CN102650918B - 光学式触摸装置及方法、触摸显示装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种光学式触摸装置及方法、触摸显示装置及方法。所述光学式触摸装置包括：多个光敏传感器，交替进行开启和关闭，光敏传感器连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；探测光源，交替进行开启和关闭；控制单元，控制光敏传感器和探测光源的开启/关闭，使光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光，而在第二次开启时探测到的是探测光和干扰光之和；减法单元，将光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去光敏传感器在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号。本发明结构简单，成本低，不论干扰光是否是较强的干扰光，都可以精确地进行触摸显示。

Description

光学式触摸装置及方法、触摸显示装置及方法

技术领域

本发明涉及触摸显示技术领域，尤其涉及一种光学式触摸装置及方法、触摸显示装置及方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展和进步，各种显示系统广泛应用于日常生活中。而随着生活水平的日益提高，人们已不再满足被动接受显示系统提供的信息，近年来发展的触摸液晶显示屏、IPAD等一系列产品，这些产品的显示系统上装配有触摸屏，可将信息显示和信息输入的功能集成在一起，形成了一种方便、快捷的人机交互方式。

集成于显示系统上的触摸屏通常用于探测手指(或电子笔)在触摸屏上的触碰位置。根据探测原理不同，触摸屏包括电阻式、电容式、电磁式、表面声波式等等。

现有技术中还发展了一种光学式触摸屏，其由于坐标输入区域的透过率高、图像清楚且具有优异的可靠性，因此被广泛用在银行的ATM、车站的售票机等中。

参见图1所示，现有技术中一种典型的光学式触摸屏包括：

显示基板10，用于接收外界信息和显示，所述外界信息包括：触摸信息和干扰光；

多个光敏传感器11，位于所述显示基板10的下表面，用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器11呈阵列式排布；

背光源12，位于所述光敏传感器11的下方，用于提供白光；

信号处理单元(图1中未示出)，与所述光敏传感器11电性相连，用于得到触摸信息。

上述光学式触摸屏的探测过程具体为：所述背光源12提供背景光，该背景光会入射到所述显示基板10的背面和所述光敏传感器11的背面，所述光敏传感器11的背面不具备探测光的功能，因此当不存在触摸且不存在干扰光的情况下时，所述光敏传感器11探测到的光为零；当手指(或电子笔)13触摸所述显示基板10的上表面时，会有部分背景光入射到所述手指13的指尖，且在所述手指13的指尖处发生反射，反射光便会投射到光敏传感器11上；光敏传感器11将接收到的光信号转换为电信号，且将该电信号传送给信号处理单元；信号处理单元通过分析接收到探测光的光敏传感器11的位置及探测到的电信号，就可以得到手指12指尖触摸的显示基板10的具体位置。

然而，现有技术的光学式触摸屏容易受到杂散光的干扰，当将光学式触摸屏设置在太阳光、灯光等干扰光较强的地方，诸如图1中太阳光平行光束14透过所述显示基板10，进而被所述光敏传感器11探测到，当本来没有触摸时，便可能将该太阳光平行光束14识别为触摸；当有触摸时，若太阳光平行光束14的光强很大，便可能会使信号处理单元得出错误的触摸信息，或者是根本无法进行触摸检测。因此，当存在较强干扰光时，就会影响光学式触摸屏对触碰位置探测的准确性，甚至是使得光学式触摸屏不能进行触摸检测。

为了解决上述问题，专利公开号为CN101644977A的中国专利申请提供了一种光学式触摸面板，其在受光侧光波导路的表面的、至少在有可能直接接受干扰光的位置上设有有机着色层。但是上述技术方案增加了结构的复杂度，所述有机着色层仅是针对特定波长的干扰光，且只是在一定程度上减小了干扰光的透光率，干扰光仍然会影响触摸检测的结果。

此外，当图1所示的光学式触摸屏中显示基板10处于黑屏，即背光源12不发光时，光敏传感器11就不能实现触摸检测。

发明内容

本发明解决的问题是，现有技术中光学式触摸屏在强干扰光下不能准确进行触摸检测，因此本发明提供了一种不受干扰光影响的光学式触摸装置及方法、触摸显示装置及方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种光学式触摸装置，包括：

多个光敏传感器，用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器呈阵列式排布，所述光敏传感器交替进行开启和关闭，所述光敏传感器连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；

探测光源，用于提供探测光，位于所述光敏传感器的下方，所述探测光源交替进行开启和关闭；

控制单元，用于控制所述光敏传感器和所述探测光源的开启/关闭，分别与所述光敏传感器和所述探测光源相连，所述控制单元使所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光；

减法单元，用于进行减法处理，与所述光敏传感器电性相连，所述减法处理包括：所述减法单元将所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去所述光敏传感器在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号。

可选地，所述控制单元控制所述光敏传感器以第一频率进行开启和关闭，所述控制单元控制所述探测光源以第二频率进行开启和关闭。

可选地，所述第一频率的取值范围包括：10Hz～10MHz；所述第二频率的取值范围包括：10Hz～100MHz。

可选地，所述第二频率是所述第一频率的1.5倍，且所述探测光源每次的开启时间等于其关闭时间，所述光敏传感器每次的关闭时间等于其开启时间的两倍，所述光敏传感器的每次开启时间等于所述探测光源的每次开启时间。

