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TWI882075B - 觸摸感測裝置和觸摸感測系統 - Google Patents

觸摸感測裝置和觸摸感測系統 Download PDF

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TWI882075B
TWI882075B TW110105637A TW110105637A TWI882075B TW I882075 B TWI882075 B TW I882075B TW 110105637 A TW110105637 A TW 110105637A TW 110105637 A TW110105637 A TW 110105637A TW I882075 B TWI882075 B TW I882075B
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active pen
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pen
signal
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Inventor
崔浩燮
Original Assignee
南韓商矽工廠股份有限公司
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Abstract

本發明提供觸摸感測裝置和觸摸感測系統。實施例可以藉由局部搜索主動式筆來減少主動式筆的搜索時間和報告率。

Description

觸摸感測裝置和觸摸感測系統
本實施例係有關於用於感測主動式筆的觸摸或接近的技術和顯示裝置。
用於識別接近或觸摸觸摸面板的外部物體的技術被稱為觸摸感測技術。觸摸面板在平面上與顯示面板放置在同一位置。因此，使用者可以在觀看顯示面板的圖像的同時將使用者操縱信號輸入到觸摸面板。與諸如滑鼠輸入方法或鍵盤輸入方法等的先前其它使用者操作信號輸入類型相比，這種產生使用者操作信號的方法對於使用者而言非常直觀。
根據這樣的優點，觸摸感測技術被應用於包括顯示面板的各種電子裝置。觸摸感測裝置可以將驅動信號供應至佈置在觸摸面板中的驅動電極，可以接收形成在感測電極中的回應信號，並且可以感測外部物體對觸摸面板的觸摸或接近。觸摸面板在驅動電極和感測電極之間產生電容。電容的變化可以產生外部物體的觸摸或接近。
除了輸入手指之外，用戶還可以使用主動式筆以輸入使用者操縱信號。主動式筆和觸摸感測裝置之間的資料通信可以經歷以下處理。當觸摸感測裝置發送可以被主動式筆識別的上行鏈路信號時，主動式筆可以接收上行鏈 路信號並識別觸摸感測裝置。此後，當主動式筆發送可以由觸摸感測裝置識別的下行鏈路信號時，觸摸感測裝置可以接收下行鏈路信號並識別主動式筆。
直到由觸摸感測裝置發送上行鏈路信號的步驟可以被定義為對主動式筆的搜索。相反，從用於發送上行鏈路信號的步驟、到用於藉由觸摸感測裝置和主動式筆彼此識別並且發送和接收下行鏈路信號的步驟的步驟可以被定義為主動式筆的感測。如上所述，對主動式筆的搜索和對主動式筆的感測可以彼此區分。最大的不同在於，搜索可以是在觸摸感測裝置不知道主動式筆的存在的狀態下藉由觸摸感測裝置發現主動式筆的存在的操作，以及感測可以是在觸摸感測裝置知道主動式筆的存在的狀態下藉由觸摸感測裝置與主動式筆交換資料的操作。
然而，傳統上，觸摸感測裝置順序進行搜索和感測主動式筆的操作。即，儘管主動式筆位於觸摸面板的底部，但是觸摸感測裝置也從觸摸面板的頂部搜索或感測主動式筆。由於觸摸感測裝置甚至對不存在主動式筆的觸摸面板區域進行搜索或感測，因此這種方法可能導致不必要的處理，並且導致搜索時間或感測時間增加的問題。在這種情況下，主動式筆的感測的報告率增加。如果釋放主動式筆，即，主動式筆與觸摸面板分離，則感測停止，並且再次搜索主動式筆，這種現象可能重複。
關於這樣的技術，本實施例旨在提供能夠減少搜索時間和報告率的觸摸感測裝置操作多個主動式筆的技術。
在這樣的背景下，本發明的目的是提供用於在釋放主動式筆的位置或其附近搜索主動式筆的技術。
本發明的另一目的是提供用於在釋放多個主動式筆的位置或其附近一起搜索多個主動式筆的技術。
本發明的又一目的是提供用於將一個幀中包括的多個觸摸間隔分配至多個主動式筆的方法的技術。
為此，在一方面，本發明提供一種觸摸感測裝置，用於使用觸摸電極感測至少一個主動式筆，所述觸摸感測裝置包括：驅動電路，其被配置為發送上行鏈路信號；以及感測電路，其被配置為接收與所述上行鏈路信號相對應的下行鏈路信號，其中，在經由第一觸摸電極從第一主動式筆的第一下行鏈路信號的接收停止的情況下，所述感測電路經由所述第一觸摸電極或靠近所述第一觸摸電極的觸摸電極開始搜索所述第一主動式筆。
在該裝置中，在經由所述第一觸摸電極的所述第一下行鏈路信號的接收停止的情況下，所述驅動電路可以經由所述第一觸摸電極或靠近所述第一觸摸電極的觸摸電極來發送第一上行鏈路信號以搜索所述第一主動式筆。
在該裝置中，所述感測電路可以重新開始經由所述第一觸摸電極或靠近所述第一觸摸電極的觸摸電極來接收所述第一下行鏈路信號，並且可以恢復感測所述第一主動式筆的觸摸或接近。
在該裝置中，所述感測電路可以接收用於定義顯示間隔和觸摸間隔的同步信號，並且可以在一些觸摸間隔內接收所述第一下行鏈路信號以感測所述第一主動式筆。
