專利名稱：觸摸感測的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種觸敏矩陣顯示器、顯示裝置及其觸摸感測方法，該矩陣顯示器是這樣類型的，其中像素具有如下光學狀態(tài)當不被尋址時該光學狀態(tài)基本上保持比向像素寫數(shù)據(jù)所需的時間周期長。
背景技術：
在這種觸敏矩陣顯示器中，通常，通過選擇與被選擇的一個選擇電極相關的一行像素，并向被選行像素寫數(shù)據(jù)，由此向像素寫數(shù)據(jù)。在尋址周期(還被稱為幀周期)期間，多個行一個一個地被選擇，以便給與被選行相關的像素供給數(shù)據(jù)。由于在尋址周期期間，連續(xù)地將數(shù)據(jù)寫入像素，因此在沿著行的方向的觸摸位置的感測不能使用數(shù)據(jù)電極。因而，需要復雜的驅動方案來感測觸摸位置，或者必須實現(xiàn)在數(shù)據(jù)電極的方向延伸的分離電極。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種具有不復雜地驅動的觸敏矩陣顯示器。
本發(fā)明的第一方案提供一種如權利要求1所述的觸敏矩陣顯示器。本發(fā)明的第二方案提供一種如權利要求9所述的顯示裝置。本發(fā)明的第三方案提供一種如權利要求10所述的觸摸感測方法。有利實施例被限定在從屬權利要求中。
根據(jù)本發(fā)明的觸敏矩陣顯示器在感測周期感測觸摸輸入，其中感測周期被選擇以便與在尋址周期被寫入像素的數(shù)據(jù)不同時發(fā)生。如現(xiàn)在這樣，在感測周期期間在進行感測的同時沒有數(shù)據(jù)寫入顯示器，感測將是不復雜的。感測周期可以被選擇以便在連續(xù)的尋址周期之間發(fā)生，因為顯示器具有像素，該像素的光學狀態(tài)基本上保持比尋址周期持續(xù)得更長。基本上持續(xù)得比尋址周期長的這種保持周期例如可以在雙穩(wěn)態(tài)顯示器如電泳顯示器中可以獲得。通常情況下，這種顯示器在保持周期被斷電，但是現(xiàn)在在保持周期進行感測。
現(xiàn)有技術EP-B-0416176公開了一種非機械和非發(fā)射矩陣顯示器，該顯示器向顯示器的行和列電極供給信號以便顯示信息，并且利用行和列電極感測電耦合到顯示器的輸入筆的位置。在一個實施例中，在提供顯示數(shù)據(jù)之前，為被選行執(zhí)行觸摸感測功能。在另一個實施例中，在向被選行提供顯示數(shù)據(jù)之前，通過掃描所有行而執(zhí)行觸摸感測功能。通常，觸摸感測功能在一幀中至少發(fā)生一次，從而可以快速反應筆的移動，筆的移動應該被顯示在顯示器上，能看到由筆在顯示器上所寫的字符，這是基本要求。這種感測方法消耗相對高的功率。根據(jù)本發(fā)明的感測以基本上低于幀速率的速率進行，因而降低了功耗。
在如權利要求2所限定的實施例中，在感測周期期間，可以使用已有數(shù)據(jù)電極來感測行方向的觸摸位置，因為只在尋址周期寫數(shù)據(jù)。
在如權利要求3所限定的實施例中，尋址電路和感測電路是可操作的并只分別在尋址周期和感測周期期間消耗功率。在它們可操作的各個時間周期之外，由這些電路消耗的功率將是最小的，因此總功耗將降低。
在如權利要求4所限定的實施例中，在比保持周期短的感測周期、在保持周期重復執(zhí)行感測。在感測周期之外，感測電路被斷電。因而，功耗將進一步降低。
在如權利要求5所限定的實施例中，在檢測到第一觸摸輸入之后，感測電路連續(xù)地被供電，從而增加感測速度。
通過下面參照實施例的說明將使本發(fā)明的這些和其它方案更顯然。


在圖中圖1表示包括觸敏矩陣顯示器的顯示裝置的方框圖，圖2表示說明圖1的顯示裝置的操作的信號，和圖3更詳細地表示觸敏矩陣顯示器的一部分。
不同附圖中的相同參考標記表示相同的信號或執(zhí)行相同功能的相同元件。
具體實施例方式
圖1示出了包括觸敏矩陣顯示器的顯示裝置的方框圖。觸敏矩陣顯示器包括交叉的選擇電極11和數(shù)據(jù)電極12。像素10與選擇電極11和數(shù)據(jù)電極12的交叉部分相關。用于驅動顯示器的尋址電路包括數(shù)據(jù)驅動器2和選擇驅動器3。數(shù)據(jù)驅動器2接收輸入數(shù)據(jù)VI和向數(shù)據(jù)電極12提供數(shù)據(jù)信號DA。選擇驅動器3向選擇電極11提供選擇信號SD。
感測電路5包括多個測量電路(例如電荷靈敏放大器)50，它們每個的輸入端耦合到選擇電極11；和多個測量電路(例如電荷靈敏放大器)60，它們每個的輸入端耦合到數(shù)據(jù)電極12。耦合到測量電路50的輸出端的檢測電路51提供位置指示VP，耦合到測量電路60的輸出端的檢測電路61提供位置指示HP。位置確定電路70耦合到檢測電路51和61，以便接收在分別沿著數(shù)據(jù)電極12和選擇電極11的方向上的觸摸事件的位置VP、HP，并提供觸摸位置TP。
控制電路1分別給數(shù)據(jù)驅動器2、選擇驅動器3和感測電路5提供控制信號CD、CS和CP。信號處理電路6接收觸摸位置TP和給數(shù)據(jù)驅動器2提供輸入數(shù)據(jù)VI。輸入數(shù)據(jù)VI取決于感測到的觸摸位置。
