JP2009129363A

JP2009129363A - Display device and driving method thereof

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Publication number: JP2009129363A
Application number: JP2007306316A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Yamaguchi; 和範山口; Tsutomu Harada; 勉原田; Mitsuru Tateuchi; 満建内; Ryoichi Tsuzaki; 亮一津崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-06-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device and a driving method therefor capable of exactly detecting that an object approaches or contacts a display screen, without being affected by brightness of the surroundings. <P>SOLUTION: A light receiving signal processing circuit 6 uses a control signal CTL to vary surface luminance of an effective display area part 2 (screen display part) in accordance with output levels of a detection signal Sd of a detection cell 22 and a detection signal Sr of a reference cell 23, whereby it is discriminated that the object approaches or contacts the detection cell 22 being a photodetector part which detects approach or contact. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示部に受光素子を備えた表示装置およびその駆動方法に関するものである。 The present invention relates to a display device including a light receiving element in a display unit and a driving method thereof.

表示装置自体に座標入力機能を設けた技術がいくつか提案されている。
具体的には、たとえば、感圧式タッチパネル（特許文献１，２を参照）方式による表示装置や電磁誘導型タッチパネル方式（特許文献３を参照）による表示装置などが知られている。 Several techniques have been proposed in which the display device itself is provided with a coordinate input function.
Specifically, for example, a display device using a pressure-sensitive touch panel (see Patent Documents 1 and 2), a display device using an electromagnetic induction touch panel system (see Patent Document 3), and the like are known.

しかし、上記のような座標入力機能付随の表示装置は小型化するのが困難であり、通常の表示装置と比較し、コストが高くなってしまうという問題点があった。 However, it is difficult to reduce the size of the display device with the coordinate input function as described above, and there is a problem that the cost becomes higher than that of a normal display device.

そこで、近年、上記の問題を解決すべく表示装置の各画素に受光素子を設け、受光素子への入射光を検知することにより表示装置内の座標を特定する表示装置の開発が盛んに行われている（特許文献４，５を参照）。 Therefore, in recent years, in order to solve the above-described problem, a display device for identifying a coordinate in the display device by providing a light receiving element in each pixel of the display device and detecting incident light to the light receiving element has been actively developed. (See Patent Documents 4 and 5).

上記のように、受光素子を設けることによって表示装置内の座標入力を可能とした装置は、座標入力機能を設けた表示装置と比較し、小型化が可能でコストも低減できるという利点を有するだけでなく、多点座標入力や面積入力も可能である。
そして、指等の検出対象物のバックライト光からの反射光を利用して、タッチパネルやイメージセンサ等を実現する表示装置として構成することも可能である（たとえば特許文献６を参照）。
特開２００２-１４９０８５号公報特開２００２-４１２４４号公報特開平１１-１３４１０５号公報特開２００４-３１８０６７号公報特開２００４-３１８８１９号公報特開２００５-３０１３７３号公報 As described above, the device that enables the coordinate input in the display device by providing the light receiving element has only the advantage that the size can be reduced and the cost can be reduced as compared with the display device provided with the coordinate input function. In addition, multipoint coordinate input and area input are also possible.
And it is also possible to comprise as a display apparatus which implement | achieves a touchscreen, an image sensor, etc. using the reflected light from the backlight light of detection objects, such as a finger | toe (for example, refer patent document 6).
JP 2002-149085 A JP 2002-41244 A JP-A-11-134105 JP 2004-318067 A JP 2004-318819 A JP 2005-301373 A

ところで、指等の検出対象物のバックライト光からの反射光を利用して、タッチパネルやイメージセンサ等を実現する表示装置においては、表示部の表面に発生する影を基に物体の近接あるいは接触したことを判別している。 By the way, in a display device that realizes a touch panel, an image sensor, or the like by using reflected light from the backlight light of a detection object such as a finger, an object approaches or touches based on a shadow generated on the surface of the display unit. It has been determined that.

しかしながら、このような表示装置では、周囲環境が比較的明るい場合は正常に動作するものの、周囲環境の光強度が低下して暗くなってきた場合には影ができず、物体の近接あるいは接触を正常に判断することができないという不利益がある。 However, such a display device operates normally when the surrounding environment is relatively bright, but when the light intensity in the surrounding environment decreases and becomes dark, no shadow is produced, and the object is not close or touched. There is a disadvantage that it cannot be judged normally.

本発明は、周囲の明るさに左右されることなく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を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a display device that can accurately detect that an object has approached or touched a display screen without being influenced by ambient brightness, and a driving method thereof.

本発明の第１の観点の表示装置は、表面輝度を変更可能な表示部と、受光素子を含み、上記表示部の表示画面上における物体の有無を検出するための少なくとも一つの検出セルと、受光素子を含み、上記表示部における外光の強度を観測するための少なくとも一つの基準セルと、上記検出セルの検出信号および基準セルの検出信号のうち少なくとも上記基準セルの出力レベルに応じて、上記表示部の表面輝度を変化させることで、判断基準を選択して上記検出セルで物体の有無が検出されたか否かを判別する信号処理部とを有する。 A display device according to a first aspect of the present invention includes a display unit capable of changing surface luminance, a light receiving element, and at least one detection cell for detecting the presence or absence of an object on the display screen of the display unit, According to at least one reference cell for observing the intensity of external light in the display unit, including a light receiving element, and at least the output level of the reference cell among the detection signal of the detection cell and the detection signal of the reference cell, A signal processing unit that selects a determination criterion and determines whether or not an object is detected in the detection cell by changing a surface luminance of the display unit;

好適には、上記検出セルは物体からの反射光により物体があるかを検出可能であり、上記信号処理部は、上記表面輝度を第１のレベルに保持した上で上記基準セルの信号レベルが上記検出セルの信号レベルより大きい場合に当該検出セル上に物体があるとの第１の判断基準を選択して判断処理を行い、上記基準セルの信号レベルが上記検出セルの信号レベルに所定条件下で近づいてきたと判断した場合、上記表面輝度を上記第１のレベルと異なる第２のレベルに変化させ、当該状態で上記基準セルの信号レベルが所定の範囲にある場合、上記表面輝度を上記第１のレベル側に戻し、上記基準セルの信号レベルが所定のレベルより低いときは上記検出セルの信号レベルが上記基準セルの信号レベルより大きい場合に当該検出セル上に物体があるとの第２の判断基準を選択して判断処理を行う。 Preferably, the detection cell can detect whether there is an object by reflected light from the object, and the signal processing unit holds the surface luminance at a first level and the signal level of the reference cell is If the signal level of the detection cell is greater than the signal level of the detection cell, the first determination criterion that there is an object on the detection cell is selected and a determination process is performed. If it is determined that the surface brightness is approaching, the surface brightness is changed to a second level different from the first level, and when the signal level of the reference cell is within a predetermined range in the state, the surface brightness is Returning to the first level side, when the signal level of the reference cell is lower than a predetermined level, there is an object on the detection cell when the signal level of the detection cell is higher than the signal level of the reference cell It performs the determination process by selecting the second criteria.

好適には、上記第２のレベルは上記第１のレベルより低いレベルであり、上記信号処理部は、上記表面輝度を上記第１のレベルと異なる第２のレベルに変化させ、当該状態で上記基準セルの信号レベルが所定の範囲にある場合、上記第１の判断基準を選択して判断処理を行う。 Preferably, the second level is lower than the first level, and the signal processing unit changes the surface luminance to a second level different from the first level, and in the state, When the signal level of the reference cell is within a predetermined range, the first determination criterion is selected and determination processing is performed.

好適には、上記第２のレベルは上記第１のレベルより高いレベルであり、上記信号処理部は、上記表面輝度を上記第１のレベルと異なる第２のレベルに変化させ、当該状態で上記基準セルの信号レベルが所定の範囲にある場合、上記検出セルの信号レベルが上記基準セルの信号レベルより大きい場合に当該検出セル上に物体があるとの上記第２の判断基準を選択して判断処理を行う。 Preferably, the second level is higher than the first level, and the signal processing unit changes the surface luminance to a second level different from the first level, and in the state, When the signal level of the reference cell is within a predetermined range, the second determination criterion that there is an object on the detection cell when the signal level of the detection cell is greater than the signal level of the reference cell is selected. Judgment processing is performed.

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、上記信号処理部は、上記バックライトによる表示光のレベルを第１のレベルまたは第２のレベルに制御する。 Preferably, the display unit has a backlight for irradiating the display unit with light, and the signal processing unit controls the level of display light from the backlight to the first level or the second level.

本発明の第２の観点は、表面輝度を変更可能な表示部と、受光素子を含み、上記表示部の表示画面上における物体の有無を検出するための少なくとも一つの検出セルと、受光素子を含み、上記表示部における外光の強度を観測するための少なくとも一つの基準セルと、を有する表示装置の駆動方法であって、上記検出セルの検出信号および基準セルの検出信号のうち少なくとも上記基準セルの出力レベルに応じて、上記表示部の表面輝度を変化させることで、判断基準を選択して上記検出セルで物体の有無が検出されたか否かを判別する判別ステップを有する。 A second aspect of the present invention includes a display unit capable of changing surface luminance, a light receiving element, at least one detection cell for detecting the presence or absence of an object on the display screen of the display unit, and a light receiving element. A display device having at least one reference cell for observing the intensity of external light in the display unit, wherein at least the reference signal among the detection signal of the detection cell and the detection signal of the reference cell There is a determination step of selecting a determination criterion and determining whether or not an object is detected in the detection cell by changing the surface luminance of the display unit according to the output level of the cell.

本発明によれば、光による入出力が可能な表示装置において、周囲の明るさを基に表示画面の明るさ（輝度）を変化させる。これにより、周囲の明るさに左右されずに表示画面へ物体が近接または接触したことを検出する。 According to the present invention, the brightness (luminance) of the display screen is changed based on the ambient brightness in a display device capable of inputting and outputting by light. Thereby, it is detected that an object has approached or touched the display screen regardless of the surrounding brightness.

