CN101794548B - 图像显示设备和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种图像显示设备，包括：与驱动显示元件的驱动元件和接收光的受光传感器整体形成的电路板；设置在电路板的形成了受光传感器的区域中的变光结构，所述变光结构包括通过按照相对于重力方向的姿态自行移动而有选择地改变受光传感器的受光量的变光材料；和根据受光传感器的受光量确定姿态的姿态确定单元。

Description

图像显示设备和电子设备

技术领域

本发明涉及具有姿态检测功能的图像显示设备，和具有该图像显示设备的电子设备。

背景技术

在相关领域中，存在一种提供光学传感器、和响应相对于重力方向的姿态，有选择地阻挡入射到光学传感器的光的遮光体，并根据入射到光学传感器的受光量来检测设备的姿态的技术。

例如，未经审查的日本专利申请公开No.2007-147557公开一种角度检测传感器，包括基底、外壳、受光元件和遮光体。受光元件布置在基底上，具有可调位移的遮光体由外壳的圆柱内壁支承面支承，以便遮蔽受光元件。受光元件具有圆形受光区，所述受光区包括通过把该受光区四等分而获得的四个受光面。按照角度检测传感器的倾斜，受光体因重力而移动位置。如果受光体被移动位置，那么在每个受光面上接收的光量也变化，每个受光面输出与接收的光量对应的模拟信号。从每个受光面输出的模拟信号由信号处理电路处理，以致检测角度检测传感器的倾角。从而，即使在角度检测传感器重复姿态变化的条件下，角度检测传感器也能够正确并且稳定地检测倾角，同时力图减小尺寸和重量。

发明内容

同时，就具备图像显示装置的设备(比如数字照相机或蜂窝电话机)来说，存在需要通过检测其姿态来控制图像显示方向的功能的情况。为了实现这种功能，考虑应用上面所述的姿态检测技术。在这种情况下，例如，传感器装置，比如在未经审查的日本专利申请公开No.2007-147557中公开的角度检测传感器一般独立于图像显示装置被设置在设备的外壳中。即，传感器装置和图像显示装置彼此独立地被设置在设备中。从而，在这种情况下，由于另外需要用于安装传感器装置的占用空间，因此难以节省设备的空间和减小其尺寸。此外，由于另外需要诸如柔性印刷电路(FPC)之类的电信号互连装置作为传感器装置的输入/输出信号的通道，因此在成本方面是不利的。

鉴于上述问题，理想的是提供一种能够在节省空间和降低成本的同时，实现姿态检测功能的图像显示设备和电子设备。

按照本发明的一个实施例，提供一种图像显示设备，包括与驱动显示元件的驱动元件和接收光的受光传感器集成形成的电路板，设置在电路板的形成了受光传感器的区域中的变光结构，和根据受光传感器的受光量确定姿态的姿态确定单元，所述变光结构包括通过按照相对于重力方向的姿态自行移动而有选择地改变受光传感器的受光量的变光材料。

按照本发明的另一个实施例，提供一种电子设备，包括图像显示单元，和控制图像显示单元的控制单元，其中图像显示单元包括：电路板，所述电路板包括具备驱动显示元件的驱动元件的驱动电路和接收光的受光传感器，驱动电路与受光传感器整体形成；设置在电路板的形成了受光传感器的区域中的变光结构，所述变光结构包括通过按照相对于重力方向的姿态自行移动而有选择地改变受光传感器的受光量的变光材料；和根据受光传感器的受光量确定姿态的姿态检测处理单元。

这里，在广义上，“变光材料”(light change material)代表改变在受光传感器中接收的光量的装置。具体地说，例如，“变光材料”代表导致透光率或反射率的变化的部件、材料等等。不过，“变光材料”可具有各种形态，比如固体、粉体或液体，只要它能够沿重力方向被移动(改变位置)。此外，除了非自发光元件(比如需要发出显示光的辅助光源(背光)的液晶元件)之外，“显示元件”包括自发光元件，比如有机电致发光(EL)元件。

按照本发明的图像显示设备和电子设备，电路板与驱动显示元件的驱动元件和接收光的受光传感器整体形成。此外，在电路板的其中形成受光传感器的区域中，设置变光结构，所述变光结构包括通过按照相对于重力方向的姿态自行移动而有选择地改变受光传感器的受光量的变光材料，姿态确定单元根据受光传感器的受光量确定姿态。从而，与独立于电路板设置受光传感器的情况相比，就整个设备来说，能够减小受光传感器的占用空间。此外，电路板与驱动显示元件的驱动元件和接收光的受光传感器整体形成，以致不必独立准备用于连接受光传感器和电路板的电信号互连装置(例如，FPC)。

