带光传感器的显示装置的制作方法
专利名称：带光传感器的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置，特别是在显示面板上设置有多个光传感器的显示装置。
背景技术：
近年来，普及了通过手指或笔等触摸画面而能够操作的电子机器。此外，作为检测 显示画面内的触摸位置的方法，已知有在显示面板上设置多个光传感器，使用光传感器检 测手指等接近画面时形成的影像的方法。作为检测影像的方法，外部光的照度低(周围暗) 时，由光传感器得到的图像内很难区别影像与背景，无法正确检测出触摸位置。因此，还已 知具备背光源的显示装置，使用光传感器检测背光源到达手指时的反射像的方法。此外，如果照原样输出基于由光传感器得到的信号的图像，则能够将显示装置作 为图像输入装置使用。例如，将设置有多个光传感器的液晶面板作为便携式电话的显示器 使用的情况下，在液晶面板的表面放上名片，赋予图像输入指示，由此名片图像通过液晶面 板进入便携式电话。显示面板上设置有多个光传感器的显示装置，例如在专利文献1中有记载。此外， 专利文献2中，记载了为了提高光传感器的检测精度，在显示部用于显示显示数据的显示 期间，使背光源点亮，在读出来自传感器的传感器输出的传感期间使背光源熄灭的显示装置。专利文献1 日本国特开平11-326954号公报专利文献2 日本国特开2006-317682号公报
发明内容
但是，在现有的带光传感器的显示装置中，在光传感器的输出数据中显示数据作 为噪声混入，会产生触摸位置的检测精度和图像输入的精度下降的问题。例如在带光传感 器的液晶显示装置中，透过液晶面板的光入射设置在液晶面板上的光传感器(参照后述的 图4A和图4B)。因此，光传感器检测的光量由于液晶面板的光透过率发生变化，光传感器的 输出数据受到显示数据的影响。此外，在向像素电路的写入和从光传感器的读出使用相同 的数据信号线的液晶面板中，写入时赋予数据信号线的电荷对读出数据造成影响，因此光 传感器的输出数据受到显示数据的影响。根据上述理由，光传感器的输出数据中显示数据 作为噪声混入。特别是显示灰度等级暗时，光传感器的受光灵敏度高的颜色在显示数据中只含有 少量时，光传感器检测到的光量变少，所以由于显示数据的混入而使得触摸位置的检测精 度和图像输入的精度显著下降。因此，本发明以提供不论显示图像如何都能够以高精度进行图像输入和触摸位置 检测的显示装置为目的。本发明的第一方面是具备多个光传感器的显示装置，其包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；
进行将对应于显示数据的信号写入上述像素电路的动作和将对应于受光量的信 号从上述光传感器读出的动作的驱动电路；和将在上述驱动电路读出之前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据的 显示数据切换部。本发明的第二方面的特征在于，在本发明的第一方面中，上述固定数据为表示单色图像的数据。本发明的第三方面的特征在于，在本发明的第二方面中，上述固定数据为大量包含上述光传感器的受光灵敏度高的颜色成分的表示单色 图像的数据。本发明的第四方面的特征在于，在本发明第三方面中，上述固定数据为表示白色图像的数据。本发明的第五方面的特征在于，在本发明的第三方面中，上述显示面板为由连续晶界结晶硅形成的液晶面板，上述固定数据为表示蓝色图像的数据。本发明的第六方面的特征在于，在本发明的第一方面中，还具备图像识别处理部，该图像识别处理部对基于从上述光传感器读出的信号的 扫描图像，进行用于检测上述扫描图像中所包含的对象物的图像识别处理。本发明的第七方面的特征在于，在本发明的第六方面中，还具备向上述显示面板的背面照射光的背光源，上述图像识别处理部至少检测上述对象物的反射像。本发明的第八方面的特征在于，在本发明的第一方面中，上述显示数据切换部包括在设置在上述驱动电路的前段的图像处理部中。本发明的第九方面的特征在于，在本发明的第一方面中，
上述显示数据切换部包括在上述驱动电路中。本发明的第十方面是包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示 面板的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括将对应于显示数据的信号写入上述像素电路的步骤；将对应于受光量的信号从上述光传感器读出的步骤；和将在读出前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据的步骤。本发明的第十一方面是具有图像显示功能和图像输入功能的装置，其特征在于，其具备显示装置和显示控制部，上述显示装置包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；和进行将对应于从上述显示控制部被赋予的显示数据的信号写入上述像素电路的 动作和将对应于受光量的信号从上述光传感器读出的动作的驱动电路，上述显示控制部，在向上述显示装置赋予图像输入指示时，赋予适于图像输入的 固定数据作为上述显示数据。根据本发明的第一方面、第十方面或第十一方面，读出前的显示数据被切换为固 定数据，使用光传感器的图像输入在显示基于固定数据的图像后进行。显示基于固定数据
4的图像时，显示面板的光透过率或显示装置所包含的像素电路和信号线等的状态，不会受 到以前的显示图像的影响。因此，通过使用固定数据，以单色图像或大量包含光传感器的受 光灵敏度高的颜色成分的图像等的方式，显示适于图像输入的图像，其后进行图像输入，由 此排除显示图像的影响，能够不管显示图像如何都以高精度进行图像输入，能够输出所得 到的图像，基于该图像以高精度进行触摸位置检测。根据本发明的第二方面，使用光传感器的图像输入，在显示单色图像后进行。显示 单色图像时，显示面板的光透过率和显示装置所包含的像素电路和信号线等的状态均勻。 因此，通过使用固定数据在显示单色图像后进行图像输入，能够排除显示图像的影响，并且 使显示装置的内部状态一致，能够以高精度进行图像输入和触摸位置检测。根据本发明的第三方面，使用光传感器的图像输入，在显示大量包含光传感器的 受光灵敏度高的颜色的成分的单色图像后进行。在显示具有这样的特性的单色图像后进行 图像输入时，光传感器以高的受光灵敏度进行动作。因此，能够排除显示图像的影响，使显 示图像的内部状态一致，并且提高光传感器的受光灵敏度，以高精度进行图像输入和触摸 位置检测。根据本发明的第四方面，通过使用表示白色图像的数据作为固定数据，能够排除 显示图像的影响，使显示图像的内部状态一致，并且提高光传感器的受光灵敏度，以高精度 进行图像输入和触摸位置检测。根据本发明的第五方面，在具备多个光传感器的液晶面板由CG硅形成的情况下， 光传感器的受光灵敏度在蓝色光时变高，因此，使用表示蓝色图像的数据作为固定数据，能 够排除显示图像的影响，使显示图像的内部状态一致，并且提高光传感器的受光灵敏度，以 高精度进行图像输入和触摸位置检测。根据本发明的第六方面，通过对扫描图像进行图像识别处理，能够在显示装置中 检测扫描图像所包含的对象物。根据本发明的第七方面，检测对象物的反射像时，扫描图像变暗，触摸位置的检测 精度下降的问题变得显著，即使这样的时候，使用固定数据在显示适于图像输入的图像后 进行图像输入，也能够排除显示数据的影响，不管显示图像如何都能够以高精度进行图像 输入和触摸位置检测。根据本发明的第八方面，通过由设置在驱动电路的前段的图像处理部将读出前的 显示数据切换为固定数据，能够使用固定数据在显示适于图像输入的图像后进行图像输 入。由此，能够排除显示数据的影响，不管显示图像如何都能够以高精度进行图像输入和触 摸位置检测。根据本发明的第九方面，通过将驱动电路读出前的显示数据切换为固定数据，能 够使用固定数据在显示适于图像输入的图像后进行图像输入。由此，能够排除显示数据的 影响，不管显示图像如何都能够以高精度进行图像输入和触摸位置检测。
图1为表示本发明第一实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图2为表示图1所示的装置的液晶面板的详细结构的框图。图3为表示图1所示的装置的液晶面板的截面和背光源的配置位置的图。
图4A为表示图1所示的装置中检测影像的方法的原理的图。图4B为表示图1所示的装置中检测反射像的方法的原理的图。图5A为表示包括手指的影像的扫描图像的例子的图。图5B为表示包括手指的影像和手指的指腹的反射像的扫描图像的例子的图。图6为表示图1所示的装置的输出控制信号为高电平时的动作的流程图。图7为表示图1所示的装置的输出控制信号为低电平时的动作的流程图。图8为表示汇总图1所示的装置的动作的表。图9为图1所示的装置的时序图。图10为表示本发明第二实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图11为表示本发明第三实施方式的名片读取装置的结构的框图。图12为表示图11所示的装置的动作的流程图。图13为表示本发明第四实施方式的名片读取装置的结构的框图。符号说明1像素电路2光传感器6光电二极管10,20,71液晶显示装置11,21内置传感器的液晶面板12、22、72图像处理部13A/D 转换器14背光源电源电路15背光源16帧存储器17、27面板驱动电路18像素阵列31扫描信号线驱动电路32数据信号线驱动电路33传感器行驱动电路34传感器输出放大器35 38 开关51外部光52背光源光53对象物60、70名片读取装置61、73显示控制部62CPU64、74名片读取程序
具体实施例方式(第一实施方式)图1为表示本发明的第一实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图1所示的液 晶显示装置10具备内置传感器的液晶面板11、图像处理部12、A/D转换部13、背光源电源 电路14和背光源15。图像处理部12包括帧存储器16。内置传感器的液晶面板11 (以下， 称为液晶面板11)包括面板驱动电路17和像素阵列18，像素阵列18包括二维配置的多个 像素电路和多个光传感器(后面详述)。液晶显示装置10除图像显示功能外还具有触摸位 置检测功能和图像输入功能。从外部向液晶显示装置10输入显示数据Dl和输出控制信号0C。图像处理部12 使用帧存储器16对显示数据Dl进行帧率转换处理，求得显示数据D2。接着，图像处理部 12对显示数据D2进行显示数据切换处理(后面详述)，输出显示数据D3。面板驱动电路 17向液晶面板11的像素电路写入对应于显示数据D3的电压。由此，在液晶面板11上显示 基于显示数据D3的图像。背光源15，例如由白色LED (Light Emitting Diode 发光二极管)构成，向液晶面 板11的背面照射光(背光源光)。背光源电源电路14依照从图像处理部12输出的背光源 控制信号BC，切换是否向背光源15供给电源电压。以下，背光源电源电路14在背光源控制 信号BC为高电平时供给电源电压，在背光源控制信号BC为低电平时不供给电源电压。背 光源15，在背光源控制信号BC为高电平的期间点亮，在背光源控制信号BC为低电平的期间 熄灭。此外，背光源15的结构可以任意，组合红色、绿色和蓝色LED，或者由冷阴极管(CCFL ColdCathode Fluorescent Lamp)构成背光源 15 都可以。