CN102455829B - 红外传感器模块及其自动校正方法和使用该红外传感器模块的触摸感测方法 - Google Patents

Abstract

公开了红外传感器模块及其自动校正方法和使用该红外传感器模块的触摸感测方法，所述触摸感测方法包括导通所述红外传感器，所述红外传感器包括具有光接收区域且布置成与显示面板的表面垂直的传感器块，所述光接收区域被划分为以“m”行乘以“n”列布置的“m×n”个块，每个块都具有沿行方向上布置的多个光接收像素，其中“m”和“n”的每个都是二或更大的自然数；扫描每个块的光信号；相对于每一列的块选择具有最大输出光信号的块；以及将从所述列选择的块的光接收像素的光信号加和。

Description

红外传感器模块及其自动校正方法和使用该红外传感器模块的触摸感测方法

本申请要求享有于2010年11月2日提交的韩国专利申请10-2010-0108338及2011年10月20日提交的韩国专利申请10-2011-0107591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

本发明涉及一种光学感测框架，尤其涉及一种能通过改变光接收区域而覆盖光信号区域，通过在延伸的光接收区域中进行块处理防止噪声且不用物理调整就可调整光接收区域的红外传感器模块及其自动校正方法和使用该红外传感器模块的触摸感测方法。

背景技术

通常，触摸屏是在用户与使用各种显示器的信息及通讯装置之间的界面类型之一。这种触摸屏是当用户亲自用手或笔触摸屏幕时，能够使用户与所述装置之间进行交互的输入设备。

因为任何人通过用手指触摸显示器上显示的按钮来很容易地使用触摸屏，所以触摸屏是能使装置进行对话及直观操纵的输入设备。由于这些特点，触摸屏应用于许多领域，所述领域诸如银行及公共机构的发售机、各种医疗器械、旅游及主要公共设施引导装置、以及交通引导装置，还有个人使用的监视器和电视。

在触摸屏中，根据使用的感知方式，可获得各种类型的触摸屏，诸如电阻型触摸屏、电容型触摸屏、超声波型触摸屏、红外型触摸屏等。

尽管上述类型的触摸屏具有不同的优点，但由于施加给触摸表面所需的压力最小以及布置方便，近来红外型触摸屏受到关注。

以下将参照附图来描述传统的光学型触摸屏。

图1是表示在传统的光学型触摸屏中显示模块及布置在所述显示模块的外部拐角处的红外传感器模块的顶视图。

如图1所示，传统的光学型触摸屏以这样的方式构造，所述这样的方式是红外传感器模块2a和2b布置在显示模块1的外部拐角处。尽管没有示出，但反射板(未示出)位于在显示模块1的除了连接红外传感器模块2a和2b的水平线之外的所有三条边处。

红外传感器模块2a和2b与来自显示模块1的分离组件(separateassembly)(未示出)耦合，钢化玻璃布置在红外传感器模块2a和2b的下部而位于显示模块1上。钢化玻璃用作能使用户直接触摸的触摸输入表面。

这里，每个红外传感器模块2a和2b都位于显示模块1的外部拐角处，且都具有用于感测沿每个红外传感器模块位置的水平方向入射的光的光接收部。

在检测触摸的过程中，每个红外传感器模块2a和2b都接收从每个红外传感器模块位置的坐标输入区域入射的光，从而实现通过光量分布的测量来识别坐标输入区域中目标的坐标。重要的是，光接收部固定地位于用作触摸输入表面的钢化玻璃的表面上，因为当每个红外传感器模块在位置上发生偏离时，光信号就不会完全被接收到光接收部。在该情形中，因为在坐标输入区域中目标的识别很困难，所以可能不会感知到触摸或者会发生错误的触摸感知。

然而，如上所述传统的光学型触摸屏具有以下问题。

通常，每个红外传感器模块都包括以线传感器(linesensor)形式的光接收部，所述线传感器具有成直线的多个像素。在该情形中，当红外传感器模块最初在红外传感器模块的组装过程中在位置上偏离或者红外传感器模块的位置由于时间的推移或产品的碰撞而偏离时，接收的光信号可实际上脱离了红外传感器模块的光接收部。因此，触摸灵敏度降低，或者一般感知不到触摸位置。

为了防止该问题，考虑红外传感器模块在位置上的偏离，认为可在上下方向和左右方向上增大光接收部的尺寸。然而，具有这样的问题，由于增加了红外传感器模块的体积，使得触摸屏在厚度上和外部区域上也增加。此外，还存在一个问题，光接收部广泛地布置在比实际所需的空间大的空间上，由此处理更多的传输量。

发明内容

因此，本发明涉及一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的红外传感器模块及其自动校正方法和使用该红外传感器模块的触摸感测方法。

本发明的一个目的是提供一种能通过改变光接收区域而覆盖光信号区域、通过在延伸的光接收区域中进行块处理来防止噪声、以及不用物理调整就可调整光接收区域的红外传感器模块及其自动校正方法和使用该红外传感器模块的触摸感测方法。

