例えば、表示データＤ１のフレームレートが３０フレーム／秒で、液晶パネル１１の駆動に用いるフレームレートが６０フレーム／秒である場合、画像処理部１２は、表示データＤ１を一旦フレームメモリ１６に書き込み、書き込み時の２倍の速度でフレームメモリ１６から表示データを読み出す。これにより、表示データＤ１の２倍のフレームレートを有する表示データＤ２が得られる。なお、表示データＤ１のフレームレートが液晶パネル１１の駆動に用いるフレームレートに最初から一致している場合には、画像処理部１２はフレームレート変換処理を行わない。【００５５】
また、画像処理部１２は、パネル駆動回路１７による読み出しの前に用いられる表示データを画像入力に適した固定データＤｆに切り換える処理（表示データ切替処理）を行う。上述したように、パネル駆動回路１７は、表示期間の前半部とセンシング期間の前半部で画素回路１への書き込みを行い、センシング期間の後半部では光センサ２からの読み出しを行う。これに対応して画像処理部１２は、表示期間の前半部では表示データＤ３としてフレームレート変換後の表示データＤ２を出力し、センシング期間の前半部では表示データＤ３として固定データＤｆを出力する。【００５６】
ここで、固定データＤｆとは、画像入力に適するように予め定められた固定のデータ（表示データＤ１に依存しないデータ）である。固定データＤｆには、例えば、単色画像を表すデータを使用することが好ましく、特に、光センサ２の受光感度が高い色の成分を多く含む、単色画像を表すデータを使用することが好ましい。具体的には、白色画像を表すデータを固定データＤｆとして使用することができる。また、液晶パネル１１をＣＧシリコンで構成した場合には、フォトダイオード６の受光感度は青色光で高くなるので、青色画像を表すデータを固定データＤｆとして使用することができる。【００５７】
また、画像処理部１２は、対象物の影像を検知するモード（以下、影像モードという）か、対象物の反射像（あるいは、影像と反射像の両方）を検知するモード（以下、反射像モードという）かを選択する処理（動作モード選択処理）を行う。例えば、画像処理部１２は、照度センサ（図示せず）で検知された外光の照度が所定の閾値以上のときには影像モードを選択し、それ以外のときには反射像モードを選択する。【００５８】
また、画像処理部１２は、表示データを固定データに切り替えるか否かと、影像モードか反射像モードか否かとに応じて、バックライト１５を制御する処理（バックライト制御処理）を行う。具体的には、画像処理部１２は、表示期間と反射像モードのセンシング期間ではバックライト制御信号ＢＣをハイレベルに制御してバックライト１５を点灯させ、影像モードのセンシング期間ではバックライト制御信号ＢＣをローレベルに制御してバックライト１５を消灯させる。【００５９】
また、画像処理部１２は、Ａ／Ｄ変換器１３から出力されたデジタル信号に基づきスキャン画像を生成する処理（スキャン画像生成処理）を行う。また、画像処理部１２は、スキャン画像に対して対象物を検出するための画像認識処理を行い、対象物の位置を表す座標データＣｏを出力する。影像モードでは対象物の影像が検知され、反射像モードでは対象物の反射像（あるいは、影像と反射像の両方）が検知される。なお、出力制御信号ＯＣがローレベルのときには、画像処理部１２は画像認識処理を行わず、スキャン画像をそのまま撮像データＳＤとして出力する。【００６０】
図６は、出力制御信号ＯＣがハイレベルのときの液晶表示装置１０の動作を示すフローチャートである。上述したように、出力制御信号ＯＣがハイレベルのときには、液晶表示装置１０は、画像表示と画像入力を１フレーム時間ごとに交互に行う。図６に示すステップのうち、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３は表示期間の前半部で、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７はセンシング期間の前半部で、ステップＳ１０８〜Ｓ１０９はセンシング期間の後半部で行われる。【００６１】
画像処理部１２は、まず、バックライト制御信号ＢＣをハイレベルに制御して、バックライト１５を点灯させる（ステップＳ１０１）。次に、画像処理部１２は、パネル駆動回路１７に対して表示データＤ３として、フレームレート変換後の表示データＤ２を出力する（ステップＳ１０２）。パネル駆動回路１７は、表示データＤ３に応じた電圧を画素回路１に書き込む（ステップＳ１０３）。これにより、液晶パネル１１には表示データＤ２に基づく画像が表示される。【００６２】
次に、画像処理部１２は、影像モードと反射像モードの中から動作モードを選択し（ステップＳ１０４）、選択した動作モードに応じてバックライト１５を制御する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５では、バックライト制御信号ＢＣは、影像モードではローレベル（消灯を示す）になり、反射像モードではハイレベル（点灯を示す）になる。次に、画像処理部１２は、パネル駆動回路１７に対して表示データＤ３として固定データＤｆを出力する（ステップＳ１０６）。パネル駆動回路１７は、固定データＤｆに応じた電圧を画素回路１に書き込む（ステップＳ１０７）。これにより、液晶パネル１１には固定データＤｆに基づく画像（例えば白色画像や青色画像）が表示される。【００６３】
