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CN104750338A - 触摸屏装置、触摸屏显示装置及其驱动方法 - Google Patents

触摸屏装置、触摸屏显示装置及其驱动方法 Download PDF

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CN104750338A
CN104750338A CN201410805058.3A CN201410805058A CN104750338A CN 104750338 A CN104750338 A CN 104750338A CN 201410805058 A CN201410805058 A CN 201410805058A CN 104750338 A CN104750338 A CN 104750338A
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electrode
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LG Display Co Ltd
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Abstract

本发明披露了一种触摸屏装置。所述触摸屏装置包括触摸屏面板和触摸电路单元，所述触摸屏面板配置成包括在第一方向上平行地设置的多个驱动电极和在第二方向上平行地设置的多个感测电极，所述触摸电路单元配置成在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，顺序施加驱动脉冲至多个驱动电极中的除了多个第一驱动电极之外的多个第二驱动电极，并从多个感测电极接收基于驱动脉冲的多个感测信号。

Description

触摸屏装置、触摸屏显示装置及其驱动方法
本申请要求享有于2013年12月31日提交的韩国专利申请第10-2013-0169110号的权益，通过引用将该申请结合在此，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种触摸屏面板，尤其涉及一种触摸屏装置及使用该触摸屏装置的触摸屏显示装置。
背景技术
触摸屏是一种被包含在诸如液晶显示(LCD)装置、场发射显示器(FED)、等离子显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)和电泳显示器(EPD)这样的显示装置中的输入装置，能使用户在观看显示装置的屏幕的同时，通过用手指、笔或类似物直接触摸屏幕输入信息。
触摸屏被划分为多个触摸驱动区域和多个触摸感测区域，并且在触摸驱动区域与触摸感测区域之间产生互电容。因此，通过测量基于触摸的互电容的变化量，来确定是否存在触摸。
在通过互电容式识别触摸的情形中，由于被形成以用于识别笔触摸的触摸图案的尺寸很小，其中被触摸的区域很窄，因而触摸通道的数量增加，并且为识别所有手指触摸和笔触摸而用于驱动触摸通道的驱动时间和功耗增加。
发明内容
因此，本发明涉及提供一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的触摸屏装置及使用该触摸屏装置的触摸屏显示装置。
本发明的一个方面涉及提供一种触摸屏装置、使用该触摸屏装置的触摸屏显示装置和触摸屏显示装置的驱动方法，以低功耗执行不同于笔触摸(pentouch)驱动操作的手指触摸(finger touch)驱动操作，从而降低功耗。
在下面的描述中将列出本发明的其它优点和特征，通过阅读以下内容，这些优点和特征一部分对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些和其他优点并根据本发明的目的，如在此具体和概括描述的，提供一种触摸屏装置，包括：触摸屏面板，所述触摸屏面板配置成包括在第一方向上平行地设置的多个驱动电极和在第二方向上平行地设置的多个感测电极；和触摸电路单元，所述触摸电路单元配置成在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，顺序施加驱动脉冲至多个驱动电极中的除了多个第一驱动电极之外的多个第二驱动电极，并从多个感测电极接收基于驱动脉冲的多个感测信号。
本发明的另一方面，提供一种驱动触摸屏装置的方法，所述触摸屏装置包括在第一方向上平行地设置的多个驱动电极和在第二方向上平行地设置的多个感测电极，所述方法包括：在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，顺序施加驱动脉冲至多个驱动电极中的除了多个第一驱动电极之外的多个第二驱动电极，并从多个感测电极接收基于驱动脉冲的多个感测信号。
应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，意在对要求保护的内容提供进一步的解释。
附图说明
给本发明提供进一步理解且并入本申请构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：
图1是示意性图解根据本发明实施方式的触摸屏装置的结构的例子的示图；
图2是描述施加至图1的驱动电极的驱动脉冲的示图；
图3是图解在图2所示的手指模式中感测触摸的方法的例子的示图；
图4是图解在图2所示的笔模式中感测触摸的方法的例子的示图；
