CN1831745A - 显示设备 - Google Patents

Abstract

一种显示设备，包括：显示面板，在其上显示图像；前盖和后盖，以支撑显示面板；笔单元，可以在显示面板上移动，并包括发光的光发生器和发射超声波的超声波发生器；提供在前盖处的光传感器以探测从光发生器发出的光；第一超声波传感器，提供在前盖处以探测超声波，并邻接光传感器设置，以利用光传感器探测到光和第一超声波传感器探测到超声波之间的时间差测量距笔单元的距离；第二超声波传感器，提供在所述前盖处以探测超声波，并与第一超声波传感器隔开设置，以利用第一和第二超声波传感器探测到超声波之间的时间差测量距笔单元的相对距离；以及控制器，从第一和第二超声波传感器与光传感器接收探测信号并基于所接收的探测信号探测笔单元的位置信息。

Description

显示设备

技术领域

本发明的总构思涉及一种显示设备，尤其涉及一种具有改善的构造以实现书写板功能的显示设备。

背景技术

显示设备是指在其上显示图画的电视、监视器等。显示设备一般利用比如液晶显示器(LCD)或等离子体显示板(PDP)的平板显示面板以节省安装空间。

最近，已经开发出了执行书写板功能的显示设备，其使用电笔等在屏幕上输入多种信息。

具有这样的书写板功能的显示设备在韩国专利首次公开No.10-2003-65713和韩国实用新型No.20-301821中有所披露。具有常规书写板功能的显示设备包括触摸屏作为显示面板以显示图画。使用者可以在触摸屏上用电笔等输入所期望的信息。

不过，具有常规书写板功能的显示设备安装有触摸屏，与用于普通显示设备的显示面板相比较贵，因此相当大地增加了显示设备的价格。

发明内容

因此，本发明的总构思提供了一种显示设备，其使用简单的显示面板执行了书写板功能并降低了生产成本。

本发明的总构思的其他方面和应用将部分地在以下的描述中阐述，其部分将从描述中明了，或者可以通过实践本发明而习知。

本发明的总构思的上述和/或其他方面是通过提供一种显示设备实现的，该显示设备包括：显示面板，在其上显示图像；前盖和后盖，以支撑所述显示面板；笔单元，可以在所述显示面板上移动，并包括发光的光发生器和发射超声波的超声波发生器；提供在前盖处的光传感器，以探测从光发生器发出的光；第一超声波传感器，提供在所述前盖的前面，以探测从超声波发生器发出的超声波，并邻接所述光传感器设置，以利用所述光传感器探测到光和所述第一超声波传感器探测到超声波之间的时间差来测量距所述笔单元的距离；第二超声波传感器，提供在所述前盖处，以探测从超声波发生器发出的超声波，并与所述第一超声波传感器隔开设置，以利用所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器探测到所述超声波之间的时间差来测量距所述笔单元的相对距离；以及控制器，从第一超声波传感器、第二超声波传感器和光传感器的每个接收探测信号并基于所接收的探测信号探测笔单元的位置信息。

该显示设备还可以包括：第一传感器外壳，提供于所述前盖处以容纳所述光传感器和所述第一超声波传感器；以及第二传感器外壳，提供于所述前盖处以容纳所述第二超声波传感器。

所述第一传感器外壳和第二传感器外壳可以分别提供于所述前盖的左上部和右上部。

所述笔单元可以还包括控制按钮，以控制所述光发生器和所述超声波发生器的工作。

所述显示设备还可以包括提供于所述显示面板的前表面处的保护板，以保护所述显示面板以免其与所述笔单元接触。

所述显示设备还可以包括一个或多个保护板支撑件，沿着所述显示面板的中心方向从所述前盖突出，以在所述显示面板的前表面可分离地支撑所述保护板。

所述控制器可以把所述笔单元的位置信息传输至外部视频信号控制设备，以控制所述显示面板的视频信号，在所述显示面板上显示所述笔单元的移动。

本发明的总构思的上述和/或其他方面还通过提供一种显示设备实现，该显示设备包括：显示面板，在其上显示图像；光传感器，感测向所述显示面板发出的光；第一超声波传感器，邻接所述光传感器设置，以感测在与所述光相同的所述显示面板上的位置处向着所述显示面板发出的超声波；第二超声波传感器，与所述第一超声波传感器隔开预定距离设置，以感测发射到所述显示面板的表面的超声波；以及控制器，根据所感测的光和所感测的超声波判定在所述显示面板的表面上发出所述光和所述超声波的位置。

