具有多触点识别功能的显示器件及其驱动方法

专利名称：具有多触点识别功能的显示器件及其驱动方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及一种显示器件，尤其涉及一种显示器件及其驱动方 法。本发明的实施方式适合于广泛范围的应用。具体的，本发明的实施方式适 合于为显示器件在多触点识别中补偿透镜失真。
背景技术：
一般来说，触摸屏是一种附加在显示器件上的用户接口，具有在手或笔接 触屏幕的触摸点其电特征改变的特性。触摸屏已经用于各种应用，例如小型便 携终端，办公设备等等。然而，如果由两个或多个基本上同时的触摸点产生多 接触，触摸屏可能故障或由预设置程序选择任一接触。
为了克服相关技术的触摸屏中多触点识别的局限性，目前已经开发了同时 识别多个触点的多触点识别器件。
多触点识别器件在采用具有透镜的照相机的情况下由于透镜的误差等可 能有错误的识别触摸位置。此外，多触点识别器件可能具有照相机的与触摸表 面光学未对准的位置。并且，由于此，由照相机测量的触摸点的角度存在偏置 值并且可能引起与实际触摸点的偏置一样多的差别。近来，已经尝试在多触点 识别器件中为触摸表面预先计算按照相机位置产生的偏置值，存储该偏置值在 内存中，并且将该偏置值反映到触摸点。然而，相关技术没有办法补偿在多触 点识别器件中透镜本身中产生的失真。
此外，多触点识别器件存在触摸识别电路从显示器件的驱动电路分离的问 题，从而显示动作和触摸识别动作不同步，从而无法高效地实现电路。
虽然存在在显示器件的各像素中嵌入多触点识别器件的光学传感器的方
法，但是该方法存在另一个问题，由于光学传感器使显示器件的孔径比减小从 而降低其亮度。

发明内容
因此，本发明的实施方式意在一种基本上消除了由于相关技术的限制和缺 陷所引起的一个或多个问题的具有多触点识别功能的显示器件及其驱动方法。
本发明的一个目的在于提供一种具有多触点识别功能的显示器件，对于触 摸识别系统获得强结构稳定性。
本发明的另一个目的在于提供一种保持显示器件外观的具有多触点识别 功能的显示器件。
本发明的另一个目的在于提供针对显示器件在多触点识别中的透镜失真 补偿。
本发明的其他特征和优点将在以下示例性实施方式的说明中予以阐述并 从示例性实施方式的说明部分的明白或从本发明的实施例中了解到。本发明的 这些和其他优点可以通过说明书和权利要求书中以及附图中特定指出的结构 来实现和获得。
为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的意图，如在此体现和广泛描 述的， 一种具有多触点识别功能的显示器件，包括具有集成在显示面板边缘 的多个照相机的集成模块；对应于所述多个照相机中各照相机并且在大约0 到大约90度范围内的多个补偿角度的査询表；以及处理器，其采用由多个照
相机分别捕获的至少第一和第二图像检测触摸区域，并且用多个补偿角度之一 补偿检测的触摸区域。
另一方面， 一种识别显示器件上多触点的方法，所述显示器件包括具有与 显示面板结合的多个照相机的集成模块以及存储部分，所述存储部分用于存储
对应各多个照相机大约0到大约90度范围的多个补偿角度，所述方法包括 用所述照相机捕获第一和第二图像；用所述第一和第二图像检测触摸区域；以 及用多个所述补偿角度补偿之一补偿检测的触摸区域。
另一方面， 一种识别显示器件的显示面板上多触点的方法，所述显示器件 包括和显示面板结合的第一和第二捕获器件，所述方法包括在显示面板的表 面选择第一参照点，第一参照点相对第一和第二捕获器件具有第一和第二参考角度；触摸所述选择的第一参照点；用所述第一捕获器件捕获触摸后的第一参 照点的第一捕获图像；用所述第二捕获器件捕获触摸后的第一参照的第二捕获 图像；通过在第一和第二捕获图像的基础上三角测量操作，分别检测触摸后的 第一参照点相对第一和第二捕获器件的第一和第二接触角度；并且按照第一和第二参考角度和第一和第二接触角度之间对应的差别，分别计算对应第一和第 二捕获器件的第一和第二补偿角度。
另一方面， 一种识别显示器件上多触点的方法，所述显示器件包括具有和 显示面板结合的多个照相机的集成模块以及存储部分，所述存储部分用于存储对应多个照相机中各照相机产大约0到大约90度范围内的多个补偿角度的，所述方法包括用多个照相机中的第一、第二、第三和第四照相机基本上同时 捕获第一、第二、第三和第四图像；采用第一和第二图像检测一个或多个触摸 区域；采用第三和第四图像检测该一个或多个触摸区域；用对应第一、第二、 第三和第四照相机的补偿角度分别补偿检测的一个或多个触摸区域；以及利用 第三和第四照相机检测到的一个或多个触摸区域验证用第一和第二图像检测 的该一个或多个触摸区域。
