TWI710933B

TWI710933B - 觸控顯示系統及其操作方法

Info

Publication number: TWI710933B
Application number: TW108148270A
Authority: TW
Inventors: 張家倫; 柯傑斌; 陳志強
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-11-21
Also published as: TW202125176A

Abstract

一種觸控顯示系統及其操作方法。觸控顯示系統包括主機以及觸控筆。觸控筆具有光感測器與傳送電極。當觸控筆靠近並指向主機的第一觸控顯示器時，光感測器接收第一觸控顯示器所發出的第一光訊號以進行可見光通訊，以及觸控筆經由傳送電極傳送對應於第一光訊號的第一電訊號給第一觸控顯示器。當觸控筆靠近並指向主機的第二觸控顯示器時，光感測器接收第二觸控顯示器所發出的第二光訊號以進行可見光通訊，以及觸控筆經由傳送電極傳送對應於第二光訊號的第二電訊號給第二觸控顯示器。

Description

觸控顯示系統及其操作方法

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於具有觸控筆的觸控顯示系統及其操作方法。

在觸控顯示器中配置有多個接收電極（觸碰感測器），而觸控筆中則配置有傳送電極（TX）。觸控筆可以經由傳送電極發出電訊號，例如電場訊號、電磁訊號、射頻訊號或是其他無線訊號。當觸控筆靠近（hover）觸控顯示器，或是觸控筆的筆頭觸碰到觸控顯示器時，觸控顯示器的接收電極（觸碰感測器）可以偵測到觸控筆所發出的電訊號，進而對觸控筆進行定位。

有一些觸控顯示系統配置有兩個（或更多個）觸控顯示器。當習知的觸控筆運用在這樣的觸控顯示系統時，這些觸控顯示器可能都會收到觸控筆的傳送電極所發出的電訊號。此時，觸控顯示系統無法判定使用者是將觸控筆操作在哪一個觸控顯示器。因此，觸控顯示系統有機會發生誤報點之行為。

圖1是繪示了觸控筆130運用在雙觸控螢幕（dual touch-screen）裝置/系統的情境示意圖（側視圖）。圖1所示觸控顯示系統100配置有觸控顯示器110與觸控顯示器120。習知的觸控筆130可以運用在觸控顯示系統100。如圖1所示，觸控顯示器110鄰近於觸控顯示器120。當觸控筆130靠近觸控顯示器110與觸控顯示器120時，觸控顯示器110與觸控顯示器120皆有機會接收到觸控筆130的傳送電極所發出的電訊號。舉例來說，假定使用者欲在觸控顯示器120使用觸控筆130，但由於觸控顯示器110時不時地收到觸控筆130的傳送電極所發出的電訊號，因此觸控顯示系統100有機會發生誤報點之行為，導致觸控顯示器120的操作發生錯誤。

須注意的是，「先前技術」段落的內容是用來幫助了解本發明。在「先前技術」段落所揭露的部份內容（或全部內容）可能不是所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在「先前技術」段落所揭露的內容，不代表該內容在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知悉。

本發明提供一種觸控顯示系統及其操作方法，其可以辨別觸控筆操作在哪一個觸控顯示器。

本發明的觸控顯示系統包括主機以及第一觸控筆。主機具有相互鄰近的第一觸控顯示器與第二觸控顯示器。第一觸控筆具有第一光感測器與第一傳送電極。當第一觸控筆靠近並指向第一觸控顯示器時，第一光感測器接收第一觸控顯示器所發出的第一光訊號以進行可見光通訊（visible light communication，VLC），以及第一觸控筆經由第一傳送電極傳送對應於第一光訊號的第一電訊號給第一觸控顯示器。當第一觸控筆靠近並指向第二觸控顯示器時，第一光感測器接收第二觸控顯示器所發出的第二光訊號以進行可見光通訊，以及第一觸控筆經由第一傳送電極傳送對應於第二光訊號的第二電訊號給第二觸控顯示器。

