CN101446873A - 显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示设备，包括：显示单元，每个均具有显示电路；光接收单元，每个均具有被配置为接受来自外部光的光传感器；以及显示信号线，其中，显示单元与光接收单元分别沿着与显示信号线垂直的行方向及与显示信号线平行的列方向进行配置，并且在列方向上的每两个相邻的行之间，每行中的光接收单元沿着行方向发生位移。

Description

显示设备
相关申请的交叉参考
本发明包含2007年11月26日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-304829的相关主题，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种显示设备。具体地说，本发明涉及一种即使光接收分辨率降低也可实现对检测目标物体(即被检测的物体)位置的精确检测的显示设备。
背景技术
此前已提出多种可以显示图像并接收外界光的显示设备，其中显示电路与光接收电路被配置于同一基板上(例如，见日本公开专利第2004-318067号及日本公开专利第2004-318819号)。每个光接收电路均可对具有诸如发光二极管(LED)的外部光源的物体(例如触笔)发出的光、最初由背光发出然后经过与屏幕接触的手指或触笔反射回的光等等进行检测；并且每个光接收电路还向下一阶段的信号处理电路等提供作为光检测结果的光接收信号。
例如，下一阶段的信号处理电路等对用户通过手指或触笔指定的屏幕上的位置进行分析，从而分析对用户所输入的信息。因此，在基板上配置的光接收电路越多，则得到的检测精度越高。然而，在基板上配置的光接收电路越多，处理光接收信号的负荷就变得越大。因此，在不需要高的光接收分辨率的时候，光接收分辨率时常会被设置为低于通过对基板上配置的光接收电路进行疏化(thin)所得的显示分辨率值的值。
发明内容
然而，对基板上配置的光接收电路进行疏化也会产生问题。对例如手指等相对较大的物体进行检测时，即使光接收电路被疏化，位置信息的获取也不会出现明显的问题。然而，当检测目标物体为诸如触针或具有尖端的触笔时，由光接收电路疏化而带来的光接收信息丢失将会十分严重以至于检测目标物体无法被精确检测。
本实施例不仅解决了上述问题，还解决了与现有方法和设备相关的其他问题，并实现了即使光接收分辨率降低也能对检测目标物体位置进行精确检测。
根据本发明的一个实施例，提出了一种显示设备，包括：显示单元，均具有显示电路；光接收单元，均具有用于接收来自外部的光的光传感器；以及显示信号线，其中，显示单元与光接收单元沿着与显示信号线垂直的行方向以及与显示信号线平行的列方向进行配置，并且在列方向上的每两个相邻的行之间，每行中的光接收单元沿着行方向发生位移。
根据本发明的另一个实施例，提出了一种显示设备，包括：显示单元，均具有显示电路；光接收单元，均具有光传感器；以及显示信号线，其中，显示单元与光接收单元沿着与显示信号线垂直的行方向以及与显示信号线平行的列方向上进行配置，并且在行方向上的每两个相邻的列之间，每列中的光接收单元沿着列方向发生位移。
根据本发明一个实施例，在本显示设备中，在列方向上的每两个相邻的行之间，每行中的光接收单元沿着行方向发生位移。
根据本发明另一实施例，在行方向上的每两个相邻的列之间，每列中的光接收单元沿着列方向发生位移。
根据本发明的上述实施例，即使光接收分辨率降低，仍可实现对检测目标物的位置的精确检测。
附图说明
图1示出了根据本发明一个实施例的信息处理设备的示例性结构；
图2示出了当向信息处理设备中输入信息时的操作；
图3示出了基本单元的示例性结构，所述基本单元由像素与光接收电路组成；
图4示出了显示电路与光接收电路的示例性电路图；
图5示出了在显示面板由EL显示器形成的情况下显示电路与光接收电路的示例性电路图；
图6示出了图3的基本单元沿着行方向重复配置的配置情况；
图7示出了图3的基本单元的二维阵列的配置情况；
图8为用户手指接触或接近屏幕的情况的概念示意图；
图9示出了手指与触笔的接触区域；
图10、图11与图12是用于说明当光接收单元被疏化后可能产生的问题的示意图；
图13示出了图1所示信息处理设备的显示面板的第一实施例；
图14是用于说明第一实施例的配置效果的示意图；
图15示出了由像素与光接收电路组成的基本单元的另一示例性结构；
图16示出了图15中基本单元沿行方向重复配置的配置情况；
图17示出了图15所示基本单元的二维阵列的配置情况；
图18与图19是用于说明当光接收单元被疏化后可能产生的问题的示意图；
图20示出了图1所示信息处理装置的显示面板的第二实施例；
图21是用于说明第二实施例的配置效果的示意图；
图22与图23示出了利用虚拟黑区的示例性的已知的1/2疏化配置；
图24示出了图1所示的信息处理设备的显示面板的第三实施例；
图25与图26示出了图1所示的信息处理设备的显示面板的第四实施例；
图27与图28示出了图1所示的信息处理设备的显示面板的第五实施例；
图29与图30示出了图1所示的信息处理设备的显示面板的第六实施例；
