CN104932760A - 红外触控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种红外触控方法及装置，涉及显示屏的触控技术，能够实现悬浮触控。红外触控装置包括显示屏，显示屏内部设置有多个红外线发射模块与红外线接收模块，所有红外线接收模块的接收频谱都与所有红外线发射模块的发射频谱相同；还设置有触控识别模块。红外线发射模块用于发射红外线；红外线接收模块用于接收触控物体反射的红外线；触控识别模块用于，将各个红外线接收模块接收的红外线转换成对应的电信号；当存在大于或等于第一阈值的电信号时，确定触控物体进入了显示屏的感应范围并产生触控信号，以响应触控物体对显示屏的操作。本发明应用于红外触控显示屏的设计与生成。

Description

红外触控方法及装置

技术领域

本发明涉及显示屏的触控领域，尤其涉及一种红外触控方法及装置。

背景技术

触控技术能够丰富用户与电子设备进行交互的方式。红外触控是一种较为常见的触控技术。其中一种实现方式是在显示屏内部设置红外线发射模块与红外线接收模块，红外线发射模块从显示屏内部垂直于显示屏表面向外发射出红外线，当手指等触控物体反射红外线并被红外线接收模块接收到时，根据接收到红外线的红外线接收模块的位置可确定触控物体在显示屏上对应的位置。

在上述实现方式中，红外线发射模块与红外线接收模块对应设置，各红外线发射模块间发射的红外线波长不同，红外线接收模块只能接收与其对应的红外线发射模块所发射的红外线。由于触控物体的触控面大多并不平整，由红外线发射模块发出的红外线会在触控面上发生漫反射，若触控面不接触显示屏表面或距显示屏表面相对较远，则红外线接收模块接收到与其对应的红外线发射模块所发射的红外线会非常微弱，因而无法进行有效识别。特别是在红外线发射模块与红外线接收模块分布较为稀疏(发射的红外线密度相对较小)而触控面相对较小的情况下，触控面只有接触或几乎接触显示屏，触控面有可能被明显感应到。由于悬浮触控要求能够支持一定的感应距离，因此，现有的这种红外触控技术无法满足感应距离要求，不支持悬浮触控。

发明内容

本发明提供一种红外触控方法及装置，其目的在于实现满足较大感应距离要求的悬浮触控。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，提供一种红外触控装置，包括显示屏，所述显示屏内部设置有多个红外线发射模块与红外线接收模块，所有红外线接收模块的接收频谱都与所有红外线发射模块的发射频谱相同；所述显示屏内部还设置有触控识别模块；

所述红外线发射模块用于，从所述显示屏内部向外发射红外线；

所述红外线接收模块用于，接收所述显示屏表面上方的触控物体反射的红外线；

所述触控识别模块用于，将各个红外线接收模块接收的红外线转换成对应的电信号；当存在大于或等于第一阈值的电信号时，确定所述触控物体进入了所述显示屏的感应范围并产生触控信号，以响应所述触控物体对所述显示屏的操作。

另一方面，提供一种红外触控方法，所述方法应用于显示屏，所述显示屏内部设置有多个红外线发射模块与红外线接收模块，所有红外线接收模块的接收频谱都与所有红外线发射模块的发射频谱相同；所述显示屏内部还设置有触控识别模块，所述方法包括如下各个步骤：

S1、所述红外线发射模块从所述显示屏内部向外发射红外线；

S2、所述红外线接收模块接收所述显示屏表面上方的触控物体反射红外线；

S3、所述触控识别模块将各个红外线接收模块接收的红外线转换成对应的电信号；

S4、当存在大于或等于第一阈值的电信号时，所述触控识别模块确定所述触控物体进入了所述显示屏的感应范围并产生触控信号，以响应所述触控物体对所述显示屏的操作。

根据本发明提供的红外触屏方法与装置，由于红外线接收模块的接收频谱与红外线发射模块的发射频谱相同，因此，一个红外线接收模块不仅能够接收同一红外触控单元内的红外线发射模块发射的红外线，还能够接收来自其他红外触控单元内的红外线发射模块的红外线。在本发明中，相同条件下红外线接收模块能够接收到的红外线更多，因此能够有效识别触控物体。在触控物体到显示器表面的距离较大的情况下，即使红外线发射模块/红外线接收模块分布较为稀疏(发射的红外线密度相对较小)且触控面相对较小，本发明提供的方案由于能够接收更多的红外线，因此也能够实现满足较大感应距离要求的悬浮触控。克服了现有技术中一个红外线接收模块仅能接收同一红外触控单元内的红外线发射模块发射的红外线，导致当触控面距显示屏表面较远时红外线接收模块几乎无法接收到与其对应的红外线发射模块所发射的红外线，进而导致无法进行有效识别的问题。

