(57)【要約】【課題】例えば、タッチパネル機能を有する表示装置において、指示手段の位置を正確に特定する。【解決手段】センサ部２０４は、表示部２０５と共に、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。センサ制御回路部２０１は、センサ部２０４の動作を制御すると共に、バックライト２０６から出射される光源光の光強度を変更するための信号をバックライト制御回路部２０２に供給する。センサ制御回路部２０１は、指等の指示手段が検出される際に、指示手段が撮像された画像のデータを処理し、指示手段の位置を特定する。【選択図】図３
2008224935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指示手段によって指示される表示面の裏面側から前記表示面に向かって、相互に異なる光強度を有する複数の光源光を互いに異なるタイミングで照射する光源と、
前記裏面側に設けられており、前記複数の光源光のうち前記指示手段によって反射された複数の反射光を検出する検出手段と、
前記複数の反射光に含まれる一の反射光に基づいて特定された第１画像の輝度データと、前記複数の反射光のうち前記一の反射光の光強度と異なる光強度を有する複数の他の反射光の夫々に基づいて特定された複数の第２画像の輝度データとの差分値を算出し、該算出された複数の差分値の夫々に応じて特定された複数の第３画像の夫々に基づいて、前記指示手段の位置を特定する特定手段と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記特定手段は、前記複数の第３画像の夫々に含まれる前記指示手段の画像部分の中心座標の平均値を算出することによって前記位置を特定すること
を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光源及び前記表示面間に配置された基板と、
前記基板上の表示領域を構成する複数の画素部とを備え、
前記検出手段は、前記表示領域において前記画素部の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成された受光素子を含むこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光源は、画像信号に応じた画像を前記表示面に表示するための表示光を出射する表示用光源として兼用されていること
を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光源は、発光ダイオードを含んで構成されていること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の表示装置を具備してなること
を特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タッチパネル機能を有する液晶装置等の表示装置、及びそのような表示装置を具備してなる電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の表示装置の一例である液晶装置では、複数の画素部毎に、或いは任意の個数の画素部を一群とする群毎に光センサを配置し、画素部を透過する透過光による画像表示、及び指示手段を介した当該表示装置への情報の入力を可能にする、所謂タッチパネル機能を有する表示装置が提案されている。このような表示装置では、指或いは指示部材等の指示手段が液晶装置の表示面に触れたこと、或いは表示面上で動いたことが光センサ等の受光素子によって検出され、当該表示装置への情報の入力が可能になっている。光センサ等の受光素子としては、例えば、フォトダイオード等の半導体素子が用いられる。フォトダイオードは容量素子に電気的に接続されており、表示面から当該表示装置に入射した光の受光量の変化に応じて、容量素子に蓄電された電荷量が変化する。この種の表示装置では、容量素子が有する一対の電極間の電圧を検出することによって指示手段を撮像した撮像画像のデータを生成し、指示手段の画像を取り込んでいる。
【０００３】
尚、光センサ等の受光素子は、画像表示を阻害しないように、例えば、表示領域内において画像表示に寄与する光を透過させる開口領域を互いに隔てる非開口領域、即ち画像表示に寄与しない領域に設けられる。
【０００４】
このような表示装置では、指示手段の周囲が明るい場合には、表示面に近づく、或いは表示面に接触する指示手段の影がその周囲の明るい領域と識別されることによって指示手段の画像が特定される。他方、このような表示装置では、指示手段の周囲が暗い場合には、指示手段によって反射された検出用の光を外光と区別して検出することによって指示手段の画像が特定される。
【０００５】
特許文献１は、表示面を指示する人間の手又は指示部材等の指示手段の画像をセンサによって複数の画素部毎に撮像し、当該撮像された画像の画像データに基づいて表示面上における指示手段の位置を示す座標を特定可能な表示装置、及びそのような表示装置を備えた情報端末装置を提案している。特許文献２は、外光を遮光する指示部材等の遮光部の位置を示す座標を特定可能な平面表示装置、及びそのような表示装置に応用可能な画像取り込み方法を提案している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１８８１９号公報
【特許文献２】特開２００６−２３８０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２に開示された表示装置によれば、センサに流れる検出電流は微弱であり、表示面に照射される外光の光強度の変化によって指等の指示手段の位置を精度良く検出することが困難になる問題点がある。より具体的には、指示手段の周囲が比較的暗い場合、即ち室内のような外光の光強度が小さい環境下の場合には、指示手段によって反射された検出用の光、及び外光の夫々の光強度が相互に同程度になり、指示手段によって反射された検出用の光を外光と識別することが困難になる。したがって、センサが外光を検出することによって、本来検出すべき指示手段の画像に応じた光が外光と区別された状態で検出されなくなり、精度良く指示手段の位置を特定できなくなる。
【０００８】
加えて、特許文献１に開示されているように、センサの動作を制御するための制御信号を制御する技術によれば、電圧レベルの調整回路、或いは光検出時間を調整するタイミング調整回路を付加する必要が生じるため、センサの動作を制御するための制御回路の回路構成が複雑になってしまう。
【０００９】
また、タッチパネル機能を有する液晶装置等の表示装置では、情報の入力精度を高めることを目的として、当該表示装置を使用する環境に左右されず、表示面に接触、或いは近接する指等の指示手段の位置を高精度で特定する技術に対する要請が大きい。
