專利名稱：帶光輸入功能的顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有光輸入功能的顯示器件，其中的光輸入功能是通過(guò)使例如來(lái)自光筆之類的光源的光線照亮顯示屏來(lái)輸入信息的。用該顯示器件探測(cè)由光線照亮的顯示屏上的照亮位置信息或者接觸位置信息。更具體地，通過(guò)解釋以下描述的實(shí)施方案，本發(fā)明即會(huì)清楚。
(2)背景技術(shù)近來(lái)，液晶顯示器件被廣泛地用作各種設(shè)備的顯示器件，諸如移動(dòng)電話或筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)。液晶顯示器件配置有一個(gè)陣列基片一在這個(gè)基片之上的多個(gè)掃描線和多個(gè)信號(hào)線之間的交叉部分排列著包括薄膜晶體管(TFT)、液晶電容器和輔助電容器在內(nèi)的液晶像素部分，以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)掃描線和信號(hào)線的驅(qū)動(dòng)電路。然而，最近以來(lái)，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展以及改進(jìn)的處理技術(shù)投入實(shí)際運(yùn)用，驅(qū)動(dòng)電路的一部分也做到了基片上，并試圖減小液晶顯示器件的大小和重量。
另一方面，有人提議把在其陣列基片上排列著具有取像功能的接觸型區(qū)域傳感器的液晶顯示器件用作帶有光輸入功能的顯示器件。這種類型的具有光輸入功能的常規(guī)顯示器件包括配置有液晶像素部分的顯示裝置和由光敏二極管形成的感光裝置，其中的液晶像素部分布置在多個(gè)掃描線和多個(gè)信號(hào)線之間的交叉部分。在感光裝置中，連接到光敏二極管的電容器中的電荷量根據(jù)光敏二極管所接收的光量而變化。因此，顯示器件可以取得圖像，因?yàn)閳D像數(shù)據(jù)可以通過(guò)探測(cè)交叉部分處的多個(gè)電容器上的電壓來(lái)形成。
有了具有光輸入功能的顯示器件后，提出了一種用于以通過(guò)一次圖像處理操作在多個(gè)圖像攝取條件下所獲得的圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)達(dá)到對(duì)應(yīng)于入射光線的照射強(qiáng)度的多灰度圖像數(shù)據(jù)(multi-gradation image data)的方法。
又，提出了一種在一個(gè)圖像在通過(guò)將一個(gè)圖像攝取框插入被用來(lái)顯示圖像的顯示框之間的方式來(lái)顯示圖像時(shí)取得一圖像的方法。借助上述方法，例如，一種筆型光源可以通過(guò)用該筆型光源照射顯示屏的方式用作顯示裝置的坐標(biāo)輸入設(shè)備。提出了用于以上目的的坐標(biāo)計(jì)算算法或輕擊探測(cè)算法(參見日本特許公開2002-182839)。
(A1)在具有光輸入功能的常規(guī)顯示器件中，因?yàn)榫哂性谥圃爝^(guò)程中引起或產(chǎn)生的點(diǎn)狀瑕疵或線狀瑕疵的圖像數(shù)據(jù)是原封不動(dòng)地輸出到外部的，就有必要執(zhí)行一個(gè)借助外部集成電路對(duì)瑕疵進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膱D像處理運(yùn)算。為了執(zhí)行圖像處理運(yùn)算，一般要求在集成電路中提供有相當(dāng)于若干行圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)器，因此，就出現(xiàn)了集成電路的規(guī)模變大、其成本升高的問(wèn)題。
如果不用外部集成電路來(lái)執(zhí)行補(bǔ)償過(guò)程，就有必要只選擇使用那些其光輸入功能沒(méi)有這種瑕疵的顯示器件。其結(jié)果是，出現(xiàn)了制造成品率降低的問(wèn)題。
(B1)又，在具有光輸入功能的顯示器件中，例如，當(dāng)坐標(biāo)是通過(guò)用光筆之類的光源照射來(lái)輸入時(shí)，出現(xiàn)了難以確定光筆的筆尖是否處于與顯示屏相接觸的問(wèn)題，因?yàn)楣庠词冀K是通著電的。為了解決上述問(wèn)題，可以考慮一種在筆尖上固定上一個(gè)開關(guān)并且只有在處于接觸時(shí)才使光源通電的方式來(lái)確定接觸/非接觸狀態(tài)的方法。然而，用這種方法難以實(shí)現(xiàn)流暢的書寫感覺(jué)。
(3)發(fā)明內(nèi)容(A2)本發(fā)明的目的是提供一種具有光輸入功能的顯示器件，其中由于點(diǎn)狀瑕疵或線狀瑕疵而局部丟失的部分得以補(bǔ)償、外部集成電路的電路規(guī)模的增長(zhǎng)及成本的升高得以抑制、制造成品率得以提高。
(B2)本發(fā)明的目的是提供一種具有光輸入功能、能夠在無(wú)需給光源上固定一個(gè)確定接觸/非接觸狀態(tài)的開關(guān)的情況下即可充分地確定光輸入/非輸入(即接觸/非接觸狀態(tài))的顯示器件。
(C2)本發(fā)明的目的是提供一種具有光輸入功能、能夠?qū)τ捎邳c(diǎn)狀瑕疵或線狀瑕疵的存在而局部丟失的部分進(jìn)行補(bǔ)償并可充分地確定光輸入/非輸入(即接觸/非接觸狀態(tài))的顯示器件。
(A3)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種顯示器件，該器件包括多條平行排列的掃描線、多條排列成與所述多條掃描線相交叉的信號(hào)線、多個(gè)排列在所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線之間的交叉部分的像素電路、為所述多個(gè)像素電路中的預(yù)定數(shù)量的電路的每一個(gè)至少提供一個(gè)光傳感器的方式配置的光傳感器部分、用于經(jīng)由所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素電路的像素驅(qū)動(dòng)裝置、控制感光部的傳感器驅(qū)動(dòng)裝置、以及將來(lái)自感光部的輸出轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)的輸出處理部的顯示裝置，其中輸出處理部包括對(duì)來(lái)自感光裝置的圖像的灰度值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臑V波器。
(B3)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種顯示器件，該器件包括多條平行排列的掃描線、多跳平行排列并與所述多個(gè)掃描線相交叉的信號(hào)線、多個(gè)排列在所述多條掃描線和所述多跳信號(hào)線之間的交叉部分的顯示裝置、多個(gè)排列在所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線之間的交叉部分的感光裝置、用于經(jīng)由所述多條掃描線和所述多跳信號(hào)線驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)顯示裝置以在顯示屏上顯示圖像的驅(qū)動(dòng)裝置、以及處理來(lái)自所述多個(gè)感光裝置的感光信號(hào)的信號(hào)處理部，其中一運(yùn)算處理部在從光源尖端發(fā)射出的光線射到光學(xué)顯示屏之上時(shí)利用感光信號(hào)推導(dǎo)出顯示器件上光接收區(qū)域的面積信息、一確定部在所述光接收區(qū)域的面積信息落入預(yù)設(shè)參數(shù)設(shè)置范圍時(shí)確定該光線是輸入。
(C3)又，根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種既包括A3的裝置又包括B3的裝置的顯示裝置。
將在以下說(shuō)明書部分陳述本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，部分的目的和優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書中是顯而易見的，或者可以通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明來(lái)了解。借助以下具體指出的手段及組合可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)。
(4)


包括在說(shuō)明書中并組成說(shuō)明書的一個(gè)部分的附圖舉例說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方案，并且與以上的一般說(shuō)明以及以下的詳細(xì)說(shuō)明一起共同解釋本發(fā)明的原理。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示器件外部集成電路和陣列基片的方框圖；圖2是顯示圖1中傳感器電路的基本配置示例的圖；圖3是顯示圖1中傳感器電路和像素電路的基本配置示例的圖；圖4是顯示圖1中傳感器電路和像素電路的配置示例的圖；圖5是說(shuō)明圖4中傳感器電路和像素電路的操作的時(shí)續(xù)圖6所示是圖4中電路針對(duì)每一個(gè)幀單元的操作示例的圖；圖7所示是處理圖1中傳感器電路的輸出的過(guò)濾操作示例；圖8是顯示處理圖1中傳感器電路輸出的電路配置示例的圖；圖9所示是圖8中加法器電路的輸入/輸出示例；圖10所示是圖8中比較器的輸入/輸出示例；圖11A到11D是顯示圖8中電路的過(guò)濾過(guò)程諸結(jié)果中一個(gè)示例的說(shuō)明性視圖；圖12所示是根據(jù)本發(fā)明處理具有光輸入功能的顯示器件傳感器電路輸出的電路配置的另一示例；圖13A、13B是顯示圖12中分類電路輸入/輸出示例的圖；圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明具有光輸入功能的顯示器件外部集成電路和陣列基片配置的另一示例的圖；圖15是顯示處理圖14中傳感器電路輸出的電路配置示例的圖；圖16是顯示處理圖14中傳感器電路輸出的電路配置另一示例的圖；圖17是顯示根據(jù)本發(fā)明為具有光輸入功能的顯示器件主要部分的坐標(biāo)輸入及圖像輸入部基本配置的方框圖；圖18A是顯示當(dāng)光筆700在接近和遠(yuǎn)離LCD 