電極基板及配備該電極基板的顯示裝置以及觸摸屏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適合用作接近傳感器和手勢(shì)傳感器的光傳感器和使用該光傳感器的電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]光傳感器具備對(duì)檢測(cè)對(duì)象物進(jìn)行檢測(cè)或檢測(cè)與檢測(cè)對(duì)象物的距離等功能，應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛。
[0003]移動(dòng)電話(huà)(包括智能手機(jī))和數(shù)碼照相機(jī)等電子設(shè)備具備用于顯示圖像的液晶面板。此外，在這樣的電子設(shè)備中，存在具備觸摸面板以能夠在液晶面板上進(jìn)行觸摸操作的機(jī)型。在這樣具備液晶面板和觸摸面板的電子設(shè)備中，在進(jìn)行通常的觸摸操作時(shí)需要使觸摸面板進(jìn)行動(dòng)作，但是在面部靠近時(shí)不需要使觸摸面板進(jìn)行動(dòng)作。
[0004]但是，對(duì)于上述的電子設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)低消耗電力和防止觸摸面板的誤動(dòng)作，裝載接近傳感器以使觸摸面板的動(dòng)作在面部靠近液晶面板時(shí)停止的需求在增加。對(duì)于這樣的需求，例如在移動(dòng)電話(huà)中，為了在通話(huà)時(shí)使觸摸面板的動(dòng)作停止，在移動(dòng)電話(huà)中的接觸耳朵的聲音輸出部裝載有檢測(cè)人的面部對(duì)移動(dòng)電話(huà)的靠近的接近傳感器。
[0005]此外，由于接近傳感器的輸出值與接近距離成反比，因此存在將接近傳感器用作測(cè)距傳感器的需求。
[0006]作為檢測(cè)物體的位置的光傳感器，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載有如下技術(shù):使用多個(gè)受光元件，接收來(lái)自光源的光，檢測(cè)相對(duì)于受光元件的光源的方向和從受光元件至光源的距離，由此檢測(cè)光源的位置。
[0007]進(jìn)一步，還存在通過(guò)在光傳感器的受光部配置多個(gè)光電二極管，根據(jù)光電二極管的各輸出值的變化量檢測(cè)物體的動(dòng)作的需求。
[0008]作為檢測(cè)物體的動(dòng)作的光傳感器，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)有反射型的光傳感器。如圖18所示，該光傳感器包括發(fā)光元件301和兩個(gè)受光元件302、303，受光元件302、303配置在發(fā)光元件301的兩側(cè)。在檢測(cè)對(duì)象物304位于右側(cè)的情況下，來(lái)自檢測(cè)對(duì)象物304的反射光強(qiáng)烈地照射在受光元件303。另一方面，在檢測(cè)對(duì)象物304位于左側(cè)的情況下，來(lái)自檢測(cè)對(duì)象物304的反射光強(qiáng)烈地照射在受光元件302。因此，讀取在兩個(gè)受光元件302,303產(chǎn)生的光電流之差，能夠檢測(cè)到檢測(cè)對(duì)象物304的位置和動(dòng)作。
[0009]作為檢測(cè)物體的動(dòng)作的傳感器，還存在作為檢測(cè)手的動(dòng)作的手勢(shì)傳感器利用光傳感器的需求。這樣的手勢(shì)傳感器作為接近傳感器的附加功能被加以利用，以非接觸的方式來(lái)檢測(cè)觸摸面板上的手的動(dòng)作。由此，即使濡濕的手和臟污的手也能夠不污染液晶面板的表面地進(jìn)行操作以使在液晶面板顯示的畫(huà)面滾動(dòng)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)2008-8849號(hào)(2008年I月17日公開(kāi))”
[0013]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)2000-75046號(hào)(2000年3月14日公開(kāi))”

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0015]裝載有上述那樣的接近傳感器的電子設(shè)備多在野外和室內(nèi)使用。因此，要求即使在自然光和照明光引起的干擾光成分射入接近傳感器的情況下也使接近傳感器正確地進(jìn)行動(dòng)作的電子設(shè)備。因此，需要使得接近傳感器不因外部的光而進(jìn)行誤動(dòng)作。這樣，與一般的接近傳感器相比，在被照射自然光和照明光等強(qiáng)烈的干擾光的環(huán)境中使用的接近傳感器需要使得其對(duì)于干擾光的耐受量更大。
[0016]但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2中，對(duì)于各光傳感器，未針對(duì)干擾光顯示用于防止誤動(dòng)作的具體的應(yīng)對(duì)措施。
