TW201411451A - 感測顯示裝置及其觸控偵測方法 - Google Patents

Abstract

一種感測顯示裝置及其觸控偵測方法。感測顯示裝置，包括一光電轉換模組、一電池、一顯示單元、一控制單元及一驅動單元。光電轉換模組具有陣列排列的多個感測單元，且將光能轉換為電能。電池電性耦接至光電轉換模組，且將電能儲存於電池並提供一電壓源至感測顯示裝置。顯示單元配置於光電轉換模組的一感光面，控制單元電性連接這些感測單元，且依據流經這些感測單元的電量變化，判斷這些感測單元是否處於一遮罩狀態。驅動單元電性連接控制單元以及顯示單元之間。

Description

感測顯示裝置及其觸控偵測方法

本發明是有關於一種感測顯示裝置及其觸控偵測方法，且特別是有關於一種以光電轉換元件作為感測元件的感測顯示裝置及其觸控偵測方法。

太陽能是一種乾淨無污染而且取之不盡用之不竭的能源，在解決目前石化能源所面臨的污染與短缺的問題時，一直是最受矚目的焦點。由於太陽能電池可直接將太陽能轉換為電能，因此太陽能電池的發展成為太陽能技術中一個重要的應用。

此外，近年來為了提昇電子裝置的操作便利性，觸控面板(touch panel)逐漸取代鍵盤或滑鼠等輸入裝置成為電子裝置的輸入介面，而觸控面板的配置可能影響電子裝置的整體耗電量。在此，電子裝置可配置太陽能電池，以延長電子裝置的使用時間，進而降低配置觸控面板對電力的影響。然而，在電子裝置中配置觸控面板及太陽能電池雖可提升操作便利性及降低電力消耗的速度，但相對的會大幅增加電子裝置的硬體成本。

本發明提出一種感測顯示裝置，包括一光電轉換模組、一電池、一顯示單元、一控制單元、一驅動單元。光 電轉換模組具有陣列排列的多個感測單元，用以將光能轉換為電能。電池電性耦接至光電轉換模組，用以將電能儲存於電池並提供一電壓源至感測顯示裝置。顯示單元配置於光電轉換模組的一感光面，且覆蓋於感光面之上。控制單元電性連接這些感測單元，用以依據流經這些感測單元的電量變化，判斷這些感測單元是否處於一遮罩狀態。驅動單元電性連接控制單元以及顯示單元之間，用以驅動顯示單元。

本發明亦提出一種適用於前述之感測顯示裝置的觸控偵測方法。觸控偵測方法包括下列步驟。控制單元依據流經這些感測單元的一電量，判斷這些感測單元是否處於一遮罩狀態。控制單元依據處於遮罩狀態的感測單元決定一觸控點且輸出一觸控位置。顯示單元依據對應之觸控位置進行顯示。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為依據本發明一實施例的感測顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，感測顯示裝置100包括光電轉換模組110、電池120、顯示單元130、控制單元140及驅動單元150，其中顯示單元130是以顯示面板為例。光電轉換模組110具有陣列排列的多個感測單元SEU，並且透過這些感測單元SEU將光能轉換為電能EG， 其中，電能EG可以是由這些感測單元SEU各別提供。

電池120電性耦接至光電轉換模組110，以接收光電轉換模組110所產生的電能EG，並且將電能EG儲存於電池120中，亦即電池120在接收電能EG後會進行充電。並且，電池120會提供一電壓源VDD至感測顯示裝置100，以驅動感測顯示裝置100中的元件(如控制單元140及驅動單元150)。

顯示單元130配置於光電轉換模組110的一感光面112，且覆蓋於感光面112之上。在本實施例中，顯示單元130包含複數個畫素單元PXU，並且顯示單元130的整體的透光率實質上不小於50%。

控制單元140電性連接這些感測單元SEU及電壓源VDD，用以依據流經這些感測單元SEU的電量變化，判斷這些感測單元SEU是否處於一遮罩狀態。其中，這些感測單元SEU之電量變化實質上可以為一電壓量變化或者一電流量變化。並且，控制單元140在判斷這些感測單元SEU的至少其一處於遮罩狀態時，依據處於遮罩狀態的感測單元SEU決定至少一觸控點，並且對應地輸出至少一觸控位置PT。

驅動單元150、電性連接控制單元140、顯示單元130及電壓源VDD，以接收來自控制單元140的觸控位置PT，而驅動單元150會依據觸控位置PT驅動顯示單元130進行顯示。進一步來說，若觸控位置PT為對應一圖示，則驅動單元150會驅動顯示單元130顯示對應的圖示；若觸 控位置PT為對應一操作功能，則驅動單元150會驅動顯示單元130顯示對應的功能提示畫面；若觸控位置PT為對應一圖示及一操作功能，則驅動單元150會驅動顯示單元130可同時或依序顯示對應的圖示及對應的功能提供畫面。

