CN108227980B - 具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法。所述电子装置包括：具有触摸屏的显示面板；触摸驱动器，所述触摸驱动器用于驱动所述触摸屏；时序控制器，所述时序控制器用于控制所述显示面板和所述触摸驱动器；和触控笔，所述触控笔用于向所述触摸屏提供信号，其中所述时序控制器产生并输出控制信号以与所述触控笔同步，所述控制信号具有延长的垂直消隐时段以及在一帧交替两次或更多次的显示驱动时段和触摸传感器驱动时段，其中在所述延长的垂直消隐时段中，垂直消隐时段被延长。

Description

具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法
本申请要求于2016年12月13日提交的韩国专利申请No.10-2016-0169833的权益，为了所有目的在此援引该专利申请作为参考，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法。
背景技术
用户界面(UI)能使人(用户)按照他或她的意愿轻松地控制各种电子装置。用户界面的典型示例包括小键盘、键盘、鼠标、在屏显示(OSD)、以及具有红外通信功能或射频(RF)通信功能的遥控器。用户界面技术不断发展，以提高用户的灵敏度和操纵便利性。用户界面正发展为触摸UI、语音识别UI、3D UI等。
触摸UI可使用实现在显示装置的显示面板中的触摸屏。触摸屏也可实现为将触摸传感器嵌入显示面板的像素阵列中的技术(下文中，称为“内嵌式(in-cell)触摸传感器”)。触摸屏可以是电容触摸屏。当手指或导电材料触摸(或接近)触摸传感器时，具有电容触摸传感器的触摸屏通过感测电容的变化，即，由于触摸屏驱动信号的输入导致的触摸传感器的电荷变化量，来感测触摸输入。
电容触摸传感器可实现为自电容传感器或互电容传感器。电容传感器的电极可与沿一个方向形成的传感器配线以一对一的关系连接。互电容传感器可形成在彼此正交且之间***有电介质层的多条传感器配线的交叉部分处。
诸如智能电话和智能书之类的便携式信息装置使用触控笔(stylus pen)以及手指作为人机接口装置(HID)。触控笔具有能够比手指更精细地进行输入的优点。触控笔可分为无源型和有源型。
尽管触控笔具有上述优点，但因为显示面板的驱动频率或驱动周期不匹配，所以一些装置会导致诸如触摸输入错误(或识别错误)或坐标计算错误之类的问题，需要进行改进。
发明内容
在一个方面中，提供了一种具有触摸传感器的电子装置，包括：具有触摸屏的显示面板；触摸驱动器，所述触摸驱动器用于驱动所述触摸屏；时序控制器，所述时序控制器用于控制所述显示面板和所述触摸驱动器；和触控笔，所述触控笔用于向所述触摸屏提供信号，其中所述时序控制器产生并输出控制信号以与所述触控笔同步，所述控制信号具有延长的垂直消隐时段以及在一帧交替两次或更多次的显示驱动时段和触摸传感器驱动时段，其中在所述延长的垂直消隐时段中，垂直消隐时段被延长。
在另一个方面中，提供了一种具有触摸传感器的电子装置的驱动方法，所述电子装置包括：具有触摸屏的显示面板；触摸驱动器，所述触摸驱动器用于驱动所述触摸屏；时序控制器，所述时序控制器用于控制所述显示面板和所述触摸驱动器；和触控笔，所述触控笔用于向所述触摸屏提供信号，所述驱动方法包括：当所述触控笔位于所述触摸屏上并且从外部输入帧视频数据时，将所述帧视频数据存储在帧存储器中，并且产生和输出用于与所述触控笔同步的控制信号，其中所述控制信号具有延长的垂直消隐时段以及在一帧交替两次或更多次的显示驱动时段和触摸传感器驱动时段，其中在所述延长的垂直消隐时段中，垂直消隐时段被延长。
附图说明
被包括来给本发明提供进一步理解并结合在本申请中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：
图1示意性图解具有触摸传感器的电子装置和触控笔；
图2图解了具有触摸传感器的电子装置；
图3是图解由互电容传感器实现的触摸屏的示例图；
图4是图解由自电容传感器实现的触摸屏的示例图；
图5是示意性图解有源触控笔的构造的示图；
图6是示意性图解无源触控笔的构造的示图；
图7是从无源触控笔输出的笔信号的示例图；
图8是用于解释触控笔的识别错误问题的示图；
图9是示意性图解根据本发明第一实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图；
图10是更具体地图解图9的波形的一部分的波形图；
图11是示意性图解根据本发明第二实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图；
