包括光學感測框的顯示裝置以及感測觸摸的方法

2023-08-10 23:49:41 2

專利名稱：包括光學感測框的顯示裝置以及感測觸摸的方法
技術領域：
本發明涉及一種感測觸摸的方法，更具體地說，涉及一種包括光學感測框的顯示 裝置，該光學感測框通過在液晶顯示板的第二角落處設置紅外攝像傳感器來檢測多點式觸 摸，該光學感測框具有波導單元，該波導單元具有由光接收層和光發射層構成的至少兩層， 本發明還涉及檢測觸摸的方法。
背景技術：
一般來說，觸摸板是形成用戶與使用各種顯示器的電信設備之間的接口的多個元 件中的一個。用戶可以通過使用筆或他/她的手指來觸摸觸摸板的屏幕，並且他/她可以 與電信設備進行交互(interface)。這種面板是可以被各個年齡和性別的人使用的輸入裝置，因為他們只需要用他們 的手指觸摸顯示器的按鈕，來以交流並且直觀的方式使用觸摸板。結果，觸摸板己被應用到 各個領域，例如，銀行或公共機構使用的認證發行裝置、各種醫療器械和應用在觀光指南和 交通系統指南中的導引裝置以及重要組織中使用的裝置。基於觸摸識別的類型，這種觸摸板可以被分為電阻式觸摸板、微電容式觸摸玻璃、 超聲波玻璃和紅外式觸摸板。首先，電阻式觸摸板由具有導電性的兩個透明層構成。底層由塗有導電材料的玻 璃形成，頂層由塗有導電材料的膜形成。這兩層由微印刷(micro-printed)的間隔物分隔 開預定距離並且相互電絕緣。根據這種電阻式觸摸板，預定電壓被施加到分別塗有導電材 料的這兩層上。當人的手指或是觸摸筆在這種狀態下觸摸頂層時，頂層(X軸)或是底層(Y 軸)的電阻根據觸摸的位置而發生變化。此時，通過控制器計算具有改變的電阻值的X和 Y的預定點，控制器在監視器上顯示坐標，或者數據被輸入。微電容式觸摸玻璃由塗有薄導體的透明玻璃傳感器構成。因此，電極圖案沿著導 體層的邊緣被精確地印刷，並且透明玻璃保護塗層與該導體層緊密接觸以保護和覆蓋該傳 感器。根據這種微電容式觸摸板，電壓被施加到屏幕，電極圖案通過利用該導體層而在觸摸 傳感器的表面上形成低電壓場。當人的手指觸控螢幕幕時，會在觸摸點產生極小的電流。來 自各個角落的電流的距離與從該角落至人的手指的距離成正比，觸控螢幕控制器計算該電流 的比例係數來檢測該觸摸點。超聲波觸摸玻璃由100%的玻璃構成，與表面損壞或磨損將會結束昂貴的觸控螢幕 的使用壽命的其他類型的觸摸板相比，超聲波觸摸玻璃不受表面損壞或磨損的影響。觸摸 屏控制器發送5MHz的電信號至被配置為產生超聲波的發射變換器，而反射線使得所產生 的超聲波穿過面板表面。根據這種超聲波型觸摸板，當用戶按壓觸控螢幕的表面時，一部分穿 過觸摸點的超聲波被該用戶吸收。數字地圖(map)中的收到的信號和失去的信號可以被控 制器立即識別出，從而信號發生變化的點的坐標值可以被相應地計算出來。可以分別相對 於X和Y軸獨立地實現這個過程。紅外型觸摸板使用紅外線直線傳播的特性。當遇到障礙物時，紅外線會被切斷而不能直線傳播。接收到源自用戶觸摸的壓力的點會切斷沿水平和垂直方向發射的紅外線， 紅外線被切斷的點的X和Y坐標被讀取和感測。因而，紅外型觸摸板通過確定紅外掃描束 的切斷來識別觸摸點。為了形成不可見的紅外矩陣，紅外線束從X和Y軸中的每一個的預 定表面發射，並且所發射的紅外線束被紅外線型觸摸板中的另一相對表面接收。各種觸摸板的類型具有不同的優點，但紅外型觸摸板由於其安裝方便和使觸摸板 接收到的壓力最小化而在近來得到關注。下面，將參照圖1對傳統的紅外型觸摸板進行描述。圖1是示出傳統的紅外型觸摸板的平面圖。如圖1所示，傳統紅外型觸摸板被配置為構成一種頂矩陣。該面板可以包括觸 摸板表面14 ；光發射部分19，其具有在觸摸板表面14的兩側附近形成的光發射波導10 ；光 接收部分20，其具有在觸摸板表面14的另外兩側附近形成的光接收波導16。