УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ С ОПТИЧЕСКИМИ ДАТЧИКАМИ
DISPLAY WITH OPTICAL SENSORS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству отображения, а более конкретно к устройству отображения с множеством оптических датчиков, предусмотренных в панели отображения.
Уровень техники
В последние годы получают распространение электронные устройства, которые могут управляться посредством касания экрана пальцем, пером и т.д. Помимо этого, в качестве способа обнаружения позиции касания на экране дисплея известен способ, при котором множество оптических датчиков предусмотрено в панели отображения, и теневое изображение, которое создается, когда палец и т.п. приближается к экрану, обнаруживается за счет использования оптических датчиков.
Относительно этого патентный документ 1 описывает устройство отображения, в котором фоновая подсветка включается в течение периода отображения для отображения отображаемых данных на блоке отображения, и фоновая подсветка отключается на время считывания, в течение которого выходные данные датчиков из блоков датчиков считываются. Согласно устройству отображения влияние света от фоновой подсветки при обнаружении теневого изображения уменьшается, что позволяет повышать точность обнаружения оптических датчиков.
Тем не менее, в способе обнаружения теневого изображения, когда освещение от внешнего света является низким (окружение является темным), может затрудняться различение между теневым изображением и фоном в изображении, полученном посредством оптических датчиков, и, соответственно, позиция касания может не обнаруживаться надлежащим образом. Следовательно, для устройств отображения, включающих в себя фоновую подсветку, также разработан способ, в котором отраженное изображение, которое создается, когда свет от фоновой подсветки достигает пальца, обнаруживается с использованием оптических датчиков.
Патентный документ 1. Опубликованная заявка на патент (Япония) номер 2006-317682
Раскрытие изобретения
Проблемы, которые должны быть разрешены изобретением
Тем не менее, для управления фоновой подсветкой для случая использования способа обнаружения отраженного изображения, конкретные способы не разработаны до сих пор. Следовательно, когда яркость фоновой подсветки является фиксированной, как в традиционных случаях, имеется проблема в том, что если яркость уменьшается, то точность обнаружения позиции касания уменьшается, а если яркость увеличивается, то потребляемая мощность задней подсветки увеличивается.
Следовательно, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы увеличить точность обнаружения позиции касания, притом  что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается, в устройстве отображения, включающем в себя множество оптических датчиков.
Средство разрешения проблем
Согласно первому варианту настоящего изобретения предусмотрено устройство отображения с множеством оптических датчиков, причем устройство отображения включает в себя: панель отображения, включающую в себя множество пиксельных схем и множество оптических датчиков, которые размещаются двумерным образом; схему приведения в действие, которая приводит в действие панель отображения; фоновую подсветку, которая направляет свет на заднюю поверхность панели отображения; и блок управления фоновой подсветкой, который управляет фоновой подсветкой таким образом, что когда обнаруживается отраженное изображение объекта, количество света, обнаруживаемое посредством оптических датчиков, больше в течение периода считывания, в течение которого сигналы считываются из оптических датчиков, чем в течение периода отображения, в течение которого сигналы записываются в пиксельные схемы.
Согласно второму варианту настоящего изобретения в первом варианте настоящего изобретения устройство отображения дополнительно включает в себя блок выбора рабочего режима, который выбирает одно из режима теневых изображений, который обнаруживает теневое изображение объекта, и режима отраженных изображений, который обнаруживает отраженное изображение объекта, при этом блок управления фоновой подсветкой управляет фоновой подсветкой таким образом, что когда режим отраженных изображений выбирается, количество света, обнаруживаемое посредством оптических датчиков, больше в течение периода считывания, чем в течение периода отображения.
Согласно третьему варианту настоящего изобретения во втором варианте настоящего изобретения блок управления фоновой подсветкой управляет фоновой подсветкой таким образом, что когда выбирается режим отраженных изображений, ее яркость в течение периода считывания выше, чем в течение периода отображения.
Согласно четвертому варианту настоящего изобретения в третьем варианте настоящего изобретения блок управления фоновой подсветкой управляет фоновой подсветкой таким образом, что когда режим теневых изображений выбирается, ее яркость в течение периода считывания ниже, чем в течение периода отображения.
Согласно пятому варианту настоящего изобретения во втором варианте настоящего изобретения фоновая подсветка включает в себя источники света множества цветов, и блок управления фоновой подсветкой управляет состояниями включения источников света согласно характеристикам приема света оптических датчиков.
Согласно шестому варианту настоящего изобретения в пятом варианте настоящего изобретения, когда выбирается режим отраженных изображений, блок управления фоновой подсветкой включает источники света цвета с высокой чувствительностью к приему света оптических датчиков с более высоким приоритетом в течение периода считывания.
Согласно седьмому варианту настоящего изобретения в шестом варианте настоящего изобретения, когда выбирается режим теневых изображений, блок управления фоновой подсветкой включает источники света цвета с низкой чувствительностью к приему света оптических датчиков с более высоким приоритетом в течение периода считывания.
Согласно восьмому варианту настоящего изобретения во втором варианте настоящего изобретения устройство отображения дополнительно включает в себя датчик освещения, который обнаруживает освещение от внешнего света, при этом блок выбора режима работы выбирает одно из режима теневых изображений и режима отраженных изображений на основе освещения, обнаруживаемого посредством датчика освещения.
Согласно девятому варианту настоящего изобретения во втором варианте настоящего изобретения устройство отображения дополнительно включает в себя блок обнаружения характеристик, который получает характеристику отображаемых данных, которые подаются в панель отображения, при этом блок выбора режима работы выбирает одно из режима теневых изображений и режима отраженных изображений на основе характеристики, полученной посредством блока обнаружения характеристик.
Согласно десятому варианту настоящего изобретения в девятом варианте настоящего изобретения блок обнаружения характеристик получает, в качестве характеристики отображаемых данных, величину цвета с высокой чувствительностью к приему света оптических датчиков.
Согласно одиннадцатому варианту настоящего изобретения предусмотрен способ приведения в действие устройства отображения с панелью отображения, включающей в себя множество пиксельных схем и множество оптических датчиков, которые размещаются двумерным образом; схему приведения в действие, которая приводит в действие панель отображения; и фоновую подсветку, которая направляет свет на заднюю поверхность панели отображения, причем способ включает в себя этапы: записи сигналов в пиксельные схемы с использованием схемы приведения в действие; считывания сигналов из оптических датчиков с использованием схемы приведения в действие; и управления фоновой подсветкой таким образом, что когда обнаруживается отраженное изображение объекта, количество света, обнаруживаемое посредством оптических датчиков, больше в течение периода считывания, в течение которого сигналы считываются из оптических датчиков, чем в течение периода отображения, в течение которого сигналы записываются в пиксельные схемы.
Преимущество изобретения
Согласно первому или одиннадцатому варианту настоящего изобретения, когда отраженное изображение объекта обнаруживается, количество света (отраженного света), обнаруживаемое посредством оптических датчиков, задается большим в течение периода считывания, чем в течение периода отображения, посредством чего, в то время как потребляемая мощность задней подсветки уменьшается, яркость отраженного изображения увеличивается, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания.
