TWI322372B - Display systems, and electronic devices and displaying method using the same - Google Patents

Description

1322372 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於顯示裝置，特別有關一種具有數位板 (digitizer)之顯示裝置。 【先前技術】 目前有多種觸碰感測型電腦輸入裝置，用以結合電 腦螢幕進行觸碰式控制，此種裝置係用以量測位置指示 器（position pointer)之位置或手指觸碰於感測表面上之位 置，藉以產生對應之座標，而與電腦裝置進行互動。舉 例而言，這些裝置可用以指示顯示器上之圖像（icon)、選 取選單上之項目（items)、編輯電腦產生之影像，以及提 供手寫字與手繪圖形之回應。 再者，這些用以感測人類觸碰的電腦輸入裝置係使 用多種感測技術，例如電容式感測、電阻式感測、紅外 線感測、超音波感測與壓電反壓力感測…等等。另外， 一般而言具有握持式位置指示器（例如筆）之數位板 (digitizer)，係使用電磁式感測、磁力式感測、電阻式感 測或超音波感測。 一般而言，反應於人類觸碰的裝置係用於遊標控制 的應用（cursor control application)，例如指示圖像（icon) 以及選取選單上之項目（items)，而反應於位置指示器（一 般為電腦筆）的裝置係用於手寫辯示、建立或描繪圖示與 藍圖。因此，有需要藉由某些可視的裝置，讓感測器能 0773-A31243TWF;P93082;deimis 5 i現出位置指示器之執跡，使得使用者能有視覺上的回 置扣：、中n*可反應於人賴碰，且同時反庫於 =器’藉《提供更方便的位置指示器輸:(=位 使用：寫)’以及不要求使用者找出位置指示器並拿起ί 使用的人類觸碰式輸入。 手起來 第1圖係為具有數位板出之 的方塊示意圖。如圖所示，顯示系統1〇〇包括統 丁（LCD)极組110以及一數位模組120，其中液晶县曰 :1二與數位模組(digitizer _dule)!20係分別藉由:= 二"面^12與122,麵接至主機系統13〇。數位模組’GO 要於微控制器126中設置一振盪器124，以便提供掃 描^號（未圖示）給選擇電路128,藉以對感測陣列129、= 7描動作。第2圖係顯示具有數位板之-傳統顯示系 ”先如圖所示，顯示系統2〇〇包括一液晶顯示面板220、 —背光模組230、一反光板24〇、一數位模組ι2〇 '一背 板260以及一位置指示器123,其中數位模組12〇與位置 才曰示123係構成一數位板（亦稱為數位板digitizer)。液 晶顯示模組110與數位模組12〇係藉由不同介面112與 122 ’舉例而言可為兩個可撓式印刷電路板（Fpc)，耦接 至外部的主機系統130。然而’這樣會造成傳統顯示裝置 具有成本較高、厚度較厚與重量較重的缺點。 【發明内容】 0773-A31243TWF;P93082;dennis 6 f餘本係提供—種具有顯示面板與數位模組之顯示 Γ ' 11示面板與數位板(d邮㈣係藉由-共享之 該共機:f ’且顯示系統更包括-控制器藉由 丨面，將顯示面板與數位面耦接至主機系統。 $明係提供-種顯示系統，包括面、 二:位模組以及一控制單元，其中該介面輕接： ..,.'"且控制早兀，耦接於該數位模組、該顯 =Γ介面之間，用以根據通過該介面由該主機： nc，驅動該顯示面板顯示-對應： 產生―掃料序信號至純純組，其中 =核組係根據該掃描時序信號， 以產生一位置資料。 更明^易了 發明之上述和其他目的、特徵、和優點能 更月顯易馇，下文特舉一較 作詳細說明如下：H施例’並配合所附圖示， 【實施方式】 第一實施例 第3圖所示係為本發 同祕-^ 4 ^月顯不糸統之弟一實施例。如 圖所不’顯不糸統3〇〇A句括一 ” Λ Λ巴括主機糸統600、一介面 310、一控制單元32〇、— _聽m〇dule)340。*.肩不面板3心及一數位模組 介面310係耦接於主機純_ 間，用以與主機系統進行資料交換。 