CN105807990A - 显示屏、触控笔以及显示模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示屏、触控笔及显示模组。显示屏包括触控显示面板、控制器和多个声波采集器；所述多个声波采集器分散设置在所述触控显示面板显示区域之外的不同位置处。声波采集器采集声波发射源的声波信号并输入控制器；触控显示面板采集电磁发生装置发射的电磁信号并输入控制器；控制器根据电磁信号以及各个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号，确定各个触控笔在显示屏上的实际触控位置，从而达到精确定位的目的，同时本发明根据各个触控笔对应的声波信号频段的不同，实现对不同主动笔的识别和精准定位。

Description

显示屏、触控笔以及显示模组
技术领域
本发明涉及触控显示领域，更具体涉及显示屏、触控笔以及应用该显示屏和触控笔的显示模组。
背景技术
触摸屏作为一种新型的人机交互设备，是目前最简单、最方便地实现人机交互的一种媒介。随着使用电脑作为信息来源的与日俱增，触摸屏以其使用方便、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优越性深得用户喜爱，其使用也越来越广泛。
目前触摸屏产品的市场上，电容式触摸屏因其灵敏度高，人机交互性好得到广泛使用。随着电容式触摸屏技术的发展和人力消费需求的提升，近年来出现了支持压力感应的主动式电容笔及支持压力感应的电容式触摸屏，但是由于目前的电容式主动笔技术的限制，使用其压力感应功能时报点率不足，容易出现伪点，造成定位精确度低，同时现有的支持压力感应的电容式触摸屏不支持多支主动笔同时操作，不能实现多点定位，降低了触摸屏使用的方便性，限制了触摸屏的进一步发展以及推广。
另外，现有技术中存在利用声波实现触控的设备，例如公开号为TW201203056A的台湾专利公开了一种无座板声波触控设备，该设备包括可传播Rayleigh波或Love波这类表面声波的基板，该基板具有前表面、后表面以及形成于前表面与后表面之间的弯曲连接表面。该设备还包括至少一声波传感器与至少一反射阵列，声波传感器与反射阵列都位于基板的后表面。声波传感器可将表面声波传输至反射阵列或自反射阵列接收表面声波。反射阵列可在声音上耦合该表面声波，之后从基板的后表面传播并透过弯曲连接表面后通过前表面。该专利利用声波进行触控的原理是根据物体(如手指等)阻碍声波的正常分布进行坐标识别，但是利用声波的技术同样存在定位精度差的问题。
发明内容
本发明的一个目的是如何提高触摸屏的定位精确度，实现触摸屏多点定位。
为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种显示屏，包括：触控显示面板、控制器和多个声波采集器；所述多个声波采集器对应设置在所述触控显示面板的不同位置处；
每一个所述声波采集器用于采集多个触控笔中的每一个触控笔的声波发射源的声波信号，并输入到所述控制器；
所述触控显示面板，用于采集多个触控笔中的每一个触控笔中的电磁发生装置发射的电磁信号并输入到所述控制器；
所述控制器用于根据接收到的电磁信号确定各个触控笔的位置集合；所确定的位置集合中包含各个触控笔在显示屏上的实际触控位置和伪点位置；并在各个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号的频段不同时，根据每一个频段的声波信号确定具有发射该频段的声波信号的触控笔在显示屏上触控的位置范围；利用所述位置范围对所述位置集合中的位置进行筛选，确定各个触控笔在显示屏上的实际触控位置；
或者所述控制器用于在各个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号的频段不同时，根据每一个频段的声波信号确定发射该频段的声波信号的触控笔在显示屏上触控的位置范围；并根据接收到的电磁信号确定各个触控笔中的每一个触控笔在其对应的位置范围内的触控位置，将所确定的触控位置作为该触控笔的实际触控位置。
进一步的，所述控制器还用于在确定各个触控笔在显示屏上的实际触控位置后，显示所确定的实际触控位置。
进一步的，所述控制器还用于根据每一个触控笔中的电磁发生装置发送的电磁信号的频率确定该触控笔的按压强度。
进一步的，所述控制器还用于根据每一个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号的频率确定该触控笔的按压强度。
进一步的，所述控制器还用于根据所确定的按压强度对触控显示面板进行显示控制。
进一步的，所述触控显示面板还用于采集手指在触控显示面板上的手指触控信号，并将采集到的手指触控信号输入到所述控制器；