另一方面， 一种识别显示器件的显示面板上多触点的方法，所述显示器件 包括和显示面板结合的捕获器件，所述方法包括在显示面板的表面选择参照 点，所述参照点相对所述捕获器件具有参考角度；触摸所述选择的参照点；用 所述捕获器件捕获触摸后的参照点的图像；用捕获的图像计算触摸后的参照点 的触摸角度；根据触摸角度和参考角度之间的差别计算补偿角度。
应当理解，本发明的上述一般性说明和之后的详细说明都是示例性和说明 性的，意在对本发明的权利要求做进一步说明。


本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书结合构成申请的 一部分，示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用于解释本发明的实施方 式的原理。在附图中
图1所示为根据本发明实施方式的具有多触点识别功能的示例性显示器 件的方框图2示出了图1的显示器件的示意性说明；
图3示出了图2的一部分像素阵列的电路图4示出了根据本发明的实施方式附加在显示器的照相机的视角的示例；
图5是图1的显示器件的横截面图，示出了根据本发明的实施方式非反射 部件的示例性位置；
图6是根据本发明的实施方式表示多触点信号处理程序的控制顺序的流 程图7示出了根据本发明实施方式的显示器件上示例性触摸区域；
图8示出了根据本发明的实施方式的示例性触摸区域标识的示意性说明；
图9表示透镜的视角为90。的示意图IO示出了由透镜失真引起失真的触摸位置；
图11为根据本发明第二实施方式在透镜失真补偿方法中产生的校正角度 示例的示意图12为根据本发明第二实施方式表示透镜失真补偿方法的控制序列的流 程图13为由用户顺序触摸的触摸点的示例的示意图14至图17详细表示图13中的触摸点的角度计算过程；
图18示出了根据本发明第二实施方式的透镜失真补偿方法中计算值和测 量值之间的角度误差；
图19表示通过对图18的角度误差曲线执行多项式曲线拟合修正后的透镜 失真角度误差的曲线；
图20是用于解释三角测量的示意图21是表示多触点处理器的测量角度补偿电路的电路图22示出了各触摸点的位置的验证过程；
图23示出了使用两个照相机两个触摸位置与两个照相机之一对准的示例 性检测；
图24示出了使用两个照相机，两个触摸位置与四个照相机之一个或多个 对准的示例性检测。
具体实施例方式
现详细参照附图示出的示例，描述本发明的优选实施方式。
图1所示为根据本发明实施方式的具有多触点识别功能的示例性显示器 件的方框图。参照图l，根据本发明的实施方式具有多触点识别功能的显示器件包括触摸和显示集成模块20，其中照相机21A至21D设置在其上显示图像 的像素阵列IOA的四个角；控制板30，控制触摸和显示集成模块20并计算触 摸点的坐标；以及系统40用于向控制板30提供待显示的数据RGB以及时序信号。
图2示出了图1的显示器件的示意性说明。参照图2，触摸和显示集成模 块20包括液晶显示面板10，在该液晶显示面板中形成在其上显示图像的像素 阵列10A;源驱动器11，用于向液晶显示面板10的数据线Dl至Dm施加数 据电压；栅驱动器12，用于向液晶显示面板10的栅线Gl至Gn施加扫描脉 冲；以及照相机21A至21D，各设置在液晶显示面板10的四个角附近。
图3示出了图2中一部分像素阵列的电路图。参照图2和3，液晶显示面 板10包括薄膜晶体管(下文中，称为"TFT")基板和滤色基板。在TFT基板 和滤色基板之间形成有液晶层。在TFT基板中，数据线Dl至Dm和栅线Gl 至Gn彼此垂直交叉地形成在下玻璃基板上，而液晶单元Clc以矩阵图案设置 在由数据线Dl至Dm和栅线Gl至Gn限定的单元区域中。在数据线Dl至 Dm和栅线Gl至Gn的交叉部分形成的TFT向液晶单元的像素电极传输通过 数据线Dl至Dm施加的数据电压。为此，TFT的栅极连接到栅线Gl至Gn， 而其源极连接到数据线Dl至Dm。 TFT的漏极连接到液晶单元Clc的像素电 极。公共电压Vcom施加给面对像素电极的公共电极。
滤色基板包括在上玻璃基板上形成的黑矩阵和滤色片。
