CN108345410A - 用于触控显示装置的驱动方法和触控显示装置 - Google Patents

用于触控显示装置的驱动方法和触控显示装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于触控显示装置的驱动方法和触控显示装置。该驱动方法包括：每一个图像帧包括多个显示区间、多个触控区间和至少一个噪声检测时段，多个触控区间和至少一个噪声检测时段分布于多个显示区间之间的间隙中，在每个显示区间对触控显示装置进行显示驱动；在每个触控区间向触控显示装置中施加激励信号并从触控显示装置接收感应信号，以进行触控检测；在至少一个噪声检测时段进行噪声检测，以获得多个预设频率中至少一个频率的噪声值；以及根据多个预设频率的噪声值从多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率。通过采用多个预设频率下原始检测数据的方差作为基准来进行噪声检测，保证了噪声检测的准确性，提高了触控检测的信噪比。

Description

用于触控显示装置的驱动方法和触控显示装置
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，更具体地，涉及用于触控显示装置的驱动方法和触控显示装置。
背景技术
传统的触控显示技术不用考虑显示与触控的分时复用,用于显示驱动和触控检测的时间相对宽裕，通常来说每个触控感应通道负责检测一个频点，这样下来每帧可以同时检测很多频点。随着技术的发展，触控与显示驱动集成(TDDI，Touch and Display DriverIntegration)技术出现，显示芯片与触控芯片整合为一颗芯片，显示驱动与触控检测的分时处理显得尤为重要。TDDI系统中，无论是垂直消隐(V Blanking)还是水平消隐(HBlanking)模式，每帧大部分时间都要留给显示驱动，留给触控检测的时间通常只有2毫秒(ms)左右，其中90％时间用来做触控位置的检测,这样用于噪声检测的时间通常只有200微秒(μs),垂直消隐要实现120Hz报点率，那么用于噪声检测的时间只有100微秒(μs)左右。在如此短的时间内实现多频点检测，性能会明显下降。
因此，希望进一步提高噪声检测的检测效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于触控显示装置的驱动方法，将噪声检测时段设置在所述多个显示区间的间隙中，并且选取方差变化最小的频率作为激励信号的频率，以提高检测噪声检测的检测效果。
根据本发明的第一方面，提供一种用于触控显示装置的驱动方法，每一个图像帧包括多个显示区间、多个触控区间和至少一个噪声检测时段，所述多个触控区间和至少一个噪声检测时段分布于所述多个显示区间之间的间隙中，所述驱动方法包括：
在每个显示区间对所述触控显示装置进行显示驱动；
在每个触控区间向所述触控显示装置中施加激励信号并从所述触控显示装置接收感应信号，以进行触控检测，所述激励信号的工作频率是多个预设频率之一；
在所述至少一个噪声检测时段进行噪声检测，以获得多个预设频率中至少一个频率的噪声值；以及
根据所述多个预设频率的噪声值从所述多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率。
优选地，所述进行噪声检测包括：向所述触控显示装置中施加所述多个预设频率中至少一个频率的激励信号并从所述触控显示装置接收感应信号，从接收的感应信号获得针对所述至少一个频率下感应信号采样值的方差作为噪声值。
优选地，每个图像帧包括一个噪声检测时段，在多个连续的图像帧的每个图像帧中的噪声检测时段，分别获得多个预设频率中的一个预设频率的噪声值。
优选地，所述噪声检测时段的时长大于任一个触控区间的时长。
优选地，所述图像帧包括第一至第N显示区间和第一至第N-1触控区间，所述第一至第N-1显示区间和第一至第N-1触控区间交替分布，所述噪声检测时段设置在所述第N-1显示区间和第N显示区间的间隙中，N为大于等于2整数。