本发明的总构思的上述和/或其他方面还通过提供一种显示设备实现，该显示设备包括：显示面板，在其上显示图像；光传感器，探测发射到所述显示面板的表面上的一位置的光；第一超声波传感器，邻接所述光传感器设置，探测发射到所述显示面板的所述表面上的所述位置的超声波，以基于所述光传感器和所述第一超声波传感器的探测时间来判定从所述显示面板的所述表面上的所述位置到所述第一超声波传感器和所述光传感器的距离；以及第二超声波传感器，与所述第一超声波传感器隔开预定距离设置，以探测发射到所述显示面板的所述表面上的所述位置的超声波，以判定所述显示面板的所述表面上的所述位置到所述第一和第二超声波传感器的相对距离。

本发明的总构思的上述和/或其他方面还通过提供一种控制显示设备的方法实现，所述显示设备可以与笔单元一起使用，所述笔单元向所述显示设备的显示面板发射光和超声波，所述方法包括：在第一感测时间探测由所述笔单元从第一感测位置发出的光；在第二感测时间感测由所述笔单元从所述第一感测位置发出的超声波；在第三感测时间感测由所述笔单元从与所述第一位置隔开预定距离的第二位置发出的超声波；以及根据所述第一、第二和第三感测时间计算所述笔单元在所述显示面板上的位置。

附图说明

结合附图通过以下对实施例的描述，本发明的总构思的这些和/或其他方面将变得明显并更容易地理解，在附图中：

图1为示出了根据本发明的总构思的实施例的显示设备的透视图；

图2为示出了图1的显示设备的局部分解透视图；

图3为示出了图1的显示设备的控制方框图；以及

图4为示出了图1的显示设备的运行透视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的总构思的实施例，其示例在附图中示出，其中类似的附图标记在通篇中指示类似的元件。以下参考附图描述实施例以解释本发明的总构思。

图1-3示出了根据本发明的总构思的实施例的显示设备1。参考图1到3，显示设备1包括：显示面板20，以在其上显示图画；前盖10和后盖15，以支撑显示面板20；笔单元40，提供其以能够在显示面板20上移动，并具有用以产生光的光发生器45和用于发出超声波的超声波发生器43，提供在前盖10处的光传感器31，以探测从光发生器45发出的光；提供在前盖10处并邻近光传感器31设置的第一超声波传感器33，以探测从超声波发生器43发射的超声波；提供在前盖10处并与第一超声波传感器33隔开的第二超声波传感器36，以探测从超声波发生器43发射的超声波；以及控制器50，以从第一超声波传感器33、第二超声波传感器36和光传感器31的每个接收探测信号并基于所接收的探测信号探测笔单元40的位置信息。

前盖10提供于显示面板20前面并配备有开口11以暴露显示面板20的显示表面。前盖10通过螺丝钉等与显示面板20和后盖15耦接。前盖10配备有第一和第二传感器外壳30和35，以容纳光传感器31以及第一和第二超声波传感器33和36。

显示面板20可以是比如液晶显示器(LCD)或等离子体显示板(PDP)的平板显示面板。驱动电路(未示出)可以提供于显示面板20的后部以驱动显示面板20。可以把保护板21贴附到显示面板20的显示表面上以保护显示面板20以免与笔单元40的笔尖42接触(稍后将描述)。

保护板21可以是透明材料，诸如聚乙烯基薄膜(vinyl)，使得能够通过它看到显示面板20上所显示的图画。保护板21由设置在前盖10处的一个或多个保护板支撑件13可分离地支撑。

