CN108874220A - 触控显示装置及触控位置侦测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种触控显示装置及触控位置侦测系统。触控显示装置包括一显示面板以及一触控层。触控层设置于显示面板上，触控层包括一触控金属网格层及多个已位置编码的几何图案，此些已位置编码的几何图案分布于触控金属网格层中。
Description
技术领域
本发明是有关于一种触控显示装置及触控位置侦测系统，且特别是有关于一种将位置编码技术应用在触控层中的触控显示装置及触控位置侦测系统。
背景技术
随着科技进步，触控技术的发展也日渐成熟，并已广泛地应用于各种电子产品的显示装置中，以便于使用者利用触控方式操作电子产品。现有的一种触控显示装置是利用金属网格(metal mesh)来作为触控层。然而，此类型的触控显示装置的触控解析度较低，无法使用例如是原子笔的笔尖大小的触控笔来操作。
因此，亟需提供一种触控显示装置及触控位置侦测系统，以解决习知技术所面临的问题。
发明内容
本发明是有关于一种触控显示装置及触控位置侦测系统，可提升触控的解析度。
根据本发明的一方面，提出一种触控显示装置。触控显示装置包括一显示面板以及一触控层。触控层设置于显示面板上，触控层包括一触控金属网格层及多个已位置编码的几何图案，此些已位置编码的几何图案分布于触控金属网格层中。
根据本发明的另一方面，提出一种触控位置侦测系统。触控位置侦测系统包括一触控显示装置、一光学收发器以及一影像解码单元。触控显示装置包括一显示面板及一触控层。触控层设置于显示面板上，触控层包括一触控金属网格层及多个已位置编码的几何图案，此些已位置编码的几何图案分布于触控金属网格层中。光学收发器包括一发光单元及一影像读取单元。发光单元用以发出光线于触控金属网格层及已位置编码的几何图案上，发光单元发出的光线的波长不在触控显示装置所发出的波长范围内。影像读取单元用以取得触控金属网格层及已位置编码的几何图案的影像。影像解码单元用以解码影像读取单元所取得的影像。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1绘示根据本发明一实施例的触控位置侦测系统的示意图。
图2绘示图1的触控层的局部区域的放大图。
图3A至图3E绘示根据本发明一些实施例的已位置编码的几何图案的配置图。
图4A至图4E绘示根据本发明一些实施例的不同变化的已位置编码的几何图案。
图5绘示根据本发明另一实施例的触控层的局部区域的放大图。
其中，附图标记
1：触控位置侦测系统
100：触控显示装置
110：显示面板
120：触控层
121：第一金属网格线
122：第二金属网格线
123：基板
124：触控金属网格层
126：已位置编码的几何图案
126A、126B、126C、126C1、126D、126D1、126E、126F、126G、126H、126I：图形态样
130：背光模块
140：盖板
200：光学收发器
210：发光单元
220：影像读取单元
300：影像解码单元
400：纸张
A、A’：局部区域
R：区域
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
以下提出各种实施例进行详细说明，本发明并非显示出所有可能的实施例，未于本发明提出的其它实施态样也可以应用。再者，图式上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制。因此，说明书和图示内容仅作叙述实施例之用，而非作为限缩本发明保护范围之用。此外，实施例中的图式是省略部分元件，以清楚显示本发明的技术特点。以下是以相同/类似的符号表示相同/类似的元件或步骤做说明。
请参照图1，其绘示根据本发明一实施例的触控位置侦测系统1的示意图。触控位置侦测系统1包括一触控显示装置100、一光学收发器200以及一影像解码单元300。触控显示装置100包括一显示面板110、一触控层120及一盖板140。触控层120设置于显示面板110上。盖板140例如是通过一粘胶层而固定于触控层120上。在一实施例中，触控显示装置100可为非自发光型显示器，其可包括一背光模块130。背光模块130可以是直下式背光模块，设置于显示面板110下方，但不用以限制本发明。在另一实施例中，背光模块130可以是侧入式背光模块，设置于显示面板110的侧边。在又一实施例中，触控显示装置100可为自发光型的显示器，故可省略背光模块130的设置。
触控层120包括一触控金属网格层124。其中，触控层120更包括多个已位置编码的几何图案126(标示于图2)，这些已位置编码的几何图案126分布于触控金属网格层124中。光学收发器200例如是一光学笔，其可同时包含触控及书写的功能。光学收发器200包括一发光单元210及一影像读取单元220。发光单元210用以发出光线于触控金属网格层124及已位置编码的几何图案126上，且发光单元210所发出的光线在一特定范围的波长内，此特定范围的波长不在触控显示装置100所发出的波长范围内。例如在图1的实施例中，发光单元210所发出的光线的波长不在背光模块130所发出的波长范围内。影像读取单元220例如是一电荷耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD)，用以取得触控金属网格层124及已位置编码的几何图案126的影像。影像解码单元300例如是一处理单元，其耦接于触控显示装置100，用以解码影像读取单元220所取得的影像，据以获得光学收发器200的触控位置，例如是将影像通过演算法解码，即可得到至少二维的坐标讯息。影像解码单元300可经由无线的方式接收并解码影像读取单元220所取得的影像，例如是通过蓝牙信号接收并解码影像读取单元220所取得的影像。
图2绘示图1的触控层120的局部区域A的放大图。请参照图1及图2，触控层120包括一基板123，触控金属网格层124和多个已位置编码的几何图案126形成在基板123上。
