TWI614675B

TWI614675B - 視覺介面裝置及資料傳輸系統

Info

Publication number: TWI614675B
Application number: TW101109638A
Authority: TW
Inventors: 蔡熊光
Original assignee: 祥閎科技股份有限公司
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2018-02-11
Also published as: TW201339955A

Abstract

一種視覺介面裝置係與一操作裝置配合，視覺介面裝置包括一具顯示功能之介面模組以及一控制模組。介面模組具有一驅動單元及一顯示面板。控制模組將一顯示資料及一傳輸資料分別傳送至驅動單元，驅動單元接收處理後分別傳送一畫面資料及一耦合資料至顯示面板，當操作裝置於視覺介面裝置上操作時，至少部分耦合資料從顯示面板耦合至操作裝置。本發明亦揭露一種資料傳輸系統。

Description

視覺介面裝置及資料傳輸系統

本發明係關於一種視覺介面裝置及資料傳輸系統。

近年來，為增加消費性電子產品的應用層面，一些業者開始在電子裝置的產品中加入近場通訊(或近距離無線通訊)的功能。其中，近場通訊(或近距離無線通訊)可提供一個不經實際電路連接而可將例如指令、音樂、圖片、名片、資料或檔案等等的訊息由一電子裝置傳輸至另一電子裝置的傳輸途徑。除了使電子裝置具有傳輸上的便利性之外，也可提高其應用層面，例如可取代大量使用IC卡的場合，例如門禁管制、車票、門票、信用卡付費，或接收廣告訊息的場合，例如自賣場螢幕透過藍芽通訊而接收優惠劵等。

具有近場通訊功能的電子裝置產品，愈來愈是個必然的趨勢。因此，如何提供一種新架構的近場通訊功能的電子裝置，也是此業界的廠商積極想找出的方案。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種新架構的視覺介面裝置及資料傳輸系統，此系統可將顯示用資料及傳輸用資料分別處理後傳送至視覺介面裝置之顯示面板，除了可藉由視覺介面裝置顯示影像畫面外，並可藉由視覺介面裝置將資料或檔案等傳輸資料傳輸至另一電子裝置，同時藉由整合顯示資料及傳輸資料，亦可簡化系統設計，以藉一單一連接埠連接。

為達上述目的，一種視覺介面裝置係與一操作裝置配合，視覺介面裝置包括一具顯示功能之介面模組以及一控制模組。介面模組具有一驅動單元及一顯示面板。控制模組將一顯示資料及一傳輸資料分別傳送至驅動單元，驅動單元接收處理後分別傳送一畫面資料及一耦合資料至顯示面板，其中，當操作裝置於視覺介面裝置上操作時，至少部分耦合資料從顯示面板耦合至操作裝置。