可选地，所述第二频率是所述第一频率的2.5倍，且所述探测光源每次的开启时间等于其关闭时间，所述光敏传感器每次的关闭时间等于其开启时间的2.5倍，所述光敏传感器的每次开启时间等于所述探测光源的每次开启时间。

可选地，所述探测光源包括：紫外光源、红外光源或白光光源。

可选地，所述探测光源为紫外发光二极管，所述光敏传感器为紫外光敏传感器；或者所述探测光源为红外发光二极管，所述光敏传感器为红外光敏传感器。

为解决上述问题，本发明还提供了一种光学式触摸方法，包括：

提供多个呈阵列式排布的光敏传感器，所述光敏传感器用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器交替进行开启和关闭，所述光敏传感器连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；

提供探测光源，所述探测光源用于提供探测光，所述探测光源位于所述光敏传感器的下方，所述探测光源交替进行开启和关闭；

分别控制所述光敏传感器和所述探测光源的开启/关闭，使所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光；

进行减法处理，将所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去所述光敏传感器在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号，得到差值信号。

可选地，所述分别控制所述光敏传感器和所述探测光源的开启/关闭包括使所述光敏传感器以第一频率进行开启和关闭，使所述探测光源以第二频率进行开启和关闭。

可选地，所述第一频率的取值范围包括：10Hz～10MHz；所述第二频率的取值范围包括：10Hz～100MHz。

可选地，所述第二频率是所述第一频率的1.5倍，且所述探测光源每次的开启时间等于其关闭时间，所述光敏传感器每次的关闭时间等于其开启时间的两倍，所述光敏传感器的每次开启时间等于所述探测光源的每次开启时间。

可选地，所述第二频率是所述第一频率的2.5倍，且所述探测光源每次的开启时间等于其关闭时间，所述光敏传感器每次的关闭时间等于其开启时间的2.5倍，所述光敏传感器的每次开启时间等于所述探测光源的每次开启时间。

可选地，所述探测光源包括：紫外光源、红外光源或白光光源。

为解决上述问题，本发明还提供了一种光学式触摸显示装置，包括：

显示基板，用于显示；

多个光敏传感器，用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器呈阵列式排布，所述光敏传感器交替进行开启和关闭，所述光敏传感器连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；

光源，用于提供背景光和探测光，位于所述光敏传感器的下方；

控制单元，用于控制所述光敏传感器和所述光源的开启/关闭，分别与所述光敏传感器和所述光源相连，所述控制单元使所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光；

减法单元，用于进行减法处理，与所述光敏传感器电性相连，所述减法处理包括：所述减法单元将所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去所述光敏传感器在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号。

可选地，所述显示基板包括液晶显示基板或等离子显示基板。

可选地，所述控制单元控制所述光敏传感器以第一频率进行开启和关闭。

可选地，所述第一频率的取值范围包括：10Hz～10MHz。

可选地，所述光源包括：探测光源和背光源，所述探测光源包括紫外光源或红外光源，所述控制单元控制所述探测光源以第二频率交替进行开启和关闭；所述控制单元控制所述背光光源以第三频率交替进行开启和关闭。

可选地，所述第二频率的取值范围包括：10Hz～100MHz；所述第三频率的取值范围包括：10Hz～100MHz。

可选地，所述探测光源包括紫外发光二极管，所述光敏传感器为紫外光敏传感器；或者所述探测光源包括红外发光二极管，所述光敏传感器为红外光敏传感器。

可选地，所述第二频率等于所述第一频率，所述第三频率是所述第二频率的1.5倍，所述光敏传感器每次开启的时间和所述探测光源每次开启的时间相等，所述背光光源每次开启的时间是所述探测光源每次开启时间的2倍，所述探测光源每次关闭的时间和所述背光光源每次关闭的时间都相等，所述光敏传感器每次关闭的时间是所述探测光源每次关闭时间的2倍。

可选地，所述第一频率、第二频率和第三频率的比值为2∶5∶10，所述光敏传感器每次的开启时间等于所述背光光源每次开启的时间，所述探测光源每次的开启时间是所述背光光源每次开启时间的两倍，所述光敏传感器每次关闭的时间是所述背光光源每次关闭时间的9倍，所述探测光源每次的关闭时间是所述背光光源每次关闭时间的2倍。

可选地，所述背光源为直下式背光源或侧面式背光源。

可选地，所述背光源包括多个呈阵列式分布的白光发光二极管、多个冷阴极荧光灯或多个电致发光灯。

可选地，所述光源包括多组发光二极管，每组所述发光二极管包括不同颜色的第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管，所述第一发光二极管、所述第二发光二极管和所述第三发光二极管进行色序显示，以提供背景光；所述第一发光二极管或所述第二发光二极管或所述第三发光二极管提供探测光。

