專利名稱：觸摸顯示裝置及觸摸位置檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸控顯示，尤其涉及觸摸顯示裝置及觸摸位置檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著手機等電子設(shè)備的高性能及多樣化的發(fā)展，表面安裝有透光性觸摸單元的液晶顯示器產(chǎn)量逐步增加，這種液晶顯示器通常稱為觸摸顯示裝置。安裝有觸摸顯示裝置的電子設(shè)備的使用者一邊對液晶顯示器的顯示內(nèi)容進行視覺確認(rèn)，一邊用手指或觸摸筆接觸觸摸單元，從而實現(xiàn)對電子設(shè)備各項功能的觸摸控制。目前被廣泛應(yīng)用的觸摸顯示裝置是電容式觸摸顯示裝置；電容式觸摸顯示裝置包括設(shè)置在最外層的、用于保護觸摸單元的透明保護層，觸摸單元位于保護層與液晶顯示器之間，觸摸單元是由透明電極和絕緣層形成的多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)用手指或觸摸筆接觸到保護層的表面時，由于人體電場的作用，人體和透明電極間形成一個耦合電容，在觸摸點，透明電極會與手指或觸摸筆形成電流通路，使得透明電極上的電流流向該觸摸點，通過檢測電流的強弱就能獲取觸摸點的位置。使用上述電容式觸摸顯示裝置時，由于液晶顯示器表面上形成的觸摸單元為多層結(jié)構(gòu)，這個多層結(jié)構(gòu)中的每一層對不同波長光的透光率不同，液晶顯示器表面顯示圖像時發(fā)出的光線經(jīng)過該多層結(jié)構(gòu)后進入人眼，會產(chǎn)生圖像色彩失真的問題；另外，由于光線會在各層間的反射，液晶顯示器表面顯示圖像時發(fā)出的光線經(jīng)過該多層結(jié)構(gòu)后進入人眼，會產(chǎn)生圖像模糊的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種觸摸顯示裝置及觸摸位置檢測方法，解決了使用現(xiàn)有的電容式觸摸顯示裝置時，存在圖像色彩失真和圖像模糊的問題。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案:一種觸摸顯示裝置，包括顯示器，還包括導(dǎo)光組件及檢測單元；所述導(dǎo)光組件與所述顯示器的除出光面以外的表面相對設(shè)置，用于當(dāng)觸摸物與所述顯示器出光面接觸時將所述觸摸物表面反射的光線及此時所述顯示器出光面發(fā)出的光線導(dǎo)入所述檢測單元；所述檢測單元與所述顯示器的底面相對設(shè)置，用于根據(jù)獲取的所述光線生成包含所述觸摸物在所述顯示器出光面上觸摸位置的觸摸圖像。具體地，所述導(dǎo)光組件包括第一反射鏡、第二反射鏡及凹面鏡；所述顯示器的出光面與所述顯示器的側(cè)面相交形成頂面?zhèn)冗叄鲲@示器的底面與所述顯示器的側(cè)面相交形成底面?zhèn)冗?；所述第一反射鏡環(huán)繞所述頂面?zhèn)冗叄凰龅诙瓷溏R環(huán)繞所述底面?zhèn)冗?；所述凹面鏡貼覆于所述顯示器的底面。優(yōu)選地，所述檢測單元為面陣電荷耦合器件，所述面陣電荷耦合器件與所述凹面鏡相對設(shè)置。

為了保護顯示器，觸摸顯示裝置還包括保護層，覆蓋于所述顯示器的出光面上。
