CN101292215A - 显示装置、液晶显示装置、位置检测系统及位置检测方法 - Google Patents

显示装置、液晶显示装置、位置检测系统及位置检测方法 Download PDF

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Abstract

附接到液晶面板装置(2)的背光部(3)的背光由多个发光二极管产生，并且通过表示显示屏(21A)的位置的位置信息来对每个发光二极管所发射的光进行调制。光接收装置(4)接收所述背光，对其进行调制，提取位置信息并基于该位置信息对显示屏(21A)上的位置进行检测。

Description

显示装置、液晶显示装置、位置检测系统及位置检测方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置，诸如液晶显示装置、等离子体显示装置、以及有机EL(电致发光)显示装置，更具体地，涉及一种用于检测这种显示装置上的显示面中的位置的位置检测系统和一种检测这种显示装置上的显示面中的位置的位置检测方法，并且进一步涉及一种设置有这种位置检测功能的显示装置。
背景技术
作为可以检测显示装置的屏幕(显示面)中的位置的装置，触板(touch panel)是公知的。根据该触板，当用户使用手指、笔、触针等接触屏幕时，检测该接触位置，并且将表示该接触位置的坐标信息等发送到计算机等。这类触板用于PDA(个人数字助理)、高级功能的移动电话、汽车导航仪、银行的ATM(自动取款机)、车站的售票机等。
发明内容
本发明所要解决的问题
存在各种类型的检测当前普及的触板上的接触位置的方法：例如，通过使用电阻膜来检测该接触的电阻膜方法、检测该接触所引起的电场变化的模拟电容耦合方法、检测该接触所阻挡的红外线的红外线方法等。
在电阻膜方法中，膜被提供在显示装置的屏幕上。因此，在一些情况中屏幕上的可见度可能降低。此外，在电阻膜方法中，向下按压膜以检测接触，这很容易损坏膜。因此，难以提高装备有触板的显示装置的耐用性。
此外，在模拟电容耦合方法中，传导薄膜被提供在显示装置的屏幕上。因此，在一些情况下屏幕上的可见度可能降低。
另一方面，红外线方法在显示装置的屏幕上不需要任何东西。因此，可见度极好。然而，在该方法中，红外线发光二极管和光电晶体管被提供在屏幕的框架部分中。因此，框架部份需要空间以设置有这些构件(member)，这难以使框架部份变薄并且难以减小框架部份的宽度。
此外，在任何上述接触位置检测方法中，必须提供具有诸如膜、传导薄膜和红外线发光二极管的用于检测接触位置的专用硬件的显示装置。这会使显示装置的硬件结构复杂化、成本增加、纵深(depth)尺寸增加、或者使对一些情况中的设置和设计的限制增加。
鉴于上述示例性问题，因此本发明的第一目的是提供一种显示装置、一种液晶显示装置、一种位置检测系统以及一种位置检测方法，这可实现显示装置的硬件结构简单化、成本降低、尺寸减小、或者对设置和设计的限制减少，同时实现对显示屏中的位置检测。
本发明的第二目的是提供一种显示装置、一种液晶显示装置、一种位置检测系统以及一种位置检测方法，这允许检测显示屏中的位置而不增加用于检测显示屏中的位置的专用硬件。
本发明的第三目的是提供一种显示装置、一种液晶显示装置、一种位置检测系统以及一种位置检测方法，这允许检测显示屏中的位置而不降低显示屏的可见度。
本发明的第四目的是提供一种显示装置、一种液晶显示装置、一种位置检测系统以及一种位置检测方法，这允许检测显示屏中的位置而不降低耐用性。
解决问题的方法
本发明的上述目的可通过第一显示装置来实现，该第一显示装置设置有：多个发光元件，其用于产生多个发光点，每个发光点发射光到显示面以执行信息的可视显示；以及调制部，其用于通过利用位置信息来对每个发光点所发射出的光进行调制，所述位置信息表示显示面中与发光点的位置相对应的位置。
本发明的上述目的可通过第二显示装置来实现，该第二显示装置设置有：多个发光元件，其用于产生多个发光点，每个发光点发射出光到显示面以执行信息的可视显示；以及发光时间控制部，其用于根据发光点的位置而改变每个发光点的发光时序。
本发明的上述目的可通过第一液晶显示装置来实现，该第一液晶显示装置设置有：液晶面板装置，其中电极和液晶被提供在两个基板之间；以及背光装置，其用于发射出光到液晶面板装置的显示面，该背光装置具有用于产生多个发光点的多个发光元件，每个发光点发射出光到显示面；以及调制部，其用于通过利用位置信息来对每个发光点所发射出的光进行调制，所述位置信息表示显示面中与发光点的位置相对应的位置。
本发明的上述目的可通过第二液晶显示装置来实现，该第二液晶显示装置设置有：液晶面板装置，其中电极和液晶被提供在两个基板之间；以及背光装置，其用于发射出光到液晶面板装置的显示面，该背光装置具有用于产生多个发光点的多个发光元件，每个发光点向显示面发射出光；以及发光时间控制部，用于根据发光点的位置而改变每个发光点的发光时序。
本发明的上述目的可通过用于对显示面中的位置进行检测以执行信息的可视显示的第一位置检测系统来实现，该第一位置检测系统设置有：发光装置，其用于将来自显示面背后的光发射到显示面，该发光装置设置有用于产生多个发光点的多个发光元件，每个发光点向显示面发射出光；以及光接收装置，其用于从显示面的前侧接收发射到显示面的光，该光接收装置设置有用于接收从每个发光点所发射出并且通过调制部所调制的光的光接收部；以及调制部，其用于通过利用位置信息来对每个发光点所发射出的光进行调制，所述位置信息表示显示面中与发光点的位置相对应的位置；解调部，其用于对光接收部所接收到的光进行解调，从而获得位置信息；以及输出部，其用于输出解调部所获得的位置信息。
本发明的上述目的可通过用于对显示面中的位置进行检测以执行信息的可视显示的第二位置检测系统来实现，该第二位置检测系统设置有：发光装置，其用于将来自显示面的背后的光发射到显示面，该发光装置设置有多个发光元件，所述发光元件用于产生多个发光点，每个发光点发射出光到显示面；以及光接收装置，其用于从显示面的前侧接收发射到显示面的光，该光接收装置设置有用于接收从每个发光点所发射出的光的光接收部；以及发光时间控制部，其用于根据发光点的位置而改变每个发光点的发光时序；位置检测部，其用于根据光接收部接收到光的光接收时序来对显示面中的位置进行检测并且产生表示该位置的位置信息；以及输出部，其用于输出位置检测部所产生的位置信息。
本发明的上述目的可通过用于对显示面中的位置进行检测的第一位置检测方法来实现，该第一位置检测方法设置有：发光处理，将来自配置于显示面的背后的多个发光点中的每个的光发射到显示面，该光是通过利用位置信息来调制的，所述位置信息表示显示面中与多个发光点中的每个的位置相对应的位置；光接收处理，从显示面的前侧接收发射到显示面的光；调制处理，对在光接收处理中所接收到的光进行调制，从而获得位置信息；以及输出处理，输出在解调处理中所获得的位置信息。
本发明的上述目的可通过用于对显示面中的位置进行检测的第二位置检测方法来实现，该第二位置检测方法设置有：发光处理，在根据多个发光点中的每个的位置而变化的发光时序中，将来自配置于显示面的背后的多个发光点中的每个的光发射到显示面；光接收处理，从显示面的前侧接收发射到显示面的光；以及位置检测处理，根据在光接收处理中接收光的光接收时序来对显示面中的位置进行检测。
根据以下实施例，本发明的这些效果及其他优点将变得更明显。
附图说明
[图1]图1是示出了本发明的位置检测系统的透视图。
[图2]图2是示出了本发明的位置检测系统所应用于的液晶显示系统的前视图。[图3]图3是示出了本发明的位置检测系统所应用于的PDA的透视图。
[图4]图4是示出了图1中的背光装置的说明性视图。
[图5]图5是示出了发光元件的照射范围的说明性视图。
[图6]图6是示出了排列在图4中的背光装置主体上的多个发光元件的说明性视图。
[图7]图7是示出了发光元件所发射出的光的光强分布的说明性视图。
[图8]图8是示出了位置信息表格的说明性视图。
[图9]图9是示出了属于一个组的发光元件的发光顺序的说明性视图。
[图10]图10是示出了用于控制发光元件的发光的脉冲信号的波形图。
[图11]图11是示出了发光元件的排列的另一示例的说明性视图。
[图12]图12是示出了本发明第二实施例中的背光装置的说明性视图。
[图13]图13是示出了用于控制图12中所示的背光装置中的发光元件的发光的脉冲信号的波形图。