在一實施例中，顯示面板係藉由畫面資料顯示至少一圖框畫面之至少部分畫面。

在一實施例中，顯示面板顯示之圖框畫面，至少其中一圖框畫面含有準備將耦合資料耦合至操作裝置之訊息。

在一實施例中，顯示面板顯示之圖框畫面，至少其中一圖框畫面含有耦合資料耦合至操作裝置之結果的訊息。

在一實施例中，控制模組產生一第一標記以標示顯示資料，並產生一第二標記以標示傳輸資料。

在一實施例中，第一標記與第二標記係包含至少一控制訊號或包含一資料標記格式。

在一實施例中，驅動單元分別依據第一標記與第二標記區分顯示資料與傳輸資料，並對應產生畫面資料及耦合資料。

在一實施例中，驅動單元依據具有第一標記之顯示資料輸出畫面資料，以使顯示面板顯示一圖框畫面之至少部分畫面。

在一實施例中，驅動單元依據具有第二標記之傳輸資料輸出需要藉由顯示面板之至少一電極耦合至操作裝置之耦合資料。

在一實施例中，電極係為顯示面板上之一獨立電極，或為顯示面板上之複數行電極或複數列電極的至少其中之一。

在一實施例中，當操作裝置於顯示面板之一顯示面上操作時，部分耦合資料係從獨立電極、該等行電極或該等列電極的至少其中之一耦合至操作裝置。

在一實施例中，顯示資料及傳輸資料係於不同時間分別傳送至驅動單元。

在一實施例中，驅動單元具有二驅動電路，該等驅動電路的至少其中之一具有一第一移位暫存器及一第二移位暫存器，第一移位暫存器處理畫面資料，第二移位暫存器處理耦合資料。

在一實施例中，控制模組係包含至少一中央處理器及與一記憶體。

為達上述目的，一種資料傳輸系統包括一操作裝置以及一視覺介面裝置。視覺介面裝置包含一控制模組以及一介面模組，介面模組具有一驅動單元及一顯示面板，控制模組係將一顯示資料及一傳輸資料分別傳送至驅動單元，驅動單元接收處理後分別傳送一畫面資料及一耦合資料至顯示面板。其中，當操作裝置於視覺介面裝置上操作時，至少部分耦合資料從顯示面板耦合至操作裝置。

承上所述，因本發明之資料傳輸系統及其視覺介面裝置之控制模組可將顯示資料及傳輸資料分別傳送至介面模組之驅動單元，而驅動單元接收處理後可分別傳送畫面資料及耦合資料至介面模組之顯示面板，且當操作裝置於視覺介面裝置上操作時，至少部分的耦合資料係可從顯示面板耦合至操作裝置，同時藉由此多功能之介面模組，可以整合顯示資料及傳輸資料，用一單一連接埠以連接控制模組與介面模組，進而簡化整體設計。藉此，視覺介面裝置除了可用以顯示影像畫面之外，也可將資料或檔案等傳輸資料藉由無線耦合的方式傳送至操作裝置，故可達成無線連接之傳輸功能而擴大視覺介面裝置的應用層面。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種視覺介面裝置及資料傳輸系統，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖1及圖2所示，其中，圖1為本發明較佳實施例之一種資料傳輸系統的功能方塊示意圖，而圖2為圖1之介面模組22之功能方塊示意圖。

如圖1所示，本發明之資料傳輸系統包括一操作裝置1以及一視覺介面裝置2，兩者係耦接，並例如可藉由電磁耦合(例如電容或電感)耦合的方式而電性耦接，藉此可傳送資料或檔案，故為不須接線的資料或檔案的傳輸，亦可稱為無線方式的資料或檔案的傳輸。

操作裝置1可例如為一接收裝置(例如為讀卡機或門禁系統等)、或一晶片卡、或為另一具有視覺介面裝置之電子裝置、或為具有執行其它功能的電子裝置。另外，操作裝置1及視覺介面裝置2內可分別具有處理控制系統、儲存系統或傳送系統等等功能性子系統。於此，「系統」可藉由硬體、軟體、或韌體、或其組合所構成。

視覺介面裝置2包含一控制模組21及一介面模組22。其中，控制模組21可包含視覺介面裝置2之核心控制組件，並例如可包含至少一中央處理器(central processing unit,CPU)及一記憶體，或包含其它控制硬體、軟體或韌體，控制模組21可為一系統主電路板。另外，介面模組22可具有一驅動單元221及一顯示面板222。其中，驅動單元221可包含驅動顯示面板222之驅動電路，而顯示面板222係可具有畫素矩陣，並可為一主動式矩陣(active matrix)或為一被動式矩陣式(passive matrix)。於此，係以主動式矩陣為例，並例如可為液晶顯示面板、有機發光二極體面板、發光二極體面板、電泳顯示面板、觸控顯示面板、或MEMS顯示面板等之矩陣基板。

請參照圖3所示，其為一實施例之介面模組22的功能方塊示意圖。於此，介面模組22之顯示面板222係以液晶顯示面板為例。

在本實施例中，顯示面板222係為一液晶顯示面板，包含複數行電極、複數列電極及複數畫素電極，且該等行電極係與該等列電極可交錯設置(圖未顯示)。另外，顯示面板222更可包含複數電晶體(圖未顯示)，且該等電晶體係分別與該等行電極、該等列電極、以及該等畫素電極電性連接。於此，該等行電極係以複數掃描線S_m為例，該等列電極係以複數資料線D_n為例，當然也可以是該等行電極為複數資料線D_n，而該等列電極為複數掃描線S_m。

