CN111142698A - 应用于触控显示装置的输入装置及其信号传送方法 - Google Patents

应用于触控显示装置的输入装置及其信号传送方法 Download PDF

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CN111142698A CN201910399036.4A CN201910399036A CN111142698A CN 111142698 A CN111142698 A CN 111142698A CN 201910399036 A CN201910399036 A CN 201910399036A CN 111142698 A CN111142698 A CN 111142698A
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Abstract

本发明为一种应用于触控显示装置的输入装置及其信号传送方法，其系于输入装置的子信号发射区段中传送对应状态资讯的调变信号，由于输入装置的子信号发射区段的时间长度大于或至少等于一倍的触控显示装置的显示区段的时间长度加上两倍的空白区段的时间长度，故无论输入装置在任何时间开始执行其信号发射周期，其子信号发射区段均能与至少一次的空白区段重叠，而使得触控显示装置在重叠的空白区段中能接收该输入装置所传送的调变信号，如此则输入装置无须获悉触控显示装置的工作周期，进而使得输入装置不须设置有接收单元，以降低整体成本。

Description

应用于触控显示装置的输入装置及其信号传送方法
技术领域
本发明为一种输入装置及其信号传送方法，尤指应用于触控显示装置的输入装置。
背景技术
目前内嵌式触控显示装置(In-Cell Touch Display Device)系利用原显示面板的共电极层作为触控感测电极用，故大多采用分时显示驱动及触控扫描方式，并系利用工作周期中的空白区段(blanking)来进行触控扫描或接收输入装置的信号，以让使用者能通过手指或输入装置进行触控操作，因此，目前应用于触控显示装置的输入装置(以触控笔为例)系大多采用双向模式，亦即输入装置除了对触控显示装置传送触控信息以外，输入装置亦接收来自触控显示装置所发送的上行信息，以使输入装置在传送信息时，均能同步对应到触控显示装置的空白区段，以便触控显示装置方能加以接收来自输入装置的下行信息，藉此获知输入装置的状态资讯。如此一来，输入装置中必须具有对应的接收单元，方能接收来自触控显示装置所发送的上行信息，如此则提高了输入装置的制造成本。
发明内容
有鉴于此，本发明系对于触控感测方法进行研究，以其能解决现有技术中利用输入装置在触控显示装置上进行输入操作时所面临的问题。
为达到上述的发明目的，本发明所采用的技术手段为提供一种输入装置相对于触控显示装置的信号传送方法，其中该触控显示装置具有一工作周期，该工作周期的时间长度为TF，该输入装置具有一信号发射周期，且该信号发射周期包含有n个子信号发射区段，各该子信号发射区段的时间长度为Ts，该触控显示装置的工作周期包含有数个显示区段及数个空白区段，各该显示区段的时间长度为TD，各该空白区段的时间长度为TH，该方法包含以下步骤：
该输入装置在该信号发射周期的子信号发射区段中，传送一调变信号给该触控显示装置，其中该调变信号包含有该输入装置的状态资讯，且Ts≧TD+2TH、且nTs≦TF，其中n为正整数；
该触控显示装置经由对应所述子信号发射区段的空白区段中，接收所述调变信号。
本发明亦提供一种应用于触控显示装置的输入装置，其中该触控显示装置具有一工作周期，其时间长度为TF，该触控显示装置的工作周期包含有数个显示区段及数个空白区段，各该显示区段的时间长度为TD，各该空白区段的时间长度为TH，该输入装置包含有：
一本体；
一发射端，其设于该本体的一端并包含有一发送电极；
一控制单元，其设于该本体中并具有一信号发送电路，该信号发送电路连接该发送电极；
其中该输入装置的信号发射电路具有信号发射周期，且该信号发射周期包含有n个子信号发射区段，各该子信号发射区段的时间长度为Ts，则该控制单元执行以下步骤：
该输入装置的信号发送电路在该信号发射周期的子信号发射区段中，通过该发送电极传送一调变信号给该触控显示装置，其中该调变信号包含有该输入装置的状态资讯，且Ts≧TD+2TH、且nTs≦TF，其中n为正整数。