在該裝置中，所述驅動電路可以將第二上行鏈路信號發送至第二主動式筆，以及所述感測電路可以經由第二觸摸電極從所述第二主動式筆接收與所述第二上行鏈路信號相對應的第二下行鏈路信號，並且可以在經由所述第 二觸摸電極的所述第二下行鏈路信號的接收停止的情況下，藉由等待經由所述第二觸摸電極或靠近所述第二觸摸電極的觸摸電極接收所述第二下行鏈路信號，來開始搜索所述第二主動式筆。
在該裝置中，所述感測電路可以在每個幀內感測所述第一主動式筆和所述第二主動式筆這兩者。
在該裝置中，所述感測電路可以接收用於定義顯示間隔和觸摸間隔的同步信號，以及可以在一個幀的一些觸摸間隔內感測所述第一主動式筆並且在該一個幀的其它觸摸間隔內感測所述第二主動式筆。
在該裝置中，所述驅動電路可以將觸摸驅動信號發送至所述觸摸電極，並且所述感測電路可以響應於所述觸摸電極針對所述觸摸驅動信號的回應信號來感測物體對面板的觸摸或接近。
在該裝置中，在預定時間中未接收到所述第一下行鏈路信號的情況下，所述感測電路可以開始搜索所述第一主動式筆。
在另一方面，本發明提供一種觸摸感測系統，用於感測多個主動式筆，所述觸摸感測系統包括：面板，其包括第一觸摸區域和第二觸摸區域；以及觸摸感測裝置，其被配置為感測所述第一觸摸區域中的第一主動式筆的觸摸或接近，並且感測所述第二觸摸區域中的第二主動式筆的觸摸或接近，其中，在所述第一觸摸區域中的所述第一主動式筆的感測停止的情況下，所述觸摸感測裝置在所述第一觸摸區域中或在所述第一觸摸區域的附近進行搜索以檢查所述第一主動式筆的存在。
在該系統中，在所述第二觸摸區域中的所述第二主動式筆的感測停止的情況下，所述觸摸感測裝置可以進行所述第一觸摸區域中所述第一主動式筆的搜索和所述第二觸摸區域中所述第二主動式筆的搜索這兩者。
在該系統中，所述觸摸感測裝置可以接收用於定義顯示間隔和觸摸間隔的同步信號，可以在一個幀的一些觸摸間隔內搜索所述第一主動式筆，並且可以在該一個幀的其它觸摸間隔內搜索所述第二主動式筆。
在該系統中，在恢復對所述第一主動式筆和所述第二主動式筆的感測的情況下，所述觸摸感測裝置可以在所述一些觸摸間隔內感測所述第一主動式筆，並且可以在所述其它觸摸間隔內感測所述第二主動式筆。
在該系統中，所述觸摸感測裝置可以藉由所述搜索來識別所述第一主動式筆的位置。
如上所述，根據本發明，可以藉由局部搜索主動式筆來減少主動式筆的搜索時間和報告率。
另外，根據本發明，可以同時操作多個主動式筆。
10:主動式筆
10-1:主動式筆，第一主動式筆
10-2:主動式筆，第二主動式筆
10-3:主動式筆
20:物體
100:顯示裝置
110:面板
120:資料驅動裝置
130:閘極驅動裝置
140:觸摸感測裝置
150:資料處理裝置
160:主機
210:驅動電路
220:感測電路
BEACON:信標
CH1:通道
CH2:通道
CH3:通道
CH4:通道
CH5:通道
CH6:通道
CH7:通道
CH8:通道
D:顯示間隔
DATA:狀態資訊
DCS:資料控制信號
DL:下行鏈路信號
DL1:第一下行鏈路信號
DL2:第二下行鏈路信號
DL3:第三下行鏈路信號
DRX:下行鏈路接收信號
F:電容變化資料
GCS:閘極控制信號
GL:閘極線
LSA1:第一局部感測區域
LSA2:第二局部感測區域
LHB:長水平消隱
MUC:多工器
MUTE:不與觸摸感測裝置交換信號
MUX:多工器
P:像素
POS:位置
PCS:面板控制信號
R:主動式筆被釋放的點
SYNC:同步信號
T:觸摸間隔
TCS:觸摸控制信號
TE:觸摸電極
TILT:傾斜
UL:上行鏈路信號
UL1:第一上行鏈路信號
UL2:第二上行鏈路信號
UL3:第三上行鏈路信號
UTX:上行鏈路傳輸信號
圖1是示出根據實施例的顯示裝置的結構的圖。
圖2是示出根據實施例的觸摸感測裝置的結構的圖。
圖3是用於描述一個主動式筆和面板交換鏈路信號的圖。
圖4是用於描述根據實施例的多個主動式筆和面板交換鏈路信號的圖。
圖5是用於描述根據實施例的主動式筆的釋放的圖。
圖6是用於描述根據實施例的觸摸感測裝置的感測的概念的圖。
圖7是用於描述根據實施例的觸摸感測裝置的局部感測的圖。
圖8是用於描述觸摸感測裝置的順序感測的示例性圖。
圖9是用於描述根據實施例的觸摸感測裝置的局部感測的示例性圖。
圖10是用於描述觸摸感測裝置的順序搜索的示例性圖。
圖11是用於描述根據實施例的觸摸感測裝置的局部搜索的示例性圖。
圖12是用於描述根據實施例的在搜索和感測主動式筆的情況下針對各觸摸間隔僅從一個主動式筆接收的資料的示例性圖。
圖13是用於描述根據實施例的在搜索和感測主動式筆的情況下針對各觸摸間隔從多個主動式筆接收的資料的示例性圖。
圖1是示出根據實施例的顯示裝置100的結構的圖。
參考圖1，顯示裝置100可以包括面板110、資料驅動裝置120、閘極驅動裝置130、觸摸感測裝置140、資料處理裝置150、主機160等。
資料驅動裝置120、閘極驅動裝置130、觸摸感測裝置140和資料處理裝置150中的至少一個驅動裝置可以被稱為顯示驅動裝置。例如，資料驅動裝置120可以被稱為顯示驅動裝置。包括資料驅動裝置120和觸摸感測裝置140的驅動裝置可以被稱為顯示驅動裝置。一個驅動裝置可以被包括在另一驅動裝置中。例如，資料驅動裝置120可以被包括在觸摸感測裝置140中。可選地，閘極驅動裝置130可以被包括在資料驅動裝置120中。在實施例中，一個驅動裝置的僅一些元件可以被包括在另一驅動裝置中。