這裡，光發射部分19和光接收部分20中分別配備有與光發射波導10和光接收波 導16連接的透鏡12和透鏡15，以傳送直接在矩陣上經由波導發射/接收的光。LED光源 11和分光器18被設置在光發射部分19的光發射波導10的預定端部，以將光傳送到光發射 波導。被配置為感測觸摸的光傳感器部分17連接到光接收部分20的光接收波導16的預 定端部。在這種情況下，光傳感器部分17是一種被配置為測量坐標的光傳感器陣列，並且 光傳感器17必須用於X軸和Y軸的光接收波導16連接。光源11和光傳感器部分17分別設置在光發射部分19和光接收部分20的端部。 波導的遠離光源11和光傳感器部分17的部分可以變長，並且光發射部分19和光接收部分 20的面積可以增大。根據另一類型的紅外型觸摸板，與前述結構不同，紅外攝像機分別位於液晶顯示 板一側的兩個角落，反射器設置在其它側。此後，紅外攝像機對觸摸點進行三角測量以檢測 觸摸和觸摸點。然而，傳統的紅外線型觸摸板具有如下問題。首先，包括波導和透鏡的光發射部分或光接收部分需要被配置為與觸摸板的四側 相對應。因此，必須在觸摸板的所有邊緣部分上設置用於感測觸摸的結構。結果，機械結構 必然會複雜並且電子電路線的長度必然會增加，這只會在顯示裝置中產生電磁幹擾(EMI)， 該電磁幹擾會對觸摸板所實現的觸摸的檢測產生影響。其次，光接收部分和光發射部分分別被設置在兩個相鄰側。結果，結構變得複雜並 且有效面積減小。第三，在包括全反射基板的紅外型觸摸板的情況下，對應的透鏡必須是注模的 (mold-injected)。如果尺寸必須增大，則製造新的對應模具成為負擔。因此，這種類型的 紅外型觸摸板不方便適應不同的尺寸。此外，在全反射基板和顯示裝置之間形成空氣隙，並 且相應地，圖像質量惡化，可能產生外部光散射等，這會降低圖像質量。並且，由於全反射基 板和空氣隙，所以該裝置的厚度增大。第四，傳統的觸摸板在多點觸摸的情況下可能會產生重影(ghost)，因此，傳統的 觸摸板不能感測多點觸摸。第五，在觸摸板的面積增大的情況下，像素數量必須相應地增大，並且波導和透鏡的數量必須增加。在具有預設大小的模塊中，觸摸板的有效面積會被減小。在大面積顯示 裝置的情況下，難以應用設置在觸摸板(其下方設置有光發射部分和光接收部分)下面的 顯示板的有效面積效率。由於近來顯示裝置的邊框(bezel)變得越來越窄，所以由於體積 和重量而使得難以在該顯示裝置中安裝上述傳統的觸摸模塊。第六，分別形成用於觸摸板的模塊和在其中安裝液晶顯示板的模塊。因而，分離的 觸摸模塊和液晶顯示模塊需要連接起來以感測觸摸。在這種情況下，需要獨立地提供觸摸 控制單元和液晶顯示模塊控制單元，這就需要額外的裝配。第七，在使用三角測量的紅外感測型的情況下，在傳感器之間的邊緣區域附近會 產生無法檢測觸摸的盲區(dead zone)。因而，在液晶顯示板的邊緣區域中需要設置與該盲 區相對應的預定區域。在這種情況下，觸摸板的尺寸和體積增加，而不能得到纖薄的結構。

發明內容
一種在具有光學感測框的顯示裝置上感測觸摸的方法，該方法包括如下步驟從 傳感器模塊發射第一光；在該傳感器模塊處接收第一反射；從波導發射第二光；在該波導 處接收第二反射。該方法還包括如下步驟如果在光學感測框上進行觸摸，則檢測到第一 光和第二光的反射被幹涉，並且確定所接收的第一反射和第二反射的量的改變以確定該觸 摸。一種包括光學感測框的顯示裝置，該顯示裝置包括顯示板；設置在該顯示板上 的兩個光學傳感器模塊，所述光學傳感器模塊能夠操作用來發射第一光並接收第一反射； 波導，其設置在該顯示板一側，以用於發射第二光並接收第二反射；光學反射部件，其設置 在該顯示板的各個其餘側，以用於將所述第一光反射為所述第一反射並將所述第二光反射 為所述第二反射。可以理解的是，本發明的以上一般性描述和隨後的詳細描述這兩者都是示例性的 和解釋性的，並且旨在提供對所要求保護的本發明的進一步解釋。