图5至图7是示意性图解根据本发明实施方式的触摸屏显示装置的例子的示图；和
图8和图9是示出根据本发明实施方式的驱动触摸屏显示装置的方法的例子的时序图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的示例性实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。尽可能地，在整个附图中将使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。
图1是示意性图解根据本发明实施方式的触摸屏装置的结构的例子的示图，图2是描述施加至图1的驱动电极的驱动脉冲的示图。
如图1所示，触摸屏装置10包括触摸屏面板100和触摸电路单元200。
触摸屏面板100包括多个驱动电极112和多个感测电极114。多个驱动电极112在第一方向上平行地设置，并且多个感测电极114在第二方向上平行地设置。
例如，如图1所示，多个驱动电极112可在x轴方向上平行地设置，多个感测电极114可在y轴方向上平行地设置。
在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，触摸电路单元200顺序施加驱动脉冲至多个驱动电极112中除了多个第一驱动电极之外的多个第二驱动电极，或者，在前一个触摸感测周期的触摸类型为笔触摸时，触摸电路单元200顺序施加驱动脉冲至所有多个驱动电极112，并基于所施加的驱动脉冲从多个感测电极114接收多个感测信号。
例如，如图2所示，现有技术的驱动方法施加驱动脉冲至所有驱动电极，而没有划分感测手指触摸的手指模式和感测笔触摸的笔模式。然而，根据本发明实施方式的驱动方法可在前一个触摸感测周期的触摸类型被识别为手指触摸时，施加驱动脉冲至一部分驱动电极(例如，第奇数个驱动电极)。在这种情况下，可以看出，由于驱动脉冲被施加至一部分驱动电极而不是所有驱动电极，因而缩短了触摸驱动时间，因此，根据本发明实施方式的触摸响应时间(A/2ms)比现有技术驱动方法的触摸响应时间(A ms)短。
此外，在前一个触摸感测周期的触摸类型被识别为笔触摸时，可以看出，通过施加驱动脉冲至所有驱动电极而精确地感测到笔触摸。
换句话说，与应用相同方法来感测手指触摸或笔触摸的现有技术的驱动方法不同，基于前一个触摸感测周期的触摸类型而选择性地驱动手指模式或笔模式。在手指模式中，驱动脉冲被施加至一部分驱动电极，从而可进行低功率驱动。此外，在手指模式中，缩短了触摸响应时间，从而能够提高触摸响应速度。
为此，如图1所示，触摸电路单元200包括驱动器210和感测单元220。
在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，驱动器210可顺序施加驱动脉冲至多个驱动电极TX#1、TX#2、……和TX#m(其中m为奇数)中除了第偶数个驱动电极(第一驱动电极)TX#2、TX#4、……和TX#m-1之外的第奇数个驱动电极(第二驱动电极)TX#1、TX#3、……和TX#m。
另一方面，在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，驱动器210可顺序施加驱动脉冲至多个驱动电极TX#1、TX#2、……和TX#m中除了第奇数个驱动电极(第一驱动电极)TX#1、TX#3、……和TX#m之外的第偶数个驱动电极(第二驱动电极)TX#2、TX#4、……和TX#m-1。
此外，在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，驱动器210可顺序施加驱动脉冲至多个驱动电极TX#1、TX#2、……和TX#m中除了设置于多个第二驱动电极之间的多个第一驱动电极(至少两个电极)之外的多个第二驱动电极。
当基于顺序施加至多个第二驱动电极的驱动脉冲的触摸类型为手指触摸时，驱动器210可在下一个触摸感测周期顺序施加驱动脉冲至除了多个第二驱动电极之外的多个第一驱动电极。
换句话说，在当前触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，驱动器210可在下一个触摸感测周期施加驱动脉冲至驱动电极(这些驱动电极在当前触摸感测周期未被施加驱动脉冲)，这样，驱动电极可被交替驱动。
感测单元220可通过利用对应于多个第二驱动电极的多个感测信号的原始数据(raw data)，来计算对应于多个第一驱动电极的多个感测信号的插值数据(interpolation data)。感测单元220可通过利用对应于多个第二驱动电极的感测信号的原始数据提取触摸坐标，而无需计算插值数据。
例如，可通过插值对应于与多个第一驱动电极邻近的多个第二驱动电极的原始数据来计算插值数据。
下文中，将参照图3和图4详细描述根据本发明实施方式的触摸屏装置的手指模式驱动方法和笔模式驱动方法。
图3是图解在图2所示的手指模式中感测触摸的方法的例子的示图，图4是图解在图2所示的笔模式中感测触摸的方法的例子的示图。
为了便于描述，图3和图4仅图解具有菱形形状的一些感测电极，但本发明并不限于此。根据设计的变化可形成具有各种形状和尺寸的若干个感测电极。
