JP2010019915A - 表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】外光の影響による誤判断を防止でき、高度な画像処理を行うことなく、画質への影響を抑止しつつ、表示画面へ物体が近接または接触したことを的確に検出することが可能な表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器を提供する。
【解決手段】座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部1と、表示素子を制御する第1の制御部13と、複数の光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部12と、光検出素子で発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部8と、を有し、第1の制御部13は、表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる。
【選択図】図2
【解決手段】座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部1と、表示素子を制御する第1の制御部13と、複数の光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部12と、光検出素子で発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部8と、を有し、第1の制御部13は、表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる。
【選択図】図2
Description
本発明は、表示領域に光センサ素子を備えた表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器に関するものである。
近年、光センサ素子を表示素子領域中に備えた平面表示装置の開発が進んでいる(たとえば、特許文献1〜5参照)。
これらの表示装置は、マトリクス状に各画素が配置され、画素毎に表示素子と光電変換素子として機能する薄膜トランジスタ(以下「TFT」と略す)を備え、画像表示を行う一方で、光電変換素子への入射光を利用して情報入力を行い得るように構成されている。
画像表示において、表示素子が液晶表示素子の場合は、光が液晶表示素子を透過することを利用するため、光源となるバックライトまたはフロントライトを備えている。
このように構成された表示装置によれば、同一画面領域にて画像表示と情報入力とを行うことが可能となるため、タッチパネル等に代わる情報入出力デバイスとして活用されることが期待される。
たとえば、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラなどの表示部は液晶表示装置とタッチパネルを組み合わせたものがある。
これらの装置では、液晶表示装置上に表示している画像をユーザーが見て判断し操作するわけであるが、表示装置の直上にタッチパネルがあるため、タッチパネルを介することで表示画像を直接操作することが可能である。
これらの装置では、液晶表示装置上に表示している画像をユーザーが見て判断し操作するわけであるが、表示装置の直上にタッチパネルがあるため、タッチパネルを介することで表示画像を直接操作することが可能である。
しかし、表示装置の画像はタッチパネルを通して見ることになるため、解像度の低下や輝度の低下など画質低下の要素となる。
また、特に、小型の携帯装置においては、厚みや重さが携帯性の重要な要素の一つである。
そのため、上述した構成の表示装置を用いることで、表示画像を直接操作することが可能な上、画質を損なわず、軽量化、薄型化が可能となる。
また、特に、小型の携帯装置においては、厚みや重さが携帯性の重要な要素の一つである。
そのため、上述した構成の表示装置を用いることで、表示画像を直接操作することが可能な上、画質を損なわず、軽量化、薄型化が可能となる。
ところで、上述した構成の表示装置については、たとえば図1(A),(B)に示すように、ユーザーが画像表示画面上の所望位置近傍に指をかざすと、その指による反射光をその所望位置に対応して配された光電変換素子で検出する。
このような構成を採用することにより、ユーザーが所望する情報の入力を行い得るようにするといった利用形態が考えられる。
ただし、その場合には、情報入力の精度や感度等を優れたものとするために、光電変換素子での反射光の検出結果が外光の大小による影響を受けないようにすることが必要である。
特開2004−318819号公報
特開2004−45785号公報
特開平7−325319号公報
特許第4055722号登録
特開2002−268615号公報
特開2007−304451号公報
このような構成を採用することにより、ユーザーが所望する情報の入力を行い得るようにするといった利用形態が考えられる。
ただし、その場合には、情報入力の精度や感度等を優れたものとするために、光電変換素子での反射光の検出結果が外光の大小による影響を受けないようにすることが必要である。
特許文献1〜6の例のように、輝度分布から画像処理により座標情報を得る場合、前述のように外光が影響する誤判断が考えられる。
たとえば、外光への対策を講じた特許文献6では、バックライトオン時とオフ時の反射光の輝度差から、外光を取り除いた輝度情報を得ている。
たとえば、外光への対策を講じた特許文献6では、バックライトオン時とオフ時の反射光の輝度差から、外光を取り除いた輝度情報を得ている。
しかし、この構成では、黒表示時では十分な検出が不可能である。
また、輝度分布から座標情報を取得する場合、高度な画像処理が必要となる。
また、輝度分布から座標情報を取得する場合、高度な画像処理が必要となる。
一方で、自らの発光を探す手段として変調をかけることがよく知られている。
液晶表示素子の場合はバックライトを、自発光素子(有機ELなど)の場合は自発光素子そのものを、変調動作させることも可能だが、画質への影響を懸念する場合がある。
また、自然光に対しては有効だが、インバータータイプの照明下では検出が困難となることが想定される。
さらに、バックライトもしくは自発光素子を変調動作させるためには、表示画像が1フレーム毎に更新されるのに対し、1フレームの更新より速く変化させる必要がある。
液晶表示素子の場合はバックライトを、自発光素子(有機ELなど)の場合は自発光素子そのものを、変調動作させることも可能だが、画質への影響を懸念する場合がある。
また、自然光に対しては有効だが、インバータータイプの照明下では検出が困難となることが想定される。
さらに、バックライトもしくは自発光素子を変調動作させるためには、表示画像が1フレーム毎に更新されるのに対し、1フレームの更新より速く変化させる必要がある。
本発明は、外光の影響による誤判断を防止でき、高度な画像処理を行うことなく、画質への影響を抑止しつつ、表示画面へ物体が近接または接触したことを的確に検出することが可能な表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器を提供することにある。
本発明の第1の観点の表示装置は、座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部と、上記表示素子を制御する第1の制御部と、複数の上記光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部と、上記光検出素子で上記発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部と、を有し、上記第1の制御部は、上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる。
好適には、上記信号処理部、第1および第2の制御部に基本となる周波数を提供するクロック生成部と、を有し、上記第1の制御部は、上記発光素子を、上記座標情報発光期間中は、信号発光期間と停止期間を含めて発光させ、信号発光期間においては座標情報としての信号に基本周波数を重畳して発光させる。
好適には、上記座標情報取得のための発光期間が形成された表示素子の発光素子の輝度を制御する第3の制御部を有し、上記第3の制御部は、上記座標情報発光期間において、上記表示素子の発光素子の輝度を光検出素子にて検出できる発光輝度に制御する。
好適には、上記表示素子は、上記座標情報発光期間において、座標情報としての信号と基本周波数を重畳する重畳素子を含む。
好適には、上記基本周波数は、インバータータイプの照明器具が発生する周波数を避けた周波数である。
好適には、上記座標情報は、フルビットが0とフルビットが1の情報を除く情報として形成される。
好適には、上記第2の制御部は、上記発光部の発光素子から発光される信号に含まれる座標情報に同期して光検出素子を選択する。
好適には、上記信号処理部は、検出信号から基本周波数を抽出する処理と、基本周波数を除去して座標情報を取得する処理と、を行う。
好適には、上記第2の制御部は、上記各光検出素子を選択する際、上記光検出素子同士の信号が重畳しないようにギャップ期間を設けて選択動作する。
好適には、上記第2の制御部は、上記基本周波数の一周期とキャップ期間を合計した周期の倍以上の周期で座標情報を生成する。
好適には、上記光検出素子は表示部のブラックマトリックス部に配置され、上記座標情報は、上記ブラックマトリックスからの反射光の検出時にブラックマトリックスからの反射光であることが分かる情報として形成される。
好適には、座標情報取得のための上記発光部は、投光型ライトを含み、上記発光部の発光素子を制御する上記第1の制御部は発光素子を基本周波数で発光させ、複数の光検出素子の駆動を選択的に制御する上記第2の制御部は、上記発光素子から発光される信号に含まれる座標情報に同期すると共に、信号検出期間と停止期間を含めて上記光検出素子の駆動を選択し、座標情報である信号と同期して動作する。
好適には、表示光を上記表示部に照射するバックライトを有し、基本となる周波数を複数用い、基本となる周波数にそれぞれ対応する複数の信号処理部を有し、上記バックライトからの反射光か上記投光型ライトからの透過光かを認識し、それぞれに応じたモードで動作する。
好適には、座標情報取得動作が不要なとき、座標情報取得のための上記発光部を停止可能な制御機能を含む。
本発明の第2の観点の表示装置の駆動方法は、座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部における上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させ、上記座標情報発光期間における上記発光素子の発光光を上記光検出素子で検出し、検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得する。
本発明の第3の観点の電子機器は、表示装置を有し、上記表示装置は、座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部と、上記表示素子を制御する第1の制御部と、複数の上記光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部と、上記光検出素子で上記発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部と、を有し、上記第1の制御部は、上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる。
本発明によれば、第1の制御部により、発光素子が画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光される。
この座標情報発光期間において、発光素子の発光光が光検出素子で検出される。
そして、信号処理部において、光検出素子で検出して得られた検出信号を処理して座標情報が取得される。
この座標情報発光期間において、発光素子の発光光が光検出素子で検出される。
そして、信号処理部において、光検出素子で検出して得られた検出信号を処理して座標情報が取得される。
本発明によれば、光の影響による誤判断を防止でき、高度な画像処理を行うことなく、画質への影響を抑止しつつ、表示画面へ物体が近接または接触したことを的確に検出することが可能となる。
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
<第1実施形態>
図2は、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
本画像表示装置Dは、画像表示部1、信号線駆動部2、走査線駆動部3、X軸光検出画素駆動部4、Y軸光検出画素駆動部5、発光駆動部6、制御部7、信号処理部8、およびクロック生成部10を有する。
画像表示部1には、表示画素120および光検出画素140がマトリクス状に配置されている。
図3および図4は、本実施形態に係る画像表示部1の構成例を示す図である。
図3および図4は、基本的な構成は同様であり、光検出素子の構成素子が異なる。
図3および図4は、基本的な構成は同様であり、光検出素子の構成素子が異なる。
<表示画素120の構成>
表示画素120は、図3および図4に示すように、映像信号サンプリング用トランジスタ121、保持容量122、および自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス(EL:electro-luminescence)素子123を有する。さらに、表示画素120は、有機EL素子123の駆動用トランジスタ127、発光制御用トランジスタ128、および発光輝度セット用トランジスタ131を有する。