次に、画像処理部１２は、受光量に応じた電圧を光センサ２から読み出す（ステップＳ１０８）。次に、Ａ／Ｄ変換器１３は、液晶パネル１１から出力されたアナログのセンサ出力信号ＳＳをデジタル信号に変換する（ステップＳ１０９）。次に、画像処理部１２は、ステップＳ１０９で求めたデジタル信号に基づきスキャン画像を生成する（ステップＳ１１０）。次に、画像処理部１２は、ステップＳ１１０で生成したスキャン画像に対して画像認識処理を行い、スキャン画像内での対象物の位置を求める（ステップＳ１１１）。次に、画像処理部１２は、タッチ位置を示す座標データＣｏを液晶表示装置１０の外部に出力する（ステップＳ１１２）。【００６４】
図７は、出力制御信号ＯＣがローレベルのときの液晶表示装置１０の動作を示すフローチャートである。上述したように、出力制御信号ＯＣがローレベルのときには、液晶表示装置１０は、すべてのフレーム時間で画像入力を行う。図７に示すように、液晶表示装置１０は、ステップＳ１２１〜Ｓ１２７ではステップＳ１０４〜Ｓ１１０（図６）と同じ動作を行う。画像処理部１２は、ステップＳ１２７に続いて、ステップＳ１２７で生成したスキャン画像をそのまま撮像データＳＤとして出力する（ステップＳ１２８）。【００６５】
液晶表示装置１０の動作をまとめると、図８に示すようになる。なお、図８では、表示データＤ２に基づく画像を表示することを「画像表示」、固定データＤｆに基づく画像を表示することを「固定表示」と記載した。【００６６】
図９は、出力制御信号ＯＣがハイレベルのときの液晶表示装置１０のタイミングチャートである。図９に示すように、垂直同期信号ＶＳＹＮＣは１フレーム時間ごとにハイレベルになり、各フレーム時間は交互に表示期間およびセンシング期間になる。センス信号ＳＣは、フレーム時間の前半部ではローレベルになり、後半部ではハイレベルになる信号である。ここでは、固定データＤｆは白色画像を表すデータであり、センシング期間ではバックライト１５は消灯するものとする。【００６７】
表示期間の前半部では、スイッチ３５、３６がオン状態になり、データ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎはいずれもデータ信号線駆動回路３２に接続される。この前半部では、まず走査信号線Ｇ１の電圧がハイレベルになり、次に走査信号線Ｇ２の電圧がハイレベルになり、それ以降は走査信号線Ｇ３〜Ｇｍの電圧が順にハイレベルになる。走査信号線Ｇｉの電圧がハイレベルである間、データ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎには、走査信号線Ｇｉに接続された３ｎ個の画素回路１に書き込むべき電圧（表示データＤ２に応じた電圧）が印加される。【００６８】
表示期間の後半部では、センサ行駆動回路３３は動作しない。このため、この後半部では、センサ読み出し線ＲＷ１〜ＲＷｍとセンサリセット線ＲＳ１〜ＲＳｍに読み出し用電圧とリセット用電圧は印加されない。【００６９】
センシング期間の前半部では、走査信号線Ｇ１〜Ｇｍの電圧は表示期間の前半部と同様に変化し、データ信号線ＳＲ１〜ＳＲｎ、ＳＧ１〜ＳＧｎ、ＳＢ１〜ＳＢｎには、白色画像を表すデータに応じた電圧が印加される。【００７０】
センシング期間の後半部では、スイッチ３８がオン状態になり、スイッチ３７は時分割でオン状態になる。このため、Ｂデータ信号線ＳＢ１〜ＳＢｎには電源電圧ＶＤＤが固定的に印加され、Ｇデータ信号線ＳＧ１〜ＳＧｎは時分割でセンサ出力アンプ３４の入力端子に接続される。この後半部では、まずセンサ読み出し線ＲＷ１とセンサリセット線ＲＳ１が選択され、次にセンサ読み出し線ＲＷ２とセンサリセット線ＲＳ２が選択され、それ以降はセンサ読み出し線ＲＷ３〜ＲＷｍとセンサリセット線ＲＳ３〜ＲＳｍが１組ずつ順に選択される。選択されたセンサ読み出し線とセンサリセット線には、それぞれ、読み出し用電圧とリセット用電圧が印加される。センサ読み出し線ＲＷｉとセンサリセット線ＲＳｉが選択されている間、Ｇデータ信号線ＳＧ１〜ＳＧｎには、センサ読み出し線ＲＷｉに接続されたｎ個の光センサ２で検知された光量に応じた電圧が出力される。【００７１】
バックライト制御信号ＢＣは、表示期間ではハイレベルになり、センシング期間ではローレベルになる。このためバックライト１５は、表示期間では点灯し、センシング期間では消灯する。なお、出力制御信号ＯＣがローレベルのときのタイミングチャートには、図９に示すセンシング期間の信号波形のみが繰り返し現れる。【００７２】
