平面表示装置
【課題】特性のバラツキがなく精度よく画像取込みを行うことができる平面表示装置提供する。
【構成】ホトセンサ処理回路は、（１）ホトセンサ画素２７においてプリチャージ電圧供給線からプリチャージ電圧を印加すると共に、第３ＴＦＴ６４ｃがオン状態のときに、第２ＴＦＴ６４ｂのオン／オフ状態によって変化するホトセンサ信号出力線の電位をホトセンサ信号として読み取り、（２）処理ブロック毎にオン状態、または、オフ状態のホトセンサ６４の数をカウントし、カウントした数によって処理ブロック８８１におけるホトセンサ６４がオン状態、または、オフ状態であるかを判断する。
【構成】ホトセンサ処理回路は、（１）ホトセンサ画素２７においてプリチャージ電圧供給線からプリチャージ電圧を印加すると共に、第３ＴＦＴ６４ｃがオン状態のときに、第２ＴＦＴ６４ｂのオン／オフ状態によって変化するホトセンサ信号出力線の電位をホトセンサ信号として読み取り、（２）処理ブロック毎にオン状態、または、オフ状態のホトセンサ６４の数をカウントし、カウントした数によって処理ブロック８８１におけるホトセンサ６４がオン状態、または、オフ状態であるかを判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取込み機能を備えた平面表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶表示装置のアレイ基板上に、画像取込みを行う密着型エリアセンサを配置した表示装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
この従来の液晶表示装置は、センサに接続されたキャパシタの電荷量をセンサでの受光量に応じて変化させるようにし、キャパシタの両端電圧を検出することで、画像取込みを行っている。
【特許文献１】特開２００１−２９２２７６号公報
【特許文献２】特開２００１−３３９６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、密着型エリアセンサを構成するトランジスタなどは特性バラツキが大きい。そのため、同一の外部光がセンサなどに照射されても、オフ状態となるトランジスタもあれば、オフ状態を保持するものもある。
【０００５】
そこで本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、特性のバラツキがなく精度よく画像取込みを行うことができる平面表示装置提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アレイ基板上に互いに直交して配置される複数本の信号線及び第１ゲート信号線と、前記信号線と前記第１ゲート信号線との交点近傍に設けられた表示用スイッチング素子と、この表示用スイッチング素子に接続された画素電極とを含む表示画素と、前記信号線に映像信号を供給すると共に前記第１ゲート信号線にゲート信号を供給して映像を表示する表示用制御手段と、を有する平面表示装置において、前記アレイ基板上に複数のホトセンサ画素がマトリックス状に設けられ、前記各ホトセンサ画素からのホトセンサ信号を読み取るホトセンサ処理手段が設けられ、前記ホトセンサ画素は、前記第１ゲート信号線と平行に配された第２ゲート信号線からの第２ゲート信号によってオン／オフする第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子がオン状態のときに、前記信号線と平行に配されたプリチャージ電圧供給線から所定のプリチャージ電圧が印加されて電荷が蓄積されるコンデンサと、前記コンデンサにより蓄積された電荷を光の強弱に応じて光リーク量を変化させて放電するホトセンサと、前記コンデンサからの放電電圧に基づいてオン／オフする第２スイッチング素子と、前記第１ゲート信号線と平行に配された第３ゲート信号線からの第３ゲート信号によって、前記第２スイッチング素子とホトセンサ信号出力線との間をオン／オフする第３スイッチング素子と、を有し、前記マトリックス状に配された複数のホトセンサ画素で一つの処理ブロックを構成し、前記ブロックが前記アレイ基板上に複数設けられ、前記ホトセンサ処理手段は、（１）前記プリチャージ電圧供給線から前記プリチャージ電圧を印加すると共に、前記第３スイッチング素子がオン状態のときに、前記第２スイッチング素子のオン／オフ状態によって変化する前記ホトセンサ信号出力線の電位をホトセンサ信号として読み取り、（２）前記処理ブロック毎にオン状態、または、オフ状態の前記ホトセンサの数をカウントし、前記カウントした数によって前記処理ブロックにおける前記ホトセンサがオン状態、または、オフ状態であるかを判断することを特徴とする平面表示装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、処理ブロック毎にオン状態、または、オフ状態のホトセンサの数をカウントし、カウントした数によって処理ブロックにおけるホトセンサがオン状態、または、オフ状態であるかを判断するので、特性のバラツキを排除できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置について説明する。
【０００９】
［１］液晶表示装置の回路構成
まず、液晶表示装置の回路構成の詳細について説明する。
【００１０】
（１）液晶表示装置の構成
本実施形態の液晶表示装置の構成について図１に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、アレイ基板１１と回路基板１７とを示している。
【００１２】
液晶表示装置は、水平方向３２０画素ｘ垂直方向２４０画素の表示解像度を有する。なお、画素１６とは、表示画素２６とホトセンサ画素２７とを合わせて表現するときの名称である。
【００１３】
アレイ基板上には、３２０ｘＲ,Ｇ,Ｂ＝９６０本のソース信号線２１が縦方向に配線され、３４０本の表示用ゲート信号線２２ａが配線されている。これらソース信号線２１と表示用ゲート信号線２２ａの交点近傍に画素１６が設けられている。
【００１４】
また、９６０本のプリチャージ電圧信号線２４、３４０本の第２ゲート信号線２２ｃ、３４０本の第３ゲート信号線２２ｂ、３４０本の共通信号線３１、９６０本のホトセンサ出力信号線２５を有している。プリチャージ電圧信号線２４、ホトセンサ出力信号線２５は、信号線２３と平行に配線され、第２ゲート信号線２２ｃ、第３ゲート信号線２２ｂ、共通信号線３１は、表示用ゲート信号線２２ａと平行に配線されている。
【００１５】
また、アレイ基板１１上には、ソース信号線２３が接続されているソースドライバ回路１４と、プリチャージ電圧信号線２４が接続されているホトセンサ処理回路１８と、表示用ゲート信号線２２ａを駆動する表示用ゲートドライバ回路１２と、第３ゲート信号線２２ｂ、第２ゲート信号線２２ｃ、共通信号線３１が接続されている読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂと、ホトセンサ出力信号線２５が接続されているホトセンサ出力処理回路１８とが設けられている。これらの回路は、例えば低温ポリシリコンＴＦＴにより形成されている。
【００１６】
（２）各回路の構成
回路基板１７上には、アレイ基板１１上の各回路を制御するコントロールＩＣ（図示せず）、画像データ等を記憶するメモリ（図示せず）と、アレイ基板１１及び回路基板１７で使用する各種の直流電圧を出力する電源回路（図示せず）とを実装している。また、回路基板１７上には、表示制御及び画像取込制御を行う映像信号処理回路２１が実装されている。アレイ基板１１と回路基板１７とは、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０を介して各種信号の送受を行う。映像信号処理回路２１からの出力映像信号はソースドライバ回路１４に印加される。
【００１７】
ソースドライバ回路１４は、映像信号処理回路２１から入力するデジタル画素データを液晶表示素子の駆動に適したアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路を有する。
【００１８】
表示用ゲートドライバ回路１２ａは、表示用ゲート信号線２２ａを順次選択し、ソースドライバ回路１４と同期をとって表示画素２６に映像データを書き込む動作を行う。
【００１９】
読み込み用ゲートドライバ回路１２ｂは、第３ゲート信号線２２ｂ及び第２ゲート信号線２２ｃを順次選択し、ソースドライバ回路１４と同期をとってホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧を印加し、また、ホトセンサ画素２７から出力電圧を取り出す動作を行う。
【００２０】
ホトセンサ処理回路１８は、プリチャージ電圧をプリチャージ電圧信号線２４に印加する。また、ホトセンサ処理回路１８は、ホトセンサ画素２７からの出力電圧をホトセンサ出力信号線２５を介して取り込む。このホトセンサ処理回路１８は、アレイ基板１１に直接形成されている。基本的な構成部品は、コンパレータ回路２３３をスイッチからなる選択回路である。
【００２１】
そして、ホトセンサ信号処理回路１５は、読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂ及びホトセンサ処理回路１８を制御する。また、ホトセンサ処理回路１８からの出力データを演算あるいは比較処理などを施し、光が照射あるいは遮光されているホトセンサ位置を判断し、その座標位置を出力する。
【００２２】
（３）画素１６の構成
図２は画素１６（表示画素２６＋ホトセンサ画素２７）を中心として詳細に示した本実施形態の液晶表示装置のブロック図である。なお、画素１６は１つしか図示していないが、図１に図示したように、画素はマトリックス状に形成されている。
【００２３】
（３−１）表示画素２６の構成
表示画素２６は、縦横に列設されるソース信号線２３及び表示用ゲート信号線２２ａの各交点近傍に形成される。表示画素２６は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（以下、表示用ＴＦＴという）３２と（図３参照）、表示用ＴＦＴ３２の一端に形成された画素電極６１と対向電極３６間に構成される液晶容量３４、共通信号線３１との間に接続される表示用補助容量３５から構成される。
【００２４】
（３−２）ホトセンサ画素２７の構成
ホトセンサ画素２７は図６に示されるように、ＴＦＴからなるホトセンサ６４と、プリチャージ電圧を保持するコンデンサ６３と、ソースフォロワとして動作する第２ＴＦＴ６２ｂと、プリチャージ電圧をコンデンサ６３に印加するスイッチング素子として動作する第１ＴＦＴ６２ａと、第２ＴＦＴ６２ｂのソースフォロワ出力をホトセンサ出力信号線２５に選択して出力する第３ＴＦＴ６２ｃとから構成される。ホトセンサ６４などの一端子は、共通信号線３１に接続され接地されている。なお、第１ＴＦＴ６２ａ、第２ＴＦＴ６２ｂ、第３ＴＦＴ６２ｃ、ホトセンサ６４とは、表示用ＴＦＴ３２と共にアレイプロセスの同一工程で形成する。
【００２５】
（２−３）ホトセンサ画素２７の配置
図３では、ホトセンサ画素２７は画素１６のそれぞれに形成されている。つまり、表示画素２６の形成数とホトセンサ画素２７の形成数とは同一である。
【００２６】
しかし、ホトセンサ画素２７は、図４に示すように、ＲＧＢの画素１６（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）に１つのホトセンサ画素２７を配してもよい。
【００２７】
また、図５に示すように、２画素に１つのホトセンサ画素２７を配置または形成してもよい。好ましくは、図５に示すように、偶数画素行の奇数画素列にホトセンサ画素２７を配置し、奇数画素行の偶数画素列にホトセンサ画素２７を配置するように構成する。
【００２８】
上記したように、ホトセンサ画素２７は全ての表示画素２６に対応して形成することには限定されない。
【００２９】
また、ホトセンサ画素２７の位置は、表示領域１０内に限定するものではなく、表示領域外に構成してもよい。
【００３０】
また、画素１６に形成するホトセンサ画素２７は１つに限定するものではなく、複数のホトセンサ画素２７を形成してもよい。
【００３１】
（４）ホトセンサ画素２７の等価回路の構成
ホトセンサ画素２７の等価回路について図６、７に基づいて説明する。
【００３２】
ホトセンサ画素２７の等価回路は、ホトセンサ６４、コンデンサ６３、第１ＴＦＴ６２ａ、第２ＴＦＴ６２ｂ、第３ＴＦＴ６２ｃから構成されている。
【００３３】
ホトセンサ６４は、ホトダイオードとして動作するＴＦＴからなる。本実施形態ではホトセンサ６４をＴＦＴのＮチャンネルのダイオード接続で形成している。ＴＦＴをＮチャンネルのダイオード接続することにより、構成が容易になり、電荷の保持特性も向上する。このホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４は光の強度に応じてリークする。このリークによりホトセンサ６４の両端子間の電位が低下する。したがって、ホトセンサ６４の両端子間電位を検出することにより、ホトセンサ６４に光が照射されたこと、ホトセンサ６４に照射された光の相対的な強度を把握できる。
【００３４】
コンデンサ６３は、プリチャージ電圧を保持するものであり、ゲート絶縁膜を用いて構成する。ゲート絶縁膜を利用することにより小面積で容量の大きな補助容量を構成できる。
【００３５】
第２ＴＦＴ６２ｂは、ソースフォロワとして動作するものであり、ゲート端子にはホトセンサ６４の一端子が接続され、また、コンデンサ６３の一端子が接続される。第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧になると、第２ＴＦＴ６２ｂはオフする。Ｖｔ電圧以上であると、第２ＴＦＴ６２ｂはオンする。
【００３６】
第１ＴＦＴ６２ａは、プリチャージ電圧信号線２４に印加されたプリチャージ電圧をコンデンサ６３の一端子に印加する。第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、第１ＴＦＴ６２ａがオンする。プリチャージ電圧は、第２ＴＦＴ６２ｂがオンする電圧（Ｖｔ電圧以上）である。第１ＴＦＴ６２ａはゲートドライバ回路１２ｂで制御され、第１ＴＦＴ６２ａのゲート端子は第２ゲート信号線２２ｃに接続されている。
【００３７】
第３ＴＦＴ６２ｃはゲートドライバ回路１２ｂで制御され、第３ＴＦＴ６２ｃのゲート端子は第３ゲート信号線２２ｂに接続されている。第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加されると、第３ＴＦＴ６２ｃがオンする。
【００３８】
（５）ホトセンサ画素２７の等価回路の動作内容
以下、上記構成のホトセンサ画素２７の等価回路の動作内容について説明する。
【００３９】
（５−１）第１動作
第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、第１ＴＦＴ６２ａがオンする。すると、プリチャージ電圧信号線２４に印加されたプリチャージ電圧をコンデンサ６３の一端子に印加する。プリチャージ電圧は、１フレーム（１画面の書き換え周期）毎に印加される。もちろん、複数フレームに１回印加してもよい。
【００４０】
（５−２）第２動作
コンデンサ６３は、プリチャージ電圧を蓄積する。
【００４１】
（５−３）第３動作
ホトセンサ６４に光が照射されると、コンデンサ６３に蓄積された電荷がホトセンサ６４のチャンネル間を通じて放電される。この放電された放電電圧値によって、第２ＴＦＴ６２ｂがオンまたはオフ状態となる。この放電電圧値は、ホトセンサ６４は光の強度に応じた光リーク量により決まる。
【００４２】
（５−４）第４動作
第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加されると、第３ＴＦＴ６２ｃがオンする。第３ＴＦＴ６２ｃをオンさせるタイミングは、プリチャージ電圧を印加するタイミングと同期をとって実施される。
【００４３】
このときに、第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態であれば、ホトセンサ出力信号線２５の電荷は、第３ＴＦＴ６２ｃ、６２ｂを介して、共通信号線３１に放電される。なお、共通信号線３１の電位によっては充電される場合もあるが、例えば、共通信号線３１は接地しておく。
【００４４】
一方、第３ＴＦＴ６２ｃがオンしても、第２ＴＦＴ６２ｂがオフ状態であれば、ホトセンサ出力信号線２５の電荷は変化しない。
【００４５】
（５−５）等価回路における露光時間の定義
ここで、以下で使用する「露光時間」について定義しておく。露光時間とは、第１ＴＦＴ６２ａをオン状態にして第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子にプリチャージ電圧を印加した時刻から、第３ＴＦＴ６２ｃをオン状態にしてホトセンサ出力信号線２５に出力を取り出すまでの時間である。
【００４６】
（５−６）等価回路のまとめ
以上のように、ホトセンサ出力信号線２５の電荷の変化を検出すれば、第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態か、中間的なオン状態か、もしくはオフ状態かを検出することができる。つまり、この検出は第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子の電位を検出していることになる。第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧は、プリチャージ電圧の大きさと、ホトセンサ６４に照射された光の強度及び露光時間により変化する。すなわち、プリチャージ電圧の大きさ、露光時間の長さ、ホトセンサ６４の光リーク量からホトセンサ６４に照射されている光の強弱を検出することができる。
【００４７】
そして、光の強弱の検出は、イメージスキャナのように画像の読み取りに動作に該当する。本実施形態は、マトリックス状にホトセンサ画素２７を形成している。したがって、各ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオン／オフ状態を検出することにより、表示領域１０に結像あるいは照明された画像イメージを取り込むことができる。また、物体の影、物体で反射した光を検出できる。
【００４８】
（６）ホトセンサ処理回路１８の構成
図８は、画素１６の周辺部を図示した構成図である。
【００４９】
ホトセンサ出力信号線２５は、ホトセンサ処理回路１８と接続されている。ホトセンサ処理回路１８は、主として、コンパレータ回路２３３と選択回路８１から構成される。選択回路３１は一例としてアナログスイッチである。また、選択回路８１はスイッチングあるいは選択回路の他、シフトレジスタ回路などを有している。
【００５０】
ホトセンサ画素２７とコンパレータ回路２３３の接続状態は図７に示している。コンパレータ回路２３３はオペアンプ回路あるいは差動アンプなどでもよい。つまり、一端子に比較電圧あるいは比較対照に対して回路２３３の出力が変化するものであればいずれでもよい。
【００５１】
コンパレータ回路２３３は、比較電圧Ｖｒｅｆに対して、大きいあるいは小さいかを判定し、ロジック的にＨまたはＬを出力（２値化）する。したがって、出力がロジック信号に変換されるため、以降のロジック処理が容易になる。
【００５２】
（７）コンパレータ回路２３３の機能
次に、コンパレータ回路２３３について図８に基づいて説明する。
【００５３】
図８に示すように、プリチャージ電圧信号線２４にはプリチャージ電圧端子８３からプリチャージ電圧Ｖｐｒが印加される。プリチャージ電圧はソースドライバ回路１４が出力する映像信号と同期をとって印加される。プリチャージ電圧は全てのプリチャージ電圧信号線２４に同一のプリチャージ電圧を印加する。
【００５４】
全てのコンパレータ回路２３３の入力端子の一端子には、コンパレータ電圧端子８３から比較電圧Ｖｒｅｆが印加される。比較電圧Ｖｒｅｆは全てのコンパレータ回路２３３に同一の電圧を印加する。
【００５５】
ホトセンサ出力信号線２５の一端にはコンパレータ回路２３３の入力端子に接続されている。また、コンパレータ回路２３３の出力端子には選択回路８１が接続されている。選択回路８１のスイッチＳｋ（ｋ＝１〜ｎ、ｎは画素列数）が形成され、一つのスイッチＳｋが選択される。選択されたコンパレータ回路２３３の出力は電圧出力端子に接続されている。したがって、出力電圧端子８２には出力電圧を出力する。スイッチＳｋ（ｋ＝１〜ｎ）は１水平走査期間に１回以上選択されるように構成されている。つまり、ゲートドライバ回路１２ｂが１水平走査期間（以下、「１Ｈ」という）クロックに同期して第３ゲート信号線２２ｂを選択し、ホトセンサ出力信号線２５に第３ＴＦＴ６２ｃの出力電圧を出力する（図１０参照）。
【００５６】
（８）表示方法と読み取り方法
表示方法と読み取り方法について図１０に基づいて説明する。
【００５７】
映像信号は表示画像に対応して１Ｈ単位でソース信号線２３に印加される。映像信号の極性は１Ｈ毎に反転する。また、各画素行に印加される極性は１フレーム毎に反転される。
【００５８】
表示用ゲート信号線２２ａは１Ｈのクロックに同期して画素行を順次選択し、選択された画素１６のＴＦＴ３２はソース信号線２３に印加された映像信号を画素電極６１に書き込む。
【００５９】
読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂは、１Ｈ周期でゲート信号線２２ａを選択し、また順次選択する第２ゲート信号線２２ｃの位置をシフトさせる。シフトの方法は、ゲート信号線２２ａのシフト方向と一致させている。第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、この第２ゲート信号線２２ｃに接続された画素行に対応する第１ＴＦＴ６２ａはオンとなる。したがって、プリチャージ電圧信号線８３に印加されている。プリチャージ電圧がホトセンサ６４に印加される。プリチャージ電圧は１Ｈ毎に変化させてもよいが、一定電圧とすることが好ましい。
【００６０】
ホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４を介して電荷が放電し、ホトセンサ６４の端子電圧がプリチャージ電圧より低下していく。低下は、ホトセンサ６４に照射される光の強度と時間で決定される。印加されたプリチャージ電圧の低下が第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧以下であれば第２ＴＦＴ６２ｂはオフ動作となり、Ｖｔ電圧以上であればオン状態となる。
【００６１】
同様に、ゲートドライバ回路１２ｂは第３ゲート信号線２２ｂを１Ｈのクロックに同期して画素行を順次選択し、選択されたホトセンサ画素２７のスイッチング用第３ＴＦＴ６２ｃは第２ＴＦＴ６２ｂの出力を電圧出力信号線２５に出力する。ホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４を介して電荷が放電し、ホトセンサ６４の端子電圧がプリチャージ電圧より低下していく。先にも説明したように、電圧低下（電荷の放電）は、ホトセンサ６４に照射される光の強度と時間で決定される。また、コンデンサ６３の容量で決定される。もちろん、プリチャージ電圧の大きさでも決定される。印加されたプリチャージ電圧が低下し、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧以下であれば第２ＴＦＴ６２ｂはオフ動作となり、Ｖｔ電圧以上であればオン状態となる。したがって、第３ＴＦＴ６２ｃをオン状態にすることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの動作状態を電圧出力信号線２５に出力することができる。
【００６２】
（９）露光時間
次に、露光時間について説明する。露光時間については、上記でも説明したが、さらに詳しく説明する。
【００６３】
図１０に示すように、第２ゲート信号線２２ｃを選択してから、Ａ期間経過後に第３ゲート信号線２２ｂを選択する。このＡ期間を「露光時間」と呼ぶ。つまり、露光時間とは、任意のホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧を印加した時刻から、読み出すまでの時刻である。正確にはホトセンサ６４に印加したプリチャージ電圧が確定してからホトセンサ出力信号線８２に電圧などが出力され、その出力状態が安定となり、電圧出力端子８２から呼び出せるまでの時間である。しかし、一般的にはプリチャージ電圧がホトセンサ画素２７に印加されたタイミングから、この印加されたホトセンサ画素２７のホトセンサ６４の保持電圧が読み出すタイミングまでの時間を露光時間とする。第３ゲート信号線２２ｂと第２ゲート信号線２２ｃの選択タイミングは同期を取っているため、露光時間を調整してもホトセンサ６４の端子電圧を検出する時間は相対的に比例する。したがって、精度よく、外光強度を把握することができる。また、ホトセンサ６４がアレイ基板１１のロットにより異なっていても問題ない。
【００６４】
露光時間は、図１２に示すように調整できる。
【００６５】
図１２（ａ）は、第２ゲート信号線２２ｃの選択信号である。１Ｈの一定期間、第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加され、ホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧が印加される。図１２（ｂ）は、第３ゲート信号線２２ｂの選択信号である。１Ｈの一定期間、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加され、ホトセンサ画素２７からホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。図１２（ｂ１）は、露光時間が１Ｈ以内の場合である。図１２（ｂ２）は露光時間が１Ｈ以上（図では２Ｈ近傍）の場合の実施形態である。図１２（ｂ３）は露光時間がｎＨ（ｎは整数）の場合の実施形態である。
【００６６】
図１２は１Ｈ単位であるが、１Ｈ以下単位でもよい。また、１フレーム単位で露光時間を調整してもよい。プリチャージ電圧、露光時間は最適に電圧出力端子８２から出力されるように調整する。
【００６７】
露光時間を１Ｈ以内の時間設定を実現する図１３のようにゲートドライバ回路１２ｂにイネーブル（ＯＥＶ）回路を付加することが好ましい。イネーブル端子（ＯＥＶ）端子にＨロジック電圧が印加されている期間と、ゲートドライバ回路１２ｂが第３ゲート信号線２２ｂを選択するＨロジック電圧を出力している期間がＡＮＤされる期間にのみ、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加される。
【００６８】
図８などのゲートドライバ回路１２ｂの構成では、イネーブル端子（ＯＥＶ）端子がない。したがって、ゲートドライバ回路１２ｂが第３ゲート信号線２２ｂを選択するＨロジック電圧を出力している期間が第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧（選択電圧）が印加される。
【００６９】
しかし、図１３の構成ではイネーブル端子（ＯＥＶ）のロジック電圧の制御により、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧を印加する期間を１Ｈ以下とすることができる。
【００７０】
したがって、ゲートドライバ回路２２ｂにより、１Ｈ期間において、同一ホトセンサ画素２７に形成された第３ゲート信号線２２ｂ、２２ｃを選択し、プリチャージ電圧を印加するときは第３ゲート信号線２２ｂをＯＥＶ端子の制御により非選択状態にする。つまり、シフトレジスタ回路により第３ゲート信号線２２ｂを選択しているが、ＯＥＶ端子によりオフ電圧が第３ゲート信号線２２ｂに印加されるようにする。ホトセンサ６４にプリチャージ電圧を印加後、１Ｈ以内の露光時間経過した後に、第３ゲート信号線２２ｂに接続されたＯＥＶ端子の制御により選択状態にする。つまり、ＯＥＶ端子によりオン電圧が第３ゲート信号線２２ｂに印加されるようにする。したがって、第３ＴＦＴ６２ｃがオンし、第２ＴＦＴ６２ｂの出力がホトセンサ出力信号線２５に出力される。
【００７１】
以上のＯＥＶに関する構成あるいは動作は、ゲートドライバ回路１２に適用できる。また、ゲート信号線２２ａ、第２ゲート信号線２２ｃにも適用することが好ましい。
【００７２】
（１０）ホトセンサ６４の端子電圧
ホトセンサ６４の端子電圧は、ホトセンサ６４に印加するプリチャージ電圧の大きさと、ホトセンサ６４に照射される外光の強度などによって変化する。この変化を図１１に示している。図１１のＡ期間にプリチャージ電圧が印加される。
【００７３】
図１１（１）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝３．５Ｖの場合である。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが３．５Ｖ印加した後、ホトセンサ６４に照射される外光が弱い場合は、ａの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。ホトセンサ６４に照射される外光が強い場合は、ｂの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。Ｂ期間後に、第３ＴＦＴ６２ｃがオンされ、ホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。図１１（１）のｂ直線の場合は、１．０Ｖがホトセンサ出力信号線２５に取り出される。Ｂ期間が短ければ、ホトセンサ出力信号線２５の電圧は、１．０Ｖ以上となる。Ｂ期間が長ければ、ホトセンサ出力信号線２５の電圧は、１．０Ｖ以下となる。
【００７４】
図１１（２）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．０Ｖの場合である。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが４．０Ｖ印加した後、ホトセンサ６４に照射される外光が弱い場合は、ａの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。ホトセンサ６４に照射される外光が強い場合は、ｂの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。Ｂ期間後に、スイッチング第３ＴＦＴ６２ｃがオンされ、ホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。光照射強度に対するホトセンサ６４のインピーダンス変化が比例するのであれば、図１１（１）のｂ直線の傾きと図１１（２）のｂ直線の傾きは同一である。図１１（１）のａ直線の傾きと図１１（２）のａ直線の傾きは同一である。但し、１．０Ｖがホトセンサ出力信号線２５に取り出される。
【００７５】
図１１（３）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．５Ｖの場合であり、図１１（４）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝５．０Ｖの場合である。
【００７６】
（１１）露光時間とプリチャージ電圧の関係
プリチャージ電圧を変化させることにより、外光に対する感度を調整している。また、露光時間に対してもプリチャージ電圧を変化させることにより感度を調整している。
【００７７】
図９はこの説明図である。ホトセンサ６４のリーク量は、外光が強いほどリーク量が大きくなる。また、略露光時間に比例して電荷が放電する。プリチャージ電圧は一定の電圧を印加するとし、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔに変化するように調整するためには、ホトセンサ６４への外光が強い時は、露光時間を短くする。ホトセンサ６４への外光が弱いときは露光時間を長くする。以上の関係は図９に図示される。したがって、外光が非常に強い時は、露光時間をきわめて短くする。また、ホトセンサ６４の感度が外光に対して非常によいときは、露光時間をきわめて短くする。
【００７８】
露光時間を短くしても第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧以下にすぐに到達してしまい、ホトセンサ出力信号線２５への変化信号が判別できない場合は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより高く設定する。すなわち、全画面の第２ＴＦＴ６２ｂの出力がオフ状態として出力される場合、つまり、本実施形態の表示パネルからの出力が同一撮像データを得ることができない状態では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより高く設定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを高く設定することにより、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧に到達するまでの時間が長くなるから、撮像データ（撮像された画像データ、物体の影など）を得ることができる。
【００７９】
露光時間を長くしても第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧以下に全く遠く、ホトセンサ出力信号線２５への変化信号が判別できない場合は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより低く設定する。すなわち、全画面の第２ＴＦＴ６２ｂの出力がオン状態として出力される場合、つまり、本実施形態の表示パネルからの出力が同一撮像データを得ることができない状態では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより低く設定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ電圧を低く設定することにより、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧に到達するまでの時間が短くなるから、撮像データ（撮像された画像データ、物体の影など）を得ることができる。
【００８０】
なお、露光時間は１フレーム以内とする方が良好な結果が得られる。映像信号が印加されたソース信号線２３からのカップリングの影響を受けにくいためと思われる。映像データは１フレーム毎に極性が反転し、この反転の影響によりホトセンサ６４の電位がゆれてしまうからである。
【００８１】
以上のように、本実施形態は、露光時間とプリチャージ電圧を調整することにより、撮像データを得ることを特徴としている。また、基本的にコンパレータ電圧Ｖｒｅｆは固定値に設定することを特徴としている。
【００８２】
（１２）マトリックス処理
ホトセンサ６４は、画素２６と同一工程で形成される。使用するプロセスはポリシリコン技術である。ポリシリコン技術による半導体膜は、レーザーアニール技術で形成する。したがって、レーザー光の温度分布により特性が大きくばらつく。この課題に対して本実施形態は、図１４に示すように、マトリックス処理を実施している。
【００８３】
詳細については、［４］特性のバラツキの補正の項目で述べるが、ここでは概略を説明する。
【００８４】
マトリックス処理とは、マトリックス状に配された複数のホトセンサ画素２７を組み合わせて一つのブロックを構成し、この一つのブロック内のホトセンサ画素２７の出力をカウントし、カウント値により信号処理を実施する・
レーザーアニ−ル方法では、第２ＴＦＴ６２ｂ、ホトセンサ６４の特性は表示領域の一方の方向から他方の方向に傾きを持った特性分布となる。この特性分布を補正するためには、ホトセンサ６４が形成された領域に均一な外光を照射し、露光時間を一定にし、かつプリチャージ電圧を一定にして、一つのブロック毎に第２ＴＦＴ６２ｂの出力をカウントして加算する。また、電圧出力端子８２からの出力はコンパレータ回路２３３により２値のデータ（オン（１）、オフ（０））に変換されている。
【００８５】
例えば、１０ｘ１０のブロックでは、カウント値は０から１００までの範囲である。このカウント値をブロック内のホトセンサ６４毎に集計してメモリする。すなわち、キャリブレーションしたカウント値をメモリする。
【００８６】
液晶表示装置で撮像したデータも同一のブロック区分で処理を行い、処理を行ったカウント値から、先のキャリブレーションしたカウント値を一定比率で差分処理を行う。この行ったデータには、ホトセンサ６４などの特性分布が減算されているため、良好な撮像データを得る。
【００８７】
以上のように、差分処理を行った結果のデータは、ホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂの分布の影響が除去あるいは軽減されている。また、小領域の特性分布によるバラツキは、ブロック処理を行い、ブロックの出力データを１つのデータとして取り扱うため（結果的に平均化されたことになる）、小領域の特性分布の影響を受けない。例えば、レーザーショットが弱く、Ｖｔ電圧が高い第２ＴＦＴ６２ｂがブロック内に少数分布していても他のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂが良好であれば、Ｖｔ電圧が高い第２ＴＦＴ６２ｂが少数であれば、全体として影響はない。
【００８８】
なお、ブロックの概念はこれに限定されるものではない。例えば、図１４（ｂ）に示すように、縦方向に区分している。図１４（ｂ）では、３画素列単位でブロック状に区分している。なお、横方向（画素行方向）にブロック状に区分してもよい。
【００８９】
［２］液晶表示装置の構造
以下、図２１〜２４を参照しながら、液晶表示装置の構造と読み込み方法について説明する。
【００９０】
（１）液晶表示装置の構造
アレイ基板１１は、ガラス基板または有機材料から構成される。
【００９１】
表示画素２６には、カラーフィルタが形成される。また、カラーフィルタ間にはブラックマトリックス（以下、ＢＭと呼ぶ）が形成される。
【００９２】
アレイ基板１１と偏光板１４５間には１枚あるいは複数の位相フィルムが配置される。
【００９３】
アレイ基板１１には画素１６（表示画素２６＋ホトセンサ画素２７）がマトリックス状に配置されている。アレイ基板１１と対向基板１４４とは、封止壁１４２を挟持されている。対向基板１４４には対向電極１４７（３６）が形成されている。アレイ基板１１には偏光板１４５ａが配置されており、対抗基板１４４には偏光板１４５ｂが配置されている。バックライト１４６から出射された光１５１は対向基板１４４側から入射し、液晶層１４３で変調されてアレイ基板１１側から表示画素２６を透過して出射される。
【００９４】
（２）物体１４１の第１の読み取り動作
図２２に示すように、アレイ基板１１側に指あるいはイメージスキャナ対象物（画像紙）である物体１４１が配置されているとする。
【００９５】
物体１４１がない箇所から出射された光１５１ａはそのまま透過する。物体１４１があると物体で反射される。反射された光１５１ｂはＢ位置のホトセンサ画素２７に入射する。光１５１ｂが入射したホトセンサ画素２７は、光１５１ｂの強度及び露光時間に対応して電荷がリークする。電荷のリーク量に対応して第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧が変化し、第２ＴＦＴ６２ｂのオン／オフ状態が決定される。物体１４１で反射される光は部分毎に強弱分布があるので、強弱にあわせて各ホトセンサ画素２７が反応し、物体１４１に対応するイメージ分布を形成できる。
【００９６】
