TWI413927B

TWI413927B - 視屏顯示模組、顯示裝置及其應用之電子裝置

Info

Publication number: TWI413927B
Application number: TW099135813A
Authority: TW
Inventors: Hsin Chi Cheng; Chih Hung Lu; Chun Yi Lu
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2013-11-01
Also published as: US20120098793A1; TW201218045A

Description

視屏顯示模組、顯示裝置及其應用之電子裝置

本發明係有關於一種視屏顯示模組、顯示裝置及其應用之電子裝置，尤其是一種具有控制單元，可直接調變顯示面板之顯示效果的視屏顯示模組、顯示裝置及其應用之電子裝置。

近年來，隨著電子科技的突飛猛進，電腦設備已由桌上型電腦逐漸演變成可隨身攜帶的筆記型電腦，其中筆記型電腦之顯示器(如：螢幕)又已由傳統的陰極射線管(Cathode ray tube，CRT)，進展至液晶顯示螢幕(Liquid Crystal Display，LCD)，甚至光學觸控螢幕(Optical Touch Monitor，OTM)。尺寸日漸輕薄與操作介面日漸簡易的筆記型電腦儼然已經形成一大市場，由此，可攜式電子產品之重要性可見一斑。

習知之筆記型電腦，在執行操作上，若有使用者需要調整顯示器(如：螢幕)的顯示範圍、光度，又或是額外設定其附屬影音裝置(如：機上盒)的錄影功能時，使用者必須藉由該器材上的微小屏幕，以進行顯示器之功能調校。針對部分電子產品，在甚至不具有屏幕的情況下，使用者於調校時會非常地不便。

因此，市場上遂有屏幕控制單元(On-Screen Display，OSD)之發展與沿革。一般而言，使用者於設定具有屏幕控制單元(OSD)之筆記型電腦時，使用者即可較簡易地透過顯示器上的按鈕或遙控器，對顯示器作出設定，抑或是調變顯示器的各種功能(如：顯示範圍、光度)，以增加使用端的方便性。

然而，此種顯示於屏幕上的設定選單，需要同時接收自屏幕控制單元(OSD)輸出之影像資料，並與筆記型電腦主機(Host)所輸出的主畫面，進行影像融合(Fusion)等處理程序後，才會將該設定選單輸出於顯示器上。是以，習知的屏幕控制單元(OSD)在電腦主機(Host)未開機之情況下，將無法執行其功能，於此，不僅引起使用者應用上之不便，亦同時增加能源及成本之耗費。

鑒於以上，本發明提出一種視屏顯示模組、顯示裝置及其應用之電子裝置，不但可透過屏幕控制單元(OSD)解決習知顯示器僅能在電腦主機(Host)開機的情況下執行功能之問題，更可進一步達到節約系統能源，並便於使用者應用之優點。

本發明提出一種視屏顯示模組，包括一光學訊號處理單元與一控制單元，其中光學訊號處理單元接收至少一影像感測器所感測之至少一光學訊號而輸出一觸控訊號，控制單元電性連接光學訊號處理單元，並根據觸控訊號而調整一顯示面板執行對應之一顯示效果。

根據本發明提出之視屏顯示模組，更包括一解析調變裝置，電性連接於控制單元與顯示面板之間。解析調變裝置俾使一影像資訊之解析度適於顯示面板，以令顯示面板執行對應之顯示效果。

根據本發明提出之視屏顯示模組，其中光學訊號處理單元係以一傳輸介面電性連接於控制單元，且觸控訊號係藉由傳輸介面輸出至控制單元。

根據本發明提出之視屏顯示模組，其中傳輸介面係為一序列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)、一內部整合電路(Inter Integrated Circuit，I2C)或一通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)。

根據本發明提出之視屏顯示模組，其中光學訊號處理單元與控制單元係整合於單一系統晶片內(System on chip，SOC)。

本發明另提出一種顯示裝置，包括一顯示控制模組與一光學觸控裝置。顯示控制模組具有一顯示面板與一控制單元。光學觸控裝置電性連接控制單元，且光學觸控裝置包括至少一攝像單元與一處理單元，其中攝像單元用以感測顯示面板上方之光學訊號，而處理單元根據攝像單元之感測結果而輸出一觸控訊號至控制單元。顯示控制模組之控制單元係根據所接收之觸控訊號，而調整顯示面板執行對應之一顯示效果。

