JP5081020B2 - 光センサ内蔵液晶表示装置 - Google Patents
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Description
図6において、液晶ディスプレイ50は、2枚の透明な基板の間に液晶が充填されて形成された表示パネル51と、表示パネル51の背面側から光(破線矢印参照)を照射するバックライト52と、表示パネル51内に配置された複数のフォトセンサ53とを備えている。また、液晶ディスプレイ50は、表示パネル51に表示される画像を制御する表示制御部と、フォトセンサ53からの出力信号を処理してタッチ入力を検出するタッチ入力検出部とを含む制御装置(図示せず)に接続されている。
これにより、指に対応した部分におけるフォトセンサ53からの出力信号の輝度レベルが、他の部分における出力信号の輝度レベルと比べて変動する。タッチ入力検出部は、この出力信号の輝度レベル変動に基づいて、表示パネル51へのタッチ入力を検出する。
周囲が明るい場合におけるフォトセンサ53からの出力信号を画像にしたものと、この画像中に図示した線でこの画像を切断した断面における出力信号の輝度レベルとを図7に示す。
図7より、ユーザの指が影になって現れていることが分かる。また、出力信号の輝度レベルが指に対応する部分で大きく変化していることが分かる。
周囲が暗い場合におけるフォトセンサ53からの出力信号を画像にしたものと、この画像中に図示した線でこの画像を切断した断面における出力信号の輝度レベルとを図8に示す。
図8より、ユーザの指にバックライト52からの光が反射して明るくなっていることが分かる。また、出力信号の輝度レベルが指に対応する部分で大きく変化していることが分かる。
すなわち、ユーザが表示パネル上に指を置いた際に、周囲光と指による反射光との差がない場合、例えば周囲が明るい場合に明るい画像を表示した場合や、周囲が暗い場合に暗い画像を表示した場合には、影とも反射とも判断できない領域が存在する。このような領域では、表示パネルへのタッチ入力を検出することができないという問題点があった。
図9より、ユーザの指は、影としても反射としても認識することができない。また、出力信号の輝度レベルも大きく変化している部分がなく、タッチ入力を検出することができない。
ここで、輝度の高い画像データを用いることにより、例えばユーザの指によって反射する反射光を強くすることができる。また、輝度の低い画像データを用いることにより、ユーザの指による影を濃くすることができる。
そのため、ユーザの目に見える輝度を変えることなく、ユーザが表示パネル上に指を置いた際の周囲光と指による反射光との間に差を設けることができ、表示パネルへのタッチ入力の検出精度を向上させることができる。
なお、以下の実施の形態では、画像データが60Hzのクロック周波数でタイミングコントローラに入力される場合を例に挙げて説明するが、クロック周波数は、この値に限定されない。
図1は、この発明の実施の形態1に係る光センサ内蔵液晶表示装置を示す構成図である。
図1において、この光センサ内蔵液晶表示装置は、タイミングコントローラ1と、液晶ディスプレイ2と、タッチ入力検出部3(タッチ入力検出手段)とを備えている。
ここで、タイミングコントローラ1には、60Hzのクロック周波数で画像データが入力されている。
タイミングコントローラ1は、PLL(Phase Locked Loop)回路11と、2倍速回路12(N倍速回路)と、ガンマ変更回路13と、画像データ出力部14(画像データ出力手段)と、フレームメモリ15とを含んでいる。
なお、フレームメモリ15は、タイミングコントローラ1の外部に設けられてもよい。
PLL回路11は、タイミングコントローラ1に入力される画像データのクロック周波数を2倍して2倍クロック周波数を生成する。具体的には、60Hzの2倍の120Hzのクロック周波数を生成する。
2倍速回路12は、タイミングコントローラ1に入力される画像データを一旦フレームメモリ15に書き込む。また、2倍速回路12は、PLL回路11で生成された2倍クロック周波数(120Hz)により、フレームメモリ15に書き込まれた画像データを2回繰り返し読み込んで、ガンマ変更回路13に出力する。
このとき、明画像データおよび暗画像データは、明画像データと暗画像データとを合成したときの輝度が、タイミングコントローラ1に入力された画像データの輝度と等しくなるように変更される。
また、ガンマ変更回路13は、明画像データおよび暗画像データを、2倍クロック周波数(120Hz)で画像データ出力部14に出力する。
画像データ出力部14は、明画像データおよび暗画像データを、所望のタイミングで液晶ディスプレイ2に駆動制御信号として出力する。
液晶ディスプレイ2は、2枚の透明な基板の間に液晶が充填されて形成された表示パネル21と、表示パネル21の背面側から光(破線矢印参照)を照射するバックライト22と、表示パネル21内に配置された複数のフォトセンサ23(光センサ)とを備えている。
また、液晶ディスプレイ2には、表示パネル21に配置された複数の画素を駆動するための図示しないゲートドライバ(ドライバ回路)およびソースドライバ(ドライバ回路)が設けられている。
