显示装置及操作方法

显示装置及操作方法
【专利摘要】本发明提供了一种显示装置及操作方法。显示装置包括显示元件。显示装置可以包括与显示元件叠置的触摸基板，并且可以在外部物体对显示装置提供触摸时与外部物体叠置。显示装置可以包括设置在触摸基板的第一角部处的第一角度传感器，用来确定与触摸相关的第一触摸角度。显示装置可以包括设置在触摸基板的第二角部处的第二角度传感器，用来确定与触摸相关的第二触摸角度。显示装置可以包括设置在触摸基板的第一角部处的力传感器，用来确定与触摸相关的距离。显示装置可以包括被构造为基于所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离来确定与触摸相关的触摸坐标的计算部。
【专利说明】显示装置及操作方法
[0001]本申请要求于2012年8月24日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0092914号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种触摸屏显示装置并且涉及一种用来操作该显示装置的方法。
【背景技术】
[0003]通常，触摸屏显示装置可以包括用来感测一个或多个接触点的触摸屏面板，从而使用者可以通过接触触摸屏面板来提供输入。多点触摸显示装置可以同时感测两个或更多个接触点。对具有大触摸屏面板的多点触摸显示装置的需求市场巨大。
[0004]可以利用电阻技术、电容技术、表面声波技术、红外光技术等中的一种或多种来实现触摸屏面板。典型地，电阻技术和电容技术可能不适于用来实现大触摸屏面板。
[0005]一些表面声波技术和一些红外光技术会适于用来实现大触摸屏面板。然而，表面声波技术和红外光技术可能无法提供具有期望的精确度的多点触摸能力。为了提供期望的多点触摸功能，利用表面声波技术或红外光技术实现的大触摸屏面板会需要用来实现多点触摸能力的附加装置。该附加装置会显著增加触摸屏面板和/或显示装置的成本。
[0006]虽然利用一种或多种传统技术的传统触摸屏面板会能够感测到触摸的存在，但是传统的触摸屏面板可能无法确定与触摸相关的力的大小。

【发明内容】

[0007]本发明的一个或多个实施例可以涉及显示装置，该显示装置包括被构造为影响光的传输以改变显示的图像的显示元件。显示装置还可以包括与显示元件叠置的触摸基板，并且可以与在一个或多个物体在触摸点对显示装置提供至少一点触摸时在显示装置外部的所述一个或多个物体叠置。显示装置还可以包括设置在触摸基板的第一角部处的第一角度传感器，用来确定与触摸相关的第一触摸角度。显示装置还可以包括设置在触摸基板的第二角部处的第二角度传感器，用来确定与触摸相关的第二触摸角度。显示装置还可以包括设置在触摸基板的第一角部处的力传感器，用来确定与触摸相关的距离。显示装置还可以包括被构造为基于所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离来确定与触摸相关的触摸坐标的计算部。
[0008]在一个或多个实施例中，力传感器被进一步构造为计算力传感器所受到的传感器力的大小，其中，力传感器和计算部中的至少一个被进一步构造为基于所述距离和传感器力来计算在触摸点受到的与触摸相关的触摸力的大小。
[0009]在一个或多个实施例中，第一角度传感器包括红外照相机，红外照相机包括用来对输出的红外光进行输出的光输出部分和用来接收来自输出的红外光的被反射的红外光的光输入部分。
[0010]在一个或多个实施例中，力传感器可以包括下述元件:传感器电阻器，具有被构造为根据传感器电阻器受到的传感器力而变化的电阻值；滤波电阻器，具有恒定的电阻值并且串联连接到传感器电阻器；力感测部，连接到在传感器电阻器和滤波电阻器之间连接的节点，其中，传感器电阻器和滤波电阻器被构造为对参考电压进行分压以在节点处提供分压电压，其中，力感测部被构造为利用分压电压的值来确定传感器力。
[0011]在一个或多个实施例中，力传感器被构造为确定由第一触摸产生的表面声波的到达时间，其中，第一角度传感器被构造为确定对显示装置提供触摸时的触摸时间，显示装置被构造为利用到达时间、触摸时间和表面声波的传输速度来确定所述距离。
[0012]在一个或多个实施例中，第一角度传感器在垂直于触摸基板的与所述一个或多个物体叠置的表面的方向上与力传感器叠置。
[0013]在一个或多个实施例中，显示装置可以包括:框架，设置在触摸基板上，具有开口，并且包括对由第一角度传感器和第二角度传感器中的至少一个传感器提供的红外光进行反射的内壁。
[0014]在一个或多个实施例中，框架包括空腔，第一角度传感器设置在空腔的内部。
