CN103529998A - 一种确定显示屏多触控点位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外触摸技术领域，具体涉及一种确定显示屏多触控点位置的方法。本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种确定显示屏多触控点位置的方法，根据显示器件利用其自身独特的显示驱动技术，在保证正常显示图像的前提下，通过新型驱动波形对显示器件自身发射光的探测定位，确定触摸位置的多点触控技术，从而实现多点触控的功能，既经济又易实现。本发明通过光探测器探测到PDP显示屏输出的光信号变化，驱动电路输出触摸屏定位行扫描波形，触摸屏定位列扫描波形，内置光探测器记录此时行扫描时间

、列扫描时间

以及光信号强度变化值，确定显示屏触摸位置。

Description

一种确定显示屏多触控点位置的方法

技术领域

本发明涉及触摸技术领域，具体涉及一种确定显示屏多触控点位置的方法。

背景技术

当前传统的红外触摸屏技术是在屏四周安装红外发射源和红外接收器，形成红外光矩阵,然后分别在横、竖两个方向上不断的扫描并探测，当用户触摸屏表面时，手指会挡住经过该位置的横竖方向上的红外线，光信号的改变会引起光电探测电路输出的电信号发生变化，通过对电信号的处理来定位触摸点。专利“US2007/0152985 A1”，在传统红外触摸技术上进行改进，一方面利用显示器件自身显示图像时发射红外光的独特功能，无需额外附加安装红外发射源，从而减少成本投入；另一方面通过在显示器件表面安装全内反射层，通过控制全内反射层内各层的折射率，当外界物体接触触摸表面层时，显示器件自身发射出来的红外光能在全内反射层内发生全反射，最终至少进入一个光探测器，通过分析进入光探测器的红外线的相关信息(如：红外线量的变化；红外线的角度等)，从而确定外界物体的触摸位置。随着社会的进步，人们对物质生活水平的提高，目前的红外触摸技术越来越难以满足现在个性化用户对多点触摸功能的需求。为了实现多点触控，前人采取了很多方法：比如设计了复杂的辅助判断电路来增强红外触摸屏对多个触摸点的判断能力；在红外触摸屏的外边缘额外附加一个或两个摄像头来区分多个触摸点；在一个扫描周期内，一个红外接收元件在不同的时刻来接收来自两个不同位置的红外发射元件发出的光线，从而区分多个触摸点，但这些方法均不能很精确的分别判定多点触摸的位置且在成本上有很大增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种确定显示屏多触控点位置的方法，根据显示器件利用其自身独特的显示驱动技术，在保证正常显示图像的前提下，通过新型驱动波形对显示器件自身发射光的探测定位，确定触摸位置的多点触控技术，从而实现多点触控的功能，既经济又易实现。

本发明采用的技术方案如下：

一种确定显示屏多触控点位置的方法包括：

步骤1：驱动电路控制显示屏，以时间T为周期的驱动波形，进行每帧图像循环扫描寻址和显示；

步骤2：当光探测器探测到显示屏输出的光信号变化，即外界有触摸物接触PDP显示器件表面时，驱动电路输出触摸屏定位行扫描波形，触摸屏定位列扫描波形，内置光探测器记录此时行扫描时间                                                

、列扫描时间以及光信号强度变化值；

步骤3：根据记录的时间

、

以及光信号强度变化值，确定显示屏触摸位置。

所述步骤2中，当外界有触摸物接触显示器件表面时，显示器件发射的光线则在全内反射层发生全反射，光线在全内反射层的引导下进入至少一个内置光探测器，内置光探测器接收到光信号变化，与此同时驱动电路输出行扫描波形，列扫描波形，内置光探测器记录此时行扫描时间

、列扫描时间

以及红外光信号强度变化值。

所述T+D=P，所述T是触摸屏扫描和显示时间，D是触摸屏定位时间，P为原始扫描显示时间，P=1/显示屏帧频率。

所述步骤2中驱动电路输出触摸屏定位行扫描波形，触摸屏定位列扫描波形是脉宽小于等于

的上升沿触发信号或者下降沿触发信号，D=K（X+Y），0≤D≤T，显示屏列数为Y，显示屏行数为X，K为扫描单位时间，K范围是0到20??s 。

所述步骤2中外界触摸物接触显示器，产生至少一个触摸点时，当触摸点为一个时，所述内置光探测器检测光信号强度变化值为W；当触摸点为N个时，所述内置光探测器检测光信号强度变化值为以N的单值函数W(N)。