面板驱动电路17除进行向液晶面板11的像素电路写入电压的动作外，还进行读 取对应于来自液晶面板11的光传感器的受光量的电压的动作。光传感器的输出信号作为 传感器输出信号SS输出到液晶面板11的外部。A/D转换器13将模拟的传感器输出信号 SS转换成数字信号。图像处理部12基于从A/D转换器13输出的数字信号生成数字图像 (以下称为扫描图像)。该扫描图像包括液晶面板11的表面附近存在的应该检测到的物体 (例如手指或笔等。以下称为对象物)的像。图像处理部12在输出控制信号OC为高电平 时，进行用于对扫描图像检测对象物的图像识别处理，求得扫描图像内的对象物的位置，输 出表示触摸位置的坐标数据Co。另一方面，输出控制信号OC为低电平时，图像处理部12不 进行识别处理，按原样将扫描图像作为摄像数据SD输出。液晶显示装置10，在各帧时间，进行显示基于显示数据D2的图像的动作和输入扫 描图像的动作的任一个。以下，将进行图像显示的帧时间记为“显示期间”，将进行图像输入 的帧时间记为“传感期间”。此外，液晶显示装置10，对应于输出控制信号0C，在各帧时间中 切换进行图像显示和图像输入的任一个。以下，液晶显示装置10，在输出控制信号OC为高 电平时，每一帧时间交替进行图像显示和图像输入，在输出控制信号OC为低电平时，在所 有的帧时间进行图像输入。图2是表示液晶面板11的详细结构的框图。如图2所示，像素阵列18具备:m根扫 描信号线Gl Gm、3n根数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBnJP (mX3n)个像素电路 1。除此之外，像素阵列18具备(mXn)个光传感器2、m根传感器读出线RWl RWm和m根传 感器复位线RSl RSm。液晶面板11使用CG(ContinuousGrain 连续晶界结晶)硅形成。
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扫描信号线Gl Gm相互平行配置，数据信号线SRl SRruSGl SGruSBl SBn 以与扫描信号线Gl Gm正交的方式相互平行配置。传感器读出线RWl RWm和传感器复 位线RSl RSm与扫描信号线Gl Gm平行配置。像素电路1在扫描信号线Gl Gm和数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn的交点附近各设置有1个。像素电路1在列方向(图2为纵方向)各设置有m个、在行 方向(图2为横方向)各设置有3η个，作为整体配置为二维状。像素电路1根据设置哪种 颜色的彩色滤光片，分类为R像素电路Ir、G像素电路Ig和B像素电路lb。3种像素电路 lr、lg、lb在行方向排列配置，由3个形成1个像素。像素电路1包括TFT (Thin Film Transistor 薄膜晶体管)3和液晶电容4。TFT3 的栅极端子与扫描信号线Gi (i为1以上m以下的整数)连接，源极端子与数据信号线SRj、 SGj、SBj (j为1以上η以下的整数)的任一个连接，漏极端子与液晶电容4的1个电极连 接。向液晶电容4的另一个电极施加共同电极电压。以下，将与G像素电路Ig连接的数据 信号线SGl SGn称为G数据信号线，将与B像素电路Ib连接的数据信号线SBl SBn称 为B数据信号线。此外，像素电路1也可以包括辅助电容。像素电路1的光透过率(子像素的亮度)由写入像素电路1的电压决定。为了向 与扫描信号线Gi和数据信号线SXj (X为R、G、B的任一个)连接的像素电路1写入某电压， 向扫描信号线Gi施加高电平电压(使TFT3为导通状态的电压)，向数据信号线SXj施加应 写入的电压即可。通过将对应于显示数据D3的电压写入像素电路1，能够将子像素的亮度 设定在期望的电平。光传感器2包括电容器5、光电二极管6和传感器前置放大器7，在每个像素中设 置。电容器5的一个电极与光电二极管6的阴极端子连接(以下称该连接点为节点P)。电 容器5的另一个电极与传感器读出线RWi连接，光电二极管6的阳极端子与传感器复位线 RSi连接。传感器前置放大器7的栅极端子与节点P连接，漏极端子与B数据信号线SBj连 接，源极端子与G数据信号线SGj连接，由此构成TFT。为了用与传感器读出线RWi或B数据信号线SBj等连接的光传感器2检测光量， 向传感器读出线RWi和传感器复位线RSi施加规定电压，向B数据信号线SBj施加电源电 压VDD即可。向传感器读出线RWi和传感器复位线RSi施加规定的电压后，向光电二极管 6入射光时，与入射光量相对应的电流流过光电二极管6，节点P的电压只降低相当于流过 的电流的量。向B数据信号线SBj施加电源电压VDD时，节点P的电压由传感器前置放大 器7放大，向G数据信号线SGj输出放大后的电压。因此，基于G数据信号线SGj的电压， 能够求出在光传感器2检测到的光量。在像素阵列18的周边，设置有扫描信号线驱动电路31、数据信号线驱动电路32、 传感器行驱动电路33、ρ个(ρ为1以上η以下的整数)传感器输出放大器34和多个开关 35 38。扫描信号线驱动电路31、数据信号线驱动电路32和传感器行驱动电路33，与图 1中的面板驱动电路17相当。数据信号线驱动电路32对应于3η根数据信号线具有3η个输出端子。在G数据 信号线SGl SGn和与其对应的η个输出端子之间各设置有1个开关35，在B数据信号线 SBl SBn和与其对应的η个输出端子之间各设置有1个开关36。G数据信号线SGl SGn 每P根为一组，在组内，在第k个(k为1以上ρ以下的整数)G数据信号线与第k个传感器
8输出放大器34的输出端子之间各设置有1个开关37。B数据信号线SBl SBn均与开关 38的一端连接，向开关38的另一端施加电源电压VDD。图2中包括的开关35 37个数为 η个，开关38个数为1个。液晶显示装置10中，1帧时间被分割为向像素电路1写入信号(对应于显示数 据等的电压信号)的前半部；和从光传感器2读出信号(对应于受光量的电压信号)的后 半部。图2所示的电路，对应于显示期间或传感期间、以及对应于前半部或后半部，进行不 同的动作。(参照后述图9)。扫描信号线驱动电路31和数据信号线驱动电路32，在显示期间的前半部和传感 期间的前半部动作。此时，开关35、36为接通(on)状态，开关37、38为断开(off)状态。 扫描信号线驱动电路31，根据定时控制信号Cl，每1行时间从扫描信号线Gl Gm中选择 1根扫描信号线，向选择的扫描信号线施加高电平电压，向其余的扫描信号线施加低电平电 压。数据信号线驱动电路32，基于从图像处理部12输出的显示数据DR、DG、DB，按线顺序 方式驱动数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn。更详细来说，数据信号线驱动电 路32，至少每1行存储显示数据DR、DG、DB，按每1行时间向数据信号线SRl SRruSGl SGruSBl SBn施加对应于1行的显示数据的电压。其中，数据信号线驱动电路32，也可以 按点顺序方式驱动数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn。另一方面，传感器驱动电路33和传感器输出放大器34，在传感期间的后半部动 作。此时，开关35、36为断开状态，开关38为接通状态。开关37以使G数据信号线SGl SGn按每组依次与传感器输出放大器34的输入端子连接的方式分时成为接通状态。传感器 行驱动电路33，根据定时控制信号C2，每1行时间从传感器读出线RWl RWm和传感器复 位线RSl RSm中选择1根信号线，向选择的传感器读出线和传感器复位线施加规定读出 用电压和复位用电压，向它们以外的信号线施加与选择时不同的电压。传感器输出放大器 34对由开关37选择的电压进行放大，作为传感器输出信号SSl SSp输出。图3是表示液晶面板11的截面和背光源15的配置位置的图。液晶面板11具有 在2块玻璃基板41a、41b之间夹入液晶层42的结构。在一个玻璃基板41a上设置有3色 的彩色滤光片43r、43g、43b、遮光膜44、相对电极45等。在另一个玻璃基板41b上设置有 像素电极46、数据信号线47、光传感器2等。如图3所示，光传感器2包括的光电二极管6 设置在设有蓝色彩色滤光片43b的像素电极46的附近(理由后述)。在玻璃基板41a、41b 的相对面上设置有取向膜48，在另一面上设置有偏光板49。液晶面板11的2块的面中，玻 璃基板41a侧的面为表面，玻璃基板41b侧的面为背面。背光源15设置在液晶面板11的 背面侧。液晶显示装置10，在检测显示画面内的触摸位置时，使用检测影像的方法和检测 反射像(或者，影像和反射像两者)的方法的任一种。图4A为表示检测影像的方法的原理 的图，图4B为表示检测反射像的方法的原理的图。检测影像的方法(图4A)中，包括光电二 极管6的光传感器2，检测透过玻璃基板41a、液晶层42等的外部光51。此时，若手指等对 象物53在液晶面板11的表面附近，应入射光传感器2的外部光51被对象物53阻挡。因 此，使用光传感器2，能够检测外部光51产生的对象物53的影像。检测反射像的方法(图4B)中，包括光电二极管6的光传感器2，检测背光源光52 的反射光。更详细的来说，从背光源15射出的背光源光52，透过液晶面板11，从液晶面板
911的表面到外部。此时，若对象物53在液晶面板11的表面附近，背光源光52在对象物53 反射。例如，人的手指腹很好地将光反射。背光源光52的反射光，透过玻璃基板41a、液晶 层42等，入射光传感器2。因此，使用光传感器2，能够检测背光源光52产生的对象物53 的反射像。此外，并用上述2种方法，能够检测影像和反射像两者。即，使用光传感器2，能够 同时检测外部光51产生的对象物53的影像的和背光源光52产生的对象物53的反射像。图5A和图5B，为表示包括手指的像的扫描图像的例子。图5A所示的扫描图像包 括手指的影像，图5B所示的扫描图像包括手指的影像和手指腹的反射像。图像处理部12， 对这样的扫描图像进行图像识别处理，输出表示触摸位置的坐标数据Co，或按原样将扫描 图像作为摄像数据SD输出。液晶面板11由CG硅构成的情况下，光电二极管6的受光灵敏度，蓝色光高于红色 光和绿色光。因此容易接受蓝色光，所以光电二极管6，如图3所示，设置在对应于蓝色彩色 滤光片43b的像素电极46附近。通过将光电二极管6配置在容易接受受光灵敏度高的颜 色的光的位置，光电二极管6检测到的光量变多，能够提高光传感器2的受光灵敏度。以下，详细说明图像处理部12。图像处理部12，如图1所示，进行帧率转换处理、 显示数据切换处理、动作模式选择处理、背光源控制处理、扫描图像生成处理和图像识别处 理，作为显示数据切换部和图像识别处理部发挥作用。图像处理部12，根据需要，使用帧存储器16，进行使显示数据Dl的帧率与在液晶 面板11的驱动中使用的帧率一致的处理(帧率转换处理)。例如，显示数据Dl的帧率为 30帧/秒，且在液晶面板11的驱动中使用的帧率为60帧/秒的情况下，图像处理部12将 显示数据Dl暂时写入帧存储器16，以写入时的2倍速度从帧存储器16读出显示数据。由 此，得到具有显示数据Dl的2倍的帧率的显示数据D2。此外，在显示数据Dl的帧率与在液 晶面板11的驱动中使用的帧率最初一致的情况下，图像处理部12不进行帧率转换处理。此外，在图像处理部12进行将在面板驱动电路17读出前使用的显示数据切换为 适于图像输入的固定数据Df的处理(显示数据切换处理)。