WO2010079647A1 - エリアセンサ、液晶表示装置、および位置検出方法 - Google Patents

エリアセンサ、液晶表示装置、および位置検出方法 Download PDF

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和彦 津田
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シャープ株式会社
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    • G02F1/13312—Circuits comprising photodetectors for purposes other than feedback

Definitions

  • the present invention relates to an area sensor having a liquid crystal panel with a built-in optical sensor, and a liquid crystal display device.
  • a touch panel having a function of detecting a position where an object (such as an input pen) contacts is widely used.
  • Some conventional touch panels are composed of two transparent substrates in which transparent electrodes are arranged to face each other with a spacer of several microns. This touch panel detects a position where an object is in contact by detecting a change in resistance value or capacitance at a contact point between the transparent electrodes provided on each of the two transparent substrates by a sensor connected to these transparent electrodes. ing.
  • the transparent substrate is arranged at a position slightly away from the display surface, there is a problem that the user feels uncomfortable with the operation, or unnecessary reflected light is generated and the display quality is remarkably deteriorated.
  • TFT liquid crystal displays with a touch panel function in which sensors are built in each pixel have been developed in recent years as the performance of elements constituting the TFT liquid crystal display has been improved (see, for example, Patent Document 1). ).
  • the optical sensor element is juxtaposed with the TFT element and the display surface of the image can be directly touched, the user can specify the position without a sense of incongruity.
  • this display does not have a structure in which transparent substrates are stacked, unnecessary reflected light is not generated and an image can be clearly displayed.
  • This method includes a method for detecting a shadow of an object such as a pen or a finger caused by ambient light, and a method for detecting reflected light from an object of transmitted light irradiated by a backlight of a liquid crystal panel.
  • the TFT liquid crystal display adopting the former method there is a problem that an input unintended by the user is performed because the sensor element may detect the shadow only when the object approaches the display surface.
  • the TFT liquid crystal display adopting the latter method when the object comes into contact with the display surface, the reflected light intensity detected by the optical sensor element is remarkably increased.
  • FIGS. 7A and 7B show the case where the image (middle image) displayed on the liquid crystal panel 20 is white display and black display, respectively, and the finger or pen is in contact with the detection target surface 300a. 2 shows an image (lower image) generated based on the intensity of the light received by the optical sensor element 30 when the optical sensor element 30 is in contact.
  • the image displayed on the liquid crystal panel 20 is a white image (all pixels are images having the highest gradation)
  • the light from the backlight 10 that has passed through the front-side polarizing plate 40a is reflected by a finger or a pen, as shown in FIG.
  • the optical sensor element 30 receives the reflected light, so that the touched position can be detected.
  • the image displayed on the liquid crystal panel 20 is a black image (an image with all pixels having the lowest gradation)
  • the light from the backlight 10 is absorbed by the front-side polarizing plate 40a. Since the optical sensor element 30 does not receive light as shown in the lower image of), the touched position cannot be detected.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to detect the position of an object in contact with the detection target surface of the front polarizing plate by receiving the reflected light of the backlight.
  • An object of the present invention is to realize a liquid crystal display device capable of detecting the position of an object even if the image displayed on the liquid crystal panel is a black image.
  • a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which an optical sensor that detects an intensity distribution of light incident from the front side is built in, and a light emitting unit that emits light from the back side to the liquid crystal panel. And transmits the component oscillating in parallel to the transmission axis of the polarizing plate arranged on the front side of the liquid crystal panel among the light irradiated from the light emitting unit and transmitted through the liquid crystal panel, and with respect to the transmission axis. And a polarizing reflector disposed between the liquid crystal panel and the polarizing plate so as to reflect a vertically oscillating component.
  • the light emitted from the light emitting unit and transmitted through the liquid crystal panel can be controlled by uniformly controlling the orientation of the liquid crystal forming the liquid crystal panel.
  • the vibration direction becomes uniform. Therefore, in this case, the intensity of the reflected light reflected in each region of the polarizing reflector is also uniform, and the optical sensor detects light having a uniform intensity distribution.
  • the vibration direction of light transmitted through the contact area of the liquid crystal panel is different from the vibration direction of light transmitted through the other area of the liquid crystal panel. That is, the intensity of the reflected light reflected by the area on the polarizing reflector overlapping the contact area of the liquid crystal panel is different from the intensity of the reflected light reflected by other areas of the polarizing reflector.
  • the optical sensor when an object comes into contact with the polarizing plate, the optical sensor has an intensity distribution light having an intensity different from the intensity in the other area in the area corresponding to the contact position and a uniform intensity in the other area. Is detected.
  • the liquid crystal display device uniformly controls the orientation of the liquid crystal constituting the liquid crystal panel, even if the image displayed on the liquid crystal panel is a black image, the intensity distribution of the light detected by the optical sensor is obtained. Based on this, it is possible to detect the position where the object is in contact with the polarizing plate.
  • the position detection method is a position detection method for detecting a position where an object is in contact with the front side of a liquid crystal panel. Of the light transmitted through the liquid crystal panel, it vibrates parallel to the transmission axis of the polarizing plate using a polarizing reflector provided between the panel and the polarizing plate disposed on the front side of the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal display device includes a detection image generation unit that generates a detection image that represents an intensity distribution of light detected by the optical sensor, a negative image generation unit that generates a negative image of an image to be displayed on the liquid crystal panel, and the negative A difference image generating means for generating a difference image between the image and the detected image; and an extracting means for extracting the coordinates of a pixel having a gradation equal to or higher than a predetermined threshold included in the difference image. desirable.
  • the image displayed on the liquid crystal panel is an image to be displayed when an object contacts the polarizing plate and the liquid crystal orientation of the liquid crystal panel is not disturbed.
  • the difference image generated by the difference image generation means when the object comes into contact with the polarizing plate has a predetermined threshold value or more.
  • the liquid crystal display device preferably includes a retardation plate disposed between the polarizing reflector and the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal display device has an additional effect that an image with high contrast can be displayed with a wide viewing angle.
  • the polarizing reflector is preferably DBEF (Dual / Brightness / Enhancement / Film).
  • the optical sensor is preferably formed by a plurality of photodiodes or a plurality of phototransistors.
  • the liquid crystal panel preferably includes an active matrix substrate, a counter substrate, and a liquid crystal layer disposed therebetween.
