(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報の視覚的表示を行うための表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子を有するバックライト装置を備えた表示装置であって、
前記各発光点から発せられる光を、当該発光点の位置に対応する前記表示面内の位置を示す位置情報により変調する変調手段を更に備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
情報の視覚的表示を行うための表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子を有するバックライト装置を備えた表示装置であって、
前記各発光点の発光タイミングを、当該発光点の位置に応じて異ならせる発光タイミング制御手段を更に備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記複数の発光点から発せられる光が重なり合わないように、前記各発光点の発光タイミングおよび発光期間を制御する発光時間制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の表示装置。
【請求項４】
前記複数の発光点を複数のグループに分け、
前記発光時間制御手段は、同一の前記グループに属する発光点から発せられる光が互いに重なり合わないように、前記同一のグループに属する発光点の発光タイミングおよび発光期間を設定した発光パターンを有し、この発光パターンに従って前記同一のグループに属する発光点の発光を制御することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記各グループに同一の前記発光パターンを適用することにより、前記各グループに属する発光点を当該同一の発光パターンに従って発光させることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記複数の発光素子は前記表示面の背後に配置されており、前記各発光素子の位置と前記各発光点の位置とが一致することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示面の背後には第１導光部材および第２導光部材をさらに備え、
前記複数の発光素子は複数の第１発光素子および複数の第２発光素子を備え、
前記複数の第１発光素子および前記複数の第２発光素子は前記表示面の周囲にそれぞれ配置され、
前記第１導光部材は、前記各第１発光素子から発せられる第１光を第１方向に案内し、この第１光を前記表示面の背後に導き、
前記第２導光部材は、前記各第２発光素子から発せられる第２光を、前記第１方向と交わる第２方向に案内し、この第２光を前記表示面の背後に導き、
前記各第１光と前記各第２光との交点位置と前記各発光点の位置とが一致することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示面の背後には第１導光部材および第２導光部材をさらに備え、
前記複数の発光素子は複数の第１発光素子および複数の第２発光素子を備え、
前記複数の第１発光素子および前記複数の第２発光素子は前記表示面の周囲にそれぞれ配置され、
前記第１導光部材は、前記各第１発光素子から発せられる第１光を第１方向に案内し、この第１光を前記表示面の背後に導き、
前記第２導光部材は、前記各第２発光素子から発せられる第２光を、前記第１方向と交わる第２方向に案内し、この第２光を前記表示面の背後に導き、
前記各第１光と前記各第２光との交点位置と前記各発光点の位置とが一致することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記各発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記各発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の表示装置。
【請求項１１】
２個の基板間に電極および液晶が設けられた液晶パネル装置と、前記液晶パネル装置の表示面に向けて光を発するバックライト装置とを備えた液晶表示装置であって、
前記バックライト装置は、
前記表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、
前記各発光点から発せられる光を、当該発光点の位置に対応する前記表示面内の位置を示す位置情報により変調する変調手段とを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
２個の基板間に電極および液晶が設けられた液晶パネル装置と、前記液晶パネル装置の表示面に向けて光を発するバックライト装置とを備えた液晶表示装置であって、
前記バックライト装置は、
前記表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、
前記各発光点の発光タイミングを、当該発光点の位置に応じて異ならせる発光タイミング制御手段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】
情報の視覚的表示を行うための表示面内の位置を検出するための位置検出システムであって、
前記表示面の背後から前記表示面に向けて光を発するバックライト装置と、
前記表示面に向けて発せられた前記光を前記表示面の表側から受光する受光装置とを備え、
前記バックライト装置は、
前記表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、
前記各発光点から発せられる光を、当該発光点の位置に対応する前記表示面内の位置を示す位置情報により変調する変調手段とを備え、
前記受光装置は、
前記各発光点から発せられ前記変調手段により変調された光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された光を復調することにより、前記位置情報を取得する復調手段と、
前記復調手段により取得された位置情報を出力する出力手段とを備えていることを特徴とする位置検出システム。
【請求項１４】
前記バックライト装置は、前記複数の発光点から発せられる光が重なり合わないように、前記各発光点の発光タイミングおよび発光期間を制御する発光時間制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の位置検出システム。
【請求項１５】
前記受光装置は、光量検出手段、光量比較手段および位置検出手段を備え、
前記受光手段は、前記複数の発光点から発せられた複数の光を受光し、
前記光量検出手段は、前記受光手段により受光された複数の光のそれぞれの光量を検出し、
前記光量比較手段は、前記光量検出手段により検出された複数の光のそれぞれの光量を相互に比較し、
前記復調手段は、前記受光手段により受光された複数の光を復調することにより、前記複数の発光点にそれぞれ対応する複数の位置情報を取得し、
前記位置検出手段は、前記光量比較手段による比較結果および前記復調手段により取得された複数の位置情報に基づいて前記表示面内の精細位置を検出し、この精細位置を示す精細位置情報を生成し、
前記出力手段は、前記位置検出手段により生成された精細位置情報を出力することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の位置検出システム。
【請求項１６】
情報の視覚的表示を行うための表示面内の位置を検出するための位置検出システムであって、
前記表示面の背後から前記表示面に向けて光を発するバックライト装置と、
前記表示面に向けて発せられた前記光を前記表示面の表側から受光する受光装置とを備え、
前記バックライト装置は、
前記表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、
前記各発光点の発光タイミングを、当該発光点の位置に応じて異ならせる発光タイミング制御手段とを備え、
前記受光装置は、
前記各発光点から発せられた光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された光の受光タイミングに基づいて前記表示面内の位置を検出し、この位置を示す位置情報を生成する位置検出手段と、
前記位置検出手段により生成された位置情報を出力する出力手段とを備えていることを特徴とする位置検出システム。
【請求項１７】
前記受光装置は、光量検出手段および光量比較手段を備え、
前記受光手段は、前記複数の発光点から発せられた複数の光を受光し、
前記光量検出手段は、前記受光手段により受光された複数の光のそれぞれの光量を検出し、
前記光量比較手段は、前記光量検出手段により検出された複数の光のそれぞれの光量を相互に比較し、
前記位置検出手段は、前記光量比較手段による比較結果および前記受光手段により受光された複数の光のそれぞれの受光タイミングに基づいて前記表示面内の精細位置を検出し、この精細位置を示す位置情報を生成することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の位置検出システム。
【請求項１８】
前記受光装置はペン型のケースを備え、
前記受光手段は、前記ケースの先端部に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の位置検出システム。
【請求項１９】
情報の視覚的表示を行うための表示面内の位置を検出するための位置検出方法であって、
前記表示面の背後に配置された複数の発光点を作り出す複数の発光素子を有するバックライト装置から前記表示面に向けて、前記複数の発光点の位置にそれぞれ対応する前記表示面の位置を示す位置情報によってそれぞれ変調された光を発する発光工程と、
前記表示面に向けて発せられた前記光を前記表示面の表側から受光装置により受光する受光工程と、
前記受光工程において受光された光を復調することにより、前記位置情報を取得する復調工程と、
前記復調工程において取得された位置情報を出力する出力工程とを備えていることを特徴とする位置検出方法。
【請求項２０】
情報の視覚的表示を行うための表示面内の位置を検出するための位置検出方法であって、
前記表示面の背後に配置された複数の発光点を作り出す複数の発光素子を有するバックライト装置から前記表示面に向けて、前記複数の発光点の位置に応じて異なる発光タイミングで光を発する発光工程と、
前記表示面に向けて発せられた前記光を前記表示面の表側から受光装置により受光する受光工程と、
前記受光工程において受光された光の受光タイミングに基づいて前記表示面内の位置を検出する位置検出工程とを備えていることを特徴とする位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、有機ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ装置などの表示装置に関し、さらに詳しくは、このような表示装置の表示面内における位置を検出する位置検出システム、位置検出方法、さらにはこのような位置検出機能を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置の画面（表示面）内の位置を検出することができる装置として、タッチパネルが知られている。タッチパネルによれば、ユーザが指、ペンまたはスタイラスなどで画面に触れると、この接触位置が検出され、この接触位置を示す座標情報などがコンピュータなどに送られる。このようなタッチパネルは、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、高機能携帯電話、カーナビゲーション装置、銀行のＡＴＭ（automatic teller machine）、駅の券売機などで利用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在普及しているタッチパネルの接触位置検出方式には様々な種類がある。例えば、抵抗膜を用いて接触を検出する抵抗膜方式、接触による電界の変化を検出するアナログ容量結合方式、接触により赤外線が遮断されるのを検出する赤外線方式などがある。
