TW201220162A - Touch screen system - Google Patents

Description

201220162 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種互動式顯示面板，且特別是有關 於一種具有兩種觸控感測功能的互動式顯示面板。 【先前技術】 顯示面板傳統上扮演顯示訊息的角色或者當其他輸 入元件或提供一輸入至此系統的元件之輸出端。互動式元 件，例如透過接觸顯示面板來接收使用者輸入之觸控面 板，其結合輸出與輸入功能以及讓使用者與顯示器或與顯 示器連接的系統互動。舉例而言，元件如個人數位助理 (personal digital assistants ’ PDAs)、行動電話、個人電腦(personal computers，PCs)、平板電腦(tablet PCs)等已結合觸控面板以 提供給使用者更多種輸入方式的選擇。 傳統的觸控面板或觸控營幕有數種不同之設計，例如 電阻式、表面聲波式、電容式、紅外線式設計。所有這些 設計典沒地需要結合顯不元件與另外的觸控面板。電阻 式、表面聲波式、電容式、紅外線式觸控面板皆需透過使 用者的手指或觸控筆來操作。内嵌式光學觸控顯示面板包括 顯示面板、多個陣列排列的光感測器、多條掃描線、多條 讀出線。光感測器、多條掃描線以及多條讀出線整合在顯 示面板中。一般而言’光感測器適於接收來自於光學觸控 筆之光學訊號。掃描線以及讀出線與光感測器電性連接， 這樣一來’光感測器可依序地透過掃描線開啟’而由光感 4 201220162 觸控感測積體電路 測器產生之光電流則透過讀出線傳遞至 (ic)上。 雜性 相應的，-具有内嵌式與外嵌式觸控顯示面板優點卻益 ^點之觸控硫是為使料所需求的。觸控面板幾乎 ^專統的液晶顯讀幕-起製造，而無日糊增加其製造的複 【發明内容】 树明提供-種互動式_面板，其具有兩種觸 應功能。 及接一種觸控營幕系統包括用以顯示影像以 j收光學tfl號之内嵌式鱗觸控祕、用喊測手指或非 筆之外㈣觸控元件、與内嵌式光學觸控元件電性 ，接之第-處理單元、與外嵌式觸控元件紐連接之第二處理 早^以及與第-處理單元和第二處理單元電性連接之第 理單7W卜嵌式難元件配置於喊式光學觸控元件之上 2理單it將内嵌式光學觸控元件接收之類比感測訊號 第二處理單元纽後纽第二電子贼。第三處料元^ 一電子訊號與第二電子峨並產生有效輸㈣號，其中= 效輸出訊號包括透過賴騎幕系統躺之—光點= 一物體接觸位置。 置與 本發明提供-種觸控螢幕系統包括顯示元件 感測器、處理态、物體感測元件、以及控制器。__、 具有配置於顯之多個4素電極。多個光感測器== 201220162 一晝素電極所排列之矩陣陣列中，該光感測器藉由光學訊 號所激發，並藉由晝素電極之訊號線所驅動以轉換光學訊 號為原始電流訊號。處理器根據經激發之光感測器決定光 點位置並根據原始電流訊號產生第一電子訊號。物體感測 元件可響應顯示區上之實際接觸並產生包含一組接觸位置 座標之第二電子訊號。控制器藉由比較第一電子訊號和第 二電子訊號以決定第一電子訊號或第二電子訊號當做輸出 訊號。 本發明提供一種觸控螢幕系統包括光筆、顯示器以及 運算子。光筆具有一光源以提供一光束。顯示器適於感測 至少一光束以及觸碰顯示區之觸控筆，此顯示器提供一輸 出以表示光束或觸控筆在顯示區上之位置。運算子用以處 理來自於光束之第一電子訊號以及來自於觸控筆之第二電 子訊號’運算子會優先根據第一電子訊號產生一組相對應 之位置座標。無論來自於内嵌式光學觸控面板的接觸訊號 是否被第一處理單元接收到，運算子皆會根據來自於内嵌 式光學觸控面板的接觸訊號或來自於外嵌式觸控面板的接 觸訊號而輸出一輸出訊號。因此使用者可更方便地以手指 或光學觸控筆來操作互動式顯示器。