(57)【要約】【課題】  独立したタッチスイッチユニットを用いることなく、液晶ディスプレイ上のタッチ位置検出できるようにした表示器一体型タッチ入力装置を提供する。【解決手段】  液晶ディスプレイ２のバックライト４を構成する複数の発光ダイオードの輝度を複数段階の輝度符号値により符号化するとともに、それら輝度符号値の組合せが予め定められた符号パターンに従い周期的に変化するように変調発光駆動する。タッチ操作が発生したとき、当該タッチ操作位置に対応する発光ダイオードの輝度レベルが高いほど強い反射光ＲＬを生じ、タッチ操作がない場合と比較したときの、フォトトランジスタ５が検出する合成光ＳＬのレベル増加代が大きくなる。そこで、輝度レベル（輝度符号値）の組み合わせが周期的に刻々変化するように上記複数の発光ダイオードを変調発光駆動し、その変調発光駆動の符号パターンと、合成光検知手段５による合成光ＳＬの検出内容とを比較することにより、液晶ディスプレイ２上のタッチ操作位置を特定することができる。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイの背面に、分散配置される複数の光源からなるバックライトを配置した液晶表示器と、
各前記光源の輝度が複数段階の輝度符号値により符号化されるとともに、それら輝度符号値の組合せが予め定められた符号パターンに従い周期的に変化するように前記複数の光源を変調発光駆動するバックライト変調発光駆動手段と、
前記バックライトの前記複数の光源からの合成光を検知するとともに、前記バックライトの前記液晶ディスプレイ表面側への透過光に対し、該液晶ディスプレイ表面の任意位置へのタッチ操作に由来した反射光の有無に基づき前記合成光の検知光量に差が生ずる位置に取り付けられた合成光検知手段と、
前記バックライト変調発光駆動手段による前記変調発光駆動の前記符号パターンと、前記合成光検知手段による合成光の検出内容との比較に基づいて、前記液晶ディスプレイ上のタッチ位置を特定するタッチ位置特定手段と、
特定されたタッチ位置を出力するタッチ位置出力手段と、
を有することを特徴とする表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項２】
前記光源が発光ダイオードにて構成されてなる請求項１記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項３】
前記バックライト変調発光駆動手段は、前記光源の輝度を第一の点灯輝度と該第一の点灯輝度よりも小さい第二の点灯輝度にて二値符号変調により発光駆動するものである請求項１又は請求項２に記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項４】
前記バックライト変調発光駆動手段は、前記輝度符号値の組合せが互いに異なる複数のブロックを予め定められた順序で配列したものを変調駆動周期とする形で、当該変調駆動周期を繰り返す形で前記複数の光源を発光駆動するものであり、
前記タッチ位置特定手段は、いずれの光源位置に対しても前記タッチ操作が生じていない状態での、各前記ブロックの合成光検知レベルを参照レベルとして、いずれのブロックにて前記合成光検知レベルが前記参照レベル以上となっているかを特定し、その特定されたブロックに対応する前記輝度符号値の組合せに基づいて、前記タッチ操作がいずれの光源位置に生じているかを特定するものである請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項５】
各前記ブロックは、各前記光源の前記輝度符号値の合計が互いに一致するように定められている請求項４記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項６】
前記バックライト変調発光駆動手段は、前記光源の輝度を、第一の点灯輝度と該第一の点灯輝度よりも小さい第二の点灯輝度にて二値符号変調により発光駆動するものであり、
各前記ブロックは、個々のブロックにて第一の点灯輝度となる前記光源の個数が互いに一致するように定められている請求項５記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項７】
前記バックライト変調発光駆動手段は、前記ブロックにて前記光源の前記第一の点灯輝度となる期間のデューティ比を変更することにより、前記バックライトの全体輝度を調光する調光手段を有してなる請求項６記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項８】
