CN102063221A - 一种交互式显示屏及交互式投影屏幕 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交互式显示屏，所述交互式显示屏包括印刷线路板、第一发光单元和控制单元，所述第一发光单元用以提供显示图像，所述控制单元形成于所述印刷线路板上并耦接于所述第一发光单元以控制所述第一发光单元，所述交互式显示屏还包括第二发光单元、光学传感单元和处理单元，所述第二发光单元用于提供检测光线；所述光学传感单元用于接收由触摸引发的所述检测光线的光学参数变化以获取触摸数据；所述处理单元耦接于所述光学传感单元，以利用所述触摸数据确定触摸位置，并将所述触摸位置发送至所述控制单元。本发明还公开了一种交互式投影屏幕。均可填补触摸屏技术在应用领域上的空白。

Description

一种交互式显示屏及交互式投影屏幕

技术领域

本发明涉及一种交互式显示领域，尤其涉及一种交互式显示屏及交互式投影屏幕。

背景技术

当前，显示屏已被广泛应用于各行各业，为了进一步提高显示屏的实用性，人们通常在显示屏上增加触摸屏以实现人机交互功能。目前，包括视频游戏系统、计算机以及包含电子音乐的设备等多种新技术都已应用触摸屏技术。但是，仍有少数显示技术领域(如电子标牌领域和光学投影领域)中尚未涉及触摸屏技术，需要填补空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交互式显示屏及交互式投影屏幕，以填补触摸屏技术在应用领域上的空白。

本发明提供的一种交互式显示屏，所述交互式显示屏包括印刷线路板、第一发光单元和控制单元，所述第一发光单元用以提供显示图像，所述控制单元形成于所述印刷线路板上并耦接于所述第一发光单元以控制所述第一发光单元，所述交互式显示屏还包括第二发光单元、光学传感单元和处理单元，所述第二发光单元用于提供检测光线；所述光学传感单元用于接收由触摸引发的所述检测光线的光学参数变化以获取触摸数据；所述处理单元耦接于所述光学传感单元，以利用所述触摸数据确定触摸位置，并将所述触摸位置发送至所述控制单元。

可选地，所述第一发光单元包括至少两个第一发光装置，各所述第一发光装置呈确定排列，所述第二发光单元包括至少两个第二发光装置，所述光学传感单元包括至少两个光学传感器，各所述第二发光装置和所述光学传感器均对应于对方的间隔及各所述第一发光装置之间的间隔。

可选地，所述第一发光单元形成于所述印刷线路板上。

可选地，所述第二发光单元和所述光学传感单元共同或分别形成于所述印刷线路板的上方或下方。

可选地，所述光学传感单元呈网格分布。

可选地，所述第二发光单元和/或所述光学传感单元形成于所述印刷线路板或辅助基板上，或者，所述第二发光单元和所述光学传感单元分别形成于所述辅助基板和所述印刷线路板上，所述辅助基板形成于所述印刷线路板的上方或下方；或者，所述第二发光单元和所述光学传感单元分别形成于不同的所述辅助基板上，所述辅助基板形成于所述印刷线路板的上方或下方。

可选地，形成于所述印刷线路板或所述辅助基板上的所述光学传感单元呈矩阵分布。

可选地，所述第二发光单元和/或所述光学传感单元位于所述印刷线路板的下方时，所述印刷线路板上形成有孔洞，所述孔洞对应所述第二发光单元和/或所述光学传感单元。

可选地，所述交互式显示屏还包括触摸基板，所述触摸基板置于所述第一发光单元的上方，所述第二发光单元位于所述触摸基板的侧面，所述第二发光单元发出的光线在所述触摸基板内以受抑全内反射形式传播，所述光学传感单元形成于所述印刷线路板的上方或下方。

可选地，所述光学传感单元呈网格分布。

可选地，所述交互式显示屏还包括触摸基板，所述触摸基板置于所述第一发光单元的上方，所述第二发光单元位于所述触摸基板的侧面，所述第二发光单元发出的光线在所述触摸基板内以受抑全内反射形式传播，所述光学传感单元形成于所述印刷线路板或辅助基板上，所述辅助基板形成于所述印刷线路板的上方或下方。

可选地，所述光学传感单元呈矩阵分布。

可选地，所述光学传感单元位于所述印刷线路板的下方时，所述印刷线路板上形成有孔洞，所述孔洞对应所述光学传感单元。

本发明提供的一种交互式投影屏幕，所述交互式投影屏幕包括幕布，所述幕布包括第一面和第二面，所述第二面与所述第一面反向，所述第一面用以显示由投影设备投射的图像，所述第二面还附着有第二发光单元和光学传感单元；所述第二发光单元用于提供检测光线；所述光学传感单元用于接收由触摸引发的所述检测光线的光学参数变化以获取触摸数据；所述幕布还包括处理单元，所述处理单元耦接于所述光学传感单元，以利用所述触摸数据确定触摸位置。

