專利名稱：顯示裝置與位置檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置與一種位置檢測(cè)方法，該顯示裝置具有檢測(cè)接 觸或者靠近顯示器表面的對(duì)象(待測(cè)對(duì)象)的位置等等的功能，該位置檢測(cè) 方法用來檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的位置等等。
背景技術(shù)：
用來檢測(cè)接觸或者靠近顯示裝置的顯示器表面的對(duì)象的位置等等的技術(shù) 是公知的。其中， 一種典型常用技術(shù)為具有觸摸面板的顯示裝置。有各種類 型的觸摸面板，常用的一種為檢測(cè)電容類型的觸摸面板。在這種類型中，當(dāng) 用手指觸摸觸摸面板時(shí)，捕獲面板表面電荷的變化，以檢測(cè)對(duì)象的位置等等。 通過使用此類觸摸面板，用戶可以直觀方式進(jìn)行操作。
近來，人們提出了各種技術(shù)，用來在不在顯示器表面上配備此類觸摸面
板的情況下能夠檢測(cè)對(duì)象的位置等等。例如，在有機(jī)EL (電致發(fā)光)顯示器 中，人們提出了一種技術(shù)，用來在安置在顯示器表面中的用于圖像顯示器的 發(fā)光元件中間斷地進(jìn)行顯示(發(fā)光)，在發(fā)光停止的周期期間，根據(jù)發(fā)光元件 自身中的受光情況累積電荷，并且讀取所存儲(chǔ)的電荷量。類似地，例如，在 液晶顯示器中，人們提出了一種技術(shù)，其中將受光元件安置在顯示像素附近， 并且在顯示(發(fā)光)停止的周期期間，由受光元件受光。通過使用此類顯示 裝置，根據(jù)所捕獲的視頻圖像可檢測(cè)對(duì)象的位置等等。因此，通過使用此類 顯示裝置，利用簡(jiǎn)單的配置就可檢測(cè)對(duì)象的位置等等，而不用在顯示器表面 上提供諸如觸摸面板等部件。
但是，在此類顯示裝置中，在捕獲對(duì)象的視頻圖像等等時(shí)，所接收的光 的亮度受到周圍環(huán)境(明亮情況)的影響。因此，在為其環(huán)境易于變化的顯 示裝置(具體例如便攜式電子設(shè)備)配備檢測(cè)對(duì)象的位置等等的功能的情況 下，黑暗環(huán)境下的受光情況與明亮環(huán)境下的受光情況相互有很大差異。因此 難于在統(tǒng)一的受光情況下檢測(cè)對(duì)象的位置等等。
例如，日本未審專利申請(qǐng)2007-25796號(hào)提出以下措施用來檢測(cè)對(duì)象的位
5置等等。即，在液晶顯示器中，在逐幀顯示圖像(運(yùn)動(dòng)圖像或者靜止圖像) 時(shí)，將每個(gè)幀周期對(duì)半分。然后，在前半周期中關(guān)閉背光以不顯示圖像，而 在每個(gè)幀周期的后半周期中點(diǎn)亮背光，同時(shí)將顯示信號(hào)寫入顯示像素，以顯 示圖像。另外，在關(guān)閉背光的前半周期中以及在點(diǎn)亮背光的后半周期中，從 受光元件讀取受光信號(hào)。通過利用通過計(jì)算受光信號(hào)的差異而獲得的圖像(第 一圖像)，檢測(cè)對(duì)象的位置等等。通過該措施，可以在不關(guān)心環(huán)境(明亮情況) 的情況下檢測(cè)對(duì)象的位置等等。
但是，在第一圖像中，包含了在顯示裝置中發(fā)生的噪聲(例如由來自背
光的光以及受光元件的靈敏度的變化引起的噪聲)。存在以下情況由于噪聲 的影響，難于檢測(cè)對(duì)象的位置等等。為了處理該問題，日本未審專利申請(qǐng) 2007-25796號(hào)提出另一措施。即，在沒有外部光以及沒有表面反射對(duì)象的狀 態(tài)下(即在沒有與表面接觸或者靠近表面的對(duì)象的狀態(tài)下)，在背光關(guān)閉與背 光點(diǎn)亮兩種情況下，都從受光元件讀取受光信號(hào)。通過計(jì)算受光信號(hào)的差而 獲得的圖像(第二圖像)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在檢測(cè)對(duì)象的位置等等時(shí)， 從第一圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)中減去第二圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，由此從第 一圖 像消除噪聲分量。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在日本未審專利申請(qǐng)2007-25796號(hào)的技術(shù)中，必須在存儲(chǔ)器中預(yù) 先存儲(chǔ)第二圖像。因此，在由于顯示裝置的環(huán)境變化、隨時(shí)間的變化等等而 使在顯示裝置中發(fā)生的噪聲變化的情況下，存在以下可能性無法有效地從 第一圖像消除噪聲分量。雖然日本未審專利申請(qǐng)2007-25796號(hào)描述了可以在 任何時(shí)間通過顯示裝置的用戶的操作而獲得第二圖像，但是并沒有公開由用 戶生成沒有外部光并且沒有表面反射對(duì)象的狀態(tài)的具體方法。用戶生成此類 狀態(tài)也是不現(xiàn)實(shí)的。
因此，希望提供一種顯示裝置與位置檢測(cè)方法，其能夠通過自動(dòng)有效地 消除在顯示裝置中發(fā)生的噪聲分量，以高精確度檢測(cè)接觸或者靠近該顯示裝 置的顯示器表面的對(duì)象的位置等等。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置包括面板部件，具有多個(gè)發(fā)光單元與多 個(gè)受光單元，多個(gè)發(fā)光單元在顯示器表面上顯示圖像并且發(fā)射檢測(cè)光，多個(gè) 受光單元接收從顯示器表面一側(cè)入射的檢測(cè)光；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)初始數(shù)據(jù)與檢測(cè)數(shù)據(jù)；圖像生成單元，根據(jù)第一受光圖像與第二受光圖像生成用于判定的
圖像，其中第一受光圖像在從顯示器表面發(fā)射檢測(cè)光的第一周期中從多個(gè)受 光單元獲得，第二受光圖像在從顯示器表面不發(fā)射檢測(cè)光的第二周期中從多
個(gè)受光單元獲得；圖像判定單元，判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否包含在用于判定 的圖像中，當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像未包含在用于判定的圖像中時(shí)，在存儲(chǔ)器 中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于判定的圖像的數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)，并且當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的 圖像包含在用于判定的圖像中時(shí)，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于判定的圖像的 數(shù)據(jù)作為檢測(cè)數(shù)據(jù)；以及位置判定單元，根據(jù)由在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的檢測(cè)數(shù)據(jù) 表示的圖像、以及由在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的初始數(shù)據(jù)表示的圖像，至少判定待測(cè) 對(duì)象的位置。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位置檢測(cè)方法在顯示裝置中至少檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的位 置，該顯示裝置包括面板部件與存儲(chǔ)器，該面板部件具有在顯示器表面上顯 示圖像并且發(fā)射檢測(cè)光的多個(gè)發(fā)光單元與接收從顯示器表面一側(cè)入射的檢測(cè) 光的多個(gè)受光單元，該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)初始數(shù)據(jù)與檢測(cè)數(shù)據(jù)。