各前記光源が、前記ブロックの各々互いに組合せの異なる２以上の一定数の組においてのみ前記第一の点灯輝度となるように、各前記ブロックの前記輝度符号値の組合せが定められてなり、
前記タッチ位置特定手段は、前記合成光検知レベルが前記参照レベル以上となっている前記ブロックの組を特定するとともに、その特定された前記ブロックに共通に含まれている前記第一の点灯輝度となる光源の位置を前記タッチ位置として特定するものである請求項６又は請求項７に記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項９】
前記バックライト変調発光駆動手段は、前記変調駆動周期と前記合成光検知レベルの検知基準を与えるための全光源消灯期間とを交替させる形で前記複数の光源を発光駆動する請求項４ないし請求項８のいずれか１項に記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項１０】
前記参照レベルが、前記ブロック毎に異なる固有の値に設定される請求項４ないし請求項９のいずれか１項に記載の補正する表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項１１】
前記合成光検知レベルの時間的平均値を、前記ブロック毎に個別に算出するとともに、該算出された時間的平均値を対応する前記ブロック固有の参照レベルとして補正設定する前記参照レベル補正手段を有する請求項１０記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項１２】
前記合成光検知レベル平均算出手段は、前記液晶ディスプレイへのタッチ操作の発生と無関係に前記合成光検知レベルの平均値を随時更新しつつ算出するものである請求項１１記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【請求項１３】
前記液晶表示器は前記液晶ディスプレイと前記バックライトとの間に導光層が配置されたものであり、前記合成光は該導光層内を多重反射しつつ当該導光層の側面に導かれるものであり、前記合成光検知手段は、前記側面にて前記合成光を検出するものである請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の表示器一体型タッチ入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示器一体型タッチ入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００７−６５８６１号公報
【０００３】
近年、カーナビゲーション装置や銀行ＡＴＭ装置などにおいて、液晶表示器の上にタッチスイッチユニット（いわゆるタッチパネル）を重ね配置したタッチスイッチ付液晶ディスプレイが広く使用されている（例えば特許文献１）。図８は、従来のタッチスイッチ付液晶ディスプレイ１０１の構造を示すもので、液晶ディスプレイ２の上に独立したタッチスイッチユニット１００を積み重ねた構造となっている。タッチスイッチ１０１としては抵抗膜式、赤外光を用いた光学式、表面弾性波方式、静電容量検出式などの方式がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような構造は、いずれの方式を用いても独立したタッチスイッチユニット１００を液晶ディスプレイ２の上に積み重ねることには変わりはなく、タッチスイッチユニット１００と、その制御回路の追加が必要となりコスト高を招く。
【０００５】
本発明の課題は、独立したタッチスイッチユニットを用いることなく、液晶ディスプレイ上のタッチ位置検出できるようにした表示器一体型タッチ入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の表示器一体型タッチ入力装置は、
液晶ディスプレイの背面に、分散配置される複数の光源からなるバックライトを配置した液晶表示器と、
各光源の輝度が複数段階の輝度符号値により符号化されるとともに、それら輝度符号値の組合せが予め定められた符号パターンに従い周期的に変化するように複数の光源を変調発光駆動するバックライト変調発光駆動手段と、
バックライトの複数の光源からの合成光を検知するとともに、バックライトの液晶ディスプレイ表面側への透過光に対し、該液晶ディスプレイ表面の任意位置へのタッチ操作に由来した反射光の有無に基づき合成光の検知光量に差が生ずる位置に取り付けられた合成光検知手段と、