[图14]图14是示出了本发明第三实施例中的背光装置的说明性视图。
[图15]图15是示出了用于控制图14中所示的背光装置中的发光元件的发光的脉冲信号的波形图。
[图16]图16是示出了本发明另一实施例中的背光装置主体的说明性视图。
[图17]图17是示出了图1中的光接收装置的说明性视图
[图18]图18是示出了图17中的信号处理部的方框图。
[图19]图19是示出了光接收元件的照射范围与接触位置之间的关系等的说明性视图。
[图20]图20是示出了图17中的光接收装置所接收到的光的光强的说明性视图。
[图21]图21是示出了另一实施例中的光接收装置的信号处理部的方框图。
附图标记的描述
1位置检测系统
2、101、201液晶面板装置
3、50、102、202背光装置
4、103、203光接收装置
21A显示面
35、76、77、78、79光接收元件
37、82发光时间控制部
38、83调制部
52发光时间控制部
301外壳
305信号处理部
306输出部
308光接收系统
311解调部
312光强检测部
313光强比较部
314、322位置检测部
321时序检测部
具体实施方式
在下文中，将参考附图依次在每个实施例中说明用于执行本发明的最佳模式。
(位置检测系统的概要)
图1示出了将本发明的位置检测系统应用于液晶显示装置的情况。图1中的位置检测系统1可对液晶面板装置2的显示面21A中的位置进行检测。显示面21A是在其上执行诸如文字和图形这样的信息的可视显示的表面。位置检测系统1设置有背光装置3和光接收装置4。顺便说一下，液晶面板装置2与背光装置3的组合是显示装置的特例。此外，背光装置3是发光装置的特例。
背光装置3具有作为用于将来自显示面21A的背后的光照射到显示面21A上的背光的功能。此外，背光装置3还具有传递显示面21A中的位置信息的功能。背光装置3设置有背光装置主体31、背光控制部32等。背光装置主体31设置有多个发光元件35。发光元件35产生光作为背光。此外，背光控制部32设置有用于对每个发光元件35所发射出的光(即背光)进行高速调制的调制电路。通过利用下述位置信息来高速地调制每个发光元件35所发射出的光，所述位置信息表示显示面21A中与发光元件35的位置相对应的位置。由此，通过介质来传送显示面21A中的位置信息，所述介质为每个发光元件35所发射出的光。
光接收装置4具有指向显示面21A中的位置的功能。此外，光接收装置4还具有对显示面21A中的位置进行检测的功能。光接收装置4具有例如笔形外表面，并且具有与通常使用的笔相同的大小。用户用手握住光接收装置4并且使光接收装置4的尖头部分从液晶面板装置2的显示面21A前侧接触在显示面21A上。由此，能够指向显示面21A中的某个位置。此外，光接收元件等被设置在光接收装置4之内的尖头部份中。此外，例如，解调电路、传送电路等被设置在光接收装置4之内。当用户使光接收装置4的尖头部分接触在显示面21A上时，光接收装置4的光接收元件接收通过利用位置信息来调制的光(背光)，所述位置信息表示显示面21A中与该接触位置相对应的位置。光接收元件将所接收到的光转换成电信号，并且将该电信号提供给解调电路。解调电路对该电信号进行解调。这提供了与该接触位置相对应的位置信息。此后，传送电路通过电波或光束将该位置信息传送到计算机5。计算机5接收从光接收装置4传送的位置信息，并且根据该位置信息来指定例如坐标(X，Y)的显示面21A中的位置。
液晶显示装置设置有液晶面板装置2、背光装置3等。液晶面板装置2设置有液晶面板装置主体21、液晶控制部22等。例如，通过在两个透明基板之间提供电极和液晶来构造液晶面板装置主体21。液晶控制部22设置有液晶驱动电路等。通过扩散板33将背光装置3安装在液晶面板装置2的背面。顺便说一下，为了方便说明，图1示出了液晶面板装置2、扩散板33以及背光装置3被拆开的状态。
此外，为了确实使背光装置3的背光到达光接收装置4，需要对液晶面板装置主体21中的液晶的角度进行限定，以便即使屏幕是黑色的也可通过更大或更小角度的液晶来传送背光。
例如，位置检测系统1运行如下。假定用户将液晶显示装置连接到计算机5并且使用计算机5以运行带有图形用户界面的OS(操作系统)程序。在这种情况下，在液晶面板装置2的显示面21A上显示图标和按钮。例如，如果用户想要按下在显示面21A上所显示的按钮，那么用户握住光接收装置4并且用光接收装置4的尖头部分轻触按钮。也就是说，用户使光接收装置4的尖头部分接触到显示面21A上所显示的按钮所处的位置上。由此，将与该接触位置相对应的位置信息传送到计算机5。接着，计算机5接收该位置信息。然后，在计算机5中运行的OS程序根据该位置信息来指定接触位置的坐标，并且从该指定识别出按下了按钮。此后，OS程序执行分配给该按钮的处理。
如上所述，在该位置检测系统1中，从背光装置3所发射出的背光用于执行显示面21A中的位置检测。由此，可实现显示面21A中的位置检测而无需向液晶显示装置添加用于对显示面21A中的位置进行检测的专用硬件。
也就是说，如上所述，采用电阻膜方法、模拟电容耦合方法或者红外线方法的传统触板需要添加到液晶显示装置上的用于对显示面中的位置进行检测的专用硬件。也就是说，在传统触板中，必须在显示面上添加膜或传导薄膜，或者将红外线发光二极管添加到显示面板的框架部分，等等。相反，在该位置检测系统1中，背光装置的背光被用来执行显示面中的位置检测，所述背光装置通常是液晶显示装置的组成元件的一部分。因此，不必向液晶显示装置添加用于对显示面中的位置进行检测的专用硬件。
因此，根据位置检测系统1，可实现显示装置的硬件结构简单化、成本降低、尺寸减小、或者对设置和设计的限制减少，同时实现显示屏21A中的位置检测。
此外，根据位置检测系统1，可实现显示面21A中的位置检测而不降低显示面21A的可见度。也就是说，采用电阻膜方法或模拟电容耦合方法的传统触板需要添加到显示面上的膜或传导薄膜，使得在一些情况下显示面的可见度可能降低。相反，在位置检测系统1中，背光被用来执行显示面中的位置检测。因此，不必在显示面上提供膜或薄膜来使显示面的可见度不降低。
此外，根据位置检测系统1，可实现显示面21A中的位置检测而不降低显示面21A的耐用性。也就是说，采用电阻膜方法的传统触板需要向下按压显示面上的膜以实现位置检测，这容易损坏膜。因此，在一些情况下会降低装备有触板的显示装置的耐用性。相反，在该位置检测系统1中，背光被用来执行位置检测，所以在位置检测过程中仅需使光接收装置4轻轻地接触到显示面21A上。因此，几乎不损坏显示面，并且可防止设置有触板的显示装置的耐用性降低。
图2示出了本发明的位置检测系统所应用于的液晶显示系统。图2中的液晶显示系统100是例如优选地用于在会议进行展示等的大液晶显示系统。该液晶显示系统100设置有：液晶面板装置101；背光装置102；笔形光接收装置103；以及计算机104。如在上述液晶面板装置2中一样，液晶面板装置101设置有：液晶面板装置主体，其设置有位于两个透明基板之间的电极和液晶；以及液晶控制部，其设置有液晶驱动电路等。如在上述背光装置3中一样，背光装置102设置有：背光装置主体，其设置有多个发光元件；以及背光控制部，其设置有用于对多个发光元件所发射出的光进行高速调制的调制电路。如在上述光接收装置4中一样，光接收装置103设置有：光接收元件；解调电路；传送电路等。计算机104具有根据从光接收装置103传送的位置信息来指定液晶面板装置101的显示面中的位置的功能(例如OS程序)。
背光装置102通过利用下述位置信息来高速地调制从每个发光元件所发射出的光(背光)，所述位置信息表示显示面中与发光元件的位置相对应的位置。当用户使光接收装置103的尖头部分接触在显示面中的某个位置上时，光接收装置103接收通过利用该位置信息所调制的背光。光接收装置103将所接收到的光转换成电信号，对该电信号进行解调，获得该位置信息，并且将该位置信息传送到计算机104。计算机104接收该位置信息并且利用光接收装置103指定用户所指向的显示面中的位置。如上所述，在液晶显示系统100中，通过利用背光装置102所发射出的背光来执行液晶面板装置101的显示面中的位置检测。
根据液晶显示系统100，可实现显示装置的硬件结构简单化、成本降低、尺寸减小、或者对设置和设计的限制减少，同时实现显示屏中的位置检测。此外，根据液晶显示系统100，可实现显示屏中的位置检测而不降低显示屏的可见度。此外，根据液晶显示系统100，可实现显示屏中的位置检测而不降低该装置的耐用性。
