具备光传感器的显示装置的制作方法

专利名称：具备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，特别是涉及在显示面板设置有多个光传感器的显示装置。
背景技术：
近年来，能够通过用手指或笔等接触画面进行操作的电子设备正在普及。另外，作为检测显示画面内的触摸位置的方法，已知有在显示面板设置多个光传感器，利用光传感器检测当手指等接近画面时形成的影像或反射像的方法。另外，也已知有为了无论显示数据如何都能高精度地检测出触摸位置而在显示装置中设置有发出红外光的红外背光源，利用光传感器检测由红外光形成的反射像的方法。在这种具备光传感器的显示装置中，除红外背光源以外，还设置有将从光传感器读出的信号转换为数字信号的A/D转换器、和基于所得到的数字信号求取触摸位置的识别 处理部。因此，与不具备光传感器的显示装置相比，在具备光传感器的显示装置中存在消耗电カ大的问题。因此，作为削减消耗电カ的ー个方法，考虑在具备光传感器的显示装置中设置通常模式和待机模式，在待机模式下使电路的动作停止或者减慢电路的动作速度的方法。与此关联，在日本特开2009-193482号公报中公开有如下结构在动作模式为通常模式的情况下，按姆60Hz读出I画面的量的受光信号,在动作模式为低消耗模式(待机模式)的情况下，按每IOHz读出I画面的量的受光信号。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2009-193482号公报

发明内容
发明要解决的课题然而，日本特开2009-193482号公报中记载的显示装置，即使在待机模式(低消耗模式)时，检测坐标的识别处理部也动作。由此，即使图像的读出频率減少，基本的动作也与通常模式时相同。因此，消耗电カ不会大幅降低。特别是，由于该现有的显示装置中所具备的背光源的消耗电カ比较大，所以只要在待机模式时使背光源与通常模式时同样地点亮，就不能够大幅降低消耗电力。就这ー问题，也能够考虑为了降低消耗电カ而在待机模式时使背光源熄灭的结构。但是，在待机模式时单纯使背光源熄灭的结构中，由于不会进行与通常模式时同样的光检测，所以在待机模式时就不能检测坐标。其结果是，不能迅速地脱离待机模式。另外，虽然也能够考虑至少在待机模式时利用外部光进行光检测的结构，但是在外部光(周围照度低)弱的情况下，难以检测出触摸位置，而且误检测也増加。因此，难以准确地脱离待机模式。因此，本发明的目的在于提供一种具备光传感器的显示装置，其能够大幅降低待机模式时的消耗电力，并且能够准确且迅速地脱离待机模式，能够快速地检测出触摸位置。为了解决课题的手段本发明的第一方面的显示装置，其特征在于其具备多个光传感器，上述显示装置包括包含呈ニ维状配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；驱动电路，其进行将与显示数据相应的信号写入上述像素电路的动作和从上述光传感器读出与受光量相应的信号的动作；识别处理部，其在通常模式下对基于从上述光传感器读出的信号的识别对象图像 进行识别处理，输出表示检测对象物的位置的坐标数据；模式控制部，其判定是通常模式还是待机模式，在通常模式下使上述识别处理部动作，在待机模式下使上述识别处理部的动作停止；图像存储部，其在从通常模式转移到待机模式时，存储基于从上述光传感器读出的信号的比较对象图像；和检测周围照度的照度检测部，上述模式控制部，在判定为基于从上述光传感器读出的信号的新的比较对象图像与存储于上述图像存储部中的比较对象图像相比，发生了与由上述照度检测部检测出的上述周围照度相应的规定程度以上的变化时，从待机模式转移到通常模式。本发明的第二方面的显示装置，在本发明的第一方面的显示装置中，其特征在于上述模式控制部，按每个像素比较存储于上述图像存储部中的比较对象图像与上述新的比较对象图像，在像素值的差为第一阈值以上的像素的个数为第二阈值以上时，从待机模式转移到通常模式。本发明的第三方面的显示装置，在本发明的第二方面的显示装置中，其特征在于上述第一阈值和上述第二阈值中的至少ー个阈值，根据由上述照度检测部检测出的上述周围照度来決定。本发明的第四方面的显示装置，在本发明的第三方面的显示装置中，其特征在于上述第一阈值和上述第二阈值中的至少ー个阈值，按照相对于由上述照度检测部检测出的上述周围照度单调增加的方式来决定。本发明的第五方面的显示装置，在本发明的第一方面的显示装置中，其特征在于还包括射出红外光的红外背光源，上述模式控制部在待机模式下根据由上述照度检测部检测出的上述周围照度，使上述红外背光源熄灭或减光。本发明的第六方面的显示装置，在本发明的第一方面的显示装置中，其特征在于上述比较对象图像具有比上述识别对象图像少的像素数。本发明的第七方面的显示装置，在本发明的第六方面的显示装置中，其特征在于上述比较对象图像是从上述识别对象图像间除了像素值而得到的图像。本发明的第八方面的显示装置，在本发明的第七方面的显示装置中，其特征在于上述驱动电路根据上述模式控制部的判定结果，在待机模式下从上述光传感器读出比通常模式少的量的信号。本发明的第九方面的显示装置，其特征在于上述显示装置包括
包含呈ニ维状配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；和识别处理部，其对基于从上述光传感器读出的信号的识别对象图像进行识别处理，输出表示检测对象物的位置的坐标数据，上述显示装置的控制方法包括将与显示数据相应的信号写入上述像素电路的步骤；从上述光传感器读出与受光量相应的信号的步骤；判定是通常模式还是待机模式的步骤；在通常模式下使上述识别处理部起动的步骤；