本発明によれば、周囲の明るさに左右されることなく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。 According to the present invention, it is possible to accurately detect that an object has approached or touched the display screen without being affected by ambient brightness.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る液晶画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の液晶画像表示装置における有効表示領域部の第１の構成例を示す図であって、図２（Ａ）はセルのマトリクス配列を、図２（Ｂ）は平面図を、図２（Ｃ）は断面図をそれぞれ示している。
図３は、本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの配置の一例を示す図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a liquid crystal image display device according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C are diagrams showing a first configuration example of an effective display area portion in the liquid crystal image display device of FIG. 1, and FIG. 2A shows a matrix arrangement of cells. FIG. 2B is a plan view, and FIG. 2C is a cross-sectional view.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of detection cells and reference cells according to the present embodiment.

液晶画像表示装置１は、図１に示すように、表示部としての有効表示領域部（画像表示部）２、垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）３、水平駆動回路（ＨＤＲＶ）４、受光制御回路（ＲＣＴＬ）５、および受光信号処理回路（ＲＳＰＲＣ）６を有している。 As shown in FIG. 1, the liquid crystal image display device 1 includes an effective display area unit (image display unit) 2, a vertical drive circuit (VDRV) 3, a horizontal drive circuit (HDRV) 4, and a light reception control circuit (RCTL). ) 5 and a received light signal processing circuit (RSPRC) 6.

有効表示領域部２は、表示画素を形成する表示回路２１０を含む複数の表示セル２１がマトリクス状に配列されている。有効表示領域部２は、表示画面を形成する。
そして、有効表示領域部２においては、所定の領域に検出セル（検出センサ）２２と基準セル（基準センサ）２３が配置されている。検出セル２２は、指等の物体の近接あるいは接触を検出する光検出部として、少なくとも一つ配置される（図３の例では１つ）。また、基準セル２３は、検出セル２２の配置領域とは異なり、検出対象物体（たとえばユーザの指）が上部にかざされず、かつ、外光を受光してその外光レベルを検出可能な領域に配置される。 In the effective display area portion 2, a plurality of display cells 21 including display circuits 210 that form display pixels are arranged in a matrix. The effective display area 2 forms a display screen.
In the effective display area 2, a detection cell (detection sensor) 22 and a reference cell (reference sensor) 23 are arranged in a predetermined area. At least one detection cell 22 is disposed as a light detection unit that detects the proximity or contact of an object such as a finger (one in the example of FIG. 3). In addition, unlike the arrangement area of the detection cell 22, the reference cell 23 is an area in which a detection target object (for example, a user's finger) is not held up and can detect the external light level by receiving external light. Placed in.

たとえば、有効表示領域部２の所定領域において、図２中の左から、色の三原色に対応したＲ色の表示セル２１Ｒ、Ｇ色の表示セル２１Ｇ、Ｂ色の表示セル２１Ｂが配列されていて、この表示セル２１Ｂに隣接して検出セル２２が配置されている。そして、この検出セル２２に続いて、Ｒ色の表示セル２１Ｒ、Ｇ色の表示セル２１Ｇ、Ｂ色の表示セル２１Ｂが配列されていて、この表示セル２１Ｂに隣接して基準セル２３が配置されている。 For example, in a predetermined area of the effective display area 2, an R display cell 21R, a G display cell 21G, and a B display cell 21B corresponding to the three primary colors are arranged from the left in FIG. The detection cell 22 is arranged adjacent to the display cell 21B. Subsequently to the detection cell 22, an R color display cell 21R, a G color display cell 21G, and a B color display cell 21B are arranged, and a reference cell 23 is arranged adjacent to the display cell 21B. ing.

本実施形態においては、検出セル２２の検出信号Ｓｄおよび基準セル２３の検出信号Ｓｒの出力レベルに応じて、受光信号処理回路６が制御信号ＣＴＬにより、有効表示領域部（画面表示部）２の表面輝度を変化させることで、近接あるいは接触を検出する光検出部としての検出セル２２に物体が近接あるいは接触したことを判別するように構成されている。
この受光信号処理回路６の判別処理等については、後で詳述する。 In the present embodiment, the light reception signal processing circuit 6 uses the control signal CTL in response to the output levels of the detection signal Sd of the detection cell 22 and the detection signal Sr of the reference cell 23 to display the effective display area (screen display) 2. By changing the surface luminance, it is configured to determine that an object has approached or touched the detection cell 22 as a light detection unit that detects proximity or contact.
The discrimination processing and the like of the light reception signal processing circuit 6 will be described in detail later.

また、有効表示領域部２においては、図２（Ｂ）に示すように、Ｒ色の表示セル２１Ｒの配置領域にはＲ色フィルタＦＬＴ−Ｒ、Ｇ色の表示セル２１Ｇの配置領域にはＧ色フィルタＦＬＴ−Ｇ、Ｂ色の表示セル２１Ｂの配置領域にはＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂが形成されている。
検出セル２２の配置領域には遮光機能を有するブラックマスク（遮光マスク）ＢＭＳＫ２２が形成され、基準セル２３の配置領域には遮光機能を有するブラックマスク（遮光マスク）ＢＭＳＫ２３が形成されている。
検出セル２２に形成されたブラックマスクＢＭＳＫ２２には、受光素子に光を入射させるための開口部ＢＭＳＫ２２１が形成されている。
同様に、基準セル２３に形成されたブラックマスクＢＭＳＫ２３には、受光素子に光を入射させるための開口部ＢＭＳＫ２３１が形成されている。 In the effective display area 2, as shown in FIG. 2B, the R color filter FLT-R is arranged in the arrangement area of the R display cell 21R, and the G arrangement is arranged in the arrangement area of the G display cell 21G. A B color filter FLT-B is formed in the arrangement region of the color filter FLT-G and the B color display cell 21B.
A black mask (light shielding mask) BMSK22 having a light shielding function is formed in the arrangement area of the detection cells 22, and a black mask (light shielding mask) BMSK23 having a light shielding function is formed in the arrangement area of the reference cell 23.
In the black mask BMSK22 formed in the detection cell 22, an opening BMSK221 for allowing light to enter the light receiving element is formed.
Similarly, in the black mask BMSK23 formed in the reference cell 23, an opening BMSK231 for allowing light to enter the light receiving element is formed.

有効表示領域部２においては、図２（Ｃ）に示すように、たとえばガラスにより形成されたＴＦＴ基板（第１透明基板）２４と対向基板（第２透明基板）２５との間に液晶層２６が封入されて形成されている。また、たとえばＴＦＴ基板２４の底面２４１側にバックライト２７が配置されている。
また、ＴＦＴ基板２４の基面２４２側には各表示セル２１の表示回路２１０、検出セル２２の読み出し回路２２０および受光素子（フォトセンサ）２２１、並びに基準セル２３の読み出し回路２３０および受光素子（フォトセンサ）２３１が形成されている。
一方、対向基板２５の基面２５１には各種フィルタＦＬＴ−Ｒ，ＦＬＴ−Ｇ，ＦＬＴ−Ｂ、ブラックマスクＢＭＳＫ２２，ＢＭＳＫ２３が形成されている。 In the effective display area 2, as shown in FIG. 2C, a liquid crystal layer 26 is provided between a TFT substrate (first transparent substrate) 24 and a counter substrate (second transparent substrate) 25 formed of glass, for example. Is enclosed and formed. Further, for example, a backlight 27 is disposed on the bottom surface 241 side of the TFT substrate 24.
Further, on the base surface 242 side of the TFT substrate 24, the display circuit 210 of each display cell 21, the readout circuit 220 and the light receiving element (photosensor) 221 of the detection cell 22, and the readout circuit 230 and the light receiving element (photosensor) of the reference cell 23 are provided. Sensor) 231 is formed.
On the other hand, various filters FLT-R, FLT-G, FLT-B, and black masks BMSK22, BMSK23 are formed on the base surface 251 of the counter substrate 25.

各表示セル２１における表示回路２１０は、図２（Ａ）に示すように、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）２１１と、ＴＦＴ２１１のドレイン電極（またはソース電極）に画素電極が接続された液晶セル（ＬＣ）２１２と、ＴＦＴ２１１のドレイン電極に一方の電極が接続された保持容量（Ｃｓ）２１３とにより構成されている。 As shown in FIG. 2A, the display circuit 210 in each display cell 21 has a thin film transistor (TFT) 211 as a switching element and a pixel electrode connected to a drain electrode (or source electrode) of the TFT 211. The liquid crystal cell (LC) 212 and a storage capacitor (Cs) 213 in which one electrode is connected to the drain electrode of the TFT 211.

これら表示セル２１の各々に対して、走査線（ゲート線）７−１〜７−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線され、表示信号線８−１〜８−ｎが列ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
そして、各表示セル２１のＴＦＴ２１１のゲート電極は、各行単位で同一の走査線（ゲート線）７−１〜７−ｍにそれぞれ接続されている。また、各表示セル２１のＴＦＴ２１１のソース電極（または、ドレイン電極）は、各列単位で同一の表示信号線８−１〜８−ｎに各々接続されている。 For each of these display cells 21, scanning lines (gate lines) 7-1 to 7-m are wired along the pixel arrangement direction for each row, and display signal lines 8-1 to 8-n are arranged for each column. Are wired along the pixel array direction.
The gate electrode of the TFT 211 of each display cell 21 is connected to the same scanning line (gate line) 7-1 to 7-m in each row unit. Further, the source electrode (or drain electrode) of the TFT 211 of each display cell 21 is connected to the same display signal line 8-1 to 8-n for each column.

図２（Ａ）の構成においては、走査線７−１〜７−ｍは垂直駆動回路３に接続されて、この垂直駆動回路３により駆動される。
また、表示セル２１に対応した配線された表示信号線８−１〜８−ｎは水平駆動回路４に接続され、この水平駆動回路４により駆動される。 In the configuration of FIG. 2A, the scanning lines 7-1 to 7-m are connected to and driven by the vertical drive circuit 3.
Further, the wired display signal lines 8-1 to 8-n corresponding to the display cells 21 are connected to the horizontal drive circuit 4 and driven by the horizontal drive circuit 4.

