【手続補正書】
【提出日】平成20年4月9日(2008.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非可視光領域の検出光を画像データに基づく表示光と共に出射すると共に、出射され検出対象物体で反射された検出光を検出する表示面を備え、
前記検出光に基づいて前記検出対象物体を検出する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記検出光に基づいて、前記検出対象物体の位置および大きさのうち少なくとも一方を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記検出光に基づいて、同時に配置された複数の検出対象物体を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
可視光領域の光を発する複数の第１発光素子と、
非可視光領域の光を発する第２発光素子と、
非可視光領域の光を受光する複数の受光素子と、
前記表示面から前記表示光が出射するように前記画像データに基づいて前記複数の第１発光素子を発光駆動する第１発光駆動手段と、
前記表示面から前記検出光が出射するように前記第２発光素子を発光駆動する第２発光駆動手段と、
前記第２発光素子から出射して前記検出対象物体で反射した検出光を前記表示面上で検出するように、前記複数の受光素子を受光駆動する第１受光駆動手段と、
前記受光素子から得られた受光信号に基づいて前記検出対象物体を検出する検出手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第２発光駆動手段は、前記検出光が一定の輝度で出射するように前記第２発光素子を発光駆動する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記複数の第１発光素子および前記複数の受光素子はそれぞれマトリクス状に配置され、
前記第１発光駆動手段は、線順次発光動作を行うように前記複数の第１発光素子を発光駆動し、
前記第１受光駆動手段は、線順次受光動作を行うように前記複数の受光素子を受光駆動する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第１受光駆動手段は、前記複数の第１発光素子の線順次発光動作に同期して線順次受光動作を行うように、前記複数の受光素子を受光駆動する
ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記複数の受光素子は、さらに、可視光領域の光をも受光可能であり、
前記第１受光駆動手段は、前記複数の第１発光素子から出射して前記検出対象物体で反射した表示光をも検出するように、前記複数の受光素子を受光駆動する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記複数の受光素子は、可視光領域の光のみを受光する第１受光素子と、非可視光領域の光のみをする第２受光素子とから構成され、
前記第１受光駆動手段は、前記検出対象物体でそれぞれ反射された前記表示光および前記検出光のうち、前記可視光領域の光を前記第１受光素子が検出すると共に前記非可視光領域の光を前記第２受光素子が検出するように、前記第１受光素子および前記第２受光素子を受光駆動する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第１受光駆動手段は、前記第１受光素子と前記第２受光素子とを切り換えて受光駆動する
ことを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、いずれも液晶素子を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
可視光領域および非可視光領域の光を前記液晶素子へ向けて発する光源をさらに備え、
前記液晶素子は、互いに対向する１対の透明基板と、これら１対の透明基板間に設けられた液晶層とを有し、
前記第１発光素子は、前記１対の透明基板のうちの前記表示面側の透明基板上に、前記光源からの可視光領域の光を透過する第１透過フィルタをさらに有し、
前記第２発光素子は、前記１対の透明基板のうちの前記表示面側の透明基板上に、前記光源からの非可視光領域の光を透過する第２透過フィルタをさらに有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記複数の受光素子は、非可視光領域の光のみを受光する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記複数の受光素子は、シリコン系の材料を含んで構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記光源は、可視光領域の光を発する第１光源と、非可視光領域の光を発する第２光源とから構成されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記第２透過フィルタは、前記表示面側の透明基板上において、前記第１発光素子に対応する領域以外の全ての領域に設けられている
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、いずれも自発光素子である
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、いずれも有機ＥＬ素子である