在一实施例中，触控金属网格层124可包括多条第一金属网格线121及多条第二金属网格线122。第一金属网格线121彼此之间互相平行，第二金属网格线122彼此之间互相平行。第一金属网格线121可与第二金属网格线122交错配置。其中，多个已位置编码的几何图案126分布于触控金属网格层124中。举例而言，已位置编码的几何图案126可分布在第一金属网格线121与第二金属网格线122的交界处；及/或，已位置编码的几何图案126可分布于第一金属网格线121上、由第一金属网格线121所形成；及/或，已位置编码的几何图案126可分布于第二金属网格线122上、由第二金属网格线122所形成。并且，上述包括已位置编码的几何图案126的各种配置的触控金属网格层124可形成不断线的金属网格结构，这些不同配置的第一金属网格线121、第二金属网格线122及已位置编码的几何图案126可组合成多个不同的位置识别图码单元。进而，当一触控事件发生时，即可通过解码在触控位置附近的多个位置识别图码单元，来获得触控的位置坐标，藉此提升触控的解析度。
举例而言，请参照图3A至图3E，其绘示根据本发明一些实施例的已位置编码的几何图案126的配置图，由已位置编码的几何图案126配置在相对于第一金属网格线121和第二金属网格线122的位置，来举例说明如何运用位置识别图码单元来执行编码。在这些实施例中，位置识别编码以四个位元储存为例子说明，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，位置识别编码亦可以两个位元储存。在图3A至图3E的每一图中，各绘示出了五种位置识别图码单元为例子说明，分别代表位置识别编码为(0000)、(1000)、(0100)、(0010)和(0001)。代表其余位置识别编码的位置识别图码单元并未绘示出，但可依照类似的方式进行其余位置识别图码单元的设置。
已位置编码的几何图案126可包括一图形组合，此图形组合例如是选自于点、线段、圆形、弧形、多边形及其组合。
如图3A所示，其绘示分别代表位置识别编码为(0000)、(1000)、(0100)、(0010)和(0001)的五种位置识别图码单元。其中，已位置编码的几何图案126为图形态样126A，图形态样126A可包括弧形。在一位置识别图码单元中，当位置识别图码单元中并未包括任何图形态样126A，即第一金属网格线121和第二金属网格线122上均不包括任何图形态样126A时，表示位置识别编码为(0000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126A由第一金属网格线121所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处上方时，表示位置识别编码为(1000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126A由第二金属网格线122所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处上方时，表示位置识别编码为(0100)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126A由第一金属网格线121所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处下方时，表示位置识别编码为(0010)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126A由第二金属网格线122所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处下方时，表示位置识别编码为(0001)。
在一实施例中，一坐标演算法以五个位置识别图码单元来辨别一位置坐标。例如，请参照图2及图3A。在图2中，区域R中具有五个位置识别图码单元，其共有五个位置识别编码，分别为左上角的位置识别编码(0000)、右上角的位置识别编码(0100)、中间的位置识别编码(0100)、左下角的位置识别编码(0100)及右下角的位置识别编码(0100)。这五个位置识别编码可组合成一序列(0000 0100 0100 0100 0100)，此序列即可代表一位置坐标。当然，序列的编排不以左上、右上、中间、左下、右下的顺序为限，其可依据演算法的定义来调整。
在其它实施例中，位置识别图码单元亦可有其它种设置方式。如图3B所示，其绘示分别代表位置识别编码为(0000)、(1000)、(0100)、(0010)和(0001)的五种位置识别图码单元。其中，已位置编码的几何图案126可为图形态样126B，图形态样126B可包括一线段。在一位置识别图码单元中，当一位置识别图码单元中并未包括任何图形态样126B，即第一金属网格线121和第二金属网格线122上均不包括任何图形态样126B时，表示位置识别编码为(0000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126B由第一金属网格线121所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处上方时，表示位置识别编码为(1000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126B由第二金属网格线122所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处上方时，表示位置识别编码为(0100)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126B由第一金属网格线121所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处下方时，表示位置识别编码为(0010)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126B由第二金属网格线122所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处下方时，表示位置识别编码为(0001)。