控制模組21可將一顯示資料DD及一傳輸資料TD傳送至驅動單元221，而驅動單元221可接收處理後再將一畫面資料SD及一耦合資料CD傳送至顯示面板222。其中，畫面資料SD及耦合資料CD可分別對應含有顯示資料DD及傳輸資料TD的資訊。另外，顯示資料DD及傳輸資料TD可分別由視覺介面裝置2之內部指令或外部指令所產生，且其來源可由視覺介面裝置2內之記憶體取得，或可由外部裝置傳輸取得，於此，並不加以限制。其中，顯示資料DD可為顯示面板222之圖框畫面的灰階資料，而傳輸資料TD可為一數位資料串流(data stream)或數位檔案串流，並可為觸控資訊、指令資訊、識別資訊、交易資訊、廣告資訊、優惠資訊、檔案資訊或其他資訊等。此外，驅動單元221之處理係可包括串-並轉換(series-to-parallel conversion)、加碼、加密、加入檔頭(包含有資料大小、檢查碼、序號、追蹤資料)、傳送起始標記及或結束標記等。與一般通訊傳輸模式不同在於，介面模組22可以利用顯示面板222上之不同電極同時作為傳輸的發射源(多通訊管道)，以進行資料傳輸。這些通訊管道間可以利用空間隔離或調變技術等以同時傳送並減少彼此間干擾。需注意的是，資料的串-並轉換方式可以是依序或為交錯、或是兩者之組合。於此，畫面資料SD及耦合資料CD是表示有兩種不同目的之資料傳送至顯示面板222，而非表示其訊號。以液晶顯示面板為例，畫面資料SD是代表包括掃描訊號(Y方向驅動)及資料訊號(X方向驅動)兩種，而耦合資料CD所代表之訊號可以是獨立的掃描訊號或資料訊號、或是併於畫面資料SD之掃描訊號、或是併於畫面資料SD之資料訊號中等等不同態樣。

控制模組21可產生一第一標記以標示顯示資料DD，並可產生一第二標記以標示傳輸資料TD。換言之，為了使驅動單元221可區別顯示資料DD為顯示用的畫面資料SD，而傳輸資料TD為傳輸用的耦合資料CD，故控制模組21可產生包含至少一控制訊號或至少一資料標記格式之不同標記加入顯示資料DD及傳輸資料TD，以使驅動單元221區別該等輸入資料係用以顯示的畫面資料SD，或為用以耦合之耦合資料CD。其中，驅動單元221可依據具有第一標記之顯示資料DD輸出畫面資料SD，以使顯示面板222顯示一圖框畫面之至少部分畫面。另外，驅動單元221可依據具有第二標記之傳輸資料TD輸出需要藉由顯示面板222之至少一電極耦合至操作裝置1之耦合資料CD。其中，顯示面板222之電極係可為一獨立電極(可為一條或多條電極)，並獨立於顯示面板222之畫素矩陣之外，或為顯示面板222上之畫素矩陣的複數行電極或複數列電極的至少其中之一。當操作裝置1於顯示面板222之一顯示面上操作時，至少部分耦合資料CD或全部的耦合資料CD係可從顯示面板222耦合至操作裝置1。於此，操作裝置1於顯示面板222之顯示面上操作是指操作裝置1靠近或接觸顯示面板222之顯示面。另外，係藉由顯示面板222之獨立電極、該等行電極或該等列電極的至少其中之一，將部分的耦合資料CD耦合至操作裝置1。此外，同時藉由多功能顯示及傳輸資料之介面模組22，可以整合顯示資料DD及傳輸資料TD，並用一單一連接埠以連接控制模組21與介面模組22，進而可簡化視覺介面裝置2及資料傳輸系統之整體設計。

