CN103500042B - 一种光触控屏以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光触控屏以及显示装置，涉及光电技术领域，为能够提高触控位置的定位精确度而发明。所述光触控屏，包括光触控面板，所述光触控面板内设有多条第一光传输通道和多条第二光传输通道，所述第一光传输通道和所述第二光传输通道相互正交；所述光触控面板的外部设有第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设置在所述第一光传输通道的一端，用于接收由所述第一光传输通道发出的光；所述第二传感器设置在所述第二光传输通道的一端，用于接收由所述第二光传输通道发出的光。本发明主要用于远距离控制显示屏。

Description

一种光触控屏以及显示装置

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种光触控屏以及显示装置。

背景技术

随着多媒体信息查询的与日俱增和显示技术的广泛应用，人们越来越多的接触到了触摸屏。触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点，用户只要用手指轻轻地触碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术极大方便了用户对显示屏的交互对话。

一般而言，触摸屏是一种代替输入键、键盘和鼠标的输入装置，这种输入装置主要包括附于监视器上的触摸面板、控制器、装置驱动器和应用程序。触摸面板由经特殊处理用来感测用户输入的信号的ITO玻璃或ITO膜形成。当触摸面板的表面被手或者触摸笔触摸时，显示器的位置识别传感器感测触摸面板上的触摸位置。在利用这种触摸面板的触摸屏中，手或者触摸笔应直接接触触摸面板，从而在触摸面板的表面留下指纹或者导致划痕，影响显示屏的使用寿命。而且，在有些特别的应用场合，如车站、机场、商场等公共场合应用到的大尺寸显示屏，不能直接近距离的接触，限制了该类技术的应用。

为了解决上述问题，现有技术提出了一种可以避免直接接触显示屏，并能远距离控制显示屏的光触控屏方案，如图1所示，这种光触控屏100包括光触摸板110、两个传感器120、130，其中光触摸板110中含有当暴露于红外光时能够发光的红外磷光体材料，两个传感器120、130分别设置在光触摸板110的不同角落处。当光触摸板110上被红外线照射的区域发光时，两个传感器120、130分别接收所发射的光，利用三角测量的方式对发光点位置检测定位。但是这种采用角度测量对发光点位置进行定位的方式，使得显示平面上各位置与测定角度不是线性关系，这样必然会影响触控位置的定位精确度。

发明内容

本发明的实施例提供一种光触控屏以及显示装置，能够提高触控位置的定位精确度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种光触控屏，包括光触控面板，所述光触控面板内设有多条第一光传输通道和多条第二光传输通道，所述第一光传输通道和所述第二光传输通道相互正交；

所述光触控面板的外部设有第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设置在所述第一光传输通道的一端，用于接收由所述第一光传输通道发出的光；所述第二传感器设置在所述第二光传输通道的一端，用于接收由所述第二光传输通道发出的光。

进一步地，所述第一传感器设有第一光强阈值，用于与所述第一传感器检测的光强度进行比较；所述第二传感器设有第二光强阈值，用于与所述第二传感器检测的光强度进行比较。

进一步地，所述第一光传输通道和所述第二光传输通道由上转换发光材料形成。

进一步地，所述上转换发光材料当暴露于可见光时发出可见光或不可见光。

进一步地，所述光触控面板包括第一透明基板，所述第一透明基板上设有所述第一光传输通道和所述第二光传输通道。

进一步地，所述第一光传输通道和所述第二光传输通道上还设有第二透明基板。

其中，所述第一透明基板和所述第二透明基板之间除所述第一光传输通道和所述第二光传输通道之外的空间填充有保护层。

其中，所述保护层为真空或不活泼气体。

其中，所述第一透明基板和所述第二透明基板的材料为玻璃或者树脂。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括权利要求上述任一项所述的光触控屏。

