專利名稱：輸入輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于觸摸屏等的能夠進(jìn)行圖像的輸入輸出的輸入輸出裝置。
背景技術(shù)：
以往，提出了能夠在三維空間中進(jìn)行圖像的輸入輸出的輸入輸出裝置(例 如，專利文獻(xiàn)l)。在專利文獻(xiàn)l中，在顯示器的顯示面?zhèn)?，通過(guò)將^L透鐃陣
列隔開(kāi)相當(dāng)于其焦點(diǎn)距離而配置，實(shí)現(xiàn)基于所謂完整(integral)方式的三維 顯示。在這樣的方法中，在構(gòu)成顯示器的多個(gè)像素中，被分配給一個(gè)微透鏡 的像素?cái)?shù)相當(dāng)于三維圖像的縱深方向的分辨率，微透鏡凄t相當(dāng)于三維圖像的 二維平面中的像素?cái)?shù)。
〔專利文獻(xiàn)1 〕特開(kāi)2007-86931號(hào)公報(bào)
〔專利文獻(xiàn)2〕特開(kāi)2005-141102號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
即，在上述專利文獻(xiàn)1的方法中，在空間上被顯示的三維圖像的二維平 面中的分辨率由微透鏡陣列中的微透鏡數(shù)(透鏡間距(pitch))決定。因此， 受到透鏡間距的制約，作為結(jié)果是成為低分辨率。
因此，提出了以下輸入輸出裝置，即，在顯示器的顯示面?zhèn)?，通過(guò)配置 微透鏡陣列，使得顯示器的顯示面和空間上的一個(gè)平面成為光學(xué)性共輒的位 置關(guān)系，從而在空間上的一個(gè)平面上顯示二維圖像，進(jìn)行模擬的立體顯示(例 如，專利文獻(xiàn)2)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于可以通過(guò)顯示器中的顯示像素的間 距和微透鏡的成像倍率來(lái)調(diào)整在空間上的 一個(gè)平面上顯示的圖像的分辨率， 所以容易顯示高分辨率的圖像。
但是，在上述專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)中，存在以下問(wèn)題，即，由于將4企測(cè)手 指等的位置的各種位置傳感器配置得比圖像顯示面更靠前(觀察者一側(cè))，所以裝置整體的厚度增加。
本發(fā)明是鑒于這樣的問(wèn)題而完成的，其目的是提供薄型并且顯示高分辨率的二維圖像，且能夠?qū)崿F(xiàn)三維空間中的物體的位置檢測(cè)的輸入輸出裝置。
用于解決課題的手賴二
本發(fā)明的輸入輸出裝置包括顯示單元，將用于取得物體的攝像數(shù)據(jù)的攝像區(qū)域、和用于根據(jù)圖像數(shù)據(jù)顯示圖像的顯示區(qū)域混合而構(gòu)成；微透鏡部，與所述攝像區(qū)域相應(yīng)地設(shè)置在顯示單元的顯示面?zhèn)龋灰约拔恢脵z測(cè)單元，根據(jù)在顯示單元的攝像區(qū)域中取得的攝像數(shù)據(jù)，檢測(cè)物體的位置。
在本發(fā)明的輸入輸出裝置中，在顯示單元的顯示區(qū)域中顯示圖像時(shí)，其圖像光射出到顯示單元上方。這時(shí)，在物體接近顯示單元的上方時(shí)，上述圖像光向物體照射，該照射的光被微透鏡單元聚光后，在攝像區(qū)域中被受光。由此，在攝像區(qū)域中，在保持了關(guān)于光線的行進(jìn)方向的信息的狀態(tài)下取得物體的攝像數(shù)據(jù)。根據(jù)這樣取得的攝像數(shù)據(jù)，在位置檢測(cè)單元中檢測(cè)物體的位置。
發(fā)明效果