【００１０】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、センサの動作を制御する制御回路を複雑にすることなく、指等の指示手段の位置を高精度で特定可能な液晶装置等の表示装置、及びそのような表示装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る表示装置は上記課題を解決するために、指示手段によって指示される表示面の裏面側から前記表示面に向かって、相互に異なる光強度を有する複数の光源光を互いに異なるタイミングで照射する光源と、前記裏面側に設けられており、前記複数の光源光のうち前記指示手段によって反射された複数の反射光を検出する検出手段と、前記複数の反射光に含まれる一の反射光に基づいて特定された第１画像の輝度データと、前記複数の反射光のうち前記一の反射光の光強度と異なる光強度を有する複数の他の反射光の夫々に基づいて特定された複数の第２画像の輝度データとの差分値を算出し、該算出された複数の差分値の夫々に応じて特定された複数の第３画像の夫々に基づいて、前記指示手段の位置を特定する特定手段とを備える。
【００１２】
本発明に係る表示装置によれば、その動作時に、光源が、人間の指、或いは指示部材等の指示手段によって指示される表示面の裏面側から表示面に向かって、相互に異なる光強度を有する複数の光源光を互いに異なるタイミングで照射する。光源は、例えば表示面に向かって面状に光源光を出射可能な面状光源である。このような面状光源は、複数の点状光源が平面的に配列されて構成されていてもよい。
【００１３】
検出手段は、裏面側に設けられており、複数の光源光のうち指示手段によって反射された複数の反射光を検出する。より具体的には、光源から互いに異なるタイミングで出射された複数の光源光のうち表示面に接触、或いは表示面に近接する指示手段に向かって出射された一部の光源光の夫々は、これら複数の光源光が出射されたタイミングに応じて複数の反射光として表示面から裏面側に向かって反射される。したがって、複数の光源光のうち表示面上において指示手段に重なる領域に出射された光源光が反射光として夫々検出される。
【００１４】
特定手段は、複数の反射光に含まれる一の反射光に基づいて特定された第１画像の輝度データと、複数の反射光のうち一の反射光の光強度と異なる光強度を有する複数の他の反射光の夫々に基づいて特定された複数の第２画像の輝度データとの差分値を算出し、該算出された複数の差分値の夫々に応じて特定された複数の第３画像の夫々に基づいて、指示手段の位置を特定する。
【００１５】
一の反射光、及び複数の他の反射光の夫々は、互いに異なるタイミングで光源から出射された複数の光源光の夫々が指示手段によって反射された光であり、複数の光源光と同様に、互いに異なるタイミングで検出手段によって検出される。例えば、複数の光源光は互いに異なる光強度を有しているため、指示手段の周囲において指示手段によって遮られることなく表示面に入射する外光の光強度が一定の場合、一の反射光、及び複数の他の反射光の夫々に基づいて特定される第１画像の輝度データ、及び複数の他の第２画像の夫々の輝度データは相互に異なる。
【００１６】
より具体的には、例えば、指等の指示手段によって反射された一の反射光、及び複数の他の反射光の夫々の光強度及び反射方向は、指示手段によって反射される複数の光源光の夫々の光強度に応じて相互に異なるため、これら反射光及び外光の夫々の光強度の相対的な大小関係に応じて、指示手段の輪郭を規定する画像部分を含む第１画像、及び複数の第２画像の夫々の輝度データも相互に異なる。他方、これら第１画像、及び複数の第２画像のうち外光が検出されることによって形成された画像部分の輝度データは、これら画像相互で共通になる。
【００１７】
したがって、後述するように、これら画像の差分値が算出されることによって、第３画像では外光に起因するノイズ成分を除去することができ、指示手段の位置を特定する特定精度を高めることができる。加えて、本発明に係る表示装置によれば、指示手段によって遮られない外光に基づいて形成される画像部分は、外光の光強度が変化した場合でも、後述するように第１画像及び第２画像の差分値を算出ことによって第３画像では相殺され、複数の第３画像に基づく指示手段の位置の特定に影響を与えない。
【００１８】
加えて、第１画像及び第２画像の夫々における指示手段の画像部分は、反射光及び外光の夫々の光強度に差があれば特定可能であるため、反射光の光強度に対する外光の光強度の相対的な大きさは、本発明に係る表示装置による指示手段の位置の特定に対して影響しない。
【００１９】
また、複数の第３画像の夫々に含まれる指示手段の輪郭を規定する画像部分は、当該第３画像を算出するもとになった第１画像及び第２画像の夫々における指示手段の画像部分が相互に重なる部分であるため、第３画像の含まれる指示手段の画像部分が当該第３画像内で占める範囲は、指示手段が表示面上において実際に占める範囲と略等しいと考えてよい。
【００２０】
加えて、本発明に係る表示装置によれば、光センサの電圧レベルの調整回路、或いは光検出時間を調整するタイミング調整回路を付加する必要がないため、光センサの動作を制御するための制御回路の回路構成を複雑化させることがなく、表示装置の回路構成を簡便にできる。
【００２１】
よって、本発明に係る表示装置によれば、複数の第３画像の夫々を相互に参照することによって、外光及び光源光の夫々の光強度の大小関係に関係なく、簡便な回路構成によって表示面上における指示手段の位置を特定できる。したがって、本発明に係る表示装置によれば、特定された指示手段の位置に応じて、当該表示装置に情報を正確に入力することが可能になる。
【００２２】
本発明に係る表示装置の一の態様では、前記特定手段は、前記複数の第３画像の夫々に含まれる前記指示手段の画像部分の中心座標の平均値を算出することによって前記位置を特定してもよい。
【００２３】
この態様によれば、第３画像のうち指示手段によって占められる画像部分の中心座標の平均値を複数の第３画像において算出することによって、表示面上における指示手段の面内方向における位置を正確に特定できる。
【００２４】
本発明に係る表示装置の他の態様では、前記光源及び前記表示面間に配置された基板と、前記基板上の表示領域を構成する複数の画素部とを備え、前記検出手段は、前記表示領域において前記画素部の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成された受光素子を含んでいてもよい。
【００２５】
この態様によれば、基板は、例えば、画素スイッチング用ＴＦＴ等の半導体素子が形成されたＴＦＴアレイ基板であり、当該表示装置は、ＴＦＴアレイ基板、ＴＦＴアレイ基板に対向配置された対向基板、及びこれら基板間に挟持された液晶層を含む液晶装置として構成されている。
【００２６】
