JP2009180989A - 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学センサを内蔵した液晶表示装置において、液晶書き込みによるノイズの影響を減少させることのできる液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法を得る。
【解決手段】光学センサを内蔵した液晶表示装置であって、水平ラインごとの液晶書き込みタイミングを規定するライン信号を生成するライン信号生成部と、ライン信号生成部で生成されたライン信号を読み込み、水平ラインｎ本（ただし、ｎは１以上の整数）ごとに１回、液晶書き込みタイミングと重複しないタイミングで光学センサからの検出信号読み出しタイミングを規定し、液晶書き込みタイミングおよび検出信号読み出しタイミングの両方を重複しないタイミングで規定した所定周期の複合ライン信号を生成するタイミングコントローラ１０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、タッチパネル機能を持たせるための光学センサを備えた液晶表示装置に関する。

タッチパネルは、一般的に、表示装置上に取り付けられ、手あるいはペンと接触するタッチ支点から電気的な特性が変わることによって、そのタッチ支点を感知するユーザーインタフェースの１つである。そして、その応用範囲は、小形携帯用端末機、事務用機器等にも広がっている。

図６は、光学センサを内蔵した従来の液晶表示装置の回路図である。光学センサで受光する光の量に応じて、コンデンサＣｓの充電電圧が変化し、ゲート信号のタイミングにより、光学センサの検出結果を読み出せる構成となっている。従来の液晶表示装置においては、光学センサによる検出結果を取り出すタイミングを規定するゲート信号は、液晶表示パネルへのデータを書き込むタイミング（以下、液晶書き込みタイミングと称す）を規定するゲートラインの信号を共用している。

図７は、従来の液晶表示装置におけるゲート信号に対する液晶書き込みタイミングとセンサ読み出しタイミングの関係を示した説明図であり、水平方向の４ラインごとに１つの光学センサが設けられている場合を例示している。従来の液晶表示装置においては、液晶書き込みタイミングを規定するゲートラインを共用して、センサ読み出しタイミングを規定している。従って、４ラインごとに１回は、センサ読み出しと液晶書き込みとが同時に行われるタイミングが存在する。

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
図８は、従来の液晶表示装置における表示画面とセンサ出力とを対比した図である。ゲートラインの信号を共用している関係で、センサ出力には、液晶に表示している画像データの影響が出ていることが分かる。すなわち、センサ読み出しと液晶書き込みとが同時に行われるタイミングが存在することに起因して、センサ出力に対して、液晶書き込みによるノイズの影響が出てしまっている。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、光学センサを内蔵した液晶表示装置において、液晶書き込みによるノイズの影響を減少させることのできる液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法を得ることを目的とする。

本発明に係る液晶表示装置は、光学センサを内蔵した液晶表示装置であって、水平ラインごとの液晶書き込みタイミングを規定するライン信号を生成するライン信号生成部と、ライン信号生成部で生成されたライン信号を読み込み、水平ラインｎ本（ただし、ｎは１以上の整数）ごとに１回、液晶書き込みタイミングと重複しないタイミングで光学センサからの検出信号読み出しタイミングを規定し、液晶書き込みタイミングおよび検出信号読み出しタイミングの両方を重複しないタイミングで規定した所定周期の複合ライン信号を生成するタイミングコントローラとを備えるものである。

また、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、光学センサを内蔵した液晶表示装置の駆動方法であって、水平ラインごとの液晶書き込みタイミングを規定するライン信号を生成するステップと、生成されたライン信号を読み込み、水平ラインｎ本（ただし、ｎは１以上の整数）ごとに１回、液晶書き込みタイミングと重複しないタイミングで光学センサからの検出信号読み出しタイミングを規定し、液晶書き込みタイミングおよび検出信号読み出しタイミングの両方を重複しないタイミングで規定した所定周期の複合ライン信号を生成するステップとを備えるものである。

本発明によれば、センサ読み出し専用の水平周期を含む複合ライン信号を用いて光学センサの検出信号を読み出すことにより、光学センサを内蔵した液晶表示装置において、液晶書き込みによるノイズの影響を減少させることのできる液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法を得ることができる。

