(57)【要約】【課題】外部光に依存せずに対象物の接触または接近を検出することができる表示装置を提供すること。【解決手段】表示装置は、表示部、制御部および検出部を有する。表示部には、第１発光部と、第１発光部より発光波長が短い第２発光部とをそれぞれ有する複数の発光半導体素子が配列されている。制御部は、発光半導体素子の発光を制御する。検出部は、対象物が表示部に接触または接近した状態で、第２発光部から放出され、対象物で反射した光が第１発光部に入射することにより第１発光部で生じる光起電力に基づいて、表示部と対象物との接触または接近を検出する。制御部は、第１発光部の発光が視認され、かつ第２発光部の発光が視認されないように発光半導体素子を発光させる場合には、第２発光部をパルス点灯させている間に第１発光部をパルス消灯させる。【選択図】図１
2017111545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の接触または接近を検出することができる表示装置であって、
第１発光部と、前記第１発光部より発光波長が短い第２発光部とをそれぞれ有する複数の発光半導体素子が配列されている表示部と、
前記発光半導体素子の発光を制御するための制御部と、
前記対象物が前記表示部に接触または接近した状態で、前記第２発光部から放出され、前記対象物で反射した光が前記第１発光部に入射することにより前記第１発光部で生じる光起電力に基づいて、前記表示部と前記対象物との接触または接近を検出するための検出部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第１発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部をパルス消灯させ、
前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部を消灯させ、
前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認されるように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部をパルス消灯させ、
前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させる、
表示装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記対象物が前記表示部に接触または接近していない状態で前記第１発光部に入射した光により前記第１発光部で生じる第１光起電力、および前記対象物が前記表示部に接触または接近した状態で前記第１発光部に入射した光により前記第１発光部で生じる第２光起電力の差分値と、あらかじめ前記検出部に記憶された閾値電圧とに基づいて、前記表示部と前記対象物との接触または接近を検出する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記第１発光部に入射した光の強さに対応する光起電力の大きさを示すアナログ信号をＡ／Ｄ変換することで得られるデジタル信号に基づいて、前記第１光起電力および前記第２光起電力を測定する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１発光部をパルス消灯させる場合には、前記第１発光部をパルス幅１マイクロ秒以下でパルス消灯させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２発光部をパルス点灯させる場合には、前記第２発光部をパルス幅１マイクロ秒以下でパルス点灯させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記発光半導体素子は、前記第２発光部より発光波長が短い第３発光部をさらに有し、
前記制御部は、
前記第１発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部をパルス消灯させ、
前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部および前記第３発光部を消灯させ、
前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部を消灯させ、かつ前記第３発光部を点灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させ、
前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させ、かつ前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第１発光部をパルス消灯させ、
前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部および前記第３発光部を点灯させ、かつ前記第１発光部を消灯させ、
前記第１発光部および前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第３発光部を点灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部をパルス消灯させ、
前記第１発光部、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されるように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部および前記第３発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部をパルス消灯させ、
前記第１発光部、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部および前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させる、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記発光半導体素子は、前記第２発光部より発光波長が短い第３発光部をさらに有し、
前記制御部は、
前記第１発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部をパルス消灯させ、
前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部および前記第３発光部を消灯させ、
前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第３発光部をパルス消灯させ、
前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させ、かつ前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第１発光部をパルス消灯させ、
前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させ、かつ前記第１発光部を消灯させるとともに、前記第３発光部をパルス消灯させ、
前記第１発光部および前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部および前記第３発光部をパルス消灯させ、
前記第１発光部、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されるように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部および前記第３発光部をパルス消灯させ、
前記第１発光部、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部および前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させる、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１発光部の発光色は、赤色であり、
前記第２発光部の発光色は、緑色である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１発光部の発光色は、赤色であり、
前記第２発光部の発光色は、緑色であり、
前記第３発光部の発光色は、青色である、
請求項６または請求項７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物との接触または接近を検出することができる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化や低消費電力、彩度、耐振動性、点灯／消灯の繰り返し耐久性などの観点から、表示装置の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光半導体素子が使用されている。中でも、表示装置の表示部において、複数のＬＥＤを２次元マトリクス状に配列したＬＥＤディスプレイは、フルカラーディスプレイや電光掲示板などに利用されている。
【０００３】
また、ＬＥＤは、受光により光起電力を生じるという特性を利用して、光センサーとして利用しうることが知られている。ＬＥＤの当該特性を利用して、ＬＥＤディスプレイをセンサー機能付き表示装置として使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載のセンサー機能付き表示装置では、複数のＬＥＤが２次元マトリクス状に配列されている。ＬＥＤの発光部は、発光している状態では光センサーとして機能することができないため、当該表示装置では、各ＬＥＤは、点灯モードまたはセンサーモードに切り替えられる。点灯モードのＬＥＤは、発光しているが、光を検出することができない。一方、センサーモードのＬＥＤは、光を検出することができるが、発光することができない。このため、センサーモードのＬＥＤは、外部からの光を検出している。たとえば、特許文献１に記載の表示装置（手書き入力用ディスプレイ）は、対象物（例えば、ユーザーの指）がＬＥＤに接触したときの入射光量の減少を検出することで、対象物の接触を検出している。