如图3C所示，其绘示分别代表位置识别编码为(0000)、(1000)、(0100)、(0010)和(0001)的五种位置识别图码单元。其中，已位置编码的几何图案126为图形态样126C及126C1，图形态样126C可包括圆形，图形态样126C1可包括图形态样126C的变化，例如是弧形或圆弧。在一位置识别图码单元中，当图形态样126C分布于第一金属网格线121与第二金属网格线122的交界处时，表示位置识别编码为(0000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126C1的开口朝右方时，表示位置识别编码为(1000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126C1的开口朝上方时，表示位置识别编码为(0100)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126C1的开口朝左方时，表示位置识别编码为(0010)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126C1的开口朝下方时，表示位置识别编码为(0001)。当然，本发明的图形态样126C1并不限于上述的变化。
如图3D所示，其绘示分别代表位置识别编码为(0000)、(1000)、(0100)、(0010)和(0001)的五种位置识别图码单元。其中，已位置编码的几何图案126为图形态样126D及126D1，图形态样126D可包括四边形，图形态样126D1可包括图形态样126D的变化，例如是由四边形的其中三条线段所组成。在一位置识别图码单元中，当图形态样126D分布于第一金属网格线121与第二金属网格线122的交界处时，表示位置识别编码为(0000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126D1的开口朝左方时，表示位置识别编码为(1000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126D1的开口朝右方时，表示位置识别编码为(0100)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126D1的开口朝上方时，表示位置识别编码为(0010)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126D1的开口朝下方时，表示位置识别编码为(0001)。当然，本发明的图形态样126D1并不限于上述的变化。
如图3E所示，其绘示分别代表位置识别编码为(0000)、(1000)、(0100)、(0010)和(0001)的五种位置识别图码单元。其中，已位置编码的几何图案126为图形态样126E，图形态样126E可包括二线段。在一位置识别图码单元中，当位置识别图码单元中并未包括任何图形态样126E，即第一金属网格线121和第二金属网格线122上均不包括任何图形态样126E时，表示位置识别编码为(0000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126E由第一金属网格线121所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处上方时，表示位置识别编码为(1000)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126E由第二金属网格线122所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处上方时，表示位置识别编码为(0100)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126E由第一金属网格线121所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处下方时，表示位置识别编码为(0010)。在一位置识别图码单元中，当图形态样126E由第二金属网格线122所形成，且邻近第一金属网格线121与第二金属网格线122交界处并位于交界处下方时，表示位置识别编码为(0001)。
请配合参照图1。在一实施例中，发光单元210所发出的光线可为红外光，触控金属网格层124及已位置编码的几何图案126可包括一吸收或反射红外光的材料。由于发光单元210所发出的光线的波长不在触控显示装置100所发出的波长范围内，故影像读取单元220可接收触控显示装置100所发出的光线、或是接收由触控金属网格层124及已位置编码的几何图案126所反射的红外光，藉此获得已位置编码的几何图案126的影像。进一步地说，当使用者以光学收发器200进行触控时，影像读取单元220可依上述方式获得触控位置附近的多个位置识别图码单元的影像。
通过上述设置在不同位置的已位置编码的几何图案126，可形成不断线的金属网格结构，且亦可维持原有的开口率。并且，这些不同配置的第一金属网格线121、第二金属网格线122及已位置编码的几何图案126可组合成多个不同的位置识别图码单元，通过事先建立编码数据的方式，使这些不同的位置识别图码单元分别代表多个不同的位置识别编码。一旦触控位置附近的多个位置识别图码单元的影像由影像读取单元220取得，此影像可经影像解码单元300解码，进而计算出触控的位置坐标，从而得到光学收发器200的触控位置。藉由此方式，可提升触控的解析度，故光学收发器200可使用例如是原子笔的笔尖大小(例如小于1毫米)的触控笔来进行触控。