[0017]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供能夠以不由于干擾光而進(jìn)行誤動(dòng)作的方式檢測(cè)物體的動(dòng)作的光傳感器。
[0018]用于解決問(wèn)題的方式
[0019]本發(fā)明的一個(gè)方式的光傳感器包括:發(fā)光元件；受光元件，其通過(guò)上述發(fā)光元件的出射光在檢測(cè)對(duì)象物反射后的反射光入射而產(chǎn)生光電流；驅(qū)動(dòng)電路，其以在連續(xù)的第一期間、第二期間、第三期間和第四期間中，在上述第一期間、上述第二期間和上述第四期間中使上述發(fā)光元件點(diǎn)亮或熄滅，另一方面在上述第三期間中使上述發(fā)光元件熄滅或點(diǎn)亮的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；積分電路，其輸出第一積分值差和第二積分值差，其中，上述第一積分值差為上述第一期間中的根據(jù)上述發(fā)光元件的狀態(tài)產(chǎn)生的上述光電流的積分值與上述第二期間中的根據(jù)上述發(fā)光元件的狀態(tài)產(chǎn)生的上述光電流的積分值之差，上述第二積分值差為上述第三期間中的根據(jù)上述發(fā)光元件的狀態(tài)產(chǎn)生的上述光電流的積分值與上述第四期間中的根據(jù)上述發(fā)光元件的狀態(tài)產(chǎn)生的上述光電流的積分值之差；和輸出控制電路，其在上述第一積分值差為零時(shí)輸出上述第二積分值差，另一方面在上述第一積分值差不為零時(shí)輸出上述第二積分值差與上述第一積分值差之差。
[0020]本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光傳感器包括:發(fā)光元件；受光元件，其通過(guò)上述發(fā)光元件的出射光在檢測(cè)對(duì)象物反射后的反射光射入而產(chǎn)生光電流；驅(qū)動(dòng)電路，其以在連續(xù)的第一期間、第二期間、第三期間和第四期間中，在上述第一期間中使上述發(fā)光元件點(diǎn)亮或熄滅，另一方面在上述第二期間至第四期間中使上述發(fā)光元件熄滅或點(diǎn)亮的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；積分電路，其輸出第一積分值差和第二積分值差，其中，上述第一積分值差為上述第一期間中的根據(jù)上述發(fā)光元件的狀態(tài)產(chǎn)生的上述光電流的積分值與上述第二期間中的根據(jù)上述發(fā)光元件的狀態(tài)產(chǎn)生的上述光電流的積分值之差，上述第二積分值差為上述第三期間中的根據(jù)上述發(fā)光元件的狀態(tài)產(chǎn)生的上述光電流的積分值與上述第四期間中的根據(jù)上述發(fā)光元件的狀態(tài)產(chǎn)生的上述光電流的積分值之差；和輸出控制電路，其在上述第二積分值差為零時(shí)輸出上述第一積分值差，另一方面在上述第二積分值差不為零時(shí)輸出上述第一積分值差與上述第二積分值差之差。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，根據(jù)第一積分值差檢測(cè)干擾光的強(qiáng)度，根據(jù)該差控制檢測(cè)信號(hào)的輸出。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方式，根據(jù)第二積分值差檢測(cè)干擾光的強(qiáng)度，根據(jù)該差控制檢測(cè)信號(hào)的輸出。由此，獲得能夠以不由于干擾光而進(jìn)行誤動(dòng)作的方式檢測(cè)物體的動(dòng)作的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的光傳感器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0024]圖2是表示圖1的光傳感器和實(shí)施方式4的光傳感器的發(fā)光受光單元的發(fā)光元件和受光元件的安裝結(jié)構(gòu)的縱截面圖。
[0025]圖3是表示上述光傳感器的積分電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0026]圖4是表示上述光傳感器的另一積分電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0027]圖5是表示上述光傳感器的輸出控制電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0028]圖6是表示沒(méi)有干擾光的情況下的上述光傳感器的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0029]圖7是表示一定的干擾光入射的情況下的上述光傳感器的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0030]圖8是表示增加的干擾光入射的情況下的上述光傳感器的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0031]圖9是表示減少的干擾光入射的情況下的上