ことを特徴とする請求項１７に記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記第１発光素子は、青色発光する青色発光有機ＥＬ素子と、緑色発光する緑色発光有機ＥＬ素子と、赤色発光する赤色発光有機ＥＬ素子とを含んで構成されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の画像表示装置。
【請求項２０】
各色発光有機ＥＬ素子はそれぞれ、互いに対向すると共に前記表示面側のものが光透過性を有する１対の基板と、前記１対の基板の間に設けられると共に少なくとも自己の発光色に対応する波長領域の光をそれぞれ発する発光層とを有し、
前記第１発光素子のうちの少なくとも前記赤色発光有機ＥＬ素子は、前記１対の基板のうちの前記表示面側の基板上に、前記発光層から発せられた光のうち、自己の発光色に対応する波長領域の光を選択的に透過するカラーフィルタを有する
ことを特徴とする請求項１９に記載の画像表示装置。
【請求項２１】
前記第１発光素子は、
互いに対向すると共に前記表示面側のものが光透過性を有する１対の基板と、
前記１対の基板の間に設けられ、白色光を発する白色発光層と、
前記１対の基板のうちの前記表示面側の基板上に設けられ、前記白色発光層から発せられた白色光のうち、青色、緑色または赤色の光を選択的に透過するカラーフィルタと
を有する有機ＥＬ素子である
ことを特徴とする請求項１８に記載の画像表示装置。
【請求項２２】
前記第２発光素子は、
互いに対向すると共に前記表示面側のものが光透過性を有する１対の基板と、
前記１対の基板の間に設けられ、非可視領域の光を発する非可視光発光層と
を有する有機ＥＬ素子である
ことを特徴とする請求項１８に記載の画像表示装置。
【請求項２３】
前記第２発光素子は、
互いに対向すると共に前記表示面側のものが光透過性を有する１対の基板と、
前記１対の基板の間に設けられ、白色光を発する白色発光層と、
前記１対の基板のうちの前記表示面側の基板上に設けられ、前記白色発光層から発せられた白色光のうち、非可視光領域の光を透過する第２透過フィルタと
を有する有機ＥＬ素子である
ことを特徴とする請求項１８に記載の画像表示装置。
【請求項２４】
可視光領域の光を発する複数の第３発光素子と、
それぞれが非可視光領域の光の発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子と、
前記表示面から前記表示光が出射するように前記画像データに基づいて前記複数の第３発光素子を発光駆動する第３発光駆動手段と、
前記表示面から前記検出光が出射するように前記複数の発光受光素子を発光駆動する第４発光駆動手段と、
一の発光受光素子から出射して前記検出対象物体で反射した検出光を前記表示面上で他の発光受光素子が検出するように、前記発光受光素子を受光駆動する第２受光駆動手段と、
前記発光受光素子から得られた受光信号に基づいて前記検出対象物体を検出する検出手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項２５】
前記第４発光駆動手段は、前記検出光が一定の輝度で出射するように前記複数の発光受光素子を発光駆動する
ことを特徴とする請求項２４に記載の画像表示装置。
【請求項２６】
前記複数の第３発光素子および前記複数の発光受光素子はそれぞれマトリクス状に配置され、
前記第３発光駆動手段は、線順次発光動作を行うように前記複数の第３発光素子を発光駆動し、
前記第２受光駆動手段は、線順次受光動作を行うように前記複数の発光受光素子を受光駆動する
ことを特徴とする請求項２４に記載の画像表示装置。
【請求項２７】
前記発光受光素子は、有機ＥＬ素子である
ことを特徴とする請求項２４に記載の画像表示装置。
【請求項２８】
前記発光受光素子は、
互いに対向すると共に前記表示面側のものが光透過性を有する１対の基板と、
前記１対の基板の間に設けられ、非可視光領域の光を発する非可視光発光層と
を有する有機ＥＬ素子である
ことを特徴とする請求項２７に記載の画像表示装置。
【請求項２９】
前記発光受光素子は、
互いに対向すると共に前記表示面側のものが光透過性を有する１対の基板と、
前記１対の基板の間に設けられ、白色光を発する白色発光層と
前記１対の基板のうちの前記表示面側の基板上に設けられ、前記白色発光層から発せられた白色光またはこの白色発光層への入射光のうち、非可視光領域の光を選択的に透過する第２選択透過フィルタと
を有する有機ＥＬ素子である
ことを特徴とする請求項２７に記載の画像表示装置。
【請求項３０】
画像データに基づく表示光を表示面から出射する画像表示装置に適用される物体の検出方法であって、
非可視光領域の検出光を前記表示光と共に前記表示面から出射し、
出射され検出対象物体で反射された検出光を検出し、
前記検出光に基づいて前記検出対象物体を検出する
