CN112667108A - 触控显示装置、其触控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控显示装置、其触控方法。所述触控显示装置包括显示面板和触控面板，所述触控面板包括光接收层、透光层、光传导层、第一光发射器。所述光接收层设置有多个光感传感器。所述光传导层设置于所述透光层上。所述光传导层的折射率大于所述透光层的折射率。所述第一光发射器设置于所述光传导层的一侧面，用于发射第一波长的光，第一波长的光在所述光传导层内发生全反射。所述触控显示装置还配置有第二光发射器，所述第二光发射器用于远距离向所述触控显示装置发射第二波长的光。所述光感传感器用于接收并识别所述第一波长的光和所述第二波长的光。以缓解现有远距离激光触控精准度低和效率低的问题。

Description

触控显示装置、其触控方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控显示装置及其触控方法。

背景技术

随着显示技术的发展，具有交互功能的显示设备越来越受关注。比如具有触控功能的显示屏，不仅可以显示图像还可以将人的意愿及时反馈到屏幕。但是传统触控屏只能通过人手或触控笔的接触式操作实现触控，从而限制了触控距离。在面对大尺寸显示屏时，近距离的接触式触控会导致难以实现全屏触控。而且操作者也不能较好的观察整个屏幕，进而限制了大尺寸触控显示屏及其相关产品的发展。

而将近距离手指触控和远距离激光触控结合起来的触控屏幕，不仅可以最大化交互效果，还可以提高产品的附加值。传统的远程激光控制方法是通过屏幕外的摄像头侦测激光笔的光斑，然后通过计算机算法计算触控位置，再反馈到屏幕显示，这样会有精准度低和效率低的问题。

因此，现有远距离激光触控存在精准度低和效率低的问题需要解决。

发明内容

本发明提供一种触控显示装置、其触控方法，以缓解现有远距离激光触控存在精准度低和效率低的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明实施例提供一种触控显示装置，其包括显示面板和触控面板，所述触控面板设置于所述显示面板的出光面。且所述触控面板包括光接收层、透光层、光传导层、第一光发射器。所述光接收层与所述显示面板接触，且所述光接收层设置有多个光感传感器。所述透光层设置于所述光接收层远离所述显示面板的表面上。所述光传导层设置于所述透光层上。所述光传导层的折射率大于所述透光层的折射率。所述第一光发射器设置于所述光传导层的一侧面，用于发射第一波长的光。其中，所述光感传感器用于接收并识别所述第一波长的光。

在本发明实施例提供的触控显示装置中，所述触控显示装置还配置有第二光发射器，所述第二光发射器用于远距离向所述触控显示装置发射第二波长的光，所述光传感器还用于接收并识别所述第二波长的光。

在本发明实施例提供的触控显示装置中，所述第一波长的光和所述第二波长的光均落在近红外光的波段范围内。

在本发明实施例提供的触控显示装置中，所述触控面板还包括光阻挡部，所述光阻挡部设置于所述光传导层的另一侧面，且与所述第一光发射器相对设置。

在本发明实施例提供的触控显示装置中，所述显示面板包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第二基板包括间隔设置的彩膜、以及位于所述彩膜间隔内的黑矩阵，所述光感传感器和所述黑矩阵对应设置。

在本发明实施例提供的触控显示装置中，所述显示面板包括间隔设置的多个子像素，所述光感传感器设置于相邻所述子像素之间间隔的相对上方。

在本发明实施例提供的触控显示装置中，还包括信号处理单元和信号传输单元，所述信号处理单元的信号输入端与所述触控面板连接，所述信号处理单元的信号输出端与所述信号传输单元的信号输入端连接，所述信号传输单元的信号输出端与所述显示面板连接。