图12是示意性图解根据本发明第三实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图；
图13是示意性图解根据本发明第四实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图；
图14是示意性图解根据本发明第五实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图；以及
图15是用于实现本发明实施方式的装置的示例性构造图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施方式进行描述，附图中图解了这些实施方式的一些例子。
下文中，将参照附图描述本发明的详细实施方式。
根据本发明实施方式的具有触摸传感器的电子装置实现为电视、机顶盒、导航装置、视频播放器、蓝光播放器、个人电脑(PC)、家庭影院、智能电话。根据本发明实施方式的具有触摸传感器的电子装置包括利用电容型触摸传感器实现的触摸屏。可通过自电容方法或互电容方法形成触摸屏。此外，下述的具有触摸传感器的电子装置包括具有触摸传感器的显示面板和给触摸传感器提供信号的触控笔。
图1示意性图解了具有触摸传感器的电子装置和触控笔。图2图解了具有触摸传感器的电子装置。图3是图解由互电容传感器实现的触摸屏的示例图。图4是图解由自电容传感器实现的触摸屏的示例图。
如图1中所示，具有触摸传感器的电子装置10可使用触控笔20(图中的电子装置10和触控笔20可一起称为本发明的电子装置)以及人手指作为人机接口装置(HID)。触控笔20用于向触摸屏提供信号。具有触摸传感器的电子装置10通过诸如手指或触控笔20之类的导电物体的接触能够检测触摸，电容触摸屏被集成到电子装置10中。
可基于诸如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示面板(PDP)、发光二极管(LED)显示器和电泳显示(EPD)装置之类的平板显示装置实现具有触摸传感器的电子装置10。
在下面的实施方式中，显示装置实现为液晶显示器，但本发明的显示装置不限于液晶显示器。此外，触摸屏实现为将触摸传感器嵌入显示面板的像素阵列中的技术(下文中，称为“内嵌式触摸传感器”)，但本发明的显示装置不限于此技术。
如图2到4中所示，具有触摸传感器的电子装置10包括显示模块和触摸模块。显示模块可包括显示面板DIS、显示驱动器12，14和16、以及主机***19。触摸模块可包括触摸屏TSP和用于驱动触摸屏TSP的触摸驱动器18。
具有触摸传感器的电子装置10以时分方式驱动用于在显示面板DIS上显示图像的显示驱动时段和用于感测触摸屏TSP的触摸传感器驱动时段。下文中，将描述显示模块和触摸模块中包括的器件。
显示面板DIS包括形成在两个基板之间的液晶层。显示面板DIS的像素阵列包括形成在由数据线(D1到Dm，m是正整数)和栅极线(G1到Gn，n是正整数)限定的像素区域中的像素。每个像素包括形成在数据线D1到Dm和栅极线G1到Gn的交叉部分处的薄膜晶体管(TFT)、用于充入数据电压的像素电极、连接至像素电极以保持液晶单元的电压的存储电容器Cst等。
黑矩阵、滤色器等可形成在显示面板DIS的上基板上。显示面板DIS的下基板可实现为TFT上滤色器(COT)结构。在这种情况下，黑矩阵和滤色器可形成在显示面板DIS的下基板上。被提供公共电压的公共电极可形成在显示面板DIS的上基板或下基板上。在显示面板DIS的上基板和下基板上贴附有偏振片，并且用于形成液晶的预倾角的取向层形成在与液晶接触的内表面上。用于保持液晶单元的单元间隙的柱状间隔体(column spacer)形成在显示面板DIS的上基板与下基板之间。
背光单元可设置在显示面板DIS的后表面下方。背光单元实现为边缘型背光单元或直下型背光单元，背光单元给显示面板DIS照射光。可以以任何已知的液晶模式，比如扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面内切换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式实现显示面板DIS。
显示驱动器包括数据驱动器12、栅极驱动器14和用于控制显示面板DIS和触摸驱动器18的时序控制器16并且给显示面板DIS的像素写入数字视频数据RGB。数据驱动器12将从时序控制器16输入的数字视频数据RGB转换为模拟正/负伽马补偿电压，以输出数据电压。从数据驱动器12输出的数据电压被提供至数据线D1到Dm。栅极驱动器14给栅极线G1到Gn按顺序提供与数据电压同步的栅极脉冲(或扫描脉冲)，以选择显示面板DIS的要被写入数据电压的像素行。栅极驱动器14可与像素一起布置在显示面板DIS的基板上。
