位置検出システム及び位置検出方法
【課題】特別の座標検出用画像を使用することなく、光センサが指示する画面上の位置座標を検出することができる位置検出システム及び位置検出方法を提供する。
【解決手段】入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部と、前記複数の発光素子にそれぞれ異なる波形の駆動信号を入力する駆動部と、指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置と、前記光検出装置を前記発光部に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光に応じた光検出信号の波形と、前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号の波形と、を比較し、前記光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定し、該特定した駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記光検出装置が指向している前記発光部の位置を検出する位置検出部と、を有する。
【解決手段】入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部と、前記複数の発光素子にそれぞれ異なる波形の駆動信号を入力する駆動部と、指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置と、前記光検出装置を前記発光部に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光に応じた光検出信号の波形と、前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号の波形と、を比較し、前記光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定し、該特定した駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記光検出装置が指向している前記発光部の位置を検出する位置検出部と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出システム及び位置検出方法に関し、特にバックライトのような光源を具備する表示装置の画面上の位置座標をライトペン等の光センサを用いて検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＲＴのような点順次駆動の表示装置は、先端部に光センサを備えたライトペンで画面上を指示した際に検出される光検出信号と表示装置を駆動している映像信号とを比較することにより、光センサが指示する座標を検出することができる。
【０００３】
しかしながら、ＬＣＤのような線順次駆動の表示装置では、同じライン（行）の画素が同時に透過率変化するため、光検出信号から横（列）方向の座標の特定ができない。これに対し、画面横方向を分割する複数の帯状画像部の各輝度が周期的に変化する座標検出用画像を表示し、輝度検出信号に基づき画面横方向の座標を検出する位置座標検出装置が提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１８７０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の位置座標検出装置では、横方向の座標検出するために特別の輝度変化をする座標検出用画像が必要となるため、映像やメニュー、アイコン等を表示しながらその表示領域内の座標を検出することは困難である。
【０００６】
そこで本発明は、特別の座標検出用画像を使用することなく、光センサが指示する画面上の位置座標を検出することができる位置検出システム及び位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、
入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部と、
前記複数の発光素子にそれぞれ異なる波形の駆動信号を入力する駆動部と、
指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置と、
前記光検出装置を前記発光部に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光に応じた光検出信号の波形と、前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号の波形と、を比較し、前記光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定し、該特定した駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記光検出装置が指向している前記発光部の位置を検出する位置検出部と、
を有する位置検出システムである。
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、
入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部の複数の発光素子にそれぞれ波形の異なる駆動信号を入力するステップと、
指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置を前記発光部に指
向させた場合の前記光検出装置が出力する光検出信号の波形と、前記複数の発光素子のそれぞれに入力されている駆動信号の波形と、を比較して光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定するステップと、
前記発光部における、前記特定された駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記発光部における、前記光検出装置が指向している位置を検出するステップと、
を有する位置検出方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特別の座標検出用画像を使用することなく、光センサが指示する画面上の位置座標を検出することができる位置検出システム及び位置検出方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１における位置検出システムのブロック図