100的顯示屏130時(shí)濾波器輸出及運(yùn)算輸出的說(shuō)明性圖；圖18B是顯示當(dāng)光筆700在接近和遠(yuǎn)離LCD 100的顯示屏130時(shí)輸出圖像數(shù)據(jù)狀態(tài)的說(shuō)明性視圖；圖18C是顯示光筆700處于接近還是遠(yuǎn)離LCD 100的顯示屏130的狀態(tài)的說(shuō)明性視圖；圖19A、19B、19C所示是一個(gè)案例的說(shuō)明性圖，案例中以圖表的形式推導(dǎo)并表達(dá)圖18A和18B中的數(shù)據(jù)項(xiàng)與基準(zhǔn)數(shù)值之間的偏差量、以上數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化量、以及基于以上數(shù)據(jù)圓度(degree of roundness)；圖20是以圖表的形式通過(guò)就圖18A和18C的數(shù)據(jù)項(xiàng)分別設(shè)定閾值α、β、γ為1.8、0.25、0.38并確定接觸狀態(tài)而得到的由圖18A和18C的數(shù)據(jù)項(xiàng)所滿足的確定條件數(shù)的說(shuō)明性圖；圖21是顯示輸出接觸標(biāo)記的接觸確定電路509配置示例的圖；圖22是一個(gè)用于說(shuō)明利用3像素X3像素作為一個(gè)單元達(dá)到灰度圖像數(shù)據(jù)的方法示例的視圖；圖23是一個(gè)用于說(shuō)明當(dāng)來(lái)自用作光源的光筆700筆尖的光線射到顯示屏?xí)r達(dá)到精確處理信號(hào)的方法示例的視圖；以及圖24是顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的配置圖。
(5)具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，按照從傳感器電路中讀出像素?cái)?shù)據(jù)的順序?qū)Υ謩澐值奶卣鬟M(jìn)行解釋。
(1)獲得一個(gè)能夠?qū)τ捎谠贚CD中存在點(diǎn)狀瑕疵或線狀瑕疵而局部丟失的部分進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娐贰?br> (2)在這種情況下，抑制了外部集成電路(信號(hào)處理部)電路規(guī)模的增加以及電路成本的上升。
(3)獲得制造成品率高的帶有光輸入功能的顯示器件。
(4)獲得一種帶有光輸入功能、能夠無(wú)需給光源固定上用來(lái)確定接觸/非接觸狀態(tài)的開關(guān)即正確地確定接觸/非接觸狀態(tài)的顯示器件。
圖1顯示了一個(gè)帶有光輸入功能的顯示器件10的陣列基片100，以及一個(gè)控制陣列基片100的圖像感測(cè)操作并接收、處理圖像感測(cè)數(shù)據(jù)的信號(hào)處理部500。
信號(hào)處理部500以集成電路的形式形成，其一部分以塊形表示。
如圖1所示，例如，帶有光輸入功能(或帶有取像功能的顯示裝置)的顯示器件100是一個(gè)由形成在玻璃基片上的多晶硅薄膜晶體管驅(qū)動(dòng)的液晶顯示器。
信號(hào)處理部500是一個(gè)為專門用途而制的ASIC、數(shù)字信號(hào)處理器DSP、中央處理單元CPU或類似裝置。該部用來(lái)執(zhí)行各種過(guò)程，例如，重新在顯示器上顯示圖像感測(cè)中的圖像或攝取中的圖像、在存儲(chǔ)器設(shè)備中保留有關(guān)圖像、或者對(duì)攝取中的圖像進(jìn)行處理以輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)。然而，在本例中，省略了對(duì)通過(guò)信號(hào)處理部500控制顯示操作的那一部分的解釋。
在陣列基片100的顯示區(qū)域110中，形成有多條平行排列的掃描線X和多條排列成與這多條掃描線X相交叉的信號(hào)線Y。為了便于理解，在圖1中顯示了一條掃描線X(n)和一條信號(hào)線Y(m)作為代表。用作顯示裝置的像素電路122和用作感光裝置的傳感器電路124布置在所述多條掃描線X與所述多條信號(hào)線Y之間的交叉部分處。圖1中，顯示了一個(gè)像素電路122和一個(gè)傳感器電路124作為代表。
經(jīng)由所述多條掃描線X和所述多條信號(hào)線Y來(lái)驅(qū)動(dòng)像素電路122的驅(qū)動(dòng)電路形成在陣列基片100的顯示區(qū)域110的周邊部位中。該驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)每一行單元的多個(gè)像素電路122的掃描線驅(qū)動(dòng)電路132和向要驅(qū)動(dòng)的像素電路122提供圖像信號(hào)的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路134。
又，用于控制多個(gè)傳感器電路124的控制裝置設(shè)置在陣列基片100的顯示區(qū)域110的周邊部位中。該控制裝置包括對(duì)傳感器電路124進(jìn)行預(yù)充電的預(yù)充電電路138、為每個(gè)行單元指定傳感器電路124的傳感器控制電路136、使來(lái)自傳感器電路124的輸出進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140、從模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出并將相應(yīng)數(shù)據(jù)輸出到信號(hào)處理部500的輸出處理部150。輸出處理部150包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140、濾波器152和數(shù)據(jù)傳送部154。傳感器控制電路136和預(yù)充電電路138形成傳感器驅(qū)動(dòng)部。此外，掃描線驅(qū)動(dòng)電路132和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路134形成像素驅(qū)動(dòng)部。
在陣列基片100中，首先，利用設(shè)置在交叉部分120處的傳感器電路124，入射光強(qiáng)度信息被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)借助設(shè)置在陣列基片100周邊部位中的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。數(shù)字圖像數(shù)據(jù)利用設(shè)置在陣列基片100周邊部位中的圖像感測(cè)數(shù)據(jù)輸出處理部150輸出到信號(hào)處理部500。輸出處理部150包括濾波器152和數(shù)據(jù)傳送部154。從模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140輸出的數(shù)據(jù)由濾波器152進(jìn)行過(guò)濾過(guò)程并順次經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送部154提供給信號(hào)處理部500。
在圖2和圖3中，顯示的是圖中所示像素電路122和傳感器電路124基本配置的示例。如圖2所示，利用光筆700把光學(xué)入射到陣列基片100上。透明膜102涂敷在或者連接到陣列基片(玻璃基片)100的外側(cè)表面上，用于保護(hù)玻璃。未在圖2中示出的多條掃描線X、多條信號(hào)線Y、像素電路122及傳感器電路124利用印刷技術(shù)或蒸汽沉積技術(shù)形成在陣列基片100的內(nèi)側(cè)表面上。
形成在陣列基片100內(nèi)側(cè)表面上的PIN二極管D1、D2、D3擔(dān)當(dāng)傳感器電路124中的光敏元件。PIN二極管D1、D2、D3的周邊環(huán)繞著絕緣層103。此外，在絕緣層103上，對(duì)著PIN二極管D1、D2、D3形成有光屏蔽膜SH1、SH2、SH3。
反基片105布置在離開陣列基片100某一距離處。反基片105有一個(gè)公共電極(透明電極)并面朝陣列基片100。液晶層104挾持在陣列基片100和反基片105之間。背照光源106布置在反基片105的外側(cè)表面上。從背照光源106發(fā)射出的光線的透射狀態(tài)被控制以便當(dāng)光線透過(guò)反基片105、液晶層104和陣列基片100時(shí)在顯示屏上形成圖像。
圖3顯示了傳感器電路124之一的基本電路配置示例。開關(guān)(薄膜晶體管)TR2的源極連接在信號(hào)線Y(m)上。開關(guān)TR2的漏極連接在光敏二極管PD的陰極以及傳感器電容器CP的一端上。光敏二極管PD的陽(yáng)極及傳感器電容器的另一端連接到一個(gè)設(shè)定為預(yù)定電勢(shì)的地線上。開關(guān)TR2的柵極連接在復(fù)位控制線CRT(n)上。
在傳感器電路124中，傳感器電容器CP在某一特定水平空白周期的后半部分中預(yù)充電，讀出運(yùn)算在下一周期(一個(gè)垂直周期之后)的一個(gè)特定水平空白周期的前半部分中完成。預(yù)充電運(yùn)算利用預(yù)充電電路138來(lái)完成。
如果在預(yù)充電后照射在光敏二極管PD上的光量大，傳感器電容器CP的放電量變大。另一方面，如果照射在光敏二極管PD上的光量小，傳感器電容器CP的放電量變小。在這種情況下，在光敏二極管PD與背照光之間做光屏蔽處理。因此，通過(guò)在讀出周期內(nèi)經(jīng)由放大器輸出傳感器電容器CP的電壓來(lái)獲得傳感器輸出。
圖4顯示的是一種其中多個(gè)像素電路122和傳感器電路124的配置示例。如圖4所示，電壓線CS被用來(lái)在一個(gè)預(yù)設(shè)循環(huán)中向輔助電容器Csk及液晶LC的同一側(cè)的電極提供一預(yù)設(shè)電勢(shì)。柵極線Gate(n)是一條用來(lái)接通/切斷像素電路122的驅(qū)動(dòng)晶體管TR1的柵極線(它是一條由掃描線驅(qū)動(dòng)電路132所驅(qū)動(dòng)的掃描線)。
此外，復(fù)位控制線CRT(n)是一條由傳感器控制電路136驅(qū)動(dòng)以接通/切斷形成傳感器電路124的開關(guān)TR2的控制信號(hào)線。
當(dāng)開關(guān)TR2接通時(shí)，傳感器電容器CP預(yù)充電。GND表示接地線。此外，SFB(n)表示用來(lái)在傳感器電容器CP的電勢(shì)被讀出時(shí)接通薄膜晶體管TR4傳感器輸出控制線(它是由傳感器控制電路136驅(qū)動(dòng))。