表示画素120には、信号線124と走査線125、電源供給線129、発光制御信号線130、発光輝度セット線132が接続されている。
信号線124と電源供給線129、発光輝度セット線132は信号線駆動部2に接続され、走査線125は走査線駆動部3に接続され、発光制御信号線130は発光駆動部6に接続されている。
表示画素120は、図3および図4に示すように、映像信号サンプリング用トランジスタ121、保持容量122、および自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス(EL:electro-luminescence)素子123を有する。さらに、表示画素120は、有機EL素子123の駆動用トランジスタ127、発光制御用トランジスタ128、および発光輝度セット用トランジスタ131を有する。
表示画素120には、信号線124と走査線125、電源供給線129、発光制御信号線130、発光輝度セット線132が接続されている。
信号線124と電源供給線129、発光輝度セット線132は信号線駆動部2に接続され、走査線125は走査線駆動部3に接続され、発光制御信号線130は発光駆動部6に接続されている。
表示画素120は、縦横に列設される信号線124及び走査線125の各交点もしくは近傍に形成される。
有機EL素子123は、カソードが共通信号線126に接続されており、共通信号線126は、たとえば接地電位GNDに接続されている。
有機EL素子123は、カソードが共通信号線126に接続されており、共通信号線126は、たとえば接地電位GNDに接続されている。
映像信号サンプリング用トランジスタ121は、たとえばNチャネル型トランジスタにより形成され、ゲートが走査線125に、ソースが信号線124にそれぞれ接続されている。
有機EL素子123の駆動用トランジスタ127は、たとえばPチャネル型トランジスタにより形成され、ゲートがトランジスタ121のドレインに、ソースが電源供給線129にそれぞれ接続されている。
電源供給線129は、たとえば正電源である。
有機EL素子123の駆動用トランジスタ127は、たとえばPチャネル型トランジスタにより形成され、ゲートがトランジスタ121のドレインに、ソースが電源供給線129にそれぞれ接続されている。
電源供給線129は、たとえば正電源である。
発光制御用トランジスタ128は、たとえばNチャネル型トランジスタにより形成され、ドレインがトランジスタ127のドレインに、ゲートが発光制御信号線130に、ソースが有機EL素子123のアノードにそれぞれ接続されている。
保持容量122は、トランジスタ127のゲート−ソース間に接続されている。
保持容量122は、トランジスタ127のゲート−ソース間に接続されている。
発光輝度セット用トランジスタ131は、たとえばNチャンネル型トランジスタにより形成され、ドレインがトランジスタ127のゲートに、ソースが共通信号線126に、ゲートが発光輝度セット線132にそれぞれ接続されている。
なお、上記トランジスタは、薄膜トランジスタ(TFT)を想定しているが、特に、TFTに限定する必要はない。
このような構成を有する表示画素120は、画像を表示する画像表示期間と座標情報を発光する座標情報発光期間を適宜繰り返しながら表示動作をする。
たとえば、1フレーム中、座標情報発光期間を極力短く行い、残りの期間を画像表示期間とし、毎フレーム行う。
ここで、座標情報発光期間の極力短い期間とは、必要な座標情報を送りきれる時間であり、かつ、人の目には認識されない時間である。
たとえば、1フレーム中、座標情報発光期間を極力短く行い、残りの期間を画像表示期間とし、毎フレーム行う。
ここで、座標情報発光期間の極力短い期間とは、必要な座標情報を送りきれる時間であり、かつ、人の目には認識されない時間である。
<表示画素120の画像表示期間の動作>
上記構成の表示画素120において、トランジスタ121は、走査線駆動部3から走査線125を通して書込み走査パルスWSがゲートに与えられることで、信号線駆動部2から信号線124を通して供給される映像信号Sigをサンプリングする。
トランジスタ121でサンプリングされた映像信号Sigは、トランジスタ127のゲートに与えられるとともに、保持容量122によって画像表示期間にわたって保持される。
トランジスタ127は、ゲートに与えられる映像信号Sigの信号レベルに応じた駆動電流をトランジスタ128を介して有機EL素子123に供給し、有機EL素子123を映像信号Sigの信号レベルに対応した輝度で発光することで画像表示が行われていく。
上記構成の表示画素120において、トランジスタ121は、走査線駆動部3から走査線125を通して書込み走査パルスWSがゲートに与えられることで、信号線駆動部2から信号線124を通して供給される映像信号Sigをサンプリングする。
トランジスタ121でサンプリングされた映像信号Sigは、トランジスタ127のゲートに与えられるとともに、保持容量122によって画像表示期間にわたって保持される。
トランジスタ127は、ゲートに与えられる映像信号Sigの信号レベルに応じた駆動電流をトランジスタ128を介して有機EL素子123に供給し、有機EL素子123を映像信号Sigの信号レベルに対応した輝度で発光することで画像表示が行われていく。
<表示画素120の座標情報発光期間の動作>
トランジスタ128は、発光制御信号線130を通してゲートに与えられる発光制御信号に応じてオン/オフ動作を行うことにより、有機EL素子123の出力光を変調して、座標情報を発光する。
トランジスタ131は、発光輝度セット線132を通してオンすることにより、トランジスタ127のゲートに与える信号レベルを最大にする。その信号レベルは、保持容量122によって座標情報発行期間にわたって保持される。
トランジスタ128は、発光制御信号線130を通してゲートに与えられる発光制御信号に応じてオン/オフ動作を行うことにより、有機EL素子123の出力光を変調して、座標情報を発光する。
トランジスタ131は、発光輝度セット線132を通してオンすることにより、トランジスタ127のゲートに与える信号レベルを最大にする。その信号レベルは、保持容量122によって座標情報発行期間にわたって保持される。
<画像表示期間と座標情報発光期間の動作>
図5は、表示画素120の発光におけるタイミングチャートである。
図5は、表示画素120の発光におけるタイミングチャートである。
図5において、画像表示期間において、制御部7の主制御部14にて生成される画像表示信号線1410がローレベル(L)の期間において、次の処理が行われる。
走査線駆動部3による走査によって順に発生される書込み走査パルスWS(1行目),WS(2行目),……が、対応する行の走査線125(1),125(2),……を通して各行の表示画素120のトランジスタ121のゲートに与えられる。
これにより、トランジスタ121によるサンプリングによって1フレーム分の映像信号、すなわちn行分の映像信号を取り込み、各表示画素120の保持容量122にホールドする。
発光制御信号線130は、画像表示信号線1410に基づいて、全表示画素の保持容量122に1フレーム分の画像電荷がホールドされるまで有機EL素子123の発光をとめるための制御を行うための信号が伝播される。
逆に、画像表示信号にて画像表示期間をハイレベル(H)とすることで、発光制御信号130にもハイレベル(H)の状態が現れ走査パルスWSがハイレベル(H)になると同時に有機EL素子23の発光が取り込まれた画像レベルに変わる。
図5では、前者の例を示している。
走査線駆動部3による走査によって順に発生される書込み走査パルスWS(1行目),WS(2行目),……が、対応する行の走査線125(1),125(2),……を通して各行の表示画素120のトランジスタ121のゲートに与えられる。
これにより、トランジスタ121によるサンプリングによって1フレーム分の映像信号、すなわちn行分の映像信号を取り込み、各表示画素120の保持容量122にホールドする。
発光制御信号線130は、画像表示信号線1410に基づいて、全表示画素の保持容量122に1フレーム分の画像電荷がホールドされるまで有機EL素子123の発光をとめるための制御を行うための信号が伝播される。
逆に、画像表示信号にて画像表示期間をハイレベル(H)とすることで、発光制御信号130にもハイレベル(H)の状態が現れ走査パルスWSがハイレベル(H)になると同時に有機EL素子23の発光が取り込まれた画像レベルに変わる。
図5では、前者の例を示している。
画像表示期間において、発光制御信号線130を制御し、発光期間と非発光期間を設ける場合、両者の比は、画像表示時のホワイトバランスを崩さないようにするために、いずれのフレームにおいても各表示画素間で等しくなるように設定する。
その後の、座標情報発光期間において、発光輝度セット線132をハイレベル(H)にしてトランジスタ131をオンし、トランジスタ127のゲートを共通信号線126と同電位にする。共通信号線126は、たとえばグランド電位であるので、保持容量122には、最大輝度相当の電荷が蓄えられる。
その後、発光輝度セット線132をローレベル(L)にしてオフすることで、保持容量122には最大輝度相当の電荷が保持される。
つまり、トランジスタ127は最大輝度レベルの電流を有機EL素子123に流せる状態となる。
発光制御信号線130により、主制御部14にて生成される座標取得期間信号に基づいて信号Light_En1350、Light_Sig1340、クロックSysClk1020に応じて生成した信号を各表示画素120のトランジスタ128のゲートに与える。
これにより、トランジスタ128によって有機EL素子123が出力光に座標情報を乗せて発光する。
その後の、座標情報発光期間において、発光輝度セット線132をハイレベル(H)にしてトランジスタ131をオンし、トランジスタ127のゲートを共通信号線126と同電位にする。共通信号線126は、たとえばグランド電位であるので、保持容量122には、最大輝度相当の電荷が蓄えられる。
その後、発光輝度セット線132をローレベル(L)にしてオフすることで、保持容量122には最大輝度相当の電荷が保持される。
つまり、トランジスタ127は最大輝度レベルの電流を有機EL素子123に流せる状態となる。
発光制御信号線130により、主制御部14にて生成される座標取得期間信号に基づいて信号Light_En1350、Light_Sig1340、クロックSysClk1020に応じて生成した信号を各表示画素120のトランジスタ128のゲートに与える。
これにより、トランジスタ128によって有機EL素子123が出力光に座標情報を乗せて発光する。
上述の例では、発光輝度セット線132のローレベル(L)期間を最大輝度レベルになるまでとしたが、特に限定する必要はなく、ローレベル(L)期間を任意の輝度レベルとなるように合わせてもよい。
上述の例では、画像表示期間の後に座標情報発光期間を設けているが、特に限定する必要はなく、座標情報発光期間を先にしてもよい。
上述の例では、画像表示期間の後に座標情報発光期間を設けているが、特に限定する必要はなく、座標情報発光期間を先にしてもよい。
<光検出画素140の構成>
光検出画素140は、図3および図4に示すように、光検出素子141およびX軸出力選択トランジスタ142により構成される。
光検出素子141は、たとえば図3に示すようにフォトダイオード141Aにより構成され、あるいは図4に示すように、フォトトランジスタ141Bにより形成される。
X軸出力選択トランジスタ142は、光検出素子141の出力を光検出画素X軸出力信号線143に選択的に出力する。
光検出素子141の一端は光検出画素電源線144に接続されている。
光検出画素140は、図3および図4に示すように、光検出素子141およびX軸出力選択トランジスタ142により構成される。
光検出素子141は、たとえば図3に示すようにフォトダイオード141Aにより構成され、あるいは図4に示すように、フォトトランジスタ141Bにより形成される。
X軸出力選択トランジスタ142は、光検出素子141の出力を光検出画素X軸出力信号線143に選択的に出力する。
光検出素子141の一端は光検出画素電源線144に接続されている。
図3は光検出素子141としてフォトダイオード141Aを用いた場合の例を示している。
同様に、図4は、光検出素子141としてフォトトランジスタ141Bを用いた場合の例を示している。
同様に、図4は、光検出素子141としてフォトトランジスタ141Bを用いた場合の例を示している。
光検出画素140には、水平方向に光検出画素X軸出力信号線143と光検出画素電源線144が配線され、垂直方向にX軸光検出画素制御線145が配線されている。
光検出画素X軸出力信号線143の一端と光検出画素電源線144の一端はY軸光検出画素駆動部5に接続されている。
X軸光検出画素制御線145はX軸出力選択トランジスタ142のゲートに接続され、その一端はX軸光検出画素駆動部4に接続されている。
光検出画素X軸出力信号線143の一端と光検出画素電源線144の一端はY軸光検出画素駆動部5に接続されている。
X軸光検出画素制御線145はX軸出力選択トランジスタ142のゲートに接続され、その一端はX軸光検出画素駆動部4に接続されている。
<光検出画素140の配置>
光検出画素140は、表示画素120と必ずしも1対1で配置される必要は無く、表示画素数とは独立した配置構成としてもよい。
