CN110383219B - 触摸控制器、触控显示***及触控显示同步方法 - Google Patents

触摸控制器、触控显示***及触控显示同步方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种触摸控制器，包括：侦测电路，用于侦测显示面板被驱动而通过触摸传感器所产生的感应信号，根据感应信号获得至少一同步信号；和触摸检测电路，用于根据同步信号输出触控驱动信号至触摸传感器。本申请提供的触摸控制器通过触摸传感器从显示面板获得同步信号，从而降低触摸控制器与面板驱动电路之间的信号干扰。

Description

触摸控制器、触控显示***及触控显示同步方法
技术领域
本申请涉及触控显示技术，尤其涉及一种触摸控制器、触控显示***及触控显示同步方法。
背景技术
随着科技的进步与发展，触控显示屏的厚度也越来越薄，因此，当触控显示屏的面板驱动电路(Display Drive Integrated Circuit)驱动显示屏显示画面时，其对触控电路的干扰也随之产生。传统上，为了达到显示同步，触控显示屏***中用于驱动显示屏的面板驱动电路与用于检测触控面板的触控电路(或称触摸控制器)之间需额外通过接脚(pin)连接，使得面板驱动电路与触控电路达到同步状态，也就是说，在面板驱动电路需要设置输出同步信号的接脚，而触摸控制器则需要对应设置用于接收同步信号的接脚。然而，在本领域的实际产业状态下，面板驱动电路与触摸控制器一般是由不同的制造商生产，那么在设计和制造过程中，这些制造商之间就需要互相配合，才能通过接脚传送同步信号以使得面板驱动电路与触控电路之间实现同步。如此一来，无论对于面板驱动电路还是触摸控制器的制造商而言，其设计生产流程会相对复杂而缺乏灵活性。除此之外，当显示面板分辨率(Resolution)提高时，面板驱动电路与触控电路之间的干扰及同步复杂度也随之提高。因此，现有技术实有改进的必要。
发明内容
因此，本申请的主要目的之一即在于提供一种触摸控制器，以改善现有技术的缺点。
本发明一实施方式的触摸控制器包括：侦测电路，用于侦测显示面板被驱动而通过触摸传感器所产生的感应信号，并根据所述感应信号获得至少一同步信号；以及触摸检测电路，用于根据所述同步信号输出触控驱动信号至所述触摸传感器。
本发明的另一方面，提供了一种触控显示***，其包括面板驱动电路和触摸控制器，所述面板驱动电路用于驱动显示面板，所述触摸控制器用于检测触摸传感器所受到的触摸操作，并包括侦测电路触摸检测电路，所述侦测电路用于侦测所述显示面板被所述面板驱动电路驱动而通过所述触摸传感器所产生的感应信号，并根据所述感应信号获得至少一同步信号；所述触摸检测电路用于根据所述同步信号输出触控驱动信号至所述触摸传感器。
其中，在一个实施例中，所述感应信号是由面板驱动电路在驱动所述显示面板时所输出的面板驱动信号在所述触摸传感器与所述显示面板之间耦合产生的杂散电流。
其中，在一个实施例中，所述感应信号通过所述显示面板的驱动线或显示像素与所述触摸传感器的感应电极之间形成的耦合电容传递到所述侦测电路。
其中，在一个实施例中，其特征在于，所述同步信号根据所述感应信号直接获得，或者自所述感应信号中提取或计算得到所述同步信号。
其中，在一个实施例中，所述侦测电路根据所述感应信号的频率及相位提取所述至少一同步信号。
其中，在一个实施例中，所述侦测电路与所述触摸检测电路集成或封装成为一体。
其中，在一个实施例中，所述所述触摸检测电路形成单一芯片，所述侦测电路设置于所述触摸检测电路之外。
其中，在一个实施例中，所述侦测电路与所述触摸控制器复用所述触摸传感器的至少一感应电极。
其中，在一个实施例中，所述侦测电路获取所述感应信号时，所述触摸传感器的驱动电极被所述触摸检测电路输出的触摸驱动信号所驱动。
其中，在一个实施例中，所述触摸驱动信号的频率与驱动所述显示面板的面板驱动信号相互错开。
其中，在一个实施例中，所述同步信号包括水平同步信号和垂直同步信号其中至少之一。
