顯示裝置、用于控制顯示裝置的方法和電子裝置的制作方法

文檔序號：2568652閱讀：132來源：國知局

專利名稱：顯示裝置、用于控制顯示裝置的方法和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括光敏元件(photosensor)的顯示裝置、用于控制該顯示裝置的方法和電子裝置。
背景技術(shù)：
(參考,例如，日本未審查專利申請公開No.2004-318819、 2004-45785、 7-325319、 2002-268615、和2007-304451和日本專利No.4055722 )。
這些平板顯示裝置包括以矩陣布置的像素。每個像素包括用作顯示元件的薄膜晶體管(TFT)和光電變換器元件。因此，顯示裝置可以使用被入射到光電變換器元件上的光來顯示圖像并接收信息。
當液晶顯示元件被用作顯示元件時，使用通過液晶顯示元件的光的傳輸以便顯示圖像。因此，顯示裝置包括用作光源的背光或正面照明。
具有這種配置的顯示裝置可以使用相同的屏幕區(qū)域顯示圖像并接收信息。因此，顯示裝置可以被用作替代例如觸摸板的信息輸入/輸出設(shè)備。
例如，手機、數(shù)碼相機和視頻攝像機的一些顯示裝置由液晶顯示設(shè)備與觸摸板的組合來構(gòu)成。
對于顯示裝置，用戶觀看在液晶顯示設(shè)備上顯示的圖像，并操作該顯示裝置。由于觸摸板被安置在緊靠顯示設(shè)備的上方，因此用戶可以直接經(jīng)由觸摸板來操縱圖像。
但是，由于用戶通過觸摸板觀看圖像，因此諸如圖像的分辨率和亮度的圖像質(zhì)量被降低。
另外，特別是在小型移動設(shè)備中，厚度和重量是影響設(shè)備的便攜性的重要因素。因此，具有上述配置的顯示裝置允許用戶直接操作被顯示的圖像。另外，移動設(shè)備的厚度和重量可以被減少，而不降低圖像質(zhì)量。
如圖1A和1B所示，在具有上述配置的圖像裝置中，當用戶將他們的手指移動到期望位置附近的圖像顯示屏幕上時，被安置來對應于該位置的光電變換器元件檢測到由手指反射的光。
通過使用這種配置，便于由用戶進行信息輸入。
但是，在這種情況下，需要光電變換器元件的^r測結(jié)果不受外部光的強度的影響，以便增加輸入信息的準確性和敏感性。

發(fā)明內(nèi)容
當通過在上述日本未審查專利申請公開No.2004-318819、 2004-45785、 7-325319、 2002-268615、和2007-304451和日本專利No.4055722中描述的圖像處理來從強度分布中獲得坐標信息時，如上所述，由于外部光可能獲得不正確的坐標信息。
例如，如在日本未審查專利申請公開No.2007-304451中描述的，可以通過使用當接通背光和斷開背光時在反射光的亮度值之間的差來獲得排除了外部光影響的亮度信息。
另外，在該配置中，當顯示黑色時，難以獲取令人滿意的檢測結(jié)果。另外，為了從亮度分布中獲取坐標信息，需要高度復雜的圖像處理。
另外，為了檢測從該單元本身發(fā)射的光，廣泛使用用于調(diào)制該光的技術(shù)。在液晶顯示設(shè)備的情況下，背光可以進行調(diào)制操作。在發(fā)光元件(例如有機 EL)的情況下，發(fā)光元件可以進行調(diào)制操作。但是，在這種情況下，圖像的質(zhì)量可能降低。另外，雖然該技術(shù)在自然光下有效，但在從逆變器光源發(fā)射的光之下可能難以檢測坐標信息。
因此，本發(fā)明提供能夠防止由于外部光而造成的不正確檢測、減少外部光對圖像質(zhì)量的不利影響、并精確地檢測對象向顯示屏幕的靠近或?qū)ο笤陲@ 示屏幕上的觸摸的一種顯示裝置、用于控制該顯示裝置的方法和電子裝置。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，一種顯示裝置，包括顯示單元，包括多個顯示元件和光檢測元件；發(fā)光單元，包括發(fā)光以便獲取坐標信息的發(fā)光元件；第一控制單元，被配置以控制所述發(fā)光單元的發(fā)光元件；第二控制單元，被配置以選擇性地控制多個光檢測元件的驅(qū)動；信號處理單元，被配置以處理通
取所述坐標信息；以及時鐘生成單元，被配置以向所述信號處理單元和所述第一和第二控制單元提供基頻。所述第一控制單元使得所述發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā)光時段(period)期間發(fā)光且在發(fā)光停止時段期間停止發(fā)光，且其中，所述第一控制單元將所述基頻疊加在用作所述坐標信息的信號上，且使得所述發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā)光時段期間發(fā)光。
所述基頻可以是除了由逆變器(inverter)照明器件生成的頻率以外的頻率。
可以生成所述坐標信息以便排除其中所有位為"0"或所有位為"1"的位樣式。
含的所述坐標信息同步地選擇所述光檢測元件之一。
所述信號處理單元可以從所述檢測信號提取具有基頻的分量，并通過從所述檢測信號移除具有基頻的分量來獲取所述坐標信息。
所述第二控制單元可以通過設(shè)置間隙時段來選擇所述光檢測元件之一，以便不疊加從所述光檢測元件輸出的信號。
所述第二控制單元可以使用多于或等于基頻的一個周期(cycle)與所述間隙時段的和的兩倍的周期來生成所述坐標信息。
所述光^f企測元件可以被安置在所述顯示單元的黑色(black)矩陣部分中，且可以當檢測到來自黑色矩陣部分的反射光時生成所述坐標信息，以便指示所檢測的反射光是來自所述黑色矩陣部分的光。
用于獲取所述坐標信息的發(fā)光單元可以包括用于直接照明的發(fā)光元件，且控制所述發(fā)光單元的發(fā)光元件的所述第一控制單元可以使得所述發(fā)光元件以基頻發(fā)光，且選擇性地控制多個光檢測元件的驅(qū)動的所述第二控制單元可以與從發(fā)光元件發(fā)出的信號中包含的坐標信息同步地在信號檢測時段期間選擇要被驅(qū)動的光檢測元件之一，在發(fā)光停止時段期間停止從發(fā)光元件的發(fā)光，且與用作坐標信息的信號同步地才喿作。
顯示裝置還可以包括背光，其發(fā)射顯示光到所述顯示單元上。所述顯示單元可以使用多個基頻，且包括多個信號處理單元，其每個對應于所述基頻之一，且所述顯示裝置可以確定所接收的光是從背光的反射光還是從用于直接照明的發(fā)光元件的發(fā)射光，且根據(jù)所確定的光的類型來操作。
所述顯示裝置可以具有控制功能，當不需要用于獲取坐標信息的發(fā)光單元的操作時能夠停止用于獲取坐標信息的發(fā)光單元的操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種用于驅(qū)動顯示裝置的方法。所述顯示裝置包括顯示單元，包括多個顯示元件和光^r測元件；發(fā)光單元，包括用于獲取坐標信息的發(fā)光元件。所述顯示裝置處理通過使用所述光檢測元件并檢測從所述發(fā)光單元發(fā)出的光而獲取的檢測信號，以便獲取所述坐標信息。
所述方法包括步驟使得發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā)光時段期間發(fā)光且在發(fā)光停止時段期間停止發(fā)光。在信號發(fā)光時段期間，基頻被疊加在用作坐標信息的信號上，且所述發(fā)光元件發(fā)光。
根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，一種電子裝置包括顯示裝置。所述顯示裝置包括顯示單元，包括多個顯示元件和光檢測元件；發(fā)光單元，包括發(fā)光以便獲取坐標信息的發(fā)光元件；第一控制單元，被配置以控制所述發(fā)光單元的發(fā)光元件；第二控制單元，被配置以選擇性地控制多個光檢測元件的驅(qū)動；信號處理單元，被配置以處理通過使用所述光檢測元件檢測從所述發(fā)光單元發(fā)出的光而獲得的檢測信號并獲取所述坐標信息；以及時鐘生成單元，被配置以向所述信號處理單元和所述第一和第二控制單元提供基頻。所述第一控制單元使得所述發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā)光時^殳期間發(fā)光且在發(fā)光停止時段期間停止發(fā)光，且其中，在所述信號發(fā)光時段期間，所述第一控制單元將所述基頻疊加在用作所述坐標信息的信號上，且^f吏得所述發(fā)光單元的發(fā)光元件發(fā)光。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一控制單元使得發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā) 光時段期間發(fā)光，且在發(fā)光停止時段期間停止發(fā)光，且在信號發(fā)光時段期間，第一控制單元將基頻疊加在用作坐標信息的信號上，并使得發(fā)光單元的發(fā)光
元件發(fā)光。隨后，信號處理單元處理通過使用檢測^v發(fā)光單元發(fā)出的光的光