[0015]在一个或多个实施例中，显示装置可以包括设置在内壁处的用来反射红外光的反射板。
[0016]在一个或多个实施例中，显示装置可以包括设置在触摸基板的第二角部处的支撑件，其中，支撑件的高度与力传感器的高度相等。
[0017]在一个或多个实施例中，计算部可以包括下述元件:侯选坐标计算器，被构造为利用所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离中的两种来计算与触摸相关的第一侯选坐标，侯选坐标计算器被进一步构造为计算第二侯选坐标；坐标计算器，被构造为利用所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离中的剩余的一种从第一侯选坐标和第二侯选坐标中选择出触摸坐标；触摸力计算器，被构造为基于所述距离和所述传感器力来计算触摸力。
[0018]在一个或多个实施例中，侯选坐标计算器被构造为利用第一触摸角度、余弦函数、正弦函数和所述距离来计算第一侯选坐标，其中，侯选坐标计算器被构造为利用第三触摸角度、余弦函数、正弦函数和所述距离来计算第二侯选坐标。
[0019]在一个或多个实施例中，坐标计算器被构造为利用第二触摸角度从第一侯选坐标和第二侯选坐标中选择出触摸坐标。
[0020]在一个或多个实施例中，侯选坐标计算器被构造为利用第一触摸角度、第二触摸角度和正切函数来计算第一侯选坐标，侯选坐标计算器被构造为利用第三触摸角度、第二触摸角度和正切函数来计算第二侯选坐标。
[0021]在一个或多个实施例中，坐标计算器被构造为利用所述距离从第一侯选坐标和第二侯选坐标中选择出触摸坐标。
[0022]在一个或多个实施例中，显示元件被包括在显示面板中，其中，触摸基板与显示面板隔开并且与显示面板叠置，其中，力传感器设置在触摸基板和基体基板之间。
[0023]在一个或多个实施例中，显示装置可以包括基体基板，其中，显示元件设置在触摸基板和基体基板之间，其中，力传感器设置在触摸基板和基体基板之间。
[0024]在一个或多个实施例中，第一角度传感器在触摸基板的外部并且在垂直于基体基板的方向上与基体基板叠置。[0025]在一个或多个实施例中，显示装置可以包括与触摸基板叠置的偏振板，其中，触摸基板与偏振板之间的空间填充有空气。
[0026]在一个或多个实施例中，显示装置可以包括反射层，反射层包括设置在触摸基板的第一表面处且与触摸基板的第一表面叠置的第一部分，并且设置在触摸基板和基体基板之间，用来反射由第一角度传感器提供的红外光的第一部分。
[0027]在一个或多个实施例中，反射层还包括第二部分，第二部分基本垂直于第一部分并且与触摸基板的第二表面叠置，用来反射由第一角度传感器提供的红外光的第二部分。
[0028]本发明的一个或多个实施例可以涉及用来操作显示装置的方法。所述方法可以包括使用第一角度传感器感测与触摸相关的第一触摸角度。所述方法还可以包括使用第二角度传感器感测与触摸相关的第二触摸角度。所述方法还可以包括确定与触摸相关的且与力传感器相关的距离。例如，所述距离可以基本上等于触摸点与力传感器之间的距离。所述方法还可以包括确定力传感器受到的与触摸相关的传感器力的大小。所述方法还可以包括:利用所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离，使用计算部来确定与触摸相关的触摸坐标。所述方法还可以包括:利用所述传感器力的大小和所述距离，使用计算部和力传感器中的至少一个来确定与触摸相关的触摸力的大小。
[0029]在一个或多个实施例中，所述方法还可以包括下述步骤:利用计算部以及所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离中的两种，而无需利用所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离中的剩余的一种，计算第一侯选坐标；至少利用计算部计算第二侯选坐标；利用计算部以及所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离中的剩余的一种，从第一侯选坐标和第二侯选坐标中选择出触摸坐标。
[0030]本发明的一个或多个实施例可以涉及一种触摸显示装置，该触摸显示装置包括显示面板和设置在显示面板的上部并被构造为感测至少一点触摸的触摸屏面板。触摸屏面板可以包括下述元件:触摸基板，在触摸基板处产生触摸；第一角度传感器，设置在触摸基板上的第一边缘处，并且被构造为感测触摸的第一触摸角度；第二角度传感器，设置在触摸基板上的不同于第一边缘的第二边缘处，并且被构造为感测触摸的第二触摸角度；力传感器，设置成对应于触摸基板的第一边缘或第二边缘且设置在触摸基板和显示面板之间，并且被构造为计算触摸距离，所述触摸距离是到触摸的距离；计算部，被构造为基于第一触摸角度、第二触摸角度和触摸距离来计算触摸坐标。