一般而言，室內與室外的照明亮度會不同(亦即太陽與燈具的照明亮度不同)，例如大太陽底下的照明亮度會大於100,000流明(Lux)，而室內燈具的照明亮度約為500流明。據上所述，以通用的狀態下，判斷感測單元SEU是否被遮罩的亮度應小於500流明。在此以感測單元SEU接收的亮度是否大於200流明作為是否被遮罩(亦即處於遮罩狀態)的偵測點，但本發明實施例可根據實際設計需求或應用的環境選擇其他亮度作為偵測點，本發明實施例不以此為限。若是環境光的照明亮度低於光電轉換模組110的可感應程度，例如是200流明，則無法進行光感應動作，但顯示單元130仍可藉由電池120提供之電壓源VDD進行顯示。

在感測單元SEU的輸出電壓方面，若感測單元SEU接收200流明的光源後所輸出的最大電壓約為5.8V，則電壓偵測臨界值可設定為大於5.8V，但會小於一設定電壓，換言之，即使輸出最大電壓大於所述之設定電壓，仍判斷輸出電壓值為設定電壓。依據感測單元SEU所提供的電能EG，在感測單元SEU的輸出電壓小於等於電壓偵測臨界值時，判斷感測單元SEU處於遮罩狀態；反之，在感測單 元SEU的輸出電壓大於電壓偵測臨界值時，判斷感測單元SEU未處於遮罩狀態。

在感測單元SEU的輸出電流方面，若感測單元SEU接收200流明的光源後所輸出的最大電流約為0.3mA，則電流偵測點可設定為大於0.3mA。依據感測單元SEU所提供的電能EG，在感測單元SEU的輸出電流小於等於電流偵測點時，判斷感測單元SEU處於遮罩狀態；反之，在感測單元SEU的輸出電流大於電流偵測點時，判斷感測單元SEU未處於遮罩狀態。

圖2為圖1依據本發明一實施例的感測單元的電路示意圖。請參照圖1及圖2，在本實施例中，每一感測單元SEUa包括一光電轉換元件(在此以太陽能電池SRC為例)、二極體D1及開關元件(在此以電晶體T1為例)，其中太陽能電池SRC可以為單晶矽太陽能電池、多晶矽太陽能電池、非晶矽太陽能電池或銅銦鎵硒型太陽能電池。

太陽能電池SRC電性耦接於控制單元140與接地電壓之間。二極體D1的陽極電性連接太陽能電池SRC。電晶體T1的集極(對應開關元件的第一端)電性連接二極體D1的陰極，電晶體T1的基極(對應開關元件的控制端)電性連接二極體D1的陽極，電晶體T1的射極(對應開關元件的第二端)電性連接電池120。

依據上述，太陽能電池SRC的輸出電壓VO為感測單元SEUa的輸出電壓，太陽能電池SRC的輸出電流IO為感測單元SEUa的輸出電流。當輸出電壓VO大於等於電 晶體T1的臨界電壓時，電晶體T1會導通而將太陽能電池SRC的輸出電壓VO及輸出電流IO作為感測單元SEUa的電壓能EG提供至電池120，以使電池120利用太陽能電池SRC的輸出電壓VO及輸出電流IO進行充電；當輸出電壓VO小於電晶體T1的臨界電壓時，電晶體T1不會導通，因此太陽能電池SRC的輸出電壓VO及輸出電流IO不會提供至電池120。

圖3為圖1依據本發明另一實施例的感測單元的電路示意圖。請參照圖1、圖2及圖3，在本實施例中，感測單元SEUb的電路結構大致相同感測單元SEUa，其不同之處在於感測單元SEUb包括多個太陽能電池SRC1~SRC4，並且太陽能電池SRC1~SRC4藉由串聯或者並聯排列成一矩陣形式。其中，太陽能電池SRC1~SRC4的電性連接方式為用以說明，且本發明實施例中多個太陽能電池(即多個光電轉換元件)的電性連接方式可依據電路設計而定，本發明實施例不以此為限。

依據上述，可彙整一觸控偵測方法，適用於上述實施例的感測顯示裝置。圖4為依據本發明一實施例的感測顯示裝置的觸控偵測方法的流程圖。請參照圖4，在本實施例中，光電轉換模組將光能轉換成電能且儲存於電池(步驟S410)，並且電池提供感測顯示裝置所需之電能(步驟S420)。接著，控制單元依據流經光電轉換模組的這些感測單元的電量，判斷這些感測單元是否處於一遮罩狀態(步驟S430)。當有感測單元處於遮罩狀態時，亦即步驟S430 的判斷結果為“是”，則控制單元依據處於遮罩狀態的感測單元決定一觸控點且輸出一觸控位置(步驟S440)，並且顯示單元依據對應之觸控位置進行顯示(步驟S450)。

由於電能儲存及遮罩判斷會持續進行，因此在步驟S450執行後，會回到步驟S410。並且，當未有感測單元處於遮罩狀態時，亦即步驟S430的判斷結果為“否”，則顯示單元的顯示不用變動，因此會直接回到步驟S410。在步驟S430中，控制單元可依據這些感測單元的電量是否小於等於臨界電量時，判斷這些感測單元是否處於遮罩狀態。亦即，當感測單元的電量小於等於臨界電量時，判斷感測單元處於遮罩狀態；當感測單元的電量大於臨界電量時，判斷感測單元未處於遮罩狀態。