檢測元件而獲得的檢測信號，以便獲得坐標信息。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以防止由于外部光的影響而造成的坐標信息的不正確檢測?？梢詼蚀_地檢測對象朝顯示屏幕的靠近或?qū)ο笤陲@示屏幕上的觸摸，而不進行復雜的圖像處理且不降低圖像的質(zhì)量。

圖1A和1B圖示了由在顯示元件區(qū)域中包括光敏元件的顯示裝置進行的檢測操作；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一示例實施例的圖像顯示裝置的方塊圖3是圖示根據(jù)第一示例實施例的圖像顯示裝置的示例配置的第一圖4是圖示根據(jù)第一示例實施例的圖像顯示裝置的示例配置的第二圖；圖5圖示了根據(jù)第一示例實施例的光檢測像素驅(qū)動控制單元和發(fā)光控制單元的示例配置；
圖6圖示了 X軸光檢測像素驅(qū)動單元和Y軸光檢測像素驅(qū)動單元的示例配置；
圖7圖示了根據(jù)第一示例實施例的發(fā)光單元的示例配置；圖8圖示根據(jù)第一示例實施例的時鐘生成單元的示例配置；圖9是圖8所示的時鐘生成單元的時序圖；圖10圖示了根據(jù)第一示例實施例的信號處理單元的示例配置；圖ll是當發(fā)光控制單元生成信號LED一Sig時的時序圖；圖12是當發(fā)光控制單元生成信號LED一En時的時序圖；圖13圖示了其中手指觸摸圖像顯示單元的光檢測像素中的四個的情況；圖14是用于X值的第O位的X軸光檢測像素驅(qū)動單元的時序圖；圖15圖示了根據(jù)第一示例實施例的平板顯示裝置的光學系統(tǒng)；圖16是當從信號處理單元輸出觸摸信號時的時序圖；圖17圖示了根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例的圖像顯示裝置；圖18是圖示在第二示例實施例中檢測的觸摸信號的例子的圖；圖19圖示了在發(fā)光信號LED_Sig中包括的值和被輸出作為觸摸信號的值的圖樣；
圖20圖示了在發(fā)光信號LED_Sig中包括的值和被輸出作為觸摸信號的值的具體例子；
圖21圖示了根據(jù)本發(fā)明的第三示例實施例的圖像顯示裝置的X軸光檢
測像素驅(qū)動單元和Y軸光檢測像素驅(qū)動單元的示例配置；
圖22圖示了根據(jù)第三示例實施例的發(fā)光單元的示例配置；
圖23是當代替由手指觸摸^v光筆向區(qū)域發(fā)光時的時序圖24圖示了根據(jù)本發(fā)明第四示例實施例的發(fā)光單元的示例配置；
圖25是圖示用于生成由根據(jù)第四示例實施例的發(fā)光單元使用的時鐘的
時鐘生成單元的示例配置的圖26圖示了根據(jù)第四示例實施例的信號處理單元的示例配置；
圖27是圖示根據(jù)本發(fā)明第五示例實施例的數(shù)碼相機的示例配置的方塊
圖28是上述實施例之一適用的電視機的透視圖；圖29A和29B是上述實施例之一適用的數(shù)碼相才幾的透3見圖；圖30是上述實施例之一適用的膝上個人計算機的透視圖；圖31是上述實施例之一適用的視頻攝像機的透視圖；以及圖32A到32G是圖示上述實施例之一適用的移動終端設(shè)備(例如手機) 的透一見圖。
具體實施例方式
以下參考附圖描述本發(fā)明的各種示例實施例。第一示例實施例
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一示例實施例的圖像顯示裝置的示例配置的方塊圖。
圖像顯示裝置D包括圖像顯示單元1、源極驅(qū)動器單元2、柵極驅(qū)動器單元3、 X軸光檢測像素驅(qū)動單元4、 Y軸光檢測〗象素驅(qū)動單元5、發(fā)光單元 6、控制單元7、信號處理單元8和時鐘生成單元10。
圖像顯示單元1包括以矩陣布置的顯示像素120和光檢測像素140。圖3和4圖示了^^艮據(jù)本實施例的圖^f象顯示單元1的示例配置。圖3和4 所示的配置基本上相同。但是，光檢測元件的類型不同。
顯示像素120的結(jié)構(gòu)
如圖3和4所示，顯示像素120的每個包括薄膜晶體管(TFT) 121、輔助電容器122、和像素電極123。顯示像素120還包括凈皮布置在形成于TFT 121 的一端的像素電極123和相對電極之間的液晶層。顯示像素120形成在平行地垂直布置的源極信號線124和平行地水平布置的4冊極信號線125之間的交叉處或在交叉處附近。
輔助電容器122的一個電招j皮連接到TFT 121的漏才及和像素電極123, 而另一電極被連接到公共信號線126。
光檢測像素140的結(jié)構(gòu)
如圖3和4所示，光檢測^象素140的每個包括光檢測元件141和X軸輸出選擇晶體管142。例如，如圖3所示，光電二4及管141A^皮用作光檢測元件141?；蛘?，如圖4所示，光電晶體管141B^C用作光檢測元件141。
X軸輸出選擇晶體管142選擇性地向光檢測像素X軸輸出信號線143輸出光4全測元件141的輸出。光4全測元件141的一個端浮皮連4^到光4全測1象素電源線144。
圖3圖示了其中使用光電二極管141A作為光檢測元件141的圖像顯示單元1，而圖4圖示了其中使用光電晶體管141B作為光檢測元件141的圖像顯示單元1。
對于每個顯示像素120,源極信號線124之一和4冊極信號線125之一凈皮連接到顯示像素120。源極信號線124被連接到TFT 121的源極。源極信號線124的一端被連接到驅(qū)動該源極的源極驅(qū)動器單元2。柵極信號線125被
連接到TFT 121的柵極。柵極信號線125的一端被連接到驅(qū)動該柵極的柵極驅(qū)動器單元3。
光檢測像素X軸輸出信號線143和光檢測像素電源線144在水平方向上被配線到每個光4企測^象素120。 X軸光4企測像素控制線145在垂直方向上4皮配線到光檢測像素140的每個。光檢測像素X軸輸出信號線143的一端和光檢測像素電源線144的一端被連接到Y(jié)軸光檢測-像素驅(qū)動單元5。 X軸光檢測像素控制線145被連接到X軸輸出選擇晶體管142的柵極。X軸光檢測像素控制線145的一端被連接到X軸光檢測像素驅(qū)動單元4。
光檢測像素140的布置
光檢測像素140不一定被布置以便以——對應的方式來對應于顯示像素 120,而是可以與顯示像素的數(shù)量無關(guān)地獨立布置。
如在第二示例實施例中更詳細地描述的，光檢測像素140可以被安置在于顯示像素區(qū)域外安置的黑掩模(blackmask)之下。
另外，顯示像素120不局限于液晶元件，而可以是發(fā)光元件，諸如電致發(fā)光(EL)元件。
源極驅(qū)動器單元2具有將輸入的數(shù)字像素數(shù)據(jù)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換為適合于驅(qū)動顯示元件的模擬電壓的能力?；蛘?，源極驅(qū)動器單元2可以具有輸出用于進行脈寬調(diào)制(PWM)的數(shù)字信號的能力。在這種情況下，源極驅(qū)動器
單元2具有如下配置數(shù)字數(shù)據(jù)以脈沖信號的形式凈皮應用于源極信號線124。因此，可以消除D/A轉(zhuǎn)換電路的必要性。
柵極驅(qū)動器單元3順序地選擇柵極信號線125之一，并與源極驅(qū)動器單元2同步地向顯示像素120寫入圖像數(shù)據(jù)。
在控制單元7的控制下，X軸光檢測像素驅(qū)動單元4驅(qū)動X軸光檢測像素控制線145以便將光檢測像素140的光檢測元件141的檢測結(jié)果讀入光檢測像素X軸輸出信號線143。
如圖3和4所示，X軸光檢測像素驅(qū)動單元5內(nèi)置有Y軸輸出選擇晶體管146。
Y軸輸出選擇晶體管146的一端被連接到光檢測像素X軸輸出信號線 143，而另一端被連接到光檢測像素輸出信號線148。 Y軸輸出選擇晶體管146 的柵極被連接到Y(jié)軸光檢測像素控制線147。
在控制單元7的控制下，Y軸光檢測像素驅(qū)動單元5經(jīng)由光檢測像素輸出信號線148把被讀入到光檢測像素X軸輸出信號線143的光檢測元件141 的檢測結(jié)果供應到信號處理單元8。
在控制單元7的控制下，發(fā)光單元6使得發(fā)光元件在信號發(fā)光時段期間發(fā)光，并在信號不發(fā)光時段期間停止發(fā)光。在信號發(fā)光時段期間，基頻被疊加在信號上，且發(fā)光。注意，例如，基頻是除了由逆變器照明器件生成的頻率以外的頻率。
控制單元7控制源極驅(qū)動器單元2和柵極驅(qū)動器單元3以便驅(qū)動顯示像素120。另外，控制單元7控制X軸光檢測像素驅(qū)動單元4和Y軸光檢測像素驅(qū)動單元5，以便驅(qū)動光檢測像素140。另外，控制單元7控制從發(fā)光單元 6的發(fā)光。
信號處理單元8接收Y軸光檢測像素驅(qū)動單元5的輸出和輸出作為輸出信號形式的信號處理結(jié)果。注意，在本例子中，該信號表示坐標信息。所有位全"0"或全"1"的位樣式的信號不用于坐標信息。
時鐘生成單元10向每個塊供應時鐘SysClk 1020和時鐘4SysClk 1040。
電源單元(未示出)向每個塊供應驅(qū)動功率。
首先描述控制單元7、 X軸光檢測像素驅(qū)動單元4、 Y軸光檢測像素驅(qū)動單元5、發(fā)光單元6、時鐘生成單元10、和信號處理單元8的示例配置和功能，且P逭后，描述預定操作。