さらに、一般的な液晶表示装置においては、画素保持容量配線（Ｃｓ）９−１〜９−ｍが独立に配線され、この画素保持容量配線９−１〜９−ｍと接続電極との間に保持容量２１３が形成されている。
そして、各画素部２０の表示セル２１の液晶セル２１２の対向電極および／または保持容量２１３の他方の電極には、コモン配線（共通配線）を通してたとえば所定の直流電圧がコモン電圧ＶＣＯＭとして与えられる。
あるいは、各表示セル２１の液晶セル２１２の対向電極および保持容量２１３の他方の電極には、たとえば１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性が反転するコモン電圧ＶＣＯＭが与えられる。 Further, in a general liquid crystal display device, pixel storage capacitor lines (Cs) 9-1 to 9-m are independently wired, and between the pixel storage capacitor lines 9-1 to 9-m and the connection electrodes. A storage capacitor 213 is formed.
For example, a predetermined DC voltage is applied as a common voltage VCOM to the counter electrode of the liquid crystal cell 212 of the display cell 21 of each pixel unit 20 and / or the other electrode of the storage capacitor 213 through a common wiring (common wiring).
Alternatively, a common voltage VCOM whose polarity is inverted every horizontal scanning period (1H) is applied to the counter electrode of the liquid crystal cell 212 of each display cell 21 and the other electrode of the storage capacitor 213, for example.

また、有効表示領域部２においては、検出セル２２および基準セル２３に対応して受光信号配線１０−１〜１０−ｐ（ｐ＜ｎ、本第１の実施形態ではｐ＝２）が配線されている。
受光信号配線１０−１〜１０−ｐは、受光信号処理回路６に接続され、受光制御回路５の制御の下に読み出される信号を受光信号処理回路６に伝搬する。 In the effective display area 2, light receiving signal wirings 10-1 to 10-p (p <n, p = 2 in the first embodiment) corresponding to the detection cell 22 and the reference cell 23 are wired. ing.
The light reception signal wirings 10-1 to 10 -p are connected to the light reception signal processing circuit 6 and propagate a signal read under the control of the light reception control circuit 5 to the light reception signal processing circuit 6.

垂直駆動回路３は、図示しないクロックジェネレータにより生成された垂直スタート信号ＶＳＴ、垂直クロックＶＣＫ、イネーブル信号ＥＮＢを受けて、１フィールド期間ごとに垂直方向（行方向）に走査して走査線７−１〜７−ｍに接続された各表示セル２１を行単位で順次選択する処理を行う。
すなわち、垂直駆動回路３から走査線７−１に対して走査パルスＳＰ１が与えられたときには第１行目の各列の画素が選択され、走査線７−２に対して走査パルスＳＰ２が与えられたときには第２行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、走査線７−３，…，７−ｍに対して走査パルスＳＰ３，…，ＳＰｍが順に与えられる。 The vertical drive circuit 3 receives a vertical start signal VST, a vertical clock VCK, and an enable signal ENB generated by a clock generator (not shown), and scans in the vertical direction (row direction) for each field period to scan line 7-1. A process of sequentially selecting each display cell 21 connected to ˜7-m in units of rows is performed.
That is, when the scanning pulse SP1 is applied to the scanning line 7-1 from the vertical drive circuit 3, the pixels in each column of the first row are selected, and the scanning pulse SP2 is applied to the scanning line 7-2. In this case, the pixels in each column of the second row are selected. Similarly, scanning pulses SP3,..., SPm are sequentially applied to the scanning lines 7-3,.

水平駆動回路４は、図示しないクロックジェネレータにより生成された水平走査の開始を指令する水平スタートパルスＨＳＴ、水平走査の基準となる互いに逆相の水平クロックＨＣＫを受けてサンプリングパルスを生成し、入力される画像データＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各表示セル２１に書き込むベきデータ信号として各表示信号線８−１〜８−ｎに供給する。 The horizontal drive circuit 4 generates a sampling pulse by receiving a horizontal start pulse HST for instructing the start of horizontal scanning generated by a clock generator (not shown) and a horizontal clock HCK having mutually opposite phases as a reference for horizontal scanning. Image data R (red), G (green), and B (blue) are sequentially sampled in response to the generated sampling pulse, and each display signal line 8-1 is a data signal to be written to each display cell 21. To ~ 8-n.

また、検出セル２２および基準セル２３の各々に対して、第１の検出セル制御線（リセット信号線）１１−１〜１１−ｍ、および第２の検出セル制御線（読み出し信号線）１２−１〜１２−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
また、検出セル２２および基準セル２３は、電源電位ＶＤＤおよび基準電位ＶＳＳに接続される。 For each of the detection cell 22 and the reference cell 23, the first detection cell control line (reset signal line) 11-1 to 11-m and the second detection cell control line (read signal line) 12- 1 to 12-m are wired along the pixel arrangement direction for each row.
The detection cell 22 and the reference cell 23 are connected to the power supply potential VDD and the reference potential VSS.

図４は、本実施形態に係る検出セル（基準セル）の基本構成例を示す回路図であって、図２（Ａ）の回路を拡大して示す図である。なお、図４においては、隣接する表示セルの表示回路２１０も併せて示している。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a basic configuration example of the detection cell (reference cell) according to the present embodiment, and is an enlarged view of the circuit of FIG. In FIG. 4, the display circuit 210 of the adjacent display cell is also shown.

本実施形態の検出セル２２は、受光素子２２１、リセットＴＦＴ２２２、増幅ＴＦＴ２２３、選択（読み出し）ＴＦＴ２２４、受光信号蓄積容量（キャパシタ）２２５、およびノードＮＤ２２１を有している。
受光素子２２１は、ＴＦＴ、ダイオード等により形成される。
また、検出セル２２（基準セル２３）の読み出し回路２２０（２３０）は、リセットＴＦＴ２２２、増幅ＴＦＴ２２３、選択（読み出し）ＴＦＴ２２４、キャパシタ２２５、およびノードＮＤ２２１を有している。 The detection cell 22 according to the present embodiment includes a light receiving element 221, a reset TFT 222, an amplification TFT 223, a selection (reading) TFT 224, a light receiving signal storage capacitor (capacitor) 225, and a node ND221.
The light receiving element 221 is formed by a TFT, a diode, or the like.
The readout circuit 220 (230) of the detection cell 22 (reference cell 23) includes a reset TFT 222, an amplification TFT 223, a selection (readout) TFT 224, a capacitor 225, and a node ND221.

受光素子２２１は電源電位ＶＤＤとノードＮＤ２２１との間に接続されている。リセットＴＦＴ２２２は、たとえばｎチャネルトランジスタにより形成され、そのソースが基準電位ＶＳＳ（たとえばグランドＧＮＤ）に接続され、ドレインがノードＮＤ２２１に接続されている。そして、リセットＴＦＴ２２２のゲート電極が対応する行に配線された第１の検出セル制御線１１に接続されている。
増幅ＴＦＴ２２３のゲートがノードＮＤ２２１に接続され、ドレインが電源電位ＶＤＤに接続され、ソースが選択ＴＦＴ２２４のドレインに接続されている。選択ＴＦＴ２２４のゲートが第２の受光信号制御線１２に接続され、ソースが対応する列に配線された受光信号配線１０に接続されている。
この増幅ＴＦＴ２２３と選択ＴＦＴ２２４により、いわゆるソースフォロワが形成されている。したがって、受光信号配線１０には電流源が接続される。この電流源は、本実施形態においては、たとえば受光信号処理回路６に形成される。
また、キャパシタ（受光信号蓄積容量）２２５がノードＮＤ２２１と基準電位ＶＳＳとの間に接続されている。 The light receiving element 221 is connected between the power supply potential VDD and the node ND221. The reset TFT 222 is formed of, for example, an n-channel transistor, and has a source connected to the reference potential VSS (eg, ground GND) and a drain connected to the node ND221. The gate electrode of the reset TFT 222 is connected to the first detection cell control line 11 wired in the corresponding row.
The gate of the amplification TFT 223 is connected to the node ND221, the drain is connected to the power supply potential VDD, and the source is connected to the drain of the selection TFT 224. The gate of the selection TFT 224 is connected to the second light receiving signal control line 12, and the source is connected to the light receiving signal wiring 10 wired in the corresponding column.
The amplification TFT 223 and the selection TFT 224 form a so-called source follower. Therefore, a current source is connected to the light receiving signal wiring 10. In the present embodiment, this current source is formed in the light reception signal processing circuit 6, for example.
A capacitor (light receiving signal storage capacitor) 225 is connected between the node ND221 and the reference potential VSS.

図５は、本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの簡略断面図であって、図２（Ｃ）の検出セル（または基準セル）の部分を拡大して示す図である。 FIG. 5 is a simplified cross-sectional view of the detection cell and the reference cell according to the present embodiment, and is an enlarged view of the detection cell (or reference cell) portion of FIG.

検出セル２２（基準セル２３）は、図５に示すように、透明絶縁基板（たとえばガラス基板）により形成されたＴＦＴ基板２４の基面２４２側に形成されている。検出セル２２は、読み出し回路２２０（２３０）および受光素子（フォトセンサ）２２１（２３１）により構成されている。
対向基板透明絶縁基板（たとえばガラス基板）により形成された対向基板２５の基面２５１側にはブラックマスクＢＭＳＫ２２（ＢＭＳＫ２３）が形成され、フォトセンサ２２１（２３１）の形成領域と対抗するブラックマスクＢＭＳＫ２２（ＢＭＳＫ２３）には外光をフォトセンサ２２１（２３１）に導く開口部ＢＭＳＫ２２１（ＢＭＳＫ２３１）が形成されている。
そして、ＴＦＴ基板２４と対向基板２５との間に液晶層２６が封入されている。また、たとえばＴＦＴ基板２４の底面２４１側にバックライト２７が配置されている。
また、このＴＦＴ基板２４の底面２４１には偏光フィルタ２８が形成され、対向基板２５の前面（光入射面）２５２に偏光フィルタ２９が形成されている。 As shown in FIG. 5, the detection cell 22 (reference cell 23) is formed on the base surface 242 side of the TFT substrate 24 formed of a transparent insulating substrate (for example, a glass substrate). The detection cell 22 includes a readout circuit 220 (230) and a light receiving element (photosensor) 221 (231).
A black mask BMSK22 (BMSK23) is formed on the base surface 251 side of the counter substrate 25 formed of a counter substrate transparent insulating substrate (for example, a glass substrate), and the black mask BMSK22 (opposite to the formation region of the photosensor 221 (231) An opening BMSK221 (BMSK231) that guides external light to the photosensor 221 (231) is formed in the BMSK23).
A liquid crystal layer 26 is sealed between the TFT substrate 24 and the counter substrate 25. Further, for example, a backlight 27 is disposed on the bottom surface 241 side of the TFT substrate 24.
A polarizing filter 28 is formed on the bottom surface 241 of the TFT substrate 24, and a polarizing filter 29 is formed on the front surface (light incident surface) 252 of the counter substrate 25.