本發(fā)明實施例提供的觸摸顯示裝置中，由于導(dǎo)光組件能夠當(dāng)觸摸物與顯示器出光面接觸時將觸摸物表面反射的光線及此時顯示器出光面發(fā)出的光線導(dǎo)入檢測單元；而且檢測單元與顯示器的底面相對設(shè)置，還能夠根據(jù)獲取的上述光線生成包含觸摸物在顯示器出光面上觸摸位置的觸摸圖像，因此能實現(xiàn)觸摸物的觸摸位置檢測，而且由于導(dǎo)光組件與顯示器的除出光面以外的表面相對設(shè)置，且檢測單元與顯示器的底面相對設(shè)置，使得顯示器出光面上發(fā)出的光線能夠不受導(dǎo)光組件和檢測單元的阻擋，直接進入人眼，從而使得顯示器顯示的圖像看起來清晰且色彩逼真。一種觸摸位置檢測方法，使用了上述觸摸顯示裝置，所述方法包括:(I)、當(dāng)觸摸物與所述顯示器出光面接觸時，所述導(dǎo)光組件將所述觸摸物表面反射的光線及此時所述顯示器出光面發(fā)出的光線導(dǎo)入所述檢測單元；(2)、所述檢測單元根據(jù)獲取的所述光線生成包含所述觸摸物在所述顯示器出光面上觸摸位置的觸摸圖像。進一步地，所述觸摸圖像為灰度圖像，所述觸摸位置檢測方法還包括:將所述觸摸物與所述顯示器出光面接觸時，所述顯示器顯示的圖像進行灰度處理形成第一灰度圖像；利用預(yù)設(shè)的補償參數(shù)對所述觸摸圖像進行修正，得到第二灰度圖像；將所述第二灰度圖像與所述第一灰度圖像進行圖像差分，得到第三灰度圖像；根據(jù)所述第三灰度圖像中所述觸摸物圖像的坐標(biāo)，獲取所述觸摸物在所述顯示器出光面上的觸摸位置。優(yōu)選地，在所述步驟(I)之前還包括:獲取所述顯示器出光面在無觸摸狀態(tài)下顯示的第一圖像及此時檢測單元生成的第四灰度圖像；對所述第一圖像進行灰度處理生成第五灰度圖像；將所述第四灰度圖像與所述第五灰度圖像進行圖像差分，獲取所述補償參數(shù)。本發(fā)明實施例提供的觸摸位置檢測方法，由于使用了上述觸摸顯示裝置，使得其顯示的圖像看起來清晰且色彩逼真。另外，由于根據(jù)檢測單元生成的觸摸圖像可以獲知觸摸物在顯示器出光面上的觸摸位置，因此，可實現(xiàn)觸摸物對顯示器的觸控操作。


為了更清楚地說明 本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。圖1為本發(fā)明實施例提供的觸摸顯示裝置的剖面圖；圖2為圖1的觸摸顯示裝置的俯視圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種觸摸位置檢測方法的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的對觸摸圖像進一步處理的步驟流程圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的獲得補償參數(shù)的方法流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。本發(fā)明實施例提供了一種觸摸顯示裝置，如圖1和圖2所示，包括顯示器11，還包括導(dǎo)光組件12及檢測單元13 ;導(dǎo)光組件12與顯示器11的除出光面113以外的表面相對設(shè)置(如側(cè)面111和底面112)，用于當(dāng)觸摸物14與顯示器出光面113接觸時將觸摸物14表面反射的光線及此時顯示器11出光面113發(fā)出的光線導(dǎo)入檢測單元13 ;檢測單元13與顯示器11的底面112相對設(shè)置，用于根據(jù)獲取的上述光線生成包含觸摸物14在顯示器出光面113上觸摸位置的觸摸圖像。本發(fā)明實施例提供的觸摸顯示裝置中，由于導(dǎo)光組件12能夠當(dāng)觸摸物14與顯示器11出光面113接觸時將觸摸物14表面反射的光線及此時顯示器11出光面113發(fā)出的光線導(dǎo)入檢測單元13 ;而且檢測單元13與顯示器11的底面112相對設(shè)置，還能夠根據(jù)獲取的上述光線生成包含觸摸物14在顯示器11出光面113上觸摸位置的觸摸圖像，因此能實現(xiàn)觸摸物14的觸摸位置檢測，而且由于導(dǎo)光組件12與顯示器11的除出光面113以外的表面相對設(shè)置，且檢測單元13與顯示器11的底面112相對設(shè)置，使得顯示器11出光面113上發(fā)出的光線能夠不受導(dǎo)光組件12和檢測單元13的阻擋，直接進入人眼，從而使得顯示器11顯示的圖像看起來清晰且色彩逼真。