本发明的第三方面，提供一种触控显示同步方法，用于触控显示***，其中所述触控显示***包含显示面板、面板驱动电路、侦测电路及触摸控制器，其特征在于，包括：
所述面板驱动电路驱动所述显示面板，产生一感应信号；
所述侦测电路侦测所述感应信号，并根据所述感应信号产生至少一同步信号；以及
所述触摸控制器根据所述至少一同步信号与所述显示面板同步。
其中，在一个实施方式中，所述触摸控制器根据所述感应信号的频率或者相位得到所述同步信号。
其中，在一个实施方式中，所述感应信号是由面板驱动电路在驱动所述显示面板时所输出的面板驱动信号在所述触摸传感器与所述显示面板之间耦合产生的杂散电流。
其中，在一个实施方式中，所述侦测电路获取所述感应信号时，所述触摸传感器的驱动电极被所述触摸控制器输出的触摸驱动信号所驱动。
其中，在一个实施方式中，所述触摸驱动信号的频率与驱动所述显示面板的面板驱动信号相互错开。
本申请实施方式的触控显示***通过同步信号以同步触摸控制器与面板驱动电路，降低触摸控制器与面板驱动电路之间的干扰，进而改善现有技术的缺点。
附图说明
图1为本申请实施例的一触控显示***的示意图；
图2为本申请实施例的另一触控显示***的示意图；
图3为本申请实施例的一同步方法的示意图；
图4为本申请实施例的另一触控显示***的示意图；
图5为图4的触控显示***的一触摸控制器的示意图；
图6为本申请实施例的触控显示***的一信号时序的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参考图1，图1为本申请实施例的一触控显示***10的示意图。触控显示***10包含有一显示面板102、一面板驱动电路104、一侦测电路106及一触摸控制器108。触控显示***10可为智能手机、平板计算机等具有触控功能的触控显示器。显示面板102可包括液晶显示面板，面板驱动电路104用来驱动显示面板102，例如，面板驱动电路104可包含时序控制器(Timing Controller)、源极驱动器(Source Driver)、栅极驱动器(Gate Driver)，其中源极驱动器与栅极驱动器根据时序控制器的同步信号及控制信号驱动液晶显示面板的各个像素。显示面板102可以将触摸传感器(Touch Panel，图未示)包括在内，显示面板102也可以与触摸传感器相互独立设置。侦测电路106用来侦测面板驱动电路104于驱动显示面板102时所产生的一感应信号，并提取感应信号中的至少一同步信号sync，例如，用来同步面板的每一扫描线的水平同步信号H_sync或用来同步每一画面的栅极驱动器垂直同步信号V_sync。如此一来，触摸控制器108可根据同步信号sync驱动和感应触摸传感器，从而与显示面板102达到触摸显示同步，即所述显示面板的显示与触摸传感器的触摸检测同步。
详细来说，为了确保触摸控制器与面板显示的时序相同，需将面板与触摸控制器之间的操作同步。有别于传统于面板驱动电路104与触摸控制器108之间增加接脚或接线后所产生的干扰问题，本申请的侦测电路106通过感应面板驱动电路104于驱动显示面板102时所产生的感应信号，并且提取其中的同步信号sync，再传送至触摸控制器108，使得触摸控制器108与显示面板102达到同步。在一实施例中，感应信号可以是触摸控制器108或触摸传感器与显示面板102耦合所产生的一杂散电流，接着，侦测电路106根据感应信号的频率及相位，提取出同步信号sync。举例来说，当面板驱动电路104的栅极驱动器在同步信号的控制下驱动显示面板102的一扫描线(Scan Line)时，扫描线与面板的一触摸传感器(图未示)的感应电极(Sensor Electrode)之间形成耦合电容，进而于显示面板102的一像素导通时与触摸传感器之间产生杂散电流，接着，侦测电路106于侦测到杂散电流后，根据杂散电流的频率及相位，提取出同步信号sync。或者，在另一实施例中，侦测电路106以一感应方式直接获得同步信号sync，以同步面板驱动电路104与触摸控制器108。又或者，侦测电路106可根据感测到的面板驱动电路104驱动显示面板102的驱动信号的周期获得同步信号。举例来说，于触摸控制器108检测到感应信号后，侦测电路106可通过源极驱动的一水平空白区间(Horizontal Blanking Period)或栅极驱动的一垂直空白区间(Vertical BlankingPeriod)感测面板驱动电路104驱动显示面板102的感应信号及其周期，以进一步产生同步信号，但不限于此。