【図２】本発明の実施例１における処理フロー図
【図３】本発明の実施例１における各部波形図
【図４】表示映像の例を示す図
【図５】本発明の実施例２における位置検出システムのブロック図
【図６】本発明の実施例２における処理フロー図
【図７】本発明の実施例２における各部波形図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例１）
図１は、本実施形態における位置検出システムのブロック図である。
表示部１（映像表示装置）は、例えば液晶表示装置等の透過型表示装置であって、第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）（発光素子）を光源とし、映像処理部２が出力する映像信号に応じて透過特性を変化させて映像表示する。
【００１２】
映像処理部２は、制御部７の制御に応じて、表示部１を駆動する映像信号を出力する。
駆動部３は、制御部７の制御に応じてパルス幅が変化し、かつそれぞれ異なる位相となる第１から第４のＰＷＭ信号（駆動信号）（パルス幅変調信号）（３１〜３４）を生成し、第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）を駆動する。このとき第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）のパルス周波数は、例えば１２０Ｈｚ以上のように人間の目が点滅を認識できない程度の短い周期となるように設定される。
【００１３】
第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）は、印加電圧に対する発光の応答が速い冷陰極管や発光ダイオード等の発光素子と、発光素子による輝度ムラを緩和して面発光させるための拡散板等で構成される。第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）は、表示部１の裏面の４分割されたエリア（位置）のそれぞれに配置され、駆動部３が出力する第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）に応じてパルス発光する。第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）により発光部が構成される。
【００１４】
光センサ４（光検出装置）は、先端にフォトダイオード等の光電変換素子を有し、指向する方向から受ける光（受光した光量）に応じた光検出信号を出力する。さらにレンズを追加し、先端が指示する特定方向の離れた光源に焦点をあわせて受光する構成としても良い。
濾波部５は、光センサ４が出力する光検出信号のうち、表示部１の輝度変化（映像信号に応じた透過特性変化による輝度変化）による低周波成分を阻止する。また、第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）のパルス発光によるパルス成分（高周波成分）の
みを通過して抽出したパルス位相信号を出力する。濾波部５はハイパスフィルタである。
【００１５】
比較部６は、濾波部５が出力するパルス位相信号を検出し、駆動部３が出力する第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）のパルスタイミングと比較する。そして、タイミングが近似するＰＷＭ信号を検出した場合にはそのＰＷＭ信号により駆動されているバックライトエリアに関する座標情報を制御部７へ出力する。比較部６は本発明の位置検出部を構成する。
【００１６】
制御部７は、映像処理部２が出力する映像と、駆動部３が出力するＰＷＭ信号のパルス幅を制御する。また、比較部６が出力する座標情報から、光センサ４の先端が指示するエリアに表示部１が表示している映像（メニューを構成するＧＵＩ等）を特定し、その映像に応じた制御動作をする。
電源部８は、表示部１、映像処理部２、駆動部３、光センサ４、濾波部５、比較部６の各部に電源を供給するとともに、制御部７の制御に応じて電源供給のオン・オフを切り換える。
【００１７】
以下、図２に示す処理フロー図、図３に示す各部波形図、図４に示す表示映像の例の図を用いて、本実施例に係る位置検出システムの動作について詳細に説明する。
電源投入等により処理を開始すると、制御部７は駆動部３を制御して、図３の波形４１〜４４で示す第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）を出力する（各ＰＷＭ出力処理（Ｓ１０１））。このとき、輝度調整や、各バックライトエリア間の輝度のばらつきを補正する場合、ＰＷＭ信号の立ち下がりを調整する。例えば、第１のバックライトエリア１１の輝度を下げる場合には、第１のＰＷＭ信号３１の波形４１の立ち下がりのタイミングを破線４１１で示すように早くし、点灯期間を短縮する。
【００１８】
その後、制御部７は映像処理部２を制御して映像信号を出力する（映像出力処理（Ｓ１０２））。これにより光源となる第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）が発光し、表示部１が映像信号に応じた透過特性変化をする。そして、例えば図４に示すような、複数の選択ボタンのＧＵＩから構成されるメニュー画像５１を含む映像が表示される。この例では、第１のバックライトエリア１１には画質メニュー、第２のバックライトエリア１２には音質メニュー、第３のバックライトエリア１３には入力選択メニュー、第４のバックライトエリア１４には電源オフ処理をさせる選択ボタンをそれぞれ表示する。バックライトエリアのエリア数は４つに限るものではなく、さらに増やすことにより、選択ボタンやメニューの表示数を増やすこともできる。
【００１９】
ここで使用者が、表示部１の所望のメニューや選択ボタンが表示されている部分に光センサ４を接近させると、光センサ４はこのエリアの光源となっているバックライトエリアの発光に応じたパルス状の光検出信号を出力する。例えば、第４のバックライトエリアに光センサ４を接近させた場合、光センサ４による光検出信号は波形４５のようになる。このとき選択ボタン上に動画像を表示したり、動画像上に選択ボタンを透過して表示したりした場合、光検出信号の波形４５の点灯期間に相当する部分に表示部１の透過率変化（透過特性変化）に応じた時間変化成分（低周波成分）が現れる。表示部１の透過率変化の応答速度は、バックライトエリアの発光の応答速度より遅いため、この時間変化成分は濾波部５により阻止され、第４のＰＷＭ信号のパルス成分のみが通過して抽出された波形４６となり、パルス位相信号として出力される。
【００２０】