需要說明的是:圖1中所示的帶黑色實心箭頭的線為觸摸物14表面反射的光線及顯示器11出光面113發(fā)出 的光線。顯示器可以為任何具有顯示圖像功能的裝置，如常用的液晶顯示器。上述實施例描述的觸摸顯示裝置中，如圖1和圖2所示，導(dǎo)光組件12優(yōu)選地包括第一反射鏡121、第二反射鏡122及凹面鏡123 ;顯示器11的出光面113與顯示器11的側(cè)面111相交形成頂面?zhèn)冗?，顯示器11的底面112與顯示器11的側(cè)面111相交形成底面?zhèn)冗?；第一反射鏡121環(huán)繞頂面?zhèn)冗?；第二反射鏡122環(huán)繞底面?zhèn)冗?；凹面鏡123貼覆于顯示器11的底面112。當(dāng)觸摸物14與顯示器出光面113接觸時第一反射鏡121和第二反射鏡122能夠?qū)⒂|摸物14表面反射的光線及此時顯示器11出光面發(fā)出的光線導(dǎo)入凹面鏡123，由于檢測單元13的體積通常較小，所以需要先將上述光線經(jīng)凹面鏡123聚焦后再導(dǎo)入檢測單元13。當(dāng)然，導(dǎo)光組件12中各組成構(gòu)件的位置也可不局限于圖1和圖2所示，只要不與顯示器11的出光面113相對，且能夠?qū)⒂|摸物14表面反射的光線與顯示器出光面113發(fā)出的光線導(dǎo)入檢測單元13的位置均可設(shè)置導(dǎo)光組件12。上述實施例描述的觸摸顯示裝置中，如圖1和圖2所示，檢測單元13優(yōu)選為面陣CCD (Charge-coupled Device,電荷耦合器件)，面陣電荷耦合器件與凹面鏡123相對設(shè)置。其中，面陣CCD是由多個CCD在同一個平面內(nèi)陣列排布形成的裝置，電荷耦合器件在接受光線照射時，能夠?qū)⒃摴饩€中的光強信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，且光強信號與電壓信號成線性關(guān)系。面陣CCD接受由導(dǎo)光組件導(dǎo)入的光線，其中的每一個電荷耦合器件將其接受到的光強信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，電壓信號的值與一幅圖像中一個像素的灰階值對應(yīng)，所以面陣CCD產(chǎn)生的所有電壓信號就能形成一幅灰度圖像，即形成觸摸圖像，該灰度圖像反映的是顯示器11顯示的圖像連同顯示器附近物體(觸摸物14)的影像，觸摸物14的影像在該灰度圖像中的坐標(biāo)位置反映了觸摸物14在顯示器11出光面113上觸摸位置，也就是說，觸摸圖像包含觸摸物14在顯示器出光面113上觸摸位置的觸摸圖像。當(dāng)然，檢測單元13并不限于面陣(XD，也可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其它裝置以將獲取的光線轉(zhuǎn)換為包含觸摸物14在顯示器出光面113上觸摸位置的觸摸圖像。上述實施例描述的觸摸顯示裝置中，觸摸顯示裝置還可以包括保護層(圖中未示出)，覆蓋于顯示器11的出光面113上。保護層能夠?qū)︼@示器11起保護作用，防止顯示器11在觸摸物14外力的作用下被刮傷或撞擊。