可选地，所述第一发光二极管为红色发光二极管，所述第二发光二极管为绿色发光二极管，所述第三发光二极管为蓝色发光二极管。

可选地，所述色序显示包括：在第一时间内，所述控制单元控制所述第一发光二极管开启，同时所述控制单元控制所述第二发光二极管和所述第三发光二极管关闭；在第二时间内，所述控制单元控制所述第一发光二极管、所述第二发光二极管和所述第三发光二极管均关闭；在第三时间内，所述控制单元控制所述第二发光二极管开启，同时所述控制单元控制所述第一发光二极管和所述第三发光二极管关闭；在第四时间内，所述控制单元控制所述第一发光二极管、所述第二发光二极管和所述第三发光二极管均关闭；在第五时间内，所述控制单元控制所述第三发光二极管开启，同时所述控制单元控制所述第二发光二极管和所述第三发光二极管关闭；在第六时间内，所述控制单元控制所述第一发光二极管、所述第二发光二极管和所述第三发光二极管均关闭；所述第一时间至所述第六时间的和小于或者等于0.02s。

为解决上述问题，本发明还提供了一种根据上述所述光学式触摸显示装置的光学式触摸显示方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)使得光敏传感器分别采集两个不同的光信号，其中：一个光信号为干扰光和探测光之和，另一个光信号仅为干扰光，这样通过对两个光信号进行减法处理，就可以得到去除干扰光的探测光，从而不论干扰光是否是较强的干扰光，都可以准确的进行光学式触摸和触摸显示。

2)当探测光为紫外探测光或红外探测光时，即使显示基板为黑屏，仍可实现触摸识别。

3)在光学式触摸显示装置中，可以选用色序显示的红绿蓝发光二极管作为光源，从而可以同时提供背景光和探测光，结构简单，成本低。

附图说明

图1是现有技术光学式触摸屏的结构示意图；

图2是本发明光学式触摸装置的结构示意图；

图3是本发明光学式触摸装置的一种时序控制示意图；

图4是本发明光学式触摸装置的另一种时序控制示意图；

图5是本发明光学式触摸显示装置的结构示意图；

图6是本发明触摸显示装置的一种具体结构示意图；

图7是对应图6的一种时序控制示意图；

图8是对应图6的另一种时序控制示意图；

图9是本发明光学式触摸显示装置的另一种具体结构示意图；

图10是对应图9的一种时序控制示意图；

图11是对应图9的另一种时序控制示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有技术当存在较强干扰光时，就会影响光学式触摸屏对触碰位置探测的准确性，甚至是使得光学式触摸屏不能进行触摸检测。为了克服上述缺陷，本发明使得光敏传感器分别采集两个不同的光信号，其中：一个光信号为干扰光和探测光之和，另一个光信号仅为干扰光，这样通过对两个光信号进行减法处理，就可以得到去除干扰光的探测光，从而可以准确的进行光学式触摸和触摸显示。

下面结合附图进行详细说明。

如图2所示，本发明提供的光学式触摸装置，包括：

多个光敏传感器21，用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器21呈阵列式排布，所述光敏传感器21交替进行开启和关闭，所述光敏传感器21连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；

探测光源22，用于提供探测光，包括：背板和位于所述光敏传感器的下方，所述探测光源交替进行开启和关闭；

控制单元(图2中未示出)，用于向所述光敏传感器21和所述探测光源22提供控制信息，分别与所述光敏传感器21和所述探测光源22相连，所述控制单元使所述光敏传感器21在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光；

减法单元(图2中未示出)，用于进行减法处理，与所述光敏传感器21电性相连，所述减法处理包括：所述减法单元将所述光敏传感器21在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去所述光敏传感器21在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号；

信号处理单元(图2中未示出)，用于得到触摸信息，与所述减法单元电性连接。

相应地，本发明还提供了一种光学式触摸方法，包括：

提供多个呈阵列式排布的光敏传感器，所述光敏传感器用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器交替进行开启和关闭，所述光敏传感器连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；

提供探测光源，所述探测光源用于提供探测光，所述探测光源位于所述光敏传感器的下方，所述探测光源交替进行开启和关闭；

分别向所述光敏传感器和所述探测光源提供控制信息，使所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光；

进行减法处理，将所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去所述光敏传感器在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号，得到差值信号；

对所述差值信号进行信号处理，得到触摸信息。

其中，所述光敏传感器21为光敏二极管，在本发明的其他实现方式中，所述光敏传感器21还可以为光敏电阻、光敏三极管等等，只要是能将光信号转换为电信号的光敏传感器都在本发明的保护范围之内。所述光敏传感器21呈阵列式排布，具体的排布形式根据设计和需要而定。

其中，所述探测光源22可以为背光源，所述背光源为侧面式背光源或直下式背光源。所述背光光源多为发射白光的光源，其具体可以包括多个白光发光二极管(LED)、多个冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或多个电致发光灯(EL)等。此时，所述探测光源22发射的光为可见光，当在所述光敏传感器21上设置一个显示基板时，所述探测光源22还可以具有显示的功能。

优选地，所述探测光源22可以为紫外光源或红外光源，相应地，所述光敏传感器21为紫外光敏传感器或红外光敏传感器。以探测光源22为紫外光源、光敏传感器21为紫外光敏传感器为例，此时，所述探测光源22包括：背板和紫外光发射器，所述紫外光发射器可以为紫外二极管或紫外激光器等任一发射紫外光的器件，所述紫外光发射器可以位于背板上，也可以位于背板的至少一个侧面。此时，所述探测光源22的工作原理同现有技术中的背光源，只是此时探测光源发射的光为紫外不可见光，当在所述光敏传感器21上设置一个显示基板时，所述显示基板即使黑屏，仍然可以实现光学式触摸。当所述探测光源22为红外光源、光敏传感器21为红外光敏传感器时，探测光源发射的光为红外不可见光，当在所述光敏传感器器上设置一个显示基板时，所述显示基板即使黑屏，仍然也可以实现光学式触摸。

