输入系统及使用输入系统检测触摸的方法_2

文档序号:9786975阅读:来源:国知局
响应于所述笔驱动信号检测所述输入笔对所述触摸屏的触摸或靠近;和信号处理单元,所述信号处理单元与所述接收单元和所述驱动单元连接,所述信号处理单元配置成校准所述笔驱动信号的时序,以使所述笔驱动信号与所述触摸屏驱动信号同步。
[0037]在再一个方面,一种输入笔配置为用于具有触摸屏的显示面板,所述触摸屏包括多个触摸检测电极,所述输入笔包括:导电末端,当所述导电末端接触或靠近所述显示面板时所述导电末端与所述触摸检测电极之一连接;接收单元,所述接收单元配置成通过所述导电末端从所述触摸屏接收触摸屏驱动信号;驱动单元,所述驱动单元配置成产生笔驱动信号,所述笔驱动信号通过所述导电末端传输给所述触摸屏,所述显示面板配置成响应于所述笔驱动信号检测所述输入笔对所述触摸屏的触摸或靠近;和信号处理单元,所述信号处理单元与所述接收单元和所述驱动单元连接,所述信号处理单元配置成使所述笔驱动信号与所述触摸屏驱动信号同步。
【附图说明】
[0038]给本发明提供进一步理解并且并入本申请组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式,并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
[0039]图1是图解根据一实施方式的输入系统的示意图;
[0040]图2是图解根据一实施方式的输入系统的显示面板以及触摸控制器的框图;
[0041]图3是图解根据一实施方式的输入系统中的显示面板的时分驱动的波形图;
[0042]图4A和4B是图解根据一实施方式的输入系统中的触摸屏以及触摸控制器的框图;
[0043]图5是图解根据一实施方式的触摸屏和触摸控制器的示例性框图;
[0044]图6是图解根据一实施方式的提供给触摸屏的触摸检测电极的驱动信号的波形图;
[0045]图7是图解根据一实施方式的输入笔的内部结构的框图;
[0046]图8是图解根据参照图7所述的实施方式的输入笔的操作的流程图;
[0047]图9是图解根据参照图7所述的实施方式,触摸屏驱动信号与笔驱动信号之间的关系的波形图;
[0048]图10是根据参照图7所述的实施方式,与输入笔的各个组成元件相关的信号的波形图;
[0049]图11是图解根据参照图7所述的实施方式的输入笔的导电末端在不同时间处执行的操作的示图;
[0050]图12是图解根据一实施方式的输入笔的内部结构的框图;
[0051]图13是触摸屏以及根据参照图12所述的实施方式的输入笔的内部结构中使用的信号的时序图;
[0052]图14是图解根据参照图12所述的实施方式的输入笔中的接收单元的组成元件的输出的波形图;以及
[0053]图15是图解根据一实施方式,与使用手指相比,当输入笔接触触摸屏时感测到的触摸感测信号的灵敏度的波形图。
【具体实施方式】
[0054]现在将详细描述输入系统和触摸检测方法的各实施方式,附图中图解了实施方式的一些例子。
[0055]图1是图解根据一实施方式的输入系统的示意图。
[0056]如图1中所示,输入系统包括具有触摸检测功能以及显示功能的显示面板200、以及可与触摸屏进行接口交互的输入笔100。输入系统检测输入笔100针对显示面板200的具体区域上的触摸。
[0057]除了输入笔100的触摸以外,显示面板200还能检测手指的触摸。为此,显示面板200包括与显示面板200集成的电容型触摸屏。在一个实施方式中,触摸屏不具有其中在玻璃基板上布置具有独立构造的触摸电极的结构。在与被设置用于显示面板200的屏幕显示的像素阵列相同的工艺中形成触摸屏中的触摸检测电极及相关的连接线,从而可去除支撑基板。因此,显示面板200可具有与仅单独具有显示功能的显示面板几乎相同的厚度和重量。
[0058]在一些情形中,在采用外置式时,触摸屏可位于显示面板200的上表面或前表面处。在此情形中,触摸屏可贴附到显示面板200中的上基板的背表面,偏振板或保护膜可覆盖组成触摸屏的触摸检测电极的上表面。
[0059]同时,显示面板200可以是液晶面板、场发射显示面板、等离子体显示面板、有机发光二极管显示面板、电泳显示面板等。将主要结合显示面板200为液晶面板的示例给出与各实施方式相关的随后描述。然而,显示面板200不限于液晶面板,上述各平板显示面板可应用于显示面板200。
[0060]例如,当显示面板200由液晶面板实现时,可通过形成液晶面板的配线的部分工艺与液晶面板的配线同时形成组成触摸屏的电极。
[0061]图2是图解根据一实施方式的输入系统的显示面板200以及触摸控制器的框图。
[0062]如图2中所示,输入系统中的显示面板200与像素阵列驱动电路和用于驱动触摸屏的触摸感测电路300连接,像素阵列驱动电路包括栅极驱动电路和数据驱动电路24。所有这些元件与时序控制器22连接并可与时序控制器22—起容纳在单个模块(未示出)中。
[0063]当显示面板200为液晶面板时,显示面板200包括形成在均具有片结构的两个基板之间的液晶层。可使用玻璃基板、塑料基板、膜基板等制造每个基板。在显示面板200的基板中的下基板处形成有像素阵列。像素阵列包括数据线、与数据线交叉的栅极线、以及以矩阵形式布置的像素。像素阵列进一步包括与像素对应地形成在数据线和栅极线的交叉部分处的多个薄膜晶体管(TFT)、对各个像素充入数据电压的像素电极、以及与各个电极连接以保持像素电压的存储电容器。
