(57)【要約】【課題】光センサを用いて情報入力が可能な表示装置において、外光に応じて光センサの感度を適切に制御する。【解決手段】キャリブレーション回路９３により、外光に応じて変動する光センサの出力値に基づいて光センサの駆動条件を変更する。これにより、光センサの感度を適切に制御する。光センサの駆動条件は、プリチャージ時間又は露光時間の少なくとも一方とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に近接した物体を光センサを用いて撮影する表示手段と、
光センサの出力値の統計量に基づいて光センサの駆動条件を変更するセンサ駆動手段と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記駆動条件は、光センサの露光時間又はプリチャージ時間の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示手段は、物体を近接させるための領域を表示画面に表示するものであって、
前記センサ駆動手段は、表示画面における前記領域以外の領域に配置された光センサの出力値の統計量に基づいて駆動条件を変更することを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
【請求項４】
前記センサ駆動手段は、前記出力値を階調化した階調値のヒストグラムにおける中央を含む上位の階調値が所定の範囲内になるように前記駆動条件を制御する制御信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記センサ駆動手段は、前記上位の階調値を表示画面と物体の大きさに応じて変更可能であることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
前記センサ駆動手段は、光センサの露光時間、プリチャージ電圧、前記所定の範囲の関係を示すテーブルを用いて前記制御信号を決定することを特徴とする請求項４又は５記載の表示装置。
【請求項７】
前記テーブルは、露光時間を許容可能の範囲で最大とし、プリチャージ電圧の方を変化させるものであることを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【請求項８】
前記センサ駆動手段は、線形探索法により前記テーブルを用いて前記制御信号を決定することを特徴とする請求項６又は７記載の表示装置。
【請求項９】
前記センサ駆動手段は、２分探索法により前記テーブルを用いて前記制御信号を決定することを特徴とする請求項６又は７記載の表示装置。
【請求項１０】
前記センサ駆動手段は、前記表示画面を一定範囲で複数の領域に区画したときの領域毎に画素の間引き処理がされた後の階調値を用いることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記センサ駆動手段は、前記光センサの出力値が前記光センサの駆動条件を変更するべき程度に変化した時点と、現実に前記センサの駆動条件を変更する時点との間に所定の待ち期間を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】
前記所定の待ち期間の間の前記統計量を保持する手段を有することを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光により表示画面からの情報入力が可能な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノート型コンピュータなどの各種機器に表示装置として広く利用されている液晶表示装置は、複数の走査線と複数の信号線とが交差するように配線され各交差部分に薄膜トランジスタ、液晶容量、補助容量を有する画素を備えた表示部と、走査線を駆動する駆動回路と、信号線を駆動する駆動回路とを備える。表示部は、ガラス製のアレイ基板上に形成される。近年の集積回路技術の発展およびプロセス技術の実用化により駆動回路の一部もアレイ基板上に形成可能となり、液晶表示装置全体の軽量化・小型化が図られている。
【０００３】
ところで、表示装置としては、画素内に光センサを配置し、光により表示画面から情報の入力を可能にしたものが開発されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この種の光入力機能を備えた表示装置では、光センサとして例えばフォトダイオードを用いるとともに、このフォトダイオードにキャパシタを接続し、表示画面から入射された光についてのフォトダイオードでの受光量の変化に応じてキャパシタの電荷量を変化させ、キャパシタの両端の電圧を検出して撮像画像のデータを生成することで、画像の取り込みを行っている。
【０００５】
このような表示装置の応用として、表示画面上に投影された指などの物体がつくる影を検出することにより情報入力を行うタッチパネル機能や、ライトペンなどの発光する物体から照射された光を検出することにより情報入力を行うデジタイザ機能を備えたものが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３１８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の光入力機能を備えた表示装置では、周囲環境が暗い場合、表示画面に近づいた物体の作る影を正確に識別できないため、情報入力の精度が落ちる。また、周囲環境が明るすぎても情報入力の精度は落ちる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、外光に応じて光センサの感度を適切に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る表示装置は、画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に近接した物体を光センサを用いて撮影する表示手段と、光センサの出力値の統計量に基づいて光センサの駆動条件を変更するセンサ駆動手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、外光に応じて変動する光センサの出力値に基づいて光センサの駆動条件を変更することで、光センサの感度を適切に制御することを可能にしている。
【００１０】
上記表示装置において、前記駆動条件は、光センサの露光時間又はプリチャージ時間の少なくとも一方とすることが望ましい。
【００１１】