[0031]力传感器还被构造为计算传感器力，传感器力是由触摸施加的力，计算部还被构造为基于触摸距离和传感器力来计算触摸力。
[0032]第一角度传感器和第二角度传感器中的每个包括红外照相机。
[0033]力传感器包括:传感器电阻器，具有根据触摸所施加的力而变化的电阻值；滤波电阻器，具有恒定的电阻值并且与传感器电阻器串联连接；力感测部，连接到传感器电阻器与滤波电阻器之间的节点。通过传感器电阻器和滤波电阻器对参考电压进行分压，力感测部基于节点上的分压电压来计算触摸距离和传感器力。
[0034]计算部包括:侯选坐标计算器，被构造为确定触摸为单点触摸还是多点触摸并且利用第一触摸角度、第二触摸角度和触摸距离中的两种来计算触摸的侯选坐标；坐标计算器，被构造为利用第一触摸角度、第二触摸角度和触摸距离中的剩余的一种提取侯选坐标中的触摸坐标；触摸力计算器，被构造为基于触摸距离和传感器力来计算触摸力。[0035]本发明的一个或多个实施例可以涉及一种触摸显示装置，该触摸显示装置包括显示面板、第一角度传感器、第二角度传感器、力传感器和计算部。
[0036]显示面板包括下基板、与下基板相对的上基板以及设置在下基板和上基板之间的图像显示层。
[0037]第一角度传感器可以与第二角度传感器分隔开，并且可以平行于上基板设置。
[0038]力传感器设置在上基板和下基板之间。
[0039]本发明的一个或多个实施例可以涉及一种在触摸显示装置中执行的触摸坐标和触摸力计算方法。该方法可以包括下述步骤:感测与由使用者产生的至少一点触摸相关联的第一触摸角度、第二触摸角度、触摸距离和传感器力；确定触摸为单点触摸还是多点触摸；当触摸为单点触摸时，计算出触摸坐标和触摸力；当触摸为多点触摸时，计算出多个触摸坐标和多个触摸力。
【专利附图】

【附图说明】
[0040]通过以下参照附图的描述，上述和其它目的和特征将变得清楚，其中，除非另外指明，否则同样的标号在各幅图中可以始终表示同样的部件，其中:
[0041]图1是示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏显示装置的透视图。
[0042]图2是示出了图1中示出的触摸屏显示装置的分解图。
[0043]图3是沿着图1中标出的1-1’线截取的剖视图。
[0044]图4是沿着图1中标出的AA区域的放大图。
[0045]图5是示意性地示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏面板的框图。
[0046]图6是示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏面板接收单点触摸的图。
[0047]图7是示意性地示出了根据本发明的一个或多个实施例的力传感器的电路图。
[0048]图8是示意性地示出了根据本发明的一个或多个实施例的计算部的框图。
[0049]图9是示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏面板同时受到多点触摸(或多个触摸)的图。
[0050]图10是示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏面板同时受到多点触摸(或多个触摸)的图。
[0051]图11是根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏显示装置的透视图。
[0052]图12是沿着图11中的标出的11-11’线截取的剖视图。
[0053]图13是示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏显示装置的触摸坐标和触摸力计算方法(或过程)的流程图。
【具体实施方式】