包含附圖以提供對本發明的進一步理解，併入附圖並構成本申請的一部分，附圖 示出了本發明的(多個)實施方式，且與說明書一起用於解釋本發明的原理。附圖中圖1是示出傳統的紅外型觸摸板的平面圖；圖2是示出根據本發明的包括光學感測框的顯示裝置的平面圖；圖3是示意性示出圖2所示的波導和回復反射器(retro-reflector)的光發射和 光接收的截面圖；圖4是示出圖2的波導的立體圖；圖5A和圖5B是示出圖2的紅外攝像傳感器的立體圖；圖6是示出圖2的回覆反射器的截面圖；圖7是圖2所示的回覆反射器的從頂部觀察的照片；圖8是示出圖6的回覆反射器中設置的光學濾波器的透射特性的曲線圖；圖9是更具體地示出圖2的包括光學感測框的顯示裝置的截面圖10是示出與根據本發明的包括光學感測框的顯示裝置的殼頂(case top)相連 接的回覆反射器、紅外攝像傳感器和波導單元的內部立體圖；圖11是示出根據本發明的感測多點觸摸的方法的平面圖；圖12是示出根據本發明的感測盲區的方法的平面圖。
具體實施例方式下面將詳細描述本發明的特定實施方式，在附圖中例示出了本發明的特定實施方 式的示例。儘可能在整個附圖中用相同的標號代表相同或類似部件。下面，將參照附圖來描述根據本發明的包括光學感測框的顯示裝置和感測觸摸的 方法。圖2是示出根據本發明的包括光學感測框的顯示裝置的平面圖。如圖2所示，包括光學感測框的顯示裝置包括矩形顯示板100，其具有平面，該平 面具有四側；波導單元150，其被形成為與顯示板100的一側相對應，該波導單元是具有光 發射層(151，見圖4)和光接收層(153，見圖4)的多層結構，其中，該光發射層被配置為發 射紅外線光，該光接收層被配置為接收反射光以檢測觸摸；紅外攝像傳感器200a和200b， 其位于波導單元150的兩個相對端；回復反射器300，其被形成為與顯示板100的其它三側 相對應；以及殼體結構(未示出)，其被配置為包圍顯示板100、波導單元150、紅外攝像傳 感器200a和200b以及回復反射器300。這裡，顯示板是諸如液晶板、有機發光顯示板、等離子體顯示板等的平板。波導單元150、紅外攝像傳感器200a和200b以及回復反射器300可以位於顯示板 100的邊緣部分上，並位於同一平面上。此時，波導單元150和紅外攝像傳感器200a和200b具有光發射/接收功能。從 波導單元150發射的光朝向位置與波導單元150相對的回覆反射器，而回復反射器300可 以向波導單元150回復反射所接收的光，從而波導單元150可以接收到該光。如果存在觸 摸，則與該觸摸相對應的點處的光發射/反射可被切斷，於是所接收的光的量存在差別。因 此，光量的差別可被檢測為觸摸。在這種情況下，波導單元150可被設置為與顯示板的單個 側相對應，而可以僅在單個軸方向進行觸摸檢測。這裡，由於紅外攝像傳感器200a和200b位於顯示板的預定側的端部，所以紅外攝 像傳感器200a和200b對觸摸點進行三角測量。在這種情況下，從位於顯示板100的兩個 相對端部的紅外攝像傳感器200a和200b發射的光被回復反射器300朝向紅外攝像傳感器 200a和200b回復反射。為此，各個紅外攝像傳感器200a和200b的前表面面向對角角部。 如果存在觸摸，則從紅外攝像傳感器200a和200b發射的光在觸摸點被切斷以停止光的回 復反射，所反射的光量的改變或差別會被識別，以檢測該觸摸和該觸摸點。然而，即使僅由波導單元150檢測單個軸方向，也可以進行觸摸檢測。這是因為觸 摸檢測是由紅外攝像傳感器200a和200b實施的。結果，即使波導單元150僅位於單個方 向，紅外攝像傳感器200a和200b也可以實施三角測量以使得能夠進行觸摸檢測。為了使得 能夠進行觸摸檢測，波導單元150僅需要對在第一觸摸檢測過程中出現的重影進行補償。 也就是說，在單點觸摸的情況下，波導單元150在預定區域(S卩，盲區)中確定軸(X軸)的 位置，以檢測觸摸點，該預定區域與其中設置了紅外攝像傳感器的一側相鄰。