根据不同应用及设计理念，触控显示***10可以各式各样的方式实现。举例来说，请参考图2，图2为本申请实施例的另一触控显示***20的示意图。触控显示***20可为如智能手机、平板计算机等具有触控功能的触控显示器。触控显示***20类似于图1所示的触控显示***10，因此功能相似的组件及信号沿用相同的符号。不同于图1的触控显示***10，触控显示***20的一侦测电路206是包含在一触摸控制器208之中。因此，通过侦测电路206侦测显示面板102的一感应信号，以进一步地提取或以一感应方式产生至少一同步信号sync，再提供触摸控制器208使用。换句话说，在此实施例中，触摸控制器208的侦测电路206可于面板驱动电路104驱动面版102时，提取感应信号以产生同步信号sync，从而使触摸控制器208与显示面板102显示同步。如此一来，本申请的触控显示***20可不需额外设置接脚连接面板驱动电路104与触摸控制器208，即可使触摸控制器208与面板驱动电路104达到同步状态。
值得注意的是，侦测电路除了可独立设置于触摸控制器外部(如图1所示的侦测电路106)，也可设置于触摸控制器之内(如图2所示的侦测电路206)，而不限于此，皆适用于本申请。然而，在上述情形下，侦测电路均可直接利用触摸控制器原有的检测信道，以进行感应信号的提取或感应。例如，侦测电路可与触摸控制器复用触摸传感器的某一感应电极来检测由显示面板受到驱动所引起的所述感应信号，这里的复用即与感应电极至少在同步信号侦测时间或者触摸检测期间内产生连接。
关于触控显示***10及20的运作原理，请参考图3。图3为本申请实施例的一同步方法30的示意图，同步方法30的详细步骤如下：
步骤300：开始。
步骤302：面板驱动电路驱动显示面板，显示面板与触摸传感器之间产生感应信号。
步骤304：侦测电路侦测感应信号，并提取感应信号中的同步信号sync。
步骤306：触摸控制器根据同步信号sync与面板驱动电路同步。
步骤308：结束。
由上述可知，通过同步方法30，触控显示***10、20通过侦测电路106、206侦测面板驱动电路104驱动显示面板102时在显示面板与触摸传感器(触控面板)之间所产生的感应信号，并提取感应信号中的同步信号sync，以提供触摸控制器108、208使用，从而与显示面板102达到显示同步，并且避免面板驱动电路104对触摸控制器108、208造成的干扰。
根据不同应用及设计理念，触控显示***10可以各式各样的方式实现。举例来说，在一实施例中，请参考图4，图4为本申请实施例的另一触控显示***40的示意图。触控显示***40可以是智能手机、平板电脑等具有触控功能的触控显示器。触控显示***40可以是一外挂式触控显示***，包含有一显示面板402、一面板驱动电路404、一侦测电路406、一触摸控制器408及一触摸传感器410。显示面板402可为液晶显示面板等各种显示面板，面板驱动电路404用来驱动显示面板402。在此例中，面板驱动电路404可包含一时序控制器(图未示)、一源极驱动器SD及一栅极驱动器GD，其中源极驱动器SD与栅极驱动器GD根据时序控制器的同步信号及控制信号，通过扫描线或数据线(Data line)驱动显示面板402的各个像素(为了简洁，图4仅绘示扫描线与显示面板402之间的连接关系)。侦测电路406包含于触摸控制器408中，用来侦测面板驱动电路404驱动显示面板402所产生的感应信号，而触摸传感器410用来接收一使用者的按压或触摸，并根据按压或触摸产生相应的信号变化，这些变化的信号可被触摸控制器408所检测到从而可用于判断被触摸位置的坐标等信息。在另一实施例中，触摸控制器408可另包含一触摸检测电路(图未示)用于根据同步信号输出驱动信号至触摸传感器410。