以上は、バックライト１４６からの光１５１を物体１４１に照射してホトセンサ６４によるイメージ分布を形成する実施形態である。
【００９７】
（３）物体１４１の第２の読み取り動作
図２３は、物体１４１で外光１５１ａを遮光し、ホトセンサ６４で影と、光照射部を形成し、物体１４１の影のイメージ分布を形成するものである。外光１５１とは室内光、太陽光などである。
【００９８】
図２３に示すように、物体１４１がない箇所の外光１５１ａはそのまま、ホトセンサ画素２７に入射する。入射したホトセンサ画素２７のホトセンサ６４は外光１５１ａの強度に応じて電荷をリークする。ほとんどの場合が、前記外光１５１ａが入射したホトセンサ画素２７は電荷を放電し、第２ＴＦＴ６２ｂはオフ状態となる。
【００９９】
一方、図２３に示すように、物体１４１がある箇所には外光１５１ａが入射しないので、Ｂ位置には外光は入射しない。したがって、Ｂ位置のホトセンサ画素２７のホトセンサ６４はほとんど電荷をリークしない。ほとんどの場合が、ホトセンサ画素２７は電荷を保持し、第２ＴＦＴ６２ｂはオン状態となる。したがって、物体１４１で外光１５１ａを遮光し、ホトセンサ６４で影と、光照射部を形成し、物体１４１の影のイメージ分布を形成することができる。
【０１００】
（４）光ペンによる読み取り動作
図２４は光を発生する光ペン１７１からの光１５１ｂをホトセンサ画素２７に照射し、照射された箇所をホトセンサ６４で座標検出するものである。
【０１０１】
［３］液晶表示装置の画像取り込み方法
次に、液晶表示装置における画像取り込み方法について説明をする。
【０１０２】
本実施形態の画像取り込み方法では、液晶表示装置のアレイ基板１１を指などの対象物で接触または覆った場合に、その位置に影ができる。そのため、この影をアレイ基板１１上のマトリックス状で配された複数のホトセンサ画素２７で検出して、その位置を特定する方法である。
【０１０３】
（１）オン出力領域とオフ出力領域
まず、説明の前提となるオン出力領域とオフ出力領域について図１５に基づいて説明する。
【０１０４】
図１５（ａ）に示すように、ホトセンサ画素２７が指などの対象物に覆われた時は影ができて、ホトセンサ６４からのリークがなくなりコンデンサ６３が充電され、ＴＦＴ６４ｂのゲート端子電圧が上昇して、ＴＦＴ６４ｂがオン状態となる。このようなオン状態となったＴＦＴ６４ｂを有するホトセンサ画素２７が集合した平面的な領域をオン出力領域という。
【０１０５】
図１５（ｂ）に示すように、ホトセンサ画素２７が指などの対象物に覆われておらす、外光が入射すると、ホトセンサ６４からリークがありコンデンサ６３からのプリチャージ電圧が放電され、ＴＦＴ６４ｂのゲート端子電圧が下降して、ＴＦＴ６４ｂがオフ状態となる。このようなオフ状態となったＴＦＴ６４ｂを有するホトセンサ画素２７が集合した平面的な領域をオフ出力領域という。
【０１０６】
（２）オン出力領域と影
図１６は、指６７１で表示領域１０、すなわち、ホトセンサ画素２７の形成領域を触れた状態を示している。また、図１６のように、外光１５１を指６７１で遮光し、指の影を検出した状態を例として説明している。図１６（ａ１）では、オン出力領域６０１ａ、６０１ｂが発生している。一方、図１６（ｂ１）はオン出力領域６０１が全く発生していない。
【０１０７】
図１６（ａ１）のオン出力領域６０１ａが実際の指６７１ａの影である。指６７１によりホトセンサ画素２７がブロック状に形成された表示領域１０に、外光１５１が照射される領域と、指６７１による遮光領域が発生する。遮光された領域のホトセンサ画素２７のＮチャンネルトランジスタである第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態となり、オン出力が出力されている。この範囲が前記したオン出力領域６０１となる。図１６（ａ１）では、本来の指６７１にも、外光１５１の強弱分布がありオン出力領域６０１ｂが発生している。オン出力領域６０１ａ、６０１ｂもほぼ円状であるため、オン出力領域６０１ａは中心座標６０２ａを持ち、オン出力領域６０１ｂは中心座標６０２ｂを持つ。中心座標６０２はオン出力領域６０１の輪郭を円として近似し、複数の直径の線分から求める。
【０１０８】
（３）キャリブレーション
本実施形態では、オン出力領域６０１を１つにして、その位置を特定するため、キャリブレーションを実施する。
【０１０９】
図１６（ａ１）において、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させる。露光時間は一定値を維持する。図１７に示すようにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは電子ボリウム２６１ａにより、ホトセンサ処理回路１８により制御する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは０．１Ｖ刻みというように一定の刻みで変化させる。変化の割合はオン出力領域６０１の面積から判断する。
【０１１０】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの刻み数は６４段階以上にする。可変範囲は１Ｖ以上とする。また、３Ｖ以下にする。オン出力領域６０１が大きい場合は、１度に変化させるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの可変幅は大きくする。オン出力領域６０１が小さい場合は、１度に変化させるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの可変幅は小さくする。
【０１１１】
オン出力領域６０１の面積は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数である。つまり、オン出力領域６０１の面積は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数をカウントすることにより得ることができる。オンしている個数をカウントすることは容易である。各ホトセンサ出力信号線２５のコンパレータ２３３の出力をカウントすればよいからである。
【０１１２】
（４）コンパレータによるデータ化
本実施形態は、ホトセンサ出力信号線２５に印加されたデータ信号がコンパレータ２３３により出力が２値化されているため、個数カウントが容易である。
【０１１３】
なお、図１６において、表示領域１０にオン出力領域６０１が表示されているように図示しているが、これは説明を容易にするためである。図１６の表示領域１０とは、ホトセンサ２７の出力をブロック状に配置して処理を行ったデータ配列である。このデータ配列を表示領域１０と一致させて説明することにより、影の状況あるいは発生状態が理解しやすくなる。
【０１１４】
（５）プリチャージ電圧による操作と処理
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させて、オン出力領域６０１を測定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの低下によりオン出力領域６０１の面積は縮小する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの低下は、オン出力領域６０１ｂが消去するまで実施する。また、好ましくは、図１６（ａ２）に図示するように、オン出力領域６０１ｂが消去し、オン出力領域６０１ａが単独孤立の略円状になるまで、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させる。
【０１１５】
例えば、図１８に示すように、オン出力領域６０１ａはプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさにより変化する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが高い場合は、図１８（ａ）に図示するように、指６７１の影により、大きな面積のオン出力領域６０１ａが形成されている。また、オン出力領域６０１ａは表示領域１０の一辺に接触している。
【０１１６】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させると、オン出力領域６０１ａの面積は縮小していく。オン出力領域６０１ａが縮小すると図１８（ｂ）のように、オン出力領域６０１ａは表示領域１０の一辺から離れ、孤立領域となる。図１８（ｂ）のオン出力領域６０１ａでは、座標中心は６０２ａと６０２ｂの２点が発生する。
【０１１７】
さらにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させると、オン出力領域６０１ａの面積はさらに縮小していく。オン出力領域６０１ａがさらに縮小すると図１８（ｃ）のように、オン出力領域６０１ａは円状に近くなり、座標中心は６０２ａの一点となる。
【０１１８】
以上の図１８（ｃ）の状態までプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させて時点で、キャリブレーションが完了となる。以上の実施形態はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させてキャリブレーションとする。
【０１１９】
なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、図１１で説明したように、外光１５１の強さに対応して変化させる。特に初期値は外光の強さに基づいて設定する。また、前回のキャリブレーションでの値（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなど）をメモリしておき、この値を初期値として使用する。
【０１２０】
（６）ホトセンサ処理回路１５の処理
ホトセンサ処理回路１５は、表示領域１０からコンパレータ２３３を介してホトセンサ出力情報を入手し、オン出力領域６０１の面積、中心座標値６０２を検出する。また、キャリブレーションを実施する。
【０１２１】
図１９（ａ）に図示するように、ホトセンサ処理回路１５は中心座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値：Ｘ、Ｙは各８ビットである）をマイコン（図示せず）に送る。また、状態の信号ＩＳＴの８ビットをマイコンに送る。ＩＳＴの情報としては、図１９（ｂ）に図示するように、コード１のキャリブレーション中、コード２の座標検出中などである。
【０１２２】
また、図２０（ｂ）に図示するように、オン出力領域６０１に関する情報もマイコンに送出する。例えば、コード０はオン出力領域６０１がなかったことである。コード１はオン出力領域６０１の面積が所定値よりも大きかったことである。コード２はオン出力領域６０１の面積が所定値の範囲内であったことを示す。コード３はオン出力領域６０１の面積が所定値よりも小さく、したがって、キャリブレーションを実施すべきという情報である。コード４は中心座標が複数存在するという情報である。
【０１２３】
［４］特性のバラツキの補正
（１）課題と補正の概略
ホトセンサ画素２７のホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂなどは特性バラツキが大きい。そのため、同一の外部光がホトセンサ６４などに照射されても、オフ状態となる第２ＴＦＴ６２ｂもあれば、オフ状態を保持する第２ＴＦＴ６２ｂもある。
【０１２４】
この課題を解決するために、図２５に図示するようにホトセンサ画素６４が形成された表示領域１０を複数の処理ブロック８８１に区分し、各処理ブロックを１つの変化として処理を実施している。例えば、横２４０ＲＧＢｘ３２０ドットからなる表示画面１０では、横１６ＲＧＢ、縦１６ドットずつの処理ブロックに分解する。つまり、２４０ＲＧＢ／１６ＲＧＢ＝１５、縦３２０／１６＝２０となるから、表示領域１０には１５ｘ２０＝３００の処理ブロック８８１が構成されていることになる。
【０１２５】
したがって、１つの処理ブロック８８１には、１６ＲＧＢｘ１６ドットの画素がある。ホトセンサ２７をＲＧＢで１つ形成しているとすると、１つの処理ブロック８８１では、１６ｘ１６のホトセンサが形成されていることになる。
【０１２６】
以下の説明は、説明を容易にするため、ＲＧＢで１つのホトセンサ２７が形成されているとして説明する。つまり、２４０ＲＧＢｘ３２０ドットであれば、ホトセンサは２４０ｘ３２０個のホトセンサが形成されていることになる。
【０１２７】
（２）処理ブロック８８１の画素数
処理ブロック８８１の画素数は、２の乗数となるようにすることが好ましい。例えば、処理ブロックが１６ｘ１６＝２５６であれば、これは２の乗数であり条件に適合する。
【０１２８】
また、１つの処理ブロックの縦横のドット数は、２の乗数となるようにすることが好ましい。特に４の倍数とすることが好ましい。例えば、４、８、１６である。つまり、１つの処理ブロック８８１は、４ｘ４、８ｘ８、１６ｘ１６のように分割する。もちろん、８ｘ４、１６ｘ８などでもよい。４の倍数とすることにより、表現するビット数の使用効率がよくなるからである。例えば、１６ｘ１６では、１６ｘ１６＝２５６であるので、オンまたはオフするホトセンサ６４の個数は、０〜２５５である。したがって、８ビットで表現することができる。また、８ｘ１６＝１２８であるので、７ビットで表現できる。各状態でのビット長に占める空きが少なくなるように構成することによりメモリサイズを削減でき、ＩＣサイズを小さくできる。
【０１２９】
しかし、本実施形態はこれに限定するものではなく、１つの処理ブロック８８１は、４ｘ４、６ｘ６、８ｘ８、１０ｘ１０、１２ｘ１２、１６ｘ１６のように分割してもよい。
【０１３０】
（２）処理ブロックの実施形態
図２５（ｂ）は、処理ブロックが１６ｘ１６の実施形態である。本実施形態では、この処理ブロックを１つの判断値として用いる。例えば、判断値が５０であり、１６ｘ１６構成の処理ブロック内でオン動作しているホトセンサ２７の個数が５０以上あれば、この処理ブロック８８１はオンとして扱う。４９以下であれば、この処理ブロック８８１はオフとして扱う。したがって、表示領域１０内に１５ｘ２０の処理ブロックが構成されていれば、オン数とオフ数を加えた個数が１５ｘ２０＝３００なる。また、各処理ブロック８８１単位で、指６７１が接触したか否かの判断を実施する。
【０１３１】
ホトセンサ２７などは特性がばらついているため、ホトセンサ画素単位では、同一の光が照射されてもオンとなるかオフになるかは、ホトセンサなどの特性に左右される。しかし、図２５に図示するように処理ブロック８８１単位で処理することにすれば、各処理ブロック８８１内には多数のホトセンサ画素２７が形成されているため、平均化される。したがって、処理ブロック８８１単位では、ホトセンサ画素２７などの特性に左右されず、安定したオン、オフ判断を行うことができる。
【０１３２】
（３）処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数の調整
（３−１）外光強度への依存
処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数は、検出する光（以下、外光強度という）により、変化させてもよい。図２６は、その実施形態である。
【０１３３】
図２６では、処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の最大数は１０ｘ１０、最少の個数は４ｘ４の実施形態である。図２６では、外光強度が強くなるほど、１つの処理ブロック８８１を構成するホトセンサ数を低減させている。外光強度が弱くなるほど、１つの処理ブロック８８１を構成するホトセンサ数を増大させている。処理ブロック８８１は仮想的なものである。演算処理を変化させることにより、容易に処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を変化させることができる。また、処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数の変化により、表示領域１０の処理ブロック８８１数は変化する。外光強度が強くなるほど、表示領域１０の処理ブロック８８１数は多くなる。外光強度が弱くなるほど、表示領域１０の処理ブロック８８１は少なくなる。
【０１３４】
（３−１）指入力と光ペン入力への依存
もちろん、外光強度に依存せず、１つの処理ブロック８８１におけるホトセンサ画素２７を変化させてもよい。
【０１３５】
例えば、光ペン１７１で入力を行う場合は、処理ブロック８８１を４ｘ４などのように小さくし、指６７１で入力を行う場合は、処理ブロック８８１を１６ｘ１６のように大きくする。
【０１３６】
図２４に示すように、光ペン１７１入力の場合は、文字入力などを実施するから解像度が必要である。したがって、処理ブロック８８１の大きさを小さくして解像度を増大させる。
【０１３７】
図２２、図２３に示すように指６７１入力の場合は、指６７１の影あるいは反射光の有無を検出するだけであるから、解像度は不要である。確実に指６７１などの有無を検出することが重要である。したがって、処理ブロック８８１を大きくしてホトセンサ６４の特性バラツキの影響を低減する。
【０１３８】
光ペン１７１のように光１５１の照射により入力を行う場合は、処理ブロック８８１の大きさＬ１を小さくし、指６７１のように影入力あるいは反射光の検出を行う場合は、処理ブロック８８１の大きさＬ２を大きくする。つまり、Ｌ１＜Ｌ２なる関係にする。なお、Ｌ１及びＬ２は外光などの強度により、可変できるように構成することが好ましい。
【０１３９】
（３−３）位置による補正
また、表示領域１０の中央部と周辺部で処理ブロック８８１が占めるホトセンサ画素２７の数を変化させてもよい。
【０１４０】
例えば、表示領域１０の中央部では、処理ブロック８８１を４ｘ４（ホトセンサ画素数は１６個）とし、表示領域１０の周辺部では、処理ブロック８８１を１６ｘ１６（ホトセンサ画素数は２５６個）とする。表示領域１０の中央部では解像度が必要であり、表示領域１０の周辺部では解像度が必要でないからである。また、表示領域１０の周辺部ではバックライト１４６からの回りこみ光の影響があり、処理ブロック８１が占めるホトセンサ画素２７を多くする必要があるからである。
【０１４１】
また、表示領域１０において、指６７１の入力が必要な領域の処理ブロック８８１の解像を高くし、他の箇所の処理ブロック８８１の解像度を低下させるように構成してもよい。つまり、必要な箇所と、重要でない箇所の処理ブロック８８１のサイズ、解像度などを変化させる。
【０１４２】
以上のように、表示領域１０の中央部の処理ブロック８８１の大きさＬ１を小さくし、表示領域１０の周辺部の処理ブロック８８１の大きさＬ２を大きくする。つまり、Ｌ１＜Ｌ２なる関係にする。なお、Ｌ１、Ｌ２はＬ１とＬ２間に境目を有することなく、あるいは複数の境目を構成してもよい。例えば、表示領域１０の中央部の処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を４ｘ４とし、表示領域１０の最周辺部の処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を１６ｘ１６とし、１６ｘ１６と４ｘ１４間の処理ブロック８８１が、１２ｘ１２、８ｘ８と変化させる。また、Ｌ１及びＬ２は外光などの強度により、可変できるように構成することが好ましい。
【０１４３】
（３−４）解像度の補正
また、表示領域１０のホトセンサ画素２７の解像度を異ならせてもよい。
【０１４４】
例えば、表示領域１０の中央部は図３のように、ＲＧＢそれぞれの画素１６にホトセンサ画素２７を形成する。表示領域１０の周辺部は、図４のように、ＲＧＢ画素１６で１つのホトセンサ画素２７を形成する。処理ブロック８８１が占めるホトセンサ画素２７の数は、表示領域１０の画面の中央部と周辺部で一致させてもよいし、処理ブロック８８１の面積を一致させてもよい。また、以上の事項を表示領域１０の各領域で変化させてもよい。但し、モアレの発生を防止するため、ホトセンサ画素２７を被覆するブラックマトリックスの配置、形状などは表示領域１０内で一致させる。ホトセンサ画素２７が形成されていない箇所にも他の箇所と同様にブラックマトリックスを形成する。
【０１４５】
（３−６）感度の補正
また、表示領域１０のホトセンサ画素２７の感度を異ならせてもよい。
【０１４６】
例えば、表示領域１０の中央部は、ホトセンサ画素２７のホトセンサ６４のサイズを大きくし、感度を高くする。表示領域１０の周辺部は、ホトセンサ画素２７のホトセンサ６４のサイズを小さくし、感度を低くする。また、以上の事項を表示領域１０の各領域で変化させてもよい。また、ホトセンサ画素２７ごと、あるいは処理ブロック８８１ごとに重み付け処理を行ってもよい。
【０１４７】
（３−７）外光による補正
外光が弱くなると、ホトセンサ画素２７に入射する光束量が低減し、外光に対するホトセンサ６４の特性バラツキが大きくなる。
【０１４８】
したがって、外光が弱い時は処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を増大させることにより、オン／オフ判定は安定させることができる。
【０１４９】
外光が強くなると、ホトセンサ画素２７に入射する光束量が増大し、外光に対するホトセンサ６４の特性バラツキが小さくなる。したがって、外光が強い時は処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を減少させても、オン／オフ判定は安定させることができる。
【０１５０】
（４）処理ブロック８８１のオン／オフ判断
（４−１）基本的な判断方法
処理ブロック８８１のオン／オフ判断は、図２８のように実施する。図２８（ａ）は、処理ブロック８８１は８ｘ８のホトセンサ画素２７から構成されている。つまり、ホトセンサのオン数は、０〜６４となる。０を例外とすれば、０〜６３の６ビットで表現できる。図２８（ａ）の各処理ブロック８８１に記載されている数字はホトセンサ画素２７がオン状態の個数である。
【０１５１】
図２８では、５５以上でオン（１）として判定している。つまり、オンしているホトセンサ画素２７が５５個以上で処理ブロック８８１としては、オン（１）である。それ以下ではオフ（０）である。なお、上記５５個などとしている値を「判断数」と呼ぶ。また、第２ＴＦＴ６２ｂがオンとなる判断数を「オン判断数」と呼び、第２ＴＦＴ６２ｂがオフとなる判断数を「オフ判断数」と呼ぶ。
【０１５２】
（４−２）判断数の変更例
なお、オン判断数あるいはオフ判断数は１つではない。多段階に設定してもよいことはいうまでもない。
【０１５３】
例えば、オン判断数が１０未満は、処理ブロック８８１の値は０とし、オン判断数１０以上２０未満は１とし、オン判断数２０以上３０未満は２とし、オン判断数３０以上４０未満は３とし、オン判断数４０以上６３以下は４とするなどが例示される。つまり、図２８の各処理ブロック８１の値は、０〜４の値が設定される。
【０１５４】
（４−３）外光による補正
処理ブロック８８１のオンまたはオフとして判定するホトセンサ画素２７の数も、外光強度により変化させることが好ましい。外光が強い時は、１つの処理ブロック８８１のオン判断数を小さく設定する。外光が弱い時は、１つの処理ブロック８８１のオン判断数を大きく設定する。
【０１５５】
外光が強い時は、ホトセンサ６４のリークが大きく、第２ＴＦＴ６２ｂがオフとなるからである。したがって、外光が強くなるほど、オン判断数は小さく設定し、逆にオフ判断数は大きく設定する。
【０１５６】
外光が弱い時は、ホトセンサ６４のリークが少なく、第２ＴＦＴ６２ｂのオン状態が保持される。したがって、外光が弱くなるほど、オン判断数は大きく設定し、逆にオフ判断数は小さく設定する。以上のように本実施形態は、外光（バックライト１４６などの光、太陽光など）の強弱に対応して、オン判断数あるいはオフ判断数を可変する。
【０１５７】
（４−４）カウントする領域
ホトセンサ画素２７のオン状態あるいはオフ状態をカウントする領域は限定することが好ましい。
【０１５８】
例えば、図２９に示めすように、処理ブロック８８１の中央部のホトセンサ画素２７ｂ（黒表示で示している）を検出画素とし、その周辺のホトセンサ画素２８ａ（白表示で示している）を非検出画素としている。つまり、処理ブロック８８１の中央部のホトセンサ画素２７ｂが反応し、他のホトセンサ２７ａは反応しない。反応するかしないかは制御用信号処理ＩＣ１５で指定する。
【０１５９】
なお、ホトセンサ画素２７ａは反応しないとしたが、これに限定するものではない。
【０１６０】
例えば、ホトセンサ画素２７ａとホトセンサ画素２７ｂの感度を異ならせてもよい。ホトセンサ画素２７ａの感度を高感度に設定し、ホトセンサ画素２７ｂを低感度に設定する。感度の設定は、オン判断数あるいはオフ判断数をホトセンサ画素２７ａとホトセンサ画素２７ｂで異ならせることにより容易に設定できる。また、ホトセンサ画素２７ａ、２７ｂでプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させてもよい。コンパレータ電圧を変化させてもよい。また、予めホトセンサ画素２７ａと２７ｂでホトセンサ６４のサイズを変化させて形成してもよい。
【０１６１】
（４−５）中央部のみの反応
処理ブロック８８１の中央部のみに反応するホトセンサ画素２７ｂを配置すれば、指６７１が中央部に触れない限り反応しないようにすることができる。
【０１６２】
図３０（ａ）（ｂ）（ｃ）に図示するように、検出するホトセンサ２７ｂの形成範囲あるいはホトセンサを可変できるように構成する。
【０１６３】
図３０（ａ）は、処理ブロック８８１の中央部の小領域のホトセンサ画素２７ｂが反応する。
【０１６４】
図３０（ｃ）は、処理ブロック８８１の広範囲の領域のホトセンサ画素２７ｂが反応する。
【０１６５】
なお、図３０（ｄ）に図示するように、反応するホトセンサ画素２７ｂを分散させて配置してもよい。
【０１６６】
図３０（ｅ）に図示するように、複数の処理ブロック８８１で反応するホトセンサ画素２７ｂを形成してもよい。また、複数の処理ブロック８８１で反応箇所を構成あるいは形成する場合は、ある処理ブロック８８１の全ホトセンサ画素を反応するホトセンサ画素２７ｂとしてもよい。
【０１６７】
（５）映像信号の影響のキャンセル
映像信号の影響をキャンセルあるいは軽減するためには、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させるとよい。映像信号（階調信号）は、第２ＴＦＴ６２ｂなどの出力値に影響を与える。したがって、図２７に図示するように、映像信号に対するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させることが好ましい。図２７では横軸を階調番号としている。
【０１６８】
（６）コンパレータ２３３の配置
処理ブロック８８１は図３４に図示するように、それぞれの処理ブロック８８１に対応するコンパレータ２３３が配置される。
【０１６９】
もちろん、コンパレータ２３３は処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７ごとに配置してもよい。処理ブロック８８１に対応するコンパレータ２３３を配置する場合は、処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７を選択して前記コンパレータ２３３に接続する選択回路を構成する。各コンパレータ２３３の出力は切替え回路８１で選択し、Ｖｏｕｔ端子から出力される。
【０１７０】
（７）処理ブロック８８１の形状
図３９に図示するように、処理ブロック８８１は横方向に処理ブロック８８１Ａ、８８１Ｂ、８８１Ｃと区分してもよい。処理ブロック８８１は複数の画素行から構成される。
【０１７１】
複数の画素行は連続している必要はなく、奇数または偶数画素行で構成されていてもよい。
【０１７２】
また、縦方向に区分してもよい。つまり、処理ブロック８８１は複数の画素列から構成される。処理ブロック８８１は、図４１（ａ）（ｂ）に示すように、サイズを可変できるように構成することが好ましい。
【０１７３】
（８）反応するホトセンサ画素２７ｂと反応しないホトセンサ画素２７ａの混在
また、図４４に示すように、各処理ブロック８８１内において、反応するホトセンサ画素２７ｂを反応しないホトセンサ画素２７ａを指定できるように構成することが好ましい。
【０１７４】
「反応しない」とは、ホトセンサ画素２７が光１５１などに反応しない構成が例示される。その他、ホトセンサ画素２７は光１５１などに反応する構成であるが演算処理を実施しない方式が例示される。
【０１７５】
「反応する」とは、ホトセンサ画素２７が光１５１などに反応しリークなどが発生し、オン領域あるいはオフ領域を構成が例示される。その他、ホトセンサ画素２７は光１５１などに反応する構成で演算処理を実施する方式が例示される。
【０１７６】
図４４（ａ）では、処理ブロック８８１の中央部のホトセンサ画素２７ｂ（斜線で示す）が「反応する」に指定されたことを示している。周辺部のホトセンサ画素２７ａは「反応しない」に指定されている。
【０１７７】
図４４（ｂ）では、処理ブロック８８１内において、分散してホトセンサ画素２７ｂ（斜線で示す）が「反応する」に指定されたことを示している。
【０１７８】
処理ブロック８８１も図４８に示すように、処理ブロック８８１毎に「反応する」処理ブロック８８１ｂ、「反応しない」処理ブロック８８１ａを指定できるように構成してもよい。各処理ブロック８８１は、画像表示部１０に表示する数字あるいはアイコン表示などに対応して、「反応する」処理ブロック８８１ｂ、「反応しない」処理ブロック８８１ａを指定できるように構成する。
【０１７９】
（９）キャリブレーションの実施
図４７に示すように、処理ブロック８８１の機能として、キャリブレーションを実施する処理ブロック８８１を設定してもよい。
【０１８０】
図４７（ａ）は、表示領域１０に２箇所のキャリブレーション領域８８１ａ、８８１ｂを設けた例である。キャリブレーション領域８８１ａ、８８１ｂに指を押し当ててキャリブレーションを行う。
【０１８１】
図４７（ｂ）は、表示領域１０に５箇所のキャリブレーション領域８８１ａ、８８１ｂ、８８１ｃ、８８１ｄ、８８１ｅを設けた例である。キャリブレーション領域８８１ａ〜８８１ｅのいずれかに指を押し当ててキャリブレーションを行う。
【０１８２】
もちろん、図４７の処理ブロック８８１も図４４に示すように、処理ブロック８８１毎に「反応する」処理ブロック８８１、「反応しない」処理ブロック８８１を指定できるような構成としてもよい。
【０１８３】
また、図４７、図４８において、処理ブロック８８１ａ〜８８１ｅのそれぞれに別の機能を持たせてもよい。例えば、処理ブロック８８１ａをキャリブレーション開始の入力領域とし、処理ブロック８８１ｂをキャリブレーション終了の入力領域とする。また、処理ブロック８８１ｃは再キャリブレーション開始を入力する領域とする。また、処理ブロック８８１ｄは、露光時間Ｔｃの可変開始領域とする。また、処理ブロック８８１ｅは、ダブルクリック入力領域とする。
【０１８４】
なお、処理ブロック８８１は、矩形の範囲に限定されるものではない。円形あるいは六角形などの他の形状あるいは配置であってもよい。また、処理内容あるいは外光の強度など他の要因にあわせて、処理ブロック８８１の形状を変化してもよい。また、矩形であってもその範囲を変化あるいは分散（領域を複数に分割する）してもよい。
【０１８５】
（１０）プリチャージ電圧Ｖｐｒｃとコンパレータ電圧Ｖｒｅｆの調整
図３１に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃとコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを連動して変化させることが好ましい。
【０１８６】
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは外光強度が強くなるにしたがって、高く設定する。但し、線形に変化させることに限定するものではなく、非線形に変化させてもよい。また、ステップ的に変化させてもよい。
【０１８７】
以上のことはコンパレータ電圧Ｖｒｅｆに対しても同様である。
【０１８８】
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが外光に対して線形の関係とし、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆをステップ状に変化させてもよい。もちろん、一定の場合もある。
【０１８９】
図３１は、ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂがＮチャンネルの場合である。第２ＴＦＴ６２ｂがＮチャンネルトランジスタの場合は、外光が強い方が、外光が弱いときよりもプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを高くする。
【０１９０】
逆に、第２ＴＦＴ６２ｂがＰチャンネルトランジスタの場合は、外光が強い方が、外光が弱いときよりもプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低くする。
【０１９１】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、キャリブレーションを実施し、適正なプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを決定する。図３２に示すように、キャリブレーション時に、全てのホトセンサ画素２７の出力がオン出力をなる電圧（飽和レベル電圧）と、全てのホトセンサ画素２７の出力がオフ出力となる電圧（オフレベル電圧）を外光強度に対して測定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、飽和レベル電圧とオフレベル電圧の中央値を設定する。
【０１９２】
設定する電圧には幅がある。外光の強度などにより適正な設定値が異なるからである。多くの検討の結果、設定するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、（飽和レベル電圧−オフレベル電圧）ｘＡ＋オフレベル電圧に設定することがよい。なお、Ａの値は、０．２以上０．９以下の値にする。さらに好ましくは、Ａの値は０．３以上０．８以下の値とすることが好ましい。
【０１９３】
コンパレータ電圧Ｖｒｅｆは、図３３に示すように、ボリウムＶＲで調整してもよい。ボリウムは自動であるいはユーザーがマニュアル（手動）で調整できるように構成あるいは形成する。ボリウムＶＲによりコンパレータ電圧Ｖｒｅｆが発生し、各コンパレータ２３３に印加される。
【０１９４】
また、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆは図３４に示すように、電子ボリウム２６１で発生させてもよい。電子ボリウム２６１には、発生させるコンパレータ電圧Ｖｒｅｆに対応した８ビットのデジタルデータＶＤＡＴＡを印加する。ＶＤＡＴＡは、外光センサの情報などにより与えられる。
【０１９５】
（１１）プリチャージ電圧の設定
（１１−１）ニュートン法による設定
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの設定は、図３５のニュートン法を適用することにより行う。図３５の各図の線は、紙面の上の方が電圧は高いことを示し、紙面の下の方が電圧は低いことを示している。各電圧Ｖの添え字は、印加する電圧の順番を示している。
【０１９６】
図３５は（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の順で電圧を印加し、キャリブレーションを実施する。まず、図３５（ａ）に示すように、Ｖ０電圧を印加し、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態を検出する。オン／オフ状態が図３２の斜線範囲でないときは、Ｖ１電圧を印加する。Ｖ０電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ０がキャリブレーション電圧の値となる。いずれも範囲内でない場合は、Ｖ１電圧を印加して、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態を検出する。Ｖ１電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ１がキャリブレーション電圧の値となる。
【０１９７】
Ｖ１電圧の印加時のオン／オフ状態が図３２の斜線範囲でないときは、図３５（ｂ）に移行する。図３５（ｂ）では、Ｖ２電圧を印加する。Ｖ２電圧は、Ｖ２＝（Ｖ１−Ｖ０）／２として計算する。Ｖ２電圧を印加し、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態の変化を検出する。Ｖ２電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ２がキャリブレーション電圧の値となる。
【０１９８】
Ｖ２が斜線の範囲内にない場合は、Ｖ２電圧の印加時のオン／オフ状態と、Ｖ１電圧の印加時のオン／オフ状態とのどちらが図３２の斜線の目標のキャリブレーション状態に近いかとを判定する。また、Ｖ２電圧の印加時のオン／オフ状態と、Ｖ０電圧の印加時のオン／オフ状態とのどちらが、図３２の斜線の目標のキャリブレーション状態に近いかを判定する。
【０１９９】
Ｖ２とＶ０間に図３２の斜線の範囲があると判定されると、図３５（ｃ）の状態に移行する。図３５（ｃ）では、Ｖ３電圧を印加する。Ｖ３電圧は、Ｖ３＝（Ｖ２−Ｖ０）／２として計算する。Ｖ３電圧を印加し、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態の変化を検出する。Ｖ３電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ３がキャリブレーション電圧の値となる。
【０２００】
Ｖ３が斜線の範囲内にない場合は、Ｖ３電圧の印加時のオン／オフ状態と、Ｖ２電圧の印加時のオン／オフ状態とのどちらが図３２の斜線の目標のキャリブレーション状態に近いかとを判定する。また、Ｖ３電圧の印加時のオン／オフ状態と、Ｖ０電圧の印加時のオン／オフ状態とのどちらが、図３２の斜線の目標のキャリブレーション状態に近いかを判定する。
【０２０１】
Ｖ２とＶ３間に図３２の斜線の範囲があると判定されると、図３５（ｄ）の状態に移行する。図３５（ｄ）では、Ｖ４電圧を印加する。Ｖ４電圧は、Ｖ４＝（Ｖ２−Ｖ３）／２として計算する。Ｖ４電圧を印加し、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態の変化を検出する。Ｖ４電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ４がキャリブレーション電圧の値となる。
【０２０２】
以上のキャリブレーションの調整を順次行うことにより目標のキャリブレーション電圧を得ることができる。
【０２０３】
以上の動作を図で示すと図３６のようになる。キャリブレーションを行うプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが大小を繰り返し順次目標の値に近づく。印加する電圧は図３６のように絶えず変化する状態ではなく、図３６に示すように、大小のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃで一定期間電圧が維持されるように駆動されることが好ましい。
【０２０４】
