[發明專利]反射檢測設備、顯示設備、電子設備和反射檢測方法

無效

• 申請號: 201010121148.2
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101819490A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 楊映保
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦晨

技術領域

本發明涉及一種反射檢測設備和反射檢測方法，該反射檢測設備從光發射表面(顯示設備的顯示表面)向外部發射檢測光，并且通過多個光接收裝置接收反射的檢測光。本發明還涉及一種包含反射檢測功能的顯示設備和電子設備。

背景技術

反射檢測通常涉及將光照射到對象上、以及通過檢測反射光來檢測對象的存在/不存在。

然而，反射檢測不僅用于檢測對象的存在/不存在，而且在某些情況下還用于檢測對象的面內位置的位置檢測。

例如，已知有一種包含光學位置檢測功能的顯示裝置，在該顯示裝置中，用于檢測指定位置的光接收裝置被合并在顯示面板中(例如，參見日本專利申請公開No.2006-301864；在下文中，稱為專利文獻1)。

在專利文獻1中所公開的技術中，感測光的傳感器(光接收裝置)被設置在諸如液晶面板和有機電致發光(EL)面板的顯示面板上的屏幕上的一部分像素或者屏幕上的所有像素處。通過使來自傳感器的檢測信號與設置有傳感器的像素的位置信息相關聯，可以檢測已經觸摸面板表面的諸如手指和筆的對象的面內位置。被照射到對象上且被傳感器檢測的光是諸如紅外(IR)光的不可見光。使用不可見光使得即使在黑色顯示等的屏幕區域中也能夠執行位置檢測。

另一方面，作為測量檢測光的光發射表面和對象之間的距離的方法，已知有為照相機設備的自動聚焦而執行的三角測量方法，等等。

發明內容

然而，在普通的距離測量方法中，由于需要在一定范圍內瞄準光，所以并不總是可以在大平面內的任何位置處進行距離測量。因此，具有內置的觸摸面板或觸摸傳感器的顯示設備可能無法使用三角測量方法來測量離顯示表面的距離(高度)。

鑒于上述情形，需要一種能夠測量離光發射表面的距離(高度)的位置檢測設備。

還需要一種具有位置檢測設備的功能并能夠測量離顯示表面的距離(高度)的顯示設備、以及包括該顯示設備的電子設備。

還需要一種可以測量離光發射表面的距離(高度)的位置檢測方法。

根據本發明的實施例，提供一種包括光發射表面、檢測光輸出部分、多個光接收裝置和高度檢測部分的位置檢測設備。

檢測光輸出部分從作為光發射表面的一部分的發射區域傾斜地(例如，以預定的角度)發射檢測光。理想地，檢測光輸出部分使發射區域在光發射表面內沿著一個方向偏移(shift)。

多個光接收裝置選擇性地接收從發射區域發射到外部對象并在被外部對象反射之后以預定的角度進入光發射表面的檢測光作為反射檢測光，并且輸出光接收信號。

例如，在獲得光接收信號時(在執行偏移之前或之后)，高度檢測部分從已經獲得光接收信號的光接收裝置的位置(位置信息)獲得反射檢測光的入射位置的坐標。此外，使用該坐標和與該坐標相對應的發射區域的位置的坐標(位置信息)，高度檢測部分獲得檢測光被外部對象反射的點(spot)的高度，該高度是離光發射表面的距離。

在本發明的實施例中，理想地，檢測光輸出部分能夠將發射區域限制在這樣的范圍內并使該發射區域沿著一個方向偏移：在該范圍中，檢測光相對于光發射表面的發射角θ1和反射檢測光相對于光發射表面的入射角θ2可以被認為是等價的(θ1和θ2中的每一個都可以被認為是單一值)。

在這種情況下，更理想地，高度檢測部分獲得反射檢測光的入射位置在偏移方向上的坐標a2和在獲得坐標a2時的發射區域的位置的坐標a1。此外，使用獲得的兩個坐標a1和a2、發射角θ1和入射角θ2，高度檢測部分通過求解下述方程(1)來獲得與高度相對應的值H：

H＝|a1-a2|＊tanθ1＊tanθ2/(tanθ1+tanθ2)...(1)。

在本發明的實施例中，理想地，檢測光輸出部分能夠從發射區域輸出兩條平行光束作為檢測光，這兩條平行光束在光發射表面內的兩個相對方向上具有傾角分量。檢測光輸出部分還能夠使發射區域在與這兩個相對方向平行的方向上偏移。

在這種情況下，更理想地，對于這兩條平行光束中的每一條，高度檢測部分獲得反射檢測光的入射位置在偏移方向上的坐標a2和在獲得坐標a2時的發射區域的位置的坐標a1。此外，使用獲得的兩個坐標a1和a2、以及檢測光相對于光發射表面的發射角θ1，高度檢測部分通過求解對于這兩條平行光束中的每一條成立的下述方程(1)來獲得與高度相對應的值H：

H＝|a1-a2|＊tanθ1＊tanθ2/(tanθ1+tanθ2)...(1)，

在該方程中，反射檢測光相對于光發射表面的入射角θ2和與高度相對應的值H是未知的。