优选地，所述根据所述多个预设频率的噪声值从所述多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率包括：
计算所述多个预设频率中每个频率下获得的噪声值与对应的参考值的差值；
从所述多个预设频率中选择与最小差值对应的频率作为在随后图像帧期间进行触控检测的工作频率。
优选地，所述根据所述多个预设频率的噪声值从所述多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率包括：
计算所述多个预设频率中每个频率下获得的噪声值与对应的参考值的差值；
从所述多个预设频率中选择与最小差值对应的频率；
判断当前工作频率的噪声值与对应的参考值的差值是否大于设定阈值，如果是，则以所述与最小值对应的频率作为在随后图像帧期间进行触控检测的工作频率。
优选地，针对每个频率的参考值是在无外部噪声的情况下在该频率的激励信号下获得的感应信号采样值的方差。
优选地，在一个图像帧内每个显示区间长度相同，每个触控区间长度相同。
根据本发明的第二方面，提供一种触控显示装置，包括显示模组和触控装置，所述显示模组和触控装置在每一个图像帧中执行分时驱动，以完成显示驱动、触控检测和噪声检测，每一个图像帧被划分为多个显示区间、多个触控区间和至少一个噪声检测时段，所述多个触控区间和至少一个噪声检测时段分布于所述多个显示区间之间的间隙中，
所述显示模组包括显示控制模块和显示面板，所述显示控制模块在每个显示区间对所述触控面板进行显示驱动；
所述触控装置包括触摸控制模块和触控面板，所述触摸控制模块在每个触控区间向触控面板中施加激励信号并从所述触控面板接收感应信号，以进行触控检测，所述激励信号的工作频率是多个预设频率之一；
所述触摸控制模块还包括：在所述至少一个噪声检测时段进行噪声检测，以获得多个预设频率中至少一个频率的噪声值，并根据所述多个预设频率的噪声值从所述多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率。
优选地，所述显示面板为液晶面板或OLED面板。
根据本发明实施例的驱动方法,通过采用激励信号的多个预设频率下原始检测数据的方差作为基准来进行噪声检测，消除了环境因素(温湿度等)对原始检测数据的影响，保证了噪声检测的准确性。通过根据该方差选择后续触控检测所采用的激励信号的工作频率，能够提高触控检测的信噪比。
进一步地，通过设定比触控区间更长的噪声检测时段，能够增加噪声检测的积分时间，提高了噪声检测的精度和灵敏度
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出了触控显示装置中显示模组的等效电路图。
图2示出了触控显示装置中触控装置的等效电路图。
图3示出根据本发明实施例的驱动方法采用分时方式进行显示驱动和触控驱动的时序图。
图4示出了图3所示的噪声检测时段的触控装置进行噪声检测处理的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
本发明可以以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图1示出了触控显示装置中显示模组的等效电路图。在本实施例中，显示模组为液晶显示模组110，其包括显示控制模块和显示面板。显示面板上设有布置成阵列的像素单元，像素单元的控制端通过扫描线G1至Gm引出，数据端通过数据线S1至Sn引出。显示控制模块包括栅极驱动模块111和源极驱动模块112。栅极驱动模块111连接至多条扫描线G1至Gm以向其施加显示驱动信号，从而将像素单元选通。源极驱动模块112连接至数据线S1至Sn以向其施加灰阶电压，从而控制像素单元的亮度。其中，m和n是大于1的整数。在每个图像帧期间，显示控制模块完成所有扫描线的扫描以及向所有数据线上施加灰阶电压，从而显示一幅完整的图像画面。应该指出的是，虽然图1中以液晶显示模组为例进行描述，但本公开不限于此。在本实施例中，也可以采用其他显示装置，例如OLED显示模组为例进行陈述。即，本发明同样适用于如具有OLED面板的显示模组。这里，术语“图像帧”表示用于在显示屏上显示完整的一幅图像的时间段。
