CN102455828B - 红外传感器模块自动角度设定方法和采用该方法的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外传感器模块的自动角度设定的方法，所述红外传感器模块具有设置在显示面板的至少两个拐角处的发光单元和传感器单元，所述方法包括以下步骤：选择峰值检测模式或斜率检测模式；在峰值检测模式中，设定感测光量的红外传感器模块的传感器单元中的像素作为参考点，所述光量与布置其他红外传感器模块的拐角对应；在斜率检测模式中，对每个红外传感器模块的传感器单元中的起始像素块和结束像素块的光量进行分析，并且将形成最大斜率的像素设定为起始点或终点；以及根据参考点、起始点和终点来设定每个红外传感器模块的传感器单元中的有效视角。

Description

红外传感器模块自动角度设定方法和采用该方法的显示装置

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2010年10月29日提交的韩国专利申请10-2010-0107341的优先权，援引所述申请作为参考，如同所述申请在此被全部公开。 

技术领域

本发明涉及一种在通过光学方式检测触摸的显示装置，尤其涉及一种感测(sense)光的红外传感器模块的自动角度设定的方法和一种采用该方法的显示装置。 

背景技术

通常，作为用户与利用各种类型显示器的信息和通信装置之间的界面类型之一，触摸屏是一种通过亲自用手或笔触摸屏幕而能够与设备建立界面连接的输入单元。 

触摸屏作为一种能够由任何人仅通过用手指触摸显示装置上显示的按钮而使用的装置，同时其能够以对话方式且直观地进行操作，因此触摸屏被应用于许多领域，所述领域诸如银行和公共机构的发售机、不同的医疗器械、旅游和主要设施的指引以及交通指示。 

在触摸屏中，根据感知(perception)的方法而存在电阻型、电容型、超声波型、红外型等等。 

虽然上面的类型彼此具有不同的优点，但是近来红外型触摸屏由于对其施加的压力最小且布置方便而得到关注。 

同时，现有技术的红外型触摸屏利用两组红外传感器和一个反射板通过三角测量来确定坐标。 

详细地讲，现有技术的红外型触摸屏具有在显示模块的外部的上部两个红外光源和红外传感器以及在第三侧的反射板。 

在这种情况下，通过将红外光源的光引导到反射板以便使光反射来确定是否发生触摸，并且感测在触摸时遮挡的光来计算感知所述触摸的角度。 

然而，由于现有技术的红外型触摸屏中的红外传感器位于显示模块的外部，因此在显示装置的运输或制造期间或者在成品显示装置的情况下由于振动而使所述红外传感器的位置容易偏离正常位置。这样，如果红外传感器发生了偏离，那么为了在运送货物之前校正这种偏离就需要额外的工作和时间，而在运送货物之后不可能对这种偏离进行校正。 

这样，现有技术的红外型触摸屏具有下列问题。 

在运送现有技术的红外型触摸屏之前，为了防止发生触摸坐标确定错误，在组装之后的初始状态下触摸特定部分，以便将用于角偏移的补偿值存储在查找表中，用以执行补偿算法来补偿红外传感器的偏离。然而，由于这种误差校正限制于初始状态和特定区域，不能校正使用期间或初始误差校正之后产生的误差，因此所述误差给用户带来不便。 

而且，对于用于角偏移的补偿值进行计算的特殊方法并不具有很高的可靠性。 

发明内容

因此，本发明涉及一种红外传感器模块的自动角度设定的方法和一种采用该方法的显示装置。 

本发明的目的在于提供一种红外传感器模块的自动角度设定的方法，其中每次为进行可能的触摸检测而驱动显示装置时能够在不进行物理校正并且不受位置偏差影响的情况下自动地设定有效视角，以及一种采用该方法的显示装置。 

本发明的其他优点、目的和特点的一些将在下面的描述中列出，这些优点、目的和特点的另一些在后续描述的基础上，对于本领域技术人员而言是显而易见的，或者可以通过对本发明的实施而获悉。本发明的目的和其他优点可以通过书面描述、权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。 

为了实现这些目的和其他优点，并且依照本发明的目的，如这里详述和概述的，本发明提供一种红外传感器模块的自动角度设定的方法，所述红外传感器模块具有设置在显示面板的至少两个拐角处的发光单元和传感器单元，所述 方法包括以下步骤：选择峰值检测模式或斜率检测模式，在峰值检测模式中，设定感测光量的红外传感器模块的传感器单元中的像素作为参考点，所述光量与设置另一个红外传感器模块的拐角对应；在斜率检测模式中，对每个红外传感器模块的传感器单元中的起始像素块和结束像素块的光量进行分析，并且将形成最大斜率的像素设定为起始点或终点；以及根据参考点、起始点和终点来设定每个红外传感器模块的传感器单元中的有效视角。 

峰值检测模式包括以下步骤：导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出，在所述红外传感器模块中的传感器单元处感测光量，以及对这样感测的光量进行分析，以便将产生直射光的像素设定为参考点。 

在这种情况下，导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤可以包括导通除了感测光量的红外传感器模块之外的红外传感器模块的发光单元的步骤。或者，导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤可以包括在彼此不同的时间点导通红外传感器模块的发光单元的步骤。或者，导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤可以包括同时导通红外传感器模块的发光单元的步骤。 

同时，导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤可以包括使得红外传感器模块的发光单元的导通时间短于在触摸位置检测时的时间的步骤，或者使得来自红外传感器模块的发光单元的光发出量少于在触摸位置检测时的光发出量的步骤。 