比較部６は、濾波部５がパルス位相信号を出力していることを検出すると（パルス位相信号検出判断（Ｓ１０３））、第１のＰＷＭ信号３１の変化点とパルス位相信号の位相とを比較する。第１のＰＷＭ信号３１の変化点とパルス位相信号の位相とが近似（又は一致）する場合は制御部７へ第１のバックライトエリア１１に関する座標情報を出力する（第
１のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ１０４））。第１のＰＷＭ信号３１の変化点とパルス位相信号の位相とが近似しない場合は順次、第２、第３、第４のＰＷＭ信号（３２、３３、３４）と比較していく。そして、変化点がパルス位相信号の位相と近似するＰＷＭ信号を特定する。そして、特定したＰＷＭ信号で駆動されているバックライトエリアに関する座標情報を出力する（第２のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ１０５）、第３のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ１０６）、第４のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ１０７））。
【００２１】
制御部７は、比較部６が出力するバックライトエリアに関する座標情報を受信し、受信した情報が第１のバックライトエリア１１に関する座標情報である場合は、画質メニューを表示するよう映像処理部２を制御する（第１の制御処理（Ｓ１０８））。受信した座標情報が第２のバックライトエリア１２に関する座標情報である場合は、音質メニューを表示するよう映像処理部２を制御する（第２の制御処理（Ｓ１０９））。受信した座標情報が第３のバックライトエリア１３に関する座標情報である場合は、入力選択メニューを表示するよう映像処理部２を制御する（第３の制御処理（Ｓ１１０））。受信した座標情報が第４のバックライトエリア１４に関する座標情報である場合は、各部の電源供給をオフにするよう電源部８を制御する（第４の制御処理（Ｓ１１１））。
【００２２】
本実施例に係る位置検出システムは、表示部１の光源となり異なる位相でパルス発光する複数のバックライトエリアのそれぞれを駆動するＰＷＭ信号波形と、使用者が光センサ４で表示部１上を指示した際に出力する光センサ４による光検出信号波形と、を比較する。この比較結果に基づいて、光センサ４が指示ししている表示部１上のエリアの位置座標を検出することができる。
【００２３】
このとき、バックライトエリアを駆動するＰＷＭ信号が、表示部１の輝度変化の周波数と比較して十分高い周波数成分を含むので、表示部１の輝度変化に由来する波形をハイパスフィルタにより光検出信号から除去できる。従って、表示部１に表示されている映像信号によらず、光センサ４が指示している表示部１上の位置座標を検出することができる。そのため、本実施例の位置検出システムによれば、光センサ４が指示している表示部１上の位置座標を検出するために特定の座標検出用画像を使用する必要がない。
【００２４】
さらに、表示部１における光センサ４が指示している位置座標を検出可能なエリアにメニューや選択ボタンを表示することにより、使用者が指示したメニューや選択ボタンを検出することができる。よって、使用者が指示したメニューや選択ボタンに応じた表示映像の切り換えや電源の制御等が可能となる。
【００２５】
（実施例２）
以下、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
図５は第２の実施形態における位置検出システムのブロック図、図６は第２の実施形態における処理フロー図、図７は第２の実施形態における各部波形図である。
図５において、第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）は、１枚の導光板１０で構成している。導光板１０は、上部に第１の列バックライト２１、第２の列バックライト２２、右部に第１の行バックライト２３、第２の行バックライト２４が近接して配置される。列バックライト２１、２２は、導光板１０の端面から縦方向に光を入射する。行バックライト２３、２４は、導光板１０の端面から横方向に光を入射する。導光板１０は、それぞれのバックライトが発光する光を導入して面発光する。
【００２６】
以上の構成によりバックライトエリアは、実施例１のように発光素子と拡散板等で構成して表示部１の裏面に配置する構成より薄型にできる。
第１及び第２の列バックライト（２１、２２）と第１及び第２の行バックライト（２３、２４）（光源）はそれぞれ、印加電圧に対する発光の応答が速い冷陰極管や発光ダイオ
ード等の発光素子で構成する。さらに、発光面にシート状のレンズを形成して導光板１０の端面へ向けて直進する光を入射させる。
【００２７】
第１の列バックライト２１は第１のＰＷＭ信号３１、第２の列バックライト２２は第２のＰＷＭ信号３２、第１の行バックライト２３は第３のＰＷＭ信号３３、第２の行バックライト２４は第４のＰＷＭ信号３４により駆動されてパルス発光する。
【００２８】
以上により、導光板１０の発光面のうち、第１のバックライトエリア１１（領域）は第１のＰＷＭ信号３１により駆動されたパルス発光と第３のＰＷＭ信号３３により駆動されたパルス発光とが合成されたパルス発光となる。同様に、第２のバックライトエリア１２は第２のＰＷＭ信号３２と第３のＰＷＭ信号３３のパルス発光が合成されたパルス発光となる。第３のバックライトエリア１３は第１のＰＷＭ信号３１と第４のＰＷＭ信号３４のパルス発光が合成されたパルス発光となる。第４のバックライトエリア１４は第２のＰＷＭ信号３２と第４のＰＷＭ信号３４のパルス発光が合成されたパルス発光となる。
【００２９】
以下、図６に示す処理フロー図、図７に示す各部波形図を用いて、本実施例に係る位置検出システムの動作について詳細に説明する。
比較部６は、濾波部５がパルス位相信号を出力していることを検出すると（パルス位相信号検出判断（Ｓ１０３））、第１及び第３のＰＷＭ信号（３１、３３）の合成波形の変化点とパルス位相信号の位相を比較する。第１及び第３のＰＷＭ信号（３１、３３）の合成波形の変化点とパルス位相信号の位相が近似する場合は、次のようなる。すなわち、制御部７へ第１及び第３のＰＷＭ信号（３１、３３）により駆動されるバックライト２１、２３の組み合わせに対応する領域である第１のバックライトエリア１１に関する座標情報を出力する（第１のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ２０４））。第１及び第３のＰＷＭ信号（３１、３３）の合成波形の変化点とパルス位相信号の位相が近似しない場合は順次、第２及び第３（３２、３３）、第１及び第４（３１、３４）、第２及び第４（３２、３４）のＰＷＭ信号の合成波形とパルス位相信号の位相とを比較する。そして、パルス位相信号の位相と合成波形の変化点が近似するＰＷＭ信号の組み合わせで駆動されているバックライトエリアに関する座標情報を出力する（第２〜第４のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ２０５〜Ｓ２０７））。