可选地，所述第二发光单元包括至少两个发光装置，所述光学传感单元包括至少两个光学传感器，各所述光学传感器对应各所述发光装置之间的间隔。

可选地，所述光学传感单元呈网格分布。

可选地，所述第二发光单元和所述光学传感单元形成于相同或不同的所述基体上，所述基体附着于所述第二面。

可选地，形成于所述基体上的所述光学传感单元呈矩阵分布。

可选地，所述基体为柔性材料。

可选地，所述光学传感器为光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电耦合器或光电池中的一种或其组合。

可选地，所述光学传感器为光透明的光学传感器。

可选地，所述第二发光单元所发出的光线为红外光，所述光学传感器为红外光学传感器。

与现有技术相比，本发明提供的交互式显示屏及交互式投影屏幕具有如下优点：

本发明提供的一种交互式显示屏，通过在显示屏中增加第二发光单元、光学传感单元和处理单元，利用所述第二发光单元提供检测光线；利用所述光学传感单元接收由触摸引发的所述检测光线的变化以获取触摸数据；利用所述触摸数据确定触摸位置，可使包含第一发光单元或幕布的显示屏实现交互显示；

本发明提供的一种交互式显示屏，通过灵活调整增加的第二发光单元、光学传感单元和处理单元之间的位置关系，可灵活调整所述交互式显示屏的结构；

本发明提供的一种交互式投影屏幕，通过在投影屏幕中增加第二发光单元、光学传感单元和处理单元，利用所述第二发光单元提供检测光线；利用所述光学传感单元接收由触摸引发的所述检测光线的变化以获取触摸数据；利用所述触摸数据确定触摸位置，可使所述投影屏幕实现交互显示；

本发明提供的一种交互式投影屏幕，通过灵活调整增加的第二发光单元和光学传感单元之间的位置关系，可灵活调整所述交互式投影屏幕的结构。

附图说明

图1为本发明交互式显示屏第一实施例的结构俯视图；

图2为本发明交互式显示屏第一实施例的结构剖视图；

图3至图4为本发明交互式显示屏第一实施例的相关实施例中包含发光芯片的结构图；

图5至图6为本发明交互式显示屏第一实施例的相关实施例中发光芯片的结构剖视图；

图7至图16为本发明交互式显示屏第一实施例的相关实施例的结构剖视图；

图17为本发明交互式显示屏第二实施例的结构剖视图；

图18为本发明交互式显示屏第二实施例的结构俯视图；

图19至图32为本发明交互式显示屏第二实施例的相关实施例的结构剖视图；

图33为本发明交互式显示屏实施例的工作原理图；

图34为本发明交互式显示屏第三实施例的结构剖视图；

图35至图38为本发明交互式显示屏第三实施例的相关实施例的结构剖视图；

图39至图42和图44至图48为本发明交互式投影屏幕实施例的结构剖视图；

图43为本发明交互式投影屏幕实施例的工作原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

结合图1和图2所示，在本发明第一实施例中，交互式显示屏包括印刷线路板100、至少两个第一LED120(发射显示光线，如可见光)和控制单元102，各所述第一LED120用以提供显示图像并形成于所述印刷线路板100上，所述控制单元102形成于所述印刷线路板100上(在其他实施例中，所述控制单元102可以其他方式形成于所述交互式显示屏内)并耦接于各所述第一LED120以控制各所述第一LED120的显示，所述交互式显示屏还包括至少两个第二LED(发射检测光线，所述检测光线既可为红外光等非可见光，也可为可见光，本申请文件各实施例中，以所述检测光线为非可见光为例进行说明)142、至少两个光学传感器144和处理单元146，各所述第二LED142和各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100上且均对应各所述第一LED120之间的间隔，各所述第二LED142用于提供检测光线；各所述光学传感器144用于接收由触摸引发的所述检测光线的光学参数变化以获取触摸数据(所述光学参数可为光通量、亮度、发光强度、空间光强分布、相对光谱功率分布或色度中的一种或其组合)；所述处理单元146耦接(如通过连线104)于各所述光学传感器144，以利用所述触摸数据确定触摸位置，并将所述触摸位置发送至所述控制单元102。

