CN101794545A

CN101794545A - 显示控制器及用于其的触碰侦测方法及电路

Info

Publication number: CN101794545A
Application number: CN 200910001179
Authority: CN
Inventors: 林琮富; 陈佐民; 谢宜政; 洪国强
Original assignee: MStar Software R&D Shenzhen Ltd; MStar Semiconductor Inc Taiwan
Current assignee: ILI Techonology Corp
Priority date: 2009-02-01
Filing date: 2009-02-01
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2029-02-01
Also published as: CN101794545B

Abstract

本发明公开了一种显示控制器及用于其的触碰侦测方法及电路，可以降低成本与组装复杂度。触控控制电路包括第一电流源、第二电流源、复数个开关、迟滞比较器、除频电路及触发器，复数个开关耦接于外部复数个接触点，迟滞比较器具有第一参考比较电压与第二参考比较电压，经由该些开关将该些接触点择一耦接于该迟滞比较器的输入端，第一电流源与该第二电流源耦接于迟滞比较器的输入端以产生感测电压，迟滞比较器将感测电压与第一参考比较电压及第二参考比较电压进行迟滞比较，以产生迟滞比较输出，用以控制第一电流源与第二电流源的致能与否。

Description

显示控制器及用于其的触碰侦测方法及电路

技术领域

本发明涉及一种电容式触控控制方法及其电路，尤指一种整合至显示控制器的电容式触控控制方法及其电路。

背景技术

笔记型计算机键盘的上方边缘会有数个发光二极管与对应按键操控特殊功能，或者，计算机屏幕或电视也会有一些按键操控屏幕显示功能(on-screendisplay，简称OSD)，随着触控技术的发展，小型触控面板也逐渐应用在高阶产品上，可以减少按键组件的使用，让产品的附加价值提升，减少按键长期使用后损坏的机会，使用可靠度也增加。

图1为现有技术的小型显示电路10，利用按键1～7分别控制发光二极管D1～D7是否发光显示，电阻R1～R7分别为限流电阻，由连接器12连接到显示控制器(未显示)。

图2为现有技术的小型触控显示电路20，包含接触板22与触控控制器24，接触板22耦接至触控控制器24，接触板22提供使用者复数个接触点CS0～CS5，讯号26提供触控控制器24接地于接触板22。应注意到，使用者经由触控所提供的讯号变化十分微弱，也容易受到环境干扰，现有技术必须利用独立的触控控制器24，典型的为独立的集成电路(integrated circuit，IC)，且必须将触控控制器24设置邻近于接触板22，接触板22与触控控制器24所形成的小型触控显示电路20系布局实现于一块独立的小型电路板上，远离于其它控制电路板或电源电路板，以最小化讯号的干扰，才可以实现触控控制。

因此十分殷切需要发展出一套可以降低成本的触控控制解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种显示控制器及用于其的触碰侦测方法及电路，可以降低成本与组装复杂度。

为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种显示控制器，包括触控控制电路以及脉波宽度调变电路，触控控制电路藉由主张触控重置讯号而侦测接触点是否被触碰；脉波宽度调变电路，耦接至触控控制电路，用以产生脉波宽度调变讯号，触控重置讯号与脉波宽度调变讯号相关于影像同步讯号，例如水平同步讯号、垂直同步讯号或输出水平同步讯号，触控重置讯号系同步于影像同步讯号，或者，触控控制电路接收影像同步讯号以产生一同步讯号给脉波宽度调变电路，使得脉波宽度调变电路产生该脉波宽度调变讯号以同步于该同步讯号。

本发明更提供了一种整合于显示控制器中的触控控制电路，包括第一电流源、第二电流源、复数个开关、迟滞比较器、除频电路及触发器，复数个开关耦接于外部复数个接触点，迟滞比较器具有第一参考比较电压与第二参考比较电压，经由该些开关将该些接触点择一耦接于该迟滞比较器的输入端，第一电流源与该第二电流源耦接于迟滞比较器的输入端以产生感测电压，迟滞比较器将感测电压与第一参考比较电压及第二参考比较电压进行迟滞比较，以产生迟滞比较输出，用以控制第一电流源与第二电流源的致能与否；除频电路接收迟滞比较输出并进行除频以产生除频讯号，触发器耦接于除频电路，用以产生取样输出，触发器具有一频率端，用以接收上升缘触发讯号，以产生取样输出，代表迟滞比较输出的频率值是否高于一预定值。