資料驅動裝置120可以驅動連接至像素P的資料線。閘極驅動裝置130可以驅動連接至像素P的閘極線GL。此外，觸摸感測裝置140可以驅動佈置在面板110中的觸摸電極TE。
資料驅動裝置120可以向資料線供應資料電壓，以在面板110的各像素P中顯示圖像。資料驅動裝置120可以包括至少一個資料驅動器積體電路(IC)。至少一個資料驅動器IC可以藉由帶式自動接合(TAB)方法或玻璃覆晶(COG)方法連接至面板110的接合墊，或者可以直接形成在面板110上。在一些情況下，可以在面板110上整合並形成至少一個資料驅動器IC。此外，可以藉由薄膜覆晶(COF)方法來實現資料驅動裝置120。
資料驅動裝置120可以從資料處理裝置150接收圖像資料和資料控制信號DCS。資料驅動裝置120可以基於由圖像資料指示的各像素的灰階值來產生資料電壓，並且可以驅動相應的像素。
資料控制信號DCS可以包括至少一個同步信號。例如，資料控制信號DCS可以包括垂直同步訊號VSYNC、水平同步信號HSYNC、時分信號等。資料驅動裝置120可以識別由垂直同步訊號VSYNC指示的幀的分割，並且可以在除了垂直同步訊號VSYNC指示的垂直消隱間隔之外的間隔驅動各像素。資料驅動裝置120可以回應於水平同步信號HSYNC檢查各水平線的圖像資料，並且可以針對各水平線供應資料電壓。資料驅動裝置120可以回應於時分信號來區分顯示間隔和觸摸間隔，並且可以在顯示間隔中驅動各像素P。
閘極驅動裝置130可以將掃描信號供應至閘極線GL，以使位於各像素P中的電晶體導通或截止。根據驅動方法，閘極驅動裝置130可以如圖1中所示僅位於面板110的一側，或者閘極驅動裝置130可以被分割為兩個驅動裝置，這兩個驅動裝置可以位於面板110的任一側。此外，閘極驅動裝置130可以包括至少一個閘極驅動器IC。至少一個閘極驅動器IC可以藉由TAB方法或COG方法 連接至面板110的接合墊，或者可以被實現為面板內閘極(GIP)並直接形成在面板110上。在一些情況下，可以在面板110上整合並形成至少一個閘極驅動器IC。此外，可以藉由COF方法來實現閘極驅動裝置130。
閘極驅動裝置130可以從資料處理裝置150接收閘極控制信號GCS。閘極控制信號GCS可以包括多個時脈信號。此外，閘極驅動裝置130可以使用時脈信號產生掃描信號，並將掃描信號供應至閘極線GL。
面板110可以包括顯示面板，並且還可以包括觸控式螢幕面板(TSP)。在這種情況下，顯示面板和TSP可以共用一些元件。例如，用於感測TSP中的觸摸的觸摸電極TE可以(例如，在顯示面板是液晶顯示器(LCD)面板的情況下)用作顯示面板中的被供應共同電壓的共同電極。對於另一示例，觸摸電極TE可以(例如，在顯示面板是有機發光二極體(OLED)面板的情況下)用作顯示面板中的被供應基礎電壓VSS的陰極。從顯示面板和TSP共用一些元件的角度來看，這樣的面板110被稱為整合面板，但是本發明不限於此。此外，In-cell(單元內)型面板已知為顯示面板和TSP整合的形式，但是這僅是面板110的示例。本發明所應用於的面板不限於這樣的In-cell型面板。
可以在面板110中佈置多個觸摸電極TE。觸摸感測裝置140可以使用觸摸驅動信號來驅動觸摸電極TE。此外，觸摸感測裝置140可以回應於根據觸摸驅動信號在觸摸電極TE中形成的回應信號來產生觸摸電極TE的感測值。此外，觸摸感測裝置140可以使用針對面板110中所佈置的多個觸摸電極TE的感測值來計算物體20的觸摸座標。所計算出的觸摸座標可以被發送至其它裝置(例如，主機)並由其它裝置使用。
觸摸感測裝置140可以藉由觸摸電極TE與主動式筆10交換信號。觸摸感測裝置140可以將上行鏈路信號供應至觸摸電極TE。主動式筆10可以藉由與觸摸電極TE的接觸來接收上行鏈路信號。例如，上行鏈路信號可以包括諸 如面板資訊和關於協定版本的資訊等的資訊、或者同步信號。主動式筆10可以藉由接收上行鏈路信號來檢查關於面板或協定版本的資訊，並且可以進行信號的同步。
主動式筆10可以將下行鏈路信號發送至觸摸電極TE。此外，觸摸感測裝置140可以藉由觸摸電極TE接收下行鏈路信號。下行鏈路信號可以包括關於主動式筆的狀態的資訊。關於主動式筆的狀態的資訊可以包括例如主動式筆的位置、主動式筆的按鈕狀態、主動式筆的電池狀態、主動式筆的傾斜。
觸摸感測裝置140可以從資料處理裝置150接收觸摸控制信號TCS。觸摸控制信號TCS可以包括至少一個同步信號。例如，觸摸控制信號TCS可以包括垂直同步訊號VSYNC、時分信號、觸摸同步信號TSYNC等。觸摸感測裝置140可以回應於時分信號或觸摸同步信號TSYNC來區分顯示間隔和觸摸間隔，並且可以在觸摸間隔內驅動觸摸電極TE。
在一個實施例中，同步信號可以是相同信號或可以是不同信號。例如，時分信號可以是與觸摸同步信號相同的信號，並且可以是不同的信號。在下文中，為了強調特定功能，可以藉由使用特定名稱來描述時分信號，但是這種描述不限於特定名稱。
基本上可以基於從主機160供應至資料處理裝置150的面板控制信號PCS產生同步信號。
主機160可以將圖像資料發送至資料處理裝置150，並且可以發送用於以幀為單位分割圖像資料的垂直同步訊號VSYNC。資料處理裝置150可以基於垂直同步訊號VSYNC產生時分信號、觸摸同步信號TSYNC等，並且可以將時分信號、觸摸同步信號TSYNC等發送至各個驅動裝置120、130和140。
圖2是示出根據實施例的觸摸感測裝置的結構的圖。
參考圖2，觸摸感測裝置140可以包括驅動電路210和感測電路220。