在这种情况下，产生直射光的像素是示出脉冲光量特性的像素。 

发光单元被导通的红外传感器模块与感测光量的红外传感器模块不同。 

同时，斜率检测模式包括以下步骤：导通每个红外传感器模块的发光单元作为第二输出，所述第二输出高于第一输出，在每个红外传感器模块中的传感器单元处感测光量，对这样感测的光量进行分析，以便定位在每个红外传感器模块中的传感器单元的起始像素块和结束像素块处形成最大斜率的像素，以及将形成最大斜率的每个像素设定并存储为起始点或终点。 

而且，每个传感器单元中的起始像素块是每个传感器单元的全部像素的最初20～100个像素，每个传感器单元中的结束像素块是每个传感器单元的全部像素的最后20～100个像素。 

导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出的步骤可以包括导 通除了感测光量的红外传感器模块之外的其他红外传感器模块中的发光单元的步骤。或者，导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出的步骤可以包括在彼此不同的时间点导通每个红外传感器模块中的发光单元的步骤。 

导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出的步骤可以包括同时导通每个红外传感器模块中的发光单元的步骤。 

导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出的步骤可以包括使得来自每个红外传感器模块中的发光单元的光发出量与在触摸位置检测时的光发出量相同的步骤。 

并且，在本发明的另一方面，一种红外传感器模块的自动角度设定的方法，所述红外传感器模块具有设置在显示面板的至少两个拐角处的发光单元和传感器单元，所述方法包括以下步骤：导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第一输出，在每个红外传感器模块中的传感器单元处感测光量，对这样感测的光量进行分析，以便将在每个红外传感器模块中的传感器单元处产生直射光的像素设定为参考点，导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出，所述第二输出大于第一输出，在每个红外传感器模块中的传感器单元处感测光量，对这样感测的光量进行分析，以便定位在每个红外传感器模块中的传感器单元的起始像素块和结束像素块处形成最大斜率的像素，将形成最大斜率的每个像素设定并存储为起始点或终点，以及根据参考点、起始点或终点来设定在每个红外传感器模块中的传感器单元中的有效视角。 

而且，在本发明的另一个方面，提供一种红外传感器模块的自动角度设定的方法，所述红外传感器模块具有设置在显示面板的拐角处的发光单元和传感器单元，所述方法包括以下步骤：导通发光单元，在传感器单元处感测光量，以及对红外传感器模块的传感器单元中的起始像素块和结束像素块上感测的光量进行分析，以便将在起始像素块中形成最大斜率的像素设定为起始点，并将在结束像素块中形成最大斜率的像素设定为终点。 

在这种情况下，所述方法可以进一步包括以下步骤：将分别设定为红外传感器模块中的传感器单元的起始点和终点的像素之间的间距设定为与0°和90°匹配的有效视角。 

而且，在本发明的另一个方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括：显示面板，至少两个红外传感器模块，每一个都具有设置在显示面板的至少两 个拐角处的发光单元和传感器单元，反射板，布置在显示面板的边缘，以及触摸控制单元，具有自动角度设定单元，所述自动角度设定单元用于根据每个红外传感器模块的传感器单元中的像素来设定有效视角，所述像素通过利用检测触摸位置的触摸位置检测单元所感测的光量来形成脉冲。 

在这种情况下，位于没有布置红外传感器模块的拐角处的反射板是经对角线处理的。 

而且，所述显示装置可以进一步包括壳顶，将红外传感器模块和反射板布置在其内部，用以覆盖显示面板的边缘。 

应该理解的是，本发明的前面的概括描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，意在提供对要求保护的本发明的进一步的说明。 

附图说明

被包括来提供对本发明的进一步理解且并入并构成说明书的一部分的附图图解了本发明的实施例，并且连同文字描述一起用来解释本发明的原理。在附图中： 

图1表示根据本发明优选实施例的显示装置的方块图。 

图2表示根据本发明优选实施例的显示装置的平面图，示出视角和触摸区域。 

图3表示根据本发明优选实施例的显示装置的拐角的透视图，示出安装在所述拐角处的第一红外传感器模块。 

图4表示示出根据本发明优选实施例的第一红外传感器模块的自动角度设定的方法的各个步骤的流程图。 

图5表示示出图4的峰值检测模式的各个步骤的流程图。 

图6表示示出图4的斜率检测模式的各个步骤的流程图。 

图7表示示出图2的第一红外传感器模块中的每个像素上的光感测数据的图表。 

图8表示示出当降低发光单元的输出时图2的第一红外传感器模块中的每个像素上的光感测数据的图表。 

图9表示示出用于峰值检测的图2的第二红外传感器模块中的每个像素上的光感测数据的图表。 

图10表示示出用于斜率检测的图2的第二红外传感器模块中的每个像素上的光感测数据的图表。 

图11表示以入射角在反射板处的光的反射的示意图。 

图12表示示出以入射角在反射板处的光的反射的反射率的变化的图表。 

图13A表示示出具有16∶9的比的显示面板的入射角的变化的平面图。 

图13B和13C表示示出在具有16∶9的比的显示面板的红外传感器模块部件中邻近拐角的区域处的入射角的变化的示意图。 

图14表示示出在具有16∶9的比的显示面板中反射板上的入射角与红外传感器模块的测量角之间的关系的图表。 

图15表示示出反射板的反射率与在图14的红外传感器模块相对的红外传感器模块的测量角之间的关系曲线的图表。 

图16表示示出在根据本发明优选实施例的显示装置中没有安装红外传感器模块侧面的拐角对角线处理的平面图。 

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的具体实施例，这些实施例的示例在附图中示出。只要有可能，在所有附图中相同的附图标记将用于指代相同或相似的部件。 