Согласно второму варианту настоящего изобретения посредством выбора надлежащего рабочего режима согласно условиям и задания количества света (отраженного света), обнаруживаемого посредством оптических датчиков, большим в течение периода считывания, чем в течение периода отображения в режиме отраженных изображений, притом что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается, яркость отраженного изображения увеличивается, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме отраженных изображений.
Согласно третьему варианту настоящего изобретения посредством задания яркости фоновой подсветки более высокой в течение периода считывания, чем в течение периода отображения в режиме отраженных изображений, количество света (отраженного света), обнаруживаемое посредством оптических датчиков, может увеличиваться. Вследствие этого, притом что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается, яркость отраженного изображения увеличивается, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме отраженных изображений.
Согласно четвертому варианту настоящего изобретения посредством задания яркости фоновой подсветки более низкой в течение периода считывания, чем в течение периода отображения в режиме теневых изображений, количество света, обнаруживаемое посредством оптических датчиков, может уменьшаться. Вследствие этого влияние света от фоновой подсветки на обнаружение теневого изображения уменьшается, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме теневых изображений.
Согласно пятому варианту настоящего изобретения посредством управления состояниями включения источников света множества цветов согласно характеристикам приема света оптических датчиков чувствительность к приему света оптических датчиков управляется надлежащим образом согласно условиям, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания.
Согласно шестому варианту настоящего изобретения посредством включения источников света цвета с высокой чувствительностью к приему света оптических датчиков с более высоким приоритетом в течение периода считывания в режиме отраженных изображений количество света (отраженного света), обнаруживаемое посредством оптических датчиков, может увеличиваться. Вследствие этого, притом что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается, яркость отраженного изображения увеличивается, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме отраженных изображений.
Согласно седьмому варианту настоящего изобретения посредством включения источников света цвета с низкой чувствительностью к приему света оптических датчиков с более высоким приоритетом в течение периода считывания в режиме теневых изображений количество света, обнаруживаемое посредством оптических датчиков, может уменьшаться. Вследствие этого влияние света от фоновой подсветки на обнаружение теневого изображения уменьшается, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме теневых изображений.
Согласно восьмому варианту настоящего изобретения с учетом того факта, что теневое изображение легко обнаружить, когда освещение от внешнего света является высоким, и теневое изображение трудно обнаружить, когда освещение от внешнего света является низким, надлежащий рабочий режим выбирается на основе освещения от внешнего света, посредством чего точность обнаружения позиции касания может увеличиваться, притом что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается.
Согласно девятому варианту настоящего изобретения надлежащий рабочий режим выбирается на основе характеристики отображаемых данных, посредством чего точность обнаружения позиции касания может увеличиваться, притом что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается.
Согласно десятому варианту настоящего изобретения с учетом того факта, что теневое изображение легко обнаружить, когда величина цвета с высокой чувствительностью к приему света оптических датчиков является небольшой, и теневое изображение трудно обнаружить, когда такая величина является большой, надлежащий рабочий режим выбирается на основе величины цвета с высокой чувствительностью к приему света оптических датчиков, посредством чего точность обнаружения позиции касания может увеличиваться, притом что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - это блок-схема, показывающая конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг 2 - это блок-схема, показывающая конфигурацию жидкокристаллической панели и периферийных схем устройства, показанного на фиг.1.
Фиг.3 - это схема, показывающая поперечное сечение жидкокристаллической панели и позицию размещения фоновой подсветки устройства, показанного на фиг.1.
Фиг.4A - это схема, показывающая принцип способа обнаружения теневого изображения в устройстве, показанном на фиг.1.
Фиг.4B - это схема, показывающая принцип способа обнаружения отраженного изображения в устройстве, показанном на фиг.1.
Фиг.5 - это блок-схема последовательности операций способа, показывающая процесс определения позиций касания, выполняемый посредством устройства, показанного на фиг.1.
Фиг.6 - это таблица, показывающая управление фоновой подсветкой, выполняемое посредством устройства, показанного на фиг.1.
Фиг.7A - это временная диаграмма для режима теневых изображений устройства, показанного на фиг.1.
Фиг.7B - это временная диаграмма для режима отраженных изображений устройства, показанного на фиг.1.
Фиг.8A - это схема, показывающая первый пример сканированного изображения, включающего в себя изображение пальца.
Фиг.8B - это схема, показывающая второй пример сканированного изображения, включающего в себя изображение пальца.
Фиг.8C - это схема, показывающая третий пример сканированного изображения, включающего в себя изображение пальца.
Фиг.8D - это схема, показывающая четвертый пример сканированного изображения, включающего в себя изображение пальца.
Фиг.9 - это блок-схема, показывающая конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10 - это таблица, показывающая управление фоновой подсветкой, выполняемое посредством устройства, показанного на фиг.9.
Фиг.11A - это временная диаграмма для режима теневых изображений устройства, показанного на фиг.9.
Фиг.11B - это временная диаграмма для режима отраженных изображений устройства, показанного на фиг.9.
Фиг.12 - это блок-схема, показывающая конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.13 - это блок-схема, показывающая процесс определения позиций касания, выполняемый посредством устройства, показанного на фиг.12.
Пояснения к обозначениям ссылок
1 - пиксельная схема
2 - оптический датчик
6 - фотодиод
10, 20 и 30 - жидкокристаллическое устройство отображения
11 - жидкокристаллическая панель со встроенными датчиками
12 - схема приведения в действие панели
13 и 23 - схема электропитания фоновой подсветки
14 и 24 - фоновая подсветка
15 - аналого-цифровой преобразователь
16 и 36 - блок обработки изображений
17 - датчик освещения
18, 28 и 38 - микропроцессор (MPU)
19 и 29 - светодиод
41 - схема приведения в действие линии сигналов сканирования
42 - схема приведения в действие линии сигналов данных
43 - схема приведения в действие строки датчиков
44 - усилитель выходного сигнала датчика
45-48 - переключатель
61 - внешний свет
62 - свет от фоновой подсветки
63 - объект
Осуществление изобретения
(Первый вариант осуществления)
Фиг.1 - это блок-схема, показывающая конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Жидкокристаллическое устройство 10 отображения, показанное на фиг.1, включает в себя жидкокристаллическую панель 11 со встроенными датчиками, схему 12 приведения в действие панели, схему 13 электропитания фоновой подсветки, фоновую подсветку 14, аналого-цифровой преобразователь 15, блок 16 обработки изображений, датчик 17 освещения и микропроцессор (в дальнейшем в этом документе называемый MPU) 18.
Жидкокристаллическая панель 11 со встроенными датчиками (в дальнейшем в этом документе называемая жидкокристаллической панелью 11) включает в себя множество пиксельных схем и множество оптических датчиков, которые размещаются двумерным образом (подробности поясняются ниже). Данные Din отображения вводятся в жидкокристаллическое устройство 10 отображения из внешнего источника. Введенные данные Din отображения подаются в схему 12 приведения в действие панели через блок 16 обработки изображений. Схема 12 приведения в действие панели записывает напряжения согласно данным Din отображения в пиксельные схемы жидкокристаллической панели 11. Вследствие этого изображение на основе данных Din отображения отображается на жидкокристаллической панели 11.