【００３０】
ここで使用者が、例えば第４のバックライトエリアに光センサ４を接近させると、光センサ４はこのエリアの光源となっている第４のバックライトエリア１４の発光に応じたパルス状の光検出信号を出力する。この光検出信号は、図７において波形５５で示す、第２のＰＷＭ信号３２と第４のＰＷＭ信号３４のパルス発光が合成された光検出信号である。このとき実施例１と同様に選択ボタン上に動画像を表示したり、動画像上に選択ボタンを透過して表示したりした場合、光検出信号の波形５５に表示部１の透過率変化に応じた時間変化成分が現れる。表示部１の透過率変化の応答速度は、バックライトエリアの発光の応答速度より遅い。従って、この時間変化成分は濾波部５により阻止されてパルス成分のみが抽出された波形５６となり、パルス位相信号として出力される。
【００３１】
比較部６は、濾波部５が出力するパルス位相信号を検出し、駆動部３が出力する第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）のパルスタイミングと比較する。そして、パルス位相信号の位相と変化点のタイミングが近似する２つのＰＷＭ信号（行と列）の組み合わせを検出する（図６における第１から第４のＰＷＭ位相判断（Ｓ１０４〜Ｓ１０７））。パルス位相信号の位相と合成波形の変化点のタイミングが近似する２つのＰＷＭ信号が検出された場合は、そのＰＷＭ信号により駆動されているバックライトエリアに関する座標情報を制御部７へ出力する。
以上に説明した位置検出システムにより、バックライトエリアをより薄型に構成するとともに、かつ光センサ４が指示した表示部１上のエリアの位置座標を検出することが可能
となる。
【符号の説明】
【００３２】
１１〜１４：第１〜第４のバックライトエリア、３１〜３４：第１〜第４のＰＷＭ信号、３：駆動部、４：光センサ、６：比較部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出システム及び位置検出方法に関し、特にバックライトのような光源を具備する表示装置の画面上の位置座標をライトペン等の光センサを用いて検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＲＴのような点順次駆動の表示装置は、先端部に光センサを備えたライトペンで画面上を指示した際に検出される光検出信号と表示装置を駆動している映像信号とを比較することにより、光センサが指示する座標を検出することができる。
【０００３】
しかしながら、ＬＣＤのような線順次駆動の表示装置では、同じライン（行）の画素が同時に透過率変化するため、光検出信号から横（列）方向の座標の特定ができない。これに対し、画面横方向を分割する複数の帯状画像部の各輝度が周期的に変化する座標検出用画像を表示し、輝度検出信号に基づき画面横方向の座標を検出する位置座標検出装置が提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１８７０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の位置座標検出装置では、横方向の座標検出するために特別の輝度変化をする座標検出用画像が必要となるため、映像やメニュー、アイコン等を表示しながらその表示領域内の座標を検出することは困難である。
【０００６】
そこで本発明は、特別の座標検出用画像を使用することなく、光センサが指示する画面上の位置座標を検出することができる位置検出システム及び位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、
入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部と、
前記複数の発光素子にそれぞれ異なる波形の駆動信号を入力する駆動部と、
指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置と、
前記光検出装置を前記発光部に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光に応じた光検出信号の波形と、前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号の波形と、を比較し、前記光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定し、該特定した駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記光検出装置が指向している前記発光部の位置を検出する位置検出部と、
を有する位置検出システムである。
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、
入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部の複数の発光素子にそれぞれ波形の異なる駆動信号を入力するステップと、
指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置を前記発光部に指
向させた場合の前記光検出装置が出力する光検出信号の波形と、前記複数の発光素子のそれぞれに入力されている駆動信号の波形と、を比較して光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定するステップと、
前記発光部における、前記特定された駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記発光部における、前記光検出装置が指向している位置を検出するステップと、
を有する位置検出方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特別の座標検出用画像を使用することなく、光センサが指示する画面上の位置座標を検出することができる位置検出システム及び位置検出方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１における位置検出システムのブロック図