本发明实施例还提供一种触控显示装置的触控方法，所述触控显示装置包括显示面板、触控面板、信号处理单元、信号传输单元。所述触控面板设置于所述显示面板的出光面。其中所述触控面板包括层叠设置的光接收层、透光层、光传导层、及设置于所述光传导层一侧面的第一光发射器。所述光接收层设置有多个光感传感器。所述光传导层的折射率大于所述透光层的折射率。所述触控显示装置的触控方法包括以下步骤：所述第一光发射器发射第一波长的光，所述第一波长的光在所述光传导层传导；所述光感传感器接收并识别所述第一波长的光；所述光感传感器把接收的所述第一波长的光的光信号转化成电信号，并把所述电信号发送给所述信号处理单元；所述信号处理单元根据接收到的所述电信号计算出所述触控位置的坐标；所述信号处理单元把计算出的所述触控位置的坐标数据发送给所述信号传输单元；所述信号传输单元把接收到的所述触控位置的坐标数据发送给所述显示面板；所述显示面板作出反馈。

在本发明实施例提供的触控显示装置的触控方法中，所述触控显示装置还配置有第二光发射器，所述第二光发射器发射第二波长的光，所述第二波长的光照射到所述触控面板上，且所述第二波长的光透过所述光传导层和所述透光层达到所述光感传感器，所述光感传感器接收并识别所述第二波长的光。

在本发明实施例提供的触控显示装置的触控方法中，所述第一波长的光和所述第二波长的光均落在近红外光的波段范围内。

本发明的有益效果为：本发明提供的触控显示装置及其触控方法在触控面板的光接收层设置呈阵列排布的光感传感器。光感传感器被配置为能够接收并识别第一光发射器和第二光发射器发射的不同波长的近红外光，从而实现近距离手指触控和远距离激光触控。并通过同一套控制***完成触控数据的处理、传输、及反馈。提高了远距离激光触控的精准度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的触控显示装置的第一种剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的显示面板的第一种剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供第一波长的光在光传导层发生全反射的示意图；

图4为本发明实施例提供的近距离手指触控时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的远距离激光笔触控时的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的光感传感器矩阵式排布的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的触控原理示意框图；

图8为本发明实施例提供的触控显示装置的第二种剖面结构示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。在附图中，为了清晰理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。即附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本发明不限于此。

在一种实施例中，提供一种触控显示装置，所述触控显示装置能够实现近距离手指或触控笔触控和远距离激光触控。请参照图1所示的触控显示装置1000包括显示面板100和触控面板200，所述触控面板200设置于所述显示面板100的出光面。所述显示面板100的出光面即所述显示面板100用于显示画素的上表面。所述触控面板200包括光接收层20、透光层30、光传导层40、第一光发射器50。所述光接收层20与所述显示面板100接触，且所述光接收层20设置有多个光感传感器21。所述透光层30设置于所述光接收层20远离所述显示面板100的表面上。所述光传导层40设置于所述透光层30上。所述第一光发射器50设置于所述光传导层40的一侧面，用于发射第一波长的光。

具体的，如图2所示，所述显示面板100包括相对设置的第一基板11和第二基板12，以及设置于所述第一基板11和第二基板12之间的多个液晶分子13。当然的，所述触控显示装置1000还包括位于所述显示面板100下方的背光模组(图未示)。所述背光模组给所述显示面板100提供背光。

具体的，所述第一基板11为阵列基板，所述第二基板12为彩膜基板。当然的，所述阵列基板可以包括GOA(Gate Driver on Array，阵列基板行驱动)基板或其他常规阵列基板。所述第二基板12包括基底121、设置在所述基底121上的彩膜层122、及设置在所述彩膜层122上的透明胶层123。所述彩膜层122包括间隔设置的彩膜1221以及位于所述彩膜1221间隔内的黑矩阵1222。所述彩膜1221包括红色彩膜、绿色彩膜、及蓝色彩膜，背光经过不同颜色的彩膜可以显示不同的颜色，不同的颜色混色可以使所述显示面板100呈现不同的色彩。其中，所述透明胶层123可以保护彩膜层122，并使所述彩膜层122表面平整。所述黑矩阵1222用于遮挡背光源的杂散光线，防止漏光。

进一步的，所述光接收层20与所述显示面板100接触，也即所述光接收层20设置于所述第二基板12远离所述第一基板11的表面上。所述光接收层20设置有多个所述光感传感器21，所述光感传感器21与所述黑矩阵1222对应设置，且所述光感传感器21的尺寸等于或小于所述黑矩阵1222的尺寸，以避免所述光感传感器21影响所述显示面板100的正常显示。