本发明的优点在于，藉由将子信号发射区段的时间长度，均设定为一倍的显示区段的时间长度加上两倍的空白区段的时间长度，则无论输入装置在任何时间开始执行其信号发射周期，其子信号发射区段均能与至少一次的空白区段重叠，而使得触控显示装置在重叠的空白区段中能接收该输入装置所传送的调变信号，如此则输入装置无须获悉触控显示装置的工作周期，进而使得输入装置不须设置有接收单元，以降低整体成本。
附图说明
图1A为本发明所应用的触控显示装置与本发明的输入装置的实施示意图。
图1B为本发明的输入装置的部份元件方块图。
图2A至图2C为本发明的控制方法的第一实施例的实施示意图。
图3A至图3C为本发明的控制方法的第二实施例的实施示意图。
图4A至图4C为本发明的控制方法的第三实施例的实施示意图。
图5为本发明的控制方法的第四实施例的实施示意图。
图6为本发明的控制方法的第五实施例的实施示意图。
其中，附图标记：
10 触控显示装置 11 显示面板
111 共电极层 112 像素电极
12 控制单元 20 输入装置
21 本体 22 发射端
221 发送电极 23 控制单元
231 信号发送电路
101 显示区段 102 空白区段
201、201a、201b、201c 子信号发射区段
202闲置区段 203 前置区段
具体实施方式
以下配合图式及本发明的实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
请参阅图1A所示，本发明所应用的触控显示装置10系主要包含有一显示面板11及一控制单元12，该控制单元12系电连接该显示面板11，用以控制该显示面板11进行显示影像或触控检测。该显示面板11系主要包含有多个薄膜晶体管(图中未示)、一共电极层111以及多个像素电极112。该触控显示装置10具有一工作周期，该控制单元12于该工作周期中执行数个显示区段及数个空白区段，其中各该显示区段后系邻接一个该空白区段。于执行该显示区段时，所述像素电极112被施加电压而与该共电极层111形成压差，藉由该压差控制液晶的翻转角度来决定像素呈现灰阶或其他颜色，进而显示影像；随后执行该空白区段时，由该共电极层111接收来自该输入装置20所发出的调变信号，并经由该共电极层111的电容变化来感测该输入装置20的位置资讯。
请参阅图1A及图1B所示，该输入装置20包含有一本体21、一发射端22、及一控制单元23，该发射端22设置于该本体21的一端并包含有一发送电极221，该控制单元23设于该本体21中并具有一信号发送电路231，该信号发送电路231连接该发送电极221，该信号发送电路231系依据触控信息所包含的内容(例如压力值、ID、电池资讯、倾斜角、方位角等)，通过该发送电极221传递不同的调变信号来代表不同的触控信息，以调变信号代表4个位元的触控信息为例，举例而言，调变信号可为：A·sin(2πfit)，其中振幅A为常数，而i＝0～15，频率f0～f15可为10～160kHz且间隔为10kHz；举另一例而言，调变信号可为：Ai·sin(2πfct)，其中频率fc为常数，而i＝0～15，振幅A0～A15可为10～40V且间隔为2V，但不以该些例示为限。而该触控显示装置10接收到该调变信号后，经过解调后可得知该输入装置20欲传达的触控信息内容。
请参阅图2A所示，以下说明本发明的输入装置20于该触控显示装置10上进行触控感测的方法的一实施例，该触控显示装置10的工作周期的时间长度为TF，各该显示区段101的时间长度为TD，各该空白区段102的时间长度为TH，其中TH不小于前述的f0的倒数或fc的倒数，亦即空白区段102的时间长度设定不小于前述调变信号的周期时间。该输入装置20具有一信号发射周期，该输入装置20的信号发射周期的时间长度为TP，该输入装置20的信号发射周期系包含有n个子信号发射区段201，各该子信号发射区段201的时间长度为TS，其中n为正整数，在本实施例中，n＝1。其中，该输入装置20的各子信号发射区段201的时间长度TS总和不超过该触控显示装置10的工作周期的时间长度TF，即nTs≦TF，且该子信号发射区段201的时间长度TS大于或至少等于一倍的该显示区段101的时间长度TD加上两倍的该空白区段102的时间长度TH，即TS≧TD+2TH，如此一来无论该输入装置20在任何时间点开始在该子信号发射区段201进行下行信号发送，均会使得该子信号发射区段201与至少一个该空白区段102重叠，故该触控显示装置10可顺利通过与该子信号发射区段201重叠的该空白区段102来接收到来自该输入装置20的调变信号。