如圖2所示，在兩個或更多個點的多點觸摸的情況下，通過使用紅外攝像傳感器 200a和200b來實施第一觸摸檢測，並隨後通過波導單元150在預定的單個軸輔助實施觸摸 點檢測。此後，波導單元150檢測的單軸檢測值與第一檢測值之間的差值可能是重影，並且 可以被相應地去除。以下將對各個元件的詳細結構進行描述。圖3是示意性示出圖2所示的波導和回復反射器的光發射和光接收的截面圖。圖 4是示出圖2的波導的立體圖。如圖3和圖4所示，波導單元150相對於χ軸在不同位置直接發射光，回復反射器 300在相反方向反射所接收的光。也就是說，具有直線傳播特性的光被回復反射器300接 收且所反射的光沿直線傳播。在這種情況下，波導單元150和回復反射器300位於同一平 面上。波導單元150中設置的LED 250和線傳感器260可以分別沿直線發射光以及接收該 光。波導單元150和回復反射器300位於顯示板100上，由波導單元150和回復反射 器300發射和接收的光可以是不對顯示板100的顯示造成影響的紅外線束。如圖4所示，波導單元150由多層的光發射層151和光接收層153構成。在這種 情況下，光發射層151和光接收層153的位置可以顛倒。波導單元150的光發射層151包括紅外LED 250，其被配置為發射紅外線光；分 光器(未示出)，其被配置為分離從該紅外LED發射的光；以及多個光纖152，其被配置為傳 送被該分光器分離後相對於X軸方向從多個點發射的光。波導單元150的光接收層153包括多個光纖154，其用於傳送被回復反射器300 反射後所接收的光；以及線光傳感器260，其與該多個光纖IM相連接，以根據從該多個光 纖IM傳送的光來檢測觸摸。根據需要，還可以與對應於顯示板的側相鄰地設置光效率光學透鏡。圖5A和圖5B是示出圖2的紅外攝像傳感器的立體圖。這種紅外攝像傳感器200 (200a和200b)包括紅外LED 220，其被配置為發射紅 外線；光學透鏡235，其被配置為調整通過該紅外LED 220發射的光的發射角；物鏡230，其 被配置為會聚所接收的光；光傳感器225，其被配置為感測通過物鏡230會聚的光；以及第 一光學濾波器對0，其位於物鏡230前方或後方。紅外攝像傳感器200還包括外殼210，該 外殼210被配置為在該外殼210的前方具有紅外LED 220、在該外殼210的後方設置有光傳 感器225、並且在該外殼210中安裝有物鏡230、光學透鏡235和第一光學濾波器MO ；以及 覆蓋模具233，其被配置為覆蓋外殼210的頂部以保護外殼210的內部部件。這裡，覆蓋模具233和外殼210可以包括開口區域，以使所接收的光從該開口區域 穿過。光傳感器225被設置在該開口區域中。在這種情況下，所接收的光經由第一光學濾 波器240和物鏡230而被光傳感器225接收。紅外LED 220被配置為朝向回復反射器300發射光。這裡，光學透鏡235能夠在 相對於與紅外LED 220的表面(該表面與顯示板100的表面平行)垂直的表面向上5°以 及向下5°的方向發射來自該紅外LED 220的光。光學透鏡235還相對於與透鏡表面垂直 的表面具有大約90° 100°的視角。被配置為線傳感器陣列的光傳感器225可以設置在PCB 2 上。PCB 2 可以經