【０００４】
しかし、抵抗膜方式では、ディスプレイ装置の画面上にフィルムを設ける。このため、画面の視認性が低下する場合がある。また、抵抗膜方式では、接触を検出させるためにフィルムを押圧するため、フィルムに傷が付きやすく、タッチパネルを組み込んだディスプレイ装置の耐久性を高めることが難しい。
【０００５】
また、アナログ容量結合方式では、ディスプレイ装置の画面上に導電薄膜を設ける。このため、画面の視認性が低下する場合がある。
【０００６】
一方、赤外線方式は、ディスプレイ装置の画面上に何も設ける必要がないため、視認性は優れている。しかし、この方式では、画面のフレーム部に赤外線発光ダイオードおよびフォトトランジスタを設ける。このため、フレーム部にこれらの部材を設けるスペースが必要になり、それゆえフレーム部を薄くしたり、フレーム部の幅を小さくしたりすることが難しくなる。
【０００７】
また、上述したいずれの接触位置検出方式であっても、フィルム、導電薄膜、赤外線発光ダイオードなど、接触位置検出を構成するための専用のハードウェアをディスプレイ装置に取り付けなければならない。このため、ディスプレイ装置のハードウェア構造の複雑化、高コスト化、奥行き寸法の増加または設計・デザインの制約の増加が生じる場合がある。
【０００８】
本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の第１の課題は、表示面内の位置検出を実現しながらにして、ハードウェア構造の簡単化、低コスト化、薄型化または設計・デザインの制約の削減を実現することができる表示装置、液晶表示装置、位置検出システムおよび位置検出方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の課題は、表示面内の位置を検出するための専用のハードウェアを追加することなく、表示面内の位置検出を可能にする表示装置、液晶表示装置、位置検出システムおよび位置検出方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３課題は、表示面の視認性を低下させることなく、表示面内の位置検出を可能にする表示装置、液晶表示装置、位置検出システムおよび位置検出方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の第４課題は、耐久性を低下させることなく、表示面内の位置検出を可能にする表示装置、液晶表示装置、位置検出システムおよび位置検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明の第１表示装置は、情報の視覚的表示を行うための表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、前記各発光点から発せられる光を、当該発光点の位置に対応する前記表示面内の位置を示す位置情報により変調する変調手段とを備えている。
【００１３】
上記課題を解決するために本発明の第２表示装置は、情報の視覚的表示を行うための表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、前記各発光点の発光タイミングを、当該発光点の位置に応じて異ならせる発光タイミング制御手段とを備えている。
【００１４】
上記課題を解決するために本発明の第１液晶表示装置は、２個の基板間に電極および液晶が設けられた液晶パネル装置と、前記液晶パネル装置の表示面に向けて光を発するバックライト装置とを備えた液晶表示装置であって、前記バックライト装置は、前記表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、前記各発光点から発せられる光を、当該発光点の位置に対応する前記表示面内の位置を示す位置情報により変調する変調手段とを備えている。
【００１５】
上記課題を解決するために本発明の第２液晶表示装置は、２個の基板間に電極および液晶が設けられた液晶パネル装置と、前記液晶パネル装置の表示面に向けて光を発するバックライト装置とを備えた液晶表示装置であって、前記バックライト装置は、前記表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、前記各発光点の発光タイミングを、当該発光点の位置に応じて異ならせる発光タイミング制御手段とを備えている。
【００１６】
上記課題を解決するために本発明の第１位置検出システムは、情報の視覚的表示を行うための表示面内の位置を検出するための位置検出システムであって、前記表示面の背後から前記表示面に向けて光を発する発光装置と、前記表示面に向けて発せられた前記光を前記表示面の表側から受光する受光装置とを備え、前記発光装置は、前記表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、前記各発光点から発せられる光を、当該発光点の位置に対応する前記表示面内の位置を示す位置情報により変調する変調手段とを備え、前記受光装置は、前記各発光点から発せられ前記変調手段により変調された光を受光する受光手段と、前記受光手段により受光された光を復調することにより、前記位置情報を取得する復調手段と、前記復調手段により取得された位置情報を出力する出力手段とを備えている。
【００１７】
上記課題を解決するために本発明の第２位置検出システムは、情報の視覚的表示を行うための表示面内の位置を検出するための位置検出システムであって、前記表示面の背後から前記表示面に向けて光を発する発光装置と、前記表示面に向けて発せられた前記光を前記表示面の表側から受光する受光装置とを備え、前記発光装置は、前記表示面に向けて光を発する複数の発光点を作り出す複数の発光素子と、前記各発光点の発光タイミングを、当該発光点の位置に応じて異ならせる発光タイミング制御手段とを備え、前記受光装置は、前記各発光点から発せられた光を受光する受光手段と、前記受光手段により受光された光の受光タイミングに基づいて前記表示面内の位置を検出し、この位置を示す位置情報を生成する位置検出手段と、前記位置検出手段により生成された位置情報を出力する出力手段とを備えている。
【００１８】
上記課題を解決するために本発明の第１位置検出方法は、表示面内の位置を検出するための位置検出方法であって、前記表示面の背後に配置された複数の発光点から前記表示面に向けて、前記複数の発光点の位置にそれぞれ対応する前記表示面の位置を示す位置情報によってそれぞれ変調された光を発する発光工程と、前記表示面に向けて発せられた前記光を前記表示面の表側から受光装置により受光する受光工程と、前記受光工程において受光された光を復調することにより、前記位置情報を取得する復調工程と、前記復調工程において取得された位置情報を出力する出力工程とを備えている。
【００１９】
上記課題を解決するために本発明の第２位置検出方法は、表示面内の位置を検出するための位置検出方法であって、前記表示面の背後に配置された複数の発光点から前記表示面に向けて、前記複数の発光点の位置に応じて異なる発光タイミングで光を発する発光工程と、前記表示面に向けて発せられた前記光を前記表示面の表側から受光装置により受光する受光工程と、前記受光工程において受光された光の受光タイミングに基づいて前記表示面内の位置を検出する位置検出工程とを備えている。
【００２０】
本発明の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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の位置検出システムを示す斜視図である。
【図２】本発明の位置検出システムを適用した液晶ディスプレイシステムを示す正面図である。
【図３】本発明の位置検出システムを適用したＰＤＡを示す斜視図である。
【図４】図１中のバックライト装置を示す説明図である。
【図５】発光素子の照射範囲などを示す説明図である。
【図６】図４中のバックライト装置本体に配列された複数の発光素子を示す説明図である。
【図７】発光素子から発せられる光の光量分布などを示す説明図である。
【図８】位置情報テーブルを示す説明図である。
【図９】１個のグループに属する発光素子の発光順序を示す説明図である。
【図１０】発光素子の発光を制御するためのパルス信号を示す波形図である。
【図１１】発光素子の他の配列例を示す説明図である。
【図１２】本発明のバックライト装置の第２実施形態を示す説明図である。
【図１３】図１２中のバックライト装置における発光素子の発光を制御するためのパルス信号を示す波形図である。
【図１４】本発明のバックライト装置の第３実施形態を示す説明図である。
【図１５】図１４中のバックライト装置における発光素子の発光を制御するためのパルス信号を示す波形図である。
【図１６】本発明のバックライト装置の他の実施形態におけるバックライト装置本体を示す説明図である。
【図１７】図１中の受光装置を示す説明図である。
【図１８】図１７中の信号処理部を示すブロック図である。
【図１９】発光素子の照射範囲と接触位置との関係などを示す説明図である。
【図２０】図１７中の受光装置により受光された光の光量を示す説明図である。
【図２１】受光装置の他の実施形態における信号処理部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  位置検出システム
２、１０１、２０１  液晶パネル装置
３、５０、１０２、２０２  バックライト装置
４、１０３、２０３  受光装置
２１Ａ  表示面
３５、７６、７７、７８、７９  発光素子
３７、８２  発光時間制御部
３８、８３  変調部
５２  発光タイミング制御部
３０１  ケース
３０５  信号処理部
３０６  出力部
３０８  受光システム
３１１  復調部
３１２  光量検出部
３１３  光量比較部
３１４、３２２  位置検出部
３２１  タイミング検出部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について実施形態毎に順に図面に基づいて説明する。
【００２４】
（位置検出システムの概要）
図１は、本発明の位置検出システムを液晶ディスプレイ装置（液晶表示装置）に適用した場合を示している。図１中の位置検出システム１は、液晶パネル装置２の表示面２１Ａ内の位置を検出することができる。表示面２１Ａは、文字、図形などの情報の視覚的表示を行うための面である。位置検出システム１は、バックライト装置３および受光装置４を備えている。なお、液晶パネル装置２およびバックライト装置３の組み合わせが表示装置の具体例である。また、バックライト装置３が発光装置の具体例である。