时序控制器16接收从主机***19输入的诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE、主时钟MCLK、同步信号SYNC之类的时序信号并将数据驱动器12和栅极驱动器14的操作时序同步。扫描时序控制信号包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC、栅极输出使能信号GOE等。数据时序控制信号包括源极采样时钟SSC、极性控制信号POL、源极输出使能信号SOE等。
主机***19可将时序信号Vsync、Hsync、DE、MCLK、SYNC与数字视频数据RGB一起传输至时序控制器16，并且主机***19可运行与从触摸驱动器18输入的触摸坐标信息XY相关的应用程序。主机***19是指可应用于本发明的装置的电子装置的***主体。例如，主机***19可选自电话***、电视***、机顶盒、导航***、DVD播放器、蓝光播放器、个人电脑(PC)和家庭影院***中的任意一种。主机***19可将输入图像的数字视频数据RGB传输至时序控制器16，并且可从触摸驱动器18接收触摸输入数据TDATA(XY)并运行与触摸输入数据相关的应用程序。
可以以电容方式实现触摸屏TSP，以通过多个电容传感器感测触摸输入。触摸屏TSP包括具有电容的多个触摸传感器。电容可分为自电容和互电容。
自电容可沿形成在一个方向上的单层的导体配线形成，互电容可形成在两条正交的导体配线之间。触摸屏TSP可结合在显示面板DIS的上偏振片上或者结合在显示面板DIS的上偏振片与上基板之间。此外，触摸屏TSP的触摸传感器Cm或Cs可内置在显示面板DIS的像素阵列中。
如图3中所示，由互电容传感器Cm实现的触摸屏TSP可包括Tx电极线、与Tx电极线交叉的Rx电极线、以及形成在Tx电极线和Rx电极线的交叉部分处的触摸传感器Cm。Tx电极线是给每个触摸传感器Cm施加触摸屏驱动信号以给触摸传感器提供电荷的驱动信号配线。Rx电极线是连接至触摸传感器Cm以将触摸传感器的电荷提供至触摸驱动器18的传感器配线。
互电容感测方法可通过经由Tx通道中的Tx电极线给Tx电极施加触摸屏驱动信号而向触摸传感器Cm提供电荷并且与触摸屏驱动信号同步地经由Rx通道中的Rx电极和Rx电极线感测触摸传感器Cm的电容变化来得知触摸输入，感测的电容变化经由相应的信号选择线S1至S5提供至触摸驱动器18。
如图4中所示，在由自电容传感器Cs实现的触摸屏TSP中，每个触摸电极31可与沿一个方向形成的传感器配线32以一对一的关系连接。自电容传感器Cs包括形成在每个电极31中的电容。在自电容感测方法中，当通过传感器配线32给电极31施加触摸屏驱动信号时，电荷Q累积在触摸传感器Cs中。此时，当手指或导电物体接触电极31时，除自电容传感器Cs以外还形成寄生电容Cf，从而改变了总电容值。当手指触摸的传感器与未触摸的传感器之间电容值发生变化时，触摸传感器感测到的电荷量发生变化，由此确定是否被触摸。
触摸驱动器18感测触摸前后触摸传感器的电荷变化量，以确定诸如手指或触控笔20之类的导电材料是否进行了触摸以及其位置。为此，触摸驱动器18包括驱动器IC(DIC)和触摸IC(TIC)。驱动器IC(DIC)输出并感测用于驱动触摸屏TSP的触摸驱动电压。
驱动器IC(DIC)将感测的感测值传输至触摸IC(TIC)。触摸IC(TIC)基于感测值检测触摸输入前后的电荷变化量，将电荷变化量与预定阈值进行比较，并且将具有等于或大于阈值的电荷变化量的触摸传感器的位置确定为触摸输入区域。触摸IC(TIC)计算每个触摸输入的坐标并将包括触摸输入坐标信息的触摸数据(TDATA(XY))传输至外部主机***。
图5是示意性图解有源触控笔的构造的示图。图6是示意性图解无源触控笔的构造的示图。图7是从无源触控笔输出的笔信号的示例图。图8是用于解释触控笔的识别错误问题的示图。
触控笔20实现为如图5中所示的有源触控笔(双向通信***)或如图6中所示的无源触控笔(单向通信***)。图5的有源触控笔(双向式笔)20具有双向通信***，其通过双向通信方法与具有触摸传感器的电子装置10交换数据等。图6的无源触控笔(单向式笔)20具有单向通信***，其仅给具有触摸传感器的电子装置10传输数据等。
图5的有源触控笔20具有外壳280、电源单元260、信号处理单元250、接收单元230、驱动单元240、开关单元220和导电尖端210。图6的无源触控笔20具有外壳280、电源单元260、信号处理单元250、驱动单元240和导电尖端210。下文中，将示意性描述触控笔20的构造如下。