所述步骤3中根据记录的时间

、

以及红外光信号强度变化值，确定显示屏触摸位置具体过程是：首先判断光信号强度变化值W(N)，当N=1时，直接根据当前时间

、

确定触摸点位置；当N>1时，根据当前时间

、

和该时间点对应的光信号强度幅度W(N)来确定触摸点数N，并由此确定多点的触摸位置。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1）                  通过使用触摸屏定位扫描波形扫描显示器确定触摸物接触显示器件表面的位置，记录当前时刻的时间值及光信号强度值，能准确记录触摸位置。

2）                  触摸物产生的触摸点发射的光通过全内反射层传递给内置光探测器，触摸点的位置坐标(x,y)则可通过内置光探测器所记录的不同时间点及该时间点所对应的光信号强度幅度来确定，从而实现多点触控的功能。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1 是PDP显示器有或者没有触摸屏定位波形时的驱动波形示意图。

其中[0013] 图1（a）是没有触摸屏定位波形驱动的PDP显示屏分流子场显示图。

其中[0014] 图1（b）是有触摸屏定位波形驱动的PDP显示屏分流子场位置图。

图2是确定触摸位置x、y坐标的列扫描波形B和行扫描波形A示意图。

其中[0016] 图2（a）是确定触摸位置y坐标的触摸屏定位行扫描波形A示意图。

其中[0017] 图2（b）是确定触摸位置x坐标的触摸屏定位列扫描波形B示意图。

图3是PDP显示面板像素排列结构图。

其中注明了光探测器IRD在显示面板四周的具体位置。

图4随扫描时间而变化的红外光信号图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明相关说明：

1、扫描频率为50、60Hz。即显示帧频率为50、60Hz，不同显示帧频率对应不同的原始扫描显示时间P。

2、本设计中显示屏可以是PDP、LED、OLED 、液晶的或其它显示屏。

3、PDP显示屏列数为Y，PDP显示屏行数为X，其中X*Y是PDP像素总数目。

4、PDP包括：等离子体显示面板，用于显示图像；基座，附着到等离子体显示面板上且支撑等离子体显示面板；光探测器，用于接收通过全反射而进入其内的光线，其内的设定程序可精确记录波形A和波形B在不同扫描时间点下的光信号。PDP对本领域的技术人员来说，放电原理及其基本结构、功能是公知的。

5、像素发光的位置是新型驱动波形(行扫描波形：A，列扫描波形：B)扫描时间的函数，即每个像素发光的位置对应有不同的扫描时间点。另外，触摸点发射的光通过全内反射层传递给内置光探测器，触摸点的位置坐标(x,y)则可通过内置光探测器所记录的不同时间点及该时间点所对应的不同光信号来确定。

6、本发明中，触摸点的位置坐标(x,y)的具体确定方式为：通过增加两个新型驱动波形用于进行行扫描和列扫描(行扫描：A波形；列扫描：B波形)。行扫描用于确定触摸点的位置坐标y，列扫描用于确定触摸点的位置坐标x，通过行扫描与列扫描的结合，最终确定触摸位置的x、y坐标。

实施例一：等离子体显示器件(显示像素为1024*768)，以下简称PDP，该显示器件利用自身显示图像时所发射的并且以均匀分布的方式在显示区域中发射的光线作为红外发射源，无需额外附加红外发射源，从而降低成本。

根据本发明的一个示例性实施例，PDP包括：等离子体显示面板，用于显示图像；基座，附着到等离子体显示面板上且支撑等离子体显示面板；光探测器，用于接收通过全反射而进入其内的光线，其内的设定程序可精确记录波形A和波形B在不同扫描时间点下的光信号。

