[发明专利]光电装置、触控笔、触控显示系统及触控显示方法

说明书

本申请公开了一种光电装置、触控笔、触控显示系统及触控显示方法。该光电装置包括：发射光单元，与触控笔本体固定，用于提供发射光束并跟随触控笔本体移动；接收光单元，用于接收发射光束经由显示面板反射形成的反射光束，反射光束包括显示面板的滤光区反射的强光束和/或显示面板的黑矩阵区反射的弱光束；以及检测单元，用于根据触控笔本体的起点坐标、终点坐标以及接收光单元接收到的强光束和/或弱光束的次数，提供用于描述触控笔本体的运动轨迹的坐标数据。该光电装置可以获取用于描述触控笔本体的运动轨迹的坐标数据，大大提高了触控笔的线性度、精度和灵敏度。

技术领域

本发明涉及触控技术领域，更具体地，涉及一种光电装置、触控笔、触控显示系统及触控显示方法。

背景技术

触控技术广泛应用于智能手机、智能手表以及平板电脑等显示装置中，随着触控显示系统的普及，触控笔的应用也越来越广泛。触控笔包括被动笔和主动笔，其中，主动笔能够实现压感触控，根据压力不同，改变笔的粗细程度，但需要电池或外部进行供电，无法长时间使用；而被动笔无需充电，但无法实现压感触控。当前市场上的主动笔主要包括电容笔和电磁笔，电容笔是利用电容感测原理设计，电磁笔利用磁场共振储能原理设计。

上述触控笔应用广泛，在线性度/精度上，触控笔通常做到＜±0.5mm(参见图1)即可达到微软认证规范。然而，随着技术的进步与发展，越来越多的使用者对触控笔的精度要求变得更高，例如，部分客户在高端机种上需求规格做到＜±0.3mm，甚至＜±0.2mm，因此未来趋势要大大提高主动式触控笔的性能。在现有技术的线性度/灵敏度/精度上，可以做到＜±0.5mm(微软认证规范)，如果要求＜±0.3mm，需要研发人员精细的调试和IC设计，算法的提升，需要花费大量人力物力，突破技术的限制才能达到。

因此，期望对触控笔进行进一步改进，以解决上述问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种光电装置、触控笔、触控显示系统及触控显示方法，该触控笔可以获取触控笔运动轨迹的坐标数据，从而大大提高了触控笔的线性度、精度和灵敏度。

本发明公开了一种光电装置，包括：

发射光单元，与触控笔本体固定，用于提供发射光束并跟随触控笔本体移动；

接收光单元，用于接收所述发射光束经由显示面板反射形成的反射光束，所述反射光束包括显示面板的滤光区反射的强光束和/或显示面板的黑矩阵区反射的弱光束；以及

检测单元，用于根据所述触控笔本体的起点坐标、终点坐标以及所述接收光单元接收到的强光束和/或弱光束的次数，提供用于描述所述触控笔本体的运动轨迹的坐标数据。

进一步地，所述发射光束和所述反射光束为不可见光。

进一步地，所述发射光单元包括多个发光二极管，所述接收光单元包括多个光学成像器，

其中，所述发光二极管和所述光学成像器一一对应，多个所述发光二极管沿着圆环的内环均匀分布，多个所述光学成像器沿着所述圆环的外环均匀分布，每对所述发光二级管和所述光学成像器沿着所述圆环的径向方向分布。

进一步地，所述光学成像器为CMOS光学成像器，所述发光二极管的尺寸和所述CMOS光学成像器的尺寸均小于10微米。

进一步地，所述发射光单元还包括凸透镜，所述凸透镜位于所述发光二极管的发光端，以形成具有平行光束的所述发射光束。

进一步地，所述检测单元根据接收到的所述强光束和/或所述弱光束的次数以及显示面板的尺寸获得相对位移，根据所述起点坐标和所述终点坐标获得移动方向，并根据所述相对位移和所述移动方向获得所述坐标数据。

本发明还公开了一种触控笔，包括：触控笔本体，用于获取触控笔运动轨迹的起点坐标和终点坐标；以及如上述技术特征所述的光电装置。