  • an area sensor includes a liquid crystal panel in which an optical sensor that detects the intensity distribution of light incident from the front side is built in, and a light emitting unit that irradiates light from the back side to the liquid crystal panel.
  • a component that vibrates in parallel to the transmission axis of the polarizing plate disposed on the front side of the liquid crystal panel is transmitted, and the light is transmitted with respect to the transmission axis.
  • a polarizing reflector disposed between the liquid crystal panel and the polarizing plate is provided so as to reflect a vertically oscillating component.
  • the light emitted from the light emitting unit and transmitted through the liquid crystal panel can be controlled by uniformly controlling the orientation of the liquid crystal forming the liquid crystal panel.
  • the vibration direction becomes uniform. Therefore, in this case, the intensity of the reflected light reflected in each region of the polarizing reflector is also uniform, and the optical sensor detects light having a uniform intensity distribution.
  • the vibration direction of light transmitted through the contact area of the liquid crystal panel is different from the vibration direction of light transmitted through the other area of the liquid crystal panel. That is, the intensity of the reflected light reflected by the area on the polarizing reflector overlapping the contact area of the liquid crystal panel is different from the intensity of the reflected light reflected by other areas of the polarizing reflector.
  • the optical sensor when an object comes into contact with the polarizing plate, the optical sensor has an intensity distribution light having an intensity different from the intensity in the other area in the area corresponding to the contact position and a uniform intensity in the other area. Is detected.
  • the object is in contact with the polarizing plate regardless of whether the light emitted from the light-emitting portion passes through the polarizing plate. Based on the intensity distribution of the light detected by the optical sensor, it is possible to detect the position where the object on the surface of the polarizing plate contacts.
  • a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which an optical sensor that detects an intensity distribution of light incident from the front side is built in, and a light emitting unit that emits light from the back side to the liquid crystal panel. And transmits the component oscillating in parallel to the transmission axis of the polarizing plate arranged on the front side of the liquid crystal panel among the light irradiated from the light emitting unit and transmitted through the liquid crystal panel, and with respect to the transmission axis. And a polarizing reflector disposed between the liquid crystal panel and the polarizing plate so as to reflect the vertically oscillating component.
  • the orientation of the liquid crystal constituting the liquid crystal panel is uniformly controlled, even if the image displayed on the liquid crystal panel is a black image, the light detected by the optical sensor when the object contacts the polarizing plate. Based on the intensity distribution, it is possible to detect the position where the object on the surface of the polarizing plate contacts.
  • FIG. 1 showing an embodiment of the present invention, is a block diagram illustrating a main configuration of a liquid crystal display device.
  • FIG. FIGS. 4A and 4B show an embodiment of the present invention
  • FIGS. 4A and 4B show a case where a liquid crystal is driven by receiving an image signal indicating a white image and a black image from the outside, respectively. It shows an image (middle image) displayed on the liquid crystal panel when it occurs, and an image (lower image) generated based on the light intensity distribution detected by the optical sensor element.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention and illustrating the properties of a polarizing reflector. It is a figure which shows embodiment of this invention and shows the wire grid polarizing plate used as a polarizing reflector.
  • FIG. 1 shows a conventional technique, in which (a) is a block diagram showing a configuration of a main part of a liquid crystal display device provided with a lens device, and (b) is a diagram for explaining properties of the lens device. (A) and (b) respectively show an image (middle image) displayed on a liquid crystal panel when a finger or a pen is in contact with a detection target surface, and an optical sensor element. An image (lower image) generated based on the detected light intensity distribution is shown.
  • a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to this.
  • a liquid crystal display device 100 shown in FIG. 1 has an area sensor function of detecting an input position by detecting an image on the surface of a display panel by a photosensor element provided for each pixel.
  • the liquid crystal display device 100 of the present embodiment includes a liquid crystal panel 20 and a backlight 10 (light emitting unit) that emits light from the back side of the liquid crystal panel 20.
  • a backlight 10 light emitting unit
  • the liquid crystal panel 20 includes an active matrix substrate 21 in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a counter substrate 22 arranged to face the active matrix substrate 21, and a display medium is provided between the two substrates. A certain liquid crystal layer 23 is sandwiched.
  • the display mode of the liquid crystal panel 20 is not particularly limited, and any display mode such as a TN mode, an IPS mode, and a VA mode can be applied.
  • a front side polarizing plate 40a and a back side polarizing plate 40b are provided on the front side and the back side of the liquid crystal panel 20, respectively.
  • Each polarizing plate 40a and 40b serves as a polarizer.
  • the polarization direction of the front-side polarizing plate 40a and the polarization direction of the back-side polarizing plate 40b are arranged so as to have a crossed Nicols relationship.
  • a normally black mode liquid crystal display device can be realized.
  • the polarizing reflector 50 has a function of transmitting a component that oscillates in parallel with the transmission axis and reflects a component that oscillates perpendicular to the transmission axis in the incident light.
  • the polarizing reflection plate 50 By arranging such a polarizing reflection plate 50 so that the direction of the transmission axis of the polarization reflection plate 50 and the direction of the transmission axis of the front-side polarizing plate 40a coincide with each other, The component that vibrates parallel to the transmission axis of the front-side polarizing plate 40a is transmitted, and the component that is transmitted perpendicular to the transmission axis is reflected.
  • a component that vibrates in parallel with the transmission axis of the front polarizing plate 40a transmits through the front polarizing plate 40a, while a component that vibrates perpendicularly to the transmission axis of the front polarizing plate 40a.
  • the light is reflected by the polarization reflector 50.
  • the light reflected by the polarization reflector 50 is incident on an optical sensor element 30 described later.
  • Examples of the polarizing reflector 50 include, but are not limited to, DBEF (Dual, Brightness, Enhancement, Film). That is, any incident light having a function of transmitting a component that vibrates in parallel with the transmission axis and reflecting a component that vibrates perpendicular to the transmission axis may be used.
  • the plate 50 can also be configured.
  • the wire grid polarizing plate is a plate in which a plurality of metal wires are arranged substantially in parallel so that the period is equal to or less than the wavelength of incident light.
  • the metal wire 50a which is about 1/4 of the wavelength may be arranged at intervals of 1/4 of the wavelength of the incident light.
  • the period is the sum of the width of the metal wire and the distance between adjacent metal wires. Incident light having a polarization parallel to the longitudinal direction of the metal wire is reflected after being absorbed as free electron vibration in the metal wire, but has a polarization perpendicular to the longitudinal direction of the metal wire. Incident light is transmitted without transmitting vibration to the metal free electrons because the width of the metal wire is narrower than the wavelength.