所述控制器还用于根据触控显示面板采集的手指触控信号确定手指在触控显示面板上的触控位置。
第二方面，本发明提供了一种触控笔，包括：
压力传感器，用于检测触控笔是否按压到触控显示面板上；
电磁发射装置，与所述压力传感器相连，用于在所述压力传感器检测到触控笔按压到触控显示面板上时，发射电磁信号；
声波发射源，用于发射声波信号。
进一步的，所述声波发射源还与所述压力传感器相连，用于在所述压力传感器检测到触控笔按压到触控显示面板上时发射声波信号。
进一步的，所述压力传感器，还用于检测触控笔按压触控显示面板的压力值；
所述电磁发射装置具体用于根据压力传感器检测到的压力值产生具有对应于该压力值的电磁频率的电磁信号。
进一步的，所述压力传感器，还用于检测触控笔按压触控显示面板的压力值；
所述声波发射源具体用于根据压力传感器检测到的压力值产生具有对应于该压力值的声波频率的声波信号。
进一步的，还包括手动调节开关；
所述手动调节开关与所述声波发射源相连，用于设置所述声波发射源的频段。
第三方面，本发明提供了一种显示模组，包括上述显示屏和上述触控笔。
优选地，该显示模组包括多个触控笔；所述触控笔为上述触控笔，且各个触控笔对应的声波发射源发射的声波信号的频段各不同相同。
本发明提供了一种显示屏、触控笔以及应用该显示屏和触控笔的显示模组。该显示屏中设置声波采集器采集多个触控笔中的每一个触控笔的声波发射源的声波信号，并输入到所述控制器，设置触控显示面板，采集多个触控笔中的每一个触控笔中的电磁发生装置发射的电磁信号并输入到所述控制器；控制器根据电磁信号可以实现触控笔的精准定位，并可以根据各个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号确定触控笔的大致位置，从而避免伪点；并且通过设置不同的触控笔的频段不同，可以同时各个触控笔在显示屏上的实际触控位置。这样可以达到精确定位的目的，同时本发明根据各个触控笔对应的声波信号频段的不同，实现对不同主动笔的识别和精准定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的显示模组的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
一种显示屏包括框架7、触控显示面板1、控制器(未图示)和四个声波采集器2；所述四个声波采集器2对应设置在所述框架7的四角处，如图1所示。每一个所述声波采集2器用于采集多个触控笔中的每一个触控笔的声波发射源的声波信号，并输入到所述控制器。所述触控显示面板1，用于采集多个触控笔中的每一个触控笔中的电磁发生装置发射的电磁信号并输入到所述控制器。
所述控制器可以按照如下两种方式中的一种设计：
一、控制器用于根据接收到的电磁信号确定各个触控笔的位置集合；其中位置集合中包含各个触控笔在显示屏上的实际触控位置和伪点位置；所述控制器在各个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号6的频段不同时，根据接收到的声波信号6确定各个触控笔在显示屏上触控的位置范围，最后所述控制器利用所述位置范围对所述位置集合中的位置进行筛选，确定各个触控笔在显示屏上的实际触控位置。
在这种设计下，上述显示屏利用电磁信号进行定位，并利用声波信号去除其中的伪点，达到精确定位的目的，同时上述显示屏根据各个触控笔的声波发射源所发射的声波信号的频段不同，实现对不同主动笔的识别，从而使本发明的显示屏支持多支主动笔同时书写，实现多点的精准定位。另外，上述显示屏利用声波实现主动笔的触控，与显示屏基本无电磁干扰，有利于报点率的提升，从而有利于定位精确度的提升。
二、或者控制器用于在各个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号的频段不同时，根据每一个频段的声波信号6确定发射该频段的声波信号的触控笔在显示屏上触控的位置范围；并根据接收到的电磁信号确定各个触控笔中的每一个触控笔在其对应的位置范围内的触控位置，将所确定的触控位置作为该触控笔的实际触控位置。
在这种设计下，上述显示屏利用可以首先利用声波信号大致确定各个触控笔的位置范围，之后仅在该位置范围内根据接收到的电磁信号确定触控笔的位置，此时该位置可以认为是实际触控位置。这样也可以实现多点触控和精确定位。
在具体实施时，上述的控制器6根据接收到的声波信号6确定各个触控笔在显示屏上触控的位置范围可以是指控制器根据其接收到的四个声波采集器2的声波时间上的差异，实现粗定位功能，确定每一个触控笔在显示屏上触控的位置范围的位置范围。
作为上述的显示屏的第一种可选的设置方式，还可以设置所述控制器在确定各个触控笔在显示屏上的实际触控位置后，还用于控制触控显示面板显示所确定的实际触控位置。这种操作模式便于用户确定实际触控位置是否正确，以实现对显示屏的定位精确度进行直观的检验。