上記表示装置において、前記表示手段は、物体を近接させるための領域を表示画面に表示するものであって、前記センサ駆動手段は、表示画面における前記領域以外の領域に配置された光センサの出力値の統計量に基づいて駆動条件を変更することを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、物体を近接させる領域以外の領域に配置された光センサの出力値に基づいて駆動条件を変更することで、物体が近接してきたときの影の影響を受け難くなるので、外光の照度変化による光センサの出力の変動を正確に把握することが可能となる。
【００１３】
上記表示装置において、前記センサ駆動手段は、前記出力値を階調化した階調値のヒストグラムにおける中央を含む上位の値が所定の範囲内になるように前記駆動条件を制御するための制御信号を出力することを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、階調ヒストグラムにおける中央を含む上位の値が所定の範囲内になるように光センサの駆動条件を制御することで、物体が近接してきたときに生じる影は低い階調値であるところ、このような低い階調値の変化の影響を受け難くなるので、外光の照度変化による光センサの出力の変動を正確に把握することが可能となる。
【００１５】
上記表示装置において、前記センサ駆動手段は、前記上位の階調値を表示画面と物体の大きさに応じて変更可能であることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、上位の階調値を表示画面と物体の大きさに応じて変更可能としたことで、表示画面と物体の大きさに応じた適切な階調値を用いた制御が可能となる。
【００１７】
上記表示装置において、前記センサ駆動手段は、光センサの露光時間、プリチャージ電圧、前記所定の範囲の関係を示すテーブルを用いて前記制御信号を決定することを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、光センサの露光時間、プリチャージ電圧、所定の範囲の関係を離散的に示すテーブルを用いて制御することで、露光時間、プリチャージ電圧を連続的に変化させるよりも制御に時間がかからないようにしている。
【００１９】
上記表示装置において、前記テーブルは、露光時間を許容可能の範囲で最大とし、プリチャージ電圧の方を変化させるものであることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、プリチャージ電圧の方を変化させ、露光時間を許容可能の範囲で最大とすることで、Ｓ／Ｎを向上させている。
【００２１】
上記表示装置において、前記センサ駆動手段は、線形探索法により前記テーブルを用いて前記制御信号を決定することを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、線形探索法を用いることで、階調値が所定範囲内に入るように露光時間、プリチャージ電圧を迅速かつ正確に求めることが可能になる。
【００２３】
上記表示装置において、前記センサ駆動手段は、２分探索法により前記テーブルを用いて前記制御信号を決定することを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、２分探索法を用いることで、線形探索法よりも高速に露光時間、プリチャージ電圧を求めることが可能になる。
【００２５】
上記表示装置において、前記センサ駆動手段は、前記表示画面を一定範囲で複数の領域に区画したときの領域毎に画素の間引き処理がされた後の階調値を用いることを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、一定の領域毎に画素の間引き処理がされた後の階調値を用いることで、光センサの駆動条件を変更する処理の負担を軽減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の表示装置によれば、外光の明暗に応じて光センサの感度をより適切に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［第１の実施の形態］
図１は、一実施の形態における表示装置の構成を示す平面図である。同図の表示装置は、ガラス製のアレイ基板１に形成された表示部２、アレイ基板１に接続されたフレキシブル基板３、フレキシブル基板３に形成されたセンサ用ＩＣ(Integrated Circuit)４および表示用ＩＣ５、センサ用ＩＣ４のインタフェース（Ｉ／Ｆ）６、表示用ＩＣのインタフェース７を備える。
【００２９】
表示部２は、複数の信号線と複数の走査線とが交差するように配線され、各交差部に画素を備える。この表示部２は、ホスト側のＣＰＵから表示用インタフェースＩ／Ｆ７および表示用ＩＣ５を介して伝送されてくる映像信号に基づいて画像を表示する表示機能と、表示画面に近接してきた外部の物体の画像を撮影する光入力機能を備える。センサ用ＩＣ４は、撮影された画像の処理を行い、この処理結果をセンサ用インタフェースＩ／Ｆ６を介してホスト側のＣＰＵへ伝送する。表示用ＩＣ５は、表示処理の制御を行う。
【００３０】
図２は、表示部２の構成を示す断面図である。アレイ基板１では画素内に光センサ８等が形成され、これを覆うように絶縁層９が形成される。アレイ基板１と、これに対向して配置されたガラス製の対向基板１２との間隙に液晶層１１が形成される。対向基板１２の外側にはバックライト１３が配置される。同図に示すように、光センサ８には、指等の物体２０によって遮られていない外光と、バックライト１３から放出され、物体２０で反射した光とが入射する。
【００３１】
図３は、画素の構成を示す回路図である。表示部２では、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の画素が規則的に配置されており、各画素は、表示系３１として、スイッチ素子３３、液晶容量ＬＣ、補助容量ＣＳを備える。同図において、Ｇａｔｅ（ｍ）は走査線、Ｓｉｇ（ｎ）は信号線、ＣＳ（ｍ）は補助容量線である。スイッチ素子３３はＭＯＳ型であり、そのゲートが走査線に接続され、ソースは信号線に接続され、ドレインは補助容量ＣＳおよび液晶容量ＬＣに接続される。補助容量ＣＳの他方の端子は補助容量線に接続される。
【００３２】
ホスト側のＣＰＵから信号線を通じて伝送されてきた映像信号は、走査線に伝送されてきた走査信号によりスイッチ素子３３がオンしたときに、スイッチ素子３３を介して補助容量ＣＳおよび液晶容量ＬＣに与えられて表示に用いられる。