图1表示根据本发明优选实施例的显示装置的方块图，图2表示根据本发明优选实施例的显示装置的平面图，示出视角和触摸区域，图3表示根据本发明优选实施例的显示装置的拐角的透视图，示出安装在所述拐角处的第一红外传感器模块。 

参考图1至图3，所述显示装置包括：显示模块20，所述显示模块20具有分别设置在用于显示图像的显示面板10的各个拐角处的红外传感器模块21A～21C，控制盘30，用于控制显示模块20并且执行用于感知触摸的位置的算法，以及系统40，用于向控制盘30提供定时信号以及将要在显示模块20的显示面板10上显示的数字视频数据RGB。 

显示模块20包括：用于显示图像的显示面板10、用于向显示面板10中的数据线D1～Dm提供数据电压的源极驱动器11、用于向显示面板10中的栅线G1～Gn提供扫描脉冲的栅极驱动器12，以及分别设置在显示面板10的拐角的附近的红外传感器模块21A～21C。 

并且，尽管图中没有示出，显示模块20包括：框架形壳顶(case top)26，所述框架形壳顶26覆盖显示面板10的边缘和侧面并覆盖位于显示面板10的上部拐角处的红外传感器模块21A～21C，以及底盖的壳体结构(casingstructure)(未示出)，以扣紧壳顶以便从显示面板10的底部将显示面板10装入。 

同时，尽管图中显示出红外传感器模块设置在三个拐角处，但是红外传感器模块的布置不限于此，而是可以设置成与两个或四个拐角匹配。 

并且，显示面板10可以是平板显示面板，通常是矩形的。并且，显示面板10具有两个基板，在两个基板之间之间形成有中间层。根据中间层的组成和功能，显示面板10的种类改变。举例来说，显示面板10可以是液晶显示面板。然而，实例不限于此，显示面板10也可以是电泳显示面板、有机发光显示面板、场致发射显示面板和等离子体显示面板中的任一种。 

例如，如果显示面板10是液晶面板，那么显示面板10包括薄膜晶体管TFT基板和滤色器(color filter)基板。在TFT基板和滤色器基板之间形成有液晶层。TFT基板具有在下玻璃基板上形成为彼此交叉的数据线D1～Dm和栅线G1～Gn。存在由数据线D1～Dm和栅线G1～Gn限定的盒区域中分别布置的液晶盒Clc的矩阵。在数据线D1～Dm和栅线G1～Gn的每个交叉部分处形成的TFT响应于来自栅线G1～Gn的扫描脉冲而通过数据线D1～Dm向液晶盒Clc处的像素电极传送数据电压。TFT具有连接到栅线G1～Gn的栅极、连接到数据线D1～Dm的源极、以及连接到液晶盒Clc处的像素电极的漏极。公共电压Vcom被提供给面对像素电极的公共电极。滤色器基板包括在上玻璃基板上形成的黑矩阵和滤色器。 

在上玻璃基板上形成按垂直场系统的公共电极，所述垂直场系统诸如TN(扭曲向列)模式和VA(垂直取向)模式，在下玻璃基板上形成按水平场系统的公共电极以及像素电极，所述水平场系统诸如IPS(面内切换)模式和FFS(边缘场切换)模式。 

源极驱动器11具有多个数据IC电路，这些电路用于在控制盘30的控制下将来自控制盘30的数字视频数据RGB转换成正极性或负极性模拟伽玛补偿电压，并且源极驱动器11向数据线D1～Dm提供所述模拟伽玛补偿电压作为模拟数据电压。 

栅极驱动器12具有多个栅极IC电路，这些电路用于在控制盘30的控制下连续向栅线G1～Gn提供扫描脉冲。 

源极驱动器11的数据IC电路和栅极驱动器12的栅极IC电路可通过带式自动键合TAB或通过利用载带封装TCP的玻璃上芯片COG而形成在下玻璃基板上。栅极驱动器12的栅极IC电路可在与TFT同时并且通过与显示面板10中的TFT工艺相同的工艺而直接形成在下基板上。 

参考图3，每个红外传感器模块21A～21C都包括发光单元LED和用于接收光的传感器单元。 

在这种情况下，作为一种图像传感器，传感器单元可以是线传感器或二维传感器，并包括多个像素。 

并且，使发光单元LED和传感器单元在外壳中成一体，并分别位于显示面板10的拐角处。或者，根据情况，发光单元LED和传感器单元不成一体，而是彼此分开地安装在显示面板10的拐角处。此外，发光单元LED和传感器单元可具有透镜(未示出)和红外滤光器(filter)，所述透镜和红外滤光器分别被额外提供用以使所述发光单元LED和传感器单元适合于发出和接收红外线。 

将红外传感器模块21A～21C的每个传感器单元接收的有关光量的数据提供给控制盘30，并且在触摸检测的计算中使用所述数据。 

同时，显示面板10除了具有红外传感器模块21A～21C之外，还具有安装在显示面板10的边缘处的反射板25，用于将从发光单元入射在反射板25上的光反射到红外传感器模块21A～21C。在这种情况下，反射板25位于壳顶26的内部，用以使得红外线在红外传感器模块21A～21C的发光单元和传感器单元当中进行面内传输。根据情况，在反射板25和壳顶26的内部之间可额外地布置塑料的框架结构(未示出)。在这种情况下，将反射板25附着到所述框架结构的一侧。 

在这种情况下，安装到显示面板10的拐角的红外传感器模块21A～21C、安装到显示面板10的边缘的反射板25、具有反射板附着到其上的框架结构(未示出)和壳顶26共同称作光学感测框架。 