複数の画素部は、基板上にアレイ状に配列されており、表示領域を構成している。尚、この態様では、表示面は、例えば、対向基板の両面のうち液晶層に面しない側の表面であり、表示面のうち表示領域に重なる領域において、複数の画素部の動作に応じた画像が表示される。受光素子は、フォトダイオード等の光センサであり、表示領域において画素部の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成されているため、複数の画素部の動作に応じた画像表示を阻害しない。
【００２７】
本発明に係る表示装置の他の態様では、前記光源は、画像信号に応じた画像を前記表示面に表示するための表示光を出射する表示用光源として兼用されていてもよい。
【００２８】
この態様によれば、別途指示手段を検出ための検出用の光を出射するための光源を設ける必要がないため、表示装置の構成を簡便なものにすることができる。
【００２９】
本発明に係る表示装置の他の態様では、前記光源は、発光ダイオードを含んで構成されていてもよい。
【００３０】
この態様によれば、発光ダイオードに入力される入力電流の大きさを制御することによって光源光の光強度を正確に制御できる。加えて、発光時間も正確に制御できるため、指示手段によって受光素子に向かって反射される反射光に基づいて特定される第１画像、及び複数の第２画像の夫々の輝度データが、反射光の光強度に応じて一義的に特定される。
【００３１】
本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の表示装置を具備してなる。
【００３２】
本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る表示装置を具備してなるので、タッチパネル機能を有し、且つ高品位の表示が可能な、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末などの各種電子機器を実現できる。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することが可能である。
【００３３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る表示装置及び電子機器の各実施形態を説明する。
【００３５】
＜１：表示装置＞
＜１−１：表示装置の全体構成＞
先ず、図１及び図２を参照しながら、本発明に係る「表示装置」の一実施形態である液晶装置１の全体構成を説明する。図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶装置１の平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。本実施形態に係る液晶装置１は、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。
【００３６】
図１及び図２において、液晶装置１では、本発明の「基板」の一例であるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素部が設けられる表示領域たる画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００３７】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
【００３８】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。尚、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換えれば、本実施形態においては特に、ＴＦＴアレイ基板１０の中心から見て、この額縁遮光膜５３より以遠が周辺領域として規定されている。
【００３９】
周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。
【００４０】
ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域には、後述する光センサを含むセンサ部を制御するためのセンサ制御回路部２０１が形成されている。外部回路接続端子１０２は、外部回路及び液晶装置１を電気的に接続する接続手段の一例であるフレキシブル基板（以下、ＦＰＣと称す。）２００に設けられた接続端子に接続されている。液晶装置１が有するバックライトは、ＦＰＣ２００に搭載されたＩＣ回路等から構成されるバックライト制御回路２０２によって制御される。尚、センサ制御回路部２０１及びバックライト制御回路２０２の夫々は、液晶装置１に内蔵されていてもよいし、液晶装置１の外部に形成されていてもよい。
【００４１】
対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００４２】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に配向膜が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。液晶装置１によって表示される画像は、対向基板２０の両面のうち液晶層５０に面しない側の表示面２０ｓに表示される。尚、本実施形態では、説明の便宜上、偏光板及びカラーフィルタの図示を省略しているが、対向基板２０上に偏光板及びカラーフィルタが配置されている場合には、図中において、液晶装置１の最上面が表示面になる。
【００４３】
液晶装置１は、図中ＴＦＴアレイ基板１０の下側に配置されたバックライト２０６を備えている。バックライト２０６は、本発明の「光源」の一例であり、表示面２０ｓの裏面側に配置されていることになる。バックライト２０６は、発光ダイオードの一例である点状光源の半導体発光素子が平面的に配列されることによって構成されている。バックライト２０６は、有機ＥＬ素子等の発光ダイオードを含んで構成されていてもよい。また、導光体により側面に配置された光源からの光を面状に発光させるサイドライト方式のバックライトを用いてもよい。
【００４４】
尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００４５】
＜１−２：表示装置の回路構成＞
次に、図３及び図４を参照しながら、液晶装置１の回路構成を説明する。図３は、液晶装置１の主要な回路構成を示したブロック図であり、図４は、センサ制御回路部２０１の詳細な回路構成を示したブロック図である。
【００４６】
図３及び図４において、液晶装置１は、センサ制御回路部２０１、バックライト制御回路部２０２、表示制御回路部２０３、センサ部２０４、表示部２０５、及びバックライト２０６を備えて構成されている。
【００４７】