【００３３】
表示部２は、光センサ系３２として、Ｒ，Ｇ，Ｂの３画素毎に光センサ８、センサ容量３７、出力制御スイッチ３４、ソースフォロアアンプ３５、プリチャージ制御スイッチ３８を１個づつ備える。ここでは、光センサ８の一例として、ＰＩＮ型の光ダイオードを用いる。
【００３４】
光センサ８とセンサ容量３７は並列に接続される。これら光センサ８およびセンサ容量３７は、ソースフォロアアンプ３５、出力制御スイッチ３４を介して赤の信号線Ｓｉｇ（ｎ）に接続され、プリチャージ制御スイッチ３８を介して青の信号線Ｓｉｇ（ｎ＋２）に接続される。
【００３５】
出力制御スイッチ３４のオン・オフは制御線ＯＰＴ（ｍ）上の信号により制御され、プリチャージ制御スイッチ３８のオン・オフは制御線ＣＲＴ（ｍ）上の信号により制御される。
【００３６】
次に、光センサ８の動作について説明する。プリチャージ制御スイッチ３８を通じて青の信号線から例えば４Ｖの電圧がセンサ容量３７にプリチャージされる。所定の露光時間の間、光センサ８に入射する光量に応じて光センサ８にリーク電流が発生すると、センサ容量３７の電位が変化する。センサ容量３７は、リーク電流が少なければほぼ４Ｖを維持し、リーク電流が多ければ０Ｖに近づく。一方で、赤の信号線を５Ｖにプリチャージした後、出力制御スイッチ３４をオンしてソースフォロアアンプ３５を赤の信号線に導通させる。センサ容量３７は、ソースフォロアアンプ３５のゲートに接続されているので、センサ容量３７の残存電圧が例えば４Ｖのままならソースフォロアアンプ３５はオンし、赤の信号線の電位は５Ｖから０Ｖに向かって変化する。センサ容量３７の残存電圧が０Ｖならソースフォロアアンプ３５はオフし、赤の信号線の電位は５Ｖのまま殆ど変化しない。
【００３７】
図４の回路図に示すように、コンパレータ４１により、赤の信号線の電位と基準電源４０の基準電圧とを比較し、信号線の電位が基準電圧より大きい場合にはハイレベルの信号を出力し、信号線の電位が基準電圧より小さい場合にはローレベルの信号を出力する。基準電圧は固定とする。
【００３８】
これにより、コンパレータ４１は、光センサ８が、所定値よりも明るい光を検出した場合にはハイレベルの信号を出力し、所定値よりも暗い光を検出した場合にはローレベルの信号を出力することになる。コンパレータ４１の出力は、センサ用ＩＣ４へ伝送される。
【００３９】
図５は、表示装置の動作を示すタイミングチャートである。同図では、各走査線について、上部に表示系、下部に撮像系のタイミングチャートを示す。同図に示すように、表示系において映像信号の画素への書き込みが完了した後に、一定のブランク期間（この期間にセンサ容量３７がプリチャージされる）をおいてから、表示画面上の物体について一定の露光時間だけ撮像する。この露光時間は変更可能である。
【００４０】
本実施形態の表示装置では、図６に示すように、物体を近接させるための領域として第１〜第１２スイッチを表示画面に表示させるものとし、指２０がどのスイッチに接触したかを判定することを想定する。
【００４１】
図７は、センサ用ＩＣ４の構成を示す回路ブロック図である。同図のセンサ用ＩＣ４は、レベルシフタ９１、階調化回路９２、キャリブレーション回路９３、ＤＡＣ(Digital Analog Convertor)９４、計数回路９５、フレーム間差分処理回路９６、エッジ検出回路９７、接触確率計算回路９８、ＲＡＭ(Random Access Memory)９９を備える。本実施形態においては、このキャリブレーション回路９３が請求項のセンサ駆動手段に相当する。
【００４２】
レベルシフタ９１は、表示部２との信号のやり取りのために信号の電圧を調整する。
【００４３】
階調化回路９２は、図４を用いて説明したコンパレータ４１から伝送されてきた２値画像を多階調画像に変換する。この変換の手法としては、例えば、図８に示すように、各画素について、その周囲の１２画素×１２画素の正方形領域で０又は１からなる２値データの和を取ることにより、０〜１４４の間の多階調値を得る。または１６×１６画素の正方形領域で０〜２５５の間の多階調値を得るようにしても良い。センサＩＣの内部に設けるメモリ領域の配置効率を考慮して適性値を決めるのがよい。あるいは、表示部２で、撮像画像のデータをアナログ信号で出力し、これを階調化回路９２でＡ／Ｄ変換器により多階調のデジタル信号に変換するようにしてもよい。なお階調画像は実施例１と同様に間引いたものを用いても以下の処理は影響が少ない。センサＩＣの内部に設けるメモリ領域の配置効率を考慮して適性値を決めるのが良い。
【００４４】
キャリブレーション回路９３は、撮像画像について白色の画素数をカウントし、全画素の３０〜７０％が白色となるように制御信号を出力する。この制御信号を受けたＤＡＣ９４、レベルシフタ９１では、露光時間又はプリチャージ時間の少なくても一方を調節する。具体的には、出力される白色画素の数が７０％に増大した場合には、露光時間を短くするか若しくはプリチャージ電圧を高くすることによって、白色画素の数を５０％程度に引き戻す。一方、出力される白色画素の数が３０％に低減した場合には、露光時間を長くするか若しくはプリチャージ電圧を低くすることによって、白色画素の数を５０％程度に引き戻す。このように、白色の画素数を全画素の３０〜７０％にしておくことで、図９のグラフに示すように、光センサの応答を敏感にすることができる。
【００４５】
ただし、外光の変化に基づいて動作点が変更するのはよいが、指／手が接近してくることにより動作点が頻繁に変わってしまっては正確な読み取りができない。すなわち、差分画像で指の動きを検出したい場合に、駆動条件が変わることによる読取り画像全体の差分が検出されてしまうと著しいノイズとなる。
【００４６】
そこで、画面全体の光センサの出力値に基づいて平均値を出力するのでなく、表示画面におけるスイッチが表示された領域以外の領域に配置された光センサの出力値に基づいて駆動条件を変更するようにする。この領域としては、例えば、指が接近しても影がかからない画面上部とする。
【００４７】
図１０は、画面全体の光センサの出力値に基づいて平均値を出力する場合の画面を示す図であり、図１１は、そのときの階調ヒストグラムを示す図である。破線は、指が接近する前のヒストグラムであり、実線は指が接近したときのヒストグラムである。
【００４８】
これに対し、図１２は、画面上部におけるスイッチ以外の領域の光センサの出力値に基づいて平均値を出力する場合の画面を示す図であり、図１３は、そのときの階調ヒストグラムを示す図である。ここでは、図１２の破線で示す領域に配置されている光センサの出力値を用いる。図１３の実線と破線の関係は図１１と同様である。