其中，各所述第一LED120呈确定排列，所述确定排列即为现有显示屏中所述第一LED120的固有排列，如呈各种字段分布或呈矩阵分布。所述印刷线路板100可具有不同结构(如在所述印刷线路板100中形成有各种孔洞)，具体地，可根据实际需要定制。在本发明第一实施例中，所述印刷线路板100中没有孔洞，各所述第一LED120形成于所述印刷线路板100上；在与本发明第一实施例相关的其他实施例中，在所述印刷线路板100上形成有孔洞时，各所述第一LED120可形成于所述孔洞内(为说明方便，后续实施例中均以各所述第一LED120形成于所述印刷线路板100上为前提进行描述，但不以此为限定)。此外，为准确检测触摸位置，形成于所述印刷线路板100上的各所述第二LED142和各所述光学传感器144可呈矩阵排列。此外，也可以只有各所述光学传感器144呈矩阵排列，而各所述第二LED142呈其他排列，如所述第二LED142具有呈规则变化的连续结构(如宽度均匀的条形、带形，甚至是仅以一边角相连的菱形或矩形)时，各所述第二LED142可平行排列。

各所述第二LED142和各所述光学传感器144还对应于对方的间隔，以利于各所述光学传感器144接收各所述第二LED142发出的检测光线。

在与本发明第一实施例相关的其他实施例中，所述交互式显示屏中还可利用其他第一发光装置和第二发光装置提供显示光线及检测光线(本发明中，作为示例，所述检测光线选用红外线，为非可见光，但实践中也可选用其他非可见光甚至是可见光作为检测光线)，所述第一发光装置和第二发光装置均可为有机发光二极管(OLED)或冷阴极荧光灯(CCFL)。

所述处理单元借助于包含在其内的一种算法获知包含感应触摸的所述光学传感器144的位置的触摸数据，控制所述算法的软件可以由不同的程序员以各种形式和编程语言编制。

结合图3至图6所示，在与本发明第一实施例相关的其他实施例中，各所述第一LED120可由集成的发光芯片122提供。此时，既可如图3和图5所示，所述发光芯片122中仅包含至少一个所述第一LED120，而将所述交互式显示屏中包含的各所述第二LED142和光学传感器144置于所述发光芯片122外；也可如图4和图6所示，所述发光芯片122中既包含至少一个所述第一LED120，还包含所述第二LED142和光学传感器144，此时，相比于图3和图5所示的实施例，只需以所述第二LED142和光学传感器144替换所述发光芯片122中的所述第一LED120即可，且施行所述替换的所述第二LED142、光学传感器144和所述第一LED120的数目可不相等；作为示例，如图4和图6所示，所述发光芯片122包含36个所述第一LED120时，将其中2个所述第一LED120分别置换为所述第二LED142和光学传感器144后，即可构成如图4所示的实施例，当然，完成所述置换后，也可在所述发光芯片122外再置放各所述第二LED142和光学传感器144，可根据实际需要进行设计，不再赘述。所述发光芯片122的构成可根据实际需要定制。同理，各所述第二LED142和各所述光学传感器144也可根据实际需要定制制成发光芯片，不再赘述。

在本发明第一实施例中，各所述第二LED142和各所述光学传感器144均形成于所述印刷线路板100上(即，各所述第二LED142和各所述光学传感器144与所述印刷线路板100之间存在接合处，所述接合包括各所述第二LED142和/或各所述光学传感器144嵌入所述印刷线路板100的孔洞之中)；但在与本发明第一实施例相关的其他实施例中，各所述第二LED142和各所述光学传感器144与所述印刷线路板100间的相对位置还可有多种设计方式。

作为示例，如图7所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144均形成于所述印刷线路板100的上方(即，各所述第二LED142和各所述光学传感器144与所述印刷线路板100之间不存在接合处)，且各所述第二LED142和各所述光学传感器144分别排列成网格，呈网格排列的各所述第二LED142和各所述光学传感器144分别构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网；各所述第二LED142和各所述光学传感器144的具体数目以及所述网格的目数及走向均可根据实际需要确定。此时，各所述第二LED142和各所述光学传感器144既均对应各所述第一LED120之间的间隔，也互相对应于对方的间隔，以最大限度地利用所述光学传感器144接收由所述第二LED142发出的检测光线。需说明的是，由所述第二LED142形成的网格和各所述光学传感器144形成的网格之间的位置关系可灵活调整，既可如图7所示，由所述第二LED142形成的网格位于由各所述光学传感器144形成的网格的上方，也可如图8所示，由所述光学传感器144形成的网格位于由各所述第二LED142形成的网格的上方。

同理，如图9和图10所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144中的一种可形成于所述印刷线路板100上，另一种则形成于所述印刷线路板100的上方。形成于所述印刷线路板100上方的各所述第二LED142或各所述光学传感器144构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网。为准确检测触摸位置，形成于所述印刷线路板100上的各所述第二LED142或各所述光学传感器144可呈矩阵排列。

