触控显示系统及触控操作装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种触控显示系统及触控操作装置。其中，该触控显示系统包括触控操作装置和触控显示装置，所述触控显示装置包括显示屏和触控检测模块，其中：所述触控操作装置，用于发射第一非可见光，所述第一非可见光到达所述显示屏形成触点时能够对所述触点周围的表面空气进行加热；所述触控检测模块，用于在所述显示屏的表面形成第二非可见光检测面，当所述第二非可见光通过被所述第一非可见光加热的表面空气发生折射现象时，确定所述折射现象发生的位置信息。通过本实用新型，可以远距离触控显示屏的效果。
【专利说明】
触控显示系统及触控操作装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控显示系统及触控操作装置。
【背景技术】
[0002]红外触摸屏(InfraredTouch Screen)由装在触摸屏外框上的红外线发射端与接收端(感测元件)构成，在触摸屏的屏幕表面上形成红外线探测网，触控操作的物体(比如手指)可以改变触点处的红外线，进而被转化成触控的坐标位置而实现对触摸屏的触控操作。
[0003]请参见图1，图1是根据现有技术的触控显示装置的触控操作检测示意图，如图1所示，在红外触控屏上，屏幕的四边排布的电路板设置有红外发射管和红外接收管，在紧贴屏幕前形成X、Y方向上的红外线矩阵，通过不停的扫描是否有红外线被物体阻挡的方式检测并定位用户的触摸操作。例如，可以在显示器的前面安装一个外框，外框里设计有电路板，从而在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。每扫描完一圈，如果所有的红外对管(红外发射管+红外接收管)通达，绿灯亮，表示一切正常，如果有触摸时，手指或其它物体就会挡住经过该位置的横竖红外线，触摸屏扫描时发现并确定有一条红外线受阻后，红灯亮，表示有红外线受阻，可能有触摸，同时立刻换到另一坐标再扫描，如果再发现另外一轴也有一条红外线受阻，黄灯亮，表示发现触摸，并将两个发现阻隔的红外对管位置报告给主机，经过计算判断出触摸点在屏幕上的位置。
[0004]由此可见，传统的红外触控技术主要利用遮挡相应位置的红外信号的方式来实现触控的，显然这种方式只能近距离使用，使用者必须位于显示设备近处才能进行触控操作，而无法实现用户对红外触摸屏的远程触控操作。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种用户在较远距离处即可对显示设备进行触控操作的技术方案，以避免用户必须使用手指触摸等近距离触控的方式对显示设备进行触控操作所带来的用户体验过低的问题。
[0006]为了达到上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种触控显示系统，包括触控操作装置和触控显示装置，所述触控显示装置包括显示屏和触控检测模块，其中:所述触控操作装置，用于发射第一非可见光，所述第一非可见光到达所述显示屏形成触点时能够对所述触点周围的表面空气进行加热;所述触控检测模块，用于在所述显示屏的表面形成第二非可见光检测面，当所述第二非可见光通过被所述第一非可见光加热的表面空气发生折射现象时，确定所述折射现象发生的位置信息。
[0007]优选地，所述触控检测模块包括:第一光信号发射单元，设置于所述显示屏的第一边上，用于在X方向上发射所述第二非可见光;第一光信号接收单元，设置于所述显示屏的第二边上，用于在X方向上接收所述第一光信号发射单元发射的第二非可见光，所述第二边是与所述第一边相对的边;第二光信号发射单元，设置于所述显示屏的第三边上，用于在Y方向上发射第二非可见光，所述第三边是与所述第一边相邻的边;第二光信号接收单元，设置于所述显示屏的第四边上，用于在Y方向上接收所述第二光信号发射单元发射的第二非可见光，所述第四边是与所述第三边相对的边;所述X方向与所述Y方向相交，所述X方向上的第二非可见光与所述Y方向上的第二非可见光形成所述第二非可见光检测面。
