显示装置和检测方法

专利名称：显示装置和检测方法
技术领域：
本发明涉及通过光量检测对被检测物是否触摸显示画面等进行检测 的技术。
背景技术：
近年来，开发了在液晶面板之类的显示装置的像素内配置光传感器并 能通过光从显示画面输入信息的技术。该显示装置的像素内的光传感器， 构成为具有例如光电二极管和电容器，根据光电二极管的受光量改变电 容器的电荷量，通过检测电容器两端的电压人体检测出该光传感器的受光在这样的构成中，为了提高对手指是否触摸显示画面的判别精度、或 坐标位置的计算精度，提出了在检测出所拍摄的图像的边缘的同时，使用 该边缘图像判别物体是否触摸显示画面的技术(例如参照专利文献1)。专利文献1:日本特开2006—244446号公报但是，在上述技术中，当触摸面板面时检测出手指鼓起的状态，判别 为已完成触摸操作，所以无法判别手指以外的没有弹力性的被检测物的触摸。发明内容本发明正是鉴于如上所述的情况而完成的发明，其目的之一在于，提 供可以检测出没有弹力性的被检测物是否触摸显示画面的显示装置和检 测方法。为了实现上述目的，本发明的显示装置的特征在于，具有多个显示 像素，在显示画面上显示图像；第一以及第二光传感器，与上述显示像 素对应设置并分别检测入射光量；光学构件，其使来自第一方向的光入 射至上述第一光传感器并使来自与上述第一方向不同的第二方向的光入射至上述第二光传感器；存储电路，其对使用上述第一传感器以及第二 传感器分别在第一期间检测出的第一检测结果和第二检测结果进行存储；比较电路，其在上述第一期间之后的第二期间，使用上述第一传感 器以及第二传感器分别检测出第三检测结果和第四检测结果，然后将上 述第三检测结果与上述第一检测结果进行比较，将上述第四检测结果与 上述第二检测结果进行比较；和判别电路，其根据该比较结果判别被检 测物是否触摸显示画面。通过本发明，根据第一以及第二传感器的检测 结果判别被检测物已触摸显示画面。在本发明中，可以使用遮光构件或透镜层作为光学构件。在这里，在 使用遮光构件作为光学构件的情况下，该光学构件优选为遮挡从上述第 二方向入射到上述第一光传感器的光、并且遮挡从上述第一方向入射到 上述第二光传感器的光的结构。进而，上述遮光构件的结构可以为具有 在上述第一以及第二光传感器的邻接边界开口的开口部，特别优选的结 构是在上述显示像素的视觉辨识或从背面方向观察时，上述遮光构件的 与上述第一以及第二光传感器对应的开口部的中心线与上述第一以及第 二光传感器的邻接边界线一致。另外，在本发明中，可以构成为具有对上述多个显示像素之间进行遮 光的黑矩阵且上述黑矩阵兼用作上述遮光构件。另一方面，当使用透镜层作为光学构件时，优选的结构是该透镜层被 设置在上述第一以及第二光传感器的入射侧，是向上述入射侧凸起的透 镜层。由此，可以提高光传感器的检测精度。其中，本发明并不仅仅可以是显示装置，作为显示装置的检测方法也 可以进行概括。在概括为检测方法的情况下，是由上述第一光传感器检 测出的像和由上述第二光传感器检测出的像接近的情况，当像的移动速 度不同时，可以判别被检测物正从对移动速度更小的像进行检测的光传 感器的入射方向接近，当由上述第一光传感器检测出的像和由上述第二 光传感器检测出的像的距离与预先设定的阈值相比减小时，可以判别被 检测物已触摸显示画面。


图1是表示本发明的实施方式的显示装置的结构的图。 图2是表示该显示装置的像素的一个例子的图。 图3是表示该显示装置中像素和遮光构件的配置的图。 图4是表示该显示装置中光学路径的图。图5是表示该显示装置中的操作检测的流程图。 图6是表示该显示装置中的操作检测的流程图。 图7是表示该显示装置中的操作检测的流程图。 图8是表示该显示装置中的操作检测的流程图。 图9是表示该显示装置中光传感器和透镜层的位置关系的图。 图中IO—控制电路，12、 16—Y驱动器，14一X驱动器，18 —读出 电路，20 —判别电路，IIO —像素，112 —扫描线，114一数据线，120 —显 示系统，124 —液晶元件，130R、 130L—光传感器，134 —光电二极管，142、 143 —控制线，144R、 144L一读出线，150 —遮光构件。
具体实施方式
以下，参照