【０００５】
一方、表示装置ではなく検出装置としてではあるが、１個のＬＥＤを用いて外部光に依存せずに対象物の接触または接近を検出することができる光センサーが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２０６４４９号公報
【特許文献２】特開２００６−０９３４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のとおり、特許文献１に記載のセンサー機能付き表示装置は、接触検出動作が外部光に依存しているため、外部光がほとんど存在しない環境などでは適切に対象物の接触を検出することができない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、外部光に依存せずに対象物の接触または接近を検出することができる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、光源として互いに発光波長の異なる第１発光部および第２発光部を含む発光半導体素子を配列することで表示部を構成するとともに、各発光半導体素子において第２発光部から放出され、対象物で反射した光が第１発光部に入射することにより第１発光部で生じる光起電力を検出することで上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の表示装置に関する。
［１］対象物の接触または接近を検出することができる表示装置であって、第１発光部と、前記第１発光部より発光波長が短い第２発光部とをそれぞれ有する複数の発光半導体素子が配列されている表示部と、前記発光半導体素子の発光を制御するための制御部と、前記対象物が前記表示部に接触または接近した状態で、前記第２発光部から放出され、前記対象物で反射した光が前記第１発光部に入射することにより前記第１発光部で生じる光起電力に基づいて、前記表示部と前記対象物との接触または接近を検出するための検出部と、を有し、前記制御部は、前記第１発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部をパルス消灯させ、前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部を消灯させ、前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認されるように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部をパルス消灯させ、前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させる、表示装置。
［２］前記検出部は、前記対象物が前記表示部に接触または接近していない状態で前記第１発光部に入射した光により前記第１発光部で生じる第１光起電力、および前記対象物が前記表示部に接触または接近した状態で前記第１発光部に入射した光により前記第１発光部で生じる第２光起電力の差分値と、あらかじめ前記検出部に記憶された閾値電圧とに基づいて、前記表示部と前記対象物との接触または接近を検出する、［１］に記載の表示装置。
［３］前記検出部は、前記第１発光部に入射した光の強さに対応する光起電力の大きさを示すアナログ信号をＡ／Ｄ変換することで得られるデジタル信号に基づいて、前記第１光起電力および前記第２光起電力を測定する、［２］に記載の表示装置。
［４］前記制御部は、前記第１発光部をパルス消灯させる場合には、前記第１発光部をパルス幅１マイクロ秒以下でパルス消灯させる、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の表示装置。
［５］前記制御部は、前記第２発光部をパルス点灯させる場合には、前記第２発光部をパルス幅１マイクロ秒以下でパルス点灯させる、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の表示装置。
［６］前記発光半導体素子は、前記第２発光部より発光波長が短い第３発光部をさらに有し、前記制御部は、前記第１発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部をパルス消灯させ、前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部および前記第３発光部を消灯させ、前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部を消灯させ、かつ前記第３発光部を点灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させ、前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させ、かつ前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第１発光部をパルス消灯させ、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部および前記第３発光部を点灯させ、かつ前記第１発光部を消灯させ、前記第１発光部および前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第３発光部を点灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部をパルス消灯させ、前記第１発光部、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されるように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部および前記第３発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部をパルス消灯させ、前記第１発光部、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部および前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させる、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の表示装置。
［７］前記発光半導体素子は、前記第２発光部より発光波長が短い第３発光部をさらに有し、前記制御部は、前記第１発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部をパルス消灯させ、前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部および前記第３発光部を消灯させ、前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第３発光部をパルス消灯させ、前記第１発光部および前記第２発光部の発光が視認され、かつ前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させ、かつ前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第１発光部をパルス消灯させ、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第１発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させ、かつ前記第１発光部を消灯させるとともに、前記第３発光部をパルス消灯させ、前記第１発光部および前記第３発光部の発光が視認され、かつ前記第２発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部をパルス点灯させている間に前記第１発光部および前記第３発光部をパルス消灯させ、前記第１発光部、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されるように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第２発光部を点灯させるとともに、前記第１発光部および前記第３発光部をパルス消灯させ、前記第１発光部、前記第２発光部および前記第３発光部の発光が視認されないように前記発光半導体素子を発光させる場合には、前記第１発光部および前記第３発光部を消灯させるとともに、前記第２発光部をパルス点灯させる、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の表示装置。
［８］前記第１発光部の発光色は、赤色であり、前記第２発光部の発光色は、緑色である、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の表示装置。
［９］前記第１発光部の発光色は、赤色であり、前記第２発光部の発光色は、緑色であり、前記第３発光部の発光色は、青色である、［６］または［７］に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外部光に依存せずに対象物の接触または接近を検出することができる表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＬＥＤの構成を示すための模式図である。