バックライト変調発光駆動手段による変調発光駆動の符号パターンと、合成光検知手段による合成光の検出内容との比較に基づいて、液晶ディスプレイ上のタッチ位置を特定するタッチ位置特定手段と、
特定されたタッチ位置を出力するタッチ位置出力手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の表示器一体型タッチ入力装置の構成によると、液晶ディスプレイのバックライトを構成する複数の光源の輝度を複数段階の輝度符号値により符号化するとともに、それら輝度符号値の組合せが予め定められた符号パターンに従い周期的に変化するように変調発光駆動する。また、該液晶ディスプレイ表面の任意位置へのタッチ操作に由来した反射光の有無に基づき合成光の検知光量に差が生ずる位置に合成光検知手段を取り付ける。タッチ操作が発生したとき、当該タッチ位置に対応する光源の輝度レベルが高いほど強い反射光を生じ、タッチ操作がない場合と比較したときの検出される合成光のレベル増加代が大きくなる。そこで、輝度レベル（輝度符号値）の組合せが周期的に刻々変化するように上記複数の光源を変調発光駆動し、その変調発光駆動の符号パターンと、合成光検知手段による合成光の検出内容とを比較することにより、液晶ディスプレイ上のタッチ位置を特定することができる。
【０００８】
バックライトを構成する光源は、比較的低い消費電力で高輝度を得られることから、発光ダイオードを採用すること望ましいが、これに限定されるものではない。なお、発光ダイオードを採用する場合は、液晶ディスプレイの背景色に応じて好みの発光色のものを採用することができる。
【０００９】
バックライト変調発光駆動手段は、光源の輝度を第一の点灯輝度と該第一の点灯輝度よりも小さい第二の点灯輝度にて二値符号変調により発光駆動するものとすることが、各光源の変調駆動のシーケンスと、合成光の検出レベルに基づくタッチ位置特定アルゴリズムとを簡略化できるので望ましい。第二の点灯輝度は例えば輝度がゼロとなる「消灯」として設定できるが、ゼロでない輝度に設定することも可能である。
【００１０】
バックライト変調発光駆動手段は、輝度符号値の組合せが互いに異なる複数のブロックを予め定められた順序で配列したものを変調駆動周期とする形で、当該変調駆動周期を繰り返す形で複数の光源を発光駆動するよう構成できる。このようにすれば、タッチ位置特定手段は、いずれの光源位置に対してもタッチ操作が生じていない状態での、各ブロックの合成光検知レベルを参照レベルとして、いずれのブロックにて合成光検知レベルが参照レベル以上となっているかを特定し、その特定されたブロックに対応する輝度符号値の組合せに基づいて、タッチ操作がいずれの光源位置に生じているかを簡単に特定することができる。
【００１１】
この場合、各ブロックは、各光源の輝度符号値の合計が互いに一致するように定めておくと、ブロック間のバックライトの輝度ムラを生じにくくなる。例えば、バックライト変調発光駆動手段が光源の輝度を、第一の点灯輝度と該第一の点灯輝度よりも小さい第二の点灯輝度にて二値符号変調により発光駆動するものである場合、各ブロックは、個々のブロックにて第一の点灯輝度となる光源の個数が互いに一致するように定めておく。また、より進んだ態様として、バックライト変調発光駆動手段は、ブロックにて光源の第一の点灯輝度となる期間のデューティ比を変更することにより、バックライトの全体輝度を調光する調光手段を有するものとして構成できる。
【００１２】
二値変調の場合、各光源は、ブロックの各々互いに組合せの異なる２以上の一定数の組においてのみ第一の点灯輝度となるように、各ブロックの輝度符号値の組合せを定めることができる。これにより、タッチ位置特定手段は、合成光検知レベルが参照レベル以上となっている１組のブロックを特定することにより、その特定されたブロックに共通に含まれている第一の点灯輝度の光源位置をタッチ位置として簡単に特定できる。
【００１３】
バックライト変調発光駆動手段は、変調駆動周期と合成光検知レベルの検知基準を与えるための全光源消灯期間とを交替させる形で複数の光源を発光駆動するように構成できる。全光源消灯期間では、全ての光源が消灯し合成光の検知レベルが最低値となることが予め知れているので、合成光検出の基準レベルを設定する上で好都合となる。また、この期間で閾値を超える合成光が検出された場合は、後続の変調駆動周期における合成光の検知情報とともに、外乱光等による誤検出の影響を受けていると判断してこれを除外することが可能である。