ことを特徴とする物体の検出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の画像表示装置は、非可視光領域の検出光を画像データに基づく表示光と共に出射すると共に、出射され検出対象物体で反射された検出光を検出する表示面を備え、上記検出光に基づいて検出対象物体を検出するようにしたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この場合において、上記第１発光素子および上記第２発光素子を液晶素子を用いて構成することができ、また、自発光素子、例えば有機ＥＬ素子から構成することも可能である。また、上記複数の第１発光素子および上記複数の受光素子をそれぞれマトリクス状に配置し、上記第１発光駆動手段が線順次発光動作を行うように複数の第１発光素子を発光駆動し、上記第１受光駆動手段が線順次受光動作を行うように複数の受光素子を受光駆動する構成としてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の画像表示装置では、可視光領域の光を発する複数の第３発光素子と、それぞれが非可視光領域の光の発光機能と受光機能とを併有する複数の発光受光素子と、上記表示面から表示光が出射するように上記画像データに基づいて複数の第３発光素子を発光駆動する第３発光駆動手段と、表示面から上記検出光が出射するように複数の発光受光素子を発光駆動する第４発光駆動手段と、一の発光受光素子から出射して上記検出対象物体で反射した検出光を表示面上で他の発光受光素子が検出するように、発光受光素子を受光駆動する第２受光駆動手段と、発光受光素子から得られた受光信号に基づいて検出対象物体を検出する検出手段とを備えるように構成することが可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
このようにして、光源１００からのバックライト光ＬＯがカラーフィルタ１０７または選択透過フィルタ１０８を透過することで、可視光発光セルＣＷrgbからは可視光Ｌrgb、すなわち、赤色発光セルＣＷrからは赤色光Ｌrが、緑色発光セルＣＷgからは緑色光Ｌgが、青色発光セルＣＷbからは青色光Ｌbがそれぞれ出射される一方、非可視光発光セルＣＷIRからは非可視光ＬIRが出射されるようになっている。したがって、これら可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRの発光スペクトルは、例えば図４に示したようになる。すなわち、しきい値波長Ｗ１よりも短波長側である可視光領域側には、赤色発光スペクトルＰr、緑色発光スペクトルＰgおよび青色発光スペクトルＰbからなる可視光発光スペクトルＰrgbが、そしてしきい値波長Ｗ１よりも長波長側である非可視光領域には、非可視光発光スペクトルＰIRが、それぞれ観測されるようになっている。なお、カラーフィルタ１０７は本発明における「第１透過フィルタ」の一具体例に対応し、選択透過フィルタ１０８は本発明における「第２透過フィルタ」の一具体例に対応する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
まず、可視光Ｌrgbの発光動作時には、発光用ゲート線ＧＷから供給される発光用選択信号に応じて、１水平ライン分の発光素子選択スイッチＳＷ１Ｒ，ＳＷ１Ｇ，ＳＷ１Ｂがそれぞれオン状態となる。そして各表示信号に応じた輝度の発光となるよう、表示データ供給線ＤＷr，ＤＷg，ＤＷbからそれぞれＩ１r，Ｉ１g，Ｉ１bの経路にて、赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬbが充電されることで、これら発光素子はそれぞれ、各発光色に対応すると共に各表示信号に応じた輝度からなる発光動作を行う。これに対して、非可視光ＬIRの発光動作については、定電圧電源ＶIRから非可視光発光用データ供給線ＤＷIRを介して非可視光発光素子ＣＬIRへ常に一定の電圧が印加されることから、常に一定の電流がＩ１IRの経路にて非可視光発光素子ＣＬIRが充電され、非可視光発光素子ＣＬIRは、一定の輝度からなる非可視光ＬIRの発光動作を行う。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
次に、図９を参照して、図１の画像表示装置において検出対象物体１２を検出する処理の詳細を、やはり通常表示状態の場合と黒表示状態の場合とに分けて説明する。ここで図９は、図１の画像表示装置において検出対象物体１２を検出する処理をタイミング図で表したものであり、（Ａ）は表示データ供給線ＤＷiを、（Ｂ）は非可視光発光用データ供給線ＤＷIRを、（Ｃ）は１〜ｎ番目の水平ラインの発光用ゲート線ＧＷ（ＧＷ1〜ＧＷn）を、（Ｄ）は１〜ｎ番目の水平ラインの受光用ゲート線ＧＲ（ＧＲ1〜ＧＲn）を、（Ｅ）は１〜ｎ番目の水平ラインにおける１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）を、（Ｆ）は各発光受光セルＣＷＲiに接続されたデータ読出線ＤＲiを、それぞれ示している。また、図９において位置を表す符号であるｉ，ｊ，ｎ，ｍは、ある自然数を表している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
