专利名称：电子装置及安装在电子装置中的红外光屏蔽板的制造方法
技术领域：
本申请涉及电子装置以及安装在电子装置中的红外光屏蔽板的制造方法。
背景技术：
在移动电话或其它电子装置中，作为输入装置，代替键盘，越来越流行的是为图像显示器提供触摸面板并在对触摸面板进行触摸以对其进行操作并输入信息的同时观看显示在图像显示器上的图像。另外，有一种非接触式信息输入装置，其无需触摸图像显示器，而仅通过在图像显示器的屏幕前方移动手或物体，就能够操作和输入信息。此类非接触式信息输入装置中的一种在日本特开专利公报No. 2011-39958中被描述。在日本特开专利公报No. 2011-39958描述的非接触式信息输入装置中，来自布置在导光板的四个角处的光源的光进入导光板。导光板的后表面处的光散射结构使光偏转，以使所述光从光发射面向上发射。被相关物体反射后的光被光电检测器检测到，以检测相关物体的二维位置。另外，近年来，智能电话变得越来越流行。智能电话设置有一体式外壳，而没有键盘。这些智能电话通常具有内置于图像显示器中的触摸面板，该图像显示器设置在外壳的整个前表面上。利用这些触摸面板来执行操作和信息输入。这些智能电话安装有各种类型的传感器。这些传感器根据智能电话的使用状况检测必要情况，并提高智能电话的用户友好度。接近传感器是安装在智能电话中的这些传感器中的一种。它与发射红外光的红外光发射二极管(下文通常称为“红外光LED”或“红外光发射装置”)一起形成光学型物体检测器。光学型物体检测器检测智能电话附近的物体。智能电话中的接近传感器例如用于防止设置在智能电话的图像显示器处的触摸面板在通话时被使用者身体的一部分触碰，从而导致智能电话的误操作。即，接近传感器用于在通话时检测耳朵或其它物体对智能电话的接收器的接近，并关闭对触摸面板的输入，以防止误操作。另外，当接近传感器检测耳朵或其它物体对接收器的接近时，图像显示器的背光也关闭，从而可降低智能电话的功耗。设置有红外光LED和接近传感器的光学型物体检测器使得即使不直接接触图像显示器也能够对电子装置进行输入，因此使得即使电子装置未安装触摸面板也能够操作电子装置。此类光学型物体检测器例如可安装在电子书阅读器等中。在电子书阅读器中，如果在图像显示器的显示屏幕前方从左向右移动手，则可使显示在显示屏幕上的书翻页。可通过展开拇指与食指之间的距离的操作来放大字符，并通过闭合该距离的操作来缩小字符。将利用图1A和图1B说明设置有光学型物体检测器的电子装置的一个现有技术的示例。图1A是电子装置5的平面图，该电子装置5设置有红外光LED 1、2、3和接近传感器4。该电子装置5为例如智能电话。在中心有图像显示器6，其通过边光型背光来照明。该图像显示器6具有内置的触摸面板。如图1B所示，红外光LED 1、2和3在垂直于图像显示器6的显示屏幕的方向上发射红外光IR。红外光LED I和3围绕电子装置5的图像显示器6布置，具体地说，布置外壳边缘7的长边方向上的部分处。红外光LED 2和接近传感器4围绕电子装置的图像显示器6布置，具体地说，布置在外壳边缘7的短边方向上的部分处。
另外，如果从多个红外光LED 1、2和3朝着图像显示器6的显示屏幕前方发射的 红外光被显示屏幕前方的手或其它物体反射，则反射光输入至接近传感器4，并检测到物体 的存在。例如，如果在电子装置5的图像显示器6的显示屏幕前方移动手，则接近传感器4 检测到从红外光LED 1、2和3发射的红外光的反射光的时间差，由此检测手的移动方向。图 像显示器6的显示内容根据预先存储在电子装置5中的手的移动模式而改变。
然而，图1A和图1B所示的光学型物体检测器包括红外光传感器，该红外光传感 器围绕电子装置的图像显示器安装，具体地说，安装在长边方向上的外壳边缘处。因此， 存在这样的问题在图1A和图1B所示的光学型物体检测器中，电子装置的外壳在宽度 方向上变大，这阻碍了较小尺寸和厚度的电子装置的实现。例如，在日本特开专利公报 No. 2011-39958公开的信息输入装置中，位置检测光的光源围绕导光板布置，使得设置有信 息输入装置的电子装置的主体尺寸变大。发明内容
在一个方面中，本申请的目的在于提供一种外壳尺寸不会变大的电子装置以及安 装在电子装置中的红外光屏蔽板的制造方法。