利用柔性印刷电路FPC和连接器将控制盘30连接到源极驱动器11和栅极驱动器12。控制盘30包括定时控制器31和触摸控制单元32。 

定时控制器31通过利用垂直/水平同步信号V、H以及时钟CLK来产生栅极控制信号和数据控制信号，所述栅极控制信号用于控制栅极驱动器12的操作定时，所述数据控制信号用于控制源极驱动器11的操作定时。此外，定时控制器31将来自系统40的数字视频数据提供给源极驱动器11。 

触摸控制单元32中的触摸控制电路存储在红外传感器模块21A～21C的传感器单元中的每个像素的参考值，并且将在红外传感器模块处接收的红外信号与所述参考值比较，从而检测触摸的位置。 

触摸控制单元32向系统40提供触摸位置坐标信息Txy。由于触摸控制单元32与定时控制器31共用定时信号，所述定时信号诸如垂直/水平同步信号以及时钟CLK，因此触摸控制单元32按照与定时控制器31同步地方式工作。 

此外，在进行上述触摸位置检测之前，触摸控制单元32具有用于每个红外传感器模块21A～21C的有效视角的自动设定而施加于其上的自动校正算法。为此，触摸控制单元32除了包括触摸位置计算单元之外还进一步包括自动角度设定单元(未示出)。 

在这种情况下，系统40包括存储器、中央处理单元和图形处理电路，所述存储器具有内置于其中的应用程序，所述中央处理单元实施所述应用程序，所述图形处理电路将打算在显示面板10上显示的图像和触摸图像叠加并且对叠加数据的信号内插和分解转换进行处理。系统40从触摸控制单元32接收触摸位置信息Txy并且实施与所述触摸位置信息Txy相关的应用程序。例如，如果在触摸位置的坐标处存在特定程序的图标，那么系统40就从存储器中加载所述程序并且实施所述程序。而且，系统40将打算在显示面板10上显示的图像和触摸图像叠加，以产生数字视频数据RGB。系统40具体可以是个人计算机PC，并且可以通过串行或通用串行总线USB接口向/从触摸控制单元32传送/接收数据。 

同时，参考图2，每个红外传感器模块21A～21C的实际视角大约是95°～100°，其大于90°。使每个红外传感器模块的视角大于90°用以防止在显示面板10的有效区(active region)上出现与偏移角一样多的区域，如果视角刚好是90°，那么即使壳顶26、反射板25或红外传感器模块21A～21C存在少量的偏离也会使所述区域的触摸检测出现故障。因此，考虑到可能的偏差，需要每个红外传感器模块21A～21C的视角具有充分大的范围。 

同时，由于反射板25彼此成90°位于与红外传感器模块21A～21C邻近的两侧，因此能够用反射板25和壳顶遮挡住除0°～90°区域之外的区域，即使每个红外传感器模块21A～21C的视角大于90°，也能留下在0°～90°区域之间的实际触摸检测区域。每个红外传感器模块21A～21C都具有用于接收光的传感器单元，传感器单元具有多个像素，其使得所述传感器单元能够根据每个像素的角度而在每个像素处接收光。 

在这种情况下，重要的是要在每个红外传感器模块21A～21C中的传感器单元中找到像素，所述像素与有效角度相匹配。由于多个角度对于作为除0°～90°之外的触摸区域并不是有效的，所述0°～90°允许进行实际触摸检测，因此在红外传感器中的传感器单元中设定与0°匹配的像素以及与90°匹配的像素，并且即使在与0°匹配的像素之前的那些像素以及在与90°匹配的像素之后的那些像素具有任何光信号，但由于来自这些像素的值是不准确的，因此在触摸位置检测时也要将这些像素排除。 

同时，本发明的显示模块20具有安装到显示面板10的至少两个拐角处的红外传感器模块21A～21C，每个红外传感器模块21A～21C都感测来自位于其他拐角处的红外传感器模块21A～21C的光。在这种情况下，来自其他拐角处的红外传感器模块21A～21C的光是从发光单元直接发出的光，所述光比来自反射板的光具有更高的光强度，因此比来自反射板的光更亮，并且由于光聚集在拐角处，因此具有脉冲特性(观察为峰值)。在这种情况下，来自于与感测光的红外传感器模块相对的另一个红外传感器模块的光被称作直射光，来自于反射板的光被称作反射光。 

如果在逐个像素地观察红外传感器模块中的传感器单元处接收的光的时候测量这种脉冲，那么由于这意味着红外传感器模块位于其他拐角，因此可以利用与所述拐角匹配的绝对角度来给示出所述脉冲的像素绘图以便用作参考点。 

如果将示出所述脉冲的像素用作参考点，那么通过每次驱动显示装置时自动地设定参考，可防止由于将红外传感器模块21A～21C安装到显示面板10时的偏差引起的触摸测量误差，或者由于公差导致红外传感器模块21A～21C的相对运动而引起的触摸测量误差。 

并且，对于没有安装红外传感器模块的拐角通过利用在0°和90°处感测 的光量的斜率的尖锐(sharp)变化，可通过斜率的检测来定位起始点和终点。 

也就是说，在本发明中，触摸面积的起始点和终点设定为与每个红外传感器模块21A～21C的0°和90°匹配，或者通过检测斜率来设定。因此，通过每次自动地接通显示装置时进行自动角度设定(自动校正算法)，可以在不需要物理校正而限定触摸面积。也就是说，通常，由于显示装置中的显示面板是矩形的，因此将有效视角的区域(感兴趣的区域)限定为在0°之90°之间的区域，所述0°是与红外传感器模块21A～21C中的任一个邻近的一侧，所述90°是与红外传感器模块21A～21C中的任一个邻近的另一侧。 