进一步的，继续参照图1，所述光接收层20上设置有所述透光层30。所述透光层30可以是一层玻璃或其他透光薄膜，所述光传导层40也可以是一层玻璃或透光薄膜，当然的，所述光传导层40也可以是所述触控显示装置1000的盖板。其中所述光传导层40的折射率大于所述透光层30的折射率，且大于空气的折射率。

进一步的，结合参照图1和图3，所述第一光发射器50通过胶材固定在所述光传导层40的一侧面41，当然的，本发明不限于此，本发明的第一光发射器50也可以固定在所述触控显示装置1000的中框(图未示)上。所述第一光发射器50的出光面与所述光传导层40的所述一侧面41呈一定预设夹角。所述预设夹角需满足所述第一光发射器50发出的光入射到所述光传导层40的上表面42时的入射角a大于或等于临界角，使所述第一光发射器50发出的光能够在所述光传导层40的上表面42发生全反射。当所述光传导层40上表面的反射光再射向所述光传导层40下表面43时，由于所述光传导层40的折射率大于所述透光层30的折射率，使反射到所述光传导层40下表面43的光能够在下表面43也发生全反射。如此，所述第一光发射器50发出的光在整个所述光传导层40的内部发射全反射，从所述光传导层40的一侧面41传导至另一侧面44。需要说明的是，所述临界角是指光从光密介质射向光疏介质时，折射角为90度时对应的入射角角度。所述光传导层40的上表面42是指所述光传导层40远离所述透光层30的一面，所述光传导层40的下表面43是指所述光传导层40与所述透光层30接触的一面。

进一步的，继续参照图1和图3，所述触控面板200还包括光阻挡部60，所述光阻挡部60设置于所述光传导层40的另一侧面44，且与所述第一光发射器50相对设置。所述第一光发射器50发出的光从所述光传导层40的一侧面41传导至另一侧面44时，对应的所述光阻挡部60能够阻挡光从所述光传导层40的另一侧面44射出。

进一步的，所述第一光发射器50包括红外LED，所述第一光发射器50发射第一波长的光。所述第一波长的光落在近红外光的波段范围内。

进一步的，如图4所示，当用手指或触控笔等触控所述触控显示装置1000时，触控位置由于受到压力而发生形变，形变会导致所述光传导层40内的全反射在触控位置被打破。如此会有部分所述第一波长的光从所述光传导层40的下表面折射出，折射出的所述第一波长的光经过所述透光层30到达所述光感传感器21，所述光感传感器21接收并识别所述第一波长的光。

进一步的，结合参照图1和图5，所述触控显示装置1000还配置有第二光发射器70，所述第二光发射器70包括激光笔。所述第二光发射器70用于发射第二波长的光，所述第二波长的光也落在近红外光的波段范围内，且所述第二波长的光与所述第一波长的光的波长不同。

进一步的，当所述第二光发射器70发射的所述第二波长的光射向所述触控显示装置1000时，所述第二波长的光穿过所述光传导层40和所述透光层30，到达所述光感传感器21。所述光感传感器21接收并识别所述第二波长的光。需要说明的是，所述光感传感器21被配置为能够接收并识别特定波段的近红外光，所述第一波长的光和所述第二波长的光均落在所述特定波段的近红外光内。其中所述第二光发射器70在发射所述第二波长的光的同时还发射第三波长的光，所述第三波长的光包括特定波长的红色可见光，所述第三波长的光照射到触控显示装置表面时，在照射位置显现光斑，以向操作者示出触控位置。也即所述第二光发射器70发射所述第二波长的近红外光和所述第三波长的红色可见光。