在待机模式下使上述识别处理部的动作停止的步骤；在从通常模式转移到待机模式时，存储基于从上述光传感器读出的信号的比较对象图像的步骤；和检测周围照度的照度检测步骤，在判定上述模式的步骤中，在基于从上述光传感器读出的信号的新的比较对象图像与在上述图像存储步骤中存储的比较对象图像相比，发生了与在上述照度检测步骤中检测出的上述周围照度相应的规定程度以上的变化时，从待机模式转移到通常模式。发明效果根据上述本发明的第一方面或第九方面，通过判定是通常模式还是待机模式并且在待机模式下使识别处理部的动作停止，能够削减显示装置的消耗电力。另外，当基于从光传感器读出的信号的比较对象图像从转移到待机模式时起发生了与周围照度相应的规定以上的变化时，转移到通常模式。由此，能够在检测对象物接触画面之前转移到通常模式。从而，能够迅速脱离待机模式，快速地检测出触摸位置，并且能够根据与周围照度相应的判定准确地与噪声区分开，能够防止错误地解除或不解除待机模式。由此，能够准确地脱离待机模式。根据上述本发明的第二方面，通过按每个像素比较所存储的比较对象图像和新的比较对象图像，并且在像素值的差为第一阈值以上的像素的个数为第二阈值以上时转移到通常模式，能够在检测对象物接触画面之前转移到通常模式。从而，能够迅速脱离待机模式，快速地检测出触摸位置。根据本发明的第三方面，由于第一阈值和第二阈值中的至少ー个阈值根据周围照度来决定，所以通过以不受因周围照度的变化带来的影响或者降低该影响的方式决定第一阈值和第二阈值中的至少ー个阈值，能够准确地判定是否解除待机模式。根据本发明的第四方面，由于第一阈值和第二阈值中的至少ー个阈值以相对于周围照度单调增加的方式决定，所以通过在例如周围照度较低的情况下将第一阈值设定得较小，能够将新的比较对象图像的变化与噪声区分开，并且能够准确地检测出细微的变化，因此能够防止误判定为无变化而不解除待机模式。另外，由于通过在周围照度较高的情况下将第一阈值设定为较大的值，能够避免因噪声等产生的极少的像素值的变化而导致的误判定，所以能够准确地检测出新的比较对象图像的变化。进而，通过在周围照度较低的情况下将第二阈值设定得较小，能够根据像素值发生了变化的极少的像素数准确地检测出新的比较对象图像的变化。另外，通过在周围照度较高的情况下将第二阈值设定得较大，能够防止将由增加的噪声引起的新的比较对象图像的变化误判断为检测对象物的像的变化而错误地解除待机模式。这样，能够准确地脱离待机模式，快速地检测出触摸位置。根据本发明的第五方面，通过在待机模式下使红外背光源熄灭或减光，能够削减显示装置的消耗电力。根据本发明的第六方面，通过使用像素数比识别对象图像的像素数少的比较对象图像进行模式判定处理，能够削减模式判定处理所需要的存储容量和计算量。根据本发明的第七方面，通过使从识别对象图像间除了像素值而得到的图像成为比较对象图像，能够不进行平均值计算处理等而容易地生成比较对象图像。根据本发明的第八方面，通·过在待机模式下减慢驱动电路的动作速度，能够在生成模式判定处理所需要的比较对象图像的同时，削减显示装置的消耗电力。


图I是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图2是表示上述实施方式的液晶显示装置的液晶面板的详细结构的框图。图3是上述实施方式的液晶显示装置的时序图。图4是表示上述实施方式的液晶显示装置的液晶面板的截面和背光源的配置位置的图。图5A是表示检测上述实施方式的液晶显示装置的影像的方法的原理的图。图5B是表示检测上述实施方式的液晶显示装置的反射像的方法的原理的图。图6A是表示上述实施方式中包含手指的影像的扫描图像的例子的图。图6B是表示上述实施方式中包含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7是表示上述实施方式的液晶显示装置的模式控制部的动作的流程图。图8是表示在上述实施方式的液晶显示装置的红外背光源中流动的电流与周围照度的关系的坐标图。图9是表示上述实施方式的液晶显示装置的第一阈值THl与周围照度的关系的坐标图。图10是表示上述实施方式的液晶显示装置的第二阈值TH2与周围照度的关系的坐标图。
具体实施例方式图I是表示本发明的实施方式的液晶显示装置的结构的框图。图I所示的液晶显示装置10包括传感器内置液晶面板11 (以下简称为液晶面板)、显示数据处理电路12、A/D转换器13、传感器数据处理电路14、背光源15和照度传感器20。液晶面板11包括面板驱动电路16和像素阵列17。在像素阵列17中呈ニ维状地设置有多个像素电路I和多个光传感器2。显示数据Dl从外部输入液晶显示装置10。显示数据处理电路12根据需要对显示数据Dl进行色校正(修正)处理和帧频率转换处理等，输出显示数据D2。面板驱动电路16对像素电路I写入与显示数据D2相应的电压。由此，在液晶面板11显示基于显示数据D2的图像。
