CN106557215B - 多点触摸感应显示装置以及用于指定其中触摸身份的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种指定多点触摸感应显示装置中的触摸身份的方法，包括：施加触摸驱动信号给触摸屏的触摸传感器并产生原始触摸数据；基于原始触摸数据检测触摸点并给触摸点分别指定临时身份(ID)；基于触摸点之间的距离差将触摸点分组以形成触摸群组；分别基于触摸群组形成自适应触摸群组。所述方法还包括设定比较区块，所述比较区块包括彼此接触或交叠的一个或多个自适应触摸群组；和匹配在当前帧中被指定给比较区块内的一个触摸点的临时ID与在前一帧中的比较区块内的多个触摸ID中的一个。

Description

多点触摸感应显示装置以及用于指定其中触摸身份的方法

本申请要求2015年9月30日提交的韩国专利申请10-2015-0137746的权益，通过参考将其并入本文用于所有目的，就如在此全部列出一样。

技术领域

本发明涉及触摸感应显示装置，尤其涉及多点触摸感应显示装置以及用于指定多点触摸感应显示装置的触摸身份的方法。

背景技术

用户界面(UI)被配置成使得用户能与各种电子设备通讯和能容易且舒适地如其所愿地控制电子设备。用户界面的实例包括但不限于，键区、键盘、鼠标、屏上显示(OSD)、和具有红外通讯功能或者射频(RF)通讯功能的远程控制器。用户界面技术已经连续发展以增加用户感知力和操控简便性。目前更进一步开发出的用户界面包括触摸UI、声音识别UI、3DUI等。

已经将触摸UI广泛用在诸如智能电话的便携式信息设备中，其用途已经扩展至笔记本电脑、计算机监控器以及家用电器中。当用户用他或她的手指或者其它指针触摸到触摸传感器时，具有电容触摸传感器的触摸屏通过感应电容变化(即触摸传感器的电荷量变化)检测触摸输入。

目前，随着显示装置尺寸变大，对于能够同时识别多点触摸输入的多点触摸感应显示装置的兴趣日益增加。多点触摸感应显示装置使用身份(ID)追踪技术划分接收自多个用户的多个触摸输入，之后执行匹配当前帧的触摸ID和前一帧的触摸ID的操作。通过这种触摸ID指定操作，可将在多帧周期期间重复变化的相同用户的触摸坐标与相同触摸ID联系起来。

现有技术的触摸ID指定技术比较第n帧(n是大于1的正整数)触摸点和第(n-1)帧触摸点，区分触摸点的优先次序，并将第n帧的触摸点中的每一个都和具有相对高优先级的第(n-1)帧的触摸ID联系起来。由于现有技术的触摸ID指定技术必须比较触摸屏的所有触摸点之间的连通性，因此当触摸点数量增加时，指定触摸ID所需的处理时间增加。因此，触摸报告率减少，且触摸等待时间(touch latency)性能受到损害。

如图1至3中所示，已经提出了一种用于将比较对象的区域缩小至相邻触摸群组的方法以解决上述问题。现有技术提出的方法将触摸输入分成事先设定的触摸群组并比较每个触摸群组的触摸点和相邻触摸群组的所有触摸ID。在图1中，具有阴影的小矩形表示触摸点。在图1和图2中，第二群组GP2、第七至第九群组GP7-GP9以及第十二至第十四群组GP12-GP14每一个都具有触摸点。在图2中，具有触摸点的群组由圆形表示。

属于第二群组GP2的触摸点的数量是五，与第二群组GP2相比，属于相邻群组GP1、GP3、GP6、GP7和GP8的触摸点总数为十。第二群组GP2和其相邻群组中的触摸点的总数是15。由此，用于将第二群组GP2的触摸点指定给触摸ID的比较处理数目为255(＝15*15)。按照与第二群组GP2相同的方式，属于第八群组GP8的触摸点数目是五，与第八群组GP8相比，属于相邻群组GP2-GP4、GP7、GP9和GP12-GP14的触摸点总数是28。第八群组GP8和其相邻群组中的触摸点的总数是33。由此，用于将第八群组GP8的触摸点指定给触摸ID的比较处理数目是1089(＝33*33)。

现有技术提出的方法比较相邻的触摸群组，而不比较触摸屏的整个区域，由此能缩小比较对象的区域。但是，当使用大量的相邻触摸群组(即大量的比较触摸群组)且触摸点聚集在比较触摸群组(例如，图3的群组GP1)上时，难以减少处理时间。

当触摸报告率减少且触摸等待时间性能受到损害时，难以实现触摸输入的快速响应。

发明内容

因此，本发明涉及一种多点触摸感应显示装置以及用于指定多点触摸感应显示装置的触摸身份的方法，其基本避免了由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。

本发明的目的是提供了一种多点触摸感应显示装置以及在多点触摸感应显示装置中指定触摸身份的方法，即使由于大面积触摸屏导致触摸点的数目增加时，其能够降低处理时间，从而增加触摸报告率和改进触摸等待时间性能。

本发明的其他特征和优点在随后的说明书中列出，部分特征和优点从说明书描述中是明显的，或者可以通过实践本发明领会到。通过说明书、权利要求书和附图所特别之处的结构可以实现和获得本发明的目的和其他优点。

为了实现这些和其他优点且根据本发明的目的，如具体和概括描述的，一种在多点触摸感应显示装置中指定触摸身份的方法，所述多点触摸感应显示装置具有触摸屏，所述触摸屏具有多个触摸传感器，所述方法包括：施加触摸驱动信号给触摸屏的触摸传感器并产生原始触摸数据；基于原始触摸数据检测多个触摸点并给触摸点分别指定临时身份(ID)；基于触摸点之间的距离差将触摸点分组以形成多个触摸群组；形成多个自适应触摸群组，每一自适应触摸群组都基于触摸群组的各自一个；设定比较区块，所述比较区块包括彼此接触或交叠的一个或多个自适应触摸群组；和通过在比较区块内将当前帧的一个触摸点仅与前一帧的触摸ID所表现的触摸点进行比较，匹配在当前帧中被指定给比较区块内的所述一个触摸点的临时ID与在前一帧中的比较区块内的多个触摸ID中的一个。