本发明的其它优点、目的和特征的一些将在下面的描述中将部分列出，这些优点、目的和特征的另一些在后续描述的基础上，对于本领域技术人员来说是显而易见的，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可实现和获得。

为了实现这些目的和其它优点，根据本发明的目的，如这里详述和概述的，一种红外传感器模块，包括具有光接收区域的传感器块，其中所述传感器块布置成与显示面板的表面垂直，所述光接收区域被划分为以“m”行乘以“n”列布置的“m×n”个块，每个块都包括布置在同一行中的多个光接收像素，其中“m”和“n”的每个都是二或更大的自然数，以及接收光的特定块的光信号被传输到触摸控制单元。

所述每个块都具有10～500个光接收像素。

所述每个光接收像素都具有比水平长度相对长的垂直长度。

所述特定块是相对于所述n列的每一列从所述“m”中的至少一行选择的。

所述特定块是通过接收到的所述光信号的光接收分布来选择的。

所述特定块是在过滤和排除所述接收到的光信号的噪声之后选择的。

所述“m”和“n”的每个都是2至10的数。

在本发明的另一个方面中，一种使用红外传感器模块的触摸感测方法，包括：导通所述红外传感器，所述红外传感器包括具有光接收区域且布置成与显示面板的表面垂直的传感器块，所述光接收区域被划分为以“m”行乘以“n”列布置的“m×n”个块，每个块都具有沿行方向上布置的多个光接收像素，其中“m”和“n”的每个都是二或更大的自然数；扫描每个块的光信号；相对于每一列的块选择具有最大输出光信号的块；以及将从所述列选择的块的光接收像素的光信号加和。

所述触摸感测方法进一步包括：激活所述选择的块，从而将所述选择的块设为在触摸的检测过程中用于感测所述光信号的感兴趣区域ROI。

所述扫描每个块的光信号是在包括所述红外传感器模块的显示装置的每一次驱动时进行的。

所述扫描每个块的光信号是通过用户的选择进行的。

存储直到所述用户的选择为止而被设定的所述感兴趣区域，以用于所述光信号的测量。

所述扫描每个块的光信号是在每一次产生特定事件时进行的。

存储直到产生所述特定事件为止而被设定的所述感兴趣区域，以用于所述光信号的测量。

在本发明的再一个方面中，一种红外传感器模块的自动校正方法，包括：导通所述红外传感器，所述红外传感器包括具有光接收区域且布置成与显示面板的表面垂直的传感器块，所述光接收区域被划分为以“m”行乘以“n”列布置的“m×n”个块，每个块都具有沿行方向布置的多个光接收像素，其中“m”和“n”的每个都是二或更大的自然数；对所述m行的每一行扫描光信号；比较每一行的光信号；相对于所述n列的每一列的块选择具有最大输出光信号的块；激活被选择的块而使没有被选择的块失效，从而将所述块分类。

所述自动校正方法进一步包括将所述被激活的块设为感兴趣区域ROI。

所述相对于n列的每一列的块选择具有最大输出光信号的块是从每一列选择一个或多个块。

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的和解释性的，意在提供对要求保护的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是表示在传统的光学型触摸屏中显示模块及布置在所述显示模块的外部拐角处的红外传感器模块的顶视图。

图2是表示红外传感器模块的左右偏离的顶视图；

图3是表示相对于图2中的光接收区域的光信号区域以及在左右偏离的情形中光接收区域中的光信号波形的图表；

图4是表示红外传感器模块的上下偏离的顶视图；

图5是表示相对于图4中的光接收区域的光信号区域以及在上下偏离的情形中光接收区域中的光信号波形的图表；

图6是表示为了解决图4中的问题的一种红外传感器模块的光接收区域的示图；

图7是表示在感测图6的光信号之后的光信号输出的图表；

图8是表示放置有根据本发明实施方式的红外传感器模块的显示装置的任意一个拐角的透视图；

图9是表示根据本发明实施方式的红外传感器模块的光接收区域的示图；

图10是表示选自图9的列A2的块的示图；

图11是表示在列A2的被激活的块中每个像素的光信号输出及其总和的示图；

图12是表示在感测图9的光信号之后的光信号输出的图表；

图13是表示在根据本发明实施方式的红外传感器模块中包括的传感器块的顶视图；

图14是表示在图13的光接收区域中的右下角的一部分的放大图；

图15是表示根据本发明实施方式的显示装置的框图；

图16是表示根据本发明实施方式的红外传感器模块的自动校正方法的流程图；以及

图17是表示采用根据本发明实施方式的自动校正方法的触摸感测方法的流程图。

具体实施方式

现在详细描述本发明的优选实施方式，这些实施方式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。

以下将参照附图详细描述根据本发明实施方式的红外传感器模块、触摸感测方法及其自动校正方法。

首先，将描述当红外传感器模块在位置上偏离时光信号的光接收特性。

图2是表示红外传感器模块的左右偏离的顶视图。图3是表示相对于图2中的光接收区域的光信号区域以及在左右偏离的情形中光接收区域中的光信号波形的图表。

图2示出红外传感器模块5在左右方向上偏离左右中心线。在该情形中，如图3所示，当红外传感器模块5包括光接收区域5a，所述光接收区域5a具有沿横向方向成直线布置的光接收像素时，实际上接收光信号的光信号区域的左右部分从光接收区域5a部分地偏离。