0773-A31243TWF;P93082;deimis 7 1322372 控制單元320係耦接至介面310、顯示面板330與 數位模組340。控制單元320係用以根據通過介面310來 自主機系統600之一影像信號IS，驅動顯示面板330產 生一對應之影像，並產生一掃描時序信號SS。控制單元 320包括一時序控制器322、一類比-數位轉換器 (ADC)324、一電壓調整電路326與一數位-類比轉換器 (DAC)328。控制單元320亦接收通過介面310來自主機 系統600之匯流排控制信號BCS，用以控制類比-數位轉 換器324、數位-類比轉換器328與電壓調整電路326之 動作。 時序控制器322係耦接介面310、顯示面板330與 數位模組340，用以根據來自主機系統600之影像信號 IS，並藉由數位-類比轉換器328，產生一驅動信號驅動 顯示面板330。一般而言，來自主機系統600之影像信號 包括影像資料ID、時序信號CLKS與共同電壓Vcom， 其中時序信號CLKS更包括有垂直掃描信號Vs、水平掃 描信號Hs、資料致能信號DE與系統時脈CLK。.時序控 制器322係根據影像信號IS之時脈信號CLKS，提供如 第4圖所示之參考信號RTS，包括有一垂直時脈輸出信 號CKV、一水平時脈輸出信號CKH、一垂直資料致能信 號DNBV、一水平資料致能信號DNBH、一水平掃描指 示信號CSH與一垂直掃描指示信號CSB至顯示面板 330。參考信號RTS與影像資料ID係作為驅動信號，並 且輸出至數位-類比轉換器328，轉換成類比信號，以驅 0773-A31243TWF;P93082;dennis 8 =示面板330顯示對應之影像。電壓 耦接至時序控制3! t 电略326係 。322與顯示面板330，用以根插 壓VC0m，調整驅叙翻_ 很據共同電 门正軀動顯不面板33〇之類比信號的電 此外’時序控制器322 '立 ，產生掃描時序信號ss至數位 :數位模組340中掃描時序信號ss所需 二由 _z至_KHz之間’而來自主機系統_之資 的頻率一般來說係在5MHz至6MHz之間，所'。〜 施例將來自主機系、统_之資料信號is中的時总，實 CLKS降頻，以便得到—個適#頻率 號 並Η X田t推从如 叮#1δ该；SS， 不用和傳，，先數位模組一樣需要一個振盪器。因 2本實施例中，數位模組34Q與顯示面板33°G僅/單 獨士 —個介面310耦接至主機系統6〇〇,且數位模組34〇早 二序控制器係與顯示面板33〇之時序控制器整合成押制 單凡320。於本實施例中，時序控制器322係 拓 re 4trequency divider; FD)329，用以將來自主機系統⑼〇 之資料信號IS中的時序信號CLKS降頻，以便得到一個 適當頻率之掃描時序信號SS給數位模組340。 顯示面板330係耦接至控制單元320，用以根據來 自數位-類比轉換器328之類比信號顯示影像。顯示面板 330係可為一液晶顯示面板，一有機發光二極體（〇LED) 顯示面板、或一場發射（FED)顯示面板。 一般而言，數位模組（digitizer module)340係用於遊 標控制的應用（cursor control application)，例如指示圓像 0773-A31243TWF;P93082;dennis 9 1322372 (icon)以及選取選單上之項目（items)，以及文字辯示、手 寫辯示、圖示與藍圖之建立或描繪。 於此實施例中，數位模組340係為一被動型數位模 組，輕接至主機系統600，並根據掃描時序信號ss，執 .行—掃描動作以產生一位置資料P D。數位模組U3 4 〇係包 括數位感測陣列342、選擇電路346以及放大器348。舉 例而言，數位模組340係可為一電磁感應式數位模組: φ 其中電磁信號係由位置指示器344所發出，並由數位感 測陣列342進行感測。 舉例而言，數位感測陣列342包括X與γ方向的金 屬繞線網絡（metal c〇ii grids)，用以感測位置指示器344 的位置。位置指示器344會發出電磁信號至數位感測陣 =342,且選擇電路346會根據來自控制單元32〇之掃描 曰寸序信號ss，掃描數位感測陣列342之線圈，使得數位 感測陣列342中所產生的電流信號被傳送至放大器348, • 而放大器348會放大數位感測陣列342中所產生的信號。 