根据一个实施方式，本申请的电子装置是一种具有液晶显示装置并以光学的方式 检测物体对所述液晶显示装置的接近的电子装置，所述液晶显示装置具有光源、导光板和 液晶面板，所述电子装置具有至少一个红外光发射装置，其沿着所述导光板的端部布置， 与所述光源并排，来自该至少一个红外光发射装置的红外光从所述液晶显示装置的显示屏 幕发射；红外光屏蔽板，其介于所述导光板与所述液晶面板之间，并设置有红外光透过区 域，该红外光透过区域使从所述至少一个红外光发射装置发射的红外光通过；红外光发射 装置，其布置在与所述红外光透过区域分开的位置处，并在垂直于所述显示屏幕的方向上 发射红外光；接近传感器，其检测红外光被所述物体反射后的光；以及控制装置，其通过来 自所述接近传感器的所述红外光的反射光的检测信号检测所述物体对所述显示屏幕的接 近。
另外，根据另一实施方式，本申请的安装在电子装置中的红外光屏蔽板的制造方 法是包括以下步骤的方法制备使红外光和可见光通过的第一通过滤光器；在所述第一通 过滤光器中掩蔽使红外光通过的区域；以及汽相沉积第二滤光器，该第二滤光器阻止红外 光通过所述第一通过滤光器。
图1A是现有技术的设置有红外光LED和接近传感器的电子装置的平面图。
图1B是示出来自图1A所示的电子装置的红外光的发射方向的侧视图。
图2A是示出本申请的电子装置的一个示例的外观的立体图。
图2B是示出图2A所示的电子装置的内部构造的分解立体图。
图3是示出图2B所示的液晶显示装置的构造的组装立体图。
图4A是示出本申请的一个实施方式的光学型物体检测器的构造的电路框图。
图4B是示出图4A中的红外光LED的布置的另一示例的局部视图。
图5A是示出图2B所示的液晶显示装置组装之后的构造以及由线D-D示出的横截面位置的立体图。图5B是示出图2B所示的液晶显示装置组装之后的构造以及由线E-E示出的横截面位置的立体图。图6A至图6C是示出图3所示的红外光屏蔽板的制造方法的工艺图。图7A是示出本申请的液晶显示装置中使用的红外光LED的外观的立体图。图7B是沿着图7A所示的红外光LED的线B-B的纵截面图。图7C是示出本申请的液晶显示装置中使用的一体式传感器的外观的立体图。图7D是沿着图5A所示的线D-D的横截面图，其示出从液晶显示装置中的背光用LED发射的光的路径。图7E是沿着图5B所示的线E-E的横截面图，其示出从液晶显示装置中的红外光LED发射的光的路径。图8是作为根据本申请的安装有光学型物体检测器的电子装置的智能电话的平面图。图9是说明图8所示的智能电话附近的物体的检测的立体图。图10是示出本申请的光学型物体检测器的另一实施方式的构造的电路框图。
具体实施例方式下面将利用附图并基于具体示例来详细说明本发明的实施方式。在以下说明的实施方式中，作为电子装置的示例，将说明功能电话(通常指移动电话)或智能电话(其性能比移动电话高)。这是因为在功能电话和智能电话当中，存在一些会使用红外光LED和接近传感器来检测物体的接近。本申请消除了设置有液晶显示装置的电子装置中的问题，所述液晶显示装置安装有光学型物体检测器并具有传统边光型背光。即，该电子装置被设计为即使电子装置安装有光学型物体检测器也能够实现较小尺寸的电子装置。另外，本申请被设计为实现红外光LED和接近传感器的自由布置。图2A示出包括智能电话10的本申请的电子装置。如图2B所示，智能电话10设置有底部外壳11和顶部外壳12，所述底部外壳11承载安装有各种电子元件13的电路板14，所述顶部外壳12承载液晶显示装置15和表面玻璃16。图3是示出图2B所示的液晶显示装置15的构造的组装立体图。图像显示器的一个示例(即，图3所示的液晶显示装置15)设置有液晶面板20、导光板21、背光用LED 22、反射板23、背光用偏光板24和彩色滤光器25。本申请的液晶显示装置15还具有红外光屏蔽板36。图3所示的液晶显示装置15组装之后的状态示出在图5A、图5B中。多个背光用LED 22在导光板21的侧面处并排，并形成LED阵列26。即，背光用LED 22沿短边方向在液晶显示装置15的侧面处并排地布置。从LED阵列26发射的光从侧面进入导光板21内部。导光板21的顶面是平坦的光滑表面。另一方面，导光板21的底面平坦且光滑，但随着远离LED阵列26而逐渐朝着顶面倾斜。倾斜的底面设置有反射板23，所述反射板23将从LED阵列26进入的光朝顶面的方向反射。反射板23在导光板21 —侧的表面上印刷有点图案(未示出)。从侧面进入并在导光板21中被反射的同时前进的光在遇到点图案时被向上反射，到达液晶面板20，然后对液晶面板20进行照明。背光用偏光板24和彩色滤光器25的功能是已知的，因此将省略 其说明。