图3示出了本发明的位置检测系统所应用于的PDA。图3中的PDA200是宽约80mm、纵深约1.8mm、高约120mm的小移动信息终端。该PDA 200设置有：液晶面板装置201；背光装置202：笔形光接收装置203；以及计算机204。如在上述液晶面板装置2中一样，液晶面板装置201设置有：液晶面板装置主体；以及液晶控制部。如在上述背光装置3中一样，背光装置202设置有：背光装置主体；以及背光控制部。如在上述光接收装置4中一样，光接收装置203设置有：光接收元件；解调电路；传送电路等。计算机204具有根据从光接收装置203传送的位置信息来指定液晶面板装置201的显示面中的位置的功能。
即使在这种结构的PDA 200中，如在上述液晶显示系统100中一样，也能够通过利用背光装置202所发射出的背光来执行液晶面板装置201的显示面中的位置检测。
根据PDA 200，可实现显示装置的硬件结构简单化、成本降低、尺寸减小、或者对设置和设计的限制减少，同时实现对显示屏中的位置检测。此外，根据PDA 200，可实现显示屏中的位置检测而不降低显示屏的可见度并且不降低该装置的耐用性。
顺便说一下，上述说明例示了本发明的位置检测系统应用于诸如液晶显示装置、液晶显示系统以及PDA这样的具有液晶面板装置的任何装置或者系统这样的情况。然而，本发明并不限于此，而是可应用于使用背光的另一装置或系统。例如，本发明的位置检测系统可应用于被用于显示X光片等的观片机。
(背光装置1)
图4示出了图1中的背光装置3的结构。如图4所示，背光装置3设置有背光装置主体31和背光控制部32。
背光装置主体31具有支承基板34，并且该支承基板34上面设置有多个发光元件35。该发光元件35被排列成例如矩形发光元件排列区B这样的矩阵，所述矩形发光元件排列区B具有与显示面21A的外部形状相同的形状和区域。此外，在纵向和横向这两个方向上发光元件35基本上等间距地排列。
为了便于说明，图4示出了将发光元件35排列成9行12列这样的矩阵的示例。然而，实际上，发光元件35被排列成例如大约60行90列这样的矩阵。顺便说一下，需要鉴于显示面21A的面积、确保的背光光强、位置检测的准确度、每个发光元件所发射出的光的照射范围、发光元件的成本等来适当地确定发光元件35的数目。此外，发光元件35的数目可小于液晶面板装置21中的像素数目。顺便说一下，如随后所描述的，光接收装置4采用了通过对发光元件35所发射出的光的光强进行比较来对相邻两个至四个发光元件35之间的位置进行检测的新方法。因此，即使因为发光元件35的数目少于像素数目而使发光元件35的排列间隔很大，也可通过光接收装置4的新检测方法实现精确的位置检测。
此外，将发光元件35分成多个组G。随后对发光元件35的分组进行描述。
期望发光元件35是自发射元件，并且期望例如是发光二极管(LED)。此外，背光通常是白色的，因此期望发光元件35是用单个元件发射出白光的白光发光二极管。然而可通过对红光发光二极管、绿光发光二极管、以及蓝光发光二极管进行组合而形成发光元件35，从而通过对红光、绿光、以及蓝光进行组合而产生自光。
图5示出了一个发光元件35所产生的发光点E以及一个发光元件35的照射范围R。该发光点E是发射出从显示面21A的背后指向显示面21A的光的点。如图5所示，在背光装置3上，一个发光元件35产生一个发光点E。此外，因为发光元件35配置在显示面21A的背后并且发光元件35所发射出的光直接变为从显示面21A的背后指向显示面21A的光，因此发光元件排列区B中的发光元件35的位置与发光点E的位置相匹配。因此，例如，如果5400个发光元件35在发光元件排列区B中排列成60行90列的矩阵，那么5400个发光点E将在发光元件排列区B中排列成60行90列的矩阵。
此外，照射范围R是在发光元件35所发射出的光的显示面21A中的照射范围(发光点E)。如果发光元件35所发射出的光的光轴与显示面21A交叉成直角，那么照射范围R是具有以发光元件35为中心的具有预定半径的圆，如图5所示。
图6示出了多个发光元件35的照射范围R的交叠。如图6所示，将每个发光元件35配置成使得其照射范围R与其他相邻发光元件35的照射范围相交叠。
图7示出了从两个发光元件35A和35B所发射出的光在显示面21A中的光强分布。如图7所示，在显示面21A中与发光元件35A和35B的位置(即发光点E1和E2)相对应的位置上，光(背光)的光强具有最大值Qmax。此外，在发光元件35A与35B之间，光强降至Q1。顺便说一下，发光元件35A与35B之间的光强不是发光元件35A的光强与发光元件35B的光强的总和，而是比该总和要低的光强Q1，其原因是，由于随后所述的发光时间控制部37而使发光时序在发光元件35A与35B之间变化，以及不存在两个元件同时地发射出光这样的期间。
回到图4中，背光控制部32对每个发光元件35的发光进行控制。背光控制部32安装在例如背光装置主体31的背面。背光控制部32设置有：脉冲信号产生部36；发光时间控制部37；调制部38；以及存储器部39。脉冲信号产生部36设置有例如脉冲信号产生电路。发光时间控制部37设置有例如信号处理电路。调制部38设置有例如调制电路。存储器部39设置有例如诸如ROM(只读存储器)这样的半导体存储器装置。
存储器部39将位置信息表格TBL1存储在其中。如图8所示，位置信息表格TBL1是这样的表格，该表格描述表示每个发光元件35的位置的位置信息，并且如果精确地表示它，那么显示面21A中的位置则与每个发光元件35的发光元件排列区B中的位置相对应。例如，如果发光元件35的数目是5400(90×60)，那么该位置信息则是例如大约13比特二进制数据。
在图8所示的位置信息表格TBL1中，为了方便说明，由列号和行号来表示每个发光元件35的位置。例如，位置信息表格TBL1中的发光元件的位置(C1，L1)表示图6中的列号为C1并且行号为L1的发光元件35A。此外，发光元件的位置(C2，L1)表示图6中的列号为C2并且行号为L1的发光元件35B。
例如，背光控制部32操作如下。首先，脉冲信号产生部36产生脉冲信号以对每个发光元件35的发光进行控制。为每个发光元件35产生脉冲信号。
当脉冲信号产生部36产生了脉冲信号时，发光时间控制部37对每个发光元件35的发光时序和发光期间进行控制以便发光元件35所发射出的光不交叠。具体地说，发光时间控制部37对脉冲信号产生部36进行控制并且对脉冲信号产生部36所产生的每个脉冲信号的上升时序和脉冲宽度进行控制。顺便说一下，在下文中，将对发光时序和发光期间的控制称为“发光时间控制”。
将对发光时间控制部37的发光时间控制进行更具体地说明。在位置检测系统1中，背光装置3通过利用位置信息对每个发光元件35所发射出的光进行高速地调制，所述位置信息表示显示面21A中与发光元件35的位置相对应的位置。当用户使光接收装置4的尖头部分接触在显示面21A上时，光接收装置4接收从发光元件35所发射出的光，从该光中提取位置信息，并且将该位置信息传送到计算机5。此后计算机5根据该位置信息来指定显示面21A中的位置。
顺便说一下，如图6所示，发光元件35的照射范围R交叠。如果照射范围R交叠的多个发光元件35同时发射出光，那么当用户使光接收装置4的尖头部分接触到显示面21A上时，从发光元件35分别发射出的多个光则同时进入到光接收装置4中。其结果是，存在多个混合光，并且难以从各个光中提取位置信息。因此，期望的是对照射范围R交叠的发光元件35执行发光时间控制以便发光元件35所发射出的光不交叠。也就是说，期望的是改变发光时序并且设置发光期间以便发光元件35所发射出的光不交叠。
另一方面，当发光元件35同时发射出光时，只有在发光元件35的照射范围R交叠时发光元件35所发射出的光才交叠。也就是说，如果发光元件35的照射范围R不交叠，那么即使发光元件35同时发射出光，发光元件35所发射出的光也不交叠。因此，执行发光时间控制以使照射范围R不交叠的发光元件35同时发射出光，这是无害的。
