显示装置以及显示控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种显示控制系统。显示控制系统(100)具备：显示部(220)，其使用透射轴相互正交的一对偏光板(250)来显示可见图像；图案层(230)，其形成有对与显示面中的位置有关的信息进行表示的多个图案(260)；光源(140)，其从显示部(220)的正面侧，射出被图案(260)吸收的光；反射部(240)；确定部(160)，其根据从光源(140)射出并在反射部(240)反射之后，透射了显示部(220)以及图案层(230)的光，读取图案(260)，并对该图案(260)在显示面中的位置进行确定；和显示控制部(130)，其根据由确定部(160)确定出的位置，来对显示在显示部(220)的显示信息进行控制，对于从光源(140)射出的光的峰值波长，一对偏光板(250)的透射率为70％以上。
【专利说明】显示装置以及显示控制系统
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种能够使用指示装置来在显示部输入指示的显示装置以及显示控制系统。
【背景技术】
[0002]专利文献I公开了一种笔输入系统，其对于印刷有能够确定绝对位置的图案的纸，使用内置了摄像机的笔，通过根据图案来检测绝对位置，从而将通过笔来记入在纸上的信息电子化。该笔输入系统具备:图案部、对绝对位置进行确定的确定部、和记录确定位置的记录部。由此，能够将记入在纸上的信息电子化。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2007-226577号公报
【发明内容】
[0006]本公开提供一种显示控制系统，在该显示控制系统中，具有形成有对与显示面中的位置有关的信息进行表示的多个图案的图案层，使图案的读取精度得到提高。
[0007]解决课题的手段
[0008]本公开中的显示控制系统具备:显示部，其具有透射轴相互正交的一对偏光板，使用一对偏光板来在显示面显示可见图像；图案层，其被配置为与显示面重叠，并形成有对与显示面中的位置有关的信息进行表示的多个图案；光源，其从显示部的正面侧，射出被图案吸收的光；反射部，其被设置在显示部以及图案层的背面侧；确定部，其根据从光源射出并在反射部反射之后，透射了显示部以及图案层的光，读取图案，并对图案的显示面中的位置进行确定；和显示控制部，其根据通过确定部而确定出的位置，来对显示在显示部的显示信息进行控制，从光源射出的光的峰值波长的一对偏光板的透射率为70 %以上。
[0009]发明效果
[0010]本公开中的显示控制系统能够在不被显示部的显示状态影响的情况下，使图案的读取精度提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是实施方式I涉及的显示控制系统的示意图。
[0012]图2是实施方式I涉及的显示装置的图案层的放大图。
[0013]图3是表示在使被用于实施方式I涉及的液晶显示部的2片偏光板的透射轴正交时的透射率的波长特性的图表。
[0014]图4(a)是表示通过可见光来对实施方式I涉及的液晶显示部进行拍摄的图像的图，图4(b)是表示通过900nm的红外光来对实施方式I涉及的液晶显示部进行拍摄的图像的图。
[0015]图5是表示实施方式I涉及的光源的波长特性的图。
[0016]图6是表示实施方式I涉及的图案的材料的透射率的波长特性的图。
【具体实施方式】
[0017]下面，适当地参照附图，来对实施方式进行详细说明。其中，存在省略超出必要的详细说明的情况。例如，存在省略已知的事项的详细说明、对于实质上相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明变得不必要的冗长，使本领域技术人员容易理解。
[0018]另外，发明人为了本领域技术人员充分了解本公开而提供了附图以及以下的说明，并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。
[0019](实施方式I)
[0020]下面，使用图1?6，来说明实施方式I。