此外，如图11至图16所示，所述交互式显示屏中还可包括辅助基板160，使得各所述第二LED142和/或各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100的上方时，各所述第二LED142和/或各所述光学传感器144可形成于所述辅助基板160上。为准确检测触摸位置，形成于所述辅助基板160上的各所述第二LED142和/或各所述光学传感器144可呈矩阵排列。所述辅助基板160可选用亚克力材料、玻璃、塑料或其他对光线具有良好透射性能(至少在所述第二发光装置的发光波段内具有良好的透射性能)的材料。

具体地，如图11所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144可形成于同一辅助基板160上。如图12所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144可形成于不同的辅助基板160上。如图13和图14所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144中的一种可形成于所述印刷线路板100上，另一种则形成于所述辅助基板160上。如图15和图16所示，各所述第二LE D142和各所述光学传感器144中的一种以网格形式形成于所述印刷线路板100的上方，另一种则形成于所述辅助基板160上。在此系列实施例中，各所述第二LED142和各所述光学传感器144均既对应各所述第一LED120之间的间隔，也互相对应于对方的间隔(后续实施例与之相同，不再赘述)，以最大限度地利用所述光学传感器144接收由所述第二LED142发出的检测光线。

如图17和图18所示，在本发明第二实施例中，各所述第二LED142形成于所述印刷线路板100上，各所述光学传感器144则形成于所述印刷线路板100的下方。此时，所述印刷线路板100上需形成有孔洞(或缝隙，后续同，不再赘述)106，且所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述光学传感器144，以利于所述光学传感器144接收由所述第二LED142发出的检测光线。此时，形成于所述印刷线路板100下方的各所述光学传感器144构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网。

同理，如图19所示，在本发明第二实施例的相关实施例中，各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100上，各所述第二LED142则形成于所述印刷线路板100的下方。此时，所述印刷线路板100上需形成有孔洞106，且所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142，以利于所述第二LED142发出检测光线，各所述第二LED142构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网。

此外，如图20所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144均可形成于所述印刷线路板100的下方。此时，所述印刷线路板100上需形成有孔洞106，且所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142和各所述光学传感器144，以利于所述第二LED142发出的检测光线能够被各所述光学传感器144接收，各所述第二LED142和各所述光学传感器144均构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网，且由所述第二LED142形成的网和各所述光学传感器144形成的网之间的位置关系可灵活调整，既可使由所述第二LED142形成的网位于由各所述光学传感器144形成的网的上方，也可使由所述光学传感器144形成的网位于由各所述第二LED142形成的网的上方。

如图21至图26所示，需强调的是，形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142和/或各所述光学传感器144均可形成于辅助基板160上。

具体地，如图21和图22所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144中的一种可形成于所述印刷线路板100上，另一种则形成于位于所述印刷线路板100下方的所述辅助基板160上。此时，所述印刷线路板100上需形成有孔洞106，且所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142或各所述光学传感器144，以利于所述第二LED142发出检测光线或利用各所述光学传感器144接收所述检测光线。

此外，如图23所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144均可形成于位于所述印刷线路板100下方的同一所述辅助基板160上，此时，所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142和各所述光学传感器144，以利于所述第二LED142发出的检测光线被各所述光学传感器144接收。特别地，如图24所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144可形成于位于所述印刷线路板100下方的不同所述辅助基板160上，且承载所述第二LED142的所述辅助基板160和承载各所述光学传感器144的所述辅助基板160之间的位置关系可灵活调整，既可使承载所述第二LED142的所述辅助基板160位于承载各所述光学传感器144的所述辅助基板160之上，也可使承载所述光学传感器144的所述辅助基板160位于承载各所述第二LED142的所述辅助基板160之上。如图25和图26所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144均形成于所述印刷线路板100的下方，但只有其中的一种形成于所述辅助基板160上，另一种则构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网格。

特别地，如图27至图32所示，各所述第二LED142和各所述光学传感器144可分别形成于所述印刷线路板100的上方和下方。此时，所述印刷线路板100上需形成有孔洞106，且所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142或各所述光学传感器144，以利于所述第二LED142发出检测光线或各所述光学传感器144接收所述检测光线。其中，各所述第二LED142和/或各所述光学传感器144均既可构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网格，又可形成于所述辅助基板160上。

具体地，如图27所示，各所述第二LED142形成于所述印刷线路板100的下方，各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100的上方，且各所述第二LED142和各所述光学传感器144均构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网格。所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142，以利于所述第二LED142发出检测光线。

如图28所示，各所述第二LED142形成于所述印刷线路板100的上方，各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100的下方，且各所述第二LED142和各所述光学传感器144均构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网格。所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述光学传感器144，以利于各所述光学传感器144接收所述检测光线。