另一方面，公共电极以垂直电场驱动方法在上玻璃基板上形成，例如扭曲 向列(TN)模式和垂直对准(VA)模式，以及和像素电极一起以水平电场驱 动方法在下玻璃基板上形成，例如共平面开关(IPS)模式和边缘场开关(FFS) 模式。
存储电容Cst可以通过重叠栅线和液晶单元Clc的像素电极形成。作为选 择，存储电容Cst也可以通过重叠像素电极和分离的公共线形成。
源驱动器ll包括多个数据集成电路(下文中，称为"IC")。源驱动器ll 在控制板30的控制之下，转换从控制板30输入的数字视频数据RGB为正极 性或负极性的伽马补偿电压，并且向数据线D1至Dm施加模拟伽马补偿电压
作为模拟数据电压。
栅驱动器12包括多个栅IC。栅驱动器12在控制板30的控制之下，向栅 线Gl至Gn顺序施加扫描脉冲。源驱动器11的数据IC和栅驱动器12的栅IC 可以在下玻璃基板上通过玻上芯片(COG)方法或采用载带封装(TCP)的带 式自动焊接(TAB)方法形成。栅驱动器12的栅IC可以通过与TFT工艺相 同的工艺在像素阵列10A的TFT形成的同时在下玻璃基板上直接形成。
例如，照相机21A至21D可以是CMOS (互补金属氧化物半导体)传感 器。照相机21A至21D可以位于液晶显示面板10上像素阵列10A的四角。 各照相机21A至21D拍摄对应像素区域及其附近的显示面板表面的图像。用 作照相机21A至21D的CMOS传感器可以具有从大约320X240像素到大约 1280X 1024像素的分辨率。从各照相机21A至21D拍摄到的触摸图像提供给 控制板30。
图4示出了根据本发明的实施方式附加在显示器的照相机的视角的示例。 参照图4，各照相机21A至21D的透镜视角选择为大约90°。照相机21A至 21D的透镜视角可以按照液晶显示面板10和照相机21A至21D之间的距离或 者液晶显示面板的尺寸改变。在本发明的一实施方式中，各照相机21A至21D 的视角大约80。到90° 。这是因为如果照相机21A至21D的透镜视角窄于 80°，由照相机21A至21D不能拍摄到的阴影区域增加，从而阻碍多触点区域 的正确检测。此外，如果透镜的视角宽于90。，包括了液晶显示面板外的部分， 也会阻碍多触点区域的正确检测。
图5是图1的显示器件的横截面图，示出了根据本发明的实施方式非反射 部件的示例性位置。参照图5，非反射部件13设置在液晶显示面板10的玻璃 基板的边缘附近。非反射部件13包括下述任意之一抗反射器、黑层和其光 学吸收轴互相交叉的两片极性滤片。非反射部件13设置在照相机21A至21D 的透镜之前，并且从玻璃基板的表面向上提升到和指定高度(hl) —样高。非 反射部件13和液晶显示面板10的玻璃基板的表面之间的高度(hl)与液晶显 示面板10的尺寸成反比，与玻璃基板和照相机透镜之间的距离成正比。在一 个实施方式中，高度hl的范围从几毫米到几十毫米。
非反射部件13和照相机21A至21D固定在支撑触摸和显示集成模块20 的支架14的边缘。非反射部件13吸收或屏蔽外部光并且用于防止由外部光入
射到照相机21A至21D的透镜引起的光干扰现象。
控制板30通过柔性印刷电路(FRC)和连接器连接到源驱动器11和栅驱 动器12。控制板30包括时序控制器31和多触点处理器32。时序控制器31 采用垂直/水平信号V， H和时钟CLK，产生用于控制栅驱动器12的工作时序 的栅控制信号和用于控制源驱动器11的工作时序的数据控制信号。此外，时 序控制器31向源驱动器11提供从系统40输入的数字视频信号RGB。
多触点处理器32通过执行多触点信号处理程序补偿由照相机21A至21D 的透镜特征引起的失真，并且通过比较之前拍摄到的背景图像和由照相机21A 至21D现在拍摄到的触摸图像来提取触摸图像。
这里，之前由照相机21A至21D拍摄到的背景图像存储在多触点处理器 32的内存中。并且，多触点处理器32为触摸图像计算坐标并且将其结果Txy 提供给系统40。多触点处理器32与时序控制器31共享时序信号例如垂直/水 平同歩信号V， H和时钟CLK，从而与时序控制器31同步工作。因此，因为 时序控制器31和多触点处理器32同步，触摸图像和液晶显示面板10中显示 的背景图像的合成图像的显示和触摸点的坐标计算处理可以同步。