図６は、検出セルおよび基準セルのフォトセンサ（受光素子）をＴＦＴにより形成した構造例を示す断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structural example in which photosensors (light receiving elements) of detection cells and reference cells are formed of TFTs.

ＴＦＴ基板２４（透明絶縁基板、たとえばガラス基板）上にゲート絶縁膜３０１で覆われたゲート電極３０２が形成されている。ゲート電極は、たとえばモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）などの金属または合金をスパッタリングなどの方法で成膜して形成される。
ゲート絶縁膜３０１上に半導体膜（チャネル形成領域）３０３、並びに半導体膜３０３を挟んで一対のｎ^―拡散層（ＬＤＤ領域）３０４，３０５、ｎ^＋拡散層３０６，３０７(ソース、ドレイン領域)が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜３０１、半導体層（チャネル形成領域）３０３、ｎ^―拡散層（ＬＤＤ領域）３０４，３０５、ｎ^＋拡散層３０６，３０７(ソース、ドレイン領域)を覆うように層間絶縁膜３０８が形成され、層間絶縁膜３０８を覆うように層間絶縁膜３０９が形成されている。層間絶縁膜３０９は、たとえばＳｉＮ、ＳｉＯ_２等により形成される。
一方のｎ^＋拡散層３０６には、層間絶縁膜３０８，３０９に形成されたコンタクトホール３１０ａを介してソース電極３１１が接続され、他方のｎ^＋拡散層３０７には、層間絶縁膜３０８，３０９に形成されたコンタクトホール３１０ｂを介してドレイン電極３１２が接続される。
ソース電極３１１およびドレイン電極３１２は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）をパターニングしたものである。
層間絶縁膜３０９、ソース電極３１１、ドレイン電極３１２、層間絶縁膜３０９上に平坦化膜３１３が形成されている。
そして、この平坦化膜３１３上に液晶層２６が形成される。 A gate electrode 302 covered with a gate insulating film 301 is formed on the TFT substrate 24 (transparent insulating substrate such as a glass substrate). The gate electrode is formed, for example, by depositing a metal or alloy such as molybdenum (Mo) or tantalum (Ta) by a method such as sputtering.
A semiconductor film (channel formation region) 303 and a pair of n ⁻ diffusion layers (LDD regions) 304 and 305 and n ⁺ diffusion layers 306 and 307 (source and drain regions) are sandwiched between the gate insulating film 301 and the semiconductor film 303. Is formed. Furthermore, an interlayer insulating film 308 covers the gate insulating film 301, the semiconductor layer (channel forming region) 303, the n ⁻ diffusion layers (LDD regions) 304 and 305, and the n ⁺ diffusion layers 306 and 307 (source and drain regions). An interlayer insulating film 309 is formed so as to cover the interlayer insulating film 308. The interlayer insulating film 309 is formed of, for example, SiN, SiO ₂ or the like.
A source electrode 311 is connected to one n ⁺ diffusion layer 306 through a contact hole 310 a formed in the interlayer insulating films 308 and 309, and the other n ⁺ diffusion layer 307 is connected to the interlayer insulating films 308 and 309. The drain electrode 312 is connected through the formed contact hole 310b.
The source electrode 311 and the drain electrode 312 are formed by patterning, for example, aluminum (Al).
A planarization film 313 is formed over the interlayer insulating film 309, the source electrode 311, the drain electrode 312, and the interlayer insulating film 309.
Then, the liquid crystal layer 26 is formed on the planarizing film 313.

第１の検出セル制御線１１と第２の受信信号配線１２は受光制御回路５に接続されている。
受光制御回路５は、所定のタイミングでリセットパルスＲＳＴを第１の検出セル制御線１１−１〜１１−ｍに印加する。
これにより、検出セル２２（基準セル２３）のリセット用ＴＦＴ２２２が（ＴＦＴ２３２）一定期間オンし、ノードＮＤ２２１（ＮＤ２３１）がリセットされる。
換言すれば、表示セル２２（基準セル２３）は、たとえばノードＮＤ２２１（ＮＤ２３１）に接続された受光信号蓄積容量の電荷が放電されて、ノードＮＤ２２１（ＮＤ２３１）の電位が基準電位にセットされ、検出セル２２（基準セル２３）が初期の状態となる。
この状態で受光素子２２１（２３１）が所定の光量を受光すると、受光素子２２１（２３１）が導通し、ノードＮＤ２２１（ＮＤ２３１）の電位が上昇し、キャパシタ（受光信号蓄積容量）２２５（２３５）に電荷が蓄積される。
このとき、受光制御回路５により読み出し信号ＲＤがハイレベルで第２に検出セル制御線１２に印加されて選択ＴＦＴ２２４（２３４）がオン状態に保持される。これにより、キャパシタ２２５（２３５）の蓄積された電荷が電気信号として増幅ＴＦＴ２２３（２３３）で増幅され、選択ＴＦＴ２２４（２３４）を介して受光信号として受光信号配線１０に出力される。 The first detection cell control line 11 and the second reception signal wiring 12 are connected to the light reception control circuit 5.
The light reception control circuit 5 applies the reset pulse RST to the first detection cell control lines 11-1 to 11-m at a predetermined timing.
As a result, the reset TFT 222 of the detection cell 22 (reference cell 23) is turned on for a certain period (TFT232), and the node ND221 (ND231) is reset.
In other words, in the display cell 22 (reference cell 23), for example, the charge of the light receiving signal storage capacitor connected to the node ND221 (ND231) is discharged, and the potential of the node ND221 (ND231) is set to the reference potential. The cell 22 (reference cell 23) is in the initial state.
In this state, when the light receiving element 221 (231) receives a predetermined amount of light, the light receiving element 221 (231) becomes conductive, the potential of the node ND221 (ND231) rises, and the capacitor (light receiving signal storage capacitor) 225 (235) rises. Charge is accumulated.
At this time, the read signal RD is applied to the detection cell control line 12 at the high level by the light reception control circuit 5 and the selection TFT 224 (234) is held in the ON state. As a result, the electric charge accumulated in the capacitor 225 (235) is amplified as an electric signal by the amplification TFT 223 (233) and is output to the light reception signal wiring 10 as a light reception signal through the selection TFT 224 (234).

そして、受光信号配線１０を伝搬された信号は受光信号処理回路６に入力され、受光信号処理回路６は、制御信号ＣＴＬにより、有効表示領域部（画面表示部）２の表面輝度を変化させることで、近接あるいは接触を検出する光検出部としての検出セル２２に物体が近接あるいは接触したことを判別する。 Then, the signal propagated through the light receiving signal wiring 10 is input to the light receiving signal processing circuit 6, and the light receiving signal processing circuit 6 changes the surface luminance of the effective display area portion (screen display portion) 2 by the control signal CTL. Thus, it is determined whether an object has approached or touched the detection cell 22 as a light detection unit that detects proximity or contact.

以下、本実施形態に係る光検出システムの検出原理およびその検出結果に応じた受光信号処理回路６における判別処理について具体的に説明する。
なお、ここでは、図７に示すように、バックライトの反射光の検出システムとして構成された場合を例に説明する。 Hereinafter, the detection principle of the light detection system according to the present embodiment and the discrimination processing in the received light signal processing circuit 6 according to the detection result will be specifically described.
Here, as shown in FIG. 7, a case where the system is configured as a detection system for reflected light of a backlight will be described as an example.

図８は、表示装置の画像表示部に光センサを配置した光検出システムの基本構成を模式的に示す図である。 FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a basic configuration of a light detection system in which a light sensor is arranged in an image display unit of a display device.

この光検出システムにおいては、液晶表示装置（ＬＣＤ）のＴＦＴ基板２４に光センサとしての検出セル２２を配置し、有効表示領域部（表示パネル表面）２から入射する光をこの検出セル２２で検知し、光の強さに応じた電気信号として出力している。 In this light detection system, a detection cell 22 as a light sensor is arranged on a TFT substrate 24 of a liquid crystal display device (LCD), and light incident from an effective display area (display panel surface) 2 is detected by this detection cell 22. And it outputs as an electric signal according to the intensity of light.

図９は、光検出システムの検出原理を説明するための図である。
図１０は、物体がない場合の本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの検出信号レベルを示す図である。
図１１は、物体がある場合の本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの検出信号レベルを示す図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining the detection principle of the light detection system.
FIG. 10 is a diagram illustrating detection signal levels of the detection cell and the reference cell according to the present embodiment when there is no object.
FIG. 11 is a diagram illustrating detection signal levels of the detection cell and the reference cell according to the present embodiment when there is an object.

画像表示のためにバックライト２７から表示パネル表面を通して出射される光は近接または接触する物体があると、この物体１３で反射されて光検出部（光センサ）としての検出セル２２に入射する。
一方、物体１３が無い場合は、図１０に示すように、周囲環境の明るさに応じた光（外光）が光センサである検出セル２２に入射することになる。
本実施形態においては、物体１３が近接あるいは接触するかどうかを判断しようとする位置にある光センサを検出セル２２、物体が近接あるいは接触しない位置にある光センサを基準セル２３としている。 When there is an object that approaches or comes in contact with the light emitted from the backlight 27 through the display panel surface for image display, the light is reflected by the object 13 and enters the detection cell 22 as a light detection unit (photosensor).
On the other hand, when there is no object 13, as shown in FIG. 10, light (external light) according to the brightness of the surrounding environment enters the detection cell 22 that is a photosensor.
In this embodiment, the detection cell 22 is a photosensor at a position where it is determined whether or not the object 13 is close or in contact, and the reference cell 23 is a photosensor at a position where the object is not close or in contact.