図３６では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは２Ｖから開始され、このプリチャージ電圧Ｖｐｒｃに対応して各処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７のＴＦＴ６２ｃがオン状態を維持している個数（オン画素数）またはホトセンサ画素２７のＴＦＴ６２ｃがオフン状態に変化した個数（オフ画素数）をカウントする。オン画素数またはオフ画素数が規定の範囲内にないとき、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを上昇または下降させる（図３５を参照）。図３６では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを６Ｖに上昇させている。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを更新し、更新した状態で、オフ画素数またはオン画素数をカウントする。カウント値は、先のカウント値を比較し規定範囲の値に近づいているかを判断し、次のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを設定する。カウントした値が所定の範囲にない場合、また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させる。以上の動作により、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化の範囲は図３６に示すように変化幅が狭められる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化により、Ａ点で、オン画素数またはオフ画素数が規定範囲内にはいり、このプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが固定設定される。なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ（約３．２５Ｖ）は、外光強度が所定変化した時に、実施される。もちろん、常時実施してもよい。但し、接触判定、接触検出を行っている場合はキャリブレーションを実施しない、あるいは停止することが好ましい。
【０２０５】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化は、図３７に示すように、各変化の最大位置、最小位置で一定の期間電圧値を固定するか、変化を緩やかにすることにより、オン画素数またはオフ画素数が規定の範囲内であるか否かの変低精度を向上させることが好ましい。
【０２０６】
（１１−２）他の設定方法
図３５はニュートン法を応用したキャリブレーション方式であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではない。ホトセンサ画素２７のオン／オフ状態の個数（オン画素数、オフ画素数）から印加する電圧を調整あるいは制御して目標のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを求めてもよい。
【０２０７】
例えば、図３８（ａ）に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの印加により、図３８（ｂ）に示すようにオン−オフ差（オン画素数とオフ画素数との差）が変化する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが非常に高いときは、１００％のホトセンサ画素２７がオン出力である。オフ出力のホトセンサ画素２７は０である。したがって、オン−オフ差は１００−０＝１００となる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが非常に低いときは、１００％のホトセンサ画素２７がオフ出力である。オン出力のホトセンサ画素２７は０である。したがって、オン−オフ差は０−１００＝−１００となる。
【０２０８】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが目標値に近く、目標設定が、ホトセンサ画素２７のオン数とオフ数が等しい時とすると、５０％のホトセンサ画素２７がオフ出力である。オン出力のホトセンサ画素２７は５０％である。したがって、オン−オフ差は５０−５０＝０となる。
【０２０９】
以上のように、キャリブレーション時にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを大小に変化し、オン−オフ数が目標値に近くなるか、遠ざかるかを監視することによりキャリブレーションを行うことができる。
【０２１０】
（１１−３）プリチャージ電圧の変化速度
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化速度は、図３８に示すように、最初は早くし、目標値に近づくにつれて変化速度を遅くしてもよい。最終目標状態では、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力の変化数が少なくなり精度が必要となるからである。
【０２１１】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化速度は、図５８に示すように、外光の強度に対応して変化させることが好ましい。外光が強い時は、変化させる大きさを大きくし、また変化速度も大きくする。逆に外光が弱い時は、変化させる大きさを小さくし、また変化速度も小さくする。
【０２１２】
（１１−４）一定の比率によるオン画素数、オフ画素数の算出
図３８において、オン画素数とオフ画素数の差の個数を求めるとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。
【０２１３】
一定の比率のオン画素数またはオフ画素数を求めるとしてもよい。また、比率に限定せず、オン画素数またはオフ画素数などの個数であってもよい。
【０２１４】
また、オン画素数が０もしくはオフ画素数が０にするのも含まれる。
【０２１５】
例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの印加により、全画素数に占めるオン画素数の比率が１〜２％の範囲になるように制御する場合が例示される。また、オン画素数の比率が１０〜２０％の範囲になるように制御することが例示される。また、オン画素数の比率が５％以下となるように制御することが例示される。また、オン画素数の比率が９０％以上となる例が例示される。オフ画素数の比率が９０％以上となる例が例示される。
【０２１６】
また、オン画素数が１００個以上になるように制御することが例示される。また、オン画素数の個数が１００以上１０００個以下となるように制御することが例示される。また、オン画素数の比率が１０００００個以上となる例が例示される。オフ画素数の個数が１０００個以下となる例が例示される。
【０２１７】
（１１−５）その他の変更例
以上の実施形態は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃのより、オン画素数あるいはオフ画素数の個数もしくはオン画素数とオフ画素数の比率を一定以上または以下もしくは一定の範囲内に制御するものであった。しかし、以上の制御は、露光時間Ｔｃの調整によっても実現できる。したがって、上記実施形態はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを露光時間Ｔｃに置き換えてもよいことはいうまでもない。また、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆによっても実現できる。したがって、上記実施形態はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃをコンパレータ電圧Ｖｒｅｆに置き換えてもよいことはいうまでもない。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃ、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを複数組み合わせてもよい。
【０２１８】
（１２）受光センサ１１９２
（１２−１）外光強度に対する感度
ホトセンサ６４の外光強度に対する感度は、外光１５１の色温度により異なる。ホトセンサ６４は短波長で感度が高い。つまり、青（色温度が高い領域）で感度が高く、赤（色温度が低い領域）で感度が低い。したがって、外光の強度とは、人間の視感度に対する強度ではなく、ホトセンサ６４の特性感度に合わせて算定する必要がある。つまり、外光の色温度に対応してキャリブレーションなどを実施する必要がある。
【０２１９】
この課題に対して、本実施形態は図５６に示すように、複数の受光センサ１１９２を配置している。受光センサ１１９２の光入射部にはカラーフィルタ１１９１を配置している。
【０２２０】
図５６では、受光センサ１１９２（１１９２Ｒ、１１９２Ｇ、１１９２Ｂ）は、同一波長帯域で感度カーブを有するものである。受光センサ１１９２の入射側に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ１１９１を配置している。受光センサ１１９２Ｒは長波長用である。受光センサ１１９２Ｂは短波長用である。受光センサ１１９２Ｇは中波長用である。
【０２２１】
各受光センサ１１９２の出力は補正回路１１９３に入力される。補正回路１１９３は適正なコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどとなるように、入力信号を補正してコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを出力する。プリチャージ電圧発生回路１１９４はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを発生し、コンパレータ電圧発生回路１１９５は、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを発生する。
【０２２２】
（１２−２）受光センサ１１９２の構成
図５６に示すように、受光センサ１１９２として、ＰＩＮホトダイオードが例示される。外光の強度は、ＰＩＮホトダイオードで検出し、適切な倍率にオペアンプで増幅する。また、信号の経路にコンデンサなどを配置し、外光の変化を遅延させ、また、ヒステリシス特性をもたせる。
【０２２３】
これらの回路は、マトリックス回路１２１１に構成されており、また、マトリックス回路１２１１は、マトリックス状に形成された処理ブロック８８１に対応した、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを出力する。
【０２２４】
もちろん、表示領域１０に対応した１つのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを出力するように構成してもよい。また、マトリックス回路１２１１は、１つの処理ブロック８８１あるいは表示領域１０に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを出力あるいは発生することができる。また、これらのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、マトリックス回路１２１１に記憶されている。
【０２２５】
図５４に示すように、ホトセンサ１１７１で外光１５１を受光し、電流−電圧（Ｉ−Ｖ）変換アンプ１１７２で、受光した光で発生した電流Ｉを電圧Ｖに変換する。同時に、変換アンプ１１７２でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを発生し、コンパレータ２３３に印加する。
【０２２６】
（１２−３）受光部のその他の構成
図５４、図５６は、表示領域１０以外に別途受光センサ１１９２（１１７１）などを配置する実施形態であった。本実施形態はこれに限定するものではない。
【０２２７】
例えば、図５５に示すように、表示領域１０あるいはその近傍に受光部１１８１を形成し、外光などの強度を検出してもよい。受光部１１８１は、ホトセンサ６４で構成あるいは形成することが好ましい。
【０２２８】
図５５（ａ）は、表示領域１０の上下に受光部１１８１（１１８１ａ、１１８１ｂ）を形成した実施形態である。
【０２２９】
図５５１（ｂ）は表示領域の４隅に受光部１１８１（１１８１ａ、１１８１ｂ、１１８１ｃ、１１８１ｄ）を配置した実施形態である。必要に応じて、受光部１１８１に図５６１に示すようにカラーフィルタ１１９１などを配置する。
【０２３０】
外光１５１の入射方向の検出も座標位置確定に重要である。例えば、図５７（ｂ）に示すように、外光１５１ａが左側から対象物６７１に入射した時は、影６０１ａは、対象物の右側にできる。したがって、対象物を検出したとき、座標位置は右側にずれる。外光１５１ｂが右側から対象物６７１に入射した時は、影６０１ｂは、対象物の左側にできる。したがって、対象物を検出したとき、座標位置は左側にずれる。
【０２３１】
この課題を解決するため、図５７（ａ）に示すように、立体型の受光センサ１２０１を配置している。受光センサ１２０１は四角錐あるいは立方体に近似した構成となっている。受光センサ１２０１において、受光部は、一例として４つの側面と上面に形成されている。つまり、受光部は複数箇所に形成されている。
【０２３２】
外光１５１ａが左側から対象物６７１に入射した時は、主に左側に配置された受光部に外光１５１ａが入射する。外光１５１ｂが右側から対象物６７１に入射した時は、主に右側に配置された受光部に外光１５１ｂが入射する。外光１５１ｃが上方から対象物６７１に入射した時は、主に上側に配置された受光部に外光１５１ｃが入射する。
【０２３３】
以上のことから、外光１５１の入射方向により、主に入射する受光部が異なる。したがって、どの受光部に強く外光が入射しているかを検出することにより、外光１５１の入射方向を検出できる。そのため、図５７（ｂ）のように、影６０１ができる方向が異なっても、影位置の補正を行うことができる。
【０２３４】
（１２−４）変更例
なお、以上の実施形態では外光の強度に応じてプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを大きさ、変化速度を変化させるとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。
【０２３５】
例えば、露光時間Ｔｃの変化速度、変化単位（１Ｈ、２Ｈ・・・・・・）を可変してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃの両方を変化させてもよい。また、コンパレータ電圧を変化させてもよい。
【０２３６】
（１３）外光の大きさに応じたプリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどの設定
本実施形態の液晶表示装置では、外光の大きさに応じて適切なプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃ、コンパレータ電圧もしくはこれらの組み合わせを設定する必要がある。そのため、本実施形態では、図５９から図６３に図示する方式を行う。
【０２３７】
（１３−１）水平走査期間を単位とする設定
図５９は、コンパレータ電圧ＶｒｅｆをＶｃ２、Ｖｃ１、Ｖｃ３に変化させた実施形態である。なお、図５９、図６０などにおいて、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆと同時にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなどを変化させてもよい。また、図６２、図６３において、ベース電圧に同期して、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、露光時間Ｔｃなどを変化させてもよい。
【０２３８】
図５９（ａ）はコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ１、Ｖｃ２とし、１Ｈ（１水平走査期間）毎に、Ｖｃ１とＶｃ２に切替えた実施形態である。
【０２３９】
図５９（ａ）において、１Ｈ毎に、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ１とＶｃ２を切替える。コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させることにより、コンパレータ回路２３３での判定レベルが変化する。したがって、このコンパレータ電圧ＶｒｅｆのＶｃ１〜Ｖｃ２範囲に適正な判定レベルとなるように、Ｖｃ１、Ｖｃ２の大きさを変化させる。
【０２４０】
図５９（ｂ）は、２Ｈ単位でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させて実施形態である。液晶表示パネルに印加する映像信号の極性は、２Ｈ周期（例えば、１Ｈ目は＋極性、２Ｈ目は−極性）で変化する。したがって、図５９（ｂ）のように、２Ｈ単位（４Ｈ周期）で変化させることが好ましい。つまり、液晶表示パネルに印加する映像信号の極性周期の２倍の周期でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃを変化させる。すなわち、映像信号の周期が２Ｈであれば４Ｈ周期、または、１つのコンパレータ電圧Ｖｒｅｆが連続する期間＝映像信号の周期とする。なお、変化は、４Ｈに限定するものではなく、２Ｈの倍数であればいずれでもよい。
【０２４１】
図５９（ｃ）は、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを３以上（Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３）とした実施形態である。１Ｈ期間毎にコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させる。なお、図５９（ｃ）の実施形態においても、図５９（ｂ）と同様に、２Ｈごとの変化としてもよい。また、４Ｈ以上の２Ｈの倍数であればいずれでも図５９（ｂ）の効果を実現できる。
【０２４２】
（１３−２）フレームを単位とする設定
図５９は水平走査期間を単位とするコンパレータ電圧Ｖｒｅｆなどの設定であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではなく、図６０の示すようにフレームを単位とする設定であってもよい。
【０２４３】
図６０は、１フレームでコンパレータ電圧ＶｒｅｆをＶｃ２、Ｖｃ１、Ｖｃ３に変化させた実施形態である。なお、図５９と同様に、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆと同時にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなどを変化させてもよい。
【０２４４】
図６０（ａ）はコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ１、Ｖｃ２とし、１Ｆ（１垂直走査期間）毎に、Ｖｃ１とＶｃ２に切替えた実施形態である。
【０２４５】
図６０（ａ）において、１Ｆ毎に、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ１とＶｃ２を切替える。コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させることにより、コンパレータ回路２３３での判定レベルが変化する。したがって、このコンパレータ電圧ＶｒｅｆのＶｃ１〜Ｖｃ２範囲に適正な判定レベルとなるように、Ｖｃ１、Ｖｃ２の大きさを変化させる。
【０２４６】
図６０（ｂ）は、２Ｆ単位でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させた実施形態である。液晶表示パネルに印加する映像信号の極性は、２Ｆ周期で各画素行に印加する映像信号を反転させる。例えば、ある画素行は、１Ｆ目は＋極性、２Ｆ目は−極性で変化する。したがって、図６０（ｂ）のように、２Ｆ単位で変化させることが好ましい。つまり、液晶表示パネルに印加する各画素行の映像信号の極性周期の２倍の周期でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃを変化させる。映像信号の周期が２Ｆであれば４Ｆ周期で変化させる。なお、変化は、４Ｆに限定するものではなく、２Ｆの倍数であればいずれでもよい。
【０２４７】
図６０（ｃ）は、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを３以上（Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３）とした実施形態である。１Ｆ期間毎にコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させる。なお、図６０（ｃ）の実施形態においても、図６０（ｂ）と同様に、２Ｆごとの変化としてもよい。また、４Ｆ以上の２Ｆの倍数であればいずれでも図６０（ｂ）の効果を実現できる。なお、図５９と図６０は相互に組み合わせてもよい。
【０２４８】
（１３−３）プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを五段階に変化させた例
図６１は、プリチャージ電圧ＶｐｒｃをＶｐ１〜Ｖｐ５に変化させた実施形態である。そして、１Ｈ毎に、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃに切替えた実施形態である。なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの種類はＶｐ１〜Ｖｐ５の５種類に限定するものではない。２種類以上であればいずれでもよい。
【０２４９】
図６１（ａ）において、１Ｈ毎に、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖｐ１〜Ｖｐ５を切替える。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの出力が変化する。したがって、このプリチャージ電圧ＶｐｒｃのＶｐ１〜Ｖｐ５範囲で処理ブロック８８１または表示領域１０内で適正なオン画素数となるように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさを変化させる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは順次低下あるいは上昇方向に変化させる。キャリブレーションが完了すると一定値（図６１（ａ）では、＋Ｖｐ２）を維持する。
【０２５０】
図６１（ｂ）も、１Ｈ毎に、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖｐ１〜Ｖｐ５を切替える。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの出力が変化する。したがって、このプリチャージ電圧ＶｐｒｃのＶｐ１〜Ｖｐ５範囲で処理ブロック８８１または表示領域１０内で適正なオン画素数となるように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさを変化させる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは順次上下に変化し、最適キャリブレーション位置に収束させる。キャリブレーションが完了すると一定値（図６１（ｂ）では、＋Ｖｐ３）を維持する。
【０２５１】
図６１は水平走査期間を単位とするプリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどの操作であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではなく、図６０の示すようにフレームを単位とする操作であってもよい。
【０２５２】
（１３−４）ベース電圧Ｖｂの変化
図６２は、ベース電圧Ｖｂを変化させた実施形態である。
【０２５３】
ベース電圧とは、ホトセンサ６４のＧＮＤ電圧である。ベース電圧Ｖｂは、図３などで図示する共通信号線３１の電位である。
【０２５４】
ベース電位Ｖｂを変化させると、擬似的にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどを変化させたと同様の効果がある。ベース電位Ｖｂの変化によりホトセンサ６４に印加される電位が変化するからである。
【０２５５】
図６２は、ベース電位ＶｂをＶｐ１〜Ｖｐ５に変化させた実施形態である。図６２はベース電位Ｖｂ＝Ｖｐ１〜Ｖｃ５とし、１Ｈ毎に、ベース電位Ｖｂに切替えた実施形態である。なお、ベース電位Ｖｂの種類は−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３の７種類に限定するものではない。２種類以上であればいずれでもよい。
【０２５６】
図６２（ａ）において、１Ｈ毎に、ベース電位Ｖｂ＝−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３を切替える。ベース電位Ｖｂを変化させることにより、ホトセンサ６４の端子間に印加される電圧が変化する。したがって、このベース電位Ｖｂの−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３範囲で処理ブロック８８１または表示領域１０内で適正なオン画素数となるように、ベース電位Ｖｂの大きさを変化させる。ベース電位Ｖｂは順次低下あるいは上昇方向に変化させる。キャリブレーションが完了すると一定値（図６２（ａ）では、−Ｖｂ２）を維持する。
【０２５７】
図６２（ｂ）も、１Ｈ毎に、ベース電位Ｖｂ＝−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３を切替える。ベース電位Ｖｂを変化させることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの出力が変化する。したがって、このベース電位Ｖｂの−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３範囲で処理ブロック８８１または表示領域１０内で適正なオン画素数となるように、ベース電位Ｖｂの大きさを変化させる。ベース電位Ｖｂは順次上下に変化し、最適キャリブレーション位置に収束させる。キャリブレーションが完了すると一定値（図６２（ｂ）では、＋Ｖｂ１）を維持する。
【０２５８】
図６２は水平走査期間を単位とするベース電位Ｖｂなどの操作であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではなく、図６３の示すようにフレームを単位とする操作であってもよい。
【０２５９】
（１４）表示領域１０の面内での特性傾斜
表示領域１０内では、ホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂの特性によりオン／オフ状態に傾斜をもつ。特性が面内傾斜でゆっくりと変化している場合が多いからである。変化は、低温ポリシリコン技術によりトランジスタなどを形成する際、レーザーアニール条件が緩やかに変化することにより発生する。
【０２６０】
（１４−１）第１の補正方法
特性の傾斜の第１の補正方法は、図４２のようにして行う。
【０２６１】
図４２では、一例として表示領域１０を横に３ブロック、縦に４ブロックに区切っている。処理ブロック８８１は、３ｘ４＝１２である。また、説明を容易にするため、各処理ブロック８８１は４ｘ４の画素１６で構成されているとする。つまり、１つの処理ブロック８８１は、１６画素（１６ホトセンサ画素２７）で構成される。
【０２６２】
表示領域１０の面内での特性傾斜を把握するため、図４２に示すように、表示領域１０の最周辺部の画素行、画素列に形成されたホトセンサ画素２７を用いる。特性の測定は、ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオン／オフ状態を読み出すことにより行う。読み出し方式は、以前に説明しているので説明を省略する。図４２では、第２ＴＦＴ６２ｂのオン状態を１とし、第２ＴＦＴ６２ｂのオフ状態を０としている。
【０２６３】
一例としての結果は、図４２（ａ）に示すように画素列方向は、上から１１１１０１１０１１１００１００のオン／オフ状態となっている。また、画素行方向は、左から１１１１０１１１１００１となっている。この値を処理ブロック８８１毎に集計した結果を図４２（ｂ）に示す。集計はオン画素数をカウントしている。処理ブロック８８１の列方向は、オン画素数は４、２、３、１であり、行方向は、４、３、２である。したがって、表示領域１０の上下方向にオン画素数が減少する傾向（上領域にオン画素数が多く、下領域にオン画素数が少ない）があり、左右方向にもオン画素数が減少する傾向（左領域にオン画素数が多く、右領域にオン画素数が少ない）がある。
【０２６４】
図４２（ｂ）の結果をメモリに記憶し、各処理ブロック８８１のオン画素数またはオフ画素数を補正する。左上の領域の処理ブロック８８１では、ある外光強度であるキャリブレーション状態において、オン画素数が多くても、処理より補正しオン画素数を減少処理する。右下の領域の処理ブロック８８１では、ある外光強度であるキャリブレーション状態において、オン画素数が少なくても、処理によりオン画素数を増加処理する。
【０２６５】
図４２では、表示領域１０の左辺、上辺のホトセンサ画素２７の特性を測定あるいは把握して補正するとした。しかし、望ましくは、図４３に示すように、表示領域１０の左辺、右辺、上辺、下辺のホトセンサ画素２７の特性を測定して補正する。
【０２６６】
（１４−２）第２の補正方法
なお、図４２では表示領域１０の周辺部の第２ＴＦＴ６２ｂなどの特性を測定し、面内の特性傾斜を求めるとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。
【０２６７】
表示領域１０の中央部のトランジスタ特性を測定してもよい。
【０２６８】
また、表示領域１０全体の特性傾斜を測定してもよい。
【０２６９】
また、図４２の実施形態では、光検出を行う表示領域１０のホトセンサ画素２７を用いてトランジスタ特性を測定するとした。しかし、本実施形態はこれに限定するものではない。例えば、表示領域１０以外にトランジスタ特性を測定するホトセンサ画素２７を形成し、この画素２７などを用いて表示領域１０のトランジスタ特性を推定してもよい。
【０２７０】
また、オン画素数などをカウントするとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。ホトセンサ画素２７からの出力がアナログデータである場合は、このアナログデータの大きさを加算あるいはサンプルホールド処理などを実施し、連続量として処理してもよい。
【０２７１】
（１４−２）その他の変更例
本実施形態は、オン画素数を測定あるいはカウント処理して接触判定を実施しても、オフ画素数を測定して接触判定を実施してもよい。
【０２７２】
本明細書では説明を容易にするため、オン画素数を測定するとして説明する。
【０２７３】
また、オン画素数が多いことは、ホトセンサ６４のリークが少ないことを示す。
【０２７４】
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが高く、多少ホトセンサ６４のリークが多くとも第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態を保持していることを示す。
【０２７５】
また、オン画素数が多いことは、ホトセンサ画素２７に照射される光量が少ないことを示す。
【０２７６】
（１５）オン画素数と外光強度との関係
オン画素数は外光強度とは非線形に変化する。主としてホトセンサ６４のリーク量は外光強度に比例する場合が多いが、第２ＴＦＴ６２ｂのオン状態とプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさとは非線形の関係となるからである。特に、外光の強度が弱いとき、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃも低くする。ホトセンサ６４のリーク量も小さいからである。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低くしないとホトセンサ画素２７を遮光した場合と、外部光を照射した場合の変化差が取れないからである。
【０２７７】
図６４は、キャリブレーションを一定にし、外部光１５１の強度を変化させた場合のオン画素数の変化を示している。縦軸は、単位当たりのオン画素数を示している。単位当たりであるから割合であるパーセント（％）を示す。
【０２７８】
例えば、外部光０では、６０％のホトセンサ画素２７がオン状態であり、残りの４０％がオフ状態である。先と同一のキャリブレーションにおけるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃでは、外部光４００ｌｘでは、１０％のホトセンサ画素２７がオン状態であり、残りの９０％がオフ状態（オフ画素）である。なお、オン画素数＋オフ画素数＝表示領域１０のホトセンサ画素数である。
【０２７９】
図６４に示すように、０〜１００ｌｘの範囲ではほとんど、オン状態の画素数（オン画素数）は減少しない。１００ｌｘより外部光が強くなると、急激にオン状態の画素数（オン画素数）が減少する。したがって、外部光に対するオン画素数の関係は非線形である。
【０２８０】
表示領域１０に指６７１などを接触させると、表示領域１０に影ができる。つまり遮光される。したがって、遮光部のホトセンサ画素２７はオン状態を保持するものが多くなる。指などの接触があるか否かを判定するためには、このオン画素数の変化を監視する。なお、以下は、説明を容易にするため影を検出することを例示して説明する。
【０２８１】
遮光により表示領域１０のホトセンサ画素２７のオン画素数（またはオフ画素数）が変化する。どの程度オン画素数が増加したら（オン画素数がいくらのパーセントになったら）、遮光されたと判断するかを判定閾値数と呼ぶ。判定閾値数も単位当たりのパーセントで表される。判定閾値数は、図６４の点線で示している。
【０２８２】
判定閾値数以上になれば、遮光されたとして判断あるいは制御開始などを実施する。例えば、図６４の実施形態では、０ｌｘでは判断閾値数が７０（％）以上で遮光されたとして判断する。その時の処理の方法は、上記の通りである。
【０２８３】
以上のように、外部光との関係において、単位当たり（単位面積当たり、あるいは単位処理領域当たり）のオン画素数（光照射時）と、前記同一の単位当たり（単位面積当たり、あるいは単位処理領域当たり）のオン画素数（遮光時）＝判定閾値数とが、非線形の関係にしていることである。
【０２８４】
例えば、図６４では、外部光０ｌｘの時、オン画素数は６０％であり、判定閾値数は７０％である。比率は７０／６０＝１．６７である。外部光４００ｌｘの時、オン画素数は１０％であり、判定閾値数は５０％である。比率は５０／１０＝５．０である。つまり、任意の外部光強度における判定閾値数／オン画素数の比率が異ならせている。判定閾値数／オン画素数の比率は外部光が弱くなるにしたがって、小さくなるようにしている。
【０２８５】
判定閾値数は予め表示領域１０内のホトセンサ画素２７の特性を測定して設定する。また、ユーザーが使用環境条件によって変化できるように構成してもよい。また、外部光の強度あるいはバックライトの強度を自動で検出し判定閾値数を設定してもよい。
【０２８６】
以上の事項は光ペンで座標入力などを行う場合も同様である。光ペンによる光照射量によりオン画素数（オフ画素数）を検出あるいは制御して判定閾値数を設定できるように構成する。
【０２８７】
（１６）プリチャージ電圧の複数印加
（１６−１）第１の印加方法
画像取り込みをより良好に実施するためには、図４５に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを複数印加できるように構成することが好ましい。
【０２８８】
図４５では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１がスイッチＳＷ１のオン／オフのより奇数画素列に印加できるように構成されている。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２がスイッチＳＷ２のオン／オフのより偶数画素列に印加できるように構成されている。
【０２８９】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさにより、同一外部光強度であってもホトセンサ画素２７のオン／オフ状態は変化する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが高いほど、ホトセンサ画素２７はオン状態を維持する。低いほどプリチャージ電圧Ｖｐｒｃのオフ状態になりやすくなる。したがって、低いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加されたホトセンサ画素２７は弱い外部光でもオフ状態となる。
【０２９０】
図４５のように画素にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加することにより、低外部光範囲から高外部光範囲まで広い範囲で画像取り込みあるいは座標検出を行うことができるようになる。
【０２９１】
また、図４５ではコンパレータ電圧Ｖｒｅｆも複数種類発生し、コンパレータ２３３に印加できるように構成している。コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ１は偶数画素列に配置されたコンパレータ２３３ｂに印加される。コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ２は奇数画素列に配置されたコンパレータ２３３ａに印加される。図４５のように画素に複数のコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを印加することにより、低外部光範囲から高外部光範囲まで広い範囲で画像取り込みあるいは座標検出を行うことができるようになる。
【０２９２】
（１６−２）第２の印加方法
図４６に示すように、画素列方向に感度の異なるホトセンサ画素２７を配置してもよい。また、図４５の実施形態と組みあわせてもよい。図４６では感度が高い（低照度まで光検出できる）ホトセンサ画素２７ａは大センサと記述している。感度が低い（高照度までしか反応しない）ホトセンサ画素２７ｂは小センサと記述している。
【０２９３】
図４６では、コンパレータ２３３は、一例として８つの出力信号線（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈで示す）に振り分けて出力できるように構成している。このように構成することにより、オンまたはオフ状態の画素位置を判定しやすくなる。また、コンパレータ２３３の出力はコンデンサに保持できるように構成され、コンデンサの前後にスイッチＳを配置し、任意のコンパレータ２３３出力を順次、外部に取り出せるように構成している。
【０２９４】
（１６−３）第３の印加方法