如圖2所示，控制單元7包括顯示信息控制單元11、用作第二控制單元的光檢測像素驅(qū)動控制單元12、和用作第一控制單元的發(fā)光控制單元13。
控制單元7的像素信息控制單元11使用像素數(shù)據(jù)線和控制信號線來控制源極驅(qū)動器單元2和柵極驅(qū)動器單元3?？刂茊卧?的光檢測像素驅(qū)動控制單元12控制X軸光檢測像素驅(qū)動單元4和Y軸光#企測<象素驅(qū)動單元5?？?制單元7的發(fā)光控制單元13控制發(fā)光的發(fā)光單元6。
圖5圖示了根據(jù)本實施例的控制單元7的光檢測像素驅(qū)動控制單元12和發(fā)光控制單元13的示例配置。
如圖5所示，光檢測像素驅(qū)動控制單元12包括坐標位數(shù)生成單元1210、 X坐標生成單元1220、 Y坐標生成單元1230。
坐標位數(shù)生成單元1210包括坐標位數(shù)寄存器1211,其確定一個像素的位的數(shù)量；以及模j計數(shù)器1212，其當位的確定數(shù)量為j時計數(shù)到j(luò)。
坐標位數(shù)寄存器1211由微計算機(未示出)或開關(guān)構(gòu)成。由時鐘生成單元10生成的時鐘4SysClk 1040被供應到模j計數(shù)器1212的時鐘端。模j計數(shù) 器1212計數(shù)時鐘4SysClk 1040的輸入，并向X軸光才企測^象素驅(qū)動單元4和Y 軸光檢測像素驅(qū)動單元5輸出載波信號bCa 1240。
X坐標生成單元1220包括水平光檢測像素寄存器1221,其確定水平光檢測像素的數(shù)量；以及模n計數(shù)器1222,其當所確定的水平光檢測像素的數(shù)量為n時計數(shù)到n。水平光檢測像素寄存器1221由微計算機(未示出)或開關(guān)構(gòu)成。
由時鐘生成單元10生成的時鐘4 SysClk 1040被供應到模n計數(shù)器1222，其計數(shù)來自模j計數(shù)器1212的載波信號bCa 1240的輸入。模n計數(shù)器1222 輸出X軸坐標信息1250和載波信號1223作為計數(shù)信息。模n計數(shù)器1222 向X軸光檢測像素驅(qū)動單元4輸出X軸坐標信息1250。
Y坐標生成單元1230包括垂直光4企測像素寄存器1230，其確定垂直光檢測像素的數(shù)量；和模m計數(shù)器1232,其當垂直光檢測像素的確定數(shù)量為 m時計lt到m。
垂直光檢測像素寄存器1231由微計算機(未示出)或開關(guān)(未示出)構(gòu)成。
由時鐘生成單元10生成的時鐘4 SysClk 1040被供應到模m計數(shù)器 1232，其計數(shù)從模n計數(shù)器1222輸入的載波信號1223。模m計數(shù)器1232輸出Y軸坐標信息1260和載波信號1233作為計數(shù)信息。模m計數(shù)器1232向Y軸光檢測像素驅(qū)動單元5輸出Y軸坐標信息1260。
從載波信號bCa 1240和模n計數(shù)器1222的載波信號1223生成載波信號 1233。
雖然參考計數(shù)器描述了生成該信息的方法，但該方法不局限于此。例如，
可以使用微計算機來生成該信息。
如圖5所示，發(fā)光控制單元13包括坐標信息轉(zhuǎn)換單元1310、移位寄存器單元1320、和間歇(intermittent)信號生成單元1330。
坐標信息轉(zhuǎn)換單元1310包括遞增1處理單元1311和1312。遞增1處理單元1311包括D觸發(fā)器FF1。遞增1處理單元1311接收由光檢測像素驅(qū)動控制單元12生成的X軸坐標信息1250,并把X軸坐標信息1250遞增1。遞增1處理單元1311保持與時鐘4 SysClk 1040同步地遞增1的值。遞增1處理單元1311然后向移位寄存器單元1320輸出所保持的值作為X值1313。
遞增1處理單元1312內(nèi)置有D觸發(fā)器FF2。遞增1處理單元1312接收由光^^'H象素驅(qū)動控制單元12生成的Y軸坐標信息1260,并對Y軸坐標信息1260遞增1。遞增1處理單元1312保持與時鐘4 SysClk 1040同步地遞增 1的值。遞增1處理單元1312然后向移位寄存器單元1320輸出所保持的值作為Y值1314。
但是，用于生成X值1313和Y值1314的方法不局限于上述遞增1方法。例如，可以使用采用查找表的轉(zhuǎn)換方法。另外，微計算機可以生成X值1313 和Y值1314。
可以使用除了當所有位是"0"或"1"時以外的任何值。當所有位是"0" 時，指示不檢測坐標信息的情況，且當所有位是"1"時，指示由逆變器照明器件生成的值。
移位寄存器單元1320包括移位寄存器1321。移位寄存器1321具有通過相加水平光檢測像素的數(shù)量n和垂直光檢測像素的數(shù)量m而獲得的位數(shù)。
移位寄存器1321接收由光檢測像素驅(qū)動控制單元12生成的載波信號 bCa 1240。載波信號bCa 1240用作輸入鎖存信號。移位寄存器1321與輸入鎖存信號同步地取得和鎖存(latch)X值1313和Y值1314。移位寄存器1321 使用從時鐘生成單元10輸出的時鐘4SysClk 1040以便輸出被鎖存的數(shù)據(jù)。因此，移位寄存器1321輸出信號LED—Sig 1340。
當取得數(shù)據(jù)時，允許數(shù)據(jù)的位的任何布置，只要該布置與預先從信號處理單元8輸出的觸摸信號相關(guān)。在圖5中，在最低有效位中放入X值1313, 且在最高有效位中》文入Y值1314。順序地從X值1313的第一位輸出這些位。間歇信號生成單元1330包括間歇數(shù)量寄存器1331,其確定間歇時段的數(shù)量；模k計數(shù)器1332，其當間歇時段的數(shù)量為k時計數(shù)到k;以及D觸發(fā)器1334,其定義移位寄存器1321的輸出時序為間歇信號生成單元1330的輸出時序。
間歇數(shù)量寄存器1331由微計算機(未示出)或開關(guān)(未示出)構(gòu)成。
由時鐘生成單元10生成的時鐘4SysClk 1040被供應到模k計數(shù)器1332 的時鐘端。模k計數(shù)器1332計數(shù)從光檢測像素驅(qū)動控制單元12的模m計數(shù) 器1232接收的載波信號1233的輸入，并輸出載波信號1333。
為了與移位寄存器1321同步地操作，D觸發(fā)器1334接收載波信號被bCa 1240作為時鐘信號。D觸發(fā)器1334進一步接收從模k計數(shù)器1332輸出的載波信號1333,以便向發(fā)光單元6輸出信號LED—En 1350。
信號LED—En 1350被用于當4金測光時減少發(fā)光元件單元630的功耗。因此，參考計數(shù)器來描述了用于生成信號LED—Enl350的方法。但是，本實施例不局限于使用計數(shù)器的方法?？梢允褂美缡褂梦⒂嬎銠C的任何其他方法。
另外，雖然參考其中對于每k次進行一次操作的方法來描述了上述實施例，但可以對于每k次進行多次操作。
光檢測像素驅(qū)動單元的配置
圖6圖示了根據(jù)本實施例的X軸光檢測像素驅(qū)動單元4和Y軸光檢測像素驅(qū)動單元5的示例配置。
如圖6所示，X軸光檢測像素驅(qū)動單元4包括解碼單元410、鎖存單元 420、 X軸光檢測^象素驅(qū)動信號生成單元430、和光檢測^象素驅(qū)動間間隙生成單元(light detection pixel drive inter-gap generating unit) 440。
解碼單元4io包括解碼器411和D觸發(fā)器單元412。
解碼器411接收光檢測像素驅(qū)動控制單元12的X軸坐標信息1250作為輸入信號。然后，解碼器411向D觸發(fā)器單元412輸出解碼結(jié)果Decode一xO 到Decode一xn。
D觸發(fā)器單元412包括n個D觸發(fā)器。D觸發(fā)器的每個接收從時鐘生成單元10輸出的時鐘4SysClk 1040作為時鐘輸入。另夕卜，D觸發(fā)器的每個與時鐘4SysClk 1040同步地向鎖存單元420輸出解碼器411的輸出Decode—x0到 Decode—xn中對應的一個，作為輸出信號D_x0到D_xn中對應的一個。
鎖存單元420包括D觸發(fā)器單元421。 D觸發(fā)器單元421包括n個D觸發(fā)器。為了與發(fā)光控制單元13的移位寄存器1321同步地操作，D觸發(fā)器的每個接收光檢測像素驅(qū)動控制單元12的載波信號bCa 1240作為時鐘輸入。另夕卜，D觸發(fā)器的每個接收D觸發(fā)器單元412的輸出D一x0到D—xn中對應的一個，并與載波信號bCa 1240同步地向X軸光檢測像素驅(qū)動信號生成單元 430輸出信號L—D—x0到L_D—xn中對應的一個。
X軸光檢測像素驅(qū)動信號生成單元430包括多個NOT元件431和多個 AND元件432。 NOT元件431的一個和AND元件432的一個形成一對，以便形成n對。