  • the wire grid polarizing plate is arranged so that the direction of the transmission axis (the axis on the wire grid polarizing plate perpendicular to the longitudinal direction of the metal wire) coincides with the direction of the transmission axis of the front side polarizing plate 40a. Is done.
  • the active matrix substrate 21 is provided with a TFT (not shown), which is a switching element for driving each pixel, an alignment film (not shown), an optical sensor element 30 and the like.
  • the counter substrate 22 is formed with a color filter layer, a counter electrode, an alignment film, and the like.
  • the color filter layer is composed of colored portions having respective colors of red (R), green (G), and blue (B), and a black matrix.
  • a plurality of photosensor elements 30 are arranged at a predetermined interval inside the liquid crystal panel 20, and these photosensor elements constitute a photosensor.
  • Each photosensor element 30 is driven by a power source supplied from an area sensor drive circuit 72 described later, and detects the reflected light from the polarization reflection plate 50.
  • the photosensor element 30 is a means for generating a photocurrent according to the intensity of received light, and can be constituted by, for example, a photodiode or a phototransistor.
  • the TFT and the optical sensor element 30 may be monolithically formed on the active matrix substrate 21 by substantially the same process. That is, some constituent members of the optical sensor element 30 may be formed simultaneously with some constituent members of the TFT.
  • Such a method for forming an optical sensor element can be performed in accordance with a conventionally known method for manufacturing a liquid crystal display device incorporating an optical sensor element.
  • optical sensor element 30 may be provided for each pixel or for each pixel. For example, it may be provided for each pixel having any one color filter of R, G, and B.
  • the liquid crystal display device 100 includes a liquid crystal driving circuit 60 that drives the liquid crystal panel 20 based on an image signal supplied from the outside, and an area sensor control unit 70 that controls the optical sensor. I have.
  • a conventionally known configuration can be applied to the configuration of the liquid crystal driving circuit 60.
  • the area sensor control unit 70 includes a timing generation circuit 71, an area sensor drive circuit 72, an area sensor readout circuit 73, a coordinate extraction circuit 74, and an interface circuit 75.
  • the timing generation circuit 71 is a means for synchronizing these circuits by supplying timing signals to the area sensor drive circuit 72, the area sensor readout circuit 73, and the coordinate extraction circuit 74.
  • the area sensor driving circuit 72 is a means for driving the area sensor by supplying electric power to each optical sensor element 30.
  • the area sensor reading circuit 73 is a means for reading the photocurrent generated by each photosensor element 30 and generating an image (hereinafter referred to as a detection image) representing the intensity distribution of the light incident on the photosensor. is there.
  • the detection image generated by the area sensor readout circuit 73 has, for example, a gradation value of a pixel corresponding to the photosensor element 30 having a high light reception intensity and a low light reception intensity. Is a low image.
  • the coordinate extraction circuit 74 is in contact with an object (such as a finger or an input pen) based on the detection image generated by the area sensor readout circuit 73 and the display image to be displayed on the liquid crystal panel 20 supplied from the outside. Coordinates representing the selected position are determined. Specifically, first, the coordinate extraction circuit 74 generates a negative image of the display image.
  • the coordinate extraction circuit 74 generates a difference image between the detected image and the negative image. Then, the coordinate extraction circuit 74 calculates the representative coordinates of the high gradation region (region composed of pixels having gradations equal to or higher than a predetermined threshold) in the difference image.
  • the representative coordinates are, for example, the average value of the coordinates of the pixels constituting the high gradation region. Also, the number of representative coordinates calculated may be one or plural.
  • the interface circuit 75 is a means for outputting the representative coordinates calculated by the coordinate extraction circuit 74 to other control units in the liquid crystal display device 100.
  • the representative coordinates output from the interface circuit 75 are referred to by another control unit, for example, in order to execute processing according to the position designated by the user with a finger or a pen.
  • FIG. 2 are the cases where the liquid crystal driving circuit 60 is driving the liquid crystal by receiving image signals indicating a white image and a black image from the outside, and a finger or a pen is a detection target.
  • the liquid crystal panel 20 when the liquid crystal panel 20 is driven by receiving an image signal indicating a black image, in a region not affected by the pooling phenomenon (the liquid crystal orientation is not disturbed).
  • the light emitted from the backlight 10 is reflected by the polarization reflector 50.
  • light irradiated from the backlight 10 passes through the polarization reflector 50 in a region affected by the pooling phenomenon (pressed by the contact of a finger or pen and the orientation of the liquid crystal is disturbed). Therefore, the detection image generated by the area sensor readout circuit 73 is a white image with a reduced gradation in the area where the finger or the input pen touches.
  • the region in contact with the finger or the input pen is the high gradation region.
  • the detection image generated by the area sensor readout circuit 73 is a black image with a high gradation in the area where the finger or the input pen touches.
  • the region in contact with the finger or the input pen is the high gradation region.
  • the coordinate extraction circuit 74 can extract the position received from the finger or the pen regardless of whether the image represented by the image signal is a white image or a black image. Similarly, it is possible to detect the position of contact with a finger or pen for any image.
  • the liquid crystal display device 100 can detect the position where the touch from the finger or the pen is received even when any image is displayed on the liquid crystal panel 20.
  • a conventional liquid crystal display device 400 includes a lens device 58 between the liquid crystal panel 20 and the front polarizing plate 40a.
  • the liquid crystal reflector 50 includes only the component that vibrates in parallel with the transmission axis of the front polarizing plate 40a out of the light emitted from the backlight 10 and transmitted through the liquid crystal panel 20.
  • the vector components of the reflection axis and the transmission axis of the liquid crystal reflecting plate 50 are coincident with the vector components of the absorption axis and the transmission axis of the front-side polarizing plate 40a, so that the polarization is not disturbed and the contrast is reduced. It produces the effect of not.
  • an area sensor that omits the function of displaying an arbitrary image from the liquid crystal display device 100 described above is also included in the scope of the present invention.
  • such an area sensor can be realized by omitting the liquid crystal driving circuit 60 from the liquid crystal display device 100.