物体が表示パネル表面上に無い場合には、検出セル２２および基準セル２３から得られる電気信号の信号レベルＳｄ、Ｓｒは次式のように同じになる。 When the object is not on the surface of the display panel, the signal levels Sd and Sr of the electric signals obtained from the detection cell 22 and the reference cell 23 are the same as in the following equation.

［数１］
Ｓｄ＝Ｓｒ（式１） [Equation 1]
Sd = Sr (Formula 1)

ここで外光ＡＭＬが表示パネル表面を照らす輝度が４００lx（ルクス）の場合の光強度を「Ｌ４００」とし、光センサの光電変換係数を「α」とすると信号レベルは次のように表すことができる。光電変換係数αとしては、たとえば透過率を挙げることができる。 Here, when the luminance of the external light AML illuminating the display panel surface is 400 lx (lux), the light intensity is “L400”, and the photoelectric conversion coefficient of the photosensor is “α”, the signal level can be expressed as follows. it can. Examples of the photoelectric conversion coefficient α include transmittance.

［数２］
Ｓｒ＝Ｌ４００＊α （式２） [Equation 2]
Sr = L400 * α (Formula 2)

一方、図１１に示すように、物体（この場合指）１３が検出セル２２の上に来た場合、表示パネル表面の輝度２００lxを「ＢＬ２００」、物体の反射率を「ｒｆ」とすると、検出セル２２からの信号レベルＳｄは次のように表すことができる。 On the other hand, as shown in FIG. 11, when the object (in this case, the finger) 13 comes on the detection cell 22, the brightness 200lx of the display panel surface is set to “BL200” and the reflectance of the object is set to “rf”. The signal level Sd from the cell 22 can be expressed as follows.

［数３］
Ｓｄ＝ＢＬ２００＊ｒｆ＊α （式３） [Equation 3]
Sd = BL200 * rf * α (Formula 3)

外光ＡＭＬが画面の表示光ＤＳＬよりも強い場合、物体１３の反射による信号レベルＳｄよりも外光ＡＭＬによる信号レベルＳｒは次のように大きくなる。 When the external light AML is stronger than the display light DSL of the screen, the signal level Sr due to the external light AML is larger than the signal level Sd due to the reflection of the object 13 as follows.

［数４］
Ｓｄ＜Ｓｒ（式４） [Equation 4]
Sd <Sr (Formula 4)

つまり、ＳｄとＳｒを比較し、ＳｄがＳｒよりも充分小さくなった場合には、物体が近接あるいは接触している、と判断できる。
ところが周囲の明るさは場所や時間によって変化している。 That is, Sd and Sr are compared, and if Sd is sufficiently smaller than Sr, it can be determined that the object is in proximity or in contact.
However, ambient brightness varies with location and time.

図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、外光ＡＭＬが変化したときの信号レベルの様子を示す図である。 12A to 12C are diagrams illustrating signal levels when the external light AML changes.

検出セル２２の周辺の画面の表示光ＤＳＬが一定であれば検出セル２２の信号レベルＳｄは一定であるので、図１２（Ａ）に示すように、外光ＡＭＬの強度がだんだん弱くなってくると基準セル２３の信号レベルＳｒは減少する。
そして、基準セル２３の信号レベルＳｒは、図１２（Ｂ）に示すように、検出セル２２の信号レベルＳｄと同程度の状況を経て、図１２（Ｃ）に示すように、検出セル２２の信号レベルＳｄよりも小さくなってしまう。
つまり、上記（式４）の条件で「物体が近接あるいは接触している」と判断すると検出を誤ることになる。 If the display light DSL on the screen around the detection cell 22 is constant, the signal level Sd of the detection cell 22 is constant. Therefore, as shown in FIG. 12A, the intensity of the external light AML gradually decreases. The signal level Sr of the reference cell 23 decreases.
Then, the signal level Sr of the reference cell 23 passes through the same level as the signal level Sd of the detection cell 22 as shown in FIG. 12B, and as shown in FIG. It becomes smaller than the signal level Sd.
That is, if it is determined that “the object is close or in contact” under the condition of (Expression 4), the detection is erroneous.

ここで問題になるのは以下の２点である。
（１）検出セル２２の信号レベルＳｄと基準セル２３の信号レベルＳｒが略等しい、Ｓｄ≒Ｓｒとなる状態では物体の有無が判らない、
（２）検出セル２２の信号レベルＳｄの方が基準セル２３の信号レベルＳｒより大きい、Ｓｄ＞Ｓｒとなる状態では物体がある所のほうが明るい（逆転する）。
この２点を解決するための方法を図１３（Ａ）〜（Ｃ）に関連付けて説明する。 Here are the following two points.
(1) In the state where the signal level Sd of the detection cell 22 and the signal level Sr of the reference cell 23 are substantially equal, Sd≈Sr, the presence or absence of an object cannot be determined.
(2) In the state where the signal level Sd of the detection cell 22 is higher than the signal level Sr of the reference cell 23 and Sd> Sr, the place where the object is present is brighter (reverses).
A method for solving these two points will be described with reference to FIGS.

図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態の外光が変化する場合の第１の検出処理方法を説明するための図である。 FIGS. 13A to 13C are diagrams for describing a first detection processing method when the external light changes according to the present embodiment.

外光ＡＭＬの強度は基準セル２３の信号レベルＳｒを観測することで判断できる。
図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、外光ＡＭＬの強度が弱くなり基準セル２３の信号レベルＳｒが検出セル２２の信号レベルＳｄに近づいてきた、すなわち基準セル２３の信号レベルＳｒが「ＢＬ２００＊ｒｆ＊α」に近づいてきたと判断したら、受光信号処理回路６は、制御信号ＣＴＬにより、図１３（Ｂ）に示すように、画面からの表示光ＤＳＬを弱くする。
たとえば、受光信号処理回路６は、制御信号ＣＴＬによりバックライト２７の発光輝度を第１のレベルの２００lxから第２のレベルの１００lxに下げるように制御する。
この場合、検出セル２２の信号レベルＳｄは「ＢＬ１００＊ｒｆ＊α」となり、基準セル２３の信号レベルＳｒと略等しく（Ｓｄ≒Ｓｒ）はならずＳｄ＜Ｓｒの状態を保つことができる。 The intensity of the external light AML can be determined by observing the signal level Sr of the reference cell 23.
As shown in FIGS. 13A and 13B, the intensity of the external light AML becomes weak and the signal level Sr of the reference cell 23 approaches the signal level Sd of the detection cell 22, that is, the signal level Sr of the reference cell 23. When it is determined that is approaching “BL200 * rf * α”, the received light signal processing circuit 6 weakens the display light DSL from the screen as shown in FIG. 13B by the control signal CTL.
For example, the light reception signal processing circuit 6 controls the light emission luminance of the backlight 27 to be lowered from the first level 200 lx to the second level 100 lx by the control signal CTL.
In this case, the signal level Sd of the detection cell 22 is “BL100 * rf * α”, which is not substantially equal to the signal level Sr of the reference cell 23 (Sd≈Sr), and the state of Sd <Sr can be maintained.

さらに外光ＡＭＬが弱くなって、基準セル２３の信号レベルＳｒが「ＢＬ２００＊ｒｆ＊α」よりも小さく、「ＢＬ１００＊ｒｆ＊α」よりも大きい状態で、図１３（Ｃ）に示すように、再び画面からの表示光ＤＳＬの強度を元に戻す。
たとえば、受光信号処理回路６は、制御信号ＣＴＬによりバックライト２７の発光輝度を１００lxから２００lxに上げるように制御する。
この場合は物体１３があると「Ｓｄ＞Ｓｒ」となるので、判断基準を「Ｓｄ＞Ｓｒ」の場合に物体があるとの判断に変更する。 Further, as shown in FIG. 13C, the external light AML becomes weaker and the signal level Sr of the reference cell 23 is smaller than “BL200 * rf * α” and larger than “BL100 * rf * α”. The intensity of the display light DSL from the screen is restored again.
For example, the light reception signal processing circuit 6 controls the light emission luminance of the backlight 27 from 100 lx to 200 lx by the control signal CTL.
In this case, if there is an object 13, “Sd> Sr” is established, and therefore the determination criterion is changed to determination that there is an object when “Sd> Sr”.

図１４は、本実施形態に係る第１の検出処理方法の外光強度（Ｓｒ）、バックライト輝度、および判断基準との対応関係をまとめて示す図である。 FIG. 14 is a diagram collectively illustrating the correspondence relationship between the external light intensity (Sr), the backlight luminance, and the determination criterion in the first detection processing method according to the present embodiment.

この場合、バックライト輝度２００lxで、外光強度を検出する基準セル２３の信号レベル（外光強度）Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きい場合、判断基準はＳｄ＜Ｓｒの場合に物体ありとなる。
バックライト輝度１００lxで、外光強度を検出する基準セル２３の信号レベル（外光強度）Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より小さく、｛（ＢＬ１００＊ｒｆ＊α）＋β２｝より大きい場合も、判断基準はＳｄ＜Ｓｒの場合に物体ありとなる。
バックライト輝度２００lxで、外光強度を検出する基準セル２３の信号レベル（外光強度）Ｓｒが｛（ＢＬ１００＊ｒｆ＊α）＋β２｝より小さい場合、判断基準はＳｄ＞Ｓｒの場合に物体ありと変更される。
なお、β１，β２は検出信号レベルＳｄ，Ｓｒ各々のばらつきや安定性を考慮したマージンを示す。 In this case, when the backlight luminance is 200 lx and the signal level (external light intensity) Sr of the reference cell 23 for detecting the external light intensity is larger than {(BL200 * rf * α) + β1}, the determination criterion is Sd <Sr. There will be an object.
At a backlight luminance of 100 lx, the signal level (external light intensity) Sr of the reference cell 23 for detecting the external light intensity is smaller than {(BL200 * rf * α) + β1} and larger than {(BL100 * rf * α) + β2}. In this case, the determination criterion is that there is an object when Sd <Sr.
If the signal level (external light intensity) Sr of the reference cell 23 for detecting the external light intensity is smaller than {(BL100 * rf * α) + β2} at the backlight luminance of 200 lx, there is an object when the determination criterion is Sd> Sr And changed.
Β1 and β2 indicate margins in consideration of variations and stability of the detection signal levels Sd and Sr.