【図３】図３Ａ、Ｂは、第１発光部および第２発光部の発光スペクトルおよび受光スペクトルを示すグラフである。
【図４】図４Ａ〜Ｃは、発光パターン１〜３における発光部のタイミングチャートである。
【図５】図５Ａ〜Ｃは、発光パターン４〜６における発光部のタイミングチャートである。
【図６】図６Ａ、Ｂは、発光パターン７、８における発光部のタイミングチャートである。
【図７】図７は、接触状態において、制御部が第２発光部に入力したパルス信号と、第１発光部で受光し、接触検出部に出力された受光信号との関係を示すグラフである。
【図８】図８Ａ、Ｂは、第１の接触検出動作について説明するためのグラフである。
【図９】図９Ａ、Ｂは、第２の接触検出動作について説明するためのグラフである。
【図１０】図１０は、変形例に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１Ａ〜Ｄは、発光パターン１’〜４’における発光部のタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、表示部と対象物との接近を検出する態様について説明するための模式図である。
【図１３】図１３は、表示装置の他の発光パターンの一例を示す発光部のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。ここでは、本発明に係る表示装置を、発光半導体素子として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用したマルチカラーＬＥＤディスプレイに適用した例について説明する。本実施の形態に係る表示装置は、表示部と対象物との接触を検出することができる。なお、対象物は、表示装置の用途に応じて適宜選択され、例えば、指やタッチペンなどである。
【００１４】
［表示装置の構成］
図１は、本実施の形態に係る表示装置１００の構成を示すブロック図である。表示装置１００は、表示制御部１４０、点灯制御部１５０、表示部１３０および受光検出部１６０を有する。表示制御部１４０および点灯制御部１５０は、協働してＬＥＤ１３１の発光を制御する制御部１１０として機能する。また、表示制御部１４０および受光検出部１６０は、協働して表示部１３０と対象物１０との接触を検出するための接触検出部（検出部）１２０として機能する。特に図示しないが、本実施の形態に係る表示装置１００の表示部１３０では、複数のＬＥＤ１３１が２次元マトリクス状に配列されている。
【００１５】
表示制御部１４０は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、外部信号２０に含まれる表示情報を表示部１３０に表示するために点灯制御部１５０を制御する。表示制御部１４０は、点灯制御部１５０および受光検出部１６０に電気的に接続されている。表示制御部１４０は、外部ソースから入力された外部信号２０の内容に応じて、点灯制御部１５０を制御するための点灯制御信号を点灯制御部１５０に出力する。また、表示制御部１４０は、受光検出部１６０から出力された情報に基づいて、表示部１３０と対象物１０との接触を検出する。詳細については後述するが、表示制御部１４０には、表示部１３０と対象物１０とが接触したか否かを判断するための情報があらかじめ記憶されていてもよい。表示制御部１４０は、例えば、入力回路、出力回路、演算回路、制御回路および記憶回路を含む半導体装置である。
【００１６】
なお、外部信号２０は、表示部１３０に表示される表示情報を含んでいる。表示情報は、例えば、文字や図形などを含む、静止画および動画に関する情報である。
【００１７】
点灯制御部１５０は、複数のＬＥＤ１３１の発光を制御する。点灯制御部１５０は、表示制御部１４０および表示部１３０（より具体的には、各ＬＥＤ１３１の発光部１３２）に電気的に接続されている。点灯制御部１５０は、表示制御部１４０からの点灯制御信号に基づいて、複数のＬＥＤ１３１を駆動するための電力を各ＬＥＤ１３１の発光部１３２に供給する。これにより、点灯制御部１５０は、各ＬＥＤ１３１を点灯、パルス点灯、消灯またはパルス消灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１の発光タイミングや発光色、発光強度などを制御することができる。
【００１８】
ここで、本明細書中、「点灯」とは、発光部１３２を連続的に点灯させることをいい、「パルス点灯」とは、連続的に消灯している発光部１３２をパルス信号により所定のタイミングでごく短時間点灯させることをいう。また、「消灯」とは、発光部１３２を連続的に消灯させることをいい、「パルス消灯」とは、連続的に点灯している発光部１３２をパルス信号により所定のタイミングでごく短時間消灯させることをいう。詳細については後述するが、パルス点灯は、点灯したことが人間の目では認識できない程度のパルス幅で行われ、パルス消灯は、消灯したことが人間の目では認識できない程度のパルス幅で行われる。
【００１９】
消費電力の低減およびＬＥＤ１３１の長寿命化の観点から、発光部１３２を連続的に点灯させる場合には、ダイナミック点灯方式により点灯させることが好ましい。点灯制御部１５０は、例えば、入力回路、出力回路、パルス信号発生回路およびダイナミック制御回路を有する半導体装置である。
【００２０】
表示部１３０は、複数のＬＥＤ１３１が発光することで（または発光しないことで）形成される画像を表示する。表示部１３０には、複数のＬＥＤ１３１が所定のパターンで配列されている。複数のＬＥＤ１３１は、透明なガラスや樹脂などで形成されたカバープレートなどで覆われていてもよい。
【００２１】
図２は、本実施の形態に係る表示装置１００が有するＬＥＤ１３１の構成を示すための模式図である。ＬＥＤ１３１は、互いに発光波長が異なる複数の発光部１３２を有する。各発光部１３２は、点灯制御部１５０から供給された電力により駆動され、所定の色の光を放射する。発光部１３２の数および発光波長は、要求される発光色に応じて適宜設定されうる。たとえば、マルチカラー表示を可能とする観点からは、ＬＥＤ１３１は、発光色が赤色である発光部と、発光色が緑色である発光部と、発光色が青色である発光部とを有することが好ましい。図１および図２に示されるように、本実施の形態に係るＬＥＤ１３１は、第１発光部１３２Ｒと、第１発光部１３２Ｒより発光波長が短い第２発光部１３２Ｇと、第２発光部１３２Ｇより発光波長が短い第３発光部１３２Ｂとを有する。第１発光部１３２Ｒの発光色は赤色（中心波長：６１５〜６４０ｎｍ）であり、第２発光部１３２Ｇの発光色は緑色（中心波長：５２０〜５４５ｎｍ）であり、第３発光部１３２Ｂの発光色は青色（中心波長：４５５〜４８０ｎｍ）である。
【００２２】
本実施の形態に係るＬＥＤ１３１では、第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂは、いずれも共通端子１３３に接続されている。また、第１発光部１３２Ｒは第１端子１３４ｒにさらに接続され、第２発光部１３２Ｇは第２端子１３４ｇにさらに接続され、第３発光部１３２Ｂは第３端子１３４ｂにさらに接続されている。第１発光部１３２Ｒは、共通端子１３３および第１端子１３４ｒを介して、点灯制御部１５０から供給された電力により駆動され、点灯する。第２発光部１３２Ｇは、共通端子１３３および第２端子１３４ｇを介して、点灯制御部１５０から供給された電力により駆動され、点灯する。第３発光部１３２Ｂは、共通端子１３３および第３端子１３４ｂを介して、点灯制御部１５０から供給された電力により駆動され、点灯する。
【００２３】
第１発光部１３２Ｒは、受光検出部１６０と電気的に接続された状態で、点灯制御部１５０から出力される信号により点灯（または消灯）されうる。しかし、後述のとおり、第１発光部１３２Ｒは、受光時においては、点灯制御部１５０から電気的に切り離される必要がある。
【００２４】
また、ＬＥＤ１３１の数および配置は、表示装置１００の用途に応じて適宜設定されうる。たとえば、ＬＥＤ１３１の数は、ＬＥＤ１３１自体の大きさや表示部１３０の大きさなどに応じて適宜設定されうる。また、ＬＥＤ１３１の配置の例には、２次元マトリクス状、千鳥状、渦巻き状および同心円状が含まれる。
【００２５】
ＬＥＤ１３１の発光部１３２は、点灯している状態では光センサーとして機能することができない（光起電力を生じない）。すなわち、点灯している発光部１３２は、発光しているが、光を検出することができない。一方、消灯している発光部１３２は、光を検出することができるが、発光することができない。
【００２６】
詳細については後述するが、本実施の形態に係る表示装置１００では、３つの発光部１３２のうち、一の発光部１３２は、光センサーとしても使用される（以下、単に「光センサー兼用の発光部」ともいう）。光センサー兼用の発光部１３２は、光源として使用される他の一の発光部１３２（以下、単に「接触検出のための光源兼用の発光部」ともいう）から放射される光を受光する。光センサー兼用の発光部１３２に光が入射すると光起電力が発生する。光センサー兼用の発光部１３２は、共通端子１３３と、第１端子１３４ｒ、第２端子１３４ｇまたは第３端子１３４ｂとを介して、受光検出部１６０に電気的に接続されており、発生した光起電力は、受光検出部１６０により取り出される。
【００２７】
光センサー兼用の発光部１３２と、接触検出のための光源兼用の発光部１３２とは、光センサー兼用の発光部１３２の受光スペクトルと、接触検出のための光源兼用の発光部１３２の発光波長（発光スペクトル）との関係に基づいて、受光効率が高くなるように選択されることが好ましい。これにより、表示部１３０と対象物１０との接触を高精度で検出することができる。受光効率が高く、高い光起電力を得る観点からは、光センサー兼用の発光部１３２として発光色が赤色の第１発光部１３２Ｒを使用し、かつ接触検出のための光源兼用の発光部１３２として発光色が緑色の第２発光部１３２Ｇを使用することが好ましい（例えば、特開２００６−０９３４５０号公報参照）。