附图说明

图1为实施例一提供的红外触控装置的示意图；

图2为实施例一对应的光路示意图；

图3为距离较近的光路示意图；

图4为距离较远的光路示意图；

图5为实施例五所提供的红外触控方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供一种红外触控装置，该装置具有用于显示文字、图像等内容的显示屏，显示屏可为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)。根据用途的不同，装置除了具备显示屏外，还可具备各种现有的功能模块。以手机为例，除了显示屏外，手机中还具备信号收发模块等。本发明提供的红外触控装置具备红外触控功能，因此，除了现有的功能模块之外，还具备基于红外线的触屏控制相关的模块，可统称为红外触控单元。红外触控单元能够发射红外线并接收手指等触控物体反射回来的红外线，并根据接收到的红外线识别触控物体对显示屏的操作。因此，红外触控单元包括多个红外线发射模块与红外线接收模块，还包括触控识别模块。红外触控单元设置于显示屏内部。

图1为实施例一提供的红外触控装置的示意图。图1示出了红外触控装置10所包括的显示屏的部分结构，例如背光灯、液晶及光控电路、彩色滤光片、表面强化玻璃等结构。显示屏内部设置有多个红外触控单元20及多个像素单元30(图中仅示出了两个红外触控单元20及一个像素单元30)。红外触控单元20包括红外线发射模块21与红外线接收模块22，还包括触控识别模块23。

红外线发射模块21用于，从显示屏内部向外发射红外线，例如垂直于显示屏表面向外发射红外线；红外线接收模块22用于，接收显示屏表面上方的触控物体反射的红外线；触控识别模块23用于，将各个红外线接收模块21接收的红外线转换成对应的电信号；当存在大于或等于第一阈值的电信号时，确定触控物体进入了显示屏的感应范围并产生触控信号，以响应触控物体对显示屏的操作。

具体地，红外线发射模块21是微型红外发射元件，可将电流转换为红外光发射；红外线接收模块22是微型红外接收元件，可将接收到的红外光转换为电流。微型红外发射元件和微型红外接收元件可为微米级器件。本发明对于红外线发射模块21和红外线接收模块22在显示屏中的设置方式不做具体限定，举例而言，可直接在显示屏最下层玻璃基板上用离子注射的方式将微型红外发射元件和微型红外接收元件设置在该玻璃基板上，或者，可将微型红外发射元件和微型红外接收元件贴附在显示屏基板玻璃的下方。可采用铟锡氧化物等透明导电材料连接这些元件。

以LCD显示屏为例，红外触控单元20可对应于每个像素单元30而设置，例如可将红外线发射模块21与红外线接收模块22设置在每个像素单元的透光区域对应的玻璃基板。

具体地，可在每个像素单元30同时设置一对红外线发射模块21与红外线接收模块22，此时红外触控单元20的数量级可多达像素单元数量级，其分布密度相对较大，因此能够取得较高的触控识别精度。另外，若考虑触控识别精度与能耗之间的平衡，不限定在每个像素单元同时设置一对红外线发射模块与红外线接收模块，可在大量像素单元30形成的矩阵结构中，相互间隔地设置红外线发射模块与红外线接收模块，即，仅将一个红外线发射模块设置于某像素单元中，而与该像素单元相邻的其他像素单元均仅设置一个红外线接收模块(未图示)。当然，还可设置更加稀疏的红外触控单元，包括在相互之间间隔1个或多个像素单元的像素单元上同时设置一对红外线发射模块与红外线接收模块，或者在相互之间间隔1个或多个像素单元的像素单元上仅设置一个红外线发射模块或一个红外线接收模块(未图示)。

对于红外触控单元的触控识别模块，其具体可为电路形式，可分成与各个红外线接收模块对应的多个子电路，同样设置在有源矩阵区域，多个子电路之间相互连接构成一个红外信号的总电路系统，子电路之间的连接线可与扫描线、数据线等重叠设置。需要说明的是，红外触控单元的设置方式不仅限于上述方式。

