CN218298967U - 一种显示设备、光学触控笔及触控显示系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种显示设备、光学触控笔及触控显示系统，触控显示系统包括显示设备及光学触控笔；显示设备包括设备本体及坐标层，设备本体包括显示模块、信息接收模块及处理器；显示模块及信息接收模块分别与处理器电连接；坐标层设于显示模块外，坐标层上布满坐标信息。光学触控笔包括信息处理模块、摄像头组件及信息传送模块，摄像头组件用于拍摄笔尖触控操作时对应坐标层的坐标图像并反馈至信息处理模块；信息处理模块用于将图像信息分析处理成坐标信号，信息接收模块用于接收经过光学触控笔处理过的坐标信号，处理器用于根据坐标信号控制显示模块进行显示。本申请的显示设备，通过将坐标层设于显示模块外，从而降低了显示设备的制作成本。

Description

一种显示设备、光学触控笔及触控显示系统

技术领域

本申请属于触控技术领域，更具体地说，是涉及一种显示设备、光学触控笔及触控显示系统。

背景技术

目前，市场上主流的触控结构实现触控的方式有红外式触控、光学式触控、电容式触控及电阻式触控等。其中，上述触控方式均需要将触控结构安装于显示设备中，才能使得显示设备具有触控功能，也就意味着需要对显示设备进行整改或更换，而且触控结构的整体结构复杂、制作工艺复杂，技术要求较高，这会产生较大的制备成本费用。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种显示设备，以解决现有技术中存在的在显示设备中加入触控结构会导致制备成本过高的技术问题。

一方面，为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种显示设备，包括设备本体及坐标层，所述设备本体包括显示模块、信息接收模块及处理器；所述显示模块及所述信息接收模块分别与所述处理器电连接；所述坐标层设于所述显示模块外，所述坐标层上布满坐标信息。

在一种实施方式中，所述坐标层贴设于所述显示模块的上侧；

或者，所述坐标层设于所述显示模块的正上方并与所述显示模块间隔设置；

或者，所述坐标层设于所述设备本体之外的位置。

在一种实施方式中，所述坐标信息为数字坐标和/或字母坐标和/或图形坐标。

在一种实施方式中，所述坐标层包括片体，所述片体采用透明材料制成，所述坐标信息通过激光雕刻、印刷或刻蚀的方式形成于所述片体上。

在一种实施方式中，所述坐标信息为通过光线照射后能够发出可见光的标志。

本申请提供的显示设备的有益效果在于：本申请实施例提供的显示设备，通过将坐标层设于显示模块外，则坐标层与显示模块之间相互独立设置，坐标层不会插入显示模块之间的任意位置，则坐标层的设计不仅不会占用显示模块的空间，不会影响显示模块的显示效果，同时也不需要对显示模块结构进行整改，不会对显示模块的制作产生额外的费用。同时，通过信息接收模块及处理器的设置，使得可以接收从光学触控笔发送过来的坐标信号，并根据该坐标信号对显示模块的显示进行控制，实现触控交换显示。

根据本申请的另一方面，本申请还提供了一种光学触控笔，用于配合上述显示设备使用；所述光学触控笔包括笔杆、笔尖、摄像头组件、信息处理模块及信息传送模块；所述摄像头组件、所述信息处理模块及所述信息传送模块均设于所述笔杆中，所述摄像头组件及所述信息传送模块分别与所述信息处理模块电连接；所述笔尖设于所述笔杆的一端上，所述摄像头组件用于拍摄所述笔尖触控操作时对应坐标层的坐标图像。

在一种实施方式中，所述摄像头组件包括镜头，所述笔尖进行触控操作时，所述坐标层到所述镜头的物方镜面的距离为所述镜头的物方焦距。

在一种实施方式中，所述光学触控笔还包括检测模块，所述检测模块与所述信息处理模块电连接，所述检测模块与所述笔尖连接，所述检测模块用于检测所述笔尖是否与所述显示设备触碰及持续触碰时间。