[0054]将参照附图详细地描述实施例。然而，本发明可以以各种不同的形式实施，并且不应被解释为仅局限于所举例说明的实施例。作为示例提供这些示例实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且这些实施例将向本领域技术人员充分地传达本发明的构思。针对本发明的一些实施例，并不会描述已知的工艺、元件和技术。除非另外指出，否则在所有的附图和文字描述中同样的标号可以指示同样的元件，因此可能没有重复描述。在图中，为了清晰起见，可能会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。下面在此描述包括方法和技术的各种实施例。本发明的实施例还可能涵盖包括其上存储有用来执行发明技术的实施例的计算机可读指令的非瞬时性计算机可读介质的制造品。计算机可读介质可以包括例如半导体形式、磁形式、光磁形式、光学形式或其它形式的用来存储计算机可读代码的计算机可读介质。此夕卜，本发明还可涵盖用来实践本发明实施例的设备。这种设备可以包括专用的和/或可编程的用来执行与本发明实施例有关的操作的电路。这种设备的示例包括被适当编程时的专用计算装置和/或通用计算机，并且可以包括适合于与本发明实施例有关的各种操作的计算机/计算装置和专用/可编程的硬件电路(例如，电学、机械和/或光学电路)的组合。
[0055]尽管可以在此使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信号、元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些信号、元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语可以用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本发明教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。将元件描述为“第一”元件可以不需要或意味着存在第二元件或其它元件。也可以在此使用术语第一、第二、第三等来区分不同种类的元件。为了简洁起见，术语第一、第二、第三等可以分别表示第一种类、第二种类、第三种类
坐寸ο
[0056]为了易于描述，可以在此使用诸如“在......之下”、“在......下
方”、“下”、“在......下面”、“在......上方”、“上”等空间相对术语来描述如
图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。空间相对术语可以意在包含除了在图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”、“之下”或“下面”的元件随后将被定位为“在”其它
元件或特征“上方”。因此，术语“在......下方”和“在......下面”可包括
“在......上方”和“在......下方”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转
90度或者在其它方位)，并且可以相应地解释在此使用的空间相对描述符。另外，还将理解的是，当层被称作“在”两个层“之间”时，该层可以是这两个层之间唯一的层，或者也可以存在一个或多个中间层。
[0057]在此使用的术语可以仅是为了描述具体实施例的目的，而不意图限制发明构思。如在此所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一个(种)”和“所述(该)”同样可以意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或组。如在此所使用的，术语“和/或”可以包括一个或多个相关所列项目的任意组合和所有组合的可能性。术语“示例性”可以意图表示示例或举例说明。
[0058]当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“连接到”另一元件或层、“结合到”另一元件或层或者“与”另一元件或层“相邻”时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到所述另一元件或层、直接结合到所述另一元件或层或者直接相邻于所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称作“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”另一元件或层、“直接结合到”另一元件或层或者“与”另一元件或层“直接相邻”时，不存在中间元件或中间层(除了诸如空气的可能的环境元件之外)。
[0059]除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。除非在此明确定义，否则术语例如在通用的字典中定义的术语应当被解释为具有与本说明书和/或相关领域的上下文中它们的含义相一致的含义，而不应当以理想的或过于正式的意义来进行解释。