【００４９】
図１１、図１３を見て分かるように、指が接近してくると、指の影に対応する低階調値となる領域が増加するので、ヒストグラムは低い階調値側にシフトすることになる。
【００５０】
両者を比較すると、画面全体の光センサを用いた場合には、指が接近する前のヒストグラムの平均値１が、指が接近したときには平均値２となっており、階調平均値は大きく低下する。これに対し、画面上部の光センサだけを用いた場合には、階調ヒストグラムのサンプリング領域を図１２の点線部に限定することになる。このようにすると指の接近前後でサンプリング領域に影が投影されることが少ないので、このサンプリング領域での階調平均値のシフトが少なくなる。よって、指や手の接近に過敏に反応することを避けることができ、外光の変化だけを正確に読み取ることが可能となる。
【００５１】
図１４は、指が接近してくる前後における階調平均値の時間変化を示す図である。同図の点線は、画面全体の光センサを用いた平均値の変化を示しており、指接近により平均値が大きく変化してしまっている。これに対し、実線は、画面上部のサンプリング領域内での平均値の時間変化を示しており、指の接近前後で平均値はそれほど変化していない。一方で外光照度が大きく変化した場合には点線のサンプリング領域の階調平均は外光に連動してシフトするのでキャリブレーションが有効に機能することになる。
【００５２】
このキャリブレーションをセンサ用ＩＣの内部で行うことを考えると、画面全体で平均値を計算する場合には画面全体の光センサからの出力値を待たねばならないが、画面上部の特定領域だけの平均値を計算するのであれば画面全体の光センサからの出力値を待つ必要がないという利点がある。
【００５３】
なお、本実施形態では、「平均値」を観察してキャリブレーションをするか否かを決定しているが「平均値」に限定されるものではない。光センサの駆動条件が適切か否かを判断するためには、画像の出力値に基づく何らかの統計量を用いればよい。例えば、階調ヒストグラムの中央値（メジアン値）を用いてもよい。但し「平均値」を求めるための回路規模の方が小さく、センサ用ＩＣを低コスト化できる利点がある。
【００５４】
サンプリング領域は、指の影が投影されない範囲で大きめにすることが望ましい。そこで図１５，１６に示すように、ユーザーが入力する手が右手の場合と左手の場合とでサンプリング領域を画面センターに対して非対称にすることが有効である。この設定はユーザーが端末購入時に設定するようにする。たとえば、右利きのユーザーは、図１５のように右手で入力することが多いであろうから画面の右側は影が投影される可能性がやや高く、画面の左側は影が投影される可能性が低いと考えられるので、同図の点線のように、画面上部の左側にキャリブレーションのためのサンプリング領域を定めるのがよい。これに対し、左利きのユーザーは、図１６のように左手で入力することが多いであろうから、同図の点線のように、画面上部の右側にサンプリング領域を定めるのがよい。
【００５５】
計数回路９５は、表示画面に表示されているスイッチ毎に白色の画素の数を計数し、これらの計数値をスイッチ毎に保持する。また、現在のｎ番目のフレームにおける計数値と、過去のｎ−１番目のフレームにおける計数値との差分値を算出して保持し、スイッチ毎の差分値のうち最大のものが所定の閾値以上の場合に、確率計算の候補として、指がそのスイッチに接触したとの旨を示す信号を出力する。これは、図１７に示すように、特定のスイッチ（同図の第５スイッチ）に指が接触した場合には、他のスイッチでも差分対象の画像間の階調変化が連動して起こることになるが、実際に指が接触しているスイッチで最も階調変化が激しくなるので、上記の最大の差分値を判定の対象とすることにより、判定の精度を高めることができるからである。計数回路９５の出力信号は、接触確率計算回路９８に送られる。
【００５６】
フレーム間差分処理回路９６は、現在のフレームにおける多階調画像とＲＡＭ９９に格納されている過去の多階調画像との差分を取った差分画像を求め、この差分画像を２値化して物体を示す領域を抽出し、この領域の重心を算出し、確率計算の候補として、指がこの重心に位置するスイッチに接触したとの旨を示す信号を出力する。
【００５７】
差分画像を求める際には、例えば、図１８に示すように、任意の時刻ｔ１における多階調画像の階調値から１フレーム前の多階調画像の階調値を画素毎に減算する。なお、同図においては、時刻ｔでの座標（ｘ，ｙ）における階調値をＦ（ｘ，ｙ，ｔ）とおいている。この他、１フレーム毎に表示部２の画素を駆動する駆動電圧の極性が変わる場合には、この極性の影響を除くために、２フレーム前の多階調画像との差分を取るようにしてもよい。このようにするとセンサからのデータ出力が２フレームに１回と少なくなるため消費電力を小さくでき電池を長持ちさせる利点がある。また、偶数番目のフレームと奇数番目のフレームと多階調画像の平均値を取った後に、その平均値どうしで差分を取るようにしてもよい。
【００５８】
エッジ検出回路９７は、各フレームの多階調画像についてエッジの強さ（階調の空間的変化の大きさ）を算出し、階調値が所定の閾値以上のエッジについてその重心を算出し、確率計算の候補として、指がこの重心に位置するスイッチに接触したとの旨を示す信号を出力する。また、キャリブレーション完了時点の多階調画像をメモリに保持しておき、最新の多階調画像から減算した新たな多階調画像に対してエッジ検出をすることも有効である。センサの特性ばらつきに起因する撮像ムラを減殺でき、真に指によるエッジのみを切り出すことができるようになるからである。
【００５９】
エッジの検出に際しては、例えば、図１９に示すように、任意の画素について、その画素の階調値を４倍した値から、その画素の上下左右に隣接する４つの画素の階調値を減算してその画素の階調値とするラプラシアンフィルタを用いる。この他、Ｓｏｂｅｌフィルタや、Ｒｏｂｅｒｔｓフィルタ等のよく知られたフィルタを用いてもよい。また、演算の対象とする画素は、任意画素の上下左右に隣接する画素に限らず、斜めに隣接する画素であってもよいし、ノイズに対する過敏な反応を防ぐために、任意画素の上下左右斜めに数画素分だけ離れた画素を用いるようにしてもよい。例えば大人の指（幅１ｃｍ程度）で入寮区する際は、５ｍｍ以上とするとよい。１ｃｍより大きくする必要はない。フィルタ処理に用いる５つの画素が指（などの指示部材）の影からはみ出すようにするのがよい。指示部材の影の幅をＷとした場合、フィルタ処理に用いる画素は注目画素からＷ／２以上離れているようにするのがよい。Ｗ以上離す必要はない。