【００１４】
各光源までの距離や方向が合成光検出手段に対して全て一定であれば、点灯状態となる光源の個数が一定である限り、どのブロックにおいてもタッチ操作が生じていないときの合成光検出レベル、ひいては参照レベルは一定となるはずである。しかし、多くの場合は、合成光検出手段の設置位置は設計上の制約を受けやすく、上記の距離や方向は不定となることが多い。従って、この場合、前述の参照レベルをブロック毎に異なる固有の値に設定するように構成しておくと、ブロック毎に参照レベルが一定しない場合でも、タッチ位置を問題なく特定することができる。
【００１５】
また、合成光検知レベルの時間的平均値を、ブロック毎に個別に算出するとともに、該算出された時間的平均値を対応するブロック固有の参照レベルとして補正設定する参照レベル補正手段を設けることもできる。このようにすると、光源の輝度が経時的に変動したり劣化したりした場合でも、その都度、時間的平均値の算出により補正でき、正確なタッチ位置特定が可能となる。
【００１６】
次に、液晶表示器は液晶ディスプレイとバックライトとの間には導光層を配置できる。この場合、合成光を、該導光層内を多重反射させつつ当該導光層の側面に導くことができ、合成光検知手段は、該側面にて合成光を検出することができる。これにより、バックライトに対して陰になる液晶ディスプレイ裏面側から合成光検知手段を排除でき、ひいてはバックライト輝度の面内均一性を保ちつつ合成光を検知することができる。この場合、光源の直上にて導光層と液晶ディスプレイとの接触境界面に対し、当該光源から全反射臨界角未満にて入射する光が液晶ディスプレイ側に透過光を生ずる。そして、当該光源上へのタッチ操作により導光層内に戻る反射光が合成光に重畳されることにより、合成光検知手段による該合成光の検知光量が増加することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の表示器一体型タッチ入力装置の外観を、側面図と平面図との組合せにより概念的に示すものである。該表示器一体型タッチ入力装置１は、液晶パネル２の背面に、分散配置される複数の光源（ここでは、各々の光源を発光ダイオードにより構成している）からなるバックライト４を配置した液晶表示器として構成されている。
【００１８】
液晶パネル２とバックライト４との間には、アクリル樹脂等の透明材料からなる導光層３が配置され、各発光ダイオードからの光は合成光ＳＬとなって導光層３内を多重反射しつつ、当該導光層３の側面に導かれる。そして、該側面には、その合成光ＳＬを検出する合成光検知手段としてのフォトトランジスタ５（他の光電変換素子であってもよい）が配置されている。導光層３は、図示しない基板の発光ダイオードの実装側表面をモールドするものであり、各発光ダイオードの背景領域は白色等に着色された反射層６にて覆われている。
【００１９】
各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６は、その直上にて導光層３と液晶パネル２との接触境界面に向け全反射臨界角未満にて入射する照出光が、液晶パネル２側への透過光ＴＬを生ずる。一方、液晶パネル２には、例えばタッチ操作ボタン等の操作部画像２ｂがいわゆるソフト操作部として複数表示形成される。この実施形態では、各発光ダイオードに一対一に対応して操作部画像２ｂが表示されており、液晶パネル２に対し、いずれかの操作部画像２ｂの領域に指Ｆによりタッチすると、そのタッチ位置に対応する発光ダイオードからの透過光ＴＬは指Ｆで反射され、導光層３内に反射光ＲＬとして戻される。この反射光ＲＬは合成光ＳＬに重畳され、フォトトランジスタ５の検知レベルが増大する。他方、指Ｆによるタッチが生じていなければこの反射光ＲＬは生じず、透過光ＴＬとして抜ける分だけ、フォトトランジスタ５が検知する合成光ＳＬの検知レベルが下がる。すなわち、指Ｆによるタッチが生じているか否かにより、フォトトランジスタ５の検知レベルには有意な差が生じることになる。
【００２０】