以下、本実施形態に係る液晶表示装置１０の効果を説明する。液晶表示装置１０では、パネル駆動回路１７による読み出しの前に用いられる表示データ（センシング期間の前半部の表示データ）は固定データＤｆに切り替えられ、光センサ２を用いた画像入力は固定データＤｆに基づく画像を表示した後に行われる。固定データＤｆに基づく画像を表示すると、液晶パネル１１の光透過率や液晶表示装置１０に含まれる画素回路１や信号線などの状態は、以前の表示画像の影響を受けなくなる。したがって、固定データＤｆを用いて画像入力に適した画像を表示し、その後に画像入力を行うことにより、表示画像の影響を排除して、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力を行い、得られたスキャン画像を出力することや、スキャン画像に基づき高い精度でタッチ位置検出を行うことができる。【００７３】
特に、固定データとして単色画像を表すデータを用いた場合には、単色画像を表示すると、液晶パネル１１の光透過率や液晶表示装置１０に含まれる画素回路１や信号線などの状態は均一になる。したがって、単色画像を表示した後に画像入力を行うことにより、表示画像の影響を排除すると共に、液晶表示装置１０の内部状態を揃えて、高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。【００７４】
また、固定データとして光センサ２の受光感度が高い色の成分を多く含む単色画像を表すデータを用いた場合には、画像表示後に画像入力を行うと、光センサ２は高い受光感度で動作する。したがって、表示画像の影響を排除し、表示画像の内部状態を揃えると共に、光センサ２の受光感度を高くして、高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。具体的には、固定データとして白色画像を表すデータを用いれば、上記の効果が得られる。また、液晶パネル１１をＣＧシリコンで形成した場合には、光センサ２の受光感度は青色光で高くなるので、固定データとして青色画像を表すデータを用いても、上記の効果が得られる。【００７５】
また、画像処理部１２がスキャン画像に対して画像認識処理を行うことにより、スキャン画像に含まれる対象物（指など）を液晶表示装置１０で検知することができる。また、対象物の反射像を検知するときには、スキャン画像が暗くなり、タッチ位置の検出精度が低下する問題が顕著になるが、そのようなときでも、固定データＤｆを用いて画像入力に適した画像を表示した後に画像入力を行うことにより、表示データの影響を排除し、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。液晶表示装置１０では、表示データ切替処理は、パネル駆動回路１７の前段に設けられた画像処理部１２において行われる。【００７６】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置１０については、各種の変形例を構成することができる。以上の説明では、液晶表示装置１０は、出力制御信号ＯＣに従い、画像表示と画像入力を交互に行うか、画像入力のみを連続して行うかを切り替えることとしたが、画像入力を行うタイミングや頻度は任意に決定してもよい。例えば、液晶表示装置は、出力制御信号ＯＣがハイレベルのときには画像表示と画像入力を３：１の割合で行ってもよく、出力制御信号ＯＣがローレベルのときには画像表示と画像入力を交互に行ってもよい。また、液晶表示装置は、画像入力を行うタイミングを自ら決定してもよく、外部から画像入力指示を受けたときに画像入力を行ってもよい。【００７７】
また、画像処理部１２は図８に示す以外のバックライト制御を行ってもよい。例えば、画像処理部は、センシング期間の後半部ではバックライトを点灯させてもよく、バックライト制御を行わなくてもよい。また、画像処理部は、動作モード選択処理を行わず、影像モードの処理と反射像モードの処理のいずれか一方のみを行ってもよい。また、画像処理部は、フレームレート変換処理と表示データ切替処理を１つの処理として行ってもよい。また、画像処理部は、複数の固定データを予め有しており、状況に応じて固定データを切り替えてもよい。例えば、画像処理部は、影像モードでは影像を検知するのに適した固定データを使用し、反射像モードでは反射像を検知するのに適した固定データを使用してもよい。【００７８】
また、液晶表示装置１０では、パネル駆動回路１７を液晶パネル１１と一体に形成することとしたが、パネル駆動回路１７の全部または一部を液晶パネルの外部に設けてもよい。また、液晶パネル１１には光センサ２を画素ごとに設けることとしたが、光センサ２を複数の画素ごとに設けてもよく、サブ画素ごとに設けてもよい。また、液晶パネル１１を他の半導体で構成した場合、フォトダイオード６の受光感度は、例えば赤色光や青色光に比べて緑色光では高くなる。したがって、この場合には、青色を緑色と読み替えて同様の液晶表示装置を構成すればよい。また、フォトダイオード６の受光感度が緑色光や青色光に比べて赤色光で高くなる場合には、青色を赤色と読み替えて同様の液晶表示装置を構成すればよい。これら変形例に係る液晶表示装置も、本実施形態に係る液晶表示装置１０と同様の効果を奏する。【００７９】