在手指模式中，如图3所示，当在S301中施加驱动脉冲至第奇数个驱动电极(第二驱动电极)TX#1、TX#3和TX#5以感测手指触摸时，可在S302中计算基于施加至第奇数个驱动电极的驱动脉冲的感测信号的原始数据，可在S303中通过插值对应于多个相邻的第二驱动电极的多个感测信号的原始数据来计算对应于未被施加驱动脉冲的多个第一驱动电极的多个感测信号。例如，可通过利用多个相邻的驱动电极的原始数据插值每一个数据来计算对应于未被施加驱动脉冲的多个第一驱动电极的插值数据。最后，在S304中可通过利用原始数据和插值数据计算手指模式中的触摸坐标。与S303和S304不同，可通过仅利用对应于多个第二驱动电极的多个感测信号的原始数据来提取触摸坐标。
在笔模式中，如图4所示，当在S401中施加驱动脉冲至所有驱动电极以感测笔触摸时，可在S402中计算笔触摸点的原始数据，并且可在S403中通过利用计算出的原始数据来提取笔模式中的触摸坐标。此外，可通过利用插值数据来提取手指模式中的触摸坐标。
因此，根据本发明实施方式的触摸屏装置分别驱动手指触摸感测操作和笔触摸感测操作，并且施加驱动脉冲至一部分驱动电极，而不是施加驱动脉冲至所有驱动电极。因此，减小了施加至触摸面板的负载，从而降低了功耗。
上述根据本发明实施方式的触摸屏装置10可耦接至各种类型的显示面板以配置触摸屏显示装置。
下文中，将参照附图详细描述根据本发明实施方式的触摸屏显示装置。
图5至图7是示意性图解根据本发明实施方式的触摸屏显示装置的例子的示图。
作为例子，描述将图5至图7所示的显示面板20应用至LCD装置的情形，但本发明并不限于此。显示面板20可应用至各种显示装置，诸如场发射显示器(FED)、等离子显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)和电泳显示器(EPD)。此外，未对LCD装置的一般配置进行描述。
在根据本发明实施方式的触摸屏显示装置1中，如图5所示，触摸屏装置10的触摸屏面板100可设置于显示面板20的上偏振器POL1上，或者如图6所示，触摸屏装置10的触摸屏面板100可设置于显示面板20的上偏振器POL1与上基板GLS1之间。或者，如图7所示，触摸屏装置10的触摸屏面板100可被构建到显示面板20中。其中，GLS2是指下基板，POL2是指下偏振器。
包括在图7的触摸屏面板100中的多个驱动电极和多个感测电极中的至少之一可执行触摸电极的功能和公共电极的功能。
例如，当多个驱动电极执行触摸电极的功能和公共电极的功能时，多个感测电极可仅执行触摸电极的功能，或者，当多个感测电极执行触摸电极的功能和公共电极的功能时，多个驱动电极可仅执行触摸电极的功能。此外，多个驱动电极和多个感测电极可以都执行触摸电极的功能和公共电极的功能。
下文中，将参照附图详细描述根据本发明实施方式的驱动触摸屏显示装置的方法。
图8和图9是示出根据本发明实施方式的驱动触摸屏显示装置的方法的例子的时序图。
图8的时序图可对应于图5和图6中所示的触摸屏显示装置的时序图，图9的时序图可对应于图7中所示的触摸屏显示装置的时序图.
根据图8的时序图的触摸屏显示装置独立于显示面板的驱动而确定是否存在触摸。在前一个触摸感测周期的触摸类型被识别为笔触摸时，触摸屏显示装置以笔模式工作，其中驱动脉冲被顺序施加至多个驱动电极TX#1、TX#2、……和TX#m。在前一个触摸感测周期的触摸类型被识别为手指触摸时，触摸屏显示装置以手指模式工作，其中驱动脉冲被顺序施加至多个驱动电极TX#1、TX#2、……和TX#m中的除了第偶数个驱动电极TX#2、TX#4、TX#m-1之外的第奇数个驱动电极TX#1、TX#3、……和TX#m。因此，在手指模式中，缩短了触摸响应时间，从而能够提高触摸响应速度。
在根据图9的时序图的触摸屏显示装置中，触摸屏面板被构建到显示面板中，这样，在每一帧中可以从时间上划分显示驱动操作和触摸驱动操作。
在触摸驱动中，类似于图8，在前一个触摸感测周期的触摸类型被识别为笔触摸时，触摸屏显示装置以笔模式工作，其中驱动脉冲被顺序施加至多个驱动电极TX#1、TX#2、……和TX#m。在前一个触摸感测周期的触摸类型被识别为手指触摸时，触摸屏显示装置以手指模式工作，其中驱动脉冲被顺序施加至多个驱动电极TX#1、TX#2、……和TX#m中的除了第偶数个驱动电极TX#2、TX#4、TX#m-1之外的第奇数个驱动电极TX#1、TX#3、……和TX#m。当触摸驱动中所识别的触摸类型为手指触摸时，以手指模式持续感测触摸，但是当触摸类型为笔触摸时，可在下一帧的触摸驱动中以笔模式感测触摸。结果，当以手指模式感测触摸时，驱动脉冲被施加至一部分驱动电极，从而降低了功耗和减少了触摸响应时间。因此，能够提高触摸响应速度。
图9的时序图表明在每一帧中显示驱动和触摸驱动各执行一次，但本发明并不限于此。在另一个实施方式中，在每一帧中显示驱动和触摸驱动可交替执行。此外，在这种情况下，根据显示驱动的次数和时间，可将显示驱动频率调整为60Hz、120Hz、240Hz或更高，根据触摸驱动的次数和时间，可将触摸报告率调整为60Hz、100Hz或更高。
因此，根据本发明实施方式的触摸屏装置分别驱动手指触摸感测操作和笔触摸感测操作，并且施加驱动脉冲至一部分驱动电极，而不是施加驱动脉冲至所有驱动电极。因此，减小了施加至触摸面板的负载，从而降低了功耗。
根据本发明的实施方式，由于手指触摸感测操作和笔触摸感测操作被彼此独立地驱动，驱动脉冲被施加至一部分驱动电极而不是被施加至所有驱动电极，因此，减小了施加至触摸面板的负载，从而降低了功耗。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中可进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因而，本发明意在涵盖落入所附权利要求范围及其等同范围内的本发明的修改和变化。