該方法包括以下步 驟根據(jù)第一受光圖像與第二受光圖像生成用于判定的圖像，其中第一受光 圖像在從顯示器表面發(fā)射檢測(cè)光的第一周期中從多個(gè)受光單元獲得，第二受 光圖像在從顯示器表面不發(fā)射檢測(cè)光的第二周期中從多個(gè)受光單元獲得；判 定待測(cè)對(duì)象的圖像是否包含在用于判定的圖像中，當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像未 包含在用于判定的圖像中時(shí)，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于判定的圖像的數(shù)據(jù) 作為初始數(shù)據(jù)，并且當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像包含在用于判定的圖像中時(shí)，在 存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于判定的圖像的數(shù)據(jù)作為檢測(cè)數(shù)據(jù)；以及根據(jù)由在存 儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的檢測(cè)數(shù)據(jù)表示的圖像、以及由在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的初始數(shù)據(jù)表示 的圖像，至少判定待測(cè)對(duì)象的位置。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置與位置檢測(cè)方法中，當(dāng)順序進(jìn)行檢測(cè)光 的發(fā)射與不發(fā)射檢測(cè)光時(shí)，使用對(duì)應(yīng)于根據(jù)在檢測(cè)光的發(fā)光周期中獲得的第 一受光圖像、以及在檢測(cè)光的非發(fā)光周期中獲得的第二受光圖像生成的用于 判定的圖像的數(shù)據(jù)，來至少判定待測(cè)對(duì)象的位置。結(jié)果，消除了在檢測(cè)對(duì)象 的位置等等時(shí)的外部光的影響。因此，即使在周圍環(huán)境(明亮情況)變化的 情況下，也與周圍環(huán)境無關(guān)地，容易地檢測(cè)接觸或者靠近顯示裝置的顯示器 表面的對(duì)象的位置等等。另外，對(duì)應(yīng)于被判定為不包含待測(cè)對(duì)象的圖像的、 用于判定的圖像的數(shù)據(jù)被用做為初始數(shù)據(jù)。因此，消除了在檢測(cè)對(duì)象的位置等等時(shí)在顯示裝置中發(fā)生的噪聲的影響。因此，即使在顯示裝置中發(fā)生的噪 聲由于顯示裝置周圍環(huán)境的變化、隨時(shí)間的變化等等而變化的情況下，也自 動(dòng)有效地消除在顯示裝置中生成的噪聲分量，而不需要顯示裝置用戶的任何操作。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置與位置檢測(cè)方法，通過自動(dòng)有效地消除在 顯示裝置中發(fā)生的噪聲分量，以高精度檢測(cè)接觸或者靠近顯示裝置的顯示器 表面的對(duì)象的位置等等。
從以下描述可以更清楚本發(fā)明的其他與進(jìn)一步的目的、特征、以及優(yōu)點(diǎn)。


圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置的一般配置的方框圖2為示意顯示圖1中的發(fā)光單元與受光單元的配置的例子的平面圖3為示意顯示圖1中的發(fā)光單元的配置的例子的橫剖面圖4為示意顯示圖1中的每個(gè)像素的配置的例子的電路圖5為顯示由線順序操作檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的過程的例子的時(shí)序圖6為顯示由線順序操作檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的過程的另一例子的時(shí)序圖7為示意顯示圖1中的位置檢測(cè)器的配置的例子的方框圖8A為示意顯示外部光較強(qiáng)的狀態(tài)的側(cè)面圖，圖8B為顯示當(dāng)外部光較
強(qiáng)時(shí)受光輸出電壓的例子的波形圖9A為示意顯示外部光較弱的狀態(tài)的側(cè)面圖，圖9B為顯示當(dāng)外部光較
弱時(shí)受光輸出電壓的例子的波形圖IOA到圖10C為用來解釋判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否被包含在用于判定
的圖像中的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的 一種實(shí)施例。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置的一般配置。該顯示裝置具有顯 示單元1、顯示信號(hào)生成器21、顯示信號(hào)保持器/控制器22、顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng) 器23、發(fā)光掃描器24、受光掃描器31、受光信號(hào)接收器32、受光信號(hào)保持 器33、以及位置檢測(cè)器34。該顯示裝置可以顯示圖像并接收光。該顯示裝置 根據(jù)圖像數(shù)據(jù)在顯示單元1上顯示圖像，并且檢測(cè)接觸或者靠近顯示單元1
8的對(duì)象(待測(cè)對(duì)象)的位置等等。該顯示裝置實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位置 檢測(cè)方法，因此將結(jié)合其描述。
顯示單元1包括LCD (液晶顯示器)，其中在顯示單元的整個(gè)表面上以 矩陣安置多個(gè)像素ll。如下所述，顯示單元l顯示預(yù)定數(shù)字、字符等等的圖 像、同時(shí)執(zhí)行線順序操作。
圖2為顯示每個(gè)像素11的配置的例子的平面圖。每個(gè)像素11由發(fā)光單 元12與受光單元13構(gòu)成，發(fā)光單元12用來向顯示單元1的顯示器表面10 (參見圖3)發(fā)出可見光，受光單元13用來接收從顯示器表面10側(cè)入射的 可見光。發(fā)光單元12具有用來發(fā)射紅光的紅光發(fā)射單元12R、用來發(fā)射綠 光的綠光發(fā)射單元12G、以及用來發(fā)射藍(lán)光的藍(lán)光發(fā)射單元12B。紅光發(fā)射單 元12R具有作為發(fā)射紅光的部件的紅光發(fā)射元件14R、以及用來驅(qū)動(dòng)紅光發(fā) 射元件14R的TFT (薄膜晶體管)電路部分15R。類似地，綠光發(fā)射單元12G 具有作為發(fā)射綠光的部件的綠光發(fā)射元件14G、以及用來驅(qū)動(dòng)綠光發(fā)射元件 14G的TFT電路部分15G。藍(lán)光發(fā)射單元12B具有作為發(fā)射藍(lán)光的部件的藍(lán)光 發(fā)射元件14B、以及用來驅(qū)動(dòng)藍(lán)光發(fā)射元件14B的TFT電路部分15B。在另一 方面，受光單元13具有作為用來接收可見光的部件的受光元件16、以及 用來驅(qū)動(dòng)受光元件16的受光傳感器電路部分17。受光元件16包括例如光電 二極管。以后(圖4)描述紅光發(fā)射元件14R、綠光發(fā)射元件14G、和藍(lán)光發(fā) 射元件14B與TFT電路部分15之間的連接關(guān)泉、以及TFT電路部分15與顯 示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23、發(fā)光掃描器24、受光掃描器31、以及受光信號(hào)接收器32
之間的連接關(guān)系的細(xì)節(jié)。
圖3為沿圖2的線A-A的橫剖面圖，并且顯示顯示單元1的剖面配置的 例子。顯示單元1具有在光源100上的面板部分110，其具有構(gòu)成發(fā)光元件 (紅光發(fā)射元件14R、綠光發(fā)射元件14G、和藍(lán)光發(fā)射元件14B)的堆疊結(jié)構(gòu)。 面板部分110為所謂的液晶顯示面板，并且具體具有(從光源100側(cè))極化 器110A、透明基底102A、電路部分103、絕緣層104、透明像素電極105A、 液晶層106、透明電極105B、濾色鏡107、黑矩陣109、透明基底102B、以 及極化器IIOB。發(fā)光元件(紅光發(fā)射元件14R、綠光發(fā)射元件14G、和藍(lán)光 發(fā)射元件14B)配備在液晶顯示面板中，其中液晶層106配備在相互面對(duì)的 透明基底102A、 102B之間。
光源100具有背光，用來向液晶元件發(fā)射可見光范圍內(nèi)的光。透明基底102A與102B由例如玻璃材料構(gòu)成。透明基底102A與102B可以由透明塑料 材料等等而非玻璃材料構(gòu)成。.