8由FPC(柔性印刷纜線)250與顯示板的控制單元直接連接。在這種情況下，紅外攝像傳感 器200可以由顯示板的控制單元直接控制。FPC 250可以摺疊在紅外攝像傳感器200的後 表面處，並且在殼頂(180，見圖9)的側表面上設置雙面膠帶，使得紅外攝像傳感器200可以 通過雙面膠帶(未示出)附接至殼頂180的側表面。此時，光傳感器225的解析度在水平方向可以是500個或更多個像素，以在水平方 向上檢測500個或更多個像素中的位置。此外，回復反射器300對應於顯示板100的四側，該回復反射器300附接至引導結 構(未示出)的側部。在這種情況下，紅外攝像傳感器200a和200b被設置在顯示板100 的角部並與該引導結構在同一平面上，紅外攝像傳感器200a和200b的高度為大約4mm或 更小，優選地為2. 7mm或更小。此外，在殼體210的頂部設置有突起部215，以固定在諸如殼 頂(180，見圖10)的殼結構上。在這種情況下，突起部215連接至設置在殼頂(180)中的凹 部(180a，見圖 10)。紅外攝像傳感器200可以被配置為接收從至少兩側回復反射的光。另外，紅外攝像傳感器200可以被配置為感測從回復反射器300反射的光或者在 存在觸摸的情況下感測從紅外攝像發射的光在觸摸物體(諸如人手和筆的輸入裝置)的觸 摸點處的切斷。此時，光傳感器225可以是包括多個傳感器的線傳感器陣列，該光傳感器225在水 平方向上具有500個或更多個像素的解析度。紅外攝像傳感器200可以被配置為感測從回復反射器300反射的光或者在存在觸 摸的情況下感測從紅外攝像發射的光在該觸摸點處的切斷。圖6是示出圖2的回覆反射器的截面圖。圖7是圖2所示的回覆反射器的從頂部 觀看的照片。圖8是示出圖6的回覆反射器中設置的光學濾波器的透射特性的曲線圖。如圖6至圖8所示，回復反射器300包括光學濾波器301，其被配置為僅透射紅 外波段的光；回復反射層303，其被配置為回復反射所接收的光；以及第一粘合層302，其被 配置為使該光學濾波器301與回復反射層303相互附接。還可以在回復反射層303下面設 置第二粘合層304以將回復反射層303附接至作為殼結構的殼頂180的內表面。這裡，回復反射層303是由立方體角型結構形成的。此時，入射角可以為大約0° 到65°，可以根據回復反射比來選擇該入射角。該回復反射層303可以是如圖7所示的序 列形成的微稜鏡。光學濾波器可以僅透射紅外或更高的光並切斷高於其它可見光的光波段。為此， 塗敷黑色材料來切斷可見光波段。例如，光學濾波器301的切斷頻率可以為約700nm。光學濾波器由丙烯酸樹脂形成，例如，PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或聚碳酸酯。另 選地，第一光學濾波器301可以包括玻璃組件。圖9是更詳細地示出圖2的包括光學感測框的顯示裝置的截面圖。圖10是示出 回復反射器、紅外攝像傳感器和波導單元的內部立體圖，所述回復反射器、紅外攝像傳感器 和波導單元與根據本發明的包括光學感測框的顯示裝置的殼頂連接。如圖9和圖10所示，根據包括光學感測框的顯示裝置，波導單元150、設置在波導 結構170的側面上的回覆反射器300和紅外攝像傳感器200 (200a和200b)可以設置在顯 示板100的邊緣部分上並在同一平面上，以通過發射和接收具有直線傳播特性的紅外線來感測觸摸。這裡，考慮到觸摸檢測功能和觸摸點，波導單元150、波導結構170、回復反射器 300和紅外攝像傳感器200可以被稱為「光學感測框」。