作为上述的显示屏的第二种可选的设置方式，所述控制器还用于根据每一个触控笔中的电磁发生装置发送的电磁信号的频率确定该触控笔的按压强度，之后所述控制器根据按压强度生成对应的数据(即控制命令)控制显示屏显示对应模式的图像。例如控制器可以根据其接收的电磁信号的频率生成对应的控制命令，从而控制显示屏显示对应于电磁信号频率的粗细的线条。当然，根据电磁信号频率还可以控制图像的其他显示模式，例如颜色、深度等，这里不对电磁信号的所控制的图像显示模式进行限定。
作为上述的显示屏的第三种可选的设置方式，所述控制器还可以根据每一个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号的频率确定该触控笔的按压强度，之后所述控制器根据声波信号的频率控制图像显示模式，其控制原理与上述利用电磁信号的控制的图像显示模式相同，这里不再赘述。
作为上述的显示屏的第四种可选的设置方式，可以设置这里的触控显示面板为电容式触摸屏，该能够用于采集手指在触控显示面板上的手指触控信号，并将采集到的手指触控信号输入到所述控制器；此时，设置所述控制器还用于根据触控显示面板采集的手指触控信号确定手指在触控显示面板上的触控位置。触控显示面板采用电容式触摸屏可以使本发明的显示屏在具有触控笔触控功能的同时具有手指触控功能，因此在触控笔损坏的时候直接利用手指就可以使用显示屏，不会因为触控笔损坏影响显示屏的使用，从而使显示屏的使用更加方便，有效提高了用户体验度。
不难理解的是，在具体实施时，可以同时按照上述的四种可选的设置方式对相应的显示屏进行设置，也可以仅按照其中的任意一种或者几种设置方式对对应的显示屏进行设置。
不难理解的是，虽然本发明实施例中是以声波采集器的个数为4个，且设置在上述的框架的四个顶角处进行的说明，但是在实际应用中，上述的声波采集器的个数也可以不为4个，比如为3个或者4个以上也能够实现相应的粗定位；并且就为了粗定位各个触控笔的位置而言，上述的各个声波采集器也无需设置在上述的框架的四个顶角处，在能够实现对相应的触控笔的粗定位的前提下，具体如何设置各个声波采集器的位置并不会影响本发明的实施。
本发明的另一方面还公开了一种触控笔3，可以与图1中所示的显示屏实现相应的触控功能，该触控笔用于对上述显示屏进行触控，包括：笔杆3、压力传感器4、电磁发射装置(未图示)以及声波发射源5，其中电磁发射装置与所述压力传感器相连，均设置在所述笔杆3中。
所述压力传感器4用于检测触控笔是否按压到触控显示面板上，并在检测触控笔按压到触控显示面板时采集压力值，并将采集的压力值传递给所述电磁发射装置，由所述电磁发射装置根据压力值发射对应频率的电磁信号。
所述声波发射源5用于发射声波信号6，该声波信号6由上述显示屏的控制器接收，从而控制器根据声波信号确定触控笔的位置范围。将触控笔与显示屏配合使用，利用电磁信号进行定位，利用声波信号去除其中的伪点，从而能够达到精确定位的目的，同时将不同的触控笔的声波发射源5设置为发射不同高频段的声波，显示器的控制器可以根据频段的不同实现对不同主动笔的识别，从而使显示屏支持多支主动笔同时书写，实现多点的精准定位。另外，当有多支触控笔同时工作时，由于每支触控笔发射声波的频段不同，所以多支触控笔互不干扰，从而不会造成对定位精确度的影响。
作为上述的触控笔的第一种可选的设置方式，所述声波发射源还与所述压力传感器相连，所述压力传感器4用于检测触控笔是否按压到触控显示面板上，并在检测触控笔按压到触控显示面板时采集压力值，并将采集的压力值传递给所述声波发射源，由所述声波发射源根据压力值发射对应频率的声波信号。这样，控制器在接收到某个触控笔发送的声波信号后，能够根据该声波信号的频率的大小确定该触控笔在相应的显示屏上的按压强度。当然在具体实施时，当有多个触控笔进行触控时，为了避免对其他触控笔的触控检测造成的干扰，每一个触控笔所发射的声波信号的频率一般应该限于在其对应的声波信号的频段之内进行变化，
作为上述的触控笔的第二种可选的设置方式，所述触控笔还包括手动调节开关(未图示)；所述手动调节开关与所述声波发射源5相连，用于设置所述声波发射源的频段。通过这种方式，能够使得每一支触控笔都能发射多种不同频段的声波信号，可以通过对多支不同的触控笔设置不同频段的声波信号，可以使用这些触控笔对同一显示屏进行触控。
在具体实施是，可以按照上述的两种方式同时设置对相应的触控笔进行设置，也可以仅按照其中的一种进行设置。
上述通过对电磁信号频率或声波信号频率的微调实现对压力感应数值的编码及传输，从而可以不用在每一帧前专门插入空档时间进行信息交互(即按压强度的信息交互)，提高了触控刷新频率。