在另一方面，一种多点触摸感应显示装置，包括：触摸屏，所述触摸屏具有多个触摸传感器；和触摸驱动装置，所述触摸驱动装置配置成施加触摸驱动信号给触摸传感器和感应一个或多个触摸点，所述触摸驱动装置包括：触摸感应电路，所述触摸感应电路配置成感应一个或多个触摸传感器的电容变化并基于电容变化产生原始触摸数据；和触摸分析器，所述触摸分析器配置成基于原始触摸数据检测多个触摸点并给触摸点分别指定临时身份(ID)，基于触摸点之间的距离差将触摸点分组以形成多个触摸群组，分别基于触摸群组形成多个自适应触摸群组，设定比较区块，所述比较区块包括彼此接触或交叠的一个或多个自适应触摸群组，和通过在比较区块内将当前帧的一个触摸点仅与前一帧的触摸ID所表现的触摸点进行比较，匹配在当前帧中被指定给比较区块内的所述一个触摸点的临时ID与在前一帧中的比较区块内的多个触摸ID中的一个。

应当理解，前面的概括描述和后面的详细描述是示范性和解释性的，意在于提供如权利要求所保护的发明的进一步理解。

附图说明

给本发明提供进一步理解并并入本说明书组成本说明书一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于描述本发明的原理。在附图中：

图1至3示出了现有技术触摸身份(ID)指定技术的实例；

图4说明了根据本发明示范性实施例的用于多点触摸感应显示装置的触摸ID指定方法；

图5说明了用于为触摸点指定不同临时ID的示范性标记操作；

图6A和6B说明了用于检测触摸点的示范性方法；

图7示出了触摸群组和分别包围触摸群组的群组分割线的实例；

图8A和8B说明了将触摸点分组以形成触摸群组的示范性方法；

图9示出了包括触摸点的触摸群组、包围触摸群组的群组分割线、和自群组分割线延伸的自适应触摸群组的实例；

图10示出了匹配当前帧的临时ID与前一帧的触摸ID的实例；

图11示出了示范性比较区块，每一比较区块包括彼此接触或交叠的一个或多个自适应触摸群组；

图12示出了用于在图11的自适应触摸群组中指定触摸ID的比较处理的数目；

图13示出了根据本发明示范性实施例的多点触摸感应显示装置；

图14示出了包括互电容触摸传感器的触摸屏的实例；

图15示出了包括自电容触摸传感器的触摸屏的实例；

图16示出了将一帧周期时分成显示驱动周期和触摸传感器驱动周期的实例；

图17示出了图13的触摸分析器的具体示范性结构；和

图18至20示出了根据本发明示范性实施例的触摸驱动装置的各实例。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的实施方式，在附图中图示了这些实施方式的一些例子。尽可能地在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部分。而且，将省略已知技术的详细描述。

图4说明了根据本发明示范性实施例的用于多点触摸感应显示装置的触摸身份(ID)指定(assignment)方法。图5至10使用各种实例更具体说明了图4的触摸ID指定方法。

如图4所示，根据本发明示范性实施例的多点触摸感应显示装置的触摸ID指定方法包括：原始触摸数据产生步骤S1、标记(labeling)步骤S2、触摸分组步骤S3、自适应触摸群组形成步骤S4、触摸ID追踪和指定步骤S5、以及传输步骤S6。

原始触摸数据产生步骤S1驱动触摸屏中包括的触摸传感器并产生原始触摸数据。触摸屏可与显示面板单独配置以显示图像，或者可嵌入或集成到显示面板的像素阵列中。触摸屏包括多个触摸传感器，每一个触摸传感器都具有电容。电容可分类成自电容和互电容。自电容可沿着形成在一个方向上的单层的导体线形成，互电容可形成在彼此垂直的两条导体线之间。

在原始触摸数据产生步骤S1中，将触摸驱动信号施加至触摸传感器，从而改变触摸传感器的电荷量。之后，接收触摸传感器中电荷量的变化，和对该变化量执行模数转换，从而产生原始触摸数据。

如图5中所示，在标记步骤S2中，基于原始触摸数据检测触摸点P1至P8，并为触摸点P1至P8分别指定临时ID I1’至I8’。对此，如图6A中所示，例如，标记步骤S2可包括基于预定临界值处理原始触摸数据和提取触摸区TAR。而且，如图6B中所示，例如，标记步骤S2还可包括计算每个触摸区TAR的质心(center of mass)和基于计算结果检测触摸点P1至P8。

如图6B中所示，一个触摸区TAR可包括多个节点感应值。计算触摸区TAR的质心，以将触摸区TAR表示为触摸点。获得质心的公式是ΣMiRi/ΣMi，其中“i”是正整数，M是节点感应值，R是每个节点感应值的位置。例如，如图6B中所示，质心的x和y坐标(x,y)是(2.22,2.09)，其中x＝(1*1+6*2+96*2+26*3+10*2)/(1+6+96+26+10)＝2.2，y＝(1*2+6*3+96*2+26*2+10*1)/(1+6+96+26+10)＝2.09。质心的坐标(x,y)是触摸点P。

触摸分组步骤S3基于触摸点P1至P8之间的距离差将触摸点P1至P8分组，以形成多个触摸群组，例如图7所示的GP1和GP2。如图8A和8B中所示，例如，触摸分组步骤S3可包括设定虚拟群组引导线IGL1和IGL2，每一个虚拟群组引导线IGL1和IGL2都包围至少一个触摸点，和在确定群组引导线IGL1和IGL2是否与任何触摸点P1至P8交叠的同时，以预定比率延伸各条群组引导线IGL1和IGL2。当群组引导线ILG1和IGL2不再与任何触摸点P1至P8交叠时，群组引导线IGL1和IGL2分别包围的触摸点P1-P4和P5-P8分别形成为单个的触摸群组GP1和GP2。图8A和8B示出了示范性进展。由于在触摸分组步骤S3中基于触摸点之间的距离差来自适应(或者灵活)地确定触摸群组的范围，因此与现有技术装置相比，本发明的示范性实施例能显著地缩小比较对象的区域。