按照本发明的图像显示设备和电子设备，在受光传感器和驱动元件一起与电路板整体形成之后，在电路板的受光传感器的区域中，形成变光结构，所述变光结构包括通过按照相对于重力方向的姿态自行移动而有选择地改变受光传感器的受光量的变光材料，根据受光传感器的受光量确定设备的姿态，以致能够实现空间节省，并且也能够实现成本降低，因为不必独立为受光传感器准备电信号互连装置。

附图说明

图1中示意图解说明按照本发明的第一实施例的图像显示设备的透视图；

图2是沿图1的II-II线获得的示意剖面图；

图3是图解说明图1中所示的图像显示设备中的驱动电路板的主要元件的放大剖面图；

图4是图解说明图2中所示的受光传感器的配置例子的示意平面图；

图5是图解说明图2中所示的受光传感器的配置例子的示意放大平面图；

图6是图解说明图2中所示的变光结构的示意平面图；

图7是图解说明图2中所示的受光传感器和图1中所示的姿态确定单元的连接关系的示意图；

图8A-8D是示意图解说明当改变图1中所示的图像显示设备的姿态时，变光结构的变光材料的状态和受光传感器的受光传感器的受光元件的配置位置的示图，其中图8A图解说明其中显示屏幕在垂直方向较长的情况，图8B图解说明其中显示屏幕在水平方向较长的情况；

图9是示意图解说明按照第一实施例的改进的图像显示设备的剖面图；

图10是示意图解说明按照第二实施例的图像显示设备的剖面图；

图11A和11B是图解说明作为图像显示设备的一种应用的数字照相机的示图，其中图11A是数字照相机的前视图，图11B是数字照相机的后视图；

图12是图解说明作为图像显示设备的另一种应用的蜂窝电话机的外观的示图；

图13是图解说明作为图像显示设备的另一种应用的个人计算机的外观的示图；

图14是图解说明作为图像显示设备的另一种应用的摄像机的外观的示图；

图15是示意图解说明受光传感器的另一种配置例子的放大平面图；

图16是示意图解说明受光传感器的又一种配置例子的放大平面图；

图17是示意图解说明按照第一实施例的另一种改进的图像显示设备的剖面图；

图18A-18D是图解说明其它变光结构的示意图，其中图18A是图解说明其中变光结构的变光材料是变光粉体的情况的示图，图18B是图解说明其中变光材料是绕旋转轴转动支承的扇形转动件的情况的示图，图18C是图解说明其中变光材料是绕旋转轴转动支承的棒状转动件的情况的示图，图18D是图解说明其中变光材料是由弹性件可移动地支承的重量件(weight member)的情况的示图。

具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的优选实施例。此外，将按照下述项目的顺序进行说明。

1.第一实施例(图像显示设备：使用背光的例子)

2.改进

3.第二实施例(图像显示设备：使用外部光的例子)

4.第一应用(电子设备：数字照相机的例子)

5.第二应用(电子设备：蜂窝电话机的例子)

6.第三应用(电子设备：个人计算机的例子)

7.第四应用(电子设备：摄像机的例子)

8.其它实施例

<第一实施例>

[设备结构]

图1是示意图解说明按照本发明的第一实施例的图像显示设备1的透视结构的示图。图像显示设备1包括彼此面对的驱动电路板10和滤色器(CF)板30，和布置在驱动电路板10(即CF板30)的对侧的背光80。变光结构50和柔性印刷电路(FPC)板40被设置在驱动电路板10上。变光结构50具有按照图像显示设备1相对于重力方向的姿态，有选择地改变后面说明的受光传感器20(参见图2)的受光量的功能。FPC板40被用于连接驱动电路板10和主控制板(未示出)，后面说明的姿态确定单元设置在主控制板中。姿态确定单元根据来自后面说明的受光传感器20的输出，确定设备的姿态。姿态确定单元将在后面说明。

图2是示意图解说明沿图1的II-II线获得的图像显示设备1的剖面结构的示图，图3是图解说明在图像显示设备1的驱动电路板10(图3中未示出)上形成的驱动元件12和受光传感器20的剖面结构的放大图。

在驱动电路板10中，按照预定的间距，通过比如玻璃的透明板(未示出)上的绝缘层，形成多个驱动元件12(参见图3)。驱动元件12用于按照有源矩阵方案驱动多个显示元件。其中形成驱动元件12的区域构成图像显示区14。

此外，在驱动电路板10中，形成包括多个受光元件24a等的受光传感器20(参见后面说明的图5)。受光元件24a等是能够检测当光照射到半导体的PN结部分时流动的电流作为电压的光检测元件。例如，受光元件24a包括使用硅半导体的PIN(P-Intrinsic-N)光电二极管等。其中形成受光元件24a等的区域构成受光区22。驱动元件12，受光元件24a等可通过相同的薄膜工艺，在驱动电路板10上的相同层上形成。驱动元件12，受光元件24a等的详细结构将在后面说明。