因为本发明的一个示例性实施例PDP像素为1024*768时，每完成一行扫描用时1us，故完成768行扫描需时768us；进行列扫描时，每完成一列扫描用时1us，故完成1024列扫描需时1024us，合计需时768us+1024um=1792us，约1.8ms。当本发明中所述的触摸屏定位行扫描波形A，触摸屏定位列扫描波形B，二者完成扫描定位所需的时间合计约1.8ms。每完成一行扫描用时1us，故完成768行扫描需时768us；进行列扫描时，每完成一列扫描用时1us，故完成1024列扫描需时1024us，合计需时768us+1024um=1792us，约1.8ms。本发明中的1.8ms仅作为说明之用，并未作时间的限制。图1为PDP显示器有或者没有触摸屏定位波形时的驱动波形示意图；图2（a）、图2（b）为该发明中用于确定触摸位置x、y坐标的列扫描波形B和行扫描波形A；图3为PDP显示面板像素排列结构图，其中注明了光探测器IRD在显示面板四周的具体位置；图4为随扫描时间t而变化的光信号图。 

根据本发明的一个示例性实施例，PDP采用分流子场技术来实现灰度显示，将每帧图像分别分为8个子场(SF1、SF2、、、、SF8)，每个子场包括复位期、寻址期和维持期。每帧的时间设定为16.7ms，如图1(a)所示。本发明中将PDP每帧图像的时间从原始扫描显示时间P=16.7ms减少到触摸屏扫描时间T=14.9ms，将减少的触摸屏定位时间D=1.8ms用于触摸屏定位行扫描波形A和触摸屏定位列扫描波形B，如图1(b)所示。

本发明中，如图2（a）、图2（b）所示：通过驱动电路控制PDP显示屏实现每帧图像后（即触摸屏扫描时间=14.9ms）后，驱动电路控制触摸屏定位行扫描波形A和触摸屏定位列扫描波形B分别对应进行行扫描，再进行列扫描，完成所有的扫描时间合计为16.7ms，如此循环往复执行，仅当光探测器探测到红外光信号发生变化时，才记录此时行扫描和列扫描对应的时间点

、以及红外光信号强度变化值 。这样既保证了PDP画面的正常显示又实现了触摸位置的坐标定位。

结合图2、图3具体进行描述，首先进行行扫描：

当

 =1??s时，第X1行像素全部点亮，其余像素即第X2至第X768行像素全不亮；

当=2us时，第X2行像素全部点亮，其余像素即X1和第X3至第X768行像素全不亮；

当

=3us时，第X3行像素全部点亮，其余像素即X1、X2和第X4至第X768行像素全不亮；

、、、、、、

以此类推，当t768=768us时，第X768行像素全部点亮，其余像素即第X1至第X767行像素全不亮。本发明的一个示例性实施列PDP像素为768*1024，故行扫描时只需768us即可。通过行扫描即可确定触摸位置的纵坐标y。待行扫描进行完成后立即进行列扫描：

当

=1us时，第Y1列像素全部点亮，其余像素即第Y2至第Y1024列像素全不亮；

当

=2us时，第Y2列像素全部点亮，其余像素即Y1和第Y3至第Y1024列像素全不亮；

当

=3us时，第Y3列像素全部点亮，其余像素即Y1、Y2和第Y4至第Y1024列像素全不亮；

……

以此类推，当

=1024us时，第Y1024列像素全部点亮，其余像素即第Y1至第Y1023列像素全不亮；本发明的一个示例性实施列PDP像素为768*1024，故列扫描时只需1024us即可。通过列扫描即可确定触摸位置的横坐标x。通过行扫描与列扫描，最终可确定触摸位置的坐标(x, y)。如图3中的触摸点D，当进行行扫描时(=2us时)，有外界物体接触触摸层表面，光探测器接收到红外光信号的变化，其内的设定程序立即记下此时的时间

和该时间点所对应的光信号，如图4(a)所示，同理，进行列扫描时，记下此时的时间

和该时间点所对应的光信号，从而最终确定D点的触摸位置坐标(x

,y )。（假设：外界物体触摸D点的时间远远大于进行行扫描和列扫描的时间总和即1.8ms）

当有多点同时进行触摸时，如图3中的触摸点D、E、F。当外界物体同时触摸此3点时，光探测器接收到红外光信号的变化，光探测器记下此时行扫描对应的时间

 (坐标：)、 

 (坐标：

)、 

 (坐标：

)及该时间下所对应的光信号；列扫描对应的时间 (坐标：)、 

 (坐标：)及该时间下所对应的光信号，如图4(c)所示，从而分别确定3点的坐标即D(,

)、E(

,

)、F(

,

)。当有更多的点同时进行触摸时，以此类推，分别确定多点触控的位置。

在本实施例中，先进行行扫描，再进行列扫描，仅仅只是便于本实施例说明，而并不是固定行扫描和列扫描的先后扫描顺序。在其它一些实施例中，也可通过调整程序设定，先进行列扫描，再进行行扫描。