按照本發(fā)明的輸入輸出裝置，由于使顯示區(qū)域和攝像區(qū)域混合配置在顯示單元，所以與在顯示面更前面另外配置用于檢測(cè)物體的位置的位置傳感器的情況相比，可以減小裝置整體的厚度。而且，由于使微透鏡單元與攝像區(qū)域?qū)χ门渲?，所以與經(jīng)由涵蓋全部顯示單元而配置微透鏡的微透鏡陣列來(lái)顯示三維圖像的情況相比，可以顯示高分辨率的二維圖像。另一方面，由于可以保持關(guān)于光線的行進(jìn)方向的信息而取得攝像數(shù)據(jù)，因此，在位置檢測(cè)單元中，根據(jù)這樣的攝像數(shù)據(jù)，不僅可以檢測(cè)物體的二維平面，還可以檢測(cè)高度方向的位置。由此，能夠成為薄型，并且顯示高分辨率的二維圖像，且實(shí)現(xiàn)三維空間的物體的位置4企測(cè)。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的輸入輸出裝置的整體結(jié)構(gòu)的功能方框圖。
圖2是表示圖1所述的輸入輸出面板的概略結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
圖3是表示圖1的顯示器單元的二維結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4的(A) ~ (C)是用于說(shuō)明圖1所示的圖像處理單元的視差圖像生成動(dòng)作的示意圖。
圖5的(A)是實(shí)際的拍攝圖像，(B)和(C)是視差圖像。圖6的(A) ~ (C)是用于說(shuō)明圖1所示的位置沖會(huì)測(cè)單元的位置斥企測(cè)動(dòng)作的示意圖。
圖7是關(guān)于記錄筆(stylus)的視差圖像。
圖8是表示圖1所示的輸入輸出裝置的應(yīng)用例的便攜電話的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖9是表示變形例的便攜電話的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。圖10的(A) ~ (B)是表示圖1所示的輸入輸出面板的另一個(gè)例子的剖面示意圖。
〔標(biāo)號(hào)說(shuō)明〕1…輸入輸出裝置2， 3…便攜電話10， 30…輸入輸出面板11…顯示器單元11A…顯示區(qū)域11B…攝像區(qū)域
12"透鏡基板
12a..平坦部
12b-微透鏡部
30a-微透鏡
40..圖像處理單元
50"-位置纟僉測(cè)單元
60"控制單元
100..手指
Pa"顯示像素
Pb..-攝像像素
DO-.圖像數(shù)據(jù)
Dl'-攝像數(shù)據(jù)D2.-圖像處理數(shù)據(jù)
Dout…位置數(shù)據(jù)
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式的輸入輸出裝置1的功能結(jié)構(gòu)方框圖。輸入輸出裝置1例如用作觸摸屏，顯示圖形或者文字等圖像，同時(shí)能夠通過(guò)
拍攝例如手指等物體而檢測(cè)物體的位置(信號(hào)感覺(jué)(sensing ))。輸入輸出裝置1包括輸入輸出面板IO、顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21、顯示側(cè)掃描儀22、攝像信號(hào)接收器31、攝像側(cè)掃描儀32、圖像處理單元40、位置檢測(cè)單元50和控制單元60。
輸入輸出面板10是在多個(gè)像素覆蓋整個(gè)面而配置為矩陣狀的顯示器單元ll (顯示單元)的顯示側(cè)，即觀察者側(cè)設(shè)置了透鏡基板12 (都在后敘述)的面板。關(guān)于該輸入輸出面板10的細(xì)節(jié)在后敘述。
顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21和顯示側(cè)掃描4義22根據(jù)來(lái)自控制單元60的控制，基于顯示信號(hào)(圖像數(shù)據(jù)DO)，進(jìn)行后述的顯示器單元11中的各顯示像素的顯示驅(qū)動(dòng)。顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21用于驅(qū)動(dòng)顯示驅(qū)動(dòng)對(duì)象的各顯示像素，顯示側(cè)掃描儀22用于選擇顯示驅(qū)動(dòng)對(duì)象的顯示像素。