在驱动电路板10和CF板30之间，遍及图像显示区14密封充当显示元件的液晶层18。液晶层18按照电场的状态，调制通过液晶层18的光，例如，可以使用诸如VA模式、FFS模式或IPS模式之类的横向电场模式的液晶。在液晶层18和驱动电路板10之间，以及在液晶层18和CF板30之间，形成取向层(未示出)。此外，在液晶层18附近形成密封层(未示出)，以密封液晶层18。

通过在透明板(未示出)上形成相对的电极(未示出)和滤色器层(未示出)，构成CF板30。例如，滤色器层包括红色滤色器层，绿色滤色器层和蓝色滤色器层。对应于每个像素电极140(参见图3)设置三种颜色的这些滤色器层。

背光80充当朝着图像显示区14和受光区22发射照明光的光源。背光80被布置成使其发光面面对受光区22以及图像显示区14。

变光结构50被设置在形成驱动电路板10的受光传感器20的受光区22中。变光结构50包括变光材料52和其中可移动地容纳变光材料52的容纳部分54，所述变光材料52按照图像显示设备1相对于重力方向的姿态自行移动，并有选择地改变受光传感器20的每个受光元件的受光量。按照第一实施例，变光材料52包括彼此分离(相互不混合)的透明第一液体52a，和不透明第二液体52b。容纳部分54包括设置在其上部和侧面的遮光材料54a-54c，和设置在其下部(朝着背光80)的透明材料54d。第一液体52a和第二液体52b被密封在由遮光材料54a-54c和透明材料54d围绕的密闭空间中。使用诸如水银/金属络合物溶液之类的无机液体材料，有机着色材料等作为不透明的第二液体52b。

透明材料54d把来自背光80的光导引到变光结构50内，遮光材料54a-54c防止外部光漏入变光结构50中。在容纳部分54的封闭空间的内部上表面形成反射部分90，以便把在从背光80发出之后通过变光结构50的光反射向受光传感器20。最好对容纳部分54的内表面进行疏水处理，即，提供疏水性，以排斥第一液体52a和第二液体52b的处理。这便于第一液体52a和第二液体52b在容纳部分54内移动。变光结构50的详细结构将在后面说明。

如图3中所示，相对于驱动元件12，在驱动电路板10上设置像素Tr栅极121，形成栅极绝缘层180以覆盖像素Tr栅极121。在栅极绝缘层180上，形成驱动时充当沟道的P-掺杂层124，LDD层123A和123B，及N+掺杂层122A和122B。P-掺杂层124，LDD层123A和123B，及N+掺杂层122A和122B例如共同地由p-Si(多晶硅)制成，并且是通过控制掺杂杂质的量获得的。N+掺杂层122A和122B与穿过层间薄膜190布置的源电极125和漏电极126电连接。显示信号线127设置在层间薄膜190上，形成平面化层130以覆盖源电极125，漏电极126和显示信号线127。公共电极140设置在平面化层130上。

相对于受光传感器20，在驱动电路板10上设置传感器栅极231，并形成栅极绝缘层180，以覆盖传感器栅极231。在栅极绝缘层180上，形成驱动时充当活性区的区域233，P+掺杂层232A和N+掺杂层232B。区域233，P+掺杂层232A和N+掺杂层232B例如共同由p-Si制成，并且是通过控制掺杂杂质的量获得的。N+掺杂层232B与穿过层间薄膜190布置的传感器电源互连235(金属互连26)电连接。GND234和传感器信号线236(金属互连26)设置在层间薄膜190上，形成平面化层130以覆盖GND 234、传感器电源互连235和传感器信号线236。从而，在对包括P+掺杂层232A，区域233和N+掺杂层232B的PN结施加反向电压的状态下，如果区域233被曝光，那么载流子被分离，从而产生光电流。于是，与P+掺杂层232A连接的辅助电容(未示出)的电位被改变，以致通过与辅助电容电连接的传感器信号线236读取所述电位。

这样的受光传感器20可以由硅半导体，比如多晶硅(p-Si：多晶的)，非晶硅(a-Si：非晶硅)和微晶硅(μSi：微晶硅)形成。特别地，最好受光传感器20由低温多晶硅形成。

图4是示意图解说明驱动电路板10中的受光传感器20的配置位置的示图。图4图解说明其中受光传感器20之上的变光结构50被分离的状态。受光传感器20形成于位于驱动电路板10的图像显示区14的外侧的受光区22中，变光结构50直接设置在受光传感器20上。最好，受光传感器20被布置在驱动电路板10的区域中与FPC板40相邻的位置。由于这样的位置是所谓的模块无效空间，因此能够有效地利用浪费的空间。