【００２５】
バックライト装置３は、表示面２１Ａの背後から表示面２１Ａに向けて光を発するバックライトとしての機能を備えている。さらに、バックライト装置３は、表示面２１Ａ内の位置情報を発信する機能をも備えている。バックライト装置３は、バックライト装置本体３１およびバックライト制御部３２などから構成されている。バックライト装置本体３１には複数の発光素子３５が設けられている。これらの発光素子３５によりバックライトとしての光が作り出される。また、バックライト制御部３２には、各発光素子３５から発せられる光（つまりバックライト）を高速変調させるための変調回路などが設けられている。各発光素子３５から発せられる光は、当該発光素子３５の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報により高速変調される。これにより、各発光素子３５から発せられる光を媒体として、表示面２１Ａ内の位置情報が発信される。
【００２６】
受光装置４は、表示面２１Ａ内の位置を指し示す機能を備えている。さらに、受光装置４は、表示面２１Ａ内の位置を検出する機能をも備えている。受光装置４は、その外形が例えばペン型であり、筆記具として通常用いられるペンと同等の大きさである。ユーザは、受光装置４を手で持って、受光装置４の先端部を、液晶パネル装置２の表示面２１Ａの表側から表示面２１Ａ上に接触させる。これにより、表示面２１Ａ内のある位置を指し示すことができる。また、受光装置４内部の先端部には受光素子などが設けられている。さらに、受光装置４内部には例えば復調回路および送信回路などが設けられている。ユーザが受光装置４の先端部を表示面２１Ａに接触させると、接触位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報により変調された光（バックライト）が受光装置４の受光素子により受光される。受光素子は、受光された光を電気信号に変換し、この電気信号を復調回路に供給する。復調回路は電気信号を復調する。これにより接触位置に対応する位置情報が得られる。そして、送信回路は、この位置情報を電波または光線にのせてコンピュータ５へ送信する。コンピュータ５は、受光装置４から送信された位置情報を受信し、この位置情報に基づいて表示面２１Ａ内の位置、例えば座標（Ｘ，Ｙ）を特定する。
【００２７】
液晶ディスプレイ装置は、液晶パネル装置２およびバックライト装置３などから構成されている。液晶パネル装置２は、液晶パネル装置本体２１および液晶制御部２２などから構成されている。液晶パネル装置本体２１は、例えば２個の透明基板間に電極および液晶を設けることにより構成されている。液晶制御部２２には、液晶駆動回路などが設けられている。バックライト装置３は、拡散板３３を介して、液晶パネル装置２の背面に取り付けられている。なお、図１では、説明の便宜上、液晶パネル装置２、拡散板３３およびバックライト装置３を分解した状態を示している。
【００２８】
また、バックライト装置３のバックライトを受光装置４に確実に到達させるために、液晶パネル装置本体２１における液晶の角度に制限をかけ、画面が黒のときでも多少のバックライトが液晶を透過するようにすることが望ましい。
【００２９】
位置検出システム１の動作は例えば次のとおりである。ユーザがコンピュータ５に液晶ディスプレイ装置を接続し、コンピュータ５によってグラフィックユーザインタフェイスを備えたＯＳ（Operating System）のプログラムを稼働しているとする。この場合、液晶パネル装置２の表示面２１Ａには、アイコンやボタンが表示される。例えば表示面２１Ａに表示されたボタンを押したいと思ったら、ユーザは、受光装置４を手に取り、受光装置４の先端部でボタンに触れる。つまり、表示面２１Ａ内においてボタンが表示されている位置に受光装置４の先端部を接触させる。これにより、この接触位置に対応する位置情報が受光装置４からコンピュータ５に送信される。そして、コンピュータ５は、この位置情報を受信する。続いて、コンピュータ５において稼働しているＯＳプログラムは、この位置情報に基づいて接触位置の座標を特定し、これによりボタンが押されたことを認識する。そして、ＯＳプログラムは、当該ボタンに割り当てられた処理を実行する。
【００３０】
このように、位置検出システム１では、バックライト装置３から発せられるバックライトを用いて、表示面２１Ａ内の位置検出を行う。これにより、表示面２１Ａ内の位置を検出するための専用のハードウェアを液晶ディスプレイ装置に追加することなく、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。
【００３１】
すなわち、上述したように、抵抗膜方式、アナログ容量結合方式または赤外線方式などを採用した従来のタッチネルでは、表示面内の位置を検出するための専用のハードウェアを液晶ディスプレイ装置に追加する必要がある。つまり、従来のタッチパネルでは、表示面上にフィルムまたは導電薄膜を追加したり、ディスプレイパネルのフレーム部に赤外線発光ダイオードなどを追加したりする必要がある。これに対し、位置検出システム１では、一般的に液晶ディスプレイ装置の構成要素の一部であるバックライト装置のバックライトを利用して表示面内の位置検出を行うので、表示面内の位置を検出するための専用のハードウェアを液晶ディスプレイ装置に追加する必要がない。
【００３２】
したがって、位置検出システム１によれば、表示面２１Ａ内の位置検出を実現しながらにして、液晶ディスプレイ装置のハードウェア構造の簡単化、低コスト化、薄型化または設計・デザインの制約の削減を実現することができる。
【００３３】
また、位置検出システム１によれば、表示面２１Ａの視認性を低下させることなく、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。すなわち、抵抗膜方式またはアナログ容量結合方式を採用した従来のタッチパネルでは、表示面上にフィルムまたは導電薄膜を設ける必要があるため、表示面の視認性が低下する場合がある。これに対し、位置検出システム１では、バックライトを利用して表示面内の位置検出を行うので、表示面上にフィルムも薄膜も設ける必要がなく、表示面の視認性が低下することがない。
【００３４】
また、位置検出システム１によれば、ディプレイ装置の耐久性を低下させることなく、表示面内の位置検出を実現することができる。すなわち、抵抗膜方式を採用した従来のタッチパネルでは、位置検出を実現するために表示面上のフィルムを押圧する必要があり、この結果フィルムに傷が付きやすく、それゆえ、タッチパネルを備えたディスプレイ装置の耐久性が低下する場合がある。これに対し、位置検出システム１では、バックライトの受光により位置検出を行うので、位置検出を行うに当たり、受光装置４を表示面２１Ａに軽く接触させれば十分である。したがって、表示面が傷つきにくく、タッチパネルを備えたディスプレイ装置の耐久性の低下を防止することができる。
【００３５】
図２は、本発明の位置検出システムを適用した液晶ディスプレイシステムを示している。図２中の液晶ディスプレイシステム１００は、例えば会議におけるプレゼンテーションなどに用いるのに好適な大型液晶ディスプレイシステムである。液晶ディスプレイシステム１００は、液晶パネル装置１０１、バックライト装置１０２、ペン型の受光装置１０３およびコンピュータ１０４を備えている。液晶パネル装置１０１は、上述した液晶パネル装置２と同様に、２個の透明基板間に電極および液晶が設けられた液晶パネル装置本体と、液晶駆動回路などが設けられた液晶制御部とを備えている。バックライト装置１０２は、上述したバックライト装置３と同様に、複数の発光素子が設けられたバックライト装置本体と、複数の発光素子から発せられる光を高速変調する変調回路などが設けられたバックライト制御部とを備えている。受光装置１０３は、上述した受光装置４と同様に、受光素子、復調回路および送信回路などを備えている。コンピュータ１０４には、受光装置１０３から送信された位置情報に基づいて液晶パネル装置１０１の表示面内における位置を特定する機能（例えばＯＳプログラムなど）が設けられている。
【００３６】
バックライト装置１０２は、各発光素子から発せられる光（バックライト）を、当該発光素子の位置と対応する表示面内の位置を示す位置情報により高速変調する。ユーザが受光装置１０３の先端部を液晶パネル装置１０１の表示面内のある位置に接触させると、位置情報により変調されたバックライトが受光装置１０３により受光される。受光装置１０３は、受光したバックライトを電気信号に変換し、この電気信号を復調し、位置情報を取得し、この位置情報をコンピュータ１０４に送信する。コンピュータ１０４は、この位置情報を受信し、この位置情報に基づいて、ユーザが受光装置１０３によって指し示した表示面内の位置を特定する。このように、液晶ディスプレイシステム１００では、バックライト装置１０２から発せられるバックライトを用いて、液晶パネル装置１０１の表示面内の位置検出を行う。
【００３７】
液晶ディスプレイシステム１００によれば、表示面内の位置検出を実現しながらにして、ハードウェア構造の簡単化、低コスト化、薄型化または設計・デザインの制約の削減を実現することができる。また、液晶ディスプレイシステム１００によれば、表示面の視認性を低下させることなく、表示面内の位置検出を実現することができる。また、液晶ディスプレイシステム１００によれば、当該装置の耐久性を低下させることなく、表示面内の位置検出を実現することができる。
【００３８】
図３は、本発明の位置検出システムを適用したＰＤＡを示している。図３中のＰＤＡ２００は、例えば幅８０ｍｍ、奥行き１８ｍｍ、高さ１２０ｍｍ程度の小型の携帯情報端末である。ＰＤＡ２００は、液晶パネル装置２０１、バックライト装置２０２、ペン型の受光装置２０３およびコンピュータ２０４を備えている。液晶パネル装置２０１は、上述した液晶パネル装置２と同様に液晶パネル装置本体と液晶制御部とを備えている。バックライト装置２０２は、上述したバックライト装置３と同様にバックライト装置本体とバックライト制御部とを備えている。受光装置２０３は、上述した受光装置４と同様に、受光素子、復調回路および送信回路などを備えている。コンピュータ２０４には、受光装置２０３から送信された位置情報に基づいて液晶パネル装置２０１の表示面内における位置を特定する機能が設けられている。
【００３９】
このような構成を有するＰＤＡ２００によっても、上述した液晶ディスプレイシステム１００と同様に、バックライト装置２０２から発せられるバックライトを用いて、液晶パネル装置２０１の表示面内の位置検出を行うことができる。
【００４０】
ＰＤＡ２００によれば、表示面内の位置検出を実現しながらにして、ハードウェア構造の簡単化、低コスト化、小型化、薄型化または設計・デザインの制約の削減を実現することができる。また、ＰＤＡ２００によれば、表示面の視認性を低下させることなく、かつ、当該ＰＤＡの耐久性を低下させることなく、表示面内の位置検出を実現することができる。
【００４１】
なお、上記説明では、液晶ディスプレイ装置、液晶ディスプレイシステム、ＰＤＡといった、いずれも液晶パネル装置を備えた装置ないしシステムに、本発明の位置検出システムを適用する場合を例にあげた。しかし、本発明はこれに限られず、バックライトを用いている他の装置ないしシステムにも適用することができる。例えば、レントゲンフィルムを映すのに用いられるシャーカステンなどに本発明の位置検出システムを適用することもできる。