本发明还一种显示模组，该显示模组包括上述显示屏和上述触控笔。该显示模组还可以包括多个触控笔，且各个触控笔对应的声波发射源发射的声波信号的频段各不同相同。当显示屏采用电容式触摸屏时，可以实现如下工作模式的切换：当操作者使用手指操作时，电容式触摸屏工作；当触控笔的工作状态开关打开且靠近电容式触摸屏时，声波采集装置工作，控制器通过其接收到的四角声波采集器2的声波时间上的差异，实现定位功能。通过上面的陈述可知，该显示模组能够实现触碰位置精确定位，并且可以实现多点的精准定位。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (13)

1.一种显示屏，其特征在于，包括：触控显示面板、控制器和多个声波采集器；所述多个声波采集器分散设置在所述触控显示面板显示区域之外的不同位置处；
每一个所述声波采集器用于采集多个触控笔中的每一个触控笔的声波发射源的声波信号，并输入到所述控制器；
所述触控显示面板，用于采集多个触控笔中的每一个触控笔中的电磁发生装置发射的电磁信号并输入到所述控制器；
所述控制器用于根据接收到的电磁信号确定各个触控笔的位置集合；所确定的位置集合中包含各个触控笔在显示屏上的实际触控位置和伪点位置；并在各个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号的频段不同时，根据每一个频段的声波信号确定发射该频段的声波信号的触控笔在显示屏上触控的位置范围；利用所述位置范围对所述位置集合中的位置进行筛选，确定各个触控笔在显示屏上的实际触控位置；
或者所述控制器用于在各个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号的频段不同时，根据每一个频段的声波信号确定发射该频段的声波信号的触控笔在显示屏上触控的位置范围；并根据接收到的电磁信号确定各个触控笔中的每一个触控笔在其对应的位置范围内的触控位置，将所确定的触控位置作为该触控笔的实际触控位置。
2.如权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述控制器还用于在确定各个触控笔在显示屏上的实际触控位置后，显示所确定的实际触控位置。
3.如权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述控制器还用于根据每一个触控笔中的电磁发生装置发送的电磁信号的频率确定该触控笔的按压强度。
4.如权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述控制器还用于根据每一个触控笔中的声波发射源所发射的声波信号的频率确定该触控笔的按压强度。
5.如权利要求3或4所述的显示屏，其特征在于，所述控制器还用于根据所确定的按压强度对触控显示面板进行显示控制。
6.如权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述触控显示面板还用于采集手指在触控显示面板上的手指触控信号，并将采集到的手指触控信号输入到所述控制器；
所述控制器还用于根据触控显示面板采集的手指触控信号确定手指在触控显示面板上的触控位置。
7.一种触控笔，其特征在于，包括：
压力传感器，用于检测触控笔是否按压到触控显示面板上；
电磁发射装置，与所述压力传感器相连，用于在所述压力传感器检测到触控笔按压到触控显示面板上时，发射电磁信号；
声波发射源，用于发射声波信号。
8.如权利要求7所述的触控笔，其特征在于，所述声波发射源还与所述压力传感器相连，用于在所述压力传感器检测到触控笔按压到触控显示面板上时发射声波信号。
9.如权利要求7所述的触控笔，其特征在于，所述压力传感器，还用于检测触控笔按压触控显示面板的压力值；
所述电磁发射装置具体用于根据压力传感器检测到的压力值产生具有对应于该压力值的电磁频率的电磁信号。
10.如权利要求8所述的触控笔，其特征在于，所述压力传感器，还用于检测触控笔按压触控显示面板的压力值；
所述声波发射源具体用于根据压力传感器检测到的压力值产生具有对应于该压力值的声波频率的声波信号。
11.如权利要求7所述的触控笔，其特征在于，还包括手动调节开关；
所述手动调节开关与所述声波发射源相连，用于设置所述声波发射源的频段。
12.一种显示模组，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的显示屏和如权利要求7-11任一项所述的触控笔。
13.如权利要求12所述的显示模组，其特征在于，包括多个触控笔；所述触控笔为如权利要求7-9任一项所述的触控笔，且各个触控笔对应的声波发射源发射的声波信号的频段各不同相同。
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