電路部分103為對(duì)應(yīng)于圖2所示的TFT電路部分15與受光傳感器電路部 分17的部件，并且電連接到透明像素電極105A。透明像素電極105A安置在 發(fā)光元件中，并且由諸如ITO (氧化銦錫)等透明材料構(gòu)成。在另一方面， 透明電極105B為面向透明電極105A的公共電極，并且與透明電極105A —樣， 由諸如ITO等透明材料構(gòu)成。絕緣層104形成在電路部分103之間。利用此 類配置，在透明電極105A與105B上施加根據(jù)顯示數(shù)據(jù)的電壓，并且來自光 源100的背光Lo穿過液晶層106或者被阻斷。
濾色鏡107被安置在對(duì)應(yīng)于發(fā)光單元12 (紅光發(fā)射單元12R、綠光發(fā)射 單元12G、藍(lán)光發(fā)射單元12B)的區(qū)域中，并且選擇性地透射穿過液晶層106 的背光Lo中對(duì)應(yīng)于自身發(fā)光顏色的波長(zhǎng)范圍的光。黑矩陣109安置在濾色鏡 107之間，并且阻斷來自光源100的背光Lo,從而背光Lo不會(huì)到達(dá)顯示器表 面10 —側(cè)。
圖4顯示每個(gè)像素11中的電路配置的例子。如上所述，每個(gè)像素11具 有發(fā)光單元與受光單元13,發(fā)光單元包括紅光發(fā)射單元12R、綠光發(fā)射單元 12G、藍(lán)光發(fā)射單元12B。連接到顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23的顯示數(shù)據(jù)供應(yīng)線DW、 以及連接到發(fā)光掃描器24的發(fā)光柵極線GW連接到發(fā)光單元12。具體地，顯 示數(shù)據(jù)供應(yīng)線DWr與發(fā)光柵極線GW連接到紅光發(fā)射單元12R。顯示數(shù)據(jù)供應(yīng) 線冊(cè)g與發(fā)光柵極線GW連接到綠光發(fā)射單元12G。顯示數(shù)據(jù)供應(yīng)線DWb與發(fā) 光柵極線GW連接到藍(lán)光發(fā)射單元12B。在另一方面，連接到受光掃描器31 的受光柵極線GR、受光復(fù)位線RR、以及連接到受光信號(hào)接收器32的數(shù)據(jù)讀 取線DR連接到受光單元13。
紅光發(fā)射單元12R具有紅光發(fā)射元件14R與TFT電路部分15R, TFT電路 部分15R包括用來驅(qū)動(dòng)紅光發(fā)射元件14R的發(fā)光元件選擇開關(guān)SW1R。發(fā)光元 件選擇開關(guān)SW1R的一端連接到顯示數(shù)據(jù)供應(yīng)線DWr，另一端連接到紅光發(fā)射 元件14R (具體為透明像素電極105A)的一端，另外，紅光發(fā)射元件14R(具 體為透明電極105B)的另一端接地。類似地，綠光發(fā)射單元12G具有綠光發(fā) 射元件14G與TFT電路部分15G， TFT電路部分15G'包括用來驅(qū)動(dòng)綠光發(fā)射元 件14G的發(fā)光元件選擇開關(guān)SW1G。發(fā)光元件選擇開關(guān)SW1G的一端連接到顯 示數(shù)據(jù)供應(yīng)線DWg，另一端連接到綠光發(fā)射元件14G的一端，另外，綠光發(fā)射元件14G的另一端接地。藍(lán)光發(fā)射單元12B具有藍(lán)光發(fā)射元件14B與TFT 電路部分15B， TFT電路部分15B包括用來驅(qū)動(dòng)藍(lán)光發(fā)射元件14B的發(fā)光元件 選擇開關(guān)SW1B。發(fā)光元件選擇開關(guān)SW1B的一端連接到顯示數(shù)據(jù)供應(yīng)線DWb, 另一端連接到藍(lán)光發(fā)射元件14B的一端，另外，藍(lán)光發(fā)射元件14B的另一端 接地。每個(gè)發(fā)光元件選擇開關(guān)SW1R、 SW1G、 SW1B的開/關(guān)操作由發(fā)光柵極線 GW控制。每個(gè)發(fā)光元件選擇開關(guān)SW1R、 SW1G、 SW1B包括諸如TFT等開關(guān)元 件。
在另一方面，受光單元13具有受光元件16 (圖4的例子中的光電二 極管)、受光元件選擇開關(guān)SW2與SW3、緩沖放大器AMP、以及配備在發(fā)光元 件電路部分17中的電容器C。受光元件16的一端連接到電源線VDD,另一端 連接到緩沖放大器AMP的輸入端子。緩沖放大器AMP的輸出端子連接到受光 元件選擇開關(guān)SW2的一端，受光元件選擇開關(guān)SW2的另一端連接到數(shù)據(jù)讀取 線DR。另外，緩沖放大器AMP的輸入端子連接到受光元件選擇開關(guān)SW3的一 端與電容器C的一端。受光元件選擇開關(guān)SW3的另一端與電容器C的另一端 接地。受光元件選擇開關(guān)SW2的開/關(guān)操作由受光柵極線GR控制。受光元件 選擇開關(guān)SW3的開/關(guān)操作由受光復(fù)位線RR控制。每個(gè)受光元件選擇開關(guān)SW2 與SW3包括諸如TFT等開關(guān)元件。
接著，描述不同于該顯示裝置中的顯示單元1 (顯示信號(hào)生成器21、顯 示信號(hào)保持器/控制器22、顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23、發(fā)光掃描器24、受光掃描器 31、受光信號(hào)接收器32、受光信號(hào)保持器33、以及位置檢測(cè)器34)的配置。
顯示信號(hào)生成器21根據(jù)從未顯示的CPU (中央處理單元)等等供應(yīng)的圖 像數(shù)據(jù)，為每幀生成一場(chǎng)要在顯示單元1上顯示的顯示信號(hào)21A。如上所述 生成的顯示信號(hào)21A被輸出到顯示信號(hào)保持器/控制器22。
顯示信號(hào)保持器/控制器22通過逐屏幕(場(chǎng)的每個(gè)顯示)地將顯示信號(hào) 21A存儲(chǔ)到場(chǎng)存儲(chǔ)器(包括例如SRAM (靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器))中，保持從顯 示信號(hào)生成器21輸出的顯示信號(hào)21A。顯示信號(hào)保持器/控制器22還用來進(jìn) 行控制，使得顯示單元1的用來驅(qū)動(dòng)發(fā)光單元12的顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23和發(fā) 光掃描器24、用來驅(qū)動(dòng)受光單元13的受光掃描器31、以及光源100 (以后 描述)聯(lián)鎖操作。具體地，顯示信號(hào)保持器/控制器22輸出發(fā)光時(shí)序控制信 號(hào)22A到發(fā)光掃描器24、輸出受光時(shí)序控制信號(hào)22B到受光掃描器31、基于 在場(chǎng)存儲(chǔ)器中保持的一屏幕的顯示信號(hào)21A輸出一條水平線的顯示信號(hào)22C到顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23,并且輸出用于開/關(guān)光源100的光源控制信號(hào)22D到 顯示單元1的光源100。更具體地，例如，如圖5與圖6所示，在逐幀顯示 圖像(運(yùn)動(dòng)圖像或者靜止圖像)時(shí)，顯示信號(hào)保持器/控制器22將每個(gè)幀周 期T對(duì)半分。然后，顯示信號(hào)保持器/控制器22輸出用來點(diǎn)亮光源IOO的信 號(hào)作為光源控制信號(hào)22D，以在前半周期Tl中或者在后半周期T2中點(diǎn)亮整 個(gè)光源100。在點(diǎn)燈周期期間，顯示信號(hào)保持器/控制器22輸出發(fā)光時(shí)序控 制信號(hào)22A、受光時(shí)序控制信號(hào)22B、以及顯示信號(hào)22C，以使發(fā)光單元12 和受光單元13對(duì)于每個(gè)水平線(線順序驅(qū)動(dòng))在箭頭X (參見圖1)方向上 被同步驅(qū)動(dòng)。另外，在每個(gè)幀周期中的不同于或者為前半周期或者為后半周 期的點(diǎn)燈周期的周期期間，顯示信號(hào)保持器/控制器22輸出用來關(guān)閉光源100 的信號(hào)作為光源控制信號(hào)22D，以關(guān)閉整個(gè)光源100,并且在關(guān)閉周期期間， 輸出受光時(shí)序控制信號(hào)22B，以使受光單元13逐水平線(線順序驅(qū)動(dòng))地在 箭頭X方向上被驅(qū)動(dòng)。按照需要，受光單元13可能不以一個(gè)幀循環(huán)連續(xù)驅(qū)動(dòng)， 并且受光單元13可能以多個(gè)幀周期循環(huán)間斷驅(qū)動(dòng)。
顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23根據(jù)從顯示信號(hào)保持器/控制器22輸出的一條水平線 的顯示信號(hào)22C，提供顯示數(shù)據(jù)到要驅(qū)動(dòng)的發(fā)光單元12。具體地，通過連接 到顯示單元1的像素11的數(shù)據(jù)供應(yīng)線DW，顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23提供對(duì)應(yīng)于顯 示數(shù)據(jù)的電壓23A到由發(fā)光掃描器24選擇的像素11 。