为了实现这种发光时间控制，发光时间控制部37例如按照以下方法执行发光时间控制。首先，如图4所示，将发光元件排列区B中的发光元件35分成多个组G，每个组总共具有3×3＝9个发光元件35。在图4所示的示例中，将发光元件排列区B中的发光元件35分成12个组G。此后，如图9所示，确定属于一个组G的9个发光元件35的顺序#1至#9。此后产生发光模式使得该组G中的9个发光元件35根据#1至#9的顺序顺次地发射出光。也就是说，产生被设置成使得属于组G的发光元件的发光时序符合#1至#9的顺序并且各个发光元件的发光期间不交叠的发光模式。具体地说，如图10所示，将分别提供给发光元件35A至35J的脉冲信号S1至S9的上升时序分别设置为t1至t9。此外，将每个脉冲信号S1至S9的脉冲宽度设置为W。此后，发光时间控制部37对组G中的9个发光元件35执行发光时间控制。此外，发光时间控制部37通过利用存在于发光元件排列区B之中的所有组G的发光模式来同时地执行发光时间控制。
这允许对照射范围R交叠的发光元件35执行发光时间控制以便发光元件35所发射出的光不交叠。将参考图6对该机构进行说明。图6中的发光元件35A的照射范围R与发光元件35B、35C、35D、35E以及35G的照射范围R交叠。因此，可避免发光元件35A与发光元件35B、35C、35D、35E以及35G一起同时发光。在与图10所示的脉冲信号模式相对应的发射模式中，发光元件35A、35B、35C、35D、35E以及35G具有不同发光时序，并且因此发光期间不交叠。因此，根据该发光模式，可避免发光元件35A与发光元件35B、35C、35D、35E以及35G一起同时发光。
另一方面，发光元件35A的照射范围R与不属于发光元件35A所属的组G1的发光元件35K和35L的照射范围R不交叠。因此，允许发光元件35A与发光元件35K和35L一起同时发光。将与图10所示的脉冲信号模式相对应的发光模式同时施加到存在于发光元件排列区B中的所有组G上。也就是说，不但将发光模式施加到包括有发光元件35A的组G1上，而且还施加到包括有发光元件35K的组G2以及包括有发光元件35K的组G3上。因此，相对地配置在组G1、G2以及G3各自的内部的相同位置上的发光元件35A、35K以及35L具有相同发光时序和相同发光期间。其结果是，发光元件35A、35K以及35L同时发射出光。
如上所述，虽然为了说明而集中于图6中的发光元件35A，但是这也适用于存在于发光元件排列区B中的所有发光元件35。
顺便说一下，为了方便说明，图4例示了由排列成3×3矩阵的9个发光元件35形成了一个组G的情况。然而，实际上，例如，一个组可以是由例如排列成6×9矩阵的54个发光元件形成的。然而，期望鉴于显示面21A的面积、确保的背光光强、位置检测的准确度、每个发光元件发射出的光的照射范围等来确定属于一个组的发光元件的数目、构成一个组的发光元件的排列、以及可使属于一个组的发光元件发射出光的发光模式(脉冲信号模式)。
现在，将通过脉冲信号产生部36与发光时间控制部37的合作所产生的每个脉冲信号提供给调制部38。
调制部38通过利用位置信息对从每个发光元件35所发射出的光进行调制，所述位置信息表示显示面21A中与发光元件35的位置相对应的位置。具体地说，调制部38指定与通过脉冲信号产生部36与发光时间控制部37的合作所产生的一个脉冲信号相对应的发光元件35，并且从位置信息表格TBL1读取与发光元件35的位置相对应的位置信息。此后，调制部38通过利用从位置信息表格TBL1所读取的位置信息来对脉冲信号的导通脉冲部分进行调制。调制部38对与排列在发光元件排列区B中的多个发光元件35分别对应的多个脉冲信号执行这种调制处理。
对调制部38的调制处理进行更具体地说明。当将图10所示的脉冲信号S1输入到调制部38时，调制部38从位置信息表格TBL1(参看图8)读取与发光元件35A的位置(C1，L1)相对应的位置信息P11。此后，如图10所示，调制部38通过利用该位置信息P11对脉冲信号S1的导通脉冲部分进行调制。此后，当将脉冲信号S2输入到调制部38时，调制部38从位置信息表格TBL1读取与发光元件35B的位置(C2，L1)相对应的位置信息P12。此后，如图10所示，调制部38通过利用该位置信息P12对脉冲信号S2的导通脉冲部分进行调制。按照相同的方式，调制部38分别通过利用位置信息P13来对脉冲信号S3进行调制，通过利用位置信息P21至P23来对脉冲信号S4至S6进行调制，并且通过利用位置信息P31至P33来对脉冲信号S7至S9进行调制。
将每个调制的脉冲信号提供给背光装置主体31的每个发光元件35。由此，每个发光元件35发射出通过利用位置信息所调制的光，所述位置信息表示显示面21A中与发光元件35的位置相对应的位置。也就是说，每个发光元件35利用作为介质的自发光来对表示显示面21A中的位置的位置信息进行传送。
顺便说一下，通过发光时间控制部37的发光时间控制和调制部38的调制处理来使每个发光元件35所发射出的光闪烁。然而，因为闪烁速度是高速(例如最低频率是100kHz或更大)，因此背光不闪烁。
此外，通过利用调制部38的调制处理中的位置信息来对每个发光元件35所发射出的光进行调制。因此，可认为每个发光元件35所发射出的光的光强可根据位置信息的内容而变化。因此，如果位置信息是由二进制数据形成的，那么期望使位置信息形成为使得所有位置信息中的“1”的数目等于“0”的数目。由此，可防止从每个发光元件35所发射出的光的光强由于调制而变化。
如上所说明的，背光装置3通过利用表示显示面21A中的位置的位置信息来对背光进行调制并且对该显示面21A中的位置信息进行传送。因此，根据背光装置3，通过利用背光可实现显示面21A中的位置检测。此后，根据背光装置3，可实现显示面21A中的位置检测而无需向液晶显示装置添加用于对显示面21A中的位置进行检测的专用硬件。因此，可实现显示装置的硬件结构简单化、成本降低、尺寸减小、或者对设置和设计的限制减少，同时实现对显示屏21A中的位置检测。
此外，根据该背光装置3，可实现显示屏21A中的位置检测而不会降低显示屏的可见度并且不会降低显示装置的耐用性。
此外，背光装置3使属于相同组G的每个发光元件35的发光时序变化并且对发光期间进行设置以便发光元件35所发射出的光不交叠(参看图10)。在光接收装置4上，这可容易且高度准确地识别出包含在每个发光元件35所发射出的光之内的位置信息，并且可安全地从每个发光元件35所发射出的光中提取位置信息。因此，可提高位置检测的准确度。
此外，根据背光装置3，将排列在发光元件排列区B中的发光元件35分成多个组G，并且通过利用每个组G的相同发光模式来同时执行发光时间控制，从而使照射范围R交叠的发光元件35同时发射出光。由此，如图10所示，可延长单个发光元件35的发光期间LP。因此，可实现不会闪烁的背光并且可确定地对位置信息进行传送。
也就是说，如果施加到每个组G上的发光模式的周期是CY并且属于一个组G的发光元件35的数目是N，那么单个发光元件35的发光期间LP是：
LP＝CY÷N。
在这种情况下，当将排列在发光元件排列区B中的发光元件35分成更多组G以减少属于每个组G的发光元件35的数目时，单个发光元件35的发光期间LP变得较长。此后，通过延长单个发光元件35的发光期间LP，可减少或解决背光的闪烁。此外，如果各个发光元件35的发光期间LP变得较长，那么可在一个发光期间LP反复地传送相同位置信息。因此，可提高对位置信息进行传送的确定性。
此外，根据背光装置3，将排列在发光元件排列区B中的发光元件35分成更多组G，并且通过利用每个组G的相同发光模式来同时执行发光时间控制，从而使照射范围R交叠的发光元件35同时发光。由此，如图10所示，可使施加到每个组G上的发光模式的期间CY变短。因此，可实现没有闪烁的背光并且可确定地对位置信息进行传送。
也就是说，如果属于一个组G的发光元件35的数目是N并且单个发光元件35的发光期间是LP，那么发光模式的周期CY是：
CY＝N×LP。
在这种情况下，当将排列在发光元件排列区B中的发光元件35分成更多组G以减少属于每个组G的发光元件35的数目时，发光模式的周期CY变短。此后，使发光模式的周期CY变短可使每个发光元件35的发光期间变短。因此，可防止背光闪烁。此外，使发光模式的周期CY变短可增大通过每个发光元件35发光来对位置信息进行传送的次数。因此，可反复地传送相同位置信息并且可提高对位置信息进行传送的确定性。
顺便说一下，背光装置3通过利用位置信息来对每个发光元件35所发射出的光进行调制，所述位置信息表示显示面21A中与发光元件35的位置相对应的位置。在上述说明中，如图6所示，为每个单个发光元件35设置位置信息。然而，本发明并不限于此。例如，为每个组G提供了一段位置信息。在这种情况下，光接收装置4根据通过解调所获得的位置信息以及发光元件35所发射出的光的光接收时序来对显示面21A中的位置进行检测。也就是说，光接收装置4根据位置信息来指定一个组G并且根据光接收时序来指定属于该组G的一个发光元件35。