  • the coordinate extraction circuit 74 is based on the detection image generated by the area sensor reading circuit 73 and a predetermined image (an image that should be generated by the area sensor reading circuit 73 if no pooling phenomenon occurs). Coordinates representing the position where an object (such as a finger or an input pen) touches are determined. Specifically, the coordinate extraction circuit 74 generates a difference image between the detected image and the predetermined image. Then, the coordinate extraction circuit 74 calculates representative coordinates of a high gradation region (region composed of pixels having gradations equal to or higher than a predetermined threshold) in the difference image.
  • a high gradation region region composed of pixels having gradations equal to or higher than a predetermined threshold
  • the coordinate extraction circuit 74 is a region in which the gradation value is different from other regions in the detection image generated by the area sensor readout circuit 73 (the absolute value of the gradation value and the predetermined value is greater than or equal to a predetermined threshold value). May be detected, and the representative coordinates of the regions having different gradation values may be calculated.
  • a liquid crystal display device 200 according to a modification of the present embodiment will be described below with reference to FIG. Note that the present invention is not limited to this. In the description of the modification of the present embodiment, a configuration different from the already described liquid crystal display device 100 will be described in the configuration of the liquid crystal display device 200 having the area sensor function.
  • FIG. 5 shows a configuration of the liquid crystal display device 200 according to the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 200 of the present embodiment includes a front-side retardation plate 55 a between the liquid crystal panel 20 and the polarization reflector 50 as an optical compensation element, and the liquid crystal panel 20 and the back-side polarization.
  • a back side retardation plate 55b is provided between the plate 40b and the plate 40b.
  • the front side retardation plate 55a and the back side retardation plate 55b are arranged for the purpose of improving transmittance and viewing angle characteristics. Therefore, the liquid crystal display device 200 according to the present embodiment has a further effect that an image with high contrast can be displayed with a wide viewing angle as compared with the liquid crystal display device 100.
  • the present invention can be suitably used for a liquid crystal display device with an area sensor function.
  • Backlight (light emitting part) 20 liquid crystal panel 21 active matrix substrate 22 counter substrate 23 liquid crystal layer 30 optical sensor element 40a front side polarizing plate (polarizing plate arranged on the front side of the liquid crystal panel) 40b Back side polarizing plate 50 Polarization reflecting plate 50a Metal wire 60 Liquid crystal drive circuit 55a Front side phase difference plate (phase difference plate) 55b Back side retardation plate 58 Lens device 70 Area sensor control unit 71 Timing generation circuit 72 Area sensor drive circuit 73 Area sensor readout circuit (detected image generation means) 74 Coordinate extraction circuit (negative image generation means, difference image generation means, extraction means) 75 Interface circuit 100 Liquid crystal display device 100a Panel surface (detection target surface) 200 Liquid crystal display device 200a Panel surface (detection target surface) 300a Detection target surface 400a Detection target surface

