CN1940840B - 光触控屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及触控屏和具有触控功能的平板显示器，具体涉及光触控屏和光触控式平板显示器。在触控屏或具有触控功能的平板显示器基板上增加一层光导层，当有光点照射时，光导层被照射的局部产生导电性。光导体的局部导电面，在电容式触控方法时与触控电极之间产生耦合电容，在电磁式触控方法时对电磁信号产生一定的屏蔽或反射作用，通过对光导体局部导电性对触控信号传输影响的检测，来确定光点的指示位置，再让电脑光标位置跟随指示光点位置。本发明旨在提供一种可探测光点指示位置的触控屏，或可探测光点指示位置的具有触控功能的平板显示器，通过确定光点的指向位置来确定触控位置。

Description

光触控屏
技术领域
本发明涉及触控屏和具有触控功能的平板显示器，具体涉及光触控屏和光触控式平板显示器。
背景技术
传统的电子教鞭的指示是靠光点，在显示内容复杂时细小的光点不易醒目，多半要靠光点的恍动来引起读者的注意，另外，传统的电子教鞭无法靠移动指示光点来移动电脑光标，从而无法直接操作电脑。
美国专利(U.S.Pat.No.3,983,474，Kuipers，1976)曾提出通过用相互正交排列的线圈来感测电脑输入装置的空间方位变化，随后美国专利(U.S.Pat.No.5,394,029，Gay，et al.1995)又曾提出通过用相互正交排列的霍耳传感器来感测电脑输入装置的空间方位变化，进而移动和控制虚拟现实中的电脑显示元素。申请号为200410104283.0和200420118982.6的中国专利，也提出了以非正交排列的磁场传感器结合倾斜传感器感测电脑输入装置的空间方位变化，来移动电脑显示元素。但用对地磁场的感测来确定空间方位的方法，有时会受到周边磁场或铁磁材料的影响。
美国专利(U.S.Pat.No.5,440,326，Quinn，Gyration，Inc.1995)也曾提出通过马达驱动的陀螺仪来感测电脑输入装置的空间方位，但陀螺仪能耗高制造复杂并且成本昂贵，也不是合理的解决方案。
瑞士专利(CH669676，DE BRUYNE PIETER，ZELLWEGER USTER AG，1986)曾提出通过用超声波测量空间物体线位移来控制光标，但在以不同方位朝向计算机显示屏移动物体时敏感度不一样。
申请号为2005100092729和2005200046232的中国专利，提出了用超声波或无线电波多点测距的方法，通过操作者手腕和手臂的转动和倾斜而产生的电脑输入装置的空间方位变化来移动和控制光标的位置，用电脑输入装置上的相当于鼠标上左右键和滾轮功能的操作装置来控制电脑光标和页面的行为，但测距波也存在受障碍体和反射体影响的问题。
申请号为200510080825X，2005100861285和2005201050729的中国专利，提出了将平板显示器的电极既作传输显示驱动信号用也作传输触控信号用的方案，让平板显示器可直接感受到使用者手指的触控，甚至可感受到金属教鞭的触控，但当使用者再远离显示器时，则无法将触控信号传递到显示器。
申请号为01107451.5的中国专利，提出了一种计算机手写输入装置及其快速手写输入方法，利用隔膜的光电效应或热电效应来实现手写.但该专利采用了网栅结构，输入的精确度由网栅的数量决定，其定位方法为数字电阻式，有现有数字电阻式惯有的缺点，1.在实现高精度分辨率时，需很多的驱动路数，致使成本高；2.多层结构导致反射高，影响显示效果；3.无法直接利用显示屏电极.在输入装置及其快速手写输入方法中，只利用了产生光电效应时隔膜的导通特性，而对产生光电效应时隔膜可产生耦合电容和可对电磁信号产生反射或屏蔽等特性未加利用.