本发明中所述控制单元控制所述光敏传感器21以第一频率交替进行开启和关闭，光敏传感器21连续进行两次开启和两次关闭作为一个探测周期T，所述第一频率的取值范围包括：10Hz～10MHz，优选地，所述第一频率具体为10Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、1MHz、5MHz或10MHz等；所述控制单元控制所述探测光源22以第二频率交替进行开启和关闭，所述第二频率的取值范围包括：10Hz～100MHz，优选地，所述第二频率具体为10Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、5000Hz、1MHz、5MHz、10MHz或100MHz等。

其中，所述控制单元使所述光敏传感器21在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光，即：在光敏传感器21的每个探测周期T内，所述光敏传感器21第一次开启时，所述探测光源22也开启；所述光敏传感器21第二次开启时，所述探测光源22关闭。具体地，当第二频率是第一频率的1.5倍，且所述探测光源22每次的开启时间等于其关闭时间，所述光敏传感器21每次的关闭时间等于其开启时间的两倍，所述光敏传感器21的每次开启时间等于所述探测光源的每次开启时间时，参见图3，以“1”代表所述光敏传感器21或探测光源22开启，以“0”代表所述光敏传感器21或探测光源22关闭，当探测光源22第一次开启时，所述光敏传感器21第一次开启，此时光敏传感器21探测到的是干扰光与探测光之和，所述干扰光和探测光之和记为第一光信号；当探测光源22第一次关闭和第二次开启时，所述光敏传感器21关闭；当探测光源22第二次关闭时，所述光敏传感器21第二次开启，此时光敏传感器21探测到的只有干扰光，所述干扰光记为第二光信号；当探测光源22第三次开启和第三次关闭时，所述光敏传感器21再次关闭；至此为所述光敏传感器21的一个探测周期T。在光敏传感器21的一个探测周期T内，光敏传感器21分别探测到两个光信号，光敏传感器21将第一光信号转换为第一电信号且将该第一电信号传送给减法单元，光敏传感器21将第二光信号转换为第二电信号且将该第二电信号传送给减法单元。

在本发明的其他实施方式中，当第二频率是第一频率的2.5倍，且所述探测光源22每次的开启时间等于其关闭时间，所述光敏传感器21每次的关闭时间等于其开启时间的2.5倍，所述光敏传感器21的每次开启时间等于所述探测光源的每次开启时间时，具体地，参见图4，以“1”代表所述光敏传感器21或探测光源22开启，以“0”代表所述光敏传感器21或探测光源22关闭，当探测光源22第一次开启时，所述光敏传感器21第一次开启，此时光敏传感器21探测到的是干扰光与探测光之和，所述干扰光和探测光之和记为第一光信号；当探测光源22第一次关闭、第二次开启、第二次关闭和第三次开启时，所述光敏传感器21关闭；当探测光源22第三次关闭时，所述光敏传感器21第二次开启，此时光敏传感器21探测到的只有干扰光，所述干扰光记为第二光信号；当探测光源22第四次开启、第四次关闭、第五次开启和第五次关闭时，所述光敏传感器21再次关闭；至此为所述光敏传感器21的一个探测周期T。在光敏传感器21的一个探测周期T内，光敏传感器21分别探测到两个光信号，光敏传感器21将第一光信号转换为第一电信号且将该第一电信号传送给减法单元，光敏传感器21将第二光信号转换为第二电信号且将该第二电信号传送给减法单元。需要说明的是，只要所述控制单元能使所述光敏传感器在每个探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光都在本发明的保护范围之内。

本发明中减法单元在所述光敏传感器21的一个探测周期内分别接收到第一电信号和第二电信号，第一电信号对应的是干扰光和探测光之和，第二电信号对应的是干扰光，因此减法单元用第一电信号减去第二电信号得到第三电信号，第三电信号对应的应该就是探测光。

本发明中减法单元将所述第三电信号传送给信号处理单元，信号处理单元就可以根据第三电信号及发送第三电信号的光敏传感器的相关信息得到触摸信息，所述触摸信息是指是否有触摸以及有触摸时的具体位置。本发明中信号处理单元的工作过程同现有技术，这对于本领域的技术人员来说是熟知的，故在此不再赘述。

结合图2和图3所示，在本发明的光学式触摸装置及方法中，当用手指23进行触摸，且存在较强的干扰光24时，干扰光24入射到光敏传感器21上；探测光源22发射的探测光在手指23的指尖处发生反射，反射后的探测光也会入射到光敏传感器21上；所述光敏传感器21以第一频率开启和关闭，所述探测光源22以第二频率开启和关闭，当探测光源22发射探测光时，光敏传感器21开启以探测到干扰光和探测光之和；当探测光源22关闭时，光敏传感器21再次开启以探测到干扰光；通过减法处理，就可以得到去除干扰光后的探测光；进而就可以利用现有技术中的信号处理单元，得到准确的触摸信息。