【００２８】
図３Ａは、第１発光部１３２Ｒの発光スペクトルおよび受光スペクトルを示すグラフであり、図３Ｂは、第２発光部１３２Ｇの発光スペクトルおよび受光スペクトルを示すグラフである。図３Ａ、Ｂでは、発光スペクトルを実線で示し、受光スペクトルを破線で示している。第２発光部１３２Ｇは、発光波長５００〜６００ｎｍで発光することがわかる（図３Ｂの実線参照）。第１発光部１３２Ｒは、波長５００〜６５０ｎｍの光を受光することがわかる（図３Ａの破線参照）。このように、第２発光部１３２Ｇの発光スペクトルと第１発光部１３２Ｒの受光スペクトルとは、非常によく重なりあう。したがって、光センサー兼用の発光部１３２として第１発光部１３２Ｒを使用し、かつ接触検出のための光源兼用の発光部１３２として第２発光部１３２Ｇを使用することは、受光効率を高くし、高い光起電力を得る観点から好ましい。
【００２９】
図１および図２に示されるように、本実施の形態では、光センサー兼用の発光部１３２は、第１発光部１３２Ｒであり、接触検出のための光源兼用の発光部１３２は第２発光部１３２Ｇである。第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光と、第２発光部１３２Ｇから放射され、ＬＥＤ１３１の表面で内部反射した光と、第２発光部１３２Ｇから放射され、第１発光部１３２Ｒに直接到達した光とを受光する。
【００３０】
受光検出部１６０は、光センサー兼用の発光部１３２（本実施の形態では、第１発光部１３２Ｒ）に入射した光の強さに対応する光起電力の大きさを示す受光信号を生成する。受光検出部１６０は、光センサー兼用の発光部１３２と、表示制御部１４０とに電気的に接続されている。受光検出部１６０は、生成した受光信号を表示制御部１４０に出力する。受光検出部１６０は、例えば、入力回路、出力回路、増幅回路（後述）、Ａ／Ｄ変換回路（後述）および制御回路を有する半導体装置である。なお、前述のとおり、本実施の形態に係る表示装置１００では、点灯制御部１５０がＬＥＤ１３１の発光を制御する。点灯制御部１５０は、ピーク電圧が０Ｖの信号を出力して、各発光部１３２を消灯させてもよいし、電気的に接続を切り離されることで各発光部１３２を消灯させてもよい。しかし、第１発光部１３２Ｒが受光する際には、点灯制御部１５０および第１発光部１３２Ｒは、互いに電気的に切り離される必要がある。
【００３１】
詳細については後述するが、表示制御部１４０は、受光検出部１６０から生成された受光信号に基づいて、表示部１３０と対象物１０との接触を検出する。表示部１３０と対象物１０との接触を、より高精度に検出する観点から、受光検出部１６０は、生成した受光信号を増幅するための増幅回路や、アナログ信号（上記受光信号）をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路などの他の回路を有することが好ましい。本実施の形態では、受光検出部１６０は、Ａ／Ｄ変換回路１６５を有する。
【００３２】
表示制御部１４０は、対象物１０が表示部１３０に接触していない状態（以下、単に「非接触状態」ともいう）で第１発光部１３２Ｒに入射した光により生じる第１光起電力Ｖ１、および対象物１０が表示部１３０に接触した状態（以下、単に「接触状態」ともいう）で第１発光部１３２Ｒに入射した光により生じる第２光起電力Ｖ２と、所定の閾値電圧Ｖｔｈとに基づいて、表示部１３０と対象物１０との接触を検出する（後述）。
【００３３】
非接触状態における第１起電力Ｖ１は、第２発光部１３２Ｇから放出され、ＬＥＤ１３１の表面で内部反射した光と、第２発光部１３２Ｇから放出され、第１発光部１３２Ｒに直接到達した光とが第１発光部１３２Ｒに入射することにより生じる（図１中、破線矢印参照）。また、接触状態における第２光起電力Ｖ２は、前述の内部反射した光および直接到達した光に加えて、さらに、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光が第１発光部１３２Ｒに入射することによって生じる（図１および図２中、破線矢印および実線矢印参照）。このように、第２光起電力Ｖ２は、対象物１０で反射した光が寄与する分、第１光起電力Ｖ１よりも増加する。
【００３４】
［表示装置の動作］
次に、表示装置１００の動作について詳細に説明する。本実施の形態に係る表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、マルチカラーで画像を表示部１３０に表示することができる。まず、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、マルチカラー表示をする表示動作について説明し、その後、接触検出動作についてより詳細に説明する。
【００３５】
（表示動作）
前述のとおり、制御部１１０（表示制御部１４０および点灯制御部１５０）は、ＬＥＤ１３１の発光タイミングおよび発光色を制御する。１つのＬＥＤ１３１が３つの発光部（第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂ）を有する場合、第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂから放出される発光強度の割合を調整することにより、各ＬＥＤ１３１の発光色を調整することができる。このようにして、表示装置１００は、フルカラーディスプレイとして利用することができる。本実施の形態では、制御部１１０は以下の８通りの発光パターン１〜８で各ＬＥＤ１３１を発光させる。これにより、本実施の形態に係る表示装置１００は、赤、緑、青、黄色、水色、紫、白および黒（消灯時）の８色（マルチカラー）をＬＥＤ１３１で表現することができる。
【００３６】
図４Ａ〜Ｃは、発光パターン１〜３における発光部１３２のタイミングチャートを示し、図５Ａ〜Ｃは、発光パターン４〜６における発光部１３２のタイミングチャートを示し、図６Ａ、Ｂは、発光パターン７、８における発光部１３２のタイミングチャートを示す。
【００３７】
１）発光パターン１
第１発光部１３２Ｒの発光が視認され、かつ第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図４Ａに示されるように、第３発光部１３２Ｂを消灯させるとともに、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させている間に第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１は赤点灯となる。
【００３８】
制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒをパルス幅ｔ１でパルス消灯させる以外の時間ｔ２は、第１発光部１３２Ｒを点灯させる。このとき、制御部１１０は、残像効果によって第１発光部１３２Ｒが消灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる。このため、第１発光部１３２Ｒは、連続的に点灯しているように視認される。
【００３９】
また、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇをパルス幅ｔ１でパルス点灯させる以外の時間ｔ２は、第２発光部１３２Ｇを消灯させる。このとき、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇが点灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。このため、第２発光部１３２Ｇは、連続的に消灯しているように視認される。
【００４０】
さらに、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂを連続的に消灯させる。このため、第３発光部１３２Ｂは、連続的に消灯しているように視認される。
【００４１】
発光パターン１では、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒのパルス消灯に同期させて第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。これにより、接触状態において、第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光を検出することができる。このため、発光パターン１において、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【００４２】
２）発光パターン２
第２発光部１３２Ｇの発光が視認され、かつ第１発光部１３２Ｒおよび第３発光部１３２Ｂの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図４Ｂに示されるように、第２発光部１３２Ｇを点灯させるとともに、第１発光部１３２Ｒおよび第３発光部１３２Ｂを消灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１は緑点灯となる。
【００４３】
制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒを連続的に消灯させる。このため、第１発光部１３２Ｒは、連続的に消灯しているように視認される。
【００４４】
また、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇを連続的に点灯させる。このため、第２発光部１３２Ｇは、連続的に点灯しているように視認される。
【００４５】