本发明的实施方式。该实施方式中的显示装置例如是汽车导航系统的显示部分，配置在车 辆的仪表板的中央。其中，在该说明中，就驾驶座侧以及副驾驶座恻而言， 将朝向车辆的前进方向以右侧为驾驶座侧(左侧为副驾驶座侧)的右舵车 为基准。为此，如果反过来从显示装置进行观察，则左侧成为驾驶座侧(右 侧成为副驾驶座侧)。图1是表示该显示装置1的结构的图。其中，关于汽车导航系统中显 示和输入以外的结构，因为与本发明没有直接关系，所以省略。如该图所示，显示装置1具有控制电路10、 Y驱动器12、 X驱动器 14、 Y驱动器16、读出电路18、判别电路12以及显示面板100。其中，在显示板100中，像素110排列成矩阵状。在这里，参照图2说明像素110。像素110实际上如图1所示排列成矩阵状，从排列成矩阵状的像素中 选出任意一个像素并将其示于图2。其中，在矩阵状的排列中，扫描线112在X方向上延伸并由一行的像素110共用，数据线U4在Y方向上延伸并由一列像素共用。同样地，控 制线142、 143在X方向上延伸并由一行像素共用，读出线144R、 144L 的对在Y方向上延伸并由一列像素共用。如图2所示，像素IIO分成显示系统120、和光传感器130R、 130L。其中，显示系统(显示像素)120具有n沟道型的晶体管122、液晶 元件124和存储电容126。晶体管122的栅电极与扫描线112连接，源电 极与数据线114连接，漏电极与作为液晶元件124的一端的像素电极和存 储电容126的一端共同连接。液晶元件124的另一端是被保持成电压Vcom 且在各像素110共用连接的公共电极128。其中，在本实施方式中，即便是存储电容126的另一端，对于各像素 都保持成电压Vcom，所以从电学的角度来看是与公共电极128共用连接。液晶元件124为透过型，众所周知，通过与晶体管122的漏电极连接 的像素电极和在各像素110中共用的公共电极夹持液晶，成为与像素电极 和公共电极所保持的电压的有效值相对应的透过率。在这样的液晶元件124中，如果扫描线112成为与阈值以上的电压相 当的H电平，则晶体管122成为导通状态，提供给数据线114的电压被施 加到像素电极。为此，当扫描线112成为H电平时，若使数据线114为与 灰度对应的电压，则向液晶元件124写入与该灰度对应的电压和电压Vcom 的差电压。另外，如果扫描线112成为L电平，则晶体管122截止，但写 入到液晶元件124的差电压是由液晶元件124自身的电压保持性以及并联 存储电容126所保持，所以液晶元件124成为与所保持的差电压相对应的 透过率。光传感器130R、 130L的电学结构是相互共用的。为此，以光传感器 130R为例进行说明，该光传感器130R具有晶体管131、 132、 133、 pin 型的光电二极管134、和传感器电容135。晶体管131是使传感器电容135 进行电压预充电的元件，其栅电极与控制线142连接，其源电极与供给电 压Pre的供电线连接，其漏电极分别与光电二极管134的阴极、传感器电 容135的一端以及晶体管132的栅电极连接。光电二极管134与传感器电 容135在晶体管131的漏电极(晶体管132的栅电极)和电压基准的接地 电位Gnd之间并联。晶体管132的源电极被接地到电位Gnd，其漏电极与用于读出的晶体管133的源电极连接。晶体管133的栅电极与控制线143 连接，其漏电极与读出线144R连接。
在这里，光电二极管134的受光层是由与晶体管122、 131、 132、 133 的有源层相同的层形成。详细地说，光电二极管134具有由p层、i层、n 层构成的pin结构，但这些层由与晶体管122、 131、 132、 133的有源层相 同的层形成。由此，通过晶体管122的形成工序，晶体管131、 132、 133 以及光电二极管134也可以同时形成。
在光传感器130R中，首先，控制线142成为H电平，此时晶体管131 导通，所以传感器电容135被预充电电压Pre。当控制线142成为L电平 而晶体管131截止时，在光电二极管134中，随着入射光量的增多而在反 偏压方向有大量漏电流流过，所以传感器电容135的保持电压从预充电电 压Pre开始减少。详细地说，就传感器电容135的一端而言，如果光电二 极管134的漏电流减少，则大致维持预充电电压Pre，随着漏电流的增多 而接近电压零。