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易僅，下文特 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 以下將配合相應的圖示詳細地說明本發明之實施 6 201220162 例。在各圖示及描述中之相同的符號代表相同或相似的元 件。 圖1為根據本發明之一實施例所繪之互動式顯示面板 示意圖。請參照圖1，本實施例之觸控螢幕系統1〇()可包 括内嵌式光學觸控元件110、配置於内嵌式光學觸控元件11〇 外表面之外嵌式觸控元件120、與内嵌式光學觸控元件11〇電 性連接之第一處理單元130、與外嵌式觸控元件12〇電性連接 之第一處理單元140以及與第一處理單元130和第二處理單元 140電性連接之第三處理單元15〇β内嵌式光學觸控元件 了以疋内嵌式光學觸控液晶顯示面板。外嵌式觸控元件12〇 例如是與内嵌式光學觸控元件110貼合之電容式或電阻式感 測薄膜。此液晶顯示器面板可包括許多層別，最基本地可包括 頂玻璃基板110a、液晶層(未繪示)以及底玻璃基板110b。頂玻 璃基板110a和底玻璃基板110b可被圖案化以提供驅動能量給 特定的晝素電晶體以及提供偵測光筆光輸入的感測功能。 本實施例之内嵌式光學觸控元件110可為内建有多個内 嵌式光學觸控電極之液晶顯示器。特別地，此光學觸控電極可 被整合於兩玻璃基板之間’並且可被晝素電極之訊號線所驅 動。當然地’本實施例之内嵌式光學觸控元件u〇亦可為内建 有多個内嵌式光學觸控電路之其他種類的平面顯示元件。更進 一步地說，多個内嵌式光學觸控電極可被配置在一晝素電極陣 列中並與晝素電極一起被製造。當光筆施加於顯示元件時，光 學觸控電極可被來自於光筆之光學訊號所激發。承上述，當光 學訊號加於顯示元件表面時，由此光學減轉化之類比訊號可 201220162 ==處理單s 13G轉換為數位的第—觸控感應訊號， 此數位的第-觸控感應訊號S1被傳輸至第三處理單元 在^實，例中’第一處理單元13〇具有第一輸 和第-輸出槔〇P1。第二處理單元140具有第二輸入蟑奶和 第一輸出棒OP2。第三處理單元15〇具有第三輸入蜂阴第 四輸入埠IP4和第三輸出埠OP3。第一輸入蜂ιρι和第 崞奶分別與内欲式光學觸控元件11〇和外嵌式觸控元件⑽ 連接。第-輸出琿OT1和第二輸出埠⑽分 與和第四輸入埠IP4連接。 旱 在本實施例中，外嵌式觸控元件12〇可包括貼合於液晶 面板或其他平賴示面板之手減職，而對來自手指或其他 電谷物體之非光學感測訊號做出反應。外嵌式觸控元件⑽ 例如為電谷式或電阻式觸控面板(但本發明並 外欲式元件12〇上之難健會軸—賴 壓或電流經第二處理單元14G處理後會產生觸控感應訊號 S2，此觸控感應訊號S2會傳輸至第三處理單元15〇。外嵌式 觸控元件12GJi；f總是覆蓋所有峽式光學觸控元件11〇的顯 示面，其可被安排做附著於内嵌式光學觸控元件11〇之發射器 或债測器’例如表面聲波式觸控面板、電磁式觸控面板或紅外 線式觸控面板。選擇性地，外嵌式觸控元件12〇亦可為攝影式 (camera-based)觸控螢幕系統，其中攝影機被安排於内嵌式光 學觸控元件110顯示面之角落來偵測影像以決定觸控位置。此 外’雖然許多已被揭露之觸控螢幕或内嵌式觸控螢幕技術是單 8 201220162 點(single-touch)觸控螢幕，但其亦可應用在多點(multi_t〇uch) 觸控螢幕中。 在本實施例中，第一處理單元13〇、第二處理單元14〇 以及第三處理單元150例如是特殊用途積體電路(applicati〇n specific integrated circuit ’ ASIC)、微控制器單元(microcontr〇iier imit，MCU)或其他邏輯元件，但本發明並不以此為限。第一 處理單元130可做為一處理器，其中此處理器可根據被激發的 光感測器決定光點位置並根據原始電流訊號產生第一觸控感 應訊號S1。第一觸控感應訊號S1可由顯示面上光點所在位置 與其他位置(例如顯示元件的角落)之電流差所決定的。 