红外光屏蔽板36布置在液晶显示装置15的导光板21的顶面一侧，并在来自红外 光LED 31、33的红外光的发射方向上的预定位置处设置有红外光透过区域36A、36B。在除 红外光透过区域36A、36B之外的位置，红外光无法穿过红外光屏蔽板36。即，本申请中的液 晶显示装置15通过将红外光屏蔽板36介于导光板21与背光用偏光板24(图3所示)之 间，并在LED阵列26的两端布置红外光LED 31、33来形成。
红外光LED 31,33无需布置在LED阵列26的两端，而是还可布置在形成LED阵列 26的背光用LED 22之间的间隙中。稍后将详细说明红外光LED 31、33的布置。
图4A示出本申请的一个实施方式的光学型物体检测器。需要指出的是，在以下对 本申请的光学型物体检测器的说明中，与图1A至图3中说明的构件相同的构件将分配相同 的标号，以便于说明。本申请的光学型物体检测器设置有红外光LED 31至33、接近传感器 34、红外光屏蔽板36和中央处理单元(CPU) 37。上述红外光LED通常被称为“红外光发射盤晋”目.ο
红外光LED 31、33布置在液晶显示装置15的导光板21处与LED阵列26相同的 短边方向上。在此实施方式中，红外光LED 31、33布置在LED阵列26的两端。LED阵列26 的总长度加上红外光LED 31、33的长度的长度在液晶显示装置15的水平宽度内。从红外 光LED 31,33发射的红外光的发射方向与来自LED阵列26的照明光的发射方向相同。红 外光进入导光板21。需要指出的是，通过在LED阵列26的两端设置红外光LED 31、33，当 照明光在LED阵列26的两端变弱时，使得LED阵列26两端的背光用LED 22的亮度高于其 它背光用LED 22的亮度。
红外光LED 32布置在与导光板21的设置有LED阵列26的端部相对一侧的导光 板21端部处。另外,接近传感器34布置在与红外光LED 32相同一侧的导光板21端部处, 并靠近红外光LED 32。在此实施方式中，红外光LED 32与接近传感器34—体地形成，以 得到一体式传感器35。三个红外光LED 31、32、33连接至接近传感器34，而接近传感器34 连接至CPU 37。在此实施方式中，来自红外光LED 31、32和33的光发射由接近传感器34 控制。另外，通过来自CPU 37的信号执行LED阵列26的光发射。通过CPU 37分析由接近 传感器34检测到的信号。也可通过来自CPU37的信号执行红外光LED 31、32和33的光发 射。
需要指出的是，红外光LED 31和33无需布置在LED阵列26的两端。如图4B所 示，红外光LED 31和33还可布置在形成LED阵列26的背光用LED 22的间隙中。在这种 情况下，设置在红外光屏蔽板36处的红外光透过区域36A、36B的位置也改变。设置红外光 透过区域36A、36B的位置是来自红外光LED 31、33的红外光的发射方向上的预定位置。通 过设置红外光LED 31、33，当来自LED阵列26的照明光发生不均匀时，使红外光LED 31,33 附近的背光用LED 22的亮度高于其它背光用LED 22的亮度，以进行调节。
图6A至图6C示出图3所示的红外光屏蔽板36的制造方法。在制造红外光屏蔽 板36时,如图6A所不，制备尺寸与导光板21相同的红外光通过/可见光通过滤光器41。 红外光通过/可见光通过滤光器41是使红外光和可见光通过的滤光器。接着，如图6B所 示，在红外光通过/可见光通过滤光器41处，通过掩模43覆盖需要通过红外光的区域。在这种状态的红外光通过/可见光通过滤光器41上，汽相沉积红外光阻挡滤光器42。结果，可生成图6C所示的滤光器，该滤光器可使可见光完全通过，而仅使必要区域36A、36B (由掩模43覆盖的部分)处的红外光通过，即，该该滤光器为红外光屏蔽板36。图7A是示出用于本申请的光学型物体检测器的红外光LED 31的外观的立体图。背光用LED 22和红外光LED 33按照与红外光LED 31相同的方式构造，使得这里作为代表性情况，将说明红外光LED 31，并且将省略对背光用LED 22和红外光LED 33的说明。红外光LED 31在其主体310的侧面处设置有红外光发射孔314。在主体310内部，如图7A的线B-B中的纵截面图(8卩，图78)所示，存在形成有电极的引线框311。LED芯片312设置在引线框311上。反射层315形成在主体310的红外光发生孔314与LED芯片312之间的空间的内周表面处。利用透明树脂313填充反射层315内部。图7C是示出本申请的液晶显示装置中使用的一体式传感器35的外观的立体图。