次に、この第１の検出処理方法に基づく受光信号処理回路６の検出判断処理について図１５および図１６のフローチャートに関連付けて説明する。 Next, detection determination processing of the light reception signal processing circuit 6 based on the first detection processing method will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 15 and 16.

バックライト２７の輝度は、初期状態の２００lxに保持する（ＳＴ１）。
この状態で、検出セル２２の検出信号レベルＳｄ、および基準セル２３の外光ＡＭＬの検出信号レベル（外光強度）Ｓｒを観測する（ＳＴ２、ＳＴ３）。
そして、外光強度を検出する基準セル２３の信号レベル（外光強度）Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きいか否かを判断する（ＳＴ４）。
ステップＳＴ４において、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きいと判断した場合には、バックライト２７の輝度は２００lxに保持し（ＳＴ５）、Ｓｄ＜Ｓｒを物体ありの判断基準とする（ＳＴ６）。
ここで、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより小さいか否か（Ｓｄ＜Ｓｒ）を判断する（ＳＴ７）。
ステップＳＴ７において、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより小さいと判断した場合には、検出セル２２上に物体（たとえば指）１３があるものと判断する（ＳＴ８）。
一方、ステップＳＴ７において、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより小さくないと判断した場合には、検出セル２２上に物体（たとえば指）１３がないものと判断する（ＳＴ９）。 The luminance of the backlight 27 is held at 200 lx in the initial state (ST1).
In this state, the detection signal level Sd of the detection cell 22 and the detection signal level (external light intensity) Sr of the external light AML of the reference cell 23 are observed (ST2, ST3).
Then, it is determined whether or not the signal level (external light intensity) Sr of the reference cell 23 for detecting the external light intensity is larger than {(BL200 * rf * α) + β1} (ST4).
If it is determined in step ST4 that the external light intensity Sr is greater than {(BL200 * rf * α) + β1}, the luminance of the backlight 27 is maintained at 200 lx (ST5), and Sd <Sr is determined to be an object. Use as a reference (ST6).
Here, it is determined whether the signal level Sd of the detection cell 22 is lower than the signal level Sr of the reference cell 23 (Sd <Sr) (ST7).
If it is determined in step ST7 that the signal level Sd of the detection cell 22 is lower than the signal level Sr of the reference cell 23, it is determined that there is an object (for example, a finger) 13 on the detection cell 22 (ST8).
On the other hand, if it is determined in step ST7 that the signal level Sd of the detection cell 22 is not lower than the signal level Sr of the reference cell 23, it is determined that there is no object (for example, a finger) 13 on the detection cell 22 (ST9). ).

一方、ステップＳＴ４において、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きくないと判断した場合には、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ１００＊ｒｆ＊α）＋β２｝より大きいか否かを判断する（ＳＴ１０）。
ステップＳＴ１０において、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ１００＊ｒｆ＊α）＋β２｝より大きいと判断した場合には、バックライト２７の輝度を２００lxから１００lxに落とし（変更し）（ＳＴ１１）、上述したステップＳＴ６からの処理に移行する。 On the other hand, if it is determined in step ST4 that the external light intensity Sr is not greater than {(BL200 * rf * α) + β1}, whether or not the external light intensity Sr is greater than {(BL100 * rf * α) + β2}. Is determined (ST10).
If it is determined in step ST10 that the external light intensity Sr is greater than {(BL100 * rf * α) + β2}, the luminance of the backlight 27 is reduced (changed) from 200 lx to 100 lx (ST11), and the above-described step The process proceeds to ST6.

一方、ステップＳＴ１０において、否定的な判断結果が得られた場合には、図１６に示すように、バックライト２７の輝度を２００lxに保持する（ＳＴ１２）。
そして、Ｓｄ＞Ｓｒを物体ありの判断基準とする（ＳＴ１３）。
ここで、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより大きいか否か（Ｓｄ＞Ｓｒ）を判断する（ＳＴ１４）。
ステップＳＴ１４において、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより大きいと判断した場合には、検出セル２２上に物体（たとえば指）１３があるものと判断する（ＳＴ１５）。
一方、ステップＳＴ１４において、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより大きくないと判断した場合には、検出セル２２上に物体（たとえば指）１３がないものと判断する（ＳＴ１６）。 On the other hand, if a negative determination result is obtained in step ST10, the luminance of the backlight 27 is held at 200 lx as shown in FIG. 16 (ST12).
Then, Sd> Sr is used as a criterion for the presence of an object (ST13).
Here, it is determined whether or not the signal level Sd of the detection cell 22 is higher than the signal level Sr of the reference cell 23 (Sd> Sr) (ST14).
If it is determined in step ST14 that the signal level Sd of the detection cell 22 is higher than the signal level Sr of the reference cell 23, it is determined that there is an object (for example, a finger) 13 on the detection cell 22 (ST15).
On the other hand, if it is determined in step ST14 that the signal level Sd of the detection cell 22 is not higher than the signal level Sr of the reference cell 23, it is determined that there is no object (for example, a finger) 13 on the detection cell 22 (ST16). ).

このように、外光強度に応じて画面表示光量を変えることで、光検出システムの上記問題点（１）を回避し、かつ判断基準を反転させることで上記問題点（２）を解消し、物体の近接あるいは接触が検出できる。 Thus, the problem (1) of the light detection system can be avoided by changing the amount of light displayed on the screen according to the external light intensity, and the problem (2) can be eliminated by reversing the judgment criteria. The proximity or contact of an object can be detected.

なお、ここでは画面表示の光量を減らすためにバックライトの発光輝度を弱く（２００lxから１００lxに変更）しているが、表示画像の色を変えて同等の効果を持たせても良い。たとえば、ボタンの色を薄くする、などの方法で対応することもできる。この場合、液晶の透過率を制御する等の方法を採用することが可能である。 Here, the light emission luminance of the backlight is weakened (changed from 200 lx to 100 lx) in order to reduce the amount of light on the screen display, but the same effect may be obtained by changing the color of the display image. For example, it is possible to cope with this by reducing the color of the button. In this case, it is possible to adopt a method such as controlling the transmittance of the liquid crystal.

また、第１の検出処理方法ではバックライトの輝度を下げることで上記問題（１）を回避したが、第２の検出処理方法としてバックライトの輝度を上げることで回避することもできる。 In the first detection processing method, the problem (1) is avoided by lowering the luminance of the backlight, but it can also be avoided by raising the luminance of the backlight as the second detection processing method.

図１７（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態の外光が変化する場合の第２の検出処理方法を説明するための図である。 FIGS. 17A to 17C are diagrams for explaining the second detection processing method when the external light changes according to the present embodiment.

この場合も、外光ＡＭＬの強度は基準セル２３の信号レベルＳｒを観測することで判断できる。
図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、外光ＡＭＬの強度が弱くなり基準セル２３の信号レベルＳｒが検出セル２２の信号レベルＳｄに近づいてきた、すなわち基準セル２３の信号レベルＳｒが「ＢＬ２００＊ｒｆ＊α」に近づいてきたと判断したら、受光信号処理回路６は、制御信号ＣＴＬにより、図１７（Ｂ）に示すように、画面からの表示光ＤＳＬを強くする。
たとえば、受光信号処理回路６は、制御信号ＣＴＬによりバックライト２７の発光輝度を第１のレベルの２００lxから第２のレベルの４００lxに上げるように制御する。
この場合、検出セル２２の信号レベルＳｄは「ＢＬ４００＊ｒｆ＊α」となり、基準セル２３の信号レベルＳｒと略等しく（Ｓｄ≒Ｓｒ）はならずＳｄ＞Ｓｒの状態を保つことができる。 Also in this case, the intensity of the external light AML can be determined by observing the signal level Sr of the reference cell 23.
As shown in FIGS. 17A and 17B, the intensity of the external light AML becomes weak and the signal level Sr of the reference cell 23 approaches the signal level Sd of the detection cell 22, that is, the signal level Sr of the reference cell 23. When it is determined that is approaching “BL200 * rf * α”, the received light signal processing circuit 6 increases the display light DSL from the screen as shown in FIG. 17B by the control signal CTL.
For example, the light reception signal processing circuit 6 controls the control signal CTL to increase the light emission luminance of the backlight 27 from the first level 200 lx to the second level 400 lx.
In this case, the signal level Sd of the detection cell 22 is “BL400 * rf * α”, which is not substantially equal to the signal level Sr of the reference cell 23 (Sd≈Sr), and the state of Sd> Sr can be maintained.

さらに外光ＡＭＬが弱くなって、基準セル２３の信号レベルＳｒが「ＢＬ２００＊ｒｆ＊α」よりも大きく、「ＢＬ４００＊ｒｆ＊α」よりも小さい状態で、図１７（Ｃ）に示すように、再び画面からの表示光ＤＳＬの強度を元に戻す。
たとえば、受光信号処理回路６は、制御信号ＣＴＬによりバックライト２７の発光輝度を４００lxから２００lxに下げるように制御する。
この場合は物体１３があると「Ｓｄ＞Ｓｒ」となるので、判断基準を「Ｓｄ＞Ｓｒ」の場合に物体があるとの判断に変更する。 As shown in FIG. 17C, the external light AML becomes weaker and the signal level Sr of the reference cell 23 is larger than “BL200 * rf * α” and smaller than “BL400 * rf * α”. The intensity of the display light DSL from the screen is restored again.
For example, the light reception signal processing circuit 6 controls the light emission luminance of the backlight 27 to be lowered from 400 lx to 200 lx by the control signal CTL.
In this case, if there is an object 13, “Sd> Sr” is established, and therefore the determination criterion is changed to determination that there is an object when “Sd> Sr”.

図１８は、本実施形態に係る第２の検出処理方法の外光強度（Ｓｒ）、バックライト輝度、および判断基準との対応関係をまとめて示す図である。 FIG. 18 is a diagram collectively illustrating the correspondence relationship between the external light intensity (Sr), the backlight luminance, and the determination criterion in the second detection processing method according to the present embodiment.