放大器所輸出之放大信號係輸出至類比_數位 轉換器324’以轉換成位置㈣pD’然後輸出至時序控 •制單元3/2。時序控制器322接收與位置指示器344相關 之位置;ί料PD，並因此判定出其位於數位感測陣列⑽ 之座標資料CD，而座標資料⑶接著係藉由介面31〇輸 出至主機系統600。舉例而言，控制單元32〇係為一個整 合有時序控制器322 '類比-數位轉換器324、電壓調整電 路326、以及數位_類比轉換器328之單晶片。此外，控 0773-A31243TWF；P93082；deimi! 制單元320亦可藉由玻璃覆晶封裝（cM”·办叫制程， 直接設置於該顯示面板33G i，或設置於顯示面板33〇 之一可撓式印刷電路板上。 第4A圖係為時序控岳丨丨哭夕 322係包括-處理裝£ ^二备一貫施例。時序控制器 展直j31降頻器（FD)329、一時序 產生器332、-資料栓鎖器333、—暫存器w與—接收 解碼裝置335’且時序控制$奶係用以透過介面31〇接 收來自主機系統600之影像信i Is與匯流排控制信號 BCS。 處理裝置331係相接至類比_數位轉換器324，用以 接收位置資料PD並計算出座標資料CD，透過介面310 輸出至主機系統6GG。主機系統_接收座標資料cd， 並轉換成影像資料以顯示於顯示面板330上。降頻器329 係用以將來自主機系統_之資料信號ls中的時序信號 CLKS降頻，以便得到-個具有適當頻率（例如 ΙΟΟΚΗζ〜300KHz)之掃描時序信號％給數位模組34〇。 k序產生ϋ 332亦接㈣序信號CLKS，以提供先 考時序信號RTS給顯示面板33G。來自主機线_之 影像信號IS中的影像資料p D會被暫存在資料栓鎖器3 3 3 與暫存器334 t，並輸出至類比數位轉換$ 328，以驅 動顯示面板330。接收解竭裝4 335係接收來自主機系統 600之匯流排控制信號Bcs，產生控制信號用以控制類比 -數位轉換器324、電壓調整電路326與數位-類比轉換器 328之動作。 0773-A31243TWF;P93082;dennis 11 1322372 本發明僅使用單一介面，且整合第1圖示中數位模 組120之微控制器126與類比-數位轉換器126以及液晶 顯示模組110之時序控制器127、電壓調整電路132與數 位-類比轉換器131成單一的控制單元320供顯示系統之 用，顯示裝置之成本、厚度與重量皆可以降低。 第二實施例 第4B圖係為時序控制器之另一實施例。第4B圖中 之時序控制器322係與第4A圖中所示者相似，除了降頻 器329係將影像信號中之時序信號CLKS，轉換成掃描時 序信號SS與高頻信號HFS。第5圖所示係為本發明顯示 系統之第二實施例。顯示系統300B係與第3圖中之顯示 系統300A相似，除了多加一個放大器349耦接於選擇電 路346與控制單元320之間。 於此實施例中，數位模組340係為一主動式數位模 組。放大器349用以放大來自降頻器329之高頻信號 HFS，以輸出至選擇電路346。選擇電路346係送出放大 後的高頻信號至數位感測陣列342中每一感測線圈。數 位感測陣列342係於一既定時間時，發出電磁信號至位 置指示器344,然後執行一接收模式，以感測位置指示器 344之回應。舉例而言，來自數位感測陣列342之電磁信 號係可由位置指示器344所接收，並因而發出一對應之 信號至數位感測陣列342,藉以於數位感測陣列342中產 生局部信號變化。顯示系統300B中其它結構與動作係與 0773-A31243TWF;P93082;dennis 12 1322372 « 顯示系統300A相似，於此不再累述。 第6圖係為本發明中具有數位板的顯示系統之一實 施例。如圖所示，顯示系統4〇〇包括一顯示面板330、一 背光模組430、一反光板440、一數位模組340、—背板 460以及一位置指示器344，其中數位模組340與位置指 示器344係構成一數位板（digitizer)。顯示面板330與數 位权組340係藉由單獨一個介面31 〇，例如可繞式印刷電 路板，耦接至主機系統600，且顯示面板330與數位模組 340之間係藉由可撓式排線311相連接。