图2示出了触控显示装置中触控装置的等效电路图。触控装置120包括触摸控制模块和触控面板。触控面板上包括由触控电极和感应电极形成的感应电容CT的阵列，感应电容CT会由于触摸而发生变化，据此可以检测到触摸位置。触控面板上的驱动电极通过驱动线Tx1至Txh引出，感应电极通过感应线Rx1至Rxk引出。触摸控制模块包括触控驱动模块121和触摸感应模块122，触摸驱动模块121连接到触控面板的驱动线Tx1至Txh以向其施加激励信号，触摸感应模块122连接到触控面板的感应线Rx1至Rxk以从其接收触摸感应信号，据此可以检测触摸位置。其中，h和k均是大于1的整数。在每个触控帧期间，触摸控制模块向所有驱动线施加激励信号以及向所有感应线接收感应信号，从而完成整个触控面板的触摸监测。通常显示面板上扫描线和数据线的数目大于触控面板上驱动线和感应线的数目。
随着技术的发展，提出了TDDI技术，将显示控制模块与触摸控制模块整合为一颗芯片，那么显示与触控的分时驱动显得尤为重要。在TDDI系统中，无论是垂直消隐还是水平消隐模式，每帧大部分时间都要留给显示，通常留给触控的部分通常只有2毫秒左右，其中90％时间用来做触控位置的检测,这样用于噪声检测的时间通常只有200微秒,垂直消隐要实现120Hz报点率，那么用于噪声检测的时间只有100微秒左右。在如此短的时间内实现多频点检测，性能会明显下降。
图3示出根据本发明实施例的驱动方法的时序图。在图中，每个图像帧均包含多个显示区间DP1至DPN、多个触控区间TP1至TPN-1和一个独立的噪声检测时段ND。多个触控区间TP1至TPN-1设置在多个显示区间DP1至DPN-1的间隙处，从而实现显示和触控分时复用。噪声检测时段ND被设置在每个图像帧的显示区间DPN-1和DPN之间的间隙处，用来进行噪声检测。由于人眼对画面变换具有一定识别时间窗口，因而，显示区间DP1至DPN的持续时间长于触控区间TP1至TPN-1的持续时间，从而不影响视觉体验。噪声检测时段ND的时长可以设置得较长，例如，大于任意一个触控区间TP1至TPN-1的时长，从而在该噪声检测时段ND内获得足够的检测数据来进行噪声检测。在本例中，显示区间DP1至DPN的长度相同，触控区间TP1至TPN-1的长度相同。但本发明不局限于此。
在显示区间DP1至DPN中，执行显示扫描，不执行触控扫描。例如，以图1所示显示面板为例，显示区间DP1中，对栅极线G1至Gi依次施加有效的栅极驱动信号，并对数据线S1至Sn施加灰阶电压，使得第1行至第i行像素单元被选通并且能够根据源极驱动模块提供的灰阶电压进行显示。在显示区间DP2中，对栅极线G(i+1)至G(2i)依次施加有效的栅极驱动信号，使得第(i+1)至2i行像素单元数据线上的灰阶电压进行显示。以此类推，在图像帧中的最后一个显示区间DPN中，显示装置对余下的i条栅极线施加有效的栅极驱动信号，从而在一个图像帧期间，所有m条栅极线能够依次被选通。在触控区间TP1至TPN-1中，执行触控扫描，不执行显示扫描。例如，以图2的触控面板为例，在触控区间TP1中，触控驱动模块对j条驱动线Tx1至Txj施加有效的激励信号，并且分别接收来自感应线Rx1至Rxk的感应信号。类似地，在触控区间TP2中，触控驱动模块对另外j条驱动线Tx(j+1)至Tx(2j)施加有效的激励信号，并且分别接收来自感应线Rx1至Rxk的感应信号，以此类推。
在噪声检测时段ND中，进行噪声检测。假设在触控驱动模块中预设有多个激励信号的频率f1,f2,…fM，在第一图像帧的DPN-1与DPN之间的噪声检测时段ND，施加频率为f1的激励信号并获得感应信号，从而检测到频率f1下的噪声值。在第二图像帧内的DPN-1与DPN之间的噪声检测时段ND，施加频率为f2的激励信号并获得感应信号，从而检测到频率f2下的噪声值，以此类推，直至获得频率fM下的噪声值。计算频率f1,f2,…fM的噪声值与参考值的差值，并据此判断是否需要切换激励信号的工作频率。假设判断结果显示需要切换到工作频率f2，则在随后的图像帧内，采用频率为f2的激励信号进行触控扫描。其中，N，i，j和M均为大于1的整数。