薄膜晶體管起著放大元件元件的作用。光敏二極管PD對(duì)光做出反應(yīng)并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所感測(cè)到的光量的電流。因而，預(yù)充在傳感器電容器CP上的電荷可以釋放出來(lái)。
信號(hào)線Y(m-1)、Y(m)、Y(m+1)連接在圖1所示的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路134及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器上。此外，電源線Cs和柵極線Gate(n)連接到圖1所示掃描線驅(qū)動(dòng)電路132上，而復(fù)位控制線CRT(n)、地線GND及傳感器控制線SFB(n)連接到傳感器控制電路136上。
圖5是用于說(shuō)明以上電路的操作的時(shí)續(xù)圖。在以上電路中，在一個(gè)垂直周期(一個(gè)幀周期)中的一個(gè)特定水平周期設(shè)置如下。在像素電路122中，一個(gè)水平周期(1H)被劃分成一第一空白期、公共反轉(zhuǎn)空白期、寫入期和一第二空白期。在傳感器電路中，一個(gè)水平周期被劃分成與以上四個(gè)時(shí)期相當(dāng)應(yīng)的輸出期、公共反轉(zhuǎn)時(shí)序(common inversion timing)期、空白期和預(yù)充電期。在一個(gè)垂直周期(一個(gè)幀周期)中以上四個(gè)時(shí)期以外的時(shí)期在像素電路122中是顯示期，在傳感器電路124中是圖像感測(cè)期。
在像素電路122中，在寫入期間，圖像信號(hào)經(jīng)由信號(hào)線Y(m+1)沿著箭頭a1所表示的路徑寫入到輔助電容器Csk。液晶LC根據(jù)出現(xiàn)在電容器Csk上的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)以提供灰度顯示。
在傳感器電路124中，在以上的寫入期之后，晶體管TR2被接通且電容器CP預(yù)充電。此時(shí)，電容器CP經(jīng)由信號(hào)線Y(m+1)沿著箭頭b1和c1表示的途徑預(yù)充電。即，寫入期和預(yù)充電期彼此切換，信號(hào)線Y高效利用。如果在圖像感測(cè)期內(nèi)在光敏二極管中有電流，預(yù)充電電壓會(huì)改變。
如果晶體管TR4在下一個(gè)一幀循環(huán)中的輸出期內(nèi)接通，傳感器電容器CP的電壓由晶體管TR3放大并經(jīng)由信號(hào)線Y(m)(箭頭d1、e1表示的途徑)取得。相同的操作在下一個(gè)水平周期中在下一個(gè)水平線的像素部分和傳感器部執(zhí)行。得自傳感器電容器CP的電壓隨時(shí)間而變化，在此期間光敏二極管PD在預(yù)充電后與光隔絕直到讀取操作開始。如果光敏二極管根本不進(jìn)行光屏蔽，讀取電壓要設(shè)置成足夠低，并且如果光屏蔽時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)得到高電壓。結(jié)果，確定出一個(gè)信號(hào)是否是用光筆700進(jìn)行的輸入。
圖6是顯示以上對(duì)每一幀單元運(yùn)算的說(shuō)明性圖。在圖6中，例如，示出了第N幀和第N+1幀。參照?qǐng)D5解釋的信號(hào)處理運(yùn)算是在第N幀的特定水平周期內(nèi)執(zhí)行的，在第N+1幀的特定水平周期里的一個(gè)周期中，利用像素電路122顯示了圖像，利用傳感器電路124檢測(cè)了光。
接下來(lái)，對(duì)用于傳感器電路124的輸出的過(guò)濾過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，當(dāng)一個(gè)特定的掃描線X(n)被激活后，自傳感器電路124輸出的一個(gè)行的像素模擬信號(hào)被輸入到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140的一個(gè)輸出被作為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)輸入到輸出處理部150。
圖7圖示的過(guò)濾操作是本發(fā)明的器件操作的一個(gè)例子。圖7表示了用于相鄰的3×3像素的并行級(jí)次過(guò)濾處理(rank order filtering process)，包括位于位置(x，y)的目標(biāo)像素灰度值F(x，，y)以及在上下左右方向上與目標(biāo)像素相鄰的像素的灰度值F(x-1，y-1)、F(x，y-1)、......在內(nèi)的總共9個(gè)灰度值(圖7的左邊)按照升序或降序被重新排列，并且，例如，取中間級(jí)次(intermediate order)或第r級(jí)的灰度值用作目標(biāo)像素的新灰度值G(x，y)(圖7的右邊)。實(shí)現(xiàn)上述處理的電路將在下面解釋。
圖8表示處理來(lái)自傳感器電路124的輸出信號(hào)的電路配置的一個(gè)例子。當(dāng)某條掃描線X(n)激活，與掃描線X(n)相連的傳感器電路124輸出檢測(cè)到的光強(qiáng)模擬信號(hào)到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC和分別對(duì)應(yīng)于信號(hào)線的延遲觸發(fā)器D-FF1。每個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC將從傳感器電路輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。延遲觸發(fā)器D-FF1在每個(gè)水平周期按預(yù)置的時(shí)間取一次模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC的輸出。
例如，本實(shí)施例中，每個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC應(yīng)對(duì)1比特?cái)?shù)據(jù)，并且將一行每個(gè)像素的1比特像素?cái)?shù)據(jù)提供給延時(shí)觸發(fā)器D-FF1中相應(yīng)的一個(gè)。
每一個(gè)加法器電路SUM3是一個(gè)當(dāng)三個(gè)橫向相連的像素的1比特輸入在那里時(shí)輸出輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)總和的電路。加法器電路SUM3產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于如圖9的真值表所示的輸入值的輸出。
每個(gè)加法器電路SUM3的輸出被輸入到三個(gè)延遲觸發(fā)器D-FF2的串聯(lián)電路里。延遲觸發(fā)器D-FF2為每個(gè)一水平周期在預(yù)置時(shí)間上傳送加法器電路SUM3的輸出。加法器電路SUM3的三行輸出可以由三個(gè)延遲觸發(fā)器D-FF2保留。兩個(gè)加法器PL1、PL2導(dǎo)出三行數(shù)據(jù)項(xiàng)的總和，數(shù)據(jù)項(xiàng)的總和在每個(gè)水平周期的預(yù)置時(shí)間被取入延遲觸發(fā)器D-FF3中。
從上面的描述，可以明白，三層橫向相鄰的三個(gè)像素的灰度值，即行和列上3×3像素的灰度值總和在每個(gè)水平周期被取入延時(shí)觸發(fā)器D-FF3中。
來(lái)自延遲觸發(fā)器D-FF3的輸出被輸入到比較器COM4中。比較器COM4是一個(gè)4比特比較器，它將比較延遲觸發(fā)器D-FF3的值與指定的級(jí)值r做比較，關(guān)于它的輸入/輸出關(guān)系在圖10中顯示。目標(biāo)像素的灰度值在3×3像素的灰度值總和大于或等于級(jí)值r時(shí)可以用“1”替代，在總和小于該級(jí)值時(shí)可以用“0”替代。
結(jié)果，例如在濾波器152中，表示在圖7中的目標(biāo)像素灰度值F(x，y)被轉(zhuǎn)換成了在相鄰的3×3像素的灰度值重新按升序或降序排列是第r級(jí)最大或最小灰度值的灰度值。即，它意味著執(zhí)行了r級(jí)的并行級(jí)次濾波處理。當(dāng)圖像數(shù)據(jù)是1比特，Gx，y表示如下 因此，在濾波器152中，目標(biāo)像素的灰度值F(x，y)在相鄰像素值的總和大于或等于級(jí)值r時(shí)可以用“1”替代；在值的總和小于級(jí)值r時(shí)可以用“0”替代。
比較器COMP4的輸出線是連接到數(shù)據(jù)傳送部154。數(shù)據(jù)傳送部154包括多個(gè)經(jīng)由開關(guān)HSW與對(duì)應(yīng)濾波器相連的延遲觸發(fā)器D-FF4。延遲觸發(fā)器D-FF4構(gòu)成串行的輸出數(shù)據(jù)到外部的移位寄存器。
首先，當(dāng)在每個(gè)水平周期的預(yù)置時(shí)間上，開關(guān)HSW設(shè)置成接通狀態(tài)，開關(guān)TSK設(shè)置成切斷狀態(tài)，在上面的周期中傳送時(shí)鐘上升(或下降)一次。因此，一行像素的數(shù)據(jù)項(xiàng)被保留在延時(shí)觸發(fā)器D-FF4中。在這之后，開關(guān)TSK設(shè)置成接通狀態(tài)，開關(guān)HSW設(shè)置切斷狀態(tài)，這種狀態(tài)下，響應(yīng)于傳送時(shí)鐘，數(shù)據(jù)被依次傳送。
圖11A到11D表示的是由濾波器152對(duì)相鄰3×3像素進(jìn)行濾波處理的結(jié)果的一個(gè)例子。表示在圖11A中的圖像是當(dāng)光筆700之類的光照射到陣列基板100上輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)時(shí)，輸出到信號(hào)處理部500的二進(jìn)制圖像數(shù)據(jù)，是沒(méi)有進(jìn)行濾波處理時(shí)得到的一張圖像。圖像左邊圓形白色部分對(duì)應(yīng)于光筆700指示的部分，圖像右邊垂直方向延展的白線對(duì)應(yīng)于由于模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路瑕疵產(chǎn)生的線狀瑕疵。