攝像信號(hào)接收器31和攝像側(cè)掃描儀32根據(jù)來(lái)自控制單元60控制，驅(qū)動(dòng)后述的顯示器單元11中的各攝像像素，以便在攝像像素上接收來(lái)自物體側(cè)的光，取得物體的攝像數(shù)據(jù)D1。攝像信號(hào)接收器31用于驅(qū)動(dòng)攝像驅(qū)動(dòng)對(duì)象的攝像像素，攝像側(cè)掃描儀32用于選擇攝像驅(qū)動(dòng)對(duì)象的攝像像素。
圖像處理單元40根據(jù)來(lái)自控制單元60的控制，通過(guò)對(duì)從攝像信號(hào)接收器31提供的攝像數(shù)據(jù)Dl實(shí)施規(guī)定的圖像處理而生成圖像處理數(shù)據(jù)D2。關(guān)于該圖像處理單元40的詳細(xì)的圖像處理動(dòng)作在后敘述。
位置檢測(cè)單元50根據(jù)來(lái)自控制單元60的控制，基于從圖像處理單元40輸入的圖像處理數(shù)據(jù)D2,檢測(cè)手指的位置(x, y, z)。由位置檢測(cè)單元50檢測(cè)到的關(guān)于手指的位置的信息被作為位置數(shù)據(jù)Dout輸出。
控制單元60用于控制顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21、顯示側(cè)掃描儀22、纟聶像側(cè)掃描儀32、攝像信號(hào)接收器31、圖像處理單元40和位置檢測(cè)單元50的動(dòng)作。具體來(lái)i兌，分別適當(dāng)控制顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21和顯示側(cè)掃描4義22的顯示驅(qū)動(dòng)動(dòng)作、攝像信號(hào)接收器31和攝像側(cè)掃描儀32的攝像驅(qū)動(dòng)動(dòng)作、圖像處理單元40的圖像處理動(dòng)作以及位置檢測(cè)單元50的位置檢測(cè)動(dòng)作 而且，上述圖像處理單元40、位置檢測(cè)單元50和控制單元60例如由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。
接著，參照?qǐng)D2和圖3，說(shuō)明輸入輸出面板10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖2是示意地表示輸入輸出面板10的剖面結(jié)構(gòu)的圖。圖3是示意地表示顯示器單元11的平面結(jié)構(gòu)的圖。
顯示器單元11在未圖示的驅(qū)動(dòng)基板上，將由顯示像素Pa構(gòu)成的顯示區(qū)域11A和由攝像像素Pb構(gòu)成的攝像區(qū)域11B混合配置。驅(qū)動(dòng)基板分別驅(qū)動(dòng)顯示像素Pa和攝像像素Pb，例如由TFT ( Thin Film Transistor,薄膜晶體管)等構(gòu)成。
顯示像素Pa是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)DO顯示圖像的顯示元件。該顯示像素Pa例如由液晶顯示元件(LCD: Liquid Crystal Display)構(gòu)成。液晶顯示元件例如包含以下元件構(gòu)成(都未圖示)背光、在一對(duì)基板間密封了液晶層的液晶單元、粘貼在該液晶單元的光射入側(cè)和光射出側(cè)的一對(duì)偏光才反、以及在來(lái)自液晶單元的射出光中選擇性地使特定波長(zhǎng)區(qū)域的光透過(guò)的彩色濾光器。背光例如由CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp,冷陰才及管)或LED (LightEmitting Diode,發(fā)光二極管)等構(gòu)成。在這樣的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)對(duì)液晶單元的一對(duì)基板間施加電壓，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)DO,調(diào)制從背光發(fā)出的光而使其透過(guò)。