本发明还提供了一种应用于显示控制器内的触碰侦测方法，包括产生相关于影像同步讯号的触控重置讯号；响应于该触控重置讯号，相应于接触点以产生具有感测频率的感测电压；以及根据感测频率决定该接触点是否被触碰，当决定接触点被触碰时，产生一控制序列控制一接触板上复数个发光二极管是否发亮。

本发明采用的用于显示控制器的触碰侦测方法及其电路，可实现将电容式触控控制电路整合于缩放控制芯片或电视控制芯片中，达到降低成本与组装复杂度的目的。

附图说明

图1为现有技术的小型显示电路。

图2为现有技术的小型触控显示电路。

图3为根据本发明具体实施例的整合至显示控制器的电容式触控控制电路。

图4为利用图3实施例进行接触点侦测的等效电路。

图5为根据本发明另一具体实施例的整合至显示控制器的电容式触控控制电路。

图6为根据本发明具体实施例的整合触控控制电路的显示控制器的方块图。

图7为图3、图6具体实施例的相关讯号波形图。

图8为根据本发明另一具体实施例的整合触控控制电路的显示控制器的方块图。

图9为图3、图8具体实施例的相关讯号波形图。

图10为根据本发明具体实施例的侦测感测频率的电路图。

图11为根据本发明具体实施例的触碰侦测方法流程图。

【主要组件符号说明】

10 小型显示电路 D1～D7 发光二极管

R1～R7 电阻 12 连接器

20 小型触控显示电路 22 接触板

24 触控控制器 26 讯号

CS0～CS5 接触点

300、400、500 电容式触控控制电路 310 接触板

320 迟滞比较器 I_source、I_sink 电流源

S00、S01、S10、S11、S20、S21 开关

S30、S31、S40、S41、S50、S51 开关

600、800 显示控制器 610、810 触控控制电路

620、820 脉波宽度调变电路 630、830 接触板

640、840 背光板 550 缓冲器

312、612、614 讯号

624、824 脉波宽度调变讯号 626、812 影像同步讯号

1020 除频电路 1040 触发器

具体实施方式

图3为根据本发明具体实施例的整合至显示控制器的电容式触控控制电路300，电容式触控控制电路300可以整合至显示控制器中，例如缩放控制芯片(scaler)或电视控制芯片，电容式触控控制电路300包含复数个开关S00～S51、电流源I_source、I_sink、迟滞比较器(hysteresis comparator)320，电容式触控控制电路300耦接至远程的接触板310，于此实施例中，接触板310提供CS0～CS5六个接触点，接触板310经由讯号312提供接地讯号以改善讯号质量，接触板310所提供的CS0～CS5六个接触点，经由使用者的触碰位置，而产生不同的等效电容。举例而言，电容式触控控制电路300可以循序导通开关S01、S11、S21、S31、S41、S51，而将CS0～CS5六个接触点循序耦接于迟滞比较器320的正端，而将其余五个接触点接地，进行使用者触控位置的侦测。假设对接触点CS2进行侦测，电容式触控控制电路300将开关S21导通，而将其余五个接触点接地，其等效电路如图4所示。

图4为利用图3实施例对接触点CS2进行侦测的等效电路400，于此实施例中，接触点CS2耦接于迟滞比较器320的正端，而将其余五个接触点接地，根据使用者的触碰位置而产生不同的电容C_keypad，较佳地，利用电流源I_source对电容C_keypad充电，产生充电电压Vx；迟滞比较器320具有参考比较电压VH、VL，迟滞比较器320将充电电压Vx与参考比较电压进行比较，产生迟滞比较输出Vout，迟滞比较输出Vout可控制电流源I_source、I_sink的运作。也就是说，一开始未充电前，电压Vx为低位准，此时，致能电流源I_source而禁能电流源I_sink，利用电流源I_source对电容C_keypad充电，当电压Vx到达参考比较电压VH，迟滞比较输出Vout由低位准转为高位准，禁能电流源I_source而致能电流源I_sink，然后将电压Vx逐渐放电到参考比较电压VL，迟滞比较输出Vout再由高位准转为低位准，致能电流源I_source而禁能电流源I_sink，利用电流源I_source对电容C_keypad充电，如此循序往复，而因应不同的电容C_keypad产生不同感测频率。举例而言，人体本身大部分为水，相对于空气为良导体，当使用者手指碰触到接触点CS2，将使电容C_keypad变大，充放电的时间拉长，亦即接触点CS2处的感测频率变低。

图5为根据本发明另一具体实施例的整合至显示控制器的电容式触控控制电路500，其电路结构大致类似于图3实施例，差异在于增加了缓冲器550。接触板310通常需要以长连接缆线连接到电容式触控控制电路300，于此实施例中，利用开关S00～S51的导通与否，将未进行检测的多个接触点，耦接至缓冲器550的负端与输出端，而将进行感测的接触点CS2耦接至缓冲器550的正端，产生讯号屏蔽，改善讯号质量。