図６７では、画素行方向に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加している。図６７ではプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさの差異を１〜４の数字で示している。１（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１）、２（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２）、３（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３）、４（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４）とし、１を最も低いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとし、４を最も高いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとしている。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは複数種類発生させる。このましくは４以上がよいが、２以上であっても比較的広い外部光の範囲に対応できる。例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、２．５０Ｖ、２．５１Ｖ、２．５２Ｖ、２．５３Ｖの４段階とする。各プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの差は、０．０５以上０．２Ｖ以下にすることが好ましい。
【０２９５】
なお、図６７において、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの１〜４は、１画素行毎に変化させることが好ましい。また、２画素行毎もしくは複数画素に変化させてもよい。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを、画素行毎に変化させることは、１つのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ発生源で実施することができる。１水平走査期間または複数水平走査期間毎に、印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させればよいからである。
【０２９６】
図６７のように、画素行方向に、異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが設定されている場合において、図４８のようにマトリックス状に処理ブロック８８１が設定されている場合は、１つの処理ブロック８８１に、複数の異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加される。
【０２９７】
（１６−４）第４の印加方法
ホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂには、プロセスなどにより特性バラツキが発生している。特性バラツキは、処理ブロック８８１で異なっている場合が多い。したがって、処理ブロック８８１では、特性ばらつきに応じて採用するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが検査時に決定されている。
【０２９８】
例えば、１ａ、１ｂ、２ａの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１が最適として設定されている。２ａ、２ｂ、３ｃの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２が最適として設定されている。４ａ、４ｂ、４ｃの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３が最適として設定されている。その他の処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４が最適として設定されているとする。
【０２９９】
各処理ブロック８８１は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１〜４がそれぞれ画素行毎に印加されている。１ａ、１ｂ、２ａの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。２ａ、２ｂ、３ｃの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。４ａ、４ｂ、４ｃの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。その他の処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。また、各処理ブロック８８１は、最適なプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加された画素でキャリブレーション処理などを実施する。最適プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが１つに特定できない場合は、複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加された画素を特定して、また、平均化処理などを行い、キャリブレーション、接近、接触、離脱処理など行う。
【０３００】
（１６−５）第５の印加方法
１つの画素に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加し、また、変化させてキャリブレーション、接近、接触、離脱処理などを行ってもよい。例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃはフレームで変化させる。フレームは、複数フレームで変化させてもよい。例えば、２フレーム毎にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させる。
【０３０１】
（１７）プリチャージ電圧と露光時間Ｔｃの変化
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化と同期せずに、露光時間Ｔｃを変化させてもよい。
【０３０２】
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃを同時に変化させてもよい。
【０３０３】
（１７−１）第１の動作方法
例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを３．５Ｖ、露光時間Ｔｃを３２４Ｈとして、処理ブロック８８１のオン画素数の変化を検出し（オン画素数が１以上になるかどうかなど）、キャリブレーション動作としては、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４．０Ｖに一定の定数ｂをかけて演算してもよい。例えば、ｂ＝０．５とすれば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは４．０×０．５＝２Ｖとなる。つまり、キャリブレーション時は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝２．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈとする。なお、露光時間Ｔｃの変化ステップは、２Ｈ以上にすることが好ましい。
【０３０４】
処理ブロック８８１のオン画素数の変化を検出する動作は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈを始点あるいは中心として変化させ、キャリブレーション時は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝２．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈを始点あるいは中心として変化させる。このオン画素数の検出動作と、キャリブレーション動作とを交互に実施する。
【０３０５】
なお、「接近」とは、パネル面に指などが近づくことを検出することを意味する。
【０３０６】
「接触」とは、パネル面に指などが接触していることを検出することを意味する。
【０３０７】
「離脱」とは、パネル面に指などから離れることを検出することを意味する。
【０３０８】
各処理ブロック８８１の画素行に印加してプリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃのうち、どのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃを採用するかは、予めパネルの出荷時に、処理ブロック８８１毎に決定しておき、ＥＥＰＲＯＭにデータをして格納しておくことが好ましい。
【０３０９】
（１７−２）第２の動作方法
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素行に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。各画素行に印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃをフレーム毎に変化させる。
【０３１０】
露光時間Ｔｃも同様である。露光時間Ｔｃは連続した画素行に印加してもよい。また、露光時間Ｔｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）で露光時間Ｔｃの長さを変化させてもよい。各画素行に印加する露光時間Ｔｃをフレーム毎に変化させてもよい。
【０３１１】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃは同時に変化させてもよい。露光時間Ｔｃとプリチャージ電圧Ｖｐｒｃはフレームあるいは画素行単位で交互に変化させてもよい。
【０３１２】
（１７−３）第３の動作方法
図６８では、画素列方向に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加している（図４５、図４６を参照のこと）。図６８でも図６７と同様にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさの差異を１〜４の数字で示している。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは複数種類発生させる。１種類のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素列に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。他の動作あるいは内容あるいは構成は、図６７で説明した事項を適用できることは言うまでもない。
【０３１３】
（１７−４）第４の動作方法
図６９に示すように、画素列と画素行にマトリックス状に異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加してもよい。もちろん、１種類のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素行または画素例に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行または画素列にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。他の動作あるいは内容あるいは構成は、図６７で説明した事項を適用できる。なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃの設定は、画素単位でも、処理ブロック８８１単位でもよい。
【０３１４】
（１７−５）第５の動作方法
図７０は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃもしくはその両方の変化レベルを２とした例である。図７０ではプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさあるいは露光時間Ｔｃの差異もしくはその組み合わせを１〜２の数字で示している。１は、外光の大きさ（強度）を検出するために印加するものである。２は、キャリブレーションを行うものである。
【０３１５】
（１８）処理ブロックの機能設定
図４７、図４８では、処理ブロック８８１毎に、どのような機能処理ブロックとして機能させるか、また、入力に反応するかしないかを指定する。指定は、一例として、図４９のコマンドで実施する。
【０３１６】
図４９において、処理ブロック８８１または補正処理などを行う区分としてのアドレス領域は６ビットとしている。したがって、６４の領域（ｎ＝６３）を処理あるいは指定することができる。例えば、処理ブロックの１番目は、アドレス０を該当させる。最終番目の処理ブロックはｎ＝６３である。
【０３１７】
データ領域は２ビットとしている。つまり、４つの状態を指定できる。状態は、例えば、０は入力不可と示し、１は入力可を示す。また、２はオン画素数の補正が必要なことを示す。また、３はキャリブレーション中を示す。データの指定は、順次実施する。アドレス及びデータの伝送は、マイコンより行う。
【０３１８】
（１９）バックライト１４６からの第１の悪影響の低減
指６７１などの影を検出して座標などを入力する場合は、液晶表示パネルを照明するバックライト１４６からの光が影響する。以下、このバックライト１４６からの光の影響を低減する方法について説明をする。
【０３１９】
まず、バックライト１４６あるいは外光からの光がパネル１４８の側面から入射し、悪影響をする場合がある。悪影響とは、側面から入射した光がパネル１４８内を乱反射し、ホトセンサ６４に入射することにより発生する。
【０３２０】
図６５、図６６はパネル１４８の側面あるいは表示無効領域からの光の影響を低減する構成の説明図である。
【０３２１】
図６５は、基板１４８の側面、表示無効領域（画像表示に有効な光が通過あるいは透過しない領域）に光遮光部１２８１を形成する。
【０３２２】
図６５（ａ）は、基板１４８に光遮光部１２８１を配置している。
【０３２３】
図６５（ｂ）は、基板１４８の側面の他、無効領域（画像表示に有効な光が通過あるいは透過しない領域、側面も含む）に光遮光部１２８１を配置している。なお、配置とは光遮光部１２８１を別途設け、基板１４８の近傍に配置することを意味する。したがって、光遮光部１２８１は基板１４８の直接塗布または形成に限定するものではない。
【０３２４】
また、図６６は、基板１４８と筐体５４３間に、光遮光部１２８１または光遮光材料を充てんまたは配置した構成である。光遮光部１２８１は、エポキシ、アクリルなどの樹脂に染料、顔料、色素などの光吸収材料を含有させたものを用いる。また、酸化チタンなどの光散乱物質を含有させてもよい。また、基板１４８の無効領域を直接に加工して形成してもよい。また、基板１４８を着色基板に構成してもよい。
【０３２５】
基板を直接着色することにより、遮光膜（光遮光部）１２８１を形成してもよい。なお、光遮光とは、光を反射する動作あるいは構成、光を吸収する動作あるいは構成のいずれをも含む。光遮光部１２８１は、基板にインクジェット印刷などの技術を用いて染料、色素などを塗布する。塗布、高温で乾燥させ、また、表面をＵＶ樹脂などの樹脂、酸化シリコンあるいは酸化窒素などの無機材料で被覆すればよい。
【０３２６】
また、光遮光部１２８１は、グラビア印刷技術、オフセット印刷技術、スピンナーで膜を塗布し、現像する半導体パターン形成技術などで形成する。遮光部１２８１材料として、黒色もしくは暗色あるいは変調する光の補色の関係にあるものを用いてもよい。また、ホトセンサ６４が反応しにくい波長の光を透過し、反応しやすい波長の光を遮光あるいは吸収もしくは反射するものでもよい。例えば、ホトセンサ６４は、短波長（青）領域の方で感度が高い。したがって、光遮光膜１２８１は、青を反射あるいは吸収する材料で構成することが好ましい。特に、４５０ｎｍ以下より短い波長帯域で、５０％以上を反射あるいは吸収するものを採用する。
【０３２７】
その他、光遮光部１２８１は、クロム（Ｃｒ）などの金属薄膜で形成してもよいし、アクリル樹脂にカーボンなどを添加した樹脂からなるもので構成してもよい。その他、六価クロムなどの黒色の金属、塗料、表面に微細な凹凸を形成した薄膜あるいは厚膜もしくは部材、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、オパールガラスなどの光拡散物でもよい。また、暗色、黒色でなくともホトセンサ６４に感度がある青領域の光に対して補色の関係のある染料、顔料などで着色されたものでもよい。また、ホログラムあるいは回折格子でもよい。
【０３２８】
（１９）バックライト１４６からの第２の悪影響の低減
指６７１などの影を検出して座標などを入力する場合は、液晶表示パネルを照明するバックライト１４６からの光が影響する。バックライト１４６からの光が指６７１などの対象物を照明し、外光との差異（明暗）が取れなくなるからである。この課題に対して本実施形態は以下の構成を採用することにより解決している。
【０３２９】
（１９−１）第１の解決方法
パネル１４８の表示領域１０には処理ブロック８８１に対応させて入力アイコン（例として、１〜９の数字）が表示されている（図５０（ａ））。表示画面１０に指６７１などの対象物がないときに、キャリブレーションが実施される。なお、キャリブレーションは入力対象物が表示領域１０に触れているときでも、実施してもよい。
【０３３０】
対象物６７１が表示領域１０に触れられると（図５０（ｂ））、対象物６７１が触れられた座標検出を行う。画面１０に対称物６７１があるかどうかは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃなどを変化させることにより、容易に検出できる。しかし、検出はできても指６７１が空中にあるか、表示画面１０に接触しているかは判別が困難の場合が多い。
【０３３１】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃなどを変化させ、対象物６７１が検出された場合は、図５０（ｃ）の示すように、バックライト１４６を消灯させる。もしくはバックライト１４６の輝度を通常表示よりも低減させる。例えば、通常表示時にバックライト１４６からの出射される光の照度が１００Ｌｘであるとすれば、少なくともバックライト１４６の照度を５０％以下（５０Ｌｘ以下）にする。つまり、通常より０〜５０％の範囲となるように、バックライト１４６を制御する。
【０３３２】
なお、バックライト１４６を消灯あるいは減光するとしたが、対象物６７１の座標位置あるいは位置検出を行うときに行えばよい。したがって、その動作以外の時は通常点灯を行ってもよい。つまり、点滅状態させてもよい。また、点滅状態の点灯時の輝度を通常よりも高くして全体として（平均した場合）通常輝度となるように制御してもよい。
【０３３３】
（１９−２）第２の解決方法
バックライト１４６が消灯あるいは減光している場合は、画像表示は黒表示となる。もしくは輝度低下表示となる。したがって、図５０（ｃ）の動作あるいは表示は、バックライト１４６を消灯するだけでなく、表示領域１０の画像表示を黒表示（ダーク表示）としても同様の動作を実現できる。つまり、図５０（ｃ）時の画像表示を図５０（ｂ）と異なる表示状態とする。簡単には、図５０（ｂ）に比較して図５０（ｃ）の表示輝度を低下させる。アイコンの輝度を低下させたり、黒表示あるいは暗色表示にしたりする。同義には、液晶表示パネルの透過率を低下させることを意味する。透過率は、５０％以下にする。
【０３３４】
黒表示あるいは暗色表示は、ホトセンサ６４に対して実施すればよい。ホトセンサ６４は低温ポリシリコンで形成され、また、ホトセンサ６４はトランジスタをダイオード接続することにより構成している。したがって、短波長（青寄り）で感度が高い。したがって、図５０（ｃ）では、長波長の色成分（緑あるいは赤）でアイコンなどの画像表示にするとよい。なお、全てを赤表示などの長波長の色成分で表示することを必要としない。全体として、長波長の色成分寄りであればよい。ホトセンサ６４が４５０ｎｍの青の均一表示をした場合の感度を１００％としたとき、少なくとも５０％以下となる感度の画像表示（アイコンなど）を行う。
【０３３５】
例えば、図５２（ａ）に示すように、入力部（処理ブロック８８１）を黒表示にしたり、長波長あるいは短波長の単色表示にしたりすることにより、入力状態を制御あるいは調整することができる。また、図５２（ｂ）に示すように、入力可能な処理ブロック８８１（ａ、ｄ、ｈ、ｉ）と、入力が不可能あるいは困難な処理ブロック８８１（ｂ、ｃ、ｆ、ｇ）を区別することができる。
【０３３６】
図５０（ｄ）は通常のアイコン表示状態に復帰した状態である。図５０（ｄ）では、所定時間間隔でキャリブレーションなどを行う。
【０３３７】
なお、高温ポリシリコンあるいはアモルファスシリコンで形成あるいは作製したトランジスタからなるホトセンサであっても、短波長領域に感度が高い領域がある。したがって、図５０（ｃ）において画像表示は影検出の場合は、長波長（赤）の画像表示を行うとよい。反射光検出の場合は、短波長（青）の画像表示にするとよい。
【０３３８】
以上の実施形態では表示画面１０の画像表示輝度などを低下させるとした。つまり、液晶表示パネルの透過率を低下（表示色を長波長側に変化）させるとしたが、対象物６７１の座標位置あるいは位置検出を行うときに、制御すればよい。したがって、その動作以外の時は通常表示を行ってもよい。つまり、点滅状態（透過率低下の場合に対象物６７１の検出動作を実施、他の場合は通常表示）させてもよい。また、点滅状態の点灯時の透過率（照度）を通常よりも高くして全体として（平均した場合）通常表示（照度）となるように制御してもよい。
【０３３９】
なお、説明を容易にするため、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなどを変化させて対象物６７１を検出するとしたが、適正なキャリブレーションが行われている場合は、変化する動作が必要ない。つまり、図５０（ｃ）の操作を実施する必要がない。もちろん、図５０（ｃ）の動作を実施してもよい。より確実な座標検出もしくは位置検出を行われるからである。
【０３４０】
（１９−３）第３の解決方法
図５１に示すように、対象物６７１が表示画面１０に接触することをフォースセンサ７１２で実施してもよい。図５１（ｂ）（ｃ）は、対象物６７１が平面表示装置に接触し、フォースセンサ７１２が押されていることが示している。図５１（ａ）（ｄ）は、対象物６７１が平面表示装置に接触していないことを示している。
【０３４１】
図５１（ａ）では、パネル１４８の表示領域１０には処理ブロック８８１に対応させて入力アイコン（例として、１〜９の数字）が表示されている（図５１（ａ））。図５１（ｂ）で対象物６７１が接触すると、接触をフォースセンサ７１２が検出する。検出すると、キャリブレーションを実施し、最適に座標位置検出できるように設定される。
【０３４２】
対象物６７１が表示領域１０に触れられると（図５１（ｂ））、対象物６７１が触れられた座標検出を行う。画面１０に対称物６７１があるかどうかは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃなどを変化させることにより、容易に検出できる。
【０３４３】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃなどを変化させ、対象物６７１が検出された場合は、図５１（ｃ）の示すように、バックライト１４６を消灯させる。もしくはバックライト１４６の輝度を通常表示よりも低減させる。例えば、通常表示時にバックライト１４６からの出射される光の照度が１００Ｌｘであるとすれば、少なくともバックライト１４６の照度を５０％以下（５０Ｌｘ以下）にする。つまり、通常より０〜５０％の範囲となるように、バックライト１４６を制御する。
【０３４４】
バックライト１４６が消灯あるいは減光している場合は、画像表示は黒表示となる（もしくは輝度低下表示となる）。したがって、図５１（ｃ）の動作あるいは表示は、バックライト１４６を消灯するだけでなく、表示領域１０の画像表示を黒表示（ダーク表示）としても同様の動作を実現できる。つまり、図５１（ｃ）時の画像表示を図５１（ｂ）と異なる表示状態とする。以上の事項は、図５０と同様であるので説明を省略する。また、他の事項も図５０で説明しているので説明を省略する。
【０３４５】
なお、平面表示装置に触れたときのみに座標検出を行うものではない。対象物６７１が空中にあるときも座標位置を検出してもよい。例えば、指６７１などの対象物が表示画面１０に触れず、空中にある時も対象物６７１の中心座標値を検出する。
【０３４６】
（２０）検出位置の表示
検出した座標位置は、例えば一例として十字カーソル表示で表示画面１０に表示する。指６７１などの対象物を、空中（表示画面１０あるいは平面表示装置に触れない状態）で移動させると、移動に伴い十字カーソルが移動する。そのため、入力者に入力箇所を視覚的に示すことができる。また、十字カーソルの有無でキャリブレーションを実施することができる。例えば、十字カーソルなどが表示されていない場合はキャリブレーションが適切でないとする。１つの十字カーソルがぶれずに表示されている場合は、キャリブレーションが適切であるとする。
【０３４７】
なお、十字カーソルの替わりに、ハートマークやアニメのキャラクターを表示してもよい。また、指６７１などの移動速度に応じてキャラクター表示を変化させることも好ましい。また、対象物６７１が表示画面１０に接触したときは、キャラクター表示を変化させる。
【０３４８】
抵抗値を検出するタッチパネルでは、タッチパネルに対象物が接触しなければ対象物の位置を検出することはできない。本実施形態では対象物６７１の影を検出することにより、影の位置を検出し画像表示（十字カーソル、キャラクターなど）を行うことができる。この点が本実施形態の特徴である。また、対象物６７１の接触検出と、空中入力状態の２つの状態で表示状態を変化できることも特徴である。
【０３４９】
［変更例］
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【０３５０】
例えば、液晶表示装置に限らず、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子などから構成される自己発光表示装置でも適用できる。また、ＳＥＤ（商標）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、液晶表示デバイス、カーボンナノチューブ（Carbon nano tube、CNT）を用いたディスプレイ、陰極線管（CRT、Cathode Ray Tube)などの他のディスプレイにも適用できる。また、アクティブブロック表示パネルだけでなく、単純ブロック表示パネルでも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０３５１】
本発明は、冷蔵庫や炊飯器などの電化機器、携帯電話、ビデオカメラ、プロジェクター、立体テレビ、プロジェクションテレビ、現金自動引き出し機、腕時計などのビューファインダ、メインモニター、サブモニター、時計表示部に適用できる。
【０３５２】
また、スキャナ、イメージセンサ、電子写真システム、ヘッドマウントディスプレイ、直視モニターディスプレイ、ノートパーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子スチルカメラにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０３５３】
【図１】本発明の実施形態の平面表示装置のブロック図である。
【図２】同じく画素の拡大説明図である。
【図３】同じくホトセンサ画素の配置を示す図である。
【図４】同じくホトセンサ画素の他の配置を示す図である。
【図５】同じくホトセンサ画素の他の配置を示す図である。
【図６】同じく画素の等価回路図である。
【図７】同じくホトセンサ画素の等価回路図である。
【図８】同じく周辺の回路を含めたブロック図である。
【図９】露光時間と外光との関係を示すグラフである。
【図１０】同じく表示パネルの駆動方法のタイミングチャートである。
【図１１】プリチャージ電圧と時間の関係を示す図である。
【図１２】同じく表示パネルの駆動方法の説明図である。
【図１３】イネーブル信号線を設けた表示パネルの説明図である。
【図１４】マトリックス処理の説明図である。
【図１５】画像取り込み方法の説明図である。
【図１６】同じく平面表示装置の操作説明図である。
【図１７】ホトセンサ画素と他のコンパレータ回路の接続状態の説明図である。
【図１８】同じく表示パネルの操作説明図である。
【図１９】同じく表示パネルのデータ取り込み方法の説明図である。
【図２０】同じく表示パネルのデータ取り込み方法の説明図である。
【図２１】液晶表示装置の縦断面図である。
【図２２】指入力時の液晶表示装置の縦断面図である。
【図２３】指入力時の液晶表示装置の縦断面図である。
【図２４】光ペン入力時の液晶表示装置の縦断面図である。
【図２５】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図２６】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図２７】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図２８】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図２９】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３０】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３１】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３２】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３３】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図３４】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図３５】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３６】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３７】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３８】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３９】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図４０】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図４１】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４２】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４３】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４４】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４５】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図４６】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図４７】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４８】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４９】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５０】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５１】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５２】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５３】一実施形態の表示パネルの駆動方法の説明図である。
【図５４】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図５５】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５６】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図５７】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図５８】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図５９】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６０】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６１】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６２】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６３】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６４】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６５】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図６６】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図６７】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６８】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６９】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図７０】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【符号の説明】
【０３５４】
１０ 表示領域
１１ アレイ基板
１２ ゲートドライバ回路
１４ ソースドライバ回路
１５ 信号処理回路
１６ 画素
１７ 回路基板
１８ ホトセンサ処理回路
１９ 表示領域（＋ホトセンサ形成領域）
２０ フレキブル基板
２１ 映像信号処理回路
２２ ゲート信号線
２３ ソース信号線
２４ プリチャージ電圧信号線
２５ ホトセンサ出力信号線
２６ 表示画素
２７ ホトセンサ画素
３１ 共通信号線
３２ ＴＦＴ
３４ 液晶容量
３５ 補助容量
３６ 対向電極
６１ 画素電極
６２ａ 第１ＴＦＴ
６２ｂ 第２ＴＦＴ
６２ｃ 第３ＴＦＴ
６３ コンデンサ
６４ ホトセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取込み機能を備えた平面表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶表示装置のアレイ基板上に、画像取込みを行う密着型エリアセンサを配置した表示装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
この従来の液晶表示装置は、センサに接続されたキャパシタの電荷量をセンサでの受光量に応じて変化させるようにし、キャパシタの両端電圧を検出することで、画像取込みを行っている。
【特許文献１】特開２００１−２９２２７６号公報
【特許文献２】特開２００１−３３９６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、密着型エリアセンサを構成するトランジスタなどは特性バラツキが大きい。そのため、同一の外部光がセンサなどに照射されても、オフ状態となるトランジスタもあれば、オフ状態を保持するものもある。
【０００５】
そこで本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、特性のバラツキがなく精度よく画像取込みを行うことができる平面表示装置提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アレイ基板上に互いに直交して配置される複数本の信号線及び第１ゲート信号線と、前記信号線と前記第１ゲート信号線との交点近傍に設けられた表示用スイッチング素子と、この表示用スイッチング素子に接続された画素電極とを含む表示画素と、前記信号線に映像信号を供給すると共に前記第１ゲート信号線にゲート信号を供給して映像を表示する表示用制御手段と、を有する平面表示装置において、前記アレイ基板上に複数のホトセンサ画素がマトリックス状に設けられ、前記各ホトセンサ画素からのホトセンサ信号を読み取るホトセンサ処理手段が設けられ、前記ホトセンサ画素は、前記第１ゲート信号線と平行に配された第２ゲート信号線からの第２ゲート信号によってオン／オフする第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子がオン状態のときに、前記信号線と平行に配されたプリチャージ電圧供給線から所定のプリチャージ電圧が印加されて電荷が蓄積されるコンデンサと、前記コンデンサにより蓄積された電荷を光の強弱に応じて光リーク量を変化させて放電するホトセンサと、前記コンデンサからの放電電圧に基づいてオン／オフする第２スイッチング素子と、前記第１ゲート信号線と平行に配された第３ゲート信号線からの第３ゲート信号によって、前記第２スイッチング素子とホトセンサ信号出力線との間をオン／オフする第３スイッチング素子と、を有し、前記マトリックス状に配された複数のホトセンサ画素で一つの処理ブロックを構成し、前記ブロックが前記アレイ基板上に複数設けられ、前記ホトセンサ処理手段は、（１）前記プリチャージ電圧供給線から前記プリチャージ電圧を印加すると共に、前記第３スイッチング素子がオン状態のときに、前記第２スイッチング素子のオン／オフ状態によって変化する前記ホトセンサ信号出力線の電位をホトセンサ信号として読み取り、（２）前記処理ブロック毎にオン状態、または、オフ状態の前記ホトセンサの数をカウントし、前記カウントした数によって前記処理ブロックにおける前記ホトセンサがオン状態、または、オフ状態であるかを判断することを特徴とする平面表示装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、処理ブロック毎にオン状態、または、オフ状態のホトセンサの数をカウントし、カウントした数によって処理ブロックにおけるホトセンサがオン状態、または、オフ状態であるかを判断するので、特性のバラツキを排除できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置について説明する。
【０００９】
［１］液晶表示装置の回路構成
