本發(fā)明涉及一種觸控顯示裝置以及一種觸控感測方法。
背景技術(shù)：
：目前市場上的觸控屏根據(jù)工作原理可以分為表面聲波、紅外以及電容觸控屏，其中，表面聲波（SurfaceAcousticWave,SAW)觸控屏因其分辨率高，響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好及透光度高等特點，被廣泛地采用?，F(xiàn)有技術(shù)的表面聲波觸控屏通常包括一屏幕、若干發(fā)射換能器、若干接收換能器以及若干反射器。表面聲波式觸控屏是在玻璃基板的角落安裝超聲波發(fā)射器和超聲波接收換能器，基板的四邊則加裝反射條，例如，在屏幕的左上角和右下角各設(shè)置有豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，右上角則設(shè)置兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器。超聲波發(fā)射換能器產(chǎn)生沿玻璃表面?zhèn)鞑コ暡?，超聲波接收換能器接收超聲波發(fā)射換能器產(chǎn)生的超聲波。當(dāng)手指或軟性物質(zhì)觸碰面板時會阻隔超聲波，造成信號衰減，衰減前與衰減后比對，就能計算出觸碰的位置。聲學(xué)脈沖識別觸控技術(shù)(Acousticpulserecognition,APR)是一個全新并且獨特的感覺觸控技術(shù)。APR觸控技術(shù)綜合了超音波觸控技術(shù)及紅外線觸控技術(shù)良好的光學(xué)性能及優(yōu)秀的耐久性和穩(wěn)定性的優(yōu)點；還有電容觸控技術(shù)優(yōu)秀的拖曳及可用觸控筆、手套、指甲觸控的優(yōu)點；而且還有電阻式技術(shù)價格便宜的優(yōu)點；另外，APR對水和其他污染物是有很好的抵御性，它還可被分成不同尺寸的觸摸屏，從適合PDA使用的小尺寸觸摸屏到42英寸顯示器用的大尺寸觸摸屏，并可以很好地排除手掌導(dǎo)致的誤觸控問題。聲學(xué)脈沖識別觸摸屏的組成包括玻璃或其他堅硬的材質(zhì)，與組裝在背面四個信號接收器。信號接收器被鑲嵌在可見區(qū)域的對角反面角落上，并且跟通過電纜連接到控制卡。當(dāng)屏幕被觸摸時產(chǎn)生碰撞或使用者用手指或觸控筆在玻璃上扯拽時產(chǎn)生聲波，聲波從接觸點四射到信號接收器，使其產(chǎn)生成比例的電子信號。這些信號在控制卡被放大，然后被轉(zhuǎn)換成一條數(shù)字信息。這些數(shù)字信息與之前存放在數(shù)據(jù)庫的做比較來判斷觸摸的位置。APR觸控技術(shù)有防止四周和環(huán)境噪聲的設(shè)計，原理是因為這些與之前存放的信息不相匹配?，F(xiàn)有技術(shù)中的上述兩種觸控屏在實際應(yīng)用中具有一些缺陷，如表面聲波觸控屏，為了觸控的精度和準(zhǔn)度需要設(shè)置多個聲波發(fā)射換能器、聲波接收換能器，并在屏幕四周設(shè)置反射器，導(dǎo)致制作成本較高；表面聲波觸控屏智能感測柔軟的物體比如，手指，觸控手套的觸控；屏幕表面的轉(zhuǎn)狂，如劃痕和污物等都會影響其觸控的響應(yīng)；另外，在表面聲波觸控中，多點觸控會產(chǎn)生延遲的問題，如10000fps（FramesPerSecond，每秒傳輸幀數(shù)）的感測器需要6~8ms的響應(yīng)時間。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)較為簡單且性能較好的觸控顯示裝置。還有必要提供一種觸控感測方法。