值得注意的是，上述除了使用第一標記及第二標記來區別顯示資料DD與傳輸資料TD外，亦可使用時間標示來區別，例如控制模組21可固定於不同時間分別將顯示資料DD及傳輸資料TD分別傳送至驅動單元221，以利用時間差別來區別顯示資料DD與傳輸資料TD。例如控制模組21可與驅動單元221約定以下之交談法則，於一畫面開始至最後一條掃描線結束之間(第一時間)傳送之資料係為顯示資料DD，而於最後一條掃描線結束至下一個畫面開始前(第二時間)傳送之資料係為傳輸資料TD；或是每一條掃描時間先傳送傳輸資料TD(第一時間)，再傳送顯示資料DD(第二時間)等，藉此使驅動單元221可區別那一種資料係用以顯示圖框畫面之畫面資料SD，而那一種資料係用以傳輸至操作裝置1的耦合資料CD。

如圖3所示，驅動單元221可包含一控制電路與一驅動電路，以液晶顯示面板為例，此驅動電路包括一資料驅動電路(Data driver)與一掃描驅動電路(Scan driver)，而兩者之時序控制則由控制電路產生。其中，掃描驅動電路係與顯示面板222之掃描線S_m電性連接，資料驅動電路係與顯示面板222之資料線D_n電性連接。而控制電路係可將自外部介面所接收的顯示資料DD轉換成畫面資料SD，並包括產生掃描驅動電路及資料驅動電路所需之時脈、同步訊號及每一畫素所需之資料訊號等。由於驅動單元221對於影像的顯示驅動係為習知技術，於此不再多作說明。

以資料線D_n為例，資料線D_n(該等列電極)除了可傳送一般圖框畫面之畫面資料SD之外，於此更可用以傳送耦合資料CD。例如可將耦合資料CD轉換成一高於畫面資料SD頻率之訊號並直接疊加於畫面資料SD之訊號上，或將耦合資料CD的訊號穿插在畫面資料SD的訊號之間傳送，並例如在所有掃描線S_m掃描完後在接續下一次畫面掃描之前的時間傳送(圖框畫面與圖框畫面之間的空檔時間)，或是在一條掃描線S_m掃描完成且在下一條開始掃描之前傳送，或是在每一條掃描線S_m掃描時間內藉縮短畫面資料SD並在傳送畫面資料SD之前傳送等。

另外，耦合資料CD亦可經由掃描線S_m傳送，例如轉換成一不開啟畫素電晶體之位準的訊號等，或是經由一非屬資料線D_n與掃描線S_m之電極傳送(例如獨立電極傳送)，或是同時在資料線D_n與掃描線S_m上傳送，以加快傳輸速度，又或是將耦合資料CD轉成兩訊號(例如一正、一負)，同時傳送至不同電極上(如資料線或掃描線)，而操作裝置1藉由同時接收此兩訊號以還原出耦合資料CD，可提高傳輸之準確性等。

於此，部分的耦合資料CD之傳送功能係可藉由控制電路與驅動電路(包括資料驅動電路或掃描驅動電路)來提供。

於傳統中，驅動單元221對於影像的顯示驅動，在驅動電路中利用一移位暫存器以將串流(series)之資料轉成一並流(parallel)之資料。例如資料驅動電路中利用移位暫存器將一個個輸入之畫素資料轉換成n條資料線之資料，並在一掃描線時間同時輸出。另外，掃描驅動電路中亦利用一移位暫存器以將前一筆輸出位移至下一筆，以達成循序掃描。此為習知之方法。在本實施例中，資料驅動電路及掃描驅動電路的至少其中之一可具有一第一移位暫存器及一第二移位暫存器(圖未顯示)。於此，係以耦合資料CD經由資料線D_n傳送為例。當控制電路接收顯示資料DD及傳輸資料TD並經處理後可得到畫面資料SD及耦合資料CD，並例如可將畫面資料SD及耦合資料CD分別對應傳送至資料驅動電路之第一移位暫存器及第二移位暫存器，以藉由第一移位暫存器處理畫面資料SD，並藉由第二移位暫存器處理耦合資料CD。其中，畫面資料SD可使顯示面板222顯示圖框畫面，而耦合資料CD可傳送至顯示面板222之電極，以藉由電容或電感耦合而傳輸至操作裝置1。