本發明的操作方法包括：配置相互鄰近的第一觸控顯示器與第二觸控顯示器在主機；配置第一光感測器與第一傳送電極在第一觸控筆；當第一觸控筆靠近並指向第一觸控顯示器時，由第一光感測器接收第一觸控顯示器所發出的第一光訊號以進行可見光通訊，以及由第一觸控筆經由第一傳送電極傳送對應於第一光訊號的第一電訊號給第一觸控顯示器；以及當第一觸控筆靠近並指向第二觸控顯示器時，由第一光感測器接收第二觸控顯示器所發出的第二光訊號以進行可見光通訊，以及由第一觸控筆經由第一傳送電極傳送對應於第二光訊號的第二電訊號給第二觸控顯示器。

基於上述，本發明諸實施例所述觸控筆的光感測器可以接收（偵測）觸控顯示器所發出的光訊號，使得觸控筆可以與觸控顯示器進行可見光通訊。光感測器具有光學指向性。基於位置與/或方向的差異，光感測器可以接收（偵測）單一個觸控顯示器所發出的光訊號。當觸控筆接收到第一觸控顯示器所發出的第一光訊號時，觸控筆可以經由傳送電極傳送對應於第一光訊號的第一電訊號給第一觸控顯示器。當觸控筆接收到第二觸控顯示器所發出的第二光訊號時，觸控筆可以經由傳送電極傳送對應於第二光訊號的第二電訊號給第二觸控顯示器。主機可以檢查所接收到的訊號是第一電訊號或是第二電訊號，然後依照檢查結果去判定（辨別）觸控筆操作在哪一個觸控顯示器。

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。

在本案說明書全文（包括申請專利範圍）中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文（包括申請專利範圍）中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件（element）的名稱，或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量的上限或下限，亦非用來限制元件的次序。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

圖2是依照本發明的一實施例所繪示的一種觸控顯示系統200的應用情境示意圖。圖2所示觸控顯示系統200包括主機210以及觸控筆220。依照設計需求，主機210可以是筆記型電腦、事務機器（business machine）或是其他配置有兩個（或更多個）觸控顯示器的電子裝置。在圖2所示實施例中，主機210具有相互鄰近的觸控顯示器211與觸控顯示器212。依照設計需求，觸控顯示器211與（或）觸控顯示器212可以包括液晶顯示面板、有機發光二極體（organic light-emitting diode，OLED）顯示面板或是其他顯示面板。

觸控顯示器211（或觸控顯示器212）包括多個觸碰感測電極，用以偵測物件（例如觸控筆220、手指或是其他物件）的觸碰事件。依照設計需求，所述觸碰感測電極可以作為接收電極。第一觸控筆220具有光感測器與傳送電極。當觸控筆220的傳送電極發出電訊號時，觸控顯示器211（或觸控顯示器212）的所述接收電極可以接收（感測）觸控筆220的電訊號。依照設計需求，觸控筆220所發出的電訊號可以是電場訊號、電磁訊號、射頻訊號或是其他無線訊號。

圖3是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示系統200的電路方塊（circuit block）示意圖。圖3所示觸控顯示系統200可以參照圖2的相關說明。圖3所示主機210包括觸控顯示器211（或觸控顯示器212）、觸碰控制器213、顯示控制器214與背光控制器215。觸碰控制器213可以驅動（控制）觸控顯示器211（或觸控顯示器212），以偵測物件（例如觸控筆220、手指或是其他物件）的觸碰事件。顯示控制器214可以驅動（控制）觸控顯示器211（或觸控顯示器212），以顯示影像。

背光控制器215可以驅動（控制）觸控顯示器211（或觸控顯示器212），以調整背光亮度。可見光通信（visible light communication，VLC）技術可以被實現於背光控制器215中。背光控制器215可以驅動（控制）背光，以利用背光傳輸資料。在觸控顯示器211（或觸控顯示器212）是自發光顯示面板（亦即沒有背光）的情況下，背光控制器215的可見光通信功能可以被併入顯示控制器214中。