さらに、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂを連続的に消灯させる。このため、第３発光部１３２Ｂは、連続的に消灯しているように視認される。
【００４６】
発光パターン２では、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒを消灯させるとともに、第２発光部１３２Ｇを点灯させる。これにより、接触状態において、第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光を検出することができる。このため、発光パターン２においても、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【００４７】
３）発光パターン３
第３発光部１３２Ｂの発光が視認され、かつ第１発光部１３２Ｒおよび第２発光部１３２Ｇの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図４Ｃに示されるように、第１発光部１３２Ｒを消灯させるとともに、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させている間に第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１は青点灯となる。
【００４８】
制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒを連続的に消灯させる。このため、第１発光部１３２Ｒは、連続的に消灯しているように視認される。
【００４９】
また、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇをパルス幅ｔ１でパルス点灯させる以外の時間ｔ２は、第２発光部１３２Ｇを消灯させる。このとき、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇが点灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。このため、第２発光部１３２Ｇは、連続的に消灯しているように視認される。
【００５０】
さらに、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂをパルス幅ｔ１でパルス消灯させる以外の時間ｔ２は、第３発光部１３２Ｂを点灯させる。このとき、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂが消灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる。このため、第３発光部１３２Ｂは、連続的に点灯しているように視認される。
【００５１】
発光パターン３では、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒを消灯させるとともに、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。これにより、接触状態において、第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光を検出することができる。このため、発光パターン３においても、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【００５２】
４）発光パターン４
第１発光部１３２Ｒおよび第２発光部１３２Ｇの発光が視認され、かつ第３発光部１３２Ｂの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図５Ａに示されるように、第２発光部１３２Ｇを点灯させ、かつ第３発光部１３２Ｂを消灯させるとともに、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１は黄色点灯となる。
【００５３】
制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒをパルス幅ｔ１でパルス消灯させる以外の時間ｔ２は、第１発光部１３２Ｒを点灯させる。このとき、制御部１１０は、残像効果によって第１発光部１３２Ｒが消灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる。このため、第１発光部１３２Ｒは、連続的に点灯しているように視認される。
【００５４】
また、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇを連続的に点灯させる。このため、第２発光部１３２Ｇは、連続的に点灯しているように視認される。
【００５５】
さらに、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂを連続的に消灯させる。このため、第３発光部１３２Ｂは、連続的に消灯しているように視認される。
【００５６】
発光パターン４では、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇを点灯させるとともに、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる。これにより、接触状態において、第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光を検出することができる。このため、発光パターン４においても、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【００５７】
５）発光パターン５
第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂの発光が視認され、かつ第１発光部１３２Ｒの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図５Ｂに示されるように、第２発光部１３２Ｇを点灯させ、かつ第１発光部１３２Ｒを消灯させるとともに、第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１は水色点灯となる。
【００５８】
制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒを連続的に消灯させる。このため、第１発光部１３２Ｒは、連続的に消灯しているように視認される。
【００５９】
また、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇを連続的に点灯させる。このため、第２発光部１３２Ｇは、連続的に点灯しているように視認される。
【００６０】
さらに、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂをパルス幅ｔ１でパルス消灯させる以外の時間ｔ２は、第３発光部１３２Ｂを点灯させる。このとき、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂが消灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる。このため、第３発光部１３２Ｂは、連続的に点灯しているように視認される。
【００６１】
発光パターン５では、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇを点灯させ、かつ第１発光部１３２Ｒを消灯させる。これにより、接触状態において、第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光を検出することができる。このため、発光パターン５においても、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【００６２】
６）発光パターン６
第１発光部１３２Ｒおよび第３発光部１３２Ｂの発光が視認され、かつ第２発光部１３２Ｇの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図５Ｃに示されるように、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させている間に第１発光部１３２Ｒおよび第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１は紫点灯となる。
【００６３】
制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒをパルス幅ｔ１でパルス消灯させる以外の時間ｔ２は、第１発光部１３２Ｒを点灯させる。このとき、制御部１１０は、残像効果によって第１発光部１３２Ｒが消灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる。このため、第１発光部１３２Ｒは、連続的に点灯しているように視認される。
【００６４】
また、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇをパルス幅ｔ１でパルス点灯させる以外の時間ｔ２は、第２発光部１３２Ｇを消灯させる。このとき、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇが点灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。このため、第２発光部１３２Ｇは、連続的に消灯しているように視認される。
【００６５】