【００４２】
（バックライト装置１）
図４は、図１中のバックライト装置３の構造を示している。図４に示すように、バックライト装置３は、バックライト装置本体３１およびバックライト制御部３２を備えている。
【００４３】
バックライト装置本体３１は支持基板３４を有し、支持基板３４上には複数の発光素子３５が設けられている。発光素子３５は、表示面２１Ａの外形とほぼ同様の形状および面積を有する例えば長方形の発光素子配列領域Ｂ内において、マトリクス状に配列されている。また、発光素子３５は、縦方向においても横方向においてもほぼ等間隔に配列されている。
【００４４】
図４では、説明の便宜上、発光素子３５が９行、１２列のマトリクス状に配列されている例を示している。しかし、現実には、発光素子３５は、例えば６０行、９０列程度のマトリックス状に配列される。なお、発光素子３５の個数は、表示面２１Ａの面積、バックライトとして光量の確保、位置検出の精度、各発光素子から発せられる光の照射範囲、発光素子の価格などを考慮して適宜に決めることが望ましい。また、発光素子３５の個数は、液晶パネル装置２１の画素数よりも少なくてよい。なお、後述するとおり、受光装置４は、互いに隣接する２ないし４個の発光素子３５の間にある位置を、これらの発光素子３５から発せられる光の光量を比較することによって検出する新規な方法を採用している。したがって、発光素子３５の個数が画素数よりも少ないために、発光素子３５の配置間隔が大きくても、受光装置４の新規な検出方法により、精細な位置検出を実現することができる。
【００４５】
また、発光素子３５は複数のグループＧに分けられている。発光素子３５のグループ分けについては後述する。
【００４６】
発光素子３５は、自発光素子であることが望ましく、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが望ましい。さらに、バックライトは通常、白色なので、発光素子３５は、単一素子で白色光を発する白色発光ダイオードであることが望ましい。もっとも、発光素子３５を、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの組み合わせにより構成し、赤色光、緑色光および青色光を合成して白色光を作り出してもよい。
【００４７】
図５は、１個の発光素子３５の作り出す発光点Ｅと、１個の発光素子３５の照射範囲Ｒを示している。発光点Ｅは、表示面２１Ａの背後から表示面２１Ａに向かう光が発せられる点である。図５に示すように、バックライト装置３では、１個の発光素子３５は１個の発光点Ｅを作り出す。また、発光素子３５が表示面２１Ａの背後に配置され、発光素子３５から発せられる光が、直接、表示面２１Ａの背後から表示面２１Ａに向かう光となるので、発光素子配列領域Ｂ内における発光素子３５の位置と発光点Ｅの位置とが一致する。したがって、例えば５４００個の発光素子３５が発光素子配列領域Ｂ内において６０行、９０列のマトリクス状に配置されている場合には、５４００個の発光点Ｅが発光素子配列領域Ｂ内において６０行、９０列のマトリクス状に配置されることになる。
【００４８】
また、照射範囲Ｒは、発光素子３５（発光点Ｅ）から発せられた光の表示面２１Ａ内における照射範囲である。発光素子３５から発せられる光の光軸が表示面２１Ａと垂直に交わるとすれば、照射範囲Ｒは、図５に示すように、発光素子３５を中心とした所定の半径を有する円となる。
【００４９】
図６は、複数の発光素子３５の照射範囲Ｒの重なり合いを示している。図６に示すように、各発光素子３５は、近接する他の発光素子３５と、照射範囲Ｒが互いに重なり合うように配置されている。
【００５０】
図７は、２個の発光素子３５Ａ、３５Ｂからそれぞれ発せられる光の表示面２１Ａにおける光量分布を示している。図７に示すように、発光素子３５Ａ、３５Ｂ（つまり発光点Ｅ１、Ｅ２）の位置に対応する表示面内２１Ａの位置では、光（バックライト）の光量が最大Ｑmaxになる。また、発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとの間では、光量が低下し、Ｑ１になる。なお、発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとの間における光量が、発光素子３５Ａの光量と発光素子３５Ｂの光量との合計にならず、それよりも低い光量Ｑ１となるのは、後述する発光時間制御部３７により発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとの発光タイミングが異なり、両者が同時に発光している期間が存在しないからである。
【００５１】
図４に戻り、バックライト制御部３２は、各発光素子３５の発光を制御する。バックライト制御部３２は、例えばバックライト装置本体３１の背面に取り付けられている。バックライト制御部３２は、パルス信号生成部３６、発光時間制御部３７、変調部３８および記憶部３９を備えている。パルス信号生成部３６は、例えばパルス信号生成回路により構成されている。発光時間制御部３７は、例えば信号処理回路により構成されている。変調部３８は、例えば変調回路により構成されている。記憶部３９は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）などの半導体記憶装置により構成されている。
【００５２】
記憶部３９には、位置情報テーブルＴＢＬ１が記憶されている。位置情報テーブルＴＢＬ１は、図８に示すように、各発光素子３５の位置、正確に表現すれば、各発光素子３５の発光素子配列領域Ｂ内の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報を記述したテーブルである。例えば、発光素子３５の個数が５４００（９０×６０）個である場合には、位置情報は、例えば１３ビット程度のバイナリーデータである。
【００５３】
図８に示す位置情報テーブルＴＢＬ１では、説明の便宜上、各発光素子３５の位置を列番号および行番号で示している。例えば、位置情報テーブルＴＢＬ１中の発光素子の位置（Ｃ１、Ｌ１）は、図６において、列番号Ｃ１および行番号Ｌ１の発光素子３５Ａを示している。また、発光素子の位置（Ｃ２、Ｌ１）は、図６において、列番号Ｃ２および行番号Ｌ１の発光素子３５Ｂを示している。
【００５４】
バックライト制御部３２は、例えば次のように動作する。まず、パルス信号生成部３６は、各発光素子３５の発光を制御するためのパルス信号を生成する。パルス信号は、発光素子３５ごとに生成される。
【００５５】
パルス信号生成部３６がパルス信号を生成するとき、発光時間制御部３７は、各発光素子３５から発せられる光が重なり合わないように、各発光素子３５の発光タイミングおよび発光期間を制御する。具体的には、発光時間制御部３７は、パルス信号生成部３６を制御し、パルス信号生成部３６により生成される各パルス信号の立ち上がりタイミングおよびパルス幅を制御する。なお、以下、発光タイミングおよび発光期間の制御を「発光時間制御」という。
【００５６】
発光時間制御部３７による発光時間制御についてより具体的に説明する。位置検出システム１において、バックライト装置３は、各発光素子３５から発せられる光を、当該発光素子３５の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報により高速変調する。そして、ユーザが受光装置４の先端部を表示面２１Ａに接触させたとき、受光装置４は、発光素子３５から発せられる光を受光し、この光から位置情報を取り出し、この位置情報をコンピュータ５に向けて送信する。続いて、コンピュータ５は、この位置情報に基づいて表示面２１Ａ内の位置を特定する。
【００５７】
ところで、発光素子３５の照射範囲Ｒは、図６に示すように重なり合っている。仮に、照射範囲Ｒの重なり合っている複数の発光素子３５が同時に発光するとすれば、ユーザが受光装置４の先端部を表示面２１Ａに接触させたとき、受光装置４には、複数の発光素子３５からそれぞれ発せられた複数の光が同時に入り込む。この結果、複数の光が混在してしまい、それぞれの光から位置情報を取り出すことが難しくなる。このため、照射範囲Ｒが互いに重なり合っている発光素子３５については、発光素子３５から発せられる光が重なり合わないように発光時間制御を行うことが望ましい。つまり、発光素子３５から発せられる光が重なり合わないように、発光タイミングをずらし、かつ発光期間を設定することが望ましい。
【００５８】
一方、発光素子３５が同時に発光したときに、発光素子３５から発せられた光が重なり合うのは、発光素子３５の照射範囲Ｒが互いに重なり合っている場合に限られる。つまり、発光素子３５の照射範囲Ｒが互いに重なり合っていない場合には、発光素子３５が同時に発光しても発光素子３５から発せられる光が重なり合うことはない。このため、照射範囲Ｒが互いに重なり合っていない発光素子３５については、同時に発光させるような発光時間制御を行っても差し支えない。
【００５９】
このような発光時間制御を実現するために、発光時間制御部３７は、例えば次のような方法で発光時間制御を行う。まず、図４に示すように、３個×３個の合計９個の発光素子３５からなるグループＧを作り、発光素子配列領域Ｂ内の発光素子３５を複数のグループＧに分ける。図４に示す例では、発光素子配列領域Ｂ内の発光素子３５が１２個のグループＧに分けられている。続いて、図９に示すように、１個のグループＧ内に属する９個の発光素子３５の順番＃１ないし＃９を決める。続いて、当該グループＧ内の９個の発光素子３５が、＃１ないし＃９の順序に従って順次発光するような発光パターンを作る。つまり、当該グループＧ内に属する発光素子の発光タイミングが＃１ないし＃９の順序に従って到来し、かつ、個々の発光素子の発光期間が重なり合うことのないように設定された発光パターンを作る。具体的には、図１０に示すように、発光素子３５Ａないし３５Ｊにそれぞれ供給されるパルス信号Ｓ１ないしＳ９の立ち上がりタイミングをそれぞれｔ１ないしｔ９に設定する。さらに、各パルス信号Ｓ１ないしＳ９のパルス幅をＷに設定する。そして、発光時間制御部３７は、この発光パターンに従って、当該グループＧ内の９個の発光素子３５の発光時間制御を行う。さらに、発光時間制御部３７は、発光素子配列領域Ｂ内に存在するすべてのグループＧについてこの発光パターンを適用して同時に発光時間制御を行う。
【００６０】
これにより、照射範囲Ｒが互いに重なり合っている発光素子３５について、発光素子３５から発せられる光が重なり合わないように発光時間制御を行うことができる。この仕組みを、図６を参照しながら説明する。図６中の発光素子３５Ａの照射範囲Ｒは、発光素子３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ、３５Ｅおよび３５Ｇの照射範囲Ｒとそれぞれ重なり合う。したがって、発光素子３５Ａと、発光素子３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ、３５Ｅおよび３５Ｇとの同時発光を避けるべきである。図１０に示すパルス信号パターンに対応する発光パターンでは、発光素子３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ、３５Ｅおよび３５Ｇの発光タイミングがすべて異なり、発光期間が相互に重なり合うことがない。したがって、この発光パターンによれば、発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ、３５Ｅおよび３５Ｇとの同時発光を避けることができる。
