一种触摸装置及触摸驱动方法
【专利摘要】本发明公开了一种触摸装置及触摸驱动方法，用以实现触摸装置在非触摸时工作在较高的刷新率。所述触摸装置包括触摸面板、时序控制器、触控控制器、控制器和感测器，其中：感测器用于检测是否有物体接触或靠近触摸面板，当没有物体接触或靠近触摸面板时，输出第一指示信号到控制器；当有物体接触或靠近触摸面板时，输出第二指示信号到控制器；控制器用于接收第一指示信号，控制触控控制器不工作，并控制时序控制器输出第一扫描信号；并接收第二指示信号，控制时序控制器输出第二扫描信号，并控制触控控制器开始工作；第一扫描信号的扫描频率高于第二扫描信号的扫描频率，且第一扫描信号和第二扫描信号均为触摸面板的显示扫描信号。
【专利说明】一种触摸装置及触摸驱动方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示器【技术领域】，尤其涉及一种触摸装置及触摸驱动方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中的内嵌式（in-cell)电容触摸屏相较传统的外挂式电容触摸屏结构， 可以省去一张触摸基板，将整个显示模组制作得更轻薄。in-cell触摸技术的液晶显示屏结 构示意图如图1所示，将触控驱动电极（Tx)和触控感应电极（Rx)制作在液晶显示面板的 阵列基板侧的玻璃基板上，其中，Tx线与公共电极（Vcom)线共用，in-cell结构的电容触 摸屏Tx和Rx会与薄膜晶体管（Thin Film Transistor, TFT)显示器件之间产生各种寄生电 容和耦合电容，图中的Gatel、Gate2、Gate η表示每一行像素的栅极扫描线，Datal、Data2、 Datan表示每一列像素的数据扫描线，CLC表示液晶显示面板之间的电容，Cs表示存储电 容。
[0003] 如图2(a)所示，传统电容触控屏因不受TFT驱动信号影响，触摸扫描是与画面刷 新同步进行的，即电容触控屏的显示扫描与触摸扫描是同步进行的，彼此互不影响，如图中 显示扫描的扫描频率为60HZ，触摸扫描的扫描频率为100HZ。如图2(b)所示，in-cell触摸 技术采用的扫描方式是在两帧画面之间的空白区间进行，即液晶屏显示驱动和in-cell触 摸驱动需要分时进行，如图中显示扫描的扫描频率为40HZ，触摸扫描的扫描频率为40HZ。
[0004] in-cell触摸液晶显示屏系统方块图如图3所示，受时序控制器和驱动器数据传 输速率及子像素充电时间的限制，每一帧分配的触摸扫描时间t是有限的。当t较小时，将 无法完成Tx和Rx的扫描，因此需要适当的增大t，目前增大t直接的方式就是增大一帧的 扫描时间，但这意味着降低帧率，会影响画面显示效果，出现闪烁和拖影等问题。
[0005] 综上所述，现有技术的in-cell触摸技术的液晶显示屏由于采用分时驱动的驱动 方法，液晶屏在非触摸时无法工作在较高的刷新率。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供了一种触摸装置及触摸驱动方法，用以实现触摸装置在非触摸 时工作在较高的刷新率。
[0007] 本发明实施例提供的一种触摸装置，所述装置包括触摸面板、时序控制器和触控 控制器，其中，所述装置还包括：控制器和感测器，其中：
[0008] 所述感测器用于检测是否有物体接触或靠近所述触摸面板，当没有物体接触或靠 近所述触摸面板时，输出第一指示信号到所述控制器；当有物体接触或靠近所述触摸面板 时，输出第二指示信号到所述控制器；
[0009] 所述控制器用于接收第一指示信号，控制所述触控控制器不工作，并控制所述时 序控制器输出第一扫描信号；并接收第二指示信号，控制所述时序控制器输出第二扫描信 号，并控制所述触控控制器开始工作；
[0010] 所述第一扫描信号的扫描频率高于所述第二扫描信号的扫描频率，且所述第一扫 描信号和所述第二扫描信号均为所述触摸面板的显示扫描信号。