更具体地，如图8A的(a)部分中所示，触摸分组步骤S3可包括在触摸点P1至P8上执行分组处理。如图8A的(b)部分中所示，在触摸分组步骤S3，第一群组引导线IGL1可设定成包围第一触摸点P1。这种情况下，如图8A的(c)部分中所示，由于第二触摸点P2的一部分与第一群组引导线IGL1交叠，因此触摸分组步骤S3可包括以预定比率延伸第一群组引导线IGL1，使得第一次延伸的第一群组引导线IGL1包围第一和第二触摸点P1和P2二者。在本文公开的示范性实施例中，可依据触摸报告率和最大触摸划线速度(touch drawing speed)中的至少一个事先确定所述预定比率。随后，如图8A的(d)部分中所示，由于第一次延伸的第一群组引导线IGL1现在与第四触摸点P4的一部分交叠，因此触摸分组步骤S3可包括以预定比率延伸第一次延伸的第一群组引导线IGL1，使得第二次延伸的第一群组引导线IGL1包围所有的第一、第二和第四触摸点P1、P2和P4。随后，如图8B的(e)部分中所示，由于第二次延伸的第一群组引导线IGL1现在与第三触摸点P3的一部分交叠，因此触摸分组步骤S3可包括以预定比率延伸第二次延伸的第一群组引导线IGL1，使得第三次延伸的第一群组引导线IGL1包围所有的第一至第四触摸点P1至P4。由于第三次延伸的第一群组引导线IGL1不再与另一个触摸点交叠，因此触摸分组步骤S3可包括将第三次延伸的第一群组引导线IGL1所包围的第一至第四触摸点P1至P4设定为形成第一触摸群组GP1。

接下来，如图8B的(f)部分中所示，触摸分组步骤S3包括确定包围第五触摸点P5的第二群组引导线IGL2。这种情况下，如图8B的(g)部分中所示，由于第六触摸点P6的一部分与第二群组引导线IGL2交叠，因此触摸分组步骤S3可包括以预定比率延伸第二群组引导线IGL2，使得第一次延伸的第二群组引导线IGL2包围第五和第六触摸点P5和P6二者。如图8B的(g)部分中所示，当第七和第八触摸点P7和P8接近第六触摸点P6时，第七和第八触摸点P7和P8可被包括在第一次延伸的第二群组引导线IGL2中。由此，如图8B的(h)部分中所示，触摸分组步骤S3可包括将第一次延伸的第二群组引导线IGL2所包围的第五至第八触摸点P5至P8设定为形成第二触摸群组GP2。

如图9中所示，在完成触摸分组之后，触摸分组步骤S3可包括设定分别包围触摸群组GP1和GP2的群组分割线GDL1和GDL2。每个群组分割线GDL1和GDL2可通过连接属于各自的相同触摸群组的触摸点的最外边缘而具有四边形形状。每个群组分割线GDL1和GDL2都可以在最小面积中包围属于各自的相同触摸群组的触摸点。

如图9中所示，自适应触摸群组形成步骤S4可包括使触摸点P1-P4和P5-P8分别设置在触摸群组GP1和GP2中，之后以预定比率延伸群组分割线GDL1和GDL2，从而形成自适应的触摸群组AGP1和AGP2。第一自适应触摸群组AGP1的面积可大于第一触摸群组GP1的面积，第一触摸群组GP1与第一自适应触摸群组AGP1共享触摸点P1-P4。而且，第二自适应触摸群组AGP2的面积可大于第二触摸群组GP2的面积，第二触摸群组GP2与第二自适应触摸群组AGP2共享触摸点P5-P8。

形成面积大于触摸群组面积的自适应触摸群组的原因在于，灵活地响应例如在划线(drawing)操作中触摸点位置随时间的变化。尽管在相邻帧中可将相同触摸群组设置在不同位置，但是考虑到相邻帧中触摸群组位置可能发生的变化，自适应触摸群组形成步骤S4形成了自适应触摸群组。如果不形成自适应触摸群组，则在随后的触摸ID追踪步骤中指定触摸ID时会使误差更严重。在某些情况下，指定触摸ID的处理会变得不能实现。

可依据触摸报告率和最大触摸划线速度中的至少一项，事先确定自适应触摸群组面积相对于相应触摸群组面积的增加比例。

如图10中所示，触摸ID追踪和指定步骤S5可包括设定一个或多个比较区块BLK(参考图11)，每一比较区块BLK包括彼此接触或交叠的一个或多个自适应触摸群组AGP，和仅使用相同比较区块BLK中的触摸点作为比较对象，匹配被分别赋予给各个比较区块BLK的触摸点的当前帧Fn的临时ID和前一帧Fn-1的触摸ID。

触摸ID追踪和指定步骤S5可包括在给定的比较区块中，在当前帧Fn的每一临时ID(或每一临时ID所表现的各自的触摸点)和前一帧Fn-1的每一触摸ID(或每一触摸ID所表现的各自的触摸点)之间执行一对一的比较，并将相互比较的临时ID(或每一临时ID所表现的各自的触摸点)和触摸ID(或每一触摸ID所表现的各自的触摸点)之间的角度θ和距离d相加来计算成本(cost)。触摸ID追踪和指定步骤S5可包括匹配每一个临时ID和在与该临时ID比较时，在相同比较区块的所有触摸ID之中可获得最小成本的触摸ID。触摸ID追踪和指定步骤S5还可包括将在多个帧周期期间重复变化的给定用户的触摸坐标与相同触摸ID联系起来。

传输步骤S6包括将被指定了触摸ID的触摸坐标作为HID格式的数字数据传输至主机系统18。图11示出了基于彼此接触或交叠的自适应触摸群组形成的比较区块。图12示出了用于在图11的自适应触摸群组中指定触摸ID的比较处理的数目。