光接收区域5a的垂直长度“a”与任意一个光接收像素的垂直长度相同。

如图3所示，当光接收区域5a是具有在横向方向上的多个光接收像素、例如五百个光接收像素的线传感器时，可看出光信号的输出在光接收区域5a的左右部分处非常低。这是由实际接收光信号的光信号区域脱离光接收区域5a导致的。在该情形中，与光接收区域5a的左右部分对应的触摸坐标没有被检测到，因而由于红外传感器模块5的左右偏离可产生错误的触摸检测。

图4是表示红外传感器模块的上下偏离的顶视图。图5是表示相对于图4中的光接收区域的光信号区域以及在上下偏离的情形中光接收区域中的光信号波形的图表。

如图4所示，当红外传感器模块5向上或向下偏离上下中心线时，则如图5所示，实际接收光信号的光信号区域可从红外传感器模块5中的具有沿横向方向成直线布置的光接收像素的光接收区域5a脱离。

在该情形中，因为光信号没有入射到光接收区域上，所以从红外传感器模块输出的波形非常小且其值也不是有效的。因此，实际上会检测不到触摸。

图6是表示为了解决图4中的问题的一种红外传感器模块的光接收区域的示图。图7是表示在感测图6的光信号之后的光信号的输出图表。

如图6中所示，为了解决如上所述由于红外传感器模块的偏离导致的问题，可使用大大增加光接收区域的垂直长度的方式。表示的附图示出红外传感器模块60的垂直长度形成为图4的红外传感器模块5的k倍(其中k是二或更大的自然数)。因此，尽管红外传感器模块60在位置上偏离，但由于光接收区域扩展的垂直长度，光信号被充分接收在光接收区域内。

这里，像素分别分布在光接收区域中的多个列中，从每个像素感测光量。如图7所示，在从任意一个像素接收的光量的情形中，除初始入射的光信号之外，还感测和接收到噪声。

因此，当像图6所示的上述光接收区域一样在纵向上增大光接收区域时，可弥补上下和左右方向上的偏离。然而，因为与光信号一起还检测到包括噪声分量的波形，所以触摸的检测性能恶化。

因而，根据本发明的红外传感器模块涉及为这样的方式，所述方式在考虑上下或左右偏离，较大增加光接收区域的尺寸，从而将整个光信号区域包括在光接收区域内，并且同时通过将列方向上的像素数据信号加和以相对于每一列中的像素输出一个信号并进行块处理的方式来减小数据传输量。

图8是表示放置有根据本发明实施方式的红外传感器模块的显示装置的任意一个拐角的透视图。

如图8所示，每个红外传感器模块21A都包括其中用于接收红外光并将光信号的输出传输到触摸控制单元(未示出)的传感器块2100。此外，红外传感器模块21A可进一步包括红外光发射部(未示出)。根据需要，红外光发射部还可形成为与红外传感器模块21A分离。

在每个红外传感器模块21A中，传感器块2100布置成与显示面板10垂直，且传感器块2100的布置区域对应于显示面板10的拐角。

同时，除红外传感器模块21A之外在显示面板10的边缘处还分别形成有反射板25，从而反射从红外光发射部入射到反射板25的光，然后会聚在红外传感器模块21A上。在该情形中，每个反射板25都位于壳顶26的上表面的下侧处，从而红外光在红外光发射部与传感器块2100之间水平传播。如果需要，可进一步在每个反射板25与壳顶26的相应内侧表面之间分别设置由塑料组分形成的框结构(未示出)。在该情形中，反射板25设置成附着到每个框结构的侧部。

这里，形成在显示面板10的拐角处的红外传感器模块21A、形成在显示面板10的边缘处的反射板25、附着有反射板25的框结构(未示出)以及壳顶26共同称作光学感测框架。

此外，每个红外传感器模块21A的红外光发射部和传感器块2100可进一步包括透镜(未示出)和红外滤光器(filter)(未示出)，以分别适于发出和接收红外光。

此外，从每个红外传感器模块21A的传感器块2100接收的红外光数据提供给控制板(见图15中的附图标记“30”)，从而用于触摸检测的算术运算。

传感器块2100包括光接收区域。光接收区域具有以这样的方式构造的二维阵列，所述方式为以多个行布置一维放置的多个块。每个块都包括沿行方向上布置的多个像素。这里，每个像素都用作一种光接收元件，且由沿水平和垂直方向上具有不同比例的矩形形状形成。此外，该像素可使光信号转换为电信号并输出。