まず、液晶表示装置の回路構成の詳細について説明する。
【００１０】
（１）液晶表示装置の構成
本実施形態の液晶表示装置の構成について図１に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、アレイ基板１１と回路基板１７とを示している。
【００１２】
液晶表示装置は、水平方向３２０画素ｘ垂直方向２４０画素の表示解像度を有する。なお、画素１６とは、表示画素２６とホトセンサ画素２７とを合わせて表現するときの名称である。
【００１３】
アレイ基板上には、３２０ｘＲ,Ｇ,Ｂ＝９６０本のソース信号線２１が縦方向に配線され、３４０本の表示用ゲート信号線２２ａが配線されている。これらソース信号線２１と表示用ゲート信号線２２ａの交点近傍に画素１６が設けられている。
【００１４】
また、９６０本のプリチャージ電圧信号線２４、３４０本の第２ゲート信号線２２ｃ、３４０本の第３ゲート信号線２２ｂ、３４０本の共通信号線３１、９６０本のホトセンサ出力信号線２５を有している。プリチャージ電圧信号線２４、ホトセンサ出力信号線２５は、信号線２３と平行に配線され、第２ゲート信号線２２ｃ、第３ゲート信号線２２ｂ、共通信号線３１は、表示用ゲート信号線２２ａと平行に配線されている。
【００１５】
また、アレイ基板１１上には、ソース信号線２３が接続されているソースドライバ回路１４と、プリチャージ電圧信号線２４が接続されているホトセンサ処理回路１８と、表示用ゲート信号線２２ａを駆動する表示用ゲートドライバ回路１２と、第３ゲート信号線２２ｂ、第２ゲート信号線２２ｃ、共通信号線３１が接続されている読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂと、ホトセンサ出力信号線２５が接続されているホトセンサ出力処理回路１８とが設けられている。これらの回路は、例えば低温ポリシリコンＴＦＴにより形成されている。
【００１６】
（２）各回路の構成
回路基板１７上には、アレイ基板１１上の各回路を制御するコントロールＩＣ（図示せず）、画像データ等を記憶するメモリ（図示せず）と、アレイ基板１１及び回路基板１７で使用する各種の直流電圧を出力する電源回路（図示せず）とを実装している。また、回路基板１７上には、表示制御及び画像取込制御を行う映像信号処理回路２１が実装されている。アレイ基板１１と回路基板１７とは、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣ）２０を介して各種信号の送受を行う。映像信号処理回路２１からの出力映像信号はソースドライバ回路１４に印加される。
【００１７】
ソースドライバ回路１４は、映像信号処理回路２１から入力するデジタル画素データを液晶表示素子の駆動に適したアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路を有する。
【００１８】
表示用ゲートドライバ回路１２ａは、表示用ゲート信号線２２ａを順次選択し、ソースドライバ回路１４と同期をとって表示画素２６に映像データを書き込む動作を行う。
【００１９】
読み込み用ゲートドライバ回路１２ｂは、第３ゲート信号線２２ｂ及び第２ゲート信号線２２ｃを順次選択し、ソースドライバ回路１４と同期をとってホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧を印加し、また、ホトセンサ画素２７から出力電圧を取り出す動作を行う。
【００２０】
ホトセンサ処理回路１８は、プリチャージ電圧をプリチャージ電圧信号線２４に印加する。また、ホトセンサ処理回路１８は、ホトセンサ画素２７からの出力電圧をホトセンサ出力信号線２５を介して取り込む。このホトセンサ処理回路１８は、アレイ基板１１に直接形成されている。基本的な構成部品は、コンパレータ回路２３３をスイッチからなる選択回路である。
【００２１】
そして、ホトセンサ信号処理回路１５は、読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂ及びホトセンサ処理回路１８を制御する。また、ホトセンサ処理回路１８からの出力データを演算あるいは比較処理などを施し、光が照射あるいは遮光されているホトセンサ位置を判断し、その座標位置を出力する。
【００２２】
（３）画素１６の構成
図２は画素１６（表示画素２６＋ホトセンサ画素２７）を中心として詳細に示した本実施形態の液晶表示装置のブロック図である。なお、画素１６は１つしか図示していないが、図１に図示したように、画素はマトリックス状に形成されている。
【００２３】
（３−１）表示画素２６の構成
表示画素２６は、縦横に列設されるソース信号線２３及び表示用ゲート信号線２２ａの各交点近傍に形成される。表示画素２６は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（以下、表示用ＴＦＴという）３２と（図３参照）、表示用ＴＦＴ３２の一端に形成された画素電極６１と対向電極３６間に構成される液晶容量３４、共通信号線３１との間に接続される表示用補助容量３５から構成される。
【００２４】
（３−２）ホトセンサ画素２７の構成
ホトセンサ画素２７は図６に示されるように、ＴＦＴからなるホトセンサ６４と、プリチャージ電圧を保持するコンデンサ６３と、ソースフォロワとして動作する第２ＴＦＴ６２ｂと、プリチャージ電圧をコンデンサ６３に印加するスイッチング素子として動作する第１ＴＦＴ６２ａと、第２ＴＦＴ６２ｂのソースフォロワ出力をホトセンサ出力信号線２５に選択して出力する第３ＴＦＴ６２ｃとから構成される。ホトセンサ６４などの一端子は、共通信号線３１に接続され接地されている。なお、第１ＴＦＴ６２ａ、第２ＴＦＴ６２ｂ、第３ＴＦＴ６２ｃ、ホトセンサ６４とは、表示用ＴＦＴ３２と共にアレイプロセスの同一工程で形成する。
【００２５】
（２−３）ホトセンサ画素２７の配置
図３では、ホトセンサ画素２７は画素１６のそれぞれに形成されている。つまり、表示画素２６の形成数とホトセンサ画素２７の形成数とは同一である。
【００２６】
しかし、ホトセンサ画素２７は、図４に示すように、ＲＧＢの画素１６（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）に１つのホトセンサ画素２７を配してもよい。
【００２７】
また、図５に示すように、２画素に１つのホトセンサ画素２７を配置または形成してもよい。好ましくは、図５に示すように、偶数画素行の奇数画素列にホトセンサ画素２７を配置し、奇数画素行の偶数画素列にホトセンサ画素２７を配置するように構成する。
【００２８】
上記したように、ホトセンサ画素２７は全ての表示画素２６に対応して形成することには限定されない。
【００２９】
また、ホトセンサ画素２７の位置は、表示領域１０内に限定するものではなく、表示領域外に構成してもよい。
【００３０】
また、画素１６に形成するホトセンサ画素２７は１つに限定するものではなく、複数のホトセンサ画素２７を形成してもよい。
【００３１】
（４）ホトセンサ画素２７の等価回路の構成
ホトセンサ画素２７の等価回路について図６、７に基づいて説明する。
【００３２】
ホトセンサ画素２７の等価回路は、ホトセンサ６４、コンデンサ６３、第１ＴＦＴ６２ａ、第２ＴＦＴ６２ｂ、第３ＴＦＴ６２ｃから構成されている。
【００３３】
ホトセンサ６４は、ホトダイオードとして動作するＴＦＴからなる。本実施形態ではホトセンサ６４をＴＦＴのＮチャンネルのダイオード接続で形成している。ＴＦＴをＮチャンネルのダイオード接続することにより、構成が容易になり、電荷の保持特性も向上する。このホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４は光の強度に応じてリークする。このリークによりホトセンサ６４の両端子間の電位が低下する。したがって、ホトセンサ６４の両端子間電位を検出することにより、ホトセンサ６４に光が照射されたこと、ホトセンサ６４に照射された光の相対的な強度を把握できる。
【００３４】
コンデンサ６３は、プリチャージ電圧を保持するものであり、ゲート絶縁膜を用いて構成する。ゲート絶縁膜を利用することにより小面積で容量の大きな補助容量を構成できる。
【００３５】
第２ＴＦＴ６２ｂは、ソースフォロワとして動作するものであり、ゲート端子にはホトセンサ６４の一端子が接続され、また、コンデンサ６３の一端子が接続される。第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧になると、第２ＴＦＴ６２ｂはオフする。Ｖｔ電圧以上であると、第２ＴＦＴ６２ｂはオンする。
【００３６】
第１ＴＦＴ６２ａは、プリチャージ電圧信号線２４に印加されたプリチャージ電圧をコンデンサ６３の一端子に印加する。第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、第１ＴＦＴ６２ａがオンする。プリチャージ電圧は、第２ＴＦＴ６２ｂがオンする電圧（Ｖｔ電圧以上）である。第１ＴＦＴ６２ａはゲートドライバ回路１２ｂで制御され、第１ＴＦＴ６２ａのゲート端子は第２ゲート信号線２２ｃに接続されている。
【００３７】
第３ＴＦＴ６２ｃはゲートドライバ回路１２ｂで制御され、第３ＴＦＴ６２ｃのゲート端子は第３ゲート信号線２２ｂに接続されている。第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加されると、第３ＴＦＴ６２ｃがオンする。
【００３８】
（５）ホトセンサ画素２７の等価回路の動作内容
以下、上記構成のホトセンサ画素２７の等価回路の動作内容について説明する。
【００３９】
（５−１）第１動作
第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、第１ＴＦＴ６２ａがオンする。すると、プリチャージ電圧信号線２４に印加されたプリチャージ電圧をコンデンサ６３の一端子に印加する。プリチャージ電圧は、１フレーム（１画面の書き換え周期）毎に印加される。もちろん、複数フレームに１回印加してもよい。
【００４０】
（５−２）第２動作
コンデンサ６３は、プリチャージ電圧を蓄積する。
【００４１】
（５−３）第３動作
ホトセンサ６４に光が照射されると、コンデンサ６３に蓄積された電荷がホトセンサ６４のチャンネル間を通じて放電される。この放電された放電電圧値によって、第２ＴＦＴ６２ｂがオンまたはオフ状態となる。この放電電圧値は、ホトセンサ６４は光の強度に応じた光リーク量により決まる。
【００４２】
（５−４）第４動作
第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加されると、第３ＴＦＴ６２ｃがオンする。第３ＴＦＴ６２ｃをオンさせるタイミングは、プリチャージ電圧を印加するタイミングと同期をとって実施される。
【００４３】
このときに、第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態であれば、ホトセンサ出力信号線２５の電荷は、第３ＴＦＴ６２ｃ、６２ｂを介して、共通信号線３１に放電される。なお、共通信号線３１の電位によっては充電される場合もあるが、例えば、共通信号線３１は接地しておく。
【００４４】
一方、第３ＴＦＴ６２ｃがオンしても、第２ＴＦＴ６２ｂがオフ状態であれば、ホトセンサ出力信号線２５の電荷は変化しない。
【００４５】
（５−５）等価回路における露光時間の定義
ここで、以下で使用する「露光時間」について定義しておく。露光時間とは、第１ＴＦＴ６２ａをオン状態にして第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子にプリチャージ電圧を印加した時刻から、第３ＴＦＴ６２ｃをオン状態にしてホトセンサ出力信号線２５に出力を取り出すまでの時間である。
【００４６】
（５−６）等価回路のまとめ
以上のように、ホトセンサ出力信号線２５の電荷の変化を検出すれば、第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態か、中間的なオン状態か、もしくはオフ状態かを検出することができる。つまり、この検出は第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子の電位を検出していることになる。第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧は、プリチャージ電圧の大きさと、ホトセンサ６４に照射された光の強度及び露光時間により変化する。すなわち、プリチャージ電圧の大きさ、露光時間の長さ、ホトセンサ６４の光リーク量からホトセンサ６４に照射されている光の強弱を検出することができる。
【００４７】
そして、光の強弱の検出は、イメージスキャナのように画像の読み取りに動作に該当する。本実施形態は、マトリックス状にホトセンサ画素２７を形成している。したがって、各ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオン／オフ状態を検出することにより、表示領域１０に結像あるいは照明された画像イメージを取り込むことができる。また、物体の影、物体で反射した光を検出できる。
【００４８】
（６）ホトセンサ処理回路１８の構成
図８は、画素１６の周辺部を図示した構成図である。
【００４９】
ホトセンサ出力信号線２５は、ホトセンサ処理回路１８と接続されている。ホトセンサ処理回路１８は、主として、コンパレータ回路２３３と選択回路８１から構成される。選択回路３１は一例としてアナログスイッチである。また、選択回路８１はスイッチングあるいは選択回路の他、シフトレジスタ回路などを有している。
【００５０】
ホトセンサ画素２７とコンパレータ回路２３３の接続状態は図７に示している。コンパレータ回路２３３はオペアンプ回路あるいは差動アンプなどでもよい。つまり、一端子に比較電圧あるいは比較対照に対して回路２３３の出力が変化するものであればいずれでもよい。
【００５１】
コンパレータ回路２３３は、比較電圧Ｖｒｅｆに対して、大きいあるいは小さいかを判定し、ロジック的にＨまたはＬを出力（２値化）する。したがって、出力がロジック信号に変換されるため、以降のロジック処理が容易になる。
【００５２】
（７）コンパレータ回路２３３の機能
次に、コンパレータ回路２３３について図８に基づいて説明する。
【００５３】
図８に示すように、プリチャージ電圧信号線２４にはプリチャージ電圧端子８３からプリチャージ電圧Ｖｐｒが印加される。プリチャージ電圧はソースドライバ回路１４が出力する映像信号と同期をとって印加される。プリチャージ電圧は全てのプリチャージ電圧信号線２４に同一のプリチャージ電圧を印加する。
【００５４】
全てのコンパレータ回路２３３の入力端子の一端子には、コンパレータ電圧端子８３から比較電圧Ｖｒｅｆが印加される。比較電圧Ｖｒｅｆは全てのコンパレータ回路２３３に同一の電圧を印加する。
【００５５】
ホトセンサ出力信号線２５の一端にはコンパレータ回路２３３の入力端子に接続されている。また、コンパレータ回路２３３の出力端子には選択回路８１が接続されている。選択回路８１のスイッチＳｋ（ｋ＝１〜ｎ、ｎは画素列数）が形成され、一つのスイッチＳｋが選択される。選択されたコンパレータ回路２３３の出力は電圧出力端子に接続されている。したがって、出力電圧端子８２には出力電圧を出力する。スイッチＳｋ（ｋ＝１〜ｎ）は１水平走査期間に１回以上選択されるように構成されている。つまり、ゲートドライバ回路１２ｂが１水平走査期間（以下、「１Ｈ」という）クロックに同期して第３ゲート信号線２２ｂを選択し、ホトセンサ出力信号線２５に第３ＴＦＴ６２ｃの出力電圧を出力する（図１０参照）。
【００５６】
（８）表示方法と読み取り方法
表示方法と読み取り方法について図１０に基づいて説明する。
【００５７】
映像信号は表示画像に対応して１Ｈ単位でソース信号線２３に印加される。映像信号の極性は１Ｈ毎に反転する。また、各画素行に印加される極性は１フレーム毎に反転される。
【００５８】
表示用ゲート信号線２２ａは１Ｈのクロックに同期して画素行を順次選択し、選択された画素１６のＴＦＴ３２はソース信号線２３に印加された映像信号を画素電極６１に書き込む。
【００５９】
読み取り用ゲートドライバ回路１２ｂは、１Ｈ周期でゲート信号線２２ａを選択し、また順次選択する第２ゲート信号線２２ｃの位置をシフトさせる。シフトの方法は、ゲート信号線２２ａのシフト方向と一致させている。第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加されると、この第２ゲート信号線２２ｃに接続された画素行に対応する第１ＴＦＴ６２ａはオンとなる。したがって、プリチャージ電圧信号線８３に印加されている。プリチャージ電圧がホトセンサ６４に印加される。プリチャージ電圧は１Ｈ毎に変化させてもよいが、一定電圧とすることが好ましい。
【００６０】
ホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４を介して電荷が放電し、ホトセンサ６４の端子電圧がプリチャージ電圧より低下していく。低下は、ホトセンサ６４に照射される光の強度と時間で決定される。印加されたプリチャージ電圧の低下が第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧以下であれば第２ＴＦＴ６２ｂはオフ動作となり、Ｖｔ電圧以上であればオン状態となる。
【００６１】
同様に、ゲートドライバ回路１２ｂは第３ゲート信号線２２ｂを１Ｈのクロックに同期して画素行を順次選択し、選択されたホトセンサ画素２７のスイッチング用第３ＴＦＴ６２ｃは第２ＴＦＴ６２ｂの出力を電圧出力信号線２５に出力する。ホトセンサ６４に光が照射されると、ホトセンサ６４を介して電荷が放電し、ホトセンサ６４の端子電圧がプリチャージ電圧より低下していく。先にも説明したように、電圧低下（電荷の放電）は、ホトセンサ６４に照射される光の強度と時間で決定される。また、コンデンサ６３の容量で決定される。もちろん、プリチャージ電圧の大きさでも決定される。印加されたプリチャージ電圧が低下し、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧以下であれば第２ＴＦＴ６２ｂはオフ動作となり、Ｖｔ電圧以上であればオン状態となる。したがって、第３ＴＦＴ６２ｃをオン状態にすることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの動作状態を電圧出力信号線２５に出力することができる。
【００６２】
（９）露光時間
次に、露光時間について説明する。露光時間については、上記でも説明したが、さらに詳しく説明する。
【００６３】
図１０に示すように、第２ゲート信号線２２ｃを選択してから、Ａ期間経過後に第３ゲート信号線２２ｂを選択する。このＡ期間を「露光時間」と呼ぶ。つまり、露光時間とは、任意のホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧を印加した時刻から、読み出すまでの時刻である。正確にはホトセンサ６４に印加したプリチャージ電圧が確定してからホトセンサ出力信号線８２に電圧などが出力され、その出力状態が安定となり、電圧出力端子８２から呼び出せるまでの時間である。しかし、一般的にはプリチャージ電圧がホトセンサ画素２７に印加されたタイミングから、この印加されたホトセンサ画素２７のホトセンサ６４の保持電圧が読み出すタイミングまでの時間を露光時間とする。第３ゲート信号線２２ｂと第２ゲート信号線２２ｃの選択タイミングは同期を取っているため、露光時間を調整してもホトセンサ６４の端子電圧を検出する時間は相対的に比例する。したがって、精度よく、外光強度を把握することができる。また、ホトセンサ６４がアレイ基板１１のロットにより異なっていても問題ない。
【００６４】
露光時間は、図１２に示すように調整できる。
【００６５】
図１２（ａ）は、第２ゲート信号線２２ｃの選択信号である。１Ｈの一定期間、第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧が印加され、ホトセンサ画素２７にプリチャージ電圧が印加される。図１２（ｂ）は、第３ゲート信号線２２ｂの選択信号である。１Ｈの一定期間、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加され、ホトセンサ画素２７からホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。図１２（ｂ１）は、露光時間が１Ｈ以内の場合である。図１２（ｂ２）は露光時間が１Ｈ以上（図では２Ｈ近傍）の場合の実施形態である。図１２（ｂ３）は露光時間がｎＨ（ｎは整数）の場合の実施形態である。
【００６６】
図１２は１Ｈ単位であるが、１Ｈ以下単位でもよい。また、１フレーム単位で露光時間を調整してもよい。プリチャージ電圧、露光時間は最適に電圧出力端子８２から出力されるように調整する。
【００６７】
露光時間を１Ｈ以内の時間設定を実現する図１３のようにゲートドライバ回路１２ｂにイネーブル（ＯＥＶ）回路を付加することが好ましい。イネーブル端子（ＯＥＶ）端子にＨロジック電圧が印加されている期間と、ゲートドライバ回路１２ｂが第３ゲート信号線２２ｂを選択するＨロジック電圧を出力している期間がＡＮＤされる期間にのみ、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧が印加される。
【００６８】
図８などのゲートドライバ回路１２ｂの構成では、イネーブル端子（ＯＥＶ）端子がない。したがって、ゲートドライバ回路１２ｂが第３ゲート信号線２２ｂを選択するＨロジック電圧を出力している期間が第２ゲート信号線２２ｃにオン電圧（選択電圧）が印加される。
【００６９】
しかし、図１３の構成ではイネーブル端子（ＯＥＶ）のロジック電圧の制御により、第３ゲート信号線２２ｂにオン電圧を印加する期間を１Ｈ以下とすることができる。
【００７０】
したがって、ゲートドライバ回路２２ｂにより、１Ｈ期間において、同一ホトセンサ画素２７に形成された第３ゲート信号線２２ｂ、２２ｃを選択し、プリチャージ電圧を印加するときは第３ゲート信号線２２ｂをＯＥＶ端子の制御により非選択状態にする。つまり、シフトレジスタ回路により第３ゲート信号線２２ｂを選択しているが、ＯＥＶ端子によりオフ電圧が第３ゲート信号線２２ｂに印加されるようにする。ホトセンサ６４にプリチャージ電圧を印加後、１Ｈ以内の露光時間経過した後に、第３ゲート信号線２２ｂに接続されたＯＥＶ端子の制御により選択状態にする。つまり、ＯＥＶ端子によりオン電圧が第３ゲート信号線２２ｂに印加されるようにする。したがって、第３ＴＦＴ６２ｃがオンし、第２ＴＦＴ６２ｂの出力がホトセンサ出力信号線２５に出力される。
【００７１】
以上のＯＥＶに関する構成あるいは動作は、ゲートドライバ回路１２に適用できる。また、ゲート信号線２２ａ、第２ゲート信号線２２ｃにも適用することが好ましい。
【００７２】
（１０）ホトセンサ６４の端子電圧
ホトセンサ６４の端子電圧は、ホトセンサ６４に印加するプリチャージ電圧の大きさと、ホトセンサ６４に照射される外光の強度などによって変化する。この変化を図１１に示している。図１１のＡ期間にプリチャージ電圧が印加される。
【００７３】
図１１（１）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝３．５Ｖの場合である。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが３．５Ｖ印加した後、ホトセンサ６４に照射される外光が弱い場合は、ａの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。ホトセンサ６４に照射される外光が強い場合は、ｂの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。Ｂ期間後に、第３ＴＦＴ６２ｃがオンされ、ホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。図１１（１）のｂ直線の場合は、１．０Ｖがホトセンサ出力信号線２５に取り出される。Ｂ期間が短ければ、ホトセンサ出力信号線２５の電圧は、１．０Ｖ以上となる。Ｂ期間が長ければ、ホトセンサ出力信号線２５の電圧は、１．０Ｖ以下となる。
【００７４】
図１１（２）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．０Ｖの場合である。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが４．０Ｖ印加した後、ホトセンサ６４に照射される外光が弱い場合は、ａの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。ホトセンサ６４に照射される外光が強い場合は、ｂの直線でホトセンサ６４の端子電圧が変化する。Ｂ期間後に、スイッチング第３ＴＦＴ６２ｃがオンされ、ホトセンサ出力信号線２５に電圧などが取り出される。光照射強度に対するホトセンサ６４のインピーダンス変化が比例するのであれば、図１１（１）のｂ直線の傾きと図１１（２）のｂ直線の傾きは同一である。図１１（１）のａ直線の傾きと図１１（２）のａ直線の傾きは同一である。但し、１．０Ｖがホトセンサ出力信号線２５に取り出される。
【００７５】
図１１（３）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．５Ｖの場合であり、図１１（４）はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝５．０Ｖの場合である。
【００７６】
（１１）露光時間とプリチャージ電圧の関係
プリチャージ電圧を変化させることにより、外光に対する感度を調整している。また、露光時間に対してもプリチャージ電圧を変化させることにより感度を調整している。
【００７７】
図９はこの説明図である。ホトセンサ６４のリーク量は、外光が強いほどリーク量が大きくなる。また、略露光時間に比例して電荷が放電する。プリチャージ電圧は一定の電圧を印加するとし、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔに変化するように調整するためには、ホトセンサ６４への外光が強い時は、露光時間を短くする。ホトセンサ６４への外光が弱いときは露光時間を長くする。以上の関係は図９に図示される。したがって、外光が非常に強い時は、露光時間をきわめて短くする。また、ホトセンサ６４の感度が外光に対して非常によいときは、露光時間をきわめて短くする。
【００７８】
露光時間を短くしても第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧以下にすぐに到達してしまい、ホトセンサ出力信号線２５への変化信号が判別できない場合は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより高く設定する。すなわち、全画面の第２ＴＦＴ６２ｂの出力がオフ状態として出力される場合、つまり、本実施形態の表示パネルからの出力が同一撮像データを得ることができない状態では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより高く設定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを高く設定することにより、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧に到達するまでの時間が長くなるから、撮像データ（撮像された画像データ、物体の影など）を得ることができる。
【００７９】
露光時間を長くしても第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧がＶｔ電圧以下に全く遠く、ホトセンサ出力信号線２５への変化信号が判別できない場合は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより低く設定する。すなわち、全画面の第２ＴＦＴ６２ｂの出力がオン状態として出力される場合、つまり、本実施形態の表示パネルからの出力が同一撮像データを得ることができない状態では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを電子ボリウム２６１ａにより低く設定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ電圧を低く設定することにより、第２ＴＦＴ６２ｂのＶｔ電圧に到達するまでの時間が短くなるから、撮像データ（撮像された画像データ、物体の影など）を得ることができる。
【００８０】
なお、露光時間は１フレーム以内とする方が良好な結果が得られる。映像信号が印加されたソース信号線２３からのカップリングの影響を受けにくいためと思われる。映像データは１フレーム毎に極性が反転し、この反転の影響によりホトセンサ６４の電位がゆれてしまうからである。
【００８１】
以上のように、本実施形態は、露光時間とプリチャージ電圧を調整することにより、撮像データを得ることを特徴としている。また、基本的にコンパレータ電圧Ｖｒｅｆは固定値に設定することを特徴としている。
【００８２】
（１２）マトリックス処理
ホトセンサ６４は、画素２６と同一工程で形成される。使用するプロセスはポリシリコン技術である。ポリシリコン技術による半導体膜は、レーザーアニール技術で形成する。したがって、レーザー光の温度分布により特性が大きくばらつく。この課題に対して本実施形態は、図１４に示すように、マトリックス処理を実施している。
【００８３】
詳細については、［４］特性のバラツキの補正の項目で述べるが、ここでは概略を説明する。
【００８４】
マトリックス処理とは、マトリックス状に配された複数のホトセンサ画素２７を組み合わせて一つのブロックを構成し、この一つのブロック内のホトセンサ画素２７の出力をカウントし、カウント値により信号処理を実施する・
レーザーアニ−ル方法では、第２ＴＦＴ６２ｂ、ホトセンサ６４の特性は表示領域の一方の方向から他方の方向に傾きを持った特性分布となる。この特性分布を補正するためには、ホトセンサ６４が形成された領域に均一な外光を照射し、露光時間を一定にし、かつプリチャージ電圧を一定にして、一つのブロック毎に第２ＴＦＴ６２ｂの出力をカウントして加算する。また、電圧出力端子８２からの出力はコンパレータ回路２３３により２値のデータ（オン（１）、オフ（０））に変換されている。
【００８５】
例えば、１０ｘ１０のブロックでは、カウント値は０から１００までの範囲である。このカウント値をブロック内のホトセンサ６４毎に集計してメモリする。すなわち、キャリブレーションしたカウント値をメモリする。
【００８６】
液晶表示装置で撮像したデータも同一のブロック区分で処理を行い、処理を行ったカウント値から、先のキャリブレーションしたカウント値を一定比率で差分処理を行う。この行ったデータには、ホトセンサ６４などの特性分布が減算されているため、良好な撮像データを得る。
【００８７】
以上のように、差分処理を行った結果のデータは、ホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂの分布の影響が除去あるいは軽減されている。また、小領域の特性分布によるバラツキは、ブロック処理を行い、ブロックの出力データを１つのデータとして取り扱うため（結果的に平均化されたことになる）、小領域の特性分布の影響を受けない。例えば、レーザーショットが弱く、Ｖｔ電圧が高い第２ＴＦＴ６２ｂがブロック内に少数分布していても他のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂが良好であれば、Ｖｔ電圧が高い第２ＴＦＴ６２ｂが少数であれば、全体として影響はない。
【００８８】
なお、ブロックの概念はこれに限定されるものではない。例えば、図１４（ｂ）に示すように、縦方向に区分している。図１４（ｂ）では、３画素列単位でブロック状に区分している。なお、横方向（画素行方向）にブロック状に区分してもよい。
【００８９】
［２］液晶表示装置の構造
以下、図２１〜２４を参照しながら、液晶表示装置の構造と読み込み方法について説明する。
【００９０】
（１）液晶表示装置の構造
アレイ基板１１は、ガラス基板または有機材料から構成される。
【００９１】
表示画素２６には、カラーフィルタが形成される。また、カラーフィルタ間にはブラックマトリックス（以下、ＢＭと呼ぶ）が形成される。
【００９２】
アレイ基板１１と偏光板１４５間には１枚あるいは複数の位相フィルムが配置される。
【００９３】
アレイ基板１１には画素１６（表示画素２６＋ホトセンサ画素２７）がマトリックス状に配置されている。アレイ基板１１と対向基板１４４とは、封止壁１４２を挟持されている。対向基板１４４には対向電極１４７（３６）が形成されている。アレイ基板１１には偏光板１４５ａが配置されており、対抗基板１４４には偏光板１４５ｂが配置されている。バックライト１４６から出射された光１５１は対向基板１４４側から入射し、液晶層１４３で変調されてアレイ基板１１側から表示画素２６を透過して出射される。
【００９４】
（２）物体１４１の第１の読み取り動作
図２２に示すように、アレイ基板１１側に指あるいはイメージスキャナ対象物（画像紙）である物体１４１が配置されているとする。
【００９５】
物体１４１がない箇所から出射された光１５１ａはそのまま透過する。物体１４１があると物体で反射される。反射された光１５１ｂはＢ位置のホトセンサ画素２７に入射する。光１５１ｂが入射したホトセンサ画素２７は、光１５１ｂの強度及び露光時間に対応して電荷がリークする。電荷のリーク量に対応して第２ＴＦＴ６２ｂのゲート端子電圧が変化し、第２ＴＦＴ６２ｂのオン／オフ状態が決定される。物体１４１で反射される光は部分毎に強弱分布があるので、強弱にあわせて各ホトセンサ画素２７が反応し、物体１４１に対応するイメージ分布を形成できる。
【００９６】
以上は、バックライト１４６からの光１５１を物体１４１に照射してホトセンサ６４によるイメージ分布を形成する実施形態である。
【００９７】
（３）物体１４１の第２の読み取り動作
図２３は、物体１４１で外光１５１ａを遮光し、ホトセンサ６４で影と、光照射部を形成し、物体１４１の影のイメージ分布を形成するものである。外光１５１とは室内光、太陽光などである。
【００９８】
図２３に示すように、物体１４１がない箇所の外光１５１ａはそのまま、ホトセンサ画素２７に入射する。入射したホトセンサ画素２７のホトセンサ６４は外光１５１ａの強度に応じて電荷をリークする。ほとんどの場合が、前記外光１５１ａが入射したホトセンサ画素２７は電荷を放電し、第２ＴＦＴ６２ｂはオフ状態となる。
【００９９】
一方、図２３に示すように、物体１４１がある箇所には外光１５１ａが入射しないので、Ｂ位置には外光は入射しない。したがって、Ｂ位置のホトセンサ画素２７のホトセンサ６４はほとんど電荷をリークしない。ほとんどの場合が、ホトセンサ画素２７は電荷を保持し、第２ＴＦＴ６２ｂはオン状態となる。したがって、物体１４１で外光１５１ａを遮光し、ホトセンサ６４で影と、光照射部を形成し、物体１４１の影のイメージ分布を形成することができる。
【０１００】
（４）光ペンによる読み取り動作
図２４は光を発生する光ペン１７１からの光１５１ｂをホトセンサ画素２７に照射し、照射された箇所をホトセンサ６４で座標検出するものである。
【０１０１】
［３］液晶表示装置の画像取り込み方法
次に、液晶表示装置における画像取り込み方法について説明をする。
【０１０２】
本実施形態の画像取り込み方法では、液晶表示装置のアレイ基板１１を指などの対象物で接触または覆った場合に、その位置に影ができる。そのため、この影をアレイ基板１１上のマトリックス状で配された複数のホトセンサ画素２７で検出して、その位置を特定する方法である。
【０１０３】
（１）オン出力領域とオフ出力領域
まず、説明の前提となるオン出力領域とオフ出力領域について図１５に基づいて説明する。
【０１０４】
図１５（ａ）に示すように、ホトセンサ画素２７が指などの対象物に覆われた時は影ができて、ホトセンサ６４からのリークがなくなりコンデンサ６３が充電され、ＴＦＴ６４ｂのゲート端子電圧が上昇して、ＴＦＴ６４ｂがオン状態となる。このようなオン状態となったＴＦＴ６４ｂを有するホトセンサ画素２７が集合した平面的な領域をオン出力領域という。
【０１０５】
図１５（ｂ）に示すように、ホトセンサ画素２７が指などの対象物に覆われておらす、外光が入射すると、ホトセンサ６４からリークがありコンデンサ６３からのプリチャージ電圧が放電され、ＴＦＴ６４ｂのゲート端子電圧が下降して、ＴＦＴ６４ｂがオフ状態となる。このようなオフ状態となったＴＦＴ６４ｂを有するホトセンサ画素２７が集合した平面的な領域をオフ出力領域という。
【０１０６】
（２）オン出力領域と影
図１６は、指６７１で表示領域１０、すなわち、ホトセンサ画素２７の形成領域を触れた状態を示している。また、図１６のように、外光１５１を指６７１で遮光し、指の影を検出した状態を例として説明している。図１６（ａ１）では、オン出力領域６０１ａ、６０１ｂが発生している。一方、図１６（ｂ１）はオン出力領域６０１が全く発生していない。
【０１０７】
図１６（ａ１）のオン出力領域６０１ａが実際の指６７１ａの影である。指６７１によりホトセンサ画素２７がブロック状に形成された表示領域１０に、外光１５１が照射される領域と、指６７１による遮光領域が発生する。遮光された領域のホトセンサ画素２７のＮチャンネルトランジスタである第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態となり、オン出力が出力されている。この範囲が前記したオン出力領域６０１となる。図１６（ａ１）では、本来の指６７１にも、外光１５１の強弱分布がありオン出力領域６０１ｂが発生している。オン出力領域６０１ａ、６０１ｂもほぼ円状であるため、オン出力領域６０１ａは中心座標６０２ａを持ち、オン出力領域６０１ｂは中心座標６０２ｂを持つ。中心座標６０２はオン出力領域６０１の輪郭を円として近似し、複数の直径の線分から求める。
【０１０８】
（３）キャリブレーション
本実施形態では、オン出力領域６０１を１つにして、その位置を特定するため、キャリブレーションを実施する。
【０１０９】
図１６（ａ１）において、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させる。露光時間は一定値を維持する。図１７に示すようにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは電子ボリウム２６１ａにより、ホトセンサ処理回路１８により制御する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは０．１Ｖ刻みというように一定の刻みで変化させる。変化の割合はオン出力領域６０１の面積から判断する。
【０１１０】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの刻み数は６４段階以上にする。可変範囲は１Ｖ以上とする。また、３Ｖ以下にする。オン出力領域６０１が大きい場合は、１度に変化させるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの可変幅は大きくする。オン出力領域６０１が小さい場合は、１度に変化させるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの可変幅は小さくする。
【０１１１】