驅動電路210可以在第一時間間隔內將上行鏈路傳輸信號UTX供應至觸摸電極TE。在這種情況下，上行鏈路傳輸信號UTX是在觸摸電極TE中形成的上行鏈路信號。主動式筆中形成的上行鏈路信號可以稱為上行鏈路接收信號。
感測電路220可以在與第一時間間隔不重疊的第二時間間隔內從觸摸電極TE接收下行鏈路接收信號DRX。在這種情況下，下行鏈路接收信號DRX是在觸摸電極TE中形成的下行鏈路信號。在主動式筆中形成的下行鏈路信號可以被稱為下行鏈路傳輸信號。
在搜索主動式筆的步驟中，驅動電路210可以藉由觸摸電極將上行鏈路信號持續發送至主動式筆。感測電路220可以等待藉由觸摸電極接收下行鏈路信號。
觸摸電極TE可以是LCD面板中將共同電壓供應至的共同電極。可選地，觸摸電極TE可以是OLED面板的陰極電極。
圖3是用於描述一個主動式筆和面板交換鏈路信號的圖。
參考圖3，示出在一個主動式筆10與面板110之間發送和接收鏈路信號的處理。發送和接收鏈路信號的處理可以分割為搜索步驟搜索(搜索)和感測步驟感測(感測)。在搜索步驟中，觸摸感測裝置可以藉由面板110發送上行鏈路信號UL以識別主動式筆的存在。在感測步驟中，在識別出主動式筆的存在之後，觸摸感測裝置可以接收下行鏈路信號DL以接收主動式筆的資料。
在搜索步驟中，觸摸感測裝置的驅動電路可以藉由觸摸電極將上行鏈路信號UL發送至主動式筆10。當主動式筆10觸摸包括觸摸電極的面板110或在預定距離內接近包括觸摸電極的面板110時，主動式筆10可以接收上行鏈路 信號UL。上行鏈路信號UL可以藉由面板110中的一部分或整個面板110被發送至主動式筆10。
在感測步驟中，觸摸感測裝置的感測電路可以藉由觸摸電極從主動式筆10接收下行鏈路信號DL。當主動式筆10接收上行鏈路信號UL時，主動式筆10可以發送下行鏈路信號DL。下行鏈路信號DL可以被發送至位於由主動式筆觸摸或接近的點處的觸摸電極。
當觸摸感測裝置接收到下行鏈路信號DL時，觸摸感測裝置可以持續與主動式筆10交換資料。如果觸摸感測裝置從任何時間點起未接收到下行鏈路信號DL，則觸摸感測裝置可以再次搜索主動式筆。即，觸摸感測裝置可以藉由再次向主動式筆發送上行鏈路信號UL來重複上述處理。在這種情況下，如果觸摸感測裝置從任何時間點起未接收到下行鏈路信號DL，則這可以理解為主動式筆10已經被釋放。
圖4是用於描述根據實施例的多個主動式筆與面板交換鏈路信號的圖。
參考圖4，示出根據實施例的在多個主動式筆與面板110之間發送和接收鏈路信號的處理。在下文中，示出三個主動式筆10-1、10-2和10-3觸摸或接近面板110的示例，但是本發明不限於此。在搜索步驟中，觸摸感測裝置可以識別三個主動式筆10-1、10-2和10-3的存在。在感測步驟中，觸摸感測裝置可以從三個主動式筆10-1、10-2和10-3接收下行鏈路信號。
在搜索步驟中，觸摸感測裝置的驅動電路可以將上行鏈路信號發送至多個主動式筆。驅動電路可以在不同的時間點獨立地針對多個主動式筆發送上行鏈路信號。例如，驅動電路可以在第一時間間隔將第一上行鏈路信號UL1發送至第一主動式筆10-1，可以在第二時間間隔將第二上行鏈路信號UL2發送至第二主動式筆10-2，並且可以在第三時間間隔將第三上行鏈路信號UL3發 送至第三主動式筆10-3。在這種情況下，驅動電路可以在不同的時間點發送第一至第三上行鏈路信號UL1至UL3，使得第一至第三上行鏈路信號UL1至UL3不重疊。
此外，觸摸感測裝置的感測電路可以藉由等待經由觸摸電極接收與上行鏈路信號相對應的下行鏈路信號來搜索多個主動式筆。在搜索多個主動式筆時首次接收一個下行鏈路信號之後，感測電路可以持續從已發送該一個下行鏈路信號的一個主動式筆接收下一下行鏈路信號。可選地，在從另一主動式筆接收另一下行鏈路信號之後，感測電路可以持續從該另一主動式筆接收另一下行鏈路信號。在這種情況下，感測電路可以交替地從該一個主動式筆和該另一主動式筆接收下行鏈路信號。
在感測步驟中，感測電路可以在不同的時間點獨立地執行對多個主動式筆的搜索。例如，感測電路可以等待在第一時間間隔從第一主動式筆10-1接收第一下行鏈路信號DL1，可以等待在第二時間間隔從第二主動式筆10-2接收第二下行鏈路信號DL2，並且可以等待在第三時間間隔從第三主動式筆10-3接收第三下行鏈路信號DL3。在這種情況下，感測電路可以在不同的時間點接收第一下行鏈路信號DL1至第三下行鏈路信號DL3，使得第一下行鏈路信號DL1至第三下行鏈路信號DL3不重疊。例如，感測電路可以在不同的觸摸間隔接收第一下行鏈路信號DL1至第三下行鏈路信號DL3，使得第一下行鏈路信號DL1至第三下行鏈路信號DL3不重疊。
為了在不同的時間點搜索多個主動式筆，感測電路可以在每幀中搜索多個主動式筆其中之一，或者可以在每幀中搜索所有多個主動式筆。感測電路可以使用在一個幀中集中搜索僅一個主動式筆的第一方法和在一個幀中搜索所有多個主動式筆的第二方法其中之一。
當觸摸感測裝置接收到來自多個主動式筆其中之一的下行鏈路信號時，觸摸感測裝置可以持續與該一個主動式筆交換資料。如果觸摸感測裝置從任何時間點起未接收到下行鏈路信號，即，當從觸摸感測裝置釋放一個主動式筆時，觸摸感測裝置可以再次搜索多個主動式筆。即，觸摸感測裝置可以藉由再次將上行鏈路信號發送至多個主動式筆來重複以上處理。
圖5是用於描述根據實施例的主動式筆的釋放的圖。
參考圖5，示出釋放主動式筆10的處理。
在搜索步驟(搜索)中，觸摸感測裝置可以將上行鏈路信號UL發送至主動式筆10，以識別主動式筆10的存在。