图5是示意图解说明图4中所示的受光传感器20的平面配置结构的示图。如上所述，受光传感器20包括多个受光元件24a-24d。受光元件24a、24b、24c和24d分别间隔相同的距离沿X和Y方向排列。更具体地说，受光元件24a和24b沿Y方向彼此面对，受光元件24c和24d沿X方向彼此面对。例如，这四个受光元件彼此间隔0.3mm或更大。

图6是示意图解说明变光结构50的示图。变光结构50被配置成覆盖多个受光元件24a 24d(参见图4)。在变光结构50的容纳部分54中，包含彼此分离的充当变光材料的第一液体52a和第二液体52b，所述第一液体52a和第二液体52b具有彼此不同的比重和透光率(遮光特性)。例如，第二液体52b的比重和透光率高于第一液体52a的比重和透光率。当设备相对于重力方向的姿态被改变时，第一液体52a和第二液体52b在容纳部分54中自由移动，以致第一液体52a和第二液体52b在垂直方向(重力方向)上彼此分离。结果，受光传感器20的受光元件24a-24d的受光量被有选择地改变。在广义上，“变光材料”表示改变在受光传感器中接收的光量的材料。在第一实施例中，使用改变透光率的液体。此外，“遮光”既表示光的完全遮蔽，又表示包括光量的弱化的“减光”。

图7是示意图解说明包括受光传感器20的受光电路的结构的示图。按照第一实施例，一对受光元件24a和24b通过比较器72a与姿态确定单元70连接，剩余的受光元件24c和24d通过比较器72b与姿态确定单元70连接。比较器72a比较受光元件24a的受光量与受光元件24b的受光量，并以差分电压Vout1的形式把比较结果输出给姿态确定单元70。比较器72b比较受光元件24c的受光量与受光元件24d的受光量，并把比较结果输出给姿态确定单元70作为差分电压Vout2。姿态确定单元70根据来自比较器72a的差分电压Vout1和来自比较器72b的差分电压Vout2，确定图像显示设备1的姿态。

[操作]

下面，说明第一实施例的操作。

如图2中所示，背光80穿过驱动电路板10朝着图像显示区14发出照明光，以照明液晶层18，并穿过驱动电路板10朝着受光区22发出照明光。在图像显示区14中，对应于在像素电极140(参见图3)和相对的电极(未示出)之间施加的像素电压，使液晶层18的液晶分子(未示出)取向，以致背光80的照明光被调制。从而，在图像显示区14中，对应于图像信号进行图像的显示。

同时，在受光区22中，受光传感器20的每个受光元件有选择地接收来自背光80的照明光。更具体地说，在来自背光80的照明光有选择地通过变光材料50，并被反射部分90反射之后，照明光有选择地再次通过变光结构50，随后到达受光传感器20，并在受光传感器20中被接收。

更具体地说，变光结构50包含透明的第一液体52a和不透明的第二液体52b，第一液体52a和第二液体52b以按照设备的姿态，沿垂直方向(重力方向)相互分离的状态在容纳部分54中被变换位置。从而，朝着受光区22发出的照明光的一部分照明光L1几乎透过第一液体52a，并朝着反射部分90传播。照明光L1被反射部分90反射，随后经第一液体52a入射到受光传感器20的对应受光元件(例如，受光元件24b)，并在所述对应受光元件中被接收。此外，朝着受光区22发出的照明光的一部分照明光L2被第二液体52b阻挡。从而，照明光L2很少入射到受光传感器20的对应受光元件(例如，受光元件24a)。

图8A-8D是示意图解说明当图像显示设备1的姿态被改变时，变光结构50的变光材料52的状态和受光传感器20的受光元件的配置的示图。如图8A中所示，当显示屏幕D的姿态在垂直方向较长时，受光传感器20的受光元件24a和受光元件24b位于垂直方向(重力方向)上，受光传感器20的受光元件24c和受光元件24d位于水平方向(cd方向)上。此时，变光结构50的第一液体52a和第二液体52b与重力方向相一致地在垂直方向彼此分离。从而，如图8B中所示，照明光L1透过第一液体52a，并在受光元件24a中被接收。同时，照明光L2完全被第二液体52b阻挡，很少在受光元件24b中被接收。剩余的一对受光元件24c和24d的受光量均约为受光元件24a的受光量和受光元件24b的受光量的一半，基本上彼此相等。姿态确定单元70根据来自比较器72a的差分电压Vout1和来自比较器72b的差分电压Vout2，确定具有最小受光量的受光元件24b位于容纳部分54的下部，具有最大受光量的受光元件24a位于容纳部分54的上部。此外，姿态确定单元70确定受光量基本彼此相等的受光元件24c和24d位于水平方向(左右方向)上。根据上面的结果，姿态确定单元70确定图像显示设备1的姿态，即，显示屏幕D的姿态是垂直方向较长。