第2の実施形態で述べるが、光検出画素を表示画素外のブラックマスク下に配置してもよい。
光検出画素140は、表示画素120と必ずしも1対1で配置される必要は無く、表示画素数とは独立した配置構成としてもよい。
第2の実施形態で述べるが、光検出画素を表示画素外のブラックマスク下に配置してもよい。
信号線駆動部2は、入力デジタル画素データを表示素子の駆動に適したアナログ電圧に変換するデジタル/アナログ(D/A)変換処理を含む。
走査線駆動部3は、走査線125を順次選択し、信号線駆動部2と同期をとって表示画素120に映像データを書き込む動作を行う。
X軸光検出画素駆動部4は、制御部7の制御の下、X軸光検出画素制御線145を駆動して、光検出画素140における光検出素子141の検出結果を光検出画素X軸出力信号線143に読み出す。
Y軸光検出画素駆動部5は、図3および図4に示すように、Y軸出力選択トランジスタ146を内蔵している。
Y軸出力選択トランジスタ146は、一端が光検出画素X軸出力信号線143と接続され、他端が光検出画素出力信号線148に接続され、ゲートがY軸光検出画素制御線147に接続されている。
Y軸出力選択トランジスタ146は、一端が光検出画素X軸出力信号線143と接続され、他端が光検出画素出力信号線148に接続され、ゲートがY軸光検出画素制御線147に接続されている。
Y軸光検出画素駆動部5は、制御部7の制御の下、光検出画素X軸出力信号線143に読み出された光検出素子141の検出結果を、光検出画素出力信号線148を介して信号処理部8に供給する。
発光駆動部6は、制御部7の制御の下、発光素子を信号発光期間と停止期間を備えて発光させ、信号発光期間においては信号に基本周波数を重畳して発光させる。
なお、基本周波数は、たとえばインバータータイプの照明器具が発生する周波数を避けた周波数である。
なお、基本周波数は、たとえばインバータータイプの照明器具が発生する周波数を避けた周波数である。
制御部7は、信号線駆動部2および走査線駆動部3を制御して表示画素120の駆動制御を行い、X軸光検出画素駆動部4およびY軸光検出画素駆動部5を制御して光検出画素140の駆動制御を行う。
また、制御部7は、発光駆動部6の発光制御を行う。
また、制御部7は、発光駆動部6の発光制御を行う。
信号処理部8は、Y軸光検出画素駆動部5からの出力を受けて、信号処理結果を出力信号として出力している。
なお、本実施形態において、信号は座標情報であり、フルビットが0とフルビットが1は座標情報として用いない。
なお、本実施形態において、信号は座標情報であり、フルビットが0とフルビットが1は座標情報として用いない。
クロック生成部10は、各ブロックへSysClk1020と4SysClk1040を提供する。
なお、電源部は図示していないが、電源部により各ブロックに駆動電力を供給される。
以下、本実施形態における制御部7、光検出駆動部4,5、発光駆動部6、クロック生成部10、および信号処理部8の具体的な構成および機能について説明し、その後所定の動作について説明する。
制御部7は、図2に示すように、画像表示制御部11、第2の制御部としての光検出画素駆動用制御部12、第1および第3の制御部としての発光用制御部13、および主制御部14を有する。
制御部7の画像表示制御部11は、画素データ線や制御信号線により信号線駆動部2と走査線駆動部3を駆動制御する。
制御部7の光検出画素駆動用制御部12は、X軸光検出画素駆動部4とY軸光検出画素駆動部5を制御する。
制御部7の発光用制御部13は、発光駆動部6の発光制御を行う。
制御部7の主制御部14は、画像表示制御部11、光検出画素駆動用制御部12、発光用制御部13にそれぞれ、画像表示期間の信号、座標情報発光期間の信号を伝達し、制御する。
制御部7の光検出画素駆動用制御部12は、X軸光検出画素駆動部4とY軸光検出画素駆動部5を制御する。
制御部7の発光用制御部13は、発光駆動部6の発光制御を行う。
制御部7の主制御部14は、画像表示制御部11、光検出画素駆動用制御部12、発光用制御部13にそれぞれ、画像表示期間の信号、座標情報発光期間の信号を伝達し、制御する。
図6は、本実施形態に係る制御部7の光検出画素駆動用制御部12、および発光用制御部13の構成例を示す図である。
光検出画素駆動用制御部12は、図6に図示すように、座標ビット数生成部1210、X座標生成部1220、およびY座標生成部1230により構成される。
座標ビット数生成部1210は、1画素のビット数を設定する座標ビット数レジスタ1210と、設定する座標ビット数がjとすると、jまでカウントするj進カウンタ1212と、AND素子1213により構成される。
座標ビット数レジスタ1211は、図示してはいないが、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)もしくはスイッチ等によって設定される。
AND素子1213は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号をj進カウンタ1212のクロック端子に供給する。
j進カウンタ1212は、AND素子1213にて生成される出力信号を入力としてカウントし、キャリア信号bCa1240をX軸およびY軸光検出画素駆動部4,5に出力する。
AND素子1213は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号をj進カウンタ1212のクロック端子に供給する。
j進カウンタ1212は、AND素子1213にて生成される出力信号を入力としてカウントし、キャリア信号bCa1240をX軸およびY軸光検出画素駆動部4,5に出力する。
X座標生成部1220は、水平光検出画素数を設定する水平光検出画素レジスタ1221と、設定する水平光検出画素数がnとすると、nまでカウントするn進カウンタ1222とにより構成される。
水平光検出画素数レジスタ1221は図示してはいないが、マイコンもしくはスイッチ等によって設定される。
水平光検出画素数レジスタ1221は図示してはいないが、マイコンもしくはスイッチ等によって設定される。
n進カウンタ1222は、AND素子1213にて生成される出力信号をクロック端子に供給され、j進カウンタ1212からのキャリア信号bCa1240を入力としてカウントし、カウント情報であるX軸座標情報1250とキャリア信号1223を出力する。
n進カウンタ1222は、X軸座標情報1250をX軸光検出画素駆動部4に出力する。
n進カウンタ1222は、X軸座標情報1250をX軸光検出画素駆動部4に出力する。
Y座標生成部1230は、垂直光検出画素数を設定する垂直光検出画素レジスタ1231と、設定する垂直光検出画素数がmとすると、mまでカウントするm進カウンタ1232とにより構成される。
垂直光検出画素数レジスタ1231は、図示してはいないが、マイコンもしくはスイッチ等によって設定される。
m進カウンタ1232は、AND素子1213にて生成される出力信号がクロック端子に供給され、n進カウンタ1222からのキャリア信号1223を入力としてカウントし、カウント情報であるY軸座標情報1260とキャリア信号1233を出力する。
m進カウンタ1232は、Y軸座標情報1260をY軸光検出画素駆動部5に出力する。
キャリア信号1233は、キャリア信号bCa1240とn進カウンタ内のキャリア信号とで生成される。
m進カウンタ1232は、AND素子1213にて生成される出力信号がクロック端子に供給され、n進カウンタ1222からのキャリア信号1223を入力としてカウントし、カウント情報であるY軸座標情報1260とキャリア信号1233を出力する。
m進カウンタ1232は、Y軸座標情報1260をY軸光検出画素駆動部5に出力する。
キャリア信号1233は、キャリア信号bCa1240とn進カウンタ内のキャリア信号とで生成される。
これらの情報の生成方法を、カウンタを例に説明したが、特に、限定する必要はなく、マイコンで生成するなど他の方法を用いてもよい。
発光用制御部13は、図6に図示すように、AND素子1301、座標情報変換部1310、シフトレジスタ部1320、および間欠信号生成部1330により構成される。
AND素子1301は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号を生成する。
座標情報変換部1310は、1加算処理部1311および1312により構成されている。
1加算処理部1311は、内部にDフリップフロップFF1を備え、光検出画素駆動用制御部12で生成したX軸座標情報1250を入力とし、1加算処理を行う。
1加算処理部1311は、1加算処理した結果を、AND素子1301にて生成される出力信号に同期して保持する。
1加算処理部1311は、保持している値を、X値1313としてシフトレジスタ部1320に出力する。
1加算処理部1311は、内部にDフリップフロップFF1を備え、光検出画素駆動用制御部12で生成したX軸座標情報1250を入力とし、1加算処理を行う。
1加算処理部1311は、1加算処理した結果を、AND素子1301にて生成される出力信号に同期して保持する。
1加算処理部1311は、保持している値を、X値1313としてシフトレジスタ部1320に出力する。
1加算処理部1312は、内部にDフリップフロップFF2を備え、光検出画素駆動用制御部12で生成したY軸座標情報1260を入力とし、1加算処理を行う。
1加算処理部1312は、1加算処理した結果を、AND素子1301にて生成される出力信号に同期して保持する。
1加算処理部1312は、保持している値を、Y値1314としてシフトレジスタ部1320に出力する。
1加算処理部1312は、1加算処理した結果を、AND素子1301にて生成される出力信号に同期して保持する。
1加算処理部1312は、保持している値を、Y値1314としてシフトレジスタ部1320に出力する。
X値1313およびY値1314の生成方法は特に限定する必要はなく、この例では1加算処理を行っているが、ルックアップテーブルにて変換する方法を用いても良いし、マイコンにて生成してもよい。
値は0もしくはフルビットが1となる値を使わなければよい。
値0は、座標情報が検出されない場合であり、フルビットが1となる値は、インバータータイプの照明器具による場合だからである。
値は0もしくはフルビットが1となる値を使わなければよい。
値0は、座標情報が検出されない場合であり、フルビットが1となる値は、インバータータイプの照明器具による場合だからである。
シフトレジスタ部1320は、シフトレジスタ1321により構成されている。
シフトレジスタ1321は、設定する水平と垂直の光検出画素数nとmの和のビット数で構成される。
シフトレジスタ1321は、設定する水平と垂直の光検出画素数nとmの和のビット数で構成される。
シフトレジスタ1321は、光検出画素駆動用制御部12で生成したキャリア信号bCa1240をラッチ入力とし、X値1313とY値1314をレジスタへ取り込む入力として、ラッチ動作により取り込まれる。
シフトレジスタ1321は、ラッチデータを送り出すために使用するクロックはAND素子1301にて生成される出力信号が用いられ、出力として信号LED_Sig1340を得る。
シフトレジスタ1321は、ラッチデータを送り出すために使用するクロックはAND素子1301にて生成される出力信号が用いられ、出力として信号LED_Sig1340を得る。
取り込む際のデータの並べ方は、信号処理部8より出力される触れ信号に示し合わせていれば、特に規定はしない。
図6では、X値を下位ビット、Y値を上位ビットとし、X値の1ビット目から順に、送り出している。
図6では、X値を下位ビット、Y値を上位ビットとし、X値の1ビット目から順に、送り出している。
間欠信号生成部1330は、間欠間隔数を設定する間欠数レジスタ1331と、設定する間欠間隔数がkとするとkまでカウントするk進カウンタ1332と、シフトレジスタ1321の出力とタイミングを合わせるためのDフリップフロップ1333とにより構成される。
間欠間隔数レジスタ1331は、図示してはいないが、マイコンもしくはスイッチ等によって設定される。
k進カウンタ1332は、AND素子1301にて生成される出力信号クロック端子に供給され、光検出画素駆動用制御部12のm進カウンタ1232からのキャリア信号1233を入力としてカウントし、キャリア信号1333を出力する。
Dフリップフロップ1333は、クロック入力としてシフトレジスタ1321と同期して動作するため、キャリア信号bCa1240を入力し、k進カウンタ1332の出力であるキャリア信号1333を入力して信号LED_En1350を発光駆動部6に出力する。
信号LED_En1350は、座標情報発光期間で、画像表示部1の有機EL発光素子123の消費電力を削減することが目的である。このため、信号LED_En1350の生成方法を、カウンタを例に説明したが、特に、限定する必要はなく、マイコンで生成するなど他の方法を用いてもよい。
さらに、k回に1回の動作をさせているが、必要に応じ、k回に複数回の動作をさせてもよい。
さらに、k回に1回の動作をさせているが、必要に応じ、k回に複数回の動作をさせてもよい。
<光検出画素駆動部の構成>
図7は、本実施形態に係るX軸光検出画素駆動部4、およびY軸光検出画素駆動部5の構成例を示す図である。
図7は、本実施形態に係るX軸光検出画素駆動部4、およびY軸光検出画素駆動部5の構成例を示す図である。
X軸光検出画素駆動部4は、図7に示すように、AND素子401、デコード部410、ラッチ部420、X軸光検出画素駆動信号生成部430、および光検出画素駆動間ギャップ発生部440により構成される。