外壳280容纳构成触控笔20的组件。电源单元260给操作触控笔20的组件提供电力。信号处理单元250产生和处理向/从触控笔20输入/输出的笔信号。接收单元230接收用于与外部装置互锁的信号。驱动单元240通过导电尖端210驱动从信号处理单元250产生的笔信号。开关单元220切换触控笔20的输入/输出。导电尖端210由诸如金属之类的导电材料制成，以充当接收电极和发射电极。
当导电尖端210位于触摸屏TSP上或与触摸屏TSP接触时，触控笔20通过导电尖端210发射(或输出)从信号处理单元250产生的笔信号。从导电尖端210输出的笔信号包括触控笔20的频率信息f、相位信息、同步信号sync和数据。
如图7中所示，无源触控笔20可在图7的(a)的悬停(hover)模式和图7的(b)的尖端模式中操作。图7的(a)中的悬停模式是当触控笔20位于触摸屏TSP上时的驱动模式。图7的(b)中的尖端模式是当触控笔20与触摸屏TSP接触时的驱动模式。
在悬停模式中的操作期间，触控笔20仅输出信标信号(beacon signal)Beacon。信标信号Beacon包括频率信息、同步信号等。在尖端模式中的操作期间，触控笔20持续输出信标信号Beacon和数字信号Digital，然后在预定延迟时间之后输出压力信号Pressure。数字信号Digital包括频率信息和相位信息等。压力信号包括能够提供与触控笔20的位置有关的信息的数据等。
另一方面，如图5和6中所示，有源触控笔20与无源触控笔20之间的不同是数据发射和接收是双向还是单向之间的不同。在有源触控笔20的情况下，与具有触摸传感器的电子装置10的相互通信是可能的，使得能够匹配显示面板DIS的驱动频率或驱动周期。相比之下，在无源触控笔20的情况下，因为不可能与具有触摸传感器的电子装置10通信，所以显示面板DIS的驱动频率或驱动周期未匹配，使得可导致诸如触摸输入错误(或识别错误)或坐标计算错误之类的问题。
下文中，将利用示例描述在具有触摸传感器的电子装置10中可发生上述问题的原因如下。
如图8中所示，因为无源触控笔的驱动频率为133Hz，所以从无源触控笔输出的笔信号Pen可将大约15ms的时段设为一个周期。此时，信标信号Beacon可输出1.28ms。另一方面，因为具有触摸传感器的电子装置的驱动频率为60Hz，所以第N帧视频数据(显示N帧)可将16.67的时段设为一帧。
在输入第N帧视频数据(显示N帧)的时段期间(见Input，Input是输入的视频数据)，具有触摸屏的显示面板(见Panel，Panel是用于显示面板和触摸屏的同步的控制信号)通过被划分为显示驱动时段Dsp和触摸传感器驱动时段Fin(Touch)进行操作。
如上面的示例中，在无源触控笔与具有触摸传感器的电子装置之间驱动频率或驱动周期不匹配。由于这个原因，当如无源触控笔那样双向数据通信不可能时，会发生诸如触摸输入错误(或识别错误)或坐标计算错误之类的问题。
下文中，将描述用于解决或处理在无源触控笔20与具有触摸传感器的电子装置10之间可发生的问题的本发明的实施方式。
图9是示意性图解根据本发明第一实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图。图10是更具体地图解图9的波形的一部分的波形图。
如图9和10中所示，无源触控笔具有第一笔信号输出时段Pen1，然后预定延迟时间之后具有第二笔信号输出时段Pen2。在第一笔信号输出时段Pen1与第二笔信号输出时段Pen2之间的时段(这两个信号之间的分离时段)期间基本没有笔信号Pen输出。然而，当从具有触摸传感器的电子装置的角度来看时，存在于第一笔信号输出时段Pen1与第二笔信号输出时段Pen2之间的时段对应于用于感测人手指的时段Finger。
因此，存在于第一笔信号输出时段Pen1与第二笔信号输出时段Pen2之间的手指感测时段Finger可定义为用于感测手指的时段。另一方面，在无源触控笔与具有触摸传感器的电子装置接触的同时第一笔信号输出时段Pen1和第二笔信号输出时段Pen2连续输出，如图9中所示。
第一笔信号输出时段Pen1包括信标信号Beacon和数字信号Digital。信标信号Beacon和数字信号Digital可分别被分配大约1.28ms。第二笔信号输出时段Pen2包括压力信号Pressure。压力信号Pressure可被分配大约1.28ms。存在于第一笔信号输出时段Pen1与第二笔信号输出时段Pen2之间的手指感测时段Finger可被分配5ms。
当无源触控笔以上述周期输出笔信号时，在具有触摸传感器的电子装置中按照第N帧视频数据(显示N帧)、第(N+1)帧视频数据(显示N+1帧)等的顺序以帧为单位输入数字视频数据(见Input)。
如上所述，无源触控笔可具有133Hz的驱动频率。第一笔信号输出时段Pen1大约为2.5ms，第一笔信号输出时段Pen1与第二笔信号输出时段Pen2之间的时段大约为5ms。就是说，手指感测时段Finger被执行大约5ms的时段。