控制單元32〇係 設置於一可撓式印刷電路板上，根據通過介面31〇來自 主機系統600之影像信號is，驅動顯示面板33〇產生對 應之影像，並產生一掃描時序信號ss至數位模組。 數位模組340係根據掃描時序信號，執行一掃描動作以 產生一位置資料PD，控制單元320接著會位置資料cD， 判別出位置指示器344之座標資料CD，並輸出至主機系 • 統600。舉例而言，控制單元32〇亦可藉由玻璃覆晶封裝 (cMP-on-glass)制程，直接設置於顯示面板33〇上。 又 . 於本實施例中，顯示面板330係一液晶顯示面板， -一有機發光二極體（OLED)顯示面板、或一場發射（fed) 顯不面板，但不限定於此。數位模組34〇係可為一電容 感測型數位模組、一電阻感測型數位模組、_紅外線$ 測型數位模組、一超音波感測型數位模組、—壓電反^ 力感測型數位模組、一電磁感測型數位模組、一=力= 測型數位模組或一超音波感測型數位模組。 〜 0773-A31243TWF;P93082;dennis 13 1322372 ♦ 第7圖係為本發明電子梦 — 示，顯示系統300A/300B係可氣之實施例。如圖所 機發光二極體(OLED)顯示系％、液曰曰顯不系統’〜有 統，但不限定於此。電子裝置5〇〇係。射（。）*4不系 裝置，例如個人數位助理（PDA)、尊“、可為可攜式電子 行動電話或-顯示器...等等。°己型電腦、平板電腦、 股而言，雷早駐里 係包括-外殼5H)、第3、5、 =裝置500 3_3_4〇〇 α及一直流/直流轉=之顯示系統 轉換器520係用以提供一輪出電壓j °、 2〇。直流/直流 300A/300B/400，俾以產生影像。 以供電至顯示系統 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上， 以限定本發明’任何熟知技藝者， “、、'其並非用 神和範圍内，當可作些許不脫離本發明之精 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定發明之保 【圖式簡單說明】 第1圖係為具有數位板之— 意圖。 、，先.項不糸統的方塊示 第2圖係顯示具有數位板之一曰 第3圖所示係為本發明顯示ι統液晶_示器。 第4Α圖係為時序控制器之二、•，第一貧施例。 貝苑*你J 〇 第4Β圖係為時序控制器之另—實施例。 第5圖所示係為本發明顯示系統之第二你 _ 例。 第6圖係為本發明中具有數位板的 ”、糸統之一實 0773-A31243TWF;P93082;dennis 1322372 施例。 第7圖係為本發明電子裝置之一實施例。 【主要元件符號說明】 100、200、300A、300B、400 :顯示系統； - 110:液晶顯示模組； 120、340 ;數位模組； - 112、122、310 :介面；123、344 :位置指示器； 124 :振盪器； 126 :微控制器； • 125、324 :類比-數位轉換器； 127、322 :時序控制器；128、346 :選擇電路； 129 :感測陣列； 130、600 :主機系統； 131、 328 :數位-類比轉換器； 132、 326 :電壓調整電路； 220 :液晶顯示面板； 230、430 :背光模組； 240、440 :反光板； 260、460 :背板； 320 :控制單元； IS :影像信號； 329 :降頻器； 348、349 :放大器 332 :時序產生器； 334 :暫存器； 311 ;可撓式排線； 510 :外殼； 330 :顯示面板； SS :掃描時序信號； 342 ;數位感測陣列； 331 :處理裝置； 333 :資料栓鎖器； 335 :接收解碼裝置； 500 ;電子裝置； 520 ;直流/直流轉換器； BCS :匯流排控制信號；PD :位置資料； 0773-A31243TWF;P93082;dennis 15 1322372_ CD :座標資料； Vcom :共同電壓； Hs :水平掃描信號； CLK :系統時脈； 高頻信號；

HFS ID :影像資料； CLKS :時序信號；