圖3所示觸控筆220包括控制電路221、光感測器222與傳送電極223。控制電路221耦接至光感測器222，以接收感測結果。控制電路221耦接至傳送電極223，以發送電訊號至觸控筆220外部。

圖4是依照本發明的一實施例所繪示的一種觸控顯示系統200的操作方法的流程示意圖。請參照圖2、圖3與圖4。於步驟S410中，相互鄰近的觸控顯示器211與觸控顯示器212被配置在主機210，以及光感測器222與傳送電極223被配置在觸控筆220。

當觸控筆220靠近並指向觸控顯示器211時（步驟S420的結果為「靠近第一觸控顯示器」），觸控筆220的光感測器222可以接收觸控顯示器211所發出的光訊號，以進行可見光通訊（步驟S450）。光感測器222具有光學指向性。基於位置與/或方向的差異，光感測器222可以接收（偵測）觸控顯示器211所發出的光訊號，但無法接收到觸控顯示器212的光訊號。觸控筆220可以經由傳送電極223傳送對應於觸控顯示器211所發出的光訊號的第一電訊號給觸控顯示器211（步驟S460）。

當主機210接收到所述第一電訊號時，主機210可以判斷出觸控筆220是與觸控顯示器211進行互動操作。當觸控筆220靠近並指向觸控顯示器211時，觸控顯示器211接收觸控筆220的傳送電極223的訊號以進行定位。當主機210接收到所述第一電訊號時，主機210可以忽略觸控顯示器212所接收到的，來自觸控筆220的傳送電極223的訊號。

當觸控筆220靠近並指向觸控顯示器212時（步驟S420的結果為「靠近第二觸控顯示器」），觸控筆220的光感測器222可以接收觸控顯示器212所發出的光訊號，以進行可見光通訊（步驟S430）。基於位置與/或方向的差異，光感測器222可以接收（偵測）觸控顯示器212所發出的光訊號，但無法接收到觸控顯示器211的光訊號。觸控筆220可以經由傳送電極223傳送對應於觸控顯示器212所發出的光訊號的第二電訊號給觸控顯示器212（步驟S440）。

當主機210接收到所述第二電訊號時，主機210可以判斷出觸控筆220是與觸控顯示器212進行互動操作。當觸控筆220靠近並指向觸控顯示器212時，觸控顯示器212接收觸控筆220的傳送電極223的訊號以進行定位。當主機210接收到所述第二電訊號時，主機210可以忽略觸控顯示器211所接收到的，來自觸控筆220的傳送電極223的訊號。

基於上述，觸控筆220的光感測器222可以接收（偵測）觸控顯示器211（或觸控顯示器212）所發出的光訊號，使得觸控筆220可以與觸控顯示器211（或觸控顯示器212）進行可見光通訊。光感測器222具有光學指向性。光感測器222可以接收（偵測）單一個觸控顯示器所發出的光訊號。當觸控筆220接收到觸控顯示器211所發出的光訊號時，觸控筆220可以經由傳送電極223傳送對應於觸控顯示器211所發出的光訊號的第一電訊號給觸控顯示器211。當觸控筆接收到觸控顯示器212所發出的光訊號時，觸控筆220可以經由傳送電極223傳送對應於觸控顯示器212所發出的光訊號的第二電訊號給觸控顯示器212。

舉例來說，觸控顯示器211所發出的光訊號可以包含相關於觸控顯示器211的第一識別資訊，而觸控顯示器212所發出的光訊號可以包含相關於觸控顯示器212的第二識別資訊。當觸控筆220接收到觸控顯示器211所發出的光訊號時，觸控筆220可以經由傳送電極223傳送包含有所述第一識別資訊的第一電訊號給觸控顯示器211。當觸控筆接收到觸控顯示器212所發出的光訊號時，觸控筆220可以經由傳送電極223傳送包含有所述第二識別資訊的第二電訊號給觸控顯示器212。因此，主機210可以檢查所接收到的訊號是所述第一電訊號或是所述第二電訊號，然後依照檢查結果去判定（辨別）觸控筆220是操作在哪一個觸控顯示器。