【００６１】
一方、発光素子３５Ａの照射範囲Ｒは、この発光素子３５Ａが属するグループＧ１の外にある発光素子３５Ｋおよび３５Ｌの照射範囲Ｒとは重なり合わない。したがって、発光素子３５Ａと、発光素子３５Ｋおよび３５Ｌとの同時発光は許される。図１０に示すパルス信号パターンに対応する発光パターンは、発光素子配列領域Ｂ内に存在するすべてのグループＧに同時に適用される。つまり、この発光パターンは、図６において発光素子３５Ａを含むグループＧ１だけでなく、発光素子３５Ｋを含むグループＧ２および発光素子３５Ｌを含むグループＧ３にも同時に適用される。したがって、グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３のぞれぞれの内部において相対的に同じ位置に配置されている発光素子３５Ａ、３５Ｋ、３５Ｌは、発光タイミングも発光期間もそれぞれ同じである。この結果、発光素子３５Ａ、３５Ｋおよび３５Ｌは同時に発光する。
【００６２】
以上、図６中の発光素子３５Ａに着目して説明したが、同様のことが発光素子配列領域Ｂ内に存在するすべての発光素子３５に当てはまる。
【００６３】
なお、図４では、説明の便宜上、３×３のマトリクス状に配置された９個の発光素子３５により１個のグループＧを形成する場合を例にあげた。しかし、実際には、例えば６×９のマトリックス状に配置された５４個の発光素子により１個のグループを形成してもよい。もっとも、１個のグループに属する発光素子の個数や、１個のグループを構成する発光素子の配列、１個のグループに属する発光素子を発光させるための発光パターン（パルス信号パターン）は、表示面２１Ａの面積、バックライトとして光量の確保、位置検出の精度、各発光素子から発せられる光の照射範囲などを考慮して適宜に決めることが望ましい。
【００６４】
さて、パルス信号生成部３６および発光時間制御部３７の協働によって生成された各パルス信号は、変調部３８に供給される。
【００６５】
変調部３８は、各発光素子３５から発せられる光を、当該発光素子３５の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報により変調する。具体的には、変調部３８は、パルス信号生成部３６および発光時間制御部３７の協働により生成された１個のパルス信号に対応する発光素子３５を特定し、この発光素子３５の位置に対応する位置情報を位置情報テーブルＴＢＬ１から読み取る。そして、変調部３８は、位置情報テーブルＴＢＬ１から読み取った位置情報によりパルス信号のオンパルス部分を変調する。変調部３８は、発光素子配列領域Ｂに配列された複数の発光素子３５にそれぞれ対応する複数のパルス信号について、このような変調処理を行う。
【００６６】
変調部３８の変調処理についてより具体的に説明する。図１０に示すパルス信号Ｓ１が変調部３８に入力されたとき、変調部３８は、図６に示す発光素子３５Ａの位置（Ｃ１、Ｌ１）に対応する位置情報Ｐ１１を位置情報テーブルＴＢＬ１から読み取る（図８参照）。続いて、変調部３８は、図１０に示すように、位置情報Ｐ１１によりパルス信号Ｓ１のオンパルス部分を変調する。続いて、変調部３８にパルス信号Ｓ２が入力されたとき、変調部３８は、発光素子３５Ｂの位置（Ｃ２、Ｌ１）に対応する位置情報Ｐ１２を位置情報テーブルＴＢＬ１から読み取る。続いて、変調部３８は、図１０に示すように、位置情報Ｐ１２によりパルス信号Ｓ２のオンパルス部分を変調する。同様の手順で、変調部３８は、パルス信号Ｓ３を位置情報Ｐ１３により変調し、パルス信号Ｓ４ないしＳ６を位置情報Ｐ２１ないしＰ２３によりそれぞれ変調し、パルス信号Ｓ７ないしＳ９を位置情報Ｐ３１ないしＰ３３によりそれぞれ変調する。
【００６７】
変調された各パルス信号は、バックライト装置本体３１の各発光素子３５に供給される。これにより、各発光素子３５は、当該発光素子３５の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報によって変調された光を発する。つまり、各発光素子３５は、表示面２１Ａの位置を示す位置情報を、自ら発する光を媒体として発信する。
【００６８】
なお、各発光素子３５から発せられる光は、発光時間制御部３７による発光時間制御および変調部３８の変調処理により点滅している。しかし、点滅速度が高速（例えば最低周波数が１００ｋＨｚ以上）であるため、バックライトがちらつくことはない。
【００６９】
また、各発光素子３５から発せられる光は、変調部３８の変調処理により位置情報によって変調されている。このため、位置情報の内容によっては、発光素子３５から発せられる光の光量にばらつきが生じることが考えられる。そこで、位置情報をバイナリーデータで形成する場合には、すべての位置情報において「１」と「０」の個数が互いに同等となるように位置情報を形成することが望ましい。これにより、発光素子３５から発せられる光の光量が変調によってばらつくのを防ぐことができる。
【００７０】
以上説明したとおり、バックライト装置３では、表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報によりバックライトを変調させ、これにより、表示面２１Ａ内の位置情報を発信する。したがって、バックライト装置３によれば、バックライトを利用して表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。そして、バックライト装置３によれば、表示面２１Ａ内の位置を検出するための専用のハードウェアを液晶ディスプレイ装置に追加することなく、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができるので、表示面２１Ａ内の位置検出を実現しながらにして、ディスプレイ装置のハードウェア構造の簡単化、低コスト化、薄型化または設計・デザインの制約の削減を実現することができる。
【００７１】
また、バックライト装置３によれば、表示面２１Ａの視認性を低下させることなく、かつ、ディプレイ装置の耐久性を低下させることなく、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。
【００７２】
また、バックライト装置３では、照射範囲Ｒが重なり合う発光素子３５から発せられる光が重なり合わないように、同一グループＧ内に属する発光素子３５の発光タイミングをずらし、かつ発光期間を設定している（図１０参照）。これにより、受光装置４において、各発光素子３５から発せられる光に含まれている位置情報を容易かつ高精度に識別することが可能になり、各発光素子３５から発せられる光から位置情報を確実に取り出すことが可能になる。したがって、位置検出の精度を高めることができる。
【００７３】
また、バックライト装置３によれば、発光素子配列領域Ｂに配列された発光素子３５を多数のグループＧに分け、各グループＧに同一の発光パターンを適用して同時に発光時間制御を行い、照射範囲Ｒが重ならない発光素子３５を同時に発光させている。これにより、図１０に示すように、個々の発光素子３５の発光期間ＬＰを長くすることができる。したがって、ちらつきのないバックライトを実現することができると共に、位置情報の発信を確実に行うことが可能になる。
【００７４】
すなわち、各グループＧに適用される発光パターンの周期をＣＹとし、１グループＧに属する発光素子３５の個数をＮとすると、個々の発光素子３５の発光期間ＬＰは、
ＬＰ＝ＣＹ÷Ｎ
である。とすれば、発光素子配列領域Ｂ内に配列された発光素子３５を多数のグループＧに分け、各グループＧに属する発光素子３５の個数を少なくすればするほど、個々の発光素子３５の発光期間ＬＰは長くなる。そして、個々の発光素子３５の発光期間ＬＰを長くすることにより、バックライトのちらつきを減少ないし解消することができる。また、個々の発光素子３５の発光期間ＬＰが長くなれば、１個の発光期間ＬＰ中に同一の位置情報を繰り返し発信することが可能になる。それゆえ、位置情報の発信の確実性を高めることができる。
【００７５】
また、バックライト装置３によれば、発光素子配列領域Ｂに配列された発光素子３５を多数のグループＧに分け、各グループＧに同一の発光パターンを適用して同時に発光時間制御を行い、照射範囲Ｒが重ならない発光素子３５を同時に発光させている。これにより、図１０に示すように、各グループＧに適用される発光パターンの周期ＣＹを短くすることができる。したがって、ちらつきのないバックライトを実現することができると共に、位置情報の発信を確実に行うことが可能になる。
【００７６】
すなわち、１グループＧに属する発光素子３５の個数をＮとし、個々の発光素子の発光期間をＬＰとすれば、発光パターンの周期ＣＹは、
ＣＹ＝Ｎ×ＬＰ
である。とすれば、発光素子配列領域Ｂ内に配列された発光素子３５を多数のグループＧに分け、各グループＧに属する発光素子３５の個数を少なくすればするほど、発光パターンの周期ＣＹが短くなる。そして、発光パターンの周期ＣＹが短くなれば、各発光素子３５の発光周期も短くなる。それゆえ、バックライトのちらつきを防止することができる。また、発光パターンの周期ＣＹが短くなれば、各発光素子３５の発光による位置情報の発信回数が多くなる。それゆえ、同一の位置情報を繰り返し発信することができ、位置情報の発信の確実性を高めることができる。
【００７７】
なお、バックライト装置３では、各発光素子３５から発せられる光を、当該発光素子３５の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報により変調する。上述した説明では、位置情報は、図６に示すように、個々の発光素子３５ごとに設定されている。しかし、本発明はこれに限られない。例えば、グループＧごとに１個の位置情報を設定してもよい。この場合、受光装置４は、復調により得られた位置情報と、発光素子３５から発せられた光の受光タイミングとに基づいて表示面２１Ａ内の位置を検出する。つまり、受光装置４は、位置情報に基づいて１個のグループＧを特定し、受光タイミングに基づいて当該グループＧに属する１個の発光素子３５を特定する。
【００７８】
また、バックライト装置３では、発光素子３５を発光素子配列領域Ｂにマトリクス状に配列したが、図１１に示すバックライト装置４０のように、支持基板４１上の発光素子配列領域内に発光素子４２を千鳥足状（スタガー状）に配置してもよい。
【００７９】
（バックライト装置２）
図１２は、バックライト装置の別の形態を示している。図１２中のバックライト装置５０では、発光素子配列領域Ｂに配列された各発光素子３５の発光タイミングを、当該発光素子３５の位置に応じて異ならせる。つまり、バックライト装置５０では、各発光素子３５から発せられる光を位置情報により変調することはしない。そして、受光装置４は、各発光素子３５の受光タイミングに基づいて表示面２１Ａ内の位置の検出を行う。なお、図１２中のバックライト装置５０において、図４中のバックライト装置３と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
図１２に示すように、バックライト装置５０のバックライト制御部５１は、発光タイミング制御部５２を備えている。発光タイミング制御部５２は、各発光素子３５の発光タイミングを、当該発光素子３５の位置に応じて異ならせる。なお、各発光素子３５の発光期間は、各発光素子３５から発せられる光が重なり合わないように設定することが望ましい。例えば、発光タイミング制御部５２の制御により、パルス信号生成部２６からは、図１３に示すようなパルス信号ＳＰ１ないしＳＰｎが出力される。これらのパルス信号ＳＰ１ないしＳＰｎが発光素子３５にそれぞれ供給されることにより、発光素子３５が、それぞれ異なる発光タイミングで発光する。