如图11和12所示，本发明的示范性实施例可基于彼此接触或交叠的自适应触摸群组设定比较区块BLK1至BLK4，且仅使用每一个比较区块BLK1至BLK4中的触摸点作为比较对象。在下文中，比较了针对图1所示的现有技术装置的相同数目的触摸点的比较处理的数目，与图2所示的现有技术装置的比较处理的数目。根据本发明示范性实施例的第一至第七自适应触摸群组AGP1至AGP7共同包括与图2的群组GP2、GP7、GP8、GP9、GP12、GP13和GP14相组合时相同数量的触摸点。

第一比较区块BLK1包括第一自适应触摸群组AGP1，属于第一比较区块BLK1的触摸点总数是5。因此，针对第一自适应触摸群组AGP1的触摸点的比较处理数目是25(＝5(前一帧的触摸点数)*5(当前帧的触摸点数))。即，根据本发明示范性实施例针对第一自适应触摸群组AGP1的触摸点的25次比较处理比图1和2所示的现有技术装置中针对群组GP2的触摸点的225次比较处理明显少很多。

第二比较区块BLK2包括第二、第三和第五自适应触摸群组AGP2、AGP3和AGP5，属于第二比较区块BLK2的触摸点的总数是15。因此针对第二、第三和第五自适应触摸群组AGP2、AGP3和AGP5中每一个的触摸点的比较处理数目是225(＝15(前一帧的触摸点数)*15(当前帧的触摸点数))。即，根据本发明示范性实施例的225次比较处理比图1和2所示的现有技术装置中针对群组GP7的触摸点的576次比较处理、针对群组GP8的触摸点的1089次比较处理、以及针对群组GP12的触摸点的361次比较处理明显少很多。

第三比较区块BLK3包括第四自适应触摸群组AGP4，属于第三比较区块BLK3的触摸点的总数是5。因此针对第四自适应触摸群组AGP4的触摸点的比较处理数目是25(＝5(前一帧的触摸点数)*5(当前帧的触摸点数))。即，根据本发明示范性实施例的25次比较处理比图1和2所示的现有技术装置中针对群组GP9的触摸点的324次比较处理明显少很多。

第四比较区块BLK4包括第六和第七自适应触摸群组AGP6和AGP7，属于第四比较区块BLK4的触摸点总数是8。因此针对第六和第七自适应触摸群组AGP6和AGP7中每一个的触摸点的比较处理数是64(＝8(前一帧的触摸点数)*8(当前帧的触摸点数))。即，根据本发明示范性实施例的64次比较处理比图1和2所示的现有技术装置中针对群组GP13的触摸点的784次比较处理和针对群组GP14的触摸点的324次比较处理明显少很多。

如上所述，本发明的示范性实施例能够基于触摸点之间的距离差自适应(灵活)地确定触摸群组范围，且能缩小比较对象的区域。特别是，本发明的示范性实施例可以仅使用彼此接触或交叠的自适应触摸群组作为比较对象，且从比较对象中排除了其它的自适应触摸群组(即，与给定自适应群组不接触或不交叠的自适应群组)。因此，与现有技术装置相比，本发明的示范性实施例极大地减少了用于指定触摸ID的比较处理数目。示范性实施例能通过减少用于指定触摸ID的时间量改进触摸报告率和触摸等待时间性能，因此能增加触摸感应速度。而且，本发明的示范性实施例通过简化比较处理能降低功耗。

图13至16示出了根据本发明另一示范性实施例的多点触摸感应显示装置。图17示出了图13的触摸分析器的具体示范性结构。

参考图13至16，根据本发明示范性实施例的多点触摸感应显示装置可基于平板显示器，诸如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光二极管显示器和电泳显示器(EPD)实现。在下文描述中，将使用液晶显示器作为平板显示器的实例描述本发明的示范性实施例。然而，可以按照相似的方式将示范性实施例应用于其它类型的平板显示器。

多点触摸感应显示装置包括显示模块和触摸模块。显示模块可包括显示面板DIS、显示驱动电路和主机系统18。

显示面板DIS可包括形成在上部基板和下部基板之间的液晶层。显示面板DIS的像素阵列包括形成在由数据线D1至Dm和栅极线G1至Gn限定的像素区中的像素，m和n的每一个是正整数。除其它元件之外，每个像素都包括形成在数据线D1至Dm和栅极线G1至Gn交叉点处的薄膜晶体管(TFT)、由数据电压供电的像素电极、以及连接到像素电极并保持液晶单元电压的存储电容器Cst。

除其它元件之外，黑矩阵、滤色器等可形成在显示面板DIS的上部基板上。显示面板DIS的下部基板可被配置为COT(TFT上滤色器)结构。这种情况下，黑矩阵和滤色器可形成在显示面板DIS的下部基板上。向其提供公共电压的公共电极可形成在显示面板DIS的上部基板或下部基板上。偏振板可分别贴附到显示面板DIS的上部基板和下部基板。用于设定液晶预倾角度的取向层可分别形成在显示面板DIS的上部基板和下部基板与液晶接触的内表面上。柱状衬垫料可形成在显示面板DIS的上部基板和下部基板之间以保持液晶单元的单元间隙不变。

背光单元可设置在显示面板DIS背表面下方或设置在显示面板DIS的一侧或多侧。可将背光单元实现为边缘型背光单元和直下型背光单元的一种以将光照射到显示面板DIS上。可将显示面板DIS实现为任何已知模式，包括扭转向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面内开关(IPS)模式、边缘场开关(FFS)模式等。

显示驱动电路可包括数据驱动电路12和扫描驱动电路14。显示驱动电路还可包括时序控制器16。显示驱动电路接收输入图像的数字视频数据RGB并将相应数据电压施加至显示面板DIS的像素。数据驱动电路12可将自时序控制器16接收的数据视频数据RGB转换成正负模拟伽马补偿电压并输出该数据电压。数据驱动电路12之后可将该数据电压提供至数据线D1至Dm。扫描驱动电路14可将与该数据电压同步的栅极脉冲(或扫描脉冲)顺序提供至栅极线G1至Gn，并选择向其提供数据电压的显示面板DIS的像素线。