[0060]图1是示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏显示装置1000的透视图。图2是示出了图1中示出的触摸屏显示装置1000的分解图。图3是沿着图1中标出的1-1’线截取的剖视图。图4是沿着图1中标出的AA区域的放大图。
[0061]参照图1至图3，触摸屏显示装置1000 (或显示装置1000)可以包括显示面板100和触摸屏面板200。
[0062]显示面板100可以显示图像。显示面板100可以包括诸如液晶显示面板、有机发光显示面板、等离子体显示面板、电泳显示面板和电润湿显示面板等各种显示面板中的一种或多种。
[0063]显示面板100在显示装置1000的平面图中的形状可以不局限于特定的形状。在图1至图3中，作为示例，在显示装置1000的平面图中，显示面板100的形状可以为矩形。
[0064]触摸屏面板200可以包括触摸基板SB、第一角度传感器AS1、第二角度传感器AS2、力传感器FS和电连接到这些传感器中的一个或多个的计算部(未示出)。
[0065]可以在触摸基板SB的接触表面(或者通过触摸基板SB的接触表面)受到使用者的触摸。触摸基板SB可以具有相对于表面声波的无定向性，并且可以由各向同性衰减系数低的材料形成。例如，触摸基板SB可以由玻璃、聚合物、陶瓷等中的一种或多种形成。
[0066]触摸基板SB可以具有板状，例如，棱柱形状和/或长方体(或直角棱柱)形状。在显示装置1000的平面图中，触摸基板SB可以具有与显示面板100的形状对应的形状。在图1至图3中，作为示例，在显示装置1000的平面图中，触摸基板SB的形状为矩形。触摸基板SB的接触表面可以呈矩形。
[0067]第一角度传感器ASl可以设置在触摸基板SB的角部和/或边缘处。如图1至图3所不，第一角度传感器ASl被设置成对应于触摸基板SB的接触表面的第一角部和/或对应于触摸基板SB的长方体形状的第一边缘EGl。
[0068]第二角度传感器AS2可以设置在触摸基板SB的角部和/或边缘处，并且可以与第一角度传感器ASl分隔开。第二角度传感器AS2可以被设置成对应于触摸基板SB的接触表面的第二角部和/或对应于触摸基板SB的长方体形状的第二边缘EG2。第二边缘EG2可以与第一边缘EGl相邻。第一边缘EGl和第二边缘EG2可以代表触摸基板SB的长方体形状的面(或侧表面)的两个相对的边缘。
[0069]角度传感器ASl和AS2均可以包括红外照相机。
[0070]红外照相机可以包括光输出部分和光输入部分。
[0071]光输出部分可以具有被设定为与触摸基板SB的表面平行的视角，并且可以在视角内输出红外光。输出的红外光可以在触摸基板SB上平行于触摸基板SB行进。
[0072]光输入部分可以接收从光输出部分输出的红外光的(被反射的)部分。
[0073]如果触摸基板SB的接触表面(例如，上侧)被使用者触摸，则输出的红外光的行进路径会因使用者的触摸而被阻挡。被光输入部分以触摸所发生的角度接收的(被反射的)红外光的量会显著地(和/或快速地)减少。
[0074]可以通过将光输出部分在视角内输出的红外光的量与光输入部分接收的(被反射的)红外光的量进行比较来感测触摸和触摸角度。在一个或多个实施例中，如上所讨论的，第一角度传感器ASl和第二角度传感器AS2中的每个包括具有光输出部分和光输入部分的红外照相机。在一个或多个实施例中，触摸屏面板200可以包括第一红外输出元件、第一红外输入元件、第二红外输出元件和第二红外输入元件。第一红外输出元件、第一红外输入元件、第二红外输出元件和第二红外输入元件可以分别设置在触摸基板SB的四个边缘处。第一红外输出元件和第二红外输出元件可以执行与光输出部分的任务类似的任务。第一红外输入元件和第二红外输入元件可以执行与光输入部分的任务类似的任务。
[0075]力传感器FS可以设置在触摸基板SB的角部(和/或边缘)处，并且可以设置在触摸基板SB和显示面板100之间。力传感器FS可以与第一角度传感器ASl和第二角度传感器AS2中的一个叠置。在图1至图3中，作为示例，力传感器FS与第一角度传感器ASl叠置。
[0076]触摸屏面板200还可以包括触摸框架TF。
[0077]触摸框架TF可以设置在触摸基板SB上。触摸框架TF可以具有开口 0P，并且可以具有与触摸基板SB的边界叠置和/或围绕触摸基板SB的边界的形状。
[0078]角度传感器ASl和AS2可以设置和/或稳固在触摸框架TF的内部。
[0079]显示装置1000还可以包括基体基板(未示出)，显示面板100可以设置在触摸基板SB和基体基板之间，力传感器FS可以设置在触摸基板SB和基体基板之间。
[0080]参照图3和图4，触摸框架TF可以具有与触摸基板SB的第一角部和/或第一边缘EGl对应的第一空腔，第一角度传感器ASl可以设置在第一空腔的内部。类似地，触摸框架TF可以具有与触摸基板SB的第二角部和/或第二边缘EG2对应的第二空腔，第二角度传感器AS2可以设置在第二空腔的内部。