發(fā)光掃描器24根據(jù)從顯示信號(hào)保持器/控制器22輸出的發(fā)光時(shí)序控制信 號(hào)22B，選擇要驅(qū)動(dòng)的發(fā)光單元12。具體地，通過連接到顯示單元1的像素 11的發(fā)光柵極線GW,發(fā)光掃描器24將發(fā)光選擇信號(hào)24A提供到要驅(qū)動(dòng)的可 見光發(fā)射單元12,以控制發(fā)光元件選擇開關(guān)SW1R、 SW1G、以及SW1B。通過 此類方式，當(dāng)通過發(fā)光選擇信號(hào)24A將導(dǎo)通特定像素11的發(fā)光元件選擇開關(guān) SW1R、 SW1G、以及SW1B的電壓施加到發(fā)光元件選4奪開關(guān)SW1R、 SW1G、以及 SW1B時(shí)，在該像素11中進(jìn)行發(fā)射具有對(duì)應(yīng)于從顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23提供的電 壓23A的亮度的光的操作。當(dāng)發(fā)光掃描器24與顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23聯(lián)鎖地進(jìn) 行線順序操作時(shí)，在顯示單元1上顯示對(duì)應(yīng)于任意顯示數(shù)據(jù)的圖像。
根據(jù)從顯示信號(hào)保持器/控制器22輸出的受光時(shí)序控制信號(hào)22B，受光 掃描器31選擇要驅(qū)動(dòng)的受光單元13。具體地，受光掃描器31通過連接到顯 示單元1的像素11的受光柵極選擇線GR，將受光選擇信號(hào)31A提供給要驅(qū) 動(dòng)的受光單元13,以控制受光元件選^^開關(guān)SW2，并且通過連接到顯示單元
121的像素11的受光復(fù)位線RR，將復(fù)位信號(hào)31B提供給要驅(qū)動(dòng)的受光單元13, 以控制受光元件選擇開關(guān)SW3。即，當(dāng)通過復(fù)位信號(hào)31B將導(dǎo)通特定像素11 中的受光元件選擇開關(guān)SW3的電壓施加到受光元件選擇開關(guān)SW3時(shí)，在該像 素11中的電容器C中累積的電荷被復(fù)位。當(dāng)通過受光選擇信號(hào)31A將導(dǎo)通特 定像素11中的受光元件選擇開關(guān)SW2的電壓施加到受光元件選擇開關(guān)SW2 時(shí)，通過緩沖放大器AMP與數(shù)據(jù)讀取線DR,將在電容器C中累積的、對(duì)應(yīng)于 該像素11中的受光元件16中的受光量的電荷作為受光信號(hào)1A輸出到受光信 號(hào)接收器32。通過此類方式，受光單元13接收可見光。
受光掃描器31還用來輸出受光塊控制信號(hào)31C到受光信號(hào)接收器32與 受光信號(hào)保持器33，以控制與光接收操作有關(guān)的部件的操作。
根據(jù)從受光掃描器31輸出的受光塊控制信號(hào)31C,受光信號(hào)接收器32 獲得從受光單元13輸出的一個(gè)水平線的受光信號(hào)1A。由此獲得的一個(gè)水平 線的受光信號(hào)1A被輸出到受光信號(hào)保持器33。
根據(jù)從受光掃描器31輸出的受光塊控制信號(hào)31C,受光信號(hào)保持器33 逐屏幕( 一場(chǎng)的每個(gè)顯示)地將從受光信號(hào)接收器32輸出的受光信號(hào)32A重 構(gòu)為受光信號(hào)33A (受光圖像)，并且在諸如SRAM等場(chǎng)存儲(chǔ)器(未顯示)中 存儲(chǔ)和保持受光信號(hào)33A。如此存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器中的受光信號(hào)33A被輸出到 位置檢測(cè)器34。受光信號(hào)保持器33可以具有不同于存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)設(shè)備，并 且可以保持例如受光信號(hào)33A作為模擬數(shù)據(jù)。
通過對(duì)從受光信號(hào)保持器33輸出的受光信號(hào)33A進(jìn)行預(yù)定的信號(hào)處理， 位置檢測(cè)器34指定接觸或者靠近顯示器表面10的對(duì)象(待測(cè)對(duì)象)的位置 等等。在受光信號(hào)保持器33保持受光信號(hào)33A作為模擬數(shù)據(jù)的情況下，位置 檢測(cè)器34可以進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)，此后執(zhí)行信號(hào)處理。
圖7顯示位置檢測(cè)器34的功能塊。如圖7所示，位置檢測(cè)器34具有 反射檢測(cè)處理器41、陰影檢測(cè)處理器42、合成處理器43、靠近檢測(cè)處理器 44、以及存儲(chǔ)器45。本實(shí)施例中的反射檢測(cè)處理器41、陰影檢測(cè)處理器42、 或者合成處理器43對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"圖像生成單元"的例子之一。
根據(jù)從顯示信號(hào)保持器/控制器22輸出的光源控制信號(hào)22D,反射檢測(cè) 處理器41將從受光信號(hào)保持器33輸出的受光信號(hào)33A分類為在點(diǎn)燈周期(圖 像顯示周期)中獲得的點(diǎn)燈受光圖像(當(dāng)顯示圖像時(shí)的受光圖像)、以及在滅 燈周期(無圖像顯示周期)中獲得的滅燈受光圖像(當(dāng)不顯示圖像時(shí)的受光圖像)。反射檢測(cè)處理器41獲得點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像之間的差(例
如通過從點(diǎn)燈受光圖像中減去滅燈受光圖像)，生成差異圖像41A,并且輸出 差異圖像41A到合成處理器43。點(diǎn)燈受光圖像為在從顯示器表面10輸出受 光單元13的檢測(cè)光的周期中獲得的受光圖像。滅燈受光圖像為在未從顯示器 表面IO輸出受光單元13的檢測(cè)光的周期中獲得的受光圖像。
因?yàn)辄c(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像中的每一個(gè)都包含外部光分量，所以 通過獲得點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像之間的差，消除了外部光分量。結(jié)果， 可以獲得不依賴于周圍環(huán)境(明亮情況)的圖像(差異圖像41A)。
例如，如圖8A所示，當(dāng)入射光L2較強(qiáng)時(shí)，在點(diǎn)亮光源IOO狀態(tài)下的受 光輸出電壓Vonl在手指觸摸的地方之外的區(qū)域中具有對(duì)應(yīng)于外部光L2的亮 度的電壓值Va。在手指觸摸的地方，受光輸出電壓Vonl下降到對(duì)應(yīng)于來自 光源100在所觸摸的手指的表面上反射的光的電壓值Vb。相反，雖然在關(guān)閉 光源100狀態(tài)下的受光輸出電壓Voffl在手指觸摸的地方之外的區(qū)域中類似地 具有對(duì)應(yīng)于外部光L2的亮度的電壓值Va，但是在手指觸摸的地方，外部光 L2被阻斷，并且受光輸出電壓Voffl具有非常低電平的電壓值Vc。
如圖9A所示，當(dāng)入射光L2較弱(或者幾乎不存在)時(shí)，由于沒有外部 光，所以在點(diǎn)亮光源IOO狀態(tài)下的受光輸出電壓Von2具有接近非常低電平的 電壓值Vc的值。在手指觸摸的地方，受光輸出電壓Von2上升到對(duì)應(yīng)于來自 光源100在所觸摸的手指的表面上反射的光的電壓值Vb。相反，在關(guān)閉光源 100狀態(tài)下的受光輸出電壓Voff2不變，并且在手指觸摸的地方以及其他區(qū)域 都具有非常低電平的電壓值Vc。
從圖8B與圖9B可以看出，在面板部件110的顯示器表面10未被觸摸的 地方，在有外部光L2的情況下的受光輸出電壓、以及在外部光U較弱(或 者幾乎不存在)的情況下的受光輸出電壓相互有很大不同。但是，在點(diǎn)亮光 源100狀態(tài)下的受光輸出電壓以及在關(guān)閉光源100狀態(tài)下的受光輸出電壓無 變化且相同。因此，通過檢測(cè)點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像之間的差，可以 獲得從中消除了外部光L2分量的圖像(差異圖像41A)。在手指觸摸的地方， 不管外部光L2的強(qiáng)度如何，當(dāng)點(diǎn)亮光源100時(shí)的電壓Vb與當(dāng)關(guān)閉光源100 時(shí)的電壓Vc之間的差(電壓增加)幾乎相同。因此，在有外部光L2的情況 下的差異圖像41A與在外部光L2較弱(或者幾乎不存在)的情況下的差異圖 像41A幾乎相同。因此，所獲得的差異圖像41A的特性不太可能由于外部光
14L2的影響而波動(dòng)。如上所述，在該實(shí)施例中，可以獲得不依賴于周圍環(huán)境(明 亮情況)的圖像。
通過執(zhí)行以下描述的程序，陰影檢測(cè)處理器42生成陰影圖像42A,并且 將陰影圖像42A輸出到合成處理器43。
首先，陰影檢測(cè)處理器42生成在滅燈周期中獲得滅燈受光圖像(受光信 號(hào)33A)的翻轉(zhuǎn)圖像與運(yùn)動(dòng)平均圖像。例如通過翻轉(zhuǎn)滅燈受光圖像的亮../暗， 來獲得翻轉(zhuǎn)圖像。例如通過以下獲得運(yùn)動(dòng)平均圖^f象進(jìn)行平均處理，該平均 處理獲得滅燈受光圖像中包含目標(biāo)像素及其周圍像素的像素區(qū)域的多個(gè)像素 數(shù)據(jù)的平均值，對(duì)于滅燈受光圖像中的下一個(gè)目標(biāo)像素及其周圍像素的像素 區(qū)域的平均處理利用通過平均處理而獲得的圖像數(shù)據(jù)，順序移動(dòng)目標(biāo)像素， 并且對(duì)整個(gè)滅燈受光圖像進(jìn)行平均處理。