图4表示示出根据本发明优选实施例的第一红外传感器模块的自动角度设定的方法的各个步骤的流程图。 

参考图4，本发明涉及一种红外传感器模块的自动角度设定的方法，所述红外传感器模块具有布置在显示面板的至少两个拐角处的发光单元和传感器单元，所述方法具有下列步骤。 

首先，在接通显示转置之后开始自动校正(S1)。 

然后，在触摸控制单元选择峰值检测模式和斜率检测模式中的任一种(S2)。 

如果进入峰值检测模式(S11)，那么定位在红外传感器模块的传感器单元处的像素，所述传感器单元感测与具有布置其他红外传感器模块的拐角匹配的光量(S14)，将所述像素设定为参考点，并且存储所述像素(S15)。 

另一方面，如果进入斜率检测模式(S21)，那么对每个红外传感器模块的传感器单元的起始像素块和结束像素块的光量进行分析，以便定位形成最大斜率的像素(S24)，设定并存储这样定位的像素作为起始点或终点(S25)。 

然后，根据所述参考点、起始点和终点而在每个红外传感器模块的传感器单元中设定感兴趣的区域(S3)。参考点可与起始点或终点重叠。这是因为在用于感测的红外传感器模块的位置中，其他红外传感器模块可分别位于0°和90°。 

然后，结束自动校正(S4)。 

此后，进行通常的触摸位置检测模式。 

在上述红外传感器模块的自动角度设定的方法中，可首先进行峰值检测模式或斜率检测模式。根据情况，在红外传感器模块安装到四个拐角处的情况下， 可只进行峰值检测模式。并且，可以在不进行峰值检测模式的情况下进行斜率检测模式，从而仅设定每个红外传感器模块的传感器单元处的起始点和终点，用以自动地设定角度。 

在峰值检测的情况下，考虑到直射光的性质，所述光强烈地被聚集，因此与直射光匹配的像素被观察为一个点，这使得与需要从多个像素的块来观察斜率的斜率检测情况相比能够更精确地指定像素，优选地首先进行峰值检测，之后再进行斜率检测。 

下面描述在峰值检测模式和斜率检测模式中的光量感测和详细的自动角度设定方法。 

图5表示示出图4的峰值检测模式的各个步骤的流程图。 

下面详细地描述峰值检测模式。 

进入峰值检测模式(S11)，在确定红外传感器模块的发光单元的第一输出(S12)之后，导通所述发光单元(S13)。然后，在红外传感器模块的传感器单元处感测光量，对这样感测的光量进行分析，以便定位示出脉冲形峰值的像素(S14)。在这种情况下，在所述像素处的脉冲形峰值是由所述像素处感测的直射光所引起的，而所述直射光是由来自拐角的聚集的光发出所引起的，与感测直射光的红外传感器模块不同的红外传感器模块分别位于所述拐角。感测直射光的像素设定为参考点，将所述像素的位置存储在所述红外传感器模块的传感器单元(S15)。 

在这种情况下，将第一输出设定为低于通常的触摸位置检测时的输出。这是因为在通常的触摸位置检测时，反射板的反射光输出能力设定为高于光量的触摸检测阈值。也就是说，在通常的触摸位置检测时，设计为从每个区域产生的光量几乎接近于在没有触摸的状态下的饱和值，从而将反射光和来自其他红外传感器模块的直射光之间感测的光量之差设定为很小。在本发明的峰值检测模式中，由于将直射光与反射光分开是必要的，因此将发光单元的输出设定为很低从而使反射光不饱和。 

如图所示，在导通红外传感器模块的发光单元的步骤中，可以导通除了感测光量的红外传感器模块之外的其他红外传感器模块的发光单元。这是因为在峰值检测中，从感测光量的红外传感器模块的发光单元发出的光不用于光量感测。在这种情况下，可以在彼此不同的时间点接通红外传感器模块的发光单元。 假如这样，如图2所示，当在第一红外传感器模块21A处进行感测时，断开第一红外传感器模块的发光单元，但可连续或同时导通第二红外传感器模块21B和第三红外传感器模块21C的发光单元，用以进行感测。 

然而，感测的模式并非总是限于此，而是可设计为同一时间发光出并且同一时间感测。 

在这种情况下，第一输出是低于触摸位置检测的值，其可通过导通发光单元的时间短于触摸位置检测或者使发光单元的光发出量少于触摸位置检测来进行。 

然后，结束峰值检测模式(S16)。 

图6表示示出在图4的斜率检测模式的各个步骤的流程图。 

进入斜率检测模式(S21)，在将红外传感器模块的发光单元的输出设定为第二输出(大于第一输出)(S22)之后，导通这些发光单元(S23)，在每个发光单元处感测光量(S24)。在这种情况下，将第二输出设定为与在通常的触摸位置检测时的输出相同。 

并且，如果观察到斜率最陡的像素处于每个红外传感器模块的传感器单元的起始像素块，那么将所述像素设定并存储为起始点，如果观察到斜率最陡的像素处于每个红外传感器模块的传感器单元的结束像素块，那么将所述像素设定并存储为终点(S25)。 

