CN111078045A - 一种显示装置及其触摸检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示装置及其触摸检测方法，该显示装置，包括：显示面板，位于显示面板背离显示面一侧的红外光发射器和红外光接收器，以及触摸检测器；红外光发射器，用于在显示装置的侧面向外出射红外光，以在显示装置以外的区域形成触摸区域；红外光接收器，用于接收触摸主体在触摸区域触摸时反射的红外光；触摸检测器，用于根据红外光接收器接收的红外光确定触摸主体的触摸位置。本发明实施例提供的上述显示装置中，由于触摸区域位于显示装置以外的区域，因而触摸主体在进行触摸时不会影响显示装置的显示效果。

Description

一种显示装置及其触摸检测方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤指一种显示装置及其触摸检测方法。

背景技术

随着显示技术的快速发展，显示产品已经得到了广泛的应用，例如显示产品可以应用于手机、电视、车载显示等场景，并逐渐应用于可穿戴显示产品中。

对于小型可穿戴显示产品，例如触控手表，由于显示屏面积较小，触控单元和显示单元结合后，触控过程会影响显示效果。

发明内容

本发明实施例提供了一种显示装置及其触摸检测方法，用以解决现有技术中存在的小型可穿戴显示产品的触控过程会影响显示效果的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括：显示面板，位于所述显示面板背离显示面一侧的红外光发射器和红外光接收器，以及触摸检测器；

所述红外光发射器，用于在所述显示装置的侧面向外出射红外光，以在所述显示装置以外的区域形成触摸区域；

所述红外光接收器，用于接收触摸主体在所述触摸区域触摸时反射的红外光；

所述触摸检测器，用于根据所述红外光接收器接收的红外光确定所述触摸主体的触摸位置。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述红外光接收器，包括：传输通道，以及位于所述传输通道的出口处的红外光感光部；

所述触摸检测器，用于根据红外光感光部的感测结果，确定在所述触摸区域是否发生触摸操作，并根据红外光的传输路径确定触摸位置。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述红外光接收器包括多个所述传输通道；每一个所述传输通道的出口处均设有所述红外光感光部；

所述红外光接收器中的各所述传输通道与垂直于所述显示面板的方向之间的夹角不同；各所述传输通道与所述触摸区域中的触摸位置相对应。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，在远离所述显示面板的显示面的方向上，所述红外光接收器中的传输通道与垂直于所述显示面板的方向之间的夹角逐渐增大。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述传输通道的内壁具有红外光吸收层。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述显示装置包括至少两个所述红外光接收器；

各所述红外光接收器在垂直于所述显示面板的方向上排列；

所述触摸检测器，用于根据各所述红外光接收器接收的红外光，确定触摸主体在所述触摸区域触摸时的压力等级。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，还包括：位于所述显示装置的侧面的出光口和入光口；

所述红外光发射器通过所述出光口出射红外光，所述红外光接收器接收通过所述入光口射入的红外光。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，还包括：位于所述入光口位置处的光栅结构。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，还包括：投影器；

所述投影器，用于向所述触摸区域内投射触摸按钮的图像。

第二方面，本发明实施例还提供了一种上述显示装置的触摸检测方法，包括：

所述红外光发射器在所述显示装置的侧面向外出射红外光，以在所述显示装置以外的区域形成触摸区域；

所述红外光接收器接收触摸主体在所述触摸区域触摸时反射的红外光；

所述触摸检测器根据所述红外光接收器接收的红外光确定所述触摸主体的触摸位置。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的显示装置及其触摸检测方法，该显示装置，包括：显示面板，位于显示面板背离显示面一侧的红外光发射器和红外光接收器，以及触摸检测器；红外光发射器，用于在显示装置的侧面向外出射红外光，以在显示装置以外的区域形成触摸区域；红外光接收器，用于接收触摸主体在触摸区域触摸时反射的红外光；触摸检测器，用于根据红外光接收器接收的红外光确定触摸主体的触摸位置。本发明实施例提供的上述显示装置中，通过在显示面板背离显示面一侧设置红外光发射器和红外光接收器，可以在显示装置以外的区域形成触摸区域，根据触摸主体在触摸区域触摸时反射的红外光，可以确定触摸主体的触摸位置，从而实现了触控检测，并且，由于触摸区域位于显示装置以外的区域，因而触摸主体在进行触摸时不会影响显示装置的显示效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例中红外光接收器的结构示意；