本發(fā)明實施例還提供了一種觸摸位置檢測方法，如圖3所示，使用了上述實施例描述的觸摸顯示裝置，該方法包括如下步驟。301、當(dāng)觸摸物與顯示器出光面接觸時，導(dǎo)光組件將觸摸物表面反射的光線及此時顯示器出光面發(fā)出的光線導(dǎo)入檢測單元。具體地，當(dāng)觸摸物與顯示器出光面接觸時，顯示器有圖像，該圖像的光線從顯示器出光面發(fā)出。302、檢測單元根據(jù)獲取的光線生成包含觸摸物在顯示器出光面上觸摸位置的觸摸圖像。本發(fā)明實施例提供的觸摸位置檢測方法中，由于使用了上述實施例描述的觸摸顯示裝置，使得其顯示的圖像看起來清晰且色彩逼真。另外，由于根據(jù)檢測單元生成的觸摸圖像可以獲知觸摸物在顯示器出光面上的觸摸位置，因此，可實現(xiàn)觸摸物對顯示器的觸控操作。作為上述實施例提供的觸摸位置檢測方法的改進，該方法還可以包括對觸摸圖像進一步處理的步驟，待處理的觸摸圖像必須是灰度圖像，如圖4所示。需要說明的是:下面實施例中在“灰度圖像”之前使用的“第一”、“第二”等詞中的數(shù)量詞僅為了區(qū)別各“灰度圖像”，各數(shù)量詞中的數(shù)字并不代表各“灰度圖像”形成的順序。401、將觸摸物與顯示器出光面接觸時，顯示器顯示的圖像進行灰度處理形成第一灰度圖像。402、利用預(yù)設(shè)的補償參數(shù)對觸摸圖像進行圖像修正，得到第二灰度圖像。具體地，由于導(dǎo)光組件在導(dǎo)引觸摸物表面反射的光線及顯示器出光面產(chǎn)生的光線時，會將一部分環(huán)境光導(dǎo)引至檢測單元，使得檢測 的精度變差，因此，必須消除環(huán)境光的不利影響。這個補償參數(shù)就是用來將環(huán)境光引入的檢測噪聲從檢測得到的觸摸圖像中消除的。這個補償參數(shù)是對應(yīng)每個像素的顯示灰階值的集合，可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員反復(fù)實驗后獲得的經(jīng)驗值，也可以通過下面圖5描述的方法獲得。通過補償參數(shù)消除了觸摸圖像中存在的環(huán)境光噪聲后，可以獲得修正后的觸摸圖像，即第二灰度圖像。403、將第二灰度圖像與第一灰度圖像進行圖像差分，得到第三灰度圖像。具體地，圖像差分就是將兩個圖像相同位置像素的顯示灰階值相減，這個操作會將第二灰度圖像中與第一灰度圖像相同的內(nèi)容去除，也就是將第二灰度圖像中對應(yīng)顯示器上顯示圖像的部分去除，從而得到的單純的觸摸物的圖像。404、根據(jù)第三灰度圖像中觸摸物圖像的坐標(biāo)，獲取觸摸物在顯示器出光面上的觸摸位置。具體地，根據(jù)觸摸物圖像的坐標(biāo)，可以映射得出觸摸物在顯示器出光面上的坐標(biāo)，從而獲取觸摸物在顯示器出光面上的觸摸位置。圖5示出了獲得補償參數(shù)的一種方法，該方法包括如下步驟。501、獲取顯示器出光面在無觸摸狀態(tài)下顯示的第一圖像及此時檢測單元生成的第四灰度圖像。具體地，檢測單元運行過程中會將接受到的光線轉(zhuǎn)換成灰度圖像。502、對第一圖像進行灰度處理生成第五灰度圖像。
503、將第四灰度圖像與第五灰度圖像進行圖像差分，獲取補償參數(shù)。第五灰度圖像是由顯示器出光面在無觸摸狀態(tài)下顯示的圖像生成的，第四灰度圖像是由檢測單元生成的，圖像差分就是將兩個圖像相同位置像素的顯示灰階值相減，得到灰階差值就是環(huán)境光所引起的圖像噪聲，所有像素的灰階差值的集合構(gòu)成該補償參數(shù)。本發(fā)明實施例主要用于具有觸摸控制功能的設(shè)備。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為
準(zhǔn)。`
權(quán)利要求