可以将红外传感器模块的起始像素块和结束像素块设定为位于传感器单元的相对两端的20～100个像素。这些值可以根据传感器单元的像素数量来增大/减小。 

与峰值检测模式类似，可以通过导通除了感测光量的红外传感器模块之外的红外传感器模块的发光单元来进行在第二输出中导通红外传感器模块的发光单元的步骤。在这种情况下，可在彼此不同的时间点导通红外传感器模块的发光单元。当然，在第二输出中导通红外传感器模块的发光单元的步骤中，可同时导通红外传感器模块的发光单元。 

然后，结束斜率检测模式(S26)。 

同时，起点是用于感测的红外传感器模块的位置中的0°，而终点是用于感测的红外传感器模块的位置中的90°。 

图7表示示出图2的第一红外传感器模块中的每个像素上的光感测数据的 图表，图8表示示出当发光单元的输出降低时图2的第一红外传感器模块中的每个像素上的光感测数据的图表。 

例如，利用一种具有500个像素的线传感器作为每个红外传感器模块21A～21C的传感器单元来进行测试(test)。像素的数量可以增加/减少并且可变为二维传感器。 

参考图7和8，由第一红外传感器模块21A看来，第1至第500个像素对应于整个视角，而对应于0°和90°的感兴趣的区域在这500个像素之内。 

同时，参考图6，如同通常的触摸位置检测模式，如果红外传感器模块的发光单元保持最高输出，那么为了将直射光与反射光分开，降低发光单元的输出。例如，如果在触摸检测模式中将发光单元的输出设定为200W电平，那么将红外传感器模块的自动角度设定模式中的输出降低到其1/4即达到大约50W，从而使在红外传感器模块的传感器单元中的每个像素处感测的光量如图8中所示整体向下移动。然而，由于与拐角B和C匹配的像素相对于与反射板匹配的像素由第二和第三红外传感器模块位置直接感测直射光，以便在所述像素处观察具有脉冲特性的瞬时峰值，因此将观察到峰值的像素确定为与拐角B和C匹配。在这种情况下，拐角B对应于有效角度0°，而拐角C对应于有效角度90°。 

也就是说，从发光单元获得图8中所示的光接收数据，其光量设定为小于在显示装置的初始阶段驱动时对于自动角度设定的触摸位置检测模式。 

在这种情况下，第一红外传感器模块参考来自第二和第三红外传感器模块处的光源的直射光来确定第二和第三红外传感器模块的相对位置，并将归入这些位置的区域设定为拐角。因此，即使一些或所有红外传感器模块发生偏离，也能在其自己的传感器单元将相对位置自动设定为关于另一个红外传感器模块上的角度。在这种情况下，能够自动准确地校正第一红外传感器模块的有效水平视角，以便改善触摸的准确性。然后，根据在红外传感器模块当中的角度的关系，可在有效视角之内进行触摸位置检测。 

下面将描述第二红外传感器模块21B和第三红外传感器模块21C的峰值检测。 

图9表示示出用于峰值检测的图2的第二红外传感器模块中的每个像素上的光感测数据的图表。 

参考图9，光感测数据是关于下降到用于峰值检测的第一输出的发光单元的输出，其显示出与发出直射光的红外传感器模块匹配的像素的脉冲特性。 

参考图9，在第二红外传感器模块21B的位置中，由于第一红外传感器模块21A布置在对应于角度0°的拐角A，因此观察到直射光的脉冲，并且由于对应于角度90°的拐角D不具有红外传感器模块，因此没有观察到脉冲。在这种情况下，在第二红外传感器模块21B的位置中，第三红外传感器模块所位于的拐角C形成θ角，如果显示面板10具有宽度a和高度b，那么所述角度θ相当于tan^-1(b/a)。也就是说，θ角可随显示面板10的高度与宽度之比而变化。在这种情况下，当第三红外传感器模块设置在拐角C时，也可以将与拐角C相对的部分用作关于θ的参考。例如，如果显示面板具有16∶9的比，那么θ对应于大约30°。 

图10表示示出用于斜率检测的图2的第二红外传感器模块中的每个像素上的光感测数据的图表。 

参考图10，为了检测斜率，将发光单元的输出升高到进行通常的触摸位置检测时的电平，以便感测第二红外传感器模块的每个像素的光量。 

在这种情况下，在第二红外传感器模块21B的位置中，由于在分别对应于0°和90°的拐角A和拐角D处，在有效角度0°之前和有效角度90°以后的光被反射板遮挡，所以感测的光量变得很小。因此，在对应于0°和90°的像素处，光量的斜率在0°和90°之前和之后很陡。 

在这种情况下，如同拐角D一样，即使由于当没有提供红外传感器模块时没有发光单元存在而使得没有直射光射出，也能够参考斜率的变化而定位对应于90°的像素的位置。 

在这种情况下，由于在拐角A处观察到直射光以及斜率的尖锐变化，因此即使使用直射光检测或斜率检测中的任一种，那么由于拐角A对应0°角，因此可定位同一个像素的位置。 

这样，通过应用峰值检测或斜率检测中的任一种，可设定对应于0°和90°的有效角度。 

根据这样，可解决由于产品的变形或偏离而容易发生的有缺陷的触摸位置检测。随之，由于每次导通产品时都进行自动角度设定方法，省去了在制造车间或由普通工人对于额外的校正的需要，能够省去额外的设置线路的需要，因 此能够明显地减少工艺时间。而且，由于普通工人不需要进行校正工作，因此，能够消除繁重的人工校正，并且能够不出现由人工校正中容易发生的有缺陷的触摸而引起的校正错误。 