攝像像素Pb根據(jù)由透鏡基板12的微透鏡部12b聚光的光，取得攝像數(shù)據(jù)Dl。該攝像像素Pb例如由CCD ( Charge Coupled Device,電荷耦合元件)或CMOS ( Complementary Metal Oxide Semiconductor)等構(gòu)成。
透鏡基板12在玻璃等基板上相互隔開(kāi)的多個(gè)位置具有微透鏡部12b。在透鏡基板12中，微透鏡部12b以外的部分為平坦部12a。
與這樣的透鏡基板12的平坦部12a對(duì)置，配置有顯示器單元11的顯示區(qū)域11A,與微透鏡部12b對(duì)置，配置有攝像區(qū)域11B。例如，如圖3所示，多個(gè)攝像區(qū)域11B以規(guī)定間隔配置，各攝像區(qū)域11B分別由2x2 = 4個(gè)攝像像素Pb構(gòu)成。即，微透鏡部12b僅與攝像區(qū)域IIB對(duì)置配置而構(gòu)成。
接著，說(shuō)明上述輸入輸出裝置1的作用、效果。(圖像顯示動(dòng)作)
首先，說(shuō)明輸入輸出裝置1的圖像顯示動(dòng)作(輸出動(dòng)作)。在輸入輸出裝置l中，根據(jù)控制單元60的控制，在將圖像數(shù)據(jù)DO提供給顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21時(shí)，分別驅(qū)動(dòng)顯示像素Pa，在顯示區(qū)域11A中顯示圖像。被顯示的圖像的圖像光透過(guò)透鏡基板12的平坦部12a,射出到透鏡基板12的上方。(信號(hào)感覺(jué)動(dòng)作)
接著，參照?qǐng)D1 ~圖6,說(shuō)明輸入輸出裝置1的信號(hào)感覺(jué)動(dòng)作(輸入動(dòng)作)。 圖4的(A) ~ (C)是用于說(shuō)明圖像處理單元40的視差圖像生成動(dòng)作的示 意圖。圖5是實(shí)際的手指的攝像圖像和由該攝像圖像生成的視差圖像。圖6 是用于說(shuō)明位置檢測(cè)動(dòng)作的圖。
在輸入輸出裝置1中，在手指100被配置在輸入輸出面板10的上方時(shí)， 通過(guò)上述的圖像光照亮手指100。照亮該手指100的光被透鏡基板12中的微 透鏡部12b聚光，在攝像區(qū)域11B (攝像像素Pb)中接收光。由此，取得手 指100的攝像數(shù)據(jù)，輸出到攝像信號(hào)接收器31。被輸出到攝像信號(hào)接收器31 的攝像數(shù)據(jù)作為攝像數(shù)據(jù)Dl被提供給圖像處理單元40。
這里，在各攝像區(qū)域11B中，每個(gè)攝像像素Pb的光接收光線的行進(jìn)方 向相互不同，以保持了關(guān)于該行進(jìn)方向的信息的狀態(tài)進(jìn)行光接收。而且，在 各攝像區(qū)域llB之間被配置在相互相同位置的攝像像素Pb中的攝像像素?cái)?shù)據(jù) 包含有關(guān)于相同行進(jìn)方向的信息。
圖像處理單元40根據(jù)輸入的攝像數(shù)據(jù)D1實(shí)施視差圖像生成處理，并且 生成關(guān)于手指lOO的兩個(gè)視差圖像數(shù)據(jù)Dll、 D12。具體來(lái)說(shuō)，首先，在攝像 數(shù)據(jù)Dl中，從各攝像區(qū)域11B之間被配置在相互相同的位置的攝像像素Pbl 分別提取攝像像素?cái)?shù)據(jù)(例如，在圖4的(A)中賦予數(shù)字1的位置的像素 數(shù)據(jù))，通過(guò)將這些提取出的攝像圖像數(shù)據(jù)相互合成，生成圖4的(B)所示 的視差圖像數(shù)據(jù)Dll。同樣，分別提取攝像像素Pb2中的攝像像素?cái)?shù)據(jù)(在 圖4的(A )中被賦予數(shù)字2的位置的像素?cái)?shù)據(jù))，將這些提取出的攝像圖像 數(shù)據(jù)相互合成，生成圖4的(C)所示的視差圖像數(shù)據(jù)D12。
生成的視差圖像數(shù)據(jù)Dll、 D12根據(jù)需要，實(shí)施其它的圖像處理，例如 缺陷校正處理或噪聲降低處理等，從而作為圖像處理凝:據(jù)D2輸出到位置檢 測(cè)單元50。
