TWI630525B - 非嵌入式顯示觸控裝置及其觸控偵測方法 - Google Patents

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Abstract

非嵌入式顯示觸控裝置及其觸控偵測方法。觸控偵測方法包括：區分垂直掃描時間區間為至少一個實體掃描時間區間以及至少一個虛擬掃描時間區間；依據第一時脈信號以在各實體掃描時間區間驅動至少一條實體閘極線，並依據第二時脈信號以在各虛擬掃描時間區間驅動至少一條虛擬閘極線；以及，在實體掃描時間區間中執行第一種類觸控偵測，並在虛擬掃描時間區間中執行第二種類觸控偵測。

Description

非嵌入式顯示觸控裝置及其觸控偵測方法
本發明是有關於一種非嵌入式顯示觸控裝置，且特別是有關於一種顯示器的驅動訊號在不同操作頻率下，分時進行不同雜訊比需求的觸控偵測方法的非嵌入式顯示觸控裝置。
隨著觸控技術的進步，人們在日常生活上有很多地方會使用到觸控應用，例如：提款機、個人手機、筆電和醫療儀器等等。在現今的技術領域中，電容觸控技術主要有內嵌式觸控面板（on-cell和in-cell）以及非內嵌式觸控面板。
在非內嵌式觸控面板架構下，執行觸控偵測動作的觸控積體電路（integrated circuit, IC）需與顯示驅動積體電路同步，觸控積體電路動作時，閘極電路可持續傳送訊號。值得注意的，不同的觸控媒介需要不同的雜訊比的環境，舉例來說明，當觸控媒介為觸控筆、三維（3D）手勢或手指懸浮時，需要在相對高的雜訊比的環境下才能準確的進行觸控偵測動作，相對的，當觸控媒介為一般的手勢時，則可不需要相對高的雜訊比的環境。
依據上述，如何在觸控偵測動作中，提供相對高的雜訊比的環境以執行觸控筆、三維（3D）手勢或手指懸浮的偵測動作，為本領域技術人員的一個重要課題。
本發明提供一種非嵌入式顯示觸控裝置以及其觸控偵測方法，可提供不同雜訊比的環境以執行不同雜訊比需求的觸控偵測動作。
本發明的觸控偵測方法適用於觸控顯示面板。觸控偵測方法包括：區分垂直掃描時間區間為至少一個實體掃描時間區間以及至少一個虛擬掃描時間區間；依據第一時脈信號以在各實體掃描時間區間驅動至少一條實體閘極線，並依據第二時脈信號以在各虛擬掃描時間區間驅動至少一條虛擬閘極線；以及，在實體掃描時間區間中執行第一種類觸控偵測，並在虛擬掃描時間區間中執行第二種類觸控偵測。
本發明的非嵌入式顯示觸控裝置包括觸控及顯示面板、閘極信號產生器以及控制器。閘極信號產生器透過多數條閘極線耦接至觸控及顯示面板，並依據控制信號以驅動閘極線。控制器耦接閘極信號產生器。控制器用以：區分一垂直掃描時間區間為至少一實體掃描時間區間以及至少一虛擬掃描時間區間；依據第一時脈信號以在各實體掃描時間區間驅動至少一實體閘極線，並依據第二時脈信號以在各至少一虛擬掃描時間區間驅動至少一條虛擬閘極線；以及，在至少一實體掃描時間區間中執行第一種類觸控偵測，並在至少一虛擬掃描時間區間中執行第二種類觸控偵測。
基於上述，本發明藉由區分一個垂直掃描時間區間中的實體掃描時間區間以及虛擬掃描時間區間。並且，在實體掃描時間區間以及虛擬掃描時間區間，分別藉由不同頻率的時脈信號來進行觸控偵測動作。如此一來，本發明可在不同的時間區間中提供不同的雜訊比環境，並藉以執行不同種類的觸控偵測。針對不同雜訊比需求的觸控偵測動作，提供較佳的操作環境。
為讓本發明的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。
請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的觸控偵測方法的流程圖。本實施例的觸控偵測方法適用於觸控顯示面板，例如非內嵌式觸控顯示面板。其中，步驟S110區分一垂直掃描時間區間為一個或多個實體掃描時間區間以及一個或多個虛擬掃描時間區間。在此，請同步參照圖2A繪示的本發明實施例的掃描時間區間的時序圖。其中，透過偵測垂直同步信號VSYNC的兩個相鄰脈波VP1以及VP2可辨識出垂直掃描時間區間，而在一個垂直掃描時間區間中，觸控顯示面板上的實體閘極線以及虛擬閘極線會依序被掃描。其中，在顯示驅動信號DPD上，掃描實體閘極線的時間區間可被定義為實體掃描時間區間TP11~TP13，掃描虛擬閘極線的時間區間可被定義為虛擬掃描時間區間TP21~TP22。在圖2A中，實體掃描時間區間TP11~TP13與虛擬掃描時間區間TP21~TP22分別交錯排列。關於上述，其中的實體掃描時間區間和虛擬掃描時間區間的次數在此是舉例用，並不依此為限。
