CN1945512A - 显示系统以及相关的电子装置与显示图像数据的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示系统，包括一接口、一显示面板、一数字化装置模块以及一控制单元，其中该接口耦接至一主机系统，且一控制单元，耦接于该数字化装置模块、该显示面板与该接口之间，用以根据通过该接口由该主机系统所发出的一图像信号，驱动该显示面板显示一对应的图像，并同时产生一扫描时序信号至该数字化装置模块，其中该数字化装置模块根据该扫描时序信号，执行一扫描操作，以产生一位置数据。

Description

显示系统以及相关的电子装置与显示图像数据的方法
技术领域
本发明有关于显示装置，特别有关一种具有数字化板(digitizer)的显示装置。
背景技术
目前有多种触碰检测型计算机输入装置，用以结合计算机屏幕进行触碰式控制，这种装置用以测量位置指示器(position pointer)的位置或手指触碰于检测表面上的位置，以便产生对应的坐标，而与计算机装置进行互动。举例而言，这些装置可用以指示显示器上的图像(icon)、选取选单上的项目(items)、编辑计算机产生的图像，以及提供手写字与手绘图形的响应。
再者，这些用以检测人类触碰的计算机输入装置使用多种检测技术，例如电容式检测、电阻式检测、红外线检测、超声波检测与压电反压力检测...等等。另外，一般而言具有握持式位置指示器(例如笔)的数字化板(digitizer)，使用电磁式检测、磁力式检测、电阻式检测或超声波检测。
一般而言，反应于人类触碰的装置用于光标控制的应用(cursor controlapplication)，例如指示图标(icon)以及选取选单上的项目(items)，而反应于位置指示器(一般为计算机笔)的装置用于手写辩示、建立或描绘图形与蓝图。因此，有需要通过某些可视的装置，让检测器能重现出位置指示器的轨迹，使得使用者能有视觉上的响应。
其中某些装置可反应于人类触碰，且同时反应于位置指示器，以便提供更方便的位置指示器输入(例如于屏幕上书写)，以及不要求使用者找出位置指示器并拿起来使用的人类触碰式输入。
图1为具有数字化板(digitizer)的一传统显示系统的方块示意图。如图所示，显示系统100包括一液晶显示(LCD)模块110以及一数字化装置模块120，其中液晶显示模块110与数字化装置模块(digitizer module)120分别通过其对应的接口112与122，耦接至主机系统130。数字化装置模块120需要于微控制器126中设置一振荡器124，以便提供扫描信号(未示出)给选择电路128，以便对检测阵列129进行扫描操作。图2显示具有数字化板的一传统显示系统。如图所示，显示系统200包括一液晶显示面板220、一背光模块230、一反光板240、一数字化装置模块120、一背板260以及一位置指示器123，其中数字化装置模块120与位置指示器123构成一数字化板(digitizer)。液晶显示模块110与数字化装置模块120通过不同接口112与122，举例而言可为两个可挠式印刷电路板(FPC)，耦接至外部的主机系统130。然而，这样会造成传统显示装置具有成本较高、厚度较厚与重量较重的缺点。
发明内容
本发明提供一种具有显示面板与数字化装置模块的显示系统，其中显示面板与数字化板(digitizer)通过一共享的接口耦接至主机系统，且显示系统还包括一控制器通过该共享的接口，将显示面板与数字面耦接至主机系统。
本发明提供一种显示系统，包括一接口、一显示面板、一数字化装置模块以及一控制单元，其中该接口耦接至一主机系统，且一控制单元，耦接于该数字化装置模块、该显示面板与该接口之间，用以根据通过该接口由该主机系统所发出的一图像信号，驱动该显示面板显示一对应的图像，并同时产生一扫描时序信号至该数字化装置模块，其中该数字化装置模块根据该扫描时序信号，执行一扫描操作，以产生一位置数据。
为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：
附图说明
图1为具有数字化板的一传统显示系统的方块示意图。
图2显示具有数字化板的一传统液晶显示器。
图3所示为本发明显示系统的第一实施例。
图4A为时序控制器的一实施例。
图4B为时序控制器的另一实施例。
图5所示为本发明显示系统的第二实施例。
图6为本发明中具有数字化板的显示系统的一实施例。
图7为本发明电子装置的一实施例。
主要组件符号说明
100、200、300A、300B、400：显示系统；
110：液晶显示模块；        120、340；数字化装置模块；
112、122、310：接口；      123、344：位置指示器；
124：振荡器；              126：微控制器；
125、324：模拟-数字转换器；