NOT元件431接收從光檢測像素驅(qū)動間間隙生成單元440輸出的間隙信號444作為輸入信號。NOT元件431的每個的輸出被連接到AND元件432 的對應的一個的兩個輸入之一。AND元件432的另一輸入接收從D觸發(fā)器單元421輸出的信號L—D—x0到L—D—xn中對應的一個。n個AND元件432的輸出^皮輸出到n個X軸光檢測像素控制線450-1到450-n。
光檢測像素驅(qū)動間間隙生成單元440包括D觸發(fā)器441、 NOT元件442、和AND元件443。
D觸發(fā)器441接收從時鐘生成單元10輸出的時鐘SysClk 1020作為輸入同步時鐘信號。另外，D觸發(fā)器441接收從光檢測像素驅(qū)動控制單元12輸出的載波信號bCa 1240。 D觸發(fā)器441的輸出被連接到AND元件443的輸入之一》
NOT元件442接收載波信號bCa 1240作為輸入信號。NOT元件442的輸出被連接到AND元件443的另一輸入。
AND元件443對D觸發(fā)器441的輸出和NOT元件442的輸出進行邏輯 AND操作，以便生成間隙信號444。然后，AND元件443向X軸光檢測4象素驅(qū)動信號生成單元430的多個NOT元件431供應所生成的間隙信號444。另外，該間隙信號444被供應給Y軸光檢測像素驅(qū)動單元5。
如圖6所示，Y軸光檢測^象素驅(qū)動單元5包括解碼單元510、鎖存單元 520、 Y軸光檢測像素驅(qū)動信號生成單元530、和光纟企測像素X軸輸出信號線選擇單元540。解碼單元510包括解碼器511和D觸發(fā)器單元512。
解碼器511接收光檢測^f象素驅(qū)動控制單元12的Y軸坐標信息1260作為輸入信號。然后，解碼器511向D觸發(fā)器單元512輸出解碼結(jié)果Decode—y0 到Decod—ym。
D觸發(fā)器單元512包括m個D觸發(fā)器。D觸發(fā)器的每個接收從時鐘生成單元10輸出的時鐘4SysClk 1040作為輸入時鐘信號。另夕卜，D觸發(fā)器的每個與時鐘4SysClk 1040同步地向鎖存單元520輸出解碼器511的輸出Decode_yO 到Decod_ym中對應的一個，作為信號D—y0到D—ym中對應的一個。
鎖存單元520包括D觸發(fā)器單元521。 D觸發(fā)器單元521包括n個D觸發(fā)器。為了與發(fā)光控制單元13的移位寄存器1321同步地操作，D觸發(fā)器的每個接收光4企測像素驅(qū)動控制單元12的載波信號bCa 1240作為輸入時鐘信號。另外，D觸發(fā)器的每個接收D觸發(fā)器單元512的輸出D—y0到D_ym中對應的一個，并與載波信號bCa 1240同步地向Y軸光^r測像素驅(qū)動信號生成單元530輸出信號L—D—y0到L—D一ym中對應的一個。
Y軸光4全測<象素驅(qū)動信號生成單元530包括多個NOT元件531和多個 AND元件532。 NOT元件531之一和AND元件532之一形成一對以-便形成 m對。
NOT元件531接收從光檢測像素驅(qū)動間間隙生成單元440輸出的間隙信號444作為輸入信號。NOT元件531的每個的輸出被連接到AND元件532 的對應的一個的兩個輸入之一。AND元件532的另一輸入接收從D觸發(fā)器單元521輸出的信號L—D_x0到L_D_xn中對應的一個。M個AND元件532的輸出被輸出到m個Y軸光檢測像素控制線147。
光檢測像素X軸輸出信號線選擇單元540包括m個開關(guān)元件(Y軸輸出選擇晶體管)146。 m個開關(guān)元件的柵極被連接到m個Y軸光檢測像素控制線147 ( 147-1、 147-2……147-m)。開關(guān)元件146的每個的一端被連接到圖像顯示單元1的光檢測像素X軸輸出信號線143-1到143-m之一(見圖3和4 )。開關(guān)元件146的每個的另一端被連接到圖像顯示單元1的光檢測像素輸出信號線148.
發(fā)光單元的配置
圖7圖示了根據(jù)本實施例的發(fā)光單元6的示例配置。如圖7所示，發(fā)光單元6包括載波(SysClk)疊加單元610、信號疊加單元620、發(fā)光元件單元630、和顯示發(fā)光單元640。注意，在圖7中，載波疊加單元610、信號疊加單元620、發(fā)光元件單元630由N型FET構(gòu)成。但是，可以通過任何其他方法來實現(xiàn)載波疊加單元610、信號疊加單元620、和發(fā)光元件單元630。
在該栽波疊加單元610中，使用源極跟隨器晶體管(source follower transistor)作為晶體管611。從時鐘生成單元10輸出的時鐘SysClk 1020被輸入到晶體管611的柵極。晶體管611的源極經(jīng)由電阻器612被連接到地電勢 GND。晶體管611的漏極被連接到信號疊加單元620的晶體管621的源極。
信號疊加單元620包括晶體管621和AND元件622。 AND元件622的輸出4皮輸入到晶體管621的基極。晶體管621的漏極;故連接到電源。
AND元件622的輸入^皮連接到供應/人發(fā)光控制單元13輸出的信號 LED—En 1350和LED—Sig 1340的線。
發(fā)光元件單元630包括LED631、晶體管632、和電阻器633。 LED 631 的陽極被連接到電源。LED 631的陰極被連接到晶體管632的漏極。晶體管 632的基極被連接到晶體管611的源極跟隨器輸出。晶體管632的源極經(jīng)由源(source )電阻器633 ^皮連接到地電勢GND。
發(fā)光元件單元639可以包括多個LED 631，且必要時可以使用多個發(fā)光元件單元630,每個包括多個LED631。當4吏用諸如有機EL的發(fā)光元件作為發(fā)光元件單元630時，發(fā)光元件本身可以用作發(fā)光元件單元630。
由從顯示信息控制單元11輸出的顯示發(fā)光控制信號1110來控制由顯示發(fā)光單元640進行的發(fā)光。
時鐘生成單元的配置
圖8圖示了根據(jù)本實施例的時鐘生成單元10的示例配置。圖9是如圖8 所示的時鐘生成單元10的時序圖。
如圖8所示，時鐘生成單元10包括除以Q除法器1010，其將時鐘SysClk 1020除以Q。由于時鐘SysClk 1020還用作載波信號，因此比由逆變器照明器件生成的頻率高的頻率(例如，大約100到大約200kHz的頻率)被用于時鐘SysClk 1020。
在圖8和9中，作為例子，時鐘SysClk 1020被除以4。這是因為對于該塊來說，需要多于或等于通過相加時鐘SysClk 1020的周期和由X軸光檢測像素驅(qū)動單元4的光檢測像素驅(qū)動間間隙生成單元440所生成的間隙信號444 的脈寬而獲得的周期的兩倍的周期。更具體地，對于光檢測像素驅(qū)動控制單元12的坐標位數(shù)生成單元1210的時鐘，需要多于或等于通過相加系統(tǒng)時鐘 SysClk 1020的周期和間隙信號444的脈寬而獲得的周期的兩倍的周期。
通過滿足該條件，由信號處理單元8生成的觸摸信號可以與由發(fā)光控制單元13生成的信號LED—Sig 1340同樣地被恢復。在該例子中，生成間隙信號444，以便間隙信號444的一個脈沖等于系統(tǒng)時鐘SysClk 1020的一個周期。因此，生成了具有系統(tǒng)時鐘SysClk 1020的周期的兩倍的周期的時鐘2SysClk 1030,且生成了具有系統(tǒng)時鐘2SysClk 1030的周期的兩倍的周期(具有系統(tǒng) 時鐘SysClk 1020的周期的四倍的周期)的時鐘4SysClk 1040。
除以Q ( 4 )除法器1010包括D觸發(fā)器1011和D觸發(fā)器1012。
D觸發(fā)器1011 4吏用時鐘SysClk 1020作為輸入時鐘。D觸發(fā)器1011生成具有時鐘SysClk的周期的兩倍的周期的時鐘2SysClk 1030。時鐘2SysClk 1030 的反轉(zhuǎn)的輸出被輸入到D觸發(fā)器1011。
D觸發(fā)器1012使用時鐘2SysClk 1030作為輸入時鐘。D觸發(fā)器1012生成具有時鐘2SysClk 1030的周期的兩倍的周期的時鐘4SysClk 1040 (即，時鐘SysClk 1020四倍的周期)。時鐘4SysClk 1040的反轉(zhuǎn)的輸出被輸入到D觸發(fā)器1012。
雖然已經(jīng)參考了除以4的除法器來描述上述例子，如果生成大于或等于時鐘SysClk 1020的一個周期和間隙信號444的一個脈寬的和，可以4吏用任何除法器。
信號處理單元的配置
圖10圖示了根據(jù)本實施例的信號處理單元8的示例配置。
如圖10所示，信號處理單元8包括前置放大器(PreAmp)單元810、SysClk
信號提取單元820、 SysClk信號放大器單元830、 SysClk信號移除單元840、
坐標信號整形單元850、和坐標^使能信號整形單元860。
PreAmp單元810對從光檢測像素輸出信號線148輸出的信號進行電流-
電壓轉(zhuǎn)換。圖10圖示了由PreAmp單元810使用npn晶體管811進行的電流
-電壓轉(zhuǎn)換和放大的例子。晶體管811具有通過電阻器813接地的發(fā)射極。偏壓電阻器812#皮連接到晶體管811的基極。晶體管811將從光檢測像素輸出信號線148輸出的電流轉(zhuǎn)換為電壓，其被輸出到晶體管811的集電極。晶體管811的集電極被連接到電源。