图6为根据本发明具体实施例的整合触控控制电路610的显示控制器600的方块图，显示控制器600包含触控控制电路610及脉波宽度调变电路620，触控控制电路610耦接于脉波宽度调变电路620，触控控制电路610与接触板630可以利用前面电路实施例实现，触控控制电路610经由讯号612感测使用者的触碰控制，触控控制电路610经由讯号614控制接触板630上复数个发光二极管(未示出)的亮灭，脉波宽度调变电路620产生脉波宽度调变讯号624控制背光板640的运作，脉波宽度调变电路620接收影像同步讯号626，并根据影像同步讯号626产生脉波宽度调变讯号624，使得脉波宽度调变讯号624波形产生相关于影像同步讯号626，举例而言，脉波宽度调变讯号624可同步于影像同步讯号626，所谓同步并不限定于频率完全相同，举例而言，脉波宽度调变讯号624与影像同步讯号626之间产生频率具有比例关系，而讯号开始产生的上升缘彼此对齐；脉波宽度调变电路620根据脉波宽度调变讯号624产生一同步讯号Sync给触控控制电路610，触发触控控制电路610，触控控制电路610根据同步讯号Sync控制触控控制电路610内部的运作，举例而言，触控控制电路610根据同步讯号Sync内部主张(assert)重置(reset)讯号TP_reset(未示出)，产生内部控制讯号以控制图3中诸多开关S00～S51的切换运作，因此，触控控制电路610与脉波宽度调变电路620的运作皆可相关于影像同步讯号626的运作，将讯号噪声降至最低，影像同步讯号626可以是水平同步讯号Hsync、垂直同步讯号Vsync或者输出水平同步讯号OHsync。

脉波宽度调变电路620产生脉波宽度调变讯号624控制背光板640的运作，举例而言，背光板640包含复数个发光二极管，脉波宽度调变电路620，可以利用显示控制器600内部的微控制器(microcontroller)实现，例如8051微控制器，相关于影像同步讯号626的出现，微控制器下达指令利用内部计数器(counter)计数适当计数值，便可决定脉波宽度调变讯号624的高低位准的宽度，经由显示控制器600的GPIO(general purpose input/output，通用输出/输入)脚位输出脉波宽度调变讯号624，控制背光板640的运作；或者，背光板640包含冷阴极灯管，此部分的说明可以参考同申请人于95年2月7日提出的第95105533号专利申请案的内容，在此不予赘述。

图7为图3、图6具体实施例的相关讯号波形图，脉波宽度调变讯号624或者发光二极管控制讯号相关于影像同步讯号626而产生，脉波宽度调变讯号624产生同步讯号Sync给触控控制电路610，触控控制电路610根据同步讯号Sync主张触控重置讯号TP_reset，电压Vx在参考比较电压VH、VL反复震荡，产生感测频率，也就是说，迟滞比较器320的输出Vout会产生具有感测频率的方波，应注意到，图标中的感测频率仅为示意波形；而此感测频率的方波可提供给显示控制器600内部后端的数字电路适当处理，或者搭配适当的软件运作，以决定对应的接触点是否被触碰。侦测感测频率的方式有多种可能变化，举例而言，利用计数器于预定期间内的触发次数而决定。

图8为根据本发明另一具体实施例的整合触控控制电路810的显示控制器800的方块图，显示控制器800包含触控控制电路810及脉波宽度调变电路820，分别耦接于外部接触板830与背光板840，其架构类似于图6实施例，差异在于触控控制电路810接收影像同步讯号812参考运作，相关于影像同步讯号812而主张触控重置讯号TP_reset，影像同步讯号812可以是水平同步讯号Hsync、垂直同步讯号Vsync或者输出水平同步讯号OHsync，触控控制电路810于主张重置讯号TP_reset时提供同步讯号Sync给脉波宽度调变电路820产生脉波宽度调变讯号824，将讯号噪声降至最低。

图9为图3、图8具体实施例的相关讯号波形图，触控控制电路810于主张触控重置讯号TP_reset后，电压Vx在参考比较电压VH、VL反复震荡，产生感测频率，也就是说，迟滞比较器320的输出Vout会产生具有感测频率的方波(未示出)；触控控制电路810于主张触控重置讯号TP_reset时提供同步讯号Sync’给脉波宽度调变电路820产生脉波宽度调变讯号824或者发光二极管控制讯号。