一体式传感器35包括主体350，红外光LED 32和接近传感器34这二者设置在该主体350处。内置在一体式传感器35中的接近传感器34具有三个电路通道以用于驱动红外光LED， 并可使红外光LED 32以及布置在一体式传感器35附近的其它两个红外光LED 31、33按照时分方式发射光。另外，接近传感器34可分析所接收的来自红外光LED 31至33的红外光的反射光的相差，并实现掌握反射所述红外光的物体的移动。图7D是沿着图5A的线D-D的横截面图，其示出从本申请的液晶显示装置中的背光用LED 22发射的光的路径。背光用LED 22安装在电路板(未示出)上。从背光用LED22发射的光在导光板21内部在被反射的同时前进，并在遇到上述点图案时被向上反射并对液晶面板20进行照明。图7E是沿着图5B的线E-E的横截面图，其示出从本申请的液晶显示装置中的红外光LED 31至33发射的光的路径。红外光LED 31、33附接到电路板(未示出)。红外光LED 32内置在一体式传感器35中。从红外光LED 31、33发射的红外光在导光板21内部在被反射的同时前进，并在遇到上述点图案时被向上反射，但是几乎所有的红外光均被红外光屏蔽板36阻挡。另一方面，在遇到点图案并被向上反射的红外光中，到达红外光透过区域36A、36B的红外光IR1、IR3穿过红外光屏蔽板36，并穿过液晶面板20，以从液晶显示装置15的显示屏幕17向上发射。从一体式传感器35发射的红外光IR2按原样从液晶显示装置15向上发射。图8是根据本申请的安装有光学型物体检测器的电子装置(即，智能电话10)的平面图。示出显示屏幕17上的红外光透过区域36A、36B和一体式传感器35的布置的一个示例。本申请的光学型物体检测器的红外光LED并未设置在外壳边缘18的沿智能电话10的显示屏幕17的长边方向的外部。为此，智能电话10的外壳宽度V可小于图1所示的传统电子装置5的外壳宽度W。另选地，如果使得智能电话10的外壳的尺寸与传统电子装置5没有不同，则可使得外壳边缘18的宽度小于传统电子装置5的外壳边缘7，使得可将液晶显示装置制造得较大，并且可实现比传统电子装置5大的屏幕。图9是说明图8所示的智能电话10中的对靠近物体50的检测的立体图。从显示屏幕17上的红外光透过区域36A发射的红外光IR1、从一体式传感器35发射的红外光IR2以及从显示屏幕17上的红外光透过区域36B发射的红外光IR3分别在靠近物体50处反射，并进入接近传感器34。如图3所示，从接近传感器34检测的信号被发送给CPU 37。CPU 37对在接近传感器34处接收到的红外光IRl至IR3的反射光的相差进行分析，可获得反射红 外光IRl至IR3的靠近物体50的位置，并可通过捕获的位置的改变来检测靠近物体50的 移动。另外，CPU 37可使用靠近物体50的移动方向的检测结果来使液晶显示装置15的操 作停止。需要指出的是，预想检测的靠近物体50是例如人耳。
本申请的光学型物体检测器对物体50的检测范围为显示屏幕17上方约Icm至 10cm。靠近物体50的移动方向的检测结果可用于滚动触摸面板，改变显示在显示屏幕17 上的画面，打开或关闭液晶显示装置等。
在上述本申请的实施方式中，如图4所示，红外光LED 32与接近传感器34—体地 形成，以得到一体式传感器35。然而，红外光LED 32没有与接近传感器34—体地形成，而 是设置在接近传感器34附近的构造的实施方式也是可能的。图10示出本申请的另一实施 方式的光学型物体检测器。在图10所示的实施方式中，红外光LED32没有与接近传感器34 一体地形成，而是布置在接近传感器34附近。在这一其它实施方式中，除了红外光LED 32 和接近传感器34的构造之外，其它构造与图4说明的相同。相同的构件将分配相同的标号， 并且将省略进一步的说明。
需要指出的是，根据本实施方式的电子装置，存在电子装置的外壳在尺寸方面没 有变大的效果。根据本实施方式的电子装置，通过使红外光LED的光发射方向与液晶显示 器的背光源的光发射方向相同，无需在电子装置的外壳中设置特殊的光发射窗口，使得可 提高设计性能。根据本实施方式的电子装置，通过利用液晶显示器的导光板和偏光板来使 得从红外光LED发射的光在显示器上方的方向上，存在增大红外光LED的布置自由度的效 果。根据本实施方式的电子装置，存在这样的效果与电子装置的外壳的尺寸相比，显示屏 幕的尺寸可增大。