依照設計需求，觸控筆220還可以選擇性地配置有接收電極224。接收電極224耦接至控制電路221。接收電極224可以通過無線通道而從觸控顯示器211與觸控顯示器212二者至少一者接收電訊號。依照設計需求，觸控顯示器（211與/或212）所發出的電訊號可以是電場訊號、電磁訊號、射頻訊號或是其他無線訊號。

依照設計需求，主機210與觸控筆220之間的互動還可以有其他應用。舉例來說，基於主機210與觸控筆220之間互傳的資訊，觸控顯示系統200還可以進行雜訊跳躍（noise hopping，或稱跳頻）。在一些實施例中，觸控筆220可以將關於觸控筆220的操作頻率的頻率資訊載於傳送電極223的電訊號，然後傳送電極223將載有頻率資訊的電訊號發送給主機210。主機210可以依據觸控筆220的傳送電極223所傳輸的頻率資訊來動態調整觸控顯示器211與觸控顯示器212二者至少一者的操作頻率，以避開觸控筆220的操作頻率。

圖5是依照本發明的一實施例說明觸控筆220進行雜訊跳躍的流程示意圖。於步驟S510中，觸控顯示器211（或觸控顯示器212）可以偵測觸控筆220的傳送電極223所發送的電訊號。若觸控顯示器211（或觸控顯示器212）所接到的，來自於傳送電極223的電訊號的品質良好（步驟S520的結果為「良好」），則主機210可以維持（不調整）觸控顯示器211（或觸控顯示器212）的操作頻率。

若觸控顯示器211（或觸控顯示器212）所接到的，來自於傳送電極223的電訊號的品質不良（步驟S520的結果為「不良」），則主機210可以進行步驟S530。在步驟S530中，觸控顯示器211可以發出光訊號，其中這個光訊號包含了頻率資訊（或是頻率調整指令）。觸控筆220依據觸控顯示器211（或觸控顯示器212）所發出的光訊號的頻率資訊來動態調整傳送電極223的操作頻率（步驟S540），以避開觸控顯示器的雜訊頻率。

依照設計需求，觸控顯示系統200還可以配置第二觸控筆（未繪示），或更多觸控筆。所述第二觸控筆可以具有第二光感測器與第二傳送電極。所述第二觸控筆可以參照觸控筆220的相關說明來類推，故不再贅述。主機210可以經由觸控顯示器211與觸控顯示器212二者至少一者發出至少一個光訊號給觸控筆220與所述第二觸控筆，以將觸控筆220的操作頻率與所述第二觸控筆的操作頻率設置不同的頻段。因此，當多支觸控筆被運用於同一個主機210時，不同觸控筆之操作頻段可以被分開，以避免重複之操作頻段干擾這些觸控筆之運作。

依照不同的設計需求，上述觸碰控制器213、顯示控制器214、背光控制器215以及（或是）控制電路221的方塊的實現方式可以是硬體（hardware）、韌體（firmware）、軟體（software，即程式）或是前述三者中的多者的組合形式。

以硬體形式而言，上述觸碰控制器213、顯示控制器214、背光控制器215以及（或是）控制電路221的方塊可以實現於積體電路（integrated circuit）上的邏輯電路。上述觸碰控制器213、顯示控制器214、背光控制器215以及（或是）控制電路221的相關功能可以利用硬體描述語言（hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL）或其他合適的編程語言來實現為硬體。舉例來說，上述觸碰控制器213、顯示控制器214、背光控制器215以及（或是）控制電路221的相關功能可以被實現於一或多個控制器、微控制器、微處理器、特殊應用積體電路（Application-specific integrated circuit, ASIC）、數位訊號處理器（digital signal processor, DSP）、場可程式邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。

