一种触控检测装置、方法及显示器与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控检测装置、方法及显示器。

背景技术：

Force touch是由苹果公司开发的一项触摸传感技术。通过Force Touch，设备可以感知轻压以及重压的力度，并调出不同的对应功能。苹果公司也表示Force Touch是研发多点触控以来，最重要的全新感应功能。现已有技术是通过按压屏幕改变容值的方法检测手指的按压力度，实现Force Touch技术。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种触控检测装置、方法及显示器，能够通过不同的方式实现触控时按压力度检测。

基于上述目的本发明提供的触控检测装置，用于设置在显示屏的显示侧，所述触控检测装置包括：

触控物检测模块，用于在触控物触碰所述显示屏时，对所述触控物进行检测；

压力计算模块，用于根据检测结果计算所述触控物对所述显示屏的按压压力。

可选的，所述触控物检测模块包括：

用于设置在所述显示屏上的超声波单元，用于在接收到触发指令后，发射与所述显示屏表面平行、且能够覆盖所述显示屏表面的超声波；

检测单元，用于根据所述超声波在所述显示屏上方的传输时间检测所述触控物的物体参数；

所述压力计算模块具体用于根据所述触控物的物体参数计算所述触控物对所述显示屏的按压压力。

可选的，所述超声波单元包括：

用于设置在所述显示屏第一侧的超声波发射器；

用于设置在所述显示屏与所述第一侧相对的第二侧的超声波接收器。

可选的，所述触控物的物体参数包括所述触控物的密度；所述检测单元包括：

密度计算子单元：用于获取所述超声波发射器发射超声波的发射时间，以及所述超声波接收器接收超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物的密度。

可选的，所述触控物的物体参数包括所述触控物与显示屏的接触面积；所述检测单元包括：

接触面积计算子单元：用于获取所述超声波发射器发射超声波的发射时间，以及所述超声波接收器接收超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物与所述显示屏的接触面积。

可选的，所述触控物为手指。

可选的，所述显示模组还包括：

压力检测触发模块：用于当所述触控物与所述显示屏的接触满足预设条件时，向所述超声波单元发送所述触发指令。

可选的，所述预设条件为：

所述触控物与所述显示屏的持续接触时间大于阈值。

可选的，所述阈值为1s。

同时，本发明提供一种触控检测方法，应用于如本发明任意一项实施例所提供的触控检测装置，包括如下步骤：

在触控物触碰所述显示屏时，对所述触控物进行检测；

根据检测结果计算所述触控物对所述显示屏的按压压力。

可选的，所述在触控物触碰所述显示屏时、对所述触控物进行检测的步骤具体包括：

在接收到触发指令后，控制超声波发射器发射与所述显示屏表面平行、且能够覆盖所述显示屏表面的超声波；

根据所述超声波在所述显示屏上方的传输时间检测所述触控物的物体参数；

所述根据检测结果计算所述触控物对所述显示屏的按压压力的步骤具体包括：

根据所述触控物的物体参数计算所述触控物对所述显示屏的按压压力。

可选的，所述触控物的物体参数包括所述触控物的密度；所述根据所述超声波在所述显示屏上方的传输时间检测所述触控物的物体参数的步骤具体包括：

获取所述超声波的发射时间，以及所述超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物的密度。

可选的，所述触控物的物体参数包括所述触控物与所述显示屏的接触面积变化量；所述根据所述超声波在所述显示屏上方的传输时间检测所述触控物的物体参数的步骤具体包括：

获取所述超声波的发射时间，以及所述超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物与所述显示屏的接触面积；分别检测所述触控物与所述显示屏第一时刻的接触面积以及在第二时刻的接触面积；

根据所述第一时刻的面积和第二时刻的接触面积计算所述触控物与所述显示屏的接触面积变化量。

可选的，所述在触控物触碰所述显示屏时、对所述触控物进行检测的步骤具体包括：

在所述触控物与所述显示屏的接触满足预设条件时，发送所述触发指令。

可选的，所述预设条件为：

所述触控物与所述显示屏的持续接触时间大于阈值。

进一步，本发明提供一种显示器，包括用于显示画面的显示屏和如本发明任意一项实施例所提供的触控检测装置。

从上面所述可以看出，本发明提供的触控检测装置、方法及显示器，通过检测触控物，计算触控物对显示屏的触控压力，采用不同于现有技术中检测显示屏电容值改变计算按压力度的方式实现了Force Touch，并且具有较高的检测精度。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的触控检测装置结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的触控物检测方法流程示意图；

图3为本发明实施例所提供的触控物检测装置示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明首先提供一种触控检测装置，用于设置在显示屏的显示侧，所述触控检测装置如图1所示，包括：