本發明另提出一種電子裝置，包括一主機與一顯示裝置，其中主機係用以提供一影像資訊，顯示裝置包括一顯示控制模組與一光學觸控裝置。顯示控制模組具有一顯示面板與一控制單元，且顯示面板係接收影像資訊而顯示一畫面。光學觸控裝置電性連接控制單元，且光學觸控裝置包括至少一攝像單元與一處理單元，其中攝像單元用以感測顯示面板上方之光學訊號，而處理單元根據攝像單元之感測結果而選擇性地輸出一觸控訊號至主機或控制單元。其中主機係接收觸控訊號，以更新影像資訊；而控制單元係接收觸控訊號，以調整顯示面板執行對應之一顯示效果。

根據本發明提出之電子裝置，其中若攝像單元之感測結果符合一特定特徵，則處理單元將觸控訊號輸出至控制單元，若感測結果未符合特定特徵，則處理單元將觸控訊號輸出至主機。

根據本發明提出之電子裝置，其中特定特徵包括所感測一物件座標位於顯示面板之一特定區域或所感測一物件之連續座標符合一特定軌跡。

是以，綜上所述，本發明提出之視屏顯示模組，係透過控制單元根據光學訊號處理單元輸出之觸控訊號，直接控制顯示面板之執行效果。此外，應用視屏顯示模組於本發明提出之顯示裝置及其應用之電子裝置上，更可省去習知主機需額外開機之程序步驟，並藉此有效達到直接經由控制單元調變顯示面板之顯示效果的目的。

以上有關於本發明的內容說明，與以下的實施方式係用以示範與解釋本發明的精神與原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

「第1A圖」係為根據本發明第一實施例之視屏顯示模組，其系統方塊示意圖，視屏顯示模組100包括一光學訊號處理單元102與一控制單元104，其中光學訊號處理單元102係電性連接於至少一影像感測器106。一般而言，影像感測器106具有複數個感應像素(pixels)，並且可藉由感應像素將景像傳來的光線，透過轉換後輸出為光學訊號VL。光學訊號處理單元102係接收光學訊號VL，並據以輸出一觸控訊號VT。其中影像感測器106可以是但不限於互補式金氧半感測器(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)或電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)。光學訊號處理單元102可以是但不限於數位訊號處理器(Digital Signal Processing，DSP)。

舉例而言，影像感測器106之位置可選擇性地設置於顯示面板108之上方，以擷取通過顯示面板108表面之光線。一般而言，影像感測器106可設置於顯示面板108上方的各個角落，並藉由光學訊號處理單元102決定顯示面板108上之指示物(如：筆尖、使用者之指尖等)於顯示面板108上之相對位置。舉例來說，決定指示物位置的方式，例如是：根據影像感測器106所擷取到的影像中物件的成像位置，利用三角函式，以估算出物件在顯示面板108上的座標。其次，影像感測器106可以是紅外線感測器，以提高其感測效能。

是以，根據本發明第一實施例，影像感測器106即可藉由偵測指示物件而輸出光學訊號VL，以令光學訊號處理單元102藉由接收光學訊號VL後，估算出指示物的座標(意即輸出觸控訊號VT)，以達成顯示面板108上之定位功能。

控制單元104電性連接於光學訊號處理單元102，並可根據觸控訊號VT，而調整顯示面板108執行其對應之顯示效果。也就是說，當指示物件在影像感測器106擷取到的影像成像中，形成具有明顯亮度差異的暗區或亮區時，光學訊號處理單元102即可根據影像感測器106之感測結果而輸出觸控訊號VT，以令控制單元104於接收不同之觸控訊號VT後，調變顯示面板108之顯示效果。