在圖11B、11C和11D中，表示的是并行級(jí)次濾波器的級(jí)值r不同時(shí)得到的結(jié)果的例子。圖11B是級(jí)值設(shè)置成“5”得到的結(jié)果。它表明的是并行級(jí)次濾波器是中值濾波器、點(diǎn)狀瑕疵和線狀瑕疵得以補(bǔ)償?shù)奶厥馇樾巍D11C的是級(jí)值r被設(shè)置成“9”時(shí)得到的結(jié)果，這種情況下，光筆700指示的部分和線狀瑕疵的白色區(qū)域被壓縮(壓縮處理)了。圖11D是當(dāng)級(jí)值r設(shè)置成“1”得到的結(jié)果，這種情況下，光筆700指示的部分和白色的線狀瑕疵區(qū)域被擴(kuò)展(擴(kuò)展處理)了。
如以上所描述，可以達(dá)到的效應(yīng)是點(diǎn)瑕疵和線瑕疵的可以通過(guò)設(shè)置并行級(jí)次濾波器電路的級(jí)值r得到補(bǔ)償，白色區(qū)域可以被壓縮或擴(kuò)展。
并行級(jí)次濾波器電路的級(jí)值r可以由信號(hào)處理電路500或在陣列基板上的一個(gè)電路確定。更進(jìn)一步地，級(jí)值可以設(shè)置成固定的、或可通過(guò)利用信號(hào)處理電路500或陣列基板100上的電路控制并動(dòng)態(tài)地改變。
由于并行級(jí)次濾波器電路是形成在陣列基板100上，信號(hào)處理部500的成本上升可以得到抑制，而不必增加它的電路規(guī)模。更進(jìn)一步地，選擇和使用沒(méi)有瑕疵的具有圖像讀取功能的顯示設(shè)備變得沒(méi)有必要了，它的制造成品率增加了。由于并行級(jí)次濾波器電路是形成在陣列基板100上，圖像感測(cè)數(shù)據(jù)可以有效地被取入。
更進(jìn)一步地，因?yàn)椴⑿屑?jí)次濾波電路是針對(duì)每根信號(hào)線形成的，使對(duì)一行上像素執(zhí)行并行級(jí)次濾波處理成為可能。這種情況下，，可以利用一個(gè)水平周期里的時(shí)鐘完成濾波處理而不需要高速時(shí)鐘。
接下來(lái)，解釋本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式。圖12中所示的電路中，并行級(jí)次濾波器電路特殊情況下的中值濾波電路(對(duì)相鄰3×3像素，并行級(jí)次濾波器電路的級(jí)值r被設(shè)置成“5”的情形)被用作濾波器152。這種情況下，通過(guò)改變前面描述的并行級(jí)次濾波電路的級(jí)值r，可以執(zhí)行相同的運(yùn)算，但它可以通過(guò)利用簡(jiǎn)化的電路配置實(shí)現(xiàn)。圖12表示一個(gè)電路配置的例子。
圖12中只有濾波器152的線路部分不同于圖8中的。每個(gè)排序電路SORT3是一個(gè)以升序排列三個(gè)輸入值并將其輸出的組合電路，每個(gè)排序電路SORT2是一個(gè)以升序排列兩個(gè)輸入值并將其輸出值的組合電路。排序電路SORT3和排序電路SORT2響應(yīng)于輸入來(lái)輸出信號(hào)，如圖13A和圖13B中的真值表所示。
由排序電路SORT3或SORT2排序的值的最小值、中值和最大值輸出如在節(jié)點(diǎn)S、M和L所示。四級(jí)延遲觸發(fā)器D-FF5讀取三列相鄰像素灰度值中的三行的最小灰度值，并且將三行中最大灰度值輸出到最后一級(jí)。同樣地，延遲觸發(fā)器D-FF6讀取三列像素灰度值中三行中值灰度值，并且將三行中中值灰度值輸送到最后一級(jí)；更進(jìn)一步地，延遲觸發(fā)器D-FF7讀取三列相鄰像素灰度值中的三行的最大灰度值，并且將三行中最小灰度值輸出到最后一級(jí)。
最后，延遲觸發(fā)器D-FF5、D-FF6和D-FF7的最后一級(jí)輸出被送到排序電路SORT3，中間級(jí)的灰度值被送到數(shù)據(jù)傳送部154。結(jié)果是，目標(biāo)像素附近的3×3像素的灰度值中級(jí)值r設(shè)置成“5”的像素灰度值被傳送到數(shù)據(jù)傳送單元154。即，在濾波器152中執(zhí)行了中值濾波器處理。
展示在圖11B中的圖像可以通過(guò)在中值濾波電路里執(zhí)行濾波操作得到。更進(jìn)一步地，像利用了并行級(jí)次濾波電路的情形，信號(hào)處理部500的電路規(guī)模不會(huì)增加，其成本增加也會(huì)得到抑制。更進(jìn)一步地，選擇沒(méi)有瑕疵的帶有圖像讀取功能的顯示裝置變得沒(méi)有必要了，其制造成品率得以提高。更進(jìn)一步地，通過(guò)在陣列基板上形成中值濾波器可以有效地讀取圖像檢測(cè)數(shù)據(jù)。
由于中值濾波器是為每根信號(hào)線制做的，利用一個(gè)水平周期里的時(shí)鐘進(jìn)行并行處理成為可能，而不需要高速時(shí)鐘。
接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖14是本實(shí)施方式的一個(gè)例子，其中濾波過(guò)程是以串行方式執(zhí)行的。
在本
具體實(shí)施例方式
中，輸出處理部150包括一個(gè)數(shù)據(jù)傳送部154，它以串行方式輸出三行像素的數(shù)據(jù)。自傳感器電路124輸出的模擬信號(hào)通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器140被轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，然后被輸入到輸出處理部150。在輸出處理部150中，三行的數(shù)據(jù)傳送部分154傳送來(lái)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)串行地在與輸出處理部150末級(jí)相連的濾波里進(jìn)行濾波處理，然后輸出到外部。
圖15表示的是當(dāng)利用比如并行級(jí)次濾波器作為濾波器152時(shí)的電路配置的一個(gè)例子。延遲觸發(fā)器D-FF4構(gòu)成一個(gè)移位寄存器，當(dāng)開關(guān)TSK處于接通狀態(tài)時(shí)它響應(yīng)于傳送時(shí)鐘向圖中右面方向傳送數(shù)據(jù)。更進(jìn)一步地，延遲觸發(fā)器D-FF8構(gòu)成一個(gè)移位寄存器，在開關(guān)HSW處于接通狀態(tài)期間，它響應(yīng)于傳送時(shí)鐘向圖中向下方向傳送數(shù)據(jù)。
首先，在每一水平周期里在預(yù)置時(shí)間，將開關(guān)HSW設(shè)置成接通狀態(tài)，開關(guān)TSK設(shè)置成切斷狀態(tài)，并且在上面的周期時(shí)間里，垂直傳送時(shí)鐘上升(下降)一次。結(jié)果，一行的象素?cái)?shù)據(jù)被向下傳送并且被延遲觸發(fā)器D-FF8留持。與此同時(shí)，水平傳送時(shí)鐘上升(或下降)一次，一行的像素?cái)?shù)據(jù)留持在延時(shí)觸發(fā)器D-FF4里。在此之后，開關(guān)TSK進(jìn)入接通狀態(tài)，開關(guān)HSW進(jìn)入切斷狀態(tài)，因此，數(shù)據(jù)響應(yīng)于水平傳送時(shí)鐘沿圖中向右傳送。
即，三行的數(shù)據(jù)在一個(gè)水平周期中利用延遲觸發(fā)器D-FF4被順序地傳送。因此，串行的處理是通過(guò)把并行級(jí)次濾波電路連接到延遲觸發(fā)器末級(jí)而執(zhí)行的。
如上所述，對(duì)于連續(xù)地執(zhí)行濾波操作的電路配置，展示在圖11B到11D中的濾波處理后的圖象可以通過(guò)設(shè)置并行級(jí)次濾波器的級(jí)值r獲得。更進(jìn)一步地，除了如圖8所示并行地執(zhí)行濾波處理得到的相同效果以外，并行級(jí)次濾波器電路與進(jìn)行并行處理的情況相比，其所占據(jù)的區(qū)域可做得更小，如果電路配置成串行地執(zhí)行濾波處理。
三行的圖像數(shù)據(jù)可以原樣作為三個(gè)信號(hào)輸出給信號(hào)處理部500。這種情況下，有必要把并行級(jí)次濾波器電路形成在信號(hào)處理部500中。然而，因?yàn)椴恍枰€路存儲(chǔ)器，對(duì)電路規(guī)模和信號(hào)處理部500的成本幾乎沒(méi)有影響。更進(jìn)一步地，像并行處理的情況一樣，并行級(jí)次濾波器電路的級(jí)值r可以用信號(hào)處理電路500或在陣列基板100上的一個(gè)電路來(lái)確定。級(jí)值r可以設(shè)置成固定的或可動(dòng)態(tài)改變的。
中值濾波器電路用作濾波電路的情況在圖16示出。這種情況下，也可以達(dá)到圖15所示的相同效果。
本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式
，可以以不同方式修改和具體實(shí)施而不脫離其技術(shù)范圍。此外，通過(guò)適當(dāng)組合上述實(shí)施例所揭示的眾多組件可以做出各種發(fā)明。例如，可以省略上述所揭示的具體實(shí)施方式
中的全部組件中的一些組件。更進(jìn)一步地，通過(guò)不同具體實(shí)施方式
所揭示的組件可以適當(dāng)?shù)亟M合。
圖17是解釋可以正確地確定光源的光輸入/非輸入的信號(hào)處理部的框圖。信號(hào)處理部500擁有用作依照本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的帶有光輸入功能的顯示裝置的主要部分的坐標(biāo)輸入和圖像輸入部分的基本配置。
在圖17中，符號(hào)10指示前面解釋的包含像素和光傳感器的液晶顯示裝置。在陣列基板上可以顯示圖像和進(jìn)行光輸入。符號(hào)500代表以集成電路形式形成的信號(hào)處理部分，示出的是本部的部分框圖。即，示出的是該部如前面解釋的從傳感器電路讀取輸出的部分框圖。
垂直同步信號(hào)Vsync、水平同步信號(hào)Hsync和與同步信號(hào)同步的圖像數(shù)據(jù)Data從陣列基板100輸出。垂直同步信號(hào)Vsync和水平同步信號(hào)Hsync被輸入到信號(hào)處理部500中的定時(shí)信號(hào)發(fā)生電路501中，圖像數(shù)據(jù)Data被輸入到線路存儲(chǔ)器502中。定時(shí)信號(hào)發(fā)生電路501與同步信號(hào)Hsync同步地給線路存儲(chǔ)器502提供寫入/讀出地址。
線路存儲(chǔ)器502的輸出被提供給中值濾波器503和壓縮濾波器504。中值濾波器503利用預(yù)置區(qū)域(例如3×3像素)數(shù)據(jù)執(zhí)行顯示屏上非必要部分的消除處理，而白色區(qū)域面積計(jì)算電路505利用濾波器的輸出執(zhí)行導(dǎo)出剩余區(qū)域的處理。即，中值濾波器503基于像素瑕疵和處于預(yù)置區(qū)域的噪聲來(lái)消除數(shù)據(jù)缺失部分，并且它的輸出被輸入到白色區(qū)域面積計(jì)算電路505，后者進(jìn)而導(dǎo)出剩余區(qū)域面積W5(t)。