[0008]优选地，所述第一光信号发射单元，包括第一数量个用于发出第一非可见光的第一光信号发射器;所述第一光信号接收单元，包括第一数量个用于一一对应接收所述第一光信号发射器发射的第一非可见光的第一光信号接收器;所述第二光信号发射单元，包括第二数量个用于发出第一非可见光的第二光信号发射器;所述第二光信号接收单元，包括第二数量个用于一一对应接收所述第二光信号发射器发射的第一非可见光的第二光信号接收器。
[0009]优选地，所述X方向与所述Y方向相互垂直，所述触控检测模块还包括:检测单元，用于检测第一光信号接收器和第二光信号接收器是否接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光，如果检测结果为是，确定发生所述折射现象;位置获取单元，用于根据接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光的第一光信号接收器的在Y方向上的坐标确定所述折射现象对应的触控点的Y坐标，并根据接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光的第二光信号接收器的在X方向上的坐标确定所述折射现象对应的触控点的X坐标，得到所述位置信息;触控信息生成单元，用于根据位置信息生成触控信息。
[0010]优选地，所述触控操作装置包括:第三光信号发射单元，用于发射所述第一非可见光;第四光信号发射单元，用于发射与所述第一非可见光之间的距离小于预定距离、平行于所述第一非可见光且与所述第一非可见光同方向出射的定位光线，使得用户能够根据所述定位光线使用第三光信号发射单元向所述显示屏发射所述第一非可见光，所述定位光线为可见光。
[0011]优选地，所述第一非可见光和所述第二非可见光为红外光。
[0012]优选地，所述定位光线为可见激光。
[0013]根据本实用新型的另一个方面，提供了一种触控操作装置，包括:加热单元，用于发射非可见光，所述非可见光到达显示装置表面时能够对所述显示装置表面的空气进行加热，使通过被加热空气的光线发生折射;定位单元，用于发射与所述非可见光之间的距离小于预定距离、平行于所述非可见光且与所述非可见光同方向出射的定位光线，使得用户能够根据所述定位光线使用所述加热单元向所述显示装置发射所述非可见光，所述定位光线为可见光。
[0014]优选地，所述非可见光为红外光。
[0015]优选地，所述定位光线为可见激光。
[0016]与现有技术相比，本实用新型所述的触控显示系统及触控操作装置，用户无需采用对显示装置进行近距离触控的方式进行操作，而可以使用触控操作装置远距离地对显示装置进行操作，使得触控操作装置发射加热光线对显示装置的表面空气进行加热，通过获取加热空气的位置，即可以实现对显示装置的控制。
【附图说明】
[0017]图1是根据现有技术的触控显示装置的触控操作检测示意图；
[0018]图2是根据本实用新型实施例的触控显示系统的结构示意图；
[0019]图3是根据本实用新型实施例的触控显示系统的触控操作检测示意图；以及
[0020]图4是根据本实用新型实施例的触控操作装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]传统的红外触控技术主要利用遮挡相应位置的红外信号的方式来实现触控，具体方式是:在红外触控屏上，屏幕的四边排布的电路板装置有红外发射管和红外接收管，在紧贴屏幕前形成Χ、γ方向上的红外线矩阵，通过不停的扫描是否有红外线被物体阻挡的方式检测并定位用户的触摸操作，显然如果要在红外触控屏上形成遮挡，用户必须使用具体物体(例如手指，触控笔等)放置在红外触控屏上，才能被红外矩阵检测到从而确定遮挡位置信息。因此，这种方式中，使用者必须位于红外触控屏近处才能进行触控操作，而无法实现用户对红外触摸屏的远程触控操作。
[0023]基于此问题，本实用新型实施例提供了一种触控显示系统。图2是根据本实用新型实施例的触控显示系统的结构示意图，如图2所示:
[0024]该触控显示系统包括:触控操作装置和触控显示装置，所述触控显示装置进一步包括显示屏和触控检测模块，其中，所述触控操作装置，用于发射第一非可见光，所述第一非可见光到达所述显示屏形成触点时能够对所述触点周围的表面空气进行加热;所述触控检测模块，用于在所述显示屏的表面形成第二非可见光检测面，当所述第二非可见光通过被所述第一非可见光加热的表面空气发生折射现象时，确定所述折射现象发生的位置信息。