所希望的是，根據(jù)待測(cè)對(duì)象的預(yù)計(jì)尺寸，設(shè)置在其上進(jìn)行平均處理的像 素區(qū)域的尺寸(垂直方向與水平方向上的像素的數(shù)目)。例如，將在其上進(jìn)行 平均處理的像素區(qū)域的尺寸設(shè)置為幾乎與待測(cè)對(duì)象的尺寸相同的尺寸。在這 種情況下，當(dāng)在滅燈受光圖像中包含了尺寸大于要經(jīng)過平均處理的像素區(qū)域 的尺寸的圖像時(shí)，通過平均處理模糊了該圖像的輪廓。因此，例如，當(dāng)待測(cè) 對(duì)象為指尖時(shí)，通過將要經(jīng)過平均處理的像素區(qū)域的尺寸設(shè)置為幾乎與指尖 的圖像的尺寸相同的尺寸，模糊了大于指尖圖像的圖像的輪廓，并且在生成 以后描述的差異圖像41A時(shí)，消除了大于指尖圖像的圖像(例如拳頭的圖像)。 結(jié)果，防止錯(cuò)誤地檢測(cè)到拳頭。
在通過利用上述方法執(zhí)行平均處理的情況下，滅燈受光圖像的周圍區(qū)域 位于.目標(biāo)像素之外。在該情況下，優(yōu)選地是，對(duì)周圍區(qū)域中的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行 某些內(nèi)插處理。例如，滅燈受光圖像中經(jīng)過平均處理的區(qū)域的最外周圍處的 像素的像素?cái)?shù)據(jù)可以被原樣復(fù)制，作為像素外部的像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
接著，陰影檢測(cè)處理器42從運(yùn)動(dòng)平均圖像計(jì)算用于隨后處理的預(yù)定門 限。具體地，根據(jù)運(yùn)動(dòng)平均圖像中具有最高亮度的像素的像素?cái)?shù)據(jù)(最大像 素?cái)?shù)據(jù))、以及平均處理(例如通過平均像素?cái)?shù)據(jù))之前滅燈受光圖像中具有 最低亮度的像素的像素?cái)?shù)據(jù)(最小像素?cái)?shù)據(jù))，計(jì)算門限。對(duì)于具有最高亮度 的像素的像素?cái)?shù)據(jù)(最大像素?cái)?shù)據(jù))，在假定待測(cè)對(duì)象一般不會(huì)同時(shí)被安置在 顯示器表面10的四個(gè)角落的情況下，可以分配在四個(gè)角落上的像素的像素?cái)?shù) 據(jù)的平均值。然后，陰影檢測(cè)處理器42生成運(yùn)動(dòng)平均圖像的翻轉(zhuǎn)圖像。翻轉(zhuǎn)圖像例如
通過翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平均圖像的明/暗而獲得。隨后，陰影檢測(cè)處理器42獲得滅燈 受光圖像的翻轉(zhuǎn)圖像與運(yùn)動(dòng)平均圖像的翻轉(zhuǎn)圖像之間的差(例如通過從滅燈 受光圖像的翻轉(zhuǎn)圖像的數(shù)據(jù)中減去運(yùn)動(dòng)平均圖像的翻轉(zhuǎn)圖像的數(shù)據(jù))，并且生 成差異圖像。然后，通過從差異圖像的像素?cái)?shù)據(jù)中減去預(yù)先獲得的門限，生 成陰影圖像,42A。
通過從差異圖像的像素?cái)?shù)據(jù)中減去門限，減少了差異圖像中包含的對(duì)應(yīng) 于不同于待測(cè)對(duì)象的對(duì)象的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的值。結(jié)果，避免了錯(cuò)誤檢測(cè)到 不同于待測(cè)對(duì)象的對(duì)象。
合成處理器43合并從反射檢測(cè)處理器41輸出的差異圖像41A與從陰影 檢測(cè)處理器42輸出的陰影圖像42A,由此生成合成圖像43A,并且將合成圖 像43A輸出到靠近檢測(cè)處理器44。
優(yōu)選地，通過將通過將差異圖像41A的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)乘以預(yù)定系數(shù)a ((Ka〈l)而獲得的數(shù)據(jù)加上通過將陰影圖像42A的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)乘以預(yù)定系 數(shù)(l-a)而獲得的數(shù)據(jù)，來進(jìn)行差異圖像41A與陰影圖像42A的合成。顯然， 合成圖^象43A也可以通過其他方法生成。
按照需要，替換合成處理器43的輸出(合成圖像43A)地，可以將反射 檢測(cè)處理器41的輸出(差異圖像4U)或者陰影檢測(cè)處理器42的輸出(陰 影圖像42A)輸出到靠近檢測(cè)處理器44。例如，當(dāng)如該實(shí)施例中使用用于面 板部件110的半透射液晶設(shè)備時(shí)，在光源100總是在關(guān)閉狀態(tài)下或者在面板 部件100上顯示黑圖像的情況下，優(yōu)選地是將陰影檢測(cè)處理器42的輸出(陰 影圖像42A)輸入到靠近檢測(cè)處理器44。
靠近檢測(cè)處理器44具有判定處理器51與對(duì)象指定處理器52。本實(shí)施例 的判定處理器51對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"圖像判定單元"的例子之一。該實(shí)施例的 對(duì)象指定處理器52對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"位置判定單元"的例子之一。
判定處理器51判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否被包含在根據(jù)受光信號(hào)保持器 33的輸出(點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像)生成的圖像中，并且根據(jù)判定結(jié) 果更新存儲(chǔ)器45中的初始數(shù)據(jù)45A與檢測(cè)數(shù)據(jù)45B。在合成處理器43的輸 出被輸入到靠近檢測(cè)處理器44的情況下，根據(jù)受光信號(hào)保持器33的輸出生 成的圖像(用于判定的圖像)對(duì)應(yīng)于合成圖像43A。在反射檢測(cè)處理器41的 輸出被輸入到靠近檢測(cè)處理器44的情況下，用于判定的圖像對(duì)應(yīng)于差異圖像41A。在陰影檢測(cè)處理器"的輸出被輸入到靠近檢測(cè)處理器44的情況下，用 于判定的圖像對(duì)應(yīng)于陰影圖像42A。
通過例如以下來判定是否在用于判定的圖像中包含待測(cè)對(duì)象的圖像如 圖10A到圖IOC所示，檢測(cè)具有超過預(yù)定門限TH的值的像素區(qū)域R是否存在 于用于判定的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)中，并且在檢測(cè)到像素區(qū)域R的情況下，比較 像素區(qū)域R的尺寸與待測(cè)對(duì)象的圖像的預(yù)計(jì)尺寸。例如，在目標(biāo)區(qū)域R的水 平與垂直尺寸等于或者大于待測(cè)對(duì)象的圖像的預(yù)計(jì)尺寸(MxN (其中M與N為 像素?cái)?shù)目)的情況下，判定處理器51判定待測(cè)對(duì)象的圖像包含在用于判定的 圖像中。在目標(biāo)區(qū)域R的水平與垂直尺寸小于待測(cè)對(duì)象的圖像的預(yù)計(jì)尺寸 (MxN (其中M與N為像素?cái)?shù)目)的情況下，判定處理器51判定待測(cè)對(duì)象的 圖像沒有包含在用于判定的圖像中。將通過此類方式，判定處理器51根據(jù)筒 單的規(guī)則判定是否在用于判定的圖像中包含待測(cè)對(duì)象的圖像。
當(dāng)判定處理器51判定在用于判定的圖像中未包含待測(cè)對(duì)象的圖像時(shí)，將 用于判定的圖像作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中。當(dāng)判定處理器51判 定在用于判定的圖像中包含待測(cè)對(duì)象的圖像時(shí)，將用于判定的圖像作為檢測(cè) 數(shù)據(jù)45B存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中。將用于判定的圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中，此后， 將判定處理結(jié)束信號(hào)51A輸出到對(duì)象指定處理器52。
在缺省數(shù)據(jù)被作為初始數(shù)據(jù)45A預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的情況下，或者 在例如過去幀周期T中根據(jù)受光信號(hào)保持器33的輸出(點(diǎn)燈受光圖像與滅燈 受光圖像)生成的用于判定的圖像已經(jīng)被作為初始數(shù)據(jù)45A通過判定處理器 51的處理存儲(chǔ)的情況下，可以在存儲(chǔ)器45上覆蓋用于判定的圖像作為最新 的初始數(shù)據(jù)45A。可替換地，存儲(chǔ)器45可以用合成圖像覆蓋作為最新的初始 數(shù)據(jù)45A,其通過組合已經(jīng)作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)的圖像與用于判定的圖像 而獲得。另外，在作為檢測(cè)數(shù)據(jù)45B在存儲(chǔ)器45中存儲(chǔ)用于判定的圖像時(shí)， 可以在存儲(chǔ)器45中作為檢測(cè)數(shù)據(jù)45B存儲(chǔ)用于判定的圖像或者通過對(duì)用于判 定的圖像進(jìn)行某些處理而獲得的圖像。