壓縮濾波器504利用預(yù)置區(qū)域數(shù)據(jù)(如3×3像素)執(zhí)行壓縮處理，而白色區(qū)域面積計(jì)算電路506導(dǎo)出壓縮處理后留下的面積W9(t)。更進(jìn)一步地，重心坐標(biāo)計(jì)算電路507可以利用中值濾波器輸出、面積W5(t)和坐標(biāo)信息(x，y)導(dǎo)出用光區(qū)域的中心坐標(biāo)(Xg，Yg)。
面積W的計(jì)算例如可以通過(guò)在來(lái)自濾波器的像素的輸出值被檢驗(yàn)后統(tǒng)計(jì)當(dāng)前區(qū)域中像素電平大于或等于白電平的像素?cái)?shù)量來(lái)進(jìn)行。
在來(lái)自濾波器的像素輸出值被檢驗(yàn)后，重心坐標(biāo)Xg可以用面積W除累加值得到，累加值是通過(guò)累加器累加X(jué)值得到，X的值是通過(guò)來(lái)自像素輸出值為白色電平時(shí)的坐標(biāo)信息得到的。
表示面積W5(t)和W9(t)的信息項(xiàng)被輸入到減法器508和接觸確定電路509。表示面積W5(t)的信息也被輸入到坐標(biāo)值寄存器510。從減法器508可以得到面積W5(t)和W9(t)的差值L(t)。該差值對(duì)應(yīng)于周邊的長(zhǎng)度，即光接收區(qū)域的周邊長(zhǎng)度。周邊長(zhǎng)度L(t)被輸入到接觸確定電路509。
接觸確定電路509確定光筆(光源)是否與顯示屏處于正確的輸入狀態(tài)。如果光筆處于正確的狀態(tài)，它輸出和提供給坐標(biāo)值寄存器一個(gè)接觸標(biāo)記。
符號(hào)511表示一個(gè)留持來(lái)自中央處理單元(CPU)600的參數(shù)(面積基準(zhǔn)值W0、偏差量閾值α、時(shí)間變化閾值β和圓度閾值γ)的閾值寄存器。上述參數(shù)輸入到接觸確定電路509。更進(jìn)一步地，留持在坐標(biāo)值寄存器510中的緊鄰的前一幀的面積信息W5(t-1)也被輸入到接觸確定電路509。
如后面將要描述的，接觸確定電路509利用各參數(shù)和輸入信息執(zhí)行操作處理，輸出接觸標(biāo)記。
即，接觸確定電路509是一個(gè)利用對(duì)來(lái)自LCD部分的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理而得到的面積W5(t)、W9(t)和周邊長(zhǎng)度L(t)，以及存儲(chǔ)在坐標(biāo)值寄存器511中的緊鄰的前一幀的面積W5(t-1)和閾值寄存器的四個(gè)參數(shù)來(lái)確定光源是否接觸顯示屏的電路。此外，該結(jié)果作為接觸標(biāo)記被寫入坐標(biāo)值寄存器510。
重心坐標(biāo)(Xg，Yg)也被輸入坐標(biāo)值寄存器510。此外，留持在坐標(biāo)值寄存器510中緊鄰的前一幀的面積信息W5(t-1)被輸入到接觸確定電路509。
以集成電路形式形成的信號(hào)處理部分500是一個(gè)諸如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)的處理集成電路，它導(dǎo)出面積信息和一個(gè)指示光源是否處于接觸狀態(tài)的接觸標(biāo)記，并把接觸標(biāo)記存儲(chǔ)進(jìn)坐標(biāo)值寄存器511。
CPU 600可以讀出坐標(biāo)值寄存器510的數(shù)據(jù)以完成各種處理。CPU 600通過(guò)對(duì)寄存器讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)來(lái)調(diào)整接觸確定運(yùn)算。
在這個(gè)例子中，假定來(lái)自LCD部的圖像數(shù)據(jù)的灰度是設(shè)置成1比特的(二級(jí)灰度)。對(duì)于多灰度數(shù)據(jù)的情況，面積可以用適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制編碼處理或灰度加權(quán)處理計(jì)算，但計(jì)算過(guò)程不在這里解釋了。周邊長(zhǎng)度L(t)是通過(guò)下面方程式(2)計(jì)算的。
L(t)＝W5(t)-W9(t) (2)
周邊長(zhǎng)度L(t)對(duì)應(yīng)于光接收區(qū)域的周邊的長(zhǎng)度。
接下來(lái)，參照?qǐng)D18A、18B、18C來(lái)解釋當(dāng)光筆700在靠近或離開LCD部的顯示區(qū)域時(shí)所得到的濾波輸出和運(yùn)算輸出。如圖18C所示，假定光筆700先后與LCD部的顯示區(qū)域處于狀態(tài)(1)-(6)。例如，光筆700利用發(fā)光二極管(LED)作為光源。
例如，當(dāng)光筆700處于如圖18C中所示的狀態(tài)(1)-(6)，即，當(dāng)光筆700的尖端首先與顯示區(qū)域接觸，然后離開顯示區(qū)域，而光筆照射顯示區(qū)域110，圖18B所示圖象以圖像數(shù)據(jù)的形式獲得。
即，黑色背景下檢測(cè)到的白色區(qū)域從狀態(tài)(1)到(6)順序變化。在狀態(tài)(5)的情況下，白色區(qū)域是一個(gè)清晰的圓形，其面積一個(gè)預(yù)設(shè)范圍中。這時(shí)，如果觀察前述的面積W5(t)、W9(t)和L(t)的變化，面積的變化如圖18A所示。在狀態(tài)(5)的情況下，全部三個(gè)因數(shù)變小，得到預(yù)設(shè)面積W0(＝230)。因此，當(dāng)?shù)玫缴鲜鲋禃r(shí)，將輸出一個(gè)接觸標(biāo)記。圖18A顯示的是典型的圖像數(shù)據(jù)Data、面積W5(t)、W9(t)和周邊長(zhǎng)度L(t)隨時(shí)間變化的曲線圖。
更明確地，附上了數(shù)字標(biāo)號(hào)(1)到(6)來(lái)指示圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)獲取的近似時(shí)間和筆700所處的大致狀態(tài)。數(shù)字標(biāo)號(hào)(1)到(6)對(duì)應(yīng)于圖18B、18C中所示的狀態(tài)(1)到(6)。在狀態(tài)(1)到(5)中，筆尖逐漸接近顯示屏；在狀態(tài)(5)到狀態(tài)(6)中，筆尖逐漸離開顯示屏。
在狀態(tài)(1)時(shí)，光傳感器開始響應(yīng)筆所發(fā)出的入射光，部分傳感器電路對(duì)光做出響應(yīng)而其他傳感器電路不響應(yīng)，取確于傳感器元件和讀出電路的不同。在狀態(tài)(2)時(shí)，響應(yīng)區(qū)域在中心部分，并示出了因LED角輻射的角分配的周邊部分及其復(fù)雜的形狀。在狀態(tài)(3)時(shí)，響應(yīng)區(qū)域的中央部分和周邊部分相互接近并連在一起。在近似于上述狀態(tài)時(shí)，面積W5(t)變得最大。在狀態(tài)(4)時(shí)，來(lái)自筆700的光的范圍變小，響應(yīng)區(qū)域的面積變小，但筆還沒(méi)有達(dá)到與顯示屏的接觸狀態(tài)。在狀態(tài)(5)時(shí)，筆700達(dá)到接觸狀態(tài)，面積W5(t)變成最小值。在狀態(tài)(6)時(shí)，筆700略微有些分離，得到了一幅類似于狀態(tài)(4)的圖像。在此之后，與狀態(tài)(1)到狀態(tài)(4)相反的過(guò)程依次出現(xiàn)。只有在圖中狀態(tài)(5)時(shí)才確定光是輸入(筆尖末端與顯示屏處于接觸中)而其他狀態(tài)不是輸入(非接觸)的。其結(jié)果是，可以用下面三個(gè)確定條件第一個(gè)條件是表示面積W5(t)與基準(zhǔn)值W0的偏差度的偏差量比指定的閾值α小。在圖18A的例子中，當(dāng)筆被置于接觸狀態(tài)時(shí)，面積W5(t)保持在約230的常數(shù)指。通過(guò)(W5(t)-W0)差的絕對(duì)值除以基準(zhǔn)值W0或周邊長(zhǎng)度L(t)得到的值用作上述的偏差量。因此第一個(gè)條件可以表示成下面的方程式(3)或(4)，|W5(t)-W0|W0<α...(3)]]>|W5(t)-W0|L(t)<α...(4)]]>有必要通過(guò)校準(zhǔn)運(yùn)算預(yù)先確定好基準(zhǔn)值W0。例如，每次用一根新筆時(shí)，用戶將筆尖末端保持壓在顯示屏上幾秒鐘，測(cè)量光接收區(qū)域面積的平均值，所測(cè)得的值設(shè)為W0。作為選擇，因?yàn)榻佑|時(shí)的面積對(duì)應(yīng)于筆的開口，如果可知的話，W0可以從筆的開口的面積導(dǎo)出。同樣地，α可以通過(guò)在把筆尖末端壓在顯示屏上時(shí)在顯示屏上滑動(dòng)它，在上述滑動(dòng)時(shí)間里測(cè)量偏差量最大值的近似值。此外，通過(guò)調(diào)整閾值α，根據(jù)使用者的喜好，甚至能夠把筆尖末端稍稍離開顯示屏的狀態(tài)確定為處于接觸狀態(tài)，而不把筆緊壓著顯示屏的狀態(tài)確定為處于接觸狀態(tài)。
第二個(gè)條件是面積W5(t)隨時(shí)間的變化量比一個(gè)指定閾值β小。在圖18A的例子中，可以明白，當(dāng)筆保持接觸狀態(tài)時(shí)，面積W5(t)基本上不隨時(shí)間而變化了。用通過(guò)面積W5(t)與緊鄰的前一圖像檢測(cè)幀的面積W5(t-1)之差的絕對(duì)值除以面積W5(t)或周邊長(zhǎng)度L(t)得到的值作為隨時(shí)間的變化量。因此，第二個(gè)條件可以通過(guò)方程式(5)或(6)表示。
|W5(t)-W5(t-1)|W0<β...(5)]]>|W5(t)-W5(t-1)|L(t)<β...(6)]]>通過(guò)校準(zhǔn)運(yùn)算預(yù)先確定閾值β也是可能的。
例如，隨時(shí)間變化的變換量的最大值近似值是在當(dāng)用戶用期望的速度完成點(diǎn)擊操作時(shí)滿足第一個(gè)條件(充分地接近W0)區(qū)域里測(cè)量的，且閾值可以利用這些測(cè)量來(lái)確定。通過(guò)調(diào)整閾值β，可以根據(jù)用戶的喜好設(shè)置點(diǎn)擊速度。