【００６０】
また、エッジ検出回路９７では、エッジの検出に際し、階調化回路９２が出力した多階調画像を用いてもよいし、フレーム間差分処理回路９６により差分を取った後の多階調画像を用いてもよい。これらの処理は間引いた後の階調画像を用いて行っても良い。
【００６１】
接触確率計算回路９８は、計数回路９５、フレーム間差分処理回路９６、エッジ検出回路９７からそれぞれ出力された信号に基づいてスイッチ毎に接触確率を計算する。例えば、各回路９５、９６，９７により指が接触したとされたスイッチについてはそれぞれ１０ポイント与え、他のスイッチに与えるポイントは０とする。一例として、各回路９５，９６，９７のそれぞれから第５のスイッチに指が接触した可能性が高い旨の信号を受け取った場合には、第５スイッチは合計３０ポイント、他のスイッチは０ポイントとなるので、第５スイッチは３０／３０×１００（％）＝１００％、他のスイッチは０／３０×１００（％）＝０％であると確率が計算される。他の例として、回路９５，９６から第５スイッチに接触したという信号を受け取り、回路９７から第６スイッチに接触したという信号を受け取った場合には、第５スイッチは合計２０ポイント、第６スイッチは１０ポイント、他のスイッチは０ポイントとなるので、第５スイッチは６７％、第６スイッチは３３％、他のスイッチは０％であると確率が計算される。
【００６２】
そして、接触確率計算回路９８の出力を受けるホスト側のＣＰＵで、接触確率が１００％のときだけ指が表示画面に接触したと判断するように設定した場合には、接触判定の精度が極めて高いシステムを実現できる。一方、ホスト側で接触確率が６７％のときでも指が表示画面に接触したと判断するように設定した場合には、応答性のよいシステムを実現できる。前者は銀行のＡＴＭなどの信頼性を要するアプリケーションに適用でき、後者はゲームなどの信頼性がそれほど要求されないアプリケーションに適用することができる。
【００６３】
したがって、本実施の形態によれば、外光に応じて変動する光センサの出力値に基づいて光センサの駆動条件を変更することで、光センサの感度を適切に制御することができる。
【００６４】
本実施の形態によれば、物体を近接させる領域以外の領域に配置された光センサの出力値に基づいて光センサの駆動条件を変更することで、物体が近接してきたときの影の影響を受け難くなるので、外光の照度変化による光センサの出力の変動を正確に把握することが可能となる。
【００６５】
［第２の実施の形態］
本実施の形態では、キャリブレーション回路９３の機能だけが第１の実施の形態と異なり、その他の基本的な構成は第１実施形態と同様であるので、ここでは、キャリブレーション回路９３についてだけ説明するものとし、第１の実施の形態と同様の部分については重複した説明を省略する。
【００６６】
本実施形態ではキャリブレーションはリアルタイムに行う。出荷時乃至電源投入時にキャリブレーションを行うだけでは不充分な場合があるからである。例えば、使用中において外光照度が変化したり、仮に外光照度が一定でもディスプレイを持つ手の角度の変化等でパネル表面の照度が大きく変化することがあるからである。
【００６７】
本実施形態のキャリブレーション回路９３には、図２０に示すように、撮像画像について１６×１６画素毎に面積階調化処理がされた後の１５×２０×８ｂｉｔの階調データが順に入力される。このように間引き処理を行うことで、キャリブレーション回路９３でのリアルタイムの処理負担の軽減を図る。
【００６８】
一方で、指が接近／接触する場合に過敏にキャリブレーションによる動作点変更が発生するのは好ましくない。そこで、キャリブレーション回路９３は、階調ヒストグラムを作成し、階調ヒストグラムにおける中央を含む上位の値が所定範囲内になるように制御信号を出力する。この制御信号を受けたＤＡＣ９４、レベルシフタ９１では、露光時間又はプリチャージ時間の少なくとも一方を調節する。
【００６９】
階調ヒストグラムの上位の値に着目したキャリブレーションは、平均値に着目したキャリブレーションより安定性が優れていることを次に説明する。
【００７０】
図２１は、指が接近する前の階調ヒストグラムを示す図であり、図２２は、指が接近したときの階調ヒストグラムを示す図である。それぞれの図において、平均値と中央値（メジアン値）を示している。なお、図２２において、破線は図２１と同一のヒストグラムであり、破線の矢印はその平均値を示している。
【００７１】
これらの図に示すように、外光下で画面中央付近のスイッチを押すことを想定した場合、指および手のひらが画面に接近してくることにより次第に光センサに入射する光量が減少し、階調平均値は低下する方向に変化する。これに敏感に反応して光センサの動作条件を変化させてしまうと、差分処理の際に、指の動き成分以外の動作点変更に伴う全体的な階調変化がノイズとして差分画像に加算されてしまう。
【００７２】
これに対し、ヒストグラムの中央から上位の階調値は、このような影響が少ない。これは、指の影は低階調値であるので、階調ヒストグラムの下位の部分に与える影響は大きいが、階調ヒストグラムの中央から上位の部分に与える影響は小さいからである。図２２に示すように、平均値は下位の階調へシフトするが、メジアン値はシフト量が小さいので、安定性に優れているということができる。
【００７３】
もちろん、メジアン値に代えて、例えば、階調ヒストグラムの上位から１／３の位置における階調値や階調ヒストグラムの上位から１／４の位置における階調値を用いて同様の処理を行っても良い。上位の階調値を使うことで、光源や手のかぶさり方により画面の全体に指接近時の影ができてしまう場合にも、不要なキャリブレーションがかからなくなり動作安定性を向上させることができる。外光が顕著に変化したときのみ階調ヒストグラムの上位の階調値は変化する。どの程度の上位の階調値を用いるかは、指接近時に画面にどのくらい影がかかるかによる。例えば、画面の大きさが指や手といった物体より十分大きければメジアン値でよいし、画面の大きさが指や手と同じ程度の大きさであれば上位から１／５程度の階調値の方が良い。このように、キャリブレーション回路９３では、表示画面と物体の大きさによって、上位の階調値を変更可能とすることが望ましい。
【００７４】