一種觸控顯示裝置，包括一顯示面板和至少一超聲波換能器，至少一超聲波換能器設(shè)置于顯示面板一側(cè)的至少一角落上，至少一超聲波換能器發(fā)出覆蓋顯示面板表面的超聲波并相應(yīng)地接收顯示面板表面上所有反射回來的超聲波，至少一超聲波換能器同步發(fā)射超聲波或同步接收超聲波。一種觸控感測方法，其包括：設(shè)置于顯示面板一側(cè)的至少一角落上的至少一超聲波換能器發(fā)出覆蓋顯示面板表面的超聲波并相應(yīng)地接收顯示面板表面上所有反射回來的超聲波，至少一超聲波換能器同步發(fā)射超聲波或同步接收超聲波。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的聲波觸控技術(shù)利用同一超聲波換能器即進行超聲波發(fā)射又進行超聲波接收，因而不需要設(shè)置任何反射器。本發(fā)明在任何情況的屏幕表面，如劃傷或臟污的屏幕表面都可以實現(xiàn)良好的觸控功能。本發(fā)明的聲波觸控模組可以容易地整合至顯示模組中，無論是設(shè)置于顯示裝置的上表面或下表面，并且可以達(dá)到100%的透光率，且不會影響顯示。另外，本發(fā)明的聲波觸控模組由于利用聲波的回聲延遲進行觸控感測，因此，不限于柔軟的物體，即使是硬質(zhì)的，例如，觸控筆等的觸控也能得到響應(yīng)。另外，本發(fā)明的觸控裝置可以適應(yīng)單點觸控也可以應(yīng)用于多點觸控中。附圖說明圖1是本發(fā)明第一實施方式的觸控顯示面板的立體圖。圖2是本發(fā)明第一實施方式的至少一超聲波換能器發(fā)射超聲波的示意圖。圖3是本發(fā)明第二實施方式的觸控顯示面板的立體圖。主要元件符號說明觸控顯示裝置100、200顯示面板10、40邊框30、60超聲波換能器20、50壓電材料222、522如下具體實施方式將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。具體實施方式本發(fā)明的觸控顯示裝置包括顯示面板、設(shè)置于顯示面板一側(cè)的至少一超聲波換能器，該至少一超聲波換能器位于顯示面板角落。請參閱圖1，本發(fā)明第一實施方式的觸控顯示裝置100包括一顯示面板10、設(shè)置于所述顯示面板10一側(cè)的二超聲波換能器20和設(shè)置于所述顯示面板10與超聲波換能器20同側(cè)的一邊框30，在本實施例中，該二超聲波換能器20設(shè)置于顯示面板10上方，即顯示面板10用于觸控的一側(cè)，二超聲波換能器20發(fā)出能夠覆蓋整個顯示面板10表面的超聲波并相應(yīng)地接收整個顯示面板10表面上所有反射回來的超聲波。二超聲波換能器20整合于邊框30中且設(shè)置于邊框30的角落。在本發(fā)明其他實施例中，二超聲波換能器20也可以設(shè)置于顯示面板10下方，即顯示面板10遠(yuǎn)離觸控物的一側(cè)。所述顯示面板10可以是LCD面板、OLED面板、IPS面板或AMOLED面板等市面上常見的面板。通過設(shè)置超聲波換能器20的形狀可以控制超聲波換能器20發(fā)出的不同形狀的超聲波。本實施方式中，超聲波換能器20發(fā)射的超聲波具有一直線波前。超聲波換能器20用于產(chǎn)生和接收超聲波脈沖，超聲波換能器20產(chǎn)生和接收超聲波脈沖的時間間隔開來。例如，在第一時間段內(nèi)超聲波換能器20發(fā)出超聲波脈沖，在隨后的第二時間段內(nèi)超聲波換能器20接收超聲波脈沖，循環(huán)往復(fù)。具體地，超聲波換能器20包括至少一透明壓電材料22，所述透明壓電材料22可以為復(fù)合壓電材料或有機高分子壓電材料。