TWI446247B - 觸控式顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控式顯示裝置

本發明涉及一種觸控式顯示裝置。

隨著社會之發展與科技之進步，介面更人性化，輸入更簡便之帶有觸摸屏之顯示器被廣泛地應用於個人電腦、移動電話、電視、攝影機、測量儀器等顯示器上，尤其係具有高畫質、空間利用效率高、低消耗功率、無輻射等優越特性之薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT LCD)已逐漸成為市場之主流。

帶有觸摸屏之顯示器通常包括顯示面板及設置於顯示面板上方之觸控屏。觸控屏根據所用之介質以及工作原理，可分為電阻式、電容式、紅外線式與表面聲波式多種。目前較為常用之為電阻式與電容式兩種，但其均需要在面板上設置感應之電路，且無法實現多點觸控感應。此外，此類觸摸屏易受環境電場之影響，進而影響感應之準確度。

為了實現多點觸控感應，出現了利用紅外感測器感測影像之觸控面板技術，其主要工作原理為利用觸控面板上之紅外線LED點光源搭配攝像頭進行物體觸碰位置感測。然，單純使用紅外線LED點光源，即使在其週圍搭配反射片也無法將紅外光均勻之分佈在整個面板上。

有鑒於此，有必要提供一種能將紅外光均勻分佈在觸控表面之觸控式顯示裝置。

一種觸控式顯示裝置，其包括：一顯示面板、至少一個紅外攝像頭、一背光模組及一圖像處理器，該顯示面板具有一遠離該背光模組之觸控表面，該背光模組包括一導光板及一光源模組，該導光板之出光面與該顯示面板相對，該光源模組發出之光經由該導光板進入該顯示面板，該光源模組包括至少一紅外光光源，該至少一個紅外攝像頭設置於該觸控表面所在平面之上方，用於獲取物體觸碰到該觸控表面時之圖像訊號，該圖像處理器與該至少一個紅外攝像頭電連接，用於接收並處理該圖像訊號以確定物體在該觸控表面之觸碰位置。

相較於先前技術，該觸控式顯示裝置在背光模組中設置紅外光光源，並利用導光板之全反射以及網點分佈可以將紅外光均勻之分佈在整個顯示面板上，如此，位於觸控表面上方之紅外攝像頭可以較準確地捕捉物體在觸控表面之觸碰位置。

下面將結合附圖，對本發明實施例作進一步之詳細說明。

請一併參閱圖1至圖2，本發明第一實施例提供了一種觸控式顯示裝置100。該觸控式顯示裝置100包括一顯示面板190、一與該顯示面板190相對設置之背光模組140、兩個紅外攝像頭160及一圖像處理器170。在本實施例中，該顯示面板190為液晶顯示面板。該液晶顯示面板包括反射式、穿透式或半穿透半反射式，優選為穿透式。

該顯示面板190包括一上基板110、一下基板130、一位於上基板110與下基板130之間之液晶層120。在本實施例中，該上基板110之上表面112為觸控表面。該上表面112之形狀優選為矩形，當然也可以係其他任意形狀。

該背光模組140包括一導光板142、一光源模組144及一設置於導光板142下方之反射板146。

該導光板142具有一與該下基板130相對之出光面1422、一與該出光面1422相鄰之側面1424及一與該出光面1422相對之底面1426。該底面1426設置有複數網點(圖未示)。該光源模組144發出之光由該側面1424入射，經過該底面1426上之網點之擴散後由該出光面射出該導光板142。該反射板146用於防止光線從該底面1426出射，可提高光之利用率。

該光源模組144包括四個第一光源1442與四個第二光源1444。該第一光源1442為可見光發光二極體，用作該觸控式顯示裝置100之背光源。該第二光源1444為紅外光光源，其可以為紅外發光二極體，也可以為紅外雷射光源。該四個第一光源1442與四個第二光源1444分別以平行於該側面1424之方向排成一列，該第二光源444之位置更靠近該顯示面板190。當然，該第一光源1442與第二光源1444之數量也不局限於本實施例中之四個，也可以係均為一個；該第一光源1442與第二光源1444之排佈方式也可以係兩者交錯排列，其排列方式並不影響該光源模組144發出之光既有可見光又有紅外光。該導光板142之出光面1422與該下基板130之間可有一定間隙。該第二光源1444發出之紅外光由該側面1424入射至該導光板142後由該出光面1422出射並依次進入該下基板130，液晶層120及上基板110，並佈滿整個上基板110之上表面112。該第二光源1444發出之紅外光不在人眼可見光波段內，從而不會影響第一光源1442之設計。該顯示面板190為廣視角顯示面板，其可視角度範圍為170至179度。

該兩個紅外攝像頭160設置於該上表面112所在平面之上方，優選為設置於該上表面112之同一側邊之兩端之上方。在本實施例中，該兩個紅外攝像頭設置在該上表面112相鄰之兩個邊角處。該紅外攝像頭160為線性紅外攝像頭，且該兩個紅外攝像頭160之視場162重疊之區域覆蓋整個上表面112。該兩個紅外攝像頭160與該上表面112間隔一距離，該距離由該顯示面板190之可視角度與上表面112之面積大小決定。該顯示面板190之可視角度越大，該距離越近；該上表面112之面積越大，該距離越遠。該紅外攝像頭160不局限於本實施例中之兩個，可以為多於兩個，其數量可根據該上表面112之面積大小及該紅外攝像頭160之視場大小來設定。上表面112之面積越大，所需要之紅外攝像頭160之數量越多；紅外攝像頭160之視場越小，所需要之紅外攝像頭160之數量越多。該紅外攝像頭160優選為廣角式紅外攝像頭，其視場角範圍在90到120度之間。