また、図９において、横軸は時間を表し、垂直期間ＴＨ１，ＴＨｍは表示部１の画面全体分スキャンするのに要する時間、つまり可視光発光用スキャナ２４および受光用スキャナ３１がそれぞれ、ＧＷ1〜ＧＷnまでおよびＧＲ1〜ＧＲnまでスキャンする時間を表すものである。また、検出対象物体１２は表示部１における発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近にあるものとし、これに対応する期間、つまり垂直期間ＴＨ１においてはタイミングｔ３〜ｔ６の期間（受光信号検出期間ＴＦ１）において、同様に垂直期間ＴＨｍにおいては受光信号検出期間ＴＦｍにおいて受光信号が検出されるものとする。一方、縦軸は上記の（Ａ）〜（Ｄ），（Ｆ）に示した各信号の各タイミングにおける電圧を表している。ここで、（Ａ）に示した表示データ供給線ＤＷiの信号は、各画素１１において任意の輝度に対応する表示データであり、垂直期間ＴＨ１では通常表示状態、垂直期間ＴＨｍでは黒表示状態であることを表している。また、（Ｅ）に示したのは、各発光受光セルＣＷＲiにおける可視光Ｌrgbの発光と可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRの受光とを行う発光受光期間ＴＲＷ、ならびに可視光Ｌrgbの発光期間ＴＷを表すものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
このようにして、垂直期間ＴＨ１において、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１２が存在すると検出することできる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
一方、黒表示状態の場合（垂直期間ＴＨｍ）のときも、基本的には通常表示状態の場合（垂直期間ＴＨ１）と同様に動作する。つまり、各発光受光セルＣＷＲiにおいて、各可視光発光素子ＣＬr，ＣＬg，ＣＬbが発光動作を行うと共に、受光センサ１１１において受光された光量に応じた電流がデータ読出線ＤＲiへ供給され、受光動作がなされる。ただし、この黒表示状態では、表示データ供給線ＤＷiの信号に応じた輝度がほぼ０であることから、受光センサ１１１では、非可視光発光セルＣＷIRからの出射光による反射光のみが受光される。つまり、各発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)は非可視光発光セルＣＷIRからの出射光による反射光のみを受光することになるので、データ読出線ＤＲiへ出力される信号は、非可視光発光用データ供給線ＤＷIRにおける信号に応じた値となる。このようにして、黒表示状態の垂直期間ＴＨｍにおいても、受光信号検出期間ＴＦｍにおいてデータ読出線ＤＲiから出力信号が出力され、やはり発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１２が存在すると検出される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
また、各可視光発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbに対して受光セルＣＲの配置自体を間引くように構成にしてもよい。そのように構成した婆、第１の実施の形態における効果に加え、受光信号のデータ量を削減することで受光側の回路（受光用スキャナ３１、受光信号レシーバ３２、受光信号保持部３３）を簡素化することができ、また、低消費電力化を図ることも可能となる。また逆に、各可視光発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbに対して複数の受光セルＣＲを配置するようにしてもよい。そのように構成した場合、第１の実施の形態における効果に加え、接触あるいは近接する物体をより精度良く位置検出することが可能となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
まず、可視光Ｌrgbの発光動作時には、発光用ゲート線ＧＷから供給される発光用選択信号に応じて、１水平ライン分の発光素子選択スイッチＳＷ３Ｒ，ＳＷ３Ｇ，ＳＷ３Ｂがそれぞれオン状態となる。そして各表示信号に応じた輝度の発光となるよう、表示データ供給線ＤＷr，ＤＷg，ＤＷbからそれぞれＩ３r，Ｉ３g，Ｉ３bの経路にて、キャパシタＣr，Ｃg，Ｃbに電荷が充電される。そしてこれらキャパシタＣr，Ｃg，Ｃbに充電された電荷が赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬbへそれぞれ供給されることで電流が流れ、これら発光素子はそれぞれ、各発光色に対応すると共に各表示信号に応じた輝度からなる発光動作を行う。これに対して、非可視光ＬIRの発光動作については、定電圧電源ＶIRから非可視光発光用データ供給線ＤＷIRを介してキャパシタＣIRに常に一定の電圧が印加されることから、非可視光発光素子ＣＬIRへは常に一定の電流がＩ３IRの経路にて流れ、非可視光発光素子ＣＬIRは、一定の輝度からなる非可視光ＬIRの発光動作を行う。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
一方、例えば図２６（Ａ）〜（Ｃ）に示したように黒表示状態の場合にも、第１の実施の形態で説明した図８（Ａ）〜（Ｃ）の場合と比較すると、非可視光発光領域５１と受光領域５３とが同一画素には適用されない点を除いては、同様の動作がなされる。すなわち、非可視光領域５１から出射された非可視光ＬIRを用いることで、通常表示状態の場合と同様にして、黒表示状態の場合でも検出対象物体１２の位置が検出される。このようにして、表示部７の表示状態、すなわち画像データに応じた輝度変化の影響や、さらに例えば周囲の状況（明るい場合や暗い場合など）など、そのときの使用状況の影響を受けることなく、検出対象物体１２の位置が検出される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006301864.tif 000001