应该指出的是，在一个噪声检测时段ND内不仅可以检测一个频率的噪声信号，也可以检测多个频率下的噪声信号，例如假设有4个预设频率f1、f2、f3和f4，可以在第一图像帧的ND内检测频率f1和f2下的噪声信号，在第二图像帧的ND内检测频率f3和f4下的噪声信号，计算频率f1、f2、f3和f4下检测到的噪声信号值分别与参考值的差值，并据此来为第三图像帧选择合适频率的激励信号。在每个图像帧内，ND的数目可以不限于一个，例如针对一个图像帧可以设置多个噪声检测时段ND，其位置可以根据需要来选择，而不限于显示区间DPN-1与DPN之间的位置。在完成最后一个频率的噪声检测之后，新选择的激励信号频率的应用不局限于下一个图像帧，也可以立即应用于随后触控区间。
这里应该强调的是，在噪声检测时段ND中获得的感应信号和在触控区间获得的感应信号都是通过向驱动线施加激励信号，并通过检测感应线获得，两者在本质上并没有区别。
图4示出了图3所示的噪声检测时段的触控装置进行噪声检测处理的流程图。
在步骤S401中，针对激励信号的M个预设频率f1,f2,…fM，计算无外界噪声干扰的情况下针对每个预设频率的激励信号所获得的感应信号采样值的方差作为噪声值的基准，即参考值。在本步骤中，可以在无外界噪声情况下分别向触控显示装置施加频率f1,f2,…fM的激励信号并获得对应的感应信号，从而计算每个频率下的噪声值。噪声值可以通过样计算样本方差来得到。例如，对于每一个频率的激励信号获得一组感应信号采样值，利用方差计算获得该组感应信号采样值的方差作为针对该频率的噪声值。方差计算公式为σ2为总体方差，Xi为采样值变量，为样本均值，u为总体样本数。通过上述方式，能够获得无外界噪声干扰情况下的方差数据作为参考值。
该步骤可以在系统启动时、出厂时或者其他合适的阶段进行，为正常工作时的触控显示提供用于噪声检测的参考值。此后可以在触控显示过程中根据该参考值来进行噪声检测，下面参考如下步骤S402至S406来对此进行详细描述。
在步骤S402中，计算M个预设频率f1,f2,…fM中的每个频率的噪声值，即在每个频率的激励信号下获得的感应信号采样值的方差，该方差体现了噪声的大小。例如可以类似于上述步骤S401，利用方差公式获得每个预设频率下感应信号采样值的方差。
在步骤S403中，判断是否完成全部频率的噪声值计算，如果是，则执行步骤S404，否则继续执行步骤S402。
在步骤S404中，获得每个方差和参考值的差值，从M个预设频率f1,f2,…fM中确定最小差值对应的频率。
在步骤S405中，判断当前激励信号的频率所对应的噪声值是否超过设定阈值。如果是，执行步骤S406，如果否，流程结束。
在步骤S406中，将随后触控检测中使用的激励信号的频率设定为在步骤S404中确定的最小差值对应的频率。
应该指出的是，上述流程图中的各个步骤可以在一个独立的噪声检测时段完成，也可以在多个独立的噪声检测时段中分别完成，例如，在一个图像帧的噪声检测时段只检测一个预设频率的噪声值，当检测完所有的预设频率的噪声信号，进行方差计算，并根据方差选择随后触控监测中使用的激励信号的工作频率。
还应该指出的是，图4只示出了一个完整的噪声检测处理。对于触控装置来说，可以在图像帧的各个噪声检测时段循环执行如图4所示的噪声检测处理，例如，第一图像帧和第二图像帧的噪声检测时段，完成第一个如图4所示的噪声检测处理，并在第三个图像帧中切换触控检测的激励信号的工作频率。同时，在第三个和第四个图像帧的噪声检测时段，完成第二个如图4所示的噪声检测处理。以此类推。
在可选的实施例中，省略步骤S405，即当判断出最小差值后，直接在随后的触控检测中将激励信号的工作频率调整为最小差值对应的频率。
根据本发明实施例的驱动方法,通过采用激励信号的多个预设频率下原始检测数据的方差作为基准来进行噪声检测，消除了环境因素(温湿度等)对原始检测数据的影响，保证了噪声检测的准确性。通过根据该方差选择后续触控检测所采用的激励信号的工作频率，能够提高触控检测的信噪比。通过设定比触控区间更长的噪声检测时段，能够增加噪声检测的积分时间，提高了噪声检测的精度和灵敏度