舉例而言，控制單元104可以是屏幕控制單元(On-Screen Display，OSD)，其係為顯示面板108於屏幕上顯示的設定選單。一般而言，控制單元104整合的調變功能相當多，包括：基本的面板亮度、對比、移位調整等功能，甚至面板之桶型失真、梯形失真、平行四邊形失真、針墊現象等等，皆可藉由控制單元104來調變改善。除此之外，顯示面板108之種類並非用以限定本發明之範圍，舉例而言，顯示面板108可以是電視機、機頂盒等數碼設備之顯示器、個人電腦、筆記型電腦之螢幕、或其他整合有觸控功能之顯示面板。

根據本發明第一實施例之視屏顯示模組，其中光學訊號處理單元102與控制單元104之間可以傳輸介面30連接之，也就是說，觸控訊號VT可藉由傳輸介面30輸出至控制單元104。其中傳輸介面30可以是但不限於序列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)、內部整合電路(Inter Integrated Circuit，I2C)或通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)。

其次，為了節省晶片所佔面積與額外電路之製作成本，如「第1B圖」所示，光學訊號處理單元102與控制單元104更可選擇性地整合於單一系統晶片40內(System on chip，SOC)，以達到系統單晶片之目的。此外，如「第1C圖」所示，控制單元104與顯示面板108之間更可具有一解析調變裝置110，電性連接於控制單元104與顯示面板108之間。於此，解析調變裝置110可以是一縮放控制晶片(Scalar Integrated Circuit，Scalar IC)，以俾使顯示面板108上欲顯示之影像資訊，其解析度可被調整至適於顯示面板108顯示，令顯示面板108可執行其對應之顯示效果。舉例而言，解析調變裝置110可以是但不限於調變像素解析度為1024乘以768、1366乘以768、或是1920乘以1080之縮放控制晶片。

是以，根據本發明第一實施例之視屏顯示模組，不僅可藉由控制單元104直接調變顯示面板108之顯示效果，執行顯示器顯示操控之效用，更可選擇性地將控制單元104整合於光學訊號處理單元102中，以實現系統單晶片(System on chip，SOC)之目的。

接著，請參閱「第2A圖」，係為根據本發明第二實施例之顯示裝置，其系統方塊示意圖，顯示裝置200包括一顯示控制模組210與一光學觸控裝置220，且顯示控制模組210具有一顯示面板202與一控制單元204，而光學觸控裝置220具有至少一攝像單元206與一處理單元208。其中顯示面板202、控制單元204、攝像單元206與處理單元208係如同本發明第一實施例中的顯示面板108、控制單元104、影像感測器106與光學訊號處理單元102，故在此不再重述。

承前一實施例所言，是以，根據本發明之第二實施例，攝像單元206亦可用以感測顯示面板202上方之光學訊號VL，並令處理單元208根據攝像單元206之感測結果(意即接收光學訊號VL)而輸出觸控訊號VT至控制單元204。接著，控制單元204即可根據不同之觸控訊號VT，而調變顯示面板202之顯示效果。其中光學觸控裝置220可以是但不限於一光學觸控螢幕(Optical Touch Monitor，OTM)，且光學觸控螢幕更不限於紅外線式、光學影像辨識式、或內嵌光學觸控式之螢幕。

如「第2A圖」所示，光學觸控裝置220係以傳輸介面30電性連接於控制單元204，於此，觸控訊號VT即可藉由傳輸介面30輸出至控制單元204。其中傳輸介面30可以是但不限於序列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)、內部整合電路(Inter Integrated Circuit，I2C)或通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)。

其次，為了節省晶片所佔面積與額外電路之製作成本，如「第2B圖」所示，處理單元208與控制單元204更可選擇性地整合於單一系統晶片40內(System on chip，SOC)，以達到系統單晶片之目的。另如「第2C圖」所示，控制單元204與顯示面板202之間亦可具有解析調變裝置110，以俾使顯示面板202上欲顯示之影像資訊，其解析度可被調整至適於顯示面板202顯示，令顯示面板202可執行其對應之顯示效果。如本發明第一實施例而言，解析調變裝置110可以是但不限於調變像素解析度為1024乘以768、1366乘以768、或是1920乘以1080之縮放控制晶片(Scalar IC)，且顯示面板202可以是電視機、機頂盒等數碼設備之顯示器、個人電腦、筆記型電腦之螢幕、或其他整合有觸控功能之顯示面板。