以下、本発明の液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の液晶表示装置におけるゲート信号に対する液晶書き込みタイミングとセンサ読み出しタイミングの関係を示した説明図であり、水平方向の４ラインごとに１つの光学センサが設けられている場合を例示している。より具体的には、上段が従来のタイミングを示したものであり。後段が本実施の形態１のタイミングを示したものである。

本発明では、液晶書き込みによるノイズの影響を減少させるために、センサ読み出しと液晶書き込みとが同時に行われるタイミングが存在しないように、すなわち、センサ読み出し専用の水平周期を設けるようにしている。そして、本実施の形態１では、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がある場合において、センサ読み出し専用の水平周期を設ける具体的な解決策について説明する。

ここで、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がある場合とは、全水平ライン分の液晶書き込みを行った後に、次画面分の液晶書き込みを開始するまでの間に、全画面分のセンサ読み出し専用の水平周期を追加する時間的な余裕があることを意味している。

図２は、本発明の実施の形態１の液晶表示装置において、センサ読み出し専用の水平周期を新たに設けるための具体的な回路図である。ここでは、先の図１に対応して、水平方向の４ラインごとに１つの光学センサが設けられている場合における動作について説明する。

タイミングコントローラ１０は、本来の液晶書き込み用の水平周期を有するライン信号に基づいて、液晶書き込みタイミングをｎ（ただし、ｎは、あらかじめ決められた１以上の整数であり、この説明においてはｎ＝４）周期発生させた後ごとに、センサ読み出しタイミングを１周期発生させるようにして、複合ライン信号（図１参照）を生成する。

特に、本実施の形態１のように、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がある場合には、最終的な複合ライン信号の水平周期は、ライン信号の本来の水平周期と同じにできる。従って、タイミングコントローラ１０は、ｎ＝４の場合を例に取ると、４水平周期に１回、センサ読み出し専用の水平周期を新たに挿入することにより、複合ライン信号を生成すればよい。

ラインメモリ２０は、液晶表示パネルに表示されるデータ信号を複数ライン分記憶するメモリである。そして、データ信号読み出し回路３０は、タイミングコントローラ１０で生成された複合ライン信号の各水平周期のうち、液晶書き込みに割り当てられたタイミング信号を受信し、そのタイミングでラインメモリ２０から所望のラインのデータ信号を取り出す。

一方、検出信号読み出し回路４０は、タイミングコントローラ１０で生成された複合ライン信号の各水平周期のうち、センサ読み出しに割り当てられた専用のタイミング信号を受信し、そのタイミングで光学センサ５０の検出結果を読み出す。このように、センサ読み出し専用の水平周期を有する複合ライン信号に基づいて、光学センサ５０の検出信号を取り出すことにより、液晶書き込みによるノイズの影響を減少させて検出信号を取り出すことが可能となる。

図３は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置のセンサ出力と従来の液晶表示装置のセンサ出力を比較した図である。図３（ａ）が従来の液晶表示装置のセンサ出力であり、図３（ｂ）が本実施の形態１における液晶表示装置のセンサ出力である。両者を比較することにより、センサ読み出し専用の水平周期を有する複合ライン信号に基づいて、光学センサ５０の検出信号を取り出すことにより、液晶書き込みによるノイズの影響が低減されていることが分かる。

以上のように、実施の形態１によれば、タイミングコントローラの働きにより生成された、センサ読み出し専用の水平周期を含む複合ライン信号を用いて光学センサの検出信号を読み出すことにより、液晶書き込みによるノイズの影響を減少させることのできる液晶表示装置を実現できる。

なお、図２の構成においては、タイミングコントローラ１０、ラインメモリ２０、データ信号読み出し回路３０、および検出信号読み出し回路４０を別々の構成として示したが、タイミングコントローラ１０の中に、ラインメモリ２０、データ信号読み出し回路３０、および検出信号読み出し回路４０を含める構成とすることも可能である。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がある場合において、センサ読み出し専用の水平周期を設ける具体的な解決策について説明した。これに対して、本実施の形態２では、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がない場合において、センサ読み出し専用の水平周期を設ける具体的な解決策について説明する。