如上所述，当每个像素都具有沿列方向上拉伸并在一行中一维布置的细长形状时，输出从每个像素感测的光信号。然而，当在如图9所示的二维块阵列中的每个块都包括的多个像素时，可以以每一列为基础将垂直布置的像素的所有光信号加和，从而相对于相应列中的像素输出一个信号，或者在同一列布置的像素之中，仅将特定块中的像素的光信号加和，从而相对于相应列输出一个信号，或者相对于相应列可仅输出在该列布置的像素中特定的一个信号。下面描述的感测方法通过上述第二或第三方式来确定对应于每一列的光信号输出。

以下将描述根据本发明实施方式的每个红外传感器模块的光接收区域及其光信号的检测。

图9是表示根据本发明实施方式的红外传感器模块的光接收区域的示图。

将参照图9描述根据本发明实施方式的红外传感器模块的传感器块。该传感器块用作图像传感器，并包括由m×n个块(其中m和n是二或更大的自然数)组成的光接收区域210。

光接收区域210被划分为以m行乘以n列布置的m×n个块(其中m和n是二或更大的自然数)。例如，当红外传感器模块偏离左右或上下中心线时，每个光信号都被接收到倾斜状态的光接收区域210。

这里，光接收区域210的垂直长度“A”小于图8所示的传感器块2100的高度。

m和n每个都表示二至十的自然数。

就是说，根据本实施方式的红外传感器模块的传感器块中的光接收区域布置有由二至十行及二至十列组成的块，且被增大以在每个块中都具有多个光接收像素。因而，尽管红外传感器模块在位置上偏离，但所有光信号仍可被接收到光接收区域210。在该情形中，根据本实施方式的红外传感器模块的传感器块中的光接收区域被划分为多个块。因而，只有集中有光信号的特定块被激活，从而将该被激活的块中的信号加和并相对于每一列来输出。

光接收区域中的阴影块(hatchedblock)是实际上用于感测光信号的区域。这种区域被设定为感兴趣区域(ROI)。

这里，每个块都包括沿横向方向成直线形成的多个像素。此外，在同一行中具有多个列的块包括大约10～500个光接收区域。在该情形中，每个光接收像素都具有垂直长度比水平长度相对要长的矩形形状。所述块设为具有宽度尺寸“a”和长度尺寸“b”。每个块的垂直长度与一个光接收像素的垂直长度相同。如图9所示，根据该实施方式，一个块包括五个光接收像素，光接收区域布置有五乘以五个块。

然而，本发明中的块的数量或块中的像素的数量并不限于示出的示例，如果需要，还可以修改块中的行和列的数量以及一行中设置的光接收像素的数量。

例如，相对于在图9中感测光信号的光接收区域，每个像素的光信号输出可以如下进行。

图10是表示选自图9的列A2的块的示图。图11是表示在列A2的被激活的块中每个像素的光信号输出及其总和的示图。

如图10所示，对于列A2的块，在纵向方向上设置有五个块B1～B5，但由光量的集中而被激活的块为块A2-B3和A2-B4。首先，在块A2-B2中可部分地感测到光量。然而，这并不是最初被感测并接收到红外传感器模块的信号，实际上是噪声。可通过上述特定块的激活排除该噪声。

如图11所示，在每一列的像素中将相对于列A2的块感测到的光量加和，除被激活的块A2-B3和A2-B4之外，块A2-B1，A2-B2和A2-B5都是失效(deactivated)的块。这些失效的块排除在光信号的加和之外。同时，因为块A2-B1和A2-B5中感测到的光量为零，所以实际上只有由噪声导致的块A2-B2的光量排除在加和之外。

如图12所示，可以看出考虑了在选择每一列中被激活的块之后将同一列中像素的光信号加和，以每一像素为基础，光量值处于相同的水平。可以看出相对于整体像素，光量检测以某一水平稳定地输出。这意味着排除了由于噪声造成的影响。

在图9中，以这样的方式选择块，所述方式为从同一列中选择具有最大输出光信号的块，从而仅将选择的该块设定为ROI。这用作一种过滤(filtering)过程。通过这种过滤过程，数据不是传输到多个块的全部，而是将从选择的特定块接收的光信号传输到触摸控制单元。因而，数据传输量可减小到与具有成直线布置的多个光接收像素的线传感器相似的水平。

如图9所示，在光接收区域具有例如5×5个块(A1～A5×B1～B5)的情形中，相对于块列A1和A2选择块行B3和B4，而相对于块列A3，A4和A5选择块行B2和B3。在示出的示例中，相对于每一列选择两个块，但本实施方式并不限于此。因此，可相对于列选择一个块或三个或更多个块。这里，在检测光信号时，所选择的块称作有效状态(activestate)，而未选择的块称作失效状态(inactivestate)。

每个块都包括分别以多列布置的像素。在示出的示例中，块包括五个像素，但本实施方式并不限于此。就是说，同一块中可包括多个像素。在该情形中，这些像素布置在同一行中。

此外，伴随特定块的选择，本实施方式使在同一列的特定块中被激活的每个像素的光信号加和，从而输出加和之后的一个信号并将其传输到外部。因而，本实施方式的数据量为与构造为像素布置在一行中的光接收区域的情形相同的水平。