时序控制器16可自主机系统18接收时序信号，诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和主时钟MCLK。时序控制器16可将数据驱动电路12和扫描驱动电路14的操作时序彼此同步。时序控制器16可产生数据时序控制信号和扫描时序控制信号，以分别控制数据驱动电路12和扫描驱动电路14的操作时序。除其它信号以外，数据时序控制信号可包括源极取样时钟SSC、源极输出使能信号SOE、极性控制信号POL等。扫描时序控制信号包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC、栅极输出使能信号GOE。

可将主机系统18实现为电话系统、电视系统、机顶盒、导航系统、DVD播放器、蓝光播放器、个人计算机(PC)和家庭影院系统，或者能够提供图像或视频数据的任何其它系统。主机系统18可包括具有定标器(scaler)的芯片上系统(SoC)，并将输入图像的数字视频数据RGB转换成适合在显示面板DIS上显示的格式。主机系统18可传输数字视频数据RGB和时序信号Vsync、Hsync、DE和MCLK至时序控制器16。而且，主机系统18可执行与接收自触摸驱动装置20的触摸坐标信息TDATA(XY)相关的应用程序。可通过时序控制器16产生触摸驱动同步信号SYNC且可将其传输到触摸驱动装置20。

如图16中所示，时序控制器16可基于垂直同步信号Vsync产生触摸驱动同步信号SYNC并控制显示驱动电路和触摸驱动装置20的操作。时序控制器16可基于触摸驱动同步信号SYNC将一帧周期时分成，例如显示驱动周期T1和触摸传感器驱动周期T2，由此可减小在接收自触摸传感器的触摸感应信号中混合的显示噪音。

在显示驱动周期T1期间，数据驱动电路12可在时序控制器16的控制下将数据电压提供至数据线D1至Dm，扫描驱动电路14可在时序控制器16的控制下将与数据电压同步的栅极脉冲顺序提供至栅极线G1至Gn。在显示驱动周期T1期间，触摸驱动装置20不提供触摸驱动信号。

在触摸传感器驱动周期T2期间，触摸驱动装置20可将触摸驱动信号提供至触摸屏TSP的触摸传感器，并感应触摸(或接近)输入的位置。在触摸传感器驱动周期T2期间，显示器驱动电路12、14和16可将与触摸传感器驱动信号具有相同幅度和相同相位的AC信号提供至信号线D1至Dm和G1至Gn，以便最小化触摸传感器与连接至像素的信号线D1至Dm和G1至Gn之间的寄生电容。这种情况下，混合在触摸感应信号中的显示噪音可被进一步减小，且显著地改进了触摸感应精确度。

触摸模块包括触摸屏TSP和触摸驱动装置20。触摸屏TSP可包括多个触摸传感器，每一个触摸传感器都具有电容。电容可以是自电容或互电容。

如图14中所示，具有互电容触摸传感器的触摸屏TSP可包括Tx电极线、与Tx电极线交叉的Rx电极线、和分别形成在Tx电极线和Rx电极线交叉点处的互电容触摸传感器Cm。Tx电极线可以是驱动信号线，其将触摸驱动信号提供至每一个触摸传感器Cm和将电荷提供至触摸传感器Cm。Rx电极线可以是传感器线，其连接至触摸传感器Cm并将触摸传感器Cm的电荷提供至触摸驱动装置20。互电容感应方法可经由Tx电极线将触摸驱动信号提供至Tx电极，从而将电荷提供至触摸传感器Cm，并与触摸驱动信号同步地经由Rx电极和Rx电极线感应电容变化，从而感应触摸输入。

如图15中所示，在具有自电容触摸传感器Cs的触摸屏TSP中，触摸电极31可分别连接到在一个方向上形成的传感器线32。每一个自电容触摸传感器Cs都具有形成在每一个电极31中的电容。当经由传感器线32将触摸驱动信号提供至触摸电极31时，自电容感应方法在触摸传感器Cs上累积电荷Q。这种情况下，当用户用他或她的手指或者其它导体触摸该触摸电极31时，寄生电容Cf连接到自电容触摸传感器Cs，且总电容发生变化。由此，自电容感应方法可通过用户触摸的触摸传感器Cs和用户未触摸的触摸传感器Cs之间的电容差异决定用户是否触摸了触摸传感器Cs。

触摸屏TSP的触摸传感器Cm或Cs可嵌入到显示面板DIS的像素阵列中，但是示范性实施例不限于此配置。相反，触摸屏TSP可贴附到显示面板DIS的上部偏振板，或者可形成在显示面板DIS的上部偏振板和上部基板之间。

触摸驱动装置20可感应在触摸操作之前和之后触摸传感器中的电荷量变化，且确定是否执行了使用导电指针，例如手指或者触控笔的触摸操作和确定触摸操作的位置。触摸驱动装置20可包括触摸感应电路40和触摸分析器50。

触摸感应电路40可测量接收自触摸传感器的电压波形变化并将该变化转换成数字数据。触摸感应电路40可包括放大从触摸传感器接收的电压的放大器、累积放大电压的积分器、和将积分器电压转换成数字数据的模数转换器(ADC)。自ADC输出的数字数据可以是原始触摸数据且被传输到触摸分析器50。

触摸分析器50可计算每一触摸输入的坐标并将包括每一触摸输入的坐标信息的触摸数据传输到主机系统18。特别是，触摸分析器50可使用ID追踪技术划分接收自多个用户的多个触摸输入，之后匹配当前帧的触摸ID和前一帧的触摸ID。触摸分析器50可包括传输至主机系统18的触摸数据中的触摸ID信息。