AND素子401は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号を生成する。
デコード部410は、デコーダ411およびDフリップフロップ412により構成される。
デコーダ411は、光検出画素駆動用制御部12のX軸座標情報1250を入力信号とし、そのデコード結果Decode_x0〜Decode_xnをDフリップフロップ412に出力する。
Dフリップフロップ412は、n個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、AND素子401にて生成される出力信号をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、デコーダ411の出力Decode_x0〜Decode_xnをAND素子401にて生成される出力信号に同期させて出力信号D_x0〜D_xnをラッチ部420に出力する。
各Dフリップフロップは、AND素子401にて生成される出力信号をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、デコーダ411の出力Decode_x0〜Decode_xnをAND素子401にて生成される出力信号に同期させて出力信号D_x0〜D_xnをラッチ部420に出力する。
ラッチ部420は、Dフリップフロップ部421により構成される。
Dフリップフロップ部421は、n個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、発光用制御部13のシフトレジスタ1321と同期して動作するため、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、Dフリップフロップ412の出力D_x0〜D_xnを入力として、キャリア信号bCa1240に同期させて信号L_D_x0〜L_D_xnをX軸光検出画素駆動信号生成部430に出力する。
Dフリップフロップ部421は、n個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、発光用制御部13のシフトレジスタ1321と同期して動作するため、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、Dフリップフロップ412の出力D_x0〜D_xnを入力として、キャリア信号bCa1240に同期させて信号L_D_x0〜L_D_xnをX軸光検出画素駆動信号生成部430に出力する。
X軸光検出画素駆動信号生成部430は、複数のNOT素子431および複数のAND素子432により構成される。
NOT素子431とAND素子432は、NOT素子とAND素子を1組として、n組により構成される。
NOT素子431とAND素子432は、NOT素子とAND素子を1組として、n組により構成される。
NOT素子431は、光検出画素駆動間ギャップ発生部440のギャップ信号444が入力に供給され、出力がAND素子432の一方の入力に接続される。
AND素子432の他方の入力は、Dフリップフロップ421の出力L_D_x0〜L_D_xnに接続される。
n個のAND素子432の出力は、それぞれn本のX軸光検出画素制御線450に出力される。
AND素子432の他方の入力は、Dフリップフロップ421の出力L_D_x0〜L_D_xnに接続される。
n個のAND素子432の出力は、それぞれn本のX軸光検出画素制御線450に出力される。
光検出画素駆動間ギャップ発生部440は、Dフリップフロップ441、NOT素子442、およびAND素子443,444により構成される。
AND素子444は、クロック生成部10にて生成されたクロックSysClk1020と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号を生成する。
Dフリップフロップ441は、AND素子401にて生成される出力信号を同期信号としてクロック入力とし、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240を入力として、出力がAND素子443の一方の入力に接続されている。
NOT素子442は、キャリア信号bCa1240を入力として、出力がAND素子443の他方の入力に接続されている。
AND素子443は、Dフリップフロップ441の出力とNOT素子442の出力をAND処理をして、ギャップ信号444を生成する。
AND素子443は、生成したギャップ信号444をX軸光検出画素駆動信号生成部430の複数のNOT素子431に供給する。
ギャップ信号444は、Y軸光検出画素駆動部5にも供給される。
Dフリップフロップ441は、AND素子401にて生成される出力信号を同期信号としてクロック入力とし、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240を入力として、出力がAND素子443の一方の入力に接続されている。
NOT素子442は、キャリア信号bCa1240を入力として、出力がAND素子443の他方の入力に接続されている。
AND素子443は、Dフリップフロップ441の出力とNOT素子442の出力をAND処理をして、ギャップ信号444を生成する。
AND素子443は、生成したギャップ信号444をX軸光検出画素駆動信号生成部430の複数のNOT素子431に供給する。
ギャップ信号444は、Y軸光検出画素駆動部5にも供給される。
Y軸光検出画素駆動部5は、図7に示すように、デコード部510、ラッチ部520、Y軸光検出画素駆動信号生成部530、および光検出画素X軸出力信号線選択部540により構成される。
デコード部510は、デコーダ511およびDフリップフロップ512により構成される。
デコーダ511は、光検出画素駆動用制御部12のY軸座標情報1260を入力信号とし、そのデコード結果Decode_y0〜Decode_ymをDフリップフロップ512に出力する。
Dフリップフロップ512は、m個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、AND素子401にて生成される出力信号をクロック入力とする。
各Dフリップフロップ512は、デコーダ511の出力Decode_y0〜Decode_ymをクロック4SysClk1040に同期させて信号D_y0〜D_ymをラッチ部520に出力する。
Dフリップフロップ512は、m個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、AND素子401にて生成される出力信号をクロック入力とする。
各Dフリップフロップ512は、デコーダ511の出力Decode_y0〜Decode_ymをクロック4SysClk1040に同期させて信号D_y0〜D_ymをラッチ部520に出力する。
ラッチ部520は、Dフリップフロップ部521により構成される。
Dフリップフロップ部521は、n個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、発光用制御部13のシフトレジスタ1321と同期して動作するため、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、Dフリップフロップ512の出力D_y0〜D_ymを入力として、キャリア信号bCa1240に同期させて信号L_D_y0〜L_D_ymをY軸光検出画素駆動信号生成部530に出力する。
Dフリップフロップ部521は、n個のDフリップフロップにより構成される。
各Dフリップフロップは、発光用制御部13のシフトレジスタ1321と同期して動作するため、光検出画素駆動用制御部12のキャリア信号bCa1240をクロック入力とする。
各Dフリップフロップは、Dフリップフロップ512の出力D_y0〜D_ymを入力として、キャリア信号bCa1240に同期させて信号L_D_y0〜L_D_ymをY軸光検出画素駆動信号生成部530に出力する。
Y軸光検出画素駆動信号生成部530は、複数のNOT素子531および複数のAND素子532により構成される。
NOT素子531とAND素子532は、NOT素子とAND素子を1組として、m組により構成される。
NOT素子531とAND素子532は、NOT素子とAND素子を1組として、m組により構成される。
NOT素子531は、光検出画素駆動間ギャップ発生部440のギャップ信号444が入力に供給され、出力がAND素子532の一方の入力に接続される。
AND素子532の他方の入力は、Dフリップフロップ521の出力L_D_y0〜L_D_ymが供給される。
AND素子532の出力は、m本のY軸光検出画素制御線147として出力される。
AND素子532の他方の入力は、Dフリップフロップ521の出力L_D_y0〜L_D_ymが供給される。
AND素子532の出力は、m本のY軸光検出画素制御線147として出力される。
光検出画素X軸出力信号線選択部540は、m個のスイッチング素子146により構成される。
スイッチング素子146のゲートは、m本あるY軸光検出画素制御線147−1〜147−mにそれぞれ接続されている。
スイッチング素子146の一端は、m本ある図3および図4の画像表示部1の光検出画素X軸出力信号線143−1〜143−mにそれぞれ接続されている。
スイッチング素子146の残りの一端は、画像表示部1の光検出画素出力信号線148に接続される。
スイッチング素子146のゲートは、m本あるY軸光検出画素制御線147−1〜147−mにそれぞれ接続されている。
スイッチング素子146の一端は、m本ある図3および図4の画像表示部1の光検出画素X軸出力信号線143−1〜143−mにそれぞれ接続されている。
スイッチング素子146の残りの一端は、画像表示部1の光検出画素出力信号線148に接続される。
<発光駆動部の構成>
図8は、本実施形態に係る発光駆動部6の構成例を示す図である。
図8は、本実施形態に係る発光駆動部6の構成例を示す図である。
発光駆動部6は、図8に示すように、SysClk重畳部610、信号重畳部620、および発光制御出力部630により構成される。
なお、図8においては、SysClk重畳部610、信号重畳部620、および発光制御出力部630のトランジスタのNタイプFETで構成した例を示しているが、同様の機能を実現する方法は、これに限定する必要は無い。
なお、図8においては、SysClk重畳部610、信号重畳部620、および発光制御出力部630のトランジスタのNタイプFETで構成した例を示しているが、同様の機能を実現する方法は、これに限定する必要は無い。
SysClk重畳部610は、トランジスタ611をソースフォロワで構成しており、トランジスタ611のゲートにクロック生成部10のSysClk1020が入力され、ソースが抵抗612を通して接地電位GNDに接続されている。
トランジスタ611のドレインは信号重畳部620のトランジスタ621のソースと接続されている。
トランジスタ611のドレインは信号重畳部620のトランジスタ621のソースと接続されている。
信号重畳部620は、トランジスタ621およびAND素子622により構成される。
トランジスタ621のベースはAND素子622の出力が入力され、ドレインは電源に接続されている。
AND素子622の入力は、発光用制御部13の信号LED_En1350と信号LED_Sig1340の供給ライン、並びに主制御部14にて生成される座標取得期間信号を伝播する座標取得期間信号線1420に接続されている。
トランジスタ621のベースはAND素子622の出力が入力され、ドレインは電源に接続されている。
AND素子622の入力は、発光用制御部13の信号LED_En1350と信号LED_Sig1340の供給ライン、並びに主制御部14にて生成される座標取得期間信号を伝播する座標取得期間信号線1420に接続されている。
発光制御出力部630は、OR素子631により構成されている。
OR素子631の入力は、トランジスタ611のソースフォロワ出力と、主制御部14にて生成される座標取得期間信号を伝播する画像表示信号線1410が接続され、出力が発光制御信号線130に接続されている。
OR素子631の入力は、トランジスタ611のソースフォロワ出力と、主制御部14にて生成される座標取得期間信号を伝播する画像表示信号線1410が接続され、出力が発光制御信号線130に接続されている。
<クロック生成部の構成>
図9は、本実施形態に係るクロック生成部10の構成例を示す図である。
図10は、図9のクロック生成部のタイミングチャートである。
図9は、本実施形態に係るクロック生成部10の構成例を示す図である。
図10は、図9のクロック生成部のタイミングチャートである。
クロック生成部10は、図8に示すように、システムクロックSysClk1020をQ分周するQ分周部1010により構成される。
システムクロックSysClk1020は、キャリー信号としての役割もあるため、インバータータイプの照明器具が発生する周波数より高い周波数、たとえば100〜200kHz程度を使用する。
システムクロックSysClk1020は、キャリー信号としての役割もあるため、インバータータイプの照明器具が発生する周波数より高い周波数、たとえば100〜200kHz程度を使用する。
図9および図10では、例として4分周を使用している。
システムクロックSysClk1020の一周期とX軸光検出画素駆動部4の光検出画素駆動間ギャップ発生部440で生成されるギャップ信号444の1パルス幅分とを合計した周期の倍以上の周期が、クロックとして使用される必要があるからである。