在感測步驟(感測)中，當主動式筆10接收上行鏈路信號UL並將相應的下行鏈路信號DL發送至觸摸感測裝置時，觸摸感測裝置可以藉由下行鏈路信號DL接收主動式筆10的資料。
在釋放步驟(釋放)中，可以停止觸摸感測裝置和主動式筆10之間的下行鏈路信號DL的通信。下行鏈路信號DL的通信的停止可能由於外部因素而發生。如果由於主動式筆10的使用者在輸入符號的情況下離開空間之後輸入另一符號，因此主動式筆10和面板110之間的距離增加，則可能切斷用於下行鏈路信號DL的通信，並且可能釋放主動式筆10。
當釋放主動式筆10時，觸摸感測裝置可以將上行鏈路信號UL發送至主動式筆10，以識別主動式筆10的存在。觸摸感測裝置再次進入搜索步驟。
圖6是用於描述根據實施例的觸摸感測裝置的感測的概念的圖。
參考圖6，示出觸摸感測裝置140驅動面板110的多個觸摸電極TE以感測包括主動式筆或手指的物體的觸摸或接近的示例。觸摸感測裝置140可以針對各行驅動多個觸摸電極TE。
面板110中可以佈置多個觸摸電極TE。可以根據預定方法對多個觸摸電極TE進行分組和驅動。
可以以矩陣形式佈置多個觸摸電極TE。在一行中佈置的多個觸摸電極TE可以被分組為一組並被一起驅動。在該圖中，在各通道中可以包括四個觸摸電極TE。總共八個通道CH1至CH8和總共三十二個觸摸電極TE可以佈置在面板110中。當以形成一行的方式從各通道中選擇觸摸電極TE時，所選擇的多個觸摸電極TE可以形成一組。例如，第二組(組2)可以是八個通道CH1至CH8的第二行中佈置的一組觸摸電極TE(即，圖6中的陰影觸摸電極)。
觸摸感測裝置140可以包括一系列MUX。觸摸感測裝置140可以藉由一系列MUX從各通道中選擇觸摸電極TE，並且可以驅動所選擇的觸摸電極TE。觸摸感測裝置140可以針對各組驅動形成一個行的多個觸摸電極TE。
例如，一系列MUX可以選擇八個通道CH1至CH8的第二行，即，第二組(組2)的多個觸摸電極TE。觸摸感測裝置140可以感測第二行中的物體的觸摸或接近。
圖7是用於描述根據實施例的觸摸感測裝置的局部感測的圖。
參考圖7，觸摸感測裝置140可以進行局部感測。局部感測可以意味著觸摸感測裝置140在預定時間段期間持續驅動面板110的預定區域。由觸摸感測裝置140持續驅動的面板110的預定區域可以被命名為局部感測區域(LSA)。具體地，當感測主動式筆時，觸摸感測裝置140可以僅在LSA中持續進行上行鏈路信號的發送和下行鏈路信號的接收。
在顯示裝置中，面板110的觸摸電極可以被分割為區域並由多個觸摸感測裝置140驅動。各觸摸感測裝置140可以藉由MUX選擇各區域中所佈置的觸摸電極，並且可以驅動所選擇的觸摸電極。
例如，面板110可以被分割為第一區域(區域1)至第三區域(區域3)。各觸摸感測裝置140可以僅驅動各區域中包括的觸摸電極。如圖7所示，各觸摸感測裝置140可以針對各行驅動觸摸電極。在圖7中，多個觸摸電極可以形成總共六個行(行1至行6)。各觸摸感測裝置140可以驅動第二、第四和第五行(行2、行4和行5)中包括的觸摸電極。
由多個觸摸感測裝置140獨立地驅動的面板110的區域可以形成LSA。例如，在第一區域至第三區域(區域1至區域3)的第二行(行2)中驅動的觸摸電極可以形成第一LSA(LSA1)。在第一區域至第三區域(區域1至區域3)的第四行和第五行(行4和行5)中驅動的觸摸電極可以形成第二LSA(LSA2)。
此外，多個觸摸感測裝置140中的各觸摸感測裝置可以藉由驅動各區域中的不同行以各種形式形成LSA。即，LSA可以以不具有行形式的方式來變化。
圖8是用於描述觸摸感測裝置的順序感測的示例性圖。
參考圖8，觸摸感測裝置可以根據局部感測進行順序感測。順序感測可以意味著不管物體在面板110中的位置如何觸摸感測裝置都按預定順序驅動觸摸電極。具體地，在順序感測主動式筆的情況下，觸摸感測裝置可以在面板110的不存在主動式筆的區域中發送上行鏈路信號以識別主動式筆的存在。在下文中，描述觸摸感測裝置從第一行至最後一行順序驅動觸摸電極的示例。面板中的感測區域可以被指示為陰影區域。
例如，觸摸感測裝置可以藉由下行鏈路信號從主動式筆10接收資料。主動式筆10可能位於最後一行。面板110的多個觸摸電極可以形成總共六個行。觸摸感測裝置可以從第一行至第六行順序驅動觸摸電極。儘管主動式筆10位於最後一行中，但是觸摸感測裝置可能按預定順序從第一行至第六行順序驅動觸摸電極。
圖9是用於描述根據實施例的觸摸感測裝置的局部感測的示例性圖。
參考圖9，觸摸感測裝置可以針對兩個或更多個主動式筆進行局部感測。局部感測可以意味著觸摸感測裝置藉由考慮物體的位置來驅動面板110中的物體的位置處的觸摸電極或靠近該位置的觸摸電極。具體地，在針對主動式筆的局部感測的情況下，觸摸感測裝置可以在面板110的存在主動式筆的區域中接收下行鏈路信號。在下文中，描述觸摸感測裝置對兩個主動式筆進行局部感測的示例。面板中的感測區域可以被指示為陰影區域。
例如，觸摸感測裝置可以藉由多個下行鏈路信號從第一主動式筆10-1和第二主動式筆10-2接收多個資料。第一主動式筆10-1可能位於第二行，而第二主動式筆10-2可能位於第五行。面板110的多個觸摸電極可以形成總共六個行。觸摸感測裝置可以基於第一主動式筆10-1和第二主動式筆10-2的位置來驅動觸摸電極。為了感測第一主動式筆10-1，觸摸感測裝置可以持續感測第二行。為了感測第二主動式筆10-2，觸摸感測裝置可以持續感測第五行。