此时，在将读出线144R预充电至规定电压之后，如果使控制线143 为H电平，则晶体管133导通，所以晶体管132的漏电极与读出线144R 连接。向光电二极管134的入射光量少，只要传感器电容135的一端被大 致保持成预充电电压Pre，则晶体管132大致成为导通状态，所以读出线 144R从预充电电压向电压零急剧变化。另一方面，向光电二极管134的 入射光量多，只要传感器电容135的一端通过漏电流而大致为电压零，则 晶体管132大致成为截止状态，所以读出线144R几乎从预充电电压没有 变化。
因此，使控制线142从H电平为L电平，随后使控制线142为H电 平，此时根据读出线144R是否从预充电电压发生变化，可以判别向与控 制线142 (143)和读出线144R的交叉对应的光传感器130R的入射光量 是多还是少。
其中，在这里对光传感器130R进行了说明，但对于光传感器130L也 是一样的。即，使控制线142从H电平为L电平，随后使控制线143为H 电平，此时根据读出线144L是否从预充电电压发生变化，可以判别向与 控制线142 (143)和读出线144L的交叉对应的光传感器130L的入射光量是多还是少。
在图2中，对扫描线112、控制线142、 143均不相同的情况进行了说 明，但可以兼用一部分。同样地，对数据线114、电压Pre的供电线均不 相同的情况进行说明，但可以兼用一部分。
另外，在实施方式中，对于一个显示系统而言采取具有一组的光传感 器130R、 130L的构成，但可以按照例如相对于四个显示系统120而言具 有一组光传感器130R、 130L的方式，例如相对于多个显示系统而言具有 一组，另外，可以相对于两个显示系统120而言设置一组光传感器130R、 130L。
说明返回至图l，控制电路10是对Y驱动器12、 X驱动器14、 Y驱 动器16以及读出电路18进行控制的电路。
Y驱动器12按照基于控制电路10的控制，顺次选择显示面板100中 的扫描线112，使所选择的扫描线为H电平，使未选择的扫描线为L电平。 X驱动器14将与位于所选择的扫描线的像素110的灰度相对应的电压施 加给数据线114。
其中，X驱动器14从省略图示的主控制电路接受应显示的图像信号 的供给，将其变换成适于显示的电压并提供给数据线。
Y驱动器16按照基于控制电路10的控制，使显示面板100中控制线 142从H电平成为L电平，然后按照像素110的一行一行的顺序执行使成 对的控制线143成为L电平的动作。
兼用作检测电路的读出电路18在将各列的读出线144R、 144L预充电 之后读出电压，检测出已读出的电压是否从预充电电压变化。详细地说， 就读出电路18而言，如果读出线的电压从预充电电压向电压零变化，则 检测为向由该读出线的列和Y驱动器16中成为控制对象的行所规定的像 素的光传感器的入射光量多，如果读出线的电压未从预充电电压变化，则 检测为向由该读出线的列和成为控制对象的行所规定的像素的光传感器 的入射光量少。
因此，在顺次选择扫描线112，并且将与位于所选择的像素的灰度对 应的电压施加给数据线114，由此可以使显示系统120的液晶元件124保 持与该灰度对应的电压。另一方面，顺次控制每一对(行)控制线142、 143，并且在每次进行 各行的控制时判别各列的读出线144R、 144L的电压变化，由此可以对所 有像素检测向光传感器的入射光量的大小。
其中，将从第一行至最后一行对控制线142、 143进行控制所需的期 间称为传感器帧期间。在该实施方式中，使扫描线H2、控制线142，143 相互独立，所以传感器帧期间与显示图像所需的垂直扫描期间没有关系。
判别电路20是对光传感器130R、 130L的检测结果的所有像素量以几 帧的期间量进行存储，并且从该存储内容判别按照后述的步骤向显示面板 100的操作状态。因此，判别电路20也兼具存储电路、比较电路的功能。
图3是表示以显示面板100的上方向为纸面上方向而从背面方向(观 察方向的相反侧)观察时遮光构件(黑矩阵)相对于像素110的矩阵排列 的配置的俯视图。在该图中，由于是从显示面板100的背面方向(即后述 的图6的下侧)观察，所以左侧成为驾驶座侧，右侧成为副驾驶座侧。其 中，当从观察侧进行观察时，则图3中左右颠倒。