例如，聚二氟亞乙烯（PolyvinylideneFluoride,PVDF），鈦酸鋇(BaiO3)、鈦酸鉛(PbiO3)和鋯鈦酸鉛(Pb(Zri)O3,PZT)、鉭鈧酸鉛（PST）、石英、(Pb，Sm)iO3、PMN(Pb(MgNb)O3)-PT(PbTiO3)和偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物（PVDF-TrFE）等。在本實施例中，超聲波換能器20的至少一個壓電材料22呈一直線排列，從而使發(fā)射的超聲波形成一直線波前。超聲波換能器20還可以包括與每一壓電材料22一一相連的天線24，各壓電材料22通過與其相連的天線24獨立接收控制信號，并根據(jù)控制信號，發(fā)射或接收超聲波，從而對顯示面板10用于觸控的表面進行全面掃描。在本實施例中，超聲波換能器20的各壓電材料22根據(jù)控制信號，同時發(fā)射或接收超聲波，而在本發(fā)明其他實施例中，超聲波換能器20的各壓電材料22可以根據(jù)控制信號，依次發(fā)射或接收超聲波，只需要發(fā)出的超聲波可以在響應(yīng)時間內(nèi)對顯示面板10用于觸控的表面進行全面掃描即可。本發(fā)明的一實施例如圖2所示，超聲波換能器20包括6個壓電材料22，所述壓電材料22通過天線24接收控制信號，并根據(jù)控制信號在同一時刻分別發(fā)出不同相位的超聲波，例如0°、22°、45°、68°、90°和102°的超聲波。這些超聲波疊加后形成一直線波前并以一掃描角度θ對整個顯示面板10表面進行掃描?？梢岳斫?，雖本實施例中列舉的超聲波換能器20包括6個壓電材料22，但在本發(fā)明的其他實施例中，壓電材料22的個數(shù)不限定于6個，其發(fā)出的超聲波也不限于本實施例中所列舉的相位。一個觸控點的位置至少包含X軸坐標(biāo)值x和Y軸坐標(biāo)值x和y，在本實施方式中，可以設(shè)有二超聲波換能器20的一側(cè)邊為X軸，與所述X軸方向垂直的方向為Y軸方向，則對于一個固定的坐標(biāo)系，即坐標(biāo)軸X、Y及原點的位置確定的坐標(biāo)系，每一超聲波換能器20在所述坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是確定且可以獲得的。下面結(jié)合本發(fā)明第一實施例，對本發(fā)明的觸控感測方法進行說明。首先，對二超聲波換能器20發(fā)出脈沖信號，基于該脈沖信號該二超聲波換能器20同步發(fā)射超聲波脈沖或同步接收反射回來的超聲波脈沖，從而對顯示面板10用于觸控的表面進行掃描。請參閱圖1，在各超聲波換能器20的發(fā)射時段，各超聲波換能器20發(fā)射的超聲波沿觸控顯示面板表面?zhèn)鞑?。在各超聲波換能器20的接收時段，在沒有觸控物體觸摸顯示面板10表面時，各超聲波換能器20發(fā)出的脈沖信號被記錄作為參照信號。當(dāng)有觸控物體觸碰顯示面板10表面時，各超聲波換能器20發(fā)射的超聲波碰到觸控物體表面后部分被觸控物體反射回來且被各超聲波換能器20接收，將接收到的反射聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號與紀(jì)錄的參照信號比較，分別計算反射聲波信號相對于發(fā)射脈沖的延遲時間，然后根據(jù)檢測到的反射聲波脈沖信號相對于發(fā)射超聲波脈沖信號的延遲時間以及超聲波的傳播速度，計算得到觸控物體與各超聲波換能器20的距離大小，根據(jù)該距離和發(fā)射超聲波的二超聲波換能器20坐標(biāo)可以計算出觸控物體Y坐標(biāo)。具體地，設(shè)二超聲波換能器20的坐標(biāo)分別為（X1，Y1）和（X2，Y2）。