[0064]显示面板200的像素形成在由数据线,即Djlj D ?和栅极线,即G glj G n限定的像素区域处,以矩阵形式布置。为了调整入射光的透射率,通过根据施加给相应像素电极的数据电压与施加给公共电极的公共电压之间的电压差而施加的电场来驱动每个像素的液晶单元。为了将来自数据线Dglj Dni中的相应一条数据线的电压提供给相应液晶单元的像素电极,每个TFT响应于来自栅极线GgIjGn中的相应一条栅极线的栅极脉冲而导通。公共电极可形成在下基板或上基板处。
[0065]可在显示面板200的上基板处形成黑矩阵和滤色器。偏振板分别贴附到显示面板200的上基板和下基板。在与液晶接触的上基板和下基板的内表面处形成有取向膜,以设定液晶的预倾角。在显示面板200的上基板和下基板之间形成有衬垫料,以保持液晶单元的单元间隙。
[0066]显示面板200可由任何已知的液晶模式,例如扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面内切换(IPS)模式或边缘场切换(FFS)模式来实现。
[0067]同时,可在显示面板200的背表面处选择性地布置背光单元。背光单元可由边缘型背光单元或直下型背光单元实现,以向显示面板200发射光。
[0068]像素阵列驱动电路使用数据驱动电路24和栅极驱动电路向显示面板200的像素写入输入的图像数据。
[0069]每个数据驱动电路24将从时序控制器22输入的数字视频数据RGB转换为正/负伽马补偿电压,由此产生数据电压。数据驱动电路24在时序控制器22的控制下将产生的数据电压提供给数据线中的相应一条数据线并反转数据电压的极性。
[0070]栅极驱动电路依次向栅极线提供与数据电压同步的栅极脉冲(或扫描脉冲)并由此选择要被写入数据电压的显示面板200的行。栅极驱动电路包括电平移位器26和移位寄存器30。移位寄存器30可通过面板内栅极(GIP)工艺直接形成在显示面板200的一个基板处。
[0071]电平移位器26可形成在与显示面板200的下基板电连接的印刷电路板(PCB) 20处。电平移位器26在时序控制器22的控制下输出在栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间摆动的时钟信号。栅极高电压VGH设为大于等于形成在显示面板200的像素阵列处的TFT的阈值电压的电压。栅极低电压VGL设为小于形成在显示面板200的像素阵列处的TFT的阈值电压的电压。响应于从时序控制器22输入的起始脉冲ST、第一时钟GCLK和第二时钟MCLK,电平移位器26输出起始脉冲VST和时钟信号CLK,起始脉冲VST和时钟信号CLK在栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间摆动。从电平移位器26输出的时钟信号CLK在相位依次移位之后传输给形成在显示面板200处的移位寄存器30。
[0072]移位寄存器30形成在显示面板200中的形成有像素阵列的下基板的边缘部分处,用于连接到像素阵列的栅极线。移位寄存器30包括以从属方式连接的多个级。
[0073]移位寄存器30响应于从电平移位器26输入的起始脉冲VST而操作并响应于时钟信号CLK进行输出移位,由此依次向显示面板200的各栅极线提供栅极脉冲。
[0074]时序控制器22将从外部主机系统输入的数字视频数据RGB提供给数据驱动电路24的集成电路(IC)。时序控制器22接收从外部主机系统输入的时序信号,如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和时钟。时序控制器22产生用于控制数据驱动电路24和栅极驱动电路的操作时序的时序控制信号。时序控制器22或主机系统产生用于控制像素阵列驱动电路和触摸感测电路300的操作时序的同步信号SYNC。
[0075]触摸感测电路300向触摸屏的线施加驱动信号,并通过将触摸前后驱动信号的电压变化或者驱动信号的上升沿或下降沿延迟时间进行计数来感测触摸屏的电容变化。触摸感测电路300将从触摸屏的电容器接收的感测数据转换为数字数据,由此输出原始触摸数据。然后,触摸感测电路300执行预定的触摸识别算法,以通过原始触摸数据的分析检测触摸(或靠近或接近)输入。触摸是指输入笔100 (或手指或其他输入工具)与显示面板200之间的直接接触。接近(或靠近)是指输入笔100 (或手指或其他输入工具)存在于显示面板200的阈值距离内而不与显示面板200直接接触。
[0076]图3是图解根据一实施方式的输入系统中的显示面板的时分驱动的波形图。
[0077]如图3中所示,显示面板200和触摸屏可以以时分方式进行驱动。就是说,一帧可时分为像素阵列驱动时段Tl和触摸屏驱动时段T2。
[0078]“Vsync”表示输入至时序控制器22的第一垂直同步信号,“SYNC”表示输入至触
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