在本實施例中，第二處理單元14〇直接與外嵌式觸控元 件120連接，且被視為物體感測元件。此物體感測元件能夠對 顯示區上的實際接觸做出反應’並產生包含一組接觸位置座標 的第二電子訊號。 在本實施例中，第三處理單元150可以是一控制器，其 中控制器藉由比較第一觸控感應訊號S1與第二觸控感應訊號 S2以決定以第一觸控感應訊號S1或第二觸控感應訊號S2當 作輸出訊號。當第一觸控感應訊號S1與第二觸控感應訊號S2 同時被接收時’此控制器會優先根據第一電子訊號產生一組相 對應之位置座標。 在本發明一實施例中’第一處理單元13〇、第二處理單元 140以及第三處理單元150可被安排在三個不同的邏輯元件 中’如圖1所示。第三處理單元150接收來自於内嵌式光學觸 控元件110的第一觸控感應訊號S1與(或）來自於外嵌式觸控 201220162 二件二的第控感應訊號S2。在本發明-實施例中’當 第一處理早〇僅接收到—光 +干确㈣模式時，其輸出喊S3亦是由第一 觸轉換而來。在另一實施例中，當第三處理單 二，二η學輸入時’其輸出訊號幻是由第二觸 而來。或者，當此觸控嶋統是被切換 式時’其輸出訊號s3亦是由第二觸控感應 ^mi、A °於再—實_中，當絲位置形成之觸控 以翻錄形叙觸㈣應喊S2皆被 蟹幕錢⑽之螢幕上且為第三處理單元15〇同時接 料庙fr處理早70150輸出之輸出訊!虎S3是由先於第二觸 =虎S2之第—觸控感應訊號S1轉換而來。在又一實 Π ’當使用者於書寫期間令光筆離開顯示面，但其手又停 == 示面上日㈣三處理單元15Q是被設計忽略接觸感應訊 寫期間m除使用者的手掌之影響，當使用者的手掌於書 直;觸'螢幕祕之螢幕上時，第三處理單元150可計 ==積或接觸感應訊號S2的作用時間以決定增強觸㈣ 交佳的實施例中，第一處理單元130具有運算及判 150 邏輯兀件’而第二處理單元140被安裝於第二邏 以Γ笛-在$些》情況下’第"'處理單元請、第二處理單元140 -處理單元150是被安排於同—組件巾，例如一運算 201220162 二=轉換自光束的第一電子訊號以及感測觸控筆的第二 ，子H而此運算子會優先根據第—電子 應之位置座標，。 、4对 ηηΛ2為由内嵌式光學觸控元件110與外嵌式觸控元件 、、成之^示器示意圖。此顯示器適於感測由光筆提供之 技 及施加於顯示區之觸控筆，其中光束例如是當一光 出示區時由此光筆所發出的。此顯示器提供-輸 =”、、頁不區上的光束或觸控筆的位置。此顯示器例如在 蚩二=板上具有可尋址的晝素陣列以及多個配置於可尋址 旦，陣列中的光感測器，其中光感測器藉由和晝素陣列相連 描線所驅動。此外，此顯示器例如可包括第—基板、第 一土板以及配置於第一基板與第二基板間之電光介質。此 ”進—步地包括至少—偵測ϋ，此❹i器可為電阻 ^ ★面聲波式、電容式或電磁式觸控面板其中之一。 第一處理單S 130至少具有與内嵌式光學觸控元件110 電性連接之—第一輸入蟑IP卜-第二輸入# IP2以及-第 -，出崞OP卜第二處理單元⑽至少具有與外谈式觸控 120電性連接之一第三輸入埠lp3、與第一處理單元 j第f輸入埠正2電性連接之一第二輸出埠OP2。舉例而 。第處理單元13〇例如是特殊用途積體電路細如― spedfle integrated circuit ’ ASIC) ’ 第二處理單元 14〇 例如亦 是特殊用途積體電路(applicati〇n speciflc加嗯遍drcuit， ASIC)。然，第一處理單元13〇以及第二處理單元i4〇之配 置亚不以此為限。第一處理單元13〇以及第二處理單元14〇 亦可進一步地整合和被製作於具有第—輸入埠正丨、第二 201220162 輸入埠IP2以及第一輸出埠0P1之單一特殊用途積體電路 (application specific integrated circuit，ASIC)中。 當一可發出光束之光學式觸控筆實質上觸碰互動式顯示 面板100並且此光學式觸控筆被外嵌式觸控元件12〇感測到 時，第一觸控感應訊號S1與第二觸控感應訊號S2被產生並 被分別地傳輸至第一處理單元130以及第二處理單元140。 