具体的には、システムクロックSysClk1020の一周期とギャップ信号444の1パルス幅分とを合計した周期の倍以上の周期が、光検出画素駆動用制御部12の座標ビット数生成部1210のクロックとして使用される必要があるためである。
システムクロックSysClk1020の一周期とX軸光検出画素駆動部4の光検出画素駆動間ギャップ発生部440で生成されるギャップ信号444の1パルス幅分とを合計した周期の倍以上の周期が、クロックとして使用される必要があるからである。
具体的には、システムクロックSysClk1020の一周期とギャップ信号444の1パルス幅分とを合計した周期の倍以上の周期が、光検出画素駆動用制御部12の座標ビット数生成部1210のクロックとして使用される必要があるためである。
この条件を満たすことで、信号処理部8で生成される触れ信号を発光用制御部13で生成される信号LED_Sig1340と同じように復元できるためである。
今回の例では、ギャップ信号444の1パルスはシステムクロックSysClk一周期分で生成している。
このため、システムクロックSysClkの一周期との合計が2倍のクロックSysClkで、その倍の周期はクロックSysClkの4倍の周期であるクロック4SysClk104が生成される。
今回の例では、ギャップ信号444の1パルスはシステムクロックSysClk一周期分で生成している。
このため、システムクロックSysClkの一周期との合計が2倍のクロックSysClkで、その倍の周期はクロックSysClkの4倍の周期であるクロック4SysClk104が生成される。
4分周部1040は、Dフリップフロップ1011およびDフリップフロップ1012により構成される。
Dフリップフロップ1011は、入力クロックとしてクロックSysClk1020を使用し、クロックSysClkの2倍の周期をもつクロック2SysClk1030を生成する。クロック2SysClk1030の反転した出力は、Dフリップフロップ1011の入力に供給される。
Dフリップフロップ1012は、入力クロックとしてクロック2SysClk1030を使用し、クロック2SysClkの2倍の周期(=SysClkの4倍の周期)をもつクロック4SysClk1040を生成する。クロック4SysClk1040の反転した出力は、Dフリップフロップ1012の入力に供給される。
Dフリップフロップ1012は、入力クロックとしてクロック2SysClk1030を使用し、クロック2SysClkの2倍の周期(=SysClkの4倍の周期)をもつクロック4SysClk1040を生成する。クロック4SysClk1040の反転した出力は、Dフリップフロップ1012の入力に供給される。
今回の例では、Dフリップフロップを用いた4分周器を示したが、クロックSysClk1020の一周期とギャップ信号444の1パルス幅分とを合計した周期の倍以上の周期が生成できれば、特に限定はしない。
<信号処理部の構成>
図11は、本実施形態に係る信号処理部8の構成例を示す図である。
図11は、本実施形態に係る信号処理部8の構成例を示す図である。
信号処理部8は、AND素子801、プリアンプ(PreAmp)部810、SysClk信号抽出部820、SysClk信号増幅部830、SysClk信号除去部840、座標信号整形部850、および座標イネーブル信号整形部860により構成される。
AND素子801は、クロック生成部10にて生成されたクロック4SysClk1040と主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力とし、出力信号を生成する。
PreAmp部810は、光検出画素出力信号線148からの信号を電流−電圧変換し増幅する。
図11は、PreAmp部810として、npn型のトランジスタ811で電流電圧変換および増幅をする例を示す。
図11は、PreAmp部810として、npn型のトランジスタ811で電流電圧変換および増幅をする例を示す。
トランジスタ811は抵抗813を介してエミッタ接地されており、ベースにバイアス抵抗812が接続され、光検出画素出力信号線148からの電流を電圧に変換し、コレクタに出力する。トランジスタ811のコレクタは電源に接続されている。
SysClk信号抽出部820は、トランジスタ811のコレクタからの出力電圧信号を入力として、クロックSysClk信号を抽出するため、SysClk信号のみを通すバンドパスフィルタ(BPF)821により構成されている。
SysClk信号増幅部830は、増幅器(Amp)831により構成されており、BPF821からの出力を入力として、座標信号整形部850で認識可能なレベルまで増幅する。
SysClk信号除去部840は、ローパスフィルター(LPF)841により構成されており、Amp831からの出力を入力としており、SysClk信号の周波数成分を除去し、座標信号を通す。
座標信号整形部850は、Dフリップフロップ851により構成されている。
座標信号整形部850は、LPF841の出力を入力として、AND素子801にて生成される出力信号を入力クロックとして、AND素子801にて生成される出力信号に同期させて、触れ信号880を出力する。
座標信号整形部850は、LPF841の出力を入力として、AND素子801にて生成される出力信号を入力クロックとして、AND素子801にて生成される出力信号に同期させて、触れ信号880を出力する。
座標イネーブル信号整形部860は、Dフリップフロップ861により構成されている。
座標イネーブル信号整形部860は、発光用制御部13の出力信号LED_En1350を入力信号として、AND素子801にて生成される出力信号を入力クロックとする。
座標イネーブル信号整形部860は、AND素子801にて生成される出力信号に同期させて、イネーブル信号Enable870を出力する。
AND素子801にて生成される出力信号は、触れ信号880、イネーブル信号Enable870の同期クロックSClk890として使用される。
座標イネーブル信号整形部860は、発光用制御部13の出力信号LED_En1350を入力信号として、AND素子801にて生成される出力信号を入力クロックとする。
座標イネーブル信号整形部860は、AND素子801にて生成される出力信号に同期させて、イネーブル信号Enable870を出力する。
AND素子801にて生成される出力信号は、触れ信号880、イネーブル信号Enable870の同期クロックSClk890として使用される。
上記説明では、一般的な構成例を図示し説明したが、光検出画素からの電流信号を電圧に変換し、その信号の中からシステムクロックSysClk信号を抽出し、システムクロックSysClk信号を除去して、座標信号を取り出すという工程が重要である。
以上、各部の具体的な構成および機能について説明した。
以下に、発光制御用信号の生成動作、光検出画素駆動部の動作、信号処理部8にて触れ信号880を出力するまでの動作等について説明する。
以下に、発光制御用信号の生成動作、光検出画素駆動部の動作、信号処理部8にて触れ信号880を出力するまでの動作等について説明する。
<LED_Sigの生成動作>
次に、発光用制御部13における信号LED_Sigの生成動作について説明する。
次に、発光用制御部13における信号LED_Sigの生成動作について説明する。
図12は、発光用制御部13におけるLED_Sig生成のタイミングチャートである。
図6および図12において、座標ビット数生成部1210のj進カウンタ1212は、AND素子1213の出力信号を入力として、jまでカウントする。
j進カウンタ1212は、jまでカウントするとキャリア信号bCa1240を生成する。図12において、ローレベル(L)からハイレベル(H)へクロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルスを生成する。
X座標生成部1220のn進カウンタ1222は、AND素子1213の出力信号を同期クロックとして、j進カウンタからのキャリア信号bCa1240を入力としてカウントアップし、X軸座標情報1260とキャリア信号1223を生成する。
キャリア信号1223は、クロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルス信号である。
j進カウンタ1212は、jまでカウントするとキャリア信号bCa1240を生成する。図12において、ローレベル(L)からハイレベル(H)へクロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルスを生成する。
X座標生成部1220のn進カウンタ1222は、AND素子1213の出力信号を同期クロックとして、j進カウンタからのキャリア信号bCa1240を入力としてカウントアップし、X軸座標情報1260とキャリア信号1223を生成する。
キャリア信号1223は、クロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルス信号である。
Y座標生成部1230のm進カウンタ1232は、AND素子1213の出力信号を同期クロックとして、j進カウンタからのキャリア信号bCa1240とm進カウンタからのキャリア信号1223を入力としてカウントアップする。
そして、Y座標生成部1230は、Y軸座標情報1250とキャリア信号1233を生成する。
キャリア信号1233は、クロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルス信号である。
発光用制御部13の座標情報変換部1310にて、X軸座標情報1250とY軸座標情報は1加算され、AND素子1213の出力信号に同期して動作し、X値1313とY値1314を生成する。
そして、Y座標生成部1230は、Y軸座標情報1250とキャリア信号1233を生成する。
キャリア信号1233は、クロック4SysClk1周期分のパルス幅をもつパルス信号である。
発光用制御部13の座標情報変換部1310にて、X軸座標情報1250とY軸座標情報は1加算され、AND素子1213の出力信号に同期して動作し、X値1313とY値1314を生成する。
シフトレジスタ部1320では、キャリア信号bCa1240の立下りに同期してX値1313を下位ビットに、Y値1314を上位ビットに取り込む。
そして、シフトレジスタ部1320においては、AND素子1301の出力信号に同期して、X値の0ビット目より順番にX値、Y値が信号LED_Sig1340として送り出される。
シフトレジスタ部1320においては、X値、Y値が一通り送り出し終えると、次のX値、Y値が送り出されていく。
そして、シフトレジスタ部1320においては、AND素子1301の出力信号に同期して、X値の0ビット目より順番にX値、Y値が信号LED_Sig1340として送り出される。
シフトレジスタ部1320においては、X値、Y値が一通り送り出し終えると、次のX値、Y値が送り出されていく。
図12において、X値:1、Y値:1がシフトレジスタより送り出され、終えた後は、X値:2、Y値:1が送り出されており、それが送り出し終えると、X値:3、Y値:1がというようにである。
<LED_Enの生成動作>
次に、発光用制御部13におけるLED_Enの動作について説明する。
次に、発光用制御部13におけるLED_Enの動作について説明する。
図13は、発光用制御部13におけるLED_En生成のタイミングチャートである。
図6および図13において、間欠信号生成部1330のk進カウンタ1332は、AND素子1301の出力信号を同期クロックとして、m進カウンタからのキャリア信号1233を入力としてカウントアップし、キャリア信号1333を生成する。
このキャリア信号1333は、kカウント目の間ハイレベル(H)を維持する信号である。
キャリア信号1333は、Dフリップフロップ1333にて、キャリア信号bCa1240を同期クロックとして取り込まれ、信号LED_En1350が生成される。
このキャリア信号1333は、kカウント目の間ハイレベル(H)を維持する信号である。
キャリア信号1333は、Dフリップフロップ1333にて、キャリア信号bCa1240を同期クロックとして取り込まれ、信号LED_En1350が生成される。
次に、触れている部分を検出するまでの検出動作について説明する。
ここでは、図14に示すように、画像表示部1の光検出画素140を4画素分指が触れている場合を例に説明する。
ここでは、図14に示すように、画像表示部1の光検出画素140を4画素分指が触れている場合を例に説明する。
まず、光検出画素駆動部の動作について図15に関連付けて説明する。
図15は、光検出画素駆動部のX軸の0ビット目のタイミングチャートである。
図7、図14、および図15において、X座標情報1250が値00を出力しているときは、デコード部410のデコーダ411は、デコード結果として、0ビット目の信号線Decode_x0をハイレベル(H)に生成する。
その後、Dフリップフロップ412はAND素子401の出力信号に同期して動作するため、Dフリップフロップ412にて、AND素子401の出力信号に同期した信号D_x0が生成される。
信号D_x0は、ラッチ部420にてキャリア信号bCa1240に同期してラッチされ、信号L_D_x0が生成される。
その後、Dフリップフロップ412はAND素子401の出力信号に同期して動作するため、Dフリップフロップ412にて、AND素子401の出力信号に同期した信号D_x0が生成される。
信号D_x0は、ラッチ部420にてキャリア信号bCa1240に同期してラッチされ、信号L_D_x0が生成される。
光検出画素駆動間ギャップ発生部440にて、キャリア信号bCa1240からシステムクロックSysClk1周期分のパルス幅となるギャップ信号444を生成する。