如图5所示，本发明还提供了一种光学式触摸显示装置，包括：

显示基板30，用于显示；

多个光敏传感器31，用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器31呈阵列式排布，所述光敏传感器31交替进行开启和关闭，所述光敏传感器31连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；

光源32，用于提供背景光和探测光，位于所述光敏传感器31的下方；

控制单元(图5中未示出)，用于向所述光敏传感器31和所述光源32提供控制信息，分别与所述光敏传感器31和所述光源32相连，所述控制单元使所述光敏传感器31在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光；

减法单元(图5中未示出)，用于进行减法处理，与所述光敏传感器31电性相连，所述减法处理包括：所述减法单元将所述光敏传感器31在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去所述光敏传感器31在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号；

信号处理单元(图5中未示出)，用于得到触摸信息，与所述减法单元电性连接。

相应地，本发明还提供了一种光学式触摸显示方法，包括：

提供显示基板，用于显示；

提供多个呈阵列式排布的光敏传感器，所述光敏传感器用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器交替进行开启和关闭，所述光敏传感器连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；

提供光源，用于提供背景光和探测光，位于所述光敏传感器的下方；

分别向所述光敏传感器和所述光源提供控制信息，使所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光；

进行减法处理，将所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去所述光敏传感器在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号，得到差值信号；

对所述差值信号进行信号处理，得到触摸信息。

其中，所述显示基板30为液晶显示基板，其对于本领域的技术人员是熟知的，故在此不再赘述。在本发明的其他实施例中，所述显示基板30还可以为等离子显示基板或其它显示基板，只要是能进行显示的基板都不脱离本发明的精神。

其中，所述光敏传感器31为光敏二极管，在本发明的其他实现方式中，所述光敏传感器31还可以为光敏电阻、光敏三极管等等，只要是能将光信号转换为电信号的光敏传感器都在本发明的保护范围之内。所述光敏传感器31呈阵列式排布，具体的排布形式根据设计和需要而定。

如图6所示，本发明中所述光源32的一种实施方式为，包括探测光源32T和背光源，其中，所述背光源包括：背板32’和背光光源32B，所述背光源为直下式背光源，即所述背光光源32B位于所述背板32’上，所述探测光源32T也位于所述背板32’上。在本发明的其他实施例中，所述背光源还可以为侧光式背光源。所述背光源可以提供白光，也可以提供红绿蓝三色光。当背光源提供的是白光时，本发明中的触摸显示装置需要包括彩色滤光片，以达到彩色显示的目的；当背光源提供的是红绿蓝三色光时，本发明中的触摸显示装置则无需彩色滤光片，现有技术中的背光源都在本发明的包括范围之内，这对于本领域的技术人员是熟知的，故在此不再赘述。以背光源提供白光为例，所述背光光源32B包括多个呈阵列式分布的白光LED、多个冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或多个电致发光灯(EL)等。

其中，所述探测光源32T包括多个紫外光源或多个红外光源，用于提供紫外探测光或红外探测光，相应地，所述光敏传感器31为紫外光敏传感器或红外光敏传感器。以探测光源32T为紫外光源、光敏传感器31为紫外光敏传感器为例，此时，所述探测光源32T可以为紫外二极管或紫外激光器等任一发射紫外光的器件。所述紫外光源也呈阵列式排布，其具体的排布形式与所述背光光源32B既可以相同，也可以不同。

此时，所述光敏传感器31以第一频率交替进行开启和关闭，所述第一频率的取值范围包括：10Hz～10MHz，优选地，所述第一频率具体为10Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、1MHz、5MHz或10MHz等；所述探测光源32T以第二频率交替进行开启和关闭，所述第二频率的取值范围包括：10Hz～100MHz，优选地，所述第二频率具体为10Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、5000Hz、1MHz、5MHz、10MHz或100MHz等；所述背光光源32B以第三频率交替进行开启和关闭，所述第三频率的取值范围包括：10Hz～100MHz，优选地，所述第三频率具体为10Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、5000Hz、1MHz、5MHz、10MHz或100MHz等。

其中，所述控制单元使所述光敏传感器31在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光，即：在光敏传感器31的每个探测周期中，所述光敏传感器31第一次开启时，所述探测光源32T开启，所述背光光源32B关闭；所述光敏传感器31第二次开启时，所述探测光源32T和所述背光光源32B都关闭。具体地，当第二频率等于第一频率，第三频率是第二频率的1.5倍，所述光敏传感器31每次开启的时间和所述探测光源32T每次开启的时间相等，所述背光光源32B每次开启的时间是所述探测光源32T每次开启时间的2倍，所述探测光源32T每次关闭的时间和所述背光光源32B每次关闭的时间都相等，所述光敏传感器31每次关闭的时间是所述探测光源32T每次关闭时间的2倍时，参见图7，以“1”代表所述光敏传感器31、探测光源32T或背光光源32B开启，以“0”代表所述光敏传感器31、探测光源32T或背光光源32B关闭。当背光光源32B第一次关闭时，所述探测光源32T第一次开启，所述光敏传感器31第一次开启，此时光敏传感器31探测到的是干扰光与探测光之和，所述干扰光和探测光之和记为第一光信号；当背光光源32B第一次开启时，所述探测光源32T相应的进行第一次关闭和第二次开启，而所述光敏传感器31始终关闭；当背光光源32B第二次关闭时，所述探测光源32T第二次关闭，而所述光敏传感器31第二次开启，此时光敏传感器31探测到的只有干扰光，所述干扰光记为第二光信号；当背光光源32B第二次开启时，所述探测光源32T相应的进行第三次开启和第三次关闭，而所述光敏传感器31再次处于关闭状态；至此为所述光敏传感器31的一个探测周期T。在光敏传感器31的一个探测周期T内，光敏传感器31分别探测到两个光信号，光敏传感器31将第一光信号转换为第一电信号且将该第一电信号传送给减法单元，光敏传感器31将第二光信号转换为第二电信号且将该第二电信号也传送给减法单元。