図２に表示器一体型タッチ入力装置１の回路構成例を示す。バックライト用の各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６は駆動電源に対し、各々電流制限抵抗Ｒ１〜Ｒ６と制御トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を介して並列に接続されている。発光ダイオードの輝度は複数段階の輝度符号値、この実施形態では二値（すなわち、点灯又は消灯）に符号化される（従って、制御トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６はスイッチング用トランジスタとして機能する）。そして、それら輝度符号値の組合せが予め定められた符号パターンに従い周期的に変化するように、上記複数の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６が、制御トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を介してバックライト変調発光駆動手段をなすＣＰＵ５３により点灯駆動される。
【００２１】
フォトトランジスタ５による合成光ＳＬの検知信号は、可変ゲインアンプＩＣ１で適当な電圧まで増幅される。可変ゲインアンプＩＣ１のゲインは、検出電圧がＡ／Ｄ変換器５２の入力範囲を越えず、かつ十分な分解能が確保できる範囲となるようにＣＰＵ５３が制御する。可変ゲインアンプＩＣ１は、フォトトランジスタ５および可変ゲインアンプＩＣ１のオフセットやドリフトの影響を排除するため、ＡＣ結合で信号検出と増幅を行う（符号Ｃ１は入力側の直流カットコンデンサである）。すなわち、可変ゲインアンプＩＣ１の出力は、直流再生回路５１で直流電圧レベルが確定された後、Ａ／Ｄ変換器５２で信号電圧レベルがデジタル変換されるようになっている。図３は、直流再生回路５１の構成例を示すもので、可変ゲインアンプＩＣ１のオフセットやドリフトによる直流成分をコンデンサＣ２でカットした後、残った交流信号の基準レベル（後述の全消灯期間での検出値として到来する）を取得するタイミングで、ＣＰＵ５３からの指令によりトランジスタＴｒ８を介して出力接地することにより、該基準レベルをクランプするように動作する。
【００２２】
図４に各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６の点灯制御に係るタイミングチャートを示す。各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６の変調駆動は、輝度符号値の組合せが互いに異なる複数のブロックを予め定められた順序で配列したものを変調駆動周期として、これを繰り返す形で実行される。また、いずれの発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６に対してもタッチ操作が生じていない状態での、各ブロックの合成光ＳＬの検知レベルが参照レベルとされる。そして、どのブロックにて合成光ＳＬの検知レベルが参照レベル以上となっているかを特定することで、その特定されたブロックに対応する輝度符号値の組合せに基づき、タッチ操作がいずれの発光ダイオード位置に生じているかを特定することが可能となる。
【００２３】
各ブロックは、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６の輝度符号値の合計、すなわち個々のブロックにて点灯状態とされる発光ダイオードの個数が互いに一致するように定められている。具体的には、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６が、各々互いに組合せの異なる個数一定の一組のブロック（ここでは、１対のブロック）においてのみ点灯状態となるように各ブロックの輝度符号値の組合せが定められている。そして、合成光ＳＬの検知レベルが参照レベル以上となっている１組のブロックを特定し、その特定されたブロックに共通に含まれている点灯状態の発光ダイオード位置をタッチ位置として特定することができる。
【００２４】
すなわち、図４では１周期が４個のブロックに分割され、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６がそのうち２ブロックで点灯する組合せを変えることで、６個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６からの光が分別される。具体的には、発光ダイオードＬＥＤ１はブロック１，２で点灯（ブロック３，４が消灯）、発光ダイオードＬＥＤ２はブロック１，３で点灯（ブロック２，４が消灯）、発光ダイオードＬＥＤ３はブロック１，４で点灯（ブロック２，３が消灯）、発光ダイオードＬＥＤ４はブロック２，３で点灯（１，４ブロックが消灯）、発光ダイオードＬＥＤ５はブロック２，４で点灯（１，３ブロックが消灯）、発光ダイオードＬＥＤ６はブロック３，４で点灯（１，２ブロックが消灯）となっている。すなわち、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６は、互いに排他的な組合せとなる特定の２つブロックからなる組にて点灯状態となる。