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (11)

1.一种用于触控显示装置的驱动方法，其特征在于，每一个图像帧包括多个显示区间、多个触控区间和至少一个噪声检测时段，所述多个触控区间和至少一个噪声检测时段分布于所述多个显示区间之间的间隙中，所述驱动方法包括：
在每个显示区间对所述触控显示装置进行显示驱动；
在每个触控区间向所述触控显示装置中施加激励信号并从所述触控显示装置接收感应信号，以进行触控检测，所述激励信号的工作频率是多个预设频率之一；
在所述至少一个噪声检测时段进行噪声检测，以获得多个预设频率中至少一个频率的噪声值；以及
根据所述多个预设频率的噪声值从所述多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其中，所述进行噪声检测包括：向所述触控显示装置中施加所述多个预设频率中至少一个频率的激励信号并从所述触控显示装置接收感应信号，从接收的感应信号获得针对所述至少一个频率下感应信号采样值的方差作为噪声值。
3.根据权利要求2所述的驱动方法，其中，每个图像帧包括一个噪声检测时段，在多个连续的图像帧的每个图像帧中的噪声检测时段，分别获得多个预设频率中的一个预设频率的噪声值。
4.根据权利要求2或3所述的驱动方法，其中，所述噪声检测时段的时长大于任一个触控区间的时长。
5.根据权利要求2或3所述的驱动方法，其中，所述图像帧包括第一至第N显示区间和第一至第N-1触控区间，所述第一至第N-1显示区间和第一至第N-1触控区间交替分布，所述噪声检测时段设置在所述第N-1显示区间和第N显示区间的间隙中，N为大于等于2整数。
6.根据权利要求1所述的驱动方法，其中，所述根据所述多个预设频率的噪声值从所述多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率包括：
计算所述多个预设频率中每个频率下获得的噪声值与对应的参考值的差值；
从所述多个预设频率中选择与最小差值对应的频率作为在随后图像帧期间进行触控检测的工作频率。
7.根据权利要求1所述的驱动方法，所述根据所述多个预设频率的噪声值从所述多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率包括：
计算所述多个预设频率中每个频率下获得的噪声值与对应的参考值的差值；
从所述多个预设频率中选择与最小差值对应的频率；
判断当前工作频率的噪声值与对应的参考值的差值是否大于设定阈值，如果是，则以所述与最小值对应的频率作为在随后图像帧期间进行触控检测的工作频率。
8.根据权利要求6或7所述的驱动方法，其中，针对每个频率的参考值是在无外部噪声的情况下在该频率的激励信号下获得的感应信号采样值的方差。
9.根据权利要求1所述的驱动方法，其中，在一个图像帧内每个显示区间长度相同，每个触控区间长度相同。
10.一种触控显示装置，包括显示模组和触控装置，所述显示模组和触控装置在每一个图像帧中执行分时驱动，以完成显示驱动、触控检测和噪声检测，每一个图像帧被划分为多个显示区间、多个触控区间和至少一个噪声检测时段，所述多个触控区间和至少一个噪声检测时段分布于所述多个显示区间之间的间隙中，
所述显示模组包括显示控制模块和显示面板，所述显示控制模块在每个显示区间对所述触控面板进行显示驱动；
所述触控装置包括触摸控制模块和触控面板，所述触摸控制模块在每个触控区间向触控面板中施加激励信号并从所述触控面板接收感应信号，以进行触控检测，所述激励信号的工作频率是多个预设频率之一；
所述触摸控制模块还包括：在所述至少一个噪声检测时段进行噪声检测，以获得多个预设频率中至少一个频率的噪声值，并根据所述多个预设频率的噪声值从所述多个预设频率中选择用于随后触控检测的工作频率。
11.根据权利要求10所述的触控显示装置，其中，所述显示面板包括液晶面板或OLED面板。
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