触控物检测模块101，用于在触控物触碰所述显示屏时，对所述触控物进行检测；

压力计算模块102，用于根据检测结果计算所述触控物对所述显示屏的按压压力。

从上面所述可以看出，本发明提供的触控检测装置，能够通过对触控物的检测计算出触控物对显示屏的按压压力，由于在按压时，触控物会随着按压压力的不同而形态参数不同；例如，压力变化时，密度、接触面积、体积等物体参数会发生变化，根据这些形态参数可计算出按压压力，具有一定的准确性，也使得实现Force Touch的方法不再单一。

在本发明具体实施例中，所述触控物可以为专门用于对显示屏施加压力的物体，如触控笔、触控件、用户手指等。

所述对触控物进行检测，可以是对触控物的任意物体参数，也就是关于触控物的任意参数，例如密度、触控物与显示屏的接触面积、体积、导电率等在收到压力时会产生变化的、关于触控物本身的参数。

在具体实施例中，所述触控物检测模块可以通过红外检测、超声检测、射线检测等方式对触控物进行检测，获得触控物的物体参数。

在本发明一些实施例中，所述触控物检测模块包括：

用于设置在所述显示屏上的超声波单元，用于在接收到触发指令后，发射与所述显示屏表面平行、且能够覆盖所述显示屏表面的超声波；

检测单元，用于根据所述超声波在所述显示屏上方的传输时间检测所述触控物的物体参数；

所述压力计算模块具体用于根据所述触控物的物体参数计算所述触控物对所述显示屏的按压压力。

在本发明具体实施例中，所述触控物的物体参数包括间接参数，例如，超声波在触控物中传输的时间等。

在本发明一种具体实施例中，如图3所示，所述显示屏为LCD液晶屏301，分别在LCD液晶屏301的相对的第一侧302和第二侧303内置超声波发射器304和超声波接收器305，超声波的传播路径与LCD液晶屏301基本平行，并在靠近LCD液晶屏301的传播面传播，当手指306触摸LCD液晶屏301并用力按压时，手指306内部的密度就会发生变化，力量越大，手指306变形越大，进而手指306的密度就越大，同时手指306与LCD液晶屏301的接触面积也越大，而超声波在不同密度的物质内传播速度不同，通过比较预设的正常按压时超声波接收时间和检测到的超声波接收时间，即可判断出手指按压力度。

在本发明具体实施例中，所述物体参数可以是密度、面积、体积、导电率等。当所述触控物为用户手指时，所述物体参数还可以是手指的生物特征，例如指纹形变量等。

在本发明一些实施例中，所述超声波单元包括：

用于设置在所述显示屏第一侧的超声波发射器；

用于设置在所述显示屏与所述第一侧相对的第二侧的超声波接收器。

在本发明具体实施例中，所述第一侧、第二侧可以是长方形显示屏的两个长边侧。或所述第一侧、第二侧为长方形显示屏的两个短边侧。

在本发明一些实施例中，所述触控物的物体参数包括所述触控物的密度；所述检测单元包括：

密度计算子单元：用于获取所述超声波发射器发射超声波的发射时间，以及所述超声波接收器接收超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物的密度。

当所述触控物为特定、预制的触控物(例如触控笔)时，触控物的在不同按压力度下密度不同且与按压力度存在对应关系，预先记录触控物密度与按压力度的对应关系，便可在触控物触控显示屏时检测触控物密度，并根据密度与按压力度的对应关系计算按压力度。

当所述触控物为用户手指时，人体皮肤的密度大体上相同，而手指的肌体密度与按压力度也基本存在特定的对应关系，预先记录人体手指密度与按压力度的对应关系，便可在手指触控显示屏时检测手指密度，并根据密度与按压力度的对应关系计算按压力度。

考虑到不同的人体手指密度可能会存在一定的差异，在一种实施例中，可以通过在一次触控过程中的不同时刻检测手指密度，获得手指密度在触控过程中的变化，根据手指密度变化计算手指触控时按压的力度。

在本发明一些实施例中，所述检测单元包括：

接触面积计算子单元：用于获取所述超声波发射器发射超声波的发射时间，以及所述超声波接收器接收超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物与所述显示屏的接触面积。

在本发明具体实施例中，当所述触控物为手指时，由于不同的用户手指大小不同，需要根据手指接触显示屏的接触面积变化量对按压力度进行计算，接触面积变化量越大，按压力度越大；在这种情况下，所述检测单元包括：

接触面积计算子单元：用于获取所述超声波发射器发射超声波的发射时间，以及所述超声波接收器接收超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物与所述显示屏的接触面积；分别检测所述触控物与所述显示屏第一时刻的接触面积以及在第二时刻的接触面积；