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Abstract

　本発明の液晶表示装置（１００）は、表側から入射した光の強度を検知する光センサが内蔵された液晶パネル（２０）と、液晶パネル（２０）に裏側から光を照射するバックライト（１０）と、バックライト（１０）から照射され液晶パネル（２０）を透過した光のうち、表側偏光板（４０ａ）の透過軸に対して平行に振動する成分を透過するとともに、透過軸に対して垂直に振動する成分を反射するように、液晶パネル（２０）と表側偏光板（４０ａ）との間に配置された偏光反射板（５０）とを備えている。

Description

エリアセンサ、液晶表示装置、および位置検出方法
　本発明は、光センサが内蔵された液晶パネルを備えたエリアセンサ、及び液晶表示装置に関する。
　画像を表示する機能の他に、物体（入力用のペンなど）が接触した位置を検出する機能を備えたタッチパネルが広く用いられている。
　従来のタッチパネルの中には、数ミクロンのスペーサを介して透明電極が互いに対向するように配置された２枚の透明基板により構成されているものがある。このタッチパネルは、２枚の透明基板がそれぞれ備える透明電極同士の接触点における抵抗値または電気容量の変化をこれらの透明電極に接続されたセンサによって検出することにより、物体が接触した位置を検出している。しかしながら、表示面からわずかに離れた位置に透明基板が配置されているため、ユーザが操作に違和感を覚えたり、不要な反射光が発生して表示品質が著しく低下したりするという問題がある。
　このような問題に鑑みて、近年、ＴＦＴ液晶ディスプレイを構成する素子性能が向上したことに伴い、各画素にセンサを内蔵したタッチパネル機能付のＴＦＴ液晶ディスプレイが開発されている（例えば特許文献１参照）。このディスプレイは、ＴＦＴ素子に光センサ素子が併置されており、画像の表示面に直接タッチすることが可能であるため、ユーザは違和感なく位置の指定を行うことが可能である。また、このディスプレイは、透明基板を重ねた構造を有していないので、不要な反射光が発生せず、鮮明に画像を表示することができる。
　このＴＦＴ液晶ディスプレイにおいては、光センサ素子がユーザによりタッチされた位置を検出する。この方式には、周囲光によって生じるペンや指などの物体の影を検出する方式と、液晶パネルのバックライトにより照射された透過光の物体による反射光を検出する方式とが存在する。
　前者の方式を採用するＴＦＴ液晶ディスプレイにおいては、物体が表示面に接近しただけで、センサ素子がその影を検出することがあるためユーザが意図しない入力が行われてしまう問題がある。一方、後者の方式を採用するＴＦＴ液晶ディスプレイにおいては、物体が表示面に接触したときに、光センサ素子が検出する反射光強度が顕著に増加するため、上記のような問題は発生しにくいという特徴がある。
　このような特徴により、上記のような液晶表示装置以外にも、後者の方式における光センサ素子をエリアセンサとして用いた様々な装置（例えば、特許文献２に記載の光学式ポインティング入力装置）が開発されている。
日本国公開特許公報「特開２００６－１８２１９号公報」（２００６年１月１９日公開） 日本国公開特許公報「特開２００１－６７１８０号公報」（２００１年３月１６日公開）
　しかしながら、物体に対するバックライトの反射光を受光して物体の位置検出を行う上記液晶表示装置においては、黒表示をしている領域に物体が接触しても、物体の位置を検出することが困難であるという問題があった。
　このことについて図７を用いて具体的に説明する。図７の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、液晶パネル２０に表示される画像（中段の画像）が白表示及び黒表示のときであって、指やペンが検出対象面３００ａに接しているときに光センサ素子３０が受光する光の強度に基づいて生成される画像（下段の画像）を示したものである。液晶パネル２０に表示される画像が白画像（全ての画素が最高階調の画像）の場合、表側偏光板４０ａを通過したバックライト１０からの光が指やペンで反射し、図７の（ａ）の下段の画像に示すように、光センサ素子３０が反射光を受光するので、接触した位置を検出することができる。しかしながら、液晶パネル２０に表示される画像が黒画像（全ての画素が最低階調の画像）の場合、バックライト１０からの光は表側偏光板４０ａに吸収されてしまうため、図７の（ｂ）の下段の画像に示すように光センサ素子３０は受光しないため、接触した位置を検出することができない。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、バックライトの反射光を受光することにより、表側偏光板の検出対象面に接触した物体の位置検出を行う液晶表示装置において、液晶パネルに表示する画像が黒画像であっても、物体の位置を検出することが可能な液晶表示装置を実現することにある。
　本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、表側から入射した光の強度分布を検知する光センサが内蔵された液晶パネルと、上記液晶パネルに裏側から光を照射する発光部と、上記発光部から照射され上記液晶パネルを透過した光のうち、上記液晶パネルの表側に配置された偏光板の透過軸に対して平行に振動する成分を透過するとともに、上記透過軸に対して垂直に振動する成分を反射するように、上記液晶パネルと上記偏光板との間に配置された偏光反射板と、を備えていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、上記偏光板に物体が接触していない場合、上記液晶パネルを構成する液晶の配向を一様に制御すれば、上記発光部から照射され上記液晶パネルを透過した光の振動方向が一様になる。したがって、この場合、上記偏光反射板の各領域において反射される反射光の強度も一様となり、上記光センサは、一様な強度分布の光を検知する。
　また、上記液晶パネルの液晶層を構成する液晶分子の配向を一様に制御した状態で、上記偏光板に物体が接触すると、接触した接触領域において液晶の配向の変化が発生する。そして、上記液晶パネルの接触領域を透過する光の振動方向が、上記液晶パネルの他の領域を透過する光の振動方向と異なるようになる。すなわち、上記液晶パネルの接触領域と重なり合う上記偏光反射板上の領域で反射する反射光の強度が、上記偏光反射板の他の領域で反射する反射光の強度と異なるようになる。
　従って、上記光センサは、上記偏光板に物体が接触すると、接触した位置に対応する領域では他の領域における強度と異なる強度を有し、他の領域では一様な強度を有する強度分布の光を検知する。
　これにより、液晶表示装置は、上記液晶パネルを構成する液晶の配向を一様に制御すれば、上記液晶パネルに表示する画像が黒画像であっても、光センサが検知する光の強度分布に基づいて、偏光板に物体が接触した位置を検出することができるという効果を奏する。
　本発明に係る位置検出方法は、上記課題を解決するために、液晶パネルの表側に物体が接触した位置を検出する位置検出方法において、裏側から上記液晶パネルに光を照射する工程と、上記液晶パネルと上記液晶パネルの表側に配置された偏光板との間に設けられた偏光反射板を用いて、上記液晶パネルを透過した光のうち、上記偏光板の透過軸に対して平行に振動する成分を透過させるとともに、上記透過軸に対して垂直に振動する成分を反射させる工程と、上記表側から入射した光の強度分布を検知することにより上記位置を検出する工程とを含んでいる、ことを特徴としている。
　上記の構成によれば、本発明に係る液晶表示装置と同様の作用効果を奏する。
　上記液晶表示装置は、上記光センサが検知した光の強度分布を表わす検出画像を生成する検出画像生成手段と、上記液晶パネルに表示する画像のネガ画像を生成するネガ画像生成手段と、上記ネガ画像と上記検出画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、上記差分画像に含まれる所定の閾値以上の階調を有する画素の座標を抽出する抽出手段と、をさらに備えていることが望ましい。
　ここで、上記液晶パネルに表示する画像は、上記偏光板に物体が接触して上記液晶パネルの液晶の配向に乱れが生じない場合に表示すべき画像である。