第一觸控感應§Κ號S1從第一輸入埠ιρι被輸入至第一處理 單元130’而第二觸控感應訊號S2從第三輸入埠ιρ3被輸入 至第一處理單元140。在此狀況下，第一處理單元13〇接 收來自於内嵌式光學觸控元件11〇之觸控感應訊號§1以及來 自於外嵌式觸控元件12〇之觸控感應訊號S2。此外，第一處 理單元130輸出一相應於來自於内嵌式光學觸控元件11〇之 觸控感應訊號S1之輸出訊號S3至電腦pc中。 當透過手指或無法被内嵌式光學觸控元件u〇感測之 其他觸控筆實質上地觸碰互動式顯示面板1〇〇時，僅有第二 觸控感應sfl號S2被產生而傳輸至第二處理單元第二觸 控感應訊號S2從第三輸入埠ιρ3被輸入至第二處理單元 140，然後被傳輸至第一處理單元13〇之第二輸入埠ιρ2。 在此狀況下，第一處理單元130僅接收來自於外嵌式觸控 元件120之觸控感應訊號32。此外，第一處理單元13〇輸出 一相應於來自於外嵌式觸控元件12〇之觸控感應訊號S2之 輸出訊號S3至電腦pC中。在本實施例中，第一處理單元 130可判斷是否有接收到觸控感應訊號S1從而正確地輸出 輸出汛號S3。相對應地，觸控感應訊號S1與觸控感應訊 號S2的優先順序可容易地由第一處理單元13〇來決定。 12 201220162 i勺f H’l ί是―具有光源之筆型指示物(P〇inter)， 二匕括-可&制”光源之開或關的開關。此開關可被置於 筆型指示物(pointer)的圓柱桶之外或之内。在一實施例中、， :=光接’當光筆施壓於觸控瑩幕系統之 :頁式面時，-光束即被發射出。#光筆被用於寫入操作模 =時，可有效地區分光筆使用者僅是將光筆暫 正 或者是以光筆真實地觸碰(真正的接觸)。舉(例而 S，光筆於書寫期間真實地觸碰顯示區，並且光 且發光的。當制者於書寫期間將光筆提起，光筆合^ 並媳滅。.在其他實施财，絲或光學觸控筆具有兩端，— 端用於發光以激發光學觸控感應電極，而另—端用於對外嵌式 觸控元件進行輸入。 综上所述，藉由外嵌式觸控元件與内嵌式光學觸控元件 之，合，使用者可更方便地以手指和光學觸控筆操作互動式顯 不杰。使用者可以-隻手之手指操作此互動式顯示器，同時間 可用另外—隻手握住―光筆來對此互動式顯示器進行操控。使 用者亦可選擇性地僅藉由-觸控筆來操作此觸控榮幕系統以 達到光學或非光學之輸入。 “ 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離 本發明之精神和範肋’當可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明之-實施例所!會示之互動式顯示面 13 201220162 板示意圖。 圖2為本發明一實施例之由内嵌式光學觸控元件與外 嵌式觸控元件組成之顯示器示意圖。 【主要元件符號說明】 100 :觸控螢幕系統 110 :内嵌式光學觸控元件 120 :外嵌式觸控元件 130 :第一處理單元 140 :第二處理單元 150 :第三處理單元 110a :頂玻璃基板 110b :底玻璃基板 SI、S2、S3 :觸控感應訊號 IP卜 IP2、IP3、IP4 :輸入埠 OP卜OP2、OP3 :輸出埠 PC :電腦 14

Claims (1)

1. 201220162 七、申請專利範圍： 1.一種觸控螢幕系統，包括： 一内嵌式光學觸控元件，用以顯示影像以及接收光學 訊號； 一外嵌式觸控元件，用以感測手指或非光學觸控筆， a亥外嵌式觸控元件配置於該内欲式光學觸控元件的外表面 之上； 一第一處理單元，與該内嵌式光學觸控元件電性連接， 該第一處理單元將該内嵌式光學觸控元件接收之一類比感測 訊號轉換為一第一電子訊號； 一第二處理單元，與該外嵌式觸控元件電性連接，由該 外嵌式觸控元件所產生之一物體感測訊號經該第二處理單元 處理後產生一第二電子訊號；以及 一第三處理單元，與該第一處理單元和該第二處理單元 電性連接，該第三處理單元分析該第一電子訊號與該第二電 子讯唬並產生一有效輸出訊號，其中該有效輸出訊號包括 透過該觸控螢幕系統偵測之一光點位置與一物體接 置。 