【図２】本発明の実施例１における処理フロー図
【図３】本発明の実施例１における各部波形図
【図４】表示映像の例を示す図
【図５】本発明の実施例２における位置検出システムのブロック図
【図６】本発明の実施例２における処理フロー図
【図７】本発明の実施例２における各部波形図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例１）
図１は、本実施形態における位置検出システムのブロック図である。
表示部１（映像表示装置）は、例えば液晶表示装置等の透過型表示装置であって、第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）（発光素子）を光源とし、映像処理部２が出力する映像信号に応じて透過特性を変化させて映像表示する。
【００１２】
映像処理部２は、制御部７の制御に応じて、表示部１を駆動する映像信号を出力する。
駆動部３は、制御部７の制御に応じてパルス幅が変化し、かつそれぞれ異なる位相となる第１から第４のＰＷＭ信号（駆動信号）（パルス幅変調信号）（３１〜３４）を生成し、第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）を駆動する。このとき第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）のパルス周波数は、例えば１２０Ｈｚ以上のように人間の目が点滅を認識できない程度の短い周期となるように設定される。
【００１３】
第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）は、印加電圧に対する発光の応答が速い冷陰極管や発光ダイオード等の発光素子と、発光素子による輝度ムラを緩和して面発光させるための拡散板等で構成される。第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）は、表示部１の裏面の４分割されたエリア（位置）のそれぞれに配置され、駆動部３が出力する第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）に応じてパルス発光する。第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）により発光部が構成される。
【００１４】
光センサ４（光検出装置）は、先端にフォトダイオード等の光電変換素子を有し、指向する方向から受ける光（受光した光量）に応じた光検出信号を出力する。さらにレンズを追加し、先端が指示する特定方向の離れた光源に焦点をあわせて受光する構成としても良い。
濾波部５は、光センサ４が出力する光検出信号のうち、表示部１の輝度変化（映像信号に応じた透過特性変化による輝度変化）による低周波成分を阻止する。また、第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）のパルス発光によるパルス成分（高周波成分）の
みを通過して抽出したパルス位相信号を出力する。濾波部５はハイパスフィルタである。
【００１５】
比較部６は、濾波部５が出力するパルス位相信号を検出し、駆動部３が出力する第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）のパルスタイミングと比較する。そして、タイミングが近似するＰＷＭ信号を検出した場合にはそのＰＷＭ信号により駆動されているバックライトエリアに関する座標情報を制御部７へ出力する。比較部６は本発明の位置検出部を構成する。
【００１６】
制御部７は、映像処理部２が出力する映像と、駆動部３が出力するＰＷＭ信号のパルス幅を制御する。また、比較部６が出力する座標情報から、光センサ４の先端が指示するエリアに表示部１が表示している映像（メニューを構成するＧＵＩ等）を特定し、その映像に応じた制御動作をする。
電源部８は、表示部１、映像処理部２、駆動部３、光センサ４、濾波部５、比較部６の各部に電源を供給するとともに、制御部７の制御に応じて電源供給のオン・オフを切り換える。
【００１７】
以下、図２に示す処理フロー図、図３に示す各部波形図、図４に示す表示映像の例の図を用いて、本実施例に係る位置検出システムの動作について詳細に説明する。
電源投入等により処理を開始すると、制御部７は駆動部３を制御して、図３の波形４１〜４４で示す第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）を出力する（各ＰＷＭ出力処理（Ｓ１０１））。このとき、輝度調整や、各バックライトエリア間の輝度のばらつきを補正する場合、ＰＷＭ信号の立ち下がりを調整する。例えば、第１のバックライトエリア１１の輝度を下げる場合には、第１のＰＷＭ信号３１の波形４１の立ち下がりのタイミングを破線４１１で示すように早くし、点灯期間を短縮する。
【００１８】
その後、制御部７は映像処理部２を制御して映像信号を出力する（映像出力処理（Ｓ１０２））。これにより光源となる第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）が発光し、表示部１が映像信号に応じた透過特性変化をする。そして、例えば図４に示すような、複数の選択ボタンのＧＵＩから構成されるメニュー画像５１を含む映像が表示される。この例では、第１のバックライトエリア１１には画質メニュー、第２のバックライトエリア１２には音質メニュー、第３のバックライトエリア１３には入力選択メニュー、第４のバックライトエリア１４には電源オフ処理をさせる選択ボタンをそれぞれ表示する。バックライトエリアのエリア数は４つに限るものではなく、さらに増やすことにより、選択ボタンやメニューの表示数を増やすこともできる。
【００１９】
ここで使用者が、表示部１の所望のメニューや選択ボタンが表示されている部分に光センサ４を接近させると、光センサ４はこのエリアの光源となっているバックライトエリアの発光に応じたパルス状の光検出信号を出力する。例えば、第４のバックライトエリアに光センサ４を接近させた場合、光センサ４による光検出信号は波形４５のようになる。このとき選択ボタン上に動画像を表示したり、動画像上に選択ボタンを透過して表示したりした場合、光検出信号の波形４５の点灯期間に相当する部分に表示部１の透過率変化（透過特性変化）に応じた時間変化成分（低周波成分）が現れる。表示部１の透過率変化の応答速度は、バックライトエリアの発光の応答速度より遅いため、この時間変化成分は濾波部５により阻止され、第４のＰＷＭ信号のパルス成分のみが通過して抽出された波形４６となり、パルス位相信号として出力される。