また、プリチャージ電圧や露光時間等のセンサ駆動条件のパラメータを連続的に変化させたのでは制御に時間がかかるので、光センサの露光時間又はプリチャージ電圧の少なくとも一方と階調値についての所定の範囲との関係を離散的に示すテーブルを用意しておくことが望ましい。このときのテーブル中のパラメータは隣接のもの同士が重なり部分を持つべきである。そうしないと境界部でキャリブレーションがかかったときに無限ループに陥る場合が生じるからである。また、テーブルは、露光時間を許容可能の範囲で最大とし、プリチャージ電圧の方を変化させるものとする。これらの条件を満足するテーブルとして、プリチャージ電圧や露光時間の変化のさせ方を例えば図２３のテーブルのように定める。
【００７５】
このテーブルは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間、メジアン値の範囲を示す最小値、最大値の関係を設定している。図２４は、このテーブルをグラフ化したものである。
【００７６】
プリチャージ電圧、露光時間の双方について、一定の刻みで少しずつ変化させるのではなく、適正条件への移行に要する時間が短くなるように刻みが設定されている。また、露光時間を許容可能の範囲で最大とし、プリチャージ電圧を優先的に変化させるのは、図２５に示すように、露光時間が長いほどＳ／Ｎ比が良好だからである。
【００７７】
次に、このようなテーブルを用いて露光時間、プリチャージ電圧をリアルタイムで制御する処理について説明する。
【００７８】
図２６は、線形探索法により露光時間、プリチャージ電圧を設定する処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、図２３のテーブルに示したように、プリチャージ電圧、露光時間、メジアン値の最小値、最大値といった各パラメータの関係毎に上から順に１づつ増加する番号Ｎを割り振っておく。また、番号Ｎが増加するにつれて、メジアン値について最小値と最大値で定まる所定の範囲が高い階調値の方へ変化するとともに、プリチャージ電圧、露光時間についてもこれに追従して変化するように設定しておくものとする。
【００７９】
同図の線形探索処理は、初期値の設定処理（ステップＳ１，Ｓ２）と、測定したメジアン値が所定の範囲内にある場合の通常の撮像ループ（ステップＳ３〜Ｓ５）と、測定したメジアン値が所定の範囲内にない場合の線形探索ループ（ステップＳ６〜Ｓ９）とを有する。
【００８０】
ステップＳ１では、Ｎの最大値Ｎmaxの１／２を初期値Ｎに設定する。
【００８１】
ステップＳ２では、テーブルからＮ番目の欄に対応するプリチャージ電圧Ｖprc、露光時間を読み出し、キャリブレーション回路９３によりこれらの値をセットして、これらの値に基づく制御信号を出力する。
【００８２】
ステップＳ３では、表示部２により光センサ８を用いて画像を撮像し、階調化回路９２により撮像画像の出力値を階調化し、キャリブレーション回路９３により階調ヒストグラムのメジアン値を測定する。
【００８３】
ステップＳ４では、キャリブレーション回路９３は、テーブルのＮ番目の欄に対応するメジアンの最大値Ｄｎを読み出し、これを測定したメジアン値と比較する。この最大値よりも測定したメジアン値の方が小さい場合にはステップＳ５へ進み、大きい場合にはステップＳ６へ進む。
【００８４】
ステップＳ５では、キャリブレーション回路９３は、テーブルのＮ番目の欄に対応するメジアンの最小値Ｃｎを読み出し、これを測定したメジアン値と比較する。この最小値よりも測定したメジアン値の方が大きい場合にはステップＳ３へ戻り、小さい場合にはステップＳ８へ進む。
【００８５】
ステップＳ６，Ｓ７では、測定したメジアン値が最大値よりも小さい範囲内に収まるようにするために、Ｎを１つ繰り上げてステップＳ２に戻る。繰り上げることができない場合には、Ｎを変更せずにステップＳ３へ戻る。
【００８６】
ステップＳ８，Ｓ９では、測定したメジアン値が最小値よりも大きい範囲内に収まるようにするために、Ｎを１つ繰り下げてステップＳ２に戻る。繰り下げることができない場合には、Ｎを変更せずにステップＳ３へ戻る。
【００８７】
このような線形探索処理により、適切なプリチャージ電圧と露光時間をリアルタイムで設定することが可能となる。この手法では、暗い状態から急に明るい状態になった場合や、逆に明るい状態から急に暗い状態になった場合に、適切な設定がなされるまでに最長でＮフレーム分の時間が必要となる。
【００８８】
次に、別の手法として２分探索法について説明する。図２７は、２分探索法により露光時間、プリチャージ電圧を設定する処理の流れを示すフローチャートである。ここでも、テーブルは前述したものを使用する。
【００８９】
同図の２分探索処理は、初期値の設定処理（ステップＳ２１〜Ｓ２２）と、測定したメジアン値が所定の範囲内にある場合の通常の撮像ループ（ステップＳ２４〜Ｓ２６）と、手詰まり判定処理（ステップＳ２７〜Ｓ２８，ステップＳ３２〜Ｓ３３）と、測定したメジアン値が所定の範囲内にない場合の２分探索ループ（ステップＳ２９〜Ｓ３１，ステップＳ３４〜Ｓ３６）とを有する。
【００９０】
ステップＳ２１では、Ｎの最大値Ｎmaxの１／２を初期値Ｎに設定する。
【００９１】
ステップＳ２２では、テーブルからＮの欄に対応するプリチャージ電圧Ｖprc、露光時間を読み出し、キャリブレーション回路９３によりこれらの値をセットして、これらの値に基づく制御信号を出力する。
【００９２】
ステップＳ２４では、表示部２により光センサ８を用いて画像を撮像し、階調化回路９２により撮像画像の出力値を階調化し、キャリブレーション回路９３により階調ヒストグラムのメジアン値を測定する。
【００９３】
ステップＳ２５では、キャリブレーション回路９３は、テーブルのＮ番目の欄に対応するメジアンの最大値Ｄｎを読み出し、これを測定したメジアン値と比較する。この最大値よりも測定したメジアン値の方が小さい場合にはステップＳ２６へ進み、大きい場合にはステップＳ２７へ進む。
【００９４】
ステップＳ２６では、キャリブレーション回路９３は、テーブルのＮ番目の欄に対応するメジアンの最小値Ｃｎを読み出し、これを測定したメジアン値と比較する。この最小値よりも測定したメジアン値の方が大きい場合にはステップＳ２４へ戻り、小さい場合にはステップＳ３２へ進む。
【００９５】
ステップＳ２７では、現在のＮの値を変数Ｌに代入し、Ｎmaxの値を変数Ｒに代入する。
【００９６】
ステップＳ２８では、Ｌ＝Ｒか否かを判定する。これは、Ｎがテーブルの端に到達してしまったか否かの判定である。Ｌ＝Ｒの場合には、Ｎを変更することができないので、そのままステップＳ２４へ戻る。一方、ＬとＲが異なる場合にはステップＳ２９へ進む。
【００９７】