表示部２０５は、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成された複数の画素部から構成されている。表示制御回路部２０３は、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１を備えて構成されており、外部回路部２０７から供給される画像信号を含む各種信号に応じた画像を表示部２０５が表示可能なように表示部２０５の動作を制御する。
【００４８】
センサ部２０４は、本発明の「検出手段」の一例を構成している。センサ部２０４は、表示部２０５と共に、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。
センサ制御回路部２０１は、本発明の「特定手段」の一例であり、センサ部２０４の動作を制御すると共に、バックライト２０６から出射される光源光の光強度を変更するための信号をバックライト制御回路部２０２に供給する。
【００４９】
ここで、図４を参照しながら、センサ制御回路部２０１の詳細な構成を説明する。図４に示すように、センサ制御回路部２０１は、画像処理回路部２０１ａ、及びメモリ２０１ｂを備えて構成されている。画像処理回路部２０１ａは、指等の指示手段が検出される際に、指示手段が撮像された画像のデータを処理する。メモリ２０１ｂは、画像処理回路部２０１ａから供給されたデータを記憶する。画像処理回路部２０１ａは、メモリ２０１ｂに記憶されたデータを適時読み出し、指示手段の位置を特定する際に利用する。尚、センサ制御回路部２０１が、表示面２０ｓにおける指等の指示手段の位置を特定する位置特定方法については後に詳細に説明する。
【００５０】
再び、図３において、バックライト制御回路部２０２は、外部回路部２０７及びセンサ制御回路部２０１の夫々から供給された信号に基づいてバックライト２０６の動作を制御する。バックライト２０６は、バックライト制御回路部２０２の制御下において、液晶装置１の表示面２０ｓを指等の指示手段が指示したことを検知するための光源光を表示面２０ｓに出射する。加えて、バックライト２０６は、外部回路部２０７からバックライト制御回路部２０２を介して供給される画像信号に応じた画像を表示面に表示するための表示光を出射する表示用光源として兼用されている。このようなバックライト２０６によれば、別途指示手段を検出ための検出用の光を出射するための光源を設ける必要がないため、液晶装置１の構成を簡便なものにすることができる。
【００５１】
＜１−３：画素部の構成＞
次に、図５乃至図９を参照しながら、液晶装置１の画素部の構成を詳細に説明する。図５は、液晶装置１の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路であり、図６は、画素部と共にセンサ部２０４の等価回路を示した等価回路である。図７は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´断面図である。図９は、図７のＩＸ−ＩＸ´断面図である。尚、図８及び図９においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【００５２】
図５において、液晶装置１の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素部７２の夫々は、赤色を表示するサブ画素部７２Ｒ、緑色を表示するサブ画素部７２Ｇ、及び青色を表示するサブ画素部７２Ｂを含んで構成されている。したがって、液晶装置１は、カラー画像を表示可能な表示装置である。サブ画素部７２Ｒ、７２Ｇ及び７２Ｂの夫々は、画素電極９ａ、ＴＦＴ３０、及び液晶素子５０ａを備えている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶装置１の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【００５３】
ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、液晶装置１は、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。
【００５４】
液晶層５０に含まれる液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各サブ画素部の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各サブ画素部の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置１からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。蓄積容量７０は、画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶素子５０ａと並列に付加されている。
【００５５】
図６において、センサ部２０４は、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａにおいて、画素部７２毎に形成されており、ＴＦＴ２１１ａ、２１１ｂ及び２１１ｃ、本発明の「受光素子」の一例であるフォトダイオード２１２、並びに容量素子２１３を備えて構成されている。
【００５６】
ＴＴＦ２１１ａのゲートは、センサプリチャージ制御線３０２に電気的に接続されている。ＴＦＴ２１１ａのソース及びドレインの夫々は、プリチャージ線３０１、及びフォトダイオード２１２、並びに容量素子２１３に電気的に接続されている。
【００５７】
ＴＦＴ２１１ａは、センサ制御回路部２０１からセンサプリチャージ制御線３０２を介して供給されたプリチャージ制御信号に応じてオンオフが切り換えられる。フォトダイオード２１２は、プリチャージ線３０１及びＴＦＴ２１１ａを介して供給されたプリチャージ電圧によってプリチャージされる。
【００５８】
ＴＦＴ２１１ｂのゲートは、フォトダイオード２１２に電気的に接続されており、フォトダイオード２１２に蓄電された電荷量の変化を増幅する増幅用素子である。フォトダイオード２１２に生じる電荷量の変化は、フォトダイオード２１２が検知する反射光に起因して生じる。
【００５９】
ＴＦＴ２１２ｃのゲートは、センサ出力制御線３０３に電気的に接続されている。ＴＦＴ２１２ｃは、センサ出力制御線３０３を介して供給される出力制御信号に応じてオンオフが切り換えられ、フォトダイオード２１２で生じた電荷量の変化に対応した出力信号をセンサ出力線３０４を介してセンサ制御回路部２０１に出力する。
【００６０】
次に、図７乃至図９を参照して、画素部を構成するサブ画素部７２ｓの具体的な構成を説明する。
【００６１】
図７及び図８において、液晶装置１のＴＦＴアレイ基板１０上には、Ｘ方向及びＹ方向に対してマトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ´により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。指等の指示手段は、液晶装置１の表示面２０ｓに接触、或いは表示面２０ｓの所望の領域を指示することによって液晶装置１に各種情報を入力できる。