ここで、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がない場合とは、全水平ライン分の液晶書き込みを行った後に、次画面分の液晶書き込みを開始するまでの間に、全画面分のセンサ読み出し専用の水平周期を追加する時間的な余裕がないことを意味している。すなわち、先の実施の形態１では、時間的な余裕があったため、複合ライン信号の水平周期を、本来のライン信号の水平周期と同一にすることができた。しかしながら、本実施の形態２では、時間的な余裕がないため、複合ライン信号の水平周期を、本来のライン信号の水平周期よりも短くする必要があり、その具体的な解決策について、以下に説明する。

図４は、本発明の実施の形態２の液晶表示装置におけるゲート信号に対する液晶書き込みタイミングとセンサ読み出しタイミングの関係を示した説明図であり、水平方向の４ラインごとに１つの光学センサが設けられている場合を例示している。より具体的には、上段が従来のタイミングを示したものであり。後段が本実施の形態２のタイミングを示したものである。

図４に示したように、複合ライン信号の水平周期は、本来のライン信号の水平周期よりも短く設定されている。そして、この図４では、４水平周期（ｎ＝４に相当）ごとに１回、センサ読み出し専用の水平周期を新たに挿入するために、本来のライン信号の４水平周期分が、複合ライン信号の５水平周期分と等しくなるように、複合ライン信号の水平周期を規定した場合を示している。

この関係を、ｎを使って表すと、次式（１）のようになる。
複合ライン信号の水平周期＝ｎ／（ｎ＋１）・本来のライン信号の水平周期 （１）
このようにして、複合ライン信号の水平周期を本来のライン信号の水平周期よりも短くすることにより、ｎ水平周期に１回、センサ読み出し専用の水平周期を新たに挿入した複合ライン信号を生成することができる。なお、図４においては、水平周期を短くする比率をｎ／（ｎ＋１）として場合について例示しているが、これよりも小さい比率にすることも可能である。

図５は、本発明の実施の形態２の液晶表示装置において、センサ読み出し専用の水平周期を新たに設けるための具体的な回路図である。ここでは、先の図４に対応して、水平方向の４ラインごとに１つの光学センサが設けられている場合における動作について説明する。先の実施の形態１における図２の構成と比較すると、本実施の形態２における図５の構成は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：位相同期ループ）回路６０をさらに備えている点が異なっている。

タイミングコントローラ１０は、本来の液晶書き込み用の水平周期を有するライン信号に基づいて、液晶書き込みタイミングをｎ（ただし、ｎは、あらかじめ決められた１以上の整数であり、この説明においてはｎ＝４）周期発生させた後ごとに、センサ読み出しタイミングを１周期発生させるようにして、複合ライン信号（図４参照）を生成する。

特に、本実施の形態２のように、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がない場合には、タイミングコントローラ１０は、上式（１）に従って、複合ライン信号を生成する必要がある。そこで、ＰＬＬ回路６０は、ライン信号のクロック信号に基づいて、複合ライン信号の水平周期を規定する。

そして、タイミングコントローラ１０は、ＰＬＬ回路６０で規定された水平周期に基づいて、ｎ＝４の場合を例に取ると、４水平周期に１回、センサ読み出し専用の水平周期を新たに挿入することにより、複合ライン信号を生成すればよい。

ラインメモリ２０は、液晶表示パネルに表示されるデータ信号を複数ライン分記憶するメモリである。そして、データ信号読み出し回路３０は、タイミングコントローラ１０で生成された複合ライン信号の各水平周期のうち、液晶書き込みに割り当てられたタイミング信号を受信し、そのタイミングでラインメモリ２０から所望のラインのデータ信号を取り出す。

一方、検出信号読み出し回路４０は、タイミングコントローラ１０で生成された複合ライン信号の各水平周期のうち、センサ読み出しに割り当てられた専用のタイミング信号を受信し、そのタイミングで光学センサ５０の検出結果を読み出す。このように、センサ読み出し専用の水平周期を有する複合ライン信号に基づいて、光学センサ５０の検出信号を取り出すことにより、液晶書き込みによるノイズの影響を減少させて検出信号を取り出すことが可能となる。