图13是表示在根据本发明实施方式的红外传感器模块中包括的传感器块的顶视图。图14是表示在图13的光接收区域中的右下角的一部分的放大图。

如图13所示，传感器模块2100包括：底板(baseplate)205、在底板205的下端的布置有由2～10个行和100～9000个列组成的光接收像素215的光接收区域210、以及与柔性印刷电路板(FPC，未示出)等连接以将光接收区域中感测的光信号传输到触摸控制单元的端子202。光接收区域210和每个端子202在底板205的内部电连接。

在一个示例中，如图14所示，每个光接收像素215大约7.8微米宽，大约62.5微米长。当光接收像素215如图所示以五行布置时，光接收像素215总高度为大约312.5微米。因此，光接收像素215可充分放置在底板205的整体高度“H”内。

这里，底板205的整体高度“H”不超过大约1毫米。因而，当底板205设置成直立在显示面板的表面上时，与具有在一行中布置的光接收像素的线传感器相比，红外传感器模块在厚度上不会发生较大变化。这是因为根据光接收区域中的增加的行，光接收像素215布置在底板205的剩余空间内。

因此，本发明的红外传感器模块使几百列的光接收像素以多行布置在红外传感器模块中的传感器块的光接收区域中，从而没有光信号脱离红外传感器模块的光接收区域。因而，光信号可会聚在光接收区域的光接收像素215上，不必整体改变红外传感器模块的高度或体积。结果，防止了触摸的错误操作，由此改善了触摸灵敏度。

同时，可改变每个光接收像素215的水平和垂直比例。然而，光接收像素215以这样的方式布置，所述方式为在光接收区域210中相对地设置十行并增加列的数量。因而，当每个光接收像素215的垂直长度大于水平长度时，可有利于将光接收像素215布置在底板205内。

特别是，尽管在光接收区域中增加了行的数量，但可使用传感器块中的剩余空间布置所增加的行。因此，不增加红外传感器模块的整体厚度，由此实现了在保持纤薄显示装置的状态下获得光学触摸检测。

同时，当在光接收区域的一行中布置s个光接收像素215时，有效感测像素是除开头和末尾部分像素之外的部分。在该情形中，有效感测像素可分别与相对于邻近传感器块2100的显示面板的两个边的0°至90°的角度匹配。

以下将描述使用上述红外传感器模块的显示装置。

图15是表示根据本发明实施方式的显示装置的框图。

如图15所示，根据本发明实施方式的显示装置包括：显示模块20，在所述显示模块20中红外传感器模块21A至21C分别位于用于显示图像的显示面板10的拐角处；用于控制显示模块20并进行用于感知触摸位置的算法的控制板30；以及给控制板30提供时序信号和将要在显示面板10上显示的数字视频数据RGB的系统40。

显示模块20包括：用于显示图像的显示面板10；用于给显示面板10的数据线D1至Dm提供数据电压的源极驱动器11；用于给显示面板10的栅极线G1至Gn提供扫描脉冲的栅极驱动器12；以及分别位于显示面板10的拐角处的红外传感器模块21A至21C。

此外，尽管没有示出，显示模块20包括：壳顶26，所述壳顶26由框形形成以包围显示面板10的边缘和侧面及位于显示面板10的拐角的各个上部处的红外传感器模块21A至21C；以及作为底盖(未示出)的形成为与壳顶26接合并从下部容纳显示面板的壳体(casing)结构。

在示出的附图中，尽管红外传感器模块位于三个拐角处，但本实施方式并不限于此。因此，红外传感器模块可形成为位于两个或四个拐角处。

显示面板10可以是平板显示面板，通常具有四边形形状。此外，显示面板10包括两个基板和形成在它们之间的中间层，显示面板10根据中间层的组分和功能而在类别上不同。显示面板10的一个示例可以是液晶显示面板，但本实施方式并不限于此。就是说，显示面板10还可以是电泳显示面板、有机发光显示面板、场发射显示面板、量子点显示面板和等离子体显示面板中的任何一种。

当显示面板10例如是液晶显示面板时，显示面板10包括薄膜晶体管(以下被称作“TFT”)基板和滤色器基板。在TFT基板与滤色器基板之间形成有液晶层。TFT基板这样形成，在下玻璃基板上栅极线G1至Gn和数据线D1至Dm以直角彼此交叉。液晶单元Clc以矩阵形式分别布置在由数据线D1至Dm和栅极线G1至Gn限定的单元区域中。形成在各条数据线D1至Dm和各条栅极线G1至Gn交叉部分处的TFT响应于来自栅极线G1至Gn的扫描脉冲，从而分别将经由数据线D1至Dm提供的数据电压传输给液晶单元Clc的像素电极。为此，TFT的栅极电极分别与栅极线G1至Gn连接，而所述TFT的源极分别与数据线D1至Dm连接。TFT的漏极分别与液晶单元Clc的像素电极连接。面对像素电极的公共电极提供有公共电压Vcom。滤色器基板包括形成在上玻璃基板上的滤色器和黑矩阵。