此外，在背光装置3上，发光元件35在发光元件排列区B中排列成矩阵；然而，与图11所示的背光装置40一样，发光元件42可在位于支承基板41上的发光元件排列区中排列成交错形。
(背光装置2)
图12示出了背光装置的另一形式。在图12所示的背光装置50中，排列在发光元件排列区B中的每个发光元件35的发光时序根据发光元件35的位置而变。也就是说，背光装置50不通过利用位置信息来对每个发光元件35所发射出的光进行调制。此外，光接收装置4根据每个发光元件35的发光时序来对显示面21A中的位置进行检测。顺便说一下，在图12中的背光装置50中，与图4中的背光装置3相同的组成元件携带相同参考数字并且将省略其说明。
如图12所示，背光装置50的背光控制部51具有发光时间控制部52。发光时间控制部52根据发光元件35的位置而改变每个发光元件35的发光时序。顺便说一下，每个发光元件35的发光期间被期望地设置成使得发光元件所发射出的光不交叠。例如，在发光时间控制部52的控制下，从脉冲信号产生部26输出图13所示的脉冲信号SP1至SPn。将脉冲信号SP1至SPn提供给各个发光元件35，由此发光元件35在各个不同发光时间发射出光。
如上所述，根据背光装置50，通过利用背光可对显示面21A中的位置进行传输并且可实现显示面21A中的位置检测。此外，根据背光装置50，可实现显示面21A中的位置检测而无需向显示装置添加用于对显示面21A中的位置进行检测的专用硬件。因此，可实现显示装置的硬件结构简单化、成本降低、尺寸减小、或者对设置和设计的限制减少，同时实现对显示屏中的位置检测。
此外，根据背光装置50，可实现显示屏21A中的位置检测而不降低显示屏21A的可见度并且不降低显示装置的耐用性。
此外，在背光装置50中，仅通过改变每个发光元件35的发光时序来执行显示面21A中的位置检测。因此，可用比背光装置3更简单的结构来实现位置检测。通过将背光装置50应用于诸如高级功能移动电话这样的具有小屏幕的显示装置上可以简单结构来实现屏幕中的位置检测，这可有助于减小高级功能的移动电话等的大小或者降低成本。
(背光装置3)
图14示出了背光装置的另一形式。在图14所示的背光装置70中，发光元件排列在显示面21A的周围，并且利用光导构件将发光元件所发射出的光引至显示面21A的背后。
也就是说，图14中的背光装置70设置有：背光装置主体71；以及背光控制部72。
背光装置主体71具有支承基板73。在该支承基板73上，光导构件74和75被提供在显示面21A的背后延伸的区域中。在显示面21A的周围，配置了多个发光元件76、77、78以及79。例如，每个发光元件76至79是白光发射二极管。此外，发光元件76至79在液晶显示装置的纵深方向上排列在显示面21A的后侧上，并且使发光元件76至79排列成在背光装置70的纵深方向上发光元件76至79的位置基本上与光导构件74和75的位置相匹配。此外，光导构件74在行方向上对每个发光元件76和77所发射出的光进行引导并且将光引导至显示面21A的背后。此外，光导构件75在列方向上对每个发光元件78和79所发射出的光进行引导并且将光引导至显示面21A的背后。此外，发光元件76和77的每个所发射出的光的光轴与发光元件78和79的每个所发射出的光的光轴之间的交叉点或者光导构件74与75的交叉点是发光点E。
另一方面，背光控制部72设置有：脉冲信号产生部81；发光时间控制部82；调制部83；以及存储器部84。脉冲信号产生部81例如具有脉冲信号产生电路。发光时间控制部82例如具有信号处理电路。调制部83例如具有调制电路。存储器部84例如具有诸如ROM这样的半导体存储器装置。
存储器部84将位置信息表格TBL2存储在其中。位置信息表格TBL2是对与发光元件76和77的每个有关的行位置信息以及与发光元件78和79的每个有关的列位置信息进行描述的表格。例如，每个行位置信息和列位置信息是二进制数据。顺便说一下，在该实施例中，通过利用与彼此相对的发光元件76和77相关的相同的行位置信息来执行调制。因此，位置信息表格TBL2描述了与彼此相对的发光元件76和77相关的相同的行位置信息。此外，通过利用与彼此相对的发光元件78和79相关的相同的列位置信息来执行调制。因此，位置信息表格TBL2描述了与彼此相对的发光元件78和79相关的相同的列位置信息。
例如，背光控制部72操作如下。首先，脉冲信号产生部81产生脉冲信号以对发光元件76至79中的每个的发光进行控制。为发光元件76至79中的每个产生脉冲信号。
当脉冲信号产生部81产生了脉冲信号时，发光时间控制部82对发光元件76至79中的每个的发光时序和发光期间进行控制以便从发光元件76至79所发射出的光不交叠。具体地说，发光时间控制部82对发光时间控制部进行控制，从而对脉冲信号产生部81所产生的每个脉冲信号的上升时序和脉冲宽度进行控制。
将对发光时间控制部82的发光时间控制进行更具体地说明。在背光装置70中，如图14所示，在奇数行之间、偶数行之间、奇数列之间以及偶数列之间发光点的照射范围R不交叠。此外，彼此相对的发光元件76和77按照相同发光时序发光并且具有相同发光期间。此外，彼此相对的发光元件78和79按照相同发光时序发光并且具有相同发光期间。
在该条件下，发光时间控制部82首先使排列在发光元件76和77的奇数行的那些发光元件发光。此后，发光时间控制部82使排列在发光元件78和79的奇数行的那些发光元件发光。此后，发光时间控制部82使排列在发光元件76和77的偶数行的那些发光元件发光。此后，发光时间控制部82使排列在发光元件78和79的偶数行的那些发光元件发光。具体地说，如图15所示，发光时间控制部82对脉冲信号产生部81进行控制以产生提供给奇数行中的发光元件76和77、提供给奇数列中的发光元件78和79、提供给偶数行中的发光元件76和77以及提供给偶数列中的发光元件78和79的四种类型的脉冲信号S11、S12、S13、S14。
将通过脉冲信号产生部81与发光时间控制部82的合作所产生的每个脉冲信号提供给调制部83。
调制部83通过利用表示发光元件76和77的每个的行位置的行位置信息来对从发光元件76和77的每个所发射出的光进行调制。具体地说，调制部83指定与通过脉冲信号产生部81和发光时间控制部82的合作所产生的一个脉冲信号相对应的发光元件76和77(彼此相对的发光元件76和77)，并且从位置信息表格TBL2读取与发光元件76和77的每个的行位置相对应的行位置信息。此后，调制部83通过利用从位置信息表格TBL2所读取的位置信息对脉冲信号的导通脉冲部分进行调制。调制部83对与其它发光元件76和77相对应的脉冲信号执行这种调制处理。
此外，调制部83通过利用表示发光元件78和79的每个的列位置的列位置信息来对从发光元件78和79的每个所发射出的光进行调制。具体地说，调制部83指定与通过脉冲信号产生部81和发光时间控制部82的合作所产生的一个脉冲信号相对应的发光元件78和79(彼此相对的发光元件78和79)，并且从位置信息表格TBL2读取与发光元件78和79的每个的列位置相对应的列位置信息。此后，调制部83通过利用从位置信息表格TBL2所读取的列位置信息来对脉冲信号的导通脉冲部分进行调制。调制部83对与其它发光元件78和79相对应的脉冲信号执行这种调制处理。
将每个调制脉冲信号提供给背光装置主体71的发光元件76至79中的每个。由此，从发光元件76和77的每个发射出通过利用表示发光元件76和77的每个的行位置的行位置信息所调制的光。此外，从发光元件78和79的每个发射出通过利用表示发光元件78和79的每个的行位置的行位置信息所调制的光。其结果是，从每个发光点E所发射出的光是利用下述行位置信息和列位置信息所顺次调制的光，所述行位置信息和列位置信息表示显示面21A中与发光点E的位置相对应的位置。也就是说，每个发光点E实质上通过顺次地传送下述行位置信息和列位置信息来对表示显示面21A中的一个点的位置的位置信息进行传送，所述行位置信息和列位置信息表示显示面21A中与发光点E的位置相对应的位置。