X軸光検出画素駆動信号生成部430にて、信号L_D_X0とギャップ信号444を合成し、X軸光検出画素制御線(1)への信号が生成される。
X軸の他のビットおよび、Y軸についても同様の動作を行い、X軸光検出画素制御線および、Y軸光検出画素制御線への信号が生成される。
X軸光検出画素駆動信号生成部430にて、信号L_D_X0とギャップ信号444を合成し、X軸光検出画素制御線(1)への信号が生成される。
X軸の他のビットおよび、Y軸についても同様の動作を行い、X軸光検出画素制御線および、Y軸光検出画素制御線への信号が生成される。
次に、信号処理部8にて触れ信号880を出力するまでの動作について図16に関連付けて説明する。
図16は、信号処理部8にて触れ信号880を出力するまでのタイミングチャートである。
図16は、信号処理部8にて触れ信号880を出力するまでのタイミングチャートである。
図11、図14、および図16において、信号LED_Sig1340は、信号LED_En1350がハイレベル(H)の期間のみ、発光駆動部6にて生成された発光制御信号を通して、有機EL素子123により出力される。
その際、有機EL素子123は、システムクロックSysClk1020を重畳して発光する。
その際、有機EL素子123は、システムクロックSysClk1020を重畳して発光する。
一方、図14に示すように(X座標、Y座標)が(1、1)、(2、1)、(1、2)、(2、2)の部分の光検出画素140が指で覆われていたとすると、有機EL素子123より放出された光は反射されて、各光検出画素140より取り込まれる。
光検出画素140により取り込まれた光は電流もしくは電圧値へ変換される。
変換された電流もしくは、電圧値は、X軸光検出画素駆動部4にて該当するタイミングでX軸光検出画素制御線145がハイレベル(H)となることで、X軸出力選択トランジスタ142がオンし、光検出画素X軸出力信号線143に転送される。
光検出画素140により取り込まれた光は電流もしくは電圧値へ変換される。
変換された電流もしくは、電圧値は、X軸光検出画素駆動部4にて該当するタイミングでX軸光検出画素制御線145がハイレベル(H)となることで、X軸出力選択トランジスタ142がオンし、光検出画素X軸出力信号線143に転送される。
Y軸光検出画素制御線147も該当するタイミングでハイレベル(H)となることで、Y軸出力選択トランジスタ146がオンとなり、光検出画素X軸出力信号線143の信号電流もしくは信号電圧は、光検出画素出力信号線148に転送される。
たとえば、(1、1)の信号(0101)が発光しているタイミングでは、X軸光検出画素制御線145−1がハイレベル(H)となり、Y軸光検出画素制御線147−1がハイレベル(H)となる。
有機EL素子123は(0101)にシステムクロックSysClkを重畳した発光をし、指等にてその発光光が反射されるため、光検出画素出力信号線148にはそのときの信号が現れる。
同様に、(2、1)の信号(1001)が発光しているタイミングでは、X軸光検出画素制御線145−2がハイレベル(H)となり、Y軸光検出画素制御線147−1がハイレベル(H)となる。
有機EL素子123は(1001)にシステククロックSysClkを重畳した発光をし、指等にてその発光光が反射されるため、その時の信号が光検出画素出力信号線148に現れる。
光検出画素出力信号線148の信号は、信号処理部8のPreAmp部810にて、電流の場合は電流電圧変換を行い、信号を増幅して出力する。
PreAmp部810の出力信号において、システムクロックSysClkを検波するためBPF821にてシステムクロックSysClkを抽出する。
有機EL素子123は(0101)にシステムクロックSysClkを重畳した発光をし、指等にてその発光光が反射されるため、光検出画素出力信号線148にはそのときの信号が現れる。
同様に、(2、1)の信号(1001)が発光しているタイミングでは、X軸光検出画素制御線145−2がハイレベル(H)となり、Y軸光検出画素制御線147−1がハイレベル(H)となる。
有機EL素子123は(1001)にシステククロックSysClkを重畳した発光をし、指等にてその発光光が反射されるため、その時の信号が光検出画素出力信号線148に現れる。
光検出画素出力信号線148の信号は、信号処理部8のPreAmp部810にて、電流の場合は電流電圧変換を行い、信号を増幅して出力する。
PreAmp部810の出力信号において、システムクロックSysClkを検波するためBPF821にてシステムクロックSysClkを抽出する。
BPF821にて抽出されたシステムクロックSysClkの信号を座標整形部850で検知できるレベルまでAmp831にて増幅する。
Amp831の出力信号からSysClkを除去するため、LPF841を通す。
LPF841にてシステムクロックSysClkを除去することで、座標情報である(0101)や(1001)の信号を取り出すことができる。
座標信号整形部850では、LPF841からの信号をクロック4SysClk1040に同期させて保持することで、触れ信号880が生成される。
Amp831の出力信号からSysClkを除去するため、LPF841を通す。
LPF841にてシステムクロックSysClkを除去することで、座標情報である(0101)や(1001)の信号を取り出すことができる。
座標信号整形部850では、LPF841からの信号をクロック4SysClk1040に同期させて保持することで、触れ信号880が生成される。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
図17は、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置を示す図である。
図18は、本第2の実施形態において検出される触れ信号の例を示す図である。
次に、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
図17は、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置を示す図である。
図18は、本第2の実施形態において検出される触れ信号の例を示す図である。
本第2の実施形態は、上述した第1の実施形態に対して、画素表示部1の周縁部のブラックマトリックス部101に光検出画素140a(スタート部)と140b(エンド部)を付加している。
Y軸方向に対して、スタート光検出画素とエンド光検出画素を付加することで、確実に、各Y軸の信号を確認することができる。
表示画素120a(スタート部)、表示画素120b(エンド部)、光検出画素(スタート部)140a、(エンド部)140bは、ブラックマトリックス部101の直下に配置されている。
このため、必ず、表示画素(スタート部)120aの有機EL素子123aと表示画素(エンド部120bの有機EL素子123bの発光光が反射される。
そのため、発光用制御部13の座標情報変換部1310にて、X値1313に乗せる信号に光検出画素(スタート部)140aと(エンド部)140bに固有値1および固有値2を与える。
そして、n進カウンタ1222を(n+2)進カウンタとし、1加算処理部1311にて1加算処理をスルーすることで、実現できる。
このため、必ず、表示画素(スタート部)120aの有機EL素子123aと表示画素(エンド部120bの有機EL素子123bの発光光が反射される。
そのため、発光用制御部13の座標情報変換部1310にて、X値1313に乗せる信号に光検出画素(スタート部)140aと(エンド部)140bに固有値1および固有値2を与える。
そして、n進カウンタ1222を(n+2)進カウンタとし、1加算処理部1311にて1加算処理をスルーすることで、実現できる。
図17では座標(2、2)に指が触れているので、図18の触れ信号には各Y軸のスタート部とエンド部の信号の他に(2、2)の値が乗っている。
図19は、一般的な発光用信号LED_Sigに乗せる値と触れ信号で出力される値のパターンを示す図である。
図20は、発光用信号LED_Sigに乗せる値と触れ信号の具体例を示す図である。図20は、X軸光検出画素数が640個、Y軸光検出画素数が480個の場合の例である。
図20は、発光用信号LED_Sigに乗せる値と触れ信号の具体例を示す図である。図20は、X軸光検出画素数が640個、Y軸光検出画素数が480個の場合の例である。
固有値1として965、固有値2として969を与える。
座標ビット数としてX軸座標を10ビット、Y軸座標を9ビットで表現する。
固有値1と固有値2はバイナリーでそれぞれ、固有値1=965=[1111000101]b、固有値2=969=[1111001001]bである。
下位4ビットを[0101]bもしくは[1010]bで構成することにより、パルス幅比をもとにした信号処理も可能となる。
座標ビット数としてX軸座標を10ビット、Y軸座標を9ビットで表現する。
固有値1と固有値2はバイナリーでそれぞれ、固有値1=965=[1111000101]b、固有値2=969=[1111001001]bである。
下位4ビットを[0101]bもしくは[1010]bで構成することにより、パルス幅比をもとにした信号処理も可能となる。
また、スタート部とエンド部に対称とならないビット配列を用いることで、スタート部とエンド部を確実に識別することが可能となる。
スタート部のX軸座標データとして固有値1を、エンド部のX軸座標データとして固有値2を用い、Y軸座標データはそのままY値を用いることで、触れ信号からは、Y軸値に応じたスタート部とエンド部が出力される。
スタート部のX軸座標データとして固有値1を、エンド部のX軸座標データとして固有値2を用い、Y軸座標データはそのままY値を用いることで、触れ信号からは、Y軸値に応じたスタート部とエンド部が出力される。
仮に今、座標(1、1)に触れている場合、発光用信号LED_Sigにより[1、1]が発光素子部630から発光する。
このため、触れ信号として[1、1]もしくは、[0000000001、000000001]bのシリアルデータをスタート部とエンド部の間に検出することができる。
このため、触れ信号として[1、1]もしくは、[0000000001、000000001]bのシリアルデータをスタート部とエンド部の間に検出することができる。
[第3実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
図21は、第3の実施形態に係る画像表示装置におけるX軸光検出画素駆動部4AおよびY軸光検出画素駆動部5の構成例を示す図である。
本発明の第3の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
図21は、第3の実施形態に係る画像表示装置におけるX軸光検出画素駆動部4AおよびY軸光検出画素駆動部5の構成例を示す図である。
図21においては、X軸光検出画素駆動部4AのX軸光検出画素駆動信号生成部430Aの構成が図6のX軸光検出画素駆動信号生成部430の構成と異なる。
図21において、発光用信号LED_Sig1340と発光用イネーブル信号LED_En1350をX軸光検出画素駆動部4AのX軸光検出画素駆動信号生成部430Aの3入力AND素子433に入力する。
AND素子433の残りの入力がAND素子432の出力に接続され、AND素子433の出力がX軸光検出画素制御線143に接続されている。
AND素子433の残りの入力がAND素子432の出力に接続され、AND素子433の出力がX軸光検出画素制御線143に接続されている。
図22は、第3の実施形態に係る発光駆動部6Bの構成例を示す図である。
本第3の実施形態においては、発光駆動部6Bをバックライトとは異なるライトペンとしている。
したがって、図22の発光駆動部6Bは、図7の発光駆動部6の信号重畳部620を削除した構成を有している。そして、発光素子部640が付加されている。
発光素子部640は、LED641、トランジスタ642、および抵抗633により構成されている。
LED641のアノードは電源へ接続され、カソードはトランジスタ642のドレインに接続されている。
トランジスタ642のベースはトランジスタ611のソースフォロワ出力に接続され、ソースはソース抵抗633を介して接地電位GNDに接続されている。
発光素子部640およびLED641は、1組もしくは1個である必要は無く、必要に応じ複数組、もしくは複数個で構成される。
発光素子部640は有機ELのような自発光素子においては、自発光素子そのものでもよい。
本第3の実施形態においては、発光駆動部6Bをバックライトとは異なるライトペンとしている。
したがって、図22の発光駆動部6Bは、図7の発光駆動部6の信号重畳部620を削除した構成を有している。そして、発光素子部640が付加されている。
発光素子部640は、LED641、トランジスタ642、および抵抗633により構成されている。
LED641のアノードは電源へ接続され、カソードはトランジスタ642のドレインに接続されている。
トランジスタ642のベースはトランジスタ611のソースフォロワ出力に接続され、ソースはソース抵抗633を介して接地電位GNDに接続されている。
発光素子部640およびLED641は、1組もしくは1個である必要は無く、必要に応じ複数組、もしくは複数個で構成される。
発光素子部640は有機ELのような自発光素子においては、自発光素子そのものでもよい。
図23は、図14において指が触れている領域を変わりにライトペンがあたっているとした場合のタイミングチャートである。