オン出力領域６０１の面積は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数である。つまり、オン出力領域６０１の面積は、表示領域１０内のホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオンしている個数をカウントすることにより得ることができる。オンしている個数をカウントすることは容易である。各ホトセンサ出力信号線２５のコンパレータ２３３の出力をカウントすればよいからである。
【０１１２】
（４）コンパレータによるデータ化
本実施形態は、ホトセンサ出力信号線２５に印加されたデータ信号がコンパレータ２３３により出力が２値化されているため、個数カウントが容易である。
【０１１３】
なお、図１６において、表示領域１０にオン出力領域６０１が表示されているように図示しているが、これは説明を容易にするためである。図１６の表示領域１０とは、ホトセンサ２７の出力をブロック状に配置して処理を行ったデータ配列である。このデータ配列を表示領域１０と一致させて説明することにより、影の状況あるいは発生状態が理解しやすくなる。
【０１１４】
（５）プリチャージ電圧による操作と処理
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させて、オン出力領域６０１を測定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの低下によりオン出力領域６０１の面積は縮小する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの低下は、オン出力領域６０１ｂが消去するまで実施する。また、好ましくは、図１６（ａ２）に図示するように、オン出力領域６０１ｂが消去し、オン出力領域６０１ａが単独孤立の略円状になるまで、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させる。
【０１１５】
例えば、図１８に示すように、オン出力領域６０１ａはプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさにより変化する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが高い場合は、図１８（ａ）に図示するように、指６７１の影により、大きな面積のオン出力領域６０１ａが形成されている。また、オン出力領域６０１ａは表示領域１０の一辺に接触している。
【０１１６】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させると、オン出力領域６０１ａの面積は縮小していく。オン出力領域６０１ａが縮小すると図１８（ｂ）のように、オン出力領域６０１ａは表示領域１０の一辺から離れ、孤立領域となる。図１８（ｂ）のオン出力領域６０１ａでは、座標中心は６０２ａと６０２ｂの２点が発生する。
【０１１７】
さらにプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させると、オン出力領域６０１ａの面積はさらに縮小していく。オン出力領域６０１ａがさらに縮小すると図１８（ｃ）のように、オン出力領域６０１ａは円状に近くなり、座標中心は６０２ａの一点となる。
【０１１８】
以上の図１８（ｃ）の状態までプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低下させて時点で、キャリブレーションが完了となる。以上の実施形態はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させてキャリブレーションとする。
【０１１９】
なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、図１１で説明したように、外光１５１の強さに対応して変化させる。特に初期値は外光の強さに基づいて設定する。また、前回のキャリブレーションでの値（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなど）をメモリしておき、この値を初期値として使用する。
【０１２０】
（６）ホトセンサ処理回路１５の処理
ホトセンサ処理回路１５は、表示領域１０からコンパレータ２３３を介してホトセンサ出力情報を入手し、オン出力領域６０１の面積、中心座標値６０２を検出する。また、キャリブレーションを実施する。
【０１２１】
図１９（ａ）に図示するように、ホトセンサ処理回路１５は中心座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値：Ｘ、Ｙは各８ビットである）をマイコン（図示せず）に送る。また、状態の信号ＩＳＴの８ビットをマイコンに送る。ＩＳＴの情報としては、図１９（ｂ）に図示するように、コード１のキャリブレーション中、コード２の座標検出中などである。
【０１２２】
また、図２０（ｂ）に図示するように、オン出力領域６０１に関する情報もマイコンに送出する。例えば、コード０はオン出力領域６０１がなかったことである。コード１はオン出力領域６０１の面積が所定値よりも大きかったことである。コード２はオン出力領域６０１の面積が所定値の範囲内であったことを示す。コード３はオン出力領域６０１の面積が所定値よりも小さく、したがって、キャリブレーションを実施すべきという情報である。コード４は中心座標が複数存在するという情報である。
【０１２３】
［４］特性のバラツキの補正
（１）課題と補正の概略
ホトセンサ画素２７のホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂなどは特性バラツキが大きい。そのため、同一の外部光がホトセンサ６４などに照射されても、オフ状態となる第２ＴＦＴ６２ｂもあれば、オフ状態を保持する第２ＴＦＴ６２ｂもある。
【０１２４】
この課題を解決するために、図２５に図示するようにホトセンサ画素６４が形成された表示領域１０を複数の処理ブロック８８１に区分し、各処理ブロックを１つの変化として処理を実施している。例えば、横２４０ＲＧＢｘ３２０ドットからなる表示画面１０では、横１６ＲＧＢ、縦１６ドットずつの処理ブロックに分解する。つまり、２４０ＲＧＢ／１６ＲＧＢ＝１５、縦３２０／１６＝２０となるから、表示領域１０には１５ｘ２０＝３００の処理ブロック８８１が構成されていることになる。
【０１２５】
したがって、１つの処理ブロック８８１には、１６ＲＧＢｘ１６ドットの画素がある。ホトセンサ２７をＲＧＢで１つ形成しているとすると、１つの処理ブロック８８１では、１６ｘ１６のホトセンサが形成されていることになる。
【０１２６】
以下の説明は、説明を容易にするため、ＲＧＢで１つのホトセンサ２７が形成されているとして説明する。つまり、２４０ＲＧＢｘ３２０ドットであれば、ホトセンサは２４０ｘ３２０個のホトセンサが形成されていることになる。
【０１２７】
（２）処理ブロック８８１の画素数
処理ブロック８８１の画素数は、２の乗数となるようにすることが好ましい。例えば、処理ブロックが１６ｘ１６＝２５６であれば、これは２の乗数であり条件に適合する。
【０１２８】
また、１つの処理ブロックの縦横のドット数は、２の乗数となるようにすることが好ましい。特に４の倍数とすることが好ましい。例えば、４、８、１６である。つまり、１つの処理ブロック８８１は、４ｘ４、８ｘ８、１６ｘ１６のように分割する。もちろん、８ｘ４、１６ｘ８などでもよい。４の倍数とすることにより、表現するビット数の使用効率がよくなるからである。例えば、１６ｘ１６では、１６ｘ１６＝２５６であるので、オンまたはオフするホトセンサ６４の個数は、０〜２５５である。したがって、８ビットで表現することができる。また、８ｘ１６＝１２８であるので、７ビットで表現できる。各状態でのビット長に占める空きが少なくなるように構成することによりメモリサイズを削減でき、ＩＣサイズを小さくできる。
【０１２９】
しかし、本実施形態はこれに限定するものではなく、１つの処理ブロック８８１は、４ｘ４、６ｘ６、８ｘ８、１０ｘ１０、１２ｘ１２、１６ｘ１６のように分割してもよい。
【０１３０】
（２）処理ブロックの実施形態
図２５（ｂ）は、処理ブロックが１６ｘ１６の実施形態である。本実施形態では、この処理ブロックを１つの判断値として用いる。例えば、判断値が５０であり、１６ｘ１６構成の処理ブロック内でオン動作しているホトセンサ２７の個数が５０以上あれば、この処理ブロック８８１はオンとして扱う。４９以下であれば、この処理ブロック８８１はオフとして扱う。したがって、表示領域１０内に１５ｘ２０の処理ブロックが構成されていれば、オン数とオフ数を加えた個数が１５ｘ２０＝３００なる。また、各処理ブロック８８１単位で、指６７１が接触したか否かの判断を実施する。
【０１３１】
ホトセンサ２７などは特性がばらついているため、ホトセンサ画素単位では、同一の光が照射されてもオンとなるかオフになるかは、ホトセンサなどの特性に左右される。しかし、図２５に図示するように処理ブロック８８１単位で処理することにすれば、各処理ブロック８８１内には多数のホトセンサ画素２７が形成されているため、平均化される。したがって、処理ブロック８８１単位では、ホトセンサ画素２７などの特性に左右されず、安定したオン、オフ判断を行うことができる。
【０１３２】
（３）処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数の調整
（３−１）外光強度への依存
処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数は、検出する光（以下、外光強度という）により、変化させてもよい。図２６は、その実施形態である。
【０１３３】
図２６では、処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の最大数は１０ｘ１０、最少の個数は４ｘ４の実施形態である。図２６では、外光強度が強くなるほど、１つの処理ブロック８８１を構成するホトセンサ数を低減させている。外光強度が弱くなるほど、１つの処理ブロック８８１を構成するホトセンサ数を増大させている。処理ブロック８８１は仮想的なものである。演算処理を変化させることにより、容易に処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を変化させることができる。また、処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数の変化により、表示領域１０の処理ブロック８８１数は変化する。外光強度が強くなるほど、表示領域１０の処理ブロック８８１数は多くなる。外光強度が弱くなるほど、表示領域１０の処理ブロック８８１は少なくなる。
【０１３４】
（３−１）指入力と光ペン入力への依存
もちろん、外光強度に依存せず、１つの処理ブロック８８１におけるホトセンサ画素２７を変化させてもよい。
【０１３５】
例えば、光ペン１７１で入力を行う場合は、処理ブロック８８１を４ｘ４などのように小さくし、指６７１で入力を行う場合は、処理ブロック８８１を１６ｘ１６のように大きくする。
【０１３６】
図２４に示すように、光ペン１７１入力の場合は、文字入力などを実施するから解像度が必要である。したがって、処理ブロック８８１の大きさを小さくして解像度を増大させる。
【０１３７】
図２２、図２３に示すように指６７１入力の場合は、指６７１の影あるいは反射光の有無を検出するだけであるから、解像度は不要である。確実に指６７１などの有無を検出することが重要である。したがって、処理ブロック８８１を大きくしてホトセンサ６４の特性バラツキの影響を低減する。
【０１３８】
光ペン１７１のように光１５１の照射により入力を行う場合は、処理ブロック８８１の大きさＬ１を小さくし、指６７１のように影入力あるいは反射光の検出を行う場合は、処理ブロック８８１の大きさＬ２を大きくする。つまり、Ｌ１＜Ｌ２なる関係にする。なお、Ｌ１及びＬ２は外光などの強度により、可変できるように構成することが好ましい。
【０１３９】
（３−３）位置による補正
また、表示領域１０の中央部と周辺部で処理ブロック８８１が占めるホトセンサ画素２７の数を変化させてもよい。
【０１４０】
例えば、表示領域１０の中央部では、処理ブロック８８１を４ｘ４（ホトセンサ画素数は１６個）とし、表示領域１０の周辺部では、処理ブロック８８１を１６ｘ１６（ホトセンサ画素数は２５６個）とする。表示領域１０の中央部では解像度が必要であり、表示領域１０の周辺部では解像度が必要でないからである。また、表示領域１０の周辺部ではバックライト１４６からの回りこみ光の影響があり、処理ブロック８１が占めるホトセンサ画素２７を多くする必要があるからである。
【０１４１】
また、表示領域１０において、指６７１の入力が必要な領域の処理ブロック８８１の解像を高くし、他の箇所の処理ブロック８８１の解像度を低下させるように構成してもよい。つまり、必要な箇所と、重要でない箇所の処理ブロック８８１のサイズ、解像度などを変化させる。
【０１４２】
以上のように、表示領域１０の中央部の処理ブロック８８１の大きさＬ１を小さくし、表示領域１０の周辺部の処理ブロック８８１の大きさＬ２を大きくする。つまり、Ｌ１＜Ｌ２なる関係にする。なお、Ｌ１、Ｌ２はＬ１とＬ２間に境目を有することなく、あるいは複数の境目を構成してもよい。例えば、表示領域１０の中央部の処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を４ｘ４とし、表示領域１０の最周辺部の処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を１６ｘ１６とし、１６ｘ１６と４ｘ１４間の処理ブロック８８１が、１２ｘ１２、８ｘ８と変化させる。また、Ｌ１及びＬ２は外光などの強度により、可変できるように構成することが好ましい。
【０１４３】
（３−４）解像度の補正
また、表示領域１０のホトセンサ画素２７の解像度を異ならせてもよい。
【０１４４】
例えば、表示領域１０の中央部は図３のように、ＲＧＢそれぞれの画素１６にホトセンサ画素２７を形成する。表示領域１０の周辺部は、図４のように、ＲＧＢ画素１６で１つのホトセンサ画素２７を形成する。処理ブロック８８１が占めるホトセンサ画素２７の数は、表示領域１０の画面の中央部と周辺部で一致させてもよいし、処理ブロック８８１の面積を一致させてもよい。また、以上の事項を表示領域１０の各領域で変化させてもよい。但し、モアレの発生を防止するため、ホトセンサ画素２７を被覆するブラックマトリックスの配置、形状などは表示領域１０内で一致させる。ホトセンサ画素２７が形成されていない箇所にも他の箇所と同様にブラックマトリックスを形成する。
【０１４５】
（３−６）感度の補正
また、表示領域１０のホトセンサ画素２７の感度を異ならせてもよい。
【０１４６】
例えば、表示領域１０の中央部は、ホトセンサ画素２７のホトセンサ６４のサイズを大きくし、感度を高くする。表示領域１０の周辺部は、ホトセンサ画素２７のホトセンサ６４のサイズを小さくし、感度を低くする。また、以上の事項を表示領域１０の各領域で変化させてもよい。また、ホトセンサ画素２７ごと、あるいは処理ブロック８８１ごとに重み付け処理を行ってもよい。
【０１４７】
（３−７）外光による補正
外光が弱くなると、ホトセンサ画素２７に入射する光束量が低減し、外光に対するホトセンサ６４の特性バラツキが大きくなる。
【０１４８】
したがって、外光が弱い時は処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を増大させることにより、オン／オフ判定は安定させることができる。
【０１４９】
外光が強くなると、ホトセンサ画素２７に入射する光束量が増大し、外光に対するホトセンサ６４の特性バラツキが小さくなる。したがって、外光が強い時は処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７の数を減少させても、オン／オフ判定は安定させることができる。
【０１５０】
（４）処理ブロック８８１のオン／オフ判断
（４−１）基本的な判断方法
処理ブロック８８１のオン／オフ判断は、図２８のように実施する。図２８（ａ）は、処理ブロック８８１は８ｘ８のホトセンサ画素２７から構成されている。つまり、ホトセンサのオン数は、０〜６４となる。０を例外とすれば、０〜６３の６ビットで表現できる。図２８（ａ）の各処理ブロック８８１に記載されている数字はホトセンサ画素２７がオン状態の個数である。
【０１５１】
図２８では、５５以上でオン（１）として判定している。つまり、オンしているホトセンサ画素２７が５５個以上で処理ブロック８８１としては、オン（１）である。それ以下ではオフ（０）である。なお、上記５５個などとしている値を「判断数」と呼ぶ。また、第２ＴＦＴ６２ｂがオンとなる判断数を「オン判断数」と呼び、第２ＴＦＴ６２ｂがオフとなる判断数を「オフ判断数」と呼ぶ。
【０１５２】
（４−２）判断数の変更例
なお、オン判断数あるいはオフ判断数は１つではない。多段階に設定してもよいことはいうまでもない。
【０１５３】
例えば、オン判断数が１０未満は、処理ブロック８８１の値は０とし、オン判断数１０以上２０未満は１とし、オン判断数２０以上３０未満は２とし、オン判断数３０以上４０未満は３とし、オン判断数４０以上６３以下は４とするなどが例示される。つまり、図２８の各処理ブロック８１の値は、０〜４の値が設定される。
【０１５４】
（４−３）外光による補正
処理ブロック８８１のオンまたはオフとして判定するホトセンサ画素２７の数も、外光強度により変化させることが好ましい。外光が強い時は、１つの処理ブロック８８１のオン判断数を小さく設定する。外光が弱い時は、１つの処理ブロック８８１のオン判断数を大きく設定する。
【０１５５】
外光が強い時は、ホトセンサ６４のリークが大きく、第２ＴＦＴ６２ｂがオフとなるからである。したがって、外光が強くなるほど、オン判断数は小さく設定し、逆にオフ判断数は大きく設定する。
【０１５６】
外光が弱い時は、ホトセンサ６４のリークが少なく、第２ＴＦＴ６２ｂのオン状態が保持される。したがって、外光が弱くなるほど、オン判断数は大きく設定し、逆にオフ判断数は小さく設定する。以上のように本実施形態は、外光（バックライト１４６などの光、太陽光など）の強弱に対応して、オン判断数あるいはオフ判断数を可変する。
【０１５７】
（４−４）カウントする領域
ホトセンサ画素２７のオン状態あるいはオフ状態をカウントする領域は限定することが好ましい。
【０１５８】
例えば、図２９に示めすように、処理ブロック８８１の中央部のホトセンサ画素２７ｂ（黒表示で示している）を検出画素とし、その周辺のホトセンサ画素２８ａ（白表示で示している）を非検出画素としている。つまり、処理ブロック８８１の中央部のホトセンサ画素２７ｂが反応し、他のホトセンサ２７ａは反応しない。反応するかしないかは制御用信号処理ＩＣ１５で指定する。
【０１５９】
なお、ホトセンサ画素２７ａは反応しないとしたが、これに限定するものではない。
【０１６０】
例えば、ホトセンサ画素２７ａとホトセンサ画素２７ｂの感度を異ならせてもよい。ホトセンサ画素２７ａの感度を高感度に設定し、ホトセンサ画素２７ｂを低感度に設定する。感度の設定は、オン判断数あるいはオフ判断数をホトセンサ画素２７ａとホトセンサ画素２７ｂで異ならせることにより容易に設定できる。また、ホトセンサ画素２７ａ、２７ｂでプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させてもよい。コンパレータ電圧を変化させてもよい。また、予めホトセンサ画素２７ａと２７ｂでホトセンサ６４のサイズを変化させて形成してもよい。
【０１６１】
（４−５）中央部のみの反応
処理ブロック８８１の中央部のみに反応するホトセンサ画素２７ｂを配置すれば、指６７１が中央部に触れない限り反応しないようにすることができる。
【０１６２】
図３０（ａ）（ｂ）（ｃ）に図示するように、検出するホトセンサ２７ｂの形成範囲あるいはホトセンサを可変できるように構成する。
【０１６３】
図３０（ａ）は、処理ブロック８８１の中央部の小領域のホトセンサ画素２７ｂが反応する。
【０１６４】
図３０（ｃ）は、処理ブロック８８１の広範囲の領域のホトセンサ画素２７ｂが反応する。
【０１６５】
なお、図３０（ｄ）に図示するように、反応するホトセンサ画素２７ｂを分散させて配置してもよい。
【０１６６】
図３０（ｅ）に図示するように、複数の処理ブロック８８１で反応するホトセンサ画素２７ｂを形成してもよい。また、複数の処理ブロック８８１で反応箇所を構成あるいは形成する場合は、ある処理ブロック８８１の全ホトセンサ画素を反応するホトセンサ画素２７ｂとしてもよい。
【０１６７】
（５）映像信号の影響のキャンセル
映像信号の影響をキャンセルあるいは軽減するためには、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させるとよい。映像信号（階調信号）は、第２ＴＦＴ６２ｂなどの出力値に影響を与える。したがって、図２７に図示するように、映像信号に対するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させることが好ましい。図２７では横軸を階調番号としている。
【０１６８】
（６）コンパレータ２３３の配置
処理ブロック８８１は図３４に図示するように、それぞれの処理ブロック８８１に対応するコンパレータ２３３が配置される。
【０１６９】
もちろん、コンパレータ２３３は処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７ごとに配置してもよい。処理ブロック８８１に対応するコンパレータ２３３を配置する場合は、処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７を選択して前記コンパレータ２３３に接続する選択回路を構成する。各コンパレータ２３３の出力は切替え回路８１で選択し、Ｖｏｕｔ端子から出力される。
【０１７０】
（７）処理ブロック８８１の形状
図３９に図示するように、処理ブロック８８１は横方向に処理ブロック８８１Ａ、８８１Ｂ、８８１Ｃと区分してもよい。処理ブロック８８１は複数の画素行から構成される。
【０１７１】
複数の画素行は連続している必要はなく、奇数または偶数画素行で構成されていてもよい。
【０１７２】
また、縦方向に区分してもよい。つまり、処理ブロック８８１は複数の画素列から構成される。処理ブロック８８１は、図４１（ａ）（ｂ）に示すように、サイズを可変できるように構成することが好ましい。
【０１７３】
（８）反応するホトセンサ画素２７ｂと反応しないホトセンサ画素２７ａの混在
また、図４４に示すように、各処理ブロック８８１内において、反応するホトセンサ画素２７ｂを反応しないホトセンサ画素２７ａを指定できるように構成することが好ましい。
【０１７４】
「反応しない」とは、ホトセンサ画素２７が光１５１などに反応しない構成が例示される。その他、ホトセンサ画素２７は光１５１などに反応する構成であるが演算処理を実施しない方式が例示される。
【０１７５】
「反応する」とは、ホトセンサ画素２７が光１５１などに反応しリークなどが発生し、オン領域あるいはオフ領域を構成が例示される。その他、ホトセンサ画素２７は光１５１などに反応する構成で演算処理を実施する方式が例示される。
【０１７６】
図４４（ａ）では、処理ブロック８８１の中央部のホトセンサ画素２７ｂ（斜線で示す）が「反応する」に指定されたことを示している。周辺部のホトセンサ画素２７ａは「反応しない」に指定されている。
【０１７７】
図４４（ｂ）では、処理ブロック８８１内において、分散してホトセンサ画素２７ｂ（斜線で示す）が「反応する」に指定されたことを示している。
【０１７８】
処理ブロック８８１も図４８に示すように、処理ブロック８８１毎に「反応する」処理ブロック８８１ｂ、「反応しない」処理ブロック８８１ａを指定できるように構成してもよい。各処理ブロック８８１は、画像表示部１０に表示する数字あるいはアイコン表示などに対応して、「反応する」処理ブロック８８１ｂ、「反応しない」処理ブロック８８１ａを指定できるように構成する。
【０１７９】
（９）キャリブレーションの実施
図４７に示すように、処理ブロック８８１の機能として、キャリブレーションを実施する処理ブロック８８１を設定してもよい。
【０１８０】
図４７（ａ）は、表示領域１０に２箇所のキャリブレーション領域８８１ａ、８８１ｂを設けた例である。キャリブレーション領域８８１ａ、８８１ｂに指を押し当ててキャリブレーションを行う。
【０１８１】
図４７（ｂ）は、表示領域１０に５箇所のキャリブレーション領域８８１ａ、８８１ｂ、８８１ｃ、８８１ｄ、８８１ｅを設けた例である。キャリブレーション領域８８１ａ〜８８１ｅのいずれかに指を押し当ててキャリブレーションを行う。
【０１８２】
もちろん、図４７の処理ブロック８８１も図４４に示すように、処理ブロック８８１毎に「反応する」処理ブロック８８１、「反応しない」処理ブロック８８１を指定できるような構成としてもよい。
【０１８３】
また、図４７、図４８において、処理ブロック８８１ａ〜８８１ｅのそれぞれに別の機能を持たせてもよい。例えば、処理ブロック８８１ａをキャリブレーション開始の入力領域とし、処理ブロック８８１ｂをキャリブレーション終了の入力領域とする。また、処理ブロック８８１ｃは再キャリブレーション開始を入力する領域とする。また、処理ブロック８８１ｄは、露光時間Ｔｃの可変開始領域とする。また、処理ブロック８８１ｅは、ダブルクリック入力領域とする。
【０１８４】
なお、処理ブロック８８１は、矩形の範囲に限定されるものではない。円形あるいは六角形などの他の形状あるいは配置であってもよい。また、処理内容あるいは外光の強度など他の要因にあわせて、処理ブロック８８１の形状を変化してもよい。また、矩形であってもその範囲を変化あるいは分散（領域を複数に分割する）してもよい。
【０１８５】
（１０）プリチャージ電圧Ｖｐｒｃとコンパレータ電圧Ｖｒｅｆの調整
図３１に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃとコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを連動して変化させることが好ましい。
【０１８６】
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは外光強度が強くなるにしたがって、高く設定する。但し、線形に変化させることに限定するものではなく、非線形に変化させてもよい。また、ステップ的に変化させてもよい。
【０１８７】
以上のことはコンパレータ電圧Ｖｒｅｆに対しても同様である。
【０１８８】
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが外光に対して線形の関係とし、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆをステップ状に変化させてもよい。もちろん、一定の場合もある。
【０１８９】
図３１は、ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂがＮチャンネルの場合である。第２ＴＦＴ６２ｂがＮチャンネルトランジスタの場合は、外光が強い方が、外光が弱いときよりもプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを高くする。
【０１９０】
逆に、第２ＴＦＴ６２ｂがＰチャンネルトランジスタの場合は、外光が強い方が、外光が弱いときよりもプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低くする。
【０１９１】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、キャリブレーションを実施し、適正なプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを決定する。図３２に示すように、キャリブレーション時に、全てのホトセンサ画素２７の出力がオン出力をなる電圧（飽和レベル電圧）と、全てのホトセンサ画素２７の出力がオフ出力となる電圧（オフレベル電圧）を外光強度に対して測定する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、飽和レベル電圧とオフレベル電圧の中央値を設定する。
【０１９２】
設定する電圧には幅がある。外光の強度などにより適正な設定値が異なるからである。多くの検討の結果、設定するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、（飽和レベル電圧−オフレベル電圧）ｘＡ＋オフレベル電圧に設定することがよい。なお、Ａの値は、０．２以上０．９以下の値にする。さらに好ましくは、Ａの値は０．３以上０．８以下の値とすることが好ましい。
【０１９３】
コンパレータ電圧Ｖｒｅｆは、図３３に示すように、ボリウムＶＲで調整してもよい。ボリウムは自動であるいはユーザーがマニュアル（手動）で調整できるように構成あるいは形成する。ボリウムＶＲによりコンパレータ電圧Ｖｒｅｆが発生し、各コンパレータ２３３に印加される。
【０１９４】
また、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆは図３４に示すように、電子ボリウム２６１で発生させてもよい。電子ボリウム２６１には、発生させるコンパレータ電圧Ｖｒｅｆに対応した８ビットのデジタルデータＶＤＡＴＡを印加する。ＶＤＡＴＡは、外光センサの情報などにより与えられる。
【０１９５】
（１１）プリチャージ電圧の設定
（１１−１）ニュートン法による設定
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの設定は、図３５のニュートン法を適用することにより行う。図３５の各図の線は、紙面の上の方が電圧は高いことを示し、紙面の下の方が電圧は低いことを示している。各電圧Ｖの添え字は、印加する電圧の順番を示している。
【０１９６】
図３５は（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の順で電圧を印加し、キャリブレーションを実施する。まず、図３５（ａ）に示すように、Ｖ０電圧を印加し、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態を検出する。オン／オフ状態が図３２の斜線範囲でないときは、Ｖ１電圧を印加する。Ｖ０電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ０がキャリブレーション電圧の値となる。いずれも範囲内でない場合は、Ｖ１電圧を印加して、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態を検出する。Ｖ１電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ１がキャリブレーション電圧の値となる。
【０１９７】
Ｖ１電圧の印加時のオン／オフ状態が図３２の斜線範囲でないときは、図３５（ｂ）に移行する。図３５（ｂ）では、Ｖ２電圧を印加する。Ｖ２電圧は、Ｖ２＝（Ｖ１−Ｖ０）／２として計算する。Ｖ２電圧を印加し、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態の変化を検出する。Ｖ２電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ２がキャリブレーション電圧の値となる。
【０１９８】
Ｖ２が斜線の範囲内にない場合は、Ｖ２電圧の印加時のオン／オフ状態と、Ｖ１電圧の印加時のオン／オフ状態とのどちらが図３２の斜線の目標のキャリブレーション状態に近いかとを判定する。また、Ｖ２電圧の印加時のオン／オフ状態と、Ｖ０電圧の印加時のオン／オフ状態とのどちらが、図３２の斜線の目標のキャリブレーション状態に近いかを判定する。
【０１９９】
Ｖ２とＶ０間に図３２の斜線の範囲があると判定されると、図３５（ｃ）の状態に移行する。図３５（ｃ）では、Ｖ３電圧を印加する。Ｖ３電圧は、Ｖ３＝（Ｖ２−Ｖ０）／２として計算する。Ｖ３電圧を印加し、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態の変化を検出する。Ｖ３電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ３がキャリブレーション電圧の値となる。
【０２００】
Ｖ３が斜線の範囲内にない場合は、Ｖ３電圧の印加時のオン／オフ状態と、Ｖ２電圧の印加時のオン／オフ状態とのどちらが図３２の斜線の目標のキャリブレーション状態に近いかとを判定する。また、Ｖ３電圧の印加時のオン／オフ状態と、Ｖ０電圧の印加時のオン／オフ状態とのどちらが、図３２の斜線の目標のキャリブレーション状態に近いかを判定する。
【０２０１】
Ｖ２とＶ３間に図３２の斜線の範囲があると判定されると、図３５（ｄ）の状態に移行する。図３５（ｄ）では、Ｖ４電圧を印加する。Ｖ４電圧は、Ｖ４＝（Ｖ２−Ｖ３）／２として計算する。Ｖ４電圧を印加し、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態の変化を検出する。Ｖ４電圧を印加状態でのホトセンサ画素２７のオン／オフ出力状態が図３２の斜線の範囲内であればＶ４がキャリブレーション電圧の値となる。
【０２０２】
以上のキャリブレーションの調整を順次行うことにより目標のキャリブレーション電圧を得ることができる。
【０２０３】
以上の動作を図で示すと図３６のようになる。キャリブレーションを行うプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが大小を繰り返し順次目標の値に近づく。印加する電圧は図３６のように絶えず変化する状態ではなく、図３６に示すように、大小のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃで一定期間電圧が維持されるように駆動されることが好ましい。
【０２０４】
図３６では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは２Ｖから開始され、このプリチャージ電圧Ｖｐｒｃに対応して各処理ブロック８８１のホトセンサ画素２７のＴＦＴ６２ｃがオン状態を維持している個数（オン画素数）またはホトセンサ画素２７のＴＦＴ６２ｃがオフン状態に変化した個数（オフ画素数）をカウントする。オン画素数またはオフ画素数が規定の範囲内にないとき、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを上昇または下降させる（図３５を参照）。図３６では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを６Ｖに上昇させている。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを更新し、更新した状態で、オフ画素数またはオン画素数をカウントする。カウント値は、先のカウント値を比較し規定範囲の値に近づいているかを判断し、次のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを設定する。カウントした値が所定の範囲にない場合、また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させる。以上の動作により、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化の範囲は図３６に示すように変化幅が狭められる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化により、Ａ点で、オン画素数またはオフ画素数が規定範囲内にはいり、このプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが固定設定される。なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ（約３．２５Ｖ）は、外光強度が所定変化した時に、実施される。もちろん、常時実施してもよい。但し、接触判定、接触検出を行っている場合はキャリブレーションを実施しない、あるいは停止することが好ましい。
【０２０５】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化は、図３７に示すように、各変化の最大位置、最小位置で一定の期間電圧値を固定するか、変化を緩やかにすることにより、オン画素数またはオフ画素数が規定の範囲内であるか否かの変低精度を向上させることが好ましい。
【０２０６】
（１１−２）他の設定方法
図３５はニュートン法を応用したキャリブレーション方式であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではない。ホトセンサ画素２７のオン／オフ状態の個数（オン画素数、オフ画素数）から印加する電圧を調整あるいは制御して目標のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを求めてもよい。
【０２０７】
例えば、図３８（ａ）に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの印加により、図３８（ｂ）に示すようにオン−オフ差（オン画素数とオフ画素数との差）が変化する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが非常に高いときは、１００％のホトセンサ画素２７がオン出力である。オフ出力のホトセンサ画素２７は０である。したがって、オン−オフ差は１００−０＝１００となる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが非常に低いときは、１００％のホトセンサ画素２７がオフ出力である。オン出力のホトセンサ画素２７は０である。したがって、オン−オフ差は０−１００＝−１００となる。
【０２０８】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが目標値に近く、目標設定が、ホトセンサ画素２７のオン数とオフ数が等しい時とすると、５０％のホトセンサ画素２７がオフ出力である。オン出力のホトセンサ画素２７は５０％である。したがって、オン−オフ差は５０−５０＝０となる。
【０２０９】
以上のように、キャリブレーション時にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを大小に変化し、オン−オフ数が目標値に近くなるか、遠ざかるかを監視することによりキャリブレーションを行うことができる。
【０２１０】
（１１−３）プリチャージ電圧の変化速度
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化速度は、図３８に示すように、最初は早くし、目標値に近づくにつれて変化速度を遅くしてもよい。最終目標状態では、ホトセンサ画素２７のオン／オフ出力の変化数が少なくなり精度が必要となるからである。
【０２１１】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化速度は、図５８に示すように、外光の強度に対応して変化させることが好ましい。外光が強い時は、変化させる大きさを大きくし、また変化速度も大きくする。逆に外光が弱い時は、変化させる大きさを小さくし、また変化速度も小さくする。
【０２１２】
（１１−４）一定の比率によるオン画素数、オフ画素数の算出
図３８において、オン画素数とオフ画素数の差の個数を求めるとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。
【０２１３】
一定の比率のオン画素数またはオフ画素数を求めるとしてもよい。また、比率に限定せず、オン画素数またはオフ画素数などの個数であってもよい。
【０２１４】