如图8C中所示，当图像显示设备1的姿态，即，显示屏幕D的姿态在水平方向较长时，受光传感器20的受光元件24c和受光元件24d位于垂直方向上，受光传感器20的受光元件24b和受光元件24a位于水平方向上。此时，变光结构50的第一液体52a和第二液体52b与图像显示设备1的姿态变化相一致地在容纳部分中移动。从而，如图8D中所示，照明光L1透过第一液体52a，并在受光元件24c中被接收。同时，照明光L2完全被第二液体52b阻挡，很少在受光元件24d中被接收。剩余的一对受光元件24a和24b的受光量均约为受光元件24c的受光量和受光元件24d的受光量的一半，基本上彼此相等。姿态确定单元70根据来自比较器72a的差分电压Vout1和来自比较器72b的差分电压Vout2，确定具有最小受光量的受光元件24d位于容纳部分54的下部，具有最大受光量的受光元件24c位于容纳部分54的上部。此外，姿态确定单元70确定受光量基本彼此相等的受光元件24a和24b位于水平方向(左右方向)上。根据上面的结果，姿态确定单元70确定图像显示设备1的姿态，即，显示屏幕D的姿态是水平方向较长。

主控制板(未示出)中的显示控制装置按照姿态确定单元70的确定结果，进行切换显示在显示屏幕D上的图像的显示方向的处理。从而，能够按照设备的姿态的方向，进行图像的显示，能够提高用户的便利性。

只有当受光元件24a-24d的受光量之间的差值超过预定值时，姿态确定单元70才根据受光量之间的差值，确定设备的姿态。从而，即使设备的姿态是朝向平面，或者即使设备的姿态是处于中间状态(并不充分朝向垂直方向或水平方向)，也能够进行适当的处理。

如上所述，按照第一实施例，受光传感器20与其中形成驱动元件的驱动电路板10整体形成，变光结构50设置在其中形成受光传感器20的区域中，以致与独立于驱动电路板10设置受光传感器的情况相比，能够减少受光传感器的占用空间。即，如图2中所示，能够实现包括受光传感器20和变光结构50的整个姿态检测结构的低矮外观(low profiling)。此外，由于不必单独制备当作为独立元件制备受光传感器时必需的电信号互连元件，比如FPC，因此能够降低成本。

按照第一实施例，利用来自照明作为显示元件的液晶层18的背光80的一部分照明光，进行受光传感器的受光操作，以致不需要独立设置发光光源。此外，受光传感器20通过变光结构50有选择地接收从背光80发出并由反射部分90反射的照明光，以致能够形成受光传感器，并且受光传感器被置于位于背光80和变光结构50之间的驱动电路板10中。

<改进>

图9是示意图解说明按照本发明的第一实施例的改进的图像显示设备2的剖面结构的示图。相同的附图标记用于表示和按照第一实施例的图像显示设备1相同的那些元件，其详细说明将被省略，以避免重复。

[设备结构]

在图像显示设备2中，与用于图像显示区14的液晶层18的液晶材料等同的液晶52c被用作变光结构50A的变光材料52。即，在变光结构50A中，液晶52c被密封在由位于其两个侧面的密封部分54e和54f，驱动电路板10和CF板30A围绕的封闭空间(容纳部分54A)中。这样，CF板30A延伸到受光区22以及图像显示区14。反射部分90形成于变光结构50A的容纳部分54A的内部上表面上。反射部分90具有反射从背光发出的光，并防止外部光漏入变光结构50A中的功能。

按照该改进，由于液晶52c未完全充满容纳部分54A，而是充填容纳部分54A的内体积的大约一半，因此剩余部分是空隙52d(空气或真空)。这便于液晶52c在容纳部分54A中的移动。在这种情况下，为了便于液晶52c的移动，类似于第一实施例(参见图2)，最好对容纳部分54A的内表面进行疏水处理，即，提供疏水性，以排斥液晶52c的处理。

[制造工艺]

可如下形成按照所述改进的变光结构50A。即，在形成图像显示区14的液晶层18的ODF(液晶滴注)工艺中，用于液晶层18的液晶材料被滴到图像显示区14上，与使用的液晶材料等同的液晶材料(液晶52c)还被滴到由受光区22的密封部分54e和54f环绕的区域上。可利用和形成环绕图像显示区14的液晶层18附近的密封部分(未示出)的方法相同的方法，预先形成密封部分54e和54f。随后，从上部用CF板30A密封该区域。这样，能够同时进行液晶层18的形成和包含液晶52c的变光结构50A的形成。为了简化制造工艺，最好在CF板30A的一侧中预先形成反射部分90之后，反射部分90被构成为当用CF板30A密封变光结构50A时，位于容纳部分54A的内部上表面上。