背光源15基于从背光源电源电路(未图示)供给的电源电压，将光(背光源光)照射到液晶面板11的背面。背光源15包括射出白色光的白色背光源18和射出红外光的红外背光源19。白色背光源18是为了显示图像而设置的，红外背光源19是为了检测触摸位置而设置的。面板驱动电路16除 了进行将电压写入像素电路I的动作，还进行从光传感器2读出与受光量相应的电压的动作。光传感器2的输出信号(以下称为传感器输出信号)输出到液晶面板11的外部。A/D转换器13将作为模拟信号的传感器输出信号转换为数字信号。照度传感器20是安装于液晶显示装置10的显示部附近，输出与照射该显示部的周围照度L相应的电压的传感器。此外，只要是能够检测出周围照度L的结构即可，例如既可以从显示装置外部取得周围照度L、也可以利用由扫描图像生成部21生成的传感器数据取得周围照度，来取代照度传感器20。该取得部作为照度检测部发挥功能。传感器数据处理电路14包括扫描图像生成部21、识别处理部22、主机接ロ部23(以下称为主机I/F部)、模式控制部24、间除图像存储器25和控制寄存器26。扫描图像生成部21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)。存在在该扫描图像中包含位于液晶面板11的表面附近的要检测的物体(例如手指或笔等，以下称为对象物)的像的情況。识别处理部22对扫描图像进行用于检测对象物的识别处理，求取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。从识别处理部22输出的坐标数据Co，经由主机I/F部23输出到主机(未图示)。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17包括m条扫描信号线Gl Gm、3n条数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn和(mX3n)个像素电路I。除此以外，像素阵列17具备(mXn)个光传感器2、m条传感器读出线RWl RWm和m条传感器复位线RSl RSm。液晶面板11例如使用多晶硅，通过公知的エ序形成。扫描信号线Gl Gm相互平行地配置。数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn以与扫描信号线Gl Gm正交的方式相互平行地配置。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平行地配置。像素电路I在扫描信号线Gl Gm与数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn的交点附近各设置有I个。像素电路I在列方向上(图2中的纵方向)各配置有m个，在行方向上(图2中的横方向)各配置有3n个，整体呈ニ维状地配置。像素电路I通过设置有哪个色的彩色滤光片而分为R像素电路Ir、G像素电路Ig和B像素电路lb。这三种像素电路，按G、B、R的顺序在行方向排列配置，以3个构成I个像素。像素电路I包括TFT (Thin Film Transistor，薄膜晶体管)3和液晶电容(电容器)4。TFT3的栅极端子与扫描信号线Gi (i为I以上m以下的整数)连接，源级端子与数据信号线SRj、SGj、SBj (j为I以上η以下的整数)中的任一条连接，漏极端子与液晶电容4的ー个电极连接。对液晶电容4的另ー个电极施加共用电极电压。以下，将与R像素电路Ir连接的数据信号线SRl SRn称为R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I也可以包括辅助电容(电容器)。像素电路I的光透过率(子像素的亮度)由被写入像素电路I的电压決定。为了对与扫描信号线Gi和数据信号线SXj (X是R、G、B中的任ー个)连接的像素电路I写入某个电压，只要对扫描信号线Gi施加高电平电压(使TFT3为导通状态的电压)，对数据信号线SXj施加要写入的电压即可。通过将与显示数据D2相应的电压写入像素电路1，能够将子像素的亮度设定为所期望的程度。光传感器2包括电容器5、光电ニ极管6和传感器前置放大器7,按姆个像素设置。电容器5的一个电极与光电ニ极管6的阴极端子连接(以下将该连接点称为节点P)。电容器5的另ー个电极与传感器读出线RWi连接，光电ニ极管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由TFT构成，在该TFT中，栅极端子与节点P连接，漏极端子与R数据信号线SRj连接，源级端子与B数据信号线SBj连接。为了利用与传感器读出线RWi、B数据信号线SBj等连接的光传感器2检测光量，对传感器读出线RWi和传感器复位线RSi施加规定的电压，对R数据信号线SRj施加电源电压VDD即可。在对传感器读出线RWi和传感器复位线RSi施加规定的电压之后，光射入光电ニ极管6时，与入射光量相应的电流在光电ニ极管6中流动，节点P的电压下降流过的电流的量。在该定时对传感器读出线RWi施加较高的电压，来抬升节点P的电压，使传感器前置放大器7的栅极电压成为阈值以上而对R数据信号线SRj施加电源电压VDD时，节点P的电压被传感器前置放大器7放大，对B数据信号线SBj输出放大后的电压。从而，能够基于B数据信号线SBj的电压，求取由光传感器2检测到的光量。在像素阵列17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、P个(P为I以上η以下的整数)传感器输出放大器34、输出控制电路35和多个开关36 39。这些电路与图I中的面板驱动电路16相当。数据信号线驱动电路32与3η条数据信号线对应具有3η个输出端子。在B数据信号线SBl SBn和与其相应的η个输出端子之间各设置有I个开关36，在R数据信号线SRl SRn和与其相应的η个输出端子之间各设置有I个开关37。B数据信号线SBl SBn被分成各包含P条B数据信号线的组，在组内第k个(k为I以上P以下的整数)B数据信号线和第k个传感器输出放大器34的输入端子之间各设置有I个开关38。在R数据信号线SRl SRn与电源电压VDD之间各设置有I个开关39。