红外线发射模块21用于发射红外线，不同红外线发射模块21发送的红外线的波长可相同也可不同。考虑到人体(例如用户触控显示屏时的手指)对红外线的吸收频谱，可选择不易为人体吸收的频段的红外线。这样，当红外线从红外线发射模块21发出并射到人体上时，人体能够最大程度的反射红外线。与红外线发射模块21相应地，红外线接收模块22用于接收从触控物体发射回来并从显示屏表面入射的红外线。可设置红外线接收模块22的接收频谱与红外线发射模块21的发射频谱相同，即所有的红外线发射模块21具有相同的发射频谱，所有的红外线接收模块22具有与发射频谱相应的同一接收频谱。由于漫反射，对于某一个红外线接收模块22而言，其接收到的红外线可能是来自同一红外触控单元20内的红外线发射模块21，也可能来自其他红外触控单元内的红外线发射模块，例如邻近的红外触控单元内的红外线发射模块。

需要说明的是，在本说明书中，主要以垂直于显示屏表面的出射光路为主进行说明，但是，在向显示屏外传输直至到达触控物体的过程中，由于玻璃等介质的衍射和散射，出射光线中会有部分红外光向外发散。不过，对于红外线接收模块22的接收而言，向外发散与漫反射两者的效果是类似的，均使得红外线接收模块22除了接收同一红外触控单元20内的红外线发射模块21发射的红外线外，还能够接收来自其他红外触控单元内的红外线发射模块发射的红外线。

接着，参照图2对从红外线发射模块发出，经由触控物体反射，再被红外线接收模块接收的红外线的光路进行分析。如图2所示，以触控物体覆盖3个红外触控单元的情况为例，红外触控单元20a处于中心位置，红外触控单元20b、20c位于红外触控单元20a的两侧，红外触控单元20d、20e位于触控物体的覆盖范围之外。由于红外线接收模块22a～22e的接收频谱与红外线发射模块21a～21e的发射频谱相同，因此，红外线接收模块22a～22e均能够接收到各红外线发射模块21a～21e发射的红外线。具体地，红外线接收模块22a能够接收各红外线发射模块21a～21e发射的红外线，同理，其他红外线接收模块22b～22e也能够接收各红外线发射模块21a～21e发射的红外线，只要从各红外线发射模块21a～21e发射的红外线经触控物体反射之后能够射到各红外线接收模块22a～22e上。

触控识别模块23用于将各个红外线接收模块23接收的红外线转换成对应的电信号。例如，对应于红外线强度的大小，可将红外线转换成电流信号，红外线强度越大，对应的电流越大；或者，将红外线转换成电压信号，红外线强度越大，对应的电压越大。触控识别模块23可利用P-N二极管或TFT来实现光电转换。

在转换得到电信号之后，为了根据电信号识别触控物体，可设置一个阈值(第一阈值)，当电信号大于或等于第一阈值时，触控识别模块23确定触控物体进入了显示屏的感应范围，其中，第一阈值的大小可根据实际情况确定。通过设置第一阈值，一方面可避免自然光中的红外线对触屏识别的干扰，另一方面可根据实际需求感应范围规定在距显示屏表面的适当距离内。当确定触控物体进入了显示屏的感应范围时，触控识别模块23触发一个触控信号，以响应触控物体对显示屏的操作。

根据实施例一提供的红外触屏装置，由于所有红外线接收模块的接收频谱都与所有红外线发射模块的发射频谱相同，因此，一个红外线接收模块不仅能够接收同一红外触控单元内的红外线发射模块发射的红外线，还能够接收来自其他红外触控单元内的红外线发射模块的红外线。在本实施例中，相同条件下红外线接收模块能够接收到的红外线更多，因此能够有效识别触控物体。在触控物体到显示器表面的距离较大的情况下，即使红外线发射模块/红外线接收模块分布较为稀疏(发射的红外线密度相对较小)且触控面相对较小，本实施例提供的方案由于能够接收更多的红外线，因此也能够实现悬浮触控。解决了现有技术中一个红外线接收模块仅能接收同一红外触控单元内的红外线发射模块发射的红外线，导致当触控面距显示屏表面较远时红外线接收模块几乎无法接收到与其对应的红外线发射模块所发射的红外线，进而导致无法进行有效识别的问题。

