TWI783394B - 顯示裝置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置，包括一顯示面板、一雜訊偵測電路以及一處理電路。該顯示面板具有觸控功能並偵測一物件的接觸位置，以輸出一觸控訊號。該雜訊偵測電路用以偵測並處理該顯示面板的一共用電極的一電壓訊號，以輸出一自由運行訊號與一雜訊同步訊號。該處理電路用以接收該自由運行訊號與該雜訊同步訊號，當該自由運行訊號具有一第一準位時，該處理電路即時接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，當該自由運行訊號具有一第二準位時，該處理電路根據該雜訊同步訊號接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號。本揭示內容同時提供一種顯示裝置的控制方法。

Description

顯示裝置及其控制方法
本揭示內容係有關於一種顯示裝置及其控制方法，特別是指一種具有雜訊偵測電路的顯示裝置及其控制方法。
電泳顯示器（EPD）根據主動式電容觸控筆或電磁式（EMR）觸控筆所產生的座標，常常因為顯示過程（例如：翻頁過程）中所產生的雜訊過大而發生錯誤，例如：顯示位置不正確或延遲顯示。
目前的解決辦法是將顯示過程中所產生的訊號全數進行濾波。然而，在濾波的過程中，顯示器無法進行座標偵測的操作，或需要進行複雜的演算來取得座標，導致座標產生的延遲。
本揭示內容的一態樣為一顯示裝置。該顯示裝置包括一顯示面板、一雜訊偵測電路以及一處理電路。該顯示面板包括一共用電極，其中該顯示面板具有觸控功能並偵測一物件的接觸位置，以輸出一觸控訊號。該雜訊偵測電路用以偵測並處理該共用電極的一電壓訊號，以輸出一自由運行訊號與一雜訊同步訊號。該處理電路耦接於該顯示面板與該雜訊偵測電路，並用以接收該自由運行訊號與該雜訊同步訊號，其中，當該自由運行訊號具有一第一準位時，該處理電路即時接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為一位置訊號，當該自由運行訊號具有不同於該第一準位的一第二準位時，該處理電路根據該雜訊同步訊號接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為該位置訊號。
本揭示內容的一態樣為一控制方法。該控制方法，適用於一顯示裝置，包括：藉由具有觸控功能的一顯示面板偵測一物件的接觸位置，以輸出一觸控訊號；以及藉由一雜訊偵測電路偵測並處理該顯示面板的一共用電極的一電壓訊號，以輸出一自由運行訊號與一雜訊同步訊號，其中，當該自由運行訊號具有一第一準位時，藉由一處理電路即時接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為一位置訊號，當該自由運行訊號具有不同於該第一準位的一第二準位時，藉由該處理電路根據該雜訊同步訊號接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為該位置訊號。
綜上，本揭示內容的顯示裝置藉由雜訊偵測電路偵測雜訊，以相應地產生自由運行訊號以及雜訊同步訊號。在偵測到雜訊時，顯示裝置中的處理電路可根據自由運行訊號以及雜訊同步訊號的準位來選擇性地執行觸控感測以及濾波的操作。如此一來，複雜演算以及座標產生延遲的問題得以被解決。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所描述的具體實施例僅用以解釋本案，並不用來限定本案，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭示內容所涵蓋的範圍。
在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭示之內容中與特殊內容中的平常意義。
關於本文中所使用之「耦接」或「連接」，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