根據(jù)檢測到的反射聲波脈沖信號相對于發(fā)射超聲波脈沖信號的延遲時間以及超聲波的傳播速度，計算得到觸控物體與坐標(biāo)為（X1，Y1）的超聲波換能器20的距離為S1，與坐標(biāo)為（X2，Y2）的超聲波換能器20的距離為S2，則觸控物體位于以坐標(biāo)為（X1，Y1）的超聲波換能器20為圓心以S1為半徑的圓和以坐標(biāo)為（X2，Y2）的超聲波換能器20的為圓心以S2為半徑的圓的交點上，則觸控點的坐標(biāo)就可以計算出來。可以理解，X軸和Y軸可以是在顯示面板10上任意選定的，無論如何選取該直角坐標(biāo)系，根據(jù)超聲波換能器20發(fā)出超聲波后接收到反射回來的超聲波的時間、超聲波發(fā)射的路線和超聲波的波速即可計算出觸控點的坐標(biāo)。請參閱圖3，本發(fā)明第二實施方式的觸控顯示裝置200包括一顯示面板40、一設(shè)置于所述顯示面板40一側(cè)的超聲波換能器50和設(shè)置于所述顯示面板40同側(cè)的一邊框60，在本實施例中，該二超聲波換能器50設(shè)置于顯示面板40下方，即顯示面板40遠(yuǎn)離觸控物體的一側(cè)，二超聲波換能器50發(fā)出能夠覆蓋整個顯示面板40表面的超聲波并相應(yīng)地接收整個顯示面板40表面上所有反射回來的超聲波。超聲波換能器50整合于邊框60中且設(shè)置于邊框60的角落。通過設(shè)置超聲波換能器50的形狀可以控制超聲波換能器50發(fā)出的不同形狀的超聲波。本實施方式中，二超聲波換能器50發(fā)射的超聲波具有一圓形波前?？梢岳斫猓诒緦嵤┓绞街?，該二超聲波換能器50發(fā)射的超聲波均具有一圓形波前。在本發(fā)明其他實施方式，至少一超聲波換能器50發(fā)射的超聲波的波前可以相同，也可以不同。例如，一超聲波換能器50發(fā)射的超聲波具有直線波前，而另一超聲波換能器50發(fā)射的超聲波具有圓形波前。超聲波換能器50包括至少一壓電材料52，所述壓電材料用于產(chǎn)生和接收超聲波。壓電材料可以由透明壓電材料制成，所述透明壓電材料可以為復(fù)合壓電材料或有機高分子壓電材料。例如，聚二氟亞乙烯（PolyvinylideneFluoride,PVDF），鈦酸鋇(BaiO3)、鈦酸鉛(PbiO3)和鋯鈦酸鉛(Pb(Zri)O3,PZT)、鉭鈧酸鉛（PST）、石英、(Pb，Sm)iO3、PMN(Pb(MgNb)O3)-PT(PbTiO3)和偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物（PVDF-TrFE）等。在本實施例中，超聲波換能器50的至少一個壓電材料52呈一環(huán)狀排列，從而使發(fā)射的超聲波形成一圓形波前。一個觸控點的位置至少包含X軸坐標(biāo)值x和Y軸坐標(biāo)值x和y在本實施方式中，設(shè)有二超聲波換能器50的一側(cè)邊為X軸，與所述X軸方向垂直的方向為Y軸方向，則對于一個固定的坐標(biāo)系，即坐標(biāo)軸X、Y及原點的位置確定的坐標(biāo)系，每一超聲波換能器50在所述坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是確定且可以獲得的。與第一實施例相同，超聲波換能器50還可以包括與每一壓電材料52一一相連的天線54，各壓電材料52通過與其相連的天線54獨立接收控制信號，并根據(jù)控制信號，發(fā)射或接收超聲波，從而對顯示面板40用于觸控的表面進行全面掃描。在本實施例中，超聲波換能器50的各壓電材料52根據(jù)控制信號，同時發(fā)射或接收超聲波，而在本發(fā)明其他實施例中，超聲波換能器50的各壓電材料52可以根據(jù)控制信號，依次發(fā)射或接收超聲波，只需要發(fā)出的超聲波可以在響應(yīng)時間內(nèi)對顯示面板40用于觸控的表面進行全面掃描即可。下面結(jié)合本發(fā)明第二實施例，對本發(fā)明的觸控感測方法進行說明。