专利名称：用于识别触摸点的系统和方法及显示设备的制作方法
技术领域：
与示例性实施例一致的方法、系统和设备涉及触摸点的识别，更具体地说，涉及一种用于使用数字笔识别触摸点的方法、系统和显示设备。
背景技术：
可利用各种方法(诸如使用相机、红外线(IR)、电阻、电容等)来确定触摸屏与数字笔之间的关系。在使用IR确定所述关系的情况下，IR光源和IR相机设置在数字笔处。然而，当IR光源设置在数字笔处时，电池消耗由于IR光源的存在而增加，为了使数字笔的IR相机识别再次从光源反射的光，数字笔的角度受到限制。另外，数字笔的厚度增加。
发明内容
一个或多个实施例可致力于上面的缺点以及未在上面描述的其他缺点。然而，应当理解，一个或多个示例性实施例不需要克服上面描述的缺点，且可以不克服上面描述的任意缺点。一个或多个实施例提供一种用于识别触摸点的系统和方法以及显示设备，所述方法、系统和显示设备利用设置在显示设备中的IR光源识别触摸点。根据示例性实施例的一方面，提供一种用于识别触摸系统的触摸点的方法，所述触摸系统包括显示设备和数字笔，所述方法包括:由显示设备发射红外线(IR)信号，以传输穿过液晶显示(IXD)面板，IXD面板包括多个区域，每个区域具有不同的图案；由数字笔利用IR相机拍摄在显示设备上的被数字笔触摸的触摸点处IR信号传输穿过的图案；获得与触摸点对应的IR图像；由数字笔利用IR图像识别触摸点。所述发射IR信号的步骤可包括:由数字笔感测触摸开始，在触摸开始中，数字笔开始触摸显示设备，如果感测到触摸开始，则由数字笔将感测信号发送到显示设备，如果显示设备接收到感测信号，则由显示设备驱动IR光源发射IR信号。压力传感器可设置在数字笔的用于触摸LCD面板的一部分上，所述感测IR信号的步骤可包括:由数字笔利用压力传感器感测触摸开始。所述感测IR信号的步骤可包括:如果压力传感器感测到压力达到阈值量的时间，则感测至触摸开始。按钮可设置在显示设备或者数字笔上，所述发射IR信号的步骤可包括:如果选择按钮，则发射IR信号。所述方法还可包括:由数字笔感测触摸结束，在触摸结束中，数字笔停止触摸显示设备，如果感测到触摸结束，则由数字笔将停止信号发送到显示设备，如果显示设备接收到停止信号，则由显示设备停止对IR光源的驱动，以停止发射IR信号。压力传感器可设置在数字笔的用于触摸LCD面板的一部分上，所述感测触摸结束的步骤可包括:如果压力传感器没有感测到压力达到阈值量的时间，则感测到触摸结束。根据另一示例性实施例的方面，提供一种触摸系统，触摸系统包括:显示设备，发送IR信号，以传输穿过IXD面板，所述IXD面板包括多个区域，每个区域具有不同的图案；数字笔，数字笔利用IR相机拍摄在显示设备上的被数字笔触摸的触摸点处IR信号传输穿过的图案，获得与触摸点对应的IR图像，并利用IR图像识别触摸点。显示设备可包括IR光源，如果数字笔在显示设备上的被数字笔触摸的触摸点处感测到触摸开始且感测信号被发送，则显示设备可驱动IR光源并发射IR信号。数字笔可包括设置在数字笔的用于触摸IXD面板的一部分上的压力传感器，通过压力传感器可感测触摸开始。如果压力传感器感测到压力达到阈值量的时间，则可感测到触摸开始。按钮可设置在显示设备或者数字笔上，如果选择按钮，则显示设备可发射IR信号。显示设备可包括产生IR信号的IR光源，如果由数字笔感测到触摸结束(其中，数字笔停止触摸显示设备)且发送停止信号，则显示设备可停止驱动IR光源，以停止发射IR信号。数字笔可包括压力传感器，如果压力传感器没有感测到压力达到阈值量的时间，则数字笔可感测到触摸结束。根据示例性实施例的另一方面，提供一种利用数字笔识别用户的触摸的显示设备，显示设备包括:液晶显示(IXD)面板，所述IXD面板包括多个区域，每个区域具有不同的图案；背光单元，设置在LCD面板的下部上并将背光提供到LCD面板；IR光源，发射IR信号，以传输穿过LCD面板；通信单元，与数字笔进行通信；控制器，利用从数字笔接收的信号控制LCD面板、背光单元和IR光源。IR光源可设置在背光单元上。IR光源可包括多个IR光源，IR光源可沿着背光单元的表面上的边缘区域以彼此相距预定距离的方式布置。IR光源可包括多个IR光源，IR光源可以以预定图案在背光单元的表面上沿着边缘区域和内部区域布置。显示设备还可包括漫射面板，漫射面板设置在背光单元的上表面上，IR光源可设置在LCD面板的侧表面上并可朝着漫射面板发射IR信号。漫射面板可反射IR信号，以使IR信号传输穿过IXD面板。如果通过通信单元从数字笔接收到感测信号，则控制器可控制IR光源发射IR信号，如果通过通信单元从数字笔接收到停止信号，则控制器可控制IR光源停止发射IR信号。