請參閱第1圖，根據本揭示內容的其中一實施例所繪示的一顯示裝置100，包括一顯示面板110、一雜訊偵測電路120以及一處理電路130。其中，顯示裝置100可為電泳顯示器（EPD）。然而，本揭示內容並不限於此。當一物件10（例如：手指、主動式電容觸控筆、電磁式（EMR）觸控筆等）操作於顯示裝置100的顯示面板110上時，處理電路130會控制顯示面板110顯示相對應的一指示物件（例如：游標、筆跡等）。
於部分實施例中，顯示面板110偵測物件10的接觸位置，以輸出一觸控訊號TS至處理電路130。處理電路130接收觸控訊號TS進行計算，以將觸控訊號TS轉換為一位置訊號PS。舉例來說，位置訊號PS包括一參考座標系（圖中未示）上的一座標資訊，參考座標系可為顯示面板110的螢幕座標系。顯示面板110接收處理電路130所產生的位置訊號PS，以在相對應於物件10的接觸位置的座標上顯示指示物件。
具體而言，顯示面板110可包括一共用電極111以及一顯示電極（圖中未示）。共用電極111與顯示電極之間形成有複數個微膠囊（圖中未示），且每個微膠囊均包括複數個正電粒子以及複數個負電粒子。於部分實施例中，顯示面板110可通過一驅動電路（圖中未示）於共用電極111以及顯示電極之間提供一電壓差，以控制正電粒子以及負電粒子的移動。驅動電路可根據處理電路130所產生的位置訊號PS針對顯示面板110上的不同位置提供不同的電壓差，以顯示指示物件（例如：圖像）。
然而，位置訊號PS在顯示過程中容易受雜訊影響，使得顯示面板110可能將指示物件顯示於不正確的位置或可能延遲顯示指示物件。值得注意的是，雜訊偵測電路120耦接於顯示面板110，且接收共用電極110的一電壓訊號VCOM，以偵測雜訊。處理電路130耦接於雜訊偵測電路120以及顯示面板110，且根據雜訊偵測電路120的偵測結果進行操作。如此一來，上述顯示裝置100的問題得以解決。
請參閱第2圖，於部分實施例中，雜訊偵測電路120包括一放大電路121、一類比數位轉換器123、一截波電路125、一濾波電路127以及一比較電路129。放大電路121用以接收並放大共用電極111的電壓訊號VCOM，以產生一放大電壓訊號VA。
請同時參閱第3圖，具體而言，放大電路121包括一電阻R1、一電阻R2、一運算放大器OP以及一低通濾波電路LPF。電阻R1耦接於放大電路121的輸入端以及運算放大器OP的負輸入端之間。電阻R2耦接於運算放大器OP的負輸入端以及運算放大器OP的輸出端之間。運算放大器OP的正輸入端接收一參考電壓Vref。於部分實施例中，放大電壓訊號VA可以下列方程式(1)表示：
Figure 02_image001
…(1)，其中，電阻R1的電阻值可為10kΩ，電阻R2的電阻值可為10kΩ，參考電壓Vref可為0V，而電壓訊號VCOM可為-1.5V的直流電壓。注意的是，電壓訊號VCOM受雜訊影響可能產生變化量（例如：±1V）。
如第3圖所示，低通濾波電路LPF包括一電阻Ra以及一電容Ca，且係用以減少放大電壓訊號VA的失真。電阻Ra耦接於運算放大器OP的輸出端以及放大電路121的輸出端之間。電容Ca的一端耦接於電阻Ra以及放大電路121的輸出端之間，而電容Ca的另一端接收一系統低電壓VSS。具體而言，電阻Ra的電阻值可為4.7kΩ，電容Ca的電容值可為100pF。
如第2圖所示，類比數位轉換器123耦接於放大電路121，且係用以對放大電壓訊號VA進行類比數位轉換操作，以產生一數位電壓訊號D(n)。截波電路125耦接於類比數位轉換器123，且係用以根據一參考值（圖中未示）以及數位電壓訊號D(n)產生一第一數位電壓訊號D +(n)以及一第二數位電壓訊號D -(n)。於部分實施例中，第一數位電壓訊號D +(n)與第二數位電壓訊號D -(n)可分別以下列方程式(2)、(3)表示：
Figure 02_image003
…(2)；
Figure 02_image005
…(3)，其中，Dref為參考值， n的取樣點數可為8、16、32或64。於部分實施例中，Dref可表示為：
Figure 02_image007
，其中，m可為10。
濾波電路127耦接於截波電路125，且係用以根據第一數位電壓訊號D +(n)與第二數位電壓訊號D -(n)產生一雜訊準位訊號NL[m]。於部分實施例中，濾波電路127可為平均濾波器。於部分實施例中，雜訊準位訊號NL[m]可以下列方程式(4)表示：
Figure 02_image009
…(4)，其中，o可為8、16或32。