位置檢測(cè)單元50根據(jù)輸入的圖像處理數(shù)據(jù)D2檢測(cè)手指100的位置(x, y， z)。例如，對(duì)于手指100的位置(x, y),通過(guò)對(duì)1張手指100的視差圖 像數(shù)據(jù)(視差圖像數(shù)據(jù)Dll或者視差圖像數(shù)據(jù)D12)實(shí)施邊緣檢測(cè)處理來(lái)檢 測(cè)。另一方面，對(duì)于手指100的位置的z分量(高度H),例如通過(guò)以下的方 法進(jìn)行確定。即，根據(jù)視差圖像數(shù)據(jù)Dll、 D12的相關(guān)，計(jì)算兩個(gè)視差的圖 像內(nèi)的生物圖像的相位差，根據(jù)該相位差確定手指100的z分量。這里，在圖6的(A) (C)中，表示將高度H分別i殳為0mm、 5mm、 10mm時(shí)的 與視差圖像數(shù)據(jù)Dll、 D12對(duì)應(yīng)的—見(jiàn)差圖像。這樣，例如通過(guò)邊續(xù)J險(xiǎn)測(cè)處理 ;險(xiǎn)測(cè)兩個(gè)^L差圖^f象間的手指100的相位差(A5p AS2， A53)。這時(shí)，可知在 手指100的高度H變小時(shí)，手指100的兩張視差圖像間的相位差變小(A53 〉A(chǔ)S2〉A(chǔ)&)。由此，通過(guò)根據(jù)兩個(gè)視差圖像的相關(guān)檢測(cè)手指IOO的相位差， 確定手指100的z分量。
而且，例如，也可以通過(guò)隨時(shí)間變化而生成手指IOO的多個(gè)視差圖像數(shù) 據(jù)，分別對(duì)這多個(gè)視差圖像數(shù)據(jù)實(shí)施邊緣檢測(cè)處理，檢測(cè)手指100的移動(dòng)量， /人而4全測(cè)在水平面(XY平面內(nèi))的手指100的活動(dòng)。
這樣，在位置檢測(cè)單元50中檢測(cè)到的關(guān)于手指100的位置(x, y， z) 的信息被作為位置數(shù)據(jù)Dout輸出。另一方面，通過(guò)在輸入輸出裝置l中，根 據(jù)手指100的位置預(yù)先設(shè)定要執(zhí)行的功能動(dòng)作，從而根據(jù)輸出的位置數(shù)據(jù) Dout執(zhí)行希望的功能動(dòng)作。或者，也可以將位置數(shù)據(jù)Dout作為上述的圖像 數(shù)據(jù)DO輸入到顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)器21。
在以上那樣的實(shí)施方式中，由于在顯示器單元11中使顯示區(qū)域IIA和 攝像區(qū)域11B混合配置，所以與在顯示面更前面另外配置用于檢測(cè)手指100 的位置的位置傳感器的情況相比，可以減小裝置整體的厚度。而且，由于使 透鏡基板12的平坦部12a與顯示區(qū)域IIA對(duì)置配置，所以與經(jīng)由微透鏡陣列 顯示三維圖像的情況相比，可以顯示高分辨率的二維圖像。另一方面，由于 使透鏡基板12的微透鏡部12b與攝像區(qū)域11B對(duì)置配置，所以可以保持關(guān)于 光線的行進(jìn)方向的信息而取得攝像數(shù)據(jù)。因此，在位置檢測(cè)單元50中，不僅 可以檢測(cè)手指IOO的二維平面，還可以檢測(cè)高度方向的位置。由此，能夠成 為薄型，并且顯示高分辨率的二維圖像，并檢測(cè)三維空間的物體的位置。
而且，在上述的實(shí)施方式中，以檢測(cè)手指100的位置的情況為例進(jìn)行了 說(shuō)明，但是位置檢測(cè)對(duì)象不限于手指，也可以是生物的其它部位，或者記錄 筆等生物以外的物體。圖7表示根據(jù)記錄筆的攝像圖像而生成的兩個(gè)視差圖 像。在該情況下，也可以按照上述方法，通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)視差圖像之間的相位 差A(yù)5s來(lái)檢測(cè)記錄筆的位置(x， y， z)。由此，不限于手指，也可以進(jìn)行使用 了記錄筆的三維信號(hào)感覺(jué)。 (應(yīng)用例1 )