关于触控显示***40运作原理，请同时参考图5，图5为图4的触控显示***40的一触摸控制器408的示意图。触摸控制器408可包含多个接收端RX1～RXn、多个传送端TX1～TXm、一模拟前端(Analog Front End，AFE)电路、一数字模拟转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)电路及侦测电路406。举例来说，当触摸传感器410受到使用者的按压或者触摸时，显示面板402无论是否收到触摸均持续的受到驱动而显示画面，具体的，面板驱动电路404产生驱动信号并加载到显示面板402上的扫描线、数据线或像素，比如，图4中面板驱动电路404在同步信号的控制下，将驱动信号输出到扫描线，而数据线则将画面数据传送到各个显示像素从而实现画面的显示。而显示面板402的扫描线与触摸传感器410的感应电极之间形成耦合电容，进而产生杂散电流，通过触摸控制器408的接收端(或接收通道、感应通道)RX1～RXn测得相应的感应信号，再经过模拟前端电路与数字模拟转换器电路转换感应信号后，侦测电路406可根据显示面板402上的扫描线、数据线或像素与触摸传感器410之间所产生的杂散电流的频率及相位，进一步地以提取或以感应方式产生同步信号Vsync、Hsync。最后，通过传送端TX1～TXm将同步信号提供至触摸控制器408，即可使触摸控制器408与显示面板402的显示达到同步状态。此外，侦测电路406也可通过面板驱动电路404驱动数据线或像素时，与触摸传感器410之间所产生的杂散电流的频率及相位，提取同步信号Vsync、Hsync，而不限于此。值得注意的是，触控显示***40的显示面板402不需额外增加专用于产生感应信号的电极，而只需在原有架构下，利用面板驱动电路404与显示面板402的扫描线、数据线以及触摸传感器410的感应电极，即可使触摸控制器408与面板驱动电路104达到同步状态。
具体而言，请参考图6，图6为本申请实施例的触控显示***40的一信号时序的示意图。图6包含有同步信号Vsync和Hsync、扫描线1～3、触摸控制器408的接收端RX1与传送端TX1的信号时序图，为求简洁，传送端TX2～TXm以及接收端RX2～RXn的信号未示于图。在一实施例中，当触控显示***40执行显示面板402与触摸控制器408之间的同步方法时，面板驱动电路404在同步信号的控制下，将驱动信号输出到扫描线，扫描线与触摸传感器410的感应电极之间形成耦合电容，进而产生杂散电流。接着，通过触摸控制器408的接收端RX1～RXn测得相应的感应信号，经过模拟前端电路与数字模拟转换器电路转换感应信号后，侦测电路406可自任一或多个接收端RX1～RXn测得相应的感应信号中提取同步信号Vsync、Hsync，使得触摸控制器408与面板驱动电路104根据同步信号Vsync、Hsync达到同步状态。具体而言，侦测电路406可自驱动扫描线1～3的驱动信号的一周期T1提取同步信号Vsync，或者可自驱动扫描线1～3的驱动信号的一周期T2、T3、T4提取同步信号Hsync，此外，侦测电路406也可根据多个周期(例如，T2～T4)提取同步信号Hsync。如此一来，传送端TX1的信号可根据同步信号Vsync达到同步。值得注意的是，图6中同步信号Vsync与传送端TX1的信号之间的一连线是为了表示同步信号Vsync与传送端TX1的信号位在同一个周期内，但具有延迟的同步状态。在另一实施例中，也可使同步信号Vsync与传送端TX1的信号位在同一个周期内，并且达到零延迟的同步状态。或者，也可自数据线的驱动信号，提取出同步信号Hsync，进而与传送端TX1的信号达到同步状态，均适用于本申请。