在本发明的其他实施方式中，所述第一频率、第二频率和第三频率的比值为2∶5∶10，所述光敏传感器31每次的开启时间等于所述背光光源32B每次开启的时间，所述探测光源32T每次的开启时间是所述背光光源32B每次开启时间的两倍时，所述光敏传感器31每次关闭的时间是所述背光光源32B每次关闭时间的9倍，所述探测光源32T每次的关闭时间是所述背光光源32B每次关闭时间的2倍。具体地，参见图8，以“1”代表所述光敏传感器31、探测光源32T或背光光源32B开启，以“0”代表所述光敏传感器31、探测光源32T或背光光源32B关闭，当所述背光光源32B第一次关闭时，所述探测光源32T第一次开启，所述光敏传感器31第一次开启，此时光敏传感器31探测到的是干扰光与探测光之和，所述干扰光和探测光之和记为第一光信号；当背光光源32B第一次开启时，所述探测光源32T仍处于第一次开启状态，所述光敏传感器31第一次关闭；当所述背光光源32B第二次关闭和第二次开启时，所述探测光源32T第一次关闭，所述光敏传感器31仍处于第一次关闭状态；当所述背光光源32B第三次关闭和第三次开启时，所述探测光源32T第二次开启，所述光敏传感器31仍处于第一次关闭状态；当所述背光光源32B第四次关闭和第四次开启时，所述探测光源32T第二次关闭，所述光敏传感器31仍处于第一次关闭状态；当所述背光光源32B第五次关闭和第五次开启时，所述探测光源32T第三次开启，所述光敏传感器31仍处于第一次关闭状态；当所述背光光源32B第六次关闭时，所述探测光源32T第三次关闭，所述光敏传感器31第二次开启，此时光敏传感器31探测到的只是干扰光，所述干扰光记为第二光信号；当所述背光光源32B第六次开启时，所述探测光源32T仍处于第三次关闭状态，所述光敏传感器31第二次关闭；当所述背光光源32B第七次关闭和第七次开启时，所述探测光源32T第四次开启，所述光敏传感器31仍处于第二次关闭状态；当所述背光光源32B第八次开启和第八次关闭时，所述探测光源32T第四次关闭，所述光敏传感器31仍处于第二次关闭状态；当所述背光光源32B第九次开启和第九次关闭时，所述探测光源32T第五次开启，所述光敏传感器31仍处于第二次关闭状态；当所述背光光源32B第十次开启和第十次关闭时，所述探测光源32T第五次关闭，所述光敏传感器31仍处于第二次关闭状态；至此为所述光敏传感器31的一个探测周期T。在光敏传感器31的一个探测周期T内，光敏传感器31分别探测到两个光信号，光敏传感器31将第一光信号转换为第一电信号且将该第一电信号传送给减法单元，光敏传感器31将第二光信号转换为第二电信号且将该第二电信号也传送给减法单元。需要说明的是，只要所述控制单元能使所述光敏传感器在每个探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光都在本发明的保护范围之内。所述背光光源32B的频率越大，显示效果越佳。

本发明中减法单元在所述光敏传感器31的一个探测周期内分别接收到第一电信号和第二电信号，第一电信号对应的是干扰光和探测光之和，第二电信号对应的是干扰光，因此减法单元用第一电信号减去第二电信号得到第三电信号，第三电信号对应的应该就是探测光。

本发明中减法单元将所述第三电信号传送给信号处理单元，信号处理单元就可以根据第三电信号及发送第三电信号的光敏传感器31的相关信息得到触摸信息，所述触摸信息是指是否有触摸以及有触摸时的具体位置。本发明中信号处理单元的工作过程同现有技术，这对于本领域的技术人员来说是熟知的，故在此不再赘述。

结合图6和图7所示，在本发明的光学式触摸显示装置及方法中，当用手指33进行触摸，且存在较强的干扰光34时，干扰光34入射到光敏传感器31上；探测光源32T提供不可见的探测光，背光光源32B提供可见的背光，当探测光源32T和背光光源32B同时关闭时，所述光敏传感器31探测到的只有干扰光；当探测光源32T开启，但背光光源32B关闭时，因此所述光敏传感器31探测到的主要是干扰光和探测光之和；通过减法处理，就可以得到去除干扰光后的探测光；进而就可以利用现有技术中的信号处理单元，得到准确的触摸信息。