【００６２】
走査線３ａは、半導体層１ａのうち図４中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ´に対向するように配置されている。走査線３ａとデータ線６ａとが交差する個所の夫々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。
【００６３】
データ線６ａは、その上面が平坦化された第２層間絶縁膜４２を下地として形成された下地膜４２ａａ上に形成されており、コンタクトホール８１を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域に接続されている。データ線６ａ及びコンタクトホール８１内部は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ（アルミニウム）含有材料、又はＡｌ単体、若しくはＡｌ層とＴｉＮ層等との多層膜からなる。データ線６ａは、ＴＦＴ３０を遮光する機能を有している。
【００６４】
蓄積容量７０は、高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極としての下部容量電極７１と、固定電位側容量電極としての上部容量電極３００の一部とが、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形成されている。
【００６５】
図７及び図８に示すように、上部容量電極３００は、例えば金属又は合金を含む上側遮光膜（内蔵遮光膜）としてＴＦＴ３０の上側に設けられている。上部容量電極３００は、固定電位側容量電極としても機能する。上部容量電極３００は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｌ（アルミニウム等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。上部容量電極３００は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる第１膜と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる第２膜とが積層された多層構造を持っていてもよい。
【００６６】
下部容量電極７１は、例えば導電性のポリシリコン膜や、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなり画素電位側容量電極として機能する。下部容量電極７１は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての上部容量電極３００とＴＦＴ３０との間に配置される、光吸収層或いは上側遮光膜の他の例としての機能を持ち、更に、画素電極９ａとＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅとを中継接続する機能を持つ。但し、下部容量電極７１も、上部容量電極３００と同様に、金属又は合金を含む単一層膜若しくは多層膜から構成されていてもよい。
【００６７】
容量電極としての下部容量電極７１と上部容量電極３００との間に配置される誘電体膜７５は、例えばＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。
【００６８】
上部容量電極３００は、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。
【００６９】
ＴＦＴ３０の下側に下地絶縁膜１２を介して格子状に設けられた下側遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０側から装置内に入射する戻り光からＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´及びその周辺を遮光する。下側遮光膜１１ａは、上部容量電極３００と同様に、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。
【００７０】
下地絶縁層１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。画素電極９ａは、下部容量電極７１を中継することにより、コンタクトホール８３及び８５を介して半導体層１ａのうち高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。
【００７１】
図７及び図８に示すように、液晶装置１は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。
【００７２】
ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。例えば、画素電極９ａはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電性膜からなり、配向膜１６は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【００７３】
対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。配向膜２２は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【００７４】
対向基板２０には、格子状又はストライプ状の遮光膜を設けるようにしてもよい。このような構成を採ることで、上部容量電極３００として設けられた上側遮光膜と併せ、ＴＦＴアレイ基板１０側からの入射光のチャネル領域１ａ´ないしその周辺への侵入を阻止するのをより確実に阻止することができる。
【００７５】
このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６及び２２により所定の配向状態をとる。
【００７６】
図８において、画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ゲート電極３ａ２、走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ´、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜２、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅは、半導体層１ａの不純物領域を構成しており、チャネル領域１ａ´の両側にミラー対称に形成されている。
【００７７】