实施例二

为了响应确定触控物体在显示屏上对应的中心位置以实现更准确的触控定位的需求，本实施例的红外触控装置在实施例一的基础上，还具备中心位置识别功能。具体地，触控识别模块23还用于：比较各个红外线接收模块22对应的电信号的大小，确定最大的电信号；确定最大电信号对应的红外线接收模块22在显示屏上对应的位置作为触控物体进行触控操作时的中心位置。

如图3所示，同样以触控物体覆盖3个红外触控单元的情况为例，红外触控单元20a处于中心位置，红外触控单元20b、20c位于红外触控单元20a的两侧，红外触控单元20d、20e位于触控物体的覆盖范围之外。

在红外线接收模块22a～22e的接收频谱与红外线发射模块21a～21e的发射频谱相同的情况下，红外线接收模块22a由于处于触控物体覆盖范围的中心位置，因此其接收的红外线不仅来自覆盖范围内的各红外线发射模块21a～21c，还来自覆盖范围外的各红外线发射模块21c、21e；与此相对，红外线接收模块22b(或红外线接收模块22c)虽然也处于覆盖范围内，但由于偏离中心位置，因此，其接收的红外线可能仅来自红外线发射模块21a～21d(或红外线发射模块21a～21c、21e)；另外，红外线接收模块22d(或红外线接收模块22e)由于处于覆盖范围外，因此，其接收的红外线可能仅来自红外线发射模块21a、21b、21d(或红外线发射模块21a、21c、21e)。

若假设，对于任一路从某红外线发射模块发出、经反射被某红外线接收模块接收的红外线，其光强均相同，则在图3的情况下，处于覆盖范围中心位置的红外线接收模块22a接收的红外线总光强最大，其次是偏离中心位置的红外线接收模块22b、22c，再次是覆盖范围外的红外线接收模块22d、22e，即越偏离覆盖范围中心位置，红外线接收模块接收到的红外线强度越小。然而，实际情况中，由于覆盖范围的关系，以红外线发射模块21b(或红外线发射模块21c)发射的红外线经反射后被某红外线接收模块接收到的光强为例，“红外线接收模块22a接收到的来自红外线发射模块21b(或红外线发射模块21c)的红外线光强”>“红外线接收模块22c(或红外线接收模块22b)接收到的来自红外线发射模块21b(或红外线发射模块21c)的红外线光强”>“红外线接收模块22e(或红外线接收模块22d)接收到的来自红外线发射模块21b(或红外线发射模块21c)的红外线光强”，因此，随着偏离覆盖范围中心位置的变化，各红外线接收模块接收到的红外线强度差距实际上比上述假设的情况更明显。

在本实施例中，触控识别模块23在确定具有最大电信号的红外线接收模块(在图3中为22a)在显示屏上对应的位置时，也就确定了触控物体进行触控操作时的中心位置。通过这种方式确定触控物体进行触控操作时的中心位置，能够提高触控识别的精度，尤其适用于触控物体的触控面相对较大而显示屏中显示的待操作对象(例如按键等)相对较小的情况。

实施例三

为了响应确定触控物体距显示屏表面的距离以实现更丰富的触控定位的需求，本实施例的红外触控装置在实施例一或实施例二的基础上，还具备触控距离识别功能。触控距离识别功能可应用在需要根据触控物体距显示屏表面的距离来进行触控的情况。例如，在手机等终端上进行3D游戏时，可通过识别手到触摸屏的距离，来实现相应操作。例如，整个手掌悬浮在触摸屏上方来操控飞机时，可通过识别手掌各点的距离来确定手掌向前后左右倾斜的状态，并根据该倾斜状态来控制飞机向前后左右的倾斜。

具体地，触控识别模块23还用于：比较各个红外线接收模块22对应的电信号的大小，确定最大的电信号；获取电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系；根据电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系，及最大的电信号，确定触控物体距显示屏表面的距离。