在本發明的一實施例中，這些感測單元的電量可以是電壓量，而臨界電量則對應地為一臨界電壓量(如上述之電壓偵測臨界值)；或者，這些感測單元的電量可以是電流量，而臨界電量則對應地為一臨界電流量(如上述之電流偵測點。其中，上述步驟的順序為用以說明，本發明實施例不以此為限，並且上述步驟的細節可參照圖1~圖4實施例，在此則不再贅述。

綜上所述，本發明實施例的感測顯示裝置及其觸控偵測方法，利用光電轉換元件是否被光線遮蔽來判斷觸控位置，因此感測顯示裝置只需配置光電轉換模組而能實現同時具有觸控偵測及轉換光能為電能的功效，藉此可降低感測顯示裝置的硬體成本。並且，顯示單元可對應觸控位置 進行顯示。

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圍內，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。

100‧‧‧感測顯示裝置

110‧‧‧光電轉換模組

112‧‧‧感光面

120‧‧‧電池

130‧‧‧顯示單元

140‧‧‧控制單元

150‧‧‧驅動單元

D1‧‧‧二極體

EG‧‧‧電能

IO‧‧‧輸出電流

PT‧‧‧觸控位置

PXU‧‧‧畫素單元

SEU、SEUa、SEUb‧‧‧感測單元

SRC、SRC1~SRC4‧‧‧太陽能電池

T1‧‧‧電晶體

VDD‧‧‧電壓源

VO‧‧‧輸出電壓

S410、S420、S430、S440‧‧‧步驟

圖1為依據本發明一實施例的感測顯示裝置的系統示意圖。

圖2為圖1依據本發明一實施例的感測單元的電路示意圖。

圖3為圖1依據本發明另一實施例的感測單元的電路示意圖。

圖4為依據本發明一實施例的感測顯示裝置的觸控偵測方法的流程圖。

100‧‧‧感測顯示裝置

110‧‧‧光電轉換模組

112‧‧‧感光面

120‧‧‧電池

130‧‧‧顯示單元

140‧‧‧控制單元

150‧‧‧驅動單元

PT‧‧‧觸控位置

PXU‧‧‧畫素單元

SEU‧‧‧感測單元

VDD‧‧‧電壓源

Claims (10)

1. 一種感測顯示裝置，包括：一光電轉換模組，具有陣列排列的多個感測單元，用以將光能轉換為電能；一顯示單元，配置於該光電轉換模組的一感光面，且覆蓋於該感光面之上；一控制單元，電性連接該些感測單元，用以依據流經該些感測單元的電量變化，判斷該些感測單元是否處於一遮罩狀態；一驅動單元，電性連接該控制單元以及該顯示單元之間；以及一電池，電性耦接至該光電轉換模組，用以儲存所述電能並提供一電壓源至該控制單元與該驅動單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之感測顯示裝置，其中每一該些感測單元包括：至少一光電轉換元件，電性耦接該控制單元；一二極體，該二極體的陽極電性連接該至少一光電轉換元件；以及一開關元件，具有一第一端、一第二端及一控制端，該第一端電性連接該二極體的陰極，該第二端電性連接至該電池，該控制端電性連接該二極體的陽極。
3. 如申請專利範圍第2項所述之感測顯示裝置，其中當該至少一光電轉換元件的數量實質上為複數時，該些光電轉換元件藉由串聯或並聯排列成一矩陣形式。
4. 如申請專利範圍第2項所述之感測顯示裝置，其中該至少一光電轉換元件為一單晶矽太陽能電池、一多晶矽太陽能電池、一非晶矽太陽能電池或一銅銦鎵硒型太陽能電池。
5. 如申請專利範圍第1項所述之感測顯示裝置，其中該顯示單元包含複數個畫素單元，其中該顯示單元的透光率實質上不小於50%。
6. 如申請專利範圍第1項所述之感測顯示裝置，其中該些感測單元之電量變化實質上係為一電壓量變化或者一電流量變化。
7. 一種適用於申請專利範圍第1項所述之感測顯示裝置的觸控偵測方法，該觸控偵測方法包括：該控制單元依據流經該些感測單元的一電量，判斷該些感測單元是否處於一遮罩狀態；該控制單元依據處於該遮罩狀態的感測單元決定一觸控點且輸出一觸控位置；以及該顯示單元依據對應之該觸控位置進行顯示。
8. 如申請專利範圍第7項所述之感測顯示裝置的觸控偵測方法，更包括：當每一該些感測單元的電量小於等於一臨界電量時，判斷該感測單元處於該遮罩狀態。
9. 如申請專利範圍第7項所述之感測顯示裝置的觸控偵測方法，其中每一該些感測單元的電量實質上係為一電壓差或者一電流量。
10. 如申請專利範圍第7項所述之感測顯示裝置的觸控偵測方法，更包括：該光電轉換模組將光能轉換成電能且儲存於該電池；以及該電池提供該感測顯示裝置所需之電能。