（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１０に示す液晶表示装置２０は、センサ内蔵液晶パネル２１、画像処理部２２、Ａ／Ｄ変換器１３、バックライト電源回路１４、および、バックライト１５を備えている。センサ内蔵液晶パネル２１（以下、液晶パネル２１という）は、パネル駆動回路２７と画素アレイ１８を含んでいる。以下の各実施形態では、各実施形態の構成要素のうち、既に述べた実施形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。【００８０】
画像処理部２２は、第１の実施形態に係る画像処理部１２と同様に、フレームレート変換処理、動作モード選択処理、バックライト制御処理、スキャン画像生成処理および画像認識処理を行い、表示データ切替処理に代えて切替判定処理を行う。より詳細には、画像処理部２２は、パネル駆動回路２７に対して、フレームレート変換後の表示データＤ２を出力すると共に、表示データを固定データに切り替えるか否かを示す切替制御信号ＣＣを出力する。切替制御信号ＣＣは、例えば、表示期間ではローレベルになり、センシング期間ではハイレベルになる。【００８１】
パネル駆動回路２７は、第１の実施形態に係るパネル駆動回路１７に表示データ切替機能を追加したものである。より詳細には、パネル駆動回路２７は、パネル駆動回路１７と同様に、液晶パネル２１の画素回路に表示データＤ２に応じた電圧を書き込む動作と、液晶パネル２１の光センサから受光量に応じた電圧を読み出す動作とを行う。ただし、パネル駆動回路２７は、切替制御信号ＣＣがハイレベルのときには、表示データＤ２ではなく、画像入力に適した固定データＤｆに応じた電圧を液晶パネル２１の画素回路に書き込む。このため、センシング期間の前半部では、液晶パネル２１には固定データＤｆに基づく画像（例えば白色画像や青色画像）が表示される。【００８２】
本実施形態に係る液晶表示装置２０では、表示データ切替処理はパネル駆動回路２７で行われ、パネル駆動回路２７は表示データ切替部としても機能する。このように構成された液晶表示装置２０でも、パネル駆動回路１７による読み出しの前に用いられる表示データ（センシング期間の前半部の表示データ）は固定データＤｆに切り替えられ、光センサ２を用いた画像入力は固定データＤｆに基づく画像を表示した後に行われる。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置２０によれば、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同様に、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。なお、本実施形態についても、第１の実施形態と同様に、各種の変形例を構成することができる。【００８３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第１および第２の実施形態に係る液晶表示装置の利用形態の一例を説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る名刺読み取り装置の構成を示すブロック図である。図１１に示す名刺読み取り装置６０は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と表示制御部６１を備えている。【００８４】
表示制御部６１は、液晶表示装置１０の制御部であり、ＣＰＵ６２とメインメモリ６３を含んでいる。メインメモリ６３は名刺読み取りプログラム６４を記憶し、ＣＰＵ６２はメインメモリ６３上の名刺読み取りプログラム６４を実行する。このように構成された表示制御部６１は、液晶表示装置１０に対して表示データＤ１と出力制御信号ＯＣを出力すると共に、液晶表示装置１０から出力された座標データＣｏや撮像データＳＤに対して所定の処理を行う。【００８５】
図１２は、名刺読み取り装置６０の動作を示すフローチャートである。名刺読み取り装置６０は、まず初期画面を表示する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１では、表示制御部６１は、液晶表示装置１０に対して初期画面データとハイレベルの出力制御信号ＯＣを出力する。液晶表示装置１０は、初期画面データに基づき液晶パネル１１に初期画面を表示する。初期画面には、例えば「名刺をセットして下さい」などのメッセージが含まれている。利用者は、初期画面を確認すると、読み取るべき名刺を液晶パネル１１の画素アレイ１８を覆う位置（以下、読み取り位置という）に置く。【００８６】