「第3圖」係為根據本發明第三實施例之電子裝置，其系統方塊示意圖，其係將本發明第二實施例之顯示裝置200應用於電子裝置中。如「第3圖」所示，電子裝置300包括一主機302與顯示裝置200，其中顯示裝置200即為本發明第二實施例之顯示裝置，故在此不再重覆說明。

根據本發明第三實施例，處理單元208係電性連接於控制單元204與主機302，於此，處理單元208可選擇性地將觸控訊號VT輸出至控制單元204或主機302。其中主機302可用以提供一影像資訊，並且令顯示面板202於接收影像資訊後顯示畫面。

因此，當主機302接收觸控訊號VT後，主機302即可藉此更新其影像資訊，以令顯示面板202於接收該影像資訊後顯示畫面。至於當控制單元204接收觸控訊號VT時，則誠如本發明第二實施例所言，控制單元204可根據不同之觸控訊號VT，而調變顯示面板202之顯示效果。

其中處理單元208決定將觸控訊號VT輸出至主機302或控制單元204之判斷方式，係為判斷攝像單元206之感測結果是否符合一特定特徵。也就是說，若攝像單元206感測到指示物出現在顯示面板202之特定區域(意即偵測到一物件座標)，又或是攝像單元206感測到指示物具有連續座標，且連續座標符合一特定軌跡(包含多點觸控)時，則處理單元208係將觸控訊號VT輸出至控制單元204；否則，處理單元208則將觸控訊號VT輸出至主機302。

是以，根據本發明第三實施例之電子裝置，由於處理單元208可根據攝像單元206之感測結果，而選擇性地將觸控訊號VT輸出至主機302或控制單元204，因此，電子裝置300即便在主機302未開機執行之狀態下，顯示面板202仍可經由控制單元204之控制，而調變其執行的顯示效果(如：面板亮度、對比、移位調整、影像失真、或針墊現象等等)。綜上所述，是以，根據本發明第一、第二與第三實施例之視屏顯示模組、顯示裝置與電子裝置，不僅可用以解決習知顯示器僅能在電腦主機開機的情況下執行功能之限制，並可進一步地達到節約電子裝置系統之能源，且便於使用者應用之目的。

雖然本發明以前述的較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神與範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