[操作]

按照所述改进，液晶52c按照图像显示设备2的姿态，在变光结构50A的容纳部分54A中移动。从背光80发出的光L1和L2分别经液晶52c和空隙52d到达反射部分90。由反射部分90反射的光经液晶52c和空隙52d入射到受光元件24a和24b中。由于充当变光材料的液晶52c不具有遮光效应，但是透光率稍微低于空隙52d的透光率，因此当光在液晶52c中往复运动时，光在一定程度上被减少。即，液晶52c充当减光层。从而，与通过空隙52d入射到受光元件24b中的光L2的量相比，通过液晶52c入射到受光元件24a中的光L1的量稍微降低，以致在受光元件24a的输出和受光元件24b的输出之间产生差异。该差异由图7中所示的受光电路检测。

当和VA(垂直取向)模式液晶的情况一样不施加任何电压时，使液晶层18和液晶52c变成黑色显示时，在变光结构50A的光路上插入适当的偏光层，以致液晶52c能够充当阻挡多数光的遮光层。在这样的情况下，由于受光元件24a的输出和受光元件24b的输出之间的差异被增大，提高了检测灵敏度。

如上所述，按照所述改进，与用于液晶层18的液晶材料等同的液晶52c被用作变光结构50A中的变光材料52，以致当进行液晶层18的液晶的密封时，能够把液晶密封到变光结构50A的容纳部分54A中。即，在典型的液晶面板制造工艺中，能够在驱动电路板中同时形成变光结构50A，并不必需特殊的工艺。从而，能够在不增加整个制造工艺的数目的情况下，防止制造成本被增大。

在第一实施例和所述改进中，来自通常设置在图像显示设备中的背光的光线被反射，并在受光传感器中被接收。不过，本发明也可应用于不具备背光的显示设备。例如，就利用自发光元件，比如有机EL元件进行图像显示的显示设备来说，在受光区以及图像显示区中形成有机EL元件之后，通过利用来自有机EL元件的光，可进行受光传感器的受光操作。

<第二实施例>

图10是示意图解说明按照本发明的第二实施例的图像显示设备3的剖面图。相同的附图标记用于表示和按照第一实施例及其改进的图像显示设备相同的那些元件，其详细说明将被省略，以避免重复。

[设备结构]

在图像显示设备3中，如图10中所示，设置变光结构50B。与按照第一实施例的变光结构50(参见图2)相比，变光结构50B包括代替遮光材料54c的透明材料54g。即，在变光结构50B中，第一液体52a和第二液体52b密封在由遮光材料54a、54b和54d以及透明材料54g围绕的容纳部分54B中。未设置反射部分90(参见图2)。

在图像显示设备3中，从图像显示设备3的外部入射的光(外部入射光)有选择地通过变光结构50B，随后在受光传感器20的每个受光元件中被有选择地接收。按照第二实施例，背光280的发光面被布置成仅仅朝向图像显示区14，并不延伸到受光区22。利用来自外部(显示屏幕一侧)的入射光进行受光区22中的受光操作，不需要来自背光280的光。类似于第一实施例，即使背光280延伸到受光区22，也不会产生问题。其它结构和图2中所示的结构相同。

[操作]

下面说明第二实施例的操作。如图10中所示，来自显示屏幕一侧的外部光朝着驱动电路板10的受光传感器20入射。朝着受光传感器20的外部光的一部分外部光L3透过透明的第一液体52a(或者被稍微减少)，并在受光传感器20的对应受光元件(例如，垂直方向的上部受光元件24a)中被接收。此外，外部光的一部分外部光L4几乎被不透明的第二液体52b阻挡。从而，在受光传感器20的对应受光元件(例如，垂直方向的下部受光元件24b)中接收的外部光L4几乎不存在。从而，受光传感器20的多个受光元件24a-24d的受光量被有选择地改变。类似于第一实施例，姿态确定单元70根据来自比较器72a的差分电压Vout1和来自比较器72b的差分电压Vout2，确定图像显示设备3相对于重力方向的姿态。

如上所述，按照第二实施例，利用外部光进行受光传感器20的受光操作，以致检测图像显示设备3的姿态。从而，不必把背光280延伸到面对受光区22的区域，从而能够实现其小型化。此外，本发明能够容易地应用于不具备背光的显示设备(例如，利用有机EL元件的显示设备)。

<第一应用>

图11A和11B是图解说明作为按照本发明的第三实施例的电子设备的数字照相机300的示图。图11A是数字照相机300的前视图，图11B是数字照相机300的后视图。相同的附图标记被用于表示和按照前述实施例及改进的图像显示设备相同的那些元件，其详细说明将被省略，以避免重复。