[0011] 由本发明实施例提供的触摸装置，由于该装置包括触摸面板、时序控制器、触控控 制器、控制器和感测器，所述感测器用于检测是否有物体接触或靠近所述触摸面板，当没有 物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第一指示信号到所述控制器；当有物体接触或靠近 所述触摸面板时，输出第二指示信号到所述控制器；所述控制器用于接收第一指示信号，控 制所述触控控制器不工作，并控制所述时序控制器输出第一扫描信号；并接收第二指示信 号，控制所述时序控制器输出第二扫描信号，并控制所述触控控制器开始工作；所述第一扫 描信号的扫描频率高于所述第二扫描信号的扫描频率，且所述第一扫描信号和所述第二扫 描信号均为所述触摸面板的显示扫描信号，由于在触摸面板有触摸和无触摸时，时序控制 器输出的扫描信号不同，同时在无触摸时触控控制器不工作，因此，本发明实施例提供的触 摸装置能够实现其在非触摸时工作在较高的刷新率，同时能够降低功耗。
[0012] 较佳地，所述感测器包括发射器和接收器，其中：
[0013] 所述发射器用于发出光波或声波；
[0014] 所述接收器用于接收所述光波或声波，并根据该光波或声波的变化，判断是否有 物体接触或靠近所述触摸面板，当没有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第一指示信 号到所述控制器；当有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第二指示信号到所述控制器。
[0015] 这样，当感测器包括发射器和接收器时，在实际应用中能够更加方便、简单的检测 是否有物体接触或靠近所述触摸面板。
[0016] 较佳地，所述发射器的个数与所述接收器的个数相等。
[0017] 这样，将发射器的个数与所述接收器的个数设置为相等，在实际应用中方便、简 单。
[0018] 较佳地，所述发射器位于所述触摸面板的四角区域。
[0019] 这样，将发射器设置在触摸面板的四角区域，在实际应用中方便、简单。
[0020] 较佳地，所述发射器的个数为两个。
[0021] 这样，将发射器的个数设置为两个，在实际应用中方便、简单且节约生成成本。
[0022] 较佳地，所述发射器为超声波发射器或红外发射器。
[0023] 这样，发射器采用超声波发射器或红外发射器时，在实际工作过程中，原理简单且 稳定。
[0024] 较佳地，所述接收器位于所述触摸面板的四角区域。
[0025] 这样，将接收器设置在触摸面板的四角区域，在实际应用中方便、简单。
[0026] 较佳地，所述接收器为超声波接收器或红外接收器。
[0027] 这样，接收器采用超声波接收器或红外接收器时，在实际工作过程中，原理简单且 稳定。
[0028] 本发明实施例还提供了 一种上述触摸装置的触摸驱动方法，所述方法包括：
[0029] 时序控制器输出第一扫描信号，触控控制器不工作，同时感测器用于检测是否有 物体接触或靠近所述触摸面板；
[0030] 当有物体接触或靠近所述触摸面板时，所述感测器输出第二指示信号到控制器， 所述控制器控制所述时序控制器输出第二扫描信号，并控制所述触控控制器开始工作；当 没有物体接触或靠近所述触摸面板时，所述感测器输出第一指示信号到控制器，所述控制 器控制所述触控控制器不工作，并控制所述时序控制器输出第一扫描信号；其中，所述第一 扫描信号的扫描频率高于所述第二扫描信号的扫描频率，且所述第一扫描信号和所述第二 扫描信号均为所述触摸面板的显示扫描信号。
[0031] 由本发明实施例提供的上述触摸装置的触摸驱动方法，该方法包括：时序控制器 输出第一扫描信号，触控控制器不工作，同时感测器用于检测是否有物体接触或靠近所述 触摸面板；当有物体接触或靠近所述触摸面板时，所述感测器输出第二指示信号到控制器， 所述控制器控制所述时序控制器输出第二扫描信号，并控制所述触控控制器开始工作；当 没有物体接触或靠近所述触摸面板时，所述感测器输出第一指示信号到控制器，所述控制 器控制所述触控控制器不工作，并控制所述时序控制器输出第一扫描信号；其中，所述第一 扫描信号的扫描频率高于所述第二扫描信号的扫描频率，且所述第一扫描信号和所述第二 扫描信号均为所述触摸面板的显示扫描信号，因此，本发明实施例提供的触摸装置能够实 现其在非触摸时工作在较高的刷新率，同时能够降低功耗。
[0032] 较佳地，所述感测器包括发射器和接收器，其中：