图2中包含的开关36 39的个数均是η个。在液晶显示装置10中，I帧期间被分割成对像素电路写入信号(与显示数据相应的电压信号)的显示期间和从光传感器读出信号(与受光量相应的电压信号)的传感期间，图2所示的电路在显示期间和传感期间进行不同的动作。在显示期间，开关36、37成为导通状态，开关38、39成为断开状态。与此相対，在传感期间，开关36、37成为断开状态，开关39成为导通状态，开关38成为时分割地导通的状态，以使得B数据信号线SBl SBn按每组依次与传感器输出放大器34的输入端子连接。在显示期间，扫描信号线驱动电路31和数据信号线驱动电路32动作。扫描信号线驱动电路31根据定时控制信号Cl，按每I行(线)时间从扫描信号线Gl Gm中选择I条扫描信号线，对所选择的扫描信号线施加高电平电压，对剩余的扫描信号线施加低电平电压。数据信号线驱动电路32基于从显示数据处理电路12输出的显示数据DR、DG、DB，以线顺序方式驱动数据信号线SRl SRruSGl SGruSB I SBn。更详细而言，数据信号线驱动电路32中，存储至少各I行的量的显示数据DR、DG、DB，按每I行(线)时间将与I行的量的显示数据相应的电压施加到数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn。此外，数据信号线驱动电路32也可以以点顺序方式驱动数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn。
在传感期间，传感器行驱动电路33、传感器输出放大器34和输出控制电路35动作。传感器行驱动电路33根据定时控制信号C2，按每I行(线)时间从传感器读出线RWl RWm和传感器复位线RSl RSm中各选择I条信号线，对所选择的传感器读出线和传感器复位线施加规定的读出用电压和复位用电压，对除此以外的信号线施加与选择时不同的电压。此外，典型而言，I行(线)时间的长度在显示期间和传感期间中不同。传感器输出放大器34放大由开关38选择的电压,作为传感器输出信号SSl SSp输出。关于输出控制电路35的动作，将在后面说明。图3是液晶显示装置10的时序图。如图3所示，垂直同步信号VSYNC按每I帧期间成为高电平，I帧期间被分割成显示期间和传感期间。传感信号SC为表示是显示期间还是传感期间的信号，在显示期间成为低电平，在传感期间成为高电平。在显示期间，开关36、37成为导通状态，数据信号线 SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn均与数据信号线驱动电路32连接。在显示期间，首先扫描信号线Gl的电压成为高电平，接着扫描信号线G2的电压成为高电平,然后扫描信号线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，对数据信号线SRl SRn、SGl SGn、SBl SBn施加要写入与扫描信号线Gi连接的3n个像素电路I的电压。在传感期间，开关39为导通状态，开关38以时分割的方式成为导通状态。因此，对R数据信号线SRl SRn固定地施加电源电压VDD，B数据信号线SBl SBn以时分割的方式与传感器输出放大器34的输入端子连接。在传感期间，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，此后依次各选择I组传感器读出线RW3 RWm和传感器复位线RS3 RSm。对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。传感器读出线RWi和传感器复位线RSi被选择的期间，对B数据信号线SBl SBn输出由与传感器读出线RWi连接的η个光传感器2检测出的光量相应的电压。此外，在后述的待机模式下，传感器读出线RWl RWm和传感器复位线RSl RSm中的仅一部分信号线被依次各选择I组。图4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个玻璃基板41a、41b之间夹着液晶层42的结构。在ー个玻璃基板41a设置有三色的彩色滤光片43r、43g、43b、遮光膜44、对置电极45等，在另ー个玻璃基板41b设置有像素电极46、数据信号线47、光传感器2等。在图4中，光传感器2包含的光电ニ极管6设置在设置有蓝色彩色滤光片43b的像素电极46的附近。在玻璃基板41a、41b的相対的面设置有取向膜48，在另一面设置有偏光板49。液晶面板11的2个的面中的玻璃基板41a—侧的面成为正面，玻璃基板41b —侧的面成为背面。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(或者检测影像和反射像双方)的方法中的任一方法。图5A是表示检测影像的方法的原理的图，图5B是表示检测反射像的方法的原理的图。在检测影像的方法(图5A)中，包含光电ニ极管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，当手指等对象物53位于液晶面板11的表面附近吋，要射入光传感器2的外部光51被对象物53遮挡。因此，使用光传感器2，能够检测由外部光51产生的对象物53的影像。在检测反射像的方法(图5B)中，包含光电ニ极管6的光传感器2检测背光源光52的反射光。更详细而言，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11的表面射出到外部。