举例而言，图2A所示的实施态样，该输入装置20的子信号发射区段201的开始时间恰好与该触控显示装置10的工作周期的开始时间相同，而该第一个及第二个空白区段102均与该子信号发射区段201重叠，其中该触控显示装置10在该第一个及第二个空白区段102均能接收到来自该输入装置20的调变信号；图2B所示的实施态样，该输入装置20的子信号发射区段201的开始时间略晚于该触控显示装置10的工作周期的开始时间，但该第一个及第二个空白区段102仍与该子信号发射区段201重叠，故该触控显示装置10在该第一个及第二个空白区段102同样均能接收到来自该输入装置20的调变信号；图2C所示的实施态样，该输入装置20的子信号发射区段201的开始时间略晚于该触控显示装置10的第一个空白区段102的开始时间，导致该第一个及第三个空白区段102仅部分重叠该子信号发射区段201，但该第二个空白区段102仍与该子信号发射区段201完全重叠，如此一来该触控显示装置10在该第二个空白区段102仍能接收到来自该输入装置20的调变信号。
进一步而言，该输入装置20的信号发射周期的时间长度TP可与该触控显示装置10的工作周期的时间长度TF相等，即TP＝TF，若该输入装置20的信号发射周期包含有两个以上的子信号发射区段201时(n为大于1的正整数)，则可用来传递更多变化及更复杂的触控信息，其中各该子信号发射区段201的时间长度可为相同或不相同。请参阅图3A所示的实施例，n＝2，则该输入装置20的信号发射周期包含有两个子信号发射区段201a、201b，其中该不同的子信号发射区段201a、201b中系传送具有不同调变特征的调变信号。当该触控显示装置10接收到调变信号时，可通过所述不同调变特征来判断其为哪个子信号发射区段201a、201b所传送的调变信号，再进一步经由解调来获得所欲传递的状态资讯。结合本实施例举例而言，调变信号可在不同的频率范围内进行调变，所述不同的频率范围为具有不同的调变特征，以前述调变信号代表4个位元的触控信息为例，并以该第一子信号发射区段201a传递状态资讯中的压力信息，以该第二子信号发射区段201b传递状态资讯中的倾斜角信息，其调变信号可为：A·sin(2πfit)，其中振幅A为常数，而该第一子信号发射区段201a中的i＝0～15，频率f0～f15可为10kHz～160kHz且间隔为10kHz，而该第二子信号发射区段201b中的i＝16～31，频率f16～f31可为200kHz～500kHz且间隔为20kHz。该触控显示装置10具有一解调电路，该解调电路中具有一调变特征表，如此一来，该触控显示装置10接收到该调变信号后，通过该解调电路来解调出其所对应的状态资讯，若调变特征为频率介于10kHz～160kHz，即可得知此为在该第一子信号发射区段201a所传递的调变信号，代表的是压力信息，则经过解调可得的该输入装置20欲传达的压力信息内容；若调变特征为频率介于200kHz～500kHz，即可得知此为在该第二子信号发射区段201b所传递的调变信号，代表的是倾斜角信息，经过解调可得的该输入装置20欲传达的倾斜角信息内容。在另一实施例中，调变信号亦可在不同的振幅范围内进行调变，但不以此为限。
而在本实施例中，基于TS≧TD+2TH的限制，则无论该输入装置20在任何时间点开始执行该第一子信号发射区段201a，均会使得该第一及第二子信号发射区段201a、201b与该至少一个空白区段102重叠，故该触控显示装置10可顺利通过与该第一及第二子信号发射区段201a、201b重叠的该空白区段102来接收到来自该输入装置20的调变信号。举例而言，如图3A所示的实施态样，该输入装置20的第一子信号发射区段201a的开始时间恰好与触控显示装置10的工作周期的开始时间相同，而该第一个及第二个空白区段102均与该第一子信号发射区段201a重叠，其中该触控显示装置10在该第一个及第二个空白区段102均能接收到来自该输入装置20的第一子信号发射区段201a的调变信号，而该第二子信号发射区段201b与该第三个及第四个空白区段102重叠，而该触控显示装置10在该第三个及第四个空白区段102均能接收到来自该输入装置20的第二子信号发射区段201b的调变信号；图3B所示的实施态样，该输入装置20的第一子信号发射区段201a的开始时间略晚于该触控显示装置10的