図23において、X軸光検出画素制御線450に出力される信号は、信号LED_Sigと信号LED_Enの論理積により得られるので、1画素の間ハイレベル(H)を維持し続けずに、図23中のX軸光検出画素制御線(1)のように動作する。
そのため、X軸出力選択トランジスタ142は本来であれば選択されている期間はオンを固定し続けるのであるが、信号LED_Sigと信号LED_Enに従いオンオフ動作を行う。
X軸出力選択トランジスタ142のオンオフ動作により、光検出素子141の電流もしくは電圧が、信号処理部8に伝達されたり伝達されなかったりするため、光検出画素出力信号線には図23のような信号が伝達される。
そのため、X軸出力選択トランジスタ142は本来であれば選択されている期間はオンを固定し続けるのであるが、信号LED_Sigと信号LED_Enに従いオンオフ動作を行う。
X軸出力選択トランジスタ142のオンオフ動作により、光検出素子141の電流もしくは電圧が、信号処理部8に伝達されたり伝達されなかったりするため、光検出画素出力信号線には図23のような信号が伝達される。
しかし、信号処理部8では、SysClk信号抽出部820により、システムクロックSysClk1020のみを抽出する処理を行う。このため、以降の波形は図18と同様となり、触れ信号として座標信号を取得することができる。
[第4実施形態]
本発明の第4の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
第4の実施形態において、X軸光検出画素駆動部4Aは図21と同一の回路を用いる。
また、図24は、第4の実施形態に係る発光駆動部6Cの構成例を示す図である。
本発明の第4の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
第4の実施形態において、X軸光検出画素駆動部4Aは図21と同一の回路を用いる。
また、図24は、第4の実施形態に係る発光駆動部6Cの構成例を示す図である。
また、発光駆動部6Cは、図22の発光駆動部6Bであるライトペンの光と、図23に示すように、クロックSysClk1020とは異なる周波数のクロックSysClka1020aをトランジスタ611のベースに入力する。
図25は、第4の実施形態に係る発光駆動部6Cで使用するクロックを生成するクロック生成部10Cの構成例を示す図である。
クロック生成部10Cは、基本的に、図9のクロック生成部10と同様も構成を有し、SysClk1020とは異なる周波数SysClka1020aを4分周した信号4SysClka1040aを生成する。
図26は、第4の実施形態に係る信号処理部8Cの構成例を示す図である。
図26の信号処理部8Cは、2種類のクロックSysClk1020とクロックSysClka1020aで動作するシステムとして構成されている。
光検出画素出力信号線148をPreAmp部810にて電流電圧変換し増幅したあと、それぞれのSysClk信号抽出部820とSysClk信号抽出部820aを通すことで、SysClk1020とSysClka1020aを取り出すことができる。
後段のSysClk信号除去部840とSysClk信号除去部840aにて、それぞれ、クロックSysClk1020とSysClka1020aを除去することで、座標信号情報を得ることができる。
後段のDフリップフロップ861、851、並びにDフリップフロップ861a,851aは、それぞれのAND素子801にて生成される出力信号と、AND素子801aにて生成される出力信号で同期させる。
AND素子801は、クロック生成部10にて生成されるクロック4SysClk1040と、主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力として、出力信号を生成する。
AND素子801aは、クロック生成部10Cにて生成されるクロック4SysClka1040aと、主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力として、出力信号を生成する。
このようにすることで、ライトペンでの座標入力と指の座標入力をそれぞれ同時に得ることができる。
後段のSysClk信号除去部840とSysClk信号除去部840aにて、それぞれ、クロックSysClk1020とSysClka1020aを除去することで、座標信号情報を得ることができる。
後段のDフリップフロップ861、851、並びにDフリップフロップ861a,851aは、それぞれのAND素子801にて生成される出力信号と、AND素子801aにて生成される出力信号で同期させる。
AND素子801は、クロック生成部10にて生成されるクロック4SysClk1040と、主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力として、出力信号を生成する。
AND素子801aは、クロック生成部10Cにて生成されるクロック4SysClka1040aと、主制御部14にて生成される座標取得期間信号線1420を伝播された座標取得期間信号を入力として、出力信号を生成する。
このようにすることで、ライトペンでの座標入力と指の座標入力をそれぞれ同時に得ることができる。
なお、図25において、SysClk信号抽出部820aはBPF821aにより形成され、SysClk信号除去部840aはLPF841aにより形成される。
[第5実施形態]
次に、本発明の第1〜第4の実施形態に係る画像表示装置を適用可能なデジタルカメラを第5の実施形態として説明する。
次に、本発明の第1〜第4の実施形態に係る画像表示装置を適用可能なデジタルカメラを第5の実施形態として説明する。
図27は、本発明の第5の実施形態に係るデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。
図27のデジタルカメラ10000は、レンズ10100、イメージャー10200、カメラ信号処理部10300、カメラ駆動制御部10400、信号処理部10500、外部端子10600、EVF10700、および本表示装置10800を有する。
また、デジタルカメラ10000は、記録メディア10900、符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100、メカ駆動制御部11200、マイクロフォン11300、音声信号処理部11400、およびスピーカー11500を有する。
さらに、デジタルカメラ10000は、各種操作キー11600、マイコン11700、EEPROM11800、フラッシュメモリ11900、SDRAM12000、電源回路12100、バッテリー12200、およびACプラグ12300を有する。
また、デジタルカメラ10000は、記録メディア10900、符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100、メカ駆動制御部11200、マイクロフォン11300、音声信号処理部11400、およびスピーカー11500を有する。
さらに、デジタルカメラ10000は、各種操作キー11600、マイコン11700、EEPROM11800、フラッシュメモリ11900、SDRAM12000、電源回路12100、バッテリー12200、およびACプラグ12300を有する。
レンズ10100、イメージャー10200を通して撮影した映像は、カメラ信号処理部10300にて、カメラ駆動制御部10400を調整しながら適切な画像データとして生成される。
生成された画像データは信号処理部10500を通して、外部端子10600から外部モニターへ映し出されたり、EVF10700、本発明装置である表示装置10800に映し出される。
生成された画像データは信号処理部10500を通して、外部端子10600から外部モニターへ映し出されたり、EVF10700、本発明装置である表示装置10800に映し出される。
また、記録メディア10900へは信号処理部10500からの画像データを符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100を介して保存される。
記録メディア10900がたとえばDVDなどの場合はメカ駆動制御部11200と符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100と共に動作し保存される。
音声は内蔵マイクロフォン11300より音声信号処理部11400を通して画像データと重畳され、外部端子10600から外部モニター付属のスピーカーに出力される。また、その画像データは、符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100を介して記録メディア10900に保存される。
記録メディア10900がたとえばDVDなどの場合はメカ駆動制御部11200と符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100と共に動作し保存される。
音声は内蔵マイクロフォン11300より音声信号処理部11400を通して画像データと重畳され、外部端子10600から外部モニター付属のスピーカーに出力される。また、その画像データは、符号化復号化処理部11000、記録メディア制御部11100を介して記録メディア10900に保存される。
また、信号処理部10500から音声信号処理部11400を介して、内蔵スピーカー11500からも出力される。
記録メディア10900の保存データは記録メディア制御部11100、符号化復号化処理部11000を介して画像データとして取り出される。
そして、記録メディア10900の保存データは、信号処理部10500より本表示装置10800やEVF10700、もしくは外部端子10600から外部モニターへ映し出すことも可能である。
記録メディア10900の保存データは記録メディア制御部11100、符号化復号化処理部11000を介して画像データとして取り出される。
そして、記録メディア10900の保存データは、信号処理部10500より本表示装置10800やEVF10700、もしくは外部端子10600から外部モニターへ映し出すことも可能である。
音声については、外部端子10600から外部モニター付属のスピーカーに出力されたり、音声信号処理部11400を介して内蔵スピーカー11500から出力することも可能である。
本表示装置10800やEVF10700、もしくは外部端子10600を介したモニター画面を見ながら、撮影画像を制御したり、記録メディア10900に保存されているデータを制御したり、カメラの日付等の制御をすることも可能である。
これらの操作は、各種キー11600や本表示装置10800より行うことができ、各種キー11600や本表示装置10800の信号はマイコン11700で処理され各ブロックへ命令が行き渡り、各種動作や表示が行われる。
本表示装置10800やEVF10700、もしくは外部端子10600を介したモニター画面を見ながら、撮影画像を制御したり、記録メディア10900に保存されているデータを制御したり、カメラの日付等の制御をすることも可能である。
これらの操作は、各種キー11600や本表示装置10800より行うことができ、各種キー11600や本表示装置10800の信号はマイコン11700で処理され各ブロックへ命令が行き渡り、各種動作や表示が行われる。
EEPROM11800には、デジタルカメラに必要な設定値が保存されている。
FLASH11900には、マイコン11700の動作に必要なプログラムが保存されていたり、内蔵メモリとして使用される。
SDRAM12000はバッファメモリとして使用される。
電源部として電源回路12100および、バッテリー12200、ACプラグ12300を備えている。
FLASH11900には、マイコン11700の動作に必要なプログラムが保存されていたり、内蔵メモリとして使用される。
SDRAM12000はバッファメモリとして使用される。
電源部として電源回路12100および、バッテリー12200、ACプラグ12300を備えている。
本表示装置における、光検出画素駆動用制御部12および、発光用制御部13、クロック生成部10はマイコン11700にて形成することも可能である。
デジタルカメラのように、撮影中の画像や、撮影した画像を表示している場合は、座標情報を取得する機会が少ないため、また、誤動作防止のためマイコン11700から本表示装置10800内の有機EL素子123の座標情報取得期間の発光素子部630を停止する。
発光用制御部13がマイコン117000にあることにより、発光駆動部6に送出している座標取得期間信号をローレベル(L)とすることで実現できる。
また、座標情報を取得する機会時のみに限定すると、必ずしも画質にこだわる必要が無い場合、たとえば、メニュー画面を表示している場合などがある。
このため、その場合は、画像表示期間と座標情報発光期間を分けずに、画像表示と座標情報発光を同時に行うことも可能である。
液晶表示素子のように応答速度が遅い表示装置においては、有効な手段であり、画像は明るめの内容で構成し、バックライトの発光動作を、画像表示期間と座標情報発光期間とに分けて発光動作を行っても良い。また、画像表示期間と座標情報発光を同時に行うことでも実現できる。
デジタルカメラのように、撮影中の画像や、撮影した画像を表示している場合は、座標情報を取得する機会が少ないため、また、誤動作防止のためマイコン11700から本表示装置10800内の有機EL素子123の座標情報取得期間の発光素子部630を停止する。
発光用制御部13がマイコン117000にあることにより、発光駆動部6に送出している座標取得期間信号をローレベル(L)とすることで実現できる。