图31与图32示出了图1所示的信息处理设备的显示面板的第七实施例；
图33与图34示出了图1所示的信息处理设备的显示面板的第八实施例；
图35与图36示出了图1所示的信息处理设备的显示面板的第九实施例；以及
图37、图38与图39是用于说明光接收单元位移量X与光接收单元的间距Y之间关系的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一个实施例的信息处理设备1的示例性结构。
图1所示的信息处理设备1为移动电话、数码照相机、个人数字助理(PDA)等，所述设备至少包括将给定信息作为图像进行显示的显示设备，并执行诸如通话处理、成像处理或数据发送/接收处理的特定信息处理。此外，如图2所示，用户可以通过使用手指、触笔、触针等来指定显示设备屏幕上的一点，从而向信息处理设备输入特定的信息。
信息处理设备1包括控制部11、ROM 12、通信部13以及显示处理部14。显示处理部分14对应于前述显示设备，并包括图像信号生成组块21、控制器22、栅极驱动器23、源极驱动器24、显示面板25、光接收信号处理组块26、输入信息分析组块27，及存储组块28。
控制部11根据ROM(只读存储器)12中存储的控制程序对信息处理设备1中的全部操作进行控制。例如，基于其他模块(未示出)发出的指令或由通信部13接收的数据，控制部11将显示于显示面板25上的显示数据提供给图像信号生成组块21。另外，如下文所述，根据输入信息分析组块27提供的消息，控制部11对要提供至图像信号生成组块21的显示数据进行更新，或者将数据提供至例如通信部13或其他模块中。
在信息处理设备1为移动电话的情况中，其他模块的实例包括执行通话功能的模块。在信息处理设备1为数码照相机的情况中，其他模块的实例包括执行成像功能的模块。通信部13通过诸如因特网的网络与多种装置进行有线或无线方式的通信。在信息处理设备1无需与任何外部实体进行通讯的情况下，可省略通信部13。
图像信号生成组块21生成图像信号，用于显示与控制部11提供的显示数据所对应的图像，并将产生的图像信号输出至对显示面板25驱动器进行控制的控制器22中。
控制器22对栅极驱动器23与源极驱动器24的驱动进行控制。栅极驱动器23对配置于显示面板25各像素中的开关元件进行导通(连接)截止(断开)控制。源极驱动器24与栅极驱动器23共同工作，将对应于图像信号的电压信号(下文称为“显示信号”)提供至各像素中。栅极驱动器23通过显示选择线52(见图3)连接至显示面板中各像素。同时，源极驱动器24则通过显示信号线51(见图3)连接至显示面板中各像素。
显示面板25为例如具有m乘n像素矩阵的液晶显示屏(LCD)，其中m为行数，n为列数。即，m行像素沿列方向并排地进行配置，而n列像素则沿行方向并排地进行配置。在液晶层改变来自背光(未示出)的光的透射率，从而将给定信息显示为图像。需要注意的是，此处所用术语“行方向”表示与连接至源极驱动器24的显示信号线51(见图3)垂直的方向，而此处所用术语“列方向”则表示与显示信号线51平行的方向。
此外，显示面板25包括光传感器，并通过接收最初由背光发出并通过与显示面板25的最上部的表面接触或接近的手指、触笔等反射回来的光，从而获得光接收信号。随后，显示面板25向光接收信号处理组块26提供光接收信号。因此，显示面板25被设置有用于显示图像的显示电路以及用于将光检测为输入信息的光接收电路。
作为显示分辨率的单位(图像的显示单位)的每个像素均由三个像素组成，即，红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)像素。因此，准确地说，构成显示面板25的总像素数为3m×n。在下文中，由R、G和B三个像素组成的作为显示分辨率单位的每个像素均被称为“像素”，而组成各像素的每一个R、G和B像素则被称为“显示单元”。
光接收信号处理组块26对显示面板25提供的光接收信号进行预定放大处理、滤波处理、成像处理等，并将所得的经整形的光接收信号提供至输入信息分析组块27。
输入信息分析组块27利用由光接收信号产生的光接收图像对通过手指或触笔在屏幕上所指定的位置(即，接触位置)进行分析，从而分析用户的输入信息。输入信息分析组块27将此分析结果提供至控制部11作为消息。例如，假设将第N帧光接收信号从光接收信号处理组块26提供至输入信息分析组块27。然后，输入信息分析组块27对由第N帧光接收信号所产生的光接收图像与储存在存储组块28中的前一个(即，第N-1帧)光接收图像进行比较，以计算两个光接收图像之间的差异。随后，根据所计算的差异，输入信息分析组块27分析与前一帧相关的接触位置的移动。在存在多个接触位置的情况下，输入信息分析组块27对多个接触位置的每一个进行分析。此外，输入信息分析组块27参照了存储组块28中储存的关于预定帧周期之前的帧与当前帧之间的接触位置的变化的信息，从而确定要向控制部11提供的关于接触位置检测的消息。
在具有上述结构的信息处理设备1的显示面板25中，为多个像素提供了一个光接收电路，从而光接收分辨率低于显示分辨率。