如图17中所示，触摸分析器50包括标记部分51、分组部分52、自适应群组形成部分53、ID追踪部分54和输出部分55。标记部分51基于来自触摸感应电路40的原始触摸数据检测触摸点并给触摸点指定不同的临时ID。标记部分51基于预定的临界值处理原始触摸数据并提取触摸区。标记部分51可基于每一触摸区的质心检测触摸点。

分组部分52基于触摸点之间的距离差将触摸点分组以形成多个触摸群组。分组部分52设定分别包围触摸群组的群组分割线。更具体地，分组部分52可确定虚拟群组引导线，每一个虚拟群组引导线都包围至少一个触摸点，分组部分52在确定群组引导线是否与另一触摸点交叠的同时，以预定比率延伸群组引导线。当群组引导线不与另一触摸点交叠时，分组部分52可设定每一群组引导线所包围的一个或多个触摸点以形成为一个触摸群组。一旦形成触摸群组，分组部分52可设定分别包围触摸群组的群组分割线。每一群组分割线可通过连接属于各自的相同触摸群组的触摸点的最外边缘而具有四边形形状。每一群组分割线可以以最小面积包围属于各自的相同触摸群组的触摸点。

自适应群组形成部分53使相应触摸点设置在每个触摸群组中，之后以预定比率延伸群组分割线，从而形成自适应触摸群组。这种情况下，每一自适应触摸群组的面积可大于相应触摸群组的面积，所述触摸群组与自适应触摸群组共享相同触摸点。可依据触摸报告率和最大触摸划线速度中的至少一个事先确定自适应触摸群组面积相对于相应触摸群组面积的增大比率。

ID追踪部分54设定比较区块，每一比较区块包括彼此接触或交叠的一个或多个自适应触摸群组。ID追踪部分54之后仅使用相同比较区块中的触摸点作为比较对象，匹配被赋予给各自的比较区块触摸点的当前帧的临时ID和前一帧的触摸ID。ID追踪部分54在给定的比较区块中，在当前帧的临时ID所表现的每一触摸点和前一帧的触摸ID所表现的每一触摸点之间执行一对一比较，并基于相互比较的临时ID和触摸ID之间的角度和距离计算成本。ID追踪部分54匹配各个临时ID和在与该临时ID比较时，在比较区块的所有触摸ID之中可获得最小成本的触摸ID。ID追踪部分54之后可将在多帧周期期间重复变化的给定用户的触摸坐标与相同触摸ID联系起来。

输出部分55之后将指定了触摸ID的触摸坐标作为HID格式的数字数据传输至主机系统18。

图18至20示出了根据本发明示范性实施例的触摸驱动装置20的各实例。可将根据本发明示范性实施例的触摸驱动装置20分别实现为图18至20中所示的IC封装的任意实例。

如图18所示，触摸驱动装置20可包括驱动器IC DIC和触摸感应IC TIC。驱动器ICDIC可包括触摸传感器通道电路100、Vcom缓冲器110、开关阵列120、时序控制信号产生器130、多路复用器(MUX)140和DTX补偿电路150。

触摸传感器通道单元100经由传感器线连接至触摸传感器的电极，且经由开关阵列120连接至Vcom缓冲器110和多路复用器140。多路复用器140连接传感器线至触摸感应ICTIC。在1-3多路复用器的情况下，例如，多路复用器140以时分方式将触摸感应IC TIC的一个通道顺序连接至传感器线中的四个，由此减少了触摸感应IC TIC的通道数。多路复用器140可响应于MUX控制信号MUXC1至MUXC3顺序选择将要连接到触摸感应IC TIC的给定通道的传感器线。多路复用器140通过触摸线连接至触摸感应IC TIC的通道。

Vcom缓冲器110输出像素的公共电压Vcom。在时序控制信号产生器130的控制下，开关阵列120在显示驱动周期期间将Vcom缓冲器110输出的公共电压Vcom提供至触摸传感器通道单元100。在时序控制信号产生器130的控制下，开关阵列120在触摸传感器驱动周期期间通过多路复用器140将传感器线连接至触摸感应IC TIC。

时序控制信号产生器130可产生时序控制信号，以控制显示驱动电路和触摸感应IC TIC的操作时序。如图13所示，例如，显示驱动电路可包括用于将表现输入图像的数据电压施加至像素的数据驱动电路12和扫描驱动电路14。数据驱动电路12可集成到驱动器ICDIC中。扫描驱动电路14可与像素一起设置在显示面板DIS的基板上。

驱动器IC DIC的时序控制信号产生器130可以与图13中示出的时序控制器16中存在的时序控制信号产生器基本相同。时序控制信号产生器13在显示驱动周期期间驱动显示驱动电路，在触摸传感器驱动周期期间驱动触摸感应IC TIC。

例如如图16中所示，时序控制信号产生器130可产生限定显示驱动周期T1和触摸传感器驱动周期T2的触摸使能信号TEN，并将显示驱动电路和触摸感应IC TIC同步。例如，在触摸使能信号TEN处于第一电平的周期期间，显示驱动电路可将数据电压提供至像素。触摸感应IC TIC可响应于处于第二电平的触摸使能信号TEN驱动触摸传感器并感应触摸输入。触摸使能信号TEN的第一电平可以是高电平电压，触摸使能信号TEN的第二电平可以是低电平电压，反之亦可。

触摸感应IC TIC可连接到驱动电力单元(未示出)并接收驱动电力。触摸感应ICTIC可响应于处于第二电平的触摸使能信号TEN产生触摸传感器驱动信号并将触摸传感器驱动信号提供至触摸传感器。可以按照各种脉冲形状产生触摸传感器驱动信号，包括方波、正弦波、三角波等。但是，优选但不必须地，将触摸传感器驱动信号产生为方波的脉冲形状。触摸传感器驱动信号可被施加至每个触摸传感器N次，使得电荷在触摸感应IC TIC所包含的积分器中累积N次或更多次，N是大于1的自然数。