圖8是表示上述實(shí)施方式的應(yīng)用例1的便攜電話2的概略結(jié)構(gòu)的圖。便攜電話2具有折疊式的機(jī)殼(第1機(jī)殼23和第2機(jī)殼24)，在第1機(jī)殼23 中設(shè)置有上述實(shí)施方式的輸入輸出裝置1。另一方面，在第2機(jī)殼24上設(shè)置 有用于進(jìn)行輸入操作的操作單元25。
在本應(yīng)用例中，通過(guò)安裝輸入輸出裝置1，可以使該輸入輸出裝置1起 到例如作為根據(jù)用戶的手指100的位置進(jìn)行輸入操作的觸摸屏的作用。具體 來(lái)說(shuō)，通過(guò)^r測(cè)手指100的位置的z分量，能夠進(jìn)行基于點(diǎn)擊動(dòng)作的輸入。 而且，通過(guò)隨時(shí)間變化測(cè)量手指100的接觸的頻率，還能夠進(jìn)行基于雙擊動(dòng) 作的輸入。而且，通過(guò)檢測(cè)手指100的活動(dòng)，即位置(x， y)隨時(shí)間的變化， 還可以起到鼠標(biāo)指針的作用。
而且，作為應(yīng)用輸入輸出裝置1的設(shè)備，不限于上述便攜電話，也可以 應(yīng)用到例如筆記本型PC (Personal Computer:個(gè)人計(jì)算機(jī))等各種移動(dòng)設(shè)備。 (應(yīng)用例2)
圖9是表示上述實(shí)施方式的應(yīng)用例2的便攜電話3的概略結(jié)構(gòu)的圖。在 本應(yīng)用例中，除了設(shè)置有光源26之外，具有與上述應(yīng)用例1的便攜電話2相 同的結(jié)構(gòu)。光源26例如在第1機(jī)殼23中被設(shè)置在輸入輸出裝置1的兩側(cè)， 例如由LED等構(gòu)成。在上述實(shí)施方式和應(yīng)用例1中，以通過(guò)顯示的圖像光來(lái) 照明手指100的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以如本應(yīng)用例那樣，另外設(shè) 置信號(hào)感覺(jué)用的光源26。由此，即使在例如不顯示圖像的狀況下，也可以進(jìn) 行手指100的三維信號(hào)感覺(jué)。
以上，舉出實(shí)施方式和實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實(shí) 施方式等，能夠有各種變形。例如，在上述實(shí)施方式等中，在圖^f象處理單元 40中，根據(jù)攝像數(shù)據(jù)D1生成兩個(gè)視差圖像數(shù)據(jù)，但是生成的視差圖像數(shù)據(jù) 不限于兩個(gè)，也可以是三個(gè)以上。而且，在上述實(shí)施方式等中，以通過(guò)2x2 =4個(gè)攝像像素Pb構(gòu)成了攝像區(qū)域11B的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是分配給 攝像區(qū)域11B的攝像像素?cái)?shù)只要至少有兩個(gè)就足夠，也可以是三個(gè)或者五個(gè) 以上。
而且，在上述的實(shí)施方式等中，以利用了透鏡基板12的結(jié)構(gòu)，即微透鏡 部12b和平坦部12a都設(shè)置在基板上的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是微透鏡部 12b也可以不一定設(shè)置在基板上。例如，也可以如圖10的(A)所示那樣， 利用輸入輸出面板30。在輸入輸出面4反30中，在面板面內(nèi)，顯示區(qū)域11A 和攝像區(qū)域11B混合，僅在攝像區(qū)域11B上與攝像區(qū)域11B —體地設(shè)置有微透鏡30a(微透鏡部)。這里，在圖IO的(B)中表示攝像區(qū)域11B附近的放 大圖。攝像區(qū)域llB例如由2x2像素的攝像像素Pb構(gòu)成，各攝像像素Pb的 光接收面上設(shè)置有使受光光線高效聚光的芯片上透鏡33。在該芯片上透鏡33 上，例如隔著樹(shù)脂層34形成有微透鏡30a。這樣，不一定需要使用具有微透 鏡的透鏡基板，也可以僅在面板的攝像區(qū)域11B上直接形成微透鏡30a。對(duì) 于這樣構(gòu)成的情況，也可以得到與本發(fā)明相同的效果。