如图29所示，各所述第二LED142形成于所述印刷线路板100的下方，且形成于所述辅助基板160上。各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100的上方，且构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网格。所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142，以利于所述第二LED142发出检测光线。

如图30所示，各所述第二LED142形成于所述印刷线路板100的上方，且构成一张边缘接于所述显示屏的外壳110的网格。各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100的下方，且形成于所述辅助基板160上。所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述光学传感器144，以利于各所述光学传感器144接收所述检测光线。

如图31所示，各所述第二LED142形成于所述印刷线路板100的下方，各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100的上方，且各所述第二LED142和各所述光学传感器144均形成于所述辅助基板160上。所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述第二LED142，以利于所述第二LED142发出检测光线。

如图32所示，各所述第二LED142形成于所述印刷线路板100的上方，各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100的下方，且各所述第二LED142和各所述光学传感器144均形成于所述辅助基板160上。所述孔洞106对应形成于所述印刷线路板100下方的各所述光学传感器144，以利于各所述光学传感器144接收所述检测光线。

需说明的是，在上述各实施例中，为准确判定触摸位置，形成于所述印刷线路板100或所述辅助基板160上的各所述第二LED142和/或各所述光学传感器144均可呈矩阵分布，各所述第二LED142形成的网格的目数或矩阵的阵列数可与各所述光学传感器144形成的网格的目数或矩阵的阵列数不同。

如图33所示，以图32所示的实施例为例，说明本发明提供的交互式显示屏的工作原理。当交互式显示屏工作时，各所述第二LED142发出检测光线(如箭头1所示)，当没有触摸物阻挡所述检测光线时，各所述光学传感器144由于对应于各所述第二LED142之间的间隔而难以接收到所述检测光线，而当触摸物130阻挡所述检测光线时，所述检测光线将被所述触摸物130(如玻璃棒、手指等)反射(或者还有散射)，被反射的部分检测光线(如箭头2所示)则易于被所述光学传感器144接收，接收到所述检测光线的所述光学传感器144将分析出所述检测光线的变化并得出触摸数据，进而耦接于各所述光学传感器144的所述处理单元可利用所述触摸数据确定触摸位置。

如图34所示，在本发明第三实施例中，交互式显示屏包括印刷线路板100、至少两个第一LED120(发射可见光)和控制单元102，各所述第一LED120用以提供显示图像并形成于所述印刷线路板100上，所述控制单元102形成于所述印刷线路板100上并耦接于各所述第一LED120以控制各所述第一LED120的显示，所述交互式显示屏还包括第二LED(发射非可见光，如红外光)142、至少两个光学传感器144、触摸基板162和处理单元146，所述第二LED142和各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100上且均对应各所述第一LED120之间的间隔，所述触摸基板162置于所述第一LED120的上方，所述第二LED142位于所述触摸基板162的侧面且所述第二LED142发出的光线在所述触摸基板162内以受抑全内反射形式传播以提供检测光线；各所述光学传感器144形成于所述印刷线路板100上且用于接收由触摸引发的所述检测光线的变化以获取触摸数据；所述处理单元146耦接(如通过连线104)于各所述光学传感器144，以利用所述触摸数据确定触摸位置，并将所述触摸位置发送至所述控制单元102。

所述触摸基板162和可选用亚克力材料、玻璃、塑料或其他对光线具有良好透射性能(至少在所述第二发光装置的发光波段内具有良好的透射性能)的材料。所述第二LED142的数目至少为一个。为准确判定触摸位置，各所述光学传感器144在形成于所述印刷线路板100或辅助基板160上时，呈矩阵分布；如图35至图38所示，在与此第三实施例相类似的其他实施例中，各所述光学传感器144还可形成于所述印刷线路板100的上方或下方，此时，各所述光学传感器144呈网格分布。此外，所述光学传感单元还可形成于辅助基板160上，所述辅助基板160形成于所述印刷线路板100的上方或下方。其中，各所述光学传感器144位于所述印刷线路板100的下方时，所述印刷线路板100上形成有孔洞106，所述孔洞106对应各所述光学传感器144。