Фоновая подсветка 14 включает в себя множество белых светодиодов (светоизлучающих диодов) 19 и направляет свет (свет от фоновой подсветки) на заднюю поверхность жидкокристаллической панели 11. Схема 13 электропитания фоновой подсветки переключает то, предоставлять или нет напряжение питания фоновой подсветке 14, согласно сигналу BC управления фоновой подсветкой, который выводится из MPU 18. Далее предполагается, что схема 13 электропитания фоновой подсветки предоставляет напряжение питания, когда сигнал BC управления фоновой подсветкой имеет высокий уровень, и не предоставляет напряжение питания, когда сигнал BC управления фоновой подсветкой имеет низкий уровень. Фоновая подсветка 14 включается в то время, когда сигнал BC управления фоновой подсветкой имеет высокий уровень, и отключается в то время, когда сигнал BC управления задней подсветкой имеет низкий уровень.
Жидкокристаллическая панель 11 выводит выходные сигналы из оптических датчиков как сигналы SS выхода датчика. Аналого-цифровой преобразователь 15 преобразует аналоговые сигналы SS выхода датчика в цифровые сигналы. Блок 16 обработки изображений формирует цифровое изображение (в дальнейшем в этом документе называемое сканированным изображением) на основе цифровых сигналов, выводимых из аналого-цифрового преобразователя 15. Сканированное изображение может включать в себя изображение предмета, который должен быть обнаружен (например, пальца, пера и т.д., в дальнейшем в этом документе называемого объектом), который находится вблизи передней поверхности жидкокристаллической панели 11. Следовательно, блок 16 обработки изображений выполняет процесс распознавания изображений для сканированного изображения, чтобы определять позицию объекта в сканированном изображении. MPU 18 получает и выводит данные Cout с координатами, представляющие позицию касания, на основе результата распознавания изображений, полученного посредством блока 16 обработки изображений.
Датчик 17 освещения обнаруживает освещение от внешнего света и выводит данные LX освещения, представляющие обнаруженное освещение. Датчик 17 освещения расположен таким образом, что свет от фоновой подсветки не поступает на его светоприемную поверхность. На основе данных LX освещения MPU 18 выбирает  режим, который обнаруживает теневое изображение объекта (в дальнейшем в этом документе называемый режимом теневых изображений), или режим, который обнаруживает отраженное изображение объекта (в дальнейшем в этом документе называемый режимом отраженных изображений). В режиме отраженных изображений может обнаруживаться только отраженное изображение объекта либо как теневое изображение, так и отраженное изображение объекта могут обнаруживаться вместе. Режим, выбираемый посредством MPU 18, в дальнейшем упоминается как рабочий режим MD.
MPU 18 выполняет управление фоновой подсветкой на основе рабочего режима MD. В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения период времени одного кадра разделен на период отображения, в течение которого сигналы (сигналы напряжения согласно данным Din отображения) записываются в пиксельные схемы, и период считывания, в течение которого сигналы (сигналы напряжения согласно количеству света) считываются из оптических датчиков. MPU 18 переключает для периода отображения и периода считывания то, включать или отключать фоновую подсветку 14, согласно рабочему режиму MD. Помимо этого рабочий режим MD выводится в процессор 16 изображений из MPU 18, и процессор 16 изображений переключает между алгоритмами для процесса распознавания изображений согласно рабочему режиму MD. Следует отметить, что MPU 18 может выполнять весь процесс распознавания изображений или его часть.
Фиг.2 - это блок-схема, показывающая конфигурацию жидкокристаллической панели 11 и периферийных схем. Как показано на фиг.2, жидкокристаллическая панель 11 включает в себя m линий G1-Gm сигналов сканирования; 3n линий SR1-SRn, SG1-SGn и SB1-SBn сигналов данных; и (m×3n) пиксельных схем 1. В дополнение к ним жидкокристаллическая панель 11 включает в себя (m×n) оптических датчиков 2; m линий RW1-RWm считывания данных датчиков; и m линий RS1-RSm сброса данных датчиков. Жидкокристаллическая панель 11 формируется с использованием кремния CG (с постоянным зерном).
Линии G1-Gm сигналов сканирования размещаются параллельно друг другу. Линии SR1-SRn, SG1-SGn и SB1-SBn сигналов данных размещаются параллельно друг другу, чтобы вертикально пересекать линии G1-Gm сигналов сканирования. Линии RW1-RWm считывания данных датчиков и линии RS1-RSm сброса данных датчиков размещаются параллельно линиям G1-Gm сигналов сканирования.
Пиксельные схемы 1, соответственно, предусмотрены рядом с пересечениями линий G1-Gm сигналов сканирования и линий SR1-SRn, SG1-SGn и SB1-SBn сигналов данных. Пиксельные схемы 1, в общем, размещаются двумерным образом так, что m пиксельных схем 1 размещаются в направлении столбцов (вертикальном направлении на фиг.2), а 3n пиксельных схем 1 размещаются в направлении строк (горизонтальном направлении на фиг.2). Пиксельные схемы 1 классифицируются на пиксельные схемы R 1r, пиксельные схемы G 1g и пиксельные схемы B 1b в зависимости от цвета предусмотренного цветного светофильтра. Три типа пиксельных схем 1r, 1g и 1b размещаются рядом в направлении строк, и три пиксельных схемы 1r, 1g и 1b формируют один пиксель.
Каждая пиксельная схема 1 включает в себя TFT (тонкопленочный транзистор) 3 и емкость 4 жидкого кристалла. Контактный вывод затвора TFT 3 подключается к соответствующей линии Gi сигналов сканирования (i - это целое число от 1 до m включительно), контактный вывод истока подключается к соответствующей из линий SRj, SGj и SBj сигналов данных (j - это целое число от 1 до n включительно) и контактный вывод стока подключается к одному электроду емкости 4 жидкого кристалла. К другому электроду емкости 4 жидкого кристалла прикладывается общее напряжение на электроде. Линии SG1-SGn сигналов данных, подключенные к пиксельным схемам G 1g, в дальнейшем упоминаются как линии сигналов данных G, а линии SB1-SBn сигналов данных, подключенные к пиксельным схемам B 1b, - как линии сигналов данных B. Следует отметить, что пиксельные схемы 1 могут включать в себя вспомогательную емкость.
Коэффициент пропускания света пиксельной схемы 1 (яркость субпикселя) определяется посредством напряжения, записанного в пиксельную схему 1. Чтобы записывать определенное напряжение в пиксельную схему 1, подключенную к линии Gi сигналов сканирования и линии SXj сигналов данных (X - это любое из R, G и B), напряжение высокого логического уровня (напряжение, которое переводит TFT 3 во включенное состояние) прикладывается к линии Gi сигналов сканирования, и напряжение, которое должно быть записано, прикладывается к линии SXj сигналов данных. Посредством записи напряжения согласно данным Din отображения в пиксельную схему 1 яркость субпикселя может быть задана равной требуемому уровню.