系统40包括内存，其中嵌入有应用程序；中央处理单元(CPU)，用于 执行应用程序；以及图像处理电路，用于组合背景图像和触摸图像并且处理合 成数据的信号插值、及其分辨率转换等。系统40从多触点处理器32接收坐标 数据Txy并执行链接到坐标数据的坐标值的应用程序。例如，如果在触摸点的 坐标中存在特定程序的图标，系统40下载该程序到内存中并执行程序。此外， 系统40可以在个人计算机(PC)上实现，并且和多触点处理器32通过串行 或通用串行总线USB结口交换数据。
图6是根据本发明的实施方式表示多触点信号处理程序的控制顺序的流 程图。图7示出了根据本发明实施方式的显示器件上示例性触摸区域。参照图 6，多触点信号处理程序接收由照相机21A至21D拍摄到的触摸图像并通过窗 口处理提取有效触摸区域的图像(S1和S2)。参照图7，从照相机21A至21D 拍摄到的触摸图像包括与触摸表面上方的空间有关的无效触摸区域的图像和 在像素阵列的触摸表面中拍摄到的有效触摸区域的图像。因此，多触摸信号处 理程序通过窗口处理从各照相机21A到21D拍摄到的图像中提取在该触摸表 面附近进行触摸的有效触摸区域的图像(阴影部分)。窗口处理采用图像提取技术，即通过子矩阵操作仅提取目标图像仅为输入图像信号。
然后，多触点信号处理程序将包括在通过窗口处理提取的有效触摸区域的
图像中的R、 G、 B数据转换为灰度值或灰度级亮度(S3)。由照相机21A至 21D拍摄到的图像包括R、 G、 B数据，而由窗口处理提取的有效触摸图像也 包括R、 G、 B数据。来自有效触摸图像的R、 G、 B数据在步骤S3中按照下 面的数学公式1转换为灰度值。为了检测该触摸信息，液晶显示面板10的像 素区域10A中显示的背景图像中的灰度值和由照相机捕获到图像的灰度值在 灰度电平的基础上比较。
数学公式1
灰度级亮度二pR+qG+sB
这里，'p'、 'q'和's'是互不相同的常数。
在本发明的一实施方式中，通过比较如液晶显示面板10的像素区域10A 中显示的图像的背景图像和由照相机21A至21D之一捕获的图像来提取表示 在哪里进行了实际触摸的对应的触摸图像，从而执行触摸图像检测。在另一实 施方式中，通过比较之前存储的由照相机21A至21D之一捕获的图像和由照 相机21A至21D中对应的那个照相机捕获的新图像来提取表示在哪里进行了 实际触摸的相应触摸图像，从而执行触摸图像检测。例如，通过背景(或之前 存储的捕获的图像)和新捕获的图像之间的差别操作可以实现触摸图像的提 取。(S4)
然后，多触点信号处理程序比较在歩骤S4中提取的触摸图像的灰阶亮度 和预设置的阈值。并且，多触点信号处理程序将触摸图像的灰阶亮度中不小于 阈值的数据转换为白数据，并且将阈值以下的数据转换为黑数据(S5)。白数 据表示有效触摸位置，而黑数据表示触摸图像中没有实际触摸到的无效数据。 阈值可以通过实验确定。
图8示出了根据本发明的实施方式的示例性触摸区域标识的示意性说明。 参照图8，在步骤S6中，多触点信号处理程序针对各白数据，即有效触摸位 置数据，采用唯一的标识符(例如，l到5)标识检测的触摸区域。
然后，多触点信号处理程序采用角度计算算法测量面对有效触摸位置的照 相机的角度，为了给各转换为白数据的有效触摸位置找到二维平面上的位置。 (S7)
照相机和在步骤S7中测量到的有效触摸位置之间的各测量角度包括和照相机21A至21D的透镜像差(aberration) —样的失真量。因此，多触点信号 处理程序在查找表中查找有效触摸位置和照相机之间的各角度的补偿值并给 测量角度加上查询表中的补偿角度，从而补偿在测量角度中由透镜特性引起的 失真量(S8)。透镜失真补偿方法分为第一实施方式和第二实施方式。
将结合图9至11说明根据本发明第一实施方式的透镜失真补偿方法。如 图9所示，在照相机21A至21D的透镜中，如果视角是90。，由透镜的特性， 由透镜像差引起的失真满足参照相对45°的参考线Lref左右对称。
图IO示意性的表示在参考线的右表面中示例的透镜的失真模型。如果照 相机21A面对有效触摸位置'A'，进行实际触摸的有效触摸位置的测量角度 应该为W'，但是因为透镜像差，照相机21A认为有效触摸点为位于误认为 的测量角度'e''中的'A''。因此，其中没有补偿透镜像差的测量角度包括"θ — θ '"的误差。为了补偿测量角度的该误差，多触点信号处理程序为不高于45。的测量角度"θ'"采用如下数学公式2的补偿公式计算补偿角度。
数学公式2
<formula>see original document page 13</formula>
这里，'c'是常数，即透镜系数，表示透镜的唯一特性，并具有0〈c^1 的值。