第一笔信号输出时段Pen1之后的手指感测时段Finger和第二笔信号输出时段Pen2之后的手指感测时段Finger可设为无源触控笔的笔信号Pen的一个周期的一半。因此，无源触控笔的笔信号Pen的一个周期需要大约15ms。
因为具有触摸传感器的电子装置的驱动频率为60Hz，所以第N帧视频数据(显示N帧)可将16.67ms的时段设为一帧。在输入第N帧视频数据(显示N帧)的时段期间，具有触摸屏的显示面板的控制信号Panel通过被划分为显示驱动时段(D)和触摸传感器驱动时段(F)进行操作。
本发明的第一实施方式将以60Hz的驱动频率输入的帧视频数据存储在帧缓存器(帧缓存)中，以便与无源触控笔的笔信号Pen的驱动频率(133Hz)同步地驱动具有触摸屏的显示面板。然后，本发明的第一实施方式以66.5Hz(其是无源触控笔的笔信号的半周期)的驱动频率驱动具有触摸屏的显示面板。就是说，本发明的第一实施方式将具有触摸屏的显示面板的驱动频率同步为无源触控笔的驱动频率的一半。另一方面，因为帧视频数据是在存储于帧缓存器(帧缓存)中之后输出的，所以帧视频数据在被延迟一个帧时段之后显示在具有触摸屏的显示面板上。
此外，为了易于识别无源触控笔的笔信号Pen(对应于Pen1和Pen2)，本发明的第一实施方式延长垂直消隐时段(vertical blanking period)(与使用无源触控笔之前相比延长大约3ms)并且将第一笔信号(对应于Pen1)同步到延长的垂直消隐时段WV-blank。在除延长的垂直消隐时段WV-blank之外的其余时段(12ms)期间，具有触摸屏的显示面板的显示驱动时段D和触摸传感器驱动时段F交替操作两次或更多次。
延长的垂直消隐时段WV-blank具有对应于第一笔信号输出时段Pen1的时段。具体地说，延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)可与第一笔信号输出时段Pen1的上升沿时段(Pen1的起始时段)同步。然后，延长的垂直消隐时段WV-blank的上升沿时段(WV-blank的结束时段)可具有将结束时段延迟的延迟时间BDT，从而比第一笔信号输出时段Pen1的下降沿时段(Pen1的结束时段)更晚地产生延长的垂直消隐时段WV-blank的上升沿时段(WV-blank的结束时段)。
显示驱动时段D和触摸传感器驱动时段F在一帧交替很多次的驱动方法由于具有长的水平消隐时段而定义为长水平消隐(LHB)时段方法。在显示驱动时段D和触摸传感器驱动时段F交替很多次的LHB时段中具有很多个触摸传感器驱动时段F，使得不仅识别人手指的触摸，而且还识别无源触控笔的触摸。另一方面，在图10中，高逻辑时段对应于显示驱动时段D，低逻辑时段对应于触摸传感器驱动时段F。然而，本发明不限于此。
下文中，与本发明第一实施方式相似地/等同地描述实现无源触控笔与具有触摸传感器的电子装置之间的同步的其他示例。然而，在下面的描述中，将仅描述无源触控笔的第一笔信号输出时段Pen1与施加至具有触摸传感器的显示面板的延长的垂直消隐时段WV-blank之间的关系。
图11是示意性图解根据本发明第二实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图。图12是示意性图解根据本发明第三实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图。图13是示意性图解根据本发明第四实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图。图14是示意性图解根据本发明第五实施方式的无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置的驱动方法的波形图。
如图11中所示，延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)可与第一笔信号输出时段Pen1的上升沿时段(Pen1的起始时段)同步。延长的垂直消隐时段WV-blank的上升沿时段(WV-blank的结束时段)可与第一笔信号输出时段Pen1的下降沿时段(Pen1的结束时段)同步。如上所述，根据第二实施方式，延长的垂直消隐时段WV-blank和第一笔信号输出时段Pen1可具有同步的形式，使得起始时段和结束时段彼此一致。