参照图3、图4进行说明，其中，图3中触控物体距显示屏表面的距离小于图4中触控物体距显示屏表面的距离。如图3所示，由于触控物体距显示屏表面相对较近，因此，处于触控物体覆盖范围中心位置的红外线接收模块22a接收的红外线不仅来自覆盖范围内的各红外线发射模块21a～21c，还来自覆盖范围外的各红外线发射模块21c、21e；偏离中心位置的红外线接收模块22b(或红外线接收模块22c)接收的红外线也可能自红外线发射模块21a～21d(或红外线发射模块21a～21c、21e)；甚至连处于覆盖范围外的红外线接收模块22d(或红外线接收模块22e)接收的红外线也可能来自红外线发射模块21a、21b、21d(或红外线发射模块21a、21c、21e)。与此相对，如图4所示，由于触控物体距显示屏表面相对较远，因此，即便是处于触控物体覆盖范围中心位置的红外线接收模块22a接收的红外线也仅来自覆盖范围内的各红外线发射模块21a～21c；偏离中心位置的红外线接收模块22b(或红外线接收模块22c)接收的红外线也只有来自红外线发射模块21a、21b(或红外线发射模块21a、21c)；更甚者，处于覆盖范围外的红外线接收模块22d(或红外线接收模块22e)基本接收不到触控物体反射的红外线。

若假设，对于任一路从某红外线发射模块发出、经反射被某红外线接收模块接收的红外线，其光强均相同，则通过比较可以知道，随着触控物体距显示屏表面的距离变大，经触控物体反射的红外线的强度变小，即图4中各红外线接收模块接收到的红外线的总强度，比图3中各红外线接收模块接收到的红外线的总强度更小。然而，实际情况中，由于触控物体距显示屏表面的距离的关系，以红外线接收模块22a接收到的经触控物体反射后的红外线光强为例，“图3中红外线接收模块22a接收到的来自红外线发射模块21a的红外线光强”>“图4中红外线接收模块22a接收到的来自红外线发射模块21a的红外线光强”，因此，随着触控物体距显示屏表面距离的变化，各红外线接收模块接收到的红外线强度差距实际上比上述假设的情况更明显。

在本实施例中，可预先通过实验确定不同大小的电信号与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系。例如，对于某一设定红外触控单元分布密度的显示屏，可在显示屏上方悬挂一个触控物体，触控物体的触控面尺寸可相当于手指指尖的尺寸。实验时，改变触控物体距显示屏表面的距离，并记录相应的最大电信号，从而得到多组距离与最大电信号的关系，由此确定电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系。

根据实施例二可知，覆盖范围中心位置对应着最大的电信号，在本实施例中，若触控识别模块23确定了最大电信号，则根据预设的电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系，能够直接确定触控物体距显示屏表面的距离。通过这种方式确定触控物体距显示屏表面的距离，能够提高识别触控的精度，尤其适用于需要利用触控物体距显示屏表面距离或不同触控物体距显示屏表面的距离差来进行触控操作的情况。

由于触控物体的触控面面积对反射光强有影响，在本实施例更具体的实现方式中，为了实现更准确的高度定位需求，可在触控距离识别功能添加要素触控物体的触控面面积。具体地，触控识别模块23还可用于：比较各个红外线接收模块22对应的电信号的大小；确定电信号大于第二阈值的各红外线接收模块在显示屏上对应的位置；确定由根据第二阈值确定的位置对应的轮廓的面积；根据轮廓面积、电信号大小及触控物体距显示屏表面的距离三者之间的对应关系，以及轮廓的面积与最大的电信号，确定触控物体距显示屏表面的距离。

以处于触控物体覆盖范围中心位置的红外线接收模块(对应于图3、图4中的红外线接收模块22a)所接收的总光强为例，一般地，当触控物体距显示屏表面的距离相同时，触控面面积越大，所接收的总光强越大。

在本实施例中，为了确定触控面的位置与面积，设定一个第二阈值，并规定当电信号大于第二阈值时，其对应的红外线接收模块(对应于图3、图4中的红外线接收模块22a～22c)在显示屏上对应的位置才属于触控物体覆盖范围(即触控面在显示屏上的投影范围)。

对于第二阈值，可通过实验来确定。通过实验能够证实，触控物体覆盖范围内的红外线接收模块(对应于22a～22c)对应的接收光强，与触控物体覆盖范围外的红外线接收模块(对应于22d、22e)对应的接收光强之间，存在明显的差距，也即，在触控物体覆盖范围的边缘，两侧的红外线接收模块之间(即22a～22c与22d、22e之间)对应的接收光强存在跳变，边缘外的红外线接收模块(22d、22e)对应的接收光强明显小于边缘内的红外线接收模块(22a～22c)对应的接收光强。因此，第二阈值可根据跳变的光强值来确定。通过这种方式设置的第二阈值，能够准确触控面的位置。在确定触控面的位置后，能够容易确定触控面的面积。