[0033] 所述发射器用于发出光波或声波；
[0034] 所述接收器用于接收所述光波或声波，并根据该光波或声波的变化，判断是否有 物体接触或靠近所述触摸面板，当没有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第一指示信 号到所述控制器；当有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第二指示信号到所述控制器。
[0035] 这样，当感测器包括发射器和接收器时，在实际应用中能够更加方便、简单的检测 是否有物体接触或靠近所述触摸面板。
【专利附图】
【附图说明】
[0036] 图1为现有技术in-cell触摸技术的液晶显示屏结构示意图；
[0037] 图2(a)和图2(b)分别为现有技术中传统电容液晶显示屏和in-cell触摸技术的 液晶显示屏工作时序示意图；
[0038] 图3为现有技术的in-cell触摸技术的液晶显示屏系统方块图；
[0039] 图4为本发明实施例的一种触摸装置的示意图；
[0040] 图5为本发明实施例提供的一种触摸装置中的发射器和接收器的位置示意图；
[0041] 图6为本发明实施例提供的一种触摸装置的工作流程图；
[0042] 图7为本发明实施例中的液晶显示屏在触摸和非触摸时的工作时序图；
[0043] 图8为本发明实施例提供的一种触摸装置的触摸驱动方法流程图。
【具体实施方式】
[0044] 本发明实施例提供了一种触摸装置及触摸驱动方法，用以实现触摸装置在非触摸 时工作在较高的刷新率。
[0045] 下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的触摸装置及其具体的工作过程。
[0046] 如图4所示，本发明具体实施例提供了 一种触摸装置，该装置包括触摸面板40、时 序控制器41、触控控制器42、控制器43和感测器44,其中：
[0047] 所述感测器44用于检测是否有物体接触或靠近所述触摸面板40,当没有物体接 触或靠近所述触摸面板40时，输出第一指示信号到所述控制器43 ;当有物体接触或靠近所 述触摸面板40时，输出第二指示信号到所述控制器43 ;
[0048] 所述控制器43用于接收第一指示信号，控制所述触控控制器42不工作，并控制所 述时序控制器41输出第一扫描信号；并接收第二指示信号，控制所述时序控制器41输出第 二扫描信号，并控制所述触控控制器42开始工作；其中，所述第一扫描信号的扫描频率高 于所述第二扫描信号的扫描频率，且所述第一扫描信号和所述第二扫描信号均为所述触摸 面板的显示扫描信号。
[0049] 其中，感测器输出的第一指示信号和第二指示信号可以是低电平和高电平信号， 也可以是数字信号。
[0050] 具体地，以第一指示信号为高电平信号，第二指示信号为低电平信号为例，当没有 物体接触或靠近触摸面板时，感测器44输出高电平信号，并将该信号发送给控制器43,控 制所述触控控制器42不工作，并控制所述时序控制器41输出第一扫描信号；当有物体接触 或靠近所述触摸面板时，感测器44输出低电平信号，并将该信号发送给控制器43,控制所 述时序控制器41输出第二扫描信号，并控制所述触控控制器42开始工作。
[0051] 具体地，控制器43为直接设置在触摸面板中的集成电路，或者也可以为设置在柔 性电路板（Flexible Printed Circuit，FPC)中的集成电路，当然也可以将其设置在其它位 置，本发明具体实施例并不对其设置的位置作具体限定。
[0052] 较佳地，如图5所示，本发明具体实施例中的感测器44包括发射器51和接收器 52,其中：
[0053] 所述发射器51用于发出光波或声波；
[0054] 所述接收器52用于接收所述光波或声波，并根据该光波或声波的变化，判断是否 有物体接触或靠近所述触摸面板，当没有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第一指示 信号到所述控制器；当有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第二指示信号到所述控制 器。