如图12中所示，延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)可具有使起始时段提早的超前时段FDT，使得在第一笔信号输出时段Pen1的上升沿时段(Pen1的起始时段)之前产生延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)。延长的垂直消隐时段WV-blank的上升沿时段(WV-blank的结束时段)可与第一笔信号输出时段Pen1的下降沿时段(Pen1的结束时段)同步。如上所述，根据第三实施方式，延长的垂直消隐时段WV-blank和第一笔信号输出时段Pen1可具有同步的形式，使得仅结束时段相匹配。
如图13中所示，延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)可具有使起始时段提早的超前时段FDT，使得在第一笔信号输出时段Pen1的上升沿时段(Pen1的起始时段)之前产生延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)。延长的垂直消隐时段WV-blank的上升沿时段(WV-blank的结束时段)可具有使结束时段延迟的延迟时间BDT，使得比第一笔信号输出时段Pen1的下降沿时段(Pen1的结束时段)更晚地产生延长的垂直消隐时段WV-blank的上升沿时段(WV-blank的结束时段)。如上所述，根据第四实施方式，延长的垂直消隐时段WV-blank与第一笔信号输出时段Pen1的起始时段和结束时段不一致。而是，延长的垂直消隐时段WV-blank可具有比这些时段更早开始且更晚结束的形式。
另一方面，如第四实施方式中，当延长的垂直消隐时段WV-blank的宽度比第一笔信号输出时段Pen1的宽度宽时，用于实现同步的裕度更宽，这对于同步更有利。因此，无源触控笔和具有触摸传感器的电子装置可进一步增大解决诸如触控笔的识别错误或坐标计算错误之类的问题的概率。
如图14中所示，延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)可具有使起始时段提早的超前时段FDT，使得在第一笔信号输出时段Pen1的上升沿时段(Pen1的起始时段)之前产生延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)。延长的垂直消隐时段WV-blank的上升沿时段(WV-blank的结束时段)可使结束时段提早，使得在第一笔信号输出时段Pen1的下降沿时段(Pen1的结束时段)之前产生延长的垂直消隐时段WV-blank的上升沿时段(WV-blank的结束时段)。如上所述，根据第五实施方式，延长的垂直消隐时段WV-blank与第一笔信号输出时段Pen1的起始时段和结束时段不一致。而是，延长的垂直消隐时段WV-blank可具有比这些时段更早开始且更快结束的形式。
另一方面，如第五实施方式中，因为信标信号Beacon中包括频率信息，所以可在第一笔信号输出时段Pen1的上升沿时段(Pen1的起始时段)之前产生延长的垂直消隐时段WV-blank的下降沿时段(WV-blank的起始时段)。因此，当延长的垂直消隐时段WV-blank比第一笔信号输出时段Pen1中包括的信标信号Beacon的宽度宽时，可实现同步。然而，解决诸如触控笔的识别错误或坐标计算错误之类的问题的概率略微低于其他实施方式。
在上面的描述中，以将第一笔信号输出时段Pen1和延长的垂直消隐时段WV-blank同步的方式使驱动周期在触控笔与具有触摸屏的显示装置之间同步。然而，本发明不限于此。
为了解决或处理上述限制，本发明改变显示面板的驱动时段(驱动周期)并确保用于接收从无源触控笔20输出的信号的时间。下文中，将描述用于实现本发明上述实施方式的装置的构造和方法。
图15是用于实现本发明实施方式的装置的示例性构造图。
如图15中所示，本发明的实施方式基本提供帧存储器17、时序控制器16、触摸驱动器18和具有触摸屏TSP的显示面板DIS。
当触控笔位于触摸屏TSP上并且从外部输入帧视频数据IMG时，时序控制器16响应于用户输入(例如，切换到无源触控笔使用模式)将帧视频数据IMG存储在帧存储器17中。自触控笔位于触摸屏TSP上的时刻起产生触控笔与具有触摸屏的显示装置之间的同步。在从用户接收输入的情况下，在已经确定了使用无源触控笔的模式之后可省略。
时序控制器16响应于用户选择(例如，无源触控笔的驱动频率)产生并输出用于控制触摸驱动器18和具有触摸屏TSP的显示面板DIS的控制信号Tsync，控制信号Tsync具有可与触控笔的驱动周期(或驱动频率)同步的驱动周期(或驱动频率)。时序控制器16产生并输出用于交替显示驱动时段和触摸传感器驱动时段的控制信号Tsync。此步骤对应于产生和输出用于同步的控制信号的步骤。