对于轮廓面积、电信号大小及触控物体距显示屏表面的距离三者之间的对应关系，同样可预先通过实验来确定。具体地，可在确定电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系的实验中，加入轮廓面积这一参数。即，在某一距离时，通过改变触控物体触控面的大小来改变轮廓面积，并记录不同轮廓面积下最大电信号的大小；然后，改变距离的大小，重复进行实验，从而得到在不同距离下，不同轮廓面积所对应的最大电信号的大小，由此确定轮廓面积、电信号大小及触控物体距显示屏表面的距离三者之间的对应关系。

在本实施例中，在考虑触控物体的触控面面积对反射光强的影响的情况下，若触控识别模块23确定了轮廓的面积与最大的电信号，则根据预设的轮廓面积、电信号大小及触控物体距显示屏表面的距离三者之间的对应关系，能够容易确定触控物体距显示屏表面的距离。通过这种方式确定触控物体距显示屏表面的距离，能够进一步提高识别触控的精度。

实施例四

与实施例三相对地，实施例在实施例一或实施例二的基础上，提供了另外一种实现触控物体距显示屏表面的距离识别的方案。

在实施例三设计轮廓面积的方案中，要求触控物体触控面的形状是较为规则的圆或类圆，然而，有时候触控物体的形状可能与圆相差较大，在利用轮廓面积分析触控物体距显示屏表面的距离时，会将不规则的形状转换成面积相同的圆，但是触控物体距显示屏表面的距离的准确度会因此而降低。例如，当触控物体触控面的形状是一个五角星时，会转换得到一个面积相同但直径变小了的圆，然而，相比于圆，五角星时对应的最大电信号可能会更小，因此，此时若根据圆形状的轮廓来计算触控物体距显示屏表面的距离，会得到一个偏大的距离。

除了触控物体的形状之外，触控物体的颜色、表面粗糙度及对红外线吸收能力的不同，均可能影响对触控物体距显示屏表面的距离的识别，而且，这些因素是较难控制的。

为此，本实施例采用一种脉冲形式的红外线来实现距离识别。在实施例二中，触控识别模块23通过比较各个红外线接收模块22对应的电信号的大小，确定了具有最大电信号的红外线接收模块22a在显示屏上对应的位置作为触控物体进行触控操作时的中心位置。本实施例在实施例二的基础上，将一个红外线发射模块21与一个红外线接收模块22对应设置在同一个像素单元的范围内，或者分别设置在相邻的两个像素单元内。红外线发射模块21可发射脉冲形式的红外线。在确定具有最大电信号的红外线接收模块22a后，触控识别模块23还用于：获取最大的电信号对应的红外线接收模块22a接收到红外线的时间，及同一个红外触控单元20a内的红外线发射模块21a发射红外线的时间；根据同一红外脉冲对应的接收时间与发射时间确定红外脉冲收发时间差；根据红外脉冲收发时间差确定所述触控物体距显示屏表面的距离。

红外线发射模块21a发出红外脉冲时，记录发射该束脉冲的时间T₀。红外线接收模块22a接收到红外脉冲时，记录接收到该束脉冲的时间T₁。接收时间T₁与发射时间T₀之间的差值为收发时间差ΔT，则触控物体距显示屏表面的距离S＝ΔT·c/2，其中，c为光速。

为了确保接收时间与发射时间对应于同一红外脉冲，可设置两束红外脉冲发射的时间间隔大于某一预设值，使得一束红外脉冲能够在该时间间隔内往返于红外触控单元20a与处于最大感应距离(对应于感应范围)的触控物体之间。

根据本实施例提供的装置，由于利用脉冲形式的红外线来计算触控物体距显示屏表面的距离，能够避免触控物体的形状、颜色、表面粗糙度及对红外线吸收能力对触控物体距显示屏表面的距离计算的影响，因此能够提高识别触控物体距显示屏表面的距离的准确度。

实施例五

对应于实施例一，本实施例提供一种红外触控方法，应用于显示屏。如实施例一所述，显示屏内部设置有多个红外线发射模块与红外线接收模块，所有红外线接收模块的接收频谱都与所有红外线发射模块的发射频谱相同，显示屏内部还设置有触控识别模块。