當畫面資料SD使顯示面板222顯示的圖框畫面為複數時，該等圖框畫面的至少其中一係可含有準備將耦合資料CD耦合至操作裝置1之訊息。另外，該等圖框畫面的至少其中一也可含有耦合資料CD耦合至操作裝置1之結果的訊息。換言之，在顯示面板222開始傳輸耦合資料CD之前及傳輸結束之後，顯示面板222均可顯示提示畫面，以提醒使用者注意。另外，在顯示面板222的傳輸期間，顯示面板222亦可以在顯示畫面中標示出用於傳輸的電極區域範圍，以方便操作裝置1進行訊號的耦合。

於此，耦合係以無線方式將數位資訊(即0或1)自視覺介面裝置2傳輸至操作裝置1。而操作裝置1接收自顯示面板222上傳送之耦合資料CD時，操作裝置1可藉由所接收到的耦合資料CD進行反向處理以得到傳送之資訊。其中，接收資料的方式係藉由操作裝置1靠近或接觸視覺介面裝置2之顯示面板222，以將訊號藉由電磁作用耦合至操作裝置1。

另外，若利用的是畫素矩陣中的行電極或列電極來傳送部分的耦合資料CD時，則可與視覺介面裝置2之畫面資料SD分開於不同時間傳送，例如於一圖框畫面傳送結束之後或於一圖框畫面傳送開始之前傳送至操作裝置1。換言之，視覺介面裝置2可於一個圖框(frame)畫面結束之後，並於下一圖框畫面開始之前，或於顯示一個圖框畫面的期間，將耦合資料CD開始傳送至操作裝置1。需注意的是，若是利用於畫素矩陣外的獨立電極來進行耦合資料CD的傳送時，則可不用與圖框畫面傳送的時間配合。

另外，請同時參照圖3及圖4所示，其中，圖4為圖3中之相鄰兩條掃描線(行電極)與相鄰兩條資料線(列電極)的訊號示意圖。在此，以每一列電晶體被開啟進行顯示時同時可進行部分耦合資料CD的傳送為例來說明。要注意的是，電晶體被開啟與否並非必要，亦可在電晶體關閉狀態下進行耦合資料CD之傳送，此時部分之耦合資料CD可分別傳送於資料線或掃描線上。其中，掃描線可分別傳送掃描訊號並依序使每一列的電晶體開啟，而在每一列電晶體被開啟的時間中，各資料線可分別傳送部分的耦合資料CD與畫面資料SD。

在本實施例中，在掃描線S_k-1傳送其掃描訊號SS_k-1時，全部的資料線D_n係傳送部分的耦合資料CD_k-1；在掃描線S_k傳送其掃描訊號SS_k時，全部的資料線D_n係傳送部分的耦合資料CD_k。在圖4中，部分的耦合資料CD_k-1、CD_k是以與畫面資料SD_k-1、SD_k不同電壓位準方式標示之，實施時亦可以相同之位準為之。如此，資料線D_n隨著掃描線S_m傳送掃描訊號時可分別傳送耦合資料CD，以將耦合資料CD的至少一部分耦合至操作裝置1。