参考入射在反射板上的入射角来描述原因，其中甚至在没有触摸的状态中都能在像素当中出现光量的差异。 

图11表示以入射角在反射板处的光的反射的示意图，图12表示示出以入射角在反射板处的光的反射率变化的图表。 

参考图11，从红外传感器模块入射在反射板上的光又以相同的角度反射回来。在这种情况下，如图12所示，对于光入射在反射板上的入射角的反射率，如果光以0°角入射在反射板上，那么反射率变为最大值，如果光以90°角入射在反射板上，那么反射率几乎变为0。 

反射板包括反射层、在所述反射层的上面和下面形成的第一粘合(adhesive)层和第二粘合层，以及位于第二粘合层上的滤光片(optical filter)。在这种情况下，反射层是一种立体角结构的立方体，其在从0°和65°范围的入射角处显示出高效率的光感以便具有连续布置的微棱镜的一种形状。在这种情况下，反射层的棱镜的顶点布置成指向平板显示面板的壳顶的内部。 

图13A表示示出具有16∶9的比的显示面板的入射角的变化的平面图，图13B和13C表示示出在具有16∶9的比的显示面板的红外传感器模块部件中的邻近拐角的区域处的入射角的变化的示意图。 

特别是，入射角的变化在反射板沿彼此不同方向弯曲的拐角处很大。例如，如图13A所示，由于反射板沿高度方向的微棱镜25a和反射板沿宽度方向的微棱镜25b尽管安排在同一个拐角处但具有彼此不同的方向，因此当第一红外传感器模块对准对角线方向时，反射板沿高度方向的微棱镜25a的入射角如图13B所示是30°，而反射板沿宽度方向的微棱镜25b的入射角如图13C所示是60°。 

图14表示示出在具有16∶9的比的显示面板中反射板上的入射角与红外传感器模块的测量角之间的关系的图表，图15表示示出反射板的反射率与图14的红外传感器模块相对的红外传感器模块的测量角之间的关系的图表。 

同时，由于将反射板布置到显示面板的四个侧面，因此一个红外传感器模块具有与反射板的位置不同的入射角以便使反射板在红外传感器模块的传感 器单元上具有不同的入射角。因此，为了确定红外传感器模块面向反射板的每个角度的反射率需要考虑红外传感器模块面向反射板的角度以及反射板关于入射角的反射率特性。 

图14表示示出在第一红外传感器模块21A感测光量时在红外传感器模块面向反射板的每个角度上的入射角的图表，设定第一红外传感器模块21A沿水平方向对准拐角B的情况为0°，第一红外传感器模块21A沿垂直方向对准拐角C的情况为90°，图15表示示出与上面相对的反射率的图表。在这种情况下，在参考图12描述的与反射率对应的入射角越大，则反射率越小的原理下，红外传感器模块对准反射板的每个角度上的入射角与反射率显示出接近相反的形状。 

下面将描述显示装置，在所述显示装置中为了避免由于在没有设置红外传感器模块的拐角处反射板的反射层中的微棱镜的方向不同所引起的反射率的突变而改变所述显示装置的拐角形状。 

图16表示示出根据本发明优选实施例的显示装置中没有设置红外传感器模块侧面的拐角对角线处理的平面图。 

参考图16，为了在没有设置红外传感器模块的拐角处沿对角线方向布置反射板，把面向显示面板10的框架结构270c进行对角线处理。然后，面向对角线方向的反射板250c附着到所述框架结构270c的侧面。在这种情况下，分别向邻近所述拐角的侧面设置宽度方向和高度方向框架结构270a和270b，以及分别附着到它们上的反射板250a和250b。其他元件与参考图1～3描述的相同。在这种情况下，可增大在所述拐角处的反射光以便将所述拐角设定为新的参考点。 

在这种情况下，对角线处理的框架结构270c和位于两侧的框架结构270a和270b共同地称作框架结构270。同样地，沿对角线方向附着的反射板250c以及位于两侧的反射板250a和250b共同地称作反射板250。 

如已经描述的，红外传感器模块的自动角度设定的方法和采用该方法的显示装置具有下列优点。 

首先，每个具有传感器单元的红外传感器模块将从其他红外传感器模块入射的直射光与从反射板入射的反射光通过它们的强度来分开，以便在红外传感器模块的自己的传感器单元中设定参考点。据此，通过进行自动校正，不管红 外传感器模块的偏差如何，红外传感器模块都进行另一个红外传感器模块的自动位置感知，能够进行准确的触摸检测。自动校正能够不仅在组装的情况下而且在成品中发生的运输或偏差的情况下都能不经过物理校正地设定参考。 

第二，当通过参考像素的光量的变化来确定斜率而使没有安装红外传感器模块的拐角对应于0°或90°以便使具有较陡斜率的传感器单元的像素与0°或90°相匹配时，可定位与没有安装红外传感器模块的拐角对应的传感器单元的像素。特别是，这在向显示面板提供不多于三个红外传感器模块的情况是有用的。在定位了对应于0°和90°的像素之后，在0°～90°之间的角度值提供给在对应于0°的像素与对应于90°的像素之间的像素。据此，可以排除无效的像素，能够防止有缺陷的触摸检测。 

第三，通过设定另一个红外传感器模块的位置，红外传感器模块能够根据偏差的程度来校正触摸坐标。如果在组装之后发生偏差，那么尽管现有技术的红外传感器模块不能参考预置的查找表来校正偏差，由于本发明的自动校正方法具有关于在红外传感器模块自身设定的另一个红外传感器模块的位置信息，因此对于在组装之后的运输或使用过程中发生的偏差的触摸坐标校正是可能的。 