通过参照附图对示例性实施例进行详细描述，上述和/或其他方面将会变得更加明显，附图中:
图1是示出根据示例性实施例的触摸系统的视图；图2是示出根据示例性实施例的显示设备的框图；图3是示出根据示例性实施例的显示设备的液晶显示(LCD)面板中设置的图案的视图；图4A和图4B是示出根据各个示例性实施例的背光单元中布置的红外线(IR)光源的视图；图5A和图5B是示出根据示例性实施例的设置在IXD面板的侧表面上的IR光源的视图；图6是示出根据示例性实施例的数字笔的框图；图7和图8是示出根据示例性实施例的用于识别触摸点的方法的流程图。
具体实施例方式以下，参照附图来更加详细地描述示例性实施例。在下面的描述中，当在不同的附图中描述元件时，针对相同的元件使用相同的标号。提供在描述中限定的内容(例如，详细的构造和元件)，以有助于对示例性实施例的全面理解。因此，清楚的是，在没有那些具体地限定的内容的情况下，可以实现示例性实施例。另外，没有详细描述现有技术中已知的功能或元件，因为它们会使得示例性实施例由于不必要的细节而晦涩。图1是示出根据示例性实施例的触摸系统10的视图。如图1中所示，触摸系统10包括显示设备100和数字笔200。显示设备100可通过电子板实现。然而，不应将这认为是限制。显示设备100可通过诸如电视机、平板PC和智能电话的电子设备来实现。显示设备100包括背光单元120和液晶显示(IXD)面板110，以显示图像。不同的图案115-1、115-2、115-3被插入到显示设备100的IXD面板110的各个区域中(还参见图3)。因此，数字笔200拍摄不同图案的区域中的红外线(IR)信号通过的区域，从而识别触摸点。另外，显示设备100包括IR光源130，IR光源130发射IR信号，IR信号穿过针对各个区域具有不同的图案的LCD面板110。应当注意，当在附图中示出多个光源130时，可以设置任意数量的光源130(包括仅仅一个光源130)，只要可发射IR信号以穿过LCD面板110即可。IR光源130可以以到另一光源的预定距离布置在显示设备100的背光单元120的内部区域和边缘区域中的至少一个上。可选择地，IR光源130可以仅仅布置在IXD面板110的侧表面上。然而，这仅仅是示例，IR光源可以布置在不同的位置。如果满足第一阈值条件，则显示设备100可驱动IR光源130，以发射IR信号。例如，如果通过由数字笔200的压力传感器感测触摸开始(即，数字笔200开始触摸显示设备100的时间)而产生的感测信号被接收到，则显示设备100驱动IR光源130发射IR信号。对于另一示例，可在数字笔200或显示设备100上设置按钮，如果选择按钮，则显示设备100可驱动IR光源130发射IR信号。在这种情况下，该按钮可被认为是启动按钮。然而，这仅仅是示例，且IR光源130可根据不同的条件被驱动。在一些示例性实施例中，如果满足预定条件，则显示设备100只是驱动IR光源130发射IR信号。此外，如果满足第二阈值条件，则显示设备100可停止驱动IR光源130。例如，如果接收到通过由数字笔200感测触摸结束(即，数字笔200停止触摸显示设备100的时间)而产生的停止信号，显示设备100可停止驱动IR光源130。对于另一个示例，如果如上面讨论的设置在数字笔200上或者显示设备100上的按钮被取消选择，则显示设备100可停止驱动IR光源130。可选择地，结束按钮可以设置在数字笔200上或者设置在显示设备100上，如果选择结束按钮，则显示设备100可停止驱动IR光源130。