【００２５】
また、上記発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６は、変調駆動周期と、検知される合成光ＳＬ（図１）の基準レベルを与えるための全発光ダイオード消灯期間とを交替させる形で発光駆動される。すなわち、外光などの影響を排除し、Ａ／Ｄ変換器５２（図２）の変換レベルを確定させるため、全発光ダイオードが消灯する全消灯期間が設けられている。この期間の検出電圧を基準レベルとして、図２の直流再生回路５１が検出信号の直流電圧レベルを確定させる。また、発光ダイオード発光１周期は、バックライトのちらつきを防止するため３０ｍｓ以下に設定することが望ましい。
【００２６】
図４のタイミングチャートの下には、フォトトランジスタ５による検出信号の変化パターンの一例を模式化して示している。上はタッチ操作が生じていない場合を、下は発光ダイオードＬＥＤ２がタッチ操作により覆われた場合（図１参照）をそれぞれ示している。図１のごとく、指Ｆにより、発光ダイオードＬＥＤ２の発光時には反射光ＲＬが生ずるので、発光ダイオードＬＥＤ２が点灯するブロック１とブロック３の検出値が基準レベルよりも高く検出されることになる。
【００２７】
そして、図４のごとく、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６は、互いに排他的な組合せとなる特定の２つのブロックにて点灯状態となるので、ＣＰＵ５３は、合成光Ｓの検出レベルが基準レベルよりも高くなっているのが上記のごとくブロック１とブロック３であれば、それらブロックのいずれにおいても点灯状態となっている発光ダイオードＬＥＤ２をタッチ位置として直ちに識別できる。このように、図８の従来のタッチ入力装置のような独立したタッチスイッチユニットを使わずとも、バックライトを構成する複数の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６の変調駆動制御と、その合成光の検出手段（フォトトランジスタ５：図１）を設けるのみで、液晶ディスプレイ２へのタッチ位置を検出することが可能となる。その結果、タッチスイッチユニットを搭載するためのスペースの確保や接続のための配線などが不要となり、省スペース化とコストダウンが可能となる。
【００２８】
図４に示す検出信号の変化パターンは、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６の発光強度が同一であり、また外光の影響がなく、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６に由来するフォトトランジスタ５の検知強度への寄与も互いに等価と考えた場合の、模式的な内容を示すものである。例えば、図１のフォトトランジスタ５を、バックライト４の上方にて、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６の配置の重心位置に対応する位置に配置すれば、フォトトランジスタ５から各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６までの距離は等価に設定することができる。しかし、バックライト４の上方にフォトトランジスタ５を設けると、液晶ディスプレイ２側に透過するバックライト４の光がフォトトランジスタ５に遮られ、液晶ディスプレイ２の画面に影を落としてしまう不具合につながる。
【００２９】
そこで、図１の構成であれば、フォトトランジスタ５は導光層３の側面に取り付けられているのでこのような問題は生じない。しかしながら、この場合は、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６は、合成光検出用のフォトトランジスタ５までの距離が各々異なるものとなる。その結果、図５に示すように、タッチ操作が生じていないときの合成光の検知レベル、すなわち参照レベルは、個々のブロックにて点灯状態となる発光ダイオードの個数が同じであるにも拘わらずブロック毎に異なる固有の値となり、階段状の検出電圧となる（非操作時検出出力）。図５では、フォトトランジスタ５までの距離が最も近いＬＥＤ３ないしＬＥＤ６を含むブロックの参照レベルが高くなっていることがわかる。しかし、タッチ位置に対応する発光ダイオード（ここでは、ＬＥＤ２）を含むブロックの合成光検出レベルが参照レベルよりも増大する点に何ら変わりはなく、ブロック毎の参照レベルとの比較により同様にタッチ位置を特定できる。