在一种实施方式中，所述检测模块为压力检测模块或者接触开关或者光学检测开关。

本申请提供的光学触控笔的有益效果在于：本申请实施例提供的光学触控笔，通过摄像头组件、信息处理模块及信息传送模块的设置，从而使得无论将坐标层设置在什么位置，均可以将笔尖触控时的坐标层的坐标图像拍摄下来并处理成坐标信号发送至显示设备，并实现显示设备的显示。也即是，使得坐标层的安装方便，降低显示设备的制作成本，同时不会影响显示设备的显示效果。

再一方面，本申请还提供了一种触控显示系统，包括上述显示设备及上述光学触控笔。

本申请提供的触控显示系统的有益效果在于：本申请实施例提供的触控显示系统，通过上述显示设备及光学触控笔的配合作用，实现低成本的设计，且显示效果不会影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的光学触控笔在显示设备上的状态示意图；

图2为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图；

图3为本申请另一种实施例提供的显示设备的结构示意图；

图4为本申请又一种实施例提供的显示设备的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的显示设备的电路原理示意图；

图6为数字坐标的结构示意图；

图7为字母坐标的结构示意图；

图8为图形坐标的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的光学触控笔的结构示意图；

图10为图9中光学触控笔的电路原理图；

图11为镜头与坐标层的位置关系图。

其中，图中各附图标记：

100、显示设备；110、设备本体；111、显示模块；112、信息接收模块； 113、处理器；114、玻璃盖板；120、坐标层；121、片体；122、坐标信息；200、光学触控笔；210、笔杆；220、笔尖；230、摄像头组件；231、镜头；232、摄像头模块；240、信息处理模块；250、信息传送模块；260、检测模块；270、电源模块；P、显示区域。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本申请实施例提供的显示设备100进行说明。该显示设备100用于与光学触控笔200配合使用，当光学触控笔200在其上触控操作时，显示设备100上会进行对应的画面显示。

请参阅图2至图4，显示设备100包括设备本体110及坐标层120。其中，设备本体110包括显示模块111、信息接收模块112及处理器113；显示模块 111及信息接收模块112分别与处理器113电连接；坐标层120设于显示模块 111外，坐标层120上布满坐标信息122，坐标信息122能够被光学触控笔200 获取；信息接收模块112用于接收经过光学触控笔200处理过的坐标信号，处理器113用于根据坐标信号控制显示模块111进行显示。

其中，坐标层120设于显示模块111外，是指坐标层120与显示模块111 之间相互独立设置，坐标层120不会插入显示模块111之间的任意位置，则坐标层120的设计不仅不会占用显示模块111的空间，不会影响显示模块111的显示效果，同时也不需要对显示模块111结构进行整改，不会对显示模块111 的制作产生额外的费用。

其次，坐标层120设于显示模块111外具有两种情况，其中一种情况是坐标层120设于设备本体110上，另一情况是坐标层120设于设备本体110外。当坐标层120设于设备本体110上，光学触控笔200在进行触控操作时，可以直接在设备本体110的上表面正对坐标层120的位置进行触控操作，然后通过光学触控笔200将光学触控笔200每个时刻经过的坐标层120的坐标信息122 的图像进行拍摄，然后将该坐标图像进行处理形成坐标信号并反馈至设备本体 110，设备本体110通过信息接收模块112接收该坐标信号并将坐标信号反馈至处理器113，处理器113根据该坐标信号控制显示模块111进行相应的显示；当坐标层120设于设备本体110外时，则可以将光学触控笔200直接在坐标层 120的上表面进行触控操作，然后通过光学触控笔200将光学触控笔200每个时刻经过的坐标层120的坐标信息122的坐标图像进行拍摄处理并发送至设备本体110，最后通过设备本体110进行显示。

此外，还需要说明的是，本申请中显示模块111为现有显示设备100中普通的显示模块111，用于进行图像及视频显示，其算法部分属于现有技术；信息接收模块112仅用于光学触控笔200与处理器113之间进行信号传输，其算法可以通过现有技术进行实现；最后，处理器113用于根据坐标信号控制显示模块111进行对应的显示，现有技术中的显示设备100也会通过处理器113对显示模块111的显示进行控制，因为对应算法部分也属于现有技术。