本发明实施例提供的一种光触控屏以及显示装置，包括光触控面板，光触控面板内设有多条第一光传输通道和多条第二光传输通道，光触控面板的外部还设有第一传感器和第二传感器，第一传感器设置在第一光传输通道的一端，用于接收由第一光传输通道发出的光；第二传感器设置在第二光传输通道的一端，用于接收由第二光传输通道发出的光，其中，第一光传输通道和第二光传输通道相互正交，每一个交点都可以看成一个发光位置，从而在光触控面板上相当于形成一个直角坐标系，在光触控屏的某一位置被光照射后，该位置发出的光可以分别沿第一光传输通道和第二光传输通道发出，并由第一传感器和第二传感器分别检测光信号，从而可以确定发光位置的坐标，这样使得触控面板上的各位置与测定的坐标形成一个线性关系，提高了触控位置的定位精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为现有技术提供的光触摸屏的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光触控屏的结构示意图；

图3为图2中光触控面板的局部放大示意图；

图4为图3中A-A剖视示意图；

图5为图3中B-B剖视示意图；

图6为光触控屏的光的传播路径示意图；

图7为本发明实施例提供的显示装置的示意图。

附图标记：

100-光触摸屏，110-光触摸面板，120、130-传感器；

200-光触控屏，210-光触控面板，211-第一光传输通道，212-第二光传输通道，213-第一透明基板，214-第二透明基板，220-第一传感器，230-第二传感器；

310-光触控面板，320-第一传感器，330-第二传感器，340-显示主体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中用到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图2，图2为本发明实施例提供的光触控屏200的结构示意图。本发明实施例提供的光触控屏200包括光触控面板210，光触控面板210内设有多条第一光传输通道211和多条第二光传输通道212。光触控面板210的外部还设有第一传感器220和第二传感器230，第一传感器220设置在第一光传输通道211的一端，用于接收由第一光传输通道211发出的光；第二传感器230设置在第二光传输通道212的一端，用于接收由第二光传输通道212发出的光，其中，第一光传输通道211和第二光传输通道212相互正交。第一光传输通道211和第二光传输通道212相互交叉的每一个交点都可以看作一个发光位置，从而在触控面板上相当于形成一个直角坐标系，在光触控屏200的某一位置被光照射后，该位置发出的光可以分别沿第一光传输通道211和第二光传输通道212发出，并由第一传感器220和第二传感器230分别检测光信号，从而可以确定发光位置的坐标，这样使得触控面板上的各位置与测定的坐标形成一个线性关系，提高触控位置的定位精确度。

在实际的产品中，第一光传输通道211和第二光传输通道212是紧密排布在光触面板上的（相应地，在光触面板的周边也设有紧密排布的第一传感器220和第二传感器230），两者正交点的大小是极其微小的，而图3所示的光触控面板仅为了便于读者的理解。当光源照射在光触面板上时，光触面板被照亮的区域的中心正好落在正交点、或者偏离于正交点，但是无论是哪种情况，光触面板上被照亮的区域始终会覆盖某个正交点，而第一光传输通211和第二光传输通道212能够对光的起到集中导向的作用，这样正交点发出的光沿第一光传输通道211和第二光传输通道212传播，最后由每个通道对应的第一传感器220和第二传感器230检测光信号，从而确定发光位置的坐标。

当然，在光触面板内光的传播的路径并不只是这两条路径，以下为了便于说明，如图6所示，将第一光传输通道211设为X方向，第二光传输通道212设为Y方向，任意一个正交点为O点。光的传播路径主要分为四条光学路径，分别为图6中标注①、②、③、④，其中①为Y方向的主方向光传输通道，②为X方向的主方向光传输通道，③为X方向的次方向光传输通道，④为非检测方向的光传输通道。