另外，显示设备100可利用从数字笔200接收的有关触摸点的信息来显示目标。数字笔200利用IR相机拍摄IR信号穿出显示设备100的IXD面板110所经的图案区域。数字笔200基于拍摄的图案区域产生IR图像，然后利用产生的IR图像识别触摸点。数字笔200将有关识别的触摸点的信息发送到显示设备100或发送到控制显示设备100的外部控制设备。相应地，显示设备100显示被数字笔200识别的触摸点上的目标。数字笔200感测触摸开始并产生感测信号，从而如果数字笔200触摸显示设备100，则可驱动IR光源。数字笔200将感测信号发送给显示设备100。此时，数字笔200可利用设置在与显示设备100的IXD面板110接触的数字笔200的一部分上的压力传感器感测触摸开始。例如，如果由压力传感器感测到压力持续达到阈值时间，则数字笔200可感测到触摸开始。然而，这仅仅是示例，数字笔200可利用其他的输入装置(例如，按钮)感测触摸开始。如果感测到触摸结束，则数字笔200产生停止信号。数字笔200将停止信号发送到显示设备100,以停止对IR光源的驱动。可选择地，如果数字笔200没有触摸达到阈值量的时间，则数字笔200可确定触摸结束已经发生。如上所述，由于触摸系统10包括设置在显示设备100中的IR光源130，所以数字笔200的电池寿命可以延长且可以减小数字笔200的写入角度限制。另外，根据数字笔200是处于触摸启用状态还是处于触摸停用状态来不同地控制IR光源130，从而可减小不必要的功耗。以下，参照图2到图6来详细解释显示设备100和数字笔200。图2是示出根据示例性实施例的显示设备100的框图。如图2中所示，显示设备100包括IXD面板110、背光单元120、IR光源130、控制器140和通信单元150。如上所述，显示设备100可通过但不限于电子板来实现。IXD面板110包括彼此面对的两个基板和布置在两个基板中的电极。通过在两个基板之间注射液晶材料来形成LCD面板110。如果将电压施加到两个电极，则产生电场，电场使得注射在两个基板之间的液晶材料的分子移动，从而调节背光的透射率。因此，LCD面板110能够基于图像信号调节光的透射率。IXD面板110中包括滤色器。如图3中所示，滤色器包括红色(R)滤色器115_1、绿色(G)滤色器115-2和蓝色(B)滤色器115-3。具体地说，设置在IXD面板110中的RGB滤色器115-1、115-2和115-3安装在针对各个区域具有不同的图案的框架113中。IR信号传输穿过针对各个区域具有不同的图案的框架113。数字笔200拍摄IR信号传输穿过的图案区域，获得IR图像，并基于IR图像识别触摸点。针对各个区域具有不同的图案的框架113可被称为黑矩阵。IXD面板110可通过但不限于触摸面板来实现。
背光单元120投射背光穿过IXD面板110。IXD面板110自身不能发射光。背光单元120包括背光驱动电路(未示出)和发光模块(未示出)。发光模块包括彼此电连接的多个发光元件(例如，发光二极管(LED))。背光驱动电路可在控制器140(参见图2)的控制下驱动发光模块。IR光源130发射IR信号，从而数字笔200的IR相机可拍摄IXD面板110的图案。由于IR光源130发射IR信号，所以IR信号不干扰从背光单元120发射的背光(即，可见光线)的显示。IR光源130可设置在各个位置上，从而IR信号传输穿过IXD面板110。图4A和图4B是示出根据示例性实施例的布置在背光单元120上的IR光源130的视图。图4A和图4B示出从上方观察的背光单元120。如图4A中所示，在设置多个IR光源130的情况下，IR光源130可以沿着背光单元120的表面上的边缘区域彼此相距预定距离布置。可选择地，如图4B中所示，IR光源130可以沿着背光单元120的表面上的内部区域和边缘区域以预定图案布置。S卩，如图4A和图4B中所示，IR光源130可以布置在背光单元120的表面上，从而IR光源130可将IR信号直接发射到LCD面板。图5A和图5B是示出根据示例性实施例的设置在IXD面板110的侧表面上的IR光源的视图。