数字照相机300包括图像显示单元320和控制单元350。此外，数字照相机300包括闪光用发光单元，菜单开关，快门按钮等等。按照本实施例的图像显示单元320对应于按照前述实施例及改进的图像显示设备。从而，按照图像显示单元320的受光传感器20的受光量，能够检测数字照相机300的姿态。另外，图像显示单元320的显示方向可根据检测的数字照相机300的姿态的变化而改变。

<第二应用>

图12是图解说明作为按照本发明的第四实施例的电子设备的蜂窝电话机400的示图。相同的附图标记被用于表示和按照前述实施例及改进的图像显示设备相同的那些元件，其详细说明将被省略，以避免重复。

蜂窝电话机400包括图像显示单元420和控制单元450。此外，蜂窝电话机400具备拨号按钮，收发器等等。按照本实施例的图像显示单元420对应于按照前述实施例及改进的图像显示设备。从而，按照图像显示单元420的受光传感器20的受光量，能够检测蜂窝电话机400的姿态。另外，图像显示单元420的显示方向可根据检测的蜂窝电话机400的姿态的变化，或者当绕铰链部分440旋转蜂窝电话机400时，图像显示单元420的姿态的变化而改变。

<第三应用>

图13是图解说明作为按照本发明的第五实施例的电子设备的个人计算机(PC)500的示图。相同的附图标记被用于表示和按照前述实施例及改进的图像显示设备相同的那些元件，其详细说明将被省略，以避免重复。

PC 500是笔记本式PC，包括图像显示单元520和控制单元550。此外，PC 500具备用于输入字符的键盘等等。按照本实施例的图像显示单元520对应于按照前述实施例及改进的图像显示设备。从而，按照图像显示单元520的受光传感器20的受光量，能够检测PC 500的姿态。另外，图像显示单元520的显示方向可根据检测的PC 500的姿态的变化，或者当绕铰链部分540旋转PC 500时，图像显示单元520的姿态的变化而改变。

<第四应用>

图14是图解说明作为按照本发明的第六实施例的电子设备的摄像机600的示图。相同的附图标记被用于表示和按照前述实施例及改进的图像显示设备相同的那些元件，其详细说明将被省略，以避免重复。

摄像机600包括图像显示单元620和控制单元650。此外，摄像机600具备用于拍摄被摄物体的透镜，或者用于拍摄被摄物体的开始/停止开关。按照本实施例的图像显示单元620对应于按照前述实施例及改进的图像显示设备。从而，按照图像显示单元620的受光传感器20的受光量，能够检测摄像机600的姿态。另外，图像显示单元620的显示方向可根据检测的摄像机600的姿态的变化，或者当绕铰链部分640旋转摄像机600时，图像显示单元620的姿态的变化而改变。

[其它实施例]

根据几个实施例说明本发明。不过，本发明并不局限于此。即，可以做出各种改进。

例如，在前述实施例中，受光传感器20包括四个受光元件24a-24d。不过，受光传感器20的受光元件的数目并不局限于四个。如果能够确定设备的姿态，那么可设置任意数目的受光元件。例如，如图15中所示，可以采用包括三个受光元件，即，设置在受光区的中心的受光元件241，设置在受光元件241的右侧的受光元件24d，和设置在受光元件241的上方的受光元件24a的受光传感器20。就这样的结构来说，根据受光元件241的输出和受光元件24a的输出之间的差异，以及受光元件241的输出和受光元件24d的输出之间的差异，能够确定设备的姿态。在这种情况下，与前述实施例相比，能够减少受光元件的数目，能够简化受光电路。

此外，例如，如图16中所示，通过划分受光传感器20的受光元件，可以设置多个受光元件24_n(n＝1～k)。在图16中所示的例子中，按照第一实施例的每个受光元件24a-24d(参见图5)被分成四个，以致产生总共16个受光元件24₁～24₁₆。在这种情况下，如果类似于前述实施例，利用包括液体的变光材料构成变光结构，那么由于受光电路可以说是简单的水准电路，因此即使显示屏幕D的方向几乎朝向水平方向，也能够检测设备的姿态。

此外，在前述实施例中，通过利用透明的第一液体52a和不透明的第二液体52b作为变光材料52，并且变光材料具有彼此不同的透光率，检测设备的姿态，另一方面，可以使用具有彼此不同的反射率的液体。在这种情况下，例如，如图17中所示，具有高反射率(吸光率)的液体(比如，水银)被用作第二液体52b，具有低反射率的液体(例如，水)被用作第一液体52a。此外，反射部分90不是必需的，相反，提供吸光材料54h。在这样的例子中，从背光80朝着第二液体52b发出的光被第二液体52b的表面反射，并在对应的受光元件24a中被接收。同时，从背光80朝着第一液体52a发出的光被第一液体52a吸收，或者在透过第一液体52a之后被吸光材料54h吸收，很少到达对应的受光元件24b。姿态确定单元70确定具有较大受大量的受光元件位于垂直方向的下部，具有较小受光量的受光元件位于垂直方向的上部。另外，不使用非反射的第一液体52a和反射的第二液体52b的组合作为变光材料52，相反可以使用密封在容纳部分中的单一的反射液体和真空或空气的组合。