如图1或图3所示，像素110成为在纵、横方向上连续配置的矩阵排列。
在此，与一个像素110对应的显示系统120为矩形，再有， 一组光传 感器130R、 130L在显示系统120的下方沿横向排列。
遮光构件150按照图3中附加的影线的方式进行配置。g卩，遮光构件 150具有与显示系统120的形状一致的开口部152、和与光传感器130R、 130L—致的矩形形状的开口部154。在图3中，光传感器130R、 130L交 替配置。此外，在从图3的左侧按照光传感器130R、 130L的顺序排列的 场所，以跨过光传感器130R和130L的方式设置有遮光构件150。另一方 面，在从图3的左侧按照光传感器130L、 130R的顺序排列的场所，以跨 过光传感器130L和130R的方式设置有开口部154。在这里，如图3所示， 按照使相同像素110中的光传感器130R、 130L的边界与遮光构件150中 的矩形形状的中心线138—致的方式设置遮光构件150。另外，遮光构件 150可以构成为具有以包含相同像素110中所含的光传感器130R、 130L 的边界线的方式开口的开口部154，对相邻的像素110中的光传感器130L、 130R的边界进行遮光。图4是以显示面板100的上方向为纸面近前方向来表示显示面板100 的剖面结构的图。遮光构件150如该图所示被设置得比光传感器130R、 130L更靠近观察侧，所以光传感器130R朝向驾驶座侧开口，对朝向副驾 驶座侧的方向进行遮光，相反地，光传感器130L朝向副驾驶座侧开口， 对朝向驾驶座侧的方向进行遮光。为此，光传感器130R不入射来自副驾 驶座侧方向的光而入射来自驾驶座侧方向的光，光传感器130L不入射来 自驾驶座侧方向的光而入射来自副驾驶座侧方向的光。
其中，为了使向光传感器130R的入射光线的延长线集中在驾驶座， 使向光传感器130L的入射光线的延长线集中在副驾驶座，可以使光传感 器130R、 130L的间距p、或遮光构件150的与光传感器对应的开口部的 宽度W，自显示面板100的中央向两端发生变化。
另外，如本实施方式所示，在使液晶元件124为透过型的情况下或在 使其为半透过半反射型的情况下，由背光灯照射的光透过液晶元件124。 此时，为了使基于背光灯的照射光不会入射到晶体管124的有源层以及光 电二极管134的受光层，与上述遮光构件150不同的层所形成的遮光膜被 设置在有源层(受光层)和背光灯之间。
接着，对使用这样的光传感器130R、 130L检测对显示面板100的操 作的原理进行说明。图6是当从显示面板100的上面观察时以手指之类的 被检测物为球体表示其接近的图，图7是表示其接近的光量变化的图。
首先，在外部比较亮的状态下，当从显示面板100至驾驶座侧，副驾 驶座侧存在手指之类的被检测物时，该被检测物有影子，即相对于背景出 现变暗的部分，由光传感器130R、 130L检测出。另一方面，在夜间或隧 道行进等外部比较暗的情况下，基于背光灯(省略图示)的照射光由被检 测物反射，入射到光传感器130R、 130L，所以被检测物的像与背景相反 而变亮。
为此，无论是在外部明亮的情况下，还是在外部昏暗的情况下，光量 与背景部分相比减少或增加的部分当中，可以将由光传感器130R确定的 像作为R像、将由光传感器130L确定的像作为L像进行处理。
接着，如图6所示，在被检测物从副驾驶座侧接近显示面板100的情 况下，认为该手指经过地点(a)、 (b)、 (c)。此时，认为由光传感器130R确定的R像以及由光传感器130R确定的L像成为图7的(a)、 (b)、 (c)
中所示的像。
艮口，随着被检测物向显示面板100的接近，R像和L像相互接近，当 达到被检测物触摸显示面板100的状态时，认为R像和L像大致重叠。
在这里，只要是被检测物从副驾驶座侧接近显示面板100的情况，当 对R像和L像的移动速度进行比较时，就认为R像的移动速度大于L像 的移动速度。相反地，虽未图示，但在被检测物从驾驶座侧像显示面板100 接近时，当对R像和L像的移动速度进行比较时，认为L像的移动速度 大于R像的移动速度。