此时，当对象物53位于液晶面板11的表面附近时，背光源光52被对象物53反射。例如，人的手指的指腹较多地反射光。背光源光52的反射光透过玻璃基板41a、液晶层42等，射入光传感器2。因此，使用光传感器2，能够检测由背光源光52产生的对象物53的反射像。另外，如果同时使用上述2个方法，能够检测影像和反射像双方。即，使用光传感器2，能够同时检测由外部光51产生的对象物53的影像和由背光源光52产生的对象物53的反射像。图6A和图6B是表示包含手指的像的扫描图像的例子的图。图6A表示的扫描图像包含手指的影像，图6B所示的扫描图像包含手指的影像和手指的指腹的反射像。传感器数据处理电路14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。以下，说明液晶显示装置10中的动作模式的切換。为了削減消耗电力，液晶显示装置10具有通常模式和待机模式，在待机模式下使电路的动作停止或者减慢电路的动作速度。具体而言，在通常模式下，面板驱动电路16从所有的光传感器2读出信号，A/D转换器13将所有的传感器输出信号转换成数字(信号)值，识别处理部22进行识别处理，红外背光源19点亮。与此相对，在待机模式下，面板驱动电路16从一部分光传感器2读出信号，A/D转换器13将一部分传感器输出信号转换为数字(信号)值，识别处理部22停止动作，红外背光源19根据情况熄灭(成为非发光状态)，或者减光(发光亮度減少)。关于该红外背光源19的动作，将在后面说明。为了进行上述模式控制，传感器数据处理电路14包括模式控制部24、间除图像存储器25和控制寄存器26。模式控制部24进行判定是通常模式还是待机模式的模式判定处理、在通常模式下控制电路的动作的通常模式控制处理和在待机模式下控制电路的动作的待机模式控制处理。间除图像存储器25在从通常模式转移到待机模式吋，作为存储基于从光传感器2读出的信号的比较对象图像的图像存储部发挥作用。控制寄存器26存储模式控制部24的动作所需要的各种參数。具体而言，控制寄存器26存储第一阈值TH1、第二阈值TH2、第一定时器值TM1、第二定时器值TM2和抽出范围ER等。2个阈值THl、TH2和2个定时器值TMl、TM2用于模式判定处理，抽出范围ER用于待机模式控制处理。存储于控制寄存器26中的參数除了第一阈值和第二阈值TH1、TH2以外，还从主机经由主机I/F部23进行设定。此外，第一阈值和第二阈值TH1、TH2由模式控制部24计算出。详细情况将在后面说明。图7是表示模式控制部24的动作的时序图。首先，模式控制部24设定存储于控制寄存器26中的第一定时器值TMl，启动定时器(步骤SI I )。其次，模式控制部24进行通常模式控制处理(步骤S12)。在步骤S12中，根据从模式控制部24输出的控制信号(图I中的虚线表示的信号)，识别处理部22开始动作，面板驱动电路16从所有的光传感器2读出信号，A/D转换器13将所有的传感器输出信号转换成数字(信号)值，红外背光源19点亮。接着，模式控制部24调查是否从识别处理部22输出了坐标数据Co(步骤S13)。模式控制部24在输出了坐标数据Co时进入步骤S14，在未输出坐标数据Co时进入步骤S15。在前ー情况下，模式控制部24设定存储于控制寄存器26中的第一定时器值TM1，重新启动定时器(步骤S14)，进入步骤S13。在后ー情况下，模式控制部24调查定时器是否超时(步骤S15)。在定时器未超时时，模式控制部24进入步骤S13。在定时器超时时，模式控制部、24从通常模式转移到待机模式，进入步骤S20。从通常模式转移到待机模式时，模式控制部24根据周围照度L使红外背光源19熄灭或者减光(步骤S20)。具体而言，模式控制部24在从通常模式转移到待机模式吋，从照度传感器20接收表示周围照度L的信号，设定要流向根据该周围照度L決定的红外背光源19的电流Ibr。图8是表示流向红外背光源的电流与周围照度的关系的坐标图。如该图8所示，在周围照度L为O的情况下，光传感器2不能利用外部光进行检測，因此在红外背光源19中流动与最大照度对应的20mA的上述电流Ibr。另外，随着周围照度L变得比O大，在红外背光源19中流动的电流Ibr变小，在周围照度L为500勒克斯以上的情况下，在红外背光源19中流动的电流Ibr变成O而熄灭。这样，在周围照度L为适当设定的阈值(这里是500勒克斯)以下的情况下，红外背光源19点亮，并且设定为由照度传感器20检测出的周围照度L越小，红外背光源19的光 量越大。这基于以下理由在周围照度L为阈值以下的情况下，仅由利用光传感器2检测出(因外部光产生的手指等的)的影形成的扫描图像，容易成为不鮮明的图像或者难以进行与噪声区分开。从而，通过补充来自红外背光源19的光，使扫描图像成为包含由反射光形成的像的图像。于是，能够使扫描图像成为鲜明的图像或者能够容易地与噪声区分开。此外，在通常模式下，虽然红外背光源19总是点亮，但是也可以如上所述根据周围照度L控制红外背光源19熄灭或减光(其光量变小)。如上所述，由于在周围照度L为阈值以下的情况下使红外背光源19熄灭，在周围照度L比O大的情况下使红外背光源19减光(与最大光量相比)，所以能够降低红外背光源19消耗的比较大的电力。此外，这里，虽然为了使红外背光源19熄灭或减光，而采用适当设定要流向红外背光源19的电流Ibr，但是也可以采用能够使红外背光源19熄灭或减光的其他公知的结构。例如，在为了控制红外背光源19的照度而使用采用公知的PWM (脉冲宽度调制)方式的逆变器的结构中，如下设定PWM占空比与周围照度的关系即可在周围照度L为O的情况下设定与最大照度对应的100%的PWM占空比，随着周围照度L变大，PWM占空比变小，周围照度L为500勒克斯以上的情况下，PWM占空比变成0%而熄灭。