在下文中，首先将通过对照的方式对光接收分辨率与显示分辨率相同的情况下的配置进行描述，随后对显示面板25所采用的配置，即光接收分辨率低于显示分辨率情况下的配置进行描述。
图3示出了由像素与光接收电路组成的基本单元的示例性结构。
基本单位30具有沿着行方向并排配置的像素Pix与光接收单元32。像素Pix由用于R照明的显示单元31R、用于G照明的显示单元31G以及用于B照明的显示单元31B组成。显示单元31R、31G和31B均包含显示电路41。光接收单元32包含光接收电路42。除非需要对其加以区别，否则在下文中，显示单元31R、31G与31B将被简称为“显示单元31”。应注意，显示电路41与光接收电路42形成于同一基板(玻璃基板)上。
在各显示单元31中，显示电路41连接至相应的显示信号线51，而显示信号经由显示信号线51从源极驱动器24被提供至显示电路41。此外，各显示单元31中的全部显示电路41均连接至沿行方向延伸的同一条显示选择线52。从栅极驱动器23输出的显示选择信号经由显示选择线52被提供至各显示单元31中的显示电路41。显示电路41根据显示选择信号与显示信号来控制从背光发射的光。
同时，光接收电路42通过光传感器SSR(见图4)对光接收进行控制，并将由光传感器SSR基于光接收而产生的光接收信号经由在光接收单元32内沿列方向延伸的光接收信号线53提供给光接收信号处理组块26。
图4示出了显示电路41与光接收电路42的示例性电路图。
显示电路41包括开关元件SW1、液晶层LC和存储电容器C。例如，开关元件SW1可通过薄膜晶体管(TFT)形成。
在显示电路41中，开关元件SW1根据经由显示选择线52从栅极驱动器23所提供的显示选择信号而导通或截止。当开关元件SW1在导通位置时，显示信号经由显示信号线51从源极驱动器24被提供至液晶层LC与存储电容器C中，从而对液晶层LC与存储电容器C施加特定的电压。在液晶层LC中，液晶分子的排列根据所施加的电压进行变化，以使来自背光的光朝向显示面板25的上侧发射。当开关元件SW1位于截止位置时，施加于液晶层LC与存储电容器C的电压得以保持。当一行显示单元31沿行方向被配置为一个水平行时，开关元件的导通和截止状态沿列方向逐水平行地依次进行切换，即执行行序(line sequential)扫描，以使显示面板25作为整体来显示图像。
光接收电路42包括开关元件SW2与SW3、传感器SSR、以及放大器AMP。例如，开关元件SW2与SW3均由TFT形成。传感器SSR由例如光电二极管、TFT等形成。
传感器SSR接收通过显示面板25的表面进入的光，并将与接收光的强度相对应的电流信号输出至放大器AMP。放大器AMP将从传感器SSR所输入的电流信号转换为电压信号同时将其放大，并将此电压信号输出作为光接收信号。开关元件SW3根据读取的控制信号而导通或截止。当开关单元SW3位于导通位置时，所输出的光接收信号经由光接收信号线53被提供至光接收信号处理组块26。开关元件SW2根据重置控制信号而导通或截止。当开关元件SW2位于导通位置时，光接收信号被重置。
如图3所示，具有上述结构的显示电路41与光接收电路42分别位于显示单元31与光接收单元32内。
应注意，显示面板25不限于LCD，也可以使用利用作为自发光元件的有机或无机EL元件的电致发光(EL)显示器来形成显示面板25。
图5示出了在显示面板25通过EL显示器形成的情况下显示电路41与光接收电路42的示例性电路图。光接收电路42的电路图与图4所示的情况相同，因此省去其描述。
图5的显示电路41包括开关元件SW1、开关元件SW4、电路组61以及EL元件62。
电路组61由例如显示数据写入电路、阈值变化校正电路等组成。显示数据写入电路为I/V(电流-电压)转换电路，用于将开关元件SW1提供的显示信号(即，电压信号)转换为电流信号。阈值变化校正电路为对开关元件SW1引起的显示信号变化进行校正的电路(用于TFT的阈值校正电路)。
开关元件SW1根据经由显示选择线52从栅极驱动器23提供的显示选择信号而导通或截止。当开关元件SW1位于导通位置时，显示信号经由显示信号线51从源极驱动器24被提供至电路组61。电路组61使输入的显示信号经过前述的I/V转换、变化校正等，并将所得的显示信号输出至开关元件SW4。开关元件SW4根据照明控制信号而导通或截止。当开关元件SW4处于导通位置时，显示信号从电路组61被提供至EL元件62。由此，EL元件62进行照明。
应注意，参考图4和图5进行描述的各个读取控制信号、重置控制信号以及照明控制信号均经由控制线(未示出)从栅极驱动器23或源极驱动器24提供。
图6示出了由多个图3的基本单元30沿行方向重复配置所组成的一行的显示状态。
图7示出了图3的基本单元30的二维阵列的显示状态，该二维阵列通过沿列方向延伸图6所示的一行而获得。
在光接收分辨率与显示分辨率相同的情况下，显示面板由图3的基本单元30的阵列组成，即，按行与列进行配置的基本单元30。
当显示电路41控制液晶层LC以使来自背光的光通过时，显示单元31R、31G与31B分别显示红色、绿色及蓝色。同时，光接收单元32为不允许来自背光的光通过的区域。因此，用户会感知到光接收单元32为黑色。