另外，如图6 (b) (d)所示，当被检测物在相对于显示面板100 保持等距离的状态下平行移动时，如图8所示，R像、L像也移动，但认 为R像和L像的距离保持恒值而没有变化。
其中，光传感器130R、 130L所检测的光的入射方向互不相同，另外， 遮光构件150和光传感器130R、 130L的距离，与遮光构件150和显示面 板100的表面(触摸面)的距离相比极小。为此，在光传感器130R、 130L 中产生一定的视差，即便是在被检测物触摸显示面板100的状态下，R像 和L像也不会完全重叠。
例如，在实际的显示面板100中，当使像素110的排列间距为40(im 时，光传感器130R、 130L的间距p成为20^im。此时，如图4所示，当 使液晶层的厚度(光传感器和遮光构件的距离)d为5pm、使观察侧基板 的厚度d为其100倍即500|Lim时，被检测物位于面板表面时的R像和L 像的视差q成为传感器间距p的100倍即2000jLim。
为此，即便R像和L像错位，只要其差在2000pm左右以内，就可以 判别为处于被检测物触摸显示面板100的状态。
图5是具体表示该检测步骤的流程图。
就判别电路20而言，首先，在获得所有像素的来自光传感器130R、 130L的检测结果时，在步骤Sal中，存储该检测结果以便在执行下一次 的步骤Sal时进行比较，并且读出在1个传感器帧期间之前取得的检测结 果，比较这一次和前一次，判别是否发生状态变化。其中，对所有像素取 得光传感器130R、 130L的检测结果，但可以不是所有的像素。在首先执行步骤Sal的情况下，由于不曾存储在1个传感器帧期间之
前取得的结果，所以在存储1传感器帧量之后进行上述判别。
如果判别其没有变化，则成为"否"，准备经过了 1传感器帧期间时
的下一次。另一方面，如果判别其有变化，则成为"Yes"，处理步骤移行 至步骤Sa2。
其中，该步骤Sal的执行时间为取得所有像素的来自的光传感器 130R、 130L的检测结果时。因此，在本实施方式中，以传感器帧的期间 周期来执行步骤Sal。
判别电路20对步骤Sal中判别的状态变化是否是R像或L像的移动 进行判别(步骤Sa2)。
在这里，状态变化如果不是R像或L像的移动，则其是手指等被检测 物的移动以外的因素引起的状态变化。为此，判别电路20将判别结果设 为"否"，准备经过了 1传感器帧期间时的下一次。
另一方面，在步骤Sa2中状态变化是R像或L像的移动时，判别电路 20将判别结果设为"是"，判别R像和L像之间的距离与上一次相比是否 发生变化(步骤Sa3)。
如果R像和L像之间的距离没有变化，即如果是恒定的，则如图8 (b) (d)所示，其是手指在相对于显示面板100保持等距离的状态下 平行移动时的动作，所以判别电路20将判别结果设为"否"，准备经过了 1传感器帧期间时的下一次。
另一方面，如果在步骤Sa3中判别R像和L像之间的距离发生变化， 判别电路20进而判别该距离的变化是否是缩小方向(步骤Sa4)。
如果该距离的变化不是縮小方向，即是增大，则其是手指(被检测物) 远离显示面板100的动作。为此，判别电路20将步骤Sa4中的结果为"否"， 在步骤Sa6中判别为被检测物远离显示面板100的动作，然后，准备经过 了l传感器帧期间时的下一次。
另一方面，如果该距离的变化是縮小方向，则其是手指接近显示面板 100的动作。为此，判别电路20将步骤Sa4中的结果为"是"，在步骤Sa5 中判别为被检测物接近显示面板100的动作，进而，在步骤Sa7中，对L 像的移动距离是否小于R像的移动距离进行判别。其中，在本实施方式中，当判别为手指远离显示面板ioo的动作时(步 骤Sa6)或者判别为手指接近显示面板100的动作时，仅为该判别，而未 进行任何控制，但例如可以执行对显示画面进行变更之类的控制。
如果L像的移动距离小于R像的移动距离，则其表示被检测物正从副 驾驶座侧接近。为此，判别电路20将判别结果设为"是"，在步骤Sa8中 判别为被检测物是从副驾驶座侧接近。
另一方面，如果L像的移动距离不比R像的移动距离小，则其表示被 检测物正从驾驶座侧接近。为此，判别电路20将判别结果设为"否"，在 步骤Sa9中判别为被检测物是从驾驶座侧接近。
