[发明专利]检测装置、显示装置以及物体接近距离测量方法

说明书

相关申请的参考

本发明包含于2009年8月12日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2009-187134所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及检测装置和显示装置，该检测装置用于在被检测物体接近时检测从用于获取被检测物体(诸如手指或记录笔)的图像的光学传感器的光接收表面到被检测物体的距离(高度)，并且显示装置具有检测高度的功能。本发明还涉及一种使用光学传感器阵列的光接收各向异性的物体接近距离测量方法。

背景技术

用于检测被检测物体(诸如人或记录笔)的接触或接近的检测装置是已知的。此外，其中设置有光学传感器并因此具有用于检测被检测物体与显示表面接触或接近的接触传感器功能的显示装置也是已知的。

接触检测方式包括光学方式、电容方式、电阻膜方式等。在这些方式中，光学方式和电容方式不仅可以检测接触，还可以检测接近。

已经开发了一种新型用户界面(UI)，其通过直接接触显示装置的显示屏来代替用于操作装置的按钮等。具体地，已经积极开发了利用在诸如移动电话的移动装置中的显示屏的UI。

从可操作性的观点看，如移动装置中的相对小的显示屏在通过手指进行操作时需要特定大小的图标。然而，当重视可操作性并且放大图标时，则减少了可以一眼看到的信息量。

为了处理这种不便，还提出了新的信息显示方法，该方法检测处于非接触状态(接近状态)的手指等，并且根据手指等的移动，来改变显示在显示面板上的视频等的显示状态(参见日本专利公开第2008-117371号(下文中，称作专利文献1))。

在专利文献1中描述的显示装置的接触和接近检测方式是电容方式，并且其被配置为能够根据手指等的接近距离来改变显示状态。由于此目的，只可以检测粗略的接近距离。具体地，在该显示装置的接近检测中，将电容变化转换为频率变化，并且将频率变化转换为电压。可以确定的是，在电压高时，影响电容变化的手指较近，而在电压低时，则手指较远。

发明内容

电容方式中的小的电容变化会被淹没在噪声电平(noise level)中。特别是当显示装置包括接触或接近检测功能时，针对显示而发生电位变化的配线靠近检测电极设置，并且配线中的电位变化倾向于作为感应噪声而被叠加在检测电极上。此外，即使在检测功能不是显示装置内置型时，通过利用电容方式检测与被检测物体的距离所获得的检测信号也是基于电容变化的，从而使得通常无法执行准确的检测。

为了能够检测甚至很小的电容变化，上述专利文献1需要配备使用振荡器的电容型检测器。这招致了增加在上述专利文献1中描述的显示装置(或检测装置)的成本的缺点。

本发明提供了在抑制成本增加的同时可以以高精度光学检测(或测量)与被检测物体的距离的检测装置和显示装置。此外，本发明提供了能够以低成本进行高精度检测的物体接近距离测量方法。

根据本发明实施方式的检测装置包括具有光学各向异性的光学传感器阵列、用于光学传感器阵列的检测驱动部、以及高度检测部。

检测驱动部驱动光学传感器阵列、获取被检测物体的图像，并且基于光接收各向异性而生成多个不同的检测图像。

高度检测部接收输入至该高度检测部的多个检测图像，并且通过使用多个输入检测图像来检测从光学传感器阵列的传感器光接收表面到被检测物体的距离(高度)。更具体地，高度检测部基于在与被检测物体的阴影和反射中的一个相对应的图像部分中由于光接收各向异性的差异所产生的位移(positional displacement)的大小来检测高度，所述图像部分包括在多个检测图像中。

光学传感器阵列本身可以具有光接收各向异性，或例如可以通过光接收各向异性赋予部而向光学传感器阵列赋予光接收各向异性。在前者情况下，可以通过半导体工艺整体地形成阻挡从一侧到光学传感器阵列的光接收表面的光的一部分并且不怎么阻挡来自另一侧的光的物件(诸如檐(eave)等)。

另一方面，在后者情况下，检测装置期望具有用于波长选择的波长选择滤光部(诸如滤色片、遮光滤光片、透镜阵列等)作为光接收各向异性赋予部。

尤其地，当检测装置具有波长选择滤光器部等作为光接收各向异性赋予部时，检测驱动部优选利用不同波长范围中的光通过多次图像获取而生成多个检测图像。