在图6与图7中，R、G和B之间的颜色差异通过不同程度的阴影来进行表示。具体来说，与显示单元31R对应的红色由较高程度的阴影表示，与显示单元31G对应的绿色由中等程度的阴影表示，而与显示单元31B对应的蓝色则由较低程度的阴影表示。以上说明同样适用于下文中所述的其他图。
图8为以下情况的概念示意图，在该情况中，作为检测目标物体的用户手指接触或接近具有图7所示配置的显示面板的屏幕，其中光接收分辨率与显示分辨率相同。
图8仅示出了光接收单元32的阵列以使关注于光接收单元32的光接收灵敏度。
当用户手指接触或接近屏幕时，阵列中的一些光接收单元32接收到作为检测目标物体的手指反射的光。在图9中，接触区域81为手指与屏幕接触或非常接近以使其中的光接收单元32接收到反射光的区域。因此，接触区域81内的光接收单元32接收作为检测目标物体的手指所反射的光。
同时，图9中的接触区域82表示当用户放置触笔时，光接收单元32可接收到该触笔所反射的光的区域，所述触笔例如为与屏幕接触或接近并具有尖端的物体。从图9可显而易见地，检测目标物体越小会导致接触区域越小，以及接触区域中的光接收单元32(即，其中的光传感器SSR)数量越少。
在此，如前文所述，在图1所示的信息处理设备1的显示面板25中，为多个像素Pix提供一个光接收电路42(即，一个光接收单元32)，即，光接收分辨率低于显示分辨率。换言之，当光接收单元32在显示面板25上被配置时进行了疏化。
在本实施例中，并未限制对显示面板25的光接收单元32进行疏化的原因，因此可能有多种原因。例如，可能为了考虑到通过消除在显示面板25内由反射光所导致的噪声来提高SN比而配置参考传感器，从而疏化光接收单元32。置有参考传感器的像素(下文中被称作“参考单元”)具有光接收单元32所包含的光接收电路42。然而，参考单元具有朝向屏幕的最上部(即表面)形成的黑色掩模(mask)，使得光接收电路42不接收由检测目标物体反射的光，而仅接收显示面板25内部的反射光。因此，可消除由显示面板25内的反射光引起的噪声，并且通过将光接收单元32获得的光接收信号减去适量的由参考传感器所获得的光接收信号来提高SN比。
此外，例如，光接收单元32也可仅在不需要高的光接收分辨率的情况下进行疏化。而且，光接收单元32可为了在采用背光时改善光的透射率、或为了减少下一阶段中的信号处理或图像处理的负荷而进行疏化。
在显示面板25上对光接收单元32进行疏化配置时，被称为“虚拟黑区”的像素时常被置于光接收单元32被省略的位置。下文将简述在该处放置虚拟黑区的原因。
每个光接收单元32均为不发光的像素。因此，从图9可显而易见地，显示图像包括与光接收单元32位置对应的黑色条纹。在图9所示的显示分辨率与光接收分辨率相同的情况下，与光接收单元位置对应的黑色条纹的间距窄。相反地，例如，在光接收单元32以特定比例选择性地均匀消除的情况下，例如一个光接收单元32对几个像素Pix的比例，与光接收单元位置对应的黑色条纹的间距变长。
作为一种敏感度特性，当空间频率降低时，人们倾向于更容易在视觉上感知亮度的微小变化。粗略地说，空间频率表示白色(明部)与黑色(暗部)的浓淡变化(对比度)。在本实施例中，当在显示面板25上显示图像时，空间频率与相应于显示单元31的白色部分及相应于光接收单元32的黑色部分所导致的浓淡变化相对应。如果空间频率低，则表示黑色部分的间距长。因此，如果光接收单元32仅以特定比例选择性地消除，从而导致条纹黑色部分的间距增大，则人们会不利地在视觉上将光接收单元32的部分感知为黑色条纹。
因此，作为虚拟的黑色像素的虚拟黑区被置于光接收单元32被省略的位置，从而防止空间频率过多地下降而使人们将光接收单元32部分感知为黑色条纹。各虚拟黑区不具有光接收电路42，而仅具有朝向屏幕的最上部(即，表面)形成的黑色掩模。
回到图9，在显示面板25上对光接收单元32进行疏化配置将不会导致计算具有大接触区域(如接触区域81)的检测目标物体的位置的难度显著增加，但其可能导致具有小接触区域(如接触区域82)的检测目标物体的位置的计算无法进行，这是由于接触区域82内的光传感器SSR的数目比光接收单元32未疏化时变得更少。
将参考图10、图11与图12给出进一步的说明。
图10示出了其中为每两个像素Pix配置一个光接收单元32的一行的示例性配置。图11为将图10所示的行沿列方向进行延伸获得的阵列的示例性配置。
换言之，利用图10与图11的示例性配置，光接收分辨率变为显示分辨率的一半(下文中也适当地称为“1/2疏化”)。应注意，在图10与图11中，前文所述的参考单元101被置于光接收单元32被省略的位置。
图12示出了具有图11的配置的显示面板，与图9类似，接触区域81与82重叠于其上。接触区域81是在其内部手指与屏幕接触或接近的区域。接触区域82是在其内部触笔与屏幕接触或接近的区域。
即使在1/2疏化的情况下，仍然有大量的光接收单元32存在于接触区域81内部，因此对手指位置实现精确检测不存在任何问题。换言之，在用于计算物体重心的位置的信号处理或图像处理中，计算结果的误差与图9的配置情况(其中光接收单元32未进行疏化)下计算结果的误差相比并不显著。