ゲート電極３ａ２は、ポリシリコン膜等の導電膜や、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等によって形成されており、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに重ならないように絶縁膜２を介してチャネル領域１ａ´上に設けられている。したがって、ＴＦＴ３０では、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅとゲート電極３ａ２とのオフセットが十分に確保されている。
【００７８】
尚、ゲート電極３ａ２の縁は、平面的に見て低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃとチャネル領域１ａ´との境界に重なっており、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃと、ゲート電極３ａ２との間に生じる寄生容量が低減されている。これにより、ＴＦＴ３０トランジスタの高速動作が可能となり、液晶装置１の表示性能が高められている。
【００７９】
加えて、液晶装置１では、ゲート電極３ａ２上にＴＦＴ３０を覆うように形成された上部容量電極３００によって、ゲート電極３ａ２のみによって遮光する場合に比べて効果的に低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃを遮光できる。
【００８０】
このように、液晶装置１によれば、光リーク電流が低減されたＴＦＴ３０を用いて、フリッカ等の画像表示を行う際に発生する不具合を低減でき、高品位で画像を表示できる。加えて、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有しているため、ＴＦＴ３０の非動作時において低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに流れるオフ電流が低減され、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下が抑制されている。よって、液晶装置１によれば、ＬＤＤ構造の利点及び光リーク電流が殆ど流れないことを利用して高品位で画像を表示できる。
【００８１】
下側遮光膜１１ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３が各々開孔された第１層間絶縁膜４１が形成されている。
【００８２】
第１層間絶縁膜４１上には下部容量電極７１及び上部容量電極３００が形成されており、これらの上には、コンタクトホール８１及び８５が各々開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。
【００８３】
本実施形態における第２層間絶縁膜４２は、例えばＢＰＳＧ膜からなり、加熱による流動化状態を経ることによって上面が平坦化されている。即ち、その成膜時の上面には、下層側の蓄積容量７０やＴＦＴ３０、走査線３ａ、更には下地遮光膜１１ａの存在によって段差が生じているが、一旦流動化されることで、上面は段差による凹凸が均された状態となっている。尚、第２層間絶縁膜４２は、感光性のアクリル樹脂などを用いて段差が軽減されていてもよい。
【００８４】
更に、データ線６ａの上から第２層間絶縁膜４２の全面を覆うように、コンタクトホール８５が形成された第３層間絶縁膜４３が、例えばＢＰＳＧ膜により形成されている。画素電極９ａ及び配向膜１６は、第３層間絶縁膜４３の上面に設けられている。尚、第３層間絶縁膜４２は、感光性のアクリル樹脂などを用いて段差が軽減されていてもよい。
【００８５】
次に、図７及び図９を参照しながら、フォトダイオード２１２について詳細に説明する。
【００８６】
図７及び図９に示すように、フォトダイオード２１２は、画像表示領域１０ａにおいて、実質的に画像表示に寄与する開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成されている。開口領域は、バックライト２０６から出射された表示用光が透過する領域である。このような開口領域は、データ線６ａ等の非透過性膜が形成された非開口領域に囲まれている。開口領域において、バックライト２０６から出射された表示用光は、液晶層５０の配向状態に応じて変調され、変調光として表示面２０ｓから出射される。
【００８７】
フォトダイオード２１２は、表示面２０ｓに接触する、或いは表示面２０ｓ上に位置する指示手段によって反射された反射光と外光とを検出する。センサ制御回路部２０１は、フォトダイオード２１２によって検出された反射光及び外光の夫々の光強度に基づいて指示手段の位置を特定する。フォトダイオード２１２は、ＴＦＴアレイ基板１０側から順に下電極２１２e、Ｎ型半導体層２１２ｄ、受光層２１２ｃ及びＰ型半導体層２１２ｂ、上電極２１２ａが順次積層されてなるＰＩＮダイオードである。フォトダイオード２１２は、画像表示に寄与しない領域である非開口領域に配置されているため、画素の開口率を低下させず、各画素部の動作に応じた画像表示を阻害しない。第３層間絶縁膜４３のうち非開口領域に延びる部分には、凹部１５２が形成されている。凹部１５２の底面には、フォトダイオード２１２の受光面２１２ｓが臨んでいる。また、対向基板２０には、非開口領域を部分的に規定するブラックマトリックス１５３が形成されている。
【００８８】
＜１−４：表示装置による指示手段の位置特定方法＞
次に、図１０乃至図１５を参照しながら、液晶装置１による指示手段の位置特定方法を説明する。図１０は、本実施形態に係る液晶装置１によって実行可能な指示手段の位置特定方法のフローチャートである。図１１は、光源光、反射光及び外光の光路を図式的に示した液晶装置１の概略図である。図１２は、センサ制御回路部で画像処理される各種画像を概念的に示した概念図である。尚、図１２では、指等の指示手段によって反射された反射光の光強度が外光の光強度より大きい場合を例に挙げている。図１３は、互いに異なる光強度を有する複数の光源光の夫々を時間軸に沿って図式的に示した概念図である。図１４は、図１２に示した概念図の変形例である。図１５は、フォトダイオード２１２を介して取得された画像に含まれるノイズを除去する原理の概念を図式的に示した概念図である。
【００８９】
図１０、図１１及び図１２において、バックライト２０６は、指等の指示手段を検出する際に、表示面２０ｓの裏面側から表示面２０ｓに向かって、光強度Ａ１を有する光源光Ｌａ１を出射する。光源光Ｌａ１は、表示面２０ｓの任意の位置を指示する指示手段の一例である指Ｆの表面で反射され、本発明の「一の反射光」の一例である反射光Ｌｂ１がフォトダイオード２１２に検出される。これと並行して、表示面２０ｓにおいて指Ｆに重ならない領域では、外光Ｌｄがフォトダイオード２１２に検出される。センサ制御回路部２０１は、各フォトダイオード２１２から出力された出力信号を取得し、光強度Ａ１を有する光源光Ｌａ１に対応する指Ｆの画像部分Ｆ１及び外光Ｌｄに対応する画像部分Ｑ１を含む画像Ｐ１を生成する。画像Ｐ１は、本発明の「第１画像」の一例である。メモリ２０１ｂは、画像処理回路部２０１から画像Ｐ１の輝度データを取得し、記憶する（ステップＳ１０）。