【００８１】
以上説明したとおり、バックライト装置５０によれば、バックライトを利用して表示面２１Ａ内の位置を発信することができ、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。そして、バックライト装置５０によれば、表示面２１Ａ内の位置を検出するための専用のハードウェアをディスプレイ装置に追加することなく、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができるので、表示面２１Ａ内の位置検出を実現しながらにして、ディスプレイ装置のハードウェア構造の簡単化、低コスト化、薄型化または設計・デザインの制約の削減を実現することができる。
【００８２】
また、バックライト装置５０によれば、表示面２１Ａの視認性を低下させることなく、かつ、ディプレイ装置の耐久性を低下させることなく、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。
【００８３】
また、バックライト装置５０では、各発光素子３５の発光タイミングを異ならせることのみにより表示面２１Ａ内の位置検出を行う。したがって、バックライト装置３と比較してより簡単の構成で、位置検出を実現することができる。バックライト装置５０は、高機能携帯電話など、画面のサイズが小さいディスプレイ装置に適用することにより、画面内の位置検出を簡易な構成で実現することができ、高機能携帯電話などの薄型化または低コスト化に貢献することができる。
【００８４】
（バックライト装置３）
図１４は、バックライト装置のさらなる別の形態を示している。図１４中のバックライト装置７０では、発光素子を表示面２１Ａの周囲に配置し、発光素子から発せられる光を、導光部材を用いて表示面２１Ａの背後に導く。
【００８５】
すなわち、図１４中のバックライト装置７０は、バックライト装置本体７１およびバックライト制御部７２を備えている。
【００８６】
バックライト装置本体７１は支持基板７３を有している。支持基板７３上において、表示面２１Ａの背後に広がる領域には、導光部材７４、７５が設けられている。表示面２１Ａの周囲には、複数の発光素子７６、７７、７８、７９が配置されている。発光素子７６ないし７９はそれぞれ、例えば白色発光ダイオードである。また、これらの発光素子７６ないし７９は、液晶ディスプレイ装置の奥行き方向において表示面２１Ａよりも後側に配置されており、バックライト装置７０の奥行き方向において発光素子７６ないし７９の位置と導光部材７４、７５の位置とがほぼ一致するように配置されている。そして、導光部材７４は、各発光素子７６、７７から発せられる光を行方向に案内し、この光を表示面２１Ａの背後に導く。また、導光部材７５は、各発光素子７８、７９から発せられる光を列方向に案内し、この光を表示面２１Ａの背後に導く。また、各発光素子７６、７７から発せられる光の光軸と各発光素子７８、７９から発せられる光の光軸との交点、あるいは導光部材７４と導光部材７５の交点が発光点Ｅとなる。
【００８７】
一方、バックライト制御部７２は、パルス信号生成部８１、発光時間制御部８２、変調部８３および記憶部８４を備えている。パルス信号生成部８１は、例えばパルス信号生成回路により構成されている。発光時間制御部８２は、例えば信号処理回路により構成されている。変調部８３は、例えば変調回路により構成されている。記憶部８４は、例えばＲＯＭなどの半導体記憶装置により構成されている。
【００８８】
記憶部８４には、位置情報テーブルＴＢＬ２が記憶されている。位置情報テーブルＴＢＬ２は、各発光素子７６、７７の行位置情報および各発光素子７８、７９の列位置情報を記述したテーブルである。例えば、行位置情報および列位置情報は、それぞれバイナリーデータである。なお、本実施形態では、互いに向かい合う発光素子７６と発光素子７７とは、同一の行位置情報により変調される。このため、位置情報テーブルＴＢＬ２には、互いに向かい合う発光素子７６、７７について同一の行位置情報が記述されている。また、互いに向かい合う発光素子７８と発光素子７９とは、同一の列位置情報により変調される。このため、位置情報テーブルＴＢＬ２には、互いに向かい合う発光素子７８、７９について同一の列位置情報が記述されている。
【００８９】
バックライト制御部７２は、例えば次のように動作する。まず、パルス信号生成部８１は、各発光素子７６ないし７９の発光を制御するためのパルス信号を生成する。パルス信号は、発光素子７６ないし７９ごとに生成される。
【００９０】
パルス信号生成部８１がパルス信号を生成するとき、発光時間制御部８２は、各発光素子７６ないし７９から発せられる光が重なり合わないように、各発光素子７６ないし７９の発光タイミングおよび発光期間を制御する。具体的には、発光時間制御部８２は、パルス信号生成部８１を制御し、パルス信号生成部８１により生成される各パルス信号の立ち上がりタイミングおよびパルス幅を制御する。
【００９１】
発光時間制御部８２による発光時間制御についてより具体的に説明する。バックライト装置７０において、発光点の照射範囲Ｒは、図１４に示すように、奇数行同士、偶数行同士、奇数列同士、偶数列同士ではそれぞれ重なり合わない。また、互いに向かい合う発光素子７６、７７は同一の発光タイミングで発光し、発光期間も同一にする。また、互いに向かい合う発光素子７８、７９は同一の発光タイミングで発光し、発光期間も同一にする。
【００９２】
このような条件のもとでは、発光時間制御部８２は、まず、発光素子７６、７７のうち奇数行に配置されているものを発光させる。次に、発光素子７８、７９のうち奇数列に配置されているものを発光させる。次に、発光素子７６、７７のうち偶数行に配置されているものを発光させる。次に、発光素子７８、７９のうち偶数列に配置されているものを発光させる。具体的には、発光時間制御部８２は、パルス信号生成部８１を制御することにより、図１５に示すように、奇数行の発光素子７６、７７、奇数列の発光素子７８、７９、偶数行の発光素子７６、７７、偶数列の発光素子７８、７９のそれぞれに供給すべき４種類のパルス信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４を生成する。
【００９３】
パルス信号生成部８１および発光時間制御部８２の協働によって生成された各パルス信号は、変調部８３に供給される。
【００９４】
変調部８３は、各発光素子７６、７７から発せられる光を、当該発光素子７６、７７の行位置を示す行位置情報により変調する。具体的には、変調部８３は、パルス信号生成部８１および発光時間制御部８２の協働により生成された１個のパルス信号に対応する発光素子７６、７７（互いに向かい合う発光素子７６、７７）を特定し、この発光素子７６、７７の行位置に対応する行位置情報を位置情報テーブルＴＢＬ２から読み取る。そして、変調部８３は、位置情報テーブルＴＢＬ２から読み取った行位置情報によりパルス信号のオンパルス部分を変調する。変調部８３は、他の発光素子７６、７７に対応するパルス信号についても、このような変調処理を行う。
【００９５】
また、変調部８３は、各発光素子７８、７９から発せられる光を、当該発光素子７８、７９の列位置を示す列位置情報により変調する。具体的には、変調部８３は、パルス信号生成部８１および発光時間制御部８２の協働により生成された１個のパルス信号に対応する発光素子７８、７９（互いに向かい合う発光素子７８、７９）を特定し、この発光素子７８、７９の列位置に対応する列位置情報を位置情報テーブルＴＢＬ２から読み取る。そして、変調部８３は、位置情報テーブルＴＢＬ２から読み取った列位置情報によりパルス信号のオンパルス部分を変調する。変調部８３は、他の発光素子７８、７９に対応するパルス信号についても、このような変調処理を行う。
【００９６】
変調された各パルス信号は、バックライト装置本体７１の各発光素子７６ないし７９に供給される。これにより、各発光素子７６、７７は、当該発光素子７６、７７の行位置に対応する行位置情報によって変調された光を発する。また、各発光素子７８、７９は、当該発光素子７８、７９の列位置に対応する列位置情報によって変調された光を発する。この結果、各発光点Ｅか発せられる光は、当該発光点Ｅの位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す行位置情報と列位置情報によって順次変調された光となる。つまり、各発光点Ｅは、当該発光点Ｅの位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す行位置情報と列位置情報を順次発信することにより、実質的にみて、当該表示面２１Ａ内の１点の位置を示す位置情報を発信する。
【００９７】
以上説明したとおり、バックライト装置７０では、表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報（行位置情報＋列位置情報）によりバックライトを変調させ、これにより、表示面２１Ａ内の位置情報を発信する。したがって、バックライト装置７０によれば、バックライトを利用して表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。そして、バックライト装置７０によれば、表示面２１Ａ内の位置を検出するための専用のハードウェアを液晶ディスプレイ装置に追加することなく、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができるので、表示面２１Ａ内の位置検出を実現しながらにして、液晶ディスプレイ装置のハードウェア構造の簡単化、低コスト化、薄型化または設計・デザインの制約の削減を実現することができる。
【００９８】
また、バックライト装置７０によれば、表示面２１Ａの視認性を低下させることなく、かつ、液晶ディプレイ装置の耐久性を低下させることなく、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。
【００９９】
また、バックライト装置７０では、照射範囲Ｒが重なり合う発光素子７６ないし７９から発せられる光が重なり合わないように、奇数行の発光素子７６、７７、奇数列の発光素子７８、７９、偶数行の発光素子７６、７７、偶数列の発光素子７８、７９の発光タイミングをそれぞれずらし、かつ発光期間を設定している（図１５参照）。これにより、受光装置４において、各発光素子７６ないし７９から発せられる光に含まれている行位置情報および列位置情報を容易かつ高精度に識別することが可能になり、各発光素子７６ないし７９から発せられる光から行位置情報および列位置情報を確実に取り出すことが可能になる。したがって、位置検出の精度を高めることができる。
【０１００】
また、バックライト装置７０によれば、奇数行の発光素子７６、７７を同時に発光させ、奇数列の発光素子７８、７９を同時に発光させ、偶数行の発光素子７６、７７を同時に発光させ、偶数列の発光素子７８、７９を同時に発光させる。これにより、図１５に示すように、個々の発光素子３５の発光期間ＬＰを長くすることができ、あるいは、各グループＧに適用される発光パターンの周期ＣＹを短くすることができる。したがって、ちらつきのないバックライトを実現することができると共に、位置情報の発信を確実に行うことが可能になる。