现有的电容式触控屏和电磁式触控屏，具有透光率好和清晰度高等优点。利用光致导电斑块与触控电极之间形成的耦合电容来定位触控位置，是一个新的发展方向。同样，利用光致导电斑块对电磁信号的反射或屏蔽效应来确定触摸位置，是又一个新的发展方向。
当前触控屏的工作模式都是使用者必须用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，由于手臂与其它物体的长度有限，所以触控只能发生在手臂与其它物体可以达到的范围内。当使用者与显示器的距离超过或远远的大于手臂与其它物体的长度时，就无法实现触控。
发明内容
本发明旨在提供一种可探测光点指示位置的触控屏，和可探测光点指示位置的具有触控功能的平板显示器，通过确定光点的指向位置来确定触控位置。
本发明的技术思路是：光触控屏，包括用来感受光点的触控的光导层，还包括用来探测光触控的触控电极，光导层制备在与触控电极相邻的绝缘层上。所述光导层，在受到光照射时能产生光电效应，在产生光电效应的局部位置上的光致导电斑块可以与触控电极之间产生耦合电容，也可以对电磁信号产生反射或屏蔽效应。所述触控电极，能够探测光导层上的光致导电斑块引起的触控信号的变化。在触控屏或具有触控功能的平板显示器的基板上增加一层光导层，当有光点照射到光导层上的某一点时，光导层被照射的局部产生导电性，触控电极感受到光导层局部导电性的改变引起的对触控信号传输产生的影响，确定光点的指示位置。
本发明的技术解决方案是：在用电容式触控方法时，在与触控电极相邻的绝缘层上制备一层光导层，当有光点照射到光导层上的某一点时，光导层被照射的局部产生导电性，光导层的光致导电斑块与触控电极之间产生耦合电容，而代替常规电容式触控屏手指与触控电极之间产生的耦合电容，通过对光致导电斑块引起的耦合电容的探测，确定光点的指示位置。
再一方案是：在用电磁式触控方法时，在与触控电极相邻的绝缘层上制备一层光导层，当有光点照射到光导层上的某一点时，光导层被照射的局部产生导电性，光导层的光致导电斑块对电磁信号产生一定的屏蔽作用，影响探测电磁信号的触控电极对电磁信号的接收，通过检测被光致导电斑块屏蔽的触控电极，确定光点的指示位置。
又一方案是：在用电磁式触控方法时，在与触控电极相邻的绝缘层上制备一层光导层，当有光点照射到光导层上的某一点时，光导层被照射的局部产生导电性，光导层的光致导电斑块对触控电极上传输的电磁信号产生一定的反射作用，触控电极再通过对光致导电斑块反射的电磁信号的接收，探测这个反射位置，确定光点的指示位置。
所述电容式光触控屏和电磁式光触控屏中所指的触控电极，可以是单纯的触控探测用电极，也可以是显示驱动和触控探测共用之电极。
所述光导层可以用无机光导材料组成，也可用有机光导材料组成。
所述光触控屏的光导层可位于基板的外表面，也可位于基板的内表面，也可位于两层触控电极之间。
所述光导层的制备，可以用生长法，蒸镀法，溅镀法，气相或液相沉积法，滾涂法，旋涂法，印刷法等方法。
为了防止光触控屏被非指示光照射而产生误动作，所述光导层可以采用对某些窄小波段的光才产生反应的光导材料，也可对指示光进行编码以便对探测到的触控信号加以识别。
附图简要说明
图1是一种电容式光触控液晶显示器的结构示意图。
图2是一种电磁反射式光触控液晶显示器的结构示意图。
图3是一种屏蔽行电极电磁信号的光触控液晶显示器的结构示意图。
图4是一种屏蔽外部电磁信号的光触控液晶显示器的结构示意图。
图5是一种电容式光触控屏的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例之一如图1所示：一种具有光触控功能的液晶显示器100，通过光导层上的光致导电斑块与显示器电极间产生的耦合电容，来确定光点的指示位置。液晶显示器100有上基板110、下基板120、上偏光片130、下偏光片140、液晶层150、液晶定向层151和152等。上下基板内表面分别有既用于显示驱动又用于触控探测的行电极160和列电极170，在上基板110的外表面涂覆一层光导层180，制备光导层180的光导材料被外部特定频率的光线照射的部位产生光致导电性。行电极160和列电极170在被用于触控探测的时段，对行电极160和列电极170上的电容大小进行检测，当有光斑照射到光导层180上的某一点时，光导层被光斑照射的局部产生导电性，光致导电斑块与行电极160和列电极170间产生耦合电容，使对应位置行列电极上的总体电容增加，通过与没有光斑照射的行列电极电容的比较，找出被光斑照射的对应行列电极的位置，从而得到光斑的指示位置。