在此請注意，上述所謂的實體閘極線為實體可驅動觸控顯示面板上的顯示畫素的閘極線，而所謂的虛擬閘極線則為沒有實際連接至觸控顯示面板上的顯示畫素的閘極線。基於上述，當實體閘極線被驅動時，對應實體閘極線的被驅動順序，顯示資料被提供至對應的顯示畫素上以進行畫面顯示動作。當虛擬閘極線被驅動時，則停止提供顯示資料至實體的顯示畫素上或更新黑畫面。
以下請同步參照圖1以及圖2B繪示的本發明實施例的觸控偵測動作的示意圖。透過步驟110中識別出的實體掃描時間區間TP11~TP13以及虛擬掃描時間區間TP21~TP22，可定義出偵測驅動信號DTY1以及DTY2。並且，依據偵測驅動信號DTY1以及DTY2，藉由步驟S120以依據一第一時脈信號以在各實體掃描時間區間TP11~TP13驅動一條或多條的實體閘極線，並依據一第二時脈信號以在各虛擬掃描時間區間TP21~TP22驅動一條或多條的虛擬閘極線。
細節上來說明，偵測驅動信號DTY1中的高電壓準位對應實體掃描時間區間TP11~TP13，而偵測驅動信號DTY2中的高電壓準位對應虛擬掃描時間區間TP21~TP22。在當偵測驅動信號DTY1為電壓高準位時，表示顯示動作正常執行中，並對應提供第一時脈信號以進行實體閘極線的驅動動作。並且，在當偵測驅動信號DTY2為電壓高準位時（偵測驅動信號DTY1為電壓低準位），此時虛擬閘極線被驅動，並未有實際的顯示動作在執行，因此，可藉由不同於第一時脈信號的第二時脈信號來進行虛擬閘極線的驅動動作。值得一提的，第二時脈信號的頻率低於第一時脈信號的頻率。
由上述的說明可知，當在虛擬掃描時間區間TP21~TP22中，用以驅動虛擬閘極線的第二時脈信號的頻率低於實體掃描時間TP11~TP13中用以驅動實體閘極線的第一時脈信號的頻率。也就是說，在虛擬掃描時間區間TP21~TP22中，觸控顯示面板可提供一個具有相對高的訊雜比的環境。因此，步驟S130可在實體掃描時間區間TP11~TP13中執行第一種類觸控偵測，並在虛擬掃描時間區間TP21~TP22中執行第二種類觸控偵測。其中，第一種類觸控偵測可以是不需要高訊雜比環境的一般的手指觸控偵測，第二種類觸控偵測可以是需要高訊雜比環境的，例如是觸控筆的觸控偵測。
在此請參照圖3，圖3繪示本發明實施例的驅動信號的時序圖。其中，針對顯示驅動信號DPD進行局部放大，其中，在實體掃描時間區間TP11中使用具有較高頻率的第一時脈信號CK1來執行實體閘極線的掃描動作。相對的，在虛擬掃描時間區間TP21中，則使用具有較低頻率的第二時脈信號CK2來執行虛擬閘極線的掃描動作，並藉此降低雜訊的產生，並提供較佳的訊雜比環境。
值得一提的，虛擬掃描時間區間TP21中，所提供的第二時脈信號CK2的頻率以及週期數是可以動態調整的。其中，虛擬掃描時間區間TP21的時間長度，可以等於第二時脈信號CK2的週期以及其間第二時脈信號CK2的個數的乘積。
關於虛擬掃描時間區間TP21的時間長度、第二時脈信號CK2的頻率以及虛擬掃描時間區間TP21中第二時脈信號CK2的週期數可以依據觸控顯示面板的實際應用狀態來決定。在實際的應用方面，可透過設置記憶元件（記憶體或暫存器）的方式，來儲存虛擬掃描時間區間TP21的時間長度、第二時脈信號CK2的頻率以及虛擬掃描時間區間TP21中第二時脈信號CK2的週期數等數值，並在實際操作時提供給驅動裝置進行讀取，並產生用以驅動虛擬閘極線的驅動信號。進一步來說明，當應用的觸控顯示面板的規格變更時，可透過更新記憶元件中儲存的虛擬掃描時間區間TP21的時間長度、第二時脈信號CK2的頻率以及虛擬掃描時間區間TP21中第二時脈信號CK2的週期數等數值，來使驅動裝置產生合適的驅動信號，以驅動虛擬閘極線。
以下請參照圖4，圖4繪示本發明實施例的觸控偵測動作的示意圖。其中，驅動裝置SR1以及SR2產生閘極驅動信號，並驅動觸控顯示面板410以產生顯示畫面。其中，當驅動裝置SR1以及SR2分別驅動實體閘極線G2、G6、G10以及G1、G5、G9以產生顯示畫面時，觸控顯示面板410可執行不需高訊雜比環境的第一種類觸控偵測TD1。當驅動裝置SR1以及SR2驅動虛擬閘極線（不產生畫面顯示動作）時，觸控顯示面板410可執行需高訊雜比環境的第二種類觸控偵測TD2。