以軟體形式及/或韌體形式而言，上述觸碰控制器213、顯示控制器214、背光控制器215以及（或是）控制電路221的相關功能可以被實現為編程碼（programming codes）。例如，利用一般的編程語言（programming languages，例如C、C++或組合語言）或其他合適的編程語言來實現上述觸碰控制器213、顯示控制器214、背光控制器215以及（或是）控制電路221。所述編程碼可以被記錄/存放在記錄媒體中，所述記錄媒體中例如包括唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）、存儲裝置及/或隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）。電腦、中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、控制器、微控制器或微處理器可以從所述記錄媒體中讀取並執行所述編程碼，從而達成相關功能。作為所述記錄媒體，可使用「非臨時的電腦可讀取媒體（non-transitory computer readable medium）」，例如可使用帶（tape）、碟（disk）、卡（card）、半導體記憶體、可程式設計的邏輯電路等。而且，所述程式也可經由任意傳輸媒體（通信網路或廣播電波等）而提供給所述電腦（或CPU）。所述通信網路例如是互聯網（Internet）、有線通信（wired communication）、無線通信（wireless communication）或其它通信介質。

綜上所述，本發明諸實施例所述觸控筆220的光感測器222可以接收（偵測）觸控顯示器所發出的光訊號，使得觸控筆220可以與觸控顯示器進行可見光通訊。光感測器222具有光學指向性。基於位置與/或方向的差異，光感測器222可以接收（偵測）單一個觸控顯示器所發出的光訊號。當觸控筆220接收到觸控顯示器211所發出的第一光訊號時，觸控筆220可以經由傳送電極223傳送對應於第一光訊號的第一電訊號給觸控顯示器211。當觸控筆220接收到觸控顯示器212所發出的第二光訊號時，觸控筆220可以經由傳送電極223傳送對應於第二光訊號的第二電訊號給觸控顯示器212。主機210可以檢查所接收到的訊號是第一電訊號或是第二電訊號，然後依照檢查結果去判定（辨別）觸控筆220操作在哪一個觸控顯示器。

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。

100、200:觸控顯示系統 110、120、211、212:觸控顯示器 130、220:觸控筆 210:主機 213:觸碰控制器 214:顯示控制器 215:背光控制器 221:控制電路 222:光感測器 223:傳送電極 224:接收電極 S410～S460、S510～S540:步驟

圖1是繪示了觸控筆運用在雙觸控螢幕裝置/系統的情境示意圖。圖2是依照本發明的一實施例所繪示的一種觸控顯示系統的應用情境示意圖。圖3是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示系統的電路方塊（circuit block）示意圖。圖4是依照本發明的一實施例所繪示的一種觸控顯示系統的操作方法的流程示意圖。圖5是依照本發明的一實施例說明觸控筆進行雜訊跳躍的流程示意圖。