如上所说明的，背光装置70通过利用表示显示面21A中的位置的位置信息(行位置信息+列位置信息)来对背光进行调制，从而对显示面21A中的位置信息进行传送。因此，根据背光装置70，通过利用背光可实现显示面21A中的位置检测。此后，根据背光装置70，可实现显示面21A中的位置检测而无需向液晶显示装置添加用于对显示面21A中的位置进行检测的专用硬件。因此，可实现显示装置的硬件结构简单化、成本降低、尺寸减小、或者对设置和设计的限制减少，同时实现对显示屏中的位置检测。
此外，根据该背光装置70，可实现显示面21A中的位置检测而不降低显示面21A的可见度并且不降低液晶显示装置的耐用性。
此外，背光装置70改变奇数行中的发光元件76和77、奇数列中的发光元件78和79、偶数行中的发光元件76和77以及偶数列中的发光元件78和79中的每一个的发光时间并且将发光期间设置成使得从照射范围R交叠的发光元件76至79所发射出的光不交叠(参看图15)。在光接收装置4上，这使得能够容易且高度准确地识别出包含在每个发光元件76至79所发射出的光之中的行位置信息和列位置信息，并且还使得能够安全地从发光元件76至79中的每个所发射出的光中提取行位置信息和列位置信息。因此，可提高位置检测的准确度。
此外，根据背光装置70，可使奇数行中的发光元件76和77同时发光、奇数列中的发光元件78和79同时发光、偶数行中的发光元件76和77同时发光以及偶数列中的发光元件78和79同时发光。由此，如图15所示，可延长单个发光元件35的发光期间LP。或者，可使施加到每个组G上的发光模式的周期CY变短。因此，可实现没有闪烁的背光并且可确定地对位置信息进行传送。
顺便说一下，在背光装置主体71上，将发光元件76至79配置在显示面21A的行方向的两侧以及显示面21A的列方向的两侧上。然而，本发明并不限于此。例如，如图16中的背光装置主体90所示，发光元件76可配置在显示面21A的行方向的一侧上，反射构件91可配置在显示面21A的行方向的另一侧上，发光元件78可配置在显示面21A的列方向的一侧上，以及反射构件92可配置在显示面的列方向的另一侧上。
(光接收装置)
图17示出了图1中的光接收装置4的结构。如图17所示，光接收装置4设置有：外壳301；透镜302；光导构件303；光接收元件304；信号处理部305；输出部306；以及电源部307。
例如，外壳301具有筒形、锥形尖头部份、以及笔形整体外形。此外，例如，外壳301是由树脂材料或者诸如铝这样的轻金属材料形成的。此外，外壳301容纳透镜302、光导构件303、光接收元件304、信号处理部305、输出部306以及电源部307。此外，外壳301的尖头部分中具有孔301A以将来自外部的光传送通过透镜302。
透镜302使光接收元件35所发射出的且背光控制部32对其执行调制处理等的光聚焦于光接收元件304的光接收表面上。透镜302位于光接收装置4的尖头部分中并且安装在孔301A之内。光导构件303将进入透镜302的光引导至光接收元件304。光导构件303配置在透镜302与光接收元件304之间。光接收元件304将引导至光接收表面的光转换成电信号(以下称为“光检测信号”)并且将其输出到信号处理部305。
透镜302、光导构件303、以及光接收元件304构成了光接收系统308。光接收系统308接收从光接收元件35所发射出的光的范围(光接收范围)小于发光元件35的照射范围R。例如，光接收范围是图19中的由参考符号TP(画阴影线的圆)所表示的小圆。因此，每次进入光接收装置4的光是从发光元件35所发射出的光的一部分。
信号处理部305对从光接收元件304输出的光检测信号执行解调、光强检测、光强比较、位置检测等，并且输出表示显示面21A中的精确位置的精确位置信息。稍后将对信号处理部305的结构进行说明。
输出部306将信号处理部305所输出的在诸如电波和光线这样的载波上的精确位置信息传送到计算机5。输出部306期望设置有无线通信电路等。例如，输出部306期望采用诸如蓝牙这样的无线通信技术。
电源部307提供电功率以驱动光接收元件304、信号处理部305、输出部306等。电源部307例如可以是由电双层电容部、电池单元等形成的。
图18示出了信号处理部305的结构。该信号处理部305设置有解调部311、光强检测部312、光强比较部313以及位置检测部314。
解调部311解调由光接收系统308所接收的光，从而获得包含在发光元件35所发射出的光之中的位置信息。具体地说，解调部311对光接收元件304所输出的光检测信号进行解调并且提取包含在光检测信号之中的位置信息。解调电路311例如设置有解调电路。
光强检测部312对光接收元件304所输出的光的光强进行检测。具体地说，光强检测部312对光接收元件304所输出的光检测信号的振幅的每预定期间的整数值、平均值、预定期间中的瞬时值的最大值等进行检测。例如，如果可对发光元件35所发射出的光进行调制的位置信息是二进制数据并且使该位置信息形成为“1”的数目与“0”的数目彼此相等，那么光强检测部312期望对光接收元件304所输出的光检测信号的振幅的每某个期间的整数值或平均值进行检测。
光强比较部313对光强检测部312所检测的多个光的光强进行比较。光强比较部313例如设置有包括有比较电路的信号处理电路。
位置检测部314根据光强比较部313的比较结果以及解调部所获得的位置信息来对显示面21A中的精确位置进行检测，并且产生表示该精确位置的精确位置信息。将所产生的精确位置信息输出到输出部306。
参考图19和图20，将对光接收装置4的操作进行说明。图19示出了排列在背光装置3的发光元件排列区B中的多个光接收元件35中的两个光接收元件35A和35B。图20示出了两个光接收元件35A和35B所发射出的光的光强。顺便说一下，以下说明例示了顺次地接收两个光接收元件35A和35B所发射出的光LT1和LT2的情况。实际上，从图6所示的发光元件35的照射范围R的交叠可知，光接收装置4顺次地接收两个或更多个发光元件35所发射出的光，并且该操作原理与光接收装置4顺次地接收两个光接收元件35A和35B所发射出的光LT1和LT2的情况相同。
用户利用手握住光接收装置4并且使光接收装置4的尖头部分接触到液晶面板装置2的显示面21A上。例如，当按照这种方式使光接收装置4的尖头部分与显示面21A接触时，光接收装置4开始对光接收装置4的尖头部分与显示面21A之间的接触位置进行检测的处理。
如图19所示，假定光接收装置4的尖头部分与显示面21A之间的接触位置在光接收元件35A与35B之间(发光点E1与E2之间)并且假定该接触位置是距发光元件35A比距发光元件35B更近的位置TP。发光元件35A的照射范围R与发光元件35B的照射范围R交叠，并且接触位置TP在光接收元件35A和35B的照射范围R之内。因此，发光元件35A所发射出的光LT1以及发光元件35B所发射出的光LT2顺次地进入光接收装置4的透镜302。顺便说一下，虽然光接收元件35A和35B的照射范围R交叠，但是由于发光时间控制部37的发光时间控制(参看图10和图20)，因此光接收元件35A和35B所分别发射出的光LT1和LT2的发光时序t1和t2不同。
通过光导构件303使进入透镜302的光LT1和LT2顺次地聚焦于光接收元件304的光接收表面上。按照该方式，光接收元件304顺次地接收光LT1和LT2。此后，光接收元件304将所接收到的光LT1和LT2转换成光检测信号，并且将该光检测信号输出到解调部311和光强检测部312。
解调部311对该光检测信号进行解调。此后，解调部311从该光检测信号中提取用于表示显示面21A中与发光元件35A的位置(发光点E1)相对应的位置的位置信息以及用于表示显示面21A中与发光元件35B的位置(发光点E2)相对应的位置的位置信息。如图20所示，因为发光元件35A和35B的发光时序t1和t2彼此不同，因此解调部311可清楚地区分与发光元件35A相对应的位置信息和与发光元件35B相对应的位置信息，并且可容易且高度准确地从光检测信号中提取两段位置信息。此后，解调电路311将从光检测信号中所提取的这两段位置信息输出到位置检测部314。
另一方面，光强检测部312对光LT1的光强Q1以及光LT2的光强Q2进行检测。也就是说，光强检测部312对从时间点t1到紧接时间点t2之前的光检测信号的振幅的平均值进行检测，并且此后对从时间点t2到紧接时间点t3之前的光检测信号的振幅的平均值进行检测。