　上記の構成によれば、液晶パネルに表示する画像がいかなる画像であっても、上記偏光板に物体が接触したときに上記差分画像生成手段が生成する差分画像に含まれる、所定の閾値以上の階調を有する画素の座標を抽出することにより、上記偏光板に物体が接触した位置を検出することができるというさらなる効果を奏する。
　上記液晶表示装置は、上記偏光反射板と上記液晶パネルとの間に配置された位相差板を備えていることが望ましい。
　上記の構成によれば、上記液晶表示装置は、コントラストの高い画像を広い視野角で表示することができるというさらなる効果を奏する。
　なお、上記偏光反射板は、ＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ・Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ・Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ・Ｆｉｌｍ）であることが望ましい。
　また、上記光センサは、複数のフォトダイオードまたは複数のフォトトランジスタにより形成されていることが望ましい。
　また、上記液晶パネルは、アクティブマトリクス基板と、対向基板と、これらの間に配置された液晶層と、を備えているが望ましい。
　本発明に係るエリアセンサは、上記課題を解決するために、表側から入射した光の強度分布を検知する光センサが内蔵された液晶パネルと、上記液晶パネルに裏側から光を照射する発光部と、上記発光部から照射され上記液晶パネルを透過した光のうち、上記液晶パネルの表側に配置された偏光板の透過軸に対して平行に振動する成分を透過するとともに、上記透過軸に対して垂直に振動する成分を反射するように、上記液晶パネルと上記偏光板との間に配置された偏光反射板と、を備えていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、上記偏光板に物体が接触していない場合、上記液晶パネルを構成する液晶の配向を一様に制御すれば、上記発光部から照射され上記液晶パネルを透過した光の振動方向が一様になる。したがって、この場合、上記偏光反射板の各領域において反射される反射光の強度も一様となり、上記光センサは、一様な強度分布の光を検知する。
　また、上記液晶パネルの液晶層を構成する液晶分子の配向を一様に制御した状態で、上記偏光板に物体が接触すると、接触した接触領域において液晶の配向の変化が発生する。そして、上記液晶パネルの接触領域を透過する光の振動方向が、上記液晶パネルの他の領域を透過する光の振動方向と異なるようになる。すなわち、上記液晶パネルの接触領域と重なり合う上記偏光反射板上の領域で反射する反射光の強度が、上記偏光反射板の他の領域で反射する反射光の強度と異なるようになる。
　従って、上記光センサは、上記偏光板に物体が接触すると、接触した位置に対応する領域では他の領域における強度と異なる強度を有し、他の領域では一様な強度を有する強度分布の光を検知する。
　これにより、上記液晶パネルを構成する液晶の配向を一様に制御すれば、上記発光部から照射された光が上記偏光板を透過してもしなくても、物体が偏光板に接触するときに光センサが検知する光の強度分布に基づいて、偏光板表面の物体が接触した位置を検出することができるという効果を奏する。
　本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、表側から入射した光の強度分布を検知する光センサが内蔵された液晶パネルと、上記液晶パネルに裏側から光を照射する発光部と、上記発光部から照射され上記液晶パネルを透過した光のうち、上記液晶パネルの表側に配置された偏光板の透過軸に対して平行に振動する成分を透過するとともに、上記透過軸に対して垂直に振動する成分を反射するように、上記液晶パネルと上記偏光板との間に配置された偏光反射板と、を備えている。
　これにより、上記液晶パネルを構成する液晶の配向を一様に制御すれば、上記液晶パネルに表示する画像が黒画像であっても、物体が偏光板に接触するときに光センサが検知する光の強度分布に基づいて、偏光板表面の物体が接触した位置を検出することができるという効果を奏する。
本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示すものであり、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、外部から白画像及び黒画像を示す画像信号を受け付けて液晶を駆動しているときであって、プーリング現象が発生しているときに液晶パネルに表示される画像（中段の画像）、及び光センサ素子が検知した光の強度分布に基づいて生成される画像（下段の画像）を示したものである。 本発明の実施形態を示すものであり、偏光反射板の性質について説明する図である。 本発明の実施形態を示すものであり、偏光反射板として用いられるワイヤーグリッド偏光板を示す図である。 本発明の実施形態の変形例を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。 従来技術を示すものであり、（ａ）はレンズデバイスを備えた液晶表示装置の要部構成を示すブロック図であり、（ｂ）はレンズデバイスの性質について説明する図である。 従来技術を示すものであり、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、指やペンが検出対象面に接しているときに液晶パネルに表示される画像（中段の画像）、及び光センサ素子が検知した光の強度分布に基づいて生成される画像（下段の画像）を示したものである。
　本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について図１～図３に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
　本実施形態の液晶表示装置の構成を、図１を参照しながら説明する。図１に示す液晶表示装置１００は、画素毎に設けられた光センサ素子が表示パネルの表面の画像を検知することで入力位置を検出するエリアセンサ機能を有している。
　図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００は、液晶パネル２０、および、液晶パネル２０の裏側から光を照射するバックライト１０（発光部）を備えている。
　液晶パネル２０は、複数の画素がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス基板２１と、これに対向するように配置された対向基板２２とを備えており、さらにこれら２つの基板の間に表示媒体である液晶層２３が挟持された構造を有している。なお、本実施の形態において、液晶パネル２０の表示モードは特に限定されず、ＴＮモード、ＩＰＳモード、ＶＡモードなどのあらゆる表示モードを適用することができる。
　また、液晶パネル２０の表側および裏側には、表側偏光板４０ａおよび裏側偏光板４０ｂがそれぞれ設けられている。
　各偏光板４０ａおよび４０ｂは、偏光子としての役割を果たす。例えば、液晶層２３に封入されている液晶材料が垂直配向型である場合、表側偏光板４０ａの偏光方向と裏側偏光板４０ｂの偏光方向とを、互いにクロスニコルの関係になるように配置することで、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置を実現することができる。
　表側偏光板４０ａと液晶パネル２０との間には、偏光反射板５０が設けられている。図３に示すように、偏光反射板５０は、入射光のうち、透過軸と平行に振動する成分を透過し、透過軸と垂直に振動する成分を反射する機能を有している。このような偏光反射板５０を、偏光反射板５０の透過軸の向きと表側偏光板４０ａの透過軸の向きとが一致するように配置することにより、バックライト１０から照射された光のうち、表側偏光板４０ａの透過軸と平行に振動する成分を透過し、透過軸に対して垂直に透過する成分を反射するように配置されている。すなわち、バックライト１０から照射された光のうち、表側偏光板４０ａの透過軸と平行に振動する成分が表側偏光板４０ａを透過する一方、表側偏光板４０ａの透過軸と垂直に振動する成分が偏光反射板５０において反射するようになっている。偏光反射板５０において反射した光は、後述する光センサ素子３０に入射する。なお、偏光反射板５０の例としては、例えば、ＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ・Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ・Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ・Ｆｉｌｍ）が挙げられるが、これに限定されるものではない。すなわち、入射光のうち、透過軸と平行に振動する成分を透過し、透過軸と垂直に振動する成分を反射する機能を有しているものなら何でもよく、例えば、ワイヤーグリッド偏光板により偏光反射板５０を構成することもできる。