如上所述，面板驱动电路17，在 显示期间的前半部和传感期间的前半部进行向像素电路1的写入，在传感期间的后半部进 行从光传感器2的读出。与此对应，图像处理部12，在显示期间的前半部，作为显示数据D3 输出帧率转换后的显示数据D2，在传感期间的前半部，作为显示数据D3输出固定数据Df。在此，固定数据Df是适于图像输入而预先决定的固定的数据(不依赖于显示数据 Dl的数据)。固定数据Df，例如，优选使用表示单色图像的数据，特别优选使用大量包含光 传感器2的受光灵敏度高的颜色的成分的、表示单色图像的数据。具体来说，表示白色图像 的数据能够作为固定数据Df使用。此外，液晶面板11由CG硅构成的情况下，光电二极管 6的受光灵敏度在蓝色光时高，因此，能够使用表示蓝色图像的数据作为固定数据Df。此外，图像处理器12，进行选择检测对象物的影像的模式(以下称为影像模式)、 或检测对象物的反射像(或者影像和反射像两者)的模式(以下称为反射像模式)的处理 (动作模式选择处理)。例如，图像处理部12，在照度传感器(未图示)检测到的外部光的 照度在所定阙值以上时选择影像模式，其以外时选择反射像模式。此外，图像处理部12，对应于是否将显示数据切换为固定数据，为影像模式还是反 射模式，进行控制背光源15的处理(背光源控制处理)。具体来说，图像处理部12，在显示期间和反射像模式的传感期间，将背光源控制信号BC控制为高电平，使背光源15点亮，在 影像模式的传感期间，将背光源控制信号BC控制为低电平，使背光源15熄灭。此外，图像处理部12，基于A/D转换器13输出的数字信号进行生成扫描图像的处 理(扫描图像生成处理)。此外，图像处理部12，进行用于对于扫描图像检测对象物的图像 识别处理，输出表示对象物的位置的坐标数据Co。在影像模式中检测对象物影像，在反射像 模式中检测对象物的反射像(或者影像和反射像两者)。此外，输出控制信号OC为低电平 时，图像处理部12不进行图像识别处理，按原样输出扫描图像作为摄像数据SD。图6为表示输出控制信号OC为高电平时的液晶显示装置10的动作的流程图。如 上所述，输出控制信号OC为高电平时，液晶显示装置10按每1帧时间交替进行图像显示和 图像输入。图6所示的步骤中，步骤SlOl S103在显示期间的前半部进行，步骤S105 S107在传感期间的前半部进行，步骤S108 S109在传感期间的后半部进行。图像处理部12，首先将背光源控制信号BC控制为高电平，使背光源15点亮(步骤 S101)。接着，图像处理部12，对面板驱动电路17输出帧率转换后的显示数据D2作为显示 数据D3 (步骤S102)。面板驱动电路17，向像素电路1写入对应于显示数据D3的电压(步 骤S103)。由此，液晶面板11上显示基于显示数据D2的图像。接着，图像处理部12，从影像模式和反射像模式中选择动作模式(步骤S104)，对 应于选择的动作模式控制背光源15(步骤S105)。步骤S105中，背光源控制信号BC在影 像模式中成为低电平(表示熄灭)，在反射像模式中成为高电平(表示点亮)。接着，图像 处理部12，对面板驱动电路17输出固定数据Df作为显示数据D3(步骤S106)。面板驱动 电路17，向像素电路1写入对应于固定数据Df的电压(步骤S107)。由此，在液晶面板11 上，显示基于固定数据Df的图像(例如，白色图像或蓝色图像)。接着，图像处理部12，从光传感器2读出对应于受光量的电压(步骤S108)。接着， A/D转换器13，将从液晶面板11输出的模拟的传感器输出信号SS转换为数字信号(步骤 S109)。接着，图像处理部12，基于步骤S109求得的数字信号，生成扫描图像(步骤S110)。 接着，图像处理部12，对在步骤SllO中生成的扫描图像进行图像识别处理，求得在扫描图 像内的对象物的位置(步骤S111)。接着，图像处理部12，向液晶显示装置10的外部输出 表示触摸位置的坐标数据Co (步骤S112)。图7为表示输出控制信号OC为低电平时的液晶显示装置10的动作的流程图。如 上所述，输出控制信号OC为低电平时，液晶显示装置10，在所有的帧时间进行图像输入。如 图7所示，液晶显示装置10，在步骤S121 S127进行与步骤S104 SllO (图6)相同的 动作。图像处理部12，接着步骤S127，将在步骤S127生成的扫描图像按原样作为摄像数据 SD输出(步骤S128)。总结液晶显示装置10的动作，如图8所示。其中，在图8中，将显示基于显示数据 D2的图像记载为“图像显示”，将显示基于固定数据Df的图像记载为“固定显示”。图9为输出控制信号OC为高电平时的液晶显示装置10的时序图。如图9所示， 垂直同步信号VSYNC按每1帧时间成为高电平，各帧时间交替为显示期间和传感期间。传 感信号SC，在帧时间的前半部成为低电平信号，在后半部成为高电平信号。在此，固定数据 Df为表示白色图像的数据，在传感期间中背光源15熄灭。在显示期间的前半部，开关35、36为接通(On)状态，数据信号线SRl SRruSGl SGn, SBl SBn均与数据信号线驱动电路32连接。在该前半部，首先扫描信号线Gl的电 压成为高电平，然后，扫描信号线G2的电压成为高电平，此后，扫描信号线G3 Gm的电压 依次成为高电平。扫描信号线Gi的电压为高电平的期间，向数据信号线SRl SRruSGl SGruSBl SBn施加应该写入与扫描信号线Gi连接的3η个像素电路1的电压(对应于显 示数据D2的电压)。在显示期间的后半部，传感器行驱动电路33不动作。因此，在该后半部，不向传感 器读出线RWl RWm和传感器复位线RSl RSm施加读出用电压和复位用电压。在传感期间的前半部，扫描信号线Gl Gm的电压与显示期间的前半部同样变化， 向数据信号线SRl SRruSGl SGruSB 1 SBn施加对应于表示白色图像的数据的电压。在传感期间的后半部，开关38成为接通状态，开关37分时成为接通状态。因此， 固定向B数据信号线SB 1 SBn施加电源电压VDD，G数据信号线SGl SGn分时与传感 器输出放大器34的输入端子连接。在该后半部，首先选择传感器读出线RWl和传感器复位 线RS1，接着选择传感器读出线RW2和传感器复位线RS2，其以后依次按照一组一组的顺序 选择传感器读出线RW3 RWn和传感器复位线RS3 RSm。向所选择的传感器读出线和传 感器复位线分别施加读出用电压和复位用电压。在选择传感器读出线RWi和传感器复位线 RSi的期间，向G数据信号线SGl SGn输出对应于与传感器读出线RWi连接的η个光传感 器2检测到的光量的电压。背光源控制信号BC在显示期间成为高电平，在传感期间成为低电平。因此，背光 源15，在显示期间点亮，在传感期间熄灭。此外，在输出控制信号OC为低电平时的时序图 中，只图9所示的传感期间的信号波形反复出现。以下，说明本实施方式的液晶显示装置10的效果。液晶显示装置10中，面板驱动 电路17读出之前使用的显示数据(传感期间的前半部的显示数据)被切换为固定数据Df， 使用光传感器2的图像输入在显示基于固定数据Df的图像后进行。显示基于固定数据Df 的图像时，液晶面板11的光透过率、液晶显示装置10所包括的像素电路1、信号线等的状态 不会受到以前的显示图像的影响。因此，使用固定数据Df，显示适于图像输入的图像，其后 进行图像输入，由此能够排除显示图像的影响，不论显示图像如何，都能够以高精度进行图 像输入，能够输出得到的扫描图像、基于扫描图像以高精度进行触摸位置检测。特别是，使用表示单色图像的数据作为固定数据的情况下，显示单色图像时，液晶 面板11的光透过率和液晶显示装置10所包括的像素电路1、信号线等的状态均勻。因此， 显示单色图像后进行图像输入，能够排除显示图像的影响，并且使液晶显示装置10的内部 状态一致，以高精度进行图像输入和触摸位置检测。此外，使用表示大量包含光传感器2的受光灵敏度高的颜色的成分的单色图像的 数据作为固定数据的情况下，在图像显示后进行图像输入时，光传感器2以高的受光灵敏 度动作。因此，能够排除显示图像的影响，使显示图像的内部状态一致，并且提高光传感器 2的受光灵敏度，以高精度进行图像输入和触摸位置检测。具体来说，如果使用表示白色图 像的数据作为固定数据，能够得到上述效果。并且，在液晶面板11由CG硅形成的情况下， 光传感器2的受光灵敏度在蓝色光时变高，因此，使用表示蓝色图像的数据作为固定数据， 能够得到上述效果。此外，图像处理部12对扫描图像进行图像识别处理，能够在液晶显示装置10中检
12测扫描图像所含的对象物(手指等)。此外，检测对象物的反射像时，扫描图像变暗，触摸位 置的检测精度降低的问题显著，即使如此，通过使用固定数据Df，在显示适于输入的图像后 进行图像输入，也能够排除显示数据的影响，不论显示图像如何，都能以高精度进行图像输 入和触摸位置检测。液晶显示装置10中，显示数据切换处理在面板驱动电路17的前端设 置的图像处理部12中进行。此外，关于本实施方式的液晶显示装置10，能够构成各种变形例。以上说明中，液 晶显示装置10，根据输出控制信号0C，对是交替进行图像显示和图像输入，还是只连续进 行图像输入进行切换，但进行图像输入的定时和频率也可以任意决定。例如，液晶显示装置 在输出控制信号OC为高电平时，可以以3 1的比例进行图像显示和图像输入，在输出控 制信号OC为低电平时，可以交替进行图像显示和图像输入。此外，液晶显示装置，可以自行 决定进行图像输入的定时，也可以在从外部接受到图像输入指示时进行图像输入。此外，图像处理部12也可以进行图8所示以外的背光源控制。例如，图像处理部在 传感期间的后半部使背光源点亮也可以，不进行背光源控制也可以。此外，图像处理部不进 行动作模式选择处理，只进行影像模式的处理和反射像模式的处理中的任一种也可以。图 像处理部也可以将帧率转换处理和显示数据切换处理作为1个处理进行。此外，图像处理 部也可以预先具有多个固定数据，根据状况切换固定数据。例如，图像处理部在影像模式中 使用适于检测影像的固定数据，在反射像模式中使用适于检测反射像的固定数据。此外，液晶显示装置10中，一体形成面板驱动电路17和液晶面板11，但面板驱动 电路17的全部或一部分设置在液晶面板的外部也可以。此外，液晶面板11按每个像素设 置有光传感器2，但是也可以按每多个像素设置光传感器2，或按每个子像素设置光传感器 2。此外，在液晶面板11由其他半导体构成的情况下，光电二极管6的受光灵敏度，例如绿 色光与红色光或蓝色光相比变高。因此，在这种情况下，将蓝色替换为绿色构成同样的液晶 显示装置即可。此外，光电二极管6的受光灵敏度在红色光比绿色光或蓝色光高的情况下， 将蓝色替换为红色构成同样的液晶显示装置即可。这些变形例的液晶显示装置，也与本实 施方式的液晶显示装置10具有同样的效果。(第二实施方式)图10为表示本发明第二实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图10所示的液 晶显示装置20具备内置传感器的液晶面板21、图像处理部22、A/D转换器13、背光源电源 电路14和背光源15。内置传感器的液晶面板21(以下，称为液晶面板21)包括面板驱动电 路27和像素阵列18。以下各实施方式中，对于各实施方式的构成要素中与已述的实施方式 相同的构成要素，赋予相同的参照符号，省略说明。图像处理部22与第一实施方式的图像处理部12同样，进行帧率转换处理、动作模 式选择处理、背光源控制处理、扫描图像生成处理和图像识别处理，但代替显示数据切换处 理而进行切换判定处理。