图3为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之二；

图4为图2在虚线L处的截面示意图；

图5为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之三；

图6为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之四；

图7为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之五；

图8为本发明实施例提供的触摸检测方法的流程图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的小型可穿戴显示产品的触控过程会影响显示效果的问题，本发明实施例提供了一种显示装置及其触摸检测方法。

下面结合附图，对本发明实施例提供的显示装置及其触摸检测方法的具体实施方式进行详细地说明。附图中各膜层的厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，如图1所示，包括：显示面板101，位于显示面板101背离显示面一侧的红外光发射器102和红外光接收器103，以及触摸检测器(图中未示出)；

红外光发射器102，用于在显示装置的侧面向外出射红外光，以在显示装置以外的区域形成触摸区域(如图中T所示的区域)；

红外光接收器103，用于接收触摸主体F在触摸区域T触摸时反射的红外光；

触摸检测器，用于根据红外光接收器103接收的红外光确定触摸主体的触摸位置。

本发明实施例提供的上述显示装置中，通过在显示面板背离显示面一侧设置红外光发射器和红外光接收器，可以在显示装置以外的区域形成触摸区域，根据触摸主体在触摸区域触摸时反射的红外光，可以确定触摸主体的触摸位置，从而实现了触控检测，并且，由于触摸区域位于显示装置以外的区域，因而触摸主体在进行触摸时不会影响显示装置的显示效果。

本发明实施例提供的上述显示装置可以应用于智能手表、智能手机等小型可穿戴显示产品中，也可以应用于平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

本发明实施例中，由于红外光发射器102和红外光接收器103设置在显示面板101背离显示面的一侧，因而红外光发射器102和红外光接收器103不会影响显示面板101的显示效果，并且，触摸区域T位于显示装置以外的区域，触摸主体F在进行触摸时也不会影响显示装置的显示效果。

如图1所示，为了使触摸主体F在触摸区域T触摸时反射的红外光更容易射向红外光接收器103，可以在显示装置的侧面设置一个反射面S，或者借助环境中的平面作为反射面S，以显示装置为智能手表为例，当用户佩戴智能手表时，可以将智能手表附近的皮肤、衣服或表带作为反射面S。本发明实施例中，借助反射面S可以使红外光更容易射向红外光接收器103，并且可以使用户的触控体验较好，在实际应用中，若不容易找到能够借助的平面作为反射面S，触摸主体F也可以悬空触摸。

此外，为了使触摸主体F反射的光线更容易射向红外光接收器103，反射面与显示面板的表面尽量平行，或反射面与显示面板的表面的夹角较小。

本发明实施例中，上述触摸主体F可以是人的手指，也可以是触控笔，甚至还可以是笔、筷子等具有反射功能的物体，只要能够将红外光反射至红外光接收器103即可。

具体地，参照图1，红外光发射器102在显示装置的侧面向外出射红外光，在显示装置以外的区域形成了触摸区域T，触摸主体F在反射面S上的触摸区域T内触摸时，将红外光反射至红外光接收器103，触摸检测器可以根据红外光接收器103接收的红外光，结合红外光反射路径推算确定触摸主体的触摸位置。