　ここで、ワイヤーグリッド偏光板とは、周期が入射光の波長以下になるように複数の金属ワイヤーが略平行に配置されたものであり、例えば、図４に示すように、幅が入射光の波長の約１／４程度である金属ワイヤー５０ａを、入射光の波長の１／４の間隔で配置したものであってもよい。ここで、周期とは、金属ワイヤーの幅と隣接する金属ワイヤー間の距離との和である。金属ワイヤーの長手方向に対して平行な偏光を持った入射光は、金属ワイヤー内で自由電子の振動として吸収された後反射されるが、金属ワイヤーの長手方向に対して垂直な偏光を持った入射光は、金属ワイヤーの幅が波長よりも狭いため金属の自由電子に振動を伝えられずに透過する。これにより、ワイヤーの長手方向に平行な偏光を持つ入射光を反射し、垂直な偏光を持つ入射光を透過する偏光反射板としての役割を果たす。なお、金属ワイヤーの材料は、光の反射率が高いものが望ましく、例えば、アルミニウムや銀であることが望ましいが、これらに限られるものではない。また、ワイヤーグリッド偏光板は、その透過軸（金属ワイヤーの長手方向に対して垂直な、ワイヤーグリッド偏光板上の軸）の向きと表側偏光板４０ａの透過軸の向きとが一致するように配置される。
　アクティブマトリクス基板２１には、各画素を駆動するためのスイッチング素子であるＴＦＴ（図示せず）、配向膜（図示せず）、光センサ素子３０などが設けられている。
　また、対向基板２２には、図示はしていないがカラーフィルタ層、対向電極及び配向膜などが形成されている。カラーフィルタ層は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの色を有する着色部と、ブラックマトリクスとから構成されている。
　本実施形態の液晶表示装置１００においては、液晶パネル２０の内部には複数の光センサ素子３０が所定の間隔で配置されており、これらの光センサ素子が光センサを構成している。各光センサ素子３０は、後述するエリアセンサ駆動回路７２から供給された電源により駆動され、偏光反射板５０からの反射光を検知する。
　光センサ素子３０は、受光した光の強度に応じた光電流を生成するための手段であり、例えば、フォトダイオードまたはフォトトランジスタにより構成することができる。なお、ＴＦＴおよび光センサ素子３０は、アクティブマトリクス基板２１上に、ほぼ同一のプロセスによってモノリシックに形成されたものであってもよい。つまり、光センサ素子３０の一部の構成部材は、ＴＦＴの一部の構成部材と同時に形成されてもよい。このような光センサ素子の形成方法は、従来公知である光センサ素子内蔵型の液晶表示装置の製造方法に準じて行うことができる。
　なお、光センサ素子３０は、画素毎に設けられていても、絵素毎に設けられていてもよい。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの何れか１つのカラーフィルタを有する画素毎に設けられていてもよい。
　また、図１に示したように、液晶表示装置１００は、外部から供給された画像信号に基づいて液晶パネル２０を駆動する液晶駆動回路６０、および、光センサを制御するエリアセンサ制御部７０を備えている。液晶駆動回路６０の構成については、従来公知の構成を適用することができる。
　図１に示すように、エリアセンサ制御部７０には、タイミング発生回路７１、エリアセンサ駆動回路７２、エリアセンサ読出回路７３、座標抽出回路７４、および、インターフェース回路７５を含んでいる。
　タイミング発生回路７１は、タイミング信号をエリアセンサ駆動回路７２、エリアセンサ読出回路７３、及び、座標抽出回路７４に供給することにより、これらの回路を同期させるための手段である。
　エリアセンサ駆動回路７２は、各光センサ素子３０に電力を供給することによってエリアセンサを駆動するための手段である。
　エリアセンサ読出回路７３は、各光センサ素子３０にて生成された光電流を読み出し、光センサに入射した光の強度分布を表わす画像（以下、検出画像と呼称する）を生成するための手段である。エリアセンサ読出回路７３により生成される検出画像は、例えば、受光強度の高い光センサ素子３０に対応する画素の階調値が高く、受光強度の低い光センサ素子３０に対応する画素の階調値が低い画像である。
　座標抽出回路７４は、エリアセンサ読出回路７３にて生成された検出画像と、外部から供給された、液晶パネル２０に表示すべき表示画像とに基づいて、物体（指または入力ペンなど）が接触した位置を表わす座標を決定する。具体的には、まず、座標抽出回路７４は、表示画像のネガ画像を生成する。
　そして、座標抽出回路７４は、検出画像とネガ画像との差分画像を生成する。そして、座標抽出回路７４は、そして、座標抽出回路７４は、差分画像における高階調領域（階調が所定の閾値以上の画素からなる領域）の代表座標を算出する。ここで、代表座標とは、例えば、高階調領域を構成する画素の座標の平均値である。また、算出される代表座標の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。
　インターフェース回路７５は、座標抽出回路７４において算出された代表座標を、液晶表示装置１００内の他の制御部へ出力するための手段である。インターフェース回路７５から出力された代表座標は、例えば、ユーザが指やペンなどにより指示した位置に応じた処理を実行するために、他の制御部により参照される。
　このようにして決定された代表座標が、指または入力ペンが接触した位置を表わす座標であることについて、図２を用いて、さらに具体的に説明する。
　図２の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、液晶駆動回路６０が外部から白画像及び黒画像を示す画像信号を受け付けて液晶を駆動しているときであって、指やペンが検出対象面１００ａに接してプーリング現象が発生しているときに液晶パネル２０に表示される画像（中段の画像）、及びエリアセンサ読出回路７３により生成された検出画像（下段の画像）を示したものである。
　図２の（ｂ）に示すように、黒画像を示す画像信号を受け付けて液晶パネル２０を駆動している場合、プーリング現象の影響を受けていない（液晶の配向が乱れていない）領域においては、バックライト１０から照射された光が偏光反射板５０において反射される。一方、プーリング現象の影響を受けている（指やペンの接触により押圧され、液晶の配向が乱れている）領域においては、バックライト１０から照射された光が偏光反射板５０を通過する。従って、エリアセンサ読出回路７３により生成された検出画像は、指または入力ペンが接触した領域の階調が低下した白画像となる。したがって、液晶パネル２０に表示すべき黒画像のネガ画像である白画像と、エリアセンサ読出回路７３により生成された検出画像との差分画像においては、指または入力ペンが接触した領域が高階調領域となり、この高階調領域の代表座標を算出することにより、指または入力ペンが接触した位置を示す座標を求めることができる。
　また、図２の（ａ）に示すように、白画像を示す画像信号を受け付けて液晶パネル２０を駆動している場合、プーリング現象の影響を受けていない（液晶の配向が乱れていない）領域においては、バックライト１０から照射された光が偏光反射板５０を透過する。一方、プーリング現象の影響を受けている（指やペンの接触により押圧され、液晶の配向が乱れている）領域においては、バックライト１０から照射された光が偏光反射板５０において反射する。従って、エリアセンサ読出回路７３により生成された検出画像は、指または入力ペンが接触した領域の階調が高い黒画像となる。したがって、液晶パネル２０に表示すべき白画像のネガ画像である黒画像と、エリアセンサ読出回路７３により生成された検出画像との差分画像においては、指または入力ペンが接触した領域が高階調領域となり、この高階調領域の代表座標を算出することにより、指または入力ペンが接触した位置を示す座標を求めることができる。