如图9所示，优选地，本发明中所述光源32的另一种实施方式为：所述光源32包括多组发光二极管和背板32’，所述发光二极管位于所述背板32’的至少一个侧面，所述背板32’的底部设置有多个突起32”。在本发明的其他实施例中，所述发光二极管还可以位于所述背板32’上，此时不需要设置突起32”。每组所述发光二极管包括不同颜色的第一发光二极管32R、第二发光二极管32G和第三发光二极管32B，所述第一发光二极管32R、所述第二发光二极管32G和所述第三发光二极管32B进行色序显示，以提供白色的背景光；所述第一发光二极管32R或所述第二发光二极管32G或所述第三发光二极管32B提供探测光。具体地，所述第一发光二极管32R为红色发光二极管，所述第二发光二极管32G为绿色发光二极管，所述第三发光二极管32B为蓝色发光二极管；或者所述第一发光二极管32R为蓝色发光二极管，所述第二发光二极管32G为红色发光二极管，所述第三发光二极管32B为绿色发光二极管；或者所述第一发光二极管32R为绿色发光二极管，所述第二发光二极管32G为蓝色发光二极管，所述第三发光二极管32B为红色发光二极管。在本发明的其他实施例中，第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管还可以选用其他不同颜色的发光二极管；每组所述发光二极管还可以包括不同颜色的第四发光二极管等。

此时，以所述第一发光二极管32R为红色发光二极管，所述第二发光二极管32R为绿色发光二极管，所述第三发光二极管32B为蓝色发光二极管，所述第一发光二极管32R提供探测光，所述光敏传感器31的开闭频率是所述第一发光二极管32R的开闭频率的两倍，所述光敏传感器31每次开启的时间等于所述第一发光二极管32R每次开启的时间为例，如图10所示，以“1”代表所述光敏传感器31、第一发光二极管32R、第二发光二极管32G或第三发光二极管32B开启，以“0”代表所述光敏传感器31、第一发光二极管32R、第二发光二极管32G或第三发光二极管32B关闭；所述色序显示包括：当第一发光二极管32R开启t1时，所述第二发光二极管32G和所述第三发光二极管32B关闭，所述光敏传感器31第一次开启，此时光敏传感器31探测到的是干扰光和红色探测光之和，所述干扰光和红色探测光之和记为第一光信号；所述第一发光二极管32R、所述第二发光二极管32G和所述第三发光二极管32B均关闭t2时间，所述光敏传感器31第一次关闭；所述第二发光二极管32G开启t3时间时，所述第一发光二极管32R和所述第三发光二极管32B关闭，所述光敏传感器31仍处于第一次关闭状态；所述第二发光二极管32G、所述第一发光二极管32R和所述第三发光二极管32B均关闭t4时间，所述光敏传感器31第二次开启，此时光敏传感器31探测到的只是干扰光，所述干扰光记为第二光信号；所述第三发光二极管32B开启t5时间时，所述第一发光二极管32R和所述第二发光二极管32G均关闭，所述光敏传感器31第二次关闭；所述第三发光二极管32B、所述第一发光二极管32R和所述第二发光二极管32G均关闭t6时间，所述光敏传感器31仍处于第二次关闭状态；至此为所述光敏传感器31的一个探测周期T。在光敏传感器31的一个探测周期T内，光敏传感器31分别探测到两个光信号，光敏传感器31将第一光信号转换为第一电信号且将该第一电信号传送给减法单元，光敏传感器31将第二光信号转换为第二电信号且将该第二电信号传送给减法单元。上述t1至t6的取值可以完全相等，也可以完全不相等，还可以部分相等，部分不相等。为了能提供白色背景光，所述t1至t6的和小于或者等于0.02s。

以所述第一发光二极管32R为红色发光二极管，所述第二发光二极管32R为绿色发光二极管，所述第三发光二极管32B为蓝色发光二极管，所述第一发光二极管32R提供探测光，所述光敏传感器31的开闭频率与所述第一发光二极管32R的开闭频率之比为2∶3，所述光敏传感器31每次开启的时间等于所述第一发光二极管32R每次开启的时间为例，如图11所示，此时，所述光敏传感器31在所述第一发光二极管32R第一次开启且所述第二发光二极管32G、所述第三发光二极管32B均关闭时采集红色探测光和干扰光之和；所述光敏传感器在所述第二发光二极管32G第二次关闭后且所述第三发光二极管32B第二次开启前采集干扰光，从而在光敏传感器31的一个探测周期T内，光敏传感器31分别探测到两个光信号，光敏传感器31将第一光信号转换为第一电信号且将该第一电信号传送给减法单元，光敏传感器31将第二光信号转换为第二电信号且将该第二电信号传送给减法单元。

本发明中减法单元在所述光敏传感器31的一个探测周期内分别接收到第一电信号和第二电信号，第一电信号对应的是干扰光和探测光之和，第二电信号对应的是干扰光，因此减法单元用第一电信号减去第二电信号得到第三电信号，第三电信号对应的应该就是探测光。

本发明中减法单元将所述第三电信号传送给信号处理单元，信号处理单元就可以根据第三电信号及发送第三电信号的光敏传感器的相关信息得到触摸信息，所述触摸信息是指是否有触摸以及有触摸时的具体位置。本发明中信号处理单元的工作过程同现有技术，这对于本领域的技术人员来说是熟知的，故在此不再赘述。