第四，通过省略在大量生产中的偏差的校正，能够节省对于生产和组装所需的时间。并且，能够消除来自工人出错的偏差的影响。 

第五，由于能够省略参考查找表对于校正的算法，因此能够节省用于提供算法所需的成本。 

对于本领域中普通技术人员来说很清楚的是，可以在本发明中作出各种修改和变动而不会脱离本发明的精神或者范围。因此，本发明意图在于涵盖对于本发明的这些修改和变动，只要这些修改和变动落在所附权利要求书及其等效物的范围之内。 

Claims (21)

1.一种红外传感器模块的自动角度设定的方法，所述红外传感器模块具有设置在显示面板的至少两个拐角处的发光单元和传感器单元，所述方法包括以下步骤：

选择峰值检测模式或斜率检测模式；

在所述峰值检测模式中，设定感测光量的红外传感器模块的传感器单元中的像素作为参考点，所述光量与布置其他红外传感器模块的拐角对应；

在所述斜率检测模式中，对每个红外传感器模块的传感器单元中的起始像素块和结束像素块的光量进行分析，并且将形成最大斜率的像素设定为起始点或终点；以及

根据所述参考点、所述起始点和所述终点来设定每个红外传感器模块的传感器单元中的有效视角，

其中所述峰值检测模式包括步骤：导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出，和

其中所述斜率检测模式包括步骤：导通每个红外传感器模块的发光单元作为第二输出，所述第二输出大于所述第一输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述峰值检测模式进一步包括以下步骤：

在红外传感器模块中的传感器单元处感测光量，以及

对这样感测的光量进行分析，以便将产生直射光的像素设定为参考点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤包括导通除了感测光量的红外传感器模块之外的其他红外传感器模块的发光单元的步骤。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤包括在彼此不同的时间点导通红外传感器模块的发光单元的步骤。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤包括同时导通红外传感器模块的发光单元的步骤。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤包括使得红外传感器模块的发光单元的导通时间短于在触摸位置检测时的时间的步骤。

7.根据权利要求2所述的方法，其中所述导通红外传感器模块中的发光单元作为第一输出的步骤包括使得来自红外传感器模块的发光单元的光发出量少于在触摸位置检测时的光发出量的步骤。

8.根据权利要求2所述的方法，其中所述产生直射光的像素是示出脉冲光量特性的像素。

9.根据权利要求2所述的方法，其中发光单元被导通的红外传感器模块与感测光量的红外传感器模块不同。

10.根据权利要求2所述的方法，其中所述斜率检测模式进一步包括以下步骤：

在每个红外传感器模块中的传感器单元处感测光量，

对这样感测的光量进行分析，以便定位在每个红外传感器模块中的传感器单元的起始像素块和结束像素块处形成最大斜率的像素，以及

将形成最大斜率的每个像素设定并存储为起始点或终点。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述在每个传感器单元中的起始像素块是每个传感器单元的全部像素的最初20～100个像素，并且

所述在每个传感器单元中的结束像素块是每个传感器单元的全部像素的最后20～100个像素。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出的步骤包括导通除了感测光量的红外传感器模块之外的其他红外传感器模块中的发光单元的步骤。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出的步骤包括在彼此不同的时间点导通每个红外传感器模块中的发光单元的步骤。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出的步骤包括同时导通每个红外传感器模块中的发光单元的步骤。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出的步骤包括使得来自每个红外传感器模块中的发光单元的光发出量与在触摸位置检测时的光发出量相同的步骤。

16.一种红外传感器模块的自动角度设定的方法，所述红外传感器模块具有布置在显示面板的至少两个拐角处的发光单元和传感器单元，所述方法包括以下步骤：

导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第一输出；

在每个红外传感器模块中的传感器单元处感测光量；

对这样感测的光量进行分析，以便将在每个红外传感器模块中的传感器单元处产生直射光的像素设定为参考点；

导通每个红外传感器模块中的发光单元作为第二输出，所述第二输出大于所述第一输出；

在每个红外传感器模块中的传感器单元处感测光量；

对这样感测的光量进行分析，以便定位在每个红外传感器模块中的传感器单元的起始像素块和结束像素块处形成最大斜率的像素；

将形成最大斜率的每个像素设定并存储为起始点或终点，以及

根据所述参考点、所述起始点或所述终点来设定在每个红外传感器模块中的传感器单元中的有效视角。

17.一种红外传感器模块的自动角度设定的方法，所述红外传感器模块具有设置在显示面板的拐角处的发光单元和传感器单元，所述方法包括以下步骤：

导通发光单元；

在传感器单元处感测光量；以及

对红外传感器模块的传感器单元中的起始像素块和结束像素块上感测的光量进行分析，以便将在起始像素块中形成最大斜率的像素设定为起始点，并将在结束像素块中形成最大斜率的像素设定为终点。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括以下步骤：将分别设定为红外传感器模块中的传感器单元的起始点和终点的像素之间的间距设定为与0°和90°匹配的有效视角。

19.一种显示装置，包括：

显示面板；

至少两个红外传感器模块，每一个都具有设置在所述显示面板的至少两个拐角处的发光单元和传感器单元；

反射板，布置在所述显示面板的边缘，以及

触摸控制单元，具有自动角度设定单元，所述自动角度设定单元用于根据每个红外传感器模块的传感器单元中的像素来设定有效视角，所述像素通过利用检测触摸位置的触摸位置检测单元所感测的光量来形成脉冲。

20.根据权利要求19所述的显示装置，其中位于没有布置红外传感器模块的拐角处的反射板是经对角线处理的。

21.根据权利要求19所述的显示装置，进一步包括壳顶，所述壳顶将所述红外传感器模块和所述反射板布置在其内部，用以覆盖所述显示面板的边缘。