该工作周期的开始时间，而第二个及第三个空白区段102仍与该第一子信号发射区段201a重叠，故该触控显示装置10在该第二个及第三个空白区段102同样均能接收到来自该输入装置20的第一子信号发射区段201a的调变信号，基于该触控显示装置10的工作周期为连续执行，该输入装置20的信号发射周期亦为连续执行，则该第二子信号发射区段201b与本次工作周期的该第四个空白区段102以及下一工作周期的该第一个空白区段102重叠，则该触控显示装置10在本次工作周期的该第四个空白区段102及下一工作周期的该第一个空白区段102亦能接收到来自该输入装置20的第二子信号发射区段201b的调变信号；图3C所示的实施态样，该输入装置20的第一子信号发射区段201a的开始时间晚于该触控显示装置10的该工作周期的第二个空白区段102的结束时间，而该第三个及第四个空白区段102仍与该第一子信号发射区段201a重叠，故该触控显示装置10在该第三个及第四个空白区段102同样均能接收到来自该输入装置20的第一子信号发射区段201a的调变信号，基于该触控显示装置10的工作周期为连续执行，该输入装置20的信号发射周期亦为连续执行，则该第一子信号发射区段201a及该第二子信号发射区段201b均与下一工作周期的该第一个空白区段102部份重叠，故该下一工作周期的该第一个空白区段102无法完整接收到该第二子信号发射区段201b所发送的调变信号，但该第二子信号发射区段201b仍与下一工作周期的第二个空白区段102重叠，则该触控显示装置10在该下一工作周期的该第二个空白区段102亦能接收到来自该输入装置20的第二子信号发射区段201b的调变信号。
请参阅图4A、图4B及图4C所示的实施例，该输入装置20的信号发射周期除前述的子信号发射区段201a、201b外，亦另具有一闲置区段202，在该闲置区段202中，该输入装置20不传送调变信号，以减少电力耗损。而基于TS≧TD+2TH的限制，由图4A、图4B及图4C所示的实施例可知，无论该闲置区段202的长度为何，或该子信号发射区段201a、201b的开始时间与该触控显示装置10的工作周期的开始时间的关系为何，各该子信号发射区段201a、201b仍能分别与该至少一空白区段102重叠，以使该触控显示装置10能接收到所传递的调变信号。
请参阅图5所示的实施例，该输入装置20的信号发射周期进一步包含有一前置区段203，在该前置区段203中系传送一预设的指示信号，该指示信号不随状态资讯而改变，以固定作为一指示信息用，例如以指示信号表示信号发射周期的起始区段。该预设的指示信号意指包含有至少一预设频率或预设振幅的指示信号，例如在一实施例中，该指示信号可为具有固定频率5kHZ或固定振幅5V的指示信号；又例如在另一实施例中，该指示信号可由一预设表单中选取，该预设表单中包含有多个不同频率或不同振幅的信号。
请参阅图6所示的实施例，该输入装置20的信号发射周期可具有一前置区段203、多个子信号发射区段201a、201b、201c及一闲置区段202，以该前置区段203传送指示信号，所述子信号发射区段201a、201b、201c传送不同特征的调变信号，而该闲置区段202则不传送信号。
当具有该前置区段203时，该触控显示装置10可通过该前置区段203明确得知该输入装置20的每一工作周期的开始，则该输入装置20可切分更多个子信号发射区段，并减少每个该子信号发射区段中所需传递的位元数，以减少频率范围或振幅范围的使用量。以总共须传递8个位元的资讯为例，若输入装置20的工作周期具有两个子信号发射区段，当每个该子信号发射区段负责传递4个位元的资讯，则每个该子信号发射区段需要使用到16(24)个频率或振幅，一共就需要使用到32(16*2)个频率或振幅；但若采用本实施例做法时，该输入装置20的工作周期具有八个子信号发射区段，则每个该子信号发射区段仅需要使用到2(21)个频率或振幅，如此总共仅需要使用到16个频率或振幅，加上该前置区段203所使用的预设频率，则总频率数为17个，可有效大幅减少频宽需求量。
因此，通过本发明使子信号发射区段201的时间长度大于或至少等于一倍的显示区段101的时间长度加上两倍的空白区段102的时间长度，则无须将输入装置20的信号发射周期及触控显示装置10的工作周期同步，也同样能使触控显示装置10在空白区段102中接收到输入装置20的子信号发射区段201中所传递的调变信号，如此则输入装置20中纵使未设置接收单元来接收触控显示装置10的同步信息，亦同样能顺利传递调变信号。