此后，光强比较部313对光LT1的光强Q1与光LT2的光强Q2进行比较。具体地说，光强比较部313对光强检测部312所检测到的两个振幅平均值进行比较。
现在，参考图19，考虑光强检测部312所检测到的光LT1的光强Q1和光LT2的光强Q2将如何根据光接收装置4与显示面21A之间的接触位置而变化。例如，如果接触位置直接在发光元件35A(发光点E1)之上，那么光强Q1显著地大于光强Q2(Q1＞＞Q2)。如果接触位置在发光元件35A与35B之间并且位于距发光元件35A要比距发光元件35B更近的位置M1上，那么光强Q1稍大于光强Q2(Q1＞Q2)。如果接触位置位于发光元件35A与35B的中间的位置M2上，那么光强Q1等于光强Q2(Q1＝Q2)。如果接触位置在发光元件35A与35B之间并且位于距发光元件35B要比距发光元件35A更近的位置M3上，那么光强Q2稍大于光强Q1(Q1＜Q2)。如果接触位置直接在发光元件35B(发光点E2)之上，那么光强Q2显著地大于光强Q1(Q1＜＜Q2)。
光强比较部313对光强Q1与Q2进行比较(具体地，平均振幅值)，获得以下五种比较结果中的任一种：
Q1＞＞Q2
Q1＞Q2
Q1＝Q2
Q1＜Q2
Q1＜＜Q2，
并且将该比较示例输出到位置检测部314。在图19和图20所示的示例中，接触位置TP在发光元件35A与35B之间并且距发光元件35A比距发光元件35B更近，因此光强Q1稍大于光强Q2。在这种情况下，光强比较部313将表示Q1＞Q2的比较结果输出到位置检测部314。
位置检测部314根据光强比较部313的比较结果以及解调部311所获得的两段位置信息(即，与发光元件35A相对应的位置信息以及与发光元件35B相对应的位置信息)来对显示面21A中的精确位置进行检测。此外，位置检测部314产生表示该精确位置的精确位置信息。
该精确位置是比发光元件35(发光点)更精确的位置。例如，在图19中，如果发光元件35A的位置是坐标(1，1)并且发光元件35B的位置是坐标(1，2)，那么精确位置例如是(1，0.25)、(1，0.5)、以及(1，0.75)。
现在，将对当从光强比较部313所获得的比较结果为上述五种比较结果中的任一种时的位置检测部314的位置检测处理进行说明。
如果比较结果是Q1＞＞Q2，那么位置检测部314参照与发光元件35A相对应的位置信息。然后，位置检测部314指定显示面21A中与发光元件35A的位置(发光点E1)相对应的位置并且产生表示该位置的精确位置信息(例如坐标值)。
如果比较结果是Q1＞Q2，那么位置检测部314参照与发光元件35A相对应的位置信息以及与发光元件35B相对应的位置信息。然后，位置检测部314指定在发光元件35A与35B之间且距发光元件35A要比距发光元件35B更近的位置M1，并且产生表示该位置的精确位置信息。
如果比较结果是Q1＝Q2，那么位置检测部314参照与发光元件35A相对应的位置信息以及与发光元件35B相对应的位置信息。此后，位置检测部314指定在发光元件35A与35B的中间的位置M2，并且产生表示该位置的精确位置信息。
如果比较结果是Q1＜Q2，那么位置检测部314参照与发光元件35A相对应的位置信息以及与发光元件35B相对应的位置信息。此后，位置检测部314指定位于发光元件35A与35B之间且距发光元件35B要比距发光元件35A更近的位置M3。
如果比较结果是Q1＜＜Q2，那么位置检测部314参照与发光元件35B相对应的位置信息。此后，位置检测部314指定显示面21A中与发光元件35B(发光点E2)的位置相对应的位置，并且产生表示该位置的精确位置信息。
在图19和图20所示的示例中，比较结果示出了Q1＞Q2。因此，位置检测部314参照与发光元件35A相对应的位置信息以及与发光元件35B相对应的位置信息，指定位置M1，并且产生表示该位置的精确位置信息。此后，位置检测部314将该精确位置信息输出到输出部306。
此后，输出部306将载波上的精确位置信息传送到计算机5。计算机5接收该精确位置信息，并且根据该精确位置信息来指定接触位置TP。
如上所说明的，根据光接收装置4，通过利用背光装置3的背光可实现显示面21A中的位置检测。
此外，光接收装置4通过对发光元件35所发射出的光进行解调可获得包含在该光之中的位置信息，并且根据该位置信息来指定显示面21A中的位置。这可容易且高度准确地指定显示面21A中的位置。
此外，光接收装置4顺次地接收照射范围R交叠的多个发光元件35所发射出的光，并且对该光的光强进行比较从而指定精确位置。该精确位置比发光元件35(发光点)的位置更精确。例如，在图1中，如果发光元件35A的位置是坐标(1，1)并且发光元件35B的位置是坐标(1，2)，那么接触位置TP的精确位置是坐标(1，0.25)。如上所述，根据光接收装置4，通过指定精确位置可提高对显示面21A上的位置进行检测的准确度。例如，即使因为发光元件35的数目少于像素数目而使发光元件35的排列间隔很大，也可通过用光接收装置4指定精确位置来提高对显示面21A中的位置进行检测的准确度。此外，由此，可降低背光装置3上的发光元件35的数目，而同时保持对显示面21A中的位置进行检测的高准确度。因此，可降低制造背光装置3的成本。
(光接收装置2)
图21示出了第二实施例中的光接收装置的信号处理部。第一实施例中的上述光接收装置与用于通过利用位置信息对背光进行调制来对位置信息进行传送的这类背光装置3(参看图4)一起使用，从而实现位置检测系统1。相反，第二实施例中的光接收装置与用于通过仅改变背光的发光时序来对显示面21A中的位置进行传送的这类背光装置50(参看图12)一起使用，从而实现该位置检测系统。
如图21所示，信号处理部320设置有：图18中的解调部311、代替位置检测部314的时序检测部321以及位置检测部322。时序检测部321根据光接收元件304接收光的光接收时序来对显示面21A中的位置进行检测，所述位置与接触位置属于其照射范围R的发光元件35的位置(发光点E)相对应，并且将该位置检测的结果输出到位置检测部322。基本上与图18中的位置检测部314参照位置信息来指定显示面21A中的精确位置一样，位置检测部322参照时序检测部321所输出的位置检测的结果来指定显示面21A中的精确位置。
如上所说明的，根据光接收装置320，通过利用背光装置50的背光可实现显示面21A中的位置检测。
此外，光接收装置320根据所接收到的光的发光时序差来执行位置检测。因此，可用比光接收装置4更简单的结构来实现位置检测。
(位置检测系统的修改示例)
在上述位置检测系统中，例示了通过改变发光元件的导通/截止而使背光以高速闪烁的情况。然而，本发明并不限于此。通过产生脉冲信号叠加在预定电平的直流信号之上的发光控制信号并且将其提供给发光元件，可使每个发光元件的发光强度(光强)高速地变化，同时保持发光元件的发光。
此外，在上述位置检测系统中，例示了发射可见光的发光二极管用作发光元件的情况；然而，发射红外光的发光二极管也可用作具有发射可见光的发光二极管的发光元件。例如，可交替地配置发射可见光的发光二极管以及发射红外光的发光二极管。如果在显示面上显示黑色图像等，则将发射可见光且配置在黑色图像的显示区中的发光二极管熄灭，并且使发射红外光且配置在黑色图像的显示区中的发光二极管发光。由此，可实现对显示面中的位置信息的传送，同时提高图像对比度。
此外，为了提高图像的对比度，可采用以下方法。也就是说，当在显示面上显示黑色图像时，虽然发射可见光且配置在黑色图像的显示区中的发光二极管发光，但是通过将用于调制发光元件的脉冲宽度变窄可减小发光二极管的实际发光强度。
此外，在上述位置检测系统中，例示了通过对液晶显示装置的背光进行调制来实现位置检测这样的情况。在液晶显示装置中，通过液晶显示装置与背光装置的合作来执行对诸如文字和图形这样的信息的可视显示。此外，将发射出光到显示面的发光元件安装在背光装置上。因此，如上所述，如果本发明的位置检测系统应用于液晶显示装置，那么期望的是对背光装置的发光元件所发射出的光进行调制，也就是说对背光进行调制。
然而，本发明的位置检测系统还可应用于诸如等离子显示装置和有机EL显示装置这样的不具有背光装置的通常所说的自发射型显示面板上。在这种情况下，将诸如等离子发光元件和有机EL元件这样的自发射元件的发光亮度调制到表示显示面中的位置的位置信息。或者，改变自发射元件的发光亮度的时序根据显示面中的位置而变化。