Каждый оптический датчик 2 включает в себя конденсатор 5, фотодиод 6 и предусилитель 7 датчика и предусматривается для каждого пикселя. Один электрод конденсатора 5 подключается к катодному контактному выводу фотодиода 6 (в дальнейшем в этом документе эта точка соединения упоминается как узел A). Другой электрод конденсатора 5 подключается к соответствующей линии RWi считывания данных датчиков, а анодный контактный вывод фотодиода 6 подключается к соответствующей линии RSi сброса данных датчиков. Предусилитель 7 датчика сконфигурирован посредством TFT, имеющего контактный вывод затвора, подключенный к узлу A, и имеющего контактный вывод стока, подключенный к соответствующей линии SBj сигналов данных B, и имеющего контактный вывод истока, подключенный к соответствующей линии SGj сигналов данных G.
Чтобы обнаруживать количество света посредством оптического датчика 2, подключенного к линии RWi считывания данных датчиков, линии SBj сигналов данных B и т.д., заранее определенное напряжение прикладывается к линии RWi считывания данных датчиков и линии RSi сброса данных датчиков, и напряжение VDD питания прикладывается к линии SBj сигналов данных B. После того, как заранее определенное напряжение прикладывается к линии RWi считывания данных датчиков и линии RSi сброса данных датчиков, когда свет поступает на фотодиод 6, ток согласно количеству поступающего света протекает через фотодиод 6, и, соответственно, напряжение в узле A понижается на величину, соответствующую величине протекшего тока. Когда напряжение VDD питания прикладывается к линии SBj сигналов данных B, напряжение в узле A усиливается посредством предусилителя 7 датчика, и тем самым усиленное напряжение выводится в линию SGj сигналов данных G. Следовательно, на основе напряжения линии SGj сигналов данных G может быть определено количество света, обнаруживаемое посредством оптического датчика 2.
Вокруг жидкокристаллической панели 11 предусмотрены: схема 41 приведения в действие линии сигналов сканирования, схема 42 приведения в действие линии сигналов данных, схема 43 приведения в действие строки датчиков, p усилителей 44 выхода датчика (p - это целое число от 1 до n включительно) и множество переключателей 45-48. Схема 41 приведения в действие линии сигналов сканирования, схема 42 приведения в действие линии сигналов данных и схема 43 приведения в действие строки датчиков соответствуют схеме 12 приведения в действие панели на фиг.1.
Схема 42 приведения в действие линии сигналов данных имеет 3n выходных контактных выводов для соответствующих 3n линий сигналов данных. Переключатели 45, соответственно, предусмотрены между линиями SG1-SGn сигналов данных G и n выходных контактных выводов, предусмотренных для соответствующих линий SG1-SGn сигналов данных G, и переключатели 46, соответственно, предусмотрены между линиями SB1-SBn сигналов данных B и n выходных контактных выводов, предусмотренных для соответствующих линий SB1-SBn сигналов данных B. Линии SG1-SGn сигналов данных G разделены на группы, каждая из которых включает в себя p линий сигналов данных G. Один переключатель 47 предусмотрен между k-той линией сигналов данных G в группе (k - это целое число от 1 до p включительно) и входным контактным выводом k-того усилителя 44 выхода датчика. Все линии SB1-SBn сигналов данных B подключаются к одному концу переключателя 48. К другому концу переключателя 48 прикладывается напряжение VDD питания. Соответствующее число переключателей 45-47, включенных на фиг.2, составляет n, а число переключателей 48 составляет 1.
Схемы, показанные на фиг.2, выполняют операции, которые отличаются между периодом отображения и периодом считывания. В течение периода отображения переключатели 45 и 46 переведены во включенное состояние, а переключатели 47 и 48 переведены в выключенное состояние. С другой стороны, в течение периода считывания переключатели 45 и 46 переведены в выключенное состояние, переключатель 48 переведен во включенное состояние, а переключатели 47 переведены во включенное состояние в режиме временного разделения таким образом, что линии SG1-SGn сигналов данных G подключаются по очереди к входным контактным выводам усилителей 44 выхода датчика на основе каждой группы.
В течение периода отображения работают схема 41 приведения в действие линии сигналов сканирования и схема 42 приведения в действие линии сигналов данных. Схема 41 приведения в действие линии сигналов сканирования выбирает согласно времени для каждой линии одну линию сигналов сканирования из числа линий G1-Gm сигналов сканирования согласно сигналу C1 управления согласно временной синхронизации и прикладывает напряжение высокого логического уровня к выбранной линии сигналов сканирования, и прикладывает напряжение низкого логического уровня к другим линиям сигналов сканирования. Схема 42 приведения в действие линии сигналов данных приводит в действие линии SR1-SRn, SG1-SGn и SB1-SBn сигналов данных посредством системы последовательного приведения в действие линий на основе данных DR, DG и DB отображения, выводимых из блока 16 обработки изображений. Более конкретно схема 42 приведения в действие линии сигналов данных сохраняет по меньшей мере часть каждых из данных DR, DG и DB отображения для одной строки и прикладывает, согласно времени для каждой линии, напряжения согласно частям данных отображения для одной строки к линиям SR1-SRn, SG1-SGn и SB1-SBn сигналов данных. Следует отметить, что схема 42 приведения в действие линии сигналов данных может приводить в действие линии SR1-SRn, SG1-SGn и SB1-SBn сигналов данных посредством системы последовательного приведения в действие по точкам.
В течение периода считывания работают схема 43 приведения в действие строки датчиков и усилители 44 выхода датчика. Схема 43 приведения в действие строки датчиков выбирает, согласно времени для каждой линии, по одной из каждой из линий RW1-RWm считывания данных датчиков и линий RS1-RSm сброса данных датчиков согласно сигналу C2 управления согласно временной синхронизации и прикладывает заранее определенное напряжение считывания и заранее определенное напряжение сброса к выбранной линии считывания данных датчиков и линии сброса данных датчиков, соответственно, и прикладывает напряжение, отличное от напряжений, прикладываемых при выборе, к другим сигнальным линиям. Следует отметить, что типично продолжительность для одной линии отличается между периодом отображения и периодом считывания. Усилители 44 выхода датчика усиливают напряжения, выбираемые посредством их соответствующих переключателей 47, и выводят усиленные напряжения как сигналы SS1-SSp выхода датчика.
Фиг.3 - это схема, показывающая поперечное сечение жидкокристаллической панели 11 и позиции размещения фоновой подсветки 14. Жидкокристаллическая панель 11 имеет структуру, в которой жидкокристаллический слой 52 помещается между двумя стеклянными подложками 51a и 51b. Одна стеклянная подложка 51a имеет цветные светофильтры 53r, 53g и 53b трех цветов, светоэкранирующие пленки 54, противоэлектрод 55 и т.д., предусмотренные на ней. Другая стеклянная подложка 51b имеет пиксельные электроды 56, линии 57 сигналов данных, оптические датчики 2 и т.д., предусмотренные на ней. Как показано на фиг.3, фотодиод 6, включенный в оптический датчик 2, предусмотрен около пиксельного электрода 56, где предусмотрен синий цветной светофильтр 53b (причина описывается ниже). Совмещающие пленки 58, соответственно, предусмотрены на поверхностях стеклянных подложек 51a и 51b, которые расположены напротив друг друга, и поляризующие пластины 59, соответственно, предусмотрены на других поверхностях. Из двух поверхностей жидкокристаллической панели 11 поверхность на стороне стеклянной подложки 51a выступает в качестве передней поверхности, а поверхность на стороне стеклянной подложки 51b выступает в качестве задней поверхности. Фоновая подсветка 14 предусмотрена на стороне задней поверхности жидкокристаллической панели 11.