此外，在步骤Sa8或Sa9之后，判别电路20对如图7 (c)所示的R 像和L像的距离n是否小于考虑视差而预先设定的阈值进行判别(步骤 SalO)。如果R像和L像的距离小于阈值，则判别电路20在步骤Sa11中 判别为被检测物已触摸显示面板100，执行规定的控制。例如，在判别电 路20判别为例如己触摸时，以R像的重心和L像的重心的中间坐标为触 摸中心坐标计算出来，将该坐标和已触摸操作的意思通知给汽车导航系统 的主控制电路。由此，执行与该触摸操作一致的处理。其中，作为与该触 摸操作一致的处理，例如考虑为对显示画面进行切换、对映像，无线电等 的控制、如果已完成触摸操作的坐标与图符显示位置一致而执行与该图符 相对应的处理等。在步骤Sall之后，处理顺序返回到步骤Sal，准备经过 了传感器帧期间时的下一次判别。
另一方面，如果R像和L像的距离为阈值以上，则意味着尽管被检测 物接近显示面板IOO，但并未触摸显示面板。为此，判别电路20准备经过 了l传感器帧期间时的下一次。
如此，判别电路20在每当取得所有像素的来自光传感器130R、 130L 的检测结果时，反复执行步骤Sal Sa11的处理。
在这样的步骤Sal Sa11的处理中，如果就坐于驾驶座侧和副驾驶座 侧的人使手指接近显示面板100，则步骤Sal Sa4的判别结果均为"是"。 进而，如果是从副驾驶座侧的接近，则步骤Sa7的判别结果为"是"，如 果是从驾驶座侧的接近，则步骤Sa7的判别结果为"否"。此外，如果手 指等接近至触摸显示面板100的程度，则步骤SalO的判别结果为"是"，如果没有接近，则步骤SalO的判别结果为"否"。
其中，如果没有进行任何动作，或者如果停止接近或远离动作等，相
对于1传感器帧之前没有状态变化，步骤Sal的判别结果为"否"。另外， 即使进行任何动作，但当在相对于显示面板ioo保持等距离的状态下使手 指等相对于面板面平行移动时，步骤Sa3的判别结果为"否"。
进而，即便有状态变化，如果R像和L像的距离向增大的方向变化， 判别为手指等远离显示面板100的动作(步骤Sa5)。
另外，在这里，使R像、L像的距离变化为判别对象，但该距离变化 是在与l传感器帧之前的比较中求得的变化，所以与检测出R像、L像的 移动距离基本相等。因此，可以直接求出R像、L像的移动速度作为比较 对象。
如此在本实施方式中，根据基于光传感器130R的R像和基于光传感 器130L的L像的时间变化，检测出手指等从何方向接近 远离。进而， 当R像和L像的距离小于阈值时，判别为己完成触摸操作，所以不需要被 检测物的弹性。为此，在本实施方式中，还可以对基于硬质的触摸笔等的 触摸操作进行判别。
其中，在本实施方式中，在1个像素中设置一组光传感器130R、 130L， 但触摸时图像的边缘的扩展是没有关系的，所以并不如此要求光传感器的 排列密度。为此，如上所述，可以相对于多个像素以一组的比例设置光传 感器130R、 130L，另外，在1传感器帧中，仅对一部分像素取得光传感 器130R、 130L的检测结果。
另外，如上所述在本实施方式中，不仅可以检测出手指等的接近*远 离，还可以检测出在相对于显示面板IOO保持等距离状态下的平行移动。 详细地说，上述步骤Sa3中的判别结果成为"否"，在该状态仅以规定的 传感器帧数连续时，可以检测出手指等在相对于显示面板IOO保持等距离 的状态下的平行移动。进而，求出该L像、R像的移动方向、移动量，还 可以检测出手指等的平行移动方向、移动量。
为此，对于所显示的图像，可以根据检测出的平行移动的操作以及平 行移动量，进行变更控制，例如对地像或菜单画面的巻动方向、巻动 量进行控制。在实施方式中，作为实现如下所述功能的光学构件的一例，例示了遮
光构件150，所述功能是相对于光传感器130R，阻断来自朝向副驾驶座侧 的方向的光，使来自驾驶座侧的方向的光入射；相对于光传感器130L， 阻断来自驾驶座侧的方向的光，使来自副驾驶座侧的方向的光入射。对于 同样的功能，即便是遮光构件150以外的构件也能实现。例如，即使如图 9所示使用透镜层160来代替遮光构件150也能够实现。在这里，透镜层 160含有将在图中向上凸起且在纸面垂直方向延伸存在的横截面为半圆 柱形状的透镜配置在每一列光传感器130R、 130L上的双凸透镜160a、和 层部分160b。在这里，在各透镜中最应该突出的部分形成为平面状，该平 面部分触摸构成显示面板100的观察侧的透明基板102。其中，透明基板 102的触摸面中与双凸透镜160a的间隙是层部分160b，其折射率被设定 成低于构成双凸透镜160a的材质的折射率。