根據圖9，顯示板100是液晶板，顯示板100包括彼此相對的第一基板110和第二 基板120，液晶層(未示出)被設置在第一基板110和第二基板120之間，第一偏光片131 和第二偏光片132分別形成在第一基板110和第二基板120的背面。背光單元400位於顯示板100的下方，支撐主體160被形成為支撐該背光單元、顯 示板100和引導結構170。底蓋350被形成為容納背光單元400和支撐主體160。殼頂180被形成為覆蓋引導結構170、紅外攝像傳感器200和波導單元150。在這 種情況下，殼頂180被配置為從側面覆蓋底蓋350。殼頂180和底蓋350構成的殼體可以被 稱為「殼體結構」。引導結構170的底部向顯示板100的頂表面突出，以支撐回復反射器300。因此， 回復反射器300和引導結構170可以彼此牢固地連接。光學感測框的各個元件可以被殼頂180覆蓋而暴露到外部。光學感測框形成在殼 頂中。考慮到在沒有光學感測框的結構中，殼頂與液晶板分開預定距離，整體結構可以更纖 薄，光學感測框可以嵌入在殼頂180內部。具體地，根據圖10，從殼頂的內部觀看紅外攝像傳感器。在這種情況下，如圖所示， 紅外攝像傳感器200包括被配置為發射光的紅外LED (在圖5A和5B中為220)和被配置為 接收和感測從回復反射器300回復反射的光的透鏡。這裡，如圖5A和圖5B所示，紅外攝像傳感器200具有突起部215，並且突起部215 與設置在殼頂180的引導凹部180a連接。在本發明的另一方面中，將如下說明一種感測顯示裝置的觸摸的方法，該顯示裝 置包括光學感測框。首先，製備包括具有以上結構的光學感測框的顯示裝置。顯示板的預定區域被諸如人的手指或筆的輸入裝置觸摸。接著，紅外攝像傳感器和波導單元可以識別所發射的光的切斷，該所發射的光的 切斷阻止光的回覆反射，並且紅外攝像傳感器和波導單元識別光量的改變以檢測觸摸和觸摸點。在這種情況下，由紅外攝像傳感器實施對觸摸和觸摸點的檢測。設置在顯示板的 一側的端部的紅外攝像傳感器可以對觸摸點進行三角測量。另外，波導單元實施對觸摸和觸摸點的檢測。形成在顯示板的一側的波導單元檢 測從該波導單元的光發射層發射的光的切斷，從而防止光的回覆反射。此後，光接收層感測 光量的改變，以感測觸摸點的軸位置。圖11是示出根據本發明的感測多點觸摸的方法的平面圖。如圖11所示，在多點觸摸的情況下，檢測觸摸包括如下步驟。首先，紅外攝像傳感器(傳感器模塊)200a,200b發射第一光。在傳感器模塊處接 收第一反射。波導單元150從波導發射第二光。在波導處接收第二反射。如果在光學感測框內 發生觸摸，則紅外攝像傳感器200a、200b和波導單元150檢測到第一光和第二光的反射被幹涉，並確定所接收的第一反射和第二反射的量的改變以確定該觸摸。這裡，基於第一反射通過對該觸摸的三角測量來進行對該觸摸的位置的第一確 定。基於第二反射來進行對該觸摸的沿著與波導的長度平行的軸的位置的第二確定。如圖11所示，如果發生多點觸摸，則基於第一確定和第二確定來確定該多點觸摸 的實際位置RT。最初的第一確定具有實際位置RT和重影位置GT。這裡，第一確定包括重影位置(GT)信息和多點觸摸的實際位置(RT)信息，該實際 位置信息和該重影位置信息各自包括第一軸(圖11中的X-軸)信息和第二軸(圖11中 的Y-軸)信息。具體地說，當發生多點觸摸時，還包括如下步驟比較第一軸信息與第二軸信息以 確定多點觸摸的實際位置RT。在該比較步驟中，重影位置GT被作為重影從最初檢測到的觸摸點RT、GT中排除。通過紅外攝像傳感器200a、200b和波導單元150對該觸摸檢測進行補償，通過對 第二確定的第一軸信息與第二確定進行比較，即使在多點觸摸的情況下，也可以防止重影 GT。圖12是示出根據本發明的感測盲區的方法的平面圖。如圖12所示，也可以在盲區進行觸摸檢測。