在本申请实施例中，请参阅图2，坐标层120贴设于显示模块111的上侧，具体是，坐标层120贴设于显示模块111的上侧并位于玻璃盖板114的下方。光学触控笔200在进行触控操作时，可以在玻璃盖板114的上表面进行触控操作。本实施例这样设计的目的，能够使得坐标层120不会对显示模块111的显示效果进行影响，同时也可以通过玻璃盖板114对坐标层120进行一定的保护，防止坐标层120在使用过程中被损坏。

在本申请的另一个实施例中，请参阅图3，坐标层120设于显示模块111 的正上方并与显示模块111间隔设置。具体的，坐标层120设于显示模块111 的正上方并贴设于玻璃盖板114的上侧。光学触控笔200在进行触控操作时，可以直接在坐标层120上表面进行触控操作。这样的设计，使得坐标层120的拆装方便，需要使用时装上去，不需要使用时可以拆卸下来；同时也便于光学触控笔200中镜头231的位置调节。

在本申请的又一个实施例中，请参阅图4，坐标层120设于设备本体110 之外的位置，例如可以将坐标层120设于与设备本体110具有一定距离的位置。则在进行操作时，只要将光学触控笔200在坐标层120上进行触控操作，然后通过光学触控笔200将拍摄到的坐标图像进行处理并反馈至设备本体110中，同样能够通过设备本体110进行对应的显示。此时的触控类似于鼠标操控，坐标层120在设备本体110的外部且与显示设备100通信连接，只要在设备本体 110的对应位置上产生光标即可。这样的设计，可以免于坐标层120在设备本体110上的安装，且不会对设备本体110的显示效果产生影响。

在本申请实施例中，坐标信息122为数字坐标和/或字母坐标和/或图形坐标。例如，请参阅图6，坐标信息122为数字坐标，每个数字坐标包括对应图1 中显示区域P中的X轴和Y轴的两个数字，例如(1，3)和(2，2)等，每个数字坐标都是唯一设置，当光学触控笔200在坐标层120的正上方触控操作时，光学触控笔200能够拍摄到光学触控笔200的笔尖220在每个时刻对应的坐标图像，例如光学触控笔200以每秒60次或每秒120次的频率实时采集坐标图像，无数个坐标图像拼接形成光学触控笔200的笔迹。

又如，请参阅图7，坐标信息122也可以为字母坐标，每个字母坐标包括对应X轴与Y轴的两个字母，例如(A，B)和(C，D)等，每个字母坐标都是唯一设置。当字母坐标不够时，还可以通过数字坐标或图形坐标来组合。

再如，请参阅图8，坐标信息122也可以是图形坐标，对应每个坐标位置设定一个特定大小及特定形状的图形，其中，图形可以是三角形、四边形、圆形、椭圆形及各种不规则图形，只要每个图形坐标唯一设定均可。同样的，图形坐标可以与数字坐标组合起来使用，图形坐标也可以与字母坐标组合使用。

在本申请实施例中，请参阅图6，坐标层120包括片体121，片体121采用透明材料制成，坐标信息122通过激光雕刻、印刷或刻蚀的方式形成于片体121 上。

其中，通过将片体121采用透明材料制成，从而使得当坐标层120设于显示模块111的上方时，坐标层120的设置不会影响到显示模块111的显示效果。

具体的，片体121可以采用PET(Polyethylene terephthalate：聚对苯二甲酸类塑料)、PC(Polycarbonate：聚碳酸酯)、PMMA(Polymethyl methacrylate：有机玻璃)及玻璃等透明材料制成，片体121的厚度也可以根据片体121的安装位置及显示设备100的厚度需求进行设定。

在本申请实施例中，坐标信息122为通过光线照射后能够发出可见光的标志。例如可以使用紫外荧光油墨在片体121上印刷出坐标信息122，并在光学触控笔200上设置紫外线灯，当光学触控笔200在坐标层120的上方时，坐标信息122在紫外光(200nm～400nm)的照射下发出红、黄、蓝(400nm～800nm) 的可见光，从而使得光学触控笔200能够拍摄获取清晰的坐标图像。可以理解地，在本申请的其他实施例中，油墨也可以是其他类型，例如红外光油墨，通过红外光照射后发出可见光。此外，上述坐标信息122也可以为肉眼可见的标志，例如通过激光或印刷刻蚀在透明的片体121上形成坐标信息122，该坐标信息122很小，平时看不出来，但是可以通过光学触控笔200拍摄下来然后进行处理。