此外，在前述实施例中，液体被用作变光材料52。不过，例如，如图18A-18D中所示，可以使用除液体之外的材料。具体地说，如图18A中所示，变光材料52可以是变光粉体。在这种情况下，变光粉体52e可移动地包含在容纳部分54A中，以致留有空隙(真空或空气)。例如，变光粉体52e可以是诸如碳黑之类的遮光粉体，或者诸如金属微粒之类的反射粉体。

此外，如图18B中所示，变光材料52可以是绕旋转轴52d2转动支承的扇形转动件52d1。另外，如图18C中所示，变光材料52可以是绕旋转轴52e2转动支承的棒状转动件52e1。此外，如图18D中所示，变光材料52可以由弹性件52f2可移动地支承的重量件52f1形成。在这种情况下，当形成金属互连，比如驱动元件12的传感器电源互连235，GND 234和传感器信号线236时，能够利用与用于形成金属互连的材料等同的材料，形成重量件52f1和弹性件52f2。在图18B-18D中，转动件52d1、转动件52e1和重量件52f1可以用遮光材料，或者反射材料形成。

本申请包含与在2009年1月30日向日本专利局提出的日本优选权专利申请JP2009-020808中公开的主题相关的主题，该专利申请的整个内容在此引为参考。

本领域的技术人员应明白根据设计要求和其它因素，可产生各种改进、组合、子组合和变更，只要它们在附加权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (15)

1.一种图像显示设备，包括：

与驱动液晶显示元件的驱动元件和包括被配置在互不相同的位置上的多个受光元件的受光传感器整体形成的电路板；

照明所述液晶显示元件的背光；

设置在电路板的形成了受光传感器的区域中的变光结构，所述变光结构包括通过按照相对于重力方向的姿态自行移动而有选择地改变受光传感器的所述多个受光元件的某个的来自所述背光的光的受光量的变光材料；和

根据受光传感器的受光量确定姿态的姿态确定单元。

2.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中变光结构中的变光材料包括遮光材料。

3.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中变光结构中的变光材料包括反射材料。

4.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中变光结构包括作为变光材料的第一液体，和能移动地容纳第一液体的容器。

5.按照权利要求4所述的图像显示设备，其中变光结构还包括以与第一液体分离的状态封闭在容器中并且比重和变光特性不同于第一液体的比重和变光特性的第二液体。

6.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中变光结构包括作为变光材料的变光粉体，和能移动地容纳变光粉体的容器。

7.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中变光结构包括作为变光材料的绕转动轴转动支承的转动件。

8.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中变光结构包括作为变光材料的重量件，和能移动地支承重量件的弹性件。

9.按照权利要求8所述的图像显示设备，其中电路板包括与驱动元件和受光传感器连接的金属互连，重量件和弹性件由与金属互连的材料等同的材料形成。

10.按照权利要求1所述的图像显示设备，还包括反射部分，其中受光传感器通过变光结构有选择地接收从背光发出、并被反射部分反射的光。

11.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中变光结构包括作为变光材料的液体材料，和能移动地容纳液体材料的容器，作为变光材料的液体材料和用于所述液晶显示元件的液晶材料相同。

12.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中姿态确定单元根据多个受光元件的受光量之间的差异来确定姿态。

13.按照权利要求12所述的图像显示设备，其中只有当多个受光元件的受光量之间的差异超过预定值时，姿态确定单元才根据受光量之间的差异确定姿态。

14.按照权利要求1所述的图像显示设备，其中响应于姿态确定单元的确定结果，切换所述液晶显示元件显示的图像的显示方向。

15.一种电子设备，包括：

图像显示单元；和

控制图像显示单元的控制单元，

其中图像显示单元包括：

与包括驱动液晶显示元件的驱动元件的驱动电路和包括被配置在互不相同的位置上的多个受光元件的受光传感器整体形成的电路板；

照明所述液晶显示元件的背光；

设置在电路板的形成了受光传感器的区域中的变光结构，所述变光结构包括通过按照相对于重力方向的姿态自行移动而有选择地改变受光传感器的所述多个受光元件的某个的来自所述背光的光的受光量的变光材料；和

根据受光传感器的受光量确定姿态的姿态检测处理单元。

Images