SysClk信號提取單元820接收從晶體管811的集電極輸出的電壓信號，并提取SysClk時鐘信號。因此，SysClk信號提取單元820包括僅允許SysClk 信號通過的帶通濾波器(BPF) 821。
SysClk信號放大器單元830包括放大器(Amp) 831。 SysClk信號放大器單元830接收BPF 821的輸出，并放大BPF 821的輸出到可由坐標信號整形單元850識別的電平。
SysClk信號移除單元840包括低通濾波器(LPF ) 841。 SysClk信號移除單元840接收Amp831的輸出，并移除SysClk信號的頻率分量。以此方式， SysClk信號移除單元840允許坐標信號通過。
坐標信號整形單元850包括D觸發(fā)器851。坐標信號整形單元850接收 LPF 841的輸出和/人時鐘生成單元10輸出的時鐘4SysClk 1040。坐標信號整形單元850與時鐘4SysClk 1040同步地輸出觸摸信號880。
坐標使能信號整形單元860包括D觸發(fā)器861。坐標使能信號整形單元 860接收從發(fā)光控制單元13輸出的信號LED—En 1350和時鐘4SysClk 1040 作為輸入時鐘。坐標使能信號整形單元860與時鐘4SysClk 1040同步地輸出使能信號Enable 870。也就是說，時鐘4SysClk 1040用作觸摸信號880和使能信號Enable 870的同步時鐘SClk 890。
在以上描述中，例示了示例配置。重要的一點是將從光檢測像素輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓、從該信號中取得系統(tǒng)時鐘SysClk、移除系統(tǒng)時鐘SysClk 和獲取坐標信號的步驟。
如以上描述，確定了各種單元的示例配置和功能。
以下描述用于生成發(fā)光控制信號的示例操作、由光檢測像素驅(qū)動單元進行的示例操作、由信號處理單元8在觸摸信號880之前進行的示例操作。
LED—Sig的生成
接下來描述由發(fā)光控制單元13進行的生成信號LED一Sig的示例操作。圖11是當發(fā)光控制單元13生成信號LED—Sig時發(fā)光控制單元13的時序圖。
在圖5和11中，坐標位數(shù)生成單元1210的模j計數(shù)器接收由時鐘生成單元10生成的時鐘4SysClk 1040并進行向上計數(shù)(counting-up)操作直到j(luò)。
當計數(shù)到j(luò)時，模j計數(shù)器1212生成載波信號bCa 1240。如圖11所示，模j計數(shù)器1212生成從低電平(Low)到高電平(H)具有等于時鐘4SysClk 1040的一個周期的脈寬的脈沖。
X坐標生成單元1220的模n計數(shù)器1222接收時鐘4SysClk 1040作為同步時鐘。模n計數(shù)器1222進一步從模j計數(shù)器1212接收載波信號bCa 1240 作為輸入信號，并進行向上計數(shù)操作。以此方式，模n計數(shù)器1222生成Y 軸坐標信息1260和載波信號1223。
載波信號1223是具有等于時鐘4SysClk 1040的一個周期的脈寬的脈沖信號。
Y坐標生成單元1230的模m計數(shù)器1232接收時鐘4SysClk 1040作為同步時鐘。模m計數(shù)器1232進一步接收來自模j計數(shù)器1212的載波信號bCa 1240和來自模n計數(shù)器1222的載波信號1223作為輸入信號，并進行向上計凄t操作。以此方式，Y軸生成單元1230生成Y軸坐標信息1260和載波信號 1233。
載波信號1233是具有等于時鐘4SysClk 1040的一個周期的脈寬的脈沖信
發(fā)光控制單元13的坐標信息轉(zhuǎn)換單元1310用一來遞增X軸坐標信息 1250和Y軸坐標信息1260。坐標信息轉(zhuǎn)換單元1310與時鐘4SysClk 1040同步地操作以生成X值1313和Y值1314。
移位寄存器單元1320與載波信號bCa 1240的下降同步地將X值1313取 (retrieve )到其較低位中，并將Y值1314取到其較高位中。
另夕卜，與時鐘4SysClk 1040同步地，移位寄存器單元1320從從X值1313 的第O位順序地輸送X值1313和Y值1314作為LED—Sig 1340。
在輸送當前(current) X值1313和當前Y值1314之后，移位寄存器單元1320輸送下一X值1313和下一 Y值1314。
例如，如圖11所示，從移位寄存器單元1320輸送為"1"的X值1313 和為"I"的Y值1314。接下來，從移位寄存器單元1320輸送為"2"的X 值1313和為"1"的Y值1314。然后，從移位寄存器單元1320輸送為"3"的X^直1313和為"4"的Y4直1314。 LED一En的生成
接下來描述由發(fā)光控制單元13進行的用于生成信號LED—En的示例操作。
圖12是由發(fā)光控制單元13進行的LED-En信號生成的時序圖。
如圖5和12所示，間歇信號生成單元1330的模k計數(shù)器1332接收時鐘
4SysClk 1040作為同步時鐘。模k計數(shù)器1332進一步從模m計數(shù)器1232接
收載波信號1233作為輸入信號，并進行向上計數(shù)操作。以此方式，模k計數(shù)
器1332生成載波信號1333。載波信號1333具有在第k個計數(shù)期間的高電平 (H )。載波信號1333與載波信號bCa 1240同步地;故輸入到D觸發(fā)器1334。
因此，生成了信號LED—En 1350。
接下來描述用于檢測觸摸部分的示例操作。在該例子中，描述了如圖13
所示的、手指觸摸圖像顯示單元1的光檢測像素中的^個的情況。
參考圖14描述由X軸光檢測像素驅(qū)動單元4和Y軸光檢測像素驅(qū)動單
元5進行的示例操作。
圖14是X軸光檢測像素驅(qū)動單元4的針對X值的第O位的時序圖。如圖6、 13和14所示，當X軸坐標信息1250^"出值"00"時，解碼單
元410的解碼器411通過將第0位的信號線Decode—x0設(shè)置為高電平(H)
來輸出解碼結(jié)果。
此后，由于D觸發(fā)器單元412與時鐘4SysClk 1040同步地操作，因此D 觸發(fā)器單元412生成與時鐘4SysClk 1040同步的信號D—x0。由鎖存單元420 與載波信號bCa 1240同步地鎖存信號D—x0。因此，生成了信號L_D_xO。
光檢測像素驅(qū)動間間隙生成單元440從載波信號bCa 1240生成具有與時鐘4SysClk 1040的一個周期相同的脈寬的間隙信號444。
X軸光檢測^象素驅(qū)動信號生成單元430組合信號L一D一xO和間隙信號 444,以便生成要被輸入到X軸光檢測像素控制線145-1的信號。對于X軸的其他位和對于Y軸進行類似的操作。因此，生成了被輸入到X軸光檢測像素控制線145和Y軸光檢測像素控制線147的信號。
接下來描述顯示單元的光學系統(tǒng)的示例配置。圖15圖示了根據(jù)本實施例的平板顯示單元的光學系統(tǒng)。electrode ) 2004。在陣列基板2001上安置偏光器片(偏光器薄膜)2005a。在相對基板2002上安置偏光器片2005b。
可以使用熒光管、白色LED或R (紅)-G (綠)-B (藍)LED作為背光 2006的光源。從如圖7所示的顯示發(fā)光單元640發(fā)光。
同時，從發(fā)光元件單元630的光源極發(fā)出用作4企測光的光2009,且也從背光2006輸出。使得從背光2006輸出的光2009在相對基板2002上入射。由液晶層2007調(diào)節(jié)光2009。隨后，從陣列基板2001輸出光2009。
如果諸如手指的對象2008被放置在陣列基板2001上，穿過其中不出現(xiàn) 對象2008的空間的光2009以光2009a的形式直線傳^番。^f旦是，擊中對象2008 的光以2009b的形式被對象2008反射。使得光2009b入射到位于位置B上的光檢測像素140之一上。在接收該光2009b的光檢測像素140中，電荷根據(jù) 光2009b的強度和曝光時間而泄漏。
接下來，參考圖16來描述由信號處理單元8進行以便輸出觸摸信號880 的示例操作。圖16是當從信號處理單元8輸出觸4莫信號880時的時序圖。
如圖10、 13、 15和16所示，僅當信號LED—En 1350處于高電平(H) 時，才從發(fā)光單元6的發(fā)光元件單元630輸出信號LED—Sigl340。此時，發(fā) 光元件單元630將系統(tǒng)時鐘SysClk 1020疊加到信號LED—Sig 1340上，且發(fā) 光。
如果，如圖13所示，手指覆蓋了位于X-Y坐標(l, 1)、 (2, 1)、 (1, 2) 和(2， 2)的光檢測像素140,則從發(fā)光元件單元630發(fā)射的光由手指反射，且由光4企測像素140接收。
由光檢測像素140接收的光被轉(zhuǎn)換為電流值或電壓值。當X軸光檢測像素驅(qū)動單元4的X軸光檢測像素控制線145在期望的時刻具有高電平(H) 且因此X軸輸出選擇晶體管142導通時，被轉(zhuǎn)換的電流值或電壓值被傳輸?shù)?光檢測像素X軸輸出信號線143。