上述实施例为用来说明同步信号Hsync、Vsync与传送端TX1的信号达到同步状态的方法。进一步地，当触控显示***40于执行触摸检测功能以及同步方法时，在一实施例中，触控显示***40可在触摸传感器410的驱动电极或感应电极被驱动的同时，获取同步信号Vsync、Hsync，也就是说，触控显示***40可同时执行触摸检测功能与同步功能。或者，在另一实施例中，触控显示***40也可在触摸传感器410的感应电极未被驱动的情形下(即不执行触摸检测时)，仍通过感应电极以获得同步信号Vsync、Hsync。如此一来，如图6所示，触控显示***40的触摸控制器408与面板驱动电路104之间不需额外增加专用于产生感应信号的电极，在原有架构下，即可达到触摸控制器408与面板驱动电路104的同步状态。值得注意的是，当触摸控制器408检测同步信号时，传送端TX1～TXm也可同时执行触摸检测功能，此外，图6实施例仅描述通过同步信号Vsync使触摸控制器408与面板驱动电路104同步，但不限于此，也可通过同步信号Hsync达到相同目的，均适用于本申请。
需注意的是，前述实施例为用以说明本申请的精神，本领域的技术人员当可据以作适当的修饰。举例来说，除了上述侦测电路自感应信号提取同步信号的方法，或感应同步信号的方式以外，也可以其他具有相同功能的电路或方法实现，而不限于此，皆适用于本申请。
综上所述，本申请的触控显示***，通过同步信号使触摸控制器与面板驱动电路达到同步状态，并且避免面板驱动电路对触摸控制器造成的干扰情形发生。
以上所述仅为本申请的部分实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种触摸控制器，其特征在于，包括：
侦测电路，用于侦测显示面板被驱动而通过触摸传感器所产生的感应信号，并根据所述感应信号获得至少一同步信号；以及
触摸检测电路，用于根据所述同步信号输出触控驱动信号至所述触摸传感器；
所述感应信号是由面板驱动电路在驱动所述显示面板时所输出的面板驱动信号在所述触摸传感器与所述显示面板之间耦合产生的杂散电流；其中，所述显示面板的扫描线与所述触摸传感器的感应电极之间形成耦合电容，进而于所述显示面板的显示像素导通时与所述触摸传感器之间产生所述杂散电流，所述侦测电路根据所述杂散电流的频率及相位，提取出同步信号；
所述感应信号通过所述显示面板的驱动线或所述显示像素与所述触摸传感器的所述感应电极之间形成的所述耦合电容传递到所述侦测电路；
所述触摸控制器还包括多个接收端、多个传送端、一模拟前端电路、一数字模拟转换器电路及所述侦测电路，所述侦测电路利用所述触摸控制器原有的检测通道，以进行感应信号的提取和感应，并通过所述传送端将同步信号提供至所述触摸控制器，使触摸控制器与显示面板的显示达到同步状态。
2.如权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于，所述同步信号根据所述感应信号直接获得，或者自所述感应信号中提取或计算得到所述同步信号。
3.如权利要求2所述的触摸控制器，其特征在于，所述侦测电路根据所述感应信号的频率及相位提取所述至少一同步信号。
4.如权利要求1-3任意一项所述的触摸控制器，其特征在于，所述侦测电路与所述触摸检测电路集成或封装成为一体。
5.如权利要求1-3任意一项所述的触摸控制器，其特征在于，所述触摸检测电路形成单一芯片，所述侦测电路设置于所述触摸检测电路之外。
6.如权利要求4所述的触摸控制器，其特征在于，所述侦测电路与所述触摸控制器复用所述触摸传感器的至少一感应电极。
7.如权利要求5所述的触摸控制器，其特征在于，所述侦测电路与所述触摸控制器复用所述触摸传感器的至少一感应电极。
8.如权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于，所述侦测电路获取所述感应信号时，所述触摸传感器的驱动电极被所述触摸检测电路输出的触摸驱动信号所驱动。
9.如权利要求8所述的触摸控制器，其特征在于，所述触摸驱动信号的频率与驱动所述显示面板的面板驱动信号相互错开。
10.如权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于，所述同步信号包括水平同步信号和垂直同步信号其中至少之一。