Когда жидкокристаллическое устройство 10 отображения обнаруживает позицию касания на жидкокристаллическом экране, жидкокристаллическое устройство 10 отображения использует способ обнаружения теневого изображения и способ обнаружения отраженного изображения (или как теневого изображения, так и отраженного изображения) посредством переключения между ними.
Фиг.4A - это схема, показывающая принцип способа обнаружения теневого изображения, а фиг.4B - это схема, показывающая принцип способа обнаружения отраженного изображения. В способе обнаружения теневого изображения (фиг.4A) оптический датчик 2, включающий в себя фотодиод 6, обнаруживает внешний свет 61, проходящий через стеклянную подложку 51a, жидкокристаллический слой 52 и т.д. В это время, когда объект 63, такой как палец, находится вблизи передней поверхности жидкокристаллической панели 11, внешний свет 61, который должен поступать в оптический датчик 2, блокируется посредством объекта 63. Таким образом, с использованием оптического датчика 2 теневое изображение объекта 63 может обнаруживаться за счет внешнего света 61.
В способе обнаружения отраженного изображения (фиг.4B) оптический датчик 2, включающий в себя фотодиод 6, обнаруживает отраженный свет для света 62 от фоновой подсветки. Более конкретно свет 62 от фоновой подсветки, испускаемый из фоновой подсветки 14, проходит и выходит из жидкокристаллической панели 11 через переднюю поверхность жидкокристаллической панели 11. В это время, когда объект 63 присутствует около передней поверхности жидкокристаллической панели 11, свет 62 от фоновой подсветки отражается от объекта 63. Например, подушечки человеческих пальцев хорошо отражают свет. Отраженный свет для света 62 от фоновой подсветки проходит через стеклянную подложку 51a, жидкокристаллический слой 52 и т.д. и поступает в оптический датчик 2. Таким образом, с использованием оптического датчика 2 за счет света 62 от фоновой подсветки может обнаруживаться отраженное изображение объекта 63.
Посредством использования двух вышеописанных способов в комбинации могут обнаруживаться как теневое изображение, так и отраженное изображение. Таким образом, с использованием оптического датчика 2 могут одновременно обнаруживаться теневое изображение объекта 63 за счет внешнего света 61 и отраженное изображение объекта 63 за счет света 62 от фоновой подсветки.
Когда жидкокристаллическая панель 11 сформирована из CG-кремния, чувствительность к приему света фотодиодов 6 является высокой для синего света и является для красного света и зеленого света. Следовательно, чтобы упростить прием синего света, как показано на фиг.3, фотодиод 6 предусмотрен около пиксельного электрода 56, где предусмотрен синий цветной светофильтр 53b. Посредством такого размещения фотодиода 6 в позиции, в которой свет цвета с высокой чувствительностью к приему света легко принимается, количество света, обнаруживаемое посредством фотодиода 6, увеличивается, что позволяет повышать чувствительность оптического датчика 2 к приему света.
Фиг.5 - это блок-схема, показывающая процесс определения позиций прикосновения, выполняемый посредством жидкокристаллического устройства 10 отображения. Способ, показанный на фиг.5, выполняется посредством блока 16 обработки изображений и MPU 18 согласно времени для каждого кадра. Во-первых, данные LX освещения, представляющие освещение от внешнего света, вводятся в MPU 18 из датчика 17 освещения (этап S11). Затем MPU 18 выбирает рабочий режим MD на основе данных LX освещения (этап S12). На этапе S12, когда освещение от внешнего света превышает или равно заранее определенному пороговому значению, выбирается режим теневых изображений, а когда освещение от внешнего света ниже порогового значения, выбирается режим отраженных изображений.
Затем MPU 18 управляет задней подсветкой 14 согласно рабочему режиму MD (этап S13). На этапе S13 выполняется управление фоновой подсветкой, показанное на фиг.6. В режиме теневых изображений MPU 18 включает фоновую подсветку 14 во время отображения и отключает фоновую подсветку 14 во время периода считывания. С другой стороны, в режиме отраженных изображений, MPU 18 отключает фоновую подсветку 14 во время отображения и включает фоновую подсветку 14 в течение периода считывания. MPU 18 задает сигнал BC управления фоновой подсветкой, равным высокому уровню при включении фоновой подсветки 14, и задает сигнал BC управления фоновой подсветкой, равным низкому уровню при отключении фоновой подсветки 14.
Затем цифровые сигналы, выводимые из аналого-цифрового преобразователя 15, вводятся в блок 16 обработки изображений (этап S14). Далее блок 16 обработки изображений формирует сканированное изображение на основе введенных цифровых сигналов (этап S15). Блок 16 обработки изображений затем выполняет процесс распознавания изображений согласно рабочему режиму MD для сканированного изображения (этап S16). На этапе S16, в режиме теневых изображений, выполняется процесс для распознавания теневого изображения, а в режиме отраженных изображений выполняется процесс для распознавания отраженного изображения (или как теневого изображения, так и отраженного изображения). Затем MPU 18 получает данные Cout с координатами, представляющие позицию касания, на основе результата распознавания изображений, полученного посредством блока 16 обработки изображений, и выводит данные Cout с координатами за пределы жидкокристаллического устройства 10 отображения (этап S17). По сути MPU 18 выступает в качестве блока выбора рабочего режима, который выбирает режим теневых изображений или режим отраженных изображений, и в качестве блока управления фоновой подсветкой, который управляет фоновой подсветкой 14 согласно рабочему режиму.
Фиг.7A - это временная диаграмма для режима теневых изображений жидкокристаллического устройства 10 отображения, а фиг.7B - это временная диаграмма для режима отраженных изображений жидкокристаллического устройства 10 отображения. На фиг.7A и 7B все формы сигнала являются одинаковыми, за исключением формы сигнала BC управления фоновой подсветкой. Как показано на фиг.7A и 7B, сигнал VSYNC кадровой синхронизации переходит к высокому уровню согласно времени для каждого кадра. Период времени одного кадра разделен на период отображения и период считывания. Сигнал SC считывания - это сигнал, указывающий на то, является ли период периодом отображения или периодом считывания. Сигнал SC считывания имеет низкий уровень в течение периода отображения и имеет высокий уровень в течение периода считывания.
В течение периода отображения переключатели 45 и 46 переведены во включенное состояние, и все линии SR1-SRn, SG1-SGn и SB1-SBn сигналов данных подключаются к схеме 42 приведения в действие линии сигналов данных. В течение периода отображения, во-первых, напряжение линии G1 сигналов сканирования переходит к высокому уровню. Затем переходит к высокому уровню напряжение линии G2 сигналов сканирования, и после этого по очереди переходят к высокому уровню напряжения линий G3-Gm сигналов сканирования. Когда напряжение линии Gi сигналов сканирования имеет высокий уровень, напряжения, которые должны записываться в 3n пиксельных схем 1, подключенных к линии Gi сигналов сканирования, прикладываются к линиям SR1-SRn, SG1-SGn и SB1-SBn сигналов данных.