对于所有0°到45。的角度都可以获得由数学公式2获得的补偿角度θerror可以得到的所有角度。
图ll表示当假设透镜系数为1时，在0。到35.r的角度之间，通过数学公式2计算的补偿角度θerror。图11中，水平轴是iox测量角度(e')反 映由透镜像差引起失真，而纵轴是通过数学公式2计算的补偿角度θerror。如图 n可以知道，补偿角度θerror,随着角度增加非线性增加。45。-9o。的测量角度(e') 的补偿角度θerror，是0°-45°的角度。这是因为如上所述由透镜像差引起的失真量在透镜视角45。的基础上是对称的。例如，60。的补偿角度θerror与通过数学 公式2计算的30。的补偿角度相同。以这种方法计算的0°-90°的补偿角度θerror。 映射到各测量角度，从而登记在查询表中。查询表存储在多触点处理器32的 嵌入式内存中。
将结合图12至19说明根据本发明的第二实施方式的透镜失真补偿方法。 参照图12，根据本发明的第二实施方式的透镜失真补偿方法设置透镜失真计 算需要的参考触摸点(SIOI)。如图13，参考触摸点在像素阵列IOA的触摸表 面的附近设置为N。例如，N可以在5 — 90之间。
然后，为各照相机21A至21D对应各参考触摸点计算参考角度(S102)。 通过包括像素阵列IOA、照相机21A至21D的位置值和参考触摸点的位置的 水平和垂直距离的三角函数进行步骤S102中的参考角度计算，并且不考虑透 镜像差。这将结合图14至图17说明。图14中，"Coffset"表示照相机21A 至21D和像素阵列IOA之间的距离，"Hlen"表示像素阵列10A的水平距离， 以及"Vlen"表示像素阵列10A的垂直距离。这些参数依靠像素阵列10A的 大小和照相机21A至21D的位置值求微分。如图14所示设置这些参数之后， 如果用户通过使用用户界面在像素阵列10A中设置"P1"，并且输入如图15 所示的'P1'和'P2'之间的间距，那么在像素阵列IOA中自动产生沿着顺 时针旋转相距所述间距的多个触摸点，并且在像素阵列10A中顺序显示。这 里'P1'是首先显示的触摸点，而'P2'是以顺时针旋转相邻于'P1'。假设 ^P1'的坐标值是(xl,yl)。用户顺序触摸显示的触摸点。通过该触摸操作， 采用如下数学公式3的三角函数计算各触摸点不反应透镜像差的照相机21A 至21D的理想角度。
数学公式3
<formula>see original document page 15</formula>
<formula>see original document page 15</formula>
<formula>see original document page 15</formula>
<formula>see original document page 15</formula>
第一照相机21A测量存在于图17中'B，和'C'表面的触摸点，并且第 二照相机21B测量存在于图17中T'和'D，表面的触摸点。第三照相机 21C测量存在于图17中'A'和'B，表面的触摸点，并且第四照相机21D测 量存在于图17中'A'和'D'表面的触摸点。如果照相机21A至21D和触 摸点之间的距离变短，触摸点的大小显示的比其实际更大。这样，触摸点可能 被错误识别。由于上述问题，照相机21A至21D用在位于相对远的位置的触 摸点的测量。
在下面的验证过程中，针对各触摸点四个照相机都使用。 对于步骤S104中的触摸点，触摸点的计算的值成为用于用计算实际触摸时测得的测量值计算误差的标准。
如果触摸点被顺序显示并且用户顺序触摸在屏幕上显示的触摸点，为触摸点测量了照相机的角度(S103)。步骤S103的角度测量通过后面说明的三角测量法计算，并且包括根据透镜像差的失真量。如图8所示，测量值的角度和步骤S102中计算值的角度之间是由透镜像差引起的误差。为在照相机面对的触摸表面的角度范围内，即0°-90°的各角度计算该误差，从而存储在内存中(S104)。
图18是表示计算值和测量值之间的角度误差的示例。图18中，x轴是对 N个触摸点的计算值，而y轴是对N个触摸点的角度误差。为了使角度误差 曲线更精确并且得到如图18中的精确角度误差值，根据本发明的第二实施方 式的透镜失真补偿方法采用如数学公式4所示的三阶或更高阶多项式表达式
执行多项式曲线拟合(S105)。
数学公式4