保护板支撑件13从前盖10沿着中心方向突出以可分离地支撑保护板21。在前盖10的开口11的每一边可以提供至少一个保护板支撑件13。或者，保护板支撑件13可以提供在开口11除一个边之外的所有边，以支撑保护板21，从而能够毫无困难地从其取出保护板。因此，在使用写字板功能时，使用者可以在显示面板20的显示表面前方在显示面板20和支撑保护板21的保护板支撑件13之间***保护板21。在不使用写字板功能时，使用者可以毫不困难地从保护板支撑件13撤出保护板21。

第一和第二传感器外壳30和35沿向前的方向从前盖10突出，即，远离显示面板20。第一传感器外壳30容纳光传感器31和第一超声波传感器33，第二传感器外壳35容纳第二超声波传感器36。

如图1和2所示，第一传感器外壳30可以提供在前盖10的右上部。或者，第一传感器外壳30可以提供在多种部分处，例如左上部、下部等，以允许其中所容纳的光传感器31和第一超声波传感器33从笔单元40接收光和超声波。

如图1和2所示，第二传感器外壳35可以提供在前盖10的左上部。或者，第二传感器外壳35可以提供在多种部分处，例如右上部、下部等，以允许其中所容纳的第二超声波传感器36从笔单元40接收超声波。如果第一和第二超声波传感器33在单个外壳中是分开的，则第一和第二传感器外壳30和35可以是单个外壳。在第一传感器外壳30和第二传感器外壳35中提供多个穿透的开口37以从笔单元40接收光和超声波中的至少一种。在第一和第二传感器外壳30和35的每一个的后表面提供盖构件38以支撑光传感器31和第一与第二超声波传感器33和36的至少一个，并通过螺丝钉等耦合到前盖10的后表面上从而覆盖第一和第二传感器外壳30和35。

光传感器31探测从笔单元40的光发生器45所发射的光。例如，光传感器31可以是红外线传感器。或者，光传感器31可以是多种其他光传感器。光传感器31安装有光传感器驱动基板32以驱动光传感器31。光传感器驱动基板32可以由第一传感器外壳35的盖构件38支撑。

第一超声波传感器33探测从笔单元40的超声波发生器43所发出的超声波。第一超声波传感器33邻接光传感器31，利用光传感器31探测到从光发生器45所发的光与第一超声波传感器33探测到从超声波发生器43所发的超声波之间的时间差来测量距笔单元40的距离。亦即，第一超声波传感器33容纳在第一传感器外壳30中，与光传感器31相邻。因为光和超声波具有不同的预定速度，所以可以基于光被光传感器31探测到的时间与超声波被第一超声波传感器33探测到的时间之间的差异来计算出距笔单元40之间的距离。

第二超声波传感器36与第一超声波传感器33一起探测从笔单元40的超声波发生器43发出的超声波。第二超声波传感器36与第一超声波传感器33隔开，利用第一超声波传感器33感测到超声波和第二超声波传感器36感测到超声波之间的时间差来测量距笔单元40的相对距离。亦即，第二超声波传感器36容纳在第二传感器外壳35中，与第一超声波传感器33隔开。把超声波传感器驱动基板34安装到第一超声波传感器33和第二超声波传感器36的每个上以驱动相应的第一和第二超声波传感器33和36，超声波传感器驱动基板34可以由相应的第一和第二传感器外壳30和35的盖构件38支撑。

笔单元40包括扇形主体(fan main body)41，其形状类似笔，可被使用者持握；笔尖42，从扇形主体41的第一侧突出以接触显示面板20；以及提供在笔尖42的上部上的光发生器45和超声波发生器43(如上所述)。

光发生器45可以发出将被光传感器31毫无困难地探测到的红外线。超声波发生器43发出将被第一超声波传感器33和第二超声波传感器36毫无困难地探测到的超声波。

在扇形主体41处提供控制按钮47以开启/关闭光发生器45和超声波发生器43。例如，当使用者按下控制按钮47时，光发生器45和超声波发生器43可以工作。此外，如果使用者按下控制按钮47一次，光发生器45和超声波发生器43可以工作，而如果使用者再次按下控制按钮47，则光发生器45和超声波发生器43可以停止工作。可以在扇形主体41中提供一对调节按钮48以允许笔单元40执行类似于鼠标操作的操作，控制显示在显示面板20上的点。