さらに、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂをパルス幅ｔ１でパルス消灯させる以外の時間ｔ２は、第３発光部１３２Ｂを点灯させる。このとき、制御部１１０は、残像効果によって第３発光部１３２Ｂが消灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる。このため、第３発光部１３２Ｂは、連続的に点灯しているように視認される。
【００６６】
発光パターン６では、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒのパルス消灯に同期させて、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。これにより、接触状態において、第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光を検出することができる。このため、発光パターン６においても、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【００６７】
７）発光パターン７
第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂの発光が視認されるようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図６Ａに示されるように、第２発光部１３２Ｇを点灯させるとともに、第１発光部１３２Ｒおよび第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１は白点灯となる。
【００６８】
制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒをパルス幅ｔ１でパルス消灯させる以外の時間ｔ２は、第１発光部１３２Ｒを点灯させる。このとき、制御部１１０は、残像効果によって第１発光部１３２Ｒが消灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる。このため、第１発光部１３２Ｒは、連続的に点灯しているように視認される。
【００６９】
また、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇを連続的に点灯させる。このため、第２発光部１３２Ｇは、連続的に点灯しているように視認される。
【００７０】
さらに、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂをパルス幅ｔ１でパルス消灯させる以外の時間ｔ２は、第３発光部１３２Ｂを点灯させる。このとき、制御部１１０は、残像効果によって第３発光部１３２Ｂが消灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる。このため、第３発光部１３２Ｂは、連続的に点灯しているように視認される。
【００７１】
発光パターン７では、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇを点灯させるとともに、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる。これにより、接触状態において、第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光を検出することができる。このため、発光パターン７においても、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【００７２】
８）発光パターン８
第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図６Ｂに示されるように、第１発光部１３２Ｒおよび第３発光部１３２Ｂを消灯させるとともに、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。これにより、ＬＥＤ１３１は黒（消灯）となる。
【００７３】
制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒを連続的に消灯させる。このため、第１発光部１３２Ｒは、連続的に消灯しているように視認される。
【００７４】
また、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇをパルス幅ｔ１でパルス点灯させる以外の時間ｔ２は、第２発光部１３２Ｇを消灯させる。このとき、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇが点灯したことを視認できないパルス幅ｔ１で、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。このため、第２発光部１３２Ｇは、連続的に消灯しているように視認される。
【００７５】
さらに、制御部１１０は、第３発光部１３２Ｂを連続的に消灯させる。このため、第３発光部１３２Ｂは、連続的に消灯しているように視認される。
【００７６】
発光パターン８では、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒを消灯させるとともに、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる。これにより、接触状態において、第１発光部１３２Ｒは、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光を検出することができる。このため、発光パターン８においても、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【００７７】
以上のとおり、本実施の形態に係る表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出する機能を有するマルチカラーディスプレイとして利用されうる。
【００７８】
発光パターン１、３〜７では、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒ、第３発光部１３２Ｂまたはこれら両方の消灯を視認できないように第１発光部１３２Ｒ、第３発光部１３２Ｂまたはこれら両方をパルス消灯させる。このとき、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒ、第３発光部１３２Ｂまたはこれら両方をパルス幅１マイクロ秒以下でパルス消灯させることが好ましい。また、第１発光部１３２Ｒでの受光信号の立ち上がりに要する時間を十分に確保する観点からは、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒをパルス幅１０ナノ秒以上でパルス消灯させることが好ましい。
【００７９】
また、発光パターン１、３、６および８では、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇの点灯を視認できないようにパルス点灯させる。このとき、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇをパルス幅１マイクロ秒以下でパルス点灯させることが好ましい。また、パルス信号の入力から第２発光部１３２Ｇの発光までに要する時間と、第１発光部１３２Ｒでの受光信号の立ち上がりに要する時間とを十分に確保する観点からは、制御部１１０は、第２発光部１３２Ｇをパルス幅１０ナノ秒以上でパルス点灯させることが好ましい。第２発光部１３２Ｇのパルス幅は、表示装置１００の他の条件に応じて適宜調整することができる。たとえば、消灯時間を長くしたり、パルス信号のピーク電圧を抑えたりすることによって、第２発光部１３２Ｇの点灯を視認され難くすることができる。また、表示部１３０に拡散板を設けたり、ＬＥＤ１３１の表面構造を表面で内部反射される光の光量が増加するように設計したりすることによっても、第２発光部１３２Ｇの点灯を視認され難くすることができる。このように、パルス幅が長くても他の条件を工夫することで、第２発光部１３２Ｇの点灯を視認できないように調整することができる。
【００８０】
（接触検出動作）
次いで、本実施の形態に係る表示装置１００における表示部１３０と対象物１０との接触検出動作について、より詳細に説明する。図７は、接触状態において、制御部１１０が第２発光部１３２Ｇに入力したパルス信号と、第１発光部１３２Ｒで受光し、接触検出部１２０（表示制御部１４０）に出力された受光信号との関係を示している。ここでは、パルス幅ｔ１が１マイクロ秒のパルス信号をパルス周期Ｔが５ミリ秒となるように、第２発光部１３２Ｇに入力したものとする。図７に示されるように、上記条件では、第２発光部１３２Ｇの点灯と、第１発光部１３２Ｒでの受光とは、ほぼ同じタイミングで生じていることがわかる。この結果から、１マイクロ秒程度のパルス幅ｔ１で、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させている間に、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させれば、表示部１３０と対象物１０との接触を十分検出できることがわかる。
【００８１】
また、前述のとおり、本実施の形態では、非接触状態における第１起電力Ｖ１、および接触状態における第２光起電力Ｖ２と、所定の閾値電圧Ｖｔｈとに基づいて、表示部１３０と対象物１０とが接触しているか否かを判断する。以下、受光信号のＡ／Ｄ変換を行わず、かつ第１起電力Ｖ１および第２起電力Ｖ２と、閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで表示部１３０と対象物１０との接触を検出する場合（以下、「第１の接触検出動作」という）と、受光信号のＡ／Ｄ変換を行い、かつ第１起電力Ｖ１および第２起電力Ｖ２の差分値Ｖｄｉｆｆと、閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで表示部１３０と対象物１０との接触を検出する場合（以下、「第２の接触検出動作」という）と、受光信号のＡ／Ｄ変換を行い、かつ第１起電力Ｖ１および第２起電力Ｖ２と、閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで表示部１３０と対象物１０との接触を検出する場合（以下、「第３の接触検出動作」という）とについて説明する。