此时，所述第二LED142发射光线的角度需要经过特别设计，以利用所述第二LED142发光照向所述触摸基板162的内层表面以产生如图34中虚线所示的受抑全内反射(FTIR，Frustrated Total Internal Reflection)(后续实施例中所述触摸基板162内的全反射均作此虚线表示)；换言之，在所述触摸基板162外部介质为空气时，所述第二LED142发出的光线会在所述触摸基板162的顶表面和底表面之间发生全反射。而在触摸物130触摸在所述触摸基板162的顶表面上时，在触摸点附近的全反射条件被破坏，部分光线将不再发生全反射而形成部分散射，产生散射光。具体地，如图34所示，当手指只触摸所述辅助基板上位置1(对应单点触摸)时，位置1处的全反射条件被破坏，部分光线将不再发生全反射而产生散射光(如图34中实心箭头方向所示)，此散射光可被置于位置1处下方的光学传感器1442感应；此时，根据感应到所述散射光的所述光学传感器1442的位置可判定触摸发生在与光学传感器1442的位置对应的上方区域；即，在所述处理单元解析出接收散射的所述光学传感器1442的位置时，判定位于该位置上方的对应区域为触摸位置1。具体地，可将所述光学传感器144的位置用其在矩阵中的坐标表示(对于确定的所述光学传感器144，其坐标已知)，判定位于该坐标位置上方的对应区域为触摸位置1。

而当两个手指同时触摸所述触摸基板162上位置1和位置2(对应多点触摸)时，位置1和位置2处的全反射条件均被破坏，部分光线将不再发生全反射而产生散射光(如图34中实心箭头方向所示)，此散射光可被置于位置1处下方的光学传感器1442和位置2处下方的光学传感器1444感应。此时，所述光学传感器1442和1444将感应所述散射光而产生散射数据，而与所述光学传感器1442和1444耦接的处理单元将获取所述散射数据，并对所述散射数据进行解析，即可确定感应到所述散射光的所述光学传感器1442和1444的位置，根据所述光学传感器1442和1444的位置，可判定触摸发生在与所述光学传感器1442和1444的位置对应的上方区域；判定位于该位置上方的对应区域分别为触摸位置1和触摸位置2。与上同理，若所述光学传感器1442和1444的位置用其在矩阵中的坐标表示，判定位于该坐标位置上方的对应区域分别为触摸位置1和触摸位置2。

在与此第三实施例相类似的其他实施例中，所述第二LED142的数目至少为两个时，为准确判定触摸位置，各所述光学传感器144还可具有呈规则变化的连续结构(如宽度均匀的条形、带形，甚至是仅以一边角相连的菱形或矩形)，若使各所述光学传感器144之间分立、平行，且与所述第二LED142发出的光线的方向交叉，可以所述光线的方向和与之交叉的所述光学传感器144的连续走向作为坐标，标记同一所述光学传感器144上各点的位置，进而标记触摸屏上各点的位置，利于准确感应触摸。应用此类实施例时所述交互式显示屏的工作原理与应用第三实施例时类似，不再赘述。

此外，在上述各实施例中，所述辅助基板160也可选用对检测光线视为不透明的材料，此时，也只需在所述辅助基板160上形成孔洞，所述孔洞对应位于所述辅助基板160的下方的各所述LED242或各所述光学传感器244即可。

如图39所示，本发明还提供了一种交互式投影屏幕，在交互式投影屏幕的一个实施例中，所述交互式投影屏幕包括幕布200，所述幕布200包括第一面202和第二面204，所述第二面204与所述第一面202反向，所述第一面202用以显示由投影设备220投射的图像，所述第二面204还附看有至少两个LED242和至少两个光学传感器244(各所述光学传感器244组成光学传感单元)；各所述LED242用于提供检测光线；各所述光学传感器244用于接收由触摸引发的所述检测光线的光学参数变化以获取触摸数据(所述光学参数可为光通量、亮度、发光强度、空间光强分布、相对光谱功率分布或色度中的一种或其组合)；所述幕布还包括处理单元，所述处理单元耦接于各所述光学传感器244，以利用所述触摸数据确定触摸位置。其中，各所述光学传感器244对应各所述LED242之间的间隔。为准确检测触摸位置，各所述LED242和各所述光学传感器244均可呈网格分布。

所述处理单元借助于包含在其内的一种算法获知包含感应触摸的各所述光学传感器244的位置的触摸数据，控制所述算法的软件可以由不同的程序员以各种形式和编程语言编制。

在与本发明交互式投影屏幕实施例相关的其他实施例中，所述交互式显示屏中还可利用其他第二发光装置提供检测光线(作为示例，如红外线等非可见光)，所述第二发光装置可为有机发光二极管(OLED)或冷阴极荧光灯(CCFL)。需说明的是，由各所述LED242形成的网格和各所述光学传感器244形成的网格之间的位置关系可灵活调整，既可如图39所示，由各所述LED242形成的网格位于由各所述光学传感器244形成的网格的上方，也可如图40所示，由所述光学传感器244形成的网格位于由各所述LED242形成的网格的上方。