具体地说，图5A和图5B是包括IXD面板110、背光单元120和漫射面板135的显示面板的剖视图。如图5A和图5B中所示，IR光源130设置在IXD面板110的侧面上。从IR光源130朝着背光单元120发射的IR信号被设置在IXD面板110与背光单元120之间的漫射面板135朝着IXD面板110反射。因此，数字笔200利用由漫射面板135反射的IR信号拍摄IXD面板110的图案。图1、图4A、图4B、图5A和图5B中示出的IR光源130的位置和数量仅仅是示例。如上所述，可以提供仅仅一个IR光源130，或者可提供多个IR光源130，如图1、图4A、图4B、图5A和图5B所示。IR光源130可以以任意数量和位置设置，只要IR信号可从IR光源130发射以传输穿过IXD面板110即可。通信单元150与数字笔200通信。具体地说，通信单元150可接收感测信号或开始信号或者停止信号，以确定是驱动IR光源130还是不驱动IR光源130。通信单元150可从数字笔200接收有关触摸点的信息。控制器140根据用户命令控制显示设备100的总体操作。具体地说，控制器140利用通过通信终端150从数字笔200接收的信号控制IXD面板110、背光单元120和IR光源 130。具体地说，如果通过通信单元150从数字笔200接收到感测信号，则控制器140驱动IR光源130发射IR信号。如果通过通信单元150从数字笔200接收到停止信号或者没有传输感测信号，则控制器140停止对IR光源130的驱动，以防止不必要的功耗。如果通过通信单元150从数字笔200接收到与由数字笔200触摸的触摸点有关的信息，则控制器140控制IXD面板110和背光单元120在触摸点上显不目标。虽然控制器140设置在显示设备100中，但是这仅仅是一个示例。显示设备100的控制器140可设置在显示设备100的外部。例如，控制器140可通过设置在显示设备100外部的计算机或者机顶盒的控制器来实现。图6是示出根据示例性实施例的数字笔200的框图。如图6中所示，数字笔200包括压力传感器210、拍摄单元220、控制器230和通信单元240。压力传感器210设置在数字笔200的数字笔200触摸显示设备100的一部分(例如，在数字笔200的笔尖)上，并感测数字笔200是触摸显示设备100还是没有触摸显示设备 100。拍摄单元220拍摄显示设备100的IXD面板的在数字笔200附近的图案区域，IR信号传输穿过所述图案区域。拍摄单元220对拍摄到的图像进行信号处理，从而生成IR图像。拍摄单元220将所生成的IR图像发送到控制器230。拍摄单元220可通过IR相机来实现。通信单元240与外部显示设备100通信或者与控制显示设备100的设备通信。具体地说，通信单元240可将感测信号或者停止信号发送到显示设备100或者控制显示设备100的设备，以确定是驱动IR光源130还是不驱动IR光源130。另外，通信单元240可将与利用IR图像识别的触摸点有关的信息发送到显示设备100或者控制显示设备100的设备。控制器230控制数字笔200的整体操作。具体地说，控制器230利用压力传感器210确定触摸开始或者触摸结束。具体地说，如果通过压力传感器210感测到压力，则控制器230确定触摸开始。此时，控制器230可在压力传感器210感测到压力的时刻确定触摸开始，或者可选择地，如果压力传感器210感测到压力达到阈值量的时间，则控制器230可确定触摸开始。另外，如果压力传感器210没有感测到压力达到阈值量的时间，则控制器230可确定触摸结束。对于触摸开始和触摸结束，阈值量的时间可以相同或者不同。控制器230根据是触摸开始还是触摸结束产生感测信号和停止信号中的一个信号，控制器230通过通信单元240将感测信号和停止信号中的一个信号发送到显示设备100或者控制显示设备100的设备。控制器230通过分析由IR相机获得的图案区域的IR图像来确定触摸点。具体地说，控制器230从存储单元(未示出)检索与IR相机获得的IR图像对应的坐标值，在存储单元中，坐标值映射到图案区域上并被存储。