在具体实施时，触摸检测器在检测到某个触摸位置被触摸主体F触摸后，可以触发相应的操作，例如可以将触摸区域T的某个触摸位置作为一个触摸按钮，当检测到该触摸位置处被触摸时，可以触发该触摸按钮实现调节声音、亮度、拨打电话等操作。或者，也可以将触摸区域T中多个触摸位置分别作为触摸按钮，以实现更复杂的操作，例如可以将九个触摸位置作为九宫格按钮，通过触摸主体F触摸各个触摸位置实现文字输入等操作。

在具体实施时，本发明实施例提供的上述显示装置中，为了实现更复杂的触摸操作，并且提高触摸检测的精度，如2为图1中一个红外光接收器103的放大示意图，如图2所示，红外光接收器103，可以包括：传输通道201，以及位于传输通道201的出口处的红外光感光部202；

触摸检测器，用于根据红外光感光部202的感测结果，确定在触摸区域T是否发生触摸操作，并根据红外光的传输路径确定触摸位置。

通过在传输通道201的出口处设置红外光感光部202，穿过传输通道201的红外光能够被红外光感光部202检测到，由于传输通道201具有特定的摆放角度，因而可以确定红外光感光部202检测到的红外光的传输路径，根据红外光的传输路径，可以得到对应的触摸位置。

图3为触摸主体F在触摸区域T内触摸时的光路示意图，结合图3所示，红外光发射器102向反射面S出射红外光，当触摸主体F在触摸区域T中的A位置处触摸时，触摸主体F反射的光线射向红外光接收器103的传输通道201该反射光线通过传输通道201后被红外光感光部202感测到，由于传输通道201具有特定的摆放角度，因而触摸检测器可以根据光线的传输路径反推出触摸主体F的触摸位置。在具体实施时，可以将触摸区域T中的A位置处作为一个触摸按钮，当触摸检测器检测到A位置被触摸时，触发相应的操作。

在图2和图3中均以红外光接收器103包括三个传输通道201为例进行示意，在具体实施时，红外光接收器103包括至少一个传输通道201，此处不对红外光接收器中传输通道的数量进行限定。

进一步地，本发明实施例提供的上述显示装置中，如图2和图3所示，红外光接收器103包括多个传输通道201；每一个传输通道201的出口处均设有红外光感光部202；

红外光接收器103中的各传输通道201与垂直于显示面板101的方向(如图2中箭头W所示的方向)之间的夹角不同；各传输通道201与触摸区域T中的触摸位置相对应。

图2和图3中以红外光接收器103包括三个传输通道201为例进行示意，如图2和图3所示，各传输通道201与垂直于显示面板101的方向W之间的夹角分别为θ1、θ2和θ3，并且，θ1、θ2和θ3不等，也就是说红外光接收器103中的各传输通道201的摆放角度均不同，从而能够检测到不同传输路径的红外光，并且各传输通道201与触摸区域T中的触摸位置相对应，因而，能够检测到多个触摸位置处的触摸操作。

从图3所示的光路可以看出，触摸主体F在A位置触摸时的反射光线射向红外光接收器103中最靠上的传输通道201，触摸主体F在B位置触摸时的反射光线射向红外光接收器103中间位置的传输通道201，触摸主体F在C位置触摸时的反射钢线射向红外光接收器103最靠下的传输通道201，即红外光接收器103中的各传输通道201分别与触摸区域T中的触摸位置A、B和C对应。

在实际应用中，当红外光接收器103中最靠上的传输通道201出口处的红外光感光部202感测到红外光时，可以根据红外光的传输路径，确定触摸区域T中的A位置处被触摸，同理，也可以根据其他红外光感光部202的感测结构确定对应的触摸位置。

在具体实施时，可以将触摸位置A、B、C分别作为触摸按钮，以实现相应的操作，应该说明的是，由于传输通道201具有一定的宽度，因而在一定角度范围内的光线都可以穿过传输通道201，因而触摸主F在对应的触摸位置附近触摸时，反射的红外光均能最终穿过传输通道201。

在实际应用中，可以根据实际需要和产品的使用场景，来确定红外光接收器103中传输通道201的数量，传输通道201的数量越多，能够见到的触摸位置也就更多，能够实现的触摸功能也就越丰富。