述光傳感器的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0032]圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的光傳感器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0033]圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的光傳感器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0034]圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的光傳感器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0035]圖13是表示圖12的光傳感器的受光元件的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0036]圖14(a)是表示來(lái)自圖12的光傳感器的出射光形成的光點(diǎn)與檢測(cè)對(duì)象物的位置關(guān)系的變化的平面圖，(b)是表示在圖12的光傳感器的受光元件射入有來(lái)自上述光點(diǎn)的上述檢測(cè)對(duì)象物的反射光的狀態(tài)的平面圖。
[0037]圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的光傳感器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0038]圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6的光傳感器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0039]圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7的智能手機(jī)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0040]圖18是表示現(xiàn)有的光傳感器的結(jié)構(gòu)構(gòu)的縱截面圖。
[0041]圖19是表不沒(méi)有干擾光的情況下的實(shí)施方式I的光傳感器的其它動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0042]圖20是表不一定的干擾光入射的情況下的實(shí)施方式I的光傳感器的其它動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0043]圖21是表示增加的干擾光入射的情況下的實(shí)施方式I的光傳感器的其它動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0044]圖22是表不減少的干擾光入射的情況下的實(shí)施方式I的光傳感器的其它動(dòng)作的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045][實(shí)施方式I]
[0046]以下參照?qǐng)D1?圖9對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I進(jìn)行說(shuō)明。
[0047][光傳感器的結(jié)構(gòu)]
[0048]圖1是表示本實(shí)施方式的光傳感器101的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0049]如圖1所示，光傳感器101包括積分電路1、AD轉(zhuǎn)換器2、輸出控制電路3、I2C接口 4、積分控制信號(hào)產(chǎn)生電路5、振蕩器6、驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路7、驅(qū)動(dòng)電路8和發(fā)光受光單元90。該光傳感器101將發(fā)光元件LED發(fā)出的光照射到檢測(cè)對(duì)象物100，利用受光元件H)接收來(lái)自該檢測(cè)對(duì)象物100的反射光，對(duì)在受光元件H)被進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后的電流進(jìn)行規(guī)定的處理，輸出對(duì)檢測(cè)對(duì)象物100的接近進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)信號(hào)。此外，光傳感器101中的發(fā)光元件LED和受光元件H)如被組裝入以下說(shuō)明的發(fā)光受光單元90。
[0050]<發(fā)光受光單元的結(jié)構(gòu)>
[0051]圖2是表示光傳感器101中的發(fā)光受光單元90的發(fā)光元件LED和受光元件H)的安裝結(jié)構(gòu)的縱截面圖。
[0052]如圖2所示，發(fā)光受光單元90由發(fā)光元件LED、受光元件H)、基板91和密封部件92構(gòu)成。