ステップＳ２９では、キャリブレーション回路９３は、（Ｌ＋Ｒ）／２の値を新たなＮの値とし、このＮ番目の欄に対応するプリチャージ電圧、露光時間を読み出してセットし、これらの値に基づく制御信号を出力する。
【００９８】
ステップＳ３０では、表示部２により光センサ８を用いて画像を撮像し、階調化回路９２により撮像画像の出力値を階調化し、キャリブレーション回路９３により階調ヒストグラムのメジアン値を測定する。
【００９９】
ステップＳ３１では、測定されたメジアン値を、その番号Ｎの欄に対応する最小値、最大値で定まる範囲内にあるか否かを判定する。測定値が最大値よりも大きい場合にはＬ＝ＮとしてステップＳ２８へ戻る。測定値が最小値よりも小さい場合には、Ｒ＝ＮとしてステップＳ２８へ戻る。測定値が最小値と最大値の範囲内にある場合には、正常な範囲にあるのでそのままステップＳ２４の通常ループへ戻る。
【０１００】
一方、ステップＳ３２では、現在のＮの値を変数Ｒに代入し、Ｎminの値を変数Ｌに代入する。
【０１０１】
ステップＳ３３では、Ｌ＝Ｒか否かを判定する。これは、Ｎがテーブルの端に到達してしまったか否かの判定である。Ｌ＝Ｒの場合には、Ｎを変更することができないので、そのままステップＳ２４へ戻る。一方、ＬとＲが異なる場合にはステップＳ３４へ進む。
【０１０２】
ステップＳ３４では、キャリブレーション回路９３は、（Ｌ＋Ｒ）／２の値を新たなＮの値とし、このＮ番目の欄に対応するプリチャージ電圧、露光時間を読み出してセットし、これらの値に基づく制御信号を出力する。
【０１０３】
ステップＳ３５では、表示部２により光センサ８を用いて画像を撮像し、階調化回路９２により撮像画像の出力値を階調化し、キャリブレーション回路９３により階調ヒストグラムのメジアン値を測定する。
【０１０４】
ステップＳ３６では、測定されたメジアン値を、その番号Ｎの欄に対応する最小値、最大値で定まる範囲内にあるか否かを判定する。測定値が最大値よりも大きい場合にはＬ＝ＮとしてステップＳ３３へ戻る。測定値が最小値よりも小さい場合には、Ｒ＝ＮとしてステップＳ３３へ戻る。測定値が最小値と最大値の範囲内にある場合には、正常な範囲にあるのでそのままステップＳ２４の通常ループへ戻る。
【０１０５】
このような２分探索処理により、適切なプリチャージ電圧と露光時間をリアルタイムで設定することが可能となる。この手法では、適切な設定がなされるまでに最長でｌｏｇ２Ｎフレーム分の時間が必要となるだけであり、前述した線形探索処理よりも高速に処理することが可能となる。
【０１０６】
したがって、本実施の形態によれば、階調ヒストグラムにおける中央を含む上位の値が所定の範囲内になるように光センサの駆動条件を制御することで、物体が近接してきたときに生じる影は低い階調値であるところ、このような低い階調値の変化の影響を受け難くなるので、外光の照度変化による光センサの出力の変動を正確に把握することができる。
【０１０７】
本実施の形態によれば、光センサの露光時間、プリチャージ電圧、所定の範囲の関係を離散的に示すテーブルを用いて制御することで、露光時間、プリチャージ電圧を連続的に変化させるよりも制御に時間がかからないようにすることができる。
【０１０８】
本実施の形態によれば、上位の階調値を表示画面と物体の大きさに応じて変更可能としたことで、表示画面と物体の大きさに応じた適切な階調値を用いた制御を行うことができる。
【０１０９】
本実施の形態によれば、プリチャージ電圧の方を変化させ、露光時間を許容可能の範囲で最大とすることで、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【０１１０】
本実施の形態によれば、線形探索法を用いることで、階調値が所定範囲内に入るように露光時間、プリチャージ電圧を迅速かつ正確に求めることができる。
【０１１１】
本実施の形態によれば、２分探索法を用いることで、線形探索法よりも高速に露光時間、プリチャージ電圧を求めることができる。
【０１１２】
本実施の形態によれば、一定の領域毎に画素の間引き処理がされた後の階調値を用いることで、光センサの駆動条件を変更する処理の負担を軽減することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態においては、図１２、図１５、図１６に示したように、メジアン等を計算するための光センサの領域を限定することも有効である。画面上部のスイッチ表示部以外の部分は通常指や手の影がかかりにくいため、手の接近による階調ヒストグラムの変化が殆ど無いと考えられ、真に外光照度が大きく変化したときにのみ階調ヒストグラムの変化が生じてメジアン値等の値が変化するからである。
【０１１４】
また、本実施の形態においては、メジアン等の変化の後、即座にプリチャージ電圧等の駆動条件の変更を行う例を示したが、所定の待ち期間を設けてもよい。メジアンが変化し始めたときにはまだそれが外光の変化によるものなのか指の接近動作によるものなのかがわからない。外光の変化によるものであれば駆動条件を変更すべきだし、指の接近による変化であれば駆動条件を変更する必要はない（しばらく後に元に戻るから）。所定の待ち時間（例えば1秒）後に、メジアン等の値がもとに戻っていれば（駆動条件変更が必要ない程度にもとに戻っていれば）駆動条件は変更しない。所定の待ち時間後にメジアン等の値がやはり駆動条件変更が必要な程度変化しつづけている場合に本当に駆動条件を変更する。このようにすると一時的な指の接近の際の過剰なキャリブレーションを激減することができる。センサ用ＩＣの変更点としてはには前記所定期間というのは指の接触判定に要する時間（図１７の差分の図で、指が接近してきたときの最初のピークと、指が離脱してゆくときの第２のピークの間の時間より多少長い程度の時間。これはこれで「０．５秒以内」とか上限が決まっている）の間のメジアン値等をセンサ用ＩＣの中のメモリやレジスタに格納しておくようにする。
【０１１５】
なお、上記各実施の形態では、人の指が表示画面に接触した場合を例に説明したが、これに限られるものではない。表示画面に接触する物体としては、ＬＥＤ等の光源が付いたライトペンでもよいし、白色のマスコットなどでもよい。あるいは、メタリック鏡面を有する金属片や、鉛筆サックなどでもよい。
【０１１６】
［第３の実施の形態］
第１の実施形態では、コンパレータ４１において信号線の電位と固定の基準電圧とを比較したが、本実施の形態では、固定の基準電圧に代えてコンパレータの出力に応じて変化する可変の基準電圧を用いる。表示装置の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるので、ここではコンパレータと基準電圧についてだけ説明するものとし、第１の実施形態と同様の部分については重複した説明を省略する。
