專利名稱：光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)及其方法，特別是，涉及一種背光模塊選擇性發(fā)出可見光和不可見光的光學(xué)式觸摸顯示技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，觸摸式操作界面越來越受重視，其中，小尺寸屏幕大部分通過電阻式、電容式等技術(shù)來實現(xiàn)。而隨著觸摸式屏幕的尺寸逐漸多樣化，針對大尺寸的觸摸式屏幕，例如， 17-30寸的屏幕，主要以紅外光配上外掛在面板之外的前框的圖像提取模塊的光學(xué)式觸摸技術(shù)來實施。光學(xué)式觸摸技術(shù)主要是在屏幕的左上角和右上角分別設(shè)置紅外光傳感器和紅外光源，并在外圍設(shè)置反光條(reflector)。通過兩個紅外光源發(fā)出紅外光并照射到反光條來形成光幕，再通過兩個紅外光傳感器接收光幕上的結(jié)果，當有對象觸碰屏幕時，對象會遮擋住光幕從而在紅外光傳感器的接收畫面上產(chǎn)生陰暗區(qū)，因此，通過陰暗區(qū)位置和三角函數(shù)即可算出對象觸碰位置。在另一種光學(xué)式觸摸技術(shù)中，上述紅外光源設(shè)置在顯示器內(nèi)，位于面板下，所發(fā)出的紅外光透過面板到達外部，照射位于顯示屏幕表面的對象。在接收畫面中，對象被紅外光照射的區(qū)域比其它區(qū)域的亮度較高，所以可以通過圖像處理的方式分析出對象在接收畫面的位置，再通過明亮區(qū)位置以及三角函數(shù)即可算出對象觸碰位置。這種光學(xué)式觸摸技術(shù)不需反光條，可有效地降低顯示器的厚度。然而，紅外光透過面板時容易受到顯示畫面的影響，使得接收畫面上的明亮區(qū)不明顯，導(dǎo)致觸摸靈敏度下降。

發(fā)明內(nèi)容
由于現(xiàn)有技術(shù)中存在上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)及其方法，以降低顯示畫面對于不可見光觸摸判斷的影響。根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括顯示器、處理器、發(fā)光控制模塊和光感應(yīng)模塊。顯示器包括顯示面板和背光模塊，可發(fā)出可見光和不可見光。處理器接收多張畫面并控制顯示面板顯示這些畫面。發(fā)光控制模塊根據(jù)時間交錯模式或畫面分配模式控制背光模塊選擇性地發(fā)出可見光和不可見光。光感應(yīng)模塊檢測顯示器的表面的不可見光信號，而處理器根據(jù)不可見光信號判斷對象在顯示器的表面的位置。其中，光感應(yīng)模塊設(shè)置在顯示器的邊緣，或是設(shè)置在顯示器內(nèi)與顯示面板對應(yīng)的區(qū)域。其中，在時間交錯模式中，發(fā)光控制模塊控制背光模塊以在顯示面板顯示多張畫面中的一張時發(fā)出可見光。其中，在時間交錯模式中，發(fā)光控制模塊控制背光模塊以在顯示面板不顯示多張畫面時發(fā)出不可見光。其中，背光模塊發(fā)出可見光的第一時隙與發(fā)出不可見光的第二時隙之間的交錯模型是固定模型、周期性模型或觸發(fā)性模型。
其中，在畫面分配模式中，發(fā)光控制模塊控制背光模塊的第一部分發(fā)出可見光，并控制背光模塊的第二部分發(fā)出不可見光。其中，發(fā)光控制模塊時序性地改變第一部分和第二部分的配置區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明之目的，還提出一種光學(xué)式觸摸顯示方法，適用于顯示器，所述顯示器包括顯示面板和背光模塊，所述背光模塊發(fā)出可見光和不可見光，所述光學(xué)式觸摸顯示方法包括下列步驟接收所張畫面，并控制顯示面板顯示所述多張畫面；根據(jù)時間交錯模式或畫面分配模式控制背光模塊選擇性地發(fā)出可見光和不可見光；使用光感應(yīng)模塊檢測顯示器的表面的不可見光信號；根據(jù)不可見光信號判斷對象在顯示器的表面的位置。其中，光感應(yīng)模塊設(shè)置在顯示器的邊緣，或是設(shè)置在顯示器內(nèi)與顯示面板對應(yīng)的區(qū)域。其中，光學(xué)式觸摸顯示方法還包括在時間交錯模式中，控制背光模塊以在顯示面板顯示多張畫面中的一張時發(fā)出可見光。其中，光學(xué)式觸摸顯示方法還包括在時間交錯模式中，控制背光模塊以在顯示面板不顯示多張畫面時發(fā)出不可見光。其中，背光模塊發(fā)出可見光的第一時隙與發(fā)出不可見光的第二時隙之間的交錯模型是固定模型、周期性模型或觸發(fā)性模型。其中，光學(xué)式觸摸顯示方法還包括在畫面分配模式中，控制背光模塊的第一部分發(fā)出可見光，并控制背光模塊的第二部分發(fā)出不可見光。其中，光學(xué)式觸摸顯示方法還包括時序性地改變第一部分和第二部分的配置區(qū)域。