具体的，所述光感传感器21在所述光接收层20呈矩阵式排布，如图6所示，根据所述光感传感器21的矩阵式排布构建二维坐标系。在图6中，所述光感传感器21沿X轴规则排布成m行，每行包括n个所述光感传感器21，且每行所述光感传感器21对应一个所述第一光发射器50。所述光感传感器21沿Y轴规则排布成n列，每列包括m个所述光感传感器21。故该矩阵共有m乘n个所述光感传感器21。每个所述光感传感器21在坐标系中对应有固定的X坐标和Y坐标。需要说明的是，所述光感传感器21的数量可根据显示面板100的实际尺寸和实际需求来确定，例如可以设置几千到上万个。

进一步的，由于每个所述光感传感器21具有固定的X和Y坐标，当手指触控所述触控显示装置1000或者激光笔发射的光照射到所述触控显示装置1000时，所述光感传感器21能够接收到光信号，并将光信号转化成电信号传输到外部信号处理单元进行读取识别，从而确定了激光笔或者手指触控到所述触控显示装置1000上的触控位置的X和Y坐标。

具体的，如图7所示，所述触控显示装置1000还包括信号处理单元300和信号传输单元400，所述信号处理单元300的信号输入端与所述触控面板200连接，所述信号处理单元300的信号输出端与所述信号传输单元400的信号输入端连接，所述信号传输单元400的信号输出端与所述显示面板100连接。

具体的，所述触控面板200的所述光感传感器21把接收到的光信号转化成电信号传输给所述信号处理单元300。所述信号处理单元300根据接收到的所述电信号计算出所述触控位置的X和Y坐标。所述信号处理单元300把计算出的所述触控位置的坐标数据发送给所述信号传输单元400，所述信号传输单元400把接收到的所述触控位置的坐标数据发送给所述显示面板100的控制单元500，所述控制单元500发送指令给所述显示面板100，所述显示面板100作出反馈。

在一种实施例中，与上述实施例不同的是，所述显示面板包括间隔设置的多个子像素，所述光感传感器设置于相邻所述子像素之间间隔的相对上方。具体的，如图8所示的触控显示装置1001，所述显示面板100’包括衬底基板14以及设置在所述衬底基板14上的多个子像素15，所述多个子像素15之间间隔设置。所述子像素15包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素。所述触控面板200’设置于所述显示面板100’的出光面。所述光接收层20’的所述光感传感器21’设置在相邻所述子像素15之间间隔的相对上方，以避免对所述显示面板100’出光的影响。其他说明请参照上述实施例，在此不再赘述。

在一种实施例中，提供一种触控显示装置的触控方法，请结合参照图1至图7，所述触控显示装置1000包括显示面板100、触控面板200、信号处理单元300、信号传输单元400。所述触控面板200设置于所述显示面板100的出光面。其中所述触控面板200包括层叠设置的光接收层20、透光层30、光传导层40、及设置于所述光传导层40一侧面的第一光发射器50。所述光接收层20设置有多个光感传感器21。所述光传导层40的折射率大于所述透光层30的折射率。