具体地，本发明实施例提供的上述显示装置中，如图1和2所示，在远离显示面板101的显示面的方向(如图2中箭头W所示的方向)上，红外光接收器103中的传输通道201与垂直于显示面板101的方向之间的夹角逐渐增大。

以图2所示的红外光接收器103为例，夹角θ1＜θ2＜θ3，再结合图3可知，在触摸区域T中的触摸位置距离显示装置越近，对应的传输通道201与垂直于显示面板的方向之间的夹角越小，例如，触摸区域T中的触摸位置A、B、C中，触摸位置A距离显示装置最近，对应的传输通道201与垂直于显示面板的方向之间的夹角θ1也最小。通过有规律的设置传输通道201，可以使触摸检测器接收到各红外感光部202的感测结果后，更容易确定触摸位置，提高检测速度和准确度。

可选地，本发明实施例提供的上述显示装置中，如图2所示，传输通道201的内壁具有红外光吸收层203。

为了更清楚的示意红外光吸收层203的结构，图4示出了图2中虚线L处的截面示意图，图4中以传输通道201的截面为方形为例进行示意，在具体实施时，传输通道201的形状也可以是圆形、椭圆形或长方形等形状，此处不做限定。

通过在传输通道201的内壁设置红外光吸收层203，确保只有与传输通道201的延伸方向一致的光线，能够穿过传输通道201被红外光感光部202感测到，与传输通道201延伸方向不同的光线会被红外光吸收层203吸收，而无法被红外光感测部202感测到，避免其他方向的光线影响检测结果，如图4所示，红外光吸收层203的截面为环状，也就是在传输通道201的内壁的各个方向均设有红外光吸收层203，从而可以吸收各个方向的杂散光。

在实际制作过程中，可以采用激光或刻蚀等工艺制作传输通道201，然后在传输通道201的内壁制作红外光吸收层203。可以事先在基材的对应位置形成红外光感光部202，再将该基材与各传输通道201进行对位并贴合，也可以采用其他工艺制作，例如可以直接在传输通道201的出口处制作红外光感光部202，然后再在红外光感光部202的外部设置一层保护层，此处不对红外光接收器的制作工艺进行限定。

进一步地，本发明实施例提供的上述显示装置中，如图3和5所示，显示装置包括至少两个红外光接收器103；

各红外光接收器103在垂直于显示面板的方向上排列；

触摸检测器，用于根据各红外光接收器103接收的红外光，确定触摸主体F在触摸区域T触摸时的压力等级。

图3和图5中均以在垂直于显示面板的方向上排列两个红外光接收器103为例进行示意，在具体实施时，可以根据实际需要检测的压力等级，确定红外光接收器103的数量，此处不对红外光接收器103的数量进行限定。

如图3所示，触摸主体F在反射面S上触摸时，例如触摸主体F在触摸位置A、B或C处触摸时，触摸主体F反射的光线均射向图3中靠上的红外光接收器103。如图5所示，当触摸主体F触摸时的压力增大，会使反射面下降，图中以反射面从S位置处降低至G位置处为例进行示意，触摸主体F在反射面G上触摸时，例如同样在触摸位置A、B或C处触摸时，触摸主体F反射的光线均射向靠下的红外光接收器103，因而，触摸检测器可以根据各红外光接收器103接收的红外光，结合红外光反射路径，得到触摸主体F触摸时的压力等级和触摸位置，具体地，结合图3和图5可知，能够检测到反射光的红外光接收器103的位置距离显示面板越远，触摸主体F触摸时的压力越大。

在具体实施时，为了便于检测到触摸主体T的压力等级，可以选择较柔软的平面作为反射面，例如可以选择皮肤或衣服等表面作为反射面。通过检测触摸主体F的压力等级，可以进一步丰富触控操作的功能，以不同的压力等级触摸某个触摸位置时，可以分别触发不同的操作，例如，可以将触摸位置A作为触摸按钮，在触摸位置A以第一压力等级进行触摸时，可以表示输入字母“A”，在触摸位置A以第二压力等级进行触摸时，可以表示输入数字“2”。