顺便说一下，在本发明中，如果需要，在不脱离从权利要求和整个说明书所读取的本发明的实质或精神的情况下可做出各种变化。涉及这种变化的显示装置、液晶显示装置、位置检测系统以及位置检测方法也确定为本发明的技术范围之内。
工业实用性
本发明的显示装置、液晶显示装置、位置检测系统以及位置检测方法可应用于例如诸如液晶显示装置、等离子显示装置以及有机EL(电致发光)显示装置这样的显示装置上，并且更具体地，可应用于对这种显示装置的显示面中的位置进行检测的位置检测系统上，并且可进一步应用于具有这种位置检测功能的显示装置上。

Claims (20)

1.一种显示装置，其包括：
多个发光元件，其用于产生多个发光点，所述发光点中的每个发射光到显示面以执行信息的可视显示；以及
调制部，其用于通过利用位置信息来调制从每个所述发光点所发射的光，所述位置信息表示所述显示面中与所述发光点的位置相对应的位置。
2.一种显示装置，其包括：
多个发光元件，其用于产生多个发光点，所述发光点中的每个发射光到显示面以执行信息的可视显示；以及
发光时序控制部，其用于根据所述发光点的位置而改变所述发光点中的每个的发光时序。
3.根据权利要求1的显示装置，进一步包括发光时间控制部，该发光时间控制部用于控制所述发光点中的每个的发光期间和发光时序以便从所述多个发光点所发射的光不交叠。
4.根据权利要求3的显示装置，其中
将所述多个发光点分成多个组，并且
所述发光时间控制部具有将属于相同所述组的发光点的发光期间和发光时序设置成使得从属于所述相同组的发光点所发射的光不交叠的发光模式，并且根据该发光模式来控制属于所述相同组的发光点的发光。
5.根据权利要求4的显示装置，其中，将相同发光模式施加到所述组中的每个上，从而使属于所述组中的每个的所述发光点根据所述相同发光模式发光。
6.根据权利要求1或2的显示装置，其中，将所述多个发光元件配置在所述显示面的背后，并且所述发光元件中的每个的位置与所述发光点中的每个的位置相匹配。
7.根据权利要求1的显示装置，其中
所述显示装置进一步包括位于所述显示面的背后的第一光导构件和第二光导构件，
多个发光元件包括多个第一发光元件和多个第二发光元件，
所述多个第一发光元件和所述多个第二发光元件配置在所述显示面的周围，
所述第一光导构件将从所述第一发光元件中的每个所发射的第一光引导至第一方向，从而将所述第一光引导至所述显示面的背后，
所述第二光导构件将从所述第二发光元件中的每个所发射的第二光引导至与所述第一方向交叉的第二方向，从而将所述第二光引导至所述显示面的背后，并且
所述第一光中的每个与所述第二光中的每个之间的交叉位置与所述发光点中的每个的位置相匹配。
8.根据权利要求2的显示装置，其中
所述显示装置进一步包括位于所述显示面的背后的第一光导构件和第二光导构件，
所述多个发光元件包括多个第一发光元件和多个第二发光元件，
所述多个第一发光元件和所述多个第二发光元件配置在所述显示面的周围，
所述第一光导构件将从所述第一发光元件中的每个所发射的第一光引导至第一方向，从而将所述第一光引导至所述显示面的背后，
所述第二光导构件将从所述第二发光元件中的每个所发射的第二光引导至与所述第一方向交叉的第二方向，从而将所述第二光引导至所述显示面的背后，并且
所述第一光中的每个与所述第二光中的每个之间的交叉位置与所述发光点中的每个的位置相匹配。
9.根据权利要求1的显示装置，其中所述发光元件中的每个是发光二极管。
10.根据权利要求2的显示装置，其中所述发光元件中的每个是发光二极管。
11.一种液晶显示装置，其包括：液晶面板装置，其中电极和液晶被提供在两个基板之间；以及背光装置，其用于发射光到所述液晶面板装置的显示面，
所述背光装置包括：
多个发光元件，其用于产生多个发光点，所述发光点中的每个发射光到所述显示面；以及
调制部，其用于通过利用位置信息来调制从所述发光点中的每个所发射的光，所述位置信息表示所述显示面中与所述发光点的位置相对应的位置。
12.一种液晶显示装置，其包括：液晶面板装置，其中电极和液晶被提供在两个基板之间；以及背光装置，其用于发射光到所述液晶面板装置的显示面，
所述背光装置包括：
多个发光元件，其用于产生多个发光点，所述发光点中的每个发射光到显示面；以及
发光时序控制部，其用于根据所述发光点的位置而改变所述发光点中的每个的发光时序。
13.一种用于检测显示面中的位置以执行信息的可视显示的位置检测系统，所述位置检测系统包括：
发光装置，其用于将来自所述显示面的背后的光发射到所述显示面；以及
光接收装置，其用于从所述显示面的前侧接收发射到所述显示面的光，
所述发光装置包括：
多个发光元件，其用于产生多个发光点，所述发光点中的每个发射光到所述显示面；以及
调制部，其用于通过利用位置信息来调制从所述发光点中的每个所发射的光，所述位置信息表示所述显示面中与所述发光点的位置相对应的位置，
所述光接收装置包括：
光接收部，其用于接收从所述发光点中的每个所发射的并且通过所述调制部所调制的光；
解调部，其用于解调所述光接收部所接收到的光，从而获得所述位置信息；以及
输出部，其用于输出所述解调部所获得的位置信息。
14.根据权利要求13的显示装置，其中，所述发光装置进一步包括发光时间控制部，该发光时间控制部用于控制所述发光点中的每个的发光期间和发光时序以便从所述多个发光点所发射的光不交叠。
15.根据权利要求14的位置检测系统，其中
所述光接收装置包括：光强检测部、光强比较部、以及位置检测部，
所述光接收部接收从所述多个发光点所发射的多个光，
所述光强检测部检测所述光接收部所接收到的多个光中的每个的光强，
所述光强比较部比较所述光强检测部所检测的多个光中的每个的光强，
所述解调部解调所述光接收部所接收到的多个光，从而获得与所述多个发光点分别对应的多个位置信息，
所述位置检测部根据所述光强比较部的比较结果以及所述解调部所获得的多个位置信息来检测所述显示面中的精确位置，并且产生表示该精确位置的精确位置信息，并且
所述输出部输出所述位置检测部所产生的精确位置信息。
16.一种用于检测显示面中的位置以执行信息的可视显示的位置检测系统，所述位置检测系统包括：
发光装置，其用于将来自所述显示面的背后的光发射到所述显示面；以及
光接收装置，其用于从所述显示面的前侧接收发射到所述显示面的光，
所述发光装置包括：
多个发光元件，其用于产生多个发光点，所述发光点中的每个发射光到显示面；以及
发光时序控制部，其用于根据所述发光点的位置而改变所述发光点中的每个的发光时序，
所述光接收装置包括：
光接收部，其用于接收从所述发光点中的每个所发射的光；
位置检测部，其用于根据所述光接收部接收到光的光接收时序来检测所述显示面中的位置并且产生表示该位置的位置信息；以及
输出部，其用于输出所述位置检测部所产生的位置信息。
17.根据权利要求14的位置检测系统，其中
所述光接收装置包括：光强检测部和光强比较部，
所述光接收部接收从所述多个发光点所发射的多个光，
所述光强检测部检测所述光接收部所接收到的多个光中的每个的光强，
所述光强比较部比较所述光强检测部所检测的多个光中的每个的光强，
所述位置检测部根据所述光强比较部的比较结果以及所述光接收部接收多个光中的每个的光接收时序来检测所述显示面中的精确位置，并且产生表示该精确位置的精确位置信息。
18.根据权利要求13的位置检测系统，其中，所述光接收装置包括笔形外壳，并且所述光接收部位于该外壳的尖头部分中。
19.一种用于检测显示面中的位置的位置检测方法，所述位置检测方法包括：
发光处理，将来自配置于所述显示面的背后的所述多个发光点中的每个的光发射到所述显示面，所述光是通过利用位置信息来调制的，所述位置信息表示所述显示面中与所述多个发光点中的每个的位置相对应的位置；
光接收处理，从所述显示面的前侧接收发射到所述显示面的光；
调制处理，调制在所述光接收处理中所接收到的光，从而获得所述位置信息；以及
输出处理，输出在所述解调处理中所获得的位置信息。
20.一种用于检测显示面中的位置的位置检测方法，所述位置检测方法包括：
发光处理，在根据所述多个发光点中的每个的位置而变化的发光时序中将来自配置于所述显示面的背后的多个发光点中的每个的光发射到所述显示面；
光接收处理，从所述显示面的前侧接收发射到所述显示面的光；以及
位置检测处理，根据在所述光接收处理中接收光的光接收时序来检测所述显示面中的位置。
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