次に、名刺読み取り装置６０は、名刺が置かれたことを検知する（ステップＳ２０２）。名刺が読み取り位置に置かれると、画像処理部１２で生成されるスキャン画像には液晶パネルに名刺が置かれたことを示す特徴が現れる。液晶表示装置１０は、スキャン画像にこの特徴が現れたことを検知すると、その旨を表示制御部６１に通知する。表示制御部６１は、この通知を受け取ると以降の処理を行う。【００８７】
次に、名刺読み取り装置６０は、固定データに基づく画像を表示する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３では、表示制御部６１は、液晶表示装置１０に対してローレベルの出力制御信号ＯＣを出力する。出力制御信号ＯＣがローレベルである間、すべてのフレーム時間はセンシング期間となり、画像処理部１２は画像入力に適した固定データＤｆに応じた電圧を液晶パネル１１の画素回路に書き込む。このため、各フレーム時間の前半部では、液晶パネル１１には固定データＤｆに基づく画像（例えば白色画像や青色画像）が表示される。【００８８】
次に、名刺読み取り装置６０は、名刺画像を読み取る（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４では、出力制御信号ＯＣはローレベルのままである。液晶表示装置１０は、画素アレイ１８から読み出した信号に基づきスキャン画像を生成し、生成したスキャン画像を撮像データＳＤとして出力する。表示制御部６１は、液晶表示装置１０から出力された撮像データＳＤを名刺画像データとして扱う。【００８９】
次に、名刺読み取り装置６０は、名刺画像を表示する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５では、表示制御部６１は液晶表示装置１０に対して名刺画像データとハイレベルの出力制御信号ＯＣを出力する。液晶表示装置１０は、名刺画像データに基づき液晶パネル１１に名刺画像を表示する。利用者は、名刺画像を見て、名刺が正しく読み取られていることを確認する。【００９０】
以上に示すように、本実施形態に係る名刺読み取り装置６０によれば、液晶表示装置１０では、パネル駆動回路１７による読み出しの前に用いられる表示データは固定データＤｆに切り替えられ、光センサ２を用いた画像入力は固定データＤｆに基づく画像を表示した後に行われる。このように固定データＤｆを用いて画像入力に適した画像を表示し、その後に画像入力を行うことにより、表示画像の影響を排除して、表示画像にかかわらず高い精度で名刺画像を入力することができる。【００９１】
なお、上述した方法で、名刺読み取り装置以外にも、画像表示機能と画像入力機能とを有する任意の装置を構成することができる。例えば、ＱＲ（Quick Response）コード読み取り装置や指紋認証装置などを構成することができる。また、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０に代えて、第２の実施形態に係る液晶表示装置２０や、第１および第２の実施形態の変形例に係る液晶表示装置を用いてもよい。これらの装置も、本実施形態に係る名刺読み取り装置６０と同様の効果を奏する。【００９２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第３の実施形態と同様の名刺読み取り装置を別の構成で実現する方法を説明する。図１３は、本発明の第４の実施形態に係る名刺読み取り装置の構成を示すブロック図である。図１３に示す名刺読み取り装置７０は、液晶表示装置７１と表示制御部７３を備えている。【００９３】
液晶表示装置７１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０において、画像処理部１２を画像処理部７２に置換したものである。画像処理部７２は、画像処理部１２から表示データ切替処理を削除したものである。画像処理部７２は、表示データＤ１に対して画像処理部１２と同様のフレームレート変換処理を行い、得られた表示データＤ２をパネル駆動回路１７に対して出力する。【００９４】
表示制御部７３は、第３の実施形態に係る表示制御部６１と同様に、ＣＰＵ６２とメインメモリ６３を含んでいる。ただし、ＣＰＵ６２は、第３の実施形態に係る名刺読み取りプログラム６４とは異なる名刺読み取りプログラム７４を実行する。【００９５】
名刺読み取り装置７０は、第３の実施形態に係る名刺読み取り装置６０と同様に、図１２に示す動作を行う。ただし、ステップＳ２０３では、表示制御部７３は、液晶表示装置７１に対してローレベルの出力制御信号ＯＣを出力すると共に、表示データＤ１として固定データＤｆを与える。すなわち、表示制御部７３は、液晶表示装置７１に画像入力指示を与えるときには、表示データＤ１として画像入力に適した固定データＤｆを与える。したがって、画像入力指示が与えられている間、液晶表示装置７１の液晶パネル１１には、固定データＤｆに基づく画像（例えば白色画像や青色画像）が表示される。【００９６】