比較電路129耦接於濾波電路127以及處理電路130，且係用以將雜訊準位訊號NL[m]與一閥值Thr（例如800~1000）進行比較，並根據雜訊準位訊號NL[m]與閥值Thr的比較結果輸出具有高準位或低準位的一自由運行訊號FR至處理電路130。於部分實施例中，雜訊偵測電路120藉由比較電路129可根據自由運行訊號FR的電壓準位選擇性地輸出一雜訊同步訊號NNS至處理電路130。
又如第1圖所示，處理電路130耦接於顯示面板110與雜訊偵測電路120，且係用以接收雜訊偵測電路120所產生的自由運行訊號FR與雜訊同步訊號NNS，以對顯示面板110進行相關操作。
於部分實施例中，處理電路130包括一濾波電路131，其中濾波電路131可為中值濾波器。當雜訊偵測電路120偵測到雜訊時，處理電路130可藉由濾波電路131對處理電路130所計算出的位置訊號PS進行濾波，以去除雜訊的影響。
請參閱第4圖，第4圖描述根據本揭示內容的其中一實施例所繪示的一控制方法200。如第1圖所示的顯示裝置100可執行控制方法200，以進行相關操作。於部分實施例中，控制方法200包括操作S201~S205。
於操作S201中，顯示裝置100藉由顯示面板110偵測物件10的接觸位置，以輸出觸控訊號TS。於操作S202中，顯示裝置100藉由雜訊偵測電路120偵測並處理顯示面板110的共用電極111的電壓訊號VCOM，以輸出自由運行訊號FR與雜訊同步訊號NNS。
請同時參閱第5圖，於部分實施例中，操作S202包括子操作S221~S225。於子操作S221中，顯示裝置100藉由放大電路121放大共用電極111的電壓訊號VCOM，以產生放大電壓訊號VA。於子操作S222中，顯示裝置100藉由類比數位轉換器123對放大電壓訊號VA進行類比數位轉換操作，以產生數位電壓訊號D(n)。於子操作S223中，顯示裝置100藉由截波電路125根據參考值以及數位電壓訊號D(n)產生第一數位電壓訊號D +(n)以及第二數位電壓訊號D -(n)。於子操作S224中，顯示裝置100藉由濾波電路127根據第一數位電壓訊號D +(n)與第二數位電壓訊號D -(n)產生雜訊準位訊號NL[m]。於子操作S225中，顯示裝置100藉由比較電路129將雜訊準位訊號NL[m]與閥值Thr進行比較，並根據雜訊準位訊號NL[m]與閥值Thr的比較結果輸出具有高準位或低準位的自由運行訊號FR。
接著，如第4圖所示，於操作S203中，顯示裝置100藉由處理電路130接收自由運行訊號FR，且判斷自由運行訊號FR的電壓準位，以決定執行操作S204或操作S205。
於部分實施例中，電壓訊號VCOM沒有受雜訊影響，使得第二濾波電路127所輸出的雜訊準位訊號NL[m]不大於閥值Thr。據此，比較電路129輸出具有高準位的自由運行訊號FR。如第4圖所示，於操作S204中，當自由運行訊號FR具有高準位時，顯示裝置100藉由處理電路130即時接收顯示面板110所輸出的觸控訊號TS，並將觸控訊號TS轉換為位置訊號PS。
於其他部分實施例中，電壓訊號VCOM受雜訊影響，使得第二濾波電路127所輸出的雜訊準位訊號NL[m]大於閥值Thr。據此，比較電路129輸出具有低準位的自由運行訊號FR。如第4圖所示，於操作S205中，當自由運行訊號FR具有低準位時，顯示裝置100藉由處理電路130根據雜訊同步訊號NNS接收顯示面板110所輸出的觸控訊號TS，並將觸控訊號TS轉換為位置訊號PS。此外，當自由運行訊號FR具有低準位時，顯示裝置100還可藉由處理電路130中的濾波電路131對位置訊號PS進行濾波。
請參閱第6圖，第6圖描述雜訊準位訊號NL[m]、自由運行訊號FR以及雜訊同步訊號NNS的時序圖。如第6圖所示，一幀（例如：第一幀（1st frame）或第二幀（2nd frame））的時間（例如：1/75秒）包括一第一期間P1以及一第二期間P2。於第一幀的第一期間P1，顯示裝置100藉由雜訊偵測電路120執行雜訊偵測的操作。於部分實施例中，於一幀的時間中，濾波電路127輸出八個雜訊準位訊號NL[1]~NL[8]。如此一來，在物件10（例如：觸控筆）每次輸出訊號之前都能進行至少一次的雜訊偵測。