圖1是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的第一實施例框圖；圖2是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的時間交錯模式的范例示意圖；圖3是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的畫面分配模式的范例示意圖；圖4是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的第一實施例示意圖；圖5是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的第二實施例框圖；圖6是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示方法的第一實施例流程圖；以及圖7是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示方法的第二實施例流程圖。主要組件符號說明1為光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，11、51為顯示器，111為顯示面板， 112為背光模塊，113為可見光光源，114為不可見光光源，115為顯示驅(qū)動單元，12為處理器，121為畫面，122為坐標計算單元，123為圖像處理單元，13為發(fā)光控制模塊，131為時間交錯模式，132為畫面分配模式，14,54為光感應(yīng)模塊，141,541為不可見光信號，21、22、31 為表示畫面的平行四邊形方塊，311、312為部分區(qū)域，61 64為步驟流程，71 76為步驟流程，ST1、ST2為時隙，θ為視角。
具體實施例方式參照圖1，圖1是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的第一實施例框圖。圖中，光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)1包括顯示器11、處理器12、發(fā)光控制模塊13和光感應(yīng)模塊14。顯示器11包括顯示面板111、背光模塊112和顯示驅(qū)動單元115，背光模塊112包括可見光光源113 和不可見光光源114?？梢姽夤庠?13發(fā)出可見光以用于畫面顯示，不可見光光源114發(fā)出不可見光(例如，紅外光)以用于觸摸檢測。其中，可見光光源113較佳為白光光源或是包含紅光光源、綠光光源和藍光光源；不可見光光源114較佳為紅外光光源，例如，紅外光發(fā)光二極管或是發(fā)光光譜覆蓋至紅外光光譜的紅光發(fā)光二極管。顯示面板111較佳為液晶面板。處理器12包括圖像處理單元123和坐標計算單元122。圖像處理單元123的功能優(yōu)選地包括圖像數(shù)字化、圖像解壓縮或格式調(diào)整。處理器12接收多張畫面121，然后通過圖像處理單元123對其進行計算處理，然后顯示器11顯示多張畫面121。其中，處理器12將畫面121傳送至顯示驅(qū)動單元115內(nèi)的緩沖存儲器，并控制顯示驅(qū)動單元115驅(qū)動顯示面板111來顯示這些畫面121。其中，與驅(qū)動顯示面板111顯示畫面相關(guān)的技術(shù)是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的，所以在此不再贅述。發(fā)光控制模塊13控制可見光光源113發(fā)出可見光使其透過顯示面板111到達顯示器11的外部，這樣，用戶可觀看到顯示面板111顯示的畫面121 ；發(fā)光控制模塊13還控制不可見光光源114發(fā)出不可見光使其透過顯示面板111 到達顯示器11的外部，光感應(yīng)模塊14檢測顯示器11的表面的不可見光信號141，而處理器 12的坐標計算單元122根據(jù)不可見光信號141計算出對象在顯示器11的表面的位置。