また、オン画素数が０もしくはオフ画素数が０にするのも含まれる。
【０２１５】
例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの印加により、全画素数に占めるオン画素数の比率が１〜２％の範囲になるように制御する場合が例示される。また、オン画素数の比率が１０〜２０％の範囲になるように制御することが例示される。また、オン画素数の比率が５％以下となるように制御することが例示される。また、オン画素数の比率が９０％以上となる例が例示される。オフ画素数の比率が９０％以上となる例が例示される。
【０２１６】
また、オン画素数が１００個以上になるように制御することが例示される。また、オン画素数の個数が１００以上１０００個以下となるように制御することが例示される。また、オン画素数の比率が１０００００個以上となる例が例示される。オフ画素数の個数が１０００個以下となる例が例示される。
【０２１７】
（１１−５）その他の変更例
以上の実施形態は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃのより、オン画素数あるいはオフ画素数の個数もしくはオン画素数とオフ画素数の比率を一定以上または以下もしくは一定の範囲内に制御するものであった。しかし、以上の制御は、露光時間Ｔｃの調整によっても実現できる。したがって、上記実施形態はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを露光時間Ｔｃに置き換えてもよいことはいうまでもない。また、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆによっても実現できる。したがって、上記実施形態はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃをコンパレータ電圧Ｖｒｅｆに置き換えてもよいことはいうまでもない。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃ、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを複数組み合わせてもよい。
【０２１８】
（１２）受光センサ１１９２
（１２−１）外光強度に対する感度
ホトセンサ６４の外光強度に対する感度は、外光１５１の色温度により異なる。ホトセンサ６４は短波長で感度が高い。つまり、青（色温度が高い領域）で感度が高く、赤（色温度が低い領域）で感度が低い。したがって、外光の強度とは、人間の視感度に対する強度ではなく、ホトセンサ６４の特性感度に合わせて算定する必要がある。つまり、外光の色温度に対応してキャリブレーションなどを実施する必要がある。
【０２１９】
この課題に対して、本実施形態は図５６に示すように、複数の受光センサ１１９２を配置している。受光センサ１１９２の光入射部にはカラーフィルタ１１９１を配置している。
【０２２０】
図５６では、受光センサ１１９２（１１９２Ｒ、１１９２Ｇ、１１９２Ｂ）は、同一波長帯域で感度カーブを有するものである。受光センサ１１９２の入射側に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ１１９１を配置している。受光センサ１１９２Ｒは長波長用である。受光センサ１１９２Ｂは短波長用である。受光センサ１１９２Ｇは中波長用である。
【０２２１】
各受光センサ１１９２の出力は補正回路１１９３に入力される。補正回路１１９３は適正なコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどとなるように、入力信号を補正してコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを出力する。プリチャージ電圧発生回路１１９４はプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを発生し、コンパレータ電圧発生回路１１９５は、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを発生する。
【０２２２】
（１２−２）受光センサ１１９２の構成
図５６に示すように、受光センサ１１９２として、ＰＩＮホトダイオードが例示される。外光の強度は、ＰＩＮホトダイオードで検出し、適切な倍率にオペアンプで増幅する。また、信号の経路にコンデンサなどを配置し、外光の変化を遅延させ、また、ヒステリシス特性をもたせる。
【０２２３】
これらの回路は、マトリックス回路１２１１に構成されており、また、マトリックス回路１２１１は、マトリックス状に形成された処理ブロック８８１に対応した、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを出力する。
【０２２４】
もちろん、表示領域１０に対応した１つのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを出力するように構成してもよい。また、マトリックス回路１２１１は、１つの処理ブロック８８１あるいは表示領域１０に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを出力あるいは発生することができる。また、これらのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、マトリックス回路１２１１に記憶されている。
【０２２５】
図５４に示すように、ホトセンサ１１７１で外光１５１を受光し、電流−電圧（Ｉ−Ｖ）変換アンプ１１７２で、受光した光で発生した電流Ｉを電圧Ｖに変換する。同時に、変換アンプ１１７２でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを発生し、コンパレータ２３３に印加する。
【０２２６】
（１２−３）受光部のその他の構成
図５４、図５６は、表示領域１０以外に別途受光センサ１１９２（１１７１）などを配置する実施形態であった。本実施形態はこれに限定するものではない。
【０２２７】
例えば、図５５に示すように、表示領域１０あるいはその近傍に受光部１１８１を形成し、外光などの強度を検出してもよい。受光部１１８１は、ホトセンサ６４で構成あるいは形成することが好ましい。
【０２２８】
図５５（ａ）は、表示領域１０の上下に受光部１１８１（１１８１ａ、１１８１ｂ）を形成した実施形態である。
【０２２９】
図５５１（ｂ）は表示領域の４隅に受光部１１８１（１１８１ａ、１１８１ｂ、１１８１ｃ、１１８１ｄ）を配置した実施形態である。必要に応じて、受光部１１８１に図５６１に示すようにカラーフィルタ１１９１などを配置する。
【０２３０】
外光１５１の入射方向の検出も座標位置確定に重要である。例えば、図５７（ｂ）に示すように、外光１５１ａが左側から対象物６７１に入射した時は、影６０１ａは、対象物の右側にできる。したがって、対象物を検出したとき、座標位置は右側にずれる。外光１５１ｂが右側から対象物６７１に入射した時は、影６０１ｂは、対象物の左側にできる。したがって、対象物を検出したとき、座標位置は左側にずれる。
【０２３１】
この課題を解決するため、図５７（ａ）に示すように、立体型の受光センサ１２０１を配置している。受光センサ１２０１は四角錐あるいは立方体に近似した構成となっている。受光センサ１２０１において、受光部は、一例として４つの側面と上面に形成されている。つまり、受光部は複数箇所に形成されている。
【０２３２】
外光１５１ａが左側から対象物６７１に入射した時は、主に左側に配置された受光部に外光１５１ａが入射する。外光１５１ｂが右側から対象物６７１に入射した時は、主に右側に配置された受光部に外光１５１ｂが入射する。外光１５１ｃが上方から対象物６７１に入射した時は、主に上側に配置された受光部に外光１５１ｃが入射する。
【０２３３】
以上のことから、外光１５１の入射方向により、主に入射する受光部が異なる。したがって、どの受光部に強く外光が入射しているかを検出することにより、外光１５１の入射方向を検出できる。そのため、図５７（ｂ）のように、影６０１ができる方向が異なっても、影位置の補正を行うことができる。
【０２３４】
（１２−４）変更例
なお、以上の実施形態では外光の強度に応じてプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを大きさ、変化速度を変化させるとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。
【０２３５】
例えば、露光時間Ｔｃの変化速度、変化単位（１Ｈ、２Ｈ・・・・・・）を可変してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃの両方を変化させてもよい。また、コンパレータ電圧を変化させてもよい。
【０２３６】
（１３）外光の大きさに応じたプリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどの設定
本実施形態の液晶表示装置では、外光の大きさに応じて適切なプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃ、コンパレータ電圧もしくはこれらの組み合わせを設定する必要がある。そのため、本実施形態では、図５９から図６３に図示する方式を行う。
【０２３７】
（１３−１）水平走査期間を単位とする設定
図５９は、コンパレータ電圧ＶｒｅｆをＶｃ２、Ｖｃ１、Ｖｃ３に変化させた実施形態である。なお、図５９、図６０などにおいて、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆと同時にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなどを変化させてもよい。また、図６２、図６３において、ベース電圧に同期して、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、露光時間Ｔｃなどを変化させてもよい。
【０２３８】
図５９（ａ）はコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ１、Ｖｃ２とし、１Ｈ（１水平走査期間）毎に、Ｖｃ１とＶｃ２に切替えた実施形態である。
【０２３９】
図５９（ａ）において、１Ｈ毎に、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ１とＶｃ２を切替える。コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させることにより、コンパレータ回路２３３での判定レベルが変化する。したがって、このコンパレータ電圧ＶｒｅｆのＶｃ１〜Ｖｃ２範囲に適正な判定レベルとなるように、Ｖｃ１、Ｖｃ２の大きさを変化させる。
【０２４０】
図５９（ｂ）は、２Ｈ単位でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させて実施形態である。液晶表示パネルに印加する映像信号の極性は、２Ｈ周期（例えば、１Ｈ目は＋極性、２Ｈ目は−極性）で変化する。したがって、図５９（ｂ）のように、２Ｈ単位（４Ｈ周期）で変化させることが好ましい。つまり、液晶表示パネルに印加する映像信号の極性周期の２倍の周期でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃを変化させる。すなわち、映像信号の周期が２Ｈであれば４Ｈ周期、または、１つのコンパレータ電圧Ｖｒｅｆが連続する期間＝映像信号の周期とする。なお、変化は、４Ｈに限定するものではなく、２Ｈの倍数であればいずれでもよい。
【０２４１】
図５９（ｃ）は、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを３以上（Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３）とした実施形態である。１Ｈ期間毎にコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させる。なお、図５９（ｃ）の実施形態においても、図５９（ｂ）と同様に、２Ｈごとの変化としてもよい。また、４Ｈ以上の２Ｈの倍数であればいずれでも図５９（ｂ）の効果を実現できる。
【０２４２】
（１３−２）フレームを単位とする設定
図５９は水平走査期間を単位とするコンパレータ電圧Ｖｒｅｆなどの設定であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではなく、図６０の示すようにフレームを単位とする設定であってもよい。
【０２４３】
図６０は、１フレームでコンパレータ電圧ＶｒｅｆをＶｃ２、Ｖｃ１、Ｖｃ３に変化させた実施形態である。なお、図５９と同様に、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆと同時にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなどを変化させてもよい。
【０２４４】
図６０（ａ）はコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ１、Ｖｃ２とし、１Ｆ（１垂直走査期間）毎に、Ｖｃ１とＶｃ２に切替えた実施形態である。
【０２４５】
図６０（ａ）において、１Ｆ毎に、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ１とＶｃ２を切替える。コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させることにより、コンパレータ回路２３３での判定レベルが変化する。したがって、このコンパレータ電圧ＶｒｅｆのＶｃ１〜Ｖｃ２範囲に適正な判定レベルとなるように、Ｖｃ１、Ｖｃ２の大きさを変化させる。
【０２４６】
図６０（ｂ）は、２Ｆ単位でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させた実施形態である。液晶表示パネルに印加する映像信号の極性は、２Ｆ周期で各画素行に印加する映像信号を反転させる。例えば、ある画素行は、１Ｆ目は＋極性、２Ｆ目は−極性で変化する。したがって、図６０（ｂ）のように、２Ｆ単位で変化させることが好ましい。つまり、液晶表示パネルに印加する各画素行の映像信号の極性周期の２倍の周期でコンパレータ電圧Ｖｒｅｆ、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃを変化させる。映像信号の周期が２Ｆであれば４Ｆ周期で変化させる。なお、変化は、４Ｆに限定するものではなく、２Ｆの倍数であればいずれでもよい。
【０２４７】
図６０（ｃ）は、コンパレータ電圧Ｖｒｅｆを３以上（Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３）とした実施形態である。１Ｆ期間毎にコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを変化させる。なお、図６０（ｃ）の実施形態においても、図６０（ｂ）と同様に、２Ｆごとの変化としてもよい。また、４Ｆ以上の２Ｆの倍数であればいずれでも図６０（ｂ）の効果を実現できる。なお、図５９と図６０は相互に組み合わせてもよい。
【０２４８】
（１３−３）プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを五段階に変化させた例
図６１は、プリチャージ電圧ＶｐｒｃをＶｐ１〜Ｖｐ５に変化させた実施形態である。そして、１Ｈ毎に、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃに切替えた実施形態である。なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの種類はＶｐ１〜Ｖｐ５の５種類に限定するものではない。２種類以上であればいずれでもよい。
【０２４９】
図６１（ａ）において、１Ｈ毎に、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖｐ１〜Ｖｐ５を切替える。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの出力が変化する。したがって、このプリチャージ電圧ＶｐｒｃのＶｐ１〜Ｖｐ５範囲で処理ブロック８８１または表示領域１０内で適正なオン画素数となるように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさを変化させる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは順次低下あるいは上昇方向に変化させる。キャリブレーションが完了すると一定値（図６１（ａ）では、＋Ｖｐ２）を維持する。
【０２５０】
図６１（ｂ）も、１Ｈ毎に、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝Ｖｐ１〜Ｖｐ５を切替える。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの出力が変化する。したがって、このプリチャージ電圧ＶｐｒｃのＶｐ１〜Ｖｐ５範囲で処理ブロック８８１または表示領域１０内で適正なオン画素数となるように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさを変化させる。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは順次上下に変化し、最適キャリブレーション位置に収束させる。キャリブレーションが完了すると一定値（図６１（ｂ）では、＋Ｖｐ３）を維持する。
【０２５１】
図６１は水平走査期間を単位とするプリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどの操作であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではなく、図６０の示すようにフレームを単位とする操作であってもよい。
【０２５２】
（１３−４）ベース電圧Ｖｂの変化
図６２は、ベース電圧Ｖｂを変化させた実施形態である。
【０２５３】
ベース電圧とは、ホトセンサ６４のＧＮＤ電圧である。ベース電圧Ｖｂは、図３などで図示する共通信号線３１の電位である。
【０２５４】
ベース電位Ｖｂを変化させると、擬似的にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃなどを変化させたと同様の効果がある。ベース電位Ｖｂの変化によりホトセンサ６４に印加される電位が変化するからである。
【０２５５】
図６２は、ベース電位ＶｂをＶｐ１〜Ｖｐ５に変化させた実施形態である。図６２はベース電位Ｖｂ＝Ｖｐ１〜Ｖｃ５とし、１Ｈ毎に、ベース電位Ｖｂに切替えた実施形態である。なお、ベース電位Ｖｂの種類は−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３の７種類に限定するものではない。２種類以上であればいずれでもよい。
【０２５６】
図６２（ａ）において、１Ｈ毎に、ベース電位Ｖｂ＝−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３を切替える。ベース電位Ｖｂを変化させることにより、ホトセンサ６４の端子間に印加される電圧が変化する。したがって、このベース電位Ｖｂの−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３範囲で処理ブロック８８１または表示領域１０内で適正なオン画素数となるように、ベース電位Ｖｂの大きさを変化させる。ベース電位Ｖｂは順次低下あるいは上昇方向に変化させる。キャリブレーションが完了すると一定値（図６２（ａ）では、−Ｖｂ２）を維持する。
【０２５７】
図６２（ｂ）も、１Ｈ毎に、ベース電位Ｖｂ＝−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３を切替える。ベース電位Ｖｂを変化させることにより、第２ＴＦＴ６２ｂの出力が変化する。したがって、このベース電位Ｖｂの−Ｖｂ３〜＋Ｖｂ３範囲で処理ブロック８８１または表示領域１０内で適正なオン画素数となるように、ベース電位Ｖｂの大きさを変化させる。ベース電位Ｖｂは順次上下に変化し、最適キャリブレーション位置に収束させる。キャリブレーションが完了すると一定値（図６２（ｂ）では、＋Ｖｂ１）を維持する。
【０２５８】
図６２は水平走査期間を単位とするベース電位Ｖｂなどの操作であった。しかし、本実施形態はこれに限定するものではなく、図６３の示すようにフレームを単位とする操作であってもよい。
【０２５９】
（１４）表示領域１０の面内での特性傾斜
表示領域１０内では、ホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂの特性によりオン／オフ状態に傾斜をもつ。特性が面内傾斜でゆっくりと変化している場合が多いからである。変化は、低温ポリシリコン技術によりトランジスタなどを形成する際、レーザーアニール条件が緩やかに変化することにより発生する。
【０２６０】
（１４−１）第１の補正方法
特性の傾斜の第１の補正方法は、図４２のようにして行う。
【０２６１】
図４２では、一例として表示領域１０を横に３ブロック、縦に４ブロックに区切っている。処理ブロック８８１は、３ｘ４＝１２である。また、説明を容易にするため、各処理ブロック８８１は４ｘ４の画素１６で構成されているとする。つまり、１つの処理ブロック８８１は、１６画素（１６ホトセンサ画素２７）で構成される。
【０２６２】
表示領域１０の面内での特性傾斜を把握するため、図４２に示すように、表示領域１０の最周辺部の画素行、画素列に形成されたホトセンサ画素２７を用いる。特性の測定は、ホトセンサ画素２７の第２ＴＦＴ６２ｂのオン／オフ状態を読み出すことにより行う。読み出し方式は、以前に説明しているので説明を省略する。図４２では、第２ＴＦＴ６２ｂのオン状態を１とし、第２ＴＦＴ６２ｂのオフ状態を０としている。
【０２６３】
一例としての結果は、図４２（ａ）に示すように画素列方向は、上から１１１１０１１０１１１００１００のオン／オフ状態となっている。また、画素行方向は、左から１１１１０１１１１００１となっている。この値を処理ブロック８８１毎に集計した結果を図４２（ｂ）に示す。集計はオン画素数をカウントしている。処理ブロック８８１の列方向は、オン画素数は４、２、３、１であり、行方向は、４、３、２である。したがって、表示領域１０の上下方向にオン画素数が減少する傾向（上領域にオン画素数が多く、下領域にオン画素数が少ない）があり、左右方向にもオン画素数が減少する傾向（左領域にオン画素数が多く、右領域にオン画素数が少ない）がある。
【０２６４】
図４２（ｂ）の結果をメモリに記憶し、各処理ブロック８８１のオン画素数またはオフ画素数を補正する。左上の領域の処理ブロック８８１では、ある外光強度であるキャリブレーション状態において、オン画素数が多くても、処理より補正しオン画素数を減少処理する。右下の領域の処理ブロック８８１では、ある外光強度であるキャリブレーション状態において、オン画素数が少なくても、処理によりオン画素数を増加処理する。
【０２６５】
図４２では、表示領域１０の左辺、上辺のホトセンサ画素２７の特性を測定あるいは把握して補正するとした。しかし、望ましくは、図４３に示すように、表示領域１０の左辺、右辺、上辺、下辺のホトセンサ画素２７の特性を測定して補正する。
【０２６６】
（１４−２）第２の補正方法
なお、図４２では表示領域１０の周辺部の第２ＴＦＴ６２ｂなどの特性を測定し、面内の特性傾斜を求めるとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。
【０２６７】
表示領域１０の中央部のトランジスタ特性を測定してもよい。
【０２６８】
また、表示領域１０全体の特性傾斜を測定してもよい。
【０２６９】
また、図４２の実施形態では、光検出を行う表示領域１０のホトセンサ画素２７を用いてトランジスタ特性を測定するとした。しかし、本実施形態はこれに限定するものではない。例えば、表示領域１０以外にトランジスタ特性を測定するホトセンサ画素２７を形成し、この画素２７などを用いて表示領域１０のトランジスタ特性を推定してもよい。
【０２７０】
また、オン画素数などをカウントするとしたが、本実施形態はこれに限定するものではない。ホトセンサ画素２７からの出力がアナログデータである場合は、このアナログデータの大きさを加算あるいはサンプルホールド処理などを実施し、連続量として処理してもよい。
【０２７１】
（１４−２）その他の変更例
本実施形態は、オン画素数を測定あるいはカウント処理して接触判定を実施しても、オフ画素数を測定して接触判定を実施してもよい。
【０２７２】
本明細書では説明を容易にするため、オン画素数を測定するとして説明する。
【０２７３】
また、オン画素数が多いことは、ホトセンサ６４のリークが少ないことを示す。
【０２７４】
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが高く、多少ホトセンサ６４のリークが多くとも第２ＴＦＴ６２ｂがオン状態を保持していることを示す。
【０２７５】
また、オン画素数が多いことは、ホトセンサ画素２７に照射される光量が少ないことを示す。
【０２７６】
（１５）オン画素数と外光強度との関係
オン画素数は外光強度とは非線形に変化する。主としてホトセンサ６４のリーク量は外光強度に比例する場合が多いが、第２ＴＦＴ６２ｂのオン状態とプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさとは非線形の関係となるからである。特に、外光の強度が弱いとき、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃも低くする。ホトセンサ６４のリーク量も小さいからである。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを低くしないとホトセンサ画素２７を遮光した場合と、外部光を照射した場合の変化差が取れないからである。
【０２７７】
図６４は、キャリブレーションを一定にし、外部光１５１の強度を変化させた場合のオン画素数の変化を示している。縦軸は、単位当たりのオン画素数を示している。単位当たりであるから割合であるパーセント（％）を示す。
【０２７８】
例えば、外部光０では、６０％のホトセンサ画素２７がオン状態であり、残りの４０％がオフ状態である。先と同一のキャリブレーションにおけるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃでは、外部光４００ｌｘでは、１０％のホトセンサ画素２７がオン状態であり、残りの９０％がオフ状態（オフ画素）である。なお、オン画素数＋オフ画素数＝表示領域１０のホトセンサ画素数である。
【０２７９】
図６４に示すように、０〜１００ｌｘの範囲ではほとんど、オン状態の画素数（オン画素数）は減少しない。１００ｌｘより外部光が強くなると、急激にオン状態の画素数（オン画素数）が減少する。したがって、外部光に対するオン画素数の関係は非線形である。
【０２８０】
表示領域１０に指６７１などを接触させると、表示領域１０に影ができる。つまり遮光される。したがって、遮光部のホトセンサ画素２７はオン状態を保持するものが多くなる。指などの接触があるか否かを判定するためには、このオン画素数の変化を監視する。なお、以下は、説明を容易にするため影を検出することを例示して説明する。
【０２８１】
遮光により表示領域１０のホトセンサ画素２７のオン画素数（またはオフ画素数）が変化する。どの程度オン画素数が増加したら（オン画素数がいくらのパーセントになったら）、遮光されたと判断するかを判定閾値数と呼ぶ。判定閾値数も単位当たりのパーセントで表される。判定閾値数は、図６４の点線で示している。
【０２８２】
判定閾値数以上になれば、遮光されたとして判断あるいは制御開始などを実施する。例えば、図６４の実施形態では、０ｌｘでは判断閾値数が７０（％）以上で遮光されたとして判断する。その時の処理の方法は、上記の通りである。
【０２８３】
以上のように、外部光との関係において、単位当たり（単位面積当たり、あるいは単位処理領域当たり）のオン画素数（光照射時）と、前記同一の単位当たり（単位面積当たり、あるいは単位処理領域当たり）のオン画素数（遮光時）＝判定閾値数とが、非線形の関係にしていることである。
【０２８４】
例えば、図６４では、外部光０ｌｘの時、オン画素数は６０％であり、判定閾値数は７０％である。比率は７０／６０＝１．６７である。外部光４００ｌｘの時、オン画素数は１０％であり、判定閾値数は５０％である。比率は５０／１０＝５．０である。つまり、任意の外部光強度における判定閾値数／オン画素数の比率が異ならせている。判定閾値数／オン画素数の比率は外部光が弱くなるにしたがって、小さくなるようにしている。
【０２８５】
判定閾値数は予め表示領域１０内のホトセンサ画素２７の特性を測定して設定する。また、ユーザーが使用環境条件によって変化できるように構成してもよい。また、外部光の強度あるいはバックライトの強度を自動で検出し判定閾値数を設定してもよい。
【０２８６】
以上の事項は光ペンで座標入力などを行う場合も同様である。光ペンによる光照射量によりオン画素数（オフ画素数）を検出あるいは制御して判定閾値数を設定できるように構成する。
【０２８７】
（１６）プリチャージ電圧の複数印加
（１６−１）第１の印加方法
画像取り込みをより良好に実施するためには、図４５に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを複数印加できるように構成することが好ましい。
【０２８８】
図４５では、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１がスイッチＳＷ１のオン／オフのより奇数画素列に印加できるように構成されている。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２がスイッチＳＷ２のオン／オフのより偶数画素列に印加できるように構成されている。
【０２８９】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさにより、同一外部光強度であってもホトセンサ画素２７のオン／オフ状態は変化する。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが高いほど、ホトセンサ画素２７はオン状態を維持する。低いほどプリチャージ電圧Ｖｐｒｃのオフ状態になりやすくなる。したがって、低いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加されたホトセンサ画素２７は弱い外部光でもオフ状態となる。
【０２９０】
図４５のように画素にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加することにより、低外部光範囲から高外部光範囲まで広い範囲で画像取り込みあるいは座標検出を行うことができるようになる。
【０２９１】
また、図４５ではコンパレータ電圧Ｖｒｅｆも複数種類発生し、コンパレータ２３３に印加できるように構成している。コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ１は偶数画素列に配置されたコンパレータ２３３ｂに印加される。コンパレータ電圧Ｖｒｅｆ２は奇数画素列に配置されたコンパレータ２３３ａに印加される。図４５のように画素に複数のコンパレータ電圧Ｖｒｅｆを印加することにより、低外部光範囲から高外部光範囲まで広い範囲で画像取り込みあるいは座標検出を行うことができるようになる。
【０２９２】
（１６−２）第２の印加方法
図４６に示すように、画素列方向に感度の異なるホトセンサ画素２７を配置してもよい。また、図４５の実施形態と組みあわせてもよい。図４６では感度が高い（低照度まで光検出できる）ホトセンサ画素２７ａは大センサと記述している。感度が低い（高照度までしか反応しない）ホトセンサ画素２７ｂは小センサと記述している。
【０２９３】
図４６では、コンパレータ２３３は、一例として８つの出力信号線（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈで示す）に振り分けて出力できるように構成している。このように構成することにより、オンまたはオフ状態の画素位置を判定しやすくなる。また、コンパレータ２３３の出力はコンデンサに保持できるように構成され、コンデンサの前後にスイッチＳを配置し、任意のコンパレータ２３３出力を順次、外部に取り出せるように構成している。
【０２９４】
（１６−３）第３の印加方法
図６７では、画素行方向に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加している。図６７ではプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさの差異を１〜４の数字で示している。１（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１）、２（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２）、３（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３）、４（プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４）とし、１を最も低いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとし、４を最も高いプリチャージ電圧Ｖｐｒｃとしている。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは複数種類発生させる。このましくは４以上がよいが、２以上であっても比較的広い外部光の範囲に対応できる。例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは、２．５０Ｖ、２．５１Ｖ、２．５２Ｖ、２．５３Ｖの４段階とする。各プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの差は、０．０５以上０．２Ｖ以下にすることが好ましい。
【０２９５】
なお、図６７において、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの１〜４は、１画素行毎に変化させることが好ましい。また、２画素行毎もしくは複数画素に変化させてもよい。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを、画素行毎に変化させることは、１つのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃ発生源で実施することができる。１水平走査期間または複数水平走査期間毎に、印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させればよいからである。
【０２９６】
図６７のように、画素行方向に、異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが設定されている場合において、図４８のようにマトリックス状に処理ブロック８８１が設定されている場合は、１つの処理ブロック８８１に、複数の異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加される。
【０２９７】
（１６−４）第４の印加方法
ホトセンサ６４、第２ＴＦＴ６２ｂには、プロセスなどにより特性バラツキが発生している。特性バラツキは、処理ブロック８８１で異なっている場合が多い。したがって、処理ブロック８８１では、特性ばらつきに応じて採用するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが検査時に決定されている。
【０２９８】
例えば、１ａ、１ｂ、２ａの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１が最適として設定されている。２ａ、２ｂ、３ｃの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２が最適として設定されている。４ａ、４ｂ、４ｃの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３が最適として設定されている。その他の処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４が最適として設定されているとする。
【０２９９】
各処理ブロック８８１は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１〜４がそれぞれ画素行毎に印加されている。１ａ、１ｂ、２ａの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ１が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。２ａ、２ｂ、３ｃの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ２が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。４ａ、４ｂ、４ｃの処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ３が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。その他の処理ブロックは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４が印加された画素行の画素を選択して、接近、接触、離脱処理などを実施する。また、各処理ブロック８８１は、最適なプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加された画素でキャリブレーション処理などを実施する。最適プリチャージ電圧Ｖｐｒｃが１つに特定できない場合は、複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃが印加された画素を特定して、また、平均化処理などを行い、キャリブレーション、接近、接触、離脱処理など行う。
【０３００】
（１６−５）第５の印加方法
１つの画素に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加し、また、変化させてキャリブレーション、接近、接触、離脱処理などを行ってもよい。例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃはフレームで変化させる。フレームは、複数フレームで変化させてもよい。例えば、２フレーム毎にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを変化させる。
【０３０１】
（１７）プリチャージ電圧と露光時間Ｔｃの変化
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃの変化と同期せずに、露光時間Ｔｃを変化させてもよい。
【０３０２】
また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃを同時に変化させてもよい。
【０３０３】