11.一种触控显示***，其特征在于，包括： 面板驱动电路，用于驱动显示面板；以及触摸控制器，所述触摸控制器用于检测触摸传感器所受到的触摸操作，并包括： 侦测电路，用于侦测所述显示面板被所述面板驱动电路驱动而通过所述触摸传感器所产生的感应信号，并根据所述感应信号获得至少一同步信号；和 触摸检测电路，用于根据所述同步信号输出触控驱动信号至所述触摸传感器；
所述感应信号是由所述面板驱动电路在驱动所述显示面板时所输出的面板驱动信号在所述触摸传感器与所述显示面板之间耦合产生的杂散电流；其中，所述显示面板的扫描线与所述触摸传感器的感应电极之间形成耦合电容，进而于所述显示面板的显示像素导通时与所述触摸传感器之间产生所述杂散电流，所述侦测电路根据所述杂散电流的频率及相位，提取出同步信号；
所述触摸控制器还包括多个接收端、多个传送端、一模拟前端电路、一数字模拟转换器电路及所述侦测电路，所述侦测电路利用所述触摸控制器原有的检测通道，以进行感应信号的提取和感应，并通过所述传送端将同步信号提供至所述触摸控制器，使触摸控制器与显示面板的显示达到同步状态。
12.如权利要求11所述的触控显示***，其特征在于，所述同步信号根据所述感应信号直接获得，或者自所述感应信号中提取或计算得到所述同步信号。
13.如权利要求11所述的触控显示***，其特征在于，所述侦测电路根据所述感应信号的频率及相位提取所述至少一同步信号。
14.如权利要求11所述的触控显示***，其特征在于，所述侦测电路与所述触摸检测电路集成或封装成为一体。
15.如权利要求11所述的触控显示***，其特征在于，所述触摸检测电路形成单一芯片，所述侦测电路设置于所述触摸检测电路之外。
16.如权利要求12或13所述的触控显示***，其特征在于，所述侦测电路与所述触摸控制器复用所述触摸传感器的至少一感应电极。
17.如权利要求11所述的触控显示***，其特征在于，所述侦测电路获取所述感应信号时，所述触摸传感器的驱动电极被所述触摸检测电路输出的触摸驱动信号所驱动。
18.如权利要求17所述的触控显示***，其特征在于，所述触摸驱动信号的频率与驱动所述显示面板的面板驱动信号相互错开。
19.如权利要求11所述的触控显示***，其特征在于，所述同步信号包括水平同步信号和垂直同步信号其中至少之一。
20.一种触控显示同步方法，用于触控显示***，其中所述触控显示***包含显示面板、面板驱动电路、侦测电路及触摸控制器，其特征在于，包括： 所述面板驱动电路驱动所述显示面板，产生一感应信号； 所述侦测电路侦测所述感应信号，并根据所述感应信号产生至少一同步信号；以及 所述触摸控制器根据所述至少一同步信号与所述显示面板同步；
所述感应信号是由面板驱动电路在驱动所述显示面板时所输出的面板驱动信号在触摸传感器与所述显示面板之间耦合产生的杂散电流；其中，所述显示面板的扫描线与所述触摸传感器的感应电极之间形成耦合电容，进而于显示所述面板的显示像素导通时与所述触摸传感器之间产生所述杂散电流，所述侦测电路根据所述杂散电流的频率及相位，提取出同步信号；
所述感应信号通过所述显示面板的驱动线或所述显示像素与所述触摸传感器的所述感应电极之间形成的所述耦合电容传递到所述侦测电路；
所述触摸控制器还包括多个接收端、多个传送端、一模拟前端电路、一数字模拟转换器电路及所述侦测电路，所述侦测电路利用所述触摸控制器原有的检测通道，以进行感应信号的提取和感应，并通过所述传送端将同步信号提供至所述触摸控制器，使触摸控制器与显示面板的显示达到同步状态。
21.如权利要求20所述的触控显示同步方法，其特征在于，所述触摸控制器根据所述感应信号的频率或者相位得到所述同步信号。
22.如权利要求20所述的触控显示同步方法，其特征在于，所述侦测电路获取所述感应信号时，所述触摸传感器的驱动电极被所述触摸控制器输出的触摸驱动信号所驱动。
23.如权利要求22所述的触控显示同步方法，其特征在于，所述触摸驱动信号的频率与驱动所述显示面板的面板驱动信号相互错开。
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