图10为根据本发明具体实施例的侦测感测频率的电路图，包含除以N的除频电路1020以及触发器(又称“正反器”)1040，除频电路1020耦接于触发器1040。于此实施例中，除频电路1020接收来自图3的迟滞比较器320的输出讯号Vout，受到触控重置讯号TP_reset的重置触发开始除频，经过除频后，于适当时机，送进一上升缘触发讯号于触发器1040的频率端，而取样当时的触发器1040的D输入端的讯号状态，于触发器1040的产生取样输出的反相，代表对应的接触点是否被触碰；举例而言，除频电路1020可以为一环计数器(ringcounter)，上述所谓适当时机系例举于一预定期间，除频电路1020是否有计数到一预定值，而在输出端产生高或低位准，即可代表感测频率的频率值是否高于一预定值；而上述预定期间可以由显示控制器内(未示出)的频率产生器(未示出)所产生的频率数量决定该预定期间的长短，而决定发出上述上升缘触发讯号于触发器1040的频率端的时机，达到侦测输出讯号Vout的频率的目的。

以液晶平面显示器为例，内部具有控制电路板，其上具有控制芯片，例如缩放控制芯片或电视控制芯片，熟知此技艺的人士可以了解控制芯片噪声非常高，而触控控制电路为噪声敏感的电路，现有技术无法将两者整合为一。经由以上实施例的揭露，熟知此技艺的人士可实现将电容式触控控制电路整合于缩放控制芯片或电视控制芯片中，达到降低成本与组装复杂度的目的。

图11为根据本发明具体实施例的用于显示控制器内的触碰侦测方法流程图，此流程开始于步骤1100，于步骤1110，产生相关于影像同步讯号的触控重置讯号TP_reset，影像同步讯号可以是水平同步讯号Hsync、垂直同步讯号Vsync或者输出水平同步讯号OHsync，举例而言，将触控重置讯号TP_reset同步于影像同步讯号，所谓「同步」并不限定于频率完全相同，举例而言，触控重置讯号TP_reset与影像同步讯号之间产生频率具有比例关系，而讯号开始产生的上升缘彼此对齐，或者，所谓「相关」可以是直接相关或者间接相关，举例而言，如以上电路实施例所揭露，触控重置讯号TP_reset可以直接同步于影像同步讯号，或者，由脉波宽度调变讯号同步于影像同步讯号，再将触控重置讯号TP_reset同步于脉波宽度调变讯号，反之亦然；于步骤1120，响应于触控重置讯号TP_reset，充放电一接触点以产生具有一感测频率的感测电压Vx；于步骤1130，将感测电压Vx与两个参考比较电压进行迟滞比较以产生迟滞比较输出；于步骤1140，根据感测频率决定该接触点是否被触碰，并输出控制讯号控制发光二极管的开关。较佳地，可以利用两个受控电流源进行充放电，而迟滞比较输出控制电流源的致能与否。

本发明揭示一种显示控制器，包括触控控制电路以及脉波宽度调变电路，触控控制电路藉由主张触控重置讯号而侦测接触点是否被触碰；脉波宽度调变电路，耦接至触控控制电路，用以产生脉波宽度调变讯号，触控重置讯号与脉波宽度调变讯号相关于影像同步讯号，例如水平同步讯号、垂直同步讯号或输出水平同步讯号，触控重置讯号系同步于影像同步讯号，或者，触控控制电路接收影像同步讯号以产生一同步讯号给脉波宽度调变电路，使得脉波宽度调变电路产生该脉波宽度调变讯号以同步于该同步讯号。

本发明亦揭示一种整合于显示控制器中的触控控制电路，包括第一电流源、第二电流源、复数个开关、迟滞比较器、除频电路及触发器，复数个开关耦接于外部复数个接触点，迟滞比较器具有第一参考比较电压与第二参考比较电压，经由该些开关将该些接触点择一耦接于该迟滞比较器的输入端，第一电流源与该第二电流源耦接于迟滞比较器的输入端以产生感测电压，迟滞比较器将感测电压与第一参考比较电压及第二参考比较电压进行迟滞比较，以产生迟滞比较输出，用以控制第一电流源与第二电流源的致能与否；除频电路接收迟滞比较输出并进行除频以产生除频讯号，触发器耦接于除频电路，用以产生取样输出，触发器具有一频率端，用以接收上升缘触发讯号，以产生取样输出，代表迟滞比较输出的频率值是否高于一预定值。