控制器50可以接收来自第一超声波传感器33、第二超声波传感器36和光传感器31的每一个的探测信号并基于从光传感器31和第一超声波传感器33所接收的探测信号来计算从笔单元40到第一传感器外壳30的距离。控制器50还可以基于来自第一超声波传感器33和第二超声波传感器36的探测信号来计算从笔单元40到第一传感器外壳30和到第二传感器外壳35的相对距离比。因此，可以计算出笔单元40在显示面板20上的二维位置信息，因为第一传感器外壳30和第二传感器外壳35之间的距离是固定的。从第一超声波传感器33、第二超声波传感器36和光传感器31接收的探测信号可以包括第一和第二超声波传感器探测到超声波以及光传感器31探测到光的时间。控制器50可以把探测的笔单元40的位置信息传送到视频信号控制设备60，视频信号控制设备60控制着显示面板20的视频信号以在显示面板20上显示笔单元40的移动。根据本发明总构思的实施例，控制器50可以内置于显示设备1中。或者，控制器50可以提供在诸如计算机主机的视频信号控制设备60中，向显示设备1提供视频信号。此外，视频信号控制设备60可以提供在显示设备1中，或者可以作为外部设备连接到显示设备1。视频信号控制设备60可以包括，例如，文字处理器软件、画图软件等。视频信号控制设备60可以把笔单元40的位置信息传送到上述软件以将其显示在显示面板20上。

以上描述了构造，以下参考图4描述根据本发明总构思的实施例的显示设备1的运行。

参考图4，在按下笔单元40中的控制按钮47的同时，在保护板21贴附在显示面板20的前面的时，使用者可以用笔单元40在保护板21上输入信息。笔单元40的光发生器45和超声波发生器43分别发出光和超声波，而光传感器31以及第一和第二超声波传感器33和36分别探测光和超声波。探测到的信号被传输至控制器50并被控制器50用于计算笔单元40的位置信息。由控制器50探测到的位置信息被传输到视频信号控制设备60(参见图3)等并被显示在显示面板20上。

如上所述，根据本发明总构思的实施例的显示设备利用设置在前盖的光传感器和一对超声波传感器，通过不具有诸如触摸屏功能的普通显示面板可以执行写字板功能，由此通过省去触摸屏简化了配置，并通过利用普通显示面板降低了生产成本。

虽然已经展示并描述了本发明总构思的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明总构思的原理和精神的情况下可以在这些实施例中做出改变，本发明总构思的范围在权利要求及其等同物中界定。

本申请要求于2005年3月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2005-18978的权益，在此将其公开的全文引入。

Claims (17)

1.一种显示设备，包括在其上显示图画的显示面板以及支撑所述显示面板的前盖和后盖，还包括：

笔单元，可以在所述显示面板上移动，并包括发光的光发生器和发出超声波的超声波发生器；

光传感器，提供在所述前盖处以探测从所述光发生器发出的光；

第一超声波传感器，提供在所述前盖处以探测从所述超声波发生器发出的超声波，且邻接所述光发生器设置以利用所述光传感器探测到光和所述第一超声波传感器探测到所述超声波之间的时间差来测量距所述笔单元的距离；

第二超声波传感器，提供在所述前盖处以探测从所述超声波发生器发出的超声波，且与所述第一超声波传感器隔开以利用所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器探测到所述超声波之间的时间差来测量距所述笔单元的相对距离；以及

控制器，从所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器以及所述光传感器接收探测信号，并基于所接收到的探测信号来探测所述笔单元的位置信息。

2.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：

第一传感器外壳，提供在所述前盖处以容纳所述光传感器和所述第一超声波传感器；以及

第二传感器外壳，提供在所述前盖处以容纳所述第二超声波传感器。

3.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述第一传感器外壳和所述第二传感器外壳分别提供于所述前盖的左上部和右上部。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述笔单元还包括控制按钮，以控制所述光发生器和所述超声波发生器的工作。

