CN104615313A - 一种触摸显示屏及触摸显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及触摸屏显示技术领域，尤其涉及一种触摸显示屏和触摸显示器。该触摸显示屏包括显示模组、位于显示模组周围的显示屏外框以及位于显示屏外部且由人体手指佩戴的红外发射器，所述显示屏外框的至少三个顶角位置分别设有相同规格的红外探测器。本发明提供一种触摸显示屏和触摸显示器，在不增加显示屏厚度的情况下，相比OGS触摸技术，没有专门单设一层用作触摸传感，提高了良率，降低了成本；相比In-Cell/On-Cell技术，压缩了制作流程，降低了液晶屏的工艺难度，显著提高了良率。

Description

一种触摸显示屏及触摸显示器

技术领域

本发明涉及触摸屏显示技术领域，尤其涉及一种触摸显示屏和触摸显示器。

背景技术

现有最常用的触摸技术是电容触摸、红外触摸。电容触摸的缺点是受电磁干扰影响严重，同时受媒介干扰也很严重，在一些特定场合(大电场等危险领域)并不适用。目前的红外触摸技术是将红外发射器和探测器安装在显示屏的两侧，缺点是增加了成本和显示器的厚度、重量，大量传感器的使用也大大增大了响应时间，降低了反应速度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种触摸显示屏和触摸显示器，以解决现有技术中将红外发射器和探测器安装在显示屏的两侧的红外触摸技术增加了成本和显示器的厚度、重量，大量传感器的使用大大增大了响应时间，降低反应速度的缺陷。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明一方面提供一种触摸显示屏，其包括：显示模组、位于显示模组周围的显示屏外框以及位于显示屏外部且由人体手指佩戴的红外发射器，

所述显示屏外框的至少三个顶角位置分别设有相同规格的红外探测器。

优选地，所述显示屏外框的四个顶角位置分别设有相同规格的红外探测器。

优选地，所述红外探测器的表面设有滤光片。

优选地，所述滤光片的中心透过波长与红外探测器的响应中心波长相同，且所述红外发射器发出红外光的中心波长与红外探测器表面滤光片的透过波长相同。

优选地，触摸点所在水平位置处，距离两个红外探测器的距离L₁和L₂之比为

$\frac{L_1}{L_2}=\frac{\mathrm{tg}{\mathrm{\α}}_1}{\mathrm{tg}{\mathrm{\α}}_2};$

其中，L₁、L₂分别为人体手指佩戴的红外发射器在触摸屏投影点处距离两个红外探测器的水平距离，α₁和α₂为人体手指佩戴的红外发射器分别和两个红外探测器形成的夹角。

优选地，所述显示屏外框的每个顶角分别设置两个红外探测器。

优选地，所述两个红外探测器表面设置有两个滤波片，所述两个红外探测器与所述两个滤波片一一对应设置，且所述两个滤波片的中心透过波长不同。优选地，所述显示屏外部设有人体手指佩戴的两个红外发射器，所述两个红外发射器发射的中心波长不同，所述两个红外发射器发射的中心波长不同，所述两个红外发射器发射的中心波长与所述滤波片的中心透过波长一一对应且相同。

优选地，所述两个滤波片相互固定设置。

另一方面，本发明还提供一种触摸显示器，包括上述的触摸显示屏。

(三)有益效果

本发明提供一种触摸显示屏和触摸显示器，在不增加显示屏厚度的情况下，相比OGS触摸技术，没有专门单设一层用作触摸传感，提高了良率，降低了成本；相比In-Cell/On-Cell技术，压缩了制作流程，降低了液晶屏的工艺难度，显著提高了良率。

附图说明

图1为显示器中红外探测器位置示意图；

图2为光垂直入射时(即手指在探测器表面正上方时)红外光的透过示意图；

图3为光斜入射时(即手指在探测器表面正上方时)红外光的透过示意图；

图4为定位原理示意图；

图5为手指端红外发射器示意图。

其中：1、红外探测器；2、显示模组；3、显示器外框；4、红外发射器；η、透过率。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1～5所示，本发明实施例提供一种触摸显示屏，包括：显示模组2、位于显示模组2周围的显示屏外框3以及位于显示屏外部且由人体手指佩戴的红外发射器4。

其中，所述显示屏外框3的至少三个顶角位置分别设有相同规格的红外探测器1。本实施例中，优选显示屏外框3的四个顶角位置分别设有相同规格的红外探测器1。将四个响应度相同的红外探测器1放置在显示模组2的外侧且显示器边框内部，既不影响显示，又不会增加显示器的体积(长宽厚)。

优选地，所述红外探测器1的表面设有滤光片，所述滤光片的中心透过波长与红外探测器1的响应中心波长相同，且所述红外发射器发出红外光的中心波长与所述红外探测器表面滤光片的透过波长相同。

优选地，触摸点所在水平位置处，距离两个探测器的距离L₁和L₂之比为：

$\frac{L_1}{L_2}=\frac{\mathrm{tg}{\mathrm{\α}}_1}{\mathrm{tg}{\mathrm{\α}}_2}$

其中：L₁、L₂分别为人体手指佩戴的红外发射器在触摸屏投影点处距离两个红外探测器的水平距离，α₁和α₂为人体手指佩戴的红外发射器分别和两个红外探测器形成的夹角，其中，以触摸屏和垂直触摸屏的法线为两直角边)如图4所示。