В течение периода считывания переключатель 48 переведен во включенное состояние, а переключатели 47 переведены во включенное состояние в режиме временного разделения. Следовательно, напряжение VDD питания устойчиво прикладывается к линиям SB1-SBn сигналов данных B, и линии SG1-SGn сигналов данных G подключаются к входным контактным выводам усилителей 44 выхода датчика в режиме временного разделения. В течение периода считывания, во-первых, выбираются линия RW1 считывания данных датчиков и линия RS1 сброса данных датчиков. Затем выбираются линия RW2 считывания данных датчиков и линия RS2 сброса данных датчиков, и после этого по очереди попарно выбираются линии RW3-RWm считывания данных датчиков и линии RS3-RSm сброса данных датчиков. Напряжение считывания и напряжение сброса прикладываются к выбранной линии считывания данных датчиков и линии сброса данных датчиков, соответственно. Когда выбираются линия RWi считывания данных датчиков и линия RSi сброса данных датчиков, напряжения согласно количествам света, обнаруживаемым посредством соответствующих n оптических датчиков 2, подключенных к линии RWi считывания данных датчиков, выводятся в линии SG1-SGn сигналов данных G, соответственно.
В режиме теневых изображений (фиг.7A) сигнал BC управления фоновой подсветкой имеет высокий уровень в течение периода отображения и имеет низкий уровень в течение периода считывания. В этом случае фоновая подсветка 14 включается в течение периода отображения и отключается в течение периода считывания. С другой стороны, в режиме отраженных изображений (фиг.7B) сигнал BC управления фоновой подсветкой имеет низкий уровень в течение периода отображения и имеет высокий уровень в течение периода считывания. В этом случае фоновая подсветка 14 отключается в течение периода отображения и включается в течение периода считывания.
Эффекты жидкокристаллического устройства 10 отображения согласно настоящему варианту осуществления описываются ниже. Фиг.8A-8D являются схемами, показывающими примеры сканированного изображения, включающего в себя изображение пальца. Фиг.8A показывает сканированное изображение для случая включения фоновой подсветки, когда уровень освещения от внешнего света является высоким, фиг.8B показывает сканированное изображение для случая выключения фоновой подсветки, когда уровень освещения от внешнего света является высоким, фиг.8C показывает сканированное изображение для случая включения фоновой подсветки, когда уровень освещения от внешнего света является низким, и фиг.8D показывает сканированное изображение для случая включения фоновой подсветки тускло, когда уровень освещения от внешнего света является низким.
Как показано на фиг.8A и 8B, когда уровень освещения от внешнего света является высоким, получается сканированное изображение, включающее в себя темное изображение пальца (теневое изображение за счет внешнего света) на ярком фоне. Когда в это время фоновая подсветка включается (фиг.8A), свет от фоновой подсветки отражается от подушечки пальца, и тем самым часть сканированного изображения, соответствующая подушечке пальца, выделяется яркостью в той же степени, что и фон. Следовательно, граница между пальцем (в частности, частью кончика пальца) и фоном становится нечеткой в сканированном изображении, что снижает точность обнаружения позиции касания. С учетом этого жидкокристаллическое устройство 10 отображения выбирает режим теневых изображений, когда уровень освещения от внешнего света является высоким, и отключает фоновую подсветку 14 в течение периода считывания (фиг.8B). Вследствие этого часть сканированного изображения, соответствующая подушечке пальца, затемнена, и тем самым изображение пальца (теневое изображение) распознается надлежащим образом даже на ярком фоне, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания.
С другой стороны, как показано на фиг.8C и 8D, когда уровень освещения от внешнего света является низким, получается сканированное изображение, включающее в себя темное изображение пальца на темном фоне. Когда в это время фоновая подсветка отключается, становится трудным различать палец и фон в сканированном изображении, и, соответственно, позиция касания практически вообще не может обнаруживаться. С учетом этого жидкокристаллическое устройство 10 отображения выбирает режим отраженных изображений, когда уровень освещения от внешнего света является низким, и включает фоновую подсветку 14 в течение периода считывания (фиг.8C). В это время, поскольку свет от фоновой подсветки отражается от подушечки пальца, часть сканированного изображения, соответствующая подушечке пальца, выделяется яркостью. Соответственно изображение подушечки пальца (отраженное изображение) распознается надлежащим образом даже на темном фоне, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания.
Чтобы увеличить точность обнаружения позиции касания, когда уровень освещения от внешнего света является низким, предпочтительно, чтобы уровень яркости фоновой подсветки был высоким. Например, когда фоновая подсветка включается тускло, получается сканированное изображение, показанное на фиг.8D. В сканированном изображении, поскольку изображение подушечки пальца (отраженное изображение) является небольшим, трудно надлежащим образом обнаружить позицию касания. Тем не менее, увеличение уровня яркости фоновой подсветки приводит к проблеме увеличения потребляемой мощности фоновой подсветки. С учетом этого жидкокристаллическое устройство 10 отображения в течение периода отображения в режиме отраженных изображений отключает фоновую подсветку 14. Вследствие этого при сохранении точности обнаружения позиции касания потребляемая мощность фоновой подсветки может уменьшаться
Как описано выше, жидкокристаллическое устройство 10 отображения согласно настоящему варианту осуществления выбирает на основе уровня освещения от внешнего света режим теневых изображений или режим отраженных изображений и выполняет управление фоновой подсветкой и процесс распознавания изображений согласно рабочему режиму. Вследствие этого фоновая подсветка 14 управляется так, чтобы включаться в течение периода отображения в режиме теневых изображений и в течение периода считывания в режиме отраженных изображений и отключаться в течение периода считывания в режиме теневых изображений и в течение периода отображения в режиме отраженных изображений.
Следовательно, когда уровень освещения от внешнего света является низким, выбирается режим отраженных изображений, и уровень яркости фоновой подсветки 14 задается выше в течение периода считывания, чем в течение периода отображения, посредством чего количество света (отраженного света), обнаруживаемое посредством оптических датчиков 2, может увеличиваться. Вследствие этого притом, что потребляемая мощность фоновой подсветки 14 уменьшается, уровень яркости отраженного изображения увеличивается, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме отраженных изображений. Напротив, когда уровень освещения от внешнего света является высоким, выбирается режим теневых изображений, и уровень яркости фоновой подсветки 14 задается ниже в течение периода считывания, чем в течение периода отображения, посредством чего количество света, обнаруживаемое посредством оптических датчиков 2, может уменьшаться. Вследствие этого влияние света от фоновой подсветки на обнаружение теневого изображения уменьшается, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме теневых изображений. По сути надлежащий рабочий режим выбирается на основе уровня освещения от внешнего света, посредством чего точность обнаружения позиции касания может увеличиваться притом, что потребляемая мощность фоновой подсветки 14 уменьшается.