具体地，本发明实施例提供的上述显示装置中，如图1所示，还可以包括：位于显示装置的侧面的出光口P和入光口Q；

红外光发射器102通过出光口P出射红外光，红外光接收器103接收通过入光口Q射入的红外光。

在具体实施时，为了保护红外光发射器102和红外光接收器103，可以将红外光发射器102和红外光接收器103封装到显示装置内部，通过设置出光口P和入光口Q，可以使红外光发射器102出射的光线通过出光口P射出，并使红外光接收器103接收从入光口Q射入的红外光。

可选地，本发明实施例提供的上述显示装置中，如图1所示，还可以包括：位于入光口Q位置处的光栅结构104。

由于反射面可能会存在漫反射，为了避免漫反射的红外光影响检测结果，在入光口Q位置处设置光栅结构104，红外光经过光栅结构104后再射向红外光接收器103，从而对光线进行准直和过滤，以减少漫反射对检测结果的影响，避免发生误识别，并且，可以保证红外光仅射向一个红外光接收器103中，从而使压力等级检测的结果更加准确。

在具体实施时，本发明实施例提供的上述显示装置中，还可以包括：投影器；

投影器，用于向触摸区域内投射触摸按钮的图像。

通过投影器可以在触摸区域内投射触摸按钮的图像，从而引导用户在对应的触摸位置进行触摸，以使触摸主体反射的光线更准确的射入到对应的传输通道中，使触摸检测器更容易检测到触摸主体的触摸操作，提高触控的响应速度，以使用户更容易触发对应的操作，提高触控操作的体验效果。

在实际应用中，可以根据实际需要来设置投影器投射的图像，也可以投射除触摸按钮外的其他图像，此处不做限定。

以下结合图6和图7对本发明实施提供的显示装置中的具体参数进行详细说明。

图6为触摸主体F在反射面S进行触摸时的示意图，如图6所示，各参数满足关系式(1)和(2)：

D1＝d1*tan(90°-θ1)/2+d2/(tan(90°-θ1)) (1)；

D2＝d3*tan(90°-θ1)+d2 (2)；

其中，θ1表示红外光接收单元103中传输通道的延伸方向与垂直于显示面板的方向之间的夹角，d1表示红外光发射器102与光栅结构104的U点之间的距离，其中U点可以为光栅结构104的中心位置，d2表示光栅结构104的U点与反射面S之间的距离，d3表示红外光接收单元103与光栅结构104之间的距离，d4表示光栅结构104中相邻狭缝之间的距离。

当触摸主体F的触摸位置与光栅结构104的距离为D1时，反射面S与红外光接收单元103的距离为D2，与传输通道的延伸方向一致的红外光射向红外光感光部，实现感光触控，其他角度的光线被传输通道内壁的红外光吸收层吸收，而无法被红外光感光部感测到。

图7为触摸主体F在反射面G进行触摸时的示意图，如图7所示，各参数满足关系式(3)和(4)：

D3＝d4*tan(90°-θ1)*sin(90°-θ1) (3)；

D4＝(d3-(d4-d2)*tanθ1)*tan(90°-θ1) (4)；

当触摸主体F与光栅结构104的距离为D1时，触摸面从S下降至G，反射面G与反射面S的距离为D3，反射面G与红外光接收单元103的距离为D3+D4，与传输通道的延伸方向一致的红外光射向红外光感光部，实现感光触控，其他角度的光线被传输通道内壁的红外光吸收层吸收，而无法被红外光感光部感测到。

第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种上述显示装置的触摸检测方法，由于该触摸检测方法解决问题的原理与上述显示装置相似，因此该触摸检测方法的实施可以参见上述显示装置的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种上述显示装置的触摸检测方法，如图8所示，包括：