類似地，Y軸光檢測像素控制線147在期望的時刻具有高電平(H)，且因此，Y軸輸出選擇晶體管導通。因此，光檢測像素X軸輸出信號線143的信號電流或信號電壓被傳輸?shù)焦鈾z測像素輸出信號線148。
例如，當在坐標(1， 1)處發(fā)射信號(0101)時，X軸光檢測像素控制線145-1具有高電平(H)，且Y軸光檢測像素控制線147-1具有高電平(H)。發(fā)光元件單元630根據(jù)被疊加了系統(tǒng)時鐘SysClk 1020的信號(0101 )來發(fā)光。由例如手指反射發(fā)射的光。因此，此時生成的信號出現(xiàn)在光檢測像素輸出信號線148中。
類似地，當在坐標(2, 1)處發(fā)射信號(1001)時，X軸檢測像素控制線145-2具有高電平(H)，且Y軸光檢測像素控制線147-1具有高電平(H)。發(fā)光元件單元630#4居-故疊加了系統(tǒng)時鐘SysClk 1020的信號(1001 )來發(fā)光。由例如手指反射發(fā)射的光。因此，此時生成的信號出現(xiàn)在光檢測像素輸出信號線148中。
當光檢測像素輸出信號線148的信號是電流的形式時，該信號被轉(zhuǎn)換為電壓信號。然后，由信號處理單元8的PreAmp單元810放大和輸出該信號。
為了從自PreAmp單元810輸出的信號中檢測時鐘SysClk 1020， BPF821 提取時鐘SysClk 1020。
Amp 831將由BPF 821提取的時鐘SysClk 1020的信號》文大到可以由坐標信號整形單元850檢測的電平。
為了從自Amp 831輸出的信號移除時鐘SysClk 1020，對該信號應用LPF 841。通過使用LPF 841來移除時鐘SysClk 1020,可以取得坐標信息(0101 ) 和(1001 )。
通過與時鐘4SysClk 1040同步地保持從LPF 841輸出的信號，坐標信號整形單元850可以生成觸摸信號880。
第二示例實施例
接下來描述根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例的圖像顯示裝置。圖17圖示了根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例的圖像顯示裝置。圖18是圖示在第二示例實施例中檢測的觸摸信號的例子的圖。
不像第一示例實施例，在第二示例實施例中，光檢測像素140a (開始單元)和光檢測像素140b (結(jié)束單元)被另外提供給黑色矩陣部分101,其是圖像顯示單元1的外圍部分。
通過另外地在Y軸方向上提供開始光檢測像素140a和結(jié)束光檢測像素 140b,可以可靠地檢測Y軸信號。
由于開始光檢測像素140a和結(jié)束光檢測像素140b被直接放置在黑色矩陣部分101之下，所以一直反射從發(fā)光元件單元630發(fā)出的光。因此，發(fā)光控制單元13的坐標信息轉(zhuǎn)換單元1310向被添加到X值1313的信號提供具體值1和2。
另外，模n計數(shù)器1222用模(n+2)計數(shù)器來替換，且跳過(skip)遞增1 處理單元1311的遞增1處理。
在圖17中，由于手指觸^l莫在坐標(2， 2)處的位置，因此圖18所示的觸摸信號包括除了在Y軸方向上的開始光檢測像素140a的信號和結(jié)束光檢測像素140b的信號以外的在坐標(2， 2)處的信號。
圖19圖示了普通發(fā)光信號LED—Sig的值和被輸出為觸摸信號的值的圖樣。圖20圖示了當X軸光檢測像素的數(shù)量為640且Y軸光檢測像素的數(shù)量為480時發(fā)光信號LED—Sig的值和被輸出為觸摸信號的值的具體例子。
在該例子中，具體值1是965，且具體值2是969。使用IO位來表示X 軸坐標，且使用9位來表示Y軸坐標。具體值1和具體值2是二進制值。也就是說，具體值l=965=1111000101b,且具體值2=969=1111001001b。
通過使用較低4位的0101b或1010b,還可以進行使用"永寬比的信號處
理〇
另外，通過使用對于開始光檢測像素140a和光檢測像素140b不對稱的位串，可以可靠地識別開始光檢測像素140a和結(jié)束光4企測^象素140b。
通過使用對于開始光檢測像素140a的X軸坐標數(shù)據(jù)的具體值1,使用對于結(jié)束光檢測像素140b的X軸坐標數(shù)據(jù)的具體值2，且直接4吏用對于Y軸坐標數(shù)據(jù)的Y值，可以從觸摸信號輸出根據(jù)Y軸值的開始光檢測像素140a和結(jié)束光檢測像素140b。
在該情況下，如果觸摸在坐標(l, l)處的部分，由發(fā)光信號LED—Sig 從發(fā)光元件單元630輸出[l,l]。因此，可以檢測序列數(shù)據(jù)[l，l]或
作為在開始光檢測像素140a和結(jié)束光檢測像素140b之間的觸摸信號。
第三示例實施例
接下來描述根據(jù)本發(fā)明的第三示例實施例的圖像顯示裝置。圖21圖示根據(jù)第三示例實施例的圖像顯示裝置的X軸光檢測像素驅(qū)動單元4A和Y軸光檢測像素驅(qū)動單元5的示例配置。如圖21所示，X軸光檢測像素驅(qū)動單元4A的X軸光檢測像素驅(qū)動信號生成單元430A的配置不同于圖6所示的X軸光檢測像素驅(qū)動信號生成單元 430的配置。
在圖21中，用于發(fā)光的信號LED—Sig 1340和用于使能發(fā)光的信號 LED—En 1350被輸入到X軸光檢測像素驅(qū)動單元4A的X軸光檢測像素驅(qū)動信號生成單元430A的三輸入AND元件433的每個的兩個輸入。AND元件 433的剩余的一個輸入被連接到AND元件432的輸出。AND元件433的每個的輸出被連接到X軸光檢測像素控制線450-1到450-n中對應的一個。圖22圖示了才艮據(jù)第三示例實施例的發(fā)光單元6B的示例配置。在該第三實施例中，發(fā)光單元6B是光筆(用于直接照明的照明設(shè)備)，不是背光。因此，如圖22所示，發(fā)光單元6B沒有圖7所示的發(fā)光單元6的信號疊加單元620。
圖23是當光從光筆發(fā)射到由圖13中的手指觸摸的區(qū)域上時的時序圖。在圖23中，被輸出到X軸光檢測像素控制線450的信號可以作為信號 LED—Sig和信號LED—En的邏輯結(jié)合(logicalconjugation)來獲得。因此，信號如由X軸光檢測像素控制線(1)所示地動作，而在一個像素時段期間不維持高電平(H)。
因此，雖然X軸輸出選擇晶體管142應該在所選時段期間處于ON狀態(tài)， X軸輸出選擇晶體管142根據(jù)信號LED_Sig和信號LED一En來進行ON和 OFFICE切換操作。
由于從光檢測元件141輸出的電流或電壓由于X軸輸出選擇晶體管142 的ON/OFF操作而被傳輸或不被傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?，因此如圖23所示的信號被傳輸?shù)焦鈾z測像素輸出信號線。
但是，在信號處理單元8中，SysClk信號提取單元820僅提取時鐘SysClk 1020。因此，隨后的波形與圖16的那些相同，且因此，可以以觸摸信號的形式獲取坐標信號。
第四示例實施例
接下來描述根據(jù)本發(fā)明的第四示例實施例的圖像顯示裝置。根據(jù)第四示例實施例，X軸光4企測像素驅(qū)動單元4A具有與圖21相同的電^各配置。圖24 是圖示根據(jù)第四示例實施例的發(fā)光單元6C的示例配置的圖。發(fā)光單元6C向晶體管611的基極輸入>^人用作如圖22所示的發(fā)光高于6B 的光筆發(fā)射的光和具有與時鐘SysClk 1020的頻率不同的頻率的時鐘SysClka 1020a,如圖23所示。
圖25是圖示生成由根據(jù)第四示例實施例的發(fā)光單元6C使用的時鐘的時鐘生成單元10C的示例配置的圖。
時鐘生成單元10C具有與圖8所示的時鐘生成單元10的配置類似的配置。時鐘生成單元10C通過將具有與時鐘SysClk 1020的頻率不同的頻率的時鐘SysClka 1020a除以因子四來生成4SysClka 1040a。
圖26是圖示根據(jù)第四示例實施例的信號處理單元8C的示例配置的圖。
如圖26所示的信號處理單元8C被配置為使用兩種時鐘操作的系統(tǒng)時鐘SysClk 1020和時鐘SysClka 1020a。
在光檢測像素輸出信號線148的電流信號被轉(zhuǎn)換為電壓信號，且被 PreAmp單元810放大之后，信號流過SysClk信號提取單元820和SysClk信號提取單元820a。以此方式，可以取得時鐘SysClk 1020和時鐘SysClka 1020a。
此后，分別由下游SysClk信號移除單元840和SysClk信號移除單元840a 移除時鐘SysClk 1020和時鐘SysClka 1020a。以此方式，可以獲得坐標信號信息。
下游D觸發(fā)器861和851與時鐘4SysClk 1040同步地搮:作，且下游D觸發(fā)器861a和851a與時鐘4SysClka 1040a同步地4喿作。