【００３０】
この場合、合成光ＳＬの検知レベルの時間的平均値をブロック毎に個別に算出し、該算出された時間的平均値を対応するブロック固有の参照レベルとして補正設定することができる。このようにすると、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６の輝度が経時的に変動したり劣化したりした場合でも、その都度、時間的平均値の算出により補正でき、正確なタッチ位置特定が可能となる。
【００３１】
図５に、この場合の検出動作に係るフローチャートを示す。Ｓ１にて、ＣＰＵ５３は初期化後に各ブロック検出電圧の平均値を算出し、各ブロックの判定基準となる初期平均値を算出後、Ｓ２以下の通常検出動作に移行する。Ｓ２では各ブロックの合成光の検出値を確認し、Ｓ３で上記の平均値と比較する。そして、既定の誤差範囲以内であればそのブロックはタッチ検出判定がＮｏとなる。この場合は、その検出値を加えてそのブロックの平均値を更新する（Ｓ５）。他方、誤差範囲以外であればそのブロックはタッチ検出判定がＹｅｓとなる（Ｓ４）。この動作を上記４つのブロックの全てについて行ない、各タッチ検出判定の結果に基づいてタッチ位置を判定する（Ｓ６）。タッチ操作が検出された場合は次の機能処理へ移行する（Ｓ７→Ｓ８）。このような処理を行えば複数のフォトトランジスタを使わなくても、設置位置に多少配慮すれば検出動作が可能となることがわかる。
【００３２】
また、上記実施形態では、バックライト用発光ダイオードが６個であったが、発光ダイオードの数は当然これに限定されるものではなく、例えばタッチスイッチとしてより多くの入力数を必要とする場合、発光ダイオードの個数を増加することができる。この場合、１周期のブロック数を増加することにより、発光ダイオードに割り当てるコード数を増やすことができる。例えば６ブロックに分けた場合、３ブロックに点灯を割り当てると２０個の発光ダイオードに対応可能となる。８ブロックに分けた場合は、４ブロックに点灯を割り当てることで７０個の発光ダイオードまで対応可能になる（一般に、ブロック数を２ｎとし、その半分に点灯を割り当てる場合に対応可能な発光ダイオードの数は、２ｎＣｎにて与えられる）。この場合、発光ダイオードまでの距離が過度に大きくならないように、合成光を、互いに位置の異なる複数個のフォトトランジスタにて検出する態様も考えられる。基本的な処理方式は同様である。
【００３３】
また、図７に示すように、各ブロックにて点灯状態となる発光ダイオードの点灯時間デューティ比ηを変更することにより、バックライト４の全体輝度を調光することができる。図７上に示すように、η＝１００％の輝度を得る場合は各点灯ブロックを全期間点灯とする。また、η＝５０％の輝度に減光する場合は、図７下に示すように、各ブロックの半分の期間を点灯させる。なお、減光による検出信号の低下は、図２の可変ゲインアンプＩＣ１のゲイン調整により補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の表示器一体型タッチ入力装置の一例を示す概念図。
【図２】図１の装置の回路構成の一例を示す図。
【図３】直流再生回路の構成例を示す図。
【図４】図１の装置の動作タイミングチャートと合成光の検出パターンを示す図。
【図５】同じくその第二例を示す図。
【図６】基準レベルを平均更新する処理の流れを示すフローチャート。
【図７】図４ないし図５において、調光動作を組み合わせた場合の例を示す動作タイミングチャート。
【図８】表示器一体型タッチ入力装置の例を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１  表示器一体型タッチ入力装置
２  液晶ディスプレイ
３  導光層
４  バックライト
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６  発光ダイオード（光源）
５  フォトトランジスタ（合成光検知手段）
５３  ＣＰＵ（バックライト変調発光駆動手段、タッチ位置特定手段、タッチ位置出力手段）
【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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