在诸如扭曲向列(TN)模式和垂直取向(VA)模式这样的垂直电场驱动方式中，每个公共电极都形成在上玻璃基板上，而在诸如面内切换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式这样的水平电场驱动方式中，每个公共电极与每个像素电极一起形成在下玻璃基板上。

源极驱动器11包括多个数据集成电路。源极驱动器11在控制板30的控制下将从控制板30输入的数字视频数据RGB转换为正或负模拟伽马补偿电压，以将该模拟伽马补偿电压作为模拟数据电压提供给数据线D1至Dm。

栅极驱动器12包括多个栅极集成电路，以在控制板30的控制下给栅极线G1至Gn顺序提供扫描脉冲。

源极驱动器11的数据集成电路和栅极驱动器12的栅极集成电路可以以诸如玻璃上芯片(COG)或使用载带封装(TCP)的带式自动键合(TAB)这样的方式形成在下玻璃基板上。栅极驱动器12的栅极集成电路可与TFT工艺相同的工艺与显示面板10的TFT同时直接形成在下玻璃基板上。

控制板30通过柔性印刷电路(FPC)和连接器与源极驱动器11和栅极驱动器12连接。控制板30包括时序控制器31和触摸控制单元32。

时序控制器31使用垂直/水平同步信号V和H以及时钟CLK产生用于控制栅极驱动器12的操作时序的栅极控制信号、以及用于控制源极驱动器11的操作时序的数据控制信号。此外，时序控制器31给源极驱动器11提供从系统40输入的数字视频数据RGB。

触摸控制单元32的触摸控制电路存储有与红外传感器模块21A至21C中包括的传感器块的每个像素进行比较的基准值，并将基准值与红外传感器模块接收的红外光信号进行比较，由此进行触摸位置的检测。

触摸控制单元32给系统40提供触摸位置坐标信息Txy。因为触摸控制单元32与时序控制器31共享时序信号，所述时序信号诸如垂直/水平同步信号V和H、时钟CLK等，所以触摸控制单元32与时序控制器31同步操作。

此外，在上述触摸位置检测之前，伴随根据上述的块选择的自动垂直校正，触摸控制单元32施加自动设置红外传感器模块21A至21C的有效视角的自动水平校正算法。为此，除触摸位置计算部之外，触摸控制单元32进一步包括自动角设置部(未示出)

这里，系统40包括安装有应用程序的存储器、用于执行该应用程序的中央处理单元、以及组合在显示面板10上显示的图像和触摸图像以对组合的数据进行信号插值(interpolating)处理、分辨率转换等的图形处理电路。系统40从触摸控制单元32接收触摸位置信息Txy，然后执行与该触摸位置信息Txy有关的应用程序。例如，当特定程序的图标在触摸位置的坐标中时，系统40从存储器装载该程序，从而执行该程序。此外，系统40组合在显示面板10上显示的图像和触摸图像，以产生数字视频数据RGB。系统40可由个人计算机(PC)实现，并可通过通用串行总线(BUS)接口与触摸控制单元32交换数据。

图16是表示根据本发明实施方式的红外传感器模块的自动校正方法的流程图。

如图16所示，根据本发明实施方式的红外传感器模块的自动校正方法如下。

如图16所示，当光信号由于红外传感器模块的偏离而从预定光接收区域脱离时，根据本发明实施方式的红外传感器模块的自动校正方法是有用的。在每一次驱动显示装置(例如每一次识别PC中的装置等)、每一次产生特定事件、或者用户每一次的预期执行而进行以下所述的自动校正方法。

该自动校正方法在实际接收光信号的传感器块中搜寻光接收区域，不用由用户进行物理校正。如果在每一次产生特定事件或者用户每一次的预期执行而进行自动校正，则在用户的选择之前，该自动校正方法存储在之前光接收区域中被设定为ROI的区域，从而在显示装置中的驱动电源的下一次复位过程中跳过自动校正并使用存储的区域。

此外，当在每一次驱动显示装置都进行自动校正时，可在产品的每一次驱动时在光接收区域中自动进行特定块的选择，由此自动进行传感器块中特定块的垂直排列。因而，可防止因为由于时间的推移或产品碰撞而产生的红外传感器模块的偏离所导致的错误的触摸操作。

如图16所示，在导通包括具有光接收区域的传感器块并布置成与显示面板的表面垂直的红外传感器模块之后，其中光接收区域被划分为以m行乘以n列布置的m×n个块(其中m和n每个都是二或更大的自然数)，开始自动校正(S10)。