【００８２】
第１起電力Ｖ１は、第２起電力Ｖ２に対する基準となるため、所定の周期で測定しておき、接触検出部１２０（表示制御部１４０）にあらかじめ記憶しておいてもよい。閾値電圧Ｖｔｈは、第１の接触検出動作では、接触検出部１２０が有する素子の特性によって定まり、第２の接触検出動作および第３の接触検出動作では、あらかじめ接触検出部１２０に記憶されている任意の値である。
【００８３】
まず、第１の接触検出動作について説明する。図８Ａ、Ｂは、第１の接触検出動作について説明するためのグラフである。第１の接触検出動作では、第１起電力Ｖ１および第２起電力Ｖ２と、閾値電圧Ｖｔｈとを比較する。すなわち、図８Ａに示されるように、閾値電圧Ｖｔｈが非接触状態における第１起電力Ｖ１より大きく、かつ接触状態における第２起電力Ｖ２と同じか、それより小さい場合（Ｖ１＜Ｖｔｈ≦Ｖ２）には、第１発光部１３２Ｒで生じる光起電力と、閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで、表示部１３０と対象物１０との接触を検出することができる。
【００８４】
たとえば、第１発光部１３２Ｒで生じる光起電力Ｖが閾値電圧Ｖｔｈより小さければ（Ｖ＜Ｖｔｈ）、表示部１３０と対象物１０とは、接触していないと判断することができる。また、第１発光部１３２Ｒで生じる光起電力Ｖが閾値電圧Ｖｔｈと同じか、それより大きければ（Ｖ≧Ｖｔｈ）、表示部１３０と対象物１０とは、接触していると判断することができる。
【００８５】
しかしながら、閾値電圧Ｖｔｈは、接触検出部１２０（より具体的には、受光信号を生成する受光検出部１６０）に含まれる素子の特性によって決定される。このため、受光検出部１６０に含まれる素子の特性、外部光や温度などの外部環境の影響（後述）、およびＬＥＤ特性の個体差（後述）によっては、図８Ｂに示されるように、非接触状態における第１起電力Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈと同じか、それより大きくなる場合（Ｖｔｈ≦Ｖ１＜Ｖ２）がある。この場合、第１発光部１３２Ｒで生じる光起電力Ｖは、常に閾値電圧Ｖｔｈと同じか、それより大きくなるため（Ｖｔｈ≦Ｖ）、表示部１３０と対象物１０とは実際に接触していなくても、常に接触していると判断してしまう。
【００８６】
たとえば、受光検出部１６０がＴＴＬであれば、閾値電圧Ｖｔｈは２．０Ｖ程度（ハイレベル）および０．８Ｖ程度（ローレベル）となる。光センサー兼用の発光部１３２として、発光色が赤色の第１発光部１３２Ｒを使用し、接触検出のための光源兼用の発光部１３２として、発光色が緑色の第２発光部１３２Ｇを使用したときは、非接触状態における第１起電力Ｖ１は１．２Ｖ程度となる。すなわち、接触検出部１２０は表示部１３０と対象物１０とは、実際に接触していなくても、常に接触していると判断してしまうこととなる。
【００８７】
以上のように、第１の接触検出動作では、接触検出部１２０に含まれる素子の特性、外部環境の影響、およびＬＥＤ特性の個体差によっては、表示部１３０と対象物１０とが接触したか否かを正確に検出できないことがある。
【００８８】
これに対して、第２の接触検出動作では、接触検出部１２０は、第１起電力Ｖ１および第２光起電力Ｖ２の差分値Ｖｄｉｆｆと、閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで表示部１３０とを比較する。図９Ａ、Ｂは、第２の接触検出動作について説明するためのグラフである。図９Ａに示されるように、差分値Ｖｄｉｆｆは、受光信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換回路１６５によって、Ａ／Ｄ変換をすることで得られるデジタル信号に基づいて、第１光起電力Ｖ１および第２光起電力Ｖ２を測定し、これらの測定値を差分することで算出される。そして、算出された差分値Ｖｄｉｆｆと、あらかじめ接触検出部１２０に記憶された閾値電圧Ｖｔｈとに基づいて、表示部１３０と対象物１０との接触を検出する。
【００８９】
たとえば、差分値Ｖｄｉｆｆが閾値電圧Ｖｔｈより小さければ（Ｖｄｉｆｆ＜Ｖｔｈ）、表示部１３０と対象物１０とは、接触していないと判断することができる。また、差分値Ｖｄｉｆｆが閾値電圧Ｖｔｈと同じか、それより大きければ（Ｖｄｉｆｆ≧Ｖｔｈ）、表示部１３０と対象物１０とは、接触していると判断することができる。
【００９０】
第２の接触検出動作では、閾値電圧Ｖｔｈを任意の値に設定することができるため、第１の接触検出動作のように、接触検出部１２０に含まれる素子の特性にかかわらず、表示部１３０と対象物１０との接触を検出することができる。したがって、第２の接触検出動作では、第１の接触検出動作と比較して、表示部１３０と対象物１０との接触を、より高精度に検出することができる。
【００９１】
また、第２の接触検出動作では、例えば、外部光（例えば、蛍光灯）による光起電力の変動の影響を除去することができる。図９Ｂに示されるように、暗所と比較して、明所においては、光起電力が外部光に起因して、Ｖｎｏｉｓｅだけ大きくなる。しかし、第１起電力Ｖ１’（＝Ｖ１＋Ｖｎｏｉｓｅ）および第２起電力Ｖ２’（＝Ｖ２＋Ｖｎｏｉｓｅ）ともに、同じだけ大きくなるため、暗所においても明所においても、差分値Ｖｄｉｆｆは一定となる。したがって、第２の接触検出動作では、外部光に起因する誤作動を防止することができる。
【００９２】
また、第２の接触検出動作では、外部環境の温度変化に起因する光起電力の変動の影響も除去することができる。一般的に、ＬＥＤ１３１の発光強度は、長時間の点灯に起因する発熱により、減少することが知られている。このため、光起電力がＬＥＤ１３１の温度上昇による発光強度の減少分Ｖｎｏｉｓｅ小さくなる。しかし、外部光に起因する光起電力の変動の場合と同様に、第１起電力Ｖ１’（＝Ｖ１−Ｖｎｏｉｓｅ）および第２起電力Ｖ２’（＝Ｖ２−Ｖｎｏｉｓｅ）ともに、同じだけ小さくなるため、ＬＥＤ１３１の温度によらず、差分値Ｖｄｉｆｆは一定となる。したがって、第２の接触検出動作では、ＬＥＤ１３１の温度上昇に起因する誤作動も防止することができる。
【００９３】
さらに第２の接触検出動作では、ＬＥＤ１３１の個体差に起因する光起電力の変動の影響も除去することができる。一般的に、ＬＥＤ１３１には、個体差があるため、使用するＬＥＤ１３１によって光起電力の絶対値にばらつきが生じる。しかし、ＬＥＤ１３１に個体差があったとしても、使用するＬＥＤ１３１によらず、差分値Ｖｄｉｆｆは一定となる。したがって、第２の接触検出動作では、ＬＥＤ１３１の個体差に起因する誤作動も防止することができる。
【００９４】
また、第３の接触検出動作では、第２の接触検出動作と同様に、Ａ／Ｄ変換をすることで得られるデジタル信号に基づいて、第１光起電力Ｖ１および第２光起電力Ｖ２を測定する。次いで、測定された第１光起電力Ｖ１および第２光起電力Ｖ２と、あらかじめ接触検出部１２０に記憶された閾値電圧Ｖｔｈとに基づいて、表示部１３０と対象物１０との接触を検出する。
【００９５】
たとえば、第１発光部１３２Ｒで生じる光起電力Ｖが閾値電圧Ｖｔｈより小さければ（Ｖ＜Ｖｔｈ）、表示部１３０と対象物１０とは、接触していないと判断することができる。また、第１発光部１３２Ｒで生じる光起電力Ｖが閾値電圧Ｖｔｈと同じか、それより大きければ（Ｖ≧Ｖｔｈ）、表示部１３０と対象物１０とは、接触していると判断することができる。
【００９６】
第３の接触検出動作では、接触検出部１２０（より具体的には、受光信号を生成する受光検出部１６０）に含まれる素子の特性によって決定されることなく、閾値電圧Ｖｔｈを任意の値に設定することができる。たとえば、第１起電力Ｖ１が１．２Ｖであるときに閾値電圧Ｖｔｈを１．３Ｖ程度に設定すれば、接触検出部１２０は、表示部１３０と対象物１０とが実際に接触していなくても、常に接触していると誤って判断してしまうおそれはない。
【００９７】
一方で、第３の接触検出動作では、第２の接触検出動作と比較して、差分値Ｖｄｉｆｆを算出しないため、外部環境（外部光、温度変化）およびＬＥＤ１３１の個体差に起因する影響を受けてしまう。しかしながら、外部環境による光起電力の変動分Ｖｎｏｉｓｅを考慮して閾値電圧（Ｖｔｈ±Ｖｎｏｉｓｅ）を設定することで、第３の接触検出動作でも外部環境に起因する誤作動を防止することができる。また、ＬＥＤ１３１の個体差に合せて閾値電圧Ｖｔｈを設定することで、第３の接触検出動作でもＬＥＤ１３１の個体差に起因する誤作動を防止することができる。
【００９８】
（効果）
以上のとおり、本実施の形態に係る表示装置１００では、第２発光部１３２Ｇから放射された光を第１発光部１３２Ｒで検出する。このため、本実施の形態に係る表示装置１００では、外部光に依存せずに表示部１３０と対象物１０との接触を検出することができる
【００９９】
また、制御部１１０は、対象物１０の接触を検出する際に、人の視覚によって認識できないように発光部１３２をパルス点灯またはパルス消灯させながらＬＥＤ１３１の発光を制御する。これにより、光センサーとして機能している状態においても発光部１３２からの発光を視認することができるようにＬＥＤ１３１を発光させることができる。これにより、本実施の形態に係る表示装置１００では、発光色が制限されることなく、表示部１３０と対象物１０との接触を検出しつつ、画像を表示部１３０に表示することができる。