即使主動式筆在面板110中移動，觸摸感測裝置也可以跟蹤主動式筆的位置，並且可以持續驅動在主動式筆的位置處的觸摸電極或靠近該位置的觸摸電極。
例如，即使第一主動式筆10-1從第二行移動到第三行，觸摸感測裝置也可以藉由驅動第三行來感測第一主動式筆10-1。即使第二主動式筆10-2從第五行移動到第六行，觸摸感測裝置也可以藉由驅動第六行來感測第二主動式筆10-2。
如上所述，觸摸感測裝置可以基於包括第一主動式筆的位置的第一局部感測區域來驅動觸摸電極，並且可以基於包括第二主動式筆的位置的第二局部感測區域來同時地驅動觸摸電極。
在這種情況下，觸摸感測裝置可以對各主動式筆進行局部感測，除非與各主動式筆的通信停止。這種情況可以包括使用者藉由向觸摸面板輸入連續路徑而不釋放任何一個主動式筆的情況。如果使用者藉由向觸摸面板輸入不連續路徑來釋放任何一個主動式筆，則觸摸感測裝置可以恢復搜索主動式筆。這樣的搜索也是局部地進行的，並且將在後面描述。
圖10是用於描述觸摸感測裝置的順序搜索的示例性圖。
參考圖10，觸摸感測裝置可以根據順序感測來進行順序搜索。搜索是針對物體中的主動式筆，並且可以意味著觸摸感測裝置持續向主動式筆發送上行鏈路信號，或者等待從主動式筆接收下行鏈路信號。此外，搜索是在感測到主動式筆之前識別主動式筆的存在的處理，並且還可以應用於在感測期間主動式筆與面板110分離，即主動式筆被釋放的情況。因此，如果在搜索期間主動式筆將下行鏈路信號發送至觸摸感測裝置並且觸摸感測裝置重新開始接收下行鏈路信號，則觸摸感測裝置可以恢復對主動式筆的感測。當識別出主動式筆的存在時，觸摸感測裝置還可以獲取主動式筆的位置。
順序搜索可以意味著不管主動式筆在面板110中的位置如何觸摸感測裝置都按預定順序藉由觸摸電極發送上行鏈路信號。即，觸摸感測裝置可以藉由上行鏈路信號的發送來識別主動式筆的存在。觸摸感測裝置可以即使在面板110中的不存在主動式筆的區域中也發送上行鏈路信號以識別主動式筆的存在。在下文中，描述釋放任何一個主動式筆並且觸摸感測裝置從第一行至最後一行順序發送上行鏈路信號的示例。面板中的搜索區域可以被指示為陰影區域。
例如，面板110的多個觸摸電極可以形成總共六個行。當觸摸感測裝置感測第五行中的主動式筆10時，主動式筆10可能被釋放。在圖10中，主動式筆10被釋放的點可以被指示為R。即使主動式筆10已經在第五行中被釋 放，觸摸感測裝置也可能從第一行起進行搜索。觸摸感測裝置可能從第一行至第六行順序發送上行鏈路信號。
圖11是用於描述根據實施例的觸摸感測裝置的局部搜索的示例性圖。
參考圖11，觸摸感測裝置可以根據順序搜索來進行局部搜索。局部搜索可以意味著觸摸感測裝置藉由考慮主動式筆在面板110中的位置，經由主動式筆的位置處的觸摸電極或靠近該位置的觸摸電極來發送上行鏈路信號。在這種情況下，主動式筆的位置可以是釋放主動式筆時最終感測到主動式筆的點。
觸摸感測裝置可以感測一個觸摸區域中的主動式筆10的觸摸或接近。當該一個觸摸區域中的對主動式筆10的感測停止時，觸摸感測裝置可以在該一個觸摸區域中或其附近進行搜索以檢查主動式筆10的存在。
例如，面板110的多個觸摸電極可以形成總共六個行。當觸摸感測裝置感測第五行中的主動式筆10時，主動式筆10可能被釋放。在圖11中，主動式筆10被釋放的點可以被指示為R。當在第五行中釋放主動式筆10時，觸摸感測裝置可以搜索包括主動式筆10被釋放的點的第五行。
這樣的局部搜索也可以等同地應用於在感測多個主動式筆時釋放一個主動式筆的情況。在觸摸感測裝置感測第一觸摸區域中的第一主動式筆的觸摸或接近並且感測第二觸摸區域中的第二主動式筆的觸摸或接近的情況下，當第一觸摸區域中的第一主動式筆的感測停止時，觸摸感測裝置可以在該第一觸摸區域中或其附近進行搜索以檢查第一主動式筆的存在。
在這種情況下，當第二觸摸區域中的第二主動式筆的感測也停止時，觸摸感測裝置可以進行第一觸摸區域中的對第一主動式筆的搜索和第二觸摸區域中的對第二主動式筆的搜索這兩者。
此外，觸摸感測裝置可以可變地調整搜索區域。例如，觸摸感測裝置還可以搜索靠近包括釋放主動式筆10的位置的行的行。觸摸感測裝置可以驅動第四行和第五行，可以驅動第五行和第六行，或者可以驅動第四行至第六行。
圖12是用於描述根據實施例的在搜索和感測主動式筆的情況下針對各觸摸間隔僅從一個主動式筆接收的資料的示例性圖。圖13是用於描述根據實施例的在搜索和感測主動式筆的情況下針對各觸摸間隔從多個主動式筆接收的資料的示例性圖。
觸摸感測裝置可以在每幀中的多個觸摸間隔內從主動式筆接收下行鏈路信號，並且可以從下行鏈路信號接收主動式筆的資料。
觸摸感測裝置的感測電路可以接收同步信號SYNC，並且可以藉由同步信號SYNC識別多個觸摸間隔。在觸摸間隔內，主動式筆可以將下行鏈路信號發送至觸摸電極。觸摸感測裝置可以從觸摸電極接收下行鏈路信號。
同步信號SYNC可以一起確定觸摸間隔和輸出圖像資料的顯示間隔。同步信號SYNC可以包括時分信號或觸摸同步信號以定義觸摸間隔。在該圖中，顯示間隔可以被指示為D，並且觸摸間隔可以被指示為T。
觸摸間隔可以意味著一個幀的從一部分行輸出圖像資料的時間與從下一部分行輸出圖像資料的時間之間的時間段。使用這種方法產生的觸摸間隔可以被稱為長水平消隱(LHB)。
LHB可以被共同分配並且用於觸摸感測裝置搜索或感測主動式筆。下文中描述的搜索和感測可以是包括局部搜索和局部感測的概念。例如，如果將一個LHB分配至並用於搜索多個主動式筆其中之一，則該一個LHB可以用於感測該一個主動式筆而無需任何改變。觸摸感測裝置可以藉由在該一個 LHB內發送上行鏈路信號並等待接收下行鏈路信號來搜索該一個主動式筆，並且可以以相同的方式在該一個LHB內從該一個主動式筆接收下行鏈路信號。