另一方面，请参阅图1、图9及图10，本申请还提供了一种光学触控笔200，用于配合上述显示设备100使用。光学触控笔200包括笔杆210、笔尖220、摄像头组件230、信息处理模块240及信息传送模块250；摄像头组件230、信息处理模块240及信息传送模块250均设于笔杆210中，摄像头组件230及信息传送模块250分别与信息处理模块240电连接；笔尖220设于笔杆210的一端上，摄像头组件230用于拍摄笔尖220触控操作时对应坐标层120的坐标图像并反馈至信息处理模块240。信息处理模块240用于将图像信息分析处理成坐标信号并通过信息传送模块250传送至显示设备100中，具体是发送至显示设备100的信息接收模块112中。

其中，信息传送模块250及信息接收模块112可以为蓝牙、WIFI、NFC或无线网。

实际使用时，首先通过信息传送模块250及信息接收模块112将显示设备 100与光学触控笔200绑定形成通信连接，具体可以根据S/N，pid/vid等信息识别；接着，通过笔尖220在设备本体110的上表面或者坐标层120上表面进行触控操作；通过摄像头组件230拍摄笔尖220触控操作时对应坐标层120的坐标图像并反馈至信息处理模块240，并通过信息处理模块240将坐标图像进行分析处理形成坐标信号；接着，通过信息传送模块250将坐标信号向显示设备100发送，显示设备100的信息接收模块112将接收到的坐标信号发送至处理器113；最后，处理器113根据坐标信号控制显示模块111进行显示。

本实施例提供的光学触控笔200，通过摄像头组件230、信息处理模块240 及信息传送模块250的设置，从而使得无论将坐标层120设置在什么位置，均可以将笔尖220触控时的坐标层120的坐标图像拍摄下来并处理成坐标信号发送至显示设备100，并实现显示设备100的显示。也即是，使得坐标层120的安装方便，降低显示设备100的安装成本，同时不会影响显示设备100的显示效果。

在本申请实施例中，请参阅图9及图10，光学触控笔200还包括电源模块 270，电源模块270与信息处理模块240电连接，电源模块270用于为信息处理模块240、信息传送模块250及摄像头组件230供电。

在本申请实施例中，请参阅图9及图10，摄像头组件230包括镜头231及摄像头模块232，镜头231设于笔尖220上，摄像头模块232设于笔杆210上，镜头231与摄像头模块232连接，摄像头模块232与信息处理模块240电连接。笔尖220进行触控操作时，坐标层120到镜头231的物方镜面的距离为镜头231 的物方焦距。例如，当坐标层120设于设备本体110的最上方或者坐标层120 独立设置时，坐标层120到镜头231的距离即为镜头231到笔尖220最外点的距离，该距离设置为镜头231的物方焦距，从而使得镜头231能够在坐标层120 上拍摄到最清晰的图片。又如，请参阅图11，当坐标层120设于玻璃盖板114 的下方，则坐标层120到玻璃盖板114顶侧的距离L1与镜头231到笔尖220 最外点的距离L2的总和为镜头231的物方焦距，镜头231定焦放大，同样能够使得镜头231在坐标层120上拍摄到最清晰的图片，无需额外设置放大图像的结构。

在一个实施例中，请参阅图9及图10，光学触控笔200还包括检测模块260，检测模块260与信息处理模块240电连接，检测模块260与笔尖220接触连接，检测模块260用于检测笔尖220是否与显示设备100触碰及持续触碰时间，检测模块260将笔尖220的触碰信息发送至信息处理模块240，信息处理模块240 根据触碰信息判断笔尖220是进行持续工作、点击(间断工作)还是误碰，从而控制摄像头组件230及信息传送模块250是否开始工作。