本发明所使用的内置光探测器，当外界有触摸物接触触摸层表面时，其内的设定程序能精确记录波形A和波形B在不同扫描时间点下的光信号。

本发明提供了一种全内反射层，通过控制该全内反射层各单层膜的折射系数，使显示器件发射的光线在该全内反射层内、该全内反射层与显示器件间能发生全反射，从而使显示器件发射的光至少能传递给一个内置光探测器。

本发明中，利用显示器件自身显示图像时所发射的并且以均匀分布的方式在显示区域中发射的光线作为红外发射源，无需额外附加红外发射源装置，从而降低成本。

本发明中，当外界无触摸物接触触摸层表面时，显示器件发射的光线直接透过显示器表面的全内反射层，发散到环境中。当外界有触摸物接触触摸层表面时，显示器件发射的光线则在全内反射层内发生全反射，光线在全内反射层的引导下进入至少一个内置光探测器，内置光探测器接收到光信号的变化，与此同时内置光探测器的设定程序自动记录下波形A及波形B在此扫描时间点下所对应的光信号，从而确定触摸位置。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 

Claims (6)

1.一种确定显示屏多触控点位置的方法，其特征在于包括：

步骤1：驱动电路控制显示屏，以时间T为周期的驱动波形，进行每帧图像循环扫描寻址和显示；

步骤2：当内置光探测器探测到显示屏输出的光信号变化，即外界有触摸物接触显示器件表面时，驱动电路输出触摸屏定位行扫描波形，触摸屏定位列扫描波形，内置光探测器记录此时行扫描时间                                               

、列扫描时间

以及光信号强度变化值；

步骤3：根据记录的时间

、

以及光信号强度变化值，确定显示屏触摸位置。

2.根据权利要求1所述的一种确定显示屏多触控点位置的方法，其特征在于所述步骤2中，当外界有触摸物接触显示器件表面时，显示器件发射的光线则在全内反射层发生全反射，光线在全内反射层的引导下进入至少一个内置光探测器，内置光探测器接收到光信号变化，与此同时驱动电路输出行扫描波形，列扫描波形，内置光探测器记录此时行扫描时间

、列扫描时间

以及光信号强度变化值。

3.根据权利要求2所述的一种确定显示屏多触控点位置的方法，其特征在于所述T+D=P，所述T是触摸屏扫描和显示时间，D是触摸屏定位时间，P为原始扫描显示时间，P=1/显示屏帧频率。

4.根据权利要求3所述的一种确定显示屏多触控点位置的方法，其特征在于所述步骤2中驱动电路输出触摸屏定位行扫描波形，触摸屏定位列扫描波形是脉宽小于等于

的上升沿触发信号或者下降沿触发信号，D=K（X+Y），0≤D≤T，显示屏列数为Y，显示屏行数为X，K为扫描单位时间，K范围是0到20??s 。

5.根据权利要求3所述的一种确定显示屏多触控点位置的方法，其特征在于所述步骤2中外界触摸物接触显示器，产生至少一个触摸点时，当触摸点为一个时，所述内置光探测器检测光信号强度变化值为W；当触摸点为N个时，所述内置光探测器检测光信号强度变化值为以N的单值函数W(N)。

6.根据权利要求5所述的一种确定显示屏多触控点位置的方法，其特征在于所述步骤3中根据记录的时间

、

以及红外光信号强度变化值，确定显示屏触摸位置具体过程是：首先判断光信号强度变化值W(N)，当N=1时，直接根据当前时间、

确定触摸点位置；当N>1时，根据当前时间

、

和该时间点对应的光信号强度幅度W(N)来确定触摸点数N，并由此确定多点的触摸位置。

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