該圖像處理器170與該兩個紅外攝像頭160電連接。該圖像處理器170用於接收每個紅外攝像頭160所獲得之圖像訊號，並對該圖像訊號進行處理。

該觸控式顯示裝置100之工作原理為：當沒有物體觸碰或者接近上基板110之上表面112時，該第二光源1444發出之紅外光入射至兩個紅外攝像頭160。當物體，例如人之手指觸碰或接近該上基板110之上表面112之某個位置時，由於經過該位置之紅外光被遮斷，兩個紅外攝像頭160會分別捕捉到一個暗點。該圖像處理器170將兩個紅外攝像頭160所獲得之暗點資訊進行處理，即可分別得到該位置之X軸與Y軸座標。可以理解，該觸控式顯示裝置100也可用來同時識別複數觸控位置。

請參閱圖3，本發明第二實施例提供了一種觸控式顯示裝置200，其與第一實施例所示之觸控式顯示裝置100大致相同，其不同之處在於：該觸控式顯示裝置200之紅外攝像頭260之數量為一個，該紅外攝像頭260為點陣式紅外攝像頭，且該紅外攝像頭260設置在該上基板210之上表面212之中心軸線上。當沒有物體觸碰或者接近上基板210之上表面212時，該紅外攝像頭260獲取上基板210表面之影像，並以此作為背景。當物體，例如人之手指觸碰或接近該上基板210之上表面212時，該紅外攝像頭260所獲取之上表面212之影像與原始背景相比會出現一個暗點。該圖像處理器270將該具有物體影像之圖像訊號與原始圖像訊號進行比較，可計算出該暗點之位置座標。

可以理解，在本實施例中，該紅外攝像頭260之數量也可以為兩個或多於兩個。當該紅外攝像頭260之數量為兩個時，該兩個紅外攝像頭260之視場疊加後覆蓋整個上表面212。每個紅外攝像頭260可分別獲取各自區域之上基板210表面之影像。

相較於先前技術，該觸控式顯示裝置100或200在背光模組中設置紅外光光源，並利用導光板之全反射以及網點分佈可以將紅外光均勻之分佈在整個顯示面板上。如此，位於該上表面之上方之紅外攝像頭可以較準確地捕捉物體在上基板之觸碰位置。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100,200．．．觸控式顯示裝置

110,210．．．上基板

120．．．液晶層

130．．．下基板

190．．．顯示面板

112,212．．．上表面

140．．．背光模組

142．．．導光板

144．．．光源模組

146．．．反射板

1442．．．第一光源

1444．．．第二光源

1424．．．側面

1422．．．出光面

160,260．．．紅外攝像頭

170,270．．．圖像處理器

162．．．視場

圖1係本發明第一實施例提供之觸控式顯示裝置之剖視示意圖。

圖2係圖1中顯示面板、紅外攝像頭及光源模組之俯視示意圖。

圖3係本發明第二實施例提供之觸控式顯示裝置之剖視示意圖。

100．．．觸控式顯示裝置

110．．．上基板

120．．．液晶層

130．．．下基板

190．．．顯示面板

112．．．上表面

140．．．背光模組

142．．．導光板

144．．．光源模組

146．．．反射板

1442．．．第一光源

1444．．．第二光源

1424．．．側面

1422．．．出光面

160．．．紅外攝像頭

170．．．圖像處理器

Claims (10)

1. 一種觸控式顯示裝置，其包括：一顯示面板、至少一個紅外攝像頭、一背光模組及一圖像處理器，該顯示面板具有一遠離該背光模組之觸控表面，該背光模組包括一導光板及一光源模組，該導光板之出光面與該顯示面板相對，該光源模組發出之光經由該導光板進入該顯示面板，其中，該光源模組包括至少一紅外光光源，該至少一個紅外攝像頭設置於該觸控表面所在平面之上方，用於獲取物體觸碰到該觸控表面時之圖像訊號，該圖像處理器與該至少一個紅外攝像頭電連接，用於接收並處理該圖像訊號以確定物體在該觸控表面之觸碰位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示裝置，其中，該紅外攝像頭之數量為兩個。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控式顯示裝置，其中，該兩個紅外攝像頭設置該觸控表面之同一側邊之兩端之上方，該顯示面板之可視角度在170至179度範圍內。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控式顯示裝置，其中，該兩個紅外攝像頭為點陣式紅外攝像頭。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控式顯示裝置，其中，該兩個紅外攝像頭之視場疊加後覆蓋整個觸控表面。
6. 如申請專利範圍第3項所述之觸控式顯示裝置，其中，該兩個紅外攝像頭為線性紅外攝像頭。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控式顯示裝置，其中，該兩個紅外攝像頭之視場重疊之區域覆蓋整個觸控表面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示裝置，其中，該紅外攝像頭之視角範圍在90到120度之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示裝置，其中，該至少一個紅外攝像頭設置於該觸控表面之正上方，該光源模組還包括至少一可見光光源。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示裝置，其中，該導光板具有一與該出光面相鄰之側面，該光源模組發出之光由該側面入射至該導光板。