【０１０１】
なお、バックライト装置本体７１では、表示面２１Ａの行方向両側および列方向両側にそれぞれ発光素子７６ないし７９を配置している。しかし、本発明はこれに限られない。例えば、図１６に示すバックライト装置本体９０のように、表示面２１Ａの行方向一側に発光素子７６を配置し、表示面２１Ａの行方向他側に反射部材９１を配置し、表示面２１Ａの列方向一側に発光素子７８を配置し、表示面２１Ａの列方向他側に反射部材９２を配置してもよい。
【０１０２】
（受光装置１）
図１７は、図１中の受光装置４の構造を示している。図１７に示すように、受光装置４は、ケース３０１、レンズ３０２、導光部材３０３、受光素子３０４、信号処理部３０５、出力部３０６および電源部３０７を備えている。
【０１０３】
ケース３０１は、その形状が例えば円筒であり、先端部が先細であり、全体的な外形はペン型である。また、ケース３０１は、例えば樹脂材料、またはアルミニウムなどの軽い金属材料などにより形成されている。また、ケース３０１は、レンズ３０２、導光部材３０３、受光素子３０４、信号処理部３０５、出力部３０６および電源部３０７を収容している。さらに、ケース３０１の先端部は、外部からレンズ３０２へ光を通過させるための穴３０１Ａが形成されている。
【０１０４】
レンズ３０２は、発光素子３５から発せられ、バックライト制御部３２によって変調処理などが行われた光を受光素子３０４の受光面上に集光させる。レンズ３０２は、受光装置４の先端部に位置し、穴３０１Ａ内に設けられている。導光部材３０３は、レンズ３０２に入射した光を受光素子３０４に導く。導光部材３０３は、レンズ３０２と受光素子３０４との間に設けられている。受光素子３０４は、その受光面に導かれた光を電気信号（以下、これを「光検出信号」という。）に変換し、この光検出信号を信号処理部３０５に出力する。
【０１０５】
レンズ３０２、導光部材３０３および受光素子３０４は、受光システム３０８を形成している。発光素子３５から発せられる光を受光システム３０８により受光する範囲（受光範囲）は、発光素子３５の照射範囲Ｒと比較して小さい。例えば、受光範囲は、図１９中の符号ＴＰが指し示す小円（内部にハッチングを書き込んだ円）である。このため、受光装置４に一度に入射する光は、発光素子３５から発せられる光の一部である。
【０１０６】
信号処理部３０５は、受光素子３０４から出力された光検出信号に対し、復調、光量検出、光量比較および位置検出などを行い、表示面２１Ａ内における精細な位置を示す精細位置情報を出力する。信号処理部３０５の構成については後述する。
【０１０７】
出力部３０６は、信号処理部３０５から出力された精細位置情報を、電波または光線などからなる搬送波にのせ、これをコンピュータ５へ送信する。出力部３０６は、無線通信回路などにより構成することが望ましい。例えば、出力部３０６には、ブルートゥース（Bluetooth）などの無線通信技術を採用することが望ましい。
【０１０８】
電源部３０７は、受光素子３０４、信号処理部３０５、出力部３０６などを駆動するための電力を供給する。電源部３０７は、例えば電気二重層キャパシタまたは電池などにより構成することができる。
【０１０９】
図１８は、信号処理部３０５の構造を示している。信号処理部３０５は、復調部３１１、光量検出部３１２、光量比較部３１３および位置検出部３１４を備えている。
【０１１０】
復調部３１１は、受光システム３０８により受光された光を復調することにより、発光素子３５から発せられた光に含まれる位置情報を取得する。具体的には、復調部３１１は、受光素子３０４から出力された光検出信号を復調し、光検出信号に含まれている位置情報を取り出す。復調部３１１は、例えば復調回路により構成されている。
【０１１１】
光量検出部３１２は、受光システム３０８により受光された光の光量を検出する。具体的には、光量検出部３１２は、受光素子３０４から出力された光検出信号の振幅の所定期間当たりの積分値、平均値、または所定期間内における瞬時値の最大値などを検出する。例えば、発光素子３５から発せられる光を変調する位置情報がバイナリーデータであり、この位置情報が、「１」と「０」の個数が互いに同等となるように形成されている場合には、光量検出部３１２は、受光素子３０４から出力された光検出信号の振幅の一定期間当たりの積分値または平均値を検出することが望ましい。光量検出部３１２は、例えば積分回路などを含む信号処理回路により構成されている。
【０１１２】
光量比較部３１３は、光量検出部３１２により検出された複数の光のそれぞれの光量を相互に比較する。光量比較部３１３は、例えば比較回路を含む信号処理回路により構成されている。
【０１１３】
位置検出部３１４は、光量比較部３１３による比較結果および復調部により取得された位置情報に基づいて、表示面２１Ａ内の精細位置を検出し、この精細位置を示す精細位置情報を生成する。生成された精細位置情報は、出力部３０６へ出力される。
【０１１４】
図１９および図２０を参照しながら、受光装置４の動作について説明する。図１９は、バックライト装置３の発光素子配列領域Ｂ内に配列された多数の発光素子３５のうち、２個の発光素子３５Ａ、３５Ｂを示している。図２０は、これら２個の発光素子３５Ａ、３５Ｂから発せられる光の光量を示している。なお、以下の説明では、説明の便宜上、これら２個の発光素子３５Ａ、３５Ｂから発せられる光ＬＴ１、ＬＴ２を受光装置４が順次受光する場合を例にあげる。実際には、図６に示す発光素子３５の照射範囲Ｒの重なり合いからわかるように、受光装置４は、２個以上の発光素子３５から発せられる光を順次受光するが、その動作原理は、２個の受光素子３５Ａ、３５Ｂから発せられた光ＬＴ１、ＬＴ２を順次受光する場合と同様である。
【０１１５】
ユーザが受光装置４を手に取って、受光装置４の先端部を液晶パネル装置２の表示面２１Ａに触れる。例えばこのようにして受光装置４の先端部が表示面２１Ａに接触したとき、受光装置４は、受光装置４の先端部と表示面２１Ａとの接触位置の検出処理を開始する。
【０１１６】
図１９に示すように、受光装置４の先端部と表示面２１Ａの接触位置が、例えば発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂの間（発光点Ｅ１と発光点Ｅ２との間）であって、かつ発光素子３５Ｂよりも発光素子３５Ａに近い位置ＴＰであったとする。発光素子３５Ａの照射範囲Ｒと発光素子３５Ｂの照射範囲Ｒとは重なり合っており、接触位置ＴＰは、発光素子３５Ａ、３５Ｂのそれぞれの照射範囲Ｒ内にある。このため、受光装置４のレンズ３０２には、発光素子３５Ａから発せられる光ＬＴ１と、発光素子３５Ｂから発せられる光ＬＴ２とがそれぞれ順次に入射する。なお、発光素子３５Ａ、３５Ｂの照射範囲Ｒが重なり合っているものの、発光素子３５Ａ、３５Ｂからそれぞれ発せられる光ＬＴ１、ＬＴ２の発光タイミングｔ１、ｔ２は、発光時間制御部３７の発光時間制御により異なっている（図１０、図２０参照）。このため、光ＬＴ１および光ＬＴ２がレンズ３０２に同時に入射されることはない。
【０１１７】
レンズ３０２に入射した光ＬＴ１、ＬＴ２は、導光部材３０３を介して受光素子３０４の受光面に順次に集光する。このようにして、受光素子３０４は、光ＬＴ１、ＬＴ２を順次に受光する。そして、受光素子３０４は、受光した光ＬＴ１、ＬＴ２を光検出信号に変換し、この光検出信号を復調部３１１および光量検出部３１２にそれぞれ出力する。
【０１１８】
復調部３１１は、光検出信号を復調する。そして、復調部３１１は、発光素子３５Ａ（発光点Ｅ１）の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報と、発光素子３５Ｂ（発光点Ｅ２）の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を示す位置情報とを、光検出信号から取り出す。図２０に示すように、発光素子３５Ａ、３５Ｂの発光タイミングｔ１、ｔ２が互いに異なっているので、復調部３１１は、発光素子３５Ａに対応する位置情報と発光素子３５Ｂに対応する位置情報とを明確に識別することができ、光検出信号から２個の位置情報を容易かつ高精度に取り出すことができる。続いて、復調部３１１は、光検出信号から取り出した２個の位置情報を位置検出部３１４に出力する。
【０１１９】
一方、光量検出部３１２は、光ＬＴ１の光量Ｑ１と光ＬＴ２の光量Ｑ２とをそれぞれ検出する。すなわち、光量検出部３１２は、例えば、時点ｔ１から時点ｔ２直前までの間における光検出信号の振幅の平均値を検出し、続いて、時点ｔ２から時点ｔ３直前までの間における光検出信号の振幅の平均値を検出する。
【０１２０】
続いて、光量比較部３１３は、光ＬＴ１の光量Ｑ１と光ＬＴ２の光量Ｑ２とをそれぞれ比較する。具体的には、光量比較部３１３は、光量検出部３１２により検出された２個の振幅平均値を比較する。
【０１２１】
ここで、受光装置４と表示面２１Ａとの接触位置によって、光量検出部３１２によって検出された光ＬＴ１、ＬＴ２のそれぞれの光量Ｑ１、Ｑ２がどのように変化するかについて、図１９を参照しながら検討する。例えば、接触位置が発光素子３５Ａ（発光点Ｅ１）の真上であるときは、光量Ｑ１は光量Ｑ２よりも大幅に大きくなる（Ｑ１＞＞Ｑ２）。接触位置が発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとの間にあり、かつ発光素子３５Ｂよりも発光素子３５Ａに近い位置Ｍ１にあるときには、光量Ｑ１は光量Ｑ２よりも小幅に大きくなる（Ｑ１＞Ｑ２）。接触位置が発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとのちょうど中間の位置Ｍ２にあるときには、光量Ｑ１と光量Ｑ２とは等しくなる（Ｑ１＝Ｑ２）。接触位置が発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとの間にあり、かつ発光素子３５Ａよりも発光素子３５Ｂに近い位置Ｍ３にあるときには、光量Ｑ２は光量Ｑ１よりも小幅に大きくなる（Ｑ１＜Ｑ２）。接触位置が発光素子３５Ｂ（発光点Ｅ２）の真上であるときは、光量Ｑ２は光量Ｑ１よりも大幅に大きくなる（Ｑ１＜＜Ｑ２）。
【０１２２】
光量比較部３１３は、光量Ｑ１、Ｑ２（具体的には平均振幅値）の比較を行い、例えば、
Ｑ１＞＞Ｑ２
Ｑ１＞Ｑ２
Ｑ１＝Ｑ２
Ｑ１＜Ｑ２
Ｑ１＜＜Ｑ２
といった５種類のうちのいずれかの比較結果を得て、この比較結果を位置検出部３１４に出力する。図１９および図２０に示す例では、接触位置ＴＰは、発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとの間にあり、かつ発光素子３５Ｂよりも発光素子３５Ａに近いので、光量Ｑ１は光量Ｑ２よりも小幅に大きくなる。この場合、光量比較部３１３は、Ｑ１＞Ｑ２を示す比較結果を位置検出部３１４に出力する。
【０１２３】
位置検出部３１４は、光量比較部３１３による比較結果と、復調部３１１により取得された２個の位置情報（つまり発光素子３５Ａに対応する位置情報および発光素子３５Ｂに対応する位置情報）とに基づいて表示面２１Ａ内の精細位置を検出する。さらに、位置検出部３１４は、この精細位置を示す精細位置情報を生成する。
【０１２４】