Вышеописанные эффекты подробно описываются в сравнении с жидкокристаллическим устройством отображения, в котором уровень яркости фоновой подсветки является одинаковым для периода отображения и периода считывания (в дальнейшем в этом документе называемым традиционным устройством). Чтобы жидкокристаллическое устройство 10 отображения обнаруживало отраженное изображение с точностью, идентичной традиционному устройству, уровень яркости фоновой подсветки 14 в течение периода считывания в режиме отраженных изображений задается равным уровню, идентичному уровню традиционного устройства. Между тем в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения яркость фоновой подсветки 14 управляется так, чтобы быть ниже в течение периода отображения, чем в течение периода считывания в режиме отраженных изображений. Следовательно, согласно жидкокристаллическому устройству 10 отображения, хотя отраженное изображение обнаруживается с точностью, идентичной традиционному устройству, потребляемая мощность фоновой подсветки 14 может уменьшаться. Тем не менее, отметим, что в этом случае яркость экрана дисплея жидкокристаллического устройства 10 отображения ниже, чем яркость традиционного устройства.
Следовательно, чтобы не уменьшать яркость экрана дисплея, в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения яркость фоновой подсветки 14 может задаваться выше, чем яркость традиционного устройства. В этом случае, поскольку яркость фоновой подсветки 14 в течение периода считывания в режиме отраженных изображений выше, чем яркость традиционного устройства, более четкое отраженное изображение, чем обнаруживаемое посредством традиционного устройства, может обнаруживаться с использованием оптических датчиков 2. Следовательно, согласно жидкокристаллическому устройству 10 отображения точность обнаружения позиции касания может увеличиваться дополнительно по сравнению с традиционным устройством без увеличения потребляемой мощности фоновой подсветки 14.
Следует отметить, что, хотя в вышеприведенном описании жидкокристаллическое устройство 10 отображения отключает фоновую подсветку 14 в течение периода считывания в режиме теневых изображений и в течение периода отображения в режиме отраженных изображений, жидкокристаллическое устройство 10 отображения может включать фоновую подсветку 14 тускло в течение периода считывания в режиме теневых изображений и в течение периода отображения в режиме отраженных изображений. В общем посредством управления фоновой подсветкой таким образом, что ее яркость ниже в течение периода считывания, чем в течение периода отображения в режиме теневых изображений, и управления фоновой подсветкой таким образом, что ее уровень яркости выше в течение периода считывания, чем в течение периода отображения в режиме отраженных изображений, точность обнаружения позиции касания может увеличиваться притом, что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается.
(Второй вариант осуществления)
Фиг.9 - это блок-схема, показывающая конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Жидкокристаллическое устройство 20 отображения, показанное на фиг.9, является таким, что в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения согласно первому варианту осуществления (фиг.1) схема 13 электропитания фоновой подсветки, фоновая подсветка 14 и MPU 18 заменяются схемой 23 электропитания фоновой подсветки, фоновой подсветкой 24 и MPU 28, соответственно. Из компонентов в настоящем варианте осуществления компоненты, идентичные компонентам в первом варианте осуществления, обозначаются идентичными ссылками с номером, и их описание опускается.
Фоновая подсветка 24 включает в себя множество красных светодиодов 29r, множество зеленых светодиодов 29g и множество синих светодиодов 29b. Три типа светодиодов 29r, 29g и 29b управляются так, чтобы включаться по очереди на заранее определенное время в течение периода времени одного кадра. Схема 23 электропитания фоновой подсветки по отдельности переключает приложение напряжения питания в красные светодиоды 29r, зеленые светодиоды 29g и синие светодиоды 29b согласно трем сигналам BCr, BCg и BCb управления фоновой подсветкой, которые выводятся из MPU 28. Схема 23 электропитания фоновой подсветки предоставляет напряжение питания в красные светодиоды 29r, когда сигнал BCr управления фоновой подсветкой имеет высокий уровень, и не предоставляет напряжение питания в красные светодиоды 29r, когда сигнал BCr управления фоновой подсветкой имеет низкий уровень. Красные светодиоды 29r включаются в то время, когда сигнал BCr управления фоновой подсветкой имеет высокий уровень, и отключаются в то время, когда сигнал BCr управления фоновой подсветкой имеет низкий уровень. Зеленые светодиоды 29g и синие светодиоды 29b работают способом, идентичным описанному выше.
Блок 16 обработки изображений и MPU 28 выполняют процесс определения позиций касания, показанный на фиг.5. Тем не менее, отметим, что на этапе S13 выполняется управление фоновой подсветкой, показанное на фиг.10. Фиг.11A - это временная диаграмма для режима теневых изображений жидкокристаллического устройства 20 отображения, а фиг.11B - это временная диаграмма для режима отраженных изображений жидкокристаллического устройства 20 отображения. На фиг.11A и 11B формы сигнала являются одинаковыми, за исключением форм сигналов BCr, BCg и BCb управления фоновой подсветкой.
В режиме теневых изображений (фиг.11A) MPU 28 задает сигналы BCb и BCg управления фоновой подсветкой равными высокому уровню по очереди на заранее определенное время в течение периода отображения и задает сигнал BCr управления фоновой подсветкой равным высокому уровню в течение периода считывания. Следовательно, в течение периода отображения синие светодиоды 29b и зеленые светодиоды 29g включаются на заранее определенное время, а в течение периода считывания включаются красные светодиоды 29r. С другой стороны, в режиме отраженных изображений (фиг.11B) MPU 28 задает сигналы BCr и BCg управления фоновой подсветкой, равными высокому уровню по очереди на заранее определенное время в течение периода отображения, и задает сигнал BCb управления фоновой подсветкой, равным высокому уровню в течение периода считывания. Следовательно, в течение периода отображения на заранее определенное время включаются красные светодиоды 29r и зеленые светодиоды 29g, а в течение периода считывания включаются синие светодиоды 29b (см. фиг.10).
Преимущества жидкокристаллического устройства 20 отображения согласно настоящему варианту осуществления описываются ниже. Как описано выше, когда жидкокристаллическая панель 11 сформирована из CG-кремния, чувствительность фотодиодов 6 к приему света является высокой для синего света и низкой для красного света и зеленого света. Следовательно, когда синие светодиоды 29b включаются в течение периода считывания, чувствительность к приему света оптических датчиков 2 выше чувствительности к приему света, когда включаются красные светодиоды 29r или зеленые светодиоды 29g. Высокая чувствительность к приему света оптических датчиков 2 является нежелательной для того, чтобы обнаруживать теневое изображение объекта, но является желательной для того, чтобы обнаруживать отраженное изображение объекта.
С учетом этого жидкокристаллическое устройство 20 отображения включает источники света синего цвета с высокой чувствительностью к приему света оптических датчиков 2 (синие светодиоды 29b) с более высоким приоритетом в течение периода считывания в режиме отраженных изображений. Вследствие этого количество света, обнаруживаемое посредством оптических датчиков 2, увеличивается в течение периода считывания в режиме отраженных изображений. Соответственно, притом, что потребляемая мощность фоновой подсветки 24 уменьшается, отраженное изображение становится более четким, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме отраженных изображений. Помимо этого жидкокристаллическое устройство 20 отображения включает источники света цветов с низкой чувствительностью к приему света оптических датчиков 2 (красные светодиоды 29r и зеленые светодиоды 29g) с более высоким приоритетом в течение периода считывания в режиме теневых изображений. Вследствие этого количество света, обнаруживаемое посредством оптических датчиков 2, уменьшается в течение периода считывания в режиме теневых изображений. Соответственно влияние света от фоновой подсветки на обнаружение теневого изображения уменьшается, и отраженное изображение становится нечетким, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания в режиме теневых изображений.