更详细地说，图像处理部22对面板驱动电路27输出帧率转换后 的显示数据D2，并且输出表示是否将显示数据切换为固定数据的切换控制信号CC。切换控 制信号CC，例如，在显示期间成为低电平，在传感期间成为高电平。面板驱动电路27是在第一实施方式的面板驱动电路17上追加了显示数据切换功 能的面板驱动电路。更详细来说，面板驱动电路27与面板驱动电路17同样，进行向液晶面 板21的像素电路写入对应于显示数据D2的电压的动作、和从液晶面板21的光传感器读出对应于受光量的电压的动作。但是，面板驱动电路27，在切换控制信号CC为高电平时，不是 向液晶面板21的像素电路写入显示数据D2，而是写入与适于图像输入的固定数据Df对应 的电压。因此，在传感期间的前半部，在液晶面板21上显示基于固定数据Df的图像(例如 白色图像或蓝色图像)。本实施方式的液晶显示装置20中，显示数据切换处理在面板驱动电路27进行，面 板驱动电路27作为显示数据切换部发挥作用。如此构成的液晶显示装置20中，在面板驱 动电路17读出前使用的显示数据(传感期间的前半部的显示数据)也被切换为固定数据 Df，使用光传感器2的图像输入在显示基于固定数据Df的图像后进行。因此，根据本实施 方式的液晶显示装置20，与第一实施方式的液晶显示装置10同样，不论显示图像如何，都 能够以高精度进行图像输入和触摸位置检测。此外，本实施方式也与第一实施方式同样，能 够构成各种变形例。(第三实施方式)对于第三实施方式，说明第一和第二实施方式的液晶显示装置的利用方式的一个 例子。图11为表示本发明的第三实施方式的名片读取装置的结构的框图。图11所示的名 片读取装置60具备第一实施方式的液晶显示装置10和显示控制部61。显示控制部61为液晶显示装置10的控制部，包括CPU62和主存储器63。主存储 器63存储名片读取程序64，CPU62执行主存储器63上的名片读取程序64。这样构成的显 示控制部61对液晶显示装置10输出显示数据Dl和输出控制信号0C，并且对从液晶显示装 置10输出的坐标数据Co和摄像数据SD进行规定的处理。图12为表示名片读取装置60的动作的流程图。名片读取装置60首先显示初始 画面(步骤S201)。在步骤201中，显示控制部61对液晶显示装置10输出初始画面数据和 高电平的输出控制信号0C。液晶显示装置10基于初始画面数据，在液晶面板11上显示初 始画面。初始画面包括例如“请放置名片”等消息。利用者确认初始画面后，将应读取的名 片放置在覆盖液晶面板11的像素列阵18的位置(以下，称为读取位置)。接着，名片读取装置60检测名片是否已被放置(步骤S202)。名片被放置在读取 位置时，由图像处理部12生成的扫描图像中出现表示名片已被放置在液晶面板上的特征。 液晶显示装置10检测到在扫描图像中出现该特征时，将该意思通知给显示控制部61。显示 控制部61接受到该通知时进行以后的处理。接着，名片读取装置60显示基于固定数据的图像(步骤S203)。在步骤S203中， 显示检测部61对液晶显示装置10输出低电平的输出控制信号0C。输出控制信号OC为低 电平的期间，所有的帧时间成为传感期间，图像处理部12向液晶面板11的像素电路写入与 适于图像输入的固定数据Df相应的电压。因此，在各帧时间的前半部，在液晶面板11上显 示基于固定数据Df的图像(例如白色图像或蓝色图像)。接着，名片读取装置60读取名片图像(步骤S204)。步骤S204中，输出控制信号 OC仍然为低电平。液晶显示装置10基于从像素阵列18读出的信号生成扫描图像，并将生 成的扫描图像作为摄像数据SD输出。显示控制部61将从液晶显示装置10输出的摄像数 据SD作为名片图像数据进行处理。接着，名片读取装置60显示名片图像(步骤S205)。步骤S205中，显示控制部61 对液晶显示装置10输出名片图像数据和高电平的输出控制信号0C。液晶显示装置10基于
14名片图像数据在液晶面板11上显示名片图像。利用者观看名片图像，确认名片是否被正确 读取。如上所示，根据本实施方式的名片读取装置60，在液晶显示装置10中，在面板驱 动电路17读出前使用的显示数据被切换为固定数据Df，使用光传感器2的图像输入在显示 基于固定数据Df的图像后进行。这样使用固定数据Df显示适于图像输入的图像，其后进 行图像输入，能够排除显示图像的影响，不论显示图像如何，都能以高精度输入名片图像。此外，上述方法中，除名片读取装置以外，还能够构成具有图像显示功能和图像输 入功能的任意的装置。例如，能够构成QR(QuickResponse 快速响应)码读取装置、指纹认 证装置等。此外，也可以代替第一实施方式的液晶显示装置10，使用第二实施方式的液晶显 示装置20、或者第一和第二实施方式的变形例的液晶显示装置。这些装置也起到与本实施 方式的名片读取装置60同样的效果。(第四实施方式)对于第四实施方式，说明以别的结构实现与第三实施方式同样的名片读取装置的 方法。图13为表示本发明的第四实施方式的名片读取装置的结构的框图。图13所示的名 片读取装置70具备液晶显示装置71和显示控制部73。液晶显示装置71是在第一实施方式液晶显示装置10中将图像处理部12置换为 图像处理部72的装置。图像处理部72是从图像处理部12删除了显示数据切换处理的图 像处理部。图像处理部72对显示数据Dl进行与图像处理部12同样的帧率转换处理，对面 板驱动电路17输出所得到的显示数据D2。显示控制部73与第三实施方式的显示控制部61同样，包括CPU62和主存储器63。 但是，CPU62执行与第三实施方式的名片读取程序64不同的名片读取程序74。名片读取装置70与第三实施方式的名片读取装置60同样，进行图12所示的动 作。但是，在步骤S203中，显示控制部73对液晶显示装置71输出低电平的输出控制信号 0C,并且赋予固定数据Df作为显示数据Dl。S卩，显示数据部73在向液晶显示装置71赋予 图像输入指示时，赋予适于图像输入的固定数据Df作为显示数据D1。因此，在图像输入指 示被赋予的期间，在液晶显示装置71的液晶面板11上显示基于固定数据Df的图像(例如 白色图像或蓝色图像)。如上所示，根据本实施方式的名片读取装置70，显示控制部73在向液晶显示装置 71赋予图像输入指示时，赋予适于图像输入的固定数据Df作为显示数据D1。因此，在液晶 显示装置71中，在面板驱动电路17读出前使用的显示数据为固定数据Df，使用光传感器2 的图像输入在显示基于固定数据Df的图像后进行。这样使用固定数据Df显示适于图像输 入的图像，其后进行图像输入，由此能够排除显示图像的影响，不论显示图像如何，都能以 高精度输入名片图像。此外，本实施方式也与第三实施方式同样，能够构成各种变形例。如上所示，根据本发明的液晶显示装置，使用固定数据显示适于图像输入的图像， 其后进行图像输入，由此能够排除显示图像的影响，不论显示图像如何，都以高精度进行图 像输入和触摸位置检测。此外，也能够用上述方法构成液晶显示装置以外的显示装置。产业上的可利用性本发明的显示装置具有不论显示图像如何都能以高精度进行图像输入和触摸位 置检测的特征，因此能够在以液晶显示装置为首的各种显示装置中加以利用。
1权利要求
一种显示装置，其具备多个光传感器，其特征在于，包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；进行将对应于显示数据的信号写入所述像素电路的动作和将对应于受光量的信号从所述光传感器读出的动作的驱动电路；和将在所述驱动电路读出之前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据的显示数据切换部。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于 所述固定数据为表示单色图像的数据。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于所述固定数据为大量包含所述光传感器的受光灵敏度高的颜色成分的表示单色图像 的数据。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于 所述固定数据为表示白色图像的数据。
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于 所述显示面板为由连续晶界结晶硅形成的液晶面板， 所述固定数据为表示蓝色图像的数据。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于还具备图像识别处理部，所述图像识别处理部对基于从所述光传感器读出的信号的扫 描图像，进行用于检测所述扫描图像中所包含的对象物的图像识别处理。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于 还具备向所述显示面板的背面照射光的背光源， 所述图像识别处理部至少检测所述对象物的反射像。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述显示数据切换部包括在设置在所述驱动电路的前段的图像处理部中。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于 所述显示数据切换部包括在所述驱动电路中。
10.一种显示装置的驱动方法，所述显示装置包括具备二维配置的多个像素电路和 多个光传感器的显示面板，所述驱动方法的特征在于，包括将对应于显示数据的信号写入所述像素电路的步骤；将对应于受光量的信号从所述光传感器读出的步骤；和将在读出前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据的步骤。
11.一种装置，其具有图像显示功能和图像输入功能，其特征在于 其具备显示装置和显示控制部，所述显示装置包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；和 进行将对应于从所述显示控制部被赋予的显示数据的信号写入所述像素电路的动作 和将对应于受光量的信号从所述光传感器读出的动作的驱动电路，所述显示控制部，在向所述显示装置赋予图像输入指示时，赋予适于图像输入的固定 数据作为所述显示数据。
全文摘要
本发明涉及在显示面板上设置有多个光传感器的显示装置。内置传感器的液晶面板(11)，在像素阵列(18)内具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器。面板驱动电路(17)向像素电路写入对应于显示数据D3的信号，从光传感器读出对应于受光量的信号。图像处理部(12)将在面板驱动电路(17)读出前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据。固定数据使用白色图像数据或蓝色图像数据。根据本发明，使用固定数据显示适于图像输入的图像后进行图像输入，能够排除显示图像的影响，不管显示图像如何都能够以高精度进行图像输入和触摸位置检测。本发明的显示装置能够在液晶显示装置中利用。
文档编号G09F9/00GK101952768SQ20098010594
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月19日 优先权日2008年2月21日