2.如中請專利範圍第丨項所述之觸控榮幕系統， =嵌式光學觸控元件包括-有光感測雜人之液晶顯示 3. 如申請專利範圍第1 該外嵌式觸控元件包括一電 式、一電磁式觸控面板。 4. 如申請專利範圍第1 項所述之觸控螢幕系統，其中 阻式 表面聲波式、一電容 項所述之觸控螢幕系統，其中 15 201220162 該第-處理單元與該第三處理單元安裝於—第1輯元件， 而該第二處理單元安裝於一第二邏輯元件。 )5·如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕系統，其中 為第處理單元、遠第—處理單元以及該第三處理單元分別安 裝於二個不同的邏輯元件。 ^ 6·如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕系統，其中 該外嵌式觸控元件包括—貼合於制I式光學觸控錯之電 容式或電阻式薄膜。 7^°申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕系統，更包 =光筆’軸筆具有—絲可輸出—光學訊號至賴控 螢幕系統。 8.一種觸控螢幕系統，包括： 一顯示元件’具有配置於顯示區之多個晝素電極； 多個光感測器’配置於該些晝素電極所排列之矩陣陣 列中，該光感測器經由一光學訊號所激發，並藉由一晝素 電極之訊號線所驅動以轉換該光學訊號為一原始電流訊 號； 一處理器’該處理器根據該經激發之光感測器決定一 光點位置並根據該原電流訊號產生一第一電子訊號； 一物體感測元件，該物體感測元件可響應實際接觸該 顯示區之觸控並產生包含一組該觸控位置座標之一第二電 子訊號；以及 控制益猎由比較該第一電子訊號和該第二電子訊 號以決定該第一電子訊號或該第二電子訊號當做一輪出訊 號。 16 201220162 —之申•專利範圍第8項所述之觸控*幕系統，其中 S二電子峨與該第二電子訊號同時地被接收到時， 根據該第1子訊號產生'组相對應之位 杯一」口申/月專利辜已圍$ 8項所述之觸控榮幕系統，更包 ^ .I ，戎光筆具有兩嶠，其中一端用來發光以激發光 “·二’而另外一端用來對物體感測元件進行輸入。 Φ者如.明專利域第10項所述之觸控榮幕系統，其 中^光筆對鋪示元件施壓時絲學訊號被產生。 却穿如巾二專她圍第8項所述之觸㈣H统，其中 二u 一電子訊號由比較該顯示器上之減點位置與該顯示 杰上之其他位置的電流差來決定。 13. 如申請專利範_ 8項所述之觸㈣㈣統，其中 "光學感測與該晝素電極是在同_製程所製作。 14. 一種觸控螢幕系統，包括： 一光筆，具有一光源以提供一光束； -顯不益’適於感測至少—該光束以及—觸碰顯示區 ，觸控筆，該顯示H提供—輸丨以表示光束或觸控筆在該 顯示區上之位置；以及 -運#子’用以處理—來自於光束之第—電子訊號以 /自於馳筆H子訊號，該運算子係優先根據第 一電子訊號產生一組相對應之位置座標。 15.如。申请專利範圍帛14項所述之觸控榮幕系統，其 摘不器在-第-基板上具有可尋址之晝素陣列與多個 配置在該可尋址晝素陣列中之光感測器。 17 201220162 16. 如申請專利範圍第15項所述之觸控螢幕系統，其 中該光感測器藉由一與該晝素陣列連接之掃描線所驅動。 17. 如申請專利範圍第14項所述之觸控螢幕系統，其 中該顯示器包括一第一基板、一第二基板以及一配置於該 第一基板與該第二基板間之電光介質。 18. 如申請專利範圍第14項所述之觸控螢幕系統，其 中該顯示器包括： 至少一偵測器，該偵測器可由一電阻式、一表面聲 波、一電容式以及一電磁式觸控面板中擇一。 19. 如申請專利範圍第14項所述之觸控螢幕系統，其 中當該光筆對該顯示區施壓時該光筆發出該光束。 18