Следует отметить, что, хотя в жидкокристаллическом устройстве 20 отображения три типа светодиодов 29r, 29g и 29b включаются по очереди на заранее определенное время в течение периода времени одного кадра, два или более типов светодиодов могут включаться одновременно, или все три типа светодиодов могут отключаться одновременно. В общем посредством включения источников света цвета с высокой чувствительностью к приему света оптических датчиков с более высоким приоритетом в течение периода считывания в режиме отраженных изображений и посредством включения источников света цветов с низкой чувствительностью к приему света оптических датчиков с более высоким приоритетом в течение периода считывания в режиме теневых изображений точность обнаружения позиции касания может увеличиваться притом, что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается. Посредством такого управления состояниями включения источников света множества цветов, которые составляют фоновую подсветку, согласно характеристикам приема света оптических датчиков, чувствительность к приему света оптических датчиков управляется надлежащим образом согласно условиям, что позволяет повышать точность обнаружения позиции касания.
(Третий вариант осуществления)
Фиг.12 - это блок-схема, показывающая конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Жидкокристаллическое устройство 30 отображения, показанное на фиг.12, является таким, что датчик 17 освещения исключается из жидкокристаллического устройства 10 отображения согласно первому варианту осуществления (фиг.1), и блок 16 обработки изображений и MPU 18 заменяются на блок 36 обработки изображений и MPU 38, соответственно. Из компонентов в настоящем варианте осуществления компоненты, идентичные компонентам в первом варианте осуществления, обозначаются идентичными ссылками с номером, и их описание опускается.
Данные Din отображения, введенные в жидкокристаллическое устройство 30 отображения, подаются в схему 12 приведения в действие панели через блок 36 обработки изображений. Блок 36 обработки изображений сохраняет часть данных Din отображения для одного кадра, получает коэффициент компонентов синего цвета, содержащихся в части данных Din отображения для одного кадра (в дальнейшем в этом документе называемый коэффициентом содержимого синего цвета) и выводит данные BX по коэффициенту содержимого синего цвета, представляющие коэффициент содержимого синего цвета. MPU 38 использует данные BX по коэффициенту содержимого синего цвета вместо данных LX освещения при выборе рабочего режима. Блок 36 отображения изображений выступает в качестве блока обнаружения характеристик, который получает величину цвета с высокой чувствительностью к приему света оптических датчиков 2, содержащуюся в данных Din отображения.
Фиг.13 - это блок-схема, показывающая способ определения позиций касания, выполняемый посредством жидкокристаллического устройства 30 отображения. Процесс, показанный на фиг.13, выполняется посредством блока 36 обработки изображений и MPU 38 согласно времени для каждого кадра. Во-первых, блок 36 обработки изображений получает коэффициент содержимого синего цвета данных Din отображения и выводит данные BX по коэффициенту содержимого синего цвета (этап S31). Затем MPU 38 выбирает рабочий режим MD на основе данных BX по коэффициенту содержимого синего цвета (этап S32). На этапе S32, когда коэффициент содержимого синего цвета меньше заранее определенного порогового значения, выбирается режим теневых изображений, а когда коэффициент содержимого синего цвета превышает или равен пороговому значению, выбирается режим отраженных изображений. Процессы на этапе S33 и после него являются идентичными процессам в первом варианте осуществления, и поэтому их описание здесь опускается.
Преимущества жидкокристаллического устройства 30 отображения согласно настоящему варианту осуществления описываются ниже. Как описано выше, когда жидкокристаллическая панель 11 сформирована из CG-кремния, чувствительность фотодиодов 6 к приему света является высокой для синего света и низкой для красного света и зеленого света. Следовательно, когда данные Din отображения содержат большую величину компонентов синего цвета, чувствительность к приему света оптических датчиков 2 является высокой. Высокая чувствительность к приему света оптических датчиков 2 является нежелательной для обнаружения теневого изображения объекта, но является желательной для обнаружения отраженного изображения объекта.
С учетом этого жидкокристаллическое устройство 30 отображения выбирает режим теневых изображений, когда коэффициент содержимого синего цвета данных Din отображения является низким, и выбирает режим отраженных изображений, когда коэффициент содержимого синего цвета является высоким. Посредством такого выбора надлежащего рабочего режима на основе величины синего цвета, с учетом того факта, что теневое изображение легко обнаружить, когда величина синего цвета является небольшой, а отраженное изображение легко обнаружить, когда величина синего является большой, точность обнаружения позиции касания может увеличиваться, притом что потребляемая мощность фоновой подсветки 14 уменьшается.
Следует отметить, что хотя жидкокристаллическое устройство 30 отображения, показанное на фиг.12, является модифицированной версией жидкокристаллического устройства 10 отображения согласно первому варианту осуществления, посредством модификации жидкокристаллического устройства 20 отображения согласно второму варианту осуществления может быть сконфигурировано аналогичное жидкокристаллическое устройство отображения. Также следует отметить, что эти жидкокристаллические устройства отображения могут оснащаться датчиком освещения, который обнаруживает силу внешнего света. В жидкокристаллическом устройстве отображения, оснащенном датчиком освещения, MPU выбирает режим теневых изображений или режим отраженных изображений на основе данных коэффициента содержимого синего цвета, выводимых из блока обработки изображений, и данных по освещению, выводимых из датчика освещения.
Хотя в вариантах осуществления с первого по третий оптический датчик 2 предусмотрен для каждого пикселя в жидкокристаллической панели 11, оптический датчик 2 может быть предусмотрен для множества пикселей или может быть предусмотрен для каждого субпикселя. Помимо этого фоновая подсветка 14 может быть сконфигурирована, например, посредством люминесцентных ламп с холодным катодом (CCFL) вместо светодиодов. Когда жидкокристаллическая панель 11 сформирована из аморфного кремния, чувствительность фотодиодов 6 к приему света является высокой для красного света и низкой для зеленого света и синего света. Таким образом, в этом случае посредством считывания синего цвета как красного цвета конфигурируются жидкокристаллические устройства отображения, идентичные устройствам в вариантах осуществления с первого по третий. Помимо этого устройства отображения, отличные от жидкокристаллических устройств отображения, также могут быть сконфигурированы вышеописанными способами.
Промышленная применимость
Устройства отображения настоящего изобретения имеют такой признак, как точность обнаружения позиции касания, которая может увеличиваться, притом что потребляемая мощность фоновой подсветки уменьшается, и тем самым могут использоваться в качестве различных устройств отображения с оптическими датчиками, которые включают в себя фоновую подсветку, таких как жидкокристаллические устройства отображения с множеством оптических датчиков, предусмотренных в жидкокристаллической панели.