優(yōu)選地，通過將通過已經(jīng)被作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)的圖像的每個(gè)像素?cái)?shù) 據(jù)乘以預(yù)定系數(shù)(3 (0<(3<1)而獲得的數(shù)據(jù)加上通過將新近被作為初始數(shù)據(jù)45A 存儲(chǔ)的用于判定的圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)乘以預(yù)定系數(shù)(1-P)而獲得的數(shù)據(jù)，來 進(jìn)行已經(jīng)被作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)的圖像與新近被作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)的 用于判定的圖像之間的合成。顯然，合成圖像也可以通過其他方法生成。當(dāng)收到從判定處理器51輸出的判定處理結(jié)束信號(hào)51A時(shí)，對(duì)象指定處理 器52通過從作為檢測(cè)數(shù)據(jù)45B存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的圖像中減去被作為初始 數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的圖像，生成用于分析的圖像。對(duì)象指定處理器 52通過使用用于分析的圖像(例如二進(jìn)制化用于分析的圖像)，導(dǎo)出待測(cè)對(duì) 象的位置信息44A，并且輸出位置信息44A到例如CPU (未顯示)。
通過從作為檢測(cè)數(shù)據(jù)45B存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的圖像中減去被作為初始數(shù) 據(jù)45A存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的圖像，只提取包含在作為檢測(cè)數(shù)據(jù)45B存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)器45中的、對(duì)應(yīng)于待測(cè)對(duì)象的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的值，從而容易地導(dǎo)出位置 信息44A。
接著，將詳細(xì)描述該實(shí)施例的顯示裝置的操作的例子。 在顯示裝置中，用于顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(電壓23A與發(fā)光選擇信號(hào)24A) 由顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器23與發(fā)光掃描器24根據(jù)從未顯示的CPU等等提供的顯示 數(shù)據(jù)生成。通過該驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在顯示單元1中進(jìn)^f于線順序顯示驅(qū)動(dòng)，并且顯 示圖像。另外，從受光掃描器3生成受光驅(qū)動(dòng)信號(hào)(受光選擇信號(hào)31A)。通 過該驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在顯示單元1中進(jìn)行線順序受光驅(qū)動(dòng)，并且捕獲圖像。此時(shí)， 光源100由顯示信號(hào)保持器/控制器22驅(qū)動(dòng)，并且進(jìn)行與顯示單元1同步的 開/關(guān)操作。
具體地，例如，如圖5所示，在逐幀顯示圖像時(shí)，將每個(gè)幀周期T對(duì)半 分。在前半周期Tl中，輸出用于點(diǎn)亮光源100的信號(hào)，作為光源控制信號(hào) 22D，以點(diǎn)亮光源100。在點(diǎn)燈周期中，輸出顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)(電壓23A與發(fā)光 選擇信號(hào)24A)以及受光驅(qū)動(dòng)信號(hào)(受光選擇驅(qū)動(dòng)信號(hào)31A)。發(fā)光單元12與 受光單元13被每個(gè)水平線地同步驅(qū)動(dòng)，例如沿箭頭X的方向(線順序驅(qū)動(dòng)) (參照?qǐng)D1)。由此，顯示幀周期中的圖像，并且獲得前半周期Tl中的受光 信號(hào)33A作為點(diǎn)燈受光圖像(當(dāng)顯示圖像時(shí)的受光圖像)。另外，在每個(gè)幀周 期的后半周期T2中，輸出用于關(guān)閉光源100的信號(hào)作為光源控制信號(hào)22D, 以關(guān)閉整個(gè)光源100。在滅燈周期中，輸出受光驅(qū)動(dòng)信號(hào)(受光選擇驅(qū)動(dòng)信 號(hào)31A)以每個(gè)水平線地驅(qū)動(dòng)受光單元13,例如沿箭頭X的方向(線順序驅(qū) 動(dòng))，并且獲得后半周期T2中的受光信號(hào)33A作為滅燈受光圖像(當(dāng)不顯示 圖像時(shí)的受光圖像)。在受光單元13以多個(gè)幀循環(huán)間斷驅(qū)動(dòng)的情況下，只有 對(duì)于其中驅(qū)動(dòng)受光單元13的幀周期，才獲得受光信號(hào)33A作為滅燈周期中的 受光圖像。
18在位置檢測(cè)器34中，根據(jù)從受光信號(hào)保持器33輸出的受光信號(hào)33A進(jìn) 行信號(hào)處理，并且指定接觸或者靠近顯示器表面10的對(duì)象(待測(cè)對(duì)象)的位 置等等。
具體地，首先，在反射檢測(cè)處理器41中，根據(jù)從顯示信號(hào)保持器/控制 器22輸出的光源控制信號(hào)22D，將從受光信號(hào)保持器33輸出的受光信號(hào)33A 分類為點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像，并且從點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像 之間的差生成差異圖像41A。另外，在陰影檢測(cè)處理器42中，從滅燈受光圖 像生成翻轉(zhuǎn)圖像與運(yùn)動(dòng)平均圖像，并且從運(yùn)動(dòng)平均圖像生成翻轉(zhuǎn)圖像與門限。 另外，在陰影檢測(cè)處理器42中，從滅燈受光圖像的翻轉(zhuǎn)圖像與運(yùn)動(dòng)平均圖像 的翻轉(zhuǎn)圖像之間的差生成差異圖像，并且通過從差異圖像的像素?cái)?shù)據(jù)中減去 先前判定的門限，生成陰影圖像42A。隨后，在合成處理器43中，通過根據(jù) 預(yù)定規(guī)則合并差異圖像41A與陰影圖像42A生成合成圖像43A。
接著，在判定處理器51中，根據(jù)簡(jiǎn)單規(guī)則，判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否被 包含在根據(jù)受光信號(hào)保持器33的輸出(點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像)生成 的用于判定的圖像(合成圖像43A、差異圖像41A、或者陰影圖像42A)中。 另外，在判定處理器51中，當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像未被包含在上述圖像中時(shí)， 將圖像作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中。當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像被包含 在上述圖像中時(shí)，將圖像作為檢測(cè)數(shù)據(jù)45B存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中。
在缺省數(shù)據(jù)被作為初始數(shù)據(jù)45A預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的情況下，或者 在例如過去幀周期T中根據(jù)受光信號(hào)保持器33的輸出(點(diǎn)燈受光圖像與滅燈 受光圖像)生成的用于判定的圖像已經(jīng)^皮作為初始數(shù)據(jù)45A通過判定處理器 51的處理存儲(chǔ)的情況下，可以在存儲(chǔ)器45上覆蓋用于判定的圖像作為最新 的初始數(shù)據(jù)45A?？商鎿Q地，存儲(chǔ)器45可以用合成圖像覆蓋作為最新的初始 數(shù)據(jù)45A,其通過根據(jù)預(yù)定規(guī)則合并已經(jīng)作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)的圖像與用 于判定的圖像而獲得。 [位置導(dǎo)出步驟]