具体地说，为了与触控笔同步，时序控制器16以延长的垂直消隐时段(其中垂直消隐时段被延长)与在一帧交替两次或更多次的显示驱动时段和触摸传感器驱动时段相组合的形式产生并输出控制信号Tsync。时序控制器16在输出控制信号Tsync之后加载存储于帧存储器17中的帧视频数据IMG并将帧视频数据IMG输出至数据驱动器。
时序控制器16可产生图10到14中所示的第一到第五实施方式之一中的控制信号Tsync。然而，为了解决由噪声以及触控笔的识别错误导致的问题，可对应于用户的环境条件改变和输出第一到第五实施方式之一中的控制信号Tsync。就是说，时序控制器16可以以自适应频率变化方式实现与触控笔的同步。在这种情况下，驱动频率或驱动周期在触控笔与具有触摸屏的显示装置之间自适应地同步，使得可提高触控笔的识别速率和坐标计算的精度。
如上所述，本发明的实施方式具有使驱动频率或驱动周期在触控笔与具有触摸屏的显示装置之间同步的效果。此外，本发明的实施方式具有解决或处理由于触控笔与具有触摸屏的显示装置之间驱动频率或驱动周期的不同而导致的触控笔的识别错误或坐标计算错误的问题的效果。此外，本发明的实施方式通过使驱动频率或驱动周期在触控笔与具有触摸屏的显示装置之间自适应地同步而具有提高识别速率和坐标计算的精度的效果。
尽管参考多个示例性的实施方式描述了实施方式，但应当理解，所属领域技术人员能够设计出多个其他修改例和实施方式，这落在本发明的原理的范围内。更具体地说，在说明书、附图和所附权利要求书的范围内，在组成部件和/或主题组合构造的配置中可进行各种变化和修改。除了组成部件和/或配置中的变化和修改之外，可选择的使用对于所属领域技术人员来说也将是显而易见的。

Claims (12)

1.一种具有触摸传感器的电子装置，所述电子装置包括：
具有触摸屏的显示面板；
触摸驱动器，所述触摸驱动器用于驱动所述触摸屏；
时序控制器，所述时序控制器用于控制所述显示面板和所述触摸驱动器；和
触控笔，所述触控笔用于向所述触摸屏提供信号，
其中所述时序控制器产生并输出控制信号以与所述触控笔同步，所述控制信号具有延长的垂直消隐时段以及在一帧交替两次或更多次的显示驱动时段和触摸传感器驱动时段，其中在所述延长的垂直消隐时段中，垂直消隐时段被延长，
所述触控笔包括第一笔信号输出时段和第二笔信号输出时段，
所述触控笔的第一笔信号输出时段的信号包括信标信号和数字信号，所述信标信号包括所述触控笔的频率信息和同步信号，所述数字信号包括所述触控笔的频率信息和相位信息，
所述触控笔的第二笔信号输出时段的信号包括压力信号，所述压力信号包括提供与所述触控笔的位置有关的信息的数据，
所述触控笔的第一笔信号输出时段同步于所述延长的垂直消隐时段，
所述触控笔的第二笔信号输出时段对应于所述触摸传感器驱动时段，
所述延长的垂直消隐时段比所述信标信号的宽度宽。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段与所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段同步，并且
所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段比所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段更晚地产生。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段与所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段同步，并且
所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段与所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段同步。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其中在所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段之前产生所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段，并且
所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段与所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段同步。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其中在所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段之前产生所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段，并且