舉例來說，於第一幀的第一期間P1的一子期間P1a，電壓訊號VCOM沒有受雜訊影響。因此，濾波電路127所輸出的雜訊準位訊號NL[1]~NL[2]未大於閥值Thr，使得自由運行訊號FR維持高準位。當自由運行訊號FR具有高準位時，處理電路130可隨時執行觸控感測的操作（即前述計算出位置訊號PS的操作）。
於第一幀的第一期間P1的一子期間P1b，電壓訊號VCOM受雜訊影響。因此，濾波電路127所輸出的雜訊準位訊號NL[3]~NL[8]大於閥值Thr，使得自由運行訊號FR切換至低準位。當自由運行訊號FR具有低準位時，處理電路130被限制在雜訊同步訊號NNS具有低準位時才執行觸控感測的操作，且還藉由濾波電路131執行濾波的操作（即前述對位置訊號PS進行濾波的操作）。
於第一幀的第二期間P2，顯示裝置100結束雜訊偵測的操作。進一步地，顯示裝置100藉由處理電路130根據低準位的雜訊同步訊號NNS執行觸控感測以及濾波的操作，以彌補先前因為雜訊干擾而未執行的觸控感測的操作。
於部分實施例中，前述參考值Dref的計算可於第二期間P2進行。舉例來說，於第二期間P2，處理電路130可將於第一期間P1所產生的八個數位電壓訊號D(n)進行平均來計算出參考值Dref，從而提供給截波電路125。
於其他部分實施例中，於第二幀的第一期間P1，自由運行訊號FR仍維持於低準位，代表顯示裝置100仍受雜訊影響。因此，處理電路130仍被限制。於第二幀的第一期間P1的末期，由於雜訊的干擾消失，自由運行訊號FR由低準位切換至高準位。於第二幀的第二期間P2，處理電路130根據高準位的自由運行訊號FR而可隨意執行觸控感測的操作。
綜上，本揭示內容的顯示裝置100藉由雜訊偵測電路120偵測雜訊，以相應地產生自由運行訊號FR以及雜訊同步訊號NNS。在偵測到雜訊時，顯示裝置100中的處理電路130可根據自由運行訊號FR以及雜訊同步訊號NNS的準位來來選擇性地執行觸控感測以及濾波的操作。如此一來，複雜演算以及座標產生延遲的問題得以被解決。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，所屬技術領域具有通常知識者在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:物件 100:顯示裝置 110:顯示面板 111:共用電極 120:雜訊偵測電路 121:放大電路 123:類比數位轉換器 125:截波電路 127,131:濾波電路 129:比較電路 130:處理電路 200:控制方法 VCOM:電壓訊號 VA:放大電壓訊號 D(n):數位電壓訊號 D +(n):第一數位電壓訊號 D -(n):第二數位電壓訊號 NL[m]:雜訊準位訊號 Thr:閥值 NNS:雜訊同步訊號 FR:自由運行訊號 TS:觸控訊號 PS:位置訊號 R1,R2,Ra:電阻 Ca:電容 LPF:低通濾波電路 OP:運算放大器 Vref:參考電壓 VSS:系統低電壓 S201~S204:操作 S221~S225:子操作 P1:第一期間 P2第二期間 P1a,P1b:子期間
第1圖係根據本揭示內容的部分實施例繪示一種顯示裝置的示意圖。 第2圖係根據本揭示內容的部分實施例繪示一種顯示裝置的雜訊偵測電路的示意圖。 第3圖係根據本揭示內容的部分實施例繪示一種雜訊偵測電路的放大電路的示意圖。 第4圖係根據本揭示內容的部分實施例繪示一種顯示裝置的控制方法的流程圖。 第5圖係根據本揭示內容的部分實施例繪示一種控制方法的其中一操作的流程圖。 第6圖係根據本揭示內容的部分實施例繪示一種雜訊準位訊號、自由運行訊號與雜訊同步訊號的時序圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
10:物件 100:顯示裝置 110:顯示面板 111:共用電極 120:雜訊偵測電路 130:處理電路 131:濾波電路 VCOM:電壓訊號 NNS:雜訊同步訊號 FR:自由運行訊號 TS:觸控訊號 PS:位置訊號