[0021][1.显示控制系统的概要]
[0022]图1是实施方式I涉及的显示控制系统100的示意图。显示控制系统100具备:指示装置110、显示装置120、和显示控制部130。指示装置110是笔型的输入装置。指示装置110具备:光源140、摄像部150、位置确定部160、笔尖170、和压力传感器180。光源140是射出红外光的光源(例如LED)。摄像部150具备光学系统190以及摄像元件200。光学系统190使从指示装置110的尖端侧入射的光在摄像元件200成像。
[0023]显示装置120具备:背光灯210、液晶显示部220 (液晶显示面板)、和图案层230。背光灯210例如是边缘型的背光灯。另外，背光灯210并不仅限于边缘型。背光灯210具有:发出可见光的显示用光源、和被配置在显示用光源的导光板的背面侧(图1中的下侧)的扩散反射板240。背光灯210在内部具有扩散反射板240。扩散反射板240相当于被设置在液晶显示部220以及图案层230的背面侧的反射部。液晶显示部220具有:使光偏振的2片偏光板250、和液晶层221。液晶层221被夹在透射轴相互正交的2片偏光板250之间。液晶显示部220由多个像素(省略图示)构成。液晶显示部220使用一对偏光板250来在显示面显示可见图像。图案层230被配置为与显示面重叠。在图案层230，形成对光源140的射出光(红外光)进行吸收的多个图案260 (信息图案)。
[0024]图2是图案层230的放大图。图案260由多个标记42 (例如点)形成。各标记42以图2(a)所示的假想的格子45的格点为基准而被配置。图案260由例如图2(b)所示的6标记X 6标记的区域50内的36个标记42形成。图案260通过各标记42的配置图案(相对于格点的位置)，表示与显示装置120的显示面(显示区域)中的位置有关的信息。全部图案260互不相同。在一个图案260,表不一个坐标(显不面中的坐标)。在图2(b)中，区域50a、50b的图案260例如表示区域50a、50b的中心位置的坐标。指示装置110读取一个区域50的图案260。例如，在图2(b)中，若笔尖170向右下方斜向移动，则指示装置110所读取的区域50从区域50a变化为区域50b。
[0025]在显示控制系统100中，在用户使用指示装置110来在显示装置120的显示面记入文字等时，用户使指示装置110的笔尖170与显示装置120的画面接触。这样，压力传感器180对从显示装置20施加给笔尖170的压力进行检测。压力传感器180对笔尖170与显示装置120接触进行检测。然后，若通过压力传感器180检测到笔尖170的接触，则光源140向显示装置120的画面射出光。
[0026]指示装置110使用光源140射出的光，通过摄像部150来光学地读取图案260。摄像部150的摄像元件200将成像在拍摄面的光学像转换为电信号并生成图像信息(图像信号)。并且，位置确定部160基于来自摄像部150的图像信息，将摄像部150读取的图案260的显示面中的位置确定为位置信息。由此,基于对与液晶显示部220上的指示装置110的位置有关的信息进行表示的图案260，位置确定部160将指示装置110的位置确定为位置信息。确定的位置信息被发送给显示控制部130。显示控制部130基于接收到的位置信息，进行显示装置120的显示控制。例如，显示装置120根据指示装置110的笔尖170的轨迹，从而在液晶显示部220连续地显示点。由此,使用指示装置110,能够在液晶显示部220手写输入文字、图形等。或者，显示装置120根据指示装置110的笔尖170的轨迹，来连续地消除显示在液晶显示部220的点。由此，像橡皮那样使用指示装置110，能够消除液晶显示部220的文字、图形。也就是说，指示装置110作为读取装置而起作用，并且也作为对显示控制系统100的输入装置而起作用。