控制器230进行控制，以将与检索的坐标值有关的信息发送到显示设备100或者控制显示设备100的设备。然而，通过数字笔200直接计算坐标值仅仅是一个示例。可选择地，数字笔200的控制器230可以不直接计算坐标值，而是将关于IR图像的信息发送给显示设备100或者发送到控制显示设备100的设备，从而显示设备100或者控制显示设备100的设备可计算触摸点的坐标值。如上所述，数字笔200可基于从显示设备100发送的IR信号识别触摸点。因此，数字笔200的电池寿命可以延长，且可减少数字笔200的写入角度限制。另外，根据数字笔200是处于触摸启用状态还是处于触摸停用状态来控制IR光源130，从而可减小不必要的功耗。图7是示出根据示例性实施例的用于识别触摸系统的触摸点的由数字笔执行的方法的流程图。
数字笔200感测触摸开始(S710)。具体地说，数字笔200利用压力传感器210确定数字笔200触摸显示设备100还是没有触摸显示设备100。数字笔200可在数字笔200触摸显示设备100的时刻感测触摸开始，或者可选择地，如果数字笔200触摸显示设备达到阈值量的时间，则数字笔200可感测到触摸开始。如果通过数字笔200没有感测到触摸开始(S710中的“否”)，则过程返回到操作S710,即，数字笔200继续感测触摸开始。如果通过数字笔200感测到触摸开始(S710中的“是”)，则数字笔200产生感测信号并将感测信号发送到显示设备100 (S720)。在产生感测信号并将感测信号发送到显示设备100之后，数字笔200获得IR图像(S730)。IR图像是从IR光源130发射的IR信号传输穿过的图案区域的图像。数字笔200基于IR图像识别触摸点(S740)。具体地说，数字笔200通过参照存储单元识别关于映射到IR图像上的触摸点的信息，在所述存储单元中，IR图像和触摸点彼此映射并被存储(例如，触摸点的坐标值和关于被触摸的显示器的信息)。存储单元可以设置在数字笔200中，或者可以设置在显示设备100中，或者可以设置在置于显示设备100外部的机顶盒或者计算机处。数字笔200将关于触摸点的信息发送到显示设备100 (S750)。数字笔200确定触摸是否结束(S770)。具体地说，数字笔200确定存在触摸达到阈值量的时间还是不存在触摸达到阈值量的时间。如果数字笔200没有触摸达到阈值量的时间，则数字笔200确定触摸结束。如果确定触摸结束(S770中的“是”)，则数字笔200产生停止信号并将停止信号发送到显示设备100(S780)。如果确定触摸没有结束，则过程返回到操作S720，且重复操作S720到S760，且目标显示在触摸点上。图8是示出根据示例性实施例的用于识别触摸系统的触摸点的由显示设备执行的方法的流程图。显示设备100确定是否从数字笔200接收到感测信号(S810)。如果没有接收到感测信号(S810中的“否”)，则过程返回到操作S810，并且显示设备100继续确定是否接收到感测信号。如果确定从数字笔200接收到感测信号(S810中的“是”)，则显示设备100驱动IR光源130(S820)。S卩，显示设备100并不总是驱动IR光源130，而是从数字笔200触摸显示设备100时开始驱动IR光源130，从而可防止不必要的功耗。然后，显示设备100确定是否从数字笔200接收到触摸点信息(S830)。如果没有接收到触摸点信息(S830中的“否”)，则过程返回到操作S830，并且显示设备100继续等待来自数字笔200的触摸点信息。如果确定接收到与触摸点有关的信息，则显示设备100在触摸点上显示目标(S840)。然后，显示设备100确定是否从数字笔200接收到停止信号(S850)。如果确定没有接收到停止信号(S850中的“否”)，则过程返回到操作S840。如果确定接收到停止信号(S850中的“是”)，则显示设备100停止驱动IR光源130。根据用于识别如上所述的触摸点的方法，数字笔200的电池寿命可以延长，且数字笔的写入角度限制可以减小。另外，根据数字笔200是处于触摸启用状态还是处于触摸停用状态来控制IR光源130,从而可减小不必要的功耗。前面的示例性实施例和优点仅仅是示例性的，且不应被解释为限制本发明构思。示例性实施例可以容易地应用于其他类型的设备。另外，对示例性实施例的描述意图是说明性的，而非限制权利要求的范围，许多替代物、修改和变型对于本领域技术人员将是明显的。