结合图9和图10所示，在本发明的光学式触摸显示装置及方法中，当用手指33进行触摸，且存在较强的干扰光34时，干扰光34入射到光敏传感器31上；第一发光二极管32R、第二发光二极管32G和第三发光二极管32B进行色序显示以提供白色背景光；当第一发光二极管32R第一次开启且第二发光二极管32G、第三发光二极管32B均关闭时，所述光敏传感器31探测到干扰光和红色探测光之和；当第一发光二极管32R、第二发光二极管32G和第三发光二极管32B均关闭时，所述光敏传感器31探测到的只有干扰光；通过减法处理，就可以得到去除干扰光后的红色探测光；进而就可以利用现有技术中的信号处理单元，得到准确的触摸信息。

需要说明的是，本发明还可以以色序显示的红绿蓝发光二极管作为背光源，以紫外光源或红外光源为探测光源，通过控制单元，使光敏传感器分别探测到两次光信号，其中：第一次光信号为探测光和干扰光之和，第二次光信号只有干扰光，进而通过减法单元和信号处理单元得到触摸信息。在这种实现方式中，可以在背光源黑屏时，也能进行光学触摸。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学式触摸显示装置，其特征在于，包括：

显示基板，用于显示；

多个光敏传感器，用于将光信号转换为电信号，所述光敏传感器呈阵列式排布，所述光敏传感器交替进行开启和关闭，所述光敏传感器连续进行地两次开启和两次关闭作为一个探测周期；

光源，用于提供背景光和探测光，位于所述光敏传感器的下方；控制单元，用于控制所述光敏传感器和所述光源的开启/关闭，分别与所述光敏传感器和所述光源相连，所述控制单元使所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的是干扰光和探测光之和，而在第二次开启时探测到的只是干扰光；

减法单元，用于进行减法处理，与所述光敏传感器电性相连，所述减法处理包括：所述减法单元将所述光敏传感器在每个所述探测周期内第一次开启时探测到的信号减去所述光敏传感器在所述探测周期内第二次开启时探测到的信号；

所述光源包括多组发光二极管，每组所述发光二极管包括不同颜色的第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管，所述第一发光二极管、所述第二发光二极管和所述第三发光二极管进行色序显示，以提供背景光；所述第一发光二极管或所述第二发光二极管或所述第三发光二极管提供探测光；

所述色序显示包括：在第一时间内，所述控制单元控制所述第一发光二极管开启，同时所述控制单元控制所述第二发光二极管和所述第三发光二极管关闭；在第二时间内，所述控制单元控制所述第一发光二极管、所述第二发光二极管和所述第三发光二极管均关闭；在第三时间内，所述控制单元控制所述第二发光二极管开启，同时所述控制单元控制所述第一发光二极管和所述第三发光二极管关闭；在第四时间内，所述控制单元控制所述第一发光二极管、所述第二发光二极管和所述第三发光二极管均关闭；在第五时间内，所述控制单元控制所述第三发光二极管开启，同时所述控制单元控制所述第二发光二极管和所述第三发光二极管关闭；在第六时间内，所述控制单元控制所述第一发光二极管、所述第二发光二极管和所述第三发光二极管均关闭；所述第一时间至所述第六时间的和小于或者等于0.02s。

2.根据权利要求1所述的光学式触摸显示装置，其特征在于，所述显示基板包括液晶显示基板或等离子显示基板。

3.根据权利要求1所述的光学式触摸显示装置，其特征在于，所述控制单元控制所述光敏传感器以第一频率进行开启和关闭。

4.根据权利要求3所述的光学式触摸显示装置，其特征在于，所述第一频率的取值范围包括：10Hz～10MHz。

5.根据权利要求4所述的光学式触摸显示装置，其特征在于，所述控制单元控制所述探测光源以第二频率交替进行开启和关闭；所述控制单元控制所述背景光以第三频率交替进行开启和关闭。

6.根据权利要求5所述的光学式触摸显示装置，其特征在于，所述第二频率的取值范围包括：10Hz～100MHz；所述第三频率的取值范围包括：10Hz～100MHz。

7.根据权利要求5所述的光学式触摸显示装置，其特征在于，所述第二频率等于所述第一频率，所述第三频率是所述第二频率的1.5倍，所述光敏传感器每次开启的时间和所述探测光源每次开启的时间相等，所述背景光每次开启的时间是所述探测光源每次开启时间的2倍，所述探测光源每次关闭的时间和所述背景光每次关闭的时间都相等，所述光敏传感器每次关闭的时间是所述探测光源每次关闭时间的2倍。

8.根据权利要求5所述的光学式触摸显示装置，其特征在于，所述第一频率、第二频率和第三频率的比值为2：5：10，所述光敏传感器每次的开启时间等于所述背景光每次开启的时间，所述探测光源每次的开启时间是所述背景光每次开启时间的两倍，所述光敏传感器每次关闭的时间是所述背景光每次关闭时间的9倍，所述探测光源每次的关闭时间是所述背景光每次关闭时间的2倍。

9.根据权利要求1所述光学式触摸显示装置，其特征在于，所述第一发光二极管为红色发光二极管，所述第二发光二极管为绿色发光二极管，所述第三发光二极管为蓝色发光二极管。

10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的光学式触摸显示装置的光学式触摸显示方法。