y = a0 + a!x + a2x + a3x3 ------ (1)
y = xa ------ (2)
a = (xTx)-1xTy ------ (3)
这里，'X'是个触摸点的角度计算值(NX4矩阵)，'y'是各触摸点的测 量值和计算值之间的误差值(NX1矩阵)，以及"a"是三阶多项式系数(4 Xl矩阵)。数学公式4的(1)式是用于拟合照相机误差曲线的三阶多项式表 达式，而数学公式4的(2)式是N个测量值和其误差值之间关系。并且数学 公式4的(3)式是通过对数学公式4的(2)式应用线性最小平方推导出的算 术表达式并且表示对于'y-xa'使欧几里得范数的大小最小的'a'值。
图19表示通过对图18的角度误差曲线执行多项式曲线拟合修正后的透镜 失真角度误差曲线。透镜失真角度误差曲线通过具有通过数学表达式3计算的 多项式系数的多项式表达式近似。包括多项式系数数据的误差数据是补偿角度θerror，并且映射到角度以存储在内存中，从而形成查询表(S106)。
通过根据本发明的第一或第二实施方式的透镜失真补偿方法获得的补偿
角度θerror的数据加给测量角度来补偿透镜失真。
参照图6，使用，多触点信号处理程序采用如数学公式4的三角测量由在 步骤S8中补偿了透镜失真的测量角度e各有效触摸位置计算在二维平面中的 位置(S9)。数学公式5是用于为一个触摸位置计算二维xy坐标值的算术表达 式，并且包括两个照相机的测量角度A、 B，触摸位置和照相机之间的角度C， 以及两个照相机和触摸位置之间的距离a、 b、 c，如图20所示。触摸位置和 照相机之间的角度C通过"C-180-A-B"计算。
数学公式5
<formula>see original document page 17</formula>
这样，如果由多触点信号处理程序计算各触摸位置的x、y坐标数据(Txy)， 系统40采用其坐标数据产生触摸数据并且合成该触摸数据和在液晶显示面板 IO中显示的背景数据。与背景数据合成的触摸数据被发送到时序控制器31以 在液晶显示面板10中显示(SIO)。与背景数据合成的触摸数据可以根据用户 的方便成为各种形式。
图21表示多触点处理器32的测量角度补偿电路。参照图21，多触点处 理器32包括査询表321，其中输入有含有由透镜像差引起的失真量的测量 角度θ’;以及加法器322，连接到査询表321的输出端。
查询表321包括内存，其存储Oo-9Oo的补偿角度θerror以及内存控制器， 用于控制内存的读/写。因为存储查询表321的内存针对各利用透镜具有不同 的透镜失真，优选地选择EEPROM (电可擦除可编程只读存储器)作为内存 从而可以根据透镜特性更新补偿角度eOTOT。査询表321通过使含有由透镜像差
引起的失真量的测量角度e'作为首要地址相对测量角度e'输出补偿角度e,r。
加法器322给含有由透镜像差引起的失真量的测量角度e'加上来自查询 表321的补偿角度9e,，从而输出失真量得到补偿的测量角度e。
在S9的多触点位置计算处理中，具有根据本发明实施方式的多触点识别 功能的显示器件的驱动方法包括验证通过如数学公式4的三角测量计算的触
摸点的位置的过程。
图22示出了各触摸点位置的验证过程。参照图22，假设在显示表面10A 上存在两个多触摸点(X1， Yl)、 (X2， Y2)，如数学公式6，比较和确定对于各 两个点，四对互相相邻的照相机(21C和21D、 21A和21B、 21B和21D、 21A 和21C)的三角测量结果。
数学公式6
XI : Axcos(θ1) && (L - Cxsin(θ3)) && (H — Excos(θ6)) && Gxsin(θ8)
Yl : Bxsin(θ2)&& (L — Ocos(θ3)) && (H - Exsin(θ6)) && Gxcos(θ8)
X2 : Bxcos(θ2) && (L - Dxsin(θ4)) && (H — Fxcos(θ5)) && Hxsin(θ7)
Y2 : Bxsin(θ2) && (L - Dxcos(θ4)) && (H - Fxsin(θ5)) && Hxcos(θ7)
数学公式6中，各变量如图22所示，其中运算符表示比较运算。