第三個(gè)條件是光接收區(qū)域的圓度比指定的閾值γ大。在這種情況中，圓度是一個(gè)表達(dá)一個(gè)區(qū)域“似圓形狀”的標(biāo)度。通過(guò)用面積W5(t)與4π的乘積除以周邊長(zhǎng)度L(t)的平方或面積W9(t)與4π的乘積除以周邊長(zhǎng)度L(t)的平方得到的值作為圓度。當(dāng)區(qū)域接近圓形時(shí)，圓度接近“1”；當(dāng)區(qū)域變得復(fù)雜時(shí)，它變小。
在圖18B中的例子中，光接收區(qū)域在接觸狀態(tài)幾乎變成圓形，而在非接觸狀態(tài)下變得復(fù)雜。
因此，第三個(gè)條件由下面的方程式(7)和(8)表達(dá)4πW5(T)L(t)2>γ...(7)]]>4πW9(t)L(t)2>γ...(8)]]>通過(guò)校準(zhǔn)運(yùn)算預(yù)先確定閾值γ也是可能的。當(dāng)筆傾斜時(shí)，光接收區(qū)域從圓形變成橢圓，圓度變小。因此最小圓度值的近似值可以在當(dāng)筆尖末端保持處于接觸狀態(tài)下用戶正常使用范圍內(nèi)傾斜時(shí)測(cè)量。通過(guò)調(diào)整閾值γ，根據(jù)使用者的喜好，確定在筆傾斜到一定程度時(shí)筆處于非接觸狀態(tài)。
圖19A、19B和19C是顯示圖18A到18C的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值的偏差量的曲線圖，數(shù)據(jù)隨時(shí)間的偏差量和基于這個(gè)數(shù)據(jù)的圓度。
圖19A展示的是相對(duì)于基準(zhǔn)值W0面積W5的半徑的偏差量的絕對(duì)值3A1和相對(duì)于基準(zhǔn)值W0面積W5的偏差率的絕對(duì)值3A2。圖19B展示的是相對(duì)于基準(zhǔn)值W0的面積W5的半徑的偏差量的絕對(duì)值3A1、當(dāng)面積W5的半徑隨時(shí)間變化時(shí)引起的變化半徑3B1和面積W5的偏差率3B2。
圖19C展示的是經(jīng)中值濾波器處理后的圖象的圓度3C1和經(jīng)壓縮濾波器處理后的圖象的圓度3C2。
圖20是顯示對(duì)于圖19A到19C的數(shù)據(jù)項(xiàng)的閾值α、β和γ分別設(shè)置成1.8、0.25和0.38并且執(zhí)行了接觸確定處理的情況下，數(shù)據(jù)滿足的確定條件數(shù)。方程(4)(對(duì)應(yīng)于分值“1”)、方程(6)(對(duì)應(yīng)于分值“2”)和方程(8)(對(duì)應(yīng)于分值“3”)被用作確定條件。
可以理解，通過(guò)同時(shí)利用這三個(gè)條件，基于筆實(shí)際設(shè)置成接觸狀態(tài)的時(shí)刻，可以正確地作出接觸確定。利用這三個(gè)條件中的一個(gè)或兩個(gè)條件作出接觸確定是可能的，但是，如同從圖19A到19C和圖20可以清楚了解到的，嚴(yán)格設(shè)置閾值未防止錯(cuò)誤確定發(fā)生是必要的。因此，同時(shí)用這三個(gè)條件更可取。
圖21展示的是一個(gè)在三種條件下確定接觸/非接觸并輸出接觸標(biāo)記的接觸確定電路509的具體配置的例子。電路509由與場(chǎng)頻同步的時(shí)鐘操作，并且產(chǎn)生一個(gè)指示光筆對(duì)于每一個(gè)預(yù)先設(shè)定的區(qū)域單元是否處于接觸狀態(tài)的確定輸出。
方程式(4)、(6)和(8)被用作確定條件，方程式中的項(xiàng)做移項(xiàng)處理以消除除電路。因此，輸入4π/γ來(lái)替代閾值γ。
在圖21中，多個(gè)乘法器、差值絕對(duì)值電路和比較器被用作組合電路來(lái)并行地處理各條件。但是，通過(guò)共用組合電路并以流水線方式處理各條件來(lái)減小電路規(guī)模是可能的。
圖21中，乘法器551將面積W9乘以(4π/γ)。相乘的結(jié)果保留在延遲觸發(fā)器(D-FF)552中。D-FF 552的輸出被輸入比較器553，并與周邊長(zhǎng)度L(t)的平方作比較，也就是，系統(tǒng)執(zhí)行方程(8)的過(guò)程。
差值絕對(duì)值電路554導(dǎo)出W5(t-1)與W5(t)之間的差的絕對(duì)值。絕對(duì)值鎖定在D-FF 555中。D-FF 555的輸出被輸入到比較器556，并與βL(β與周邊長(zhǎng)度L相乘)作比較，也就是，系統(tǒng)執(zhí)行方程(6)的過(guò)程。
差值絕對(duì)值電路557導(dǎo)出W0與W5(t)之間的差的絕對(duì)值。絕對(duì)值鎖定在D-FF 558中。D-FF 558的輸出被輸入到比較器559，并與αL(α與周邊長(zhǎng)度L相乘)作比較，也就是，系統(tǒng)執(zhí)行方程(4)的處理。
比較器553、556、559的輸出被輸入一個(gè)AND(邏輯與)電路560，導(dǎo)出的邏輯積作為接觸標(biāo)記。
乘法器561和D-FF 562的系統(tǒng)將導(dǎo)出通過(guò)將周邊長(zhǎng)度L(t)的平方值。乘法器563和D-FF 564的系統(tǒng)將導(dǎo)出L(t)與β相乘得到的βL。乘法器565和D-FF 566的系統(tǒng)將導(dǎo)出通過(guò)將周邊長(zhǎng)度L(t)與α相乘得到的αL。值α和β可以存儲(chǔ)在圖17中的閾值寄存器511里。值α和β可以是可變量的。因此，值α和β可以用作改變敏感指數(shù)來(lái)獲得接觸標(biāo)記的因子。
如上描述，本發(fā)明包括一個(gè)信號(hào)處理部，它處理來(lái)自多個(gè)光傳感裝置的光傳感信號(hào)；在這個(gè)例子里是一個(gè)運(yùn)算處理部，其在來(lái)自光源裝置末端的光照射在顯示屏上時(shí)利用光檢測(cè)信號(hào)導(dǎo)出顯示屏上的光接收區(qū)域的面積信息；和一個(gè)確定部，其在光接收區(qū)域的面積信息是在預(yù)確定參數(shù)設(shè)置范圍之內(nèi)時(shí)確定該光是輸入。
本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施方式
。在對(duì)圖17的說(shuō)明中，當(dāng)導(dǎo)出光接收區(qū)域的面積信息時(shí)，其面積是用代表黑白的二進(jìn)制圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出的。可是，使用有更多灰度的圖象數(shù)據(jù)也是可能的。即，當(dāng)光接收區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)是取自有灰度的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，灰度閾值是設(shè)置在提取電路中。那么，有交高亮度的圖像數(shù)據(jù)可以用作光接收區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)。此外，灰度閾值可用作可變參數(shù)。
在圖22的A和B中說(shuō)明的是利用如3×3像素作為一個(gè)單元來(lái)獲得灰度圖象數(shù)據(jù)的方法。每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。每個(gè)像素的傳感器的靈敏度不相同，將3×3像素作為一個(gè)單元，把傳感器的靈敏度設(shè)置成魔方。導(dǎo)出了用如圖22中A所示的3×3像素作為一個(gè)單元塊的二進(jìn)制碼數(shù)據(jù)項(xiàng)的平均值。在圖22中顯示的是九個(gè)塊。一個(gè)塊內(nèi)的平均值設(shè)置為目標(biāo)像素的灰度值。在圖22的B中，每個(gè)像素的灰度被標(biāo)識(shí)并顯示出來(lái)。
圖23顯示的是當(dāng)來(lái)自作為光源的光筆700末端的光射到顯示屏上時(shí)達(dá)到精確光檢測(cè)信號(hào)的方法的一個(gè)例子。
如圖23的A中所示，現(xiàn)在假定光筆700放置成面向LCD的顯示屏，噪光出現(xiàn)。此外，假定光筆700發(fā)出的光的形狀隨時(shí)間從縱向上的長(zhǎng)橢圓斑點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成了橫向上的長(zhǎng)橢圓斑點(diǎn)狀態(tài)，如圖23的B和C所示。
圖23的D說(shuō)明的是當(dāng)時(shí)間從T1向T5流逝時(shí)，噪光與筆光部分重疊的情況。作為對(duì)應(yīng)于時(shí)間T1到T5的攝取(圖像感測(cè))圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)P1到P5，噪光圖像與筆光圖像處于重疊狀態(tài)(時(shí)間T1，T3)、和處于成非重疊狀態(tài)(時(shí)間T2，T4)。另外，還提供了一種光筆的光關(guān)閉(時(shí)間T5)的狀態(tài)。即，提供了一種橢圓斑點(diǎn)或橫向長(zhǎng)斑點(diǎn)不出現(xiàn)的狀態(tài)。因此，在本發(fā)明中，作為在圖23中的運(yùn)算符號(hào)E表示的降噪裝置，除筆光之外的噪光可以通過(guò)從在橢圓斑點(diǎn)或橫向長(zhǎng)橢圓斑點(diǎn)出現(xiàn)的狀態(tài)下設(shè)置的圖像數(shù)據(jù)中減去在橢圓斑點(diǎn)或橫向長(zhǎng)橢圓斑點(diǎn)未出現(xiàn)的狀態(tài)下設(shè)置的圖像數(shù)據(jù)而得到顯著降低。上述過(guò)程可以對(duì)如圖22所示的多灰度數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行。
如圖24所示，降噪電路裝備在LCD 100與線路存儲(chǔ)器502之間。由于其他部分與圖17的電路相同，相同部分采用相同標(biāo)號(hào)，其說(shuō)明也省略了。在降噪后獲取的數(shù)據(jù)利用預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后傳送到后級(jí)處理電路來(lái)進(jìn)行上述的處理。
