[发明专利]显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在屏幕上显示图像的设备，更具体地涉及一种提供触摸屏功能的设备。

背景技术

在我们的生活中，大型和小型显示器越来越普通。所期望的是，将触摸屏能力加入到这些显示器中，因为它们提供了附加的功能。典型地，与不得不使用外部设备(比如键盘或鼠标)相比，用户更喜欢通过用他们自己的手触摸屏幕的直观方式进行交互。

下面的基本系统当前用于辨识人的触摸：通过利用安装在屏幕上的两个箔片之间的电阻或电容的局部变化来感测压力的系统，以及利用表面声波检测的系统。对于这两个系统，主要问题在于它们给设备带来的附加成本，并且因此没有出现大规模的上市能力。

大多数系统由覆盖有特定层的普通玻璃板构成。锐器所造成的意外穿刺能容易地破坏该层，此外该层可以阻挡由显示器发出的一些光。而且，所述完全真实的成本问题结合缺乏在可预见的未来实际地减少这些成本的路线图，意味着这些显示器在商业上不会变得令低收入国家感兴趣。特别是对于教育环境来说，这是一个问题，在教育环境中触摸屏显示器带给学生和教师的益处同样可能是巨大的。

专利申请US2002/0067348A1公开了一种针对本文上面描述的基本系统的可替代的触摸屏系统。该系统使用多个沿着屏幕的边缘布置的红外(“IR”)发射器和接收器，其用于使用轴上和轴下检测以高精度确定IR发射器和接收器之间的触摸的位置。该触摸屏系统结合轴上和轴下检测利用发射器和接收器的粗糙和精细扫描来增加所识别的触摸位置的精度。

而且，该系统具有以下缺陷：由于需要数量可观的红外发射器和接收器导致成本增加。

本发明的目的是提供一种具有触摸识别功能的低成本显示设备。

发明内容

本发明的这个目的以及其他目的通过根据权利要求1的设备、根据权利要求13的装置、根据权利要求18的系统以及根据权利要求19的方法实现。有利实施例由从属权利要求2-12和14-17定义。

根据本发明的一个方面，提供一种包括用于在屏幕上显示图像的设备的系统。该设备包括用于发射光成分的发光构件，该光成分作为屏幕上发射该光成分的位置的函数而变化。此外，该系统包括用于与所述设备交互的装置，该装置包括用于至少检测由所述设备发射的光成分的构件，根据所检测的光成分，可以确定所述装置相对于所述设备的屏幕的位置或方位。

根据本发明，触摸功能可以通过对显示设备和所述装置提供一些相对简单的修改来提供。因此，避免了较大的附加成本。而且，根据本发明，产生了在同一时间具有多入口的可能性，这意味着如果两个装置在两个不同的位置靠近屏幕，则可以检测到两个位置。

根据本发明的系统的主要应用是：为TV或计算机控制提供触摸屏功能。然而，它还可以用于更大的显示器的指示装置和远程控制。在这里，光可以从远处汇集，并且根据该光的光谱可以确定所述指示装置的方位。

优选地，所检测的光成分是光波长。然而，也可以使用其他光成分，比如使其以非可见的频率闪烁的光的闪烁频率。

根据所检测的光成分的波长确定所述装置相对于屏幕的位置或方位可以由该装置本身来执行。可替代地，所述装置将所检测的关于光成分的波长的信息发送给另一设备，该另一设备执行对所述装置相对于屏幕的位置或方位的确定。

优选地，所述光成分对应于显示设备的颜色通道。优选地，颜色通道的波长的总变化小，从而使得裸眼不可察觉该变化。波长的这种变化将稍稍降低显示器的显色性。然而，当颜色范围足够小时，这将不会是很强的影响，并且与轻微降低的显色性相比，触摸屏能力的附加功能的分量更重。

根据第一可替代方案，借助发射相互不同波长的光成分的多个光源来执行发射光成分(该光成分的波长作为其在屏幕上的位置的函数而变化)的功能。该可替代方案非常适合用在显示设备中，其中颜色通道由均发射某种基色光的光源来实现。

根据第二可替代方案，借助用于发射具有基本相同波长的光的多个光源和具有作为屏幕位置的函数而变化的属性的滤光器来实现该功能。该滤光器的透光光谱比所述多个光源的透光光谱更锐利(sharp)。该可替代方案非常适合用在具有背光的LCD显示设备中。

根据本发明的另一实施例，所述光成分作为在屏幕上沿着该屏幕的第一方向的位置的函数而变化，并且所述发光构件适于发射另一光成分，该另一光成分具有作为在屏幕上沿着屏幕的垂直于第一方向的第二方向的位置的函数而变化的波长。通过使用两种具有不重叠波长的光成分，可以以可靠的方式在两个方向上确定所述装置的位置。

优选地，所述光成分中的每一个对应于显示设备的不同颜色通道。