Vs :垂直掃描信號； DE :資料致能信號； RTS :參考信號； CKV :垂直時脈輸出信號； CKH 水平時脈輸出信號； DNB V :垂直資料致能信號； DNBH :水平資料致能信號； CSH :水平掃描指示信號； CSB :垂直掃描指示信號。

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Claims (1)

1322372 第95116048號申請專利範圍修正本 修正日期：98.7.14 、申請專利範圍： 1. 一種顯示系統，包括： 一介面耦接至一主機系統； 一數位模組，藉由該介面_ -顯示面板;以及輕接至該主機系統； 1控制單元，輕接於該數 面之間，用以;、g 、、、且、該顯示面板與該介

-景丄介面由該主機系統所發出之包括 〜像貝枓與一時脈信號 ^ 顯示-對;t之與後，* 驅動該顯示面板 此 像胡時產生—㈣時序信ft至㈣你 模組，其中該控制單元包括一降頻器用以」以 之該時脈信號轉換成該掃描時序信號，並】：：像信號中 根據該掃描時粋號，掃r位於:^ ~數位模組係 列，用以=數位模組中之-感測陣 幻用以決定出一位置資料。 如申請專利範圍第！項所述之顯示系統其中該控 制單7G係根據來自該數位模組之該位置資料產生一 資料。 ！子不 3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示系統，其中該顯 示面板係為一液晶顯示面板、一有機發光二極體(0LED)顯 示面板、或一場發射(fed)顯示面板。 4. 如申請專利範圍第i項所述之顯示系統，其中該控 制單元係藉由玻璃覆晶封裝（chip-〇n-glass)設置於該顯示 面板上。 5·如申請專利範圍第1項所述之顯示系統，其中該控 制單元設置於一可撓式印刷電路板(FPC)之上。 0773-A31243TWF1(2Q090521) 17 1322372 6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示系統，其中該介 面係為一可撓式排線(flexible cable)。 7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示系統，其中該數 位模組係為一主動式數位模組。 8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示系統，其中該數 位模組係為一被動式數位模組。 ' 9.一種電子裝置，包括： 一如申請專利範圍第1項所述之顯示系統；以及 # 一直流/直流轉換器，耦接至該顯示系統，用以供電至 該顯示系統，以便產生影像。 10. —種顯示系統，包括： 一主機系統； 一顯示面板； 一數位模組，用以產生一位置資料，藉以重現一使用 者輸入信號，；以及 一控制單元，耦接至該顯示面板與該數位模組，且藉 ® 由一共享之實體介面耦接至該主機系統，使得該數位模組 • 與該顯示面板皆藉由該共享之實體介面耦接至該主機系 - 統， 其中該控制單元係根據一影像資料驅動該顯示面板 顯示一影像，並將該影像信號中之一時脈信號轉換成一掃 描時序信號，使得該數位模組係根據該掃描時序信號，掃 描位於該數位模组中之一感測陣列，用以決定出一位置資 料。 0773-A31243TWF1(20090521) 18 1322372 11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示系統，其中該 共享之實體介面係為一可撓式印刷電路板。 12. —種顯示影像資料的方法，應用於一顯示系統中， 包括： 提供一主機系統； 提供一顯示面板； 提供一數位模組，用以產生一位置資料，藉以重現一 使用者輸入信號；

提供一共享之實體介面，用以耦接該顯示面板與該數 位模組至該主機系統； 根據一影像資料驅動該顯示面板顯示一影像；以及 將該影像信號中之一時脈信號轉換成一掃描時序信 號，使得該數位模組係根據該掃描時序信號，掃描位於該 數位模組中之一感測陣列，用以決定出一位置資料。 0773-A31243TWF1(20090521) 19 1322372 第95116048號圊式修正頁 修正日期：98.7.14