[0027]对使用了光源140的射出光的图案260的读取等进行说明。从光源140射出的光透射图案层230以及液晶显示部220，到达背光灯210的扩散反射板240并扩散反射。其结果，尽管指示装置110的倾斜，透射了液晶显示部220的红外光的一部分返回到指示装置110侧。通过扩散反射而被实质上均匀化的光再次透射具有偏光板250的液晶显示部220，从背面侧照明图案层230。图案260由对光源140射出的红外光(光源140的波长的光)进行吸收的材料(对于光源140射出的红外光的透射率低的材料)形成。透射了图案层230的光被空间强度调制。也就是说，在图案层230中，在图案260的形成区域(标记42的形成区域)，射出光的强度与入射光相比大幅度降低，在未形成图案260的区域(标记42之间的区域)，射出光的强度几乎与入射光相同。透射了图案层230的光入射到指示装置110的光学系统190。光学系统190使入射的光在摄像元件200的拍摄面成像。其结果，透射了图案层230的光的空间强度分布通过摄像部150而被作为图像信息被得到。在摄像元件200中，拍摄在白字的背景，图案260被表现为黑色的图像。通过摄像部150而得到的图像信息通过位置确定部160，进行与图案260的设计信息(例如，图案260与位置坐标I对I地对应的信息)的对照，根据其对照结果，图案层230中的图案260的绝对位置(例如位置坐标)被确定。显示控制部130根据通过位置确定部160而被确定的绝对位置,来控制液晶显示部220的显示信息。由此,使用指示装置110,能够在显示装置120输入指示。另外，位置确定部160也可以使用规定的方法，基于图案260中的36个标记42的配置图案，将该图案260转换为显示面中的坐标。图案260的图案化、坐标转换的方法，能够使用例如日本特开2006-141061号公报中公开的公知的方法。
[0028]这里，在液晶显示部220中，通过针对液晶层221的各像素，改变液晶分子的取向状态，从而背光灯210的射出光(可见光)的偏光板250的透射率改变。通过控制各像素的可见光的透射率，从而液晶显示部220显示文字、图形。为了进行可见光的透射率控制，偏光板250至少对于400nm至700nm的可见光，具有偏光特性(仅透射振动方向与透射轴平行的光的特性，也就是对振动方向与透射轴平行的光以外的光进行遮光的特性)。这里，在假设偏光板250对于光源140的射出光的波长具有偏光特性的情况下，光源140的射出光根据液晶层221的各像素的液晶分子的取向状态的不同，从而透射液晶显示部220之后的强度被空间调制。若光源140的射出光在液晶显示部220被空间地强度调制，则通过摄像部150而拍摄的图案260的背景光变得不均匀。由此，从通过摄像部150而拍摄的图像进行的图案260的读取变得困难。因此，在本实施方式中，光源140的射出光的波长选择偏光板250实质上不具有偏光特性的波长。
[0029]下面，对兼顾图案260的位置确定与显示亮度所需要的波长特性进行详细叙述。
[0030][1-1.显示部]
[0031]图3是表示使被用于实施方式I涉及的液晶显示部220的2片偏光板250的透射轴(偏光方向)相互正交时的透射率的波长特性的实测值的一个例子的图表。测定样本是日东电工制NPF偏光板，是一般被用于液晶显示装置的偏光板之一。透射率的测定是在使2片偏光板250的透射轴(偏光轴)相互正交的状态下进行的。根据图3，2片偏光板250的透射率的波长特性从波长750nm附近，透射率开始上升，在900nm附近，透射率成为90%以上。也就是说，这2片偏光板250的组合对于900nm以上的光，实质上不具有偏光特性。因此，在本实施方式中，为了避免所述液晶层221的各像素的液晶分子的取向状态对图案260的读取带来负面影响，因此以900nm以上的波长的光，读取图案260。也就是说，使用峰值波长(光强最大的波长)为900nm以上的光源140。另外，对于读取图案260的光，只要一对偏光板250的偏光特性大幅度降低即可，对于从光源140射出的光的峰值波长，一对偏光板250的透射率为70%以上即可。