在实际应用中，使用者手指端(常用食指)佩戴红外发射器4。该红外发射器4可以在大约45°范围内均匀等量的发射红外光。同时，该红外发射器4发出红外光的中心波长与红外探测器1表面滤光片的透过波长相同。同时，红外发射器4可以以某一频率向外发出红外光波，红外探测器1的后部电路可以根据该频率对输出电信号进行滤波降噪，增加触摸传感精度和准确度。

使用者佩戴该红外发射器4后，四个红外探测器1均可以接收到红外光信号。如图3所示，为倾斜入射的红外光透过玻璃等材质到达两个光电探测器时的光强大小，分别为：

I₁＝I_o*η*cos²α₁

I₂＝I_o*η*cos²α₂

$\frac{\cos {\mathrm{\α}}_1}{\cos {\mathrm{\α}}_2}=\sqrt{\frac{I_1}{I_2}}$

上式中，I₀为手指所戴红外发射器垂直入射红外探测器时，红外探测器得到的光强值，I₁、I₂为在手指所戴红外发射器位置不变时两个红外探测器分别得到的光强值；

α₁和α₂为手指所戴红外发射器分别和两个红外探测器形成的夹角(以触摸屏和垂直触摸屏的法线为两直角边)；η为触摸屏对特定工作波长处光波的透过率。

两个红外探测器对手指端红外发射器的角度之比即可由上式得到。其中，手指(即触摸点)位置定位原理如图4所示，由图4可知，触摸点所在水平位置处，距离两个红外探测器的距离L₁和L₂之比如下式所示：

$\frac{L_1}{L_2}=\frac{\mathrm{tg}{\mathrm{\α}}_1}{\mathrm{tg}{\mathrm{\α}}_2}$

其中，L₁、L₂分别为人体手指佩戴的红外发射器在触摸屏投影点处距离两个红外探测器的水平距离，α₁和α₂为人体手指佩戴的红外发射器分别和两个红外探测器形成的夹角。

因此，CPU根据四个探测器的光强比即可定位触摸点，即算出在显示屏平行面中的二维坐标，实现点触控。

另外，该显示屏外框的每个顶角分别设置两个红外探测器。其中每个红外探测器表面分别有一个滤波片，所述滤波片的中心透过波长不同，其中，所述显示屏外部设有人体手指佩戴的两个红外发射器，所述两个红外发射器发射的中心波长不同，与滤波片的中心波长一致。

具体的，在显示屏的四个顶角附近内嵌四个相同规格的红外探测器，确保红外探测器探测到相同光量的红外光波时，输出的电信号是相等的。在红外探测器与保护玻璃之间有一薄层滤光片。如此四组红外探测器，配合两个红外发射器，根据相同的定位原理，即可实现两点定位。

本发明提供一种触摸显示屏，在不增加显示屏厚度的情况下，相比OGS触摸技术，没有专门单设一层用作触摸传感，提高了良率，降低了成本；相比In-Cell/On-Cell技术，压缩了制作流程，降低了液晶屏的工艺难度，显著提高了良率。

另外，本发明实施例还提供一种触摸显示器，包括手机、平板电脑、平板电视、电子书等电子产品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种触摸显示屏，其特征在于，包括显示模组、位于显示模组周围的显示屏外框以及位于显示屏外部且由人体手指佩戴的红外发射器，

所述显示屏外框的至少三个顶角位置分别设有相同规格的红外探测器。

2.如权利要求2所述的触摸显示屏，其特征在于，所述显示屏外框的四个顶角位置分别设有相同规格的红外探测器。

3.如权利要求1或2所述的触摸显示屏，其特征在于，所述红外探测器的表面设有滤光片。

4.如权利要求3所述的触摸显示屏，其特征在于，所述滤光片的中心透过波长与红外探测器的响应中心波长相同，且所述红外发射器发出红外光的中心波长与所述红外探测器表面滤光片的透过波长相同。

5.如权利要求1或2所述的触摸显示屏，其特征在于，触摸点所在水平位置处，距离两个红外探测器的距离L₁和L₂之比为：

$\frac{L_1}{L_2}=\frac{\mathrm{tg}{\mathrm{\α}}_1}{\mathrm{tg}{\mathrm{\α}}_2}$

其中，L₁、L₂分别为人体手指佩戴的红外发射器在触摸屏投影点处距离两个红外探测器的水平距离，α₁和α₂为人体手指佩戴的红外发射器分别和两个红外探测器形成的夹角。

6.如权利要求1所述的触摸显示屏，其特征在于，所述显示屏外框的每个顶角分别设置两个红外探测器。

7.如权利要求6所述的触摸显示屏，其特征在于，所述两个红外探测器表面设置有两个滤波片，所述两个红外探测器与所述两个滤波片一一对应设置，且所述两个滤波片的中心透过波长不同。

8.如权利要求7所述的触摸显示屏，其特征在于，所述显示屏外部设有人体手指佩戴的两个红外发射器，所述两个红外发射器发射的中心波长不同，所述两个红外发射器发射的中心波长与所述滤波片的中心透过波长一一对应且相同。

9.如权利要求7所述的触摸显示屏，其特征在于，所述两个滤波片相互固定设置。

10.一种触摸显示器，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的触摸显示屏。