【００２０】
比較部６は、濾波部５がパルス位相信号を出力していることを検出すると（パルス位相信号検出判断（Ｓ１０３））、第１のＰＷＭ信号３１の変化点とパルス位相信号の位相とを比較する。第１のＰＷＭ信号３１の変化点とパルス位相信号の位相とが近似（又は一致）する場合は制御部７へ第１のバックライトエリア１１に関する座標情報を出力する（第
１のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ１０４））。第１のＰＷＭ信号３１の変化点とパルス位相信号の位相とが近似しない場合は順次、第２、第３、第４のＰＷＭ信号（３２、３３、３４）と比較していく。そして、変化点がパルス位相信号の位相と近似するＰＷＭ信号を特定する。そして、特定したＰＷＭ信号で駆動されているバックライトエリアに関する座標情報を出力する（第２のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ１０５）、第３のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ１０６）、第４のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ１０７））。
【００２１】
制御部７は、比較部６が出力するバックライトエリアに関する座標情報を受信し、受信した情報が第１のバックライトエリア１１に関する座標情報である場合は、画質メニューを表示するよう映像処理部２を制御する（第１の制御処理（Ｓ１０８））。受信した座標情報が第２のバックライトエリア１２に関する座標情報である場合は、音質メニューを表示するよう映像処理部２を制御する（第２の制御処理（Ｓ１０９））。受信した座標情報が第３のバックライトエリア１３に関する座標情報である場合は、入力選択メニューを表示するよう映像処理部２を制御する（第３の制御処理（Ｓ１１０））。受信した座標情報が第４のバックライトエリア１４に関する座標情報である場合は、各部の電源供給をオフにするよう電源部８を制御する（第４の制御処理（Ｓ１１１））。
【００２２】
本実施例に係る位置検出システムは、表示部１の光源となり異なる位相でパルス発光する複数のバックライトエリアのそれぞれを駆動するＰＷＭ信号波形と、使用者が光センサ４で表示部１上を指示した際に出力する光センサ４による光検出信号波形と、を比較する。この比較結果に基づいて、光センサ４が指示ししている表示部１上のエリアの位置座標を検出することができる。
【００２３】
このとき、バックライトエリアを駆動するＰＷＭ信号が、表示部１の輝度変化の周波数と比較して十分高い周波数成分を含むので、表示部１の輝度変化に由来する波形をハイパスフィルタにより光検出信号から除去できる。従って、表示部１に表示されている映像信号によらず、光センサ４が指示している表示部１上の位置座標を検出することができる。そのため、本実施例の位置検出システムによれば、光センサ４が指示している表示部１上の位置座標を検出するために特定の座標検出用画像を使用する必要がない。
【００２４】
さらに、表示部１における光センサ４が指示している位置座標を検出可能なエリアにメニューや選択ボタンを表示することにより、使用者が指示したメニューや選択ボタンを検出することができる。よって、使用者が指示したメニューや選択ボタンに応じた表示映像の切り換えや電源の制御等が可能となる。
【００２５】
（実施例２）
以下、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
図５は第２の実施形態における位置検出システムのブロック図、図６は第２の実施形態における処理フロー図、図７は第２の実施形態における各部波形図である。
図５において、第１から第４のバックライトエリア（１１〜１４）は、１枚の導光板１０で構成している。導光板１０は、上部に第１の列バックライト２１、第２の列バックライト２２、右部に第１の行バックライト２３、第２の行バックライト２４が近接して配置される。列バックライト２１、２２は、導光板１０の端面から縦方向に光を入射する。行バックライト２３、２４は、導光板１０の端面から横方向に光を入射する。導光板１０は、それぞれのバックライトが発光する光を導入して面発光する。
【００２６】
以上の構成によりバックライトエリアは、実施例１のように発光素子と拡散板等で構成して表示部１の裏面に配置する構成より薄型にできる。
第１及び第２の列バックライト（２１、２２）と第１及び第２の行バックライト（２３、２４）（光源）はそれぞれ、印加電圧に対する発光の応答が速い冷陰極管や発光ダイオ
ード等の発光素子で構成する。さらに、発光面にシート状のレンズを形成して導光板１０の端面へ向けて直進する光を入射させる。
【００２７】
第１の列バックライト２１は第１のＰＷＭ信号３１、第２の列バックライト２２は第２のＰＷＭ信号３２、第１の行バックライト２３は第３のＰＷＭ信号３３、第２の行バックライト２４は第４のＰＷＭ信号３４により駆動されてパルス発光する。
【００２８】
以上により、導光板１０の発光面のうち、第１のバックライトエリア１１（領域）は第１のＰＷＭ信号３１により駆動されたパルス発光と第３のＰＷＭ信号３３により駆動されたパルス発光とが合成されたパルス発光となる。同様に、第２のバックライトエリア１２は第２のＰＷＭ信号３２と第３のＰＷＭ信号３３のパルス発光が合成されたパルス発光となる。第３のバックライトエリア１３は第１のＰＷＭ信号３１と第４のＰＷＭ信号３４のパルス発光が合成されたパルス発光となる。第４のバックライトエリア１４は第２のＰＷＭ信号３２と第４のＰＷＭ信号３４のパルス発光が合成されたパルス発光となる。
【００２９】
以下、図６に示す処理フロー図、図７に示す各部波形図を用いて、本実施例に係る位置検出システムの動作について詳細に説明する。
比較部６は、濾波部５がパルス位相信号を出力していることを検出すると（パルス位相信号検出判断（Ｓ１０３））、第１及び第３のＰＷＭ信号（３１、３３）の合成波形の変化点とパルス位相信号の位相を比較する。第１及び第３のＰＷＭ信号（３１、３３）の合成波形の変化点とパルス位相信号の位相が近似する場合は、次のようなる。すなわち、制御部７へ第１及び第３のＰＷＭ信号（３１、３３）により駆動されるバックライト２１、２３の組み合わせに対応する領域である第１のバックライトエリア１１に関する座標情報を出力する（第１のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ２０４））。第１及び第３のＰＷＭ信号（３１、３３）の合成波形の変化点とパルス位相信号の位相が近似しない場合は順次、第２及び第３（３２、３３）、第１及び第４（３１、３４）、第２及び第４（３２、３４）のＰＷＭ信号の合成波形とパルス位相信号の位相とを比較する。そして、パルス位相信号の位相と合成波形の変化点が近似するＰＷＭ信号の組み合わせで駆動されているバックライトエリアに関する座標情報を出力する（第２〜第４のＰＷＭ位相比較判断（Ｓ２０５〜Ｓ２０７））。