127、322：时序控制器；     128、346：选择电路；
129：检测阵列；            130、600：主机系统；
131、328：数字-模拟转换器；
132、326：电压调整电路；
220：液晶显示面板；        230、430：背光模块；
240、440：反光板；         260、460：背板；
320：控制单元；            330：显示面板；
IS：图像信号；             SS：扫描时序信号；
329：降频器；              342；数字检测阵列；
348、349：放大器；         331：处理装置；
332：时序发生器；          333：数据锁存器；
334：缓存器；              335：接收译码装置；
311；可挠式排线；          500；电子装置；
510：外壳；                520；直流/直流转换器；
BCS：总线控制信号；        PD：位置数据；
ID：图像数据；             CD：坐标数据；
CLKS：时序信号；           Vcom：共用电压；
Vs：垂直扫描信号；         Hs：水平扫描信号；
DE：数据启用信号；         CLK：系统时钟；
RTS：参考信号；            HFS：高频信号；
CKV：垂直时钟输出信号；
CKH：水平时钟输出信号；
DNBV：垂直数据启用信号；
DNBH：水平数据启用信号；
CSH：水平扫描指示信号；
CSB：垂直扫描指示信号。
具体实施方式
第一实施例
图3所示为本发明显示系统的第一实施例。如图所示，显示系统300A包括一主机系统600、一接口310、一控制单元320、一显示面板330以及一数字化装置模块(digitizer module)340。
接口310耦接于主机系统600与控制单元320之间，用以与主机系统进行数据交换。
控制单元320耦接至接口310、显示面板330与数字化装置模块340。控制单元320用以根据通过接口310来自主机系统600的一图像信号IS，驱动显示面板330产生一对应的图像，并产生一扫描时序信号SS。控制单元320包括一时序控制器322、一模拟-数字转换器(ADC)324、一电压调整电路326与一数字-模拟转换器(DAC)328。控制单元320亦接收通过接口310来自主机系统600的总线控制信号BCS，用以控制模拟-数字转换器324、数字-模拟转换器328与电压调整电路326的操作。
时序控制器322耦接接口310、显示面板330与数字化装置模块340，用以根据来自主机系统600的图像信号IS，并通过数字-模拟转换器328，产生一驱动信号驱动显示面板330。一般而言，来自主机系统600的图像信号包括图像数据ID、时序信号CLKS与共用电压Vcom，其中时序信号CLKS还包括有垂直扫描信号Vs、水平扫描信号Hs、数据启用信号DE与系统时钟CLK。时序控制器322根据图像信号IS的时钟信号CLKS，提供如图4所示的参考信号RTS，包括有一垂直时钟输出信号CKV、一水平时钟输出信号CKH、一垂直数据启用信号DNBV、一水平数据启用信号DNBH、一水平扫描指示信号CSH与一垂直扫描指示信号CSB至显示面板330。参考信号RTS与图像数据ID作为驱动信号，并且输出至数字-模拟转换器328，转换成模拟信号，以驱动显示面板330显示对应的图像。电压调整电路326耦接至时序控制器322与显示面板330，用以根据共用电压Vcom，调整驱动显示面板330的模拟信号的电压准位。
此外，时序控制器322亦根据来自主机系统600的数据信号IS，产生扫描时序信号SS至数字化装置模块340。由于数字化装置模块340中扫描时序信号SS所需的频率约在100Hz至400KHz之间，而来自主机系统600的数据信号IS的频率一般来说在5MHz至6MHz之间，所以本实施例将来自主机系统600的数据信号IS中的时序信号CLKS降频，以便得到一个适当频率的扫描时序信号SS，并且不用和传统数字化装置模块一样需要一个振荡器。因此，于本实施例中，数字化装置模块340与显示面板330仅通过单独一个接口310耦接至主机系统600，且数字化装置模块340的时序控制器与显示面板330的时序控制器综合成控制单元320。于本实施例中，时序控制器322包括一降频器(frequency divider；FD)329，用以将来自主机系统600的数据信号IS中的时序信号CLKS降频，以便得到一个适当频率的扫描时序信号SS给数字化装置模块340。
显示面板330耦接至控制单元320，用以根据来自数字-模拟转换器328的模拟信号显示图像。显示面板330可为一液晶显示面板，一有机发光二极管(OLED)显示面板、或一场致发射(FED)显示面板。