随后，对m行的每一行扫描光信号(S20)。

随后，比较每一行的光信号(S30)。

随后，选择具有在n列的每一列的块中的最大输出光信号的块(S40)。

随后，激活该选择的块并使未选择的块失效，从而将块分类(S50)。

随后，将被激活的块设为感兴趣区域(ROI)，结束自动校正(S60)。

在该情形中，根据红外传感器模块的偏离来选择ROI，即使存在偏离仍可通过上面的自动校正来正确地感测触摸。

图17是表示采用根据本发明实施方式的自动校正方法的触摸感测方法的流程图。

使用根据该实施方式的红外传感器模块的触摸感测方法的构造具有图8至图10所示的传感器块和图15所示的控制板30的构造。

首先，在导通其中传感器块2100中的光接收区域210被划分为以m行乘以n列布置的m×n个块(其中m和n每个都是二或更大的自然数)的红外传感器模块之后，开始触摸感测(S110)。这里，在每个块内多个像素分别以多列布置，每个像素都包括能感测光量的光接收元件。

随后，扫描每个块的光信号(S120)。同时，根据图16所述的自动校正方法，可在包括红外传感器模块的显示装置的每一次驱动时进行扫描每个块的光信号的步骤，或者由用户的选择来进行所述扫描每个块的光信号的步骤。在后一情形中，存储直到用户的选择为止而被设定的ROI，从而用于光信号的测量。

此外，可在每一次产生特定事件时进行所述扫描每个块的光信号的步骤。在该情形中，存储直到所述特定事件的产生为止而被设定的ROI，从而用于光信号的测量。

此外，至于每一列的块选择具有最大输出光信号的块的步骤可从每一列选择一个或多个块。在该情形中，所述块可设为一个单元。

随后，在比较被扫描的块的光信号之后选择光信号集中的特定块，从而分类为激活的块和失效的块(S130)。在该情形中，从每一列选择至少一个块。当从每一列选择多个块时，选择相邻的块被激活，由此能排除噪声。可根据图16所述的自动校正方法进行块的激活和块的失效，或者提前设定为选择的ROI。

在该情形中，可从同一行中的每一列选择所述块，或者可从另一行中的每一列选择。在前一情形中，红外传感器模块几乎水平布置，因而光量表现为以水平状态集中。

随后，相对于被激活的块以每一列为基础将像素的光量加和，从而将光信号输出传输到设置在传感器块外部的触摸控制单元32(S140)。相对于每一列布置的像素进行光量的加和。

这里，以被激活的每一块为基础和被激活的每一列为基础加和的光量值可存储于设置在触摸控制单元处的特定存储器中(S150)。在该情形中，在电源的下一次复位过程中可跳过自动校正，从而使用之前存储的结果值。

随后，将被激活的块设为ROI，结束触摸感测(S160)。

这里，相对于被激活的块以每一列为基础的像素的光量(光信号)被接收到触摸控制单元，因而可根据光量的水平来检测是否感知到触摸。就是说，与初始值(在导通发光部的情形中)相比，当特定列中像素的光量小于某一水平时，触摸可被检测到。

同时，上述自动校正方法在相应位置处选择具有最大输出光信号的块，从而感测相应块中光接收像素的光信号，不用物理校正红外传感器模块的偏离程度。因而，没有增加数据传输量，并可获得有效的光感测输出。结果，可提高触摸灵敏度。特别是，当红外传感器模块在垂直方向上偏离时，可通过上述自动校正方法解决光信号完全脱离光接收区域的问题。

此外，直到产品投放市场，上述自动校正方法通过简单的在光接收区域中选择特定的块设置光信号产生区域。因而，不需要工人的物理校正或富有经验的工作，由此实现了制造工艺的简化。

此外，通过自动校正方法的应用而相对于每一列从一个或多个特定块选择ROI，然后仅相对于所选择的块以每一列为基础将像素的光量加和。结果，在用于触摸感测的光量(光信号)的检测过程中可减小计算量。

从上面的描述很显然，根据本发明的红外传感器模块及其自动校正方法和该模块的触摸感测方法具有下面的效果。

第一，所述红外传感器模块使几百列的光接收像素以多行布置在传感器块的光接收区域中，从而光信号不会脱离红外传感器模块的光接收区域。因而，光信号可会聚在光接收区域的光接收像素上，不用整体上改变红外传感器的高度或体积。结果，可防止错误的触摸操作，由此能提高触摸灵敏度。

第二，尽管在光接收区域中行数增加，但可使用传感器块中剩余的空间布置这些增加的行。因此，红外传感器模块的整体厚度不会增加，由此能在保持纤薄显示装置的状态下获得光学触摸检测。

第三，传感器块中的每一行光接收区域被划分为块，从而在每个块中包括预定数量的像素，且仅选择光信号集中的特定块来处理数据。因而，可排除由其他区域产生的噪声造成的影响。

第四，仅选择光信号集中的特定块来处理数据，由此减小了数据处理量。结果，可防止触摸检测的速度降低。

第五，在每一次产品的驱动时可自动进行、或者通过用户的选择进行或者由特定的事件进行在光接收区域中特定块的选择，由此自动进行传感器块中的特定块的垂直排列。因而，可防止因为由于时间的推移或产品碰撞而产生的红外传感器模块的偏离所导致的错误的触摸操作。