1.一種觸摸顯示裝置，包括顯示器，其特征在于，還包括導(dǎo)光組件及檢測單元； 所述導(dǎo)光組件與所述顯示器的除出光面以外的表面相對設(shè)置，用于當(dāng)觸摸物與所述顯示器出光面接觸時將所述觸摸物表面反射的光線及此時所述顯示器出光面發(fā)出的光線導(dǎo)入所述檢測單元；所述檢測單元與所述顯示器的底面相對設(shè)置，用于根據(jù)獲取的所述光線生成包含所述觸摸物在所述顯示器出光面上觸摸位置的觸摸圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸顯示裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光組件包括第一反射鏡、第二反射鏡及凹面鏡； 所述顯示器的出光面與所述顯示器的側(cè)面相交形成頂面?zhèn)冗?，所述顯示器的底面與所述顯示器的側(cè)面相交形成底面?zhèn)冗叄? 所述第一反射鏡環(huán)繞所述頂面?zhèn)冗叄凰龅诙瓷溏R環(huán)繞所述底面?zhèn)冗叄? 所述凹面鏡貼覆于所述顯示器的底面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的觸摸顯示裝置，其特征在于，所述檢測單元為面陣電荷耦合器件，所述面陣電荷耦合器件與所述凹面鏡相對設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸顯示裝置，其特征在于，還包括保護層，覆蓋于所述顯示器的出光面上。
5.一種觸摸位置檢測方法，其特征在于，使用了權(quán)利要求1-4任一項所述的觸摸顯示裝置，所述方法包括: (1)、當(dāng)所述觸摸物與所述顯示器出光面接觸時，所述導(dǎo)光組件將所述觸摸物表面反射的光線及此時所述顯示器出光面發(fā)出的光線導(dǎo)入所述檢測單元； (2)、所述檢測單元根據(jù) 獲取的所述光線生成包含所述觸摸物在所述顯示器出光面上觸摸位置的觸摸圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸位置檢測方法，其特征在于，所述觸摸圖像為灰度圖像，該方法還包括: 將所述觸摸物與所述顯示器出光面接觸時，所述顯示器顯示的圖像進行灰度處理形成第一灰度圖像； 利用預(yù)設(shè)的補償參數(shù)對所述觸摸圖像進行修正，得到第二灰度圖像； 將所述第二灰度圖像與所述第一灰度圖像進行圖像差分，得到第三灰度圖像； 根據(jù)所述第三灰度圖像中所述觸摸物圖像的坐標(biāo)，獲取所述觸摸物在所述顯示器出光面上的觸摸位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸摸位置檢測方法，其特征在于，在所述步驟(I)之前還包括: 獲取所述顯示器出光面在無觸摸狀態(tài)下顯示的第一圖像及此時檢測單元生成的第四灰度圖像； 對所述第一圖像進行灰度處理生成第五灰度圖像； 將所述第四灰度圖像與所述第五灰度圖像進行圖像差分，獲取所述補償參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種觸摸顯示裝置及觸摸位置檢測方法，涉及觸控顯示技術(shù)領(lǐng)域，解決了使用現(xiàn)有的電容式觸摸顯示裝置時，存在圖像色彩失真和圖像模糊的問題。本發(fā)明實施例提供的觸摸顯示裝置，包括顯示器，還包括導(dǎo)光組件及檢測單元；導(dǎo)光組件與顯示器的除出光面以外的表面相對設(shè)置，用于當(dāng)觸摸物與顯示器出光面接觸時將觸摸物表面反射的光線及此時顯示器出光面發(fā)出的光線導(dǎo)入檢測單元；檢測單元與顯示器的底面相對設(shè)置，用于根據(jù)獲取的光線生成包含觸摸物在顯示器出光面上觸摸位置的觸摸圖像。本發(fā)明實施例主要用于具有觸摸控制功能的設(shè)備。
文檔編號G06F3/041GK103235668SQ20131017898
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月15日
發(fā)明者王智勇 申請人:北京京東方光電科技有限公司