本发明亦揭示一种应用于显示控制器内的触碰侦测方法，包括产生相关于影像同步讯号的触控重置讯号；响应于该触控重置讯号，相应于接触点以产生具有感测频率的感测电压；以及根据感测频率决定该接触点是否被触碰，当决定接触点被触碰时，产生一控制序列控制一接触板上复数个发光二极管是否发亮。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求为准。

Claims

1.一种显示控制器，其特征在于，包括：

一触控控制电路，用以藉由主张一触控重置讯号而侦测一接触点是否被触碰；以及

一脉波宽度调变电路，耦接至该触控控制电路，用以产生一脉波宽度调变讯号；

其中，该触控重置讯号与该脉波宽度调变讯号相关于一影像同步讯号。

2.如权利要求1所述的显示控制器，其特征在于，该影像同步讯号为一水平同步讯号、一垂直同步讯号或一输出水平同步讯号。

3.如权利要求1所述的显示控制器，其特征在于，该触控重置讯号是同步于该影像同步讯号。

4.如权利要求3所述的显示控制器，其特征在于，该触控控制电路接收该影像同步讯号以产生一同步讯号给该脉波宽度调变电路，使得该脉波宽度调变电路产生该脉波宽度调变讯号以同步于该同步讯号。

5.如权利要求1所述的显示控制器，其特征在于，该脉波宽度调变讯号是同步于该影像同步讯号。

6.如权利要求5所述的显示控制器，其特征在于，该脉波宽度调变电路接收该影像同步讯号以产生一同步讯号给该触控控制电路，使得该触控控制电路产生该触控重置讯号以同步于该同步讯号。

7.如权利要求1所述的显示控制器，其特征在于，该触控控制电路耦接于一外部接触板。

8.如权利要求7所述的显示控制器，其特征在于，该外部接触板上具有复数个发光二极管，该触控控制电路控制该些发光二极管是否发亮。

9.如权利要求1所述的显示控制器，其特征在于，该脉波宽度调变电路耦接于一背光板。

10.如权利要求9所述的显示控制器，其特征在于，该背光板包含一冷阴极灯管。

11.如权利要求9所述的显示控制器，其特征在于，该背光板包含复数个发光二极管。

12.一种用于显示控制器内的触碰侦测方法，其特征在于，包含：

产生相关于一影像同步讯号的一触控重置讯号；

响应于该触控重置讯号，相应于一接触点以产生具有一感测频率的一感测电压；以及

根据该感测频率决定该接触点是否被触碰。

13.如权利要求12所述的用于显示控制器内的触碰侦测方法，其特征在于，该影像同步讯号为一水平同步讯号、一垂直同步讯号或一输出水平同步讯号。

14.如权利要求12所述的用于显示控制器内的触碰侦测方法，其特征在于，该触控重置讯号是同步于该影像同步讯号。

15.如权利要求12所述的用于显示控制器内的触碰侦测方法，其特征在于，更包含产生一相关于该影像同步讯号的脉波宽度调变讯号的步骤。

16.如权利要求15所述的用于显示控制器内的触碰侦测方法，其特征在于，该脉波宽度调变讯号是同步于该影像同步讯号。

17.如权利要求12所述的用于显示控制器内的触碰侦测方法，其特征在于，该产生触控重置讯号的步骤是根据系同步于该影像同步讯号而产生该触控重置讯号，并根据该影像同步讯号产生一另一同步讯号给一脉波宽度调变电路，使得该脉波宽度调变电路产生一脉波宽度调变讯号同步于该另一同步讯号。

18.如权利要求12所述的用于显示控制器内的触碰侦测方法，其特征在于，所述决定所述接触点是否被触碰的步骤是当决定该接触点被触碰时，产生一控制序列控制一接触板上复数个发光二极管是否发亮。

19.一种整合于显示控制器中的触控控制电路，其特征在于，包括：

一第一电流源；

一第二电流源；

复数个开关，耦接于外部复数个接触点；

一迟滞比较器，具有一第一参考比较电压与一第二参考比较电压，经由该些开关将该些接触点择一耦接于该迟滞比较器的一输入端，

其中，该第一电流源与该第二电流源耦接于该迟滞比较器的该输入端以产生一感测电压，该迟滞比较器将该感测电压与该第一参考比较电压及该第二参考比较电压进行迟滞比较，以产生一迟滞比较输出，用以控制该第一电流源与该第二电流源的致能与否。

20.如权利要求19所述的整合于显示控制器中的触控控制电路，其特征在于，它更包括：

一除频电路，用以接收该迟滞比较输出并进行除频以产生一除频讯号；以及

一触发器，耦接于该除频电路，用以产生一取样输出。