以上に示すように、本実施形態に係る名刺読み取り装置７０によれば、表示制御部７３は、液晶表示装置７１に画像入力指示を与えるときには、表示データＤ１として画像入力に適した固定データＤｆを与える。このため、液晶表示装置７１では、パネル駆動回路１７による読み出しの前に用いられる表示データは固定データＤｆとなり、光センサ２を用いた画像入力は固定データＤｆに基づく画像を表示した後に行われる。このように固定データＤｆを用いて画像入力に適した画像を表示し、その後に画像入力を行うことにより、表示画像の影響を排除して、表示画像にかかわらず高い精度で名刺画像を入力することができる。なお、本実施形態についても、第３の実施形態と同様に、各種の変形例を構成することができる。【００９７】
以上に示すように、本発明の液晶表示装置によれば、固定データを用いて画像入力に適した画像を表示し、その後に画像入力を行うことにより、表示画像の影響を排除して、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。なお、上述した方法で液晶表示装置以外の表示装置を構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の表示装置は、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行えるという特徴を有するので、液晶表示装置を始めとする各種の表示装置に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年7月6日(2010.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の第３の局面によれば、光センサを用いた画像入力は、光センサの受光感度が高い色の成分を多く含む単色画像を表示した後に行われる。このような特性を有する単色画像を表示した後に画像入力を行うと、光センサは高い受光感度で動作する。したがって、表示画像の影響を排除し、表示装置の内部状態を揃えると共に、光センサの受光感度を高くして、高い精度で画像入力やタッチ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】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の第４の局面によれば、白色画像を表すデータを固定データとして用いることにより、表示画像の影響を排除し、表示装置の内部状態を揃えると共に、光センサの受光感度を高くして、高い精度で画像入力やタッチ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】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の第５の局面によれば、複数の光センサを含む液晶パネルをＣＧシリコンで形成した場合、光センサの受光感度は青色光で高くなるので、青色画像を表すデータを固定データとして用いることにより、表示画像の影響を排除し、表示装置の内部状態を揃えると共に、光センサの受光感度を高くして、高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
また、固定データとして光センサ２の受光感度が高い色の成分を多く含む単色画像を表すデータを用いた場合には、画像表示後に画像入力を行うと、光センサ２は高い受光感度で動作する。したがって、表示画像の影響を排除し、表示装置の内部状態を揃えると共に、光センサ２の受光感度を高くして、高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。具体的には、固定データとして白色画像を表すデータを用いれば、上記の効果が得られる。また、液晶パネル１１をＣＧシリコンで形成した場合には、光センサ２の受光感度は青色光で高くなるので、固定データとして青色画像を表すデータを用いても、上記の効果が得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
本実施形態に係る液晶表示装置２０では、表示データ切替処理はパネル駆動回路２７で行われ、パネル駆動回路２７は表示データ切替部としても機能する。このように構成された液晶表示装置２０でも、パネル駆動回路２７による読み出しの前に用いられる表示データ（センシング期間の前半部の表示データ）は固定データＤｆに切り替えられ、光センサ２を用いた画像入力は固定データＤｆに基づく画像を表示した後に行われる。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置２０によれば、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同様に、表示画像にかかわらず高い精度で画像入力やタッチ位置検出を行うことができる。なお、本実施形態についても、第１の実施形態と同様に、各種の変形例を構成することができる。
【国際調査報告】
2009104667.tif 000018
2009104667.tif 000019