[0032]图4(a)是在实施方式I中，使用可见波长的照明光来对液晶显示部220的画面的一部分进行拍摄而得到的图像，图4(b)是使用失去了偏光板250的功能的900nm波长的照明光，来以与图4(a)相同的显示状态，对与图4(a)相同的区域进行拍摄而得到的图像。在通过可见波长的照明光进行拍摄而得到的图像中，作为液晶显示部220的各像素的液晶分子的取向状态的不同，每个像素的透射率的不同被清楚地观察到。另一方面，在通过900nm波长的照明光进行拍摄而得到的图像中，尽管与可见波长图像同样地，存在液晶层221的各像素的液晶分子的取向状态不同的位置，但是哪个像素都被观察为相同。也就是说，若将峰值波长为900nm以上的光使用为照明光，则能够在不被液晶显示部220的各像素的液晶分子的取向状态影响的情况下，读取图案260。
[0033][1-2.光源部]
[0034]图5是实施方式I中的光源140的波长特性。光源140使用了红外LED OSRAM制SFH-4248。光源140的峰值波长为950nm，偏光板250 (日东电工制NPF偏光板)对于该峰值波长的光实质上没有偏光特性。光源140是对于本实施方式的显示控制系统100最佳的光源。
[0035][1-3.图案层]
[0036]图案260(标记42)由透射可见光(波长400?700nm的光)，并且吸收红外光(波长700nm以上的光)的材料形成。图案260由对例如波长800nm以上的红外光进行吸收的材料形成。具体来讲，图案260的400nm至700nm的波长范围内的光的透射率为70%以上，一对偏光板250的透射率为70%以上的波长(图3中为850nm)至100nm的波长范围内的光的透射率的最小值小于30%。作为图案260的材料(标记42的材料)，例如，举例有二亚胺系，酞菁系，花青系等化合物。这些材料可以单独使用，也可以混合使用。作为二亚胺系化合物，优选包含二亚胺盐系化合物。
[0037]图6是在实施方式I中，用于图案260的红外吸收材料(标记42的材料)的透射率的波长特性。图案260的厚度为例如9微米。图案260在光源140 (OSRAM制LED)的强度峰值波长(950nm)下，为10%以下的透射率。因此，得到在形成了图案260的区域与未形成图案260的区域之间，位置确定部160确定位置所需的高对比度的图像。另一方面，在可见波长下，显示控制系统100必须作为显示装置而起作用，也就是说，必须发挥可见图像的显示功能。图案260具有在可见光的波长区域(400?700nm)平均值70%以上的透射率。若考虑进图案260对于显示面的占有面积，则该透射率是充分高的值。因此，能够实现实用等级的显不売度。
[0038]另外，只要图案层230在扩散反射板240至显示装置120的最表面之间，在哪个位置都能起作用。因此，只要图案层230比扩散反射板240更靠表面侧(图1中的上侧)，则可以配置在任意位置(例如，比液晶层221更靠背面侧)。但是，若鉴于显示装置120被模块化并出厂的状况，则优选图案层230通过薄板(sheet)等来粘贴在比液晶显示部220更靠显示装置120的表面侧。
[0039][2.效果等]
[0040]如上所述，在本实施方式中，显示控制系统100具备:光源140、扩散反射板240、偏光板250、液晶显示部220、图案层230、位置确定部160、和显示控制部130。扩散反射板240对从光源140射出的光进行反射。液晶显示部220具有对400nm至700nm波长的光进行偏振的一对偏光板250，并透射由扩散反射板240反射的光。在图案层230，形成有对由扩散反射板240反射的红外光进行吸收并能够确定显示面中的位置(显示位置)的图案260。位置确定部160根据图案260来确定显示面中的位置。显示控制部130根据被确定的位置，来控制显示在液晶显示部220的显示信息。对于从光源140射出的光的峰值波长，透射轴相互正交的一对偏光板250的透射率为70%以上。由此，液晶显示部220的偏光板250(偏振器)的偏光特性大幅度降低。因此，关于光源140的射出光，各像素的透射率不会因各像素的液晶分子的取向状态而大幅变化。因此，能够实现在不被显示装置120的显示内容影响的情况下，能够稳定地指示输入的显示控制系统100。另外，在使用图3所示的波长特性的一对偏光板250的情况下，在850nm时透射率为70%，能够使用峰值波长为850nm以上的值的光源140。