需補充說明的是，圖4中顯示之部分的耦合資料CD_k、CD_k-1雖顯示為高準位的1，不過只是示意，當然，也可以使用低準位的0。另外，為了避免產生訊號的極性問題，部分的耦合資料CD_k、CD_k-1的訊號本身可採用無直流成分之交流訊號。再者，部分的耦合資料CD_k、CD_k-1可分別包含一個位元的資料或是複數位元的資料，於此並不加以限制。除了如圖4中所有的資料線D_n於同一圖框時間中均傳送相同部分之耦合資料CD_k、CD_k-1的態樣外，各資料線也可分別傳送不同部分之耦合資料，亦可以數條資料線為一組來傳送同一個部分的耦合資料，例如資料線D₁～D₃都傳送第一部分的耦合資料CD₁，而資料線D₄～D₆都傳送第二部分的耦合資料CD₂；同樣的原則亦可適用於掃描線所傳送之部分的耦合資料。此外，為了確保耦合資料CD傳送之正確性，也可於不同的時間重覆傳送相同部分之耦合資料CD，也就是說，如果發現異常時可以再次進行相同部分的耦合資料CD之傳送，以確保操作裝置1接收資料的正確性。

此外，上述的調變方式係為振幅調變(Amplitude Modulation)技術，即是以振幅的高低來表示數位訊號的1或0，不過，也可使用頻率調變(Frequency Modulation)技術來表示數位訊號的1或0，例如可定義單位時間內有5個上下振幅的變化是為1，其餘則為0；或者使用相移調變(Phase Shift Modulation)技術，例如定義一個高準位加上一個低準位為0，而一個低準位加上一個高準位則為1。於此，其調變方式並不加以限制。另外，為避免鄰近電極之間的干擾，不同電極之間可以採用分時、分頻、分碼等技術。

因此，當使用者拿著操作裝置1於視覺介面裝置2之顯示面板222上操作時(例如碰觸到顯示面板222或靠近顯示面板222)，耦合資料CD可從顯示面板222之顯示面藉由電容或電感耦合至操作裝置1。由於本實施例係以資料線傳送耦合資料CD為例，因此各資料線係作為電容耦合之其中一電極，而操作裝置1上具有電容耦合之另一電極。在操作裝置1藉由電容耦合接收到所有的部分耦合資料CD之後，操作裝置1可將接收的所有部分耦合資料CD加以組合，以得到完整的耦合資料CD，並例如可為一文字檔案、圖片檔案或一視聽檔案等等。例如，當操作裝置1為一門禁控制單元時，即可藉由視覺介面裝置2之顯示面靠近操作裝置1操作時，使操作裝置1接收由視覺介面裝置2傳送之開門或鎖門的資訊，藉此可解除門禁或上鎖；當視覺介面裝置2為一公眾顯示看板(public display)，而操作裝置1為一手機或其他個人裝置時，可藉由將操作裝置1靠近視覺介面裝置2之顯示面，而將如廣告資訊、優惠資訊、地理資訊等等傳送至個人裝置帶走。

綜上所述，因本發明之資料傳輸系統及其視覺介面裝置之控制模組可將顯示資料及傳輸資料傳送至介面模組之驅動單元，而驅動單元接收處理後可分別傳送畫面資料及耦合資料至介面模組之顯示面板，且當操作裝置於視覺介面裝置上操作時，至少部分的耦合資料係可從顯示面板耦合至操作裝置。藉此，視覺介面裝置除了可用以顯示影像畫面之外，也可將資料或檔案等傳輸資料藉由無線耦合的方式傳送至操作裝置，故本發明藉由整合顯示資料與傳輸資料可以簡化介面模組與控制模組之連接，亦可達成無線連接之傳輸功能而擴大視覺介面裝置的應用層面。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．操作裝置

2．．．視覺介面裝置

21．．．控制模組

22．．．介面模組

221．．．驅動單元

222．．．顯示面板

CD、CD_k、CD_k-1．．．耦合資料

D_n、D_n-1．．．資料線

DD．．．顯示資料

S_k、S_k-1、S_m．．．掃描線

SD、SD_k、SD_k-1．．．畫面資料

SS_k、SS_k-1．．．掃描訊號

TD．．．傳輸資料

圖1為本發明較佳實施例之一種資料傳輸系統的功能方塊示意圖；

圖2為圖1之介面模組的功能方塊示意圖

圖3為一實施例之介面模組的功能方塊示意圖；以及

圖4為圖3中之相鄰兩條掃描線(行電極)與相鄰兩條資料線(列電極)的訊號示意圖。