この場合、バックライト輝度２００lxで、外光強度を検出する基準セル２３の信号レベル（外光強度）Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きい場合、判断基準はＳｄ＜Ｓｒの場合に物体ありとなる。
バックライト輝度４００lxで、外光強度を検出する基準セル２３の信号レベル（外光強度）Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）−β２｝より小さく、｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きい場合は、判断基準はＳｄ＞Ｓｒの場合に物体ありとなる。
バックライト輝度２００lxで、外光強度を検出する基準セル２３の信号レベル（外光強度）Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）−β２｝より小さい場合、判断基準はＳｄ＞Ｓｒの場合に物体ありと変更される。
なお、β１，β２は検出信号レベルＳｄ，Ｓｒ各々のばらつきや安定性を考慮したマージンを示す。 In this case, when the backlight luminance is 200 lx and the signal level (external light intensity) Sr of the reference cell 23 for detecting the external light intensity is larger than {(BL200 * rf * α) + β1}, the determination criterion is Sd <Sr. There will be an object.
The signal level (external light intensity) Sr of the reference cell 23 for detecting the external light intensity at a backlight luminance of 400 lx is smaller than {(BL200 * rf * α) −β2}, and from {(BL200 * rf * α) + β1}. If it is larger, the judgment criterion is that there is an object when Sd> Sr.
When the backlight luminance is 200 lx and the signal level (external light intensity) Sr of the reference cell 23 for detecting the external light intensity is smaller than {(BL200 * rf * α) −β2}, the judgment criterion is Sd> Sr. It will be changed.
Β1 and β2 indicate margins in consideration of variations and stability of the detection signal levels Sd and Sr.

次に、この第２の検出処理方法に基づく受光信号処理回路６の検出判断処理について図１９および図２０のフローチャートに関連付けて説明する。 Next, the detection determination process of the light reception signal processing circuit 6 based on the second detection processing method will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 19 and 20.

バックライト２７の輝度は、初期状態の２００lxに保持する（ＳＴ２１）。
この状態で、検出セル２２の検出信号レベルＳｄ、および基準セル２３の外光ＡＭＬの検出信号レベル（外光強度）Ｓｒを観測する（ＳＴ２２、ＳＴ２３）。
そして、外光強度を検出する基準セル２３の信号レベル（外光強度）Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きいか否かを判断する（ＳＴ２４）。
ステップＳＴ２４において、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きいと判断した場合には、バックライト２７の輝度は２００lxに保持し（ＳＴ２５）、Ｓｄ＜Ｓｒを物体ありの判断基準とする（ＳＴ２６）。
ここで、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより小さいか否か（Ｓｄ＜Ｓｒ）を判断する（ＳＴ２７）。
ステップＳＴ２７において、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより小さいと判断した場合には、検出セル２２上に物体（たとえば指）１３があるものと判断する（ＳＴ２８）。
一方、ステップＳＴ２７において、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより小さくないと判断した場合には、検出セル２２上に物体（たとえば指）１３がないものと判断する（ＳＴ２９）。 The luminance of the backlight 27 is maintained at 200 lx in the initial state (ST21).
In this state, the detection signal level Sd of the detection cell 22 and the detection signal level (external light intensity) Sr of the external light AML of the reference cell 23 are observed (ST22, ST23).
Then, it is determined whether or not the signal level (external light intensity) Sr of the reference cell 23 for detecting the external light intensity is larger than {(BL200 * rf * α) + β1} (ST24).
If it is determined in step ST24 that the external light intensity Sr is greater than {(BL200 * rf * α) + β1}, the luminance of the backlight 27 is maintained at 200 lx (ST25), and Sd <Sr is determined to be an object. Use as a reference (ST26).
Here, it is determined whether the signal level Sd of the detection cell 22 is lower than the signal level Sr of the reference cell 23 (Sd <Sr) (ST27).
If it is determined in step ST27 that the signal level Sd of the detection cell 22 is lower than the signal level Sr of the reference cell 23, it is determined that there is an object (for example, a finger) 13 on the detection cell 22 (ST28).
On the other hand, if it is determined in step ST27 that the signal level Sd of the detection cell 22 is not lower than the signal level Sr of the reference cell 23, it is determined that there is no object (for example, a finger) 13 on the detection cell 22 (ST29). ).

一方、ステップＳＴ２４において、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）＋β１｝より大きくないと判断した場合には、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）−β２｝より大きいか否かを判断する（ＳＴ３０）。
ステップＳＴ３０において、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）−β２｝より大きいと判断した場合には、バックライト２７の輝度を２００lxから４００lxに上げ（変更し）（ＳＴ３１）、図２０のステップＳＴ３３の処理に移行する。 On the other hand, if it is determined in step ST24 that the external light intensity Sr is not greater than {(BL200 * rf * α) + β1}, is the external light intensity Sr greater than {(BL200 * rf * α) −β2}? It is determined whether or not (ST30).
If it is determined in step ST30 that the external light intensity Sr is greater than {(BL200 * rf * α) −β2}, the luminance of the backlight 27 is increased (changed) from 200 lx to 400 lx (ST31), FIG. The process proceeds to step ST33.

ステップＳＴ３０において、外光強度Ｓｒが｛（ＢＬ２００＊ｒｆ＊α）−β２｝より大きくないと判断した場合には、図２０に示すように、バックライト２７の輝度を２００lxに保持し（ＳＴ３２）、Ｓｄ＞Ｓｒを物体ありの判断基準とする（ＳＴ３３）。
ここで、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより大きいか否か（Ｓｄ＞Ｓｒ）を判断する（ＳＴ３４）。
ステップＳＴ３５において、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより大きいと判断した場合には、検出セル２２上に物体（たとえば指）１３があるものと判断する（ＳＴ３５）。
ステップＳＴ３５において、検出セル２２の信号レベルＳｄが基準セル２３の信号レベルＳｒより大きくないと判断した場合には、検出セル２２上に物体（たとえば指）１３がないものと判断する（ＳＴ３６）。 If it is determined in step ST30 that the external light intensity Sr is not greater than {(BL200 * rf * α) −β2}, the luminance of the backlight 27 is maintained at 200 lx as shown in FIG. 20 (ST32). , Sd> Sr is used as a criterion for the presence of an object (ST33).
Here, it is determined whether the signal level Sd of the detection cell 22 is higher than the signal level Sr of the reference cell 23 (Sd> Sr) (ST34).
If it is determined in step ST35 that the signal level Sd of the detection cell 22 is greater than the signal level Sr of the reference cell 23, it is determined that the object (for example, a finger) 13 is present on the detection cell 22 (ST35).
If it is determined in step ST35 that the signal level Sd of the detection cell 22 is not higher than the signal level Sr of the reference cell 23, it is determined that there is no object (for example, a finger) 13 on the detection cell 22 (ST36).

以上説明したように、本実施形態によれば、検出セル２２の検出信号Ｓｄおよび基準セル２３の検出信号Ｓｒの出力レベルに応じて、受光信号処理回路６が制御信号ＣＴＬにより、有効表示領域部（画面表示部）２の表面輝度を変化させることで、近接あるいは接触を検出する光検出部としての検出セル２２に物体が近接あるいは接触したことを判別することから、以下の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the received light signal processing circuit 6 uses the control signal CTL in accordance with the output level of the detection signal Sd of the detection cell 22 and the detection signal Sr of the reference cell 23, and thus the effective display area portion. By changing the surface brightness of the (screen display unit) 2, it is determined that an object has approached or contacted the detection cell 22 as a light detection unit that detects proximity or contact, and thus the following effects can be obtained. it can.

周囲環境（明るさ）に左右されることなく表示画面へ物体が近接、接触したことを的確に検出することが可能となる。
また、複雑な制御を必要としないので安価にシステムを構築できる。
必要な場所にだけ検出センサとして検出セルを設ければよいので回路規模が小さくできる。
また、光を用いた検出方法であり、耐久性、信頼性が高く、また、基準セル（基準センサ）出力は外光の光量を測定しているので、この信号を用いて画面の明るさのコントロールをすることも可能である。
さらにまた、検出部分を画面表示で指定できるので必要とされる状況に応じて形状や色を変えることができるため、デザインの自由度が高く、操作性を大きく向上させることができる。
特に画面が小さく、ボタン操作が多い携帯電話、デジタルカメラ、デジタル音楽プレーヤ、ＰＤＡなどのモバイルＣＥ機器で有益な技術である。 It is possible to accurately detect that an object has approached or touched the display screen without being influenced by the surrounding environment (brightness).
Moreover, since complicated control is not required, a system can be constructed at low cost.
Since it is only necessary to provide a detection cell as a detection sensor only in a necessary place, the circuit scale can be reduced.
In addition, this is a detection method using light, which is highly durable and reliable, and the output of the reference cell (reference sensor) measures the amount of external light. It is also possible to control.
Furthermore, since the detection portion can be designated on the screen display, the shape and color can be changed according to the required situation, so that the degree of freedom in design is high and the operability can be greatly improved.
This technology is particularly useful for mobile CE devices such as mobile phones, digital cameras, digital music players, and PDAs with small screens and many button operations.

ここで、光センサの配置について述べる。
図２１（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの配置位置について説明するための図である。 Here, the arrangement of the optical sensors will be described.
21A to 21D are diagrams for explaining the arrangement positions of the detection cell and the reference cell according to the present embodiment.