发明者久保田章敬, 植畑正树, 藤冈章纯 申请人:夏普株式会社
技术领域：
本发明涉及显示装置，特别是在显示面板上设置有多个光传感器的显示装置。
背景技术：
近年来，普及了通过手指或笔等触摸画面而能够操作的电子机器。此外，作为检测 显示画面内的触摸位置的方法，已知有在显示面板上设置多个光传感器，使用光传感器检 测手指等接近画面时形成的影像的方法。作为检测影像的方法，外部光的照度低(周围暗) 时，由光传感器得到的图像内很难区别影像与背景，无法正确检测出触摸位置。因此，还已 知具备背光源的显示装置，使用光传感器检测背光源到达手指时的反射像的方法。此外，如果照原样输出基于由光传感器得到的信号的图像，则能够将显示装置作 为图像输入装置使用。例如，将设置有多个光传感器的液晶面板作为便携式电话的显示器 使用的情况下，在液晶面板的表面放上名片，赋予图像输入指示，由此名片图像通过液晶面 板进入便携式电话。显示面板上设置有多个光传感器的显示装置，例如在专利文献1中有记载。此外， 专利文献2中，记载了为了提高光传感器的检测精度，在显示部用于显示显示数据的显示 期间，使背光源点亮，在读出来自传感器的传感器输出的传感期间使背光源熄灭的显示装置。专利文献1 日本国特开平11-326954号公报专利文献2 日本国特开2006-317682号公报
发明内容
但是，在现有的带光传感器的显示装置中，在光传感器的输出数据中显示数据作 为噪声混入，会产生触摸位置的检测精度和图像输入的精度下降的问题。例如在带光传感 器的液晶显示装置中，透过液晶面板的光入射设置在液晶面板上的光传感器(参照后述的 图4A和图4B)。因此，光传感器检测的光量由于液晶面板的光透过率发生变化，光传感器的 输出数据受到显示数据的影响。此外，在向像素电路的写入和从光传感器的读出使用相同 的数据信号线的液晶面板中，写入时赋予数据信号线的电荷对读出数据造成影响，因此光 传感器的输出数据受到显示数据的影响。根据上述理由，光传感器的输出数据中显示数据 作为噪声混入。特别是显示灰度等级暗时，光传感器的受光灵敏度高的颜色在显示数据中只含有 少量时，光传感器检测到的光量变少，所以由于显示数据的混入而使得触摸位置的检测精 度和图像输入的精度显著下降。因此，本发明以提供不论显示图像如何都能够以高精度进行图像输入和触摸位置 检测的显示装置为目的。本发明的第一方面是具备多个光传感器的显示装置，其包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；
进行将对应于显示数据的信号写入上述像素电路的动作和将对应于受光量的信 号从上述光传感器读出的动作的驱动电路；和将在上述驱动电路读出之前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据的 显示数据切换部。本发明的第二方面的特征在于，在本发明的第一方面中，上述固定数据为表示单色图像的数据。本发明的第三方面的特征在于，在本发明的第二方面中，上述固定数据为大量包含上述光传感器的受光灵敏度高的颜色成分的表示单色 图像的数据。本发明的第四方面的特征在于，在本发明第三方面中，上述固定数据为表示白色图像的数据。本发明的第五方面的特征在于，在本发明的第三方面中，上述显示面板为由连续晶界结晶硅形成的液晶面板，上述固定数据为表示蓝色图像的数据。本发明的第六方面的特征在于，在本发明的第一方面中，还具备图像识别处理部，该图像识别处理部对基于从上述光传感器读出的信号的 扫描图像，进行用于检测上述扫描图像中所包含的对象物的图像识别处理。本发明的第七方面的特征在于，在本发明的第六方面中，还具备向上述显示面板的背面照射光的背光源，上述图像识别处理部至少检测上述对象物的反射像。本发明的第八方面的特征在于，在本发明的第一方面中，上述显示数据切换部包括在设置在上述驱动电路的前段的图像处理部中。本发明的第九方面的特征在于，在本发明的第一方面中，
上述显示数据切换部包括在上述驱动电路中。本发明的第十方面是包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示 面板的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括将对应于显示数据的信号写入上述像素电路的步骤；将对应于受光量的信号从上述光传感器读出的步骤；和将在读出前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据的步骤。本发明的第十一方面是具有图像显示功能和图像输入功能的装置，其特征在于，其具备显示装置和显示控制部，上述显示装置包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；和进行将对应于从上述显示控制部被赋予的显示数据的信号写入上述像素电路的 动作和将对应于受光量的信号从上述光传感器读出的动作的驱动电路，上述显示控制部，在向上述显示装置赋予图像输入指示时，赋予适于图像输入的 固定数据作为上述显示数据。根据本发明的第一方面、第十方面或第十一方面，读出前的显示数据被切换为固 定数据，使用光传感器的图像输入在显示基于固定数据的图像后进行。显示基于固定数据
4的图像时，显示面板的光透过率或显示装置所包含的像素电路和信号线等的状态，不会受 到以前的显示图像的影响。因此，通过使用固定数据，以单色图像或大量包含光传感器的受 光灵敏度高的颜色成分的图像等的方式，显示适于图像输入的图像，其后进行图像输入，由 此排除显示图像的影响，能够不管显示图像如何都以高精度进行图像输入，能够输出所得 到的图像，基于该图像以高精度进行触摸位置检测。根据本发明的第二方面，使用光传感器的图像输入，在显示单色图像后进行。显示 单色图像时，显示面板的光透过率和显示装置所包含的像素电路和信号线等的状态均勻。 因此，通过使用固定数据在显示单色图像后进行图像输入，能够排除显示图像的影响，并且 使显示装置的内部状态一致，能够以高精度进行图像输入和触摸位置检测。根据本发明的第三方面，使用光传感器的图像输入，在显示大量包含光传感器的 受光灵敏度高的颜色的成分的单色图像后进行。在显示具有这样的特性的单色图像后进行 图像输入时，光传感器以高的受光灵敏度进行动作。因此，能够排除显示图像的影响，使显 示图像的内部状态一致，并且提高光传感器的受光灵敏度，以高精度进行图像输入和触摸 位置检测。根据本发明的第四方面，通过使用表示白色图像的数据作为固定数据，能够排除 显示图像的影响，使显示图像的内部状态一致，并且提高光传感器的受光灵敏度，以高精度 进行图像输入和触摸位置检测。根据本发明的第五方面，在具备多个光传感器的液晶面板由CG硅形成的情况下， 光传感器的受光灵敏度在蓝色光时变高，因此，使用表示蓝色图像的数据作为固定数据，能 够排除显示图像的影响，使显示图像的内部状态一致，并且提高光传感器的受光灵敏度，以 高精度进行图像输入和触摸位置检测。根据本发明的第六方面，通过对扫描图像进行图像识别处理，能够在显示装置中 检测扫描图像所包含的对象物。根据本发明的第七方面，检测对象物的反射像时，扫描图像变暗，触摸位置的检测 精度下降的问题变得显著，即使这样的时候，使用固定数据在显示适于图像输入的图像后 进行图像输入，也能够排除显示数据的影响，不管显示图像如何都能够以高精度进行图像 输入和触摸位置检测。根据本发明的第八方面，通过由设置在驱动电路的前段的图像处理部将读出前的 显示数据切换为固定数据，能够使用固定数据在显示适于图像输入的图像后进行图像输 入。由此，能够排除显示数据的影响，不管显示图像如何都能够以高精度进行图像输入和触 摸位置检测。根据本发明的第九方面，通过将驱动电路读出前的显示数据切换为固定数据，能 够使用固定数据在显示适于图像输入的图像后进行图像输入。由此，能够排除显示数据的 影响，不管显示图像如何都能够以高精度进行图像输入和触摸位置检测。
图1为表示本发明第一实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图2为表示图1所示的装置的液晶面板的详细结构的框图。图3为表示图1所示的装置的液晶面板的截面和背光源的配置位置的图。
图4A为表示图1所示的装置中检测影像的方法的原理的图。图4B为表示图1所示的装置中检测反射像的方法的原理的图。图5A为表示包括手指的影像的扫描图像的例子的图。图5B为表示包括手指的影像和手指的指腹的反射像的扫描图像的例子的图。图6为表示图1所示的装置的输出控制信号为高电平时的动作的流程图。图7为表示图1所示的装置的输出控制信号为低电平时的动作的流程图。图8为表示汇总图1所示的装置的动作的表。图9为图1所示的装置的时序图。图10为表示本发明第二实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图11为表示本发明第三实施方式的名片读取装置的结构的框图。图12为表示图11所示的装置的动作的流程图。图13为表示本发明第四实施方式的名片读取装置的结构的框图。符号说明1像素电路2光传感器6光电二极管10,20,71液晶显示装置11,21内置传感器的液晶面板12、22、72图像处理部13A/D 转换器14背光源电源电路15背光源16帧存储器17、27面板驱动电路18像素阵列31扫描信号线驱动电路32数据信号线驱动电路33传感器行驱动电路34传感器输出放大器35 38 开关51外部光52背光源光53对象物60、70名片读取装置61、73显示控制部62CPU64、74名片读取程序
具体实施例方式(第一实施方式)图1为表示本发明的第一实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图1所示的液 晶显示装置10具备内置传感器的液晶面板11、图像处理部12、A/D转换部13、背光源电源 电路14和背光源15。图像处理部12包括帧存储器16。内置传感器的液晶面板11 (以下， 称为液晶面板11)包括面板驱动电路17和像素阵列18，像素阵列18包括二维配置的多个 像素电路和多个光传感器(后面详述)。液晶显示装置10除图像显示功能外还具有触摸位 置检测功能和图像输入功能。从外部向液晶显示装置10输入显示数据Dl和输出控制信号0C。图像处理部12 使用帧存储器16对显示数据Dl进行帧率转换处理，求得显示数据D2。接着，图像处理部 12对显示数据D2进行显示数据切换处理(后面详述)，输出显示数据D3。面板驱动电路 17向液晶面板11的像素电路写入对应于显示数据D3的电压。由此，在液晶面板11上显示 基于显示数据D3的图像。背光源15，例如由白色LED (Light Emitting Diode 发光二极管)构成，向液晶面 板11的背面照射光(背光源光)。背光源电源电路14依照从图像处理部12输出的背光源 控制信号BC，切换是否向背光源15供给电源电压。以下，背光源电源电路14在背光源控制 信号BC为高电平时供给电源电压，在背光源控制信号BC为低电平时不供给电源电压。背 光源15，在背光源控制信号BC为高电平的期间点亮，在背光源控制信号BC为低电平的期间 熄灭。此外，背光源15的结构可以任意，组合红色、绿色和蓝色LED，或者由冷阴极管(CCFL ColdCathode Fluorescent Lamp)构成背光源 15 都可以。面板驱动电路17除进行向液晶面板11的像素电路写入电压的动作外，还进行读 取对应于来自液晶面板11的光传感器的受光量的电压的动作。