面积变化量计算模块：用于根据所述第一时刻的面积和第二时刻的接触面积计算所述触控物与所述显示屏的接触面积变化量。

当所述触控物为预制物体(例如触控笔)时，由于可采用尺寸一致的触控物进行触控，所有触控物在特定压力下与显示屏接触面积基本上能够一样，因此，可直接建立接触面积与压力之间的关系，在触控时检测接触面积，进一步计算触控时的压力大小。

在本发明一种具体实施例中，通过检测手指的密度以及接触面积的变化判断手指用力的程度，这样就能够更准确地实现压力检测。

在本发明一些实施例中，所述触控物为手指。由于单独制备触控物存在制作上的不便、成本增加以及使用时的不方便，因此，所述触控物为手指，能够方便用户使用，简化制造过程。

在本发明一些实施例中，所述显示模组还包括：

压力检测触发模块：用于当所述触控物与所述显示屏的接触满足预设条件时，向所述超声波单元发送所述触发指令，触发所述超声波单元。

在本发明具体实施例中，所述预设条件可以是接收到压力检测的指令。

在本发明一些实施例中，所述预设条件为：

所述触控物与所述显示屏的持续接触时间大于阈值。

在本发明一些实施例中，所述阈值为1s。

一般用户使用具有触控功能的显示屏时，手指或预制触控物在屏幕上停留的时间不会超过1s，所以为了节省功耗，在没有手指触摸屏幕时或者手指接触屏幕时间小于1s时，超声波单元不会启动。

在本发明一种具体实施例中，当手指接触显示屏的时间大于1s时，压力检测触发模块收到信息，发出触发指令到超声波单元，开始检测手指密度以及手指接触屏幕的面积。在超声波发射器和超声波接收器之间的路径中无任何物体时，超声波的传播时间t是一定的当有物体遮挡时，超声波经过不同介质传播是速度会发生变化。由于人体相当于液体，所以超声波的传播速度E为液体介质的体积弹性模量，ρ为液体介质密度，从公式中可以看出，当密度ρ越大时，超声波的传播速度越小，从而传播的时间就越长。当手指用力按压屏幕时，用的力气越大，手指内部的密度就越大，超声波的传播时间就越长；与此同时，当手指用力按压屏幕时，手指与屏幕的接触面积也会随之增加，超声波在手指内部传播的时间增加，从而增加总体的传播时间；这样，结合密度和接触面积两个因素，手指的按压力度越大，超声波传播时间会明显增加，按压力度，超声波在手指尖部传输时间增加量会越多，这样就能判断手指按压屏幕的力度大小，从而实现Force touch功能。

同时，本发明提供一种触控检测方法，如图2所示，包括如下步骤：

步骤201：在触控物触碰所述显示屏时，对所述触控物进行检测；

步骤202：根据检测结果计算所述触控物对所述显示屏的按压压力。

在本发明一些实施例中，所述在触控物触碰所述显示屏时、对所述触控物进行检测的步骤具体包括：

在接收到触发指令后，控制超声波发射器发射与所述显示屏表面平行、且能够覆盖所述显示屏表面的超声波；

根据所述超声波在所述显示屏上方的传输时间检测所述触控物的物体参数；

所述根据检测结果计算所述触控物对所述显示屏的按压压力的步骤具体包括：

根据所述触控物的物体参数计算所述触控物对所述显示屏的按压压力。

在本发明一些实施例中，所述触控物的物体参数包括所述触控物的密度；所述根据所述超声波在所述显示屏上方的传输时间检测所述触控物的物体参数的步骤具体包括：

获取所述超声波的发射时间，以及所述超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物的密度。

在本发明一些实施例中，所述触控物的物体参数包括所述触控物与所述显示屏的接触面积变化量；所述根据所述超声波在所述显示屏上方的传输时间检测所述触控物的物体参数的步骤具体包括：

获取所述超声波的发射时间，以及所述超声波的接收时间，根据所述接收时间和所述发射时间之差计算所述触控物与所述显示屏的接触面积；分别检测所述触控物与所述显示屏第一时刻的接触面积以及在第二时刻的接触面积；

根据所述第一时刻的面积和第二时刻的接触面积计算所述触控物与所述显示屏的接触面积变化量。

在本发明一些实施例中，所述在触控物触碰所述显示屏时、对所述触控物进行检测的步骤具体包括：

在所述触控物与所述显示屏的接触满足预设条件时，发送所述触发指令。

在本发明一些实施例中，所述预设条件为：

所述触控物与所述显示屏的持续接触时间大于阈值。

进一步，本发明提供一种显示器，包括用于显示画面的显示屏和本发明任意一项实施例所提供的触控检测装置。

从上面所述可以看出，本发明提供的触控检测装置、方法及显示器，通过检测触控物，计算触控物对显示屏的触控压力，采用不同于现有技术中检测显示屏电容值改变计算按压力度的方式实现了Force Touch，并且具有较高的检测精度。

应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明实施例及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。