图23表示两个触摸点与照相机之一对准的示例性检测。参照图23，两个 触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)与照相机2对准。例如，两个触摸位置(X3， Y3) 和(X4， Y4)可以在显示面板的对角线上，因为两个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4) 相对于照相机1的角度ei和02分别是不同的，所以照相机1可以检测到两个 触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)为不同的触摸位置。相反的，照相机2不能在测 量角度03的基础上区分两个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)。特别是，检测到两 个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)相对照相机2在同一视线上。
图24表示两个触摸点与采用四个照相机中的一个或多个照相机对准的示 例性检测。参照图24，两个触摸位置(X3，Y3)和(X4，Y4)与照相机21A和21D 对准。例如，两个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)可以在显示面板的对角线上。 各照相机21B和21C可以检测到两个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)为不同的触 摸位置，因为两个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)相对于照相机21C的角度θ1 和θ2分别是不同的并且两个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)相对于照相机21B 的角度θ5和θ4分别也是不同的。相反，照相机21A和21D没有一个能够在 测量角度θ3和θ6的基础上分别区分两个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)。特别 是，检测到两个触摸位置(X3， Y3)和(X4， Y4)相对各照相机21A和21D在同 一视线上。在一个实施方式中，可以通过采用照相机21A和21C的三角测量 接着通过照相机21B和21D的三角测量和验证确定点(X3， Y3)和(X4， Y4)的位 置。
如图22和数学公式6，如果由相邻照相机对(21C和21D、 21A和21B、 21B和21D、 21A和21C)在验证过程中测量的位置的误差值超过预设置的临 界值，多触点信号处理程序不把该位置作为触摸位置，而确定其为错误。
根据本发明实施方式的具有多触点识别功能的显示器件及其驱动方法不仅可以通过在除了像素阵列之外的区域设置照相机来使孔径比的恶化因子最 小，而且在集成触摸识别模块和液晶显示模块的集成显示器件没有出现变形的 情况下，使结构稳定性的恶化最小。特别是，本发明补偿由于透镜的独特特性 产生的触摸位置和照相机之间测量角度的失真，来防止触摸位置的误识别，从 而使得可以精确感知各触摸位置。
在另一方面，触摸和显示集成模块20可以具有液晶显示面板10和分开的 照相机。并且这种情况下，本发明在液晶显示面板10和照相机模块中设置可 分离的器件从而液晶显示面板IO和照相机模块可以结构性组合。此外，触摸
和显示集成模块20的液晶显示面板IO可以用其它平板显示面板代替，例如有 机发光二极管OLED显示面板、等离子显示面板PDP，场发光显示FED显示 面板，或者包括平板显示面板的三维图像显示器件的显示面板。
如上所述，根据本发明实施方式的具有多触点识别功能的显示器件及其驱 动方法可以通过补偿取拍摄多触摸点图像的照相机的透镜失真精确检测各触 摸位置，并且还可以优化控制液晶显示模块的电路并且将该触摸识别处理为信 号。
显然，对于熟悉本领域的技术人员可对本发明的实施方式进行各种修改和 变形。因此，本发明意在覆盖处于所附权利要求书及其等同物范围内提供的本 发明的修改和变形。
权利要求
1. 一种具有多触点识别功能的显示器件，包括集成模块，具有集成在显示面板边缘的多个照相机；对应所述多个照相机中各照相机在大约0到大约90度范围内的多个补偿角度的查询表；以及处理器，采用由多个照相机分别捕获的至少第一和第二图像检测触摸区域，并且用多个补偿角度之一补偿检测到的触摸区域。
2、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述补偿角度关于45 度对称。