光传感器的输出信号作为 传感器输出信号SS输出到液晶面板11的外部。A/D转换器13将模拟的传感器输出信号 SS转换成数字信号。图像处理部12基于从A/D转换器13输出的数字信号生成数字图像 (以下称为扫描图像)。该扫描图像包括液晶面板11的表面附近存在的应该检测到的物体 (例如手指或笔等。以下称为对象物)的像。图像处理部12在输出控制信号OC为高电平 时，进行用于对扫描图像检测对象物的图像识别处理，求得扫描图像内的对象物的位置，输 出表示触摸位置的坐标数据Co。另一方面，输出控制信号OC为低电平时，图像处理部12不 进行识别处理，按原样将扫描图像作为摄像数据SD输出。液晶显示装置10，在各帧时间，进行显示基于显示数据D2的图像的动作和输入扫 描图像的动作的任一个。以下，将进行图像显示的帧时间记为“显示期间”，将进行图像输入 的帧时间记为“传感期间”。此外，液晶显示装置10，对应于输出控制信号0C，在各帧时间中 切换进行图像显示和图像输入的任一个。以下，液晶显示装置10，在输出控制信号OC为高 电平时，每一帧时间交替进行图像显示和图像输入，在输出控制信号OC为低电平时，在所 有的帧时间进行图像输入。图2是表示液晶面板11的详细结构的框图。如图2所示，像素阵列18具备:m根扫 描信号线Gl Gm、3n根数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBnJP (mX3n)个像素电路 1。除此之外，像素阵列18具备(mXn)个光传感器2、m根传感器读出线RWl RWm和m根传 感器复位线RSl RSm。液晶面板11使用CG(ContinuousGrain 连续晶界结晶)硅形成。
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扫描信号线Gl Gm相互平行配置，数据信号线SRl SRruSGl SGruSBl SBn 以与扫描信号线Gl Gm正交的方式相互平行配置。传感器读出线RWl RWm和传感器复 位线RSl RSm与扫描信号线Gl Gm平行配置。像素电路1在扫描信号线Gl Gm和数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn的交点附近各设置有1个。像素电路1在列方向(图2为纵方向)各设置有m个、在行 方向(图2为横方向)各设置有3η个，作为整体配置为二维状。像素电路1根据设置哪种 颜色的彩色滤光片，分类为R像素电路Ir、G像素电路Ig和B像素电路lb。3种像素电路 lr、lg、lb在行方向排列配置，由3个形成1个像素。像素电路1包括TFT (Thin Film Transistor 薄膜晶体管)3和液晶电容4。TFT3 的栅极端子与扫描信号线Gi (i为1以上m以下的整数)连接，源极端子与数据信号线SRj、 SGj、SBj (j为1以上η以下的整数)的任一个连接，漏极端子与液晶电容4的1个电极连 接。向液晶电容4的另一个电极施加共同电极电压。以下，将与G像素电路Ig连接的数据 信号线SGl SGn称为G数据信号线，将与B像素电路Ib连接的数据信号线SBl SBn称 为B数据信号线。此外，像素电路1也可以包括辅助电容。像素电路1的光透过率(子像素的亮度)由写入像素电路1的电压决定。为了向 与扫描信号线Gi和数据信号线SXj (X为R、G、B的任一个)连接的像素电路1写入某电压， 向扫描信号线Gi施加高电平电压(使TFT3为导通状态的电压)，向数据信号线SXj施加应 写入的电压即可。通过将对应于显示数据D3的电压写入像素电路1，能够将子像素的亮度 设定在期望的电平。光传感器2包括电容器5、光电二极管6和传感器前置放大器7，在每个像素中设 置。电容器5的一个电极与光电二极管6的阴极端子连接(以下称该连接点为节点P)。电 容器5的另一个电极与传感器读出线RWi连接，光电二极管6的阳极端子与传感器复位线 RSi连接。传感器前置放大器7的栅极端子与节点P连接，漏极端子与B数据信号线SBj连 接，源极端子与G数据信号线SGj连接，由此构成TFT。为了用与传感器读出线RWi或B数据信号线SBj等连接的光传感器2检测光量， 向传感器读出线RWi和传感器复位线RSi施加规定电压，向B数据信号线SBj施加电源电 压VDD即可。向传感器读出线RWi和传感器复位线RSi施加规定的电压后，向光电二极管 6入射光时，与入射光量相对应的电流流过光电二极管6，节点P的电压只降低相当于流过 的电流的量。向B数据信号线SBj施加电源电压VDD时，节点P的电压由传感器前置放大 器7放大，向G数据信号线SGj输出放大后的电压。因此，基于G数据信号线SGj的电压， 能够求出在光传感器2检测到的光量。在像素阵列18的周边，设置有扫描信号线驱动电路31、数据信号线驱动电路32、 传感器行驱动电路33、ρ个(ρ为1以上η以下的整数)传感器输出放大器34和多个开关 35 38。扫描信号线驱动电路31、数据信号线驱动电路32和传感器行驱动电路33，与图 1中的面板驱动电路17相当。数据信号线驱动电路32对应于3η根数据信号线具有3η个输出端子。在G数据 信号线SGl SGn和与其对应的η个输出端子之间各设置有1个开关35，在B数据信号线 SBl SBn和与其对应的η个输出端子之间各设置有1个开关36。G数据信号线SGl SGn 每P根为一组，在组内，在第k个(k为1以上ρ以下的整数)G数据信号线与第k个传感器
8输出放大器34的输出端子之间各设置有1个开关37。B数据信号线SBl SBn均与开关 38的一端连接，向开关38的另一端施加电源电压VDD。图2中包括的开关35 37个数为 η个，开关38个数为1个。液晶显示装置10中，1帧时间被分割为向像素电路1写入信号(对应于显示数 据等的电压信号)的前半部；和从光传感器2读出信号(对应于受光量的电压信号)的后 半部。图2所示的电路，对应于显示期间或传感期间、以及对应于前半部或后半部，进行不 同的动作。(参照后述图9)。扫描信号线驱动电路31和数据信号线驱动电路32，在显示期间的前半部和传感 期间的前半部动作。此时，开关35、36为接通(on)状态，开关37、38为断开(off)状态。 扫描信号线驱动电路31，根据定时控制信号Cl，每1行时间从扫描信号线Gl Gm中选择 1根扫描信号线，向选择的扫描信号线施加高电平电压，向其余的扫描信号线施加低电平电 压。数据信号线驱动电路32，基于从图像处理部12输出的显示数据DR、DG、DB，按线顺序 方式驱动数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn。更详细来说，数据信号线驱动电 路32，至少每1行存储显示数据DR、DG、DB，按每1行时间向数据信号线SRl SRruSGl SGruSBl SBn施加对应于1行的显示数据的电压。其中，数据信号线驱动电路32，也可以 按点顺序方式驱动数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn。另一方面，传感器驱动电路33和传感器输出放大器34，在传感期间的后半部动 作。此时，开关35、36为断开状态，开关38为接通状态。开关37以使G数据信号线SGl SGn按每组依次与传感器输出放大器34的输入端子连接的方式分时成为接通状态。传感器 行驱动电路33，根据定时控制信号C2，每1行时间从传感器读出线RWl RWm和传感器复 位线RSl RSm中选择1根信号线，向选择的传感器读出线和传感器复位线施加规定读出 用电压和复位用电压，向它们以外的信号线施加与选择时不同的电压。传感器输出放大器 34对由开关37选择的电压进行放大，作为传感器输出信号SSl SSp输出。图3是表示液晶面板11的截面和背光源15的配置位置的图。液晶面板11具有 在2块玻璃基板41a、41b之间夹入液晶层42的结构。在一个玻璃基板41a上设置有3色 的彩色滤光片43r、43g、43b、遮光膜44、相对电极45等。在另一个玻璃基板41b上设置有 像素电极46、数据信号线47、光传感器2等。如图3所示，光传感器2包括的光电二极管6 设置在设有蓝色彩色滤光片43b的像素电极46的附近(理由后述)。在玻璃基板41a、41b 的相对面上设置有取向膜48，在另一面上设置有偏光板49。液晶面板11的2块的面中，玻 璃基板41a侧的面为表面，玻璃基板41b侧的面为背面。背光源15设置在液晶面板11的 背面侧。液晶显示装置10，在检测显示画面内的触摸位置时，使用检测影像的方法和检测 反射像(或者，影像和反射像两者)的方法的任一种。图4A为表示检测影像的方法的原理 的图，图4B为表示检测反射像的方法的原理的图。检测影像的方法(图4A)中，包括光电二 极管6的光传感器2，检测透过玻璃基板41a、液晶层42等的外部光51。此时，若手指等对 象物53在液晶面板11的表面附近，应入射光传感器2的外部光51被对象物53阻挡。因 此，使用光传感器2，能够检测外部光51产生的对象物53的影像。检测反射像的方法(图4B)中，包括光电二极管6的光传感器2，检测背光源光52 的反射光。更详细的来说，从背光源15射出的背光源光52，透过液晶面板11，从液晶面板
911的表面到外部。此时，若对象物53在液晶面板11的表面附近，背光源光52在对象物53 反射。例如，人的手指腹很好地将光反射。背光源光52的反射光，透过玻璃基板41a、液晶 层42等，入射光传感器2。因此，使用光传感器2，能够检测背光源光52产生的对象物53 的反射像。此外，并用上述2种方法，能够检测影像和反射像两者。即，使用光传感器2，能够 同时检测外部光51产生的对象物53的影像的和背光源光52产生的对象物53的反射像。图5A和图5B，为表示包括手指的像的扫描图像的例子。图5A所示的扫描图像包 括手指的影像，图5B所示的扫描图像包括手指的影像和手指腹的反射像。图像处理部12， 对这样的扫描图像进行图像识别处理，输出表示触摸位置的坐标数据Co，或按原样将扫描 图像作为摄像数据SD输出。液晶面板11由CG硅构成的情况下，光电二极管6的受光灵敏度，蓝色光高于红色 光和绿色光。因此容易接受蓝色光，所以光电二极管6，如图3所示，设置在对应于蓝色彩色 滤光片43b的像素电极46附近。通过将光电二极管6配置在容易接受受光灵敏度高的颜 色的光的位置，光电二极管6检测到的光量变多，能够提高光传感器2的受光灵敏度。以下，详细说明图像处理部12。图像处理部12，如图1所示，进行帧率转换处理、 显示数据切换处理、动作模式选择处理、背光源控制处理、扫描图像生成处理和图像识别处 理，作为显示数据切换部和图像识别处理部发挥作用。图像处理部12，根据需要，使用帧存储器16，进行使显示数据Dl的帧率与在液晶 面板11的驱动中使用的帧率一致的处理(帧率转换处理)。例如，显示数据Dl的帧率为 30帧/秒，且在液晶面板11的驱动中使用的帧率为60帧/秒的情况下，图像处理部12将 显示数据Dl暂时写入帧存储器16，以写入时的2倍速度从帧存储器16读出显示数据。由 此，得到具有显示数据Dl的2倍的帧率的显示数据D2。此外，在显示数据Dl的帧率与在液 晶面板11的驱动中使用的帧率最初一致的情况下，图像处理部12不进行帧率转换处理。此外，在图像处理部12进行将在面板驱动电路17读出前使用的显示数据切换为 适于图像输入的固定数据Df的处理(显示数据切换处理)。