【００３０】
ここで使用者が、例えば第４のバックライトエリアに光センサ４を接近させると、光センサ４はこのエリアの光源となっている第４のバックライトエリア１４の発光に応じたパルス状の光検出信号を出力する。この光検出信号は、図７において波形５５で示す、第２のＰＷＭ信号３２と第４のＰＷＭ信号３４のパルス発光が合成された光検出信号である。このとき実施例１と同様に選択ボタン上に動画像を表示したり、動画像上に選択ボタンを透過して表示したりした場合、光検出信号の波形５５に表示部１の透過率変化に応じた時間変化成分が現れる。表示部１の透過率変化の応答速度は、バックライトエリアの発光の応答速度より遅い。従って、この時間変化成分は濾波部５により阻止されてパルス成分のみが抽出された波形５６となり、パルス位相信号として出力される。
【００３１】
比較部６は、濾波部５が出力するパルス位相信号を検出し、駆動部３が出力する第１から第４のＰＷＭ信号（３１〜３４）のパルスタイミングと比較する。そして、パルス位相信号の位相と変化点のタイミングが近似する２つのＰＷＭ信号（行と列）の組み合わせを検出する（図６における第１から第４のＰＷＭ位相判断（Ｓ１０４〜Ｓ１０７））。パルス位相信号の位相と合成波形の変化点のタイミングが近似する２つのＰＷＭ信号が検出された場合は、そのＰＷＭ信号により駆動されているバックライトエリアに関する座標情報を制御部７へ出力する。
以上に説明した位置検出システムにより、バックライトエリアをより薄型に構成するとともに、かつ光センサ４が指示した表示部１上のエリアの位置座標を検出することが可能
となる。
【符号の説明】
【００３２】
１１〜１４：第１〜第４のバックライトエリア、３１〜３４：第１〜第４のＰＷＭ信号、３：駆動部、４：光センサ、６：比較部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部と、
前記複数の発光素子にそれぞれ異なる波形の駆動信号を入力する駆動部と、
指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置と、
前記光検出装置を前記発光部に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光に応じた光検出信号の波形と、前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号の波形と、を比較し、前記光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定し、該特定した駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記光検出装置が指向している前記発光部の位置を検出する位置検出部と、
を有する位置検出システム。
【請求項２】
前記発光部は、光源からの光を導入して面発光する導光板を有し、
前記発光素子は、それぞれ前記導光板に近接する複数の異なる位置から前記導光板に縦方向又は横方向に光を入射するよう配置され、
前記導光板の発光面は複数の領域に分割され、各領域は、その領域に縦方向に光を入射する発光素子の発光とその領域に横方向に光を入射する発光素子の発光とを合成した光に応じて面発光するよう構成され、
前記位置検出部は、前記光検出装置を前記発光部に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光に応じた光検出信号の波形と、前記導光板に縦方向に光を入射する発光素子に前記駆動部が入力する駆動信号の波形と前記導光板に横方向に光を入射する発光素子に前記駆動部が入力する駆動信号の波形とを合成した波形と、を比較し、前記光検出信号の波形に最も近似する合成波形が得られる２つの駆動信号の組み合わせを特定し、該特定した２つの駆動信号のそれぞれによって駆動される２つの発光素子の組み合わせに対応する前記導光板の発光面の領域の位置に基づいて、前記光検出装置が指向している前記発光部の位置を検出する請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記発光部を光源とし、入力される映像信号に応じて透過特性を変化させて映像を表示する映像表示装置を有し、
前記位置検出部は、前記光検出装置を前記映像表示装置に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光が前記映像表示装置を透過した後の光に応じた光検出信号の波形と、前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号の波形とを比較して、前記光検出装置が指向している前記映像表示装置の位置を検出する請求項１又は２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号は、前記映像表示装置における透過特性変化の周波数より高い周波数成分を含み、
前記位置検出部は、前記光検出装置を前記映像表示装置に指向させた場合に前記光検出装置が出力する光検出信号のうち、前記駆動信号の周波数を含む高周波成分のみ通過し、前記映像表示装置の透過特性の変化の周波数を含む低周波成分を阻止する濾波部を有する請求項３に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記駆動部は、前記複数の発光素子にそれぞれ位相又は周波数が異なるパルス幅変調信号を駆動信号として入力し、
前記駆動部は、前記駆動信号の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングを調整することにより前記発光素子の輝度を調整し、
前記位置検出部は、前記駆動信号の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングのうち前記発光素子の輝度調整のために調整されない方のタイミングを、前記光検出装置を前記発光部又は前記映像表示装置に指向させた場合に前記光検出装置が出力する光検出信号の波形
と比較することにより、光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項６】