（１７−１）第１の動作方法
例えば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃを３．５Ｖ、露光時間Ｔｃを３２４Ｈとして、処理ブロック８８１のオン画素数の変化を検出し（オン画素数が１以上になるかどうかなど）、キャリブレーション動作としては、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ４．０Ｖに一定の定数ｂをかけて演算してもよい。例えば、ｂ＝０．５とすれば、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは４．０×０．５＝２Ｖとなる。つまり、キャリブレーション時は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝２．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈとする。なお、露光時間Ｔｃの変化ステップは、２Ｈ以上にすることが好ましい。
【０３０４】
処理ブロック８８１のオン画素数の変化を検出する動作は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝４．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈを始点あるいは中心として変化させ、キャリブレーション時は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ＝２．０Ｖ、露光時間Ｔｃ＝３２４Ｈを始点あるいは中心として変化させる。このオン画素数の検出動作と、キャリブレーション動作とを交互に実施する。
【０３０５】
なお、「接近」とは、パネル面に指などが近づくことを検出することを意味する。
【０３０６】
「接触」とは、パネル面に指などが接触していることを検出することを意味する。
【０３０７】
「離脱」とは、パネル面に指などから離れることを検出することを意味する。
【０３０８】
各処理ブロック８８１の画素行に印加してプリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃのうち、どのプリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃを採用するかは、予めパネルの出荷時に、処理ブロック８８１毎に決定しておき、ＥＥＰＲＯＭにデータをして格納しておくことが好ましい。
【０３０９】
（１７−２）第２の動作方法
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素行に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。各画素行に印加するプリチャージ電圧Ｖｐｒｃをフレーム毎に変化させる。
【０３１０】
露光時間Ｔｃも同様である。露光時間Ｔｃは連続した画素行に印加してもよい。また、露光時間Ｔｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）で露光時間Ｔｃの長さを変化させてもよい。各画素行に印加する露光時間Ｔｃをフレーム毎に変化させてもよい。
【０３１１】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃと露光時間Ｔｃは同時に変化させてもよい。露光時間Ｔｃとプリチャージ電圧Ｖｐｒｃはフレームあるいは画素行単位で交互に変化させてもよい。
【０３１２】
（１７−３）第３の動作方法
図６８では、画素列方向に複数のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加している（図４５、図４６を参照のこと）。図６８でも図６７と同様にプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさの差異を１〜４の数字で示している。プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは複数種類発生させる。１種類のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素列に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。他の動作あるいは内容あるいは構成は、図６７で説明した事項を適用できることは言うまでもない。
【０３１３】
（１７−４）第４の動作方法
図６９に示すように、画素列と画素行にマトリックス状に異なるプリチャージ電圧Ｖｐｒｃを印加してもよい。もちろん、１種類のプリチャージ電圧Ｖｐｒｃは連続した画素行または画素例に印加してもよい。また、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃは画素行または画素列にランダムに印加してもよい。また、一定の周期（２次元状に、時間軸方向に）でプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの強度を変化させてもよい。他の動作あるいは内容あるいは構成は、図６７で説明した事項を適用できる。なお、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃの設定は、画素単位でも、処理ブロック８８１単位でもよい。
【０３１４】
（１７−５）第５の動作方法
図７０は、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃもしくはその両方の変化レベルを２とした例である。図７０ではプリチャージ電圧Ｖｐｒｃの大きさあるいは露光時間Ｔｃの差異もしくはその組み合わせを１〜２の数字で示している。１は、外光の大きさ（強度）を検出するために印加するものである。２は、キャリブレーションを行うものである。
【０３１５】
（１８）処理ブロックの機能設定
図４７、図４８では、処理ブロック８８１毎に、どのような機能処理ブロックとして機能させるか、また、入力に反応するかしないかを指定する。指定は、一例として、図４９のコマンドで実施する。
【０３１６】
図４９において、処理ブロック８８１または補正処理などを行う区分としてのアドレス領域は６ビットとしている。したがって、６４の領域（ｎ＝６３）を処理あるいは指定することができる。例えば、処理ブロックの１番目は、アドレス０を該当させる。最終番目の処理ブロックはｎ＝６３である。
【０３１７】
データ領域は２ビットとしている。つまり、４つの状態を指定できる。状態は、例えば、０は入力不可と示し、１は入力可を示す。また、２はオン画素数の補正が必要なことを示す。また、３はキャリブレーション中を示す。データの指定は、順次実施する。アドレス及びデータの伝送は、マイコンより行う。
【０３１８】
（１９）バックライト１４６からの第１の悪影響の低減
指６７１などの影を検出して座標などを入力する場合は、液晶表示パネルを照明するバックライト１４６からの光が影響する。以下、このバックライト１４６からの光の影響を低減する方法について説明をする。
【０３１９】
まず、バックライト１４６あるいは外光からの光がパネル１４８の側面から入射し、悪影響をする場合がある。悪影響とは、側面から入射した光がパネル１４８内を乱反射し、ホトセンサ６４に入射することにより発生する。
【０３２０】
図６５、図６６はパネル１４８の側面あるいは表示無効領域からの光の影響を低減する構成の説明図である。
【０３２１】
図６５は、基板１４８の側面、表示無効領域（画像表示に有効な光が通過あるいは透過しない領域）に光遮光部１２８１を形成する。
【０３２２】
図６５（ａ）は、基板１４８に光遮光部１２８１を配置している。
【０３２３】
図６５（ｂ）は、基板１４８の側面の他、無効領域（画像表示に有効な光が通過あるいは透過しない領域、側面も含む）に光遮光部１２８１を配置している。なお、配置とは光遮光部１２８１を別途設け、基板１４８の近傍に配置することを意味する。したがって、光遮光部１２８１は基板１４８の直接塗布または形成に限定するものではない。
【０３２４】
また、図６６は、基板１４８と筐体５４３間に、光遮光部１２８１または光遮光材料を充てんまたは配置した構成である。光遮光部１２８１は、エポキシ、アクリルなどの樹脂に染料、顔料、色素などの光吸収材料を含有させたものを用いる。また、酸化チタンなどの光散乱物質を含有させてもよい。また、基板１４８の無効領域を直接に加工して形成してもよい。また、基板１４８を着色基板に構成してもよい。
【０３２５】
基板を直接着色することにより、遮光膜（光遮光部）１２８１を形成してもよい。なお、光遮光とは、光を反射する動作あるいは構成、光を吸収する動作あるいは構成のいずれをも含む。光遮光部１２８１は、基板にインクジェット印刷などの技術を用いて染料、色素などを塗布する。塗布、高温で乾燥させ、また、表面をＵＶ樹脂などの樹脂、酸化シリコンあるいは酸化窒素などの無機材料で被覆すればよい。
【０３２６】
また、光遮光部１２８１は、グラビア印刷技術、オフセット印刷技術、スピンナーで膜を塗布し、現像する半導体パターン形成技術などで形成する。遮光部１２８１材料として、黒色もしくは暗色あるいは変調する光の補色の関係にあるものを用いてもよい。また、ホトセンサ６４が反応しにくい波長の光を透過し、反応しやすい波長の光を遮光あるいは吸収もしくは反射するものでもよい。例えば、ホトセンサ６４は、短波長（青）領域の方で感度が高い。したがって、光遮光膜１２８１は、青を反射あるいは吸収する材料で構成することが好ましい。特に、４５０ｎｍ以下より短い波長帯域で、５０％以上を反射あるいは吸収するものを採用する。
【０３２７】
その他、光遮光部１２８１は、クロム（Ｃｒ）などの金属薄膜で形成してもよいし、アクリル樹脂にカーボンなどを添加した樹脂からなるもので構成してもよい。その他、六価クロムなどの黒色の金属、塗料、表面に微細な凹凸を形成した薄膜あるいは厚膜もしくは部材、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、オパールガラスなどの光拡散物でもよい。また、暗色、黒色でなくともホトセンサ６４に感度がある青領域の光に対して補色の関係のある染料、顔料などで着色されたものでもよい。また、ホログラムあるいは回折格子でもよい。
【０３２８】
（１９）バックライト１４６からの第２の悪影響の低減
指６７１などの影を検出して座標などを入力する場合は、液晶表示パネルを照明するバックライト１４６からの光が影響する。バックライト１４６からの光が指６７１などの対象物を照明し、外光との差異（明暗）が取れなくなるからである。この課題に対して本実施形態は以下の構成を採用することにより解決している。
【０３２９】
（１９−１）第１の解決方法
パネル１４８の表示領域１０には処理ブロック８８１に対応させて入力アイコン（例として、１〜９の数字）が表示されている（図５０（ａ））。表示画面１０に指６７１などの対象物がないときに、キャリブレーションが実施される。なお、キャリブレーションは入力対象物が表示領域１０に触れているときでも、実施してもよい。
【０３３０】
対象物６７１が表示領域１０に触れられると（図５０（ｂ））、対象物６７１が触れられた座標検出を行う。画面１０に対称物６７１があるかどうかは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃなどを変化させることにより、容易に検出できる。しかし、検出はできても指６７１が空中にあるか、表示画面１０に接触しているかは判別が困難の場合が多い。
【０３３１】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃなどを変化させ、対象物６７１が検出された場合は、図５０（ｃ）の示すように、バックライト１４６を消灯させる。もしくはバックライト１４６の輝度を通常表示よりも低減させる。例えば、通常表示時にバックライト１４６からの出射される光の照度が１００Ｌｘであるとすれば、少なくともバックライト１４６の照度を５０％以下（５０Ｌｘ以下）にする。つまり、通常より０〜５０％の範囲となるように、バックライト１４６を制御する。
【０３３２】
なお、バックライト１４６を消灯あるいは減光するとしたが、対象物６７１の座標位置あるいは位置検出を行うときに行えばよい。したがって、その動作以外の時は通常点灯を行ってもよい。つまり、点滅状態させてもよい。また、点滅状態の点灯時の輝度を通常よりも高くして全体として（平均した場合）通常輝度となるように制御してもよい。
【０３３３】
（１９−２）第２の解決方法
バックライト１４６が消灯あるいは減光している場合は、画像表示は黒表示となる。もしくは輝度低下表示となる。したがって、図５０（ｃ）の動作あるいは表示は、バックライト１４６を消灯するだけでなく、表示領域１０の画像表示を黒表示（ダーク表示）としても同様の動作を実現できる。つまり、図５０（ｃ）時の画像表示を図５０（ｂ）と異なる表示状態とする。簡単には、図５０（ｂ）に比較して図５０（ｃ）の表示輝度を低下させる。アイコンの輝度を低下させたり、黒表示あるいは暗色表示にしたりする。同義には、液晶表示パネルの透過率を低下させることを意味する。透過率は、５０％以下にする。
【０３３４】
黒表示あるいは暗色表示は、ホトセンサ６４に対して実施すればよい。ホトセンサ６４は低温ポリシリコンで形成され、また、ホトセンサ６４はトランジスタをダイオード接続することにより構成している。したがって、短波長（青寄り）で感度が高い。したがって、図５０（ｃ）では、長波長の色成分（緑あるいは赤）でアイコンなどの画像表示にするとよい。なお、全てを赤表示などの長波長の色成分で表示することを必要としない。全体として、長波長の色成分寄りであればよい。ホトセンサ６４が４５０ｎｍの青の均一表示をした場合の感度を１００％としたとき、少なくとも５０％以下となる感度の画像表示（アイコンなど）を行う。
【０３３５】
例えば、図５２（ａ）に示すように、入力部（処理ブロック８８１）を黒表示にしたり、長波長あるいは短波長の単色表示にしたりすることにより、入力状態を制御あるいは調整することができる。また、図５２（ｂ）に示すように、入力可能な処理ブロック８８１（ａ、ｄ、ｈ、ｉ）と、入力が不可能あるいは困難な処理ブロック８８１（ｂ、ｃ、ｆ、ｇ）を区別することができる。
【０３３６】
図５０（ｄ）は通常のアイコン表示状態に復帰した状態である。図５０（ｄ）では、所定時間間隔でキャリブレーションなどを行う。
【０３３７】
なお、高温ポリシリコンあるいはアモルファスシリコンで形成あるいは作製したトランジスタからなるホトセンサであっても、短波長領域に感度が高い領域がある。したがって、図５０（ｃ）において画像表示は影検出の場合は、長波長（赤）の画像表示を行うとよい。反射光検出の場合は、短波長（青）の画像表示にするとよい。
【０３３８】
以上の実施形態では表示画面１０の画像表示輝度などを低下させるとした。つまり、液晶表示パネルの透過率を低下（表示色を長波長側に変化）させるとしたが、対象物６７１の座標位置あるいは位置検出を行うときに、制御すればよい。したがって、その動作以外の時は通常表示を行ってもよい。つまり、点滅状態（透過率低下の場合に対象物６７１の検出動作を実施、他の場合は通常表示）させてもよい。また、点滅状態の点灯時の透過率（照度）を通常よりも高くして全体として（平均した場合）通常表示（照度）となるように制御してもよい。
【０３３９】
なお、説明を容易にするため、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃ、露光時間Ｔｃなどを変化させて対象物６７１を検出するとしたが、適正なキャリブレーションが行われている場合は、変化する動作が必要ない。つまり、図５０（ｃ）の操作を実施する必要がない。もちろん、図５０（ｃ）の動作を実施してもよい。より確実な座標検出もしくは位置検出を行われるからである。
【０３４０】
（１９−３）第３の解決方法
図５１に示すように、対象物６７１が表示画面１０に接触することをフォースセンサ７１２で実施してもよい。図５１（ｂ）（ｃ）は、対象物６７１が平面表示装置に接触し、フォースセンサ７１２が押されていることが示している。図５１（ａ）（ｄ）は、対象物６７１が平面表示装置に接触していないことを示している。
【０３４１】
図５１（ａ）では、パネル１４８の表示領域１０には処理ブロック８８１に対応させて入力アイコン（例として、１〜９の数字）が表示されている（図５１（ａ））。図５１（ｂ）で対象物６７１が接触すると、接触をフォースセンサ７１２が検出する。検出すると、キャリブレーションを実施し、最適に座標位置検出できるように設定される。
【０３４２】
対象物６７１が表示領域１０に触れられると（図５１（ｂ））、対象物６７１が触れられた座標検出を行う。画面１０に対称物６７１があるかどうかは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃなどを変化させることにより、容易に検出できる。
【０３４３】
プリチャージ電圧Ｖｐｒｃあるいは露光時間Ｔｃなどを変化させ、対象物６７１が検出された場合は、図５１（ｃ）の示すように、バックライト１４６を消灯させる。もしくはバックライト１４６の輝度を通常表示よりも低減させる。例えば、通常表示時にバックライト１４６からの出射される光の照度が１００Ｌｘであるとすれば、少なくともバックライト１４６の照度を５０％以下（５０Ｌｘ以下）にする。つまり、通常より０〜５０％の範囲となるように、バックライト１４６を制御する。
【０３４４】
バックライト１４６が消灯あるいは減光している場合は、画像表示は黒表示となる（もしくは輝度低下表示となる）。したがって、図５１（ｃ）の動作あるいは表示は、バックライト１４６を消灯するだけでなく、表示領域１０の画像表示を黒表示（ダーク表示）としても同様の動作を実現できる。つまり、図５１（ｃ）時の画像表示を図５１（ｂ）と異なる表示状態とする。以上の事項は、図５０と同様であるので説明を省略する。また、他の事項も図５０で説明しているので説明を省略する。
【０３４５】
なお、平面表示装置に触れたときのみに座標検出を行うものではない。対象物６７１が空中にあるときも座標位置を検出してもよい。例えば、指６７１などの対象物が表示画面１０に触れず、空中にある時も対象物６７１の中心座標値を検出する。
【０３４６】
（２０）検出位置の表示
検出した座標位置は、例えば一例として十字カーソル表示で表示画面１０に表示する。指６７１などの対象物を、空中（表示画面１０あるいは平面表示装置に触れない状態）で移動させると、移動に伴い十字カーソルが移動する。そのため、入力者に入力箇所を視覚的に示すことができる。また、十字カーソルの有無でキャリブレーションを実施することができる。例えば、十字カーソルなどが表示されていない場合はキャリブレーションが適切でないとする。１つの十字カーソルがぶれずに表示されている場合は、キャリブレーションが適切であるとする。
【０３４７】
なお、十字カーソルの替わりに、ハートマークやアニメのキャラクターを表示してもよい。また、指６７１などの移動速度に応じてキャラクター表示を変化させることも好ましい。また、対象物６７１が表示画面１０に接触したときは、キャラクター表示を変化させる。
【０３４８】
抵抗値を検出するタッチパネルでは、タッチパネルに対象物が接触しなければ対象物の位置を検出することはできない。本実施形態では対象物６７１の影を検出することにより、影の位置を検出し画像表示（十字カーソル、キャラクターなど）を行うことができる。この点が本実施形態の特徴である。また、対象物６７１の接触検出と、空中入力状態の２つの状態で表示状態を変化できることも特徴である。
【０３４９】
［変更例］
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【０３５０】
例えば、液晶表示装置に限らず、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子などから構成される自己発光表示装置でも適用できる。また、ＳＥＤ（商標）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、液晶表示デバイス、カーボンナノチューブ（Carbon nano tube、CNT）を用いたディスプレイ、陰極線管（CRT、Cathode Ray Tube)などの他のディスプレイにも適用できる。また、アクティブブロック表示パネルだけでなく、単純ブロック表示パネルでも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０３５１】
本発明は、冷蔵庫や炊飯器などの電化機器、携帯電話、ビデオカメラ、プロジェクター、立体テレビ、プロジェクションテレビ、現金自動引き出し機、腕時計などのビューファインダ、メインモニター、サブモニター、時計表示部に適用できる。
【０３５２】
また、スキャナ、イメージセンサ、電子写真システム、ヘッドマウントディスプレイ、直視モニターディスプレイ、ノートパーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子スチルカメラにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０３５３】
【図１】本発明の実施形態の平面表示装置のブロック図である。
【図２】同じく画素の拡大説明図である。
【図３】同じくホトセンサ画素の配置を示す図である。
【図４】同じくホトセンサ画素の他の配置を示す図である。
【図５】同じくホトセンサ画素の他の配置を示す図である。
【図６】同じく画素の等価回路図である。
【図７】同じくホトセンサ画素の等価回路図である。
【図８】同じく周辺の回路を含めたブロック図である。
【図９】露光時間と外光との関係を示すグラフである。
【図１０】同じく表示パネルの駆動方法のタイミングチャートである。
【図１１】プリチャージ電圧と時間の関係を示す図である。
【図１２】同じく表示パネルの駆動方法の説明図である。
【図１３】イネーブル信号線を設けた表示パネルの説明図である。
【図１４】マトリックス処理の説明図である。
【図１５】画像取り込み方法の説明図である。
【図１６】同じく平面表示装置の操作説明図である。
【図１７】ホトセンサ画素と他のコンパレータ回路の接続状態の説明図である。
【図１８】同じく表示パネルの操作説明図である。
【図１９】同じく表示パネルのデータ取り込み方法の説明図である。
【図２０】同じく表示パネルのデータ取り込み方法の説明図である。
【図２１】液晶表示装置の縦断面図である。
【図２２】指入力時の液晶表示装置の縦断面図である。
【図２３】指入力時の液晶表示装置の縦断面図である。
【図２４】光ペン入力時の液晶表示装置の縦断面図である。
【図２５】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図２６】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図２７】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図２８】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図２９】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３０】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３１】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３２】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３３】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図３４】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図３５】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３６】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３７】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３８】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図３９】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図４０】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図４１】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４２】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４３】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４４】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４５】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図４６】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図４７】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４８】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図４９】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５０】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５１】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５２】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５３】一実施形態の表示パネルの駆動方法の説明図である。
【図５４】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図５５】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図５６】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図５７】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図５８】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図５９】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６０】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６１】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６２】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６３】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６４】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６５】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図６６】一実施形態の平面表示装置の構成図である。
【図６７】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６８】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図６９】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【図７０】一実施形態の表示パネルの画像取り込み方法の説明図である。
【符号の説明】
【０３５４】
１０ 表示領域
１１ アレイ基板
１２ ゲートドライバ回路
１４ ソースドライバ回路
１５ 信号処理回路
１６ 画素
１７ 回路基板
１８ ホトセンサ処理回路
１９ 表示領域（＋ホトセンサ形成領域）
２０ フレキブル基板
２１ 映像信号処理回路
２２ ゲート信号線
２３ ソース信号線
２４ プリチャージ電圧信号線
２５ ホトセンサ出力信号線
２６ 表示画素
２７ ホトセンサ画素
３１ 共通信号線
３２ ＴＦＴ
３４ 液晶容量
３５ 補助容量
３６ 対向電極
６１ 画素電極
６２ａ 第１ＴＦＴ
６２ｂ 第２ＴＦＴ
６２ｃ 第３ＴＦＴ
６３ コンデンサ
６４ ホトセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ基板上に互いに直交して配置される複数本の信号線及び第１ゲート信号線と、
前記信号線と前記第１ゲート信号線との交点近傍に設けられた表示用スイッチング素子と、この表示用スイッチング素子に接続された画素電極とを含む表示画素と、
前記信号線に映像信号を供給すると共に前記第１ゲート信号線にゲート信号を供給して映像を表示する表示用制御手段と、
を有する平面表示装置において、
前記アレイ基板上に複数のホトセンサ画素がマトリックス状に設けられ、
前記各ホトセンサ画素からのホトセンサ信号を読み取るホトセンサ処理手段が設けられ、
前記ホトセンサ画素は、
前記第１ゲート信号線と平行に配された第２ゲート信号線からの第２ゲート信号によってオン／オフする第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子がオン状態のときに、前記信号線と平行に配されたプリチャージ電圧供給線から所定のプリチャージ電圧が印加されて電荷が蓄積されるコンデンサと、
前記コンデンサにより蓄積された電荷を光の強弱に応じて光リーク量を変化させて放電するホトセンサと、
前記コンデンサからの放電電圧に基づいてオン／オフする第２スイッチング素子と、
前記第１ゲート信号線と平行に配された第３ゲート信号線からの第３ゲート信号によって、前記第２スイッチング素子とホトセンサ信号出力線との間をオン／オフする第３スイッチング素子と、
を有し、
前記マトリックス状に配された複数のホトセンサ画素で一つの処理ブロックを構成し、
前記ブロックが前記アレイ基板上に複数設けられ、
前記ホトセンサ処理手段は、
（１）前記プリチャージ電圧供給線から前記プリチャージ電圧を印加すると共に、前記第３スイッチング素子がオン状態のときに、前記第２スイッチング素子のオン／オフ状態によって変化する前記ホトセンサ信号出力線の電位をホトセンサ信号として読み取り、
（２）前記処理ブロック毎にオン状態、または、オフ状態の前記ホトセンサの数をカウントし、前記カウントした数によって前記処理ブロックにおける前記ホトセンサがオン状態、または、オフ状態であるかを判断する
ことを特徴とする平面表示装置。
【請求項２】
前記一つの処理ブロックを構成するホトセンサ画素の数を、外光強度が弱いほど少なくする
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項３】
前記一つの処理ブロックを構成するホトセンサ画素の数を光ペン入力を行う場合の方が指入力を行う場合より多くして、解像度を上げる
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項４】
前記アレイ基板上の表示領域において、前記表示領域の周辺部にある処理ブロックに含まれるホトセンサ画素の数を、前記表示領域の中心部にある処理ブロックに含まれるホトセンサ画素の数より多くする
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項５】
前記ホトセンサ処理手段は、前記カウントした数がオン判断数またはオフ判断数を基準にしてオン／オフを判断する
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項６】
前記ホトセンサ処理手段は、外光強度が強い程に前記オン判断数を小さく設定するか、または、前記オフ判断数を大きく設定する
ことを特徴とする請求項５記載の平面表示装置。
【請求項７】
前記処理ブロックを構成するホトセンサ画素の中で中央部に位置するホトセンサ画素を検出画素とし、その周辺のホトセンサ画素を非検出画素とする
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項８】
前記処理ブロックを構成するホトセンサ画素の中で光に反応するホトセンサ画素と、光に反応しないホトセンサ画素を混在させる
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項９】
前記処理ブロックは、横方向に長い
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項１０】
前記処理ブロックは、縦方向に長い
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項１１】
前記ホトセンサ処理手段は、前記プリチャージ電圧を変化させて印加することによりオン状態、または、オフ状態の前記ホトセンサの数が目標値に近くなるようにするキャリブレーションを行う
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項１２】
前記ホトセンサ処理手段は、前記プリチャージ電圧をニュートン法により印加する
ことを特徴とする請求項１１記載の平面表示装置。
【請求項１３】
前記ホトセンサ処理手段は、前記プリチャージ電圧の変化速度を前記目標値に近づくにつれて遅くする
ことを特徴とする請求項１１記載の平面表示装置。
【請求項１】
アレイ基板上に互いに直交して配置される複数本の信号線及び第１ゲート信号線と、
前記信号線と前記第１ゲート信号線との交点近傍に設けられた表示用スイッチング素子と、この表示用スイッチング素子に接続された画素電極とを含む表示画素と、
前記信号線に映像信号を供給すると共に前記第１ゲート信号線にゲート信号を供給して映像を表示する表示用制御手段と、
を有する平面表示装置において、
前記アレイ基板上に複数のホトセンサ画素がマトリックス状に設けられ、
前記各ホトセンサ画素からのホトセンサ信号を読み取るホトセンサ処理手段が設けられ、
前記ホトセンサ画素は、
前記第１ゲート信号線と平行に配された第２ゲート信号線からの第２ゲート信号によってオン／オフする第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子がオン状態のときに、前記信号線と平行に配されたプリチャージ電圧供給線から所定のプリチャージ電圧が印加されて電荷が蓄積されるコンデンサと、
前記コンデンサにより蓄積された電荷を光の強弱に応じて光リーク量を変化させて放電するホトセンサと、
前記コンデンサからの放電電圧に基づいてオン／オフする第２スイッチング素子と、
前記第１ゲート信号線と平行に配された第３ゲート信号線からの第３ゲート信号によって、前記第２スイッチング素子とホトセンサ信号出力線との間をオン／オフする第３スイッチング素子と、
を有し、
前記マトリックス状に配された複数のホトセンサ画素で一つの処理ブロックを構成し、
前記ブロックが前記アレイ基板上に複数設けられ、
前記ホトセンサ処理手段は、
（１）前記プリチャージ電圧供給線から前記プリチャージ電圧を印加すると共に、前記第３スイッチング素子がオン状態のときに、前記第２スイッチング素子のオン／オフ状態によって変化する前記ホトセンサ信号出力線の電位をホトセンサ信号として読み取り、
（２）前記処理ブロック毎にオン状態、または、オフ状態の前記ホトセンサの数をカウントし、前記カウントした数によって前記処理ブロックにおける前記ホトセンサがオン状態、または、オフ状態であるかを判断する
ことを特徴とする平面表示装置。
【請求項２】
前記一つの処理ブロックを構成するホトセンサ画素の数を、外光強度が弱いほど少なくする
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項３】
前記一つの処理ブロックを構成するホトセンサ画素の数を光ペン入力を行う場合の方が指入力を行う場合より多くして、解像度を上げる
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項４】
前記アレイ基板上の表示領域において、前記表示領域の周辺部にある処理ブロックに含まれるホトセンサ画素の数を、前記表示領域の中心部にある処理ブロックに含まれるホトセンサ画素の数より多くする
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項５】
前記ホトセンサ処理手段は、前記カウントした数がオン判断数またはオフ判断数を基準にしてオン／オフを判断する
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項６】
前記ホトセンサ処理手段は、外光強度が強い程に前記オン判断数を小さく設定するか、または、前記オフ判断数を大きく設定する
ことを特徴とする請求項５記載の平面表示装置。
【請求項７】
前記処理ブロックを構成するホトセンサ画素の中で中央部に位置するホトセンサ画素を検出画素とし、その周辺のホトセンサ画素を非検出画素とする
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項８】
前記処理ブロックを構成するホトセンサ画素の中で光に反応するホトセンサ画素と、光に反応しないホトセンサ画素を混在させる
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項９】
前記処理ブロックは、横方向に長い
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項１０】
前記処理ブロックは、縦方向に長い
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項１１】
前記ホトセンサ処理手段は、前記プリチャージ電圧を変化させて印加することによりオン状態、または、オフ状態の前記ホトセンサの数が目標値に近くなるようにするキャリブレーションを行う
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項１２】
前記ホトセンサ処理手段は、前記プリチャージ電圧をニュートン法により印加する
ことを特徴とする請求項１１記載の平面表示装置。
【請求項１３】
前記ホトセンサ処理手段は、前記プリチャージ電圧の変化速度を前記目標値に近づくにつれて遅くする
ことを特徴とする請求項１１記載の平面表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【公開番号】特開２００７−１１１５２（Ｐ２００７−１１１５２Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９４４３６（Ｐ２００５−１９４４３６）
【出願日】平成１７年７月１日（２００５．７．１）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１日（２００５．７．１）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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