图5为实施例五所提供的红外触控方法的流程图，如图5所示，所述方法包括如下各个步骤：

S1、红外线发射模块从显示屏内部垂直于显示屏表面向外发射红外线。

S2、红外线接收模块接收显示屏表面上的触控物体反射的红外线。

S3、触控识别模块将各个红外线接收模块接收的红外线转换成对应的电信号。

S4、当存在大于或等于第一阈值的电信号时，触控识别模块确定触控物体进入了显示屏的感应范围并产生触控信号，以响应触控物体对显示屏的操作。

关于本实施例提供的方法的具体说明请参照实施例一，在此不再赘述。

相比于现有技术，本实施例在相同条件下红外线接收模块能够接收到的红外线更多，因此能够有效识别触控物体。在触控物体到显示器表面的距离较大的情况下，即使红外线发射模块/红外线接收模块分布较为稀疏(发射的红外线密度相对较小)且触控面相对较小，本实施例提供的方案由于能够接收更多的红外线，因此也能够实现悬浮触控。

对应于上述实施例二，为了响应确定触控物体在显示屏上对应的中心位置以实现更准确的触控定位的需求，在实施例五的一个更具体的实施例中，红外触控方法还能够进行中心位置识别。

在该实施例中，在步骤S3之后，所述方法还包括：

S5、触控识别模块比较各个红外线接收模块对应的电信号的大小，确定最大的电信号。

S6、触控识别模块确定最大电信号对应的红外线接收模块在显示屏上对应的位置作为触控物体进行触控操作时的中心位置。

对于该实施例的具体说明请参照实施例二。通过本实施例提供的方法来确定触控物体进行触控操作时的中心位置，能够提高触控识别的精度，尤其适用于触控物体的触控面相对较大而显示屏中显示的待操作对象(例如按键等)相对较小的情况。

对应于上述实施例三，为了响应确定触控物体距显示屏表面的距离以实现更准确的触控定位的需求，在实施例五的另一个更具体的实施例中，红外触控方法还能够进行触控距离识别。

在该实施例中，在步骤S3之后，所述方法还包括：

S5、触控识别模块比较各个红外线接收模块对应的电信号的大小，确定最大的电信号。

S7、触控识别模块获取电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系；

S8、触控识别模块根据电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系，及最大的电信号，确定触控物体距显示屏表面的距离。

对于该实施例的具体说明请参照实施例三。通过这种方法能够确定触控物体距显示屏表面的距离，提高识别触控的精度，尤其适用于需要利用触控物体距显示屏表面距离或不同触控物体距显示屏表面的距离差来进行触控操作的情况。

由于触控物体的触控面面积对反射光强有影响，在本实施例中，为了实现更准确的高度定位需求，可在触控距离识别功能添加要素触控物体的触控面面积。具体地，步骤S7包括：

S71、触控识别模块确定电信号大于第二阈值的各红外线接收模块在显示屏上对应的位置；

S72、触控识别模块确定由步骤S72确定的位置对应的轮廓的面积。

S73、触控识别模块根据预设的电信号大小、轮廓面积及触控物体距显示屏表面的距离三者之间的对应关系，以及最大的电信号与所述轮廓的面积，确定所述触控物体距显示屏表面的距离。

这样一来，能够进一步提高识别触控的精度。

对应于上述实施例四，为了避免触控物体的形状、颜色、表面粗糙度及对红外线吸收能力对触控物体距显示屏表面的距离计算的影响，在实施例五的又一个更具体的实施例中，一个红外线发射模块与一个红外线接收模块对应设置在同一个红外触控单元内，且红外线发射模块可发射脉冲形式的红外线。

在本实施例中，在步骤S6之后，所述方法还包括：

触控识别模块获取最大的电信号对应的红外线接收模块接收到红外线的时间，及同一个红外触控单元内的红外线发射模块发射红外线的时间；

触控识别模块根据同一红外脉冲对应的接收时间与发射时间确定红外脉冲收发时间差；

所述触控识别模块根据红外脉冲收发时间差确定触控物体距显示屏表面的距离。

对于该实施例的具体说明请参照实施例四。根据本实施例，由于利用脉冲形式的红外线来计算触控物体距显示屏表面的距离，能够避免触控物体的形状、颜色、表面粗糙度及对红外线吸收能力对触控物体距显示屏表面的距离计算的影响，因此能够提高识别触控物体距显示屏表面的距离的准确度。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种红外触控装置，其特征在于，包括显示屏，所述显示屏内部设置有多个红外线发射模块与红外线接收模块，所有红外线接收模块的接收频谱都与所有红外线发射模块的发射频谱相同；所述显示屏内部还设置有触控识别模块；