另一方面，在接触区域82内部存在的光接收单元32的数量则很少。因此，在基于接触区域82内光接收单元32所提供的光接收信号来执行用于计算物体重心位置的信号处理或图像处理时，计算结果的误差与图9的配置情况(其中光接收单元32未进行疏化)下计算结果的误差相比可能会十分显著。这就产生了问题。
因此，图1所示的信息处理设备1的显示面板25采用这样的结构配置，其中即使在光接收分辨率被设置为低于显示分辨率的情况下也能防止上述问题的产生。
图13示出了如图1所示的信息处理设备1的显示面板25所采用的根据第一实施例的结构配置。
如果关注每个单独的行，图13的配置与图11的示例性配置相同。也就是说，在每一行中，光接收单元32与参考单元101交替进行配置。然而，图13的配置与图11的示例性配置相比不同之处在于：光接收单元32与参考单元101的位置在每两个相邻的行之间是相反的。
具体地说，光接收单元32与参考单元101的位置在第(Q-1)行与第Q行之间是相反的。此外，光接收单元32与参考单元101的位置在第Q行与第(Q+1)行之间也是相反的。换言之，在第Q行上，参考单元101位于在第(Q-1)行上放置光接收单元32的列。进一步地，在第(Q+1)行上，参考单元101位于在第Q行上放置光接收单元32的列。换言之，第Q行上的每个光接收单元32均位于第(Q-1)行中邻近的两个光接收单元32之间的中点位置，而第(Q+1)行上的每个光接收单元32均位于第Q行中邻近的两个光接收单元32之间的中点位置。在这里，Q＝3，4，...，n-3(n≥6)。因此，在图13的配置中，光接收分辨率也为显示分辨率的一半，与图11的配置相同。
图14示出了具有图13的配置的显示面板25，类似于图9与图12，接触区域81与82重叠于其上。接触区域81是在其内部手指与屏幕接触或接近的区域。接触区域82是在其内部触笔与屏幕接触或接近的区域。
可通过接触区域82中所包含的光接收单元32所检测到并且包围接触区域82内包含的全部光接收单元32的范围在图14的配置的情况下大于图12的配置的情况(其也进行了1/2疏化)下的该范围。也就是说，可认为通过在每两个相邻的行之间互换光接收单元32与参考单元101的位置，光接收分辨率可以得到有效的改善。
因此，即使在根据具有图13的配置的显示面板25上的接触区域82中所包括的光接收单元32的输出来进行用于计算物体重心位置的信号处理或图像处理的情况下，物体重心计算结果的误差也十分细微。换言之，即使在根据接触区域82中所包括的光接收单元32的输出来进行用于计算物体重心位置的信号处理或图像处理的情况下，所获得的计算结果仍是可靠的。毋庸置疑，在根据大接触区域81中所包括的光接收单元32的输出来计算物体位置的情况下，所获得的计算结果也是可靠的。
这里应注意，在图3所示的基本单元30中，光接收单元32配置于沿行方向的像素Pix侧。然而，这不是本实施例的要素。例如，光接收单元32也可以配置于沿列方向的像素Pix的下方。
接下来，同样地，将在下文中描述其中光接收单元32配置于沿列方向的像素Pix的下方的基本单元30′的结构。
图15示出了其中光接收单元32配置于沿列方向的像素Pix的下方的基本单元30′。
在基本单元30′中，由于光接收单元32配置于沿列方向的像素Pix的下方，因此光接收信号线53沿行方向延伸。
图16示出了由多个图15的基本单元30′沿行方向重复配置组成的一个行的显示状态。
图17示出了图15的基本单元30′的二维阵列的示例性结构配置，与图9与图12类似，接触区域81与82重叠于其上。
在多个基本单元30′以二维阵列进行配置并且光接收分辨率与显示分辨率相同的情况下，自然地，在接触区域81与82中存在足够数量的光接收单元32。因此，用于计算物体重心位置的信号处理或图像处理可没有问题地基于接触区域81或82中所包括的光接收单元32的输出来执行。
图18示出了这样的情况下的两行基本单元30′的示例性配置，其中，对光接收单元32进行疏化，使得为每两个在列方向上彼此相邻的像素Pix提供一个光接收单元32，并且其中，参考单元101位于光接收单元32被省略的位置。
图19示出了如图18所示的两行基本单元30′沿列方向进行重复的显示面板，类似于图9与图12，接触区域81与82重叠于其上。
在图19所示的配置情况下，小接触区域82中所包括的光接收单元32的数目很少。因此，当根据接触区域82内所包括的少量的光接收单元32的输出而执行物体重心位置的计算或图像处理时，相对于物体实际位置的误差将可能非常显著。
同样的，当在显示面板上基本单元30′以二维阵列进行配置的情况下光接收单元32被疏化时，采用例如图20所示的配置。即，图20示出了图1所示信息处理设备1的显示面板25的第二实施例。
当关注每个单独的列时，图20的配置与图18的示例性配置相同。即，在每个单独的列中，光接收单元32与参考单元101交替配置。然而，图20的配置与图18的示例性配置的差异在于，光接收单元32与参考单元101的位置在每两个相邻列之间是相反的。