當觸摸位置位於盲區時，基於諸如②的第二確定和諸如通過紅外攝像傳感器 200a、200b中的一個進行的①的第一確定來確定觸摸的實際位置RT。也就是說，可以基於 第一反射和第二反射通過對觸摸的三角測量來進行對該觸摸的位置的第三確定。在一些情況下，當觸摸位置位於盲區時，可以通過比較第一軸信息與第二確定來 確定實際位置。因此，可以在顯示板的整個區域中進行準確的觸摸檢測。也就是說，提供了紅外攝 像機和能夠發射/接收光的波導單元這兩者。因此，可以去除重影或盲區，在多點觸摸的情 況下，不能利用單個感測手段來檢測重影或盲區，而在感測三個或更多個觸摸的情況下，可 以檢測重影或盲區。對於本領域技術人員明顯的是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，可以對本 發明進行各種改變和變形。因而，本發明的意圖在於覆蓋落在本發明所附的權利要求及其 等同物的範圍內的本發明的這些改變和變形。本申請要求2009年12月18日提交的韓國專利申請No. 10-2009-0126534的優先 權，通過引用將其併入本文，如同在本文中進行了完整闡述一樣。
權利要求
1.一種感測具有光學感測框的顯示裝置上的觸摸的方法，該方法包括 從傳感器模塊發射第一光；在所述傳感器模塊處接收第一反射；從波導發射第二光；在所述波導處接收第二反射；以及如果在光學感測框上發生觸摸，則檢測到第一光和第二光的反射被幹涉，以及確定所接收的第一反射和第二反射的量的改變以確定該觸摸。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述傳感器模塊包括光學傳感器模塊。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述光學傳感器模塊包括設置在所述波導的兩 端的兩個攝像機。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，基於所述第一反射通過對所述觸摸的三角測量 來進行對所述觸摸的位置的第一確定。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，基於所述第二反射來進行對所述觸摸的沿著與 所述波導的長度平行的軸的位置的第二確定。
6.根據權利要求5所述的方法，其中如果發生多點觸摸，則基於所述第一確定和所述第二確定來確定該多點觸摸的實際位置。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述第一確定包括重影位置信息和所述多點觸 摸的實際位置信息，所述實際位置信息和所述重影位置信息各自包括第一軸信息和第二軸 信息，該方法還包括比較所述第一軸信息與所述第二確定來確定所述多點觸摸的所述實際位置。
8.根據權利要求5所述的方法，其中如果在盲區發生觸摸，則基於所述第二確定來確定該觸摸的實際位置。
9.根據權利要求3所述的方法，其中，如果在盲區發生觸摸，則基於所述第一反射和所 述第二反射通過對所述觸摸的三角測量來進行對所述觸摸的位置的第三確定。
10.一種包括光學感測框的顯示裝置，該顯示裝置包括 顯示板；兩個光學傳感器模塊，該兩個光學傳感器模塊設置在所述顯示板上並能夠操作來發射 第一光和接收第一反射；波導，其設置在所述顯示板的一側，用於發射第二光和接收第二反射；以及 光學反射部件，其設置在所述顯示板的其餘各個側處，用於將所述第一光反射為所述 第一反射並且將所述第二光反射為所述第二反射。
11.根據權利要求10所述的顯示裝置，該顯示裝置還包括殼體，該殼體被配置為包圍 所述顯示板、所述光學傳感模塊、所述波導和所述光學反射部件。
12.根據權利要求10所述的顯示裝置，其中，所述第一光和所述第二光是紅外光。