具体的，所述触控显示装置的触控方法包括以下步骤：

所述第一光发射器50发射第一波长的光，所述第一波长的光在所述光传导层40传导；

所述光感传感器21接收并识别所述第一波长的光；

所述光感传感器21把接收的所述第一波长的光的光信号转化成电信号，并把所述电信号发送给所述信号处理单元300；

所述信号处理单元300根据接收到的所述电信号计算出所述触控位置的坐标；

所述信号处理单元300把计算出的所述触控位置的坐标数据发送给所述信号传输单元400；

所述信号传输单元400把接收到的所述触控位置的坐标数据发送给所述显示面板100；

所述显示面板100作出反馈。

进一步的，所述触控显示装置1000还配置有第二光发射器70，所述触控显示装置的触控方法还包括：

所述光感传感器21接收并识别所述第二光发射器发射的第二波长的光；

所述光感传感器21把接收的所述第二波长的光的光信号转化成电信号，并把所述电信号发送给所述信号处理单元300；

所述信号处理单元300根据接收到的所述电信号计算出所述触控位置的坐标；

所述信号处理单元300把计算出的所述触控位置的坐标数据发送给所述信号传输单元400；

所述信号传输单元400把接收到的所述触控位置的坐标数据发送给所述显示面板100；

所述显示面板100作出反馈。

具体的，所述第一光发射器50包括红外LED，所述第二光发射器70包括激光笔。

具体的，所述第二光发射器70在操作者的操控下向所述触控显示装置1000发射所述第二波长的光。

进一步的，所述第一波长的光和所述第二波长的光均包括近红外光。

具体的，所述显示面板100包括LCD显示面板、OLED显示面板或其他显示面板。

根据上述实施例可知：

本发明提供一种触控显示装置及其触控方法，所述触控显示装置包括显示面板、触控面板、信号处理单元、信号传输单元。其中所述触控面板包括层叠设置的光接收层、透光层、光传导层、及设置于所述光传导层一侧面的第一光发射器。所述光接收层设置有呈阵列排布的光感传感器。所述触控显示装置还配置有第二光发射器。所述光感传感器被配置为能够接收并识别所述第一光发射器和所述第二光发射器发射的不同波长的光，从而实现近距离手指触控和远距离激光触控。并通过所述信号处理单元、所述信号传输单元完成触控数据的处理、传输、及反馈。提高了远距离激光触控的精准度和效率。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包括显示面板和触控面板，所述触控面板设置于所述显示面板的出光面，且所述触控面板包括：

光接收层，与所述显示面板接触，且所述光接收层设置有多个光感传感器；

透光层，设置于所述光接收层远离所述显示面板的表面上；

光传导层，设置于所述透光层上，所述光传导层的折射率大于所述透光层的折射率；以及

第一光发射器，设置于所述光传导层的一侧面，用于发射第一波长的光；

其中，所述光感传感器用于接收并识别所述第一波长的光。

2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置还配置有第二光发射器，所述第二光发射器用于远距离向所述触控显示装置发射第二波长的光，所述光传感器还用于接收并识别所述第二波长的光。

3.根据权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一波长的光和所述第二波长的光均落在近红外光的波段范围内。

4.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控面板还包括光阻挡部，所述光阻挡部设置于所述光传导层的另一侧面，且与所述第一光发射器相对设置。

5.根据权利要求4所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示面板包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第二基板包括间隔设置的彩膜、以及位于所述彩膜间隔内的黑矩阵，所述光感传感器和所述黑矩阵对应设置。

6.根据权利要求4所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示面板包括间隔设置的多个子像素，所述光感传感器设置于相邻所述子像素之间间隔的相对上方。

7.根据权利要求要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括信号处理单元和信号传输单元，所述信号处理单元的信号输入端与所述触控面板连接，所述信号处理单元的信号输出端与所述信号传输单元的信号输入端连接，所述信号传输单元的信号输出端与所述显示面板连接。

8.一种触控显示装置的触控方法，其特征在于，所述触控显示装置包括显示面板、触控面板、信号处理单元、信号传输单元，所述触控面板设置于所述显示面板的出光面，其中所述触控面板包括层叠设置的光接收层、透光层、光传导层、及设置于所述光传导层一侧面的第一光发射器，所述光接收层设置有多个光感传感器，所述光传导层的折射率大于所述透光层的折射率；所述触控显示装置的触控方法包括以下步骤：

所述第一光发射器发射第一波长的光，所述第一波长的光在所述光传导层传导；

所述光感传感器接收并识别所述第一波长的光；

所述光感传感器把接收的所述第一波长的光的光信号转化成电信号，并把所述电信号发送给所述信号处理单元；

所述信号处理单元根据接收到的所述电信号计算出触控位置的坐标；

所述信号处理单元把计算出的所述触控位置的坐标数据发送给所述信号传输单元；

所述信号传输单元把接收到的所述触控位置的坐标数据发送给所述显示面板；以及

所述显示面板作出反馈。

9.根据权利要求8所述的触控显示装置的触控方法，其特征在于，所述触控显示装置还配置有第二光发射器，所述第二光发射器用于发射第二波长的光，所述的触控显示装置的触控方法还包括：

所述光感传感器接收并识别所述第二波长的光。

10.根据权利要求8所述的触控显示装置的触控方法，其特征在于，所述第一波长的光和所述第二波长的光均落在近红外光的波段范围内。

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