而且，在上述實(shí)施方式等中，作為顯示像素Pa的一例舉出了液晶顯示元 件進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以使用其它的顯示元件，例如有機(jī)或者無(wú)機(jī)的EL (Electro Luminescence,電致發(fā)光)元件等自發(fā)光元件。^f旦是，在4吏用上述 自發(fā)光元件的情況下，不需要特別設(shè)置背光即可。
權(quán)利要求
1、一種輸入輸出裝置，包括顯示單元，將用于取得物體的攝像數(shù)據(jù)的攝像區(qū)域、和用于根據(jù)圖像數(shù)據(jù)顯示圖像的顯示區(qū)域混合而構(gòu)成；微透鏡，與所述攝像區(qū)域相應(yīng)地設(shè)置在所述顯示單元的顯示面?zhèn)龋灰约拔恢脵z測(cè)單元，根據(jù)在所述顯示單元的攝像區(qū)域中取得的攝像數(shù)據(jù)，檢測(cè)所述物體的位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的輸入輸出裝置， 所述微透鏡形成在基板上，所述基板在與所述顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域具有平坦部。
3、 如權(quán)利要求1所述的輸入輸出裝置，所述微透鏡與所述攝像區(qū)域一體地設(shè)置在所述顯示單元的所述攝像區(qū)域上。
4、 如權(quán)利要求1所述的輸入輸出裝置，在所述顯示單元中，所述攝像區(qū)域被相互隔開(kāi)地設(shè)置在多個(gè)位置， 所述攝像區(qū)域至少具有兩個(gè)攝像像素。
5、 如權(quán)利要求4所述的輸入輸出裝置，包括對(duì)在所述攝像區(qū)域中取得的攝像數(shù)據(jù)實(shí)施圖像處理的圖像處理單元，所述圖像處理單元通過(guò)從所述攝像數(shù)據(jù)中分別提取各攝像區(qū)域中的同一 位置的攝像像素的攝像像素?cái)?shù)據(jù)，將這些提取出的攝像像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合成， 從而生成至少兩個(gè)視差圖像數(shù)據(jù)。
6、 如權(quán)利要求5所述的輸入輸出裝置，所述位置檢測(cè)單元根據(jù)兩個(gè)視差圖像數(shù)據(jù)之間的相位差來(lái)檢測(cè)所述物體 的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供薄型，并且可以顯示高分辨率的二維圖像，且檢測(cè)三維空間的物體的位置的輸入輸出裝置。輸入輸出裝置(1)的輸入輸出面板(10)是在顯示器單元(11)的顯示面?zhèn)仍O(shè)置了具有平坦部(12a)和微透鏡部(12b)的透鏡基板(12)的裝置。在顯示器單元(11)中，顯示區(qū)域(11A)和攝像區(qū)域(11B)被混合配置，其中，顯示區(qū)域(11A)與透鏡基板(12)的平坦部(12a)、攝像區(qū)域(11B)與透鏡基板(12)的微透鏡部(12b)分別對(duì)置配置。在顯示區(qū)域(11A)中顯示的圖像作為圖像光透過(guò)透鏡基板(12)的平坦部(12a)，另一方面，在攝像區(qū)域(11B)中，保持光線的行進(jìn)方向的信息，同時(shí)取得手指(100)的攝像數(shù)據(jù)(D1)。根據(jù)該攝像數(shù)據(jù)(D1)檢測(cè)手指(100)的位置(x，y，z)，作為位置數(shù)據(jù)(Dout)輸出。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101661180SQ20091017098
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者山本健二, 早坂健吾 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社