本发明的实施例之二如图2所示：一种具有光触控功能的液晶显示器200，通过光导层上的光致导电斑点对显示器电极电磁信号的反射，来确定光点的指示位置。液晶显示器200有上基板210、下基板220、上偏光片230、下偏光片240、液晶层250、液晶定向层251和252等。上基板上的行电极260既用于显示驱动又用于发射触控信号，下基板上的列电极270既用于显示驱动又用于探测电磁触控信号，在上基板210的外表面涂覆一层光导层280，制备光导层280的光导材料被外部特定频率的光线照射的部位产生光致导电性。行电极260和列电极270在被用于触控探测的时段，在行电极260上传输一射频电磁信号，用列电极270去接收行电极260发射的电磁信号，当有光斑照射到光导层280上的某一点时，光导层被光斑照射的局部产生导电性，光致导电斑块对从对应位置的行电极上发射出的电磁信号产生反射，对应位置的列电极接收到从光致导电斑块上反射回来的电磁信号。从光斑照射部位对应的行列电极位置，得到光斑的指示位置。
本发明的实施例之三如图3所示：一种具有光触控功能的液晶显示器300，通过光导层上的光致导电斑点对显示器行电极电磁信号的屏蔽，来确定光点的指示位置.液晶显示器300有上基板310、下基板320、上偏光片330、下偏光片340、液晶层350、液晶定向层351和352等.上基板上的行电极360既用于显示驱动又用于发射触控信号，下基板上的列电极370既用于显示驱动又用于探测电磁触控信号，在行电极360的绝缘层390上制备有光导层380，制备光导层380的光导材料被外部特定频率的光线照射的部位产生光致导电性.行电极360和列电极370在被用于触控探测的时段，在行电极360上传输一射频电磁信号，用列电极370去接收行电极360发射的电磁信号，当有光斑照射到光导层380上的某一点时，光导层被光斑照射的局部产生导电性，光致导电斑块对从对应位置的行电极上发射出的电磁信号产生一定的屏蔽作用，影响对应位置的列电极对电磁信号的接收，通过与没有光斑照射的列电极所接收的电磁信号的比较，找出与光斑照射位置对应的列电极的位置，从而得到光斑的指示位置.
本发明的实施例之四如图4所示：一种具有光触控功能的液晶显示器400，通过光导层上的光致导电斑点对外部电磁信号的屏蔽，来确定光点的指示位置。液晶显示器400有上基板410、下基板420、上偏光片430、下偏光片440、液晶层450、液晶定向层451和452等。上下基板上分别有既用于显示驱动又用于触控探测的行电极460和列电极470，在上基板410的内表面制备有光导层480，制备光导层480的光导材料被外部特定频率的光线照射的部位产生光致导电性，光导层480与行电极460之间又有一绝缘层490。行电极460和列电极470在被用于触控探测的时段，用行列电极探测外部传入的电磁信号，当有光斑照射到光导层480上的某一点时，光导层被光斑照射的局部产生导电性，光致导电斑块对从外部传入的电磁信号产生一定的屏蔽作用，影响对应位置的行列电极对电磁信号的接收，通过与没有光斑照射的行列电极所接收的电磁信号的比较，找出被光斑照射的对应行列电极的位置，从而得到光斑的指示位置。
本发明的实施例之五如图5所示：一种电容式光触控屏500，通过光导层上的光致导电斑块与触控电极间产生的耦合电容，来确定光点的指示位置。光学触控屏500以基板玻璃510、光导层520、绝缘层530和540、行列触控电极550和560、光学增透层570组成，制备光导层520的光导材料被外部特定频率的光线照射的部位产生光致导电性，光学增透层570用于减小触控屏对显示效果的影响。当有光斑照射到光导层520上的某一点时，光导层被光斑照射的局部产生导电性，光致导电斑块与行电极550和列电极560间产生耦合电容，使对应位置行列电极上的总体电容增加，通过检测各行列电极的电容大小，比较有与没有光斑照射的电极电容，找出被光斑照射的对应行列电极的位置，从而得到光斑的指示位置。