如上所述，面板驱动电路17，在 显示期间的前半部和传感期间的前半部进行向像素电路1的写入，在传感期间的后半部进 行从光传感器2的读出。与此对应，图像处理部12，在显示期间的前半部，作为显示数据D3 输出帧率转换后的显示数据D2，在传感期间的前半部，作为显示数据D3输出固定数据Df。在此，固定数据Df是适于图像输入而预先决定的固定的数据(不依赖于显示数据 Dl的数据)。固定数据Df，例如，优选使用表示单色图像的数据，特别优选使用大量包含光 传感器2的受光灵敏度高的颜色的成分的、表示单色图像的数据。具体来说，表示白色图像 的数据能够作为固定数据Df使用。此外，液晶面板11由CG硅构成的情况下，光电二极管 6的受光灵敏度在蓝色光时高，因此，能够使用表示蓝色图像的数据作为固定数据Df。此外，图像处理器12，进行选择检测对象物的影像的模式(以下称为影像模式)、 或检测对象物的反射像(或者影像和反射像两者)的模式(以下称为反射像模式)的处理 (动作模式选择处理)。例如，图像处理部12，在照度传感器(未图示)检测到的外部光的 照度在所定阙值以上时选择影像模式，其以外时选择反射像模式。此外，图像处理部12，对应于是否将显示数据切换为固定数据，为影像模式还是反 射模式，进行控制背光源15的处理(背光源控制处理)。具体来说，图像处理部12，在显示期间和反射像模式的传感期间，将背光源控制信号BC控制为高电平，使背光源15点亮，在 影像模式的传感期间，将背光源控制信号BC控制为低电平，使背光源15熄灭。此外，图像处理部12，基于A/D转换器13输出的数字信号进行生成扫描图像的处 理(扫描图像生成处理)。此外，图像处理部12，进行用于对于扫描图像检测对象物的图像 识别处理，输出表示对象物的位置的坐标数据Co。在影像模式中检测对象物影像，在反射像 模式中检测对象物的反射像(或者影像和反射像两者)。此外，输出控制信号OC为低电平 时，图像处理部12不进行图像识别处理，按原样输出扫描图像作为摄像数据SD。图6为表示输出控制信号OC为高电平时的液晶显示装置10的动作的流程图。如 上所述，输出控制信号OC为高电平时，液晶显示装置10按每1帧时间交替进行图像显示和 图像输入。图6所示的步骤中，步骤SlOl S103在显示期间的前半部进行，步骤S105 S107在传感期间的前半部进行，步骤S108 S109在传感期间的后半部进行。图像处理部12，首先将背光源控制信号BC控制为高电平，使背光源15点亮(步骤 S101)。接着，图像处理部12，对面板驱动电路17输出帧率转换后的显示数据D2作为显示 数据D3 (步骤S102)。面板驱动电路17，向像素电路1写入对应于显示数据D3的电压(步 骤S103)。由此，液晶面板11上显示基于显示数据D2的图像。接着，图像处理部12，从影像模式和反射像模式中选择动作模式(步骤S104)，对 应于选择的动作模式控制背光源15(步骤S105)。步骤S105中，背光源控制信号BC在影 像模式中成为低电平(表示熄灭)，在反射像模式中成为高电平(表示点亮)。接着，图像 处理部12，对面板驱动电路17输出固定数据Df作为显示数据D3(步骤S106)。面板驱动 电路17，向像素电路1写入对应于固定数据Df的电压(步骤S107)。由此，在液晶面板11 上，显示基于固定数据Df的图像(例如，白色图像或蓝色图像)。接着，图像处理部12，从光传感器2读出对应于受光量的电压(步骤S108)。接着， A/D转换器13，将从液晶面板11输出的模拟的传感器输出信号SS转换为数字信号(步骤 S109)。接着，图像处理部12，基于步骤S109求得的数字信号，生成扫描图像(步骤S110)。 接着，图像处理部12，对在步骤SllO中生成的扫描图像进行图像识别处理，求得在扫描图 像内的对象物的位置(步骤S111)。接着，图像处理部12，向液晶显示装置10的外部输出 表示触摸位置的坐标数据Co (步骤S112)。图7为表示输出控制信号OC为低电平时的液晶显示装置10的动作的流程图。如 上所述，输出控制信号OC为低电平时，液晶显示装置10，在所有的帧时间进行图像输入。如 图7所示，液晶显示装置10，在步骤S121 S127进行与步骤S104 SllO (图6)相同的 动作。图像处理部12，接着步骤S127，将在步骤S127生成的扫描图像按原样作为摄像数据 SD输出(步骤S128)。总结液晶显示装置10的动作，如图8所示。其中，在图8中，将显示基于显示数据 D2的图像记载为“图像显示”，将显示基于固定数据Df的图像记载为“固定显示”。图9为输出控制信号OC为高电平时的液晶显示装置10的时序图。如图9所示， 垂直同步信号VSYNC按每1帧时间成为高电平，各帧时间交替为显示期间和传感期间。传 感信号SC，在帧时间的前半部成为低电平信号，在后半部成为高电平信号。在此，固定数据 Df为表示白色图像的数据，在传感期间中背光源15熄灭。在显示期间的前半部，开关35、36为接通(On)状态，数据信号线SRl SRruSGl SGn, SBl SBn均与数据信号线驱动电路32连接。在该前半部，首先扫描信号线Gl的电 压成为高电平，然后，扫描信号线G2的电压成为高电平，此后，扫描信号线G3 Gm的电压 依次成为高电平。扫描信号线Gi的电压为高电平的期间，向数据信号线SRl SRruSGl SGruSBl SBn施加应该写入与扫描信号线Gi连接的3η个像素电路1的电压(对应于显 示数据D2的电压)。在显示期间的后半部，传感器行驱动电路33不动作。因此，在该后半部，不向传感 器读出线RWl RWm和传感器复位线RSl RSm施加读出用电压和复位用电压。在传感期间的前半部，扫描信号线Gl Gm的电压与显示期间的前半部同样变化， 向数据信号线SRl SRruSGl SGruSB 1 SBn施加对应于表示白色图像的数据的电压。在传感期间的后半部，开关38成为接通状态，开关37分时成为接通状态。因此， 固定向B数据信号线SB 1 SBn施加电源电压VDD，G数据信号线SGl SGn分时与传感 器输出放大器34的输入端子连接。在该后半部，首先选择传感器读出线RWl和传感器复位 线RS1，接着选择传感器读出线RW2和传感器复位线RS2，其以后依次按照一组一组的顺序 选择传感器读出线RW3 RWn和传感器复位线RS3 RSm。向所选择的传感器读出线和传 感器复位线分别施加读出用电压和复位用电压。在选择传感器读出线RWi和传感器复位线 RSi的期间，向G数据信号线SGl SGn输出对应于与传感器读出线RWi连接的η个光传感 器2检测到的光量的电压。背光源控制信号BC在显示期间成为高电平，在传感期间成为低电平。因此，背光 源15，在显示期间点亮，在传感期间熄灭。此外，在输出控制信号OC为低电平时的时序图 中，只图9所示的传感期间的信号波形反复出现。以下，说明本实施方式的液晶显示装置10的效果。液晶显示装置10中，面板驱动 电路17读出之前使用的显示数据(传感期间的前半部的显示数据)被切换为固定数据Df， 使用光传感器2的图像输入在显示基于固定数据Df的图像后进行。显示基于固定数据Df 的图像时，液晶面板11的光透过率、液晶显示装置10所包括的像素电路1、信号线等的状态 不会受到以前的显示图像的影响。因此，使用固定数据Df，显示适于图像输入的图像，其后 进行图像输入，由此能够排除显示图像的影响，不论显示图像如何，都能够以高精度进行图 像输入，能够输出得到的扫描图像、基于扫描图像以高精度进行触摸位置检测。特别是，使用表示单色图像的数据作为固定数据的情况下，显示单色图像时，液晶 面板11的光透过率和液晶显示装置10所包括的像素电路1、信号线等的状态均勻。因此， 显示单色图像后进行图像输入，能够排除显示图像的影响，并且使液晶显示装置10的内部 状态一致，以高精度进行图像输入和触摸位置检测。此外，使用表示大量包含光传感器2的受光灵敏度高的颜色的成分的单色图像的 数据作为固定数据的情况下，在图像显示后进行图像输入时，光传感器2以高的受光灵敏 度动作。因此，能够排除显示图像的影响，使显示图像的内部状态一致，并且提高光传感器 2的受光灵敏度，以高精度进行图像输入和触摸位置检测。具体来说，如果使用表示白色图 像的数据作为固定数据，能够得到上述效果。并且，在液晶面板11由CG硅形成的情况下， 光传感器2的受光灵敏度在蓝色光时变高，因此，使用表示蓝色图像的数据作为固定数据， 能够得到上述效果。此外，图像处理部12对扫描图像进行图像识别处理，能够在液晶显示装置10中检
12测扫描图像所含的对象物(手指等)。此外，检测对象物的反射像时，扫描图像变暗，触摸位 置的检测精度降低的问题显著，即使如此，通过使用固定数据Df，在显示适于输入的图像后 进行图像输入，也能够排除显示数据的影响，不论显示图像如何，都能以高精度进行图像输 入和触摸位置检测。液晶显示装置10中，显示数据切换处理在面板驱动电路17的前端设 置的图像处理部12中进行。此外，关于本实施方式的液晶显示装置10，能够构成各种变形例。以上说明中，液 晶显示装置10，根据输出控制信号0C，对是交替进行图像显示和图像输入，还是只连续进 行图像输入进行切换，但进行图像输入的定时和频率也可以任意决定。例如，液晶显示装置 在输出控制信号OC为高电平时，可以以3 1的比例进行图像显示和图像输入，在输出控 制信号OC为低电平时，可以交替进行图像显示和图像输入。此外，液晶显示装置，可以自行 决定进行图像输入的定时，也可以在从外部接受到图像输入指示时进行图像输入。此外，图像处理部12也可以进行图8所示以外的背光源控制。例如，图像处理部在 传感期间的后半部使背光源点亮也可以，不进行背光源控制也可以。此外，图像处理部不进 行动作模式选择处理，只进行影像模式的处理和反射像模式的处理中的任一种也可以。图 像处理部也可以将帧率转换处理和显示数据切换处理作为1个处理进行。此外，图像处理 部也可以预先具有多个固定数据，根据状况切换固定数据。例如，图像处理部在影像模式中 使用适于检测影像的固定数据，在反射像模式中使用适于检测反射像的固定数据。此外，液晶显示装置10中，一体形成面板驱动电路17和液晶面板11，但面板驱动 电路17的全部或一部分设置在液晶面板的外部也可以。此外，液晶面板11按每个像素设 置有光传感器2，但是也可以按每多个像素设置光传感器2，或按每个子像素设置光传感器 2。此外，在液晶面板11由其他半导体构成的情况下，光电二极管6的受光灵敏度，例如绿 色光与红色光或蓝色光相比变高。因此，在这种情况下，将蓝色替换为绿色构成同样的液晶 显示装置即可。此外，光电二极管6的受光灵敏度在红色光比绿色光或蓝色光高的情况下， 将蓝色替换为红色构成同样的液晶显示装置即可。这些变形例的液晶显示装置，也与本实 施方式的液晶显示装置10具有同样的效果。(第二实施方式)图10为表示本发明第二实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图10所示的液 晶显示装置20具备内置传感器的液晶面板21、图像处理部22、A/D转换器13、背光源电源 电路14和背光源15。内置传感器的液晶面板21(以下，称为液晶面板21)包括面板驱动电 路27和像素阵列18。以下各实施方式中，对于各实施方式的构成要素中与已述的实施方式 相同的构成要素，赋予相同的参照符号，省略说明。图像处理部22与第一实施方式的图像处理部12同样，进行帧率转换处理、动作模 式选择处理、背光源控制处理、扫描图像生成处理和图像识别处理，但代替显示数据切换处 理而进行切换判定处理。