【００９０】
次に、バックライト２０６は、光源光Ｌａ１と異なる光強度を有する複数の光源光を順次表示面２０ｓに向かって出射する。したがって、光源光Ｌａ１と、光源光Ｌａ１と互いに異なる光強度を有する複数の光源光とは、互いに異なるタイミングでバックライト２０６から表示面２０ｓに向かって出射されることになる。
【００９１】
ここで、図１３を参照しながら、バックライト２０６から互いに異なるタイミングで出射され、且つ互いに異なる光強度を有する光源光について説明する。
【００９２】
図１３において、光強度Ａ１を有する複数の光源光Ｌａ１の夫々は、第１期間Ｔ１においてパルス状に出射される。第１期間Ｔ１の経過後、順次到来する第２期間Ｔ２及び第３期間Ｔ３において、バックライト２０６は、光強度Ａ２を有する複数の光源光Ｌａ２と、光強度Ａ３を有する複数の光源光Ｌａ３を表示面２０ｓに向かって出射する。光強度Ａ１、Ａ２及びＡ３のうち光強度Ａ２が最も大きく、光強度Ａ３が最も小さい。バックライト２０６は、発光ダイオード等を含んで構成されているため、バックライト制御回路部２０２の制御下で発光ダイオードに入力される入力電流が個別に設定されることによって各光源光の光強度を正確に設定できる。加えて、発光ダイオードを有するバックライト２０６によれば、各発光ダイオードの発光時間も正確に制御できるため、光源光Ｌａ１、Ｌａ２及びＬａ３の夫々が指Ｆに反射された反射光に基づいて特定される指Ｆの画像部分を含む画像の輝度データが、各反射光の光強度に応じて一義的に特定される。
【００９３】
図１１に示すように、光源光Ｌａ２及びＬａ３の夫々が指Ｆに反射された反射光Ｌｂ２及びＬｂ３の夫々は、本発明の「複数の他の反射光」の一例であり、光源光Ｌａ１、Ｌａ２及びＬａ３の夫々の光強度が互いに異なることに起因して、反射光Ｌｂ１、Ｌｂ２及びＬｂ３の夫々の光強度は互いに異なる。したがって、これら反射光Ｌｂ１、Ｌｂ２及びＬｂ３の夫々を検出することによって特定される指Ｆの画像も相互に異なる。
【００９４】
再び、図１０、図１１及び図１２において、メモリ２０１ｂが、画像Ｐ１の輝度データを記憶した後、順次バックライト２０６から光源光Ｌａ２及びＬａ３が出射され、反射光Ｌｂ２及びＬｂ３がフォトダイオード２１２によって検出される。画像処理回路２０１ａは、反射光Ｌｂ２及びＬｂ３の夫々に対応した指Ｆの画像部分を含む画像Ｐ２及びＰ３を順次生成する。画像Ｐ２及びＰ３の夫々は、本発明の「第２画像」の夫々一例であり、メモリ２０１ｂによって、画像Ｐ２及びＰ３の輝度データが順次記憶される。（ステップＳ２０、及びＳ３０）。
【００９５】
尚、光源光Ｌａ１、Ｌａ２及びＬａ３は、外光Ｌｄの光強度が変化しない程度の極短時間に出射されるため、各画像Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の夫々に含まれる指の画像部分Ｆ１、Ｆ２及びＦ３を除く他の画像部分Ｑ１、Ｑ２及びＱ３の輝度は一定であると考えてよい。
【００９６】
また、図１２に示すように、画像Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の夫々に含まれる指Ｆの画像部分Ｆ１、Ｆ２及びＦ３のサイズは、反射光Ｌｂ１、Ｌｂ２及びＬｂ３の夫々の光強度に起因して互いに異なる。
【００９７】
次に、図１０及び図１２に示すように、画像処理回路２０１ａは、画像Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の夫々の輝度データをメモリ２０１ｂから読み出し、画像Ｐ１２及びＰ１３を生成する（ステップＳ４０）。画像Ｐ１２及びＰ１３の夫々は、本発明の「第３画像」の一例であり、画像Ｐ１２は、画像Ｐ１及び画像Ｐ２の夫々の輝度データの差分値を算出することによって生成される。画像Ｐ１３は、画像Ｐ１２と同様に、画像Ｐ１及び画像Ｐ３の夫々の輝度データの差分値を算出することによって生成される。
【００９８】
図１２に示すように、画像処理回路部２０１ａは、画像Ｐ１２について、各反射光に応じて取得された指Ｆの画像部分Ｆ１及びＦ２において共通する部分である画像部分Ｆ１の中心座標Ｃ１を特定する。同様に、画像処理回路２０１ａは、画像Ｐ１３について、各反射光に応じて取得された指Ｆの画像部分Ｆ１及びＦ３において共通する部分である画像部分Ｆ３の中心座標Ｃ２を特定する（ステップＳ５０）。ここで、画像Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の夫々における画像部分Ｑ１、Ｑ２及びＱ３は、共通の輝度データを有しているため、これら画像の輝度データの差分を取ることによって相殺される。
【００９９】
次に、画像処理回路部２０１ａは、中心座標Ｃ１及びＣ２の平均値を算出することによって、指Ｆの表示面２０ｓの面内における位置を特定する（ステップＳ６０）。
【０１００】
以上の手順を経て、液晶装置１は、指等の指示手段の位置を正確に特定でき、指Ｆの位置に応じた各種情報を入力可能になる。加えて、指等の指示手段の位置を特定するために出射される光源光は、時間軸に対してパルス状に出射されるため、互いに異なる光強度であっても時間平均が概等しくなるようにパルス幅を調整することにより、輝度変化が視認されないため表示品位を劣化させず、かつバックライトの消費電力を増加させることなく、正確に指等の指示手段の位置を特定することができる。より具体的には、図１３に示すように、パルス状に出射される光源光Ｌａ１、Ｌａ２及びＬａ３のうち光強度が最も小さい光源光Ｌａ３のパルス幅が最も大きく、光強度が最も大きい光源光Ｌａ２のパルス幅が最も小さい。したがって、期間Ｔ１、Ｔ２及びＴ３の夫々において出射される光源光Ｌａ１、Ｌａ２及びＬａ３の積分値は相互に略等しくなり、人間の目で画像を見た際の輝度変化が殆ど発生しない。
【０１０１】
また、光検出の時間を複数の光源光のうち一番パルス幅の短い光源光のパルス幅よりも短くすることにより、光検出精度に影響を与えることもない。
【０１０２】
次に、図１４を参照しながら、指示手段によって反射される反射光の光強度が外光の光強度より小さく、上述した位置特定方法のフローチャートにおいて用いられた反射光及び外光相互の光強度の大小関係に比べて、外光に対する反射光の光強度の大きさが逆転している場合に生成される各画像を説明する。
【０１０３】