入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部の複数の発光素子にそれぞれ波形の異なる駆動信号を入力するステップと、
指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置を前記発光部に指向させた場合の前記光検出装置が出力する光検出信号の波形と、前記複数の発光素子のそれぞれに入力されている駆動信号の波形と、を比較して光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定するステップと、
前記発光部における、前記特定された駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記発光部における、前記光検出装置が指向している位置を検出するステップと、
を有する位置検出方法。
【請求項１】
入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部と、
前記複数の発光素子にそれぞれ異なる波形の駆動信号を入力する駆動部と、
指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置と、
前記光検出装置を前記発光部に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光に応じた光検出信号の波形と、前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号の波形と、を比較し、前記光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定し、該特定した駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記光検出装置が指向している前記発光部の位置を検出する位置検出部と、
を有する位置検出システム。
【請求項２】
前記発光部は、光源からの光を導入して面発光する導光板を有し、
前記発光素子は、それぞれ前記導光板に近接する複数の異なる位置から前記導光板に縦方向又は横方向に光を入射するよう配置され、
前記導光板の発光面は複数の領域に分割され、各領域は、その領域に縦方向に光を入射する発光素子の発光とその領域に横方向に光を入射する発光素子の発光とを合成した光に応じて面発光するよう構成され、
前記位置検出部は、前記光検出装置を前記発光部に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光に応じた光検出信号の波形と、前記導光板に縦方向に光を入射する発光素子に前記駆動部が入力する駆動信号の波形と前記導光板に横方向に光を入射する発光素子に前記駆動部が入力する駆動信号の波形とを合成した波形と、を比較し、前記光検出信号の波形に最も近似する合成波形が得られる２つの駆動信号の組み合わせを特定し、該特定した２つの駆動信号のそれぞれによって駆動される２つの発光素子の組み合わせに対応する前記導光板の発光面の領域の位置に基づいて、前記光検出装置が指向している前記発光部の位置を検出する請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記発光部を光源とし、入力される映像信号に応じて透過特性を変化させて映像を表示する映像表示装置を有し、
前記位置検出部は、前記光検出装置を前記映像表示装置に指向させた場合に前記光検出装置が出力する、前記発光部の発光が前記映像表示装置を透過した後の光に応じた光検出信号の波形と、前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号の波形とを比較して、前記光検出装置が指向している前記映像表示装置の位置を検出する請求項１又は２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記駆動部が前記各発光素子に入力する駆動信号は、前記映像表示装置における透過特性変化の周波数より高い周波数成分を含み、
前記位置検出部は、前記光検出装置を前記映像表示装置に指向させた場合に前記光検出装置が出力する光検出信号のうち、前記駆動信号の周波数を含む高周波成分のみ通過し、前記映像表示装置の透過特性の変化の周波数を含む低周波成分を阻止する濾波部を有する請求項３に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記駆動部は、前記複数の発光素子にそれぞれ位相又は周波数が異なるパルス幅変調信号を駆動信号として入力し、
前記駆動部は、前記駆動信号の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングを調整することにより前記発光素子の輝度を調整し、
前記位置検出部は、前記駆動信号の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングのうち前記発光素子の輝度調整のために調整されない方のタイミングを、前記光検出装置を前記発光部又は前記映像表示装置に指向させた場合に前記光検出装置が出力する光検出信号の波形
と比較することにより、光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項６】
入力される駆動信号に応じて発光する複数の発光素子がそれぞれ異なる位置に配置されている発光部の複数の発光素子にそれぞれ波形の異なる駆動信号を入力するステップと、
指向する方向から受ける光に応じた光検出信号を出力する光検出装置を前記発光部に指向させた場合の前記光検出装置が出力する光検出信号の波形と、前記複数の発光素子のそれぞれに入力されている駆動信号の波形と、を比較して光検出信号の波形に最も近似する波形の駆動信号を特定するステップと、
前記発光部における、前記特定された駆動信号により駆動される発光素子が配置されている位置に基づいて、前記発光部における、前記光検出装置が指向している位置を検出するステップと、
を有する位置検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２２３７２（Ｐ２０１２−２２３７２Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７７１３（Ｐ２０１０−１５７７１３）
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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