此外，如图41至图47所示，所述第二发光单元和/或所述光学传感单元可形成于相同或不同的基体240上，所述基体240附着于所述第二面204。为准确检测触摸位置，形成于所述基体240上的所述第二发光单元和/或所述光学传感单元呈矩阵分布。

具体地，如图41所示，各所述LED242附着于所述幕布200的第二面204，各所述光学传感器244形成于所述基体240上，所述基体240附着于所述幕布200的第二面204，且各所述LED242构成一张边缘接于所述幕布200的网格，各所述光学传感器244呈矩阵分布。由所述LED242形成的网格位于所述基体240的上方(本文件中，位于上方意指其距离所述幕布的第二面204更近；位于下方意指其距离所述幕布的第二面204更远，后续实施例同，不再赘述)，各所述LED242和各所述光学传感器244均互相对应于对方的间隔，以最大限度地利用所述光学传感器244接收由所述LED242发出的检测光线。同理，如图42所示，在另一实施例中，由所述LED242形成的网格位于所述基体240的下方。所述网格位于所述基体240的下方时，所述基体240既可选用对检测光线视为透明的材料，也可在所述基体240上形成孔洞，所述孔洞对应位于所述基体240的下方的各所述LED242。

以图41所述的实施例为例，说明所述交互式投影屏幕的工作原理，其他实施例的工作原理不再赘述。如图43所示，当交互式投影屏幕工作时，各所述LED242发出检测光线(如箭头1所示)，当没有触摸物阻挡所述检测光线时，各所述光学传感器244由于对应于各所述LED242之间的间隔而难以接收到所述检测光线，而当触摸物230阻挡所述检测光线时，所述检测光线将被所述触摸物230(如玻璃棒、手指等)反射(或者还有散射)，被反射的部分检测光线(如箭头2所示)则易于被所述光学传感器244接收，接收到所述检测光线的所述光学传感器244将分析出所述检测光线的变化并得出触摸数据，进而耦接于各所述光学传感器244的所述处理单元可利用所述触摸数据确定触摸位置。

此外，如图44所示，在又一实施例中，各所述LED242形成于所述基体240上，所述基体240附着于所述幕布200的第二面204，各所述光学传感器244附着于所述幕布200的第二面204，且各所述LED242呈矩阵分布，各所述光学传感器244构成一张边缘接于所述幕布200的网格。所述基体240位于由各所述光学传感器244形成的网格的上方。同理，如图45所示，在另一实施例中，所述基体240位于由各所述光学传感器244形成的网格的下方。该类实施例中，各所述LED242和各所述光学传感器244均互相对应于对方的间隔，以最大限度地利用所述光学传感器244接收由所述LED242发出的检测光线。所述基体240位于由所述网格的上方时，所述基体240既可选用对检测光线视为透明的材料，也可在所述基体240上形成孔洞，所述孔洞对应位于所述基体240的下方的各所述光学传感器244。

在再一实施例中，各所述LED242和各所述光学传感器244可形成于不同的所述基体240上，所述基体240附着于所述幕布200的第二面204，且各所述LED242和各所述光学传感器244呈矩阵分布，形成有各所述LED242的所述基体240既可如图46所示，位于形成有各所述光学传感器244的所述基体240的下方，也可如图47所示，位于其上方，甚至，可如图48所示，各所述LED242和各所述光学传感器244可形成于同一所述基体240上，其中，各所述LED242和各所述光学传感器244均互相对应于对方的间隔，以最大限度地利用所述光学传感器244接收由所述LED242发出的检测光线。所述基体240既可选用对检测光线视为透明的材料，也可在位于上方的所述基体240上形成孔洞，所述孔洞对应位于下方的所述基体240的各所述LED242或各所述光学传感器244。

其中，所述基体240最好为柔性材料，利于将承载所述第二发光单元和/或所述光学传感单元的所述基体240随所述幕布一同卷起。

在上述各实施例中，所述光学传感器为光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电耦合器或光电池中的一种或其组合。所述光学传感器为光透明的光学传感器。所述第二发光单元所发出的光线为红外光，所述光学传感器为红外光学传感器。

本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (22)

1.一种交互式显示屏，所述交互式显示屏包括印刷线路板、第一发光单元和控制单元，所述第一发光单元用以提供显示图像，所述控制单元形成于所述印刷线路板上并耦接于所述第一发光单元以控制所述第一发光单元，其特征在于：所述交互式显示屏还包括第二发光单元、光学传感单元和处理单元，所述第二发光单元用于提供检测光线；所述光学传感单元用于接收由触摸引发的所述检测光线的光学参数变化以获取触摸数据；所述处理单元耦接于所述光学传感单元，以利用所述触摸数据确定触摸位置，并将所述触摸位置发送至所述控制单元。