Claims (12)

1.一种触摸屏装置，包括：
触摸屏面板，所述触摸屏面板配置成包括在第一方向上平行地设置的多个驱动电极和在第二方向上平行地设置的多个感测电极；和
触摸电路单元，所述触摸电路单元配置成在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，顺序施加驱动脉冲至所述多个驱动电极中的除了多个第一驱动电极之外的多个第二驱动电极，并从所述多个感测电极接收基于所述驱动脉冲的多个感测信号。
2.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中在所述前一个触摸感测周期的所述触摸类型为笔触摸时，所述触摸电路单元顺序施加所述驱动脉冲至所述多个驱动电极。
3.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中所述多个第一驱动电极为第偶数个驱动电极，所述多个第二驱动电极为第奇数个驱动电极。
4.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中所述多个第一驱动电极为第奇数个驱动电极，所述多个第二驱动电极为第偶数个驱动电极。
5.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中在所述多个第一驱动电极中的至少两个设置于所述多个驱动电极中的相邻的第二驱动电极之间。
6.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中当基于顺序施加至所述多个第二驱动电极的所述驱动脉冲的触摸类型为所述手指触摸时，所述触摸电路单元在下一触摸感测周期顺序施加所述驱动脉冲至除了所述多个第二驱动电极之外的所述多个第一驱动电极。
7.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中所述触摸电路单元通过利用对应于所述多个第二驱动电极的多个感测信号的原始数据来计算对应于所述多个第一驱动电极的多个感测信号的插值数据。
8.如权利要求7所述的触摸屏装置，其中所述插值数据是通过插值对应于分别与所述多个第一驱动电极相邻的所述多个第二驱动电极的所述原始数据来计算的。
9.一种触摸屏显示装置，包括：
如权利要求1所述的触摸屏装置；和
显示面板，所述触摸屏装置的所述触摸屏面板设置于所述显示面板上。
10.一种触摸屏显示装置，包括：
如权利要求1所述的触摸屏装置；和
显示面板，所述触摸屏装置的所述触摸屏面板被构建到所述显示面板中，
其中所述多个驱动电极和所述多个感测电极中的至少之一执行触摸电极的功能和公共电极的功能。
11.一种驱动触摸屏装置的方法，所述触摸屏装置包括驱动电路单元和触摸屏面板，所述触摸屏面板包括在第一方向上平行地设置的多个驱动电极和在第二方向上平行地设置的多个感测电极，所述方法包括：
在前一个触摸感测周期的触摸类型为手指触摸时，顺序施加驱动脉冲至所述多个驱动电极中的除了多个第一驱动电极之外的多个第二驱动电极；和
基于施加至所述多个第二驱动电极的所述驱动脉冲接收多个感测信号。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
在所述前一个触摸感测周期的所述触摸类型为笔触摸时，顺序施加所述驱动脉冲至所述多个驱动电极；和
基于施加至所有所述多个驱动电极的所述驱动脉冲，从所述多个感测电极接收多个感测信号。
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