具体地，光接收单元32的位置与参考单元101的位置在第(P-1)列与第P列间是相反的。并且，光接收单元32的位置与参考单元101的位置在第P列与第(P+1)列之间是相反的。换言之，在第P列中，参考单元101位于在第(P-1)列上放置光接收单元32的行。进一步地，在第(P+1)列中，参考单元101位于在第P列上放置光接收单元32的行。换言之，第P列的每个光接收单元32位于第(P-1)列上的两个邻近的光接收单元32之间的中点位置，而第(P+1)列的每个光接收单元32位于第P列上的两个邻近的光接收单元32之间的中点位置。此处，P＝2，3，...，m-2。因此，图20的示例性配置仍属于1/2疏化。
图21示出了具有图20的配置的显示面板25，类似于图9与图12，接触区域81与82重叠于其上。
在根据第二实施例的显示面板25中，围绕包含于接触区域82内的全部光接收单元32的也大于图19的相应区域。因此，可认为在每两个相邻的列间互换光接收单元32与参考单元101的位置能有效的改善光接收分辨率。
因此，即使用于计算物体重心位置的信号处理或图像处理基于根据第二实施例的在显示面板25上的小接触区域82所包括的光接收单元32的输出来执行，得到的计算结果是仍然是可靠的。毋庸置疑，在物体位置基于包括在大接触区域81中的光接收单元31的输出来进行计算的情况下，得到的数据依然可靠。
图22示出了一行的示例性1/2疏化配置，其中光接收单元32配置于沿行方向的像素Pix侧，并且其中，与第一实施例不同，配置了虚拟黑区121来代替参考单元101(见图10)。
图23示出了通过沿列方向延伸图22中所示的一行所得到的阵列的示例性配置。在此情况下光接收单元32的配置与图11的配置相同，因此接触区域82中包括的光接收区域32的数目十分小。因此，如果物体重心计算或图像处理仅基于接触区域82所包括的小数目的光接收单元32来进行，则相对于物体实际位置的误差往往会显著。
图24示出了根据第三实施例的如图1所示的信息处理设备1的显示面板25的配置。在图24的配置中，光接收单元32与虚拟黑区121的位置在每两个相邻的行之间进行互换，这与第一实施例类似。
根据此配置，即使用于计算物体重心位置的信号处理或图像处理基于小接触区域82中所包括的光接收单元32的输出来进行，所得到的计算结果也是可靠的。毋庸置疑，当物体位置基于大接触区域81中所包括的光接收单元31的输出来进行计算的情况下，得到的计算结果仍然可靠。
下面，将对光接收分辨率为低于显示分辨率的一半，例如1/3或1/4显示分辨率的情况进行描述。在前述关于示例性1/2疏化配置的描述中，对采用其中光接收单元32配置于在行方向上邻近于像素Pix侧的基本单元30的实施例，与采用其中光接收单元32配置于在列方向上的像素Pix下方并邻近于像素Pix的基本单元30′的实施例已经进行了描述。然而，后续描述将仅对采用基本单元30的实施例进行描述。但可以理解，也可以实现以类似方式采用基本单元30′的实施例。
图25示出了当使用光接收单元32与虚拟黑区121时光接收分辨率为1/3显示分辨率的情况下的一行的配置。关于光接收单元32和虚拟黑区121，一个光接收单元32和两个连续的虚拟黑区121的形式在每个单独行中重复配置。
图26示出了通过沿列方向延伸图25所示的行进行而获得的二维阵列，其中在每三个相邻的行中，光接收单元32被配置在相互不同的三列中(根据第四实施例的显示面板25)。
具体地，在根据第四实施例的显示面板25中，第(Q-1)行的光接收单元32相对于第Q行光接收单元32移动一列，第Q行的光接收单元32相对于第(Q+1)行光接收单元32移动一列。进一步地，(Q+1)行的光接收单元32相对于第(Q+2)行光接收单元32移动一列。因此，第(Q+2)行的光接收单元32被配置在与第(Q-1)行的光接收单元32相同的列。
作为以上的配置的结果，如同图14的情况，光接收分辨率可得以有效地提高。因此，即使基于小接触区域82中所包括的光接收单元32的输出来执行用于计算物体重心位置的信号处理或图像处理，获得的计算结果也是可靠的。
图27示出了当使用光接收单元32与虚拟黑区121时光接收分辨率为1/4显示分辨率的情况下的一行的配置，关于光接收单元32和虚拟黑区121，一个光接收单元32和三个连续的虚拟黑区121的形式在每个单独行中重复配置。
图28示出了通过沿列方向延伸图27所示的行而获得的二维阵列，其中在每四个相邻的行中，光接收单元32被配置在相互不同的列中(根据第五实施例的显示面板25)。
具体地，在根据第五实施例的显示面板25中，第(Q-2)行的光接收单元32相对于第(Q-1)行光接收单元32移动一列，第(Q-1)行的光接收单元32相对于第Q行光接收单元32移动一列。此外，第Q行的光接收单元32相对于第(Q+1)行光接收单元32移动一列，而(Q+1)行的光接收单元32相对于第(Q+2)行光接收单元32移动一列。因此，第(Q+2)行的光接收单元32被配置在与第(Q-2)行的光接收单元32相同的列。
作为以上的配置的结果，如同图14的情况，光接收分辨率可得以有效地提高。因此，即使基于小接触区域82中所包括的光接收单元32的输出来执行用于计算物体重心位置的信号处理或图像处理，获得的计算结果也是可靠的。