此外，上述触控金属网格层124及已位置编码的几何图案126的图样亦可应用于纸张400上。在一实施例中，纸张400的表面可以碳粉印制成与触控金属网格层124及已位置编码的几何图案126相同或不同的图样。如此一来，光学收发器200可如同原子笔一般地在纸张400上书写，且书写的样式亦可同步显示于触控显示装置100的画面中。
再者，已位置编码的几何图案126可不限于上述的形状及位置。请参照图4A至图4E，其绘示根据本发明一些实施例的不同变化的已位置编码的几何图案126。
在一些实施例中，如图4A所示，已位置编码的几何图案126可基于上述图3E的图形态样126E，再做形状及位置上的改变。在一些实施例中，如图4B所示，其绘示已位置编码的几何图案126为图形态样126F，图形态样126F可包括弧形，且已位置编码的几何图案126可基于图形态样126F，再做形状及位置上的改变。在一些实施例中，如图4C所示，其绘示已位置编码的几何图案126为图形态样126G，图形态样126G可包括圆形，且已位置编码的几何图案126可基于图形态样126G，再做形状及位置上的改变。如图4D所示，其绘示已位置编码的几何图案126为图形态样126H，图形态样126H可包括四边形，且已位置编码的几何图案126可基于图形态样126H，再做形状及位置上的改变。如图4E所示，其绘示已位置编码的几何图案126为图形态样126I，图形态样126I可包括三角形，且已位置编码的几何图案126可基于图形态样126I，再做形状及位置上的改变。
请参照图5，其绘示根据本发明另一实施例的触控层的局部区域A’的放大图。在此实施例中，已位置编码的几何图案126可为图3B的图形态样126B。由图2和图5中可见，已位置编码的几何图案126更可不规则地分布于触控金属网格层124中，如此可降低光学干涉纹(Moiré)的现象发生，进而影响画面显示的品质。
上述提供的触控显示装置及触控位置侦测系统，将位置编码技术应用在触控层中。具体而言，多个已位置编码的几何图案分布于触控金属网格层中。并且，已位置编码的几何图案与触控金属网格层之间可组合成多个不同的位置识别图码单元，通过事先建立编码数据的方式，使这些不同的位置识别图码单元分别代表多个不同的位置识别编码。一旦触控位置附近的多个位置识别图码单元的影像由影像读取单元取得，此影像可经影像解码单元解码，进而计算出触控的位置坐标，从而得到光学收发器的触控位置。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种触控显示装置，其特征在于，包括：
一显示面板；以及
一触控层，设置于该显示面板上，该触控层包括一触控金属网格层及多个已位置编码的几何图案，该些已位置编码的几何图案分布于该触控金属网格层中。
2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该些已位置编码的几何图案包括一图形组合，该图形组合选自于点、线段、圆形、弧形、多边形及其组合。
3.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该触控金属网格层包括多条第一金属网格线及多条第二金属网格线，该些第一金属网格线实质上相互平行，该些第二金属网格线实质上相互平行，其中该些已位置编码的几何图案由该些第一金属网格线形成、或由该些第二金属网格线形成。
4.如权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，该些已位置编码的几何图案分布在该些第一金属网格线与该些第二金属网格线的交界处。
5.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该些已位置编码的几何图案不规则地分布于该触控金属网格层中。
6.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该触控金属网格层及该些已位置编码的几何图案包括一吸收或反射红外光的材料。
7.一种触控位置侦测系统，其特征在于，包括：
一触控显示装置，包括：
一显示面板；及
一触控层，设置于该显示面板上，该触控层包括一触控金属网格层及
多个已位置编码的几何图案，该些已位置编码的几何图案分布于该触控金属网格层中；
一光学收发器，包括：
一发光单元，用以发出一光线于该触控金属网格层及该些已位置编码的几何图案上，该光线的波长不在该触控显示装置所发出的波长范围内；
及
一影像读取单元，用以取得该触控金属网格层及该些已位置编码的几何图案的影像；以及
一影像解码单元，用以解码该影像读取单元所取得的影像。
8.如权利要求7所述的触控位置侦测系统，其特征在于，该些已位置编码的几何图案包括一图形组合，该图形组合选自于点、线段、圆形、弧形、多边形及其组合。
9.如权利要求7所述的触控位置侦测系统，其特征在于，该触控金属网格层包括多条第一金属网格线及多条第二金属网格线，该些第一金属网格线实质上相互平行，该些第二金属网格线实质上相互平行，其中该些已位置编码的几何图案由该些第一金属网格线形成、或由该些第二金属网格线形成。
10.如权利要求9所述的触控位置侦测系统，其特征在于，该些已位置编码的几何图案分布在该些第一金属网格线与该些第二金属网格线的交界处。
11.如权利要求7所述的触控位置侦测系统，其特征在于，该些已位置编码的几何图案不规则地分布于该触控金属网格层中。
12.如权利要求7所述的触控位置侦测系统，其特征在于，该触控金属网格层及该些已位置编码的几何图案包括一吸收或反射红外光的材料。
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