　以上、画像信号が表わす画像が白画像である場合にも、黒画像である場合にも、指やペンからの接触を受けた位置を座標抽出回路７４が抽出することができることを示したが、同様に、任意の画像について、指やペンからの接触を受けた位置を検出することができる。
　従って、本実施形態の液晶表示装置１００は、液晶パネル２０にどのような画像を表示しているときであっても、指やペンからの接触を受けた位置を検出することができる。
　また、従来の液晶表示装置４００には、図６の（ａ）に示すように、液晶パネル２０と表側偏光板４０ａとの間にレンズデバイス５８を備えているものがあるが、図６の（ｂ）に示すように、液晶パネル２０を通過した光がレンズデバイス５８を通過するときに、偏光が乱れコントラストが低下するという問題が生じていた。本実施形態に係る液晶表示装置１００においては、液晶反射板５０が、バックライト１０から照射され液晶パネル２０を透過した光のうち表側偏光板４０ａの透過軸に対して平行に振動する成分のみを透過するので、液晶反射板５０の反射軸および透過軸のベクトル成分と、表側偏光板４０ａの吸収軸および透過軸のベクトル成分とが、それぞれ一致するので、偏光が乱れずにコントラストの低下が生じないという効果を生ずる。
　なお、以上に説明した液晶表示装置１００から任意の画像を表示する機能を省くエリアセンサについても本発明の範疇に含まれる。例えば、液晶表示装置１００から液晶駆動回路６０を省くことにより、このようなエリアセンサを実現することができる。
　この場合、座標抽出回路７４は、エリアセンサ読出回路７３にて生成された検出画像と、所定の画像（プーリング現象が発生しなければエリアセンサ読出回路７３が生成すべき画像）とに基づいて、物体（指または入力ペンなど）が接触した位置を表わす座標を決定する。具体的には、座標抽出回路７４は、検出画像と上記所定の画像との差分画像を生成する。そして、座標抽出回路７４は、差分画像における高階調領域（階調が所定の閾値以上の画素からなる領域）の代表座標を算出する。
　あるいは、座標抽出回路７４は、エリアセンサ読出回路７３にて生成された検出画像の中で他の領域と階調値が異なる領域（階調値と所定の値との絶対値が所定の閾値以上である領域）を検出し、階調値が異なる領域の代表座標を算出するようにしてもよい。
　なお、このようにして算出された代表座標が、指または入力ペンが接触した位置を表わす座標であることについては、既に説明したので、ここでは説明を省略する。
　（変形例）
　本実施形態の変形例に係る液晶表示装置２００について図５に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。また、本実施形態の変形例の説明においては、エリアセンサ機能を備えている液晶表示装置２００の構成中、すでに説明した液晶表示装置１００とは異なる構成について説明する。
　図５には、本実施形態にかかる液晶表示装置２００の構成を示す。
　図５に示すように、本実施の形態の液晶表示装置２００は、光学補償素子としてそれぞれ、液晶パネル２０と偏光反射板５０との間に表側位相差板５５ａを備え、液晶パネル２０と裏側偏光板４０ｂとの間に裏側位相差板５５ｂを備えている。表側位相差板５５ａおよび裏側位相差板５５ｂは、例えば、液晶層２３に封入されている液晶材料が垂直配向型である場合、透過率の改善や視角特性の改善を目的として配置される。従って、本実施形態に係る液晶表示装置２００は、液晶表示装置１００に比べて、コントラストの高い画像を広い視野角で表示することができるというさらなる効果を奏する。
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明は、エリアセンサ機能付きの液晶表示装置に好適に利用することができる。
　　１０　　バックライト（発光部）
　　２０　　液晶パネル
　　２１　　アクティブマトリクス基板
　　２２　　対向基板
　　２３　　液晶層
　　３０　　光センサ素子
　　４０ａ　表側偏光板（液晶パネルの表側に配置された偏光板）
　　４０ｂ　裏側偏光板
　　５０　　偏光反射板
　　５０ａ　金属ワイヤー
　　６０　　液晶駆動回路
　　５５ａ　表側位相差板（位相差板）
　　５５ｂ　裏側位相差板
　　５８　　レンズデバイス
　　７０　　エリアセンサ制御部
　　７１　　タイミング発生回路
　　７２　　エリアセンサ駆動回路
　　７３　　エリアセンサ読出回路（検出画像生成手段）
　　７４　　座標抽出回路（ネガ画像生成手段、差分画像生成手段、抽出手段）
　　７５　　インターフェース回路
　１００　　液晶表示装置
　１００ａ　パネル表面（検出対象面）
　２００　　液晶表示装置
　２００ａ　パネル表面（検出対象面）
　３００ａ　検出対象面
　４００ａ　検出対象面

Claims (8)

  1. 　表側から入射した光の強度分布を検知する光センサが内蔵された液晶パネルと、
    　上記液晶パネルに裏側から光を照射する発光部と、
    　上記発光部から照射され上記液晶パネルを透過した光のうち、上記液晶パネルの表側に配置された偏光板の透過軸に対して平行に振動する成分を透過するとともに、上記透過軸に対して垂直に振動する成分を反射するように、上記液晶パネルと上記偏光板との間に配置された偏光反射板と、を備えてい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であって、
    　上記光センサが検知した光の強度分布を表わす検出画像を生成する検出画像生成手段と、
    　上記液晶パネルに表示する画像のネガ画像を生成するネガ画像生成手段と、
    　上記ネガ画像と上記検出画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、
    　上記差分画像に含まれる所定の閾値以上の階調を有する画素の座標を抽出する抽出手段と、をさらに備えていることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 　請求項１または２に記載の液晶表示装置であって、
    　上記偏光反射板と上記液晶パネルとの間に配置された位相差板を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、
    　上記偏光反射板は、ＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ・Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ・Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ・Ｆｉｌｍ）であることを特徴とする液晶表示装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、
    　上記光センサは、複数のフォトダイオードまたは複数のフォトトランジスタにより形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、
    　上記液晶パネルは、アクティブマトリクス基板と、対向基板と、これらの間に配置された液晶層と、を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
  7. 　表側から入射した光の強度分布を検知する光センサが内蔵された液晶パネルと、
    　上記液晶パネルに裏側から光を照射する発光部と、
    　上記発光部から照射され上記液晶パネルを透過した光のうち、上記液晶パネルの表側に配置された偏光板の透過軸に対して平行に振動する成分を透過するとともに、上記透過軸に対して垂直に振動する成分を反射するように、上記液晶パネルと上記偏光板との間に配置された偏光反射板と、を備えていることを特徴とするエリアセンサ。
  8. 　液晶パネルの表側に物体が接触した位置を検出する位置検出方法において、
    　裏側から上記液晶パネルに光を照射する工程と、
    　上記液晶パネルと上記液晶パネルの表側に配置された偏光板との間に設けられた偏光反射板を用いて、上記液晶パネルを透過した光のうち、上記偏光板の透過軸に対して平行に振動する成分を透過させるとともに、上記透過軸に対して垂直に振動する成分を反射させる工程と、
    　上記表側から入射した光の強度分布を検知することにより上記位置を検出する工程とを含んでいる、ことを特徴とする位置検出方法。
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