依据输入图像数据的变化，触摸传感器驱动信号中的噪音会增加。DTX补偿器150分析输入图像数据，依据输入图像数据的灰度级变化从原始触摸数据去除噪音分量，并将原始触摸数据传输至触摸感应IC TIC。DTX意味着显示和触摸串扰。与DTX补偿器150相关的细节例如在本申请人于2012年12月19日递交的韩国专利申请No.10-2012-0149028中公开，通过参考将其整体并入本文。在其中触摸传感器的噪音不会随着输入图像数据的变化敏感地变化的系统的情况下，DTX补偿器150是不必要的且由此可将其省略。在图18所示的实例中，“DTX DATA”是DTX补偿器150的输出数据。

触摸感应IC TIC可在触摸传感器驱动周期T2期间响应于来自时序控制信号产生器130的触摸使能信号TEN驱动多路复用器140，并经由多路复用器140和传感器线接收触摸传感器的电荷。

触摸感应IC TIC可在触摸输入之前和之后检测触摸传感器驱动信号中的电荷量变化，并将变化量和预定阈值进行比较。触摸感应IC TIC可将具有等于或大于阈值的电荷量变化的触摸传感器位置确定为触摸输入区域。触摸感应IC TIC可接收DTX DATA，计算每个触摸输入的坐标并将包括触摸输入的坐标信息的触摸数据TDATA(XY)传输至主机系统18。触摸感应IC TIC可包括放大触摸传感器电荷的放大器、累积接收自触摸传感器的电荷的积分器、将积分器电压转换成数字数据以作为原始触摸数据的模数转换器(ADC)、和运算逻辑单元。运算逻辑单元可比较ADC输出的原始触摸数据和阈值并基于比较结果确定触摸输入。运算逻辑单元可执行触摸识别运算以计算触摸输入的坐标。

驱动器IC DIC和触摸感应IC TIC的每一个可经由串行外设接口(SPI)或者总线低压差分信令(BLVDS)接口传输和接收信号。

如图19所示，触摸驱动装置20可包括读出IC RIC和微控制器MCU。读出IC RIC可包括触摸传感器通道电路100、Vcom缓冲器100、开关阵列120、第一时序控制信号产生器130、多路复用器(MUX)140、DTX补偿器150、感应电路160、第二时序控制信号产生器170和存储器180。图19中示出的读出IC RIC与图18中示出的驱动器IC DIC不同之处在于，感应电路160和第二时序控制信号产生器170额外地集成到读出IC RIC内。图19的第一时序控制信号产生器130可以与图18的时序控制信号产生器130基本相同。由此，第一时序控制信号产生器130可产生用于控制显示驱动电路和读出IC RIC的操作时序的时序控制信号。

多路复用器140在MCU的控制下浮置由感应电路160访问的触摸传感器的电极。除了与充有数据电压的像素连接的触摸传感器电极之外，通过感应电路160从多个触摸传感器电极中选择由感应电路160访问的触摸传感器电极。多路复用器140可在MCU的控制下提供公共电压Vcom。

感应电路160经由多路复用器140连接到传感器线。感应电路160可测量接收自触摸传感器的电压波形变化并将该变化转换成数字数据。感应电路160可包括放大所接收的触摸传感器电极(例如，图15的31)的电压的放大器、累积放大器的放大电压的积分器、和将积分器的累积电压转换成数字数据的模数转换器(ADC)。自ADC输出的数字数据是原始触摸数据TDATA，其被传输到MCU。

第二时序控制信号产生器170可产生用于控制多路复用器140和感应电路160的操作时序的时序控制信号和时钟。图19中的DTX补偿器150与图18中所示的DTX补偿器基本相同，因此在上文所讨论的特定系统中可将其省略。存储器180在第二时序控制信号产生器170的控制下临时存储原始触摸数据TDATA或DTX DATA。

读出IC RIC和微控制器MCU的每一个可经由串行外设接口(API)或总线低压差分信令(BLVDS)接口传输和接收信号。MCU可比较原始触摸数据TDATA(或者如果采用DTX补偿器150就比较DTX TDATA)和预定阈值并基于比较结果确定触摸输入。MCU可执行触摸识别运算以计算触摸输入的坐标，并将包含触摸输入的坐标信息的触摸数据TDATA(XY)传输至主机系统18。

如图20所示，触摸驱动装置20可包括驱动器IC DIC和存储器MEM。驱动器IC DIC可包括触摸传感器通道电路100、Vcom缓冲器110、开关阵列120、第一时序控制信号产生器130、多路复用器140、DTX补偿器150(如上文所述可将其省略)、感应电路160、第二时序控制信号产生器170、存储器180和微控制器MCU 190。图20中示出的驱动器IC DIC与图19中示出的读出IC RIC不同之处在于，MCU 190被附加地集成到驱动器IC DIC内。MCU 190可比较原始触摸数据TDATA(或者如果采用DTX补偿器150就比较DTX TDATA)和预定阈值并基于比较结果确定触摸输入。MCU 190可执行触摸识别运算以计算触摸输入的坐标，并将包含触摸输入的坐标信息的触摸数据TDATA(XY)传输至主机系统18。

存储器MEM可存储与显示器驱动电路和感应电路160操作中所需的时序信息相关的寄存器设定值。当显示装置10(例如，如图13所示)通电时，可以自存储器MEM将寄存器设定值载入第一时序控制信号产生器130和第二时序控制信号产生器170。之后第一时序控制信号产生器130和第二时序控制信号产生器170可基于自存储器MEM读出的寄存器设定值产生用于控制显示驱动电路和感应电路160的时序控制信号。因此，通过改变存储器MEM的寄存器设定值，本发明的示范性实施例可响应显示装置的型号变化而无需改变显示装置的结构(例如，DIC、显示驱动电路或触摸驱动电路)。

如上文所述，通过减少用于在大面积触摸屏中指定触摸ID的处理时间，本发明的示范性实施例即便在触摸点数增加时也能提高触摸报告率和改进触摸等待时间性能。

对本领域技术人员来说很明显的是，在本发明和本发明公开的实施例中的多点触摸感应显示装置和在多点触摸感应显示装置中指定触摸身份的方法中可以做出各种更改和变化，而不偏离本发明的精神和范围。因此本发明意在覆盖本发明的各种更改和变化，只要其落入所附权利要求及其等同范围之内。