尽管上文仅详细描述了本发明的一些示例性实施方式，但是本领域技术人员将容 易理解，在不实质脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，可以对这些实施方式进行许多 修改。因此，所有这些修改旨在被包括在本发明的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请是基于2011年9月14日提交的日本专利申请No. 2011-200845的连续申 请并要求其优先权，通过弓I用将其内容并入本文。
权利要求
1.一种电子装置，该电子装置具有液晶显示装置并以光学的方式检测物体对所述液晶显示装置的接近，所述液晶显示装置具有光源、导光板和液晶面板， 所述电子装置具有 至少一个红外光发射装置，其沿着所述导光板的端部布置，与所述光源并排，从所述液晶显示装置的显示屏幕发射红外光， 红外光屏蔽板，其介于所述导光板与所述液晶面板之间，并设置有红外光透过区域，该红外光透过区域使从所述至少一个红外光发射装置发射的红外光通过， 红外光发射装置，其布置在与所述红外光透过区域分开的位置处，并在垂直于所述显示屏幕的方向上发射红外光， 接近传感器，其检测红外光被所述物体反射后的光， 控制装置，其通过来自所述接近传感器的红外光的反射光的检测信号检测所述物体对所述显示屏幕的接近。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，与所述光源并排地布置的所述红外光发射装置包括第一红外光发射装置和第二红外光发射装置，即，两个红外光发射装置，与所述红外光透过区域分开地布置的红外光发射装置是第三红外光发射装置，所述接近传感器检测这三个红外光的反射。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述光源包括发光二极管，与所述发光二极管并排地布置的所述红外光发射装置用于在通过所述导光板照明的液晶面板中发生亮度不均匀时调节所述发光二极管的亮度。
4.根据权利要求2所述的电子装置，其中，所述光源包括发光二极管，与所述发光二极管并排地布置的所述红外光发射装置用于在通过所述导光板照明的液晶面板中发生亮度不均匀时调节所述发光二极管的亮度。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述接近传感器与所述红外光发射装置形成为一体而构成混合传感器。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述光源包括发光二极管阵列，所述红外光发射装置是红外光发射二极管，所述红外光发射二极管布置在所述发光二极管阵列的两端的外侧或形成所述发光二极管阵列的发光二极管之间的间隙中。
7.根据权利要求4所述的电子装置，其中，所述光源包括发光二极管阵列，所述红外光发射装置是红外光发射二极管，所述红外光发射二极管布置在所述发光二极管阵列的两端的外侧或形成所述发光二极管阵列的发光二极管之间的间隙中。
8.根据权利要求1所述的电子装置，其中，布置在所述液晶显示装置的任一侧面附近的所述红外光发射装置相距所述红外光透过区域的距离不同。
9.根据权利要求5所述的电子装置，其中，布置在所述液晶显示装置的任一侧面附近的所述红外光发射装置相距所述红外光透过区域的距离不同。
10.一种安装在电子装置中的红外光屏蔽板的制造方法，该制造方法包括以下步骤 制备使红外光和可见光通过的第一通过滤光器； 掩蔽所述第一通过滤光器中的使红外光通过的区域；以及 汽相沉积第二滤光器，该第二滤光器阻止红外光通过所述第一通过滤光器。
全文摘要
电子装置及安装在电子装置中的红外光屏蔽板的制造方法。本发明公开了一种电子装置，该电子装置设置有包括边光型光源、导光板和液晶面板的液晶显示装置，用于通过光学型物体检测器检测物体对所述液晶面板的接近，该电子装置包括两个红外光LED，其与所述光源并排地布置并向所述导光板内部发射红外光；红外光屏蔽板，其阻挡从导光板遇到除预定区域之外的液晶面板的红外光；红外光LED，其布置在与所述预定区域分开的位置处并在垂直于液晶面板的方向上发射红外光；接近传感器，其检测物体对红外光的反射；以及控制装置，使得其外壳的尺寸不会变大。
文档编号G02B5/20GK102999228SQ201210336620
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月12日 优先权日2011年9月14日
发明者平山隆介 申请人:富士通移动通信株式会社