一般而言，数字化装置模块(digitizer module)340用于光标控制的应用(cursor control application)，例如指示图像(icon)以及选取选单上的项目(items)，以及文字辩示、手写辩示、图形与蓝图的建立或描绘。
于该实施例中，数字化装置模块340为一无源型数字化装置模块，耦接至主机系统600，并根据扫描时序信号SS，执行一扫描操作以产生一位置数据PD。数字化装置模块340包括数字检测阵列342、选择电路346以及放大器348。举例而言，数字化装置模块340可为一电磁感应式数字化装置模块，其中电磁信号由位置指示器344所发出，并由数字检测阵列342进行检测。
举例而言，数字检测阵列342包括X与Y方向的金属绕线网络(metal coilgrids)，用以检测位置指示器344的位置。位置指示器344会发出电磁信号至数字检测阵列342，且选择电路346会根据来自控制单元320的扫描时序信号SS，扫描数字检测阵列342的线圈，使得数字检测阵列342中所产生的电流信号被传送至放大器348，而放大器348会放大数字检测阵列342中所产生的信号。
放大器348所输出的放大信号输出至模拟-数字转换器324，以转换成位置数据PD，然后输出至时序控制单元322。时序控制器322接收与位置指示器344相关的位置数据PD，并因此判定出其位于数字检测阵列342的坐标数据CD，而坐标数据CD接着通过接口310输出至主机系统600。举例而言，控制单元320为一个综合有时序控制器322、模拟-数字转换器324、电压调整电路326、以及数字-模拟转换器328的单芯片。此外，控制单元320亦可通过玻板上芯片(chip-on-glass)制造，直接设置于该显示面板330上，或设置于显示面板330的一可挠式印刷电路板上。
图4A为时序控制器的一实施例。时序控制器322包括一处理装置331、一降频器(FD)329、一时序发生器332、一数据锁存器333、一缓存器334与一接收译码装置335，且时序控制器322用以通过接口310接收来自主机系统600的图像信号IS与总线控制信号BCS。
处理装置331耦接至模拟-数字转换器324，用以接收位置数据PD并计算出坐标数据CD，通过接口310输出至主机系统600。主机系统600接收坐标数据CD，并转换成图像数据以显示于显示面板330上。降频器329用以将来自主机系统600的数据信号IS中的时序信号CLKS降频，以便得到一个具有适当频率(例如100KHz-300KHz)的扫描时序信号SS给数字化装置模块340。
时序发生器332亦接收时序信号CLKS，以提供参考时序信号RTS给显示面板330。来自主机系统600的图像信号IS中的图像数据PD会被暂存在数据锁存器333与缓存器334中，并输出至模拟-数字转换器328，以驱动显示面板330。接收译码装置335接收来自主机系统600的总线控制信号BCS，产生控制信号用以控制模拟-数字转换器324、电压调整电路326与数字-模拟转换器328的操作。
本发明仅使用单一接口，且综合图1标中数字化装置模块120的微控制器126与模拟-数字转换器126以及液晶显示模块110的时序控制器127、电压调整电路132与数字-模拟转换器131成单一的控制单元320供显示系统之用，显示装置的成本、厚度与重量皆可以降低。
第二实施例
图4B为时序控制器的另一实施例。图4B中的时序控制器322与图4A中所示者相似，除了降频器329将图像信号中的时序信号CLKS，转换成扫描时序信号SS与高频信号HFS。图5所示为本发明显示系统的第二实施例。显示系统300B与图3中的显示系统300A相似，除了多加一个放大器349耦接于选择电路346与控制单元320之间。
于该实施例中，数字化装置模块340为一有源式数字化装置模块。放大器349用以放大来自降频器329的高频信号HFS，以输出至选择电路346。选择电路346送出放大后的高频信号至数字检测阵列342中每一检测线圈。数字检测阵列342于一预定时间时，发出电磁信号至位置指示器344，然后执行一接收模式，以检测位置指示器344的响应。举例而言，来自数字检测阵列342的电磁信号可由位置指示器344所接收，并因而发出一对应的信号至数字检测阵列342，以便于数字检测阵列342中产生局部信号变化。显示系统300B中其它结构与操作与显示系统300A相似，于此不再累述。