觸摸感測裝置可以一起感測主動式筆和手指。因此，可以在LHB內接收主動式筆的資料並且還可以接收手指的電容變化資料F。主動式筆的資料可以包括用於發起通信的信標、主動式筆的位置POS、主動式筆的傾斜TILT、主動式筆的狀態資訊DATA等。
圖12示出在搜索和感測主動式筆的情況下針對各觸摸間隔僅從一個主動式筆接收的資料。
例如，如果觸摸感測裝置僅感測到第一主動式筆(筆1)(筆1感測)，則第一主動式筆(筆1)可以將信標(BEACON)、主動式筆的位置(POS)、主動式筆的傾斜(TILT)、主動式筆的狀態資訊(DATA)在16個LHB中藉由下行鏈路信號發送至觸摸感測裝置。此外，第一主動式筆(筆1)可以在一些觸摸間隔內不工作，並且可以不與觸摸感測裝置交換信號(MUTE)。
即使在搜索一個主動式筆的步驟中，一個幀的LHB也可以專門僅用於一個主動式筆。在這種情況下，觸摸感測裝置在一個幀的LHB中發送上行鏈路信號，並且等待從該一個主動式筆接收下行鏈路信號。
圖13示出在搜索和感測主動式筆的情況下針對各觸摸間隔從所有多個主動式筆接收的資料。
例如，如果觸摸感測裝置感測第一主動式筆(筆1)(筆1感測)並同時感測第二主動式筆(筆2)(筆2感測)，則第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)各自可以將信標(BEACON)、主動式筆的位置(POS)、主動式筆的傾斜(TILT)、主動式筆的狀態資訊(DATA)在16個LHB中藉由下行鏈路信號發送至觸摸感測裝置。此外，第一主動式筆(筆1)或第二主動式筆(筆2)可以在一些觸摸間隔內不操作，並且可以不與觸摸感測裝置交換信號(MUTE)。第一主動式筆(筆1)或第二主 動式筆(筆2)的沉默狀態可以針對一個幀的各觸摸間隔而交替，這將在後面描述。
此外，觸摸感測裝置可以使搜索方法多樣化，以使得在相同的觸摸間隔內不搜索多個主動式筆。觸摸感測裝置可以使感測方法多樣化，以使得在相同的觸摸間隔內不感測多個主動式筆。即，在一個觸摸間隔內僅可以搜索或感測一個主動式筆。例如，觸摸感測裝置可以在每幀中交替地搜索或感測第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)。可選地，觸摸感測裝置可以在一個幀中搜索或感測第一主動式筆(筆1)，並且可以在另一幀中搜索或感測第二主動式筆(筆2)。在這種情況下，第二主動式筆(筆2)可以在該一個幀中處於沉默狀態，並且第一主動式筆(筆1)可以在該另一幀中處於沉默狀態。
即使在搜索多個主動式筆的步驟中，也可以專門將一個幀的LHB僅用於多個主動式筆中被分配了該LHB的主動式筆。即，在搜索步驟中，僅特定的主動式筆可以使用特定的LHB。在這種情況下，觸摸感測裝置針對一個幀的各LHB發送不同的上行鏈路信號，並且等待從多個主動式筆接收不同的下行鏈路信號。
儘管釋放了一個主動式筆並且再次搜索或感測被釋放的該一個主動式筆，但是觸摸感測裝置可以在與釋放該一個主動式筆之前的相同LHB內與該一個主動式筆交換信號。
例如，在釋放並再次感測第一主動式筆(筆1)時，如圖12所示，觸摸感測裝置可以將觸摸間隔(例如，LHB)分配至第一主動式筆(筆1)。觸摸感測裝置在釋放第一主動式筆(筆1)之後和之前從第一主動式筆(筆1)接收下行鏈路信號以感測第一主動式筆(筆1)的方法可以相同。
此外，儘管釋放了多個主動式筆中的一個主動式筆並且再次搜索或感測被釋放的至少該一個主動式筆，但是觸摸感測裝置可以在與釋放多個主動式筆之前的相同LHB內與多個主動式筆交換信號。
例如，如圖13所示，當釋放並再次感測第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)時，觸摸感測裝置可以將觸摸間隔(例如，LHB)分配至第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)。觸摸感測裝置在釋放第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)之前和之後從第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)接收不同的下行鏈路信號以感測第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)的方法可以相同。
在這種情況下，觸摸感測裝置可以將LHB均勻地分配至第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)。觸摸感測裝置接收第一主動式筆(筆1)的下行鏈路信號和第二主動式筆(筆2)的下行鏈路信號這兩者，但是可以交替地接收下行鏈路信號。
例如，觸摸感測裝置可以使用第五至第七LHB來搜索和感測第二主動式筆(筆2)。相反，觸摸感測裝置可以使用第九至第十一LHB來搜索和感測第一主動式筆(筆1)。在第五至第七LHB中，當第二主動式筆(筆2)將主動式筆的位置(POS)和主動式筆的狀態資訊(DATA)發送到觸摸感測裝置時，第一主動式筆(筆1)可能處於沉默狀態(在該沉默狀態下第一主動式筆(筆1)不發送任何信號)，並且可能不與觸摸感測裝置一起進行任何操作。相反，在第九至第十一LHB中，當第一主動式筆(筆1)將主動式筆的位置(POS)和主動式筆的狀態資訊(DATA)發送至觸摸感測裝置時，第二主動式筆(筆2)可能處於沉默狀態(在該沉默狀態下第二主動式筆(筆2)不發送任何信號)，並且可能不與觸摸感測裝置一起進行任何操作。