权利要求
1.一种用于识别触摸系统的触摸点的方法，所述触摸系统包括显示设备和数字笔，所述方法包括: 由显示设备发射红外线信号，以传输穿过液晶显示面板，液晶显示面板包括多个区域，每个区域具有不同的图案； 由数字笔利用红外线相机拍摄红外线信号传输穿过的图案，获得与触摸点对应的红外线图像； 由数字笔利用红外线图像识别触摸点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发射红外线信号的步骤包括: 由数字笔感测触摸开始； 如果感测到触摸开始，则 由数字笔将感测信号发送到显示设备； 如果显示设备接收到感测信号，则由显示设备驱动红外线光源发射红外线信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述感测触摸开始的步骤包括:由数字笔利用设置在数字笔的触摸液晶显示面板的一部分上的压力传感器感测触摸开始。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述感测触摸开始的步骤包括:如果压力传感器感测到压力达到预定的时间，则感测到触摸开始。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发射红外线信号的步骤包括:如果选择设置在显示设备或者数字笔上的按钮，则发射红外线信号。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括: 由数字笔感测触摸结束； 如果感测到触摸结束，则由数字笔将停止信号发送到显示设备； 如果显示设备接收到停止信号，则由显示设备停止对红外线光源的驱动，以停止发射红外线信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述感测触摸结束的步骤包括:如果设置在数字笔上的压力传感器没有感测到压力达到预定时间，则感测到触摸结束。
8.一种触摸系统，包括: 显示设备，发送红外线信号，以传输穿过IXD面板，IXD面板包括多个区域，每个区域具有不同的图案； 数字笔，利用红外线相机拍摄红外线信号传输穿过的图案，获得与触摸点对应的红外线图像，并利用红外线图像识别触摸点。
9.根据权利要求8所述的触摸系统，其中，如果由数字笔感测到触摸开始且发送感测信号，则显示设备驱动红外线光源发射红外线信号。
10.根据权利要求9所述的触摸系统，其中，通过设置在数字笔的触摸LCD面板的一部分上的压力传感器来感测触摸开始。
11.根据权利要求10所述的触摸系统，其中，如果压力传感器感测到压力达到预定时间，则感测到触摸开始。
12.根据权利要求8所述的触摸系统，其中，如果选择设置在显示设备或者数字笔上的按钮，则显示设备发射红外线信号。
13.根据权利要求8所述的触摸系统，其中，如果由数字笔感测到触摸结束并发送停止信号，则显示设备停止驱动红外线光源，以停止发射红外线信号。
14.根据权利要求13所述的触摸系统，其中，如果设置在数字笔上的压力传感器没有感测到压力达到预 定时间，则数字笔感测到触摸结束。
全文摘要
本发明公开一种用于识别触摸点的系统和方法及显示设备。所述用于识别触摸点的方法包括由显示设备发射红外线(IR)信号，以传输穿过液晶显示(LCD)面板，LCD面板包括多个区域，每个区域具有不同的图案；由数字笔利用IR相机拍摄在显示设备上的被数字笔触摸的触摸点处IR信号传输穿过的图案；获得与触摸点对应的IR图像；由数字笔利用IR图像识别触摸点。
文档编号G06F3/041GK103092395SQ201210372040
公开日2013年5月8日 申请日期2012年9月29日 优先权日2011年11月4日
发明者崔显默, 李喜元, 崔景梧, 韩荣兰 申请人:三星电子株式会社