[0025]由于光均具有加热特性，因此可以利用所述第一非可见光的这一特性，当用户使用所述触控操作装置发出的所述第一非可见光，并将所述第一非可见光定位在显示屏的某个显示区域时，该显示区域表面的空气会被加热而变得稀薄，而这时触控检测模块发出的第二非可见光通过该稀薄空气区域时必然会发射光折射现象，导致光路径发生改变，与预定光线路径不符，因此确定光发生折射现象的位置即为所述第一非可见光的加热位置，也即用户进行触控操作的位置。
[0026]以下对所述触控检测模块的结构进行描述，作为一个示例，所述触控检测模块可以采用这样的结构设置:第一光信号发射单元，设置于所述显示屏的第一边上，用于在X方向上发射所述第二非可见光;第一光信号接收单元，设置于所述显示屏的第二边上，用于在X方向上接收所述第一光信号发射单元发射的第二非可见光，所述第二边是与所述第一边相对的边;第二光信号发射单元，设置于所述显示屏的第三边上，用于在Y方向上发射第二非可见光，所述第三边是与所述第一边相邻的边;第二光信号接收单元，设置于所述显示屏的第四边上，用于在Y方向上接收所述第二光信号发射单元发射的第二非可见光，所述第四边是与所述第三边相对的边;所述X方向与所述Y方向相交，所述X方向上的第二非可见光与所述Y方向上的第二非可见光形成所述第二非可见光检测面。
[0027]可以看出，由于X方向与Y方向相交，因此该两个方向即可以形成一个二维的坐标系，如果该两个方向上发出的第二非可见光发生上述折射现象，通过该二维坐标系即可确定出发生折射现象的位置信息，为了简化计算位置信息的过程，在实际应用中，可以将所述X方向与所述Y方向设置为相互垂直。
[0028]在该示例中，显示屏是具有四个边的，例如常见的矩形的显示屏，但该示例仅以此使用范围很广的显示屏为例进行说明的，在实际应用中，多边形结构的显示屏甚至是圆形或近圆形结构的显示屏也成为应用广泛的显示屏，同样也可以采用上述X方向和Y方向分别设置光信号发送单元和光信号接收单元的光检测方式。
[0029]还以上述四边设置光信号发射单元和光信号接收单元的常见长方形或矩形显示屏为例，对所述第一光信号发射单元、所述第一光信号接收单元、所述第二光信号发射单元以及所述第二光信号接收单元的具体功能结构进行进一步的说明。
[0030]作为一个示例，所述第一光信号发射单元，可以包括第一数量个用于发出第一非可见光的第一光信号发射器;所述第一光信号接收单元，可以包括第一数量个用于一一对应接收所述第一光信号发射器发射的第一非可见光的第一光信号接收器;所述第二光信号发射单元，可以包括第二数量个用于发出第一非可见光的第二光信号发射器;所述第二光信号接收单元，可以包括第二数量个用于一一对应接收所述第二光信号发射器发射的第一非可见光的第二光信号接收器。
[0031]也就是说，对于X方向上的所述第一光信号发射单元和所述第一光信号接收单元来说，可以由数量相等(即第一数量)且一对一成对设置的所述第一光信号发射器和所述第一光信号接收器组成，至于第一数量的设置，则完全可以根据实际的检测精度需求进行设定，同理，对于Y方向上的所述第二光信号发射单元和所述第二光信号接收单元来说，可以由数量相等(即第二数量)且一对一成对设置的所述第二光信号发射器和所述第二光信号接收器组成，至于第一数量的设置，则完全可以根据实际的检测精度需求进行设定。
[0032]作为一个示例，所述X方向与所述Y方向相互垂直，所述触控检测模块还可以进一步包括:检测单元，用于检测第一光信号接收器和第二光信号接收器是否接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光，如果检测结果为是，确定发生所述折射现象;位置获取单元，用于根据接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光的第一光信号接收器的在Y方向上的坐标确定所述折射现象对应的触控点的Y坐标，并根据接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光的第二光信号接收器的在X方向上的坐标确所述折射现象对应的触控点的X坐标，得到所述位置信息;触控信息生成单元，用于根据位置信息生成触控信息。当然，在实际应用中，所述触控检测模块中还可以再增加设置一个发送单元，通过该发送单元可以将所述触控信息发给所述显示屏一侧的显示装置，显示装置对所述触控信息进行处理后指令显示屏执行具体显示操作。