其中，光感應(yīng)模塊14設(shè)置在顯示器的邊緣，或是設(shè)置在顯示器內(nèi)的與顯示面板對應(yīng)的區(qū)域。 光感應(yīng)模塊14較佳為攝影機。其中，不可見光信號141較佳為一維紅外光圖像或是二維紅外光圖像。由于顯示面板111所顯示的畫面內(nèi)容可能會阻擋不可見光光源114發(fā)出的不可見光，從而影響觸摸檢測，因此，發(fā)光控制模塊13可根據(jù)時間交錯模式131或畫面分配模式 132控制背光模塊112來選擇性地發(fā)出可見光和不可見光，以降低不可見光受到顯示畫面的影響程度。在時間交錯模式131中，背光模塊112發(fā)出可見光的時隙(time slot) STl與發(fā)出不可見光的時隙ST2交錯配置。即，當顯示面板顯示畫面121時，發(fā)光控制模塊13控制背光模塊112發(fā)出可見光，而當顯示面板111不顯示畫面121時發(fā)出不可見光。當顯示面板111不顯示畫面121時其每一像素的光學(xué)特性大致相同，較佳為設(shè)定為對不可見光穿透影響較低的狀態(tài)。例如，如果以液晶面板來實現(xiàn)顯示面板111，則不顯示畫面121時，每一像素的液晶偏轉(zhuǎn)角度大致相同，均為0度或180度，這樣將對不可見光的穿透影響降到最低。 這樣，背光模塊112交錯地發(fā)出可見光和不可見光，在不影響用戶的觀看感受的情況下，有效避免不可見光被阻擋而導(dǎo)致觸摸靈敏度的降低。其中，用于可見光與不見可光的時隙配置的交錯模型較佳為固定模型、周期性模型或觸發(fā)性模型。參照圖2，圖2示出本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的時間交錯模式的示例示意圖。圖中，每一個平行四邊形方塊21表示顯示面板111顯示的畫面并且背光模塊112 發(fā)出可見光；而斜線繪制的平行四邊形方塊22表示顯示面板111不顯示畫面而背光模塊 112發(fā)出不可見光，上述平行四邊形方塊根據(jù)時間先后順序排列。示例(A)表示固定模型， 發(fā)出可見光的時隙STl與發(fā)出不見可光的時隙ST2以一定比例配置，例如，示例(A)所示的時隙STl與時隙ST2的比例為2 1。示例(B)表示周期性模型，即，發(fā)出可見光的時隙STl與發(fā)出不見可光的時隙ST2 的配置進行周期性變化，例如，示例(B)所示的時槽STl與時槽ST2的周期性配置變化為3:1:2:1:1:1。示例(C)表示觸發(fā)性模型，S卩，當處理器12判斷顯示器11的表面有對象時，發(fā)光控制模塊13提高背光模塊112發(fā)出不可見光的頻率，這樣進一步加強觸摸靈敏度。例如，處理器12在示例(C)中的時間點T判斷出顯示器11的表面有對象，所以時間點T之前時隙STl與時隙ST2的比例為3 1，時間點T之后的比例便改為1 1，提高不可見光的發(fā)出頻率。在畫面分配模式132中，發(fā)光控制模塊13控制背光模塊112的第一部分發(fā)出可見光，以及背光模塊112的第二部分發(fā)出不可見光。請參照圖3，圖3示出本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的畫面分配模式的示例示意圖。圖中，每一個平行四邊形方塊31表示顯示面板 111期望顯示的畫面，其中，以斜線繪制的部分312表示顯示面板111不顯示畫面而背光模塊112發(fā)出不可見光的區(qū)域，而其它部分311是顯示面板111顯示畫面而背光模塊112發(fā)出可見光的區(qū)域。圖中，示例(A)表示畫面分成左上、左下、右上及右下四部份，發(fā)光控制模塊13控制背光模塊112在不同時隙按順序在每一部分系出不可見光。示例(B)表示畫面垂直分成四個部份，發(fā)光控制模塊13控制背光模塊112在不同時隙按順序在每一部分發(fā)出不可見光。而示例(C)表示畫面以棋盤狀分成兩部份，發(fā)光控制模塊13控制背光模塊112 在不同時隙按順序在每一部分發(fā)出不可見光。上述畫面分配方式僅是示例，并不限于此，其它任何邏輯上可行的畫面分配方式均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。