200:觸控顯示系統

210:主機

211、212:觸控顯示器

213:觸碰控制器

214:顯示控制器

215:背光控制器

220:觸控筆

221:控制電路

222:光感測器

223:傳送電極

224:接收電極

Claims

一種觸控顯示系統，包括：一主機，具有相互鄰近的一第一觸控顯示器與一第二觸控顯示器；以及一第一觸控筆，具有一第一光感測器與一第一傳送電極，其中，當該第一觸控筆靠近並指向該第一觸控顯示器時，該第一光感測器接收該第一觸控顯示器所發出的一第一光訊號以進行可見光通訊，以及該第一觸控筆經由該第一傳送電極傳送對應於該第一光訊號的一第一電訊號給該第一觸控顯示器；以及當該第一觸控筆靠近並指向該第二觸控顯示器時，該第一光感測器接收該第二觸控顯示器所發出的一第二光訊號以進行可見光通訊，以及該第一觸控筆經由該第一傳送電極傳送對應於該第二光訊號的一第二電訊號給該第二觸控顯示器。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示系統，其中當該主機接收到該第一電訊號時，該主機判斷出該第一觸控筆是與該第一觸控顯示器進行一互動操作，該主機忽略該第二觸控顯示器接收到來自該第一傳送電極的一訊號；以及當該主機接收到該第二電訊號時，該主機判斷出該第一觸控筆是與該第二觸控顯示器進行一互動操作，該主機忽略該第一觸控顯示器接收到來自該第一傳送電極的一訊號。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示系統，其中當該第一觸控筆靠近並指向該第一觸控顯示器時，該第一觸控顯示器接收該第一傳送電極的一訊號以進行定位；以及當該第一觸控筆靠近並指向該第二觸控顯示器時，該第二觸控顯示器接收該第一傳送電極的一訊號以進行定位。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示系統，其中該主機依據該第一觸控筆的該第一傳送電極所傳輸的一頻率資訊來動態調整該第一觸控顯示器與該第二觸控顯示器二者至少一者的一操作頻率。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示系統，其中該第一觸控筆依據該第一觸控顯示器與該第二觸控顯示器二者至少一者所發出的一光訊號的一頻率資訊來動態調整該第一傳送電極的一操作頻率。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示系統，其中該第一觸控筆還包括一控制電路，耦接至該第一光感測器以接收一感測結果，以及耦接至該第一傳送電極以發送一電訊號至該第一觸控筆；以及一接收電極，耦接至該控制電路，被配置為通過一無線通道從該第一觸控顯示器與該第二觸控顯示器二者至少一者接收一電訊號。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示系統，更包括：一第二觸控筆，具有一第二光感測器與一第二傳送電極；其中該主機經由該第一觸控顯示器與該第二觸控顯示器二者至少一者發出至少一個光訊號給該第一觸控筆與該第二觸控筆，以將該第一觸控筆的一操作頻率與該第二觸控筆的一操作頻率設置不同的頻段。
一種觸控顯示系統的操作方法，包括：配置相互鄰近的一第一觸控顯示器與一第二觸控顯示器在一主機；配置一第一光感測器與一第一傳送電極在一第一觸控筆；當該第一觸控筆靠近並指向該第一觸控顯示器時，由該第一光感測器接收該第一觸控顯示器所發出的一第一光訊號以進行可見光通訊，以及由該第一觸控筆經由該第一傳送電極傳送對應於該第一光訊號的一第一電訊號給該第一觸控顯示器；以及當該第一觸控筆靠近並指向該第二觸控顯示器時，由該第一光感測器接收該第二觸控顯示器所發出的一第二光訊號以進行可見光通訊，以及由該第一觸控筆經由該第一傳送電極傳送對應於該第二光訊號的一第二電訊號給該第二觸控顯示器。
如申請專利範圍第8項所述的操作方法，更包括：當該主機接收到該第一電訊號時，由該主機判斷出該第一觸控筆是與該第一觸控顯示器進行一互動操作，該主機忽略該第二觸控顯示器接收到來自該第一傳送電極的一訊號；以及當該主機接收到該第二電訊號時，由該主機判斷出該第一觸控筆是與該第二觸控顯示器進行一互動操作，該主機忽略該第一觸控顯示器接收到來自該第一傳送電極的一訊號。
如申請專利範圍第8項所述的操作方法，更包括：當該第一觸控筆靠近並指向該第一觸控顯示器時，由該第一觸控顯示器接收該第一傳送電極的一訊號以進行定位；以及當該第一觸控筆靠近並指向該第二觸控顯示器時，該第二觸控顯示器接收該第一傳送電極的一訊號以進行定位。
如申請專利範圍第8項所述的操作方法，更包括：依據該第一觸控筆的該第一傳送電極所傳輸的一頻率資訊，由該主機動態調整該第一觸控顯示器與該第二觸控顯示器二者至少一者的一操作頻率。
如申請專利範圍第8項所述的操作方法，更包括：依據該第一觸控顯示器與該第二觸控顯示器二者至少一者所發出的一光訊號的一頻率資訊，由該第一觸控筆動態調整該第一傳送電極的一操作頻率。