以上のように、実施の形態２によれば、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がない場合にも、複合ライン信号の水平周期を、本来のライン信号の水平周期よりも短く設定することにより、先の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、図５の構成においては、タイミングコントローラ１０、ラインメモリ２０、データ信号読み出し回路３０、検出信号読み出し回路４０、およびＰＬＬ回路６０を別々の構成として示したが、タイミングコントローラ１０の中に、ラインメモリ２０、データ信号読み出し回路３０、検出信号読み出し回路４０、およびＰＬＬ回路６０を含める構成とすることも可能である。

本発明の実施の形態１の液晶表示装置におけるゲート信号に対する液晶書き込みタイミングとセンサ読み出しタイミングの関係を示した説明図である。 本発明の実施の形態１の液晶表示装置において、センサ読み出し専用の水平周期を新たに設けるための具体的な回路図である。 本発明の実施の形態１における液晶表示装置のセンサ出力と従来の液晶表示装置のセンサ出力を比較した図である。 本発明の実施の形態２の液晶表示装置におけるゲート信号に対する液晶書き込みタイミングとセンサ読み出しタイミングの関係を示した説明図である。 本発明の実施の形態２の液晶表示装置において、センサ読み出し専用の水平周期を新たに設けるための具体的な回路図である。 光学センサを内蔵した従来の液晶表示装置の回路図である。 従来の液晶表示装置におけるゲート信号に対する液晶書き込みタイミングとセンサ読み出しタイミングの関係を示した説明図である。 従来の液晶表示装置における表示画面とセンサ出力とを対比した図である。

符号の説明

１０ タイミングコントローラ、２０ ラインメモリ、３０ データ信号読み出し回路、４０ 検出信号読み出し回路、５０ 光学センサ、６０ ＰＬＬ回路。

Claims (4)

1. 光学センサを内蔵した液晶表示装置であって、
   水平ラインごとの液晶書き込みタイミングを規定するライン信号を生成するライン信号生成部と、
   前記ライン信号生成部で生成された前記ライン信号を読み込み、水平ラインｎ本（ただし、ｎは１以上の整数）ごとに１回、前記液晶書き込みタイミングと重複しないタイミングで前記光学センサからの検出信号読み出しタイミングを規定し、前記液晶書き込みタイミングおよび前記検出信号読み出しタイミングの両方を重複しないタイミングで規定した所定周期の複合ライン信号を生成するタイミングコントローラと
   を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記タイミングコントローラは、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がある場合には、前記複合ライン信号の１ライン分の水平周期に相当する前記所定周期を、前記液晶書き込みタイミングを規定するライン信号の１ライン分の水平周期と同一とし、前記液晶書き込みタイミングをｎ周期発生させた後ごとに、前記検出信号読み出しタイミングを１周期発生させるようにして、前記複合ライン信号を生成することを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記タイミングコントローラは、全水平ライン分の液晶書き込みに余裕がない場合には、前記ライン信号のクロック信号に基づいて、前記複合ライン信号の１ライン分の水平周期に相当する前記所定周期を、前記液晶書き込みタイミングを規定するライン信号の１ライン分の水平周期のｎ／（ｎ＋１）倍とし、前記液晶書き込みタイミングをｎ周期発生させた後ごとに、前記検出信号読み出しタイミングを１周期発生させるようにして、前記複合ライン信号を生成することを特徴とする液晶表示装置。
4. 光学センサを内蔵した液晶表示装置の駆動方法であって、
   水平ラインごとの液晶書き込みタイミングを規定するライン信号を生成するステップと、
   生成された前記ライン信号を読み込み、水平ラインｎ本（ただし、ｎは１以上の整数）ごとに１回、前記液晶書き込みタイミングと重複しないタイミングで前記光学センサからの検出信号読み出しタイミングを規定し、前記液晶書き込みタイミングおよび前記検出信号読み出しタイミングの両方を重複しないタイミングで規定した所定周期の複合ライン信号を生成するステップと
   を備えることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

Images