當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用到小型移動(dòng)電話上時(shí)，可以達(dá)到顯著的效果。根據(jù)本發(fā)明，作為外部輸入裝置，用了包含傳感器電路的LCD。傳感器電路的控制和讀出裝置可以簡(jiǎn)單地通過(guò)給傳統(tǒng)顯示專用電路附加一個(gè)小規(guī)模電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明可以容易地應(yīng)用到諸如有較少空白空間來(lái)用于安置附加零件的小型移動(dòng)電話等設(shè)備上。移動(dòng)電話的LCD的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路是由單片IC(下文稱作驅(qū)動(dòng)器IC)構(gòu)成，并且經(jīng)常隨著附加在陣列基板上的電路一起使用。在本發(fā)明中，用于存儲(chǔ)由光筆輸入的數(shù)據(jù)的小容量存儲(chǔ)器(輔助存儲(chǔ)裝置)和處理光筆輸入數(shù)據(jù)的信號(hào)處理部500被集成在驅(qū)動(dòng)器IC中。信號(hào)處理部500可以實(shí)現(xiàn)為單片IC，并且通過(guò)將其作為驅(qū)動(dòng)IC附加到LCD面板上而配置一個(gè)基本上與常規(guī)液晶顯示裝置面積相當(dāng)?shù)牧慵娣e。
更進(jìn)一步地，視頻圖像的I/O引腳可以用分時(shí)方式使用而不必在信號(hào)處理部和LCD之間額外提供專用引腳。從驅(qū)動(dòng)器IC中的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路向陣列基板每條信號(hào)線提供的視頻信號(hào)有一個(gè)預(yù)置的空白周期。可以確定一個(gè)協(xié)議用來(lái)在空白周期期間把光筆輸入的數(shù)據(jù)輸出到信號(hào)處理部分500。因此，增加驅(qū)動(dòng)器IC I/O引腳數(shù)目是不必要的，驅(qū)動(dòng)器IC的成本得到抑制。這樣，本發(fā)明的裝置可以在不對(duì)傳統(tǒng)液晶顯示裝置的生產(chǎn)流程進(jìn)行大改動(dòng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。更進(jìn)一步地，本發(fā)明可以利用基本上與傳統(tǒng)液晶顯示器區(qū)域相同的面積來(lái)實(shí)現(xiàn)。
由光筆或類似設(shè)備輸入的圖像位置信息從LCD被輸出到外部。但是，圖像信息可以直接從輔助存儲(chǔ)裝置傳送到信號(hào)處理部500的主存儲(chǔ)器裝置。其結(jié)果是，傳送(顯示)一幅顯示屏上的輸入圖像(例如，輸入在右邊區(qū)域的圖像)到顯示側(cè)(例如左邊區(qū)域)的圖像處理操作可以容易地完成。
更進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，由光筆或類似設(shè)備輸入的圖像信息可以轉(zhuǎn)變成電壓，這樣轉(zhuǎn)變來(lái)的電壓可以與閾值電壓比較，可以設(shè)置一個(gè)識(shí)別圖像的電平。此外，例如，可以在輸入裝置(光筆)與中央處理部，例如CPU之間提供一個(gè)通信功能。這種情況下，配備了通信功能，通過(guò)通信，可以達(dá)到靈敏度調(diào)整處理。也就是，可以調(diào)整前面解釋的參數(shù)系數(shù)，如α、β。這是因?yàn)橐苿?dòng)電話用在各種環(huán)境中(例如亮的地方、暗的地方、室內(nèi)或室外)，需要調(diào)整移動(dòng)電話的輸入靈敏度。
上述器件的特征可以描述如下。該器件包括平行排列的多條掃描線X(n)、與這多條掃描線交叉排列的多條信號(hào)線Y(m)、安置在這多條掃描線與多條信號(hào)線之間的接觸部位的多個(gè)像素部分122、為這多像素部分122中的預(yù)定數(shù)目的像素部分中的每一個(gè)至少提供一個(gè)的光傳感器部分124、通過(guò)這多條掃描線和多條信號(hào)線驅(qū)動(dòng)多個(gè)像素部分122的像素驅(qū)動(dòng)部分132、134、以及驅(qū)動(dòng)光傳感器部分的傳感器驅(qū)動(dòng)部136、138。此外，該器件包括輸出處理器136與138，它們每一個(gè)都包含一個(gè)受供光傳感器部分輸出、對(duì)自光傳感器獲得的圖像的灰度值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟逯禐V波器。
上述器件可以解釋如下。器件包括運(yùn)算處理部501到508，它們?cè)诒还┮怨鈧鞲衅鞯妮敵銮襾?lái)自光源末端的光照射到顯示屏上時(shí)，利用光檢測(cè)信號(hào)導(dǎo)出顯示屏上光接收區(qū)域的面積信息，以及一個(gè)確定部(509)，它在光接收區(qū)域的面積在一個(gè)預(yù)設(shè)參數(shù)設(shè)置范圍以內(nèi)時(shí)確定光是輸入。
更進(jìn)一步地，上述器件可以解釋如下該器件包括平行排列的多條掃描線、平行排列的與這多條掃描線交叉的多條信號(hào)線、排列在掃描線與信號(hào)線之間的多個(gè)交叉部位上的多個(gè)顯示裝置、以及排列在這多個(gè)交叉部位上的光傳感裝置。進(jìn)一步地，用了從其末端不發(fā)出照射光的光源。本器件是帶有光輸入功能的顯示器件，器件中，利用這多個(gè)顯示裝置在顯示屏上顯示圖像，由光源裝置照射在顯示屏上的光通過(guò)多個(gè)光傳感裝置檢測(cè)到，并且基于檢測(cè)到的信息而輸入信息。
更進(jìn)一步地，本器件包括光接收區(qū)域檢測(cè)裝置501到508，它們基于來(lái)自多個(gè)光傳感裝置的光檢測(cè)信號(hào)來(lái)探測(cè)光源末端的光所照射的顯示屏上的光接收區(qū)域；包括運(yùn)算裝置557、558與559，它們通過(guò)比較光接收區(qū)域的面積與一個(gè)指定的基準(zhǔn)面積值來(lái)計(jì)算光接收區(qū)域面積對(duì)基準(zhǔn)值的偏差量；以及包括接觸確定裝置565、566、559和560，它們?cè)趯?duì)基準(zhǔn)值的偏差量小于一個(gè)指定的偏差量閾值時(shí)確定光源裝置處于與顯示屏接觸中。
本發(fā)明的器件包括光接收區(qū)域檢測(cè)裝置501到508、計(jì)算光接收區(qū)域隨時(shí)間的變化量的運(yùn)算裝置554、555和556、及接觸確定裝置563、564、556和560，其中的接觸確定裝置在隨時(shí)間的變化量小于一個(gè)指定的隨時(shí)間的變化量閾值時(shí)確定光源裝置處于與顯示屏接觸中。
更進(jìn)一步地，本發(fā)明的器件包括運(yùn)算裝置551、552和553，它們基于光接收區(qū)域的面積和周邊長(zhǎng)度計(jì)算光接收區(qū)域的圓度；包括接觸確定裝置561、562、563和560，它們?cè)趫A度比指定的圓度閾值大時(shí)確定光源裝置處于與顯示屏接觸中。
本發(fā)明不只局限于上述具體的實(shí)施方式，可以通過(guò)修改組件來(lái)以不同方式實(shí)施，而不脫離本發(fā)明的技術(shù)范圍。更進(jìn)一步地，提供適當(dāng)組合上述揭示的實(shí)施方式中的多個(gè)組件，可以作成各種發(fā)明。例如，可以省略上述所示的具體實(shí)施方式
中的全部組件中一些組件。更進(jìn)一步地，可以適當(dāng)組合不同具體實(shí)施方式
中的的組件。
另外的優(yōu)點(diǎn)與修改將是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面不受這里展示和描述的具體細(xì)節(jié)和典型具體實(shí)施方式
的限制。因此，可以進(jìn)行各種修改，而不背離由所附權(quán)利要求書及其等效方案所確定的本發(fā)明一般構(gòu)思的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述器件包括多條平行排列的掃描線(X(n))，多條排列成與所述多條掃描線相交叉的信號(hào)線(Y(m))，多個(gè)布置在所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線之間的交叉部位處的像素部分(122)，以為所述多個(gè)像素部分中的預(yù)定數(shù)量的像素部分的每一個(gè)至少提供一個(gè)的方式設(shè)置的光傳感器部分(124)，經(jīng)由所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素部分的像素驅(qū)動(dòng)部(132、134)，驅(qū)動(dòng)光傳感器部分的傳感器驅(qū)動(dòng)部(136、138)，以及包括一插值濾波器的輸出處理部(136、138)，該濾波器被供以所述光傳感器部分的輸出并對(duì)供自所述傳感器部的圖像灰度值進(jìn)行補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述輸出處理部(136、138)包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(140)，其基于光傳感器部分的光感測(cè)信號(hào)生成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的帶有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述插值濾波器對(duì)對(duì)應(yīng)于所述像素部分(122)中預(yù)置的一個(gè)及其附近至少一個(gè)像素部分(122)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)的灰度值以升序或者降序重新排列、并且設(shè)置具有指定次序的灰度值作為所述預(yù)設(shè)像素部分(122)的灰度值。
4.如權(quán)利要求3所述的帶有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述指定次序是動(dòng)態(tài)可變的。
5.如權(quán)利要求2所述的帶有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述插值濾波器對(duì)對(duì)應(yīng)于所述像素部分(122)中預(yù)置的一個(gè)及其附近至少一個(gè)像素部分(122)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)的灰度值重新排列、并且設(shè)置具有中間次序的灰度值作為所述預(yù)設(shè)像素部分(122)的灰度值。