2.根据权利要求1所述的交互式显示屏，其特征在于：所述第一发光单元包括至少两个第一发光装置，各所述第一发光装置呈确定排列，所述第二发光单元包括至少两个第二发光装置，所述光学传感单元包括至少两个光学传感器，各所述第二发光装置和所述光学传感器均对应于对方的间隔及各所述第一发光装置之间的间隔。

3.根据权利要求1所述的交互式显示屏，其特征在于：所述第一发光单元形成于所述印刷线路板上。

4.根据权利要求3所述的交互式显示屏，其特征在于：所述第二发光单元和所述光学传感单元共同或分别形成于所述印刷线路板的上方或下方。

5.根据权利要求4所述的交互式显示屏，其特征在于：所述光学传感单元呈网格分布。

6.根据权利要求3所述的交互式显示屏，其特征在于：所述第二发光单元和/或所述光学传感单元形成于所述印刷线路板或辅助基板上，或者，所述第二发光单元和所述光学传感单元分别形成于所述辅助基板和所述印刷线路板上，所述辅助基板形成于所述印刷线路板的上方或下方；或者，所述第二发光单元和所述光学传感单元分别形成于不同的所述辅助基板上，所述辅助基板形成于所述印刷线路板的上方或下方。

7.根据权利要求6所述的交互式显示屏，其特征在于：形成于所述印刷线路板或所述辅助基板上的所述光学传感单元呈矩阵分布。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的交互式显示屏，其特征在于：所述第二发光单元和/或所述光学传感单元位于所述印刷线路板的下方时，所述印刷线路板上形成有孔洞，所述孔洞对应所述第二发光单元和/或所述光学传感单元。

9.根据权利要求1所述的交互式显示屏，其特征在于：所述交互式显示屏还包括触摸基板，所述触摸基板置于所述第一发光单元的上方，所述第二发光单元位于所述触摸基板的侧面，所述第二发光单元发出的光线在所述触摸基板内以受抑全内反射形式传播，所述光学传感单元形成于所述印刷线路板的上方或下方。

10.根据权利要求9所述的交互式显示屏，其特征在于：所述光学传感单元呈网格分布。

11.根据权利要求1所述的交互式显示屏，其特征在于：所述交互式显示屏还包括触摸基板，所述触摸基板置于所述第一发光单元的上方，所述第二发光单元位于所述触摸基板的侧面，所述第二发光单元发出的光线在所述触摸基板内以受抑全内反射形式传播，所述光学传感单元形成于所述印刷线路板或辅助基板上，所述辅助基板形成于所述印刷线路板的上方或下方。

12.根据权利要求11所述的交互式显示屏，其特征在于：所述光学传感单元呈矩阵分布。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的交互式显示屏，其特征在于：所述光学传感单元位于所述印刷线路板的下方时，所述印刷线路板上形成有孔洞，所述孔洞对应所述光学传感单元。

14.一种交互式投影屏幕，所述交互式投影屏幕包括幕布，所述幕布包括第一面和第二面，所述第二面与所述第一面反向，所述第一面用以显示由投影设备投射的图像，其特征在于：所述第二面还附着有第二发光单元和光学传感单元；所述第二发光单元用于提供检测光线；所述光学传感单元用于接收由触摸引发的所述检测光线的光学参数变化以获取触摸数据；所述幕布还包括处理单元，所述处理单元耦接于所述光学传感单元，以利用所述触摸数据确定触摸位置。

15.根据权利要求14所述的交互式投影屏幕，其特征在于：所述第二发光单元包括至少两个发光装置，所述光学传感单元包括至少两个光学传感器，各所述光学传感器对应各所述发光装置之间的间隔。

16.根据权利要求15所述的交互式投影屏幕，其特征在于：所述光学传感单元呈网格分布。

17.根据权利要求15所述的交互式投影屏幕，其特征在于：所述第二发光单元和所述光学传感单元形成于相同或不同的所述基体上，所述基体附着于所述第二面。

18.根据权利要求17所述的交互式投影屏幕，其特征在于：形成于所述基体上的所述光学传感单元呈矩阵分布。

19.根据权利要求17所述的交互式投影屏幕，其特征在于：所述基体为柔性材料。

20.根据权利要求1-19中的任一项所述的交互式显示屏或交互式投影屏幕，其特征在于：所述光学传感器为光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电耦合器或光电池中的一种或其组合。

21.根据权利要求1-19中的任一项所述的交互式显示屏或交互式投影屏幕，其特征在于：所述光学传感器为光透明的光学传感器。

22.根据权利要求1-19中的任一项所述的交互式显示屏或交互式投影屏幕，其特征在于：所述第二发光单元所发出的光线为红外光，所述光学传感器为红外光学传感器。

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