[0041]此外，在本实施方式中，在显示控制系统100中，从光源140射出的光的峰值波长为950nm。如图3所示，对于950nm的光，一对偏光板250的透射率为90%以上。由此，对于光源140的射出光，实质上没有液晶显示部220的偏光板250 (偏振器)的偏光特性。因此，即使各像素的液晶分子的取向状态变化，各像素的透射率也几乎不变化。因此，能够实现在不被显示装置120的显示内容影响的情况下，能够稳定地指示输入的显示控制系统100。
[0042]此外，在本实施方式中，对于从光源140射出的光，一对偏光板250的透射率按全部成分的平均值为90%以上。另外，对于从光源140射出的光，只要一对偏光板250的透射率按全部成分的平均值为70%以上即可。
[0043]此外，在本实施方式中，在显示控制系统100，图案层230的图案260的950nm波长处的光的吸收率为70%以上。由此，对于被图案260良好吸收的光，实质上没有液晶显示部220的偏光板250 (偏振器)的偏光特性。因此，即使各像素的液晶分子的取向状态变化，各像素的透射率也几乎不变。因此，能够实现在不被显示装置120的显示内容影响的情况下，能够稳定地指示输入的显示控制系统100。
[0044]此外，在本实施方式中，在显示控制系统100，图案260的400nm至700nm波长处的可见光的透射率为70%以上。由此，能够将液晶显示部220的明亮度维持在实用等级。也就是说，能够在不导致显示装置120的显著亮度降低的情况下，维持显示控制系统100的显示品位。
[0045]此外，在本实施方式中，在显示控制系统100，图案层230被配置在液晶显示部220的用户视觉确认侧(正面侧)。由此，由于能够在液晶模块完成后粘贴图案层230，因此显示装置120的制造变得容易。此外，即使在消耗者购入显示装置120之后，只要从后面将印刷有图案260的薄板粘贴到显示装置120，就能够构成应对指示输入的显示装置120。
[0046]此外，在本实施方式中，显示装置120具备:液晶显示部220和图案层230。液晶显不部220具有透射轴相互正交的一对偏光板250,使用一对偏光板250来在显不面显不可见图像。图案层230是能够从外部光学读取的图案，形成有能够确定显示面中的位置(显示位置)的图案260。图案层230的图案260的400nm至700nm的波长范围内的光的透射率为70%以上。进一步地，图案260的从在近红外区域(700?2500nm) —对偏光板250的透射率为70%的波长，至100nm的波长范围内的光的透射率的最小值小于30% (在实施方式I的图案260中，从一对偏光板250的透射率为70%的850nm至100nm的波长范围内的光的透射率的最小值小于10%)。由此，不会导致显示装置120的显著亮度降低。此外，能够在不被显示装置120的显示内容影响的情况下，稳定地指示输入。
[0047](其它的实施方式)
[0048]综上所述，作为本申请中公开的技术的示例，说明了实施方式I。但是，本公开中的技术并不仅限于此，也能够用于适当地进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。此外，也能够将实施方式I中说明的各结构要素组合，作为新的实施方式。
[0049]因此，下面，示例其他的实施方式。
[0050]虽然在实施方式I中，光源140被内置在指示装置110，但由于只要实质上能够通过红外光对指示装置I1读取图案260的附近进行照明，因此可以被内置在显示装置120，也可以设置在显示装置120附近。
[0051]此外，虽然在实施方式I中，指示装置110是笔型的输入装置，但并不仅限于此。指示装置110也可以是鼠标型的输入装置。
[0052]此外，实施方式I的摄像元件200可以是CMOS，也可以是(XD。
[0053]此外，虽然在实施方式I中，以6标记X6标记的单位区域形成图案，但并不仅限于此。构成单位区域的标记的个数可以根据指示装置110、显示装置120的设计来适当地设定。
[0054]此外，虽然在实施方式I中，图案260由圆形的点构成，但并不仅限于此。也可以取代点，而通过由三角形等图形或者字母等文字表示的多个标记，来形成图案。
[0055]以上，作为本公开中的技术的示例，说明了实施方式。为此，提供了附图以及详细的说明。