5.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：

保护板，提供于所述显示面板的前表面，以保护所述显示面板以免其接触所述笔单元。

6.根据权利要求5所述的显示设备，还包括一个或多个保护板支撑件，沿着所述显示面板的中心方向从所述前盖突出，以在所述显示面板的前表面可分离地支撑所述保护板。

7.根据权利要求1到6之一所述的显示设备，其中所述控制器把所述笔单元的位置信息传输至外部视频信号控制设备，以控制所述显示面板的视频信号，显示所述笔单元在所述显示面板上的移动。

8.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：

视频信号控制单元，将视频信号传输至所述显示面板以在其上显示图画，从所述控制器接收所述笔单元的所述位置信息，并根据所接收到的位置信息控制被传输到所述显示面板的所述视频信号。

9.一种显示设备，包括：

显示面板，在其上显示图像；

光传感器，感测发射到所述显示面板的表面的光；

第一超声波传感器，邻接所述光传感器设置，以在与所述显示面板上与所述光相同的位置处感测发射到所述显示面板的所述表面的超声波；

第二超声波传感器，与所述第一超声波传感器隔开预定距离设置，以感测发射到所述显示面板的所述表面的超声波；以及

控制器，根据所感测到的光和所感测到的超声波判定所述光和所述超声波在所述显示面板的所述表面上发出的位置。

10.根据权利要求9所述的显示设备，其中所述控制器基于所述光传感器感测到光和所述第一超声波传感器感测到所述超声波的时间之间的差异来计算从发出所述光和所述超声波的位置到所述光传感器和所述第一超声波传感器的位置的距离，基于所述第一和第二超声波传感器感测到所述超声波的时间之间的差异来计算发出所述光和所述超声波的位置距所述第一和第二超声波传感器的相对距离，并基于从所述光和所述超声波发出的位置到所述光传感器和所述第一超声波传感器的位置的距离、所述光和所述超声波发出的位置距所述第一和第二超声波传感器相对距离以及所述第一和第二超声波传感器之间的预定距离，计算发出所述光和所述超声波的位置。

11.根据权利要求9所述的显示设备，其中所述控制器控制所述显示面板以基于发出所述光和所述超声波的预定位置修改显示于其上的图像。

12.根据权利要求9所述的显示设备，其中所述控制器将对应于发出所述光和所述超声波的位置的位置信息传输到外部视频信号控制设备，且所述显示面板由所述视频信号控制设备控制以基于所述位置信息修改显示于其上的图像。

13.根据权利要求9所述的显示设备，其中所述光传感器包括：

红外线传感器，探测红外线。

14.一种显示设备，包括：

显示面板，在其上显示图像；

光传感器，探测发射到所述显示面板的表面上的一位置的光；

第一超声波传感器，邻接所述光传感器设置，探测发射到所述显示面板的所述表面上的所述位置的超声波，以基于所述光传感器和所述第一超声波传感器的探测时间来判定从所述显示面板的所述表面上的所述位置到所述第一超声波传感器和所述光传感器的距离；以及

第二超声波传感器，与所述第一超声波传感器隔开预定距离设置，探测发射到所述显示面板的所述表面上的所述位置的超声波，以判定所述显示面板的所述表面上的所述位置到所述第一和第二超声波传感器的相对距离。

15.一种控制显示设备的方法，所述显示设备可与笔单元一起使用，所述笔单元向所述显示设备的显示面板发射光和超声波，所述方法包括：

在第一感测时间感测由所述笔单元从第一感测位置发出的光；

在第二感测时间感测由所述笔单元从所述第一感测位置发出的超声波；

在第三感测时间感测由所述笔单元从与所述第一位置隔开预定距离的第二位置发出的超声波；以及

根据所述第一、第二和第三感测时间来计算所述笔单元在所述显示面板上的位置。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述的计算所述笔单元在所述显示面板上的位置包括：

基于所述第一和第二感测时间来计算从所述笔单元到所述第一位置的距离；

基于所述第二和第三感测时间来计算从所述笔单元到所述第一和第二位置的相对距离；以及

基于从所述笔单元到所述第一位置的所述距离、从所述笔单元到所述第一和第二位置的所述相对距离以及所述第一和第二位置之间的预定距离来计算所述笔单元的位置。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括：

基于所述笔单元在所述显示面板上的所述计算的位置修改显示于所述显示面板上的图像。

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