在一个实施例中，检测模块260为压力检测模块，压力检测模块与笔尖220 机械连接，当笔尖220触碰显示设备100时，笔尖220收到的压力传递至压力检测模块260，压力检测模块260通过检测到的压力信息反馈至信息处理模块 240，通过信息处理模块240分析判断笔尖220是进行持续工作、点击还是误碰。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际应用情况及具体要求，上述检测模块260也可以是接触开关，通过检测笔尖220是否接触显示设备100或坐标层120来判断笔尖220的触碰情况；此外，上述检测模块260也可以是光学检测开关，通过光学检测开关检测笔尖220到显示设备100或坐标层120的距离来判断笔尖220的触碰情况，此处不做唯一限定。

在本申请实施例中，上述信息处理模块240内可以预设有光学触控笔200 的ID信息，信息传送模块250用于将ID信息发送至显示设备100，显示设备 100根据ID信息显示不同的颜色笔迹。也即是，通过对每个光学触控笔200内预设有唯一的ID信息，则使用不同的光学触控笔200进行写字时能够显示不同的颜色笔迹，例如不同的人可以通过不同的光学触控笔200进行不同颜色的批注，以显示区别。

再一方面，本申请还提供了一种触控显示系统，包括上述显示设备100及上述光学触控笔200。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示设备(100)，其特征在于，包括设备本体(110)及坐标层(120)，所述设备本体(110)包括显示模块(111)、信息接收模块(112)及处理器(113)；所述显示模块(111)及所述信息接收模块(112)分别与所述处理器(113)电连接；所述坐标层(120)设于所述显示模块(111)外，所述坐标层(120)上布满坐标信息(122)。

2.如权利要求1所述的显示设备(100)，其特征在于，所述坐标层(120)贴设于所述显示模块(111)的上侧；

或者，所述坐标层(120)设于所述显示模块(111)的正上方并与所述显示模块(111)间隔设置；

或者，所述坐标层(120)设于所述设备本体(110)之外的位置。

3.如权利要求1所述的显示设备(100)，其特征在于，所述坐标信息(122)为数字坐标和/或字母坐标和/或图形坐标。

4.如权利要求1至3任一项所述的显示设备(100)，其特征在于，所述坐标层(120)包括片体(121)，所述片体(121)采用透明材料制成，所述坐标信息(122)通过激光雕刻、印刷或刻蚀的方式形成于所述片体(121)上。

5.如权利要求1至3任一项所述的显示设备(100)，其特征在于，所述坐标信息(122)为通过光线照射后能够发出可见光的标志。

6.一种光学触控笔(200)，其特征在于，用于配合如权利要求1至5任一项所述的显示设备(100)使用；所述光学触控笔(200)包括笔杆(210)、笔尖(220)、摄像头组件(230)、信息处理模块(240)及信息传送模块(250)；所述摄像头组件(230)、所述信息处理模块(240)及所述信息传送模块(250)均设于所述笔杆(210)中，所述摄像头组件(230)及所述信息传送模块(250)分别与所述信息处理模块(240)电连接；所述笔尖(220)设于所述笔杆(210)的一端上，所述摄像头组件(230)用于拍摄所述笔尖(220)触控操作时对应坐标层(120)的坐标图像。

7.如权利要求6所述的光学触控笔(200)，其特征在于，所述摄像头组件(230)包括镜头(231)，所述镜头(231)设于所述笔尖(220)上；所述笔尖(220)进行触控操作时，所述坐标层(120)到所述镜头(231)的物方镜面的距离为所述镜头(231)的物方焦距。

8.如权利要求6所述的光学触控笔(200)，其特征在于，所述光学触控笔(200)还包括检测模块(260)，所述检测模块(260)与所述信息处理模块(240)电连接，所述检测模块(260)与所述笔尖(220)连接，所述检测模块(260)用于检测所述笔尖(220)是否与所述显示设备(100)触碰及持续触碰时间。

9.如权利要求8所述的光学触控笔(200)，其特征在于，所述检测模块(260)为压力检测模块或者接触开关或者光学检测开关。

10.一种触控显示系统，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的显示设备(100)及如权利要求6至9任一项所述的光学触控笔(200)。

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