[0081]参照图1至图3，触摸屏面板200还可以包括反射板RF。
[0082]反射板RF可以沿着触摸框架TF的内壁设置。反射板RF可以对从光输出部分输出的红外光进行反射，从而被反射的红外光的至少一部分可以被光输入部分接收到。
[0083]触摸屏面板200还可以包括支撑件SP。
[0084]支撑件SP可以与力传感器FS分隔开，并且可以设置在触摸基板SB和显示面板100之间。支撑件SP可以设置成与触摸基板SB的角部和/或边缘对应。
[0085]触摸屏面板200可以包括多个支撑件SP。每个支撑件可以具有与力传感器FS的高度相同的高度。在图1至图3中，作为示例，三个支撑件设置在触摸基板SB的三个角部处和/或三个边缘处，而并没有设置在其中设置了力传感器FS的第一角部或第一边缘EGl处。
[0086]支撑件SP可以在存在力传感器FS的情况下用来防止触摸基板SB和显示面板100之间的距离变化。
[0087]在一个或多个实施例中，计算部(在图5中示出)可以包括安装在触摸屏面板200上的芯片。可选择地或附加地，计算部可以设置在连接到触摸屏面板200的印刷电路板上。
[0088]图5是示意性地示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏面板(例如，参照图1至图4讨论的触摸屏面板200)的框图。
[0089]参照图5，如果在触摸基板SB处接收到使用者的触摸TCH，则第一角度传感器ASl可以感测触摸TCH的第一触摸角度，并且可以将第一触摸角度提供给计算部CP。第二角度传感器AS2可以感测触摸TCH的第二触摸角度，并且可以将第二触摸角度提供给计算部CP。力传感器FS可以计算触摸距离(S卩，力传感器FS与触摸TCH之间的距离)，可以计算传感器力的大小(即，力传感器FS受到的力的大小)，并且可以将与触摸距离和传感器力有关的数据提供给计算部CP。
[0090]计算部CP可以基于第一触摸角度、第二触摸角度、距离数据和力数据计算触摸坐标和触摸力的大小。
[0091]图6是示出了根据本发明的一个或多个实施例的触摸屏面板接收单点触摸的图。
[0092]参照图6来讨论根据本发明的一个或多个实施例的第一角度传感器ASl和第二角度传感器AS2。
[0093]第一角度传感器ASl和第二角度传感器AS2中的每个可以具有90度的视角(SP，传感器能够接收信号的角度范围)。由于第一角度传感器ASl和第二角度传感器AS2设置在触摸基板SB的两个相邻的角部(和/或边缘)处，所以可以检测在触摸基板SB的整个接触表面接收到的信号。
[0094]第一角度传感器ASl和第二角度传感器AS2可以连续地(和/或顺序地)输出红外光束，以在其视角范围内扫描触摸基板SB的触摸表面的第一侧的各个角度，其中，两个角度传感器ASl和AS2都设置在触摸基板SB的第一侧。如果触摸基板SB被触摸，假设被反射的红外光的相当一部分可被使用者的手指阻挡，则被第一角度传感器ASl接收的红外光的量可以在相对于触摸基板SB的第一侧的第一角度处显著地减少，并且被第二角度传感器AS2接收的红外光的量可以在相对于触摸基板SB的第一侧的第二角度处显著地减少。第一角度传感器ASl和第二角度传感器AS2可以分别将第一角度和第二角度确定为第一触摸角度(9 )和第二触摸角度(O)。
[0095]第一角度传感器ASl和第二角度传感器AS2中的至少一个可以将感测到第一触摸角度(e)和第二触摸角度(O)中的至少一个时的时间点记录为触摸TCH发生时的时间。
[0096]第一触摸角度(Q )可以被限定为第一方向DRl(与触摸基板SB的第一侧对齐或平行)与从第一角度传感器ASl看到触摸TCH所沿的方向之间的锐角。第二触摸角度(O )可以被限定为第一方向DRl (与触摸基板SB的第一侧对齐或平行)与从第二角度传感器AS2看到触摸TCH所沿的方向之间的锐角。
[0097]图7是示意性地示出了根据本发明的一个或多个实施例的力传感器(例如，参照图1至图6讨论的力传感器FS)的电路图。
[0098]力传感器FS可以包括传感器电阻器Rs、滤波电阻器Rf和力感测部FSP。
[0099]传感器电阻器Rs可以包括压电材料，传感器电阻器Rs的电阻值可以在传感器电阻器Rs被施加力时而变化。例如,压电材料可以包括碳纳米管(CNT)、石墨烯等中的一种或多种。
[0100]滤波电阻器Rf可以串联地电连接到传感器电阻器Rs，并且可以具有恒定的电阻值。