如上所述，根据周围照度L适当设定红外背光源19的照度之后，模式控制部24生成从扫描图像间除了像素值的图像(以下称为间除图像)，将间除图像写入间除图像存储器25中(步骤S21)。接着，模式控制部24进行待机模式控制处理(步骤S22)。在步骤S22中，根据从模式控制部24输出的控制信号，识别处理部22停止动作，面板驱动电路16从一部分光传感器2读出信号，A/D转换器13将一部分光传感器输出信号转换成数字(信号)值。更详细而言，在从模式控制部24输出的控制信号中包含表示是通常模式还是待机模式的模式控制信号。如图2所示，被供给到液晶面板11的模式控制信号MC输入传感器行驱动电路33和输出控制电路35。在待机模式的传感期间，传感器行驱动电路33对传感器读出线RWl RWm和传感器复位线RSl RSm中的仅一部分信号线依次各选择I组。此时，输出控制电路35进行控制,使得仅从一部分传感器输出放大器34输出传感器输出信号SSl SSp。另外，A/D转换器13将从一部分光传感器2读出的信号转换为数字信号。
模式控制部24在步骤S22中，也可以基于存储于控制寄存器26中的抽出范围ER，输出表示处理范围的控制信号。例如，当存储于控制寄存器26中的抽出范围ER表示显示画面的下半部吋，模式控制部24对面板驱动电路16和A/D转换器13输出表示要处理显示画面的下半部的控制信号。面板驱动电路16基于该控制信号，从配置于像素阵列17的下半部的光传感器2读出信号。A/D转换器13将此时从光传感器2读出的信号转换为数字信号。这样，面板驱动电路16根据模式控制部24的判定结果，在待机模式下从光传感器2读出比通常模式少的量的信号。另外，A/D转换器13根据模式控制部24的判定结果，在待机模式下以比通常模式下少的频率进行转换为数字值的转换。其结果是，在待机模式下，从扫描图像生成部21反复输出从通常模式下输出的扫描图像间除了像素值而得到的间除图像。此外，在待机模式下输出的间除图像，与步骤S21中生成的间除图像相同，是基于从光传感器2读出的信号的间除图像。另外，模式控制部24在步骤S22中，当从通常模式转移到待机模式时，基于由照度传感器20检测出的周围照度L，根据该周围照度L，如后面详细说明的那样计算第一阈值和 第二阈值TH1、TH2，并将这些值存储于控制寄存器26中。然后，对模式控制部24射入从扫描图像生成部21输出的新的间除图像(步骤S23)。然后，模式控制部24按每个像素比较存储于间除图像存储器25中的间除图像和在步骤S23中输入的新的间除图像，求取像素值的差被存储于控制寄存器26中的作为上述第一阈值THl的像素的个数N (步骤S24)。然后，模式控制部24比较在步骤S24中求出的个数N和存储于控制寄存器26中的上述第二阈值TH2 (步骤S25)。模式控制部24在N2彡TH2时进入步骤S26，在N2 (N) < TH2时进入步骤S23。在前一种情况下，模式控制部24设定存储于控制寄存器26中的第二定时器值TM2，启动定时器(步骤S26)。为了从待机模式转移到通常模式，进入步骤S12。但是，第二定时器值TM2为比第一定时器值TMl小的值。这样，模式控制部24在未输出坐标数据Co的状态持续了规定时间时(时间经过了第一定时器值TMl吋)，从通常模式转移到待机模式，但是在刚刚从待机模式转移到通常模式之后，在未输出坐标数据Co的状态持续了比之前为通常模式时更短的时间时(时间经过了第二定时器值TM2吋)，从通常模式转移到待机模式。然后，模式控制部24，在新供给的间除图像与存储于间除图像存储器25中的间除图像(从通常模式转移到待机模式时存储的间除图像)相比发生了规定以上的变化时，具体而言，如上所述在包含于这些图像中的像素值的差为第一阈值THl以上的像素的个数N为第二阈值TH2以上的情况下，从待机模式转移到通常模式。这里，在步骤S22中如上所述，第一阈值THl和第二阈值TH2由模式控制部24根据周围照度L计算。图9是表示第一阈值THl与周围照度的关系的坐标图，图10是表示第ニ阈值TH2与周围照度的关系的坐标图。此外，图9是两对数曲线。如图9所示，在周围照度L为O的情况下，如上所述红外背光源19点亮，但是由于其反射光微弱而使得新的间除图像的像素值变小。从而，存储于间除图像存储器25中的间除图像与新的间除图像的像素值的差(灰度等级差)均变小，因此将上述第一阈值THl设定为比较小的值(这里是5灰度等级)。这样，能够准确地检测出极少的像素值的变化。像这样在周围照度L较低的情况下，由于存储于间除图像存储器25中的间除图像与新的间除图像的像素值均变小，所以通过将上述第一阈值THl设定为比较小的值，能够准确地检测出由对象物的反射像(或影像)的变化引起的极少的像素值的变化。另外，随着周围照度L变高，将上述第一阈值THl设定为较大的值(即设定为单调増加)，在周围照度L是睛天的直射日光下等最大值(这里是10万勒克斯)时将上述第一阈值THl也设定为规定的最大值(这里是50灰度等级)。像这样在周围照度L较高的情况下，由于存储于间除图像存储器25中的间除图像与新的间除图像的像素值均变大，所以通过将上述第一阈值THl设定为比较大的值，能够避免因噪声等产生的极少的像素值的变化而导致的误判定。由此，能够准确地检测出由对象物的影像的变化引起的像素值的变化。此夕卜，图9所示的关系为例示，在例如周围照度L较高的情况下，只要将上述第一阈值THl设定为比较大的值即可。接着，第二阈值TH2如图10所示，在周围照度L为O的情况下成为最小值(这里为10个)。