[0053]發(fā)光元件LED和受光元件H)空出間隔地安裝在基板91上。發(fā)光元件LED由發(fā)光二極管構(gòu)成。此外，受光元件ro由光電二極管或光電晶體管、或者將受光元件ro與信號(hào)處理用電路和/或LED驅(qū)動(dòng)器電路一體化而得到的OPIC(Optical IC)(注冊(cè)商標(biāo))構(gòu)成。
[0054]密封部件92以覆蓋發(fā)光元件LED和受光元件H)的方式形成在基板91上。密封部件92由透明的樹(shù)脂材料、或使發(fā)光元件LED的發(fā)光波長(zhǎng)透射并將可見(jiàn)光成分遮斷的可見(jiàn)光遮斷樹(shù)脂材料形成，在表面具有發(fā)光透鏡部92a和受光透鏡部92b。發(fā)光透鏡部92a是在發(fā)光元件LED的光出射側(cè)以成為半球狀的方式形成的凸透鏡，將從發(fā)光元件LED放射的光以會(huì)聚至規(guī)定位置或轉(zhuǎn)換為平行光的方式射出。受光透鏡部92b是在受光元件H)的光入射側(cè)以成為半球狀的方式形成的凸透鏡，將從檢測(cè)對(duì)象物100反射的光會(huì)聚至受光元件PD。
[0055]<積分電路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作>
[0056]圖3是表示光傳感器101中的積分電路I的結(jié)構(gòu)的額框圖。圖4是表示光傳感器101中的另一積分電路IA的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0057]如圖3所示，積分電路I具有輸入切換電路la、積分器lb、lc、延遲電路Id和加法運(yùn)算電路Ie。
[0058]積分器Ib是在正方向上對(duì)所輸入的光電流進(jìn)行積分的電路。積分器Ic是在負(fù)方向上對(duì)所輸入的光電流進(jìn)行積分的電路。
[0059]輸入切換電路Ia是在連續(xù)的兩個(gè)積分期間對(duì)輸入路徑交替地進(jìn)行切換以使來(lái)自受光元件F1D的光電流輸入至積分器lb、Ic中的任一方的電路。該輸入切換電路Ia根據(jù)從后述的積分控制信號(hào)產(chǎn)生電路5施加的積分控制信號(hào)，以切換光電流的輸入的方式進(jìn)行控制。
[0060]積分控制信號(hào)規(guī)定執(zhí)行積分的4個(gè)積分期間INTl?INT4，還規(guī)定以積分期間INTl?INT4為一個(gè)周期的積分周期。積分期間INTl?INT4是在分別進(jìn)行發(fā)光元件LED的導(dǎo)通(點(diǎn)亮)和斷開(kāi)(熄滅)的期間，即后述的第一期間Tl、第二期間T2、第三期間T3和第四期間T4分別設(shè)置。
[0061]延遲電路Id是使從積分器Ib輸出的積分值延遲一個(gè)積分期間的電路。
[0062]加法運(yùn)算電路Ie是將從延遲電路Id和積分器Ic輸出的各個(gè)積分值相加的電路。
[0063]在如上述那樣構(gòu)成的積分電路I中，在輸入切換電路Ia以將光電力輸入到積分器Ib的方式對(duì)輸入路徑進(jìn)行切換的狀態(tài)下，由積分器Ib在正方向上對(duì)光電流進(jìn)行積分。從積分器Ib輸出的積分值通過(guò)延遲電路Id延遲一個(gè)積分期間。另一方面，在輸入切換電路Ia以將光電力輸入到積分器Ic的方式對(duì)輸入路徑進(jìn)行切換的狀態(tài)下，由積分器Ic在負(fù)方向上對(duì)光電流進(jìn)行積分。
[0064]在積分期間INTl從延遲電路Id輸出的積分值和在積分期間INT2從積分器Ic輸出的積分值由加法運(yùn)算電路Ie進(jìn)行相加。此外，在積分期間INT3從延遲電路Id輸出的積分值和在積分期間INT4從積分器Ic輸出的積分值也由加法運(yùn)算電路Ie進(jìn)行相加。這樣，通過(guò)正方向的積分值與負(fù)方向的積分值相加而獲得兩個(gè)積分值之差的積分值。
[0065]此外，積分電路I也可以如圖4所示那樣的積分電路1A。
[0066]如圖4所示，積分電路IA具有電流極性切換電路lAa、積分器lAb、輸出切換電路IAc、延遲電路IAd和加法運(yùn)算電路IAe。
[0067]電流極性切換電路IAa是在連續(xù)的兩個(gè)積分期間將來(lái)自受光元件H)的光電流的極性交替地切換的電路。該電流極性切換電路IAa根據(jù)上述的積分控制信號(hào)，以切換光電流的極性的方式進(jìn)行控制。
[0068]積分器IAb是對(duì)從電流極性切換電路IAa輸出的光電流進(jìn)行積分的電路。
[0069]輸出切換電路IAc是在連續(xù)的兩個(gè)積分期間對(duì)輸出路徑交替地進(jìn)行切換以使從積分器輸出的積分值輸出至延遲電路IAd和加法運(yùn)算電路IAe中的任一方的電路。該輸出切換電路IAc根據(jù)上述的積分控制信號(hào)，以切換輸出路徑的方式進(jìn)行控制。
[0070]延遲電路IAd是使從輸出切換斷路IAc輸出的積分值延遲一個(gè)積分期間的電路。
[0071]加法運(yùn)算電路IAe是將從延遲電路IAd和輸出切換電路IAc輸出的各個(gè)積分值相加的電路。
[0072]在如上述那樣構(gòu)成的積分電路IA中，當(dāng)光電流從電流極性切換電路IAa作為正極