[0033]需要说明的是，对于接收到的所述第二非可见光的光信号强度，与受到所述第一非可见光的加热影响发生光折射的程度有关，因此，如果光折射程度过大，对于负责接收光信号的所述第一光信号接收器和所述第二光信号接收器来说，接收到的第二非可见光的光信号强度最小甚至可能为0，但只要小于预设阈值，即可确定已经发生光折射现象。
[0034]以上描述了所述触控显示装置的各个功能部件，以下对所述触控操作装置进行说明。
[0035]作为一个示例，所述触控操作装置可以包括:第三光信号发射单元，用于发射所述第一非可见光;第四光信号发射单元，用于发射与所述第一非可见光之间的距离小于预定距离(当然，从理论上讲该预定距离越小越好，而在实际应用中，该预定距离的选取只要满足触控操作精度的要求即可)、平行于所述第一非可见光且与所述第一非可见光同方向出射的定位光线，使得用户能够根据所述定位光线使用第三光信号发射单元向所述显示屏发射所述第一非可见光，所述定位光线为可见光。
[0036]采用这样的方式设计所述触控操作装置的好处在于，由于人眼是看不到非可见光的，因此为了使用户准确地使用所述触控操作装置发出的第一非可见光照射到显示屏的范围内，可以对所述第一非可见光的发射方向进行定位，因此由于设计了定位光线为可见光，用户只需按照定位光线的方向控制触控操作装置发射第一非可见光即可轻松实现对显示屏的加热式触控操作。
[0037]作为一个示例，本实用新型实施例中，所述第一非可见光和所述第二非可见光为红外光。如果将第二非可见光选定为红外光，可以使用现有红外触控屏上的红外触控检测装置，无需重新设计触控检测装置的结构，节省了设计成本。而且，红外光具有比较好的加热效果，因此如果将第一非可见光选定为红外光，可以具有很好的加热效果，使显示屏表面的空气能够在很短时间内，就被加热至能够使光线发生折射现象的空气密度范围。
[0038]作为一个示例，本实用新型实施例中，所述定位光线为可见激光。由于可见激光具有定向性强，不易发散，亮度高等特点，因此很适合作为定位光线，定位精度很高。
[0039]为便于理解，请参考图3(图3是根据本实用新型实施例的触控显示系统的触控操作检测示意图)，如图3所示，当触控操作装置发出的红外线至显示屏上使预期位置温度升高，从而使该区域空气密度降低，发射端发出的不可见光经过该区域时将发生折射，接收端对应位置将无法接受到光线进入或接收到的光信号强度低于阈值。进一步地，根据第X个接收器和第η个接收器的位置就可以确认光折射现象发生的位置(即用户的目标操控位置)，从而实现远端触控显示屏的目的。
[0040]以上对本实用新型实施例提供的触控显示系统进行了描述，本实用新型实施例还提供了一种触控操作装置，该触控操作装置包括:
[0041]加热单元，用于发射非可见光，所述非可见光到达显示装置表面时能够对所述显示装置表面的空气进行加热，使通过被加热空气的光线发生折射;定位单元，用于发射与所述非可见光之间的距离小于预定距离、平行于所述非可见光且与所述非可见光同方向出射的定位光线，使得用户能够根据所述定位光线使用所述加热单元向所述显示装置发射所述非可见光，所述定位光线为可见光。
[0042]作为一个示例，所述非可见光为红外光。
[0043]作为一个示例，所述定位光线为可见激光。
[0044]当然，为了便于理解，请结合参考图4提供的示例，图4是根据本实用新型实施例的触控操作装置的结构示意图。如图4所示，红外发生装置即为上述可以发出具有加热功能的非可见光的加热单元，激光笔即为上述定位单元，除此之外，还提供了提供能量的电源，当然在实际应用中，还可以采用插电接口等其它方式来为触控操作装置提供电源，原则是以使用方便为主。
[0045]通过本实用新型实施例，用户使用能发射具有加热功能的非可见光的触控操作装置对试图控制的显示屏上的触控点进行加热，使该区域温度上升，空气密度减小后使发射端光源发射的光线发生折射，从而确定折射现象发生的位置信息，即为操控目标的坐标信息。