13.根據權利要求10所述的顯示裝置，該顯示裝置還包括觸摸控制單元，該觸摸控制 單元連接至所述兩個光學傳感器模塊和所述波導單元，其中，所述觸摸控制單元能夠操作 用於檢測所述第一光和所述第二光的反射被幹涉，確定所接收的第一反射和第二反射的量的改變以確定觸摸。
14.根據權利要求13所述的顯示裝置，其中，所述觸摸控制單元還能夠操作用於基於 所述第一反射通過對所述觸摸的三角測量來進行對所述觸摸的位置的第一確定。
15.根據權利要求14所述的顯示裝置，其中，所述觸摸控制單元還能夠操作用於基於 所述第二反射來進行對所述觸摸的沿著與所述波導的長度平行的軸的位置的第二確定。
16.根據權利要求15所述的顯示裝置，其中，所述觸摸控制單元還能夠操作用於如果發生多點觸摸，則基於所述第一確定和所述第二確定來確定所述多點觸摸的實際 位置。
17.根據權利要求16所述的顯示裝置，其中，所述第一確定包括重影位置信息和多點 觸摸的實際位置信息，所述實際位置信息和所述重影位置信息各自包括第一軸信息和第二 軸信息，所述觸摸控制單元還能夠操作用於比較所述第一軸信息與所述第二確定以確定所述多點觸摸的實際位置。
18.根據權利要求15所述的顯示裝置，其中，所述觸摸控制單元還能夠操作用於基於所述第二確定來確定所述觸摸的實際位置。
19.根據權利要求13所述的顯示裝置，其中，如果在盲區發生觸摸，則基於所述第一反 射和所述第二反射通過對所述觸摸的三角測量來進行對所述觸摸的位置的第三確定。
20.根據權利要求10所述的顯示裝置，其中所述兩個光學傳感器模塊被設置為與所述波導位於所述顯示板的同一側，所述兩個光 學傳感器模塊中的每一個被設置在所述波導的兩個相對端部。
21.根據權利要求20所述的顯示裝置，其中，所述兩個光學傳感器模塊中的每一個具 有相對於與所述兩個光學傳感器模塊的表面垂直的表面大約90° 100°的視角。
22.根據權利要求20所述的顯示裝置，其中，所述兩個光學傳感器模塊中的每一個包 括線傳感器陣列或者二維傳感器陣列。
23.根據權利要求10所述的顯示裝置，其中，所述波導包括堆疊結構，該堆疊結構包 括光發射層，其能夠操作用於發射所述第二光；以及光接收層，其能夠操作用於接收所述 第二反射。
24.根據權利要求23所述的顯示裝置，其中，所述光發射層包括紅外LED，其用於發射 所述第二光；分光器，其用於分離從所述紅外LED反射的所述第二光；以及多個第一光纖， 其用於傳送來自所述分光器的所述第二光，以從相對於與所述波導的長度平行的軸的多個 點進行發射。
25.根據權利要求23所述的顯示裝置，其中，所述光接收層包括多個第二光纖，其用 於傳送所接收的第二反射；以及線傳感器陣列或二維傳感器陣列，其連接至所述第二光纖。
26.根據權利要求10所述的顯示裝置，其中，所述光學反射部件包括第二光纖，其用於傳送具有紅外波段的光；以及回復反射層，其用於將所述第一光和所述第二光回復反射為所述第一反射和所述第二 反射，其中，所述回復反射層由立方體角型結構形成。
全文摘要
一種感測包括光學感測框的顯示裝置上的觸摸的方法，該方法包括從傳感器模塊發射第一光；在所述傳感器模塊處接收第一反射；從波導發射第二光；在所述波導處接收第二反射；以及如果在光學感測框上發生觸摸，則檢測到所述第一光和所述第二光的反射被幹涉，並確定所接收的所述第一反射和所述第二反射的量的改變以確定所述觸摸。
文檔編號G06F3/042GK102103442SQ201010625009
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月17日 優先權日2009年12月18日
發明者俞炳天 申請人:樂金顯示有限公司