图26与图28中示出的示例性配置分别对应于光接收单元32的1/3疏化与1/4疏化。然而，由于虚拟黑区121位于光接收单元32被省略的位置，所以空间频率与光接收单元32未经疏化时相同。因此，用户将会感知显示面板25中的显示图像的质量与光接收单元未进行疏化时的画质相当。
图29示出了根据第六实施例的显示面板25的另一示例性1/4疏化配置。
图29中，一对由两个像素Pix及夹入其间的一个虚拟黑区121组成的单位151与由两个像素Pix与夹入其间的光接收单元32组成的单位152沿行方向进行重复配置。
因此，为四个像素Pix提供一个光接收单元32，即1/4疏化，但由于虚拟黑区121被配置在夹于两像素Pix之间而未配置光接收单元32的位置上，用户仍会感知显示面板25(或空间频率)上显示的图像与1/2疏化条件下的图像相当，并且不会感知到黑色条纹。
图30示出了根据第六实施例的显示面板25中给定的四行的示例性配置。
图30中，光接收单元32与虚拟黑区121的位置在第(Q-1)行与第Q行间互换，并且光接收单元32与虚拟黑区121的位置在第Q行与第(Q+1)行间互换。换句话说，在第Q行中，虚拟黑区121被配置于第(Q-1)行中光接收单元32被配置的列上，而在第(Q+1)行中，虚拟黑区121被配置于第Q行中光接收单元32被配置的列上。
在图25至图30所示的示例性配置中，虚拟黑区121被配置在光接收单元32被省略的位置。然而，应注意，参考单元101可以代替虚拟黑区121而被配置在光接收单元32被省略的位置。
还需要注意的是可以同时使用参考单元101与虚拟黑区121。
图31至图36示出了使用虚拟黑区121与参考单元101的示例性配置。
图31与图32示出了根据第七实施例的显示面板25。
图31示出了同时使用虚拟黑区121与参考单元101的1/3疏化的情况下一行的示例性配置。如图31所示，在根据第七实施例的显示面板25的每一行内，光接收单元32、参考单元101与虚拟黑区121以该顺序进行配置的形式沿行方向重复配置于对应于空间频率中的黑色的像素位置。
图32为根据第七实施例的显示面板25中阵列的示例性配置。具体地，第(Q-1)行的光接收单元32相对于第Q行光接收单元32移动一列，第Q行的光接收单元32相对于第(Q+1)行光接收单元32移动一列。进一步地，第(Q+1)行的光接收单元32相对于第(Q+2)行光接收单元32移动一列。第(Q+2)行的光接收单元32被配置于与第(Q-1)行的光接收单元32相同的列。以同样的形式，参考单元101与虚拟黑区121在每两个相邻的行之间依次移动一列。
图33与图34示出了根据第八实施例的显示面板25。
图33示出了根据第八实施例的显示面板25中一行的示例性配置。如图33所示，在根据第八实施例的显示面板25的每个行方向上，由两个像素Pix与夹入其间的一个虚拟黑区121组成的单位151、由两个像素Pix与夹入其间的一个光接收单元32组成的单位152、以及由两个像素Pix与夹入其间的参考单元101组成的单位153构成的形式沿行方向进行重复配置。
图34示出了根据第九实施例的显示面板25中的阵列的示例性配置。如图34所示，图33所示的行沿列方向进行重复配置，以使单位151、152与153在每两个相邻的行间产生一列的位移。在此配置中，光接收分辨率为显示分辨率的1/6，但由于虚拟黑区121与参考单元101的存在，用户仍会感知到显示面板25(或空间频率)上所显示图像的画质与光接收分辨率为显示分辨率1/2情况下的画质相当。
图35与图36示出了根据第九实施例的显示面板25。
图35示出了根据第九实施例的显示面板25中一个给定行的示例性配置。如图35所示，在根据第九实施例的显示面板25的一个给定行中，单位151、152与153的形式沿行方向进行重复配置。
图36示出了根据第九实施例的显示面板25中的阵列的示例性配置。如图36所示，由两行的形式沿列方向进行重复配置，其中一行是图35中所示的行，另一行是与图35所示的行相比将单位151与单位152的配置进行互换的行。
图36所示的示例性配置对应于1/8疏化，但是具有与1/2疏化的情况下相当的空间频率。因此，用户会感知到根据第九实施例的显示面板25上所显示的图像具有与1/2疏化情况下图像相当的画质。
应注意，如图34所示的示例性结构中，图35所示的行可沿列方向进行重复配置，从而单位153、152与153在每两个相邻的行间均移动一列。另外应注意该形式可包括两个单位151，以代替两个单位153。
下文是光接收单元32的上述配置的总结，这些配置实现了即使当光接收分辨率低于显示分辨率时也能实现对检测目标物体的位置的精确检测。
此处假定X代表光接收单元32在每两个相邻的行间沿行方向的位移量，而Y代表同一行内光接收单元32的间距。于是，X与Y满足以下关系：X＝Y/α(α为大于1的常数)。
图37示出了示例性的1/2疏化配置，与图13类似。在此情况下，光接收单元32的位移量X与光接收单元32的间距Y满足以下关系：X＝Y/2。
图38示出了示例性的1/3疏化配置，与图26类似。在此条件下，光接收单元32的位移量X与光接收单元32的间距Y满足以下关系：X＝Y/3。