また、座標情報を取得する機会時のみに限定すると、必ずしも画質にこだわる必要が無い場合、たとえば、メニュー画面を表示している場合などがある。
このため、その場合は、画像表示期間と座標情報発光期間を分けずに、画像表示と座標情報発光を同時に行うことも可能である。
液晶表示素子のように応答速度が遅い表示装置においては、有効な手段であり、画像は明るめの内容で構成し、バックライトの発光動作を、画像表示期間と座標情報発光期間とに分けて発光動作を行っても良い。また、画像表示期間と座標情報発光を同時に行うことでも実現できる。
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、座標情報取得のために特別な発光素子を設けずに、画像表示期間と座標情報発光期間を分け、座標情報発光期間中に座標情報を送り出す機構と信号処理を入れることにより、座標情報を取得することが可能となる。
座標情報を取得する上で、インバータータイプの照明器具を含めた外光の影響を受けることがなく、信号処理は、一般的な輝度信号を用いた信号処理より簡単な方法で実現でき、座標情報取得発光時は、間欠動作での点灯状態となるため、消費電力を抑えた表示装置を実現できる。
さらには、発光素子自体の長寿命化へも貢献できる。
また、ペンライトからの光か表示装置からの反射光かを検出し、それぞれの座標情報を出力することが可能である。
また、本発明を用いた装置において、タッチパネルを組み合わせて使う既存の装置と比較し、画質の低下を抑え、薄型化、軽量化に寄与できる。さらに、座標情報が不要な場合、座標情報取得期間の発光を停止させる機能を持たせることで、表示装置による消費電力を抑え、かつ、誤操作を抑えることができる。
座標情報を取得する上で、インバータータイプの照明器具を含めた外光の影響を受けることがなく、信号処理は、一般的な輝度信号を用いた信号処理より簡単な方法で実現でき、座標情報取得発光時は、間欠動作での点灯状態となるため、消費電力を抑えた表示装置を実現できる。
さらには、発光素子自体の長寿命化へも貢献できる。
また、ペンライトからの光か表示装置からの反射光かを検出し、それぞれの座標情報を出力することが可能である。
また、本発明を用いた装置において、タッチパネルを組み合わせて使う既存の装置と比較し、画質の低下を抑え、薄型化、軽量化に寄与できる。さらに、座標情報が不要な場合、座標情報取得期間の発光を停止させる機能を持たせることで、表示装置による消費電力を抑え、かつ、誤操作を抑えることができる。
さらに、本発明を用いた装置の状況を考慮すると、座標情報の取得時、必ずしも画質を優先する必要が無い場合があり、その場合は、画像表示期間と座標情報発光期間を分けずに、画像表示と座標情報発光を同時に行うことも可能である。
液晶表示素子のように応答速度が遅い表示装置においては、有効な手段であり、画像は明るめの内容で構成し、バックライトの発光動作を、画像表示期間と座標情報発光期間とに分けて発光動作を行っても良い。
また、画像表示期間と座標情報発光を同時に行うことでも実現でき、座標情報取得時は、常時点灯から間欠動作での点灯状態となるため、消費電力への貢献が期待でき、更には、発光素子自体の長寿命化へ貢献できる。
液晶表示素子のように応答速度が遅い表示装置においては、有効な手段であり、画像は明るめの内容で構成し、バックライトの発光動作を、画像表示期間と座標情報発光期間とに分けて発光動作を行っても良い。
また、画像表示期間と座標情報発光を同時に行うことでも実現でき、座標情報取得時は、常時点灯から間欠動作での点灯状態となるため、消費電力への貢献が期待でき、更には、発光素子自体の長寿命化へ貢献できる。
本実施形態に係る表示装置は、図28〜図32に示す様々な電子機器、たとえば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置(モバイル機器)、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラなどに適用可能である。
本表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
以下に、本実施形態が適用される電子機器の一例について説明する。
本表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
以下に、本実施形態が適用される電子機器の一例について説明する。
図28は、本実施形態が適用されるテレビジョンを示す斜視図である。
本適用例に係るテレビジョン10500は、フロントパネル10520やフィルタガラス10530等から構成される映像表示画面部10510を含む。
そして、その映像表示画面部10510として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
本適用例に係るテレビジョン10500は、フロントパネル10520やフィルタガラス10530等から構成される映像表示画面部10510を含む。
そして、その映像表示画面部10510として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
図29は、本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図である。図29(A)は表側から見た斜視図、図29(B)は裏側から見た斜視図である。
本適用例に係るデジタルカメラ10500Aは、フラッシュ10511、表示部10512、メニュースイッチ10513、シャッターボタン10514等を含む。
そして、その表示部10512として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
そして、その表示部10512として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
図30は、本実施形態が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータ10500Bは、本体10521に、文字等を入力するとき操作されるキーボード10522、画像を表示する表示部10523等を含む。
そして、その表示部10523として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
そして、その表示部10523として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
図31は、本実施形態が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。
本適用例に係るビデオカメラ10500Cは、本体部10531、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ10532、撮影時のスタート/ストップスイッチ10533、表示部10534等を含む。
そして、その表示部10534として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
そして、その表示部10534として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
図32は、本実施形態が適用される携帯端末装置、たとえば携帯電話機を示す図である。
図32(A)は開いた状態での正面図、図32(B)はその側面図、図32(C)は閉じた状態での正面図、図32(D)は左側面図、図32(E)は右側面図、図32(F)は上面図、および図32(G)は下面図である。
図32(A)は開いた状態での正面図、図32(B)はその側面図、図32(C)は閉じた状態での正面図、図32(D)は左側面図、図32(E)は右側面図、図32(F)は上面図、および図32(G)は下面図である。
本適用例に係る携帯電話機10500Dは、上側筐体10541、下側筐体10542、連結部(ここではヒンジ部)10543、ディスプレイ10544、サブディスプレイ10545、ピクチャーライト10546、カメラ10547等を含む。
そして、そのディスプレイ10544やサブディスプレイ10545として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
そして、そのディスプレイ10544やサブディスプレイ10545として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
DSP・・・画像表示装置、1・・・画像表示部、2・・・信号線駆動部、3・・・走査線駆動部、4・・・X軸光検出画素駆動部、5・・・Y軸光検出画素駆動部、6・・・発光駆動部、7・・・制御部、8・・・信号処理部、10・・・クロック生成部、120・・・表示画素、140・・・光検出画素、141・・・光検出素子。
Claims (16)
- 座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部と、
上記表示素子を制御する第1の制御部と、
複数の上記光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部と、
上記光検出素子で上記発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部と、を有し、
上記第1の制御部は、
上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる
表示装置。 - 上記信号処理部、第1および第2の制御部に基本となる周波数を提供するクロック生成部と、を有し、
上記第1の制御部は、
上記発光素子を、上記座標情報発光期間中は、信号発光期間と停止期間を含めて発光させ、
信号発光期間においては座標情報としての信号に基本周波数を重畳して発光させる
請求項1記載の表示装置。 - 上記座標情報取得のための発光期間が形成された表示素子の発光素子の輝度を制御する第3の制御部を有し、
上記第3の制御部は、
上記座標情報発光期間において、上記表示素子の発光素子の輝度を光検出素子にて検出できる発光輝度に制御する
請求項1または2記載の表示装置。 - 上記表示素子は、
上記座標情報発光期間において、座標情報としての信号と基本周波数を重畳する重畳素子を含む
請求項2記載の表示装置。 - 上記基本周波数は、インバータータイプの照明器具が発生する周波数を避けた周波数である
請求項2記載の表示装置。 - 上記座標情報は、フルビットが0とフルビットが1の情報を除く情報として形成される
請求項1から5のいずれか一に記載の表示装置。 - 上記第2の制御部は、
上記発光部の発光素子から発光される信号に含まれる座標情報に同期して光検出素子を選択する
請求項1から6のいずれか一に記載の表示装置。 - 上記信号処理部は、
検出信号から基本周波数を抽出する処理と、
基本周波数を除去して座標情報を取得する処理と、を行う
請求項1から7のいずれか一に記載の表示装置。 - 上記第2の制御部は、
上記各光検出素子を選択する際、上記光検出素子同士の信号が重畳しないようにギャップ期間を設けて選択動作する
請求項1から8のいずれか一に記載の表示装置。 - 上記第2の制御部は、
上記基本周波数の一周期とギャップ期間を合計した周期の倍以上の周期で座標情報を生成する
請求項9記載の表示装置。 - 上記光検出素子は表示部のブラックマトリックス部に配置され、
上記座標情報は、
上記ブラックマトリックス部からの反射光の検出時にブラックマトリックスからの反射光であることが分かる情報として形成される
請求項1から10のいずれか一に記載の表示装置。 - 座標情報取得のための上記発光部は、
投光型ライトを含み、
上記発光部の発光素子を制御する上記第1の制御部は発光素子を基本周波数で発光させ、
複数の光検出素子の駆動を選択的に制御する上記第2の制御部は、
信号検出期間と停止期間を含めて上記光検出素子の駆動を選択し、
座標情報である信号と同期して動作する
請求項1から11のいずれか一に記載の表示装置。 - 表示光を上記表示部に照射するバックライトを有し、
基本となる周波数を複数用い、
基本となる周波数にそれぞれ対応する複数の信号処理部を有し、
上記バックライトからの反射光か上記投光型ライトからの透過光かを認識し、
それぞれに応じたモードで動作する
請求項12記載の表示装置。 - 座標情報取得動作が不要なとき、座標情報取得のための上記発光部を停止可能な制御機能を含む
請求項1から13のいずれか一に記載の表示装置。 - 座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部における上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させ、
上記座標情報発光期間における上記発光素子の発光光を上記光検出素子で検出し、
検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得する
表示装置の駆動方法。 - 表示装置を有し、
上記表示装置は、
座標取得のための発光期間が形成された発光素子を含む表示素子と光検出素子を複数含む表示部と、
上記表示素子を制御する第1の制御部と、
複数の上記光検出素子の駆動を選択的に制御する第2の制御部と、
上記光検出素子で上記発光素子の発光光を検出して得られた検出信号を処理し座標情報を取得するための信号処理部と、を有し、
上記第1の制御部は、
上記表示素子の発光素子を、画像表示期間と座標情報発光期間に分けて発光させる
電子機器。
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