今までの説明においては、図２１（Ａ）に示すように、検出セル２２および基準セル２３の双方が表示画面上に配置されている場合について述べた。
しかし、検出センサとしての検出セル２２は画面からの光を反射させる必要があるため表示画面上に配置する必要があるが、基準センサとして基準セル２３はその必要は無い。よって基準センサを表示画面以外の場所に設けることも可能である。
たとえば、図２１（Ｂ）に示すように、有効画面外に一つを配置することも可能である。
また、図２１（Ｃ）に示すように、有効画面外に複数の基準センサを配置することも可能である。この場合、４つの画面外の基準セル（基準センサ）２３−１〜２３−４からの出力を平均しても良いし、どれか一つ、をその状況に応じて選択して使っても良い。また、状況に応じて個数を変え、かつ平均を取っても良い。
さらに、図２１（Ｄ）に示すように、複数個を表示画面上に配置し、各々を、有るときは検出用センサとして、またあるときは基準用センサとして切り替えて使うこともできる。
また、図示していないが、複数のセンサを組み合わせて使用することで、面積情報を加味した近接あるいは接触の検出も可能である。 In the description so far, the case where both the detection cell 22 and the reference cell 23 are arranged on the display screen has been described as shown in FIG.
However, the detection cell 22 as a detection sensor needs to be disposed on the display screen because it needs to reflect light from the screen, but the reference cell 23 is not necessary as a reference sensor. Therefore, the reference sensor can be provided at a place other than the display screen.
For example, as shown in FIG. 21B, one can be arranged outside the effective screen.
In addition, as shown in FIG. 21C, a plurality of reference sensors can be arranged outside the effective screen. In this case, the outputs from the four reference cells (reference sensors) 23-1 to 23-4 outside the screen may be averaged, or one of them may be selected and used according to the situation. . Further, the number may be changed according to the situation and an average may be taken.
Furthermore, as shown in FIG. 21D, a plurality of them can be arranged on the display screen, and each can be switched and used as a detection sensor when present, or as a reference sensor when present.
Although not shown, it is possible to detect proximity or contact in consideration of area information by using a plurality of sensors in combination.

また、上記実施形態においては、各表示セルの表示エレメント（電気光学素子）として液晶セルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に採って説明したが、液晶表示装置への適用に限られるものではなく、各画素の表示エレメントとしてエレクトロルミネッセンス（ＥＬ:electro-luminescence）素子を用いたアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、ＦＥＤなどの各種表示装置全般に適用可能である。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an active matrix liquid crystal display device using a liquid crystal cell as a display element (electro-optical element) of each display cell has been described as an example. The present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various display devices such as an active matrix EL display device, a plasma display device, and an FED using an electroluminescence (EL) element as a display element of each pixel.

本発明の実施形態に係る液晶画像表示装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the liquid crystal image display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図１の液晶画像表示装置における有効表示領域の第１の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 1st structural example of the effective display area in the liquid crystal image display apparatus of FIG. 本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの配置の一例を示す図であるIt is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the detection cell which concerns on this embodiment, and a reference | standard cell 本実施形態に係る検出セル（基準セル）の基本構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the basic structural example of the detection cell (reference cell) which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る検出セル（基準セル）の簡略断面図である。It is a simplified sectional view of a detection cell (reference cell) concerning this embodiment. 検出セルおよび基準セルのフォトセンサ（受光素子）をＴＦＴにより形成した構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example which formed the photosensor (light receiving element) of the detection cell and the reference | standard cell with TFT. バックライトの反射光の検出システムを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the detection system of the reflected light of a backlight. 表示装置の画像表示部に光センサを配置した光検出システムの基本構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the basic composition of the photon detection system which has arrange | positioned the optical sensor to the image display part of a display apparatus. 光検出システムの検出原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection principle of a photon detection system. 物体がない場合の本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの検出信号レベルを示す図である。It is a figure which shows the detection signal level of the detection cell and reference cell which concern on this embodiment when there is no object. 物体がある場合の本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの検出信号レベルを示す図である。It is a figure which shows the detection signal level of the detection cell and reference cell which concern on this embodiment when there exists an object. 外光ＡＭＬが変化したときの信号レベルの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the signal level when external light AML changes. 本実施形態の外光が変化する場合の第１の検出処理方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st detection processing method when the external light of this embodiment changes. 本実施形態に係る第１の検出処理方法の外光強度（Ｓｒ）、バックラインと輝度、および判断基準との対応関係をまとめて示す図である。It is a figure which shows collectively the correspondence of the external light intensity | strength (Sr) of a 1st detection processing method which concerns on this embodiment, a backline, a brightness | luminance, and a judgment criterion. 本実施形態に係る第１の検出処理方法に基づく受光信号処理回路の検出判断処理について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detection judgment process of the received light signal processing circuit based on the 1st detection processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る第１の検出処理方法に基づく受光信号処理回路の検出判断処理について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detection judgment process of the received light signal processing circuit based on the 1st detection processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態の外光が変化する場合の第２の検出処理方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd detection processing method when the external light of this embodiment changes. 本実施形態に係る第２の検出処理方法の外光強度（Ｓｒ）、バックラインと輝度、および判断基準との対応関係をまとめて示す図である。It is a figure which shows collectively the correspondence of the external light intensity | strength (Sr) of a 2nd detection processing method which concerns on this embodiment, a backline, a brightness | luminance, and a judgment criterion. 本実施形態に係る第２の検出処理方法に基づく受光信号処理回路の検出判断処理について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detection judgment process of the received light signal processing circuit based on the 2nd detection processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る第２の検出処理方法に基づく受光信号処理回路の検出判断処理について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detection judgment process of the received light signal processing circuit based on the 2nd detection processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る検出セルおよび基準セルの配置位置について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement position of the detection cell which concerns on this embodiment, and a reference | standard cell.

Explanation of symbols

１・・・液晶表示装置、２・・・有効表示領域部、３・・・垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）、４・・・水平駆動回路（ＨＤＲＶ）、５・・・受光制御回路（ＲＣＴＬ）、６・・・受光信号処理回路（ＲＳＰＲＣ）、１０−１〜１０−ｐ・・・受光信号線、６２−１〜６２−ｑ・・・演算増幅器、２１・・・表示セル、２２・・・検出セル、２３・・・基準セル、２４・・・ＴＦＴ基板、２５・・・対向基板、２６・・・液晶層、２７・・・バックライト。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 2 ... Effective display area part, 3 ... Vertical drive circuit (VDRV), 4 ... Horizontal drive circuit (HDRV), 5 ... Light reception control circuit (RCTL), 6... Received light signal processing circuit (RSPRC), 10-1 to 10-p... Received light signal line, 62-1 to 62-q... Operational amplifier, 21. Detection cell, 23 ... reference cell, 24 ... TFT substrate, 25 ... counter substrate, 26 ... liquid crystal layer, 27 ... backlight.

Claims

A display unit capable of changing the surface brightness;
Including at least one detection cell for detecting the presence or absence of an object on the display screen of the display unit, including a light receiving element;
At least one reference cell including a light receiving element for observing the intensity of external light in the display unit;
By changing the surface brightness of the display unit according to at least the output level of the reference cell among the detection signal of the detection cell and the detection signal of the reference cell, the determination reference is selected and the presence or absence of an object in the detection cell And a signal processing unit for determining whether or not is detected.

The detection cell can detect whether there is an object by reflected light from the object,
The signal processor is
When the surface luminance is maintained at the first level and the signal level of the reference cell is higher than the signal level of the detection cell, the first determination criterion that there is an object on the detection cell is selected and determined. When processing is performed and it is determined that the signal level of the reference cell has approached the signal level of the detection cell under a predetermined condition, the surface luminance is changed to a second level different from the first level, and the state is changed. When the signal level of the reference cell is within a predetermined range, the surface luminance is returned to the first level side. When the signal level of the reference cell is lower than the predetermined level, the signal level of the detection cell is The display device according to claim 1, wherein when the signal level of the reference cell is higher than the signal level of the reference cell, the second determination criterion that an object is present on the detection cell is selected and the determination process is performed.

The second level is lower than the first level;
The signal processor is
When the surface brightness is changed to a second level different from the first level, and the signal level of the reference cell is within a predetermined range in this state, the first determination criterion is selected and a determination process is performed. The display device according to claim 1.

The second level is higher than the first level,
The signal processor is
When the surface brightness is changed to a second level different from the first level and the signal level of the reference cell is in a predetermined range in this state, the signal level of the detection cell is higher than the signal level of the reference cell. The display device according to claim 1, wherein when it is larger, the second determination criterion that there is an object on the detection cell is selected and the determination process is performed.

A backlight for irradiating the display unit with display light;
The signal processor is
The display device according to claim 2, wherein a level of display light by the backlight is controlled to a first level or a second level.

A backlight for irradiating the display unit with display light;
The signal processor is
The display device according to claim 3, wherein a level of display light by the backlight is controlled to a first level or a second level.

A backlight for irradiating the display unit with display light;
The signal processor is
The display device according to claim 4, wherein a level of display light by the backlight is controlled to a first level or a second level.

A display unit capable of changing the surface brightness;
Including at least one detection cell for detecting the presence or absence of an object on the display screen of the display unit, including a light receiving element;
A display device including a light receiving element, and having at least one reference cell for observing the intensity of external light in the display unit,
By changing the surface brightness of the display unit according to at least the output level of the reference cell among the detection signal of the detection cell and the detection signal of the reference cell, the determination reference is selected and the presence or absence of an object in the detection cell A method for driving a display device, comprising: a determination step of determining whether or not the detection has been detected.

The detection cell can detect whether there is an object by reflected light from the object,
In the above discrimination step,
When the surface luminance is maintained at the first level and the signal level of the reference cell is higher than the signal level of the detection cell, the first determination criterion that there is an object on the detection cell is selected and determined. Process,
When it is determined that the signal level of the reference cell has approached the signal level of the detection cell under a predetermined condition, the surface luminance is changed to a second level different from the first level, and the reference cell is changed in this state. When the signal level is within a predetermined range, the surface brightness is returned to the first level side,
When the signal level of the reference cell is lower than a predetermined level, if the signal level of the detection cell is higher than the signal level of the reference cell, the second determination criterion that there is an object on the detection cell is selected The display device driving method according to claim 8, wherein the determination process is performed.

The second level is lower than the first level;
In the above discrimination step,
When the surface brightness is changed to a second level different from the first level, and the signal level of the reference cell is within a predetermined range in this state, the first determination criterion is selected and a determination process is performed. The method for driving a display device according to claim 8.

The second level is higher than the first level,
In the above discrimination step,
When the surface brightness is changed to a second level different from the first level and the signal level of the reference cell is in a predetermined range in this state, the signal level of the detection cell is higher than the signal level of the reference cell. The method for driving a display device according to claim 8, wherein when it is larger, the second determination criterion that the object is on the detection cell is selected and the determination process is performed.