図１４において、画像Ｐ１´、Ｐ２´、及びＰ３´の夫々は、反射光ｌｂ１、Ｌｂ２及びＬｂ３がフォトダイオード２１２に検出されることによって生成される。ここで、反射光Ｌｂ１、Ｌｂ２及びＬｂ３の夫々の光強度は、外光Ｌｄの光強度より小さいため、指Ｆの画像部分Ｆ１´、Ｆ２´及びＦ３´の輝度は、画像部分Ｆ１´、Ｆ２´及びＦ３´の周囲の画像部分に比べて小さくなる。しかしながら、外光Ｌｄの輝度は、一定と考えてよいため、画像Ｐ１´及びＰ２´の夫々の輝度データの差分値に基づいて生成された画像Ｐ１２´では、画像部分Ｆ１´及びＦ２´の周囲の輝度は相殺される。同様に、画像Ｐ１´及びＰ３´の夫々の輝度データの差分値に基づいて生成された画像Ｐ１３´でも、画像部分Ｆ１´及びＦ３´の周囲の輝度は相殺される。したがって、画像部分Ｆ１´及びＦ２´が相互に重なる画像部分Ｆ１´の中心座標Ｃ１´と、画像部分Ｆ１´及びＦ３´が相互に重なる画像部分Ｆ３´の中心座標Ｃ２´との平均値を算出することによって指Ｆの位置を正確に特定できる。
【０１０４】
尚、本実施形態では、画像Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１２´及びＰ１３´の夫々に含まれる指示手段の輪郭を規定する画像部分の中心座標の平均値を算出することによって指等の指示手段の位置を特定する例を説明したが、本発明に係る表示装置によって実行可能な位置特定方法によれば、画像Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１２´及びＰ１３´の夫々に含まれる指示手段の画像部分がこれら画像内で占める範囲は、指示手段が表示面２０ｓ上の領域のうち実際に占める範囲と略等しいと考えてよいため、中心座標の平均値を算出しなくてもある程度の精度で指示手段の位置を特定可能である。
【０１０５】
加えて、本実施形態に係る液晶装置１によれば、フォトダイオード等の光センサの電圧レベルの調整回路、或いは光検出時間を調整するタイミング調整回路を付加する必要がないため、光センサの動作を制御するための制御回路の回路構成を複雑化させることがなく、液晶装置１の回路構成を簡便にすることが可能である。
【０１０６】
次に、図１５を参照しながら、本実施形態に係る位置特定方法の有する他の利点を説明する。図１５に示すように、画像Ｐ１´及びＰ２´の夫々に指Ｆと異なる異物Ｋの画像部分、即ちノイズが含まれている場合、当該のノイズは指示手段の位置を特定する際の特定精度を低下させてしまう虞がある。しかしながら、本実施形態に係る液晶装置１によって実行可能な位置特定方法によれば、異物Ｋの画像部分は、画像Ｐ１´及び画像Ｐ２´の夫々の輝度データの差分値が算出されることによって相殺され、画像Ｐ１２´に残存しない。したがって、本実施形態に係る液晶装置１によって実行可能な位置特定方法によれば、指示手段の位置を特定する際の特定精度を低下させる虞があるノイズ成分を排除でき、高い精度で指示手段の位置を特定できる。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置１、及び液晶装置１によって実行可能な位置特定方法によれば、外光及び光源光の夫々の相対的な光強度の大小関係に関係なく、簡便な回路構成によって表示面上における指示手段の位置を高い精度で特定できる。したがって、本実施形態に係る液晶装置１によれば、特定された指示手段の位置に応じて、当該液晶装置１に情報を正確に入力することが可能になる。
【０１０８】
＜２：電子機器＞
次に、図１６及び図１７を参照しながら、上述した液晶装置を具備してなる電子機器の実施形態を説明する。
【０１０９】
図１６は、上述した液晶装置が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。図１６において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、上述した液晶装置を含んでなる液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。液晶表示ユニット１２０６は、液晶パネル１００５の背面にバックライトを付加することにより構成されており、タッチパネル機能を有し、且つ高い開口率によって表示品位が高められている。
【０１１０】
次に、上述した液晶装置を携帯電話に適用した例について説明する。図１７は、本実施形態の電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図１７において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の表示形式を採用し、且つ上述した液晶装置と同様の構成を有する液晶装置１００５を備えている。携帯電話１３００によれば、開口率が高められており、高品位の画像表示が可能であると共に、指等の指示手段によって表示面を介して正確に情報を入力可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本実施形態に係る表示装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。
【図３】本実施形態に係る表示装置の主要な回路構成を示したブロック図である。
【図４】センサ制御回路部の詳細な回路構成を示したブロック図である。
【図５】本実施形態に係る表示装置の画像表示領域における等価回路である。
【図６】画素部と共にセンサ部の等価回路を示した等価回路である。
【図７】データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ´断面図である。
【図１０】本実施形態に係る表示装置によって実行可能な指示手段の位置特定方法のフローチャートである。
【図１１】光源光、反射光及び外光の光路を図式的に示した表示装置の概略図である。
【図１２】センサ制御回路部で画像処理される各種画像を概念的に示した概念図である。
【図１３】互いに異なる光強度を有する複数の光源光の夫々を時間軸に沿って図式的に示した概念図である。
【図１４】図１２に示した概念図の変形例である。
【図１５】フォトダイオードを介して取得された画像に含まれるノイズを除去する原理の概念を図式的に示した概念図である。
【図１６】本実施形態に係る電子機器の一例を示した斜視図である。
【図１７】本実施形態に係る電子機器の他の例を示した斜視図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１・・・液晶装置、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、７２・・・画素部、２０１・・・センサ制御回路部、２０６・・・バックライト、２１２・・・フォトダイオード
【図１】
2008224935.tif 000003
【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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