任意激发其中一发光点O处，受激发射的光会沿四周各个方向传播，其中大部分集中沿光学路径①、②传播路径，使得X，Y方向的光会被传感器接收；在传输通道内的次要方向，如光学路径③，光线经过反射（包括全反射）后在传输通道内进行传播，最后被传感器接收；在其它方向，如光学路径④，光线主要进行折射传播，其传播路径相对较长、且光的损耗较多，最后可能不被任何一个传感器检测到。不过，光学路径④的光线最终也有可能进入某个传感器而被检测到，但是，这条非检测方向路径的光强与发光点的主要传输通道的光强相比要小很多（传输通道方向的光强包括主方向和次方向的光强之和）。为避免非检测方向（如光学路径④）的光线影响发光点位置的判断，需要将传感器设定一个光强阈值，从而可以将非检测方向的干扰排除，即第一传感器220设有第一光强阈值，用于与第一传感器220检测到的光强度进行比较，第二传感器230设有第二光强阈值，用于与第二传感器230检测到的光强度进行比较。

可以理解的是，由第一传感器220和第二传感器230检测到的光信号会具体可以通过中央处理器对光强度进行判断处理，并通过计算来确定发光点的位置。中央处理器判断第一传感器220检测的光线强度若大于或等于第一光强阈值时，计算并确定发光点Y点的位置，若小于第一光强阈值时，则不进行下一步的计算。如中央处理器判断第二传感器230检测的光线强度若大于或等于第二光强阈值时，并通过计算来确定发光点X点的位置，若小于第二光强阈值时，则不进行下一步的计算。

综合而言，当中央处理器判断出光强度（如上述X方向、Y方向传输通道的光强度）达到设定的光强阈值时，则通过计算来确定发光位置的坐标；如果判断出光强度（如上述非检测方向的光强度）未达到设定的光强阈值时，则不进行下一步的计算，这样可以有效去除背景光（如非检测方向的光）的干扰，从而实现对上转换发光点位置的精确控制。

由于光源的类型很多，不同类型的光所需的光强阈值也不同，且不同产品的应用情况不同，因此第一光强阈值和第二光强阈值的具体数值范围应根据实际应用而设定，此处不作具体限定。

背景技术中的光触控面板110中采用红外磷光体材料以实现远距离控制显示屏，这种材料需要采用不可见的红外激光进行激发。但是在外界环境中，能够发出红外光的物体有很多，尤其是高温物体，并且红外光没有可视性，这样容易误触动光触控面板110，不方便实际应用。为避免这一问题，本发明实施例中采用上转换发光材料来实现远距离控制显示屏，这是因为上转换发光材料通过可见光便可受到激发，而可见光在实际中不但容易获取（例如常用的激光笔），而且具有可视性，不会误触动光触控面板210。

这种上转换发光材料通常以透明基板为基础介质，通过例如刻蚀工艺或其它构图工艺形成第一光传输通道211和所述第二光传输通道212。

为了使本领域技术人员了解上转换发光材料，这里对上转换发光材料进行简单的说明：上转换发光材料的发光机理为反-斯托克斯发光（Anti-Stokes），即长波长的光激发出短波长的光，比如红外线激发出可见光、红光激发出黄光，或者可见光激发出紫外线。这种材料的上转换发光一般发生在掺杂稀土离子的化合物中，主要有氟化物、氧化物、含硫化合物、氟氧化物、卤化物等。目前上转换发光材料已经实现将600～1100nm的波长吸收并上转换激发出红绿蓝等可见光。

根据上转换发光材料的发光机理，以及本发明实施例中的触控光源采用可见光，上述提到的上转换发光材料当暴露于可见光时会发出可见光或不可见光。其中上转换发光材料的能够吸收的可见光的波长根据其材料的种类而定，这里以上转换发光材料吸收618nm的橙红可见光为本发明实施例可选的方案，当上转换发光材料吸收618nm的橙红光后，能够上转换激发出487nm的蓝光。

对于光触控面板210而言，如图4所示，光触控面板210可以包括第一透明基板213，第一透明基板213上设有上转换发光材料，通过例如刻蚀工艺或其它构图工艺在第一透明基板213上形成第一光传输通道211和第二光传输通道（图4中未示出）。

如图5所示，光触控面板210还可以是类似于三明治的结构，上下层分别为第一透明基板213和第二透明基板214，中间层为上转换发光材料，通过例如刻蚀工艺或其它构图工艺在第一透明基板213上形成第一光传输通道（图5中未示出）和第二光传输通道212。这种三明治的结构可以对上转换发光材料起到保护作用，避免上转换发光材料与外界接触。