[0101]在图7中，作为传感器电阻器Rs的一端被连接成用来接收参考电压Vcc的示例，传感器电阻器Rs的另一端和滤波电阻器Rf的一端在连接节点ND处连接并且连接到力感测部FSP，滤波电阻器Rf的另一端接地。
[0102]力感测部FSP可以连接到连接节点ND，连接节点ND连接在传感器电阻器Rs和滤波电阻器Rf之间。力感测部FSP可以感测到通过利用电阻器Rs和Rf对参考电压Vcc进行分压而得到的分压电压Vd。分压电压Vd可以根据传感器电阻器Rs的电阻值变化。
[0103]可以根据下面的方程组1来确定分压电压Vd。
[0104]
【权利要求】
1.一种显示装置，所述显示装置包括: 显示元件，被构造为显示图像； 触摸基板，触摸发生在触摸基板处，其中，触摸基板与显示元件叠置； 第一角度传感器，设置在触摸基板的第一角部处，用来确定与触摸相关的第一触摸角度； 第二角度传感器，设置在触摸基板的第二角部处，用来确定与触摸相关的第二触摸角度； 力传感器，设置在触摸基板的第一角部处，用来确定与触摸相关的距离；以及计算部，被构造为基于所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离来确定与触摸相关的触摸坐标。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中，力传感器被进一步构造为计算力传感器所受到的传感器力的大小，其中，力传感器和计算部中的至少一个被进一步构造为基于所述距离和传感器力来计算在触摸点受到的与触摸相关的触摸力的大小。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中，第一角度传感器包括红外照相机， 其中，红外照相机包括 用来对输出的红外光进行输出的光输出部分和用来接收来自输出的红外光的被反射的红外光的光输入部分。
4.如权利要求1所述的显示装置，其中，力传感器包括: 传感器电阻器，具有被构造为根据传感器电阻器受到的传感器力而变化的电阻值； 滤波电阻器，具有恒定的电阻值并且串联连接到传感器电阻器；以及 力感测部，连接到在传感器电阻器和滤波电阻器之间连接的节点， 其中，传感器电阻器和滤波电阻器被构造为对参考电压进行分压以在节点处提供分压电压，其中，力感测部被构造为利用分压电压的值来确定传感器力。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中，第一角度传感器在垂直于触摸基板的表面的方向上与力传感器叠置。
6.如权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括: 框架，设置在触摸基板上，具有开口，并且包括对由第一角度传感器和第二角度传感器中的至少一个传感器提供的红外光进行反射的内壁。
7.如权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括: 支撑件，设置在触摸基板的第二角部处，其中，支撑件的高度与力传感器的高度相等。
8.如权利要求1所述的显示装置，其中，计算部包括: 侯选坐标计算器，被构造为利用所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离中的两种来计算与触摸相关的第一侯选坐标，侯选坐标计算器被进一步构造为计算第二侯选坐标； 坐标计算器，被构造为利用所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离中的剩余的一种从第一侯选坐标和第二侯选坐标中选择触摸坐标；以及 触摸力计算器，被构造为基于所述距离和所述传感器力来计算触摸力。
9.如权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括: 基体基板，其中，显示元件设置在触摸基板和基体基板之间，其中，力传感器设置在触摸基板和基体基板之间。
10.一种操作显示装置的方法，所述方法包括: 使用第一角度传感器感测与触摸相关的第一触摸角度； 使用第二角度传感器感测与触摸相关的第二触摸角度； 确定与触摸相关的且与力传感器相关的距离； 确定力传感器受到的与触摸相关的传感器力的大小； 利用所述第一触摸角度、所述第二触摸角度和所述距离，使用计算部来确定与触摸相关的触摸坐标；以及 利用所述传感器力的大小和所述距离，使用计算部和力传感器中的至少一个来确定与触摸相关的触摸力的大小。
【文档编号】G06F3/041GK103631431SQ201310284665
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2012年8月24日
【发明者】洪元基, 南昇浩, 张铉龙 申请人:三星显示有限公司