S301、红外光发射器在显示装置的侧面向外出射红外光，以在显示装置以外的区域形成触摸区域；

S302、红外光接收器接收触摸主体在触摸区域触摸时反射的红外光；

S303、触摸检测器根据红外光接收器接收的红外光确定触摸主体的触摸位置。

本发明实施例提供的上述显示装置的触摸检测方法，红外光反射器可以在显示装置的侧面向外出射红外光，形成位于显示装置外的触摸区域，根据触摸主体在触摸区域触摸时反射的红外光，可以确定触摸主体的触摸位置，实现了显示装置外的触控检测，并且，由于触摸区域位于显示装置以外的区域，因而触摸主体在进行触摸时不会影响显示装置的显示效果。

进一步地，当上述显示装置包括在垂直于显示面板的方向上排列的至少两个红外光接收器时，上述触摸检测方法还可以包括：根据各红外光接收器接收的红外光，确定触摸主体在触摸区域触摸时的压力等级，从而可以实现压力等级的检测。

本发明实施例提供的显示装置及其触摸检测方法，通过在显示面板背离显示面一侧设置红外光发射器和红外光接收器，可以在显示装置以外的区域形成触摸区域，根据触摸主体在触摸区域触摸时反射的红外光，可以确定触摸主体的触摸位置，从而实现了触控检测，并且，由于触摸区域位于显示装置以外的区域，因而触摸主体在进行触摸时不会影响显示装置的显示效果。此外，还可以通过在垂直于显示面板的方向上排列至少两个红外光接收器，实现压力等级的检测，丰富触控识别的功能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板，位于所述显示面板背离显示面一侧的红外光发射器和红外光接收器，以及触摸检测器；

所述红外光发射器，用于在所述显示装置的侧面向外出射红外光，以在所述显示装置以外的区域形成触摸区域；

所述红外光接收器，用于接收触摸主体在所述触摸区域触摸时反射的红外光；

所述触摸检测器，用于根据所述红外光接收器接收的红外光确定所述触摸主体的触摸位置。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述红外光接收器，包括：传输通道，以及位于所述传输通道的出口处的红外光感光部；

所述触摸检测器，用于根据红外光感光部的感测结果，确定在所述触摸区域是否发生触摸操作，并根据红外光的传输路径确定触摸位置。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述红外光接收器包括多个所述传输通道；每一个所述传输通道的出口处均设有所述红外光感光部；

所述红外光接收器中的各所述传输通道与垂直于所述显示面板的方向之间的夹角不同；各所述传输通道与所述触摸区域中的触摸位置相对应。

4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，在远离所述显示面板的显示面的方向上，所述红外光接收器中的传输通道与垂直于所述显示面板的方向之间的夹角逐渐增大。

5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述传输通道的内壁具有红外光吸收层。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括至少两个所述红外光接收器；

各所述红外光接收器在垂直于所述显示面板的方向上排列；

所述触摸检测器，用于根据各所述红外光接收器接收的红外光，确定触摸主体在所述触摸区域触摸时的压力等级。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：位于所述显示装置的侧面的出光口和入光口；

所述红外光发射器通过所述出光口出射红外光，所述红外光接收器接收通过所述入光口射入的红外光。

8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，还包括：位于所述入光口位置处的光栅结构。

9.如权利要求1～8任一项所述的显示装置，其特征在于，还包括：投影器；

所述投影器，用于向所述触摸区域内投射触摸按钮的图像。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的显示装置的触摸检测方法，其特征在于，包括：

所述红外光发射器在所述显示装置的侧面向外出射红外光，以在所述显示装置以外的区域形成触摸区域；

所述红外光接收器接收触摸主体在所述触摸区域触摸时反射的红外光；

所述触摸检测器根据所述红外光接收器接收的红外光确定所述触摸主体的触摸位置。

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