像这样在周围照度L较低的情况下，由于间除图像的像素值和噪声的像素值都变小，所以通过将上述第二阈值TH2设定为比较小的值，能够利用像素值仅稍稍变化的像素 数准确地检测出对象物的反射像(或影像)的变化。另外，随着周围照度L变高，第二阈值TH2变大(即设定为单调增加)，在周围照度L是睛天的直射日光下等最大值(这里是10万勒克斯)时将第二阈值TH2设定为规定的最大值(这里是100个)。此外，这里的与总像素数相当的光传感器2的总数为48万个。像这样在周围照度L较高的情况下，将第二阈值TH2设定得较大，所以在因噪声的像素值变大而使得像素值超过第一阈值TH的像素増加的情况下也能够避免误判定。从而，能够准确地检测出反射像的变化。此外，图10所示的关系为例示，在例如周围照度L较高的情况下，只要将上述第二阈值TH2设定为较大的值即可。像这样，由于在步骤S20中周围照度L较低的情况下，以适当点亮红外背光源19(或者使其减光)的状态，取得在步骤S21中由模式控制部24生成并写入间除图像存储器25中的间除图像和在步骤S23中从扫描图像生成部21输出的新的间除图像，所以包含利用背光源光得到的反射像。从而，能够使扫描图像成为鲜明的图像，能够容易地与噪声区分开。但是，由于反射像的像素值并非比噪声的像素值大很多，所以通过将第一阈值THl设定得比较小，能够将因反射像的变化引起的像素值的变化与噪声区分开，从而准确地检测出反射像的细微的变化。因此，能够防止因扫描图像的变化较小而误判定为反射像没有变化从而不解除待机模式的情況。另外，在周围照度L较高的情况下，由于是以红外背光源19熄灭的状态取得的，所以上述间除图像包含由较高照度的外部光形成的影像。因此，扫描图像是鮮明的、而噪声的像素值也变大，所以通过将第二阈值TH2设定得较大，能够防止将由增加的噪声引起的扫描图像的变化误判断为影像的变化从而错误地解除待机模式的情況。以下，说明本实施方式的液晶显示装置10的效果。本实施方式的液晶显示装置10包括传感器内置液晶面板11、面板驱动电路16、识别处理部22、模式控制部24和间除图像存储器25。模式控制部24判定是通常模式还是待机模式，在通常模式下使识别处理部22动作，在待机模式下使识别处理部22的动作停止。间除图像存储器25在从通常模式转移到待机模式时存储间除图像，模式控制部24在新供给的间除图像与存储于间除图像存储器25中的间除图像相比发生了规定以上的变化时，从待机模式转移到通常模式。特别是，模式控制部24按每个像素比较存储于间除图像存储器25中的间除图像和新供给的间除图像，在像素值的差为第一阈值THl以上的像素个数为第二阈值TH2以上时，从待机模式转移到通常模式。像这样通过判定是通常模式还是待机模式，在待机模式下使识别处理部22的动作停止，能够削减液晶显示装置10的消耗电力。另外，通过在间除图像从转移到待机模式时起发生了规定以上的变化时转移到通常模式，能够在对象物与画面接触之前转移到通常模式。从而，能够迅速脱离待机模式，快速地检测出触摸位置。另外，根据周围照度L计算2个阈值TH1、TH2，并存储于控制寄存器26中。由此，能够准确地将扫描图像中包含的反射像或影像与噪声区分开，而且能够防止错误地解除待机模式。另外，根据使用方式等调整模式判定处理的条件，进行适当的模式判定处理。另外，根据模式控制部24的判定结果，面板驱动电路16在待机模式下从光传感器2读出比通常模式少的量的信号，A/D转换器13在待机模式下以比通常模式下少的频率进 行转换为数字值的转换。像这样在待机模式下通过减慢面板驱动电路16或A/D转换器13的动作速度，能够在生成模式判定处理所需要的间除图像的同时，削减显示装置10的消耗电力。另外，模式控制部24在待机模式下根据周围照度L使红外背光源19减光或熄灭。由此，能够削减显示装置10的消耗电力。此外，关于本实施方式的液晶显示装置，能够构成各种变形例。例如在本发明的液晶显示装置中，存储于间除图像存储器25中的间除图像只要是从通常模式转移到待机模式时存储的图像即可，既可以是在通常模式的最后生成的图像，也可以是在待机模式的开始生成的图像。但是，需要根据周围照度L使该图像生成时刻的红外背光源19减光或熄灭，使得红外背光源19成为与待机模式相同的照明状态。这是由于要与待机模式时的间除图像进行比较。这里，在图像生成时刻和待机模式时刻周围照度不同的情况下，被写入间除图像存储器25中的间除图像与从扫描图像生成部21输出的新的间除图像为不同的图像，所以其结果是将待机模式解除。另外，无需在控制寄存器26中存储上述所有的參数，这些參数的全部或一部分也可以是固定值。例如，在控制寄存器26中也可以仅存储第一阈值THl和第二阈值TH2中的一个阈值，并且根据周围照度L计算出适当的值，另ー个阈值是固定值。另外，抽出范围ER也可以总是被固定为整个显示画面。进而，也可以构成为取代第一阈值THl和第二阈值TH2，根据周围照度L计算规定的阈值，參照表示新的间除图像与存储于间除图像存储器25中的间除图像(在步骤S23中被输入的)相比发生了何种程度的变化的參数(例如表示图像的相关关系的值等)，仅在判定为新的间除图像与存储于间除图像存储器25中的间除图像相比发生了规定程度以上的变化即所述阈值以上的变化的情况下，解除待机模式。如上所述，根据本发明的显示装置，在待机模式下使电路的动作停止或者减慢电路的动作速度，能够削减电カ，并且通过根据周围照度L将第一阈值THl和第二阈值TH2设定为适当的值，能够不受由周围照度L的变化带来的影响或者降低该影响，因此能够准确地判定是否解除待机模式。S卩，如上所述，在周围照度L较低的情况下，通过将第一阈值THl设定得比较小，能够将像素值的变化与噪声区分开，并且准确地检测出极小的变化，所以能够防止因扫描图像的变化较小而误判定为反射像或影像没有变化而不解除待机模式的情況。另外，在周围照度L比较高的情况下，通过将第二阈值TH2设定得比较大，能够防止将由增加的噪声引起的扫描图像的变化误判断为影像的变化而错误地解除待机模式的情況。这样，根据本显示装置，能够准确地脱离待机模式，快速地检测出触摸位置。产业上的可利用性本发明是能够应用于在显示面板设置有多个光传感器的图像显示装置的结构，能够适用于适当切換通常模式和用于降低消耗电カ的待机模式的液晶显示装置等图像显示装置。附图标记说明