所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段比所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段更晚地产生。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其中在所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段之前产生所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段，并且
在所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段之前产生所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段。
7.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一笔信号输出时段和所述第二笔信号输出时段以预定的延迟时间分离。
8.一种具有触摸传感器的电子装置的驱动方法，所述电子装置包括：具有触摸屏的显示面板；触摸驱动器，所述触摸驱动器用于驱动所述触摸屏；时序控制器，所述时序控制器用于控制所述显示面板和所述触摸驱动器；和触控笔，所述触控笔用于向所述触摸屏提供信号，所述方法包括：
当所述触控笔位于所述触摸屏上并且从外部输入帧视频数据时，将所述帧视频数据存储在帧存储器中，并且产生和输出用于与所述触控笔同步的控制信号，
其中所述控制信号具有延长的垂直消隐时段以及在一帧交替两次或更多次的显示驱动时段和触摸传感器驱动时段，其中在所述延长的垂直消隐时段中，垂直消隐时段被延长，
所述触控笔包括第一笔信号输出时段和第二笔信号输出时段，
所述触控笔的第一笔信号输出时段的信号包括信标信号和数字信号，所述信标信号包括所述触控笔的频率信息和同步信号，所述数字信号包括所述触控笔的频率信息和相位信息，
所述触控笔的第二笔信号输出时段的信号包括压力信号，所述压力信号包括提供与所述触控笔的位置有关的信息的数据，
所述触控笔的第一笔信号输出时段同步于所述延长的垂直消隐时段，
所述触控笔的第二笔信号输出时段对应于所述触摸传感器驱动时段，
所述延长的垂直消隐时段比所述信标信号的宽度宽。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其中所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段与所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段同步，并且
所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段比所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段更晚地产生。
10.根据权利要求8所述的驱动方法，其中所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段与所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段同步，并且
所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段与所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段同步。
11.根据权利要求8所述的驱动方法，其中在所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段之前产生所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段，并且
所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段比所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段更晚地产生。
12.根据权利要求8所述的驱动方法，其中在所述触控笔的第一笔信号输出时段的上升沿时段之前产生所述延长的垂直消隐时段的下降沿时段，并且
在所述触控笔的第一笔信号输出时段的下降沿时段之前产生所述延长的垂直消隐时段的上升沿时段。
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