接著，在對(duì)象指定處理器52中，通過從作為檢測(cè)數(shù)據(jù)45B存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 45中的圖像中減去被作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的圖像，生成用 于分析的圖像。通過使用分析圖像，導(dǎo)出待測(cè)對(duì)象的位置信息44A,并且輸出位置信息44A到例如CPU (未顯示)。通過此類方式，在該實(shí)施例中，指定接觸或者靠近顯示器表面IO的對(duì)象(待測(cè)對(duì)象)的位置等等。
如上所述，在該實(shí)施例中，當(dāng)在一幀周期中順序點(diǎn)亮光源IOO(顯示圖像)與關(guān)閉光源100 (不顯示圖像)時(shí)，在點(diǎn)燈周期(圖像顯示周期)中獲得點(diǎn)燈受光圖像(當(dāng)顯示圖像時(shí)的受光圖像)，并且在滅燈周期(圖像不顯示"周期)中獲得滅燈受光圖像(當(dāng)不顯示圖像時(shí)的受光圖像)。通過對(duì)點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像進(jìn)行預(yù)定信號(hào)處理而獲得的圖像用于導(dǎo)出待測(cè)對(duì)象的位置。因此，消除了在檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的位置等等時(shí)外部光的影響。因此，即使當(dāng)周圍環(huán)境(明亮情況)變化時(shí)，無論周圍環(huán)境如何，都容易地檢測(cè)接觸或者靠近顯示裝置的顯示器表面的對(duì)象的位置等等。
因?yàn)橥ㄟ^對(duì)用于判定的圖像進(jìn)行預(yù)定處理而獲得的圖像被用做為初始數(shù)據(jù)45A,所以消除了在檢測(cè)對(duì)象的位置等等時(shí)在顯示裝置中發(fā)生的噪聲的影響。因此，即使在顯示裝置中發(fā)生的噪聲由于顯示裝置周圍環(huán)境的變化、隨時(shí)間的變化等等而變化的情況下，也有效地消除在顯示裝置中生成的噪聲分量。因此，以高精度檢測(cè)接觸或者靠近顯示裝置的顯示器表面的對(duì)象的位置等等。另外，因?yàn)椴槐卮鎯?chǔ)在出廠時(shí)在存儲(chǔ)器45中作為初始數(shù)據(jù)45A準(zhǔn)備的、用于消除在顯示裝置中生成的噪聲的數(shù)據(jù)，減少了出廠時(shí)的人工。
在該實(shí)施例中，如上所述，根據(jù)簡(jiǎn)單規(guī)則判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否被包含用于判定的圖像中。因此，大大減少了生成要作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的數(shù)據(jù)所需的處理時(shí)間與負(fù)荷，并且將位置檢測(cè)響應(yīng)速度的減少抑制到最小。另外，因?yàn)槌跏紨?shù)據(jù)45A在顯示裝置側(cè)自動(dòng)生成，所以不需要顯示裝置的用戶進(jìn)行某些操作。因此，減輕了用戶的負(fù)擔(dān)。
在該實(shí)施例中，在缺省數(shù)據(jù)被作為初始數(shù)據(jù)45A預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器45中的情況下，或者在過去例如在過去幀周期T中根據(jù)受光信號(hào)保持器33的輸出(點(diǎn)燈受光圖像與滅燈受光圖像)生成的用于判定的圖像已經(jīng)被作為初始數(shù)據(jù)45A通過判定處理器51的處理存儲(chǔ)的情況下，可以在存儲(chǔ)器45中覆蓋通過合并已經(jīng)作為初始數(shù)據(jù)45A存儲(chǔ)的圖像與用于判定的圖像而獲得的合成圖像。在這種情況下，當(dāng)根據(jù)簡(jiǎn)單規(guī)則判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否被包含用于判定的圖像中時(shí)，即使錯(cuò)誤地檢測(cè)到待測(cè)對(duì)象的圖像未被包含用于判定的圖像中(盡管實(shí)際上待測(cè)對(duì)象的圖像被包含用于判定的圖像中)，也會(huì)防止延長(zhǎng)錯(cuò)誤操作的影響。另外，由錯(cuò)誤檢測(cè)引起的位置檢測(cè)精度的退化被最小化。
20在該實(shí)施例中，不必提供諸如觸摸面板等部件以檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的位置， 因此可以簡(jiǎn)化顯示裝置的配置。
在該實(shí)施例中，在以多個(gè)幀循環(huán)間斷驅(qū)動(dòng)受光單元13的情況下，檢測(cè)待 測(cè)對(duì)象的位置等等所需的功耗;陂抑制。
雖然已經(jīng)通過實(shí)施例及其改進(jìn)描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于該實(shí)施 例等等，而是可以進(jìn)行各種改變。
例如，在該實(shí)施例中，每個(gè)像素11具有發(fā)光單元12，其由紅光發(fā)射單
元12R、綠光發(fā)射單元12G、以及藍(lán)光發(fā)射單元12B構(gòu)成。像素ll也可以具 有用于發(fā)射其他顏色的單元，或者可以具有至少 一種發(fā)光單元。
在上述實(shí)施例中，描述了以下情況受光單元13在從發(fā)光單元12與外 部光L2發(fā)射的可見光中來自待測(cè)對(duì)象的反射光中檢測(cè)可見光分量?？商鎿Q 地，發(fā)光單元12可以發(fā)射包含不可見光分量的光，并且受光單元13可以檢 測(cè)該不可見光分量。因?yàn)椴豢梢姽鈱?duì)人眼不可見，所以進(jìn)行對(duì)顯示圖像不施 加影響的、對(duì)對(duì)象的檢測(cè)。因此，在從后表面穿行到前表面的可見光的透射 光量幾乎為零(如在黑屏幕顯示中)的情況下，即使使不可見光通過至前表 面?zhèn)龋矊?duì)顯示沒有施加影響。因此，在黑顯示中也可^r測(cè)待測(cè)對(duì)象。更具 體地，圖3所示的光源IOO被構(gòu)造來發(fā)射紅外光與可見光，并且在圖2所示 的外部光從玻璃基底102B到受光元件16的入射路徑上安置紅外光透射濾鏡， 并且受光元件16檢測(cè)來自光源100的紅外光分量與外部光中的紅外光分量， 作為檢測(cè)光。諸如濾色鏡107以及極化器110B等元件對(duì)紅外光的吸收比對(duì)可 見光的吸收低很多。因此，紅外光用來使受光元件16獲得預(yù)定檢測(cè)信號(hào)的亮 度低于可見光的亮度，因此減少了功耗。
在上述實(shí)施例中，描述了顯示單元1在光源IOO上具有液晶顯示面板(面 板單元100)情況。顯示單元1可以具有以下發(fā)光面板，其中顯示元件自身 作為像素組件發(fā)光，如有機(jī)EL面板，其在相互面對(duì)的透明基底之間具有有機(jī) 層。在這種情況下，通過導(dǎo)通/截止顯示單元，同時(shí)進(jìn)行圖像的顯示或者不顯 示、以及光的導(dǎo)通或者關(guān)閉。因此，不必在顯示單元1的背面配備光源100、 以及同時(shí)進(jìn)行顯示元件的導(dǎo)通/截止的操作與光源100的點(diǎn)亮/關(guān)閉的操作。
本申請(qǐng)包含在2008年3月10日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP 2008-059501中公開的技術(shù)主題，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入此處。根據(jù)上述教導(dǎo)顯然可以有許多改變與變化。因此應(yīng)該理解在權(quán)利要求書 的范圍內(nèi)可以與具體描述不同的方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種顯示裝置，包括面板部件，具有多個(gè)發(fā)光單元與多個(gè)受光單元，所述多個(gè)發(fā)光單元在顯示器表面上顯示圖像并且發(fā)射檢測(cè)光，所述多個(gè)受光單元接收從顯示器表面一側(cè)入射的檢測(cè)光；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)初始數(shù)據(jù)與檢測(cè)數(shù)據(jù)；圖像生成單元，根據(jù)第一受光圖像與第二受光圖像生成用于判定的圖像，第一受光圖像在從顯示器表面發(fā)射檢測(cè)光的第一周期中從所述多個(gè)受光單元獲得，第二受光圖像在從顯示器表面不發(fā)射檢測(cè)光的第二周期中從所述多個(gè)受光單元獲得；圖像判定單元，判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否包含在用于判定的圖像中，當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像未包含在用于判定的圖像中時(shí)，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于判定的圖像的數(shù)據(jù)作為所述初始數(shù)據(jù)，并且當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像包含在用于判定的圖像中時(shí)，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于判定的圖像的數(shù)據(jù)作為所述檢測(cè)數(shù)據(jù)；以及位置判定單元，根據(jù)由在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述檢測(cè)數(shù)據(jù)表示的圖像、以及由在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述初始數(shù)據(jù)表示的圖像，至少判定待測(cè)對(duì)象的位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述圖像生成單元通過獲得第一 受光圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)與第二受光圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)之間的差，生成所 述用于判定的圖像。
3. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述圖像生成單元從第二受光圖 像生成第一翻轉(zhuǎn)圖像與運(yùn)動(dòng)平均圖像，從該運(yùn)動(dòng)平均圖像生成第二翻轉(zhuǎn)圖像 與預(yù)定門限，從第一翻轉(zhuǎn)圖像與第二翻轉(zhuǎn)圖像之間的差生成差異圖像，并且 通過從該差異圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)中減去所述門限，生成所述用于判定的圖 像。
4. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述圖像生成單元包括 差異圖像生成單元，從第一受光圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)與第二受光圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)之間的差，生成第一差異圖像；陰影圖像生成單元，從第二受光圖像生成第一翻轉(zhuǎn)圖像與運(yùn)動(dòng)平均圖像，從該運(yùn)動(dòng)平均圖像生成第二翻轉(zhuǎn)圖像與預(yù)定門限，從第 一翻轉(zhuǎn)圖像與第二翻 轉(zhuǎn)圖像之間的差生成第二差異圖像，并且通過從第二差異圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)中減去所述門限，生成陰影圖像；以及合成圖像生成單元，通過根據(jù)預(yù)定規(guī)則合并第一差異圖像與陰影圖像， 生成所述用于判定的圖像。
5. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述圖像判定單元檢測(cè)具有超過 預(yù)定門限的值的像素區(qū)域是否存在于所述用于判定的圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù) 中，并且當(dāng)檢測(cè)到該像素區(qū)域時(shí)，比較該像素區(qū)域的尺寸與預(yù)計(jì)為待測(cè)對(duì)象 的圖像的尺寸，以判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否包含在用于判定的圖像中。
6. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像未包含在 用于判定的圖像、并且由所述初始數(shù)據(jù)表示的圖像已經(jīng)被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器 中時(shí)，所述圖像判定單元用覆蓋數(shù)據(jù)作為所述初始凝:據(jù)覆蓋所述存儲(chǔ)器，該 覆蓋數(shù)據(jù)表示二 ，用于判定的圖像自身，通過對(duì)所述用于判定的圖像進(jìn)行預(yù)定處理而獲得的圖像，或者 通過根據(jù)預(yù)定規(guī)則合并已經(jīng)被作為所述初始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的 圖像與所述用于判定的圖像而獲得的合成圖像。
7. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述位置判定單元從由在所述存 儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述檢測(cè)數(shù)據(jù)表示的圖像與由在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述初始 數(shù)據(jù)表示的圖像之間的差，判定待測(cè)對(duì)象的位置。
8. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述第一周期為在顯示器表面上 顯示圖像的顯示周期，所述第二周期為不在顯示器表面上顯示圖像的非顯示 周期，并且所述;^r測(cè)光為顯示圖像的顯示光。
9. 如權(quán)利要求l所述的顯示裝置，其中所述多個(gè)發(fā)光單元與在顯示器表 面上顯示圖像的可見光一起從顯示器表面發(fā)射不可見光作為檢測(cè)光。
10. 如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其中所述面板部件為在相互面對(duì)的 透明基底之間具有液晶層的液晶顯示面板，并且所述不可見光為紅外光。
11. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述面板部件為在相互面對(duì)的透明基底之間具有液晶層的液晶顯示面板。
12. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述面板部件為在相互面對(duì)的透明基底之間具有有機(jī)層的有機(jī)發(fā)光面板。
13. —種位置檢測(cè)方法，用來在顯示裝置中至少檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的位置， 該顯示裝置包括面板部件與存儲(chǔ)器，該面板部件具有在顯示器表面上顯示圖 像并且發(fā)射檢測(cè)光的多個(gè)發(fā)光單元與接收從顯示器表面一側(cè)入射的檢測(cè)光的多個(gè)受光單元，該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)初始數(shù)據(jù)與檢測(cè)數(shù)據(jù)，所述方法包括以下步驟: 根據(jù)第一受光圖像與第二受光圖像生成用于判定的圖像，第一受光圖像 在從顯示器表面發(fā)射檢測(cè)光的第一周期中從所述多個(gè)受光單元獲得，第二受 光圖像在從顯示器表面不發(fā)射檢測(cè)光的第二周期中從所述多個(gè)受光單元獲得；判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否包含在用于判定的圖像中，當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的 圖像未包含在用于判定的圖像中時(shí)，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于判定的 圖像的數(shù)據(jù)作為所述初始數(shù)據(jù)，并且當(dāng)判定待測(cè)對(duì)象的圖像包含在用于判定 的圖像中時(shí)，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于判定的圖像的數(shù)據(jù)作為所述檢測(cè)數(shù)據(jù)；以及才艮據(jù)由在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述檢測(cè)數(shù)據(jù)表示的圖像、以及由在所述 存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述初始數(shù)據(jù)表示的圖像，至少判定待測(cè)對(duì)象的位置。
全文摘要
一種顯示裝置的圖像生成單元根據(jù)分別在發(fā)光周期中與在非發(fā)光周期中從受光單元獲得的第一受光圖像與第二受光圖像生成判定圖像。圖像判定單元判定待測(cè)對(duì)象的圖像是否包含在判定圖像中，當(dāng)對(duì)象圖像未包含在判定圖像中時(shí)，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于判定圖像的數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)，并且當(dāng)對(duì)象圖像包含在判定圖像中時(shí)，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于判定圖像的數(shù)據(jù)作為檢測(cè)數(shù)據(jù)。位置判定單元根據(jù)由在存儲(chǔ)器中的檢測(cè)數(shù)據(jù)表示的圖像、以及由在存儲(chǔ)器中的初始數(shù)據(jù)表示的圖像，至少判定對(duì)象位置。
文檔編號(hào)G06F3/042GK101533323SQ20091012666
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者原田勉, 山口和范, 建內(nèi)滿, 津崎亮一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社