通过这样的透镜层160，在双凸透镜160a中应突出的部分形成为平面 状，所以可以减小层的厚度，在此基础上相对于光传感器130R而言，可 以使来自驾驶座侧的方向的光更多地入射到光传感器130，相对于光传感 器130L而言使来自副驾驶座侧的方向的光更多地入射，因此也可以提高 检测灵敏度。
其中，如图9所示，图3中与开口部154对应的部分没有必要形成为 透镜形状，可以为平坦部。即，在图9中，光传感器130R、 130L交替配 置。此外，在从图9的左侧按照光传感器130R、 130L的顺序排列的场所， 设置成透镜形状。另一方面，在从图9的左侧按照光传感器130R、 130L 的顺序排列的场所，以跨过光传感器130L和130R的方式设置有平坦部。 根据光传感器130R或光传感器130L的位置关系入射到与该平坦部对应的 场所的光，该光的方向被限制。另外，在从图9的左侧按照光传感器130R、 130L的顺序排列的场所，通过透镜限制光的方向。
关于实施方式中的光电二极管134的受光层，可以由非晶硅层形成。 详细地说，用与晶体管131等的源 漏电极相同的层形成光电二极管的第 一电极，用在第一电极上设置的非晶硅层形成光电二极管的受光层，用与 像素电极相同的层形成光电二极管的第二电极，可以沿着纵向方向(基板 垂直方向)设置第一电极、受光层、第二电极。这样的光电二极管可以仅通过追加成为受光层的非晶硅层而形成。
在实施方式中，关于遮光构件150，其构成为兼用作黑矩阵，但在液
晶元件124为透过型或半透过半反射型的情况下，可以使反射层形成图案
后使用。
进而，仅使显示系统120为一种，但准备仅在驾驶座侧方向显示例如 导航图像的显示系统和仅在副驾驶座侧方向显示其他图像的显示系统这 两种显示系统，可以分别显示各不相同的图像。
在这里，当显示在驾驶座侧方向和副驾驶座侧方向不相同的图像时， 优选如下所示的结构，即当判别为从副驾驶座侧已完成触摸操作时，禁止 驾驶座侧方向的图像的变更，仅变更副驾驶座侧方向的图像，相反地，当 判别为从驾驶座侧完成触摸操作时，禁止副驾驶座侧方向的图像的变更， 仅变更驾驶座侧方向的图像。通过这样的结构，仅变更控制向已完成触摸 操作者的图像。可以防止已完成触摸操作的方向和进行变更控制的图像的 交错。
另外，像素的排列在所谓一行中作为仅移位半个像素的嵌镶排列，可 以改善显示分辨率。
其中，在上述的实施方式中，在能与手指等已触摸显示面板100的状 态视为等同的情况下，虽判别为已完成触摸操作，但可以使阈值增大若干， 在达到最近距离至某种程度的阶段，即在检测出来自任意方向的手指等已 接近的阶段，判断为已完成触摸操作。
另外，在上述的实施方式中，以显示面板IOO为液晶显示装置进行说 明，但在其他的显示装置例如有机EL装置或等离子显示装置等中，通过 向各像素中装入同样的光传感器130R、 130L，同样可以检测出接近方向 以及触摸操作。
作为已应用了显示装置的电子设备，除了上述的汽车导航系统之外， 还可以举出如移动电话机、数码相机、电视机、取景器型、监视器直视型 的磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子笔记本、台式电子计算器、 文字处理器、工作站、电视电话、POS终端等那样需要检测出触摸操作的
设备等。
权利要求
1. 一种显示装置，其具备多个显示像素，在显示画面上显示图像；第一以及第二光传感器，与所述显示像素对应设置并分别检测入射光光学构件，其使来自第一方向的光入射至所述第一光传感器，并使来 自与所述第一方向不同的第二方向的光入射至所述第二光传感器；存储电路，其对使用所述第一传感器以及第二传感器分别在第一期间 检测出的第一检测结果和第二检测结果进行存储；比较电路，其在所述第一期间之后的第二期间，使用所述第一传感器 以及第二传感器分别检测出第三检测结果和第四检测结果，然后将所述 第三检测结果与所述第一检测结果进行比较，将所述第四检测结果与所 述第二检测结果进行比较；和判别电路，其根据该比较结果判别被检测物是否触摸显示画面。
2. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 所述光学构件是遮挡从所述第二方向入射到所述第一光传感器的光、并且遮挡从所述第一方向入射到所述第二光传感器的光的遮光构件。
3. 如权利要求2所述的显示装置，其特征在于， 所述遮光构件具有在所述第一以及第二光传感器的邻接边界开口的开口部。
4. 如权利要求3所述的显示装置，其特征在于， 在所述显示像素的视觉辨识或从背面方向观察时，所述遮光构件的与所述第一以及第二光传感器对应的开口部的中心线与所述第一以及第二 光传感器的邻接边界线一致。
5. 如权利要求2所述的显示装置，其特征在于， 该显示装置还具有对所述多个显示像素之间进行遮光的黑矩阵， 所述黑矩阵兼用作所述遮光构件。
6. 如权利要求l所述的显示装置，其特征在于， 所述光学构件被设置在所述第一以及第二光传感器的入射侧，是向所述入射侧凸起的透镜层。
7. —种显示装置的检测方法，所述显示装置具有 多个显示像素，在显示画面上显示图像；第一以及第二光传感器，与所述显示像素对应设置并分别检测入射光 量；禾口光学构件，其使来自第一方向的光入射至所述第一光传感器并使来自 与所述第一方向不同的第二方向的光入射至所述第二光传感器， 该检测方法包括对使用所述第一传感器以及第二传感器分别在第一期间检测出的第 一检测结果和第二检测结果进行存储的步骤；在所述第一期间之后的第二期间，使用所述第一传感器以及第二传感 器分别检测出第三检测结果和第四检测结果，然后将所述第三检测结果 与所述第一检测结果进行比较，将所述第四检测结果与所述第二检测结 果进行比较的步骤；根据该比较结果判别被检测物是否己触摸显示画面的步骤。
8. 如权利要求7所述的显示装置的检测方法，其特征在于， 在根据所述第一乃至第四检测结果判断为由所述第一光传感器检测出的像和由所述第二光传感器检测出的像正在接近的情况下，当将所述第三检测结果与第一检测结果进行比较时，求出由所述第一 光传感器检测出的像的移动速度，当将所述第四检测结果与第二检测结果进行比较时，求出由所述第二 光传感器检测出的像的移动速度，在由所述第一光传感器检测出的像的移动速度小于由所述第二光传 感器检测出的像的移动速度时，判别为被检测物正从第一方向接近，在由所述第二光传感器检测出的像的移动速度小于由所述第一光传 感器检测出的像的移动速度时，判别为被检测物正从第二方向接近。
9. 如权利要求7所述的显示装置的检测方法，其特征在于，在由所述第一光传感器检测出的像与由所述第二光传感器检测出的 像的距离小于预先设定的阈值时，判别为被检测物己触摸显示画面。
10. —种显示装置的检测方法，所述显示装置具有多个显示像素，在显示画面上显示图像；第一以及第二光传感器，与所述显示像素对应设置并分别检测入射光 量；禾口光学构件，其使来自第一方向的光入射至所述第一光传感器并使来自 与所述第一方向不同的第二方向的光入射至所述第二光传感器， 该检测方法包括对使用所述第一传感器以及第二传感器分别在第一期间检测出的第 一检测结果和第二检测结果进行存储的步骤；在所述第一期间之后的第二期间，使用所述第一传感器以及第二传感 器分别检测出第三检测结果和第四检测结果，然后将所述第三检测结果 与所述第一检测结果进行比较，将所述第四检测结果与所述第二检测结 果进行比较的步骤；根据该比较结果判别被检测物的接近、远离、或平行移动中的任意一 种的步骤。
全文摘要
本发明提供一种显示装置和检测方法，用于判别对显示面板(100)的触摸操作。像素(110)中的光传感器(130R)使来自驾驶座侧的光入射，光传感器(130L)使来自副驾驶座侧的光入射。在手指之类的被检测物触摸显示面板(100)时，由光传感器(130R)检测出的R像和由光传感器(130L)检测出的L像仅移位视差量，但几乎重叠。R像和L像如果小于考虑视差之后预先设定的阈值，则判别为触摸操作。
文档编号G09G3/20GK101311784SQ20081009858
公开日2008年11月26日 申请日期2008年5月22日 优先权日2007年5月25日
发明者野泽陵一 申请人:精工爱普生株式会社