更详细地说，图像处理部22对面板驱动电路27输出帧率转换后 的显示数据D2，并且输出表示是否将显示数据切换为固定数据的切换控制信号CC。切换控 制信号CC，例如，在显示期间成为低电平，在传感期间成为高电平。面板驱动电路27是在第一实施方式的面板驱动电路17上追加了显示数据切换功 能的面板驱动电路。更详细来说，面板驱动电路27与面板驱动电路17同样，进行向液晶面 板21的像素电路写入对应于显示数据D2的电压的动作、和从液晶面板21的光传感器读出对应于受光量的电压的动作。但是，面板驱动电路27，在切换控制信号CC为高电平时，不是 向液晶面板21的像素电路写入显示数据D2，而是写入与适于图像输入的固定数据Df对应 的电压。因此，在传感期间的前半部，在液晶面板21上显示基于固定数据Df的图像(例如 白色图像或蓝色图像)。本实施方式的液晶显示装置20中，显示数据切换处理在面板驱动电路27进行，面 板驱动电路27作为显示数据切换部发挥作用。如此构成的液晶显示装置20中，在面板驱 动电路17读出前使用的显示数据(传感期间的前半部的显示数据)也被切换为固定数据 Df，使用光传感器2的图像输入在显示基于固定数据Df的图像后进行。因此，根据本实施 方式的液晶显示装置20，与第一实施方式的液晶显示装置10同样，不论显示图像如何，都 能够以高精度进行图像输入和触摸位置检测。此外，本实施方式也与第一实施方式同样，能 够构成各种变形例。(第三实施方式)对于第三实施方式，说明第一和第二实施方式的液晶显示装置的利用方式的一个 例子。图11为表示本发明的第三实施方式的名片读取装置的结构的框图。图11所示的名 片读取装置60具备第一实施方式的液晶显示装置10和显示控制部61。显示控制部61为液晶显示装置10的控制部，包括CPU62和主存储器63。主存储 器63存储名片读取程序64，CPU62执行主存储器63上的名片读取程序64。这样构成的显 示控制部61对液晶显示装置10输出显示数据Dl和输出控制信号0C，并且对从液晶显示装 置10输出的坐标数据Co和摄像数据SD进行规定的处理。图12为表示名片读取装置60的动作的流程图。名片读取装置60首先显示初始 画面(步骤S201)。在步骤201中，显示控制部61对液晶显示装置10输出初始画面数据和 高电平的输出控制信号0C。液晶显示装置10基于初始画面数据，在液晶面板11上显示初 始画面。初始画面包括例如“请放置名片”等消息。利用者确认初始画面后，将应读取的名 片放置在覆盖液晶面板11的像素列阵18的位置(以下，称为读取位置)。接着，名片读取装置60检测名片是否已被放置(步骤S202)。名片被放置在读取 位置时，由图像处理部12生成的扫描图像中出现表示名片已被放置在液晶面板上的特征。 液晶显示装置10检测到在扫描图像中出现该特征时，将该意思通知给显示控制部61。显示 控制部61接受到该通知时进行以后的处理。接着，名片读取装置60显示基于固定数据的图像(步骤S203)。在步骤S203中， 显示检测部61对液晶显示装置10输出低电平的输出控制信号0C。输出控制信号OC为低 电平的期间，所有的帧时间成为传感期间，图像处理部12向液晶面板11的像素电路写入与 适于图像输入的固定数据Df相应的电压。因此，在各帧时间的前半部，在液晶面板11上显 示基于固定数据Df的图像(例如白色图像或蓝色图像)。接着，名片读取装置60读取名片图像(步骤S204)。步骤S204中，输出控制信号 OC仍然为低电平。液晶显示装置10基于从像素阵列18读出的信号生成扫描图像，并将生 成的扫描图像作为摄像数据SD输出。显示控制部61将从液晶显示装置10输出的摄像数 据SD作为名片图像数据进行处理。接着，名片读取装置60显示名片图像(步骤S205)。步骤S205中，显示控制部61 对液晶显示装置10输出名片图像数据和高电平的输出控制信号0C。液晶显示装置10基于
14名片图像数据在液晶面板11上显示名片图像。利用者观看名片图像，确认名片是否被正确 读取。如上所示，根据本实施方式的名片读取装置60，在液晶显示装置10中，在面板驱 动电路17读出前使用的显示数据被切换为固定数据Df，使用光传感器2的图像输入在显示 基于固定数据Df的图像后进行。这样使用固定数据Df显示适于图像输入的图像，其后进 行图像输入，能够排除显示图像的影响，不论显示图像如何，都能以高精度输入名片图像。此外，上述方法中，除名片读取装置以外，还能够构成具有图像显示功能和图像输 入功能的任意的装置。例如，能够构成QR(QuickResponse 快速响应)码读取装置、指纹认 证装置等。此外，也可以代替第一实施方式的液晶显示装置10，使用第二实施方式的液晶显 示装置20、或者第一和第二实施方式的变形例的液晶显示装置。这些装置也起到与本实施 方式的名片读取装置60同样的效果。(第四实施方式)对于第四实施方式，说明以别的结构实现与第三实施方式同样的名片读取装置的 方法。图13为表示本发明的第四实施方式的名片读取装置的结构的框图。图13所示的名 片读取装置70具备液晶显示装置71和显示控制部73。液晶显示装置71是在第一实施方式液晶显示装置10中将图像处理部12置换为 图像处理部72的装置。图像处理部72是从图像处理部12删除了显示数据切换处理的图 像处理部。图像处理部72对显示数据Dl进行与图像处理部12同样的帧率转换处理，对面 板驱动电路17输出所得到的显示数据D2。显示控制部73与第三实施方式的显示控制部61同样，包括CPU62和主存储器63。 但是，CPU62执行与第三实施方式的名片读取程序64不同的名片读取程序74。名片读取装置70与第三实施方式的名片读取装置60同样，进行图12所示的动 作。但是，在步骤S203中，显示控制部73对液晶显示装置71输出低电平的输出控制信号 0C,并且赋予固定数据Df作为显示数据Dl。S卩，显示数据部73在向液晶显示装置71赋予 图像输入指示时，赋予适于图像输入的固定数据Df作为显示数据D1。因此，在图像输入指 示被赋予的期间，在液晶显示装置71的液晶面板11上显示基于固定数据Df的图像(例如 白色图像或蓝色图像)。如上所示，根据本实施方式的名片读取装置70，显示控制部73在向液晶显示装置 71赋予图像输入指示时，赋予适于图像输入的固定数据Df作为显示数据D1。因此，在液晶 显示装置71中，在面板驱动电路17读出前使用的显示数据为固定数据Df，使用光传感器2 的图像输入在显示基于固定数据Df的图像后进行。这样使用固定数据Df显示适于图像输 入的图像，其后进行图像输入，由此能够排除显示图像的影响，不论显示图像如何，都能以 高精度输入名片图像。此外，本实施方式也与第三实施方式同样，能够构成各种变形例。如上所示，根据本发明的液晶显示装置，使用固定数据显示适于图像输入的图像， 其后进行图像输入，由此能够排除显示图像的影响，不论显示图像如何，都以高精度进行图 像输入和触摸位置检测。此外，也能够用上述方法构成液晶显示装置以外的显示装置。产业上的可利用性本发明的显示装置具有不论显示图像如何都能以高精度进行图像输入和触摸位 置检测的特征，因此能够在以液晶显示装置为首的各种显示装置中加以利用。
1权利要求
一种显示装置，其具备多个光传感器，其特征在于，包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；进行将对应于显示数据的信号写入所述像素电路的动作和将对应于受光量的信号从所述光传感器读出的动作的驱动电路；和将在所述驱动电路读出之前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据的显示数据切换部。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于 所述固定数据为表示单色图像的数据。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于所述固定数据为大量包含所述光传感器的受光灵敏度高的颜色成分的表示单色图像 的数据。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于 所述固定数据为表示白色图像的数据。
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于 所述显示面板为由连续晶界结晶硅形成的液晶面板， 所述固定数据为表示蓝色图像的数据。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于还具备图像识别处理部，所述图像识别处理部对基于从所述光传感器读出的信号的扫 描图像，进行用于检测所述扫描图像中所包含的对象物的图像识别处理。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于 还具备向所述显示面板的背面照射光的背光源， 所述图像识别处理部至少检测所述对象物的反射像。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述显示数据切换部包括在设置在所述驱动电路的前段的图像处理部中。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于 所述显示数据切换部包括在所述驱动电路中。
10.一种显示装置的驱动方法，所述显示装置包括具备二维配置的多个像素电路和 多个光传感器的显示面板，所述驱动方法的特征在于，包括将对应于显示数据的信号写入所述像素电路的步骤；将对应于受光量的信号从所述光传感器读出的步骤；和将在读出前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据的步骤。
11.一种装置，其具有图像显示功能和图像输入功能，其特征在于 其具备显示装置和显示控制部，所述显示装置包括具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；和 进行将对应于从所述显示控制部被赋予的显示数据的信号写入所述像素电路的动作 和将对应于受光量的信号从所述光传感器读出的动作的驱动电路，所述显示控制部，在向所述显示装置赋予图像输入指示时，赋予适于图像输入的固定 数据作为所述显示数据。
全文摘要
本发明涉及在显示面板上设置有多个光传感器的显示装置。内置传感器的液晶面板(11)，在像素阵列(18)内具备二维配置的多个像素电路和多个光传感器。面板驱动电路(17)向像素电路写入对应于显示数据D3的信号，从光传感器读出对应于受光量的信号。图像处理部(12)将在面板驱动电路(17)读出前使用的显示数据切换为适于图像输入的固定数据。固定数据使用白色图像数据或蓝色图像数据。根据本发明，使用固定数据显示适于图像输入的图像后进行图像输入，能够排除显示图像的影响，不管显示图像如何都能够以高精度进行图像输入和触摸位置检测。本发明的显示装置能够在液晶显示装置中利用。
文档编号G09F9/00GK101952768SQ20098010594
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月19日 优先权日2008年2月21日
发明者久保田章敬, 植畑正树, 藤冈章纯 申请人:夏普株式会社
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