[0056]因此，在附图以及详细的说明中所述的结构要素中，不仅包含为了解决课题所需的结构要素，还为了示例上述技术，也包含了不是为了解决课题所需的结构要素。因此，不应该因为这些不是必须的结构要素被记载在附图、详细的说明中，就将这些不是必须的结构要素认定为必须的。
[0057]此外，由于上述实施方式用于示例本公开中的技术，因此在权利要求书或者其均等的范围，能够进行各种变更、置换、附加、省略等。
[0058]工业实用性
[0059]本公开能够适用于数字静像照相机、摄像机、带照相功能的移动电话机、智能电话、平板电脑、个人计算机、业务用计算机等。
[0060]符号说明:
[0061]100显示控制系统
[0062]110指示装置
[0063]120显示装置
[0064]130显示控制部
[0065]140 光源
[0066]150摄像部
[0067]160位置确定部
[0068]170 笔尖
[0069]180压力传感器
[0070]190光学系统
[0071]200摄像元件
[0072]210背光灯
[0073]220液晶显示部
[0074]221液晶层
[0075]230图案层
[0076]240扩散反射板
[0077]250偏光板
[0078]260 图案
【权利要求】
1.一种显示控制系统，具备: 显不部，其具有透射轴相互正交的一对偏光板，使用所述一对偏光板来在显不面显不可见图像； 图案层，其被配置为与所述显示面重叠，并形成有对与所述显示面中的位置有关的信息进行表示的多个图案； 光源，其从所述显示部的正面侧，射出被所述图案吸收的光； 反射部，其被设置在所述显示部以及所述图案层的背面侧； 确定部，其根据从所述光源射出并在所述反射部反射之后，透射了所述显示部以及所述图案层的光，读取所述图案，来对该图案在所述显示面中的位置进行确定；和 显示控制部，其根据由所述确定部确定出的位置，来对显示在所述显示部的显示信息进行控制， 对于从所述光源射出的光的峰值波长，所述一对偏光板的透射率为70%以上。
2.根据权利要求1所述的显示控制系统， 对于从所述光源射出的光的峰值波长，所述一对偏光板的透射率为90%以上。
3.根据权利要求1所述的显示控制系统， 从所述光源射出的光的峰值波长是950nm。
4.根据权利要求1所述的显示控制系统， 所述图案的950nm波长处的光的吸收率为70%以上。
5.根据权利要求1所述的显示控制系统， 所述图案的400nm至700nm的波长范围内的光的透射率是70%以上。
6.根据权利要求1所述的显示控制系统， 所述图案层被配置在所述显示部的用户视觉确认侧。
7.一种显示控制系统，具备: 显不部，其具有透射轴相互正交的一对偏光板，使用所述一对偏光板来在显不面显不可见图像； 图案层，其被配置为与所述显示面重叠，并形成有对与所述显示面中的位置有关的信息进行表示的多个图案； 光源，其从所述显示部的正面侧，射出被所述图案吸收的光； 反射部，其被设置在所述显示部以及所述图案层的背面侧； 确定部，其根据从所述光源射出并在所述反射部反射之后，透射了所述显示部以及所述图案层的光，读取所述图案，并对该图案在所述显示面中的位置进行确定；和 显示控制部，其根据由所述确定部确定出的位置，对显示在所述显示部的显示信息进行控制， 对于从所述光源射出的光，所述一对偏光板的透射率按全部成分的平均值为70 %以上。
8.—种显不装直，具备: 显不部，其具有透射轴相互正交的一对偏光板，使用所述一对偏光板来在显不面显不可见图像；和 图案层，其被配置为与所述显示面重叠，并形成有对与所述显示面中的位置有关的信息进行表示的多个图案， 所述图案的400nm至700nm的波长范围内的光的透射率为70%以上，并且所述图案的从近红外区域所述一对偏光板的透射率为70%的波长至100nm的波长范围内的光的透射率的最小值小于30%。
【文档编号】G09F9/00GK104412209SQ201380035617
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2012年9月7日
【发明者】山田和宏, 山田高士 申请人:松下知识产权经营株式会社