例如，示例(C)的棋盤狀，還可以以像素為基本分配單位，相鄰的像素在不同時隙分配為與不可見光對應(yīng)的發(fā)光區(qū)域。此外，還可根據(jù)需要將時間交錯模式131和畫面分配模式132結(jié)合使用。還可以用自發(fā)光顯示面板來實施上述顯示面板111和背光模塊112，例如，有機發(fā)光二極管顯示面板。如果以發(fā)光顯示面板來實施，則發(fā)光控制模塊在時間交錯模式或畫面分配模式的操作方式與圖2和圖3所示的內(nèi)容相同，故在此不再贅述。參照圖4，圖4是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的第一實施例示意圖。圖中，兩個光感應(yīng)模塊14分別設(shè)置在顯示器11的左上角和右上角，其視角為θ，用于提取顯示器表面上的圖像。參照圖5，圖5是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)的第二實施例方塊圖。圖中，第二實施例與第一實施例的不同之處在于，光感應(yīng)模塊M設(shè)置在顯示器51內(nèi)，用于接收外部對象反射的不可見光，以將不可見光信號541輸出至處理器12來進行坐標計算。參照圖6，圖6是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示方法的第一實施例流程圖。圖中，光學(xué)式觸摸顯示方法包含下列步驟。在步驟61，接收多張畫面，并控制顯示器的顯示面板顯示多張畫面。在步驟62，根據(jù)時間交錯模式或畫面分配模式控制顯示器的背光模塊選擇性地發(fā)出可見光和不可見光。在步驟63，使用光感應(yīng)模塊檢測顯示器的表面的不可見光信號。在步驟64，根據(jù)不可見光信號判斷對象在顯示器的表面的位置。其中，在時間交錯模式時，光學(xué)式觸摸顯示方法包含步驟控制背光模塊以在顯示面板顯示所述多張畫面中的一張時發(fā)出可見光，而在顯示面板不顯示多張畫面時發(fā)出不可見光，如圖2所示。其中，背光模塊發(fā)出可見光的第一時隙與發(fā)出不可見光的第二時隙之間的交錯模型是固定模型、周期性模型或觸發(fā)性模型，如圖2所的示例(A)、示例(B)和示例(C)。其中，在畫面分配模式中，光學(xué)式觸摸顯示方法包含步驟控制背光模塊的第一部分發(fā)出可見光，以及背光模塊的第二部分發(fā)出不可見光，如圖3所示。其中，第一部分和第二部分的配置區(qū)域時序性地改變。參照圖7，圖7是本發(fā)明的光學(xué)式觸摸顯示方法的第二實施例流程圖。此實施例說明使用觸發(fā)性模型的交錯模型，圖中，第二實施例包含下列步驟。在步驟71，接收多張畫面，并控制顯示器的顯示面板顯示多張畫面。在步驟72使用時間交錯模式，根據(jù)第一交錯比例控制顯示器的背光模塊交錯地發(fā)出可見光和不可見光。在步驟73使用至少二個攝影機提取顯示器的表面的不可見光圖像。在步驟74判斷是否有對象在顯示器的表面。如果沒有，則執(zhí)行步驟72。如果判斷有對象在顯示器的表面，在步驟75計算對象的坐標，并在步驟 76以第二交錯比例控制顯示器的背光模塊交錯地發(fā)出可見光和不可見光，在繼續(xù)執(zhí)行步驟 73。如圖2所示的示例(C)，時間點T為判斷有對象的時間點，第一交錯比例為3 1，而第二交錯比例為1 1。 以上所述僅是示例性的目的，而非不是限制性的目的。任何未脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，而對其進行的等效修改或變化，均應(yīng)包含在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括顯示器，包括顯示面板和背光模塊，所述背光模塊發(fā)出可見光和不可見光； 處理器，接收多張畫面，并控制顯示面板顯示所述多張畫面；發(fā)光控制模塊，根據(jù)時間交錯模式或畫面分配模式控制背光模塊選擇性地發(fā)出可見光和不可見光；以及光感應(yīng)模塊，檢測顯示器的表面的不可見光信號；其中，處理器根據(jù)不可見光信號判斷對象在顯示器的表面的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，其中，光感應(yīng)模塊設(shè)置在顯示器的邊緣或者設(shè)置在顯示器內(nèi)的與顯示面板對應(yīng)的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，其中，在時間交錯模式中，發(fā)光控制模塊控制背光模塊以在顯示面板顯示所述多張畫面中的一張時發(fā)出可見光。