[0046]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种触控显示系统，其特征在于，包括触控操作装置和触控显示装置，所述触控显示装置包括显示屏和触控检测模块，其中: 所述触控操作装置，用于发射第一非可见光，所述第一非可见光到达所述显示屏形成触点时能够对所述触点周围的表面空气进行加热； 所述触控检测模块，用于在所述显示屏的表面形成第二非可见光检测面，当所述第二非可见光通过被所述第一非可见光加热的表面空气发生折射现象时，确定所述折射现象发生的位置信息。2.根据权利要求1所述的触控显示系统，其特征在于，所述触控检测模块包括: 第一光信号发射单元，设置于所述显示屏的第一边上，用于在X方向上发射所述第二非可见光； 第一光信号接收单元，设置于所述显示屏的第二边上，用于在X方向上接收所述第一光信号发射单元发射的第二非可见光，所述第二边是与所述第一边相对的边； 第二光信号发射单元，设置于所述显示屏的第三边上，用于在Y方向上发射第二非可见光，所述第三边是与所述第一边相邻的边； 第二光信号接收单元，设置于所述显示屏的第四边上，用于在Y方向上接收所述第二光信号发射单元发射的第二非可见光，所述第四边是与所述第三边相对的边； 所述X方向与所述Y方向相交，所述X方向上的第二非可见光与所述Y方向上的第二非可见光形成所述第二非可见光检测面。3.根据权利要求2所述的触控显示系统，其特征在于: 所述第一光信号发射单元，包括第一数量个用于发出第一非可见光的第一光信号发射器； 所述第一光信号接收单元，包括第一数量个用于一一对应接收所述第一光信号发射器发射的第一非可见光的第一光信号接收器； 所述第二光信号发射单元，包括第二数量个用于发出第一非可见光的第二光信号发射器； 所述第二光信号接收单元，包括第二数量个用于一一对应接收所述第二光信号发射器发射的第一非可见光的第二光信号接收器。4.根据权利要求3所述的触控显示系统，其特征在于，所述X方向与所述Y方向相互垂直，所述触控检测模块还包括: 检测单元，用于检测第一光信号接收器和第二光信号接收器是否接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光，如果检测结果为是，确定发生所述折射现象； 位置获取单元，用于根据接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光的第一光信号接收器的在Y方向上的坐标确定所述折射现象对应的触控点的Y坐标，并根据接收到光信号强度小于预设阈值的第二非可见光的第二光信号接收器的在X方向上的坐标确定所述折射现象对应的触控点的X坐标，得到所述位置信息； 触控信息生成单元，用于根据位置信息生成触控信息。5.根据权利要求1至4中任一项所述的触控显示系统，其特征在于，所述触控操作装置包括: 第三光信号发射单元，用于发射所述第一非可见光； 第四光信号发射单元，用于发射与所述第一非可见光之间的距离小于预定距离、平行于所述第一非可见光且与所述第一非可见光同方向出射的定位光线，使得用户能够根据所述定位光线使用第三光信号发射单元向所述显示屏发射所述第一非可见光，所述定位光线为可见光。6.根据权利要求5所述的触控显示系统，其特征在于，所述第一非可见光和所述第二非可见光为红外光。7.根据权利要求5所述的触控显示系统，其特征在于，所述定位光线为可见激光。8.一种触控操作装置，其特征在于，包括: 加热单元，用于发射非可见光，所述非可见光到达显示装置表面时能够对所述显示装置表面的空气进行加热，使通过被加热空气的光线发生折射； 定位单元，用于发射与所述非可见光之间的距离小于预定距离、平行于所述非可见光且与所述非可见光同方向出射的定位光线，使得用户能够根据所述定位光线使用所述加热单元向所述显示装置发射所述非可见光，所述定位光线为可见光。9.根据权利要求8所述的触控操作装置，其特征在于，所述非可见光为红外光。10.根据权利要求8或9所述的触控操作装置，其特征在于，所述定位光线为可见激光。
【文档编号】G06F3/042GK205451017SQ201620006271
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】解宇, 赖意强, 周之涵
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司