所述之光触控方法可用于移动和控制电脑显示屏上的光标和非光标的其他显示元素，甚至整个显示画面。
所述之光触控方法也可用于电视、数字电视、游戏机、PDA、移动电话等其他电器的控制。
上述六个实施例并不代表所有可能的实施方案，其它的变形方案也应是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.光触控屏，其特征在于：光触控屏具有光导层和触控电极，光导层制备在与触控电极相邻的绝缘层上，依靠检测光导层上的光致导电斑块与触控电极之间的耦合电容来定位触控位置，当有光点照射到光导层上的某一点时，光导层被光照射的局部产生导电性，光导层的光致导电斑块与触控电极之间产生耦合电容，通过对光致导电斑块引起的耦合电容的探测，确定光点的指示位置。
2.根据权利要求1所述的光触控屏，其特征在于：光触控屏上有多于一层的相互绝缘的触控电极。
3.根据权利要求1所述的光触控屏，其特征在于：依靠检测光导层上的光致导电斑块与液晶显示器电极间产生的耦合电容来定位触控位置，液晶显示器上下基板内表面分别有既用于显示驱动又用于触控探测的行电极和列电极，在上基板的外表面涂覆一层光导层，制备光导层的光导材料被外部特定频率的光线照射的部位产生光致导电性，当有光斑照射到光导层上的某一点时，光导层被光斑照射的局部产生导电性，光致导电斑块与行电极和列电极间产生耦合电容，通过对光致导电斑块引起的耦合电容的探测，确定光点的指示位置。
4.光触控屏，其特征在于：光触控屏具有光导层和触控电极，光导层制备在与触控电极相邻的绝缘层上，依靠检测光导层上的光致导电斑块对电磁信号的屏蔽来定位触控位置，当有光点照射到光导层上的某一点时，光导层被光照射的局部产生导电性，光导层的光致导电斑块对电磁信号产生一定的屏蔽作用，影响探测电磁信号的触控电极对电磁信号的接收，通过检测被光致导电斑块屏蔽的触控电极，确定光点的指示位置。
5.根据权利要求4所述的光触控屏，其特征在于：通过检测光导层上的光致导电斑点对外部电磁信号的屏蔽来定位触控位置，液晶显示器上下基板上分别有既用于显示驱动又用于触控探测的行电极和列电极，在上基板的内表面制备有光导层，制备光导层的光导材料被外部特定频率的光线照射的部位产生光致导电性，光导层与行电极之间又有一绝缘层，行电极和列电极在被用于触控探测的时段，用行列电极探测外部传入的电磁信号，当有光斑照射到光导层上的某一点时，光导层被光斑照射的局部产生导电性，光致导电斑块对从外部传入的电磁信号产生一定的屏蔽作用，影响对应位置的行列电极对电磁信号的接收，通过与没有光斑照射的行列电极所接收的电磁信号的比较，找出被光斑照射的对应行列电极的位置，从而得到光斑的指示位置。
6.光触控屏，其特征在于：光触控屏具有光导层和触控电极，光导层制备在与触控电极相邻的绝缘层上，依靠检测光导层上的光致导电斑块对电磁信号的反射来定位触控位置，当有光点照射到光导层上的某一点时，光导层被照射的局部产生导电性，光导层的光致导电斑块对触控电极上传输的电磁信号产生一定的反射作用，触控电极再通过对光致导电斑块反射的电磁信号的接收，探测这个反射位置，确定光点的指示位置。
7.根据权利要求1或3或4所述的光触控屏，其特征在于：光触控屏的触控电极可以是单纯的触控探测用电极，也可以是显示驱动和触控探测共用之电极。
8.根据权利要求1或3或4所述的光触控屏，其特征在于：光触控屏的光导层可位于基板的外表面，也可位于基板的内表面，也可位于两层触控电极之间。
9.根据权利要求1或3或4所述的光触控屏，其特征在于：光触控屏的触控电极对触控信号的检测是以模拟式的方法进行检测。
10.根据权利要求1或3或4所述的光触控屏，其特征在于：光触控屏的触控电极对触控信号的检测是以数字式的方法进行检测。
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