对于第一透明基板213和第二透明基板214，二者的材料可以均为玻璃，也可以均为树脂，在第一透明基板213和第二透明基板214之间除第一光传输通道211和第二光传输通道212之外的空间填充有保护层，用于保护上转换发光材料，防止上转换发光材料受到损害。

保护层具体可以是填充的真空，或不活泼气体，如惰性气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）、氮气等不与上转换发光材料发生反应的气体等。

第一透明基板213和第二透明基板214不与可见光发生作用，因此可见光可以直接穿过透明基板入射至上转换发光材料，对光触控面板210的触控并不产生影响。

本发明实施例还提供了一种显示装置，如图7所示，包括显示主体340、光触控屏300，其中光触控屏300包括光触控面板310、多个第一传感器320和多个第二传感器330，其中，光触控面板310安装在显示主体340中，第一传感器320和第二传感器330可以内嵌在显示主体340中，光触控面板210内设有多条第一光传输通道311和多条第二光传输通道312，每个第一传感器320与一条第一光传输通道311对应，每个第二传感器330与一条第二光传输通道312对应，第一传感器320用于接收由第一光传输通道311发出的光；第二传感器330用于接收由第二光传输通道312发出的光，其中，第一光传输通道211和第二光传输通道312相互正交。每一个交点都可以看作一个发光位置，从而在触控面板上相当于形成一个直角坐标系，在光触控面板310的某一位置被光照射后，该位置发出的光可以分别沿第一光传输通道311和第二光传输通道312发出，并由第一传感器320和第二传感器330分别检测光信号，从而可以确定发光位置的坐标，这样使得触控面板上的各位置与测定的坐标形成一个线性关系，提高了触控位置的定位精确度。

其中第一光传输通道311和第二光传输通道312由上转换发光材料形成，当用户在远离显示装置的位置通过激光笔向光触控面板310发出可见激光时，光线入射至上转换材料，上转换材料受激发转换成可见光或不可见光，并沿X方向的传输通道和Y方向的传输通道传播，第一传感器320和第二传感器330检测到光信号后由中央处理器计算处理，从而判断光触控面板310的发光位置。

由于光触控屏300具体实现方式已在前文中详细描述，因此这里不再对其进行赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光触控屏，其特征在于，包括光触控面板，所述光触控面板内设有多条第一光传输通道和多条第二光传输通道，所述第一光传输通道和所述第二光传输通道相互正交；

所述光触控面板的外部设有第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设置在所述第一光传输通道的一端，用于接收由所述第一光传输通道发出的光；所述第二传感器设置在所述第二光传输通道的一端，用于接收由所述第二光传输通道发出的光；

所述第一光传输通道和所述第二光传输通道由上转换发光材料形成；

其中，所述第一传感器设有第一光强阈值，用于与所述第一传感器检测的光强度进行比较；所述第二传感器设有第二光强阈值，用于与所述第二传感器检测的光强度进行比较。

2.根据权利要求1所述的光触控屏，其特征在于，所述上转换发光材料当暴露于可见光时发出可见光或不可见光。

3.根据权利要求1所述的光触控屏，其特征在于，所述光触控面板包括第一透明基板，所述第一透明基板上设有所述第一光传输通道和所述第二光传输通道。

4.根据权利要求3所述的光触控屏，其特征在于，所述第一光传输通道和所述第二光传输通道上还设有第二透明基板。

5.根据权利要求4所述的光触控屏，其特征在于，所述第一透明基板和所述第二透明基板之间除所述第一光传输通道和所述第二光传输通道之外的空间填充有保护层。

6.根据权利要求5所述的光触控屏，其特征在于，所述保护层为真空或不活泼气体。

7.根据权利要求4所述的光触控屏，其特征在于，所述第一透明基板和所述第二透明基板的材料为玻璃或者树脂。

8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的光触控屏。