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，其中，在時間交錯模式中，發(fā)光控制模塊控制背光模塊以在顯示面板不顯示所述多張畫面時發(fā)出不可見光。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，其中，背光模塊發(fā)出可見光的第一時隙與發(fā)出不可見光的第二時隙之間的交錯模型是固定模型、周期性模型或觸發(fā)性模型。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，其中，在畫面分配模式中，發(fā)光控制模塊控制背光模塊的第一部分發(fā)出可見光，并控制背光模塊的第二部分發(fā)出不可見光。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，其中，發(fā)光控制模塊時序性地改變第一部分和第二部分的配置區(qū)域。
8.一種光學(xué)式觸摸顯示方法，適用于顯示器，所述顯示器包含顯示面板和背光模塊，所述背光模塊發(fā)出可見光和不可見光，所述光學(xué)式觸摸顯示方法包括下列步驟接收多張畫面，并控制顯示面板顯示所述多張畫面；根據(jù)時間交錯模式或畫面分配模式控制背光模塊選擇性地發(fā)出可見光和不可見光； 使用光感應(yīng)模塊檢測顯示器的表面的不可見光信號； 根據(jù)不可見光信號判斷對象在顯示器的表面的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)式觸摸顯示方法，還包括在時間交錯模式中，控制背光模塊以在顯示面板顯示所述多張畫面中的一張時發(fā)出可見光。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)式觸摸顯示方法，還包含在時間交錯模式中，控制背光模塊以在顯示面板不顯示所述多張畫面時發(fā)出不可見光。
11.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)式觸摸顯示方法，其中，背光模塊發(fā)出可見光的第一時隙與發(fā)出不可見光的第二時隙之間的交錯模型是固定模型、周期性模型或觸發(fā)性模型。
12.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)式觸摸顯示方法，還包括在畫面分配模式時，控制背光模塊的第一部分發(fā)出可見光，以及控制背光模塊的第二部分發(fā)出不可見光。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)式觸摸顯示方法，還包括 時序性地改變第一部分和該第二部分的配置區(qū)域。
14.一種光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括處理器，接收多張畫面；顯示器，發(fā)出可見光和不可見光以顯示所述多張畫面；發(fā)光控制模塊，根據(jù)時間交錯模式或畫面分配模式控制顯示器選擇性地發(fā)出可見光和不可見光；以及光感應(yīng)模塊，檢測顯示器的表面的不可見光信號；其中，處理器根據(jù)不可見光信號判斷對象在顯示器的表面的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)式觸摸顯示系統(tǒng)及其方法。所述系統(tǒng)包括顯示器、處理器、發(fā)光控制模塊和光感應(yīng)模塊。顯示器包括顯示面板和背光模塊，可發(fā)出可見光和不可見光。處理器接收多張畫面并控制顯示面板顯示這些畫面。發(fā)光控制模塊根據(jù)時間交錯模式或畫面分配模式控制背光模塊選擇性地發(fā)出可見光和不可見光。光感應(yīng)模塊檢測顯示器的表面的不可見光信號，而處理器根據(jù)不可見光信號判斷對象在顯示器的表面的位置。
文檔編號G09F9/30GK102237015SQ201010170378
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者柯杰斌 申請人:宏碁股份有限公司