【０１００】
なお、上記実施の形態では、表示装置１００のＬＥＤが３つの発光部１３２（第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂ）を有する態様について説明したが、本発明に係る表示装置はこの態様に限定されない。図１０は、変形例に係る表示装置１００’の構成を示すブロック図である。たとえば、本発明に係る表示装置では、ＬＥＤが複数の発光部を有していればよく、図１０に示されるように、発光装置１００’における表示部１３０’のＬＥＤ１３１’は、第１発光部１３２Ｒと第２発光部１３２Ｇの２つの発光部１３２’を有していてもよい。
【０１０１】
この場合、制御部１１０は、４つの発光パターンでＬＥＤ１３１’を発光させる。図１１Ａ〜Ｄは、発光パターン１’〜４’における発光部１３２のタイミングチャートを示す。第１発光部１３２Ｒの発光が視認され、かつ第２発光部１３２Ｇの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図１１Ａに示されるように、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させている間に第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる（発光パターン１’）。第２発光部１３２Ｇの発光が視認され、かつ第１発光部１３２Ｒの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図１１Ｂに示されるように、第２発光部１３２Ｇを点灯させるとともに、第１発光部１３２Ｒを消灯させる（発光パターン２’）。第１発光部１３２Ｒおよび第２発光部１３２Ｇの発光が視認されるようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図１１Ｃに示されるように、第２発光部１３２Ｇを点灯させるとともに、第１発光部１３２Ｒをパルス消灯させる（発光パターン３’）。第１発光部１３２Ｒおよび第２発光部１３２Ｇの発光が視認されないようにＬＥＤ１３１を発光させる場合には、図１１Ｄに示されるように、第１発光部１３２Ｒを消灯させるとともに、第２発光部１３２Ｇをパルス点灯させる（発光パターン４’）。
【０１０２】
また、上記実施の形態では、表示装置１００は、表示部１３０と対象物１０との接触を検出する態様について説明したが、本発明に係る表示装置はこの態様に限定されない。図１２は、表示部１３０と対象物１０との接近を検出する態様について説明するための模式図である。本発明に係る表示装置では、図１２に示されるように、表示部１３０と対象物１０との接近を検出してもよい。この場合、表示部１３０と対象物１０が接近したか否かを判断するための閾値電圧Ｖｔｈの大きさを調整することにより、接触の代わりに接近を検出することができる。この場合、接触を検出する場合と比較して、非接近状態における第１起電力Ｖ１”は、非接触状態における第１起電力Ｖ１と同じ値となる（Ｖ１”＝Ｖ１）。しかし、表示部１３０と対象物１０との間隔が長くなることで、第２発光部１３２Ｇから放射され、対象物１０で反射した光が第１発光部１３２Ｒに入射する光の光量が減少するため、接近状態における第２起電力Ｖ２”は、接触状態における第２起電力Ｖ２と比較して小さくなる（Ｖ２”＜Ｖ２）。これに伴い、第１起電力Ｖ１”と第２起電力Ｖ２”との差分値Ｖｄｉｆｆ”も小さくなる（Ｖｄｉｆｆ”＜Ｖｄｉｆｆ）。したがって、比較する閾値電圧Ｖｔｈの大きさを小さくすることで、本発明に係る表示装置は、表示部１３０と対象物１０との接近を検出することもできる。このとき、閾値電圧Ｖｔｈの大きさを調整することで、接近検出時の表示部１３０と対象物１０との間隔を調整することもできる。
【０１０３】
また、上記実施の形態に係る表示装置１００では、第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂを同じピーク電圧値の信号で制御したが、本発明に係る表示装置は、この態様に限定されない。たとえば、第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂを駆動するための電力（ピーク電圧値）の大きさを調整することで、ＬＥＤ１３１の発光色を制御してもよい。これにより、上記実施の形態に係る表示装置１００において、各発光部からの光強度を調整してフルカラー化を実現することができる。
【０１０４】
また、上記実施の形態では、表示装置１００を発光パターン１〜８で発光させたが、本発明に係る表示装置の発光パターンはこれに限定されない。図１３は、表示装置１００の他の発光パターンの一例を示す発光部のタイミングチャートである。たとえば、図１３に示されるように、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒ、第２発光部１３２Ｇおよび第３発光部１３２Ｂのパルス幅を調整することでＬＥＤ１３１の発光を制御（パルス幅変調：ＰＷＭ制御）してもよい。このように制御することは、表示部１３０と対象物１０との接触を検出するとともに、各発光部からの光強度を調整してフルカラー化を実現する観点から、好ましい。
【０１０５】
また、上記実施の形態に係る表示装置１００では、発光部１３２の発光が視認されるようにＬＥＤ１３１を発光させる場合、制御部１１０は、発光部１３２を連続的に点灯させるか、パルス消灯させて、パルス消灯時以外は連続的に発光部１３２を点灯させた。しかし、本発明に係る表示装置は、この態様に限定されない。たとえば、制御部１１０は、ダイナミック点灯方式により、発光部１３２の発光が視認されるようにＬＥＤ１３１を制御してもよい。たとえば、ＬＥＤ１３１の点灯時間１マイクロ秒、ピーク輝度１０００ミリカンデラ、かつパルス周期１ミリ秒のとき、平均輝度は１ミリカンデラとなる。また、ＬＥＤ１３１の点灯時間１マイクロ秒、ピーク輝度５０００ミリカンデラ、かつパルス周期５ミリ秒のとき、平均輝度は１ミリカンデラとなる。ここで、前述したＰＷＭ制御によりＬＥＤ１３１の発光を制御する場合について考える。図１３に示されるように、ＬＥＤ１３１の消灯時間を５ミリ秒、かつ点灯時間を１ミリ秒とすると、パルス周期は合計６ミリ秒となる。８×８ディスプレイの場合、１行当りの切替え時間が２ミリ秒であれば問題はないが、１行当りの切替え時間が３ミリ秒程度になるとちらつきが生じてしまう。すなわち、ディスプレイ全体で切替えに２４ミリ秒（＝３ミリ秒×８）程度かかると、問題であるといえる。この観点から、パルス周期が６ミリ秒である場合には、３〜４行分については、ＬＥＤ１３１のダイナミック点灯による制御が可能となる。
【０１０６】
また、上記実施の形態に係る表示装置１００では、発光半導体素子としてＬＥＤ１３１使用した態様について説明したが、本発明に係る表示装置は、この態様に限定されない。たとえば、発光半導体素子として、ＥＬ素子を使用してもよい。
【０１０７】
さらに、上記実施の形態に係る表示装置１００では、発光パターン３、５〜７において、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒが第２発光部１３２Ｇからの光を受光できるように第１発光部１３２Ｒおよび第２発光部１３２Ｇの発光を制御しているときに、第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させた。しかし、本発明に係る表示装置１００は、この態様に限定されない。上記実施の形態のように第３発光部１３２Ｂの発光を制御することで、ＬＥＤ１３１の第１発光部１３２Ｒが第３発光部１３２Ｂから放射される光に対しても高い感度を有する場合には、非接触状態における第１起電力Ｖ１が第３発光部１３２Ｂから放射される光により増加してしまい、結果として、差分値Ｖｄｉｆｆが小さくなってしまうことを防止しうる。すなわち、上記実施の形態のように第３発光部１３２Ｂの発光を制御することは、表示部１３０と対象物１０との接触検出に対する感度が低下することにより生じる誤作動を防止する観点から好ましい。しかしながら、第３発光部１３２Ｂから放射される光に対する第１発光部１３２Ｒの感度が、上記のような誤作動を生じるほど高くない場合（例えば、上記実施の形態で使用したＬＥＤ１３１、図３Ａ参照）には、制御部１１０は、第１発光部１３２Ｒが第２発光部１３２Ｇからの光を受光できるように第１発光部１３２Ｒおよび第２発光部１３２Ｇの発光を制御しているときに、第３発光部１３２Ｂをパルス消灯させる代わりに（連続的に）点灯させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の表示装置は、対象物の接触または接近を検出することができる。たとえば、本発明の表示装置は、タッチパネル式ディスプレイ、照明、または物体検出装置として有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  対象物
２０  外部信号
１００、１００’  表示装置
１１０  制御部
１２０  接触検出部（検出部）
１３０、１３０’  表示部
１３１、１３１’  発光ダイオード（ＬＥＤ）
１３２、１３２’  発光部
１３２Ｒ  第１発光部
１３２Ｇ  第２発光部
１３２Ｂ  第３発光部
１３３  共通端子
１３４ｒ  第１端子
１３４ｇ  第２端子
１３４ｂ  第３端子
１４０  表示制御部
１５０  点灯制御部
１６０  受光検出部
１６５  Ａ／Ｄ変換回路
【図１】
2017111545.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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