图39示出了示例性的1/4疏化配置，与图30类似。在此条件下，光接收单元32的位移量X与光接收单元32的间距Y满足以下关系：X＝Y/2。
应注意，在显示面板25中配置基本单位30′的情况下，同样满足类似的关系。即，假设X表示光接收单元32在每两个相邻的列间沿列方向的位移量，Y表示同一列中光接收单元32的间距，则X与Y满足下述关系：X＝Y/α。
如前文所述，在光接收单元32被配置在显示面板25中使得光接收分辨率变得低于显示分辨率的情况下，光接收单元32可在相邻的行之间(沿行方向)发生位移。这使得即使具有很小的接触区域，仍然能够实现物体(即，检测目标物体)位置的精确检测。换言之，即使当光接收分辨率低于显示分辨率时，仍可以精确地检测具有小接触面积的物体(即，检测目标物体)的位置。
在显示处理部14中，通过使光接收分辨率低于显示分辨率，来减小显示面板25下一阶段的输入信息分析组块27中的信号处理与图像处理的负荷。
此外，通过使光接收分辨率低于显示分辨率并在光接收单元32被省略的位置配置参考单元101，就可以消除显示面板25内的反射光引起的噪声，从而提高SN比。
可选地，通过使光接收分辨率低于显示分辨率并在光接收单元32被省略的位置配置虚拟黑区121，可以防止用户感知到由于光接收分辨率降低而可能另外出现的黑色条纹(即，改善图像质量)。
应注意，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员应理解，根据设计需求和其他因素，可进行多种修改、组合、子组合及更改，只要它们是在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (12)

1.一种显示设备，包括：
显示单元，每个均具有显示电路；
光接收单元，每个均具有被配置为接收来自外部的光的光传感器；以及
显示信号线，其中，
所述显示单元与所述光接收单元沿着与所述显示信号线垂直的行方向以及与所述显示信号线平行的列方向进行配置，以及
在列方向上的每两个相邻的行之间，每行中所述光接收单元沿着所述行方向发生位移。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，关于所述列方向上每两个相邻的行，所述两个相邻的行中的一行中的每个所述光接收单元均位于所述两个相邻行中的另一行上、在所述行方向上彼此相邻的两个所述光接收单元之间的中点位置。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，关于所述列方向上每两个相邻的行，每行中的所述光接收单元位于所述行方向上的相互相反的位置。
4.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括
除所述显示单元与所述光接收单元外配置的参考单元，
每个所述参考单元均具有被配置为仅接收所述显示设备内部反射光的光传感器。
5.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括
除所述显示单元与所述光接收单元外配置的虚拟黑区，
每个所述虚拟黑区均与所述光接收单元相似，并用作不发光的暗部。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，每行中所述光接收单元的间距Y与所述列方向上每两个相邻的行之间所述光接收单元在所述行方向上的位移量X满足X＝Y/α，其中α为大于1的整数。
7.一种显示设备，包括：
显示单元，每个均具有显示电路；
光接收单元，每个均具有光传感器；以及
显示信号线，其中，
所述显示单元与所述光接收单元沿着与所述显示信号线垂直的行方向以及与所述显示信号线平行的列方向进行配置，以及
在行方向上的每两个相邻的列之间，每列中所述光接收单元沿着所述列方向发生位移。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其中，关于所述行方向上每两个相邻的列，所述两个相邻的列中的一列中的每个所述光接收单元均位于所述两个相邻列中的另一列上、在所述列方向上彼此相邻的两个所述光接收单元之间的中点位置。
9.根据权利要求7所述的显示设备，其中，关于所述行方向上每两个相邻的列，每列中的所述光接收单元位于所述列方向上的相互相反的位置。
10.根据权利要求7所述的显示设备，进一步包括
除所述显示单元与所述光接收单元外配置的参考单元，
每个所述参考单元均具有被配置为仅接收所述显示设备内部反射光的光传感器。
11.根据权利要求7所述的显示设备，进一步包括
除所述显示单元与所述光接收单元外配置的虚拟黑区，
每个所述虚拟黑区均与所述光接收单元相似，并用作不发光的暗部。
12.根据权利要求7所述的显示设备，其中，每列中所述光接收单元的间距Y与所述行方向上每两个相邻的列之间所述光接收单元在所述列方向上的位移量X满足X＝Y/α，其中α为大于1的整数。
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