[0055] 具体地，本发明具体实施例中的发射器51的个数与接收器52的个数相等，本发明 具体实施例中发射器51的个数为两个，分别位于触摸面板40的左下角和右下角，当然也可 以分别位于触摸面板40的左上角和右上角，本发明具体实施例并不对发射器的个数和位 置做具体限定。本发明具体实施例中的发射器为超声波发射器或红外发射器，同样的，本发 明具体实施例也不对发射器的种类做具体限定，发射器还可以是其它类型的感测器，如激 光发射器等。接收器52的个数为两个，分别位于触摸面板40的左上角和右上角，当然也可 以分别位于触摸面板40的左下角和右下角，本发明具体实施例并不对接收器的个数和位 置做具体限定。本发明具体实施例中的接收器为超声波接收器或红外接收器，同样的，本发 明具体实施例也不对接收器的种类做具体限定，接收器还可以是其它类型的感测器，如激 光接收器等。
[0056] 具体地，结合图5,本发明具体实施例提供的触摸装置的工作流程如图6所示，首 先系统进行初始化，初始化后时序控制器输出第一扫描信号扫描，触控控制器不工作，在第 一扫描信号的控制下，液晶显示屏按正常的显示频率工作；同时位于触摸面板40的左下角 和右下角的发射器51开始扫描，发出光波或声波，当发射器51为超声波发射器时，发出超 声波，当发射器51为红外发射器时，发出红外光波，同时位于触摸面板40的左上角和右上 角的接收器52开始扫描，接收发射器51发出的光波或声波，并根据该光波或声波的变化， 判断是否有物体接触或靠近所述触摸面板，当没有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出 第一指示信号到所述控制器；当有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第二指示信号到 所述控制器。当接收到的光波或声波没有发生变化即没有物体接触或靠近所述触摸面板 时，控制器控制时序控制器继续按第一扫描信号扫描，同时控制触控控制器不工作；当接收 到的光波或声波发生变化即有物体接触或靠近所述触摸面板时，控制器控制时序控制器输 出第二扫描信号，同时控制触控控制器开始工作，此时液晶显示屏的显示与触摸分时驱动， 分时驱动的具体工作方法与现有技术相同，在此不予赘述。
[0057] 具体地，本发明具体实施例中当有物体接触或靠近所述触摸面板时，均认为该触 摸面板存在触摸，其中液晶显示屏在触摸和非触摸时的工作时序如图7所示，本发明具体 实施例以采用超声波为例，说明本发明具体实施例提供的触摸装置的工作方法。当没有物 体接触或靠近液晶显示屏表面时，时序控制器输出第一扫描信号，控制液晶显示屏按正常 的显示频率工作，如本发明具体实施例中显示频率为60HZ，此时触控控制器不工作。当有物 体接触或靠近液晶显示屏表面时，超声波发射器发出的超声波会受到干扰，此时通过接收 器对接收到的超声波进行分析，判断出有物体接触或靠近液晶显示屏表面。当接收器判断 有物体接触或靠近液晶显示屏表面时，控制器控制触控控制器开始工作，同时控制时序控 制器输出第二扫描信号，由于本发明具体实施例中第一扫描信号的扫描频率高于第二扫描 信号的扫描频率，故此时液晶显示屏的工作频率降低，这样能够确保触控控制器有足够的 时间进行扫描，从而实现液晶显示屏的显示与触摸的分时驱动，如本发明具体实施例中显 示频率为40HZ，触控频率为40HZ。当接收器判断无物体接触或靠近液晶显示屏表面时，控 制器控制触控控制器停止工作，同时控制时序控制器输出第一扫描信号，此时液晶显示屏 按正常的显示频率工作，如本发明具体实施例中显示频率为60HZ。
[0058] 如图8所示，本发明具体实施例还提供了一种驱动方法，该方法包括：
[0059] S801、时序控制器输出第一扫描信号，触控控制器不工作，同时感测器用于检测是 否有物体接触或靠近所述触摸面板；
[0060] S802、当有物体接触或靠近所述触摸面板时，所述感测器输出第二指示信号到控 制器，所述控制器控制所述时序控制器输出第二扫描信号，并控制所述触控控制器开始工 作；当没有物体接触或靠近所述触摸面板时，所述感测器输出第一指示信号到控制器，所述 控制器控制所述触控控制器不工作，并控制所述时序控制器输出第一扫描信号；其中，所述 第一扫描信号的扫描频率高于所述第二扫描信号的扫描频率，且所述第一扫描信号和所述 第二扫描信号均为所述触摸面板的显示扫描信号。