以下請參照圖5，圖5繪示本發明一實施例的非嵌入式顯示觸控裝置的示意圖。非嵌入式顯示觸控裝置500包括觸控及顯示面板510、閘極信號產生器511、512、源極驅動器520、控制器530以及面板顯示區514。閘極信號產生器511、512透過多數條閘極線耦接至觸控及顯示面板510。控制器530耦接閘極信號產生器511、512以及源極驅動器520，並控制閘極信號產生器511、512以及源極驅動器520以產生對應的驅動信號。
其中，控制器530並區分垂直掃描時間區間為一個或多個的實體掃描時間區間以及一個或多個的虛擬掃描時間區間；依據一第一時脈信號以在各實體掃描時間區間，透過閘極信號產生器511、512驅動實體閘極線，並依據一第二時脈信號以在各虛擬掃描時間區間，透過閘極信號產生器511、512驅動虛擬閘極線；並且，控制器530在實體掃描時間區間中執行一第一種類觸控偵測，並在虛擬掃描時間區間中執行一第二種類觸控偵測。
關於控制器530的動作細節，在前述的實施方式中都有詳細的說明，在此恕不多贅述。
附帶一提的，在本發明某些實施例中，觸控及顯示面板510上並可配置多工器513，其中，多工器513耦接在源極驅動器520以及觸控及顯示面板510間。
值得一提的，源極驅動器520在虛擬掃描時間區間中，停止提供顯示資料至實體的顯示畫素或更新黑畫面，且多工器513在虛擬掃描時間區間停止動作。
關於硬體架構方面，控制器530可以為具運算能力的處理器。或者，控制器530可以是透過硬體描述語言（Hardware Description Language, HDL）或是其他任意本領域具通常知識者所熟知的數位電路的設計方式來進行設計，並透過現場可程式邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）、複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmable Logic Device, CPLD）或是特殊應用積體電路（Application-specific Integrated Circuit, ASIC）的方式來實現的硬體電路。
閘極信號產生器511、512、源極驅動器520以及多工器513可以應用本領域具通常知識者所熟知的閘極、源極驅動電路以及多工器電路來實施，沒有特別的限制。
綜上所述，本發明藉由在虛擬掃描時間區間提供相對低頻的第二時脈信號來產生虛擬閘極線的驅動信號。並藉由在虛擬掃描時間區間執行需相對高訊雜比的第二種類觸控偵測。如此一來，在一個垂直掃描時間區間中，不同種類的觸控偵測動作可以有效的被進行，並可提升偵測品質。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S110~S130‧‧‧觸控偵測步驟
VSYNC‧‧‧垂直同步信號
VP1、VP2‧‧‧脈波
DPD‧‧‧顯示驅動信號
TP11~TP13‧‧‧實體掃描時間區間
TP21~TP22‧‧‧虛擬掃描時間區間
DTY1、DTY2‧‧‧偵測驅動信號
CK1、CK2‧‧‧時脈信號
SR1、SR2‧‧‧驅動裝置
G2、G6、G10、G1、G5、G9‧‧‧實體閘極線
TD1‧‧‧第一種類觸控偵測
TD2‧‧‧第二種類觸控偵測
410‧‧‧觸控顯示面板
500‧‧‧非嵌入式顯示觸控裝置
510‧‧‧觸控及顯示面板
511、512‧‧‧閘極信號產生器
520‧‧‧源極驅動器
530‧‧‧控制器
513‧‧‧多工器
圖1繪示本發明一實施例的觸控偵測方法的流程圖。 圖2A繪示的本發明實施例的掃描時間區間的時序圖。 圖2B繪示的本發明實施例的觸控偵測動作的示意圖。 圖3繪示本發明實施例的驅動信號的時序圖。 圖4繪示本發明實施例的觸控偵測動作的示意圖。 圖5繪示本發明一實施例的非嵌入式顯示觸控裝置的示意圖。

Claims (14)