I 像素电路2 光传感器10 液晶显示装置11 传感器内置液晶面板12 显示数据处理电路13 A/D 转换器14 传感器数据处理电路15 背光源16 面板驱动电路17 像素阵列18 白色背光源19 红外背光源20 照度传感器21 扫描图像生成部22 识别处理部23 主机 I/F 部24 模式控制部25 间除图像存储器26 控制寄存器
权利要求
1.一种显示装置，其特征在干 其具备多个光传感器， 所述显示装置包括 包含呈ニ维状配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板； 驱动电路，其进行将与显示数据相应的信号写入所述像素电路的动作和从所述光传感器读出与受光量相应的信号的动作； 识别处理部，其在通常模式下对基于从所述光传感器读出的信号的识别对象图像进行识别处理，输出表示检测对象物的位置的坐标数据； 模式控制部，其判定是通常模式还是待机模式，在通常模式下使所述识别处理部动作，在待机模式下使所述识别处理部的动作停止； 图像存储部，其在从通常模式转移到待机模式吋，存储基于从所述光传感器读出的信号的比较对象图像；和 检测周围照度的照度检测部， 所述模式控制部，在判定为基于从所述光传感器读出的信号的新的比较对象图像与存储于所述图像存储部中的比较对象图像相比，发生了与由所述照度检测部检测出的所述周围照度相应的规定程度以上的变化时，从待机模式转移到通常模式。
2.如权利要求I所述的显示装置，其特征在干 所述模式控制部，按每个像素比较存储于所述图像存储部中的比较对象图像与所述新的比较对象图像，在像素值的差为第一阈值以上的像素的个数为第二阈值以上时，从待机模式转移到通常模式。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于 所述第一阈值和所述第二阈值中的至少ー个阈值，根据由所述照度检测部检测出的所述周围照度来决定。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于 所述第一阈值和所述第二阈值中的至少ー个阈值，按照相对于由所述照度检测部检测出的所述周围照度单调增加的方式来決定。
5.如权利要求I所述的显示装置，其特征在于 还包括射出红外光的红外背光源， 所述模式控制部在待机模式下根据由所述照度检测部检测出的所述周围照度，使所述红外背光源熄灭或减光。
6.如权利要求I所述的显示装置，其特征在于 所述比较对象图像具有比所述识别对象图像少的像素数。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于 所述比较对象图像是从所述识别对象图像间除了像素值而得到的图像。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于 所述驱动电路根据所述模式控制部的判定结果，在待机模式下从所述光传感器读出比通常模式少的量的信号。
9.一种显示装置的控制方法，其特征在干 所述显示装置包括包含呈ニ维状配置的多个像素电路和多个光传感器的显示面板；和识别处理部，其对基于从所述光传感器读出的信号的识别对象图像进行识别处理，输出表示检测对象物的位置的坐标数据， 所述显示装置的控制方法包括 将与显示数据相应的信号写入所述像素电路的步骤； 从所述光传感器读出与受光量相应的信号的步骤； 判定是通常模式还是待机模式的步骤； 在通常模式下使所述识别处理部起动的步骤； 在待机模式下使所述识别处理部的动作停止的步骤； 在从通常模式转移到待机模式时，存储基于从所述光传感器读出的信号的比较对象图像的步骤；和 检测周围照度的照度检测步骤， 在判定所述模式的步骤中，在基于从所述光传感器读出的信号的新的比较对象图像与在所述图像存储步骤中存储的比较对象图像相比，发生了与在所述照度检测步骤中检测出的所述周围照度相应的规定程度以上的变化时，从待机模式转移到通常模式。
全文摘要
在本发明提供的具备光传感器的显示装置中，识别处理部(22)对光传感器(2)的扫描图像进行识别处理，计算位置。模式控制部(24)判定是否是使识别处理部(22)的动作停止的待机模式。间除图像存储器(25)在转移到待机模式时存储间除了像素数而得到的间除图像。模式控制部(24)按每个像素比较存储的间除图像和新供给的间除图像，在像素值的差为第一阈值以上的像素的个数为第二阈值以上时，脱离待机模式。这里，根据来自照度传感器(20)的周围照度(L)适当设定第一阈值和第二阈值，所以能够准确地将图像的变化与噪声区分开，防止错误地解除或不解除待机模式。
文档编号G09F9/00GK102687102SQ201080059219
公开日2012年9月19日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年1月8日
发明者冈田厚志, 后藤利充 申请人:夏普株式会社