[0061] 综上所述，本发明具体实施例通过在in-cell触摸屏上增加感测器和控制器，使 得in-cell液晶触摸屏的触控扫描仅在触摸发生时工作，从而解决in-cell触摸屏液晶显 示驱动和触摸扫描需分时进行的矛盾，使触摸屏在非触摸时可以工作在较高的刷新率。 [〇〇62] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种触摸装置，包括触摸面板、时序控制器和触控控制器，其特征在于，所述装置还 包括：控制器和感测器，其中 ： 所述感测器用于检测是否有物体接触或靠近所述触摸面板，当没有物体接触或靠近所 述触摸面板时，输出第一指示信号到所述控制器；当有物体接触或靠近所述触摸面板时，输 出第二指示信号到所述控制器； 所述控制器用于接收第一指示信号，控制所述触控控制器不工作，并控制所述时序控 制器输出第一扫描信号；并接收第二指示信号，控制所述时序控制器输出第二扫描信号，并 控制所述触控控制器开始工作； 所述第一扫描信号的扫描频率高于所述第二扫描信号的扫描频率，且所述第一扫描信 号和所述第二扫描信号均为所述触摸面板的显示扫描信号。
2. 根据权利要求1所述的触摸装置，其特征在于，所述感测器包括发射器和接收器，其 中： 所述发射器用于发出光波或声波； 所述接收器用于接收所述光波或声波，并根据该光波或声波的变化，判断是否有物体 接触或靠近所述触摸面板，当没有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第一指示信号到 所述控制器；当有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第二指示信号到所述控制器。
3. 根据权利要求2所述的触摸装置，其特征在于，所述发射器的个数与所述接收器的 个数相等。
4. 根据权利要求3所述的触摸装置，其特征在于，所述发射器位于所述触摸面板的四 角区域。
5. 根据权利要求4所述的触摸装置，其特征在于，所述发射器的个数为两个。
6. 根据权利要求5所述的触摸装置，其特征在于，所述发射器为超声波发射器或红外 发射器。
7. 根据权利要求3所述的触摸装置，其特征在于，所述接收器位于所述触摸面板的四 角区域。
8. 根据权利要求7所述的触摸装置，其特征在于，所述接收器为超声波接收器或红外 接收器。
9. 一种权利要求1-8任一权项所述的触摸装置的触摸驱动方法，其特征在于，所述方 法包括： 时序控制器输出第一扫描信号，触控控制器不工作，同时感测器用于检测是否有物体 接触或靠近所述触摸面板； 当有物体接触或靠近所述触摸面板时，所述感测器输出第二指示信号到控制器，所述 控制器控制所述时序控制器输出第二扫描信号，并控制所述触控控制器开始工作；当没有 物体接触或靠近所述触摸面板时，所述感测器输出第一指示信号到控制器，所述控制器控 制所述触控控制器不工作，并控制所述时序控制器输出第一扫描信号；其中，所述第一扫描 信号的扫描频率高于所述第二扫描信号的扫描频率，且所述第一扫描信号和所述第二扫描 信号均为所述触摸面板的显示扫描信号。
10. 根据权利要求9所述的触摸驱动方法，其特征在于，所述感测器包括发射器和接收 器，其中： 所述发射器用于发出光波或声波； 所述接收器用于接收所述光波或声波，并根据该光波或声波的变化，判断是否有物体 接触或靠近所述触摸面板，当没有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第一指示信号到 所述控制器；当有物体接触或靠近所述触摸面板时，输出第二指示信号到所述控制器。
【文档编号】G02F1/1333GK104063105SQ201410258784
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】马韬, 张大宇 申请人:合肥鑫晟光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司