第六，通过应用自动校正方法相对于每一列从一个或多个特定块选择ROI，然后仅相对于所选择的块以每一列为基础将像素的光量加和。结果，在用于触摸感测的光量(光信号)的检测过程中可减小计算量。

在不脱离本发明精神或范围的情况下，对本发明作出各种修改和变型对本领域的技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在涵盖落入所附权利要求书及其等同物范围内的对本发明的各种修改和变型。

Claims (19)

1.一种红外传感器模块，包括具有光接收区域的传感器块，其中：

所述传感器块布置成与显示面板的表面垂直；

所述光接收区域被划分为以“m”行乘以“n”列布置的“m×n”个块，每个块都包括布置在同一行中的多个光接收像素，其中“m”和“n”的每个都是二或更大的自然数；以及

接收光的特定块的光信号被传输到触摸控制单元，所述特定块相对于每一列的块具有最大输出光信号，

其中所述每个光接收像素都具有比水平长度相对长的垂直长度，并且在由导通所述红外传感器模块开始的自动校正过程中被激活的特定块设为在触摸的检测过程中的感兴趣区域ROI。

2.根据权利要求1所述的红外传感器模块，其中所述每个块都具有10～500个光接收像素。

3.根据权利要求1所述的红外传感器模块，其中所述特定块是相对于所述“n”列的每一列从所述“m”行中的至少一行选择的。

4.根据权利要求1所述的红外传感器模块，其中所述特定块是通过接收到的所述光信号的光接收分布来选择的。

5.根据权利要求4所述的红外传感器模块，其中所述特定块是在过滤和排除所述接收到的光信号的噪声之后选择的。

6.根据权利要求1所述的红外传感器模块，其中所述“m”和“n”的每个都是2至10的数。

7.一种使用红外传感器模块的触摸感测方法，包括：

导通所述红外传感器，所述红外传感器包括具有光接收区域且布置成与显示面板的表面垂直的传感器块，所述光接收区域被划分为以“m”行乘以“n”列布置的“m×n”个块，每个块都具有沿行方向布置的多个光接收像素，其中“m”和“n”的每个都是二或更大的自然数；

扫描每个块的光信号；

相对于每一列的块选择具有最大输出光信号的块；

将从所述列选择的块的光接收像素的光信号加和；以及

激活在所述选择步骤过程中所述选择的块，从而将所述选择的块设为在触摸的检测过程中的感兴趣区域ROI。

8.根据权利要求7所述的使用红外传感器模块的触摸感测方法，其中所述扫描每个块的光信号是在包括所述红外传感器模块的显示装置的每一次驱动时进行的。

9.根据权利要求7所述的使用红外传感器模块的触摸感测方法，其中所述扫描每个块的光信号是通过用户的选择进行的。

10.根据权利要求9所述的使用红外传感器模块的触摸感测方法，其中存储直到所述用户的选择为止而被设定的所述感兴趣区域，以用于所述光信号的测量。

11.根据权利要求7所述的使用红外传感器模块的触摸感测方法，其中所述扫描每个块的光信号是在每一次产生特定事件时进行的。

12.根据权利要求11所述的使用红外传感器模块的触摸感测方法，其中存储直到产生所述特定事件为止而被设定的所述感兴趣区域，以用于所述光信号的测量。

13.一种红外传感器模块的自动校正方法，包括：

导通所述红外传感器，所述红外传感器包括具有光接收区域且布置成与显示面板的表面垂直的传感器块，所述光接收区域被划分为以“m”行乘以“n”列布置的“m×n”个块，每个块都具有沿行方向布置的多个光接收像素，其中“m”和“n”的每个都是二或更大的自然数；

对所述m行的每一行扫描光信号；

比较每一行的光信号；

相对于所述n列的每一列的块选择具有最大输出光信号的块；以及

激活被选择的块而使没有被选择的块失效，从而将所述块分类，

其中将所述被选择的块设为在触摸的检测过程中的感兴趣区域ROI。

14.根据权利要求13所述的红外传感器模块的自动校正方法，其中所述对m行的每一行扫描光信号是在包括所述红外传感器模块的显示装置的每一次驱动时进行的。

15.根据权利要求13所述的红外传感器模块的自动校正方法，其中所述对m行的每一行扫描光信号是通过用户的选择进行的。

16.根据权利要求15所述的红外传感器模块的自动校正方法，其中存储直到所述用户的选择为止而被设定的所述感兴趣区域，以用于所述光信号的测量。

17.根据权利要求13所述的红外传感器模块的自动校正方法，其中所述对m行的每一行扫描光信号是在每一次产生特定事件时进行的。

18.根据权利要求17所述的红外传感器模块的自动校正方法，其中存储直到产生所述特定事件为止而被设定的所述感兴趣区域，以用于所述光信号的测量。

19.根据权利要求13所述的红外传感器模块的自动校正方法，其中所述相对于n列的每一列的块选择具有最大输出光信号的块是从每一列选择一个或多个块。