所述红外线发射模块用于，从所述显示屏内部向外发射红外线；

所述红外线接收模块用于，接收所述显示屏表面上方的触控物体反射的红外线；

所述触控识别模块用于，将各个红外线接收模块接收的红外线转换成对应的电信号；当存在大于或等于第一阈值的电信号时，确定所述触控物体进入了所述显示屏的感应范围并产生触控信号，以响应所述触控物体对所述显示屏的操作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触控识别模块还用于：

比较各个红外线接收模块对应的电信号的大小，确定最大的电信号；

确定最大电信号对应的红外线接收模块在显示屏上对应的位置作为所述触控物体进行触控操作时的中心位置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述触控识别模块还用于：

比较各个红外线接收模块对应的电信号的大小，确定最大的电信号；

获取电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系；

根据所述电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系，及最大的电信号，确定所述触控物体距显示屏表面的距离。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述触控识别模块具体用于：

确定所述电信号大于第二阈值的各红外线接收模块在显示屏上对应的位置；

确定由根据所述第二阈值确定的位置对应的轮廓的面积；

根据轮廓面积、电信号大小及触控物体距显示屏表面的距离三者之间的对应关系，以及所述轮廓的面积与最大的电信号，确定所述触控物体距显示屏表面的距离。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，一个红外线发射模块与一个红外线接收模块对应设置在同一个红外触控单元内；

所述触控识别模块还用于：

获取最大的电信号对应的红外线接收模块接收到红外线的时间，及同一个红外触控单元内的红外线发射模块发射红外线的时间，所述红外线为脉冲形式的红外线；

根据同一红外脉冲对应的接收时间与发射时间确定红外脉冲收发时间差；

根据所述红外脉冲收发时间差确定所述触控物体距显示屏表面的距离。

6.一种红外触控方法，其特征在于，所述方法应用于显示屏，所述显示屏内部设置有多个红外线发射模块与红外线接收模块，所有红外线接收模块的接收频谱都与所有红外线发射模块的发射频谱相同；所述显示屏内部还设置有触控识别模块，所述方法包括如下各个步骤：

S1、所述红外线发射模块从所述显示屏内部向外发射红外线；

S2、所述红外线接收模块接收所述显示屏表面上方的触控物体反射红外线；

S3、所述触控识别模块将各个红外线接收模块接收的红外线转换成对应的电信号；

S4、当存在大于或等于第一阈值的电信号时，所述触控识别模块确定所述触控物体进入了所述显示屏的感应范围并产生触控信号，以响应所述触控物体对所述显示屏的操作。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，所述方法还包括：

S5、所述触控识别模块比较各个红外线接收模块对应的电信号的大小，确定最大的电信号；

S6、所述触控识别模块确定最大电信号对应的红外线接收模块在显示屏上对应的位置作为所述触控物体进行触控操作时的中心位置。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，所述方法还包括：

S5、所述触控识别模块比较各个红外线接收模块对应的电信号的大小，确定最大的电信号；

S7、所述触控识别模块获取电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系；

S8、所述触控识别模块根据所述电信号大小与触控物体距显示屏表面的距离之间的对应关系，及最大的电信号，确定所述触控物体距显示屏表面的距离。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括：

S71、所述触控识别模块确定所述电信号大于第二阈值的各红外线接收模块在显示屏上对应的位置；

S72、所述触控识别模块确定由所述步骤S72确定的位置对应的轮廓的面积；

S73、所述触控识别模块根据预设的电信号大小、轮廓面积及触控物体距显示屏表面的距离三者之间的对应关系，以及最大的电信号与所述轮廓的面积，确定所述触控物体距显示屏表面的距离。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，一个红外线发射模块与一个红外线接收模块对应设置在同一个红外触控单元内；

在所述步骤S6之后，所述方法还包括：

所述触控识别模块获取最大的电信号对应的红外线接收模块接收到红外线的时间，及同一个红外触控单元内的红外线发射模块发射红外线的时间，所述红外线为脉冲形式的红外线；

所述触控识别模块根据同一红外脉冲对应的接收时间与发射时间确定红外脉冲收发时间差；

所述触控识别模块根据所述红外脉冲收发时间差确定所述触控物体距显示屏表面的距离。