3、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，各补偿角度表示相对 对应照相机的轴在对应的角度的失真。
4、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，还包括加法器，用于 给检测的触摸区域加上补偿角度。
5、 一种识别显示器件上多触点的方法，所述显示器件包括具有多个和显 示面板结合的照相机的集成模块以及存储部分，所述存储部分用于存储对应于 所述多个照相机中各照相机并且在大约0到大约90度范围的多个补偿角度， 所述方法包括用所述照相机捕获第一和第二图像； 用所述第一和第二图像检测触摸区域；以及 用多个所述补偿角度补偿之一补偿检测的触摸区域。
6、 根据权利要求5所述的方法 对称。
7、 根据权利要求5所述的方法， 照相机的轴在对应的角度的失真。
8、 根据权利要求5所述的方法， 测的触摸区域加上补偿角度。
9、 根据权利要求5所述的方法 下定义A = tan0，其特征在于，所述补偿角度关于45度 其特征在于，各补偿角度表赤相对对应 其特征在于，所述补偿的步骤包括给检，其特征在于，所述补偿角度^e皿'如A， = c x (A x sin(9O-9)/sin(9O-O.50)) x sin(90-0.50) 9， = arctan(A，) 9error = 9-0'这里，'A'是精确测量角度'e ，中的实际触摸区域，'A，，是反映透 镜失真的测量角度'e ''中的误识别的触摸区域，并且、'是常数，即透 镜系数，表示透镜的独特特性，具有o〈c《l的值。
10、 一种识别显示器件的显示面板上多触点的方法，所述显示器件包括 和显示面板结合的第一和第二捕获器件，所述方法包括在显示面板的表面选择第一参照点，第一参照点相对第一和第二捕获器件具有第一和第二参考角度；触摸所述选择的第一参照点；用所述第一捕获器件捕获触摸后的第一参照点的第一捕获图像； 用所述第二捕获器件捕获触摸后的第一参照点的第二捕获图像； 通过在第一和第二捕获图像的基础上三角测量操作，分别检测触摸后的第一参照点相对于第一和第二捕获器件的第一和第二接触角度；以及按照第一和第二参考角度和第一和第二接触角度之间对应的差别分别计算对应第一和第二捕获器件的第一和第二补偿角度。
11、 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将第一和第二补 偿角度拟合为基本上多项式曲线。
12、 根据权利要求ll所述的方法，其特征在于，还包括在可改写存储部 分中存储对应基本上的多项式曲线的多个系数。
13、 —种识别显示器件上多触点的方法，所述显示器件包括具有多个与显 示面板结合的照相机的集成模块以及存储部分，所述存储部分用于存储对应各 多个照相机并且在大约0到大约90度范围的多个补偿角度，所述方法包括用多个照相机中的第一、第二、第三和第四照相机基本上同时捕获第一、 第二、第三和第四图像；采用第一和第二图像检测一个或多个触摸区域； 采用第三和第四图像检测该一个或多个触摸区域；用对应第一、第二、第三和第四照相机的补偿角度分别补偿检测到的一 个或多个触摸区域；以及 用利用第三和第四照相机检测到的一个或多个触摸区域验证利用第一和 第二图像检测的该一个或多个触摸区域。
14、 一种识别显示器件的显示面板上多触点的方法，所述显示器件包括 和显示面板结合的捕获器件，所述方法包括在显示面板的表面选择参照点，所述参照点相对所述捕获器件具有参考 角度；触摸所述选择的参照点；用所述捕获器件捕获触摸后的参照点的图像；用捕获到的图像计算触摸后参照点的触摸角度；根据触摸的角度和参考角度之间的差别计算补偿角度。
全文摘要
一种具有多触点识别功能的显示器件，包括具有集成在显示面板边缘的多个照相机的集成模块；对应所述多个照相机中各照相机并且在大约0到大约90度范围内的多个补偿角度的查询表；以及处理器，其采用由多个照相机分别捕获的至少第一和第二图像检测触摸区域，并且用多个补偿角度之一补偿检测的触摸区域。
文档编号G06F3/041GK101206546SQ200710102068
公开日2008年6月25日 申请日期2007年5月14日 优先权日2006年12月15日
发明者张亨旭, 沈莲心, 裵相赫 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社