精細位置とは、発光素子３５（発光点）の位置よりも細かい位置である。例えば、図１９において、発光素子３５Ａの位置が座標（１、１）であり、発光素子３５Ｂの位置が座標（１、２）であるとすると、精細位置は、例えば（１、０．２５）、（１、０．５）、（１、０．７５）である。
【０１２５】
ここで、光量比較部３１３から得られた比較結果が上述した５種類の比較結果のうちのいずれかであるときの、位置検出部３１４の位置検出処理について説明する。
【０１２６】
比較結果がＱ１＞＞Ｑ２であるとき、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａに対応する位置情報を参照する。そして、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａ（発光点Ｅ１）の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を特定し、この位置を示す精細位置情報（例えば座標値）を生成する。
【０１２７】
比較結果がＱ１＞Ｑ２であるとき、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａに対応する位置情報と発光素子３５Ｂに対応する位置情報との双方を参照する。そして、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとの間にあり、かつ発光素子３５Ｂよりも発光素子３５Ａに近い位置Ｍ１を特定し、この位置を示す精細位置情報を生成する。
【０１２８】
比較結果がＱ１＝Ｑ２であるとき、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａに対応する位置情報と発光素子３５Ｂに対応する位置情報との双方を参照する。そして、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとのちょうど中間の位置Ｍ２を特定し、この位置を示す精細位置情報を生成する。
【０１２９】
比較結果がＱ１＜Ｑ２であるとき、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａに対応する位置情報と発光素子３５Ｂに対応する位置情報との双方を参照する。そして、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａと発光素子３５Ｂとの間にあり、かつ発光素子３５Ａよりも発光素子３５Ｂに近い位置Ｍ３を特定し、この位置を示す精細位置情報を生成する。
【０１３０】
比較結果がＱ１＜＜Ｑ２であるとき、位置検出部３１４は、発光素子３５Ｂに対応する位置情報を参照し、発光素子３５Ｂ（発光点Ｅ２）の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を特定し、この位置を示す精細位置情報を生成する。
【０１３１】
図１９および図２０に示す例では、比較結果がＱ１＞Ｑ２であるので、位置検出部３１４は、発光素子３５Ａに対応する位置情報と発光素子３５Ｂに対応する位置情報との双方を参照し、位置Ｍ１を特定し、この位置を示す精細位置情報を生成する。続いて、位置検出部３１４は精細位置情報を出力部３０６に出力する。
【０１３２】
続いて、出力部３１４は、精細位置情報を搬送波にのせて、コンピュータ５へ送信する。コンピュータ５は、精細位置情報を受信し、この精細位置情報に基づいて接触位置ＴＰを特定する。
【０１３３】
以上説明したとおり、受光装置４によれば、バックライト装置３のバックライトを利用することにより、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。
【０１３４】
また、受光装置４では、発光素子３５から発せられる光を復調することによって、当該光に含まれている位置情報を取得し、この位置情報に基づいて表示面２１Ａの位置を特定する。これにより、表示面２１Ａの位置を容易にかつ高精度に特定することができる。
【０１３５】
さらに、受光装置４では、照射範囲Ｒの重なり合う複数の発光素子３５から発せられる光を順次に受け取り、これらの光の光量を比較することによって精細位置を特定する。精細位置は、発光素子３５（発光点）の位置よりも細かい位置である。例えば、図１９において、発光素子３５Ａの位置が座標（１、１）であり、発光素子３５Ｂの位置が座標（１、２）であるとすると、接触位置ＴＰの精細位置は、接触位置ＴＰの位置は座標（１、０．２５）である。このように受光装置４によれば、精細位置を特定することにより、表示面２１Ａ上の位置の検出精度を高めることができる。例えば、発光素子３５の個数が画素数よりも少ないために、発光素子３５の配置間隔が大きくても、受光装置４により精細位置を特定することにより、表示面２１Ａ内の位置検出の精度を高めることができる。また、これにより、表示面２１Ａ内の高度な位置検出精度を維持しながら、バックライト装置３において発光素子３５の個数を削減することができ、バックライト装置３の製造コストを下げることができる。
【０１３６】
（受光装置２）
図２１は、受光装置の第２実施形態の信号処理部を示している。上述した受光装置の第１実施形態は、バックライトを位置情報により変調することによって位置情報を発信するタイプのバックライト装置３（図４参照）と共に用いることによって、位置検出システム１を実現する。これに対し、受光装置の第２実施形態は、バックライトの発光タイミングを異ならせることのみによって表示面２１Ａ内の位置を発信するタイプのバックライト装置５０（図１２参照）と共に用いることによって、位置検出システムを実現する。
【０１３７】
図２１に示すように、信号処理部３２０は、図１８中の復調部３１１、位置検出部３１４の代わりにタイミング検出部３２１、位置検出部３２２をそれぞれ備えている。タイミング検出部３２１は、受光素子３０４により受光された光の受光タイミングに基づいて、接触位置が属している照射範囲Ｒを有する発光素子３５（発光点Ｅ）の位置に対応する表示面２１Ａ内の位置を検出し、この位置検出結果を位置検出部３２２に出力する。位置検出部３２２は、図１８中の位置検出部３１４が位置情報を参照して表示面２１Ａ内の精細位置を特定するのとほぼ同様に、タイミング検出部３２１から出力された位置検出結果を参照して表示面２１Ａ内の精細位置を特定する。
【０１３８】
以上説明したとおり、受光装置３２０によれば、バックライト装置５０のバックライトを利用することにより、表示面２１Ａ内の位置検出を実現することができる。
【０１３９】
また、受光装置３２０では、受光した光の受光タイミングの相違に基づいて位置検出を行う。したがって、受光装置４と比較してより簡単の構成で、位置検出を実現することができる。
【０１４０】
（位置検出システムの変形例）
上述した位置検出システムでは、発光素子のオン・オフを切り替えることによりバックライトを高速点滅させる場合を例にあげた。しかし、本発明はこれに限られない。所定レベルの直流信号にパルス信号を重畳した発光制御信号を生成し、これを発光素子に供給することにより、発光素子の発光を維持した状態で、各発光素子の発光強度（光量）を高速に変化させてもよい。
【０１４１】
また、上述した位置検出システムでは、発光素子として可視光を発する発光ダイオードを用いる場合を例にあげたが、可視光を発する発光ダイオードと共に、赤外線を発する発光ダイオードを発光素子として用いてもよい。例えば、可視光を発する発光ダイオードと赤外線を発する発光ダイオードとを交互に配置する。表示面に黒色の画像などを表示するときには、黒色画像の表示領域内に配置された可視光を発する発光ダイオードを消し、黒色画像の表示領域内に配置された赤外線を発する発光ダイオードを発光させる。これにより、画像のコントラストを上げつつ、表示面内の位置情報の発信を実現することができる。
【０１４２】
また、画像のコントラストを上げるために、次のような方法を採用してもよい。すなわち、表示面に黒色の画像を表示するときには、黒色画像の表示領域内に配置された可視光を発する発光ダイオードを発光させるものの、発光素子を変調させるためのパルス幅を狭くすることにより、その発光ダイオードの実質的な発光強度を小さくする。
【０１４３】
また、上述した位置検出システムでは、液晶ディスプレイ装置のバックライトを変調させることにより位置検出を実現する場合を例にあげた。液晶ディスプレイ装置では、液晶パネル装置とバックライト装置との協働によって、文字、図形などの情報の視覚的表示を行う。そして、表示面に向けて光を発する発光素子はバックライト装置に設けられている。このため、本発明の位置検出システムを液晶ディスプレイ装置に適用する場合には、上述したように、バックライト装置の発光素子から発せられる光、つまりバックライトを変調させることが望ましい。
【０１４４】
しかし、本発明の位置検出システムは、例えば、プラズマディスプレイ装置または有機ＥＬディスプレイ装置など、バックライト装置を備えていないディスプレイ装置（表示装置）、つまり、画素を構成する素子自体が自発光素子である、いわゆる自発光型ディスプレイパネルにも適用することができる。この場合には、プラズマ発光素子または有機ＥＬ素子などの自発光素子の発光輝度を、表示面内の位置を示す位置情報により変調し、あるいは、自発光素子の発光輝度変更のタイミングを表示面内の位置に応じて異ならせる。
【０１４５】
なお、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う表示装置、液晶表示装置、位置検出システムおよび位置検出方法もまた本発明の技術思想に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明に係る表示装置、液晶表示装置、位置検出システムおよび位置検出方法は、例えば液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、有機ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ装置などの表示装置に利用可能であり、さらに詳しくは、このような表示装置の表示面内における位置を検出する位置検出システム、さらにはこのような位置検出機能を備えた表示装置にも利用可能である。
【図１】
0004550118.tif 000002
【図２】
0004550118.tif 000003
【図３】
0004550118.tif 000004
【図４】
0004550118.tif 000005
【図５】
0004550118.tif 000006
【図６】
0004550118.tif 000007
【図７】
0004550118.tif 000008
【図８】
0004550118.tif 000009
【図９】
0004550118.tif 000010
【図１０】
0004550118.tif 000011
【図１１】
0004550118.tif 000012
【図１２】
0004550118.tif 000013
【図１３】
0004550118.tif 000014
【図１４】
0004550118.tif 000015
【図１５】
0004550118.tif 000016
【図１６】
0004550118.tif 000017
【図１７】
0004550118.tif 000018
【図１８】
0004550118.tif 000019
【図１９】
0004550118.tif 000020
【図２０】
0004550118.tif 000021
【図２１】
0004550118.tif 000022