6.如權(quán)利要求2所述的帶有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器處理1-比特?cái)?shù)據(jù)，所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)是1-比特?cái)?shù)字圖像數(shù)據(jù)。
7.一種具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，它包括多條平行排列的掃描線(X(n))，多條平行排列成與所述多條掃描線相交叉的信號(hào)線(Y(m))，多個(gè)布置在所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線之間的交叉部分處的像素部分(122)，布置在所述多條掃描線與所述多條信號(hào)線之間的交叉部分處的多個(gè)光傳感器部分(124)，經(jīng)由所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素部分(122)的像素驅(qū)動(dòng)部(132、134)，驅(qū)動(dòng)所述光傳感器部分的傳感器驅(qū)動(dòng)部(136、138)，以及在從光源尖端發(fā)射出的光線射到顯示屏之上時(shí)受供以所述光傳感器部分的輸出并利用感光信號(hào)推導(dǎo)出顯示裝置上光接收區(qū)域的面積信息的運(yùn)算處理部(501到508)，以及在所述光接收區(qū)域的面積信息落入預(yù)設(shè)參數(shù)設(shè)置范圍時(shí)，確定所述光線是輸入的確定部(509)。
8.如權(quán)利要求7所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述確定部(509)包括運(yùn)算裝置(557、558、559)，用于將光接收區(qū)域的面積信息與一指定面積基準(zhǔn)值相比較、并計(jì)算其對(duì)所述基準(zhǔn)值的偏差量；以及接觸確定裝置(565、566、560)，用于在對(duì)所述基準(zhǔn)值的偏差量小于一指定的偏差量閾值時(shí)確定所述光源裝置設(shè)為與顯示屏接觸中。
9.如權(quán)利要求7所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述確定部(509)包括運(yùn)算裝置(554、555、556)，用于計(jì)算光接收區(qū)域的面積對(duì)時(shí)間的的偏差量；以及接觸確定裝置(563、564、556、560)，用于在對(duì)時(shí)間的偏差量小于一指定的對(duì)時(shí)間偏差量的閾值時(shí)確定所述光源裝置設(shè)為與顯示屏接觸中。
10.如權(quán)利要求7所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述確定部(509)包括運(yùn)算裝置(551、552、553)，用于基于光接收區(qū)域的面積和周邊長(zhǎng)度計(jì)算光接收區(qū)域的區(qū)域圓度；以及接觸確定裝置(561、562、563、560)，用于在所述圓度大于一指定的圓度閾值時(shí)確定所述光源裝置設(shè)為與顯示屏接觸中。
11.如權(quán)利要求7所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述光接收區(qū)域的面積信息是多個(gè)信息項(xiàng)，其包括利用中值濾波器(503)的輸出獲得的第一面積信息、和利用壓縮濾波器(504)的輸出獲得的第二面積信息，所述參數(shù)包括基于所述第一和第二面積信息項(xiàng)導(dǎo)出的周邊長(zhǎng)度的平方值、用變量系數(shù)乘以周邊長(zhǎng)度而獲得的乘積值。
12.如權(quán)利要求8所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述面積基準(zhǔn)值基于所述光源尖端一開口部分的面積設(shè)定。
13.如權(quán)利要求8所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，還包括用于預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)所述面積基準(zhǔn)值的校準(zhǔn)裝置。
14.如權(quán)利要求8所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，還包括用于預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)所述偏差量閾值的校準(zhǔn)裝置。
15.如權(quán)利要求9所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，還包括用于預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)所述對(duì)時(shí)間的偏差量閾值的校準(zhǔn)裝置。
16.如權(quán)利要求10所述的具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，還包括用于預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)所述圓度閾值的校準(zhǔn)裝置。
17.一種具有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，包括多條平行排列的掃描線(X(n))，多條排列成與所述多條掃描線相交叉的信號(hào)線(Y(m))，多個(gè)布置在所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線之間的交叉部分處的像素部分(122)，以為所述多個(gè)像素部分中的預(yù)定數(shù)量的像素部分(124)的每一個(gè)至少提供一個(gè)的方式設(shè)置的光傳感器部分(124)，經(jīng)由所述多條掃描線和所述多條信號(hào)線驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素部分(122)的像素驅(qū)動(dòng)部(132、134)，驅(qū)動(dòng)所述光傳感器部分的傳感器驅(qū)動(dòng)部(136、138)，一包括受供以所述光傳感器輸出以對(duì)從所述光傳感器部分獲得的圖像灰度值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟逯禐V波器的輸出處理部(136、138)，一包括在從光源尖端發(fā)射出的光線射到顯示屏之上時(shí)受供以所述輸出處理部的輸出并利用感光信號(hào)推導(dǎo)出顯示屏上光接收區(qū)域的面積信息的運(yùn)算處理部(501到508)，以及在所述光接收區(qū)域的面積信息落入預(yù)設(shè)參數(shù)設(shè)置范圍時(shí)，確定所述光線是輸入的確定部(509)。
18.如權(quán)利要求17所述的帶有光輸入功能的顯示器件，其特征在于，所述輸出處理部(136、138)包括根據(jù)光傳感器部分的光感測(cè)信號(hào)生成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(140)，所述插值濾波器受供模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(140)的輸出、執(zhí)行一個(gè)過(guò)濾過(guò)程以對(duì)對(duì)應(yīng)于像素部分(122)中預(yù)置的一個(gè)及其附近的至少一個(gè)像素部分(122)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)的灰度值以升序或降序重新排列，并且設(shè)置有指定次序的灰度值作為所述預(yù)置像素部分(122)的灰度值，所述確定部(509)包括至少以下裝置(a)、(b)和(c)之一，即(a)用于將光接收區(qū)域的面積信息與指定的面積基準(zhǔn)值作比較、并計(jì)算它與基準(zhǔn)的偏差量的運(yùn)算裝置(557、558、559)和用于當(dāng)與基準(zhǔn)值的偏差量小于指定的偏差量閾值時(shí)確定所述光源裝置設(shè)為與顯示屏相接觸的接觸確定裝置(565、566、559、560)，(b)用于計(jì)算光接收區(qū)域隨時(shí)間的變化量的運(yùn)算裝置(554、555、556)和用于當(dāng)隨時(shí)間的變化量小于指定的隨時(shí)間的變化量時(shí)確定所述光源裝置設(shè)為與顯示屏相接觸的接觸確定裝置(563、564、556、560)，(c)用于基于面積和光接收區(qū)域的周邊長(zhǎng)度計(jì)算光接收區(qū)域的圓度的運(yùn)算裝置(551、552、553)和用于當(dāng)圓度大于指定的圓度閾值時(shí)確定所述光源裝置設(shè)為與顯示屏相接觸的接觸確定裝置(561、562、553、560)。
全文摘要
一種顯示器件包括多條掃描線(X)、多條信號(hào)線(Y)、排列在所述多條掃描線(X)與所述多條信號(hào)線(Y)之間的交叉部位的多個(gè)像素電路122與傳感器電路(124)、驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素電路(122)的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路(134)與掃描線驅(qū)動(dòng)電路(132)、和驅(qū)動(dòng)所述傳感器電路(124)的預(yù)充電電路(138)與傳感器控制電路(136)。一濾波器(152)使圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)插值過(guò)程來(lái)補(bǔ)償輸出的灰度值。在信號(hào)處理部(500)里，光接收區(qū)域的面積被計(jì)算出來(lái)，在光接收區(qū)域面積對(duì)基準(zhǔn)面積的偏差量足夠小、光接收區(qū)域隨時(shí)間的偏差量足夠小、或光接收區(qū)域的圓度足夠大時(shí)，確定光源處于與顯示屏接觸中。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1734315SQ20051008948
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者吉田征弘, 中村卓, 永岡一孝 申請(qǐng)人:東芝松下顯示技術(shù)有限公司