30．．．傳輸介面

40．．．晶片

100．．．視屏顯示模組

102．．．光學訊號處理單元

104,204．．．控制單元

106．．．影像感測器

108,202．．．顯示面板

110．．．解析調變裝置

200．．．顯示裝置

210．．．顯示控制模組

206．．．攝像單元

208．．．處理單元

220．．．光學觸控裝置

300．．．電子裝置

302．．．主機

VL．．．光學訊號

VT．．．觸控訊號

第1A圖至第1C圖係為根據本發明第一實施例之視屏顯示模組，其系統方塊示意圖；

第2A圖至第2C圖係為根據本發明第二實施例之顯示裝置，其系統方塊示意圖；以及

第3圖係為根據本發明第三實施例之電子裝置，其系統方塊示意圖。

30．．．傳輸介面

100．．．視屏顯示模組

102．．．光學訊號處理單元

104．．．控制單元

106．．．影像感測器

108．．．顯示面板

VL．．．光學訊號

VT．．．觸控訊號

Claims

一種視屏顯示模組，包括：至少一影像感測器，用以依據一景像的光線，輸出至少一光學訊號；一光學訊號處理單元，接收該至少一影像感測器所感測之該至少一光學訊號而輸出一觸控訊號；以及一屏幕控制單元，直接連接於該光學訊號處理單元，並根據該觸控訊號，而直接調整一顯示面板執行對應之一顯示效果。
如請求項1所述之視屏顯示模組，更包括一解析調變裝置，電性連接於該屏幕控制單元與該顯示面板之間，該解析調變裝置俾使一影像資訊之解析度適於該顯示面板，以令該顯示面板執行對應之該顯示效果。
如請求項1所述之視屏顯示模組，其中該光學訊號處理單元係以一傳輸介面電性連接於該屏幕控制單元，且該觸控訊號係藉由該傳輸介面輸出至該屏幕控制單元。
如請求項3所述之視屏顯示模組，其中該傳輸介面係為一序列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)、一內部整合電路(Inter Integrated Circuit，I2C)或一通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)。
如請求項1所述之視屏顯示模組，其中該光學訊號處理單元與該屏幕控制單元係整合於單一系統晶片內(System on chip， SOC)。
如請求項1所述之視屏顯示模組，其中該至少一影像感測器係設置在該顯示面板上方，用以擷取通過該顯示面板表面的光線。
一種顯示裝置，包括：一顯示控制模組，具有一顯示面板以及一屏幕控制單元；以及一光學觸控裝置，直接連接該顯示控制模組之該屏幕控制單元，該光學觸控裝置包括至少一攝像單元與一處理單元，該至少一攝像單元用以感測該顯示面板上方之景象之光學訊號，而該處理單元根據該至少一攝像單元之感測結果而輸出一觸控訊號至該屏幕控制單元；其中該顯示控制模組之該屏幕控制單元根據所接收之該觸控訊號，而調整該顯示面板執行對應之一顯示效果。
如請求項7所述之顯示裝置，更包括一解析調變裝置，電性連接於該屏幕控制單元與該顯示面板之間，該解析調變裝置俾使一影像資訊之解析度適於該顯示面板，以令該顯示面板執行對應之該顯示效果。
如請求項7所述之顯示裝置，其中該光學觸控裝置係以一傳輸介面電性連接於該屏幕控制單元，且該觸控訊號係藉由該傳輸介面輸出至該屏幕控制單元。
如請求項9所述之顯示裝置，其中該傳輸介面係為一序列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)、一內部整合電路(Inter Integrated Circuit，I2C)或一通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)。
如請求項7所述之顯示裝置，其中該光學觸控裝置之該處理單元與該屏幕控制單元係整合於單一系統晶片內(System on chip，SOC)。
一種具有觸控顯示功能的電子裝置，包括：一主機，用以提供一影像資訊；以及一顯示裝置，包括：一顯示控制模組，具有一顯示面板以及一屏幕控制單元，該顯示面板接收該影像資訊而顯示一畫面；以及一光學觸控裝置，電性連接該顯示控制模組之該控制單元，該光學觸控裝置包括至少一攝像單元與一處理單元，該至少一攝像單元用以感測該顯示面板上方之景像之光學訊號，而該處理單元根據該至少一攝像單元之一感測結果而選擇性地輸出一觸控訊號至該主機或該屏幕控制單元；其中該主機係接收該觸控訊號，以更新該影像資訊，而該顯示控制模組之該屏幕控制單元係接收該觸控訊號，以調整該顯示面板執行對應之一顯示效果。
如請求項12所述之電子裝置，其中該顯示裝置更包括一解析調變裝置，電性連接該顯示面板與該屏幕控制單元以及該主機，該解析調變裝置俾使該影像資訊之解析度適於該顯示面板，以令該顯示面板執行對應之該顯示效果。
如請求項12所述之電子裝置，其中該光學觸控裝置係以一傳輸介面電性連接於該屏幕控制單元，該觸控訊號係藉由該傳輸介面輸出至該屏幕控制單元，且該傳輸介面係為一序列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)、一內部整合電路(Inter Integrated Circuit，I2C)或一通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)。
如請求項12所述之電子裝置，其中若該至少一攝像單元之該感測結果符合一特定特徵，則該處理單元將該觸控訊號輸出至該屏幕控制單元，若該感測結果未符合該特定特徵，則該處理單元將該觸控訊號輸出至該主機。
如請求項15所述之電子裝置，其中該感測結果之該特定特徵包括所感測一物件座標位於該顯示面板之一特定區域或所感測一物件之連續座標符合一特定軌跡。