图6为本发明中具有数字化板的显示系统的一实施例。如图所示，显示系统400包括一显示面板330、一背光模块430、一反光板440、一数字化装置模块340、一背板460以及一位置指示器344，其中数字化装置模块340与位置指示器344构成一数字化板(digitizer)。显示面板330与数字化装置模块340通过单独一个接口310，例如可挠式印刷电路板，耦接至主机系统600，且显示面板330与数字化装置模块340之间通过可挠式排线311相连接。控制单元320设置于一可挠式印刷电路板上，根据通过接口310来自主机系统600的图像信号IS，驱动显示面板330产生对应的图像，并产生一扫描时序信号SS至数字化装置模块340。数字化装置模块340根据扫描时序信号，执行一扫描操作以产生一位置数据PD，控制单元320接着会位置数据CD，判别出位置指示器344的坐标数据CD，并输出至主机系统600。举例而言，控制单元320亦可通过玻板上芯片(chip-on-glass)制造，直接设置于显示面板330上。
于本实施例中，显示面板330系一液晶显示面板，一有机发光二极管(OLED)显示面板、或一场致发射(FED)显示面板，但不限定于此。数字化装置模块340可为一电容检测型数字化装置模块、一电阻检测型数字化装置模块、一红外线检测型数字化装置模块、一超声波检测型数字化装置模块、一压电反压力检测型数字化装置模块、一电磁检测型数字化装置模块、一磁力检测型数字化装置模块或一超声波检测型数字化装置模块。
图7为本发明电子装置的一实施例。如图所示，显示系统300A/300B可为一液晶显示系统，一有机发光二极管(OLED)显示系统、或一场致发射(FED)显示系统，但不限定于此。电子装置500可为一可携式电子装置，例如个人数字助理(PDA)、笔记型计算机、平板计算机、移动电话或一显示器...等等。一般而言，电子装置500包括一外壳510、第3、5、6图中所示的显示系统300A/300B/400以及一直流/直流转换器520。直流/直流转换器520用以提供一输出电压，以供电至显示系统300A/300B/400，以产生图像。
本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与修改，因此本发明的保护范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种显示系统，包括：
一接口耦接至一主机系统；
一数字化装置模块，通过该接口耦接至该主机系统；
一显示面板；以及
一控制单元，耦接于该数字化装置模块、该显示面板与该接口之间，用以根据通过该接口由该主机系统所发出的一图像信号，驱动该显示面板显示一对应的图像，并同时产生一扫描时序信号至该数字化装置模块，其中该数字化装置模块根据该扫描时序信号，执行一扫描操作，以产生一位置数据。
2.如权利要求1所述的显示系统，其中该控制单元包括用以将该图像信号转换成该扫描时序信号的装置。
3.如权利要求2所述的显示系统，其中该控制单元包括一降频器用以将该图像信号转换成该扫描时序信号。
4.如权利要求3所述的显示系统，其中该图像信号包括转换一图像数据与一时钟信号。
5.如权利要求4所述的显示系统，其中该降频器根据该图像信号中的该时钟信号，产生该扫描时序信号。
6.如权利要求1所述的显示系统，其中该控制单元根据来自该数字化装置模块的该位置数据，产生一坐标数据。
7.如权利要求1所述的显示系统，其中该显示面板为一液晶显示面板、一有机发光二极管显示面板、或一场致发射显示面板。
8.如权利要求1所述的显示系统，其中该控制单元通过玻板上芯片设置于该显示面板上。
9.如权利要求1所述的显示系统，其中该控制单元设置于一可挠式印刷电路板(FPC)之上。
10.如权利要求1所述的显示系统，其中该接口为一可挠式排线。
11.如权利要求1所述的显示系统，其中该数字化装置模块为一有源式数字化装置模块。
12.如权利要求1所述的显示系统，其中该数字化装置模块为一无源式数字化装置模块。
13.一种电子装置，包括：
一如权利要求1所述的显示系统；以及
一直流/直流转换器，耦接至该显示系统，用以供电至该显示系统，以便产生图像。
14.一种显示系统，包括：
一主机系统；
一显示面板；以及
一数字化装置模块，用以产生一位置数据，以便重现一使用者输入信号，其中该数字化装置模块与该显示面板皆通过一共享的实体接口耦接至该主机系统。
15.如权利要求14所述的显示系统，还包括一控制单元，耦接至该显示面板与该数字化装置模块，且通过该共享的实体接口耦接至该主机系统。
16.如权利要求15所述的显示系统，其中该控制单元根据一图像数据驱动该显示面板显示一图像，并且产生一扫描时序信号至该数字化装置模块，以于一扫描操作中决定出该位置数据。
17.如权利要求14所述的显示系统，其中该共享的实体接口为一可挠式印刷电路板。
18.一种显示图像数据的方法，应用于一显示系统中，包括：
提供一主机系统；
提供一显示面板；
提供一数字化装置模块，用以产生一位置数据，以便重现一使用者输入信号；以及
提供一共享的实体接口，用以耦接该显示面板与该数字化装置模块至该主机系统。
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