以上所述仅是本发明的实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种输入装置相对于触控显示装置的信号传送方法，其特征在于，该触控显示装置具有一工作周期，该工作周期的时间长度为TF，该输入装置具有一信号发射周期，且该信号发射周期包含有n个子信号发射区段，各该子信号发射区段的时间长度为Ts，该触控显示装置的工作周期包含有数个显示区段及数个空白区段，各该显示区段的时间长度为TD，各该空白区段的时间长度为TH，该方法包含以下步骤：
该输入装置在该信号发射周期的子信号发射区段中，传送一调变信号给该触控显示装置，其中该调变信号包含有该输入装置的状态资讯，且Ts≧TD+2TH、且nTs≦TF，其中n为正整数；
该触控显示装置经由对应所述子信号发射区段的空白区段中，接收所述调变信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，n为大于1的正整数，且在该同一信号发射周期的不同子信号发射区段中，系传送具有不同特征的该调变信号给该触控显示装置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调变信号的不同调变特征，系包含以不同的频率范围进行信号调变或以不同的振幅范围进行信号调变。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，该输入装置的信号发射周期进一步包含有一闲置区段，该输入装置在该闲置区段中不发射该调变信号。
5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，该输入装置的子信号发射周期进一步包含有一前置区段，该输入装置在该前置区段中发射包含至少一预设频率或预设振幅的指示信号。
6.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在该触控显示装置的工作周期中，每一空白区段邻接其中至少一个该显示区段。
7.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，该输入装置的信号发射周期的时间长度为TP，而TP＝TF。
8.一种应用于触控显示装置的输入装置，其特征在于，该触控显示装置具有一工作周期，其时间长度为TF，该触控显示装置的工作周期包含有数个显示区段及数个空白区段，各该显示区段的时间长度为TD，各该空白区段的时间长度为TH，该输入装置包含有：
一本体；
一发射端，其设于该本体的一端并包含有一发送电极；
一控制单元，其设于该本体中并具有一信号发送电路，该信号发送电路连接该发送电极；
其中该信号发射电路具有一信号发射周期，且该信号发射周期包含有n个子信号发射区段，各该子信号发射区段的时间长度为Ts，该控制单元执行以下步骤：
该输入装置的信号发送电路在该信号发射周期的子信号发射区段中，通过该发送电极传送一调变信号给该触控显示装置，其中该调变信号包含有该输入装置的状态资讯，且Ts≧TD+2TH、且nTs≦TF，其中n为正整数。
9.如权利要求8所述的输入装置，其特征在于，n为大于1的正整数，且在同一信号发射周期的不同子信号发射区段中，系传送具有不同特征的该调变信号给该触控显示装置。
10.如权利要求9所述的输入装置，其特征在于，所述调变信号的不同调变特征，系包含以不同的频率范围进行信号调变或以不同的振幅范围进行信号调变。
11.如权利要求8至10中任一项所述的输入装置，其特征在于，该输入装置的信号发射周期进一步包含有一闲置区段，该输入装置在该闲置区段中不发射该调变信号。
12.如权利要求8至10中任一项所述的输入装置，其特征在于，该输入装置的子信号发射周期进一步包含有一前置区段，该输入装置在该前置区段中发射包含至少一预设频率或预设振幅的指示信号。
13.如权利要求8至10中任一项所述的输入装置，其特征在于，该输入装置的信号发射周期的时间长度为TP，而TP＝TF。
CN201910399036.4A 2018-11-05 2019-05-14 应用于触控显示装置的输入装置及其信号传送方法 Pending CN111142698A (zh)

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