Claims (11)

1.一种多点触摸感应显示装置，包括：

触摸屏，所述触摸屏具有多个触摸传感器；和

触摸驱动装置，所述触摸驱动装置配置成施加触摸驱动信号给触摸传感器和感应一个或多个触摸点，所述触摸驱动装置包括：

触摸感应电路，所述触摸感应电路配置成感应一个或多个触摸传感器的电容变化并基于电容变化产生原始触摸数据；

触摸分析器，所述触摸分析器配置成基于原始触摸数据检测多个触摸点并给触摸点分别指定临时身份(ID)，基于触摸点之间的距离差将触摸点分组以形成多个触摸群组，分别基于触摸群组形成多个自适应触摸群组，设定比较区块，所述比较区块包括彼此接触或交叠的一个或多个自适应触摸群组，和通过在比较区块内将当前帧的一个触摸点仅与前一帧的触摸ID所表现的触摸点进行比较，匹配在当前帧中被指定给比较区块内的所述一个触摸点的临时ID与在前一帧中的比较区块内的多个触摸ID中的一个；

触摸传感器通道电路，所述触摸传感器通道电路分别经由触摸屏的多条传感器线连接至触摸传感器；

公共电压缓冲器，所述公共电压缓冲器配置成在显示驱动周期期间经由所述触摸传感器通道电路提供公共电压至传感器线；

多路复用器，所述多路复用器连接至所述触摸感应电路且配置成在触摸驱动周期期间经由所述触摸传感器通道电路将所述触摸感应电路连接至传感器线；

开关阵列，所述开关阵列配置成在显示驱动周期期间经由所述触摸传感器通道电路将传感器线连接至所述公共电压缓冲器，在触摸驱动周期期间经由所述触摸传感器通道电路将传感器线连接至所述多路复用器；和

时序控制信号产生器，所述时序控制信号产生器配置成产生触摸使能信号，所述触摸使能信号限定所述显示驱动周期和所述触摸驱动周期。

2.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中所述触摸分析器进一步配置成将当前帧的所述一个触摸点的坐标与触摸ID中经匹配的一个联系起来，和将所述坐标和经匹配的触摸ID传输至主机系统。

3.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中一个自适应触摸群组的面积大于与所述一个自适应触摸群组具有相同触摸点的相应一个触摸群组的面积，

其中基于触摸报告率和最大触摸划线速度中的至少一项，确定所述一个自适应触摸群组的面积相对于所述相应一个触摸群组的面积的增大比率。

4.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中所述触摸分析器配置成通过基于预定临界值处理原始触摸数据，提取触摸区和基于每一触摸区的质心检测触摸点，来检测所述触摸点。

5.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中所述触摸分析器配置成通过设定多条群组分割线来将触摸点分组，每一群组分割线包围触摸群组的各自一个，

其中所述触摸分析器配置成通过以预定比率延伸群组分割线以形成各自的自适应触摸群组，来形成所述自适应触摸群组。

6.如权利要求5所述的多点触摸感应显示装置，其中每一群组分割线具有连接相应一个触摸群组中触摸点的最外边缘的四边形形状。

7.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中所述触摸分析器配置成通过设定包围至少一个触摸点的群组引导线，确定群组引导线是否与另一触摸点交叠，如果群组引导线与另一触摸点交叠，则以预定比率延伸群组引导线直至群组引导线不与其它触摸点交叠，和将群组引导线所包围的触摸点设定为形成一个触摸群组，来将触摸点分组。

8.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中所述触摸分析器配置成通过将比较区块中当前帧的由临时ID所表现的每一触摸点与比较区块中前一帧的由触摸ID所表现的每一触摸点之间的角度和距离相加来计算成本，在临时ID所表现的每一触摸点与触摸ID所表现的每一触摸点之间执行一对一比较，和匹配一个临时ID和在与所述一个临时ID比较时，在比较区块内的触摸ID之中获得最小成本的一个触摸ID，从而匹配临时ID。

9.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中所述触摸驱动装置包括驱动器集成电路(IC)和触摸感应集成电路(IC)，

其中所述驱动器IC包括所述触摸传感器通道电路、所述公共电压缓冲器、所述多路复用器、所述开关阵列和所述时序控制信号产生器，

其中所述触摸感应IC包括所述触摸感应电路和所述触摸分析器。

10.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中所述触摸驱动装置包括具有所述触摸感应电路的读出IC和具有所述触摸分析器的微控制器，

其中所述读出IC进一步包括所述触摸传感器通道电路、所述公共电压缓冲器、所述多路复用器、所述开关阵列和所述时序控制信号产生器，

其中所述时序控制信号产生器包括：

第一时序控制信号产生器，所述第一时序控制信号产生器配置成产生所述触摸使能信号，所述触摸使能信号限定所述显示驱动周期和所述触摸驱动周期；和

第二时序控制信号产生器，所述第二时序控制信号产生器配置成控制所述多路复用器和所述触摸感应电路的操作时序。

11.如权利要求1所述的多点触摸感应显示装置，其中所述触摸驱动装置包括驱动器IC和存储器，

其中所述驱动器IC包括所述触摸感应电路和所述触摸分析器，并且进一步包括所述触摸传感器通道电路、所述公共电压缓冲器、所述多路复用器、所述开关阵列和所述时序控制信号产生器，

其中所述时序控制信号产生器包括：

第一时序控制信号产生器，所述第一时序控制信号产生器配置成产生所述触摸使能信号，所述触摸使能信号限定所述显示驱动周期和所述触摸驱动周期；和

第二时序控制信号产生器，所述第二时序控制信号产生器配置成控制所述多路复用器和所述触摸感应电路的操作时序，

其中所述存储器存储与将被载入第一时序控制器和第二时序控制器中的至少一个的时序信息相关的寄存器设定值。