  1. 一種觸控偵測方法，適用於一觸控顯示面板，包括： 區分一垂直掃描時間區間為至少一實體掃描時間區間以及至少一虛擬掃描時間區間； 依據一第一時脈信號以在該至少一實體掃描時間區間驅動至少一實體閘極線，並依據一第二時脈信號以在該至少一虛擬掃描時間區間驅動至少一虛擬閘極線；以及 在該至少一實體掃描時間區間中執行一第一種類觸控偵測，並在該至少一虛擬掃描時間區間中執行一第二種類觸控偵測。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中該至少一實體掃描時間區間以及該至少一虛擬掃描時間區間交錯排列於該垂直掃描時間區中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中該第一時脈信號的頻率高於該第二時脈信號的頻率。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中依據該第二時脈信號以在該虛擬掃描時間區間驅動該至少一虛擬閘極線的步驟包括： 設定該第二時脈信號的頻率以及該至少一虛擬掃描時間區間中該第二時脈信號的週期數，以設定該至少一虛擬掃描時間區間的時間長短。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中依據該第二時脈信號以在該虛擬掃描時間區間驅動該至少一虛擬閘極線的步驟更包括： 在該至少一虛擬掃描時間區間中，停止提供至少一顯示資料至實體的至少一顯示畫素上或更新黑畫面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中依據該第一時脈信號以在該至少一實體掃描時間區間驅動該至少一實體閘極線的步驟更包括： 對應該至少一實體閘極線的被驅動順序，提供至少一個顯示資料至至少一個顯示畫素。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中該第一種類觸控偵測為手指觸控偵測，該第二種類觸控偵測為觸控筆觸控偵測。
  8. 一種顯示觸控裝置，包括： 一觸控顯示面板； 一閘極信號產生器，透過多數條閘極線耦接至該觸控顯示面板，依據一控制信號以驅動該些閘極線；以及 一控制器，耦接該閘極信號產生器，該控制器用以： 區分一垂直掃描時間區間為至少一實體掃描時間區間以及至少一虛擬掃描時間區間； 依據一第一時脈信號以在該至少一實體掃描時間區間驅動至少一實體閘極線，並依據一第二時脈信號以在該至少一虛擬掃描時間區間驅動至少一條虛擬閘極線；以及 在該至少一實體掃描時間區間中執行一第一種類觸控偵測，並在該至少一虛擬掃描時間區間中執行一第二種類觸控偵測。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的顯示觸控裝置，其中該至少一實體掃描時間區間以及該至少一虛擬掃描時間區間交錯排列於該垂直掃描時間區間中。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的顯示觸控裝置，其中該第一時脈信號的頻率高於該第二時脈信號的頻率。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的顯示觸控裝置，其中該控制器透過設定該第二時脈信號的頻率以及該至少一虛擬掃描時間區間中該第二時脈信號的週期數，來設定該至少一虛擬掃描時間區間的時間長短。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的顯示觸控裝置，其中更包括： 一源極驅動器，耦接該控制器， 其中，該控制器在該至少一實體掃描時間區間，使該源極驅動器對應該至少一實體閘極線的被驅動順序，提供至少一個顯示資料至對應的至少一個顯示畫素。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的觸控顯示裝置，其中更包括： 一多工器，耦接在該源極驅動器以及該觸控顯示面板間， 其中，該源極驅動器在該虛擬掃描時間區間中，停止提供至少一顯示資料至實體的該些顯示畫素或更新黑畫面，且該多工器在該虛擬掃描時間區間停止動作。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的顯示觸控裝置，其中該第一種類觸控偵測為手指觸控偵測，該第二種類觸控偵測為觸控筆觸控偵測。
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