以上述方式，可以同時獲得利用光筆輸入的坐標輸入和利用手指輸入的坐標輸入。
注意，在圖25中，由BPF 821a形成SysClk信號提取單元820a,且由 LPF 841a形成SysClk信號移除單元840a。
第五示例實施例
接下來描述包括根據(jù)第一到第四示例實施例的圖像顯示裝置之一的數(shù)碼相機作為第五示例實施例。
圖27是圖示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的數(shù)碼相機的示例配置的方框圖的塊。
如圖27所示，數(shù)碼相機10000包括根據(jù)上述示例實施例之一的鏡頭 10100、成像器10200、攝像機信號處理單元10300、凝/f!4幾驅(qū)動控制單元10400、信號處理單元10500、外部終端10600、電子尋^f象器(electronic viewfinder, EVF ) 10700、和顯示單元10800。
數(shù)碼相機10000進一步包括記錄介質(zhì)10900、編碼/解碼處理單元11000、記錄介質(zhì)控制單元11100、機械驅(qū)動控制單元11200、麥克風11300、音頻信號處理單元11400、和揚聲器11500。
另外，數(shù)碼相機10000包括各種操作鍵11600、微計算機11700、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM) 11800、閃存11900、同步動態(tài)隨機存儲器 (SDRAM) 12000、電源電路12100、電池12200和AC插頭12300。
使用鏡頭10100和成像器10200來捕獲圖像。然后，由控制攝像機驅(qū)動控制單元10400的攝像機信號處理單元10300將所捕獲的圖^4爭換為圖像數(shù) 據(jù)。
根據(jù)上述示例實施例，經(jīng)由信號處理單元10500和外部終端10600在外部監(jiān)視器上、在EVF 10700上、或在顯示單元10800上顯示所生成圖像數(shù)據(jù)。
另外，經(jīng)由編碼/解碼處理單元11000和記錄介質(zhì)控制單元11100在記錄介質(zhì)10900中擦除從信號處理單元10500輸出的圖像數(shù)據(jù)。
當例如，記錄介質(zhì)IO卯O是DVD時，由機械驅(qū)動控制單元11200、編碼 /解碼處理單元11000、和記錄介質(zhì)控制單元11100來操作該DVD。因此，在 DVD上存儲圖像數(shù)據(jù)。
由麥克風11300捕獲聲音，并經(jīng)由音頻信號處理單元;11400將其疊加在圖像數(shù)據(jù)上。此后，經(jīng)由外部終端10600從外部監(jiān)視器的揚聲器輸出聲音。經(jīng)由編碼/解碼處理單元11000和記錄介質(zhì)控制單元11100在記錄介質(zhì)10900 中存儲圖像數(shù)據(jù)。
另外，經(jīng)由信號處理單元10500和音頻信號處理單元11400從外部揚聲器11500輸出聲音。
可以經(jīng)由記錄介質(zhì)控制單元11100和編碼/解碼處理單元11000來取得在記錄介質(zhì)10900中存儲的圖像數(shù)據(jù)。此后，可以從信號處理單元10500在顯示單元10800或EVF 10700上顯示圖俜Jt據(jù)?；蛘撸梢?人信號處理單元 10500經(jīng)由外部終端10600在外部監(jiān)視器上顯示圖像數(shù)據(jù)。
可以經(jīng)由外部終端10600從外部監(jiān)視器的揚聲器或經(jīng)由音頻信號處理單元11400從內(nèi)部揚聲器11500輸出聲音。
用戶可以在監(jiān)視在顯示單元10800、 EVF 10700或經(jīng)由外部終端10600連接的監(jiān)視器的屏幕上顯示的圖像的同時，控制所捕獲的圖像、在記錄介質(zhì)
10900中存儲的數(shù)據(jù)或在攝像機中存儲的當前日期和時間。
可以使用操作4建11600或顯示單元10800進4亍這種控制。由孩史計算才幾 11700處理從操作鍵11600或顯示單元10800輸出的信號。指令被發(fā)送到處理塊。因此，進行包括顯示操作的各種操作。
EEPROM 11800存儲數(shù)碼相機的設(shè)置值。閃存11900存儲要由微計算機 11700執(zhí)行的程序。另外，閃存11900被用作內(nèi)部存卡者器。
SDRAM 12000被用作緩沖器存儲器。電源電路12100、電池12200和 AC插頭12300用作電源單元。
可以由微計算機11700實現(xiàn)根據(jù)上述示例實施例之一的顯示單元的光檢測顯示驅(qū)動控制單元12、發(fā)光控制單元13和時鐘生成單元10。
當數(shù)碼相機顯示正被捕獲或被捕獲的圖像時，4艮少獲取坐標信息。另夕卜，可能由用戶進行了錯誤的操作。因此，此時，停止在顯示單元10800中的發(fā) 光單元6的發(fā)光元件單元630的操作。由于微計算機11700用作發(fā)光控制單元13,可以通過將信號LED—En 1350的電平設(shè)置為4氐(L)來進行該處理。
獲取坐標信息時的時刻之一是當顯示菜單時。在這種情況下，圖像的質(zhì) 量不是重要的。因此，在這種情況下，不需要使用發(fā)出不可見光的上述發(fā)光元件。可以使用諸如有機EL元件的發(fā)出可見光的發(fā)光元件。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，可以使用亮度信號、使用廣泛使用的簡化的信號處理，來獲取坐標信息，而不受包括從逆變器照明器件發(fā)出的光在內(nèi)的外部光的干擾。另外，根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，可以實現(xiàn)最小化由另外提供的發(fā)光元件導致的功耗的增加的顯示單元。另外，顯示單元可以檢測光是從光筆發(fā)射的光還是從背光發(fā)射的反射光，且顯示單元可以同時輸出兩種坐標信息。
另外，與包括觸摸板的現(xiàn)有裝置相比，可以減少使用本發(fā)明的示例實施例的裝置的厚度和重量，而不P爭低圖像的質(zhì)量。
另外，通過提供當坐標信息不必要時停止發(fā)光單元的操作的功能，可以減少發(fā)光元件的功耗。另外，可以防止由用戶進行的錯誤操作。
另外，對于包括本發(fā)明的示例實施例之一的裝置，當獲取了坐標信息時，在某些情況下，所顯示的圖像的質(zhì)量可能低。在這種情況下，不需要發(fā)出不可見光的光源。例如，可以使用發(fā)出可見光的發(fā)光元件(白色LED或有機EU。
當獲取坐標信息且如果發(fā)出可見光的發(fā)光元件以根據(jù)示例實施例之一的上述方式操作時，總是照明的操作被改變?yōu)殚g歇照明操作。因此，可以減少功耗。另外，發(fā)光元件可能具有長的壽命。
雖然參考使用液晶單元作為顯示單元的顯示元件(電光元件)的有源矩陣液晶顯示設(shè)備描述了示例實施例，但本應用不局限于液晶顯示設(shè)備。例如，示例實施例可以被應用于各種顯示裝置，諸如使用EL元件作為像素的顯示元件的有源矩陣EL顯示裝置、等離子顯示裝置和場致發(fā)光顯示器(FED)。
根據(jù)上述示例實施例之一的顯示單元可應用于圖28到32所示的各種電子裝置。電子裝置的例子包括數(shù)碼相機、膝上個人計算機、移動終端設(shè)備、諸如手機、桌面?zhèn)€人計算機、和視頻攝像機。
另外，根據(jù)上述示例實施例之一的顯示單元可應用于顯示向其輸入的圖像信號或在其中生成的圖像信號作為靜態(tài)圖像或視頻圖像的電子裝置的顯示單元。
接下來描述應用了上述示例實施例之一的電子裝置的例子。
圖28是應用了上述示例實施例之一的電視機的透視圖。該例子的電視機
13500包括視頻顯示屏幕單元13510。視頻顯示屏幕單元13510包括前面板
13520和濾光玻璃13530。 #4居上述示例實施例之一的顯示單元#1用作—見頻顯
示屏幕單元13510。
圖29A和29B是應用了上述示例實施例之一的數(shù)碼相機的透視圖。圖
29A是從前端看去的凄t碼相機的透視圖，而圖29B是A人后端看去的數(shù)碼相枳i
的透#見圖。
該例子的數(shù)碼相機13500A包括閃光燈13511、顯示單元13512、菜單開關(guān)13513、和快門按鈕13514。通過使用根據(jù)上述示例實施例之一的顯示單元用于顯示單元13512,可以實現(xiàn)數(shù)碼相機13500A。
圖30是應用了上述示例實施例之一的膝上個人計算機的透視圖。該例子的膝上個人計算機13500B包括主體13521、當例如輸入字符時使用的4建盤13522、和顯示單元13523。通過^f吏用才艮據(jù)上述示例實施例之一的顯示單元用于顯示單元13523,可以實現(xiàn)膝上個人計算才幾13500B。圖31是應用了上述示例實施例之一的視頻攝像機的透視圖。該例子的視頻:懾像機13500C包括主體13531、安裝在前端用于捕獲對象的圖像的鏡頭13532、圖像捕獲開始/停止開關(guān)13533和顯示單元13534。通過使用根據(jù)上述示例實施例之一的顯示單元用于顯示單元13534，可以實現(xiàn) 牙見頻攝像機13500C。