可選地，觸摸感測裝置可以將各幀的LHB專門分配至多個活動筆中的任何一個。例如，觸摸感測裝置可以專門將各幀的LHB分配至第一主動式筆(筆1)和第二主動式筆(筆2)中的任何一個。觸摸感測裝置可以在一個幀中向第一主動式筆(筆1)發送上行鏈路信號，並且可以在另一幀中向第二主動式筆(筆2)發送上行鏈路信號。觸摸感測裝置可以在一個幀中僅從第一主動式筆(筆1)接收下行鏈路信號，並且可以在另一幀中僅從第二主動式筆(筆2)接收下行鏈路信號。
相關申請的交叉引用：
本申請要求於2020年2月21日提交的韓國專利申請10-2020-0021327的優先權，出於所有目的而將其全部內容藉由援引加入本文，如同在這裡全面闡述一樣。
10:主動式筆 20:物體 100:顯示裝置 110:面板 120:資料驅動裝置 130:閘極驅動裝置 140:觸摸感測裝置 150:資料處理裝置 160:主機 DCS:資料控制信號 DL:下行鏈路信號 GCS:閘極控制信號 GL:閘極線 P:像素 PCS:面板控制信號 TCS:觸摸控制信號 TE:觸摸電極

Claims (15)

  1. 一種觸摸感測裝置，用於使用觸摸電極感測至少一個主動式筆，所述觸摸感測裝置包括： 驅動電路，其被配置為發送上行鏈路信號；以及 感測電路，其被配置為接收與所述上行鏈路信號相對應的下行鏈路信號， 其中，在經由第一觸摸電極從第一主動式筆的第一下行鏈路信號的接收停止的情況下，所述感測電路經由所述第一觸摸電極或靠近所述第一觸摸電極的觸摸電極開始搜索所述第一主動式筆。
  2. 根據請求項1所述的觸摸感測裝置，其中，在經由所述第一觸摸電極的所述第一下行鏈路信號的接收停止的情況下，所述驅動電路經由所述第一觸摸電極或靠近所述第一觸摸電極的觸摸電極來發送第一上行鏈路信號以搜索所述第一主動式筆。
  3. 根據請求項1所述的觸摸感測裝置，其中，所述感測電路重新開始經由所述第一觸摸電極或靠近所述第一觸摸電極的觸摸電極來接收所述第一下行鏈路信號，並且恢復感測所述第一主動式筆的觸摸或接近。
  4. 根據請求項1所述的觸摸感測裝置，其中，所述感測電路接收用於定義顯示間隔和觸摸間隔的同步信號，並且在一些觸摸間隔內接收所述第一下行鏈路信號以感測所述第一主動式筆。
  5. 根據請求項1所述的觸摸感測裝置，其中，所述驅動電路將第二上行鏈路信號發送至第二主動式筆，以及所述感測電路經由第二觸摸電極從所述第二主動式筆接收與所述第二上行鏈路信號相對應的第二下行鏈路信號，並且在經由所述第二觸摸電極的所述第二下行鏈路信號的接收停止的情況下，藉由等待經由所述第二觸摸電極或靠近所述第二觸摸電極的觸摸電極接收所述第二下行鏈路信號，來開始搜索所述第二主動式筆。
  6. 根據請求項5所述的觸摸感測裝置，其中，所述感測電路在每個幀內感測所述第一主動式筆和所述第二主動式筆這兩者。
  7. 根據請求項6所述的觸摸感測裝置，其中，所述感測電路接收用於定義顯示間隔和觸摸間隔的同步信號，以及在一個幀的一些觸摸間隔內感測所述第一主動式筆，並且在該一個幀的其它觸摸間隔內感測所述第二主動式筆。
  8. 根據請求項1所述的觸摸感測裝置，其中，所述驅動電路將觸摸驅動信號發送至所述觸摸電極，並且所述感測電路響應於所述觸摸電極針對所述觸摸驅動信號的回應信號來感測物體對面板的觸摸或接近。
  9. 根據請求項1所述的觸摸感測裝置，其中，在預定時間中未接收到所述第一下行鏈路信號的情況下，所述感測電路開始搜索所述第一主動式筆。
  10. 一種觸摸感測系統，用於感測多個主動式筆，所述觸摸感測系統包括： 面板，其包括第一觸摸區域和第二觸摸區域；以及 觸摸感測裝置，其被配置為感測所述第一觸摸區域中的第一主動式筆的觸摸或接近，並且感測所述第二觸摸區域中的第二主動式筆的觸摸或接近， 其中，在所述第一觸摸區域中的所述第一主動式筆的感測停止的情況下，所述觸摸感測裝置在所述第一觸摸區域中或在所述第一觸摸區域的附近進行搜索以檢查所述第一主動式筆的存在。
  11. 根據請求項10所述的觸摸感測系統，其中，在所述第二觸摸區域中的所述第二主動式筆的感測停止的情況下，所述觸摸感測裝置進行所述第一觸摸區域中所述第一主動式筆的搜索和所述第二觸摸區域中所述第二主動式筆的搜索這兩者。
  12. 根據請求項11所述的觸摸感測系統，其中，所述觸摸感測裝置接收用於定義顯示間隔和觸摸間隔的同步信號，在一個幀的一些觸摸間隔內搜索所述第一主動式筆，並且在該一個幀的其它觸摸間隔內搜索所述第二主動式筆。
  13. 根據請求項12所述的觸摸感測系統，其中，在恢復對所述第一主動式筆和所述第二主動式筆的感測的情況下，所述觸摸感測裝置在所述一些觸摸間隔內感測所述第一主動式筆，並且在所述其它觸摸間隔內感測所述第二主動式筆。
  14. 根據請求項10所述的觸摸感測系統，其中，所述觸摸感測裝置藉由所述搜索來識別所述第一主動式筆的位置。
  15. 根據請求項10所述的觸摸感測系統，其中，所述觸摸感測裝置將觸摸驅動信號發送至所述第一觸摸區域和所述第二觸摸區域，並且回應於針對所述觸摸驅動信號的回應信號來感測物體對所述面板的觸摸或接近。
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