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板，包括一共用電極，其中該顯示面板具有觸控功能並偵測一物件的接觸位置，以輸出一觸控訊號；一雜訊偵測電路，用以偵測並處理該共用電極的一電壓訊號，以輸出一自由運行訊號與一雜訊同步訊號；以及一處理電路，耦接於該顯示面板與該雜訊偵測電路，並用以接收該自由運行訊號與該雜訊同步訊號，其中，當該自由運行訊號具有一第一準位時，該處理電路即時接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為一位置訊號，當該自由運行訊號具有不同於該第一準位的一第二準位時，該處理電路根據該雜訊同步訊號接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為該位置訊號；其中該處理電路包括一第一濾波電路，當該自由運行訊號具有該第二準位時，該處理電路藉由該第一濾波電路對該位置訊號進行濾波。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該雜訊偵測電路包括：一放大電路，用以放大該共用電極的該電壓訊號，以產生一放大電壓訊號；一類比數位轉換器，耦接於該放大電路，並用以對該放大電壓訊號進行類比數位轉換操作，以產生一數位電壓訊 號；一截波電路，耦接於該類比數位轉換器，並用以根據一參考值以及該數位電壓訊號產生一第一數位電壓訊號以及一第二數位電壓訊號；一第二濾波電路，耦接於該截波電路，並用以根據該第一數位電壓訊號與該第二數位電壓訊號產生一雜訊準位訊號；以及一比較電路，耦接於該第二濾波電路，並用以將該雜訊準位訊號與一閥值進行比較，其中，當該雜訊準位訊號不大於該閥值時，該比較電路輸出具有該第一準位的該自由運行訊號，當該雜訊準位訊號大於該閥值時，該比較電路輸出具有該第二準位的該自由運行訊號。
  3. 如請求項2所述之顯示裝置，其中於一幀的時間中，該第二濾波電路輸出八個該雜訊準位訊號。
  4. 如請求項1所述之顯示裝置，其中當該雜訊同步訊號具有一第三準位時，該處理電路不接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，當該雜訊同步訊號具有不同於該第三準位的一第四準位時，該處理電路接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為該位置訊號。
  5. 一種控制方法，適用於一顯示裝置，包括：藉由具有觸控功能的一顯示面板偵測一物件的接觸位置，以輸出一觸控訊號；以及藉由一雜訊偵測電路偵測並處理該顯示面板的一共用電極的一電壓訊號，以輸出一自由運行訊號與一雜訊同步訊號，其中，當該自由運行訊號具有一第一準位時，藉由一處理電路即時接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為一位置訊號，當該自由運行訊號具有不同於該第一準位的一第二準位時，藉由該處理電路根據該雜訊同步訊號接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為該位置訊號；其中當該自由運行訊號具有該第二準位時，藉由該處理電路中的一第一濾波電路對該位置訊號進行濾波。
  6. 如請求項5所述之控制方法，其中藉由一雜訊偵測電路偵測並處理該顯示面板的一共用電極的一電壓訊號，以輸出一自由運行訊號與一雜訊同步訊號的操作包括：藉由一放大電路放大該共用電極的該電壓訊號，以產生一放大電壓訊號；藉由一類比數位轉換器對該放大電壓訊號進行類比數位轉換操作，以產生一數位電壓訊號； 藉由一截波電路根據一參考值以及該數位電壓訊號產生一第一數位電壓訊號以及一第二數位電壓訊號；藉由一第二濾波電路根據該第一數位電壓訊號與該第二數位電壓訊號產生一雜訊準位訊號；以及藉由一比較電路將該雜訊準位訊號與一閥值進行比較，其中，當該雜訊準位訊號不大於該閥值時，藉由該比較電路輸出具有該第一準位的該自由運行訊號，當該雜訊準位訊號大於該閥值時，藉由該比較電路輸出具有該第二準位的該自由運行訊號。
  7. 如請求項6所述之控制方法，其中於一幀的時間中，輸出八個該雜訊準位訊號。
  8. 如請求項5所述之控制方法，其中當該雜訊同步訊號具有一第三準位時，不接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，當該雜訊同步訊號具有不同於該第三準位的一第四準位時，接收該顯示面板所輸出的該觸控訊號，並將該觸控訊號轉換為該位置訊號。
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