表示パネル21は、タイミングコントローラ1からゲートドライバおよびソースドライバに入力される駆動制御信号に応じて、明画像データおよび暗画像データに対応した画像を表示する。
このとき、明画像データおよび暗画像データは、2倍クロック周波数(120Hz)で出力されているので、ユーザの目には、タイミングコントローラ1に入力された画像データの輝度と同じ輝度で画像が表示されているように見える。
実験方法は、以下の通りである。
背景128/255ベタ画面におけるフォトセンサ23からの出力信号を画像にしたものと、この画像中に図示した線でこの画像を切断した断面における出力信号の輝度レベルとを図2に示す。
図2より、ユーザの指は、影としても反射としても認識することができない。また、出力信号の輝度レベルも大きく変化している部分がなく、タッチ入力を検出することができない。
背景255/255ベタ画面におけるフォトセンサ23からの出力信号を画像にしたものと、この画像中に図示した線でこの画像を切断した断面における出力信号の輝度レベルとを図3に示す。
図3より、ユーザの指にバックライト22からの光が反射して明るくなっていることが分かる。また、出力信号の輝度レベルが指に対応する部分で大きく変化していることが分かる(丸印参照)。
背景0/255ベタ画面におけるフォトセンサ23からの出力信号を画像にしたものと、この画像中に図示した線でこの画像を切断した断面における出力信号の輝度レベルとを図4に示す。
図4より、ユーザの指が影になって現れていることが分かる。また、出力信号の輝度レベルが指に対応する部分で大きく変化していることが分かる(丸印参照)。
図5において、60Hzの画像データは、背景128/255ベタ画面を示している。また、120Hzの明画像データおよび暗画像データは、それぞれ背景255/255ベタ画面および背景0/255ベタ画面を示している。
ここで、明画像データを用いることにより、ユーザの指によって反射する反射光を強くすることができる。また、暗画像データを用いることにより、ユーザの指による影を濃くすることができる。
そのため、ユーザの目に見える輝度を変えることなく、ユーザが表示パネル21上に指を置いた際の周囲光と指による反射光との間に差を設けることができ、表示パネル21へのタッチ入力の検出精度を向上させることができる。
PLL回路11は、クロック周波数を3倍以上にしてもよい。このとき、フレームメモリ15に書き込まれた画像データは、3倍以上にされたクロック周波数に応じて繰り返し読み込まれてガンマ変更回路13に出力される。
また、ガンマ変更回路13は、入力された複数の同一の画像データのうち、少なくとも2枚の画像データを、明画像データおよび暗画像データに変更する。具体的には、例えばクロック周波数が3倍にされた場合において、ガンマ変更回路13は、1枚の画像データを明画像データに変更し、もう1枚の画像データを暗画像データに変更し、残り1枚の画像データは輝度を変更せずにそのまま出力する。
PLL回路11がクロック周波数を3倍以上にする場合には、よりユーザの目に見える輝度を変えることなく表示パネル21の表示を切り替えることができる。
Claims (3)
- 表示パネル内に配置され、外部から入射する周囲光および前記表示パネルへのタッチ入力による反射光を検出する複数の光センサと、
前記表示パネルの画素を駆動するためのドライバ回路と、
前記ドライバ回路の動作を制御する画像データ出力手段を有するタイミングコントローラと、
前記複数の光センサからの出力信号に基づいて、前記タッチ入力を検出するタッチ入力検出手段と、を備え、
前記タイミングコントローラは、
前記タイミングコントローラに入力される画像データのクロック周波数をN(Nは2以上の整数)倍してN倍クロック周波数を生成するPLL回路と、
前記画像データをフレームメモリに書き込むとともに、前記N倍クロック周波数により、前記フレームメモリに書き込まれた前記画像データをN回繰り返し読み込んで出力するN倍速回路と、
前記N倍速回路からの互いに同一のN枚の前記画像データのうち、少なくとも2枚の画像データを、前記N枚の画像データを合成したときの輝度を保持したまま、前記タイミングコントローラに入力された前記画像データよりも輝度の高い画像データと輝度の低い画像データとに変更し、変更後のN枚の画像データとして出力するガンマ変更回路と、をさらに有し、
前記画像データ出力手段は、前記ガンマ変更回路からの前記変更後のN枚の画像データを、所望の出力タイミングで前記ドライバ回路に出力し、
前記タッチ入力検出手段は、前記変更後のN枚の画像データを用いて、前記タッチ入力を検出すること
を特徴とする光センサ内蔵液晶表示装置。 - 前記光センサは、前記周囲光および前記反射光を光強度に応じた電流に変換するフォトセンサであることを特徴とする請求項1に記載の光センサ内蔵液晶表示装置。
- 前記Nは、2であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光センサ内蔵液晶表示装置。
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