首先，對二超聲波換能器50發(fā)出脈沖信號，基于該脈沖信號該二超聲波換能器50同步發(fā)射超聲波脈沖或同步接收反射回來的超聲波脈沖，從而對顯示面板40用于觸控的表面進行掃描。請參閱圖3，在各超聲波換能器50的發(fā)射時段，各超聲波換能器50發(fā)射的超聲波沿觸控顯示面板表面?zhèn)鞑?。在各超聲波換能器50的接收時段，在沒有觸控物體觸摸顯示面板40表面時，各超聲波換能器50發(fā)出的脈沖信號被記錄作為參照信號。當(dāng)有觸控物體觸碰顯示面板40表面時，各超聲波換能器50發(fā)射的超聲波碰到觸控物體表面后部分被觸控物體反射回來且被各超聲波換能器50接收，將接收到的反射聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號與紀(jì)錄的參照信號比較，分別計算反射聲波信號相對于發(fā)射脈沖的延遲時間，然后根據(jù)檢測到的反射聲波脈沖信號相對于發(fā)射超聲波脈沖信號的延遲時間以及超聲波的傳播速度，計算得到觸控物體與各超聲波換能器50的距離大小，根據(jù)該距離和發(fā)射超聲波的二超聲波換能器50坐標(biāo)可以計算出觸控物體Y坐標(biāo)。具體地，設(shè)二超聲波換能器50的坐標(biāo)分別為（X3，Y3）和（X4，Y4）。根據(jù)檢測到的反射聲波脈沖信號相對于發(fā)射超聲波脈沖信號的延遲時間以及超聲波的傳播速度，計算得到觸控物體與坐標(biāo)為（X3，Y3）的超聲波換能器50的距離為S3，與坐標(biāo)為（X4，Y4）的超聲波換能器50的距離為S4，則觸控物體位于以坐標(biāo)為（X3，Y3）的超聲波換能器50為圓心以S3為半徑的圓和以坐標(biāo)為（X4，Y4）的超聲波換能器50的為圓心以S4為半徑的圓的交點上，則觸控點的坐標(biāo)就可以計算出來?？梢岳斫猓緦嵤┓绞街?，顯示面板的二相鄰角落分別設(shè)置有二超聲波換能器。在本發(fā)明其他實施方式中，還可以在顯示面板的二相對角落分別設(shè)置二超聲波換能器、或在顯示面板的任意一個角落設(shè)置超聲波換能器或在顯示面板的三個角落甚至四個角落均設(shè)置一超聲波換能器。僅在顯示面板的任意一個角落設(shè)置超聲波換能器的實施例中，其觸控物體的觸控點的坐標(biāo)的計算方法與本發(fā)明第一實施例不同，可以通過超聲波換能器的各壓電材料發(fā)出的超聲波的路線、發(fā)射超聲波的延遲時間和超聲波傳播的速度計算觸控點坐標(biāo)。可以理解，根據(jù)本發(fā)明的感測方法，不僅可以進行單點觸控的感測，還可以同時進行多點觸控的感測。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的聲波觸控技術(shù)利用同一超聲波換能器即進行超聲波發(fā)射又進行超聲波接收，因而不需要設(shè)置任何反射器。本發(fā)明在任何情況的屏幕表面，如劃傷或臟污的屏幕表面都可以實現(xiàn)良好的觸控功能。本發(fā)明的聲波觸控模組可以容易地整合至顯示模組中，無論是設(shè)置于顯示裝置的上表面或下表面，并且可以達(dá)到100%的透光率，且不會影響顯示。另外，本發(fā)明的聲波觸控模組由于利用聲波的回聲延遲進行觸控感測，因此，不限于柔軟的物體，即使是硬質(zhì)的，例如，觸控筆等的觸控也能得到響應(yīng)。另外，本發(fā)明的觸控裝置可以適應(yīng)單點觸控也可以應(yīng)用于多點觸控中。本發(fā)明的超聲波換能器發(fā)出的超聲波具有直線波前或圓形波前，因此，使用兩個超聲波相控陣單元即可對顯示面板的觸控表面進行全面掃描，結(jié)構(gòu)較為簡單。當(dāng)前第1頁1 2 3