【０１１７】
第１の実施形態のように、コンパレータ４１の基準電圧を固定とした場合には、周囲の環境光の照度の変化に適切に対応した比較結果を出力することができない。また、固定の基準電圧を提供するために、コンパレータ４１毎に基準電源４０を持たせると、回路規模が巨大なものとなってしまう。
【０１１８】
そこで、本実施の形態では、図２８に示すように、各画素毎に設けられた各コンパレータ４１からの出力値をパラレル・シリアル変換部４２によりパラレル・シリアル変換して出力し、この出力値に応じてコンパレータ４１の基準電圧を変更する。この可変の基準電圧値は、図２９の平面図に示す演算回路５１で決定する。
【０１１９】
図２９に示すように、本実施形態の表示装置は、アレイ基板１上に表示部２、演算回路５１、ＬＣＤゲート・ドライバ回路５２、表示回路５３、光入力ゲート・ドライバ回路５４を備える。
【０１２０】
演算回路５１は、１フレーム内のコンパレータ４１の出力値に基づいて、次のフレームにおけるコンパレータの基準電圧を変動させることで、コンパレータ４１が外光の照度に応じた適切な比較結果を出力できるようにする。例えば、指やペンにより生じる影を認識させるような光入力機能を備えた表示装置において、明るいを”１”、暗いを”０”としたときに、周囲が明るくて各コンパレータ４１の出力値が全て１であった場合には、コンパレータの出力に”０”が生じるように基準電圧値を調整する。逆に、周囲が暗くて各コンパレータ４１の出力値に”０”が多い場合には、コンパレータの出力に”１”が増加するように基準電圧値を調整する。この調整は、一定面積の明暗の差が認識できるような値になるまで続ける。
【０１２１】
ＬＣＤゲート・ドライバ回路５２は、各画素の映像信号を画素電極へ出力するためのスイッチのオン・オフ制御を行う。表示回路５３は、送られてきた映像信号を表示部２へ出力する。光入力ゲート・ドライバ回路５４は、各画素の光センサの出力を制御するスイッチのオン・オフ制御を行う。
【０１２２】
したがって、本実施の形態によれば、コンパレータ４１の出力値に応じてコンパレータ４１の基準電圧を変更することで、コンパレータ４１は周囲の環境光の照度に応じて適切な比較結果を出力することができる。また、パネルの配線をほとんど増加させることなく実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】一実施の形態における表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】上記表示装置における表示部の構成を示す断面図である。
【図３】上記表示部が備える画素の構成を示す回路図である。
【図４】上記画素における光センサ系の構成を示す回路図である。
【図５】上記表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】上記表示装置が表示画面に表示する画像パターンを示す図である。
【図７】上記表示装置におけるセンサ用ＩＣの構成を示す回路ブロック図である。
【図８】上記センサ用ＩＣにおける階調化回路での処理の例を示す図である。
【図９】白色画素の割合と露光時間との関係を示すグラフである。
【図１０】画面全体の光センサの出力値に基づいて平均値を出力する場合の画面を示す図である。
【図１１】画面全体の光センサを用いた場合の階調ヒストグラムを示す図である。
【図１２】画面上部のスイッチ以外の領域における光センサの出力値に基づいて平均値を出力する場合の画面を示す図である。
【図１３】画面上部のスイッチ以外の領域における光センサを用いた場合の階調ヒストグラムを示す図である。
【図１４】指が接近してくる前後における階調平均値の時間変化を示す図である。
【図１５】画面上部の左側の領域にキャリブレーションのための領域を設定した場合の画面を示す図である。
【図１６】画面上部の右側の領域にキャリブレーションのための領域を設定した場合の画面を示す図である。
【図１７】スイッチ毎の白色画素数の時間変化の特徴をまとめた図である。
【図１８】上記センサ用ＩＣにおけるフレーム間差分処理回路での処理の例を示す図である。
【図１９】上記センサ用ＩＣにおけるエッジ検出回路での処理の例を示す図である。
【図２０】階調化回路における画素間引きの処理を説明するための図である。
【図２１】指接近前の階調ヒストグラムにおける平均値とメジアン値を示す図である。
【図２２】指接近後の階調ヒストグラムにおける平均値とメジアン値を示す図である。
【図２３】プリチャージ電圧、露光時間、メジアン値の最小値、最大値の関係を設定したテーブルを示す図である。
【図２４】図２３のテーブルをグラフ化した図である。
【図２５】プリチャージ時間と露光時間の関係を示すグラフである。
【図２６】線形探索法により露光時間、プリチャージ電圧を設定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２７】２分探索法により露光時間、プリチャージ電圧を設定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２８】上記表示装置における光センサ系の別の構成を示す回路図である。
【図２９】コンパレータ用の可変基準電圧値を決定する演算回路の配置場所を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１…アレイ基板，２…表示部
３…フレキシブル基板
４…センサ用ＩＣ
５…表示用ＩＣ
６…センサ用Ｉ／Ｆ
７…表示用Ｉ／Ｆ
８…光センサ，９…絶縁層
１１…液晶層，１２…対向基板
１３…バックライト，２０…物体
３１…表示系，３２…光センサ系
３３…スイッチ素子
３４…出力制御スイッチ
３５…ソースフォロアアンプ
３７…センサ容量
３８…プリチャージ制御スイッチ
４０…基準電源
４１…コンパレータ
４２…パラレル・シリアル変換部
５１…演算回路
５２…ＬＣＤゲート・ドライバ回路
５３…表示回路
５４…光入力ゲート・ドライバ回路
９１…レベルシフタ
９２…階調化回路
９３…キャリブレーション回路
９４…ＤＡＣ
９５…計数回路
９６…フレーム間差分処理回路
９７…エッジ検出回路
９８…接触確率計算回路
９９…ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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