圖32A到32G是圖示應用了上述示例實施例之一的移動終端設(shè)^(例如，手機)的圖。也就是說，圖32A是當翻開手機時的手機的前視圖。圖32B是當翻開手機時的手機的側(cè)視圖。圖32C是當閉合手機時的手機的前視圖。圖 32D是當閉合手機時的手機的左側(cè)視圖。圖32E是當閉合手機時的手機的右側(cè)視圖。圖32F是當閉合手機時的手機的頂部視圖。圖32G是當閉合手機時的手機的底部視圖。
該例子的手機13500D包括上蓋13541、下蓋13542、連接單元13543 (在該例子中是鉸鏈)、顯示單元13544、子顯示器13545、圖片燈13546、和攝像機13547。通過使用根據(jù)上述示例實施例之一的顯示單元用于顯示單元 13544和子顯示器13545,可以實現(xiàn)手機13500D。
本申請包含在2008年7月8日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請 JP2008-178144中公開的主題，其全部內(nèi)容被應用附于此。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，可以基于設(shè)計需要和其他因素進行各種修改、組合、子組合和變更。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括顯示單元，包括多個顯示元件和光檢測元件；發(fā)光單元，包括發(fā)光以便獲取坐標信息的發(fā)光元件；第一控制單元，被配置以控制所述發(fā)光單元的發(fā)光元件；第二控制單元，被配置以選擇性地控制多個光檢測元件的驅(qū)動；信號處理單元，被配置以處理通過使用所述光檢測元件檢測從所述發(fā)光單元發(fā)出的光而獲得的檢測信號并獲取所述坐標信息；以及時鐘生成單元，被配置以向所述信號處理單元和所述第一和第二控制單元提供基頻；其中，所述第一控制單元使得所述發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā)光時段期間發(fā)光且在發(fā)光停止時段期間停止發(fā)光，且其中，在所述信號發(fā)光時段期間，所述第一控制單元將所述基頻疊加在用作所述坐標信息的信號上，且使得所述發(fā)光單元的發(fā)光元件發(fā)光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的顯示裝置，其中，所述基頻是除了由逆變器照明器件生成的頻率以外的頻率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的顯示裝置，其中，生成所述坐標信息以便排除其中所有位為"0"或所有位為"1"的位樣式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一個的顯示裝置，其中，所述第二控制單元與在從所述發(fā)光單元的發(fā)光元件發(fā)出的信號中包含的坐標信息同步地選擇所述光檢測元件之一。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一個的顯示裝置，其中，所述信號處理單元從所述檢測信號抽取具有基頻的分量，并通過從所述檢測信號移除該具有基頻的分量來獲取所述坐標信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任何一個的顯示裝置，其中，所述第二控制單元通過設(shè)置間隙時段使得從所述光檢測元件輸出的信號不重疊，來選擇所述光4企測元件之一。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的顯示裝置，其中，所述第二控制單元使用下述周期來生成所述坐標信息，該周期大于或等于基頻的一個周期與所述間隙時段的和的兩倍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任何一個的顯示裝置，其中，所述光檢測元件被安置在所述顯示單元的黑色矩陣部分中，且當檢測到來自黑色矩陣部分的反射光時生成所述坐標信息，以便指示所檢測的反射光是來自所述黑色矩陣部分的光。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任何一個的顯示裝置，其中，用于獲取所述坐標信息的發(fā)光單元包括用于直接照明的發(fā)光元件，且控制所述發(fā)光單元的發(fā)光元件的所述第一控制單元使得所述發(fā)光元件以基頻發(fā)光，且其中，選擇性地控制多個光檢測元件的驅(qū)動的所述第二控制單元與從發(fā)光元件發(fā)出的信號中包含的坐標信息同步地在信號檢測時段期間選擇要被驅(qū)動的光檢測元件之一，在發(fā)光停止時段期間停止從發(fā)光元件的發(fā)光，且與用作坐標信息的信號同步地操作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的顯示裝置，還包括背光，其發(fā)射顯示光到所述顯示單元上；其中，所述顯示單元使用多個基頻，且包括多個信號處理單元，該多個信號處理單元的每個對應于所述基頻之一，且其中，所述顯示裝置確定所接收的光是來自背光的反射光還是來自用于直接照明的發(fā)光元件的透射光，且根據(jù)所確定的光的類型來操作。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任何一個的顯示裝置，其中，所述顯示裝置具有控制功能，能夠在不需要用于獲取坐標信息的發(fā)光單元的操作時停止該用于獲取坐標信息的發(fā)光單元的操作。
12. —種用于驅(qū)動顯示裝置的方法，所述顯示裝置包括顯示單元，包括多個顯示元件和光檢測元件；發(fā)光單元，包括用于獲取坐標信息的發(fā)光元件；所述顯示裝置處理通過使用所述光檢測元件并檢測/人所述發(fā)光單元發(fā)出的光而獲取的檢測信號，以便獲取所述坐標信息，所述方法包括步驟使得發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā)光時段期間發(fā)光且在發(fā)光停止時段期間停止發(fā)光；其中，在信號發(fā)光時段期間，將基頻疊加在用作所述坐標信息的信號上，且所述發(fā)光元件發(fā)光。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述基頻是除了由逆變器照明器件生成的頻率以外的頻率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其中，當選擇所述光檢測元件之一時，設(shè)置間隙時段以便從所述光檢測元件輸出的信號不重疊，且其中，使用下述周期來生成所述坐標信息，該周期大于或等于基頻的一個周期與所述間隙時段的和的兩倍。
15. —種電子裝置，包括顯示裝置，所述顯示裝置包括顯示單元，包括多個顯示元件和光檢測元件；發(fā)光單元，包括發(fā)光以便獲取坐標信息的發(fā)光元件；第一控制單元，被配置以控制所述發(fā)光單元的發(fā)光元件；第二控制單元，被配置以選擇性地控制多個光檢測元件的驅(qū)動；信號處理單元，被配置以處理通過使用所述光檢測元件檢測從所述發(fā)光單元發(fā)出的光而獲得的檢測信號并獲取所述坐標信息；以及時鐘生成單元，被配置以向所述信號處理單元和所述第一和第二控制單元提供基頻；其中，所述第一控制單元使得所述發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā)光時段期間發(fā)光且在發(fā)光停止時段期間停止發(fā)光，且其中，在所述信號發(fā)光時段期間，所述第一控制單元將所述基頻疊加在用作所述坐標信息的信號上，JU吏得所述發(fā)光單元的發(fā)光元件發(fā)光。
全文摘要
一種顯示裝置，包括顯示單元，包括多個顯示元件和光檢測元件；發(fā)光單元，包括發(fā)光以便獲取坐標信息的發(fā)光元件；第一控制單元，被配置以控制發(fā)光單元的發(fā)光元件；第二控制單元，被配置以選擇性地控制多個光檢測元件的驅(qū)動；信號處理單元，被配置以處理通過使用光檢測元件檢測從發(fā)光單元發(fā)出的光而獲得的檢測信號并獲取所述坐標信息；以及時鐘生成單元，被配置以向信號處理單元和第一和第二控制單元提供基頻。第一控制單元使得發(fā)光單元的發(fā)光元件在信號發(fā)光時段期間發(fā)光且在發(fā)光停止時段期間停止發(fā)光，且其中，在信號發(fā)光時段期間，第一控制單元將基頻疊加在用作坐標信息的信號上，且使得發(fā)光單元的發(fā)光元件發(fā)光。
文檔編號G09G3/20GK101625827SQ20091014013
公開日2010年1月13日申請日期2009年7月8日優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者沖野一則申請人:索尼株式會社

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