圖2示出了說明圖1的顯示裝置的操作的信號。
圖2A示出了控制信號CS，該控制信號CS控制選擇驅動器3，以便在尋址周期AP期間一個一個地選擇選擇電極11。每個選擇電極11的選擇時間是選擇周期SE。
圖2B示出了在每個選擇周期SE期間提供給選擇電極11的被選擇一個的數(shù)據(jù)信號DA。在每個選擇周期SE期間，數(shù)據(jù)信號DA必須被提供給每個數(shù)據(jù)電極12，如由交叉方框表示的。
圖2C示出了提供給感測電路5的控制信號CP?？刂菩盘朇P的高電平表示感測電路5感測觸摸事件以確定觸摸位置的感測周期SP。感測周期SP可以在保持周期HP期間連續(xù)地或間歇地發(fā)生。感測周期SP可以與在間歇地發(fā)生的感測周期SP之一期間檢測到的第一觸摸事件連續(xù)地發(fā)生?？梢栽谕瓿杀３种芷贖P期間或只在感測周期SP期間給感測電路5供電。
圖2D表示在觸摸周期TP期間發(fā)生的觸摸事件。
觸摸事件由感測電路5來檢測，感測電路5包括測量電路50和60、觸摸位置確定電路51和61、以及組合器70。由于感測電路5在尋址周期AP期間是不工作的，因此在尋址周期AP期間發(fā)生的觸摸事件不能被感測到。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，從像素10的元件或設置在像素10附近的元件的改變性能來確定觸摸事件。例如，當穿過像素10施加壓力時的像素10的像素電容的改變電容可以通過測量電路50和60來測量，而測量電路50和60在這種情況下是電荷靈敏放大器。或者，壓敏元件R1可以設置在像素10附近，并且測量電路50和60例如通過在壓敏元件R1的兩端施加固定電壓時檢測流過該壓敏元件R1的電流來確定壓敏元件R1的阻抗變化。很多替換方法也可以用于檢測觸摸事件。例如，還可以使光敏元件與每一個像素10相關，以便檢測在觸摸位置上的光的強度的下降。
觸摸位置確定電路51根據(jù)測量電路50的輸出信號確定沿著數(shù)據(jù)電極12的方向上的觸摸事件的位置，其表示在數(shù)據(jù)電極的方向上的何處檢測到信號。通常情況下，數(shù)據(jù)電極12在垂直方延伸，并且觸摸確定電路51提供觸摸事件的垂直位置，作為表示對應檢測到觸摸事件的垂直位置VP的選擇電極11的編號(number)。觸摸位置確定電路61確定沿著選擇電極11的方向上的觸摸事件的位置。通常，選擇電極11在水平方向延伸，并且觸摸確定電路61提供觸摸事件的水平位置HP。任選的組合器70將水平和垂直位置組合成單個數(shù)據(jù)字TP。電路51、61和70可以是專用電路或微處理器。
如關于圖2中所示的信號進行說明的，顯示面板的尋址只是一個例子而已。還可以按照其它方案例如一個一個地選擇像素10。
圖3更詳細地示出了觸敏矩陣顯示器的一部分。
所示的觸敏矩陣顯示器的一部分包括像素10之一的像素電容C1、存儲電容器C2、列電容C3和通常是薄膜晶體管的開關S1。開關S1的控制電極連接到第N個選擇電極11。開關S1的主電流路徑連接在數(shù)據(jù)電極12和節(jié)點N1之間。列電容C3設置在數(shù)據(jù)電極12和節(jié)點N1之間。存儲電容C2設置在節(jié)點N1和連續(xù)的第(N+1)個選擇電極11之間。像素電容C1設置在節(jié)點N1和公共電極CE之間，其中所有的或一組像素10連接到公共電極CE。
電荷靈敏放大器50連接到連續(xù)的第(N+1)個選擇電極11，以便測量由觸摸事件引起的像素電容C1的變化值導致的流經存儲電容C2的電荷。電荷靈敏放大器60連接到數(shù)據(jù)電極12，以便測量由觸摸事件引起的像素電容C1的變化值導致的流經列電容C3的電荷。在現(xiàn)有技術矩陣顯示器中，不可能將電荷靈敏放大器60直接連接到數(shù)據(jù)電極12，因為數(shù)據(jù)電極12繼續(xù)用于向像素10中寫數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，與存儲電容器C2相比，列電容C3足夠小，以便防止在顯示尋址(例如，列電容C3的值比存儲電容器C2的值至少小十倍)期間發(fā)生過量交擾。
如果用分開的觸敏元件R1來確定觸摸位置，則矩陣顯示器可以構成為使得這個分開的觸敏元件R1例如與容性元件C4串聯(lián)設置在數(shù)據(jù)電極12和連續(xù)的第(N+1)選擇電極11之間。
應該指出的是，上述實施例不是用于限制本發(fā)明的，在不脫離所附權利要求的范圍內的情況下，本領域技術人員都能設計出很多替換在權利要求書中，置于圓括號之間的任何參考標記不應該構成為對權利要求的限制。詞語“包括”不排除存在該權利要求中所列舉的元件或步驟以外的元件或步驟。本發(fā)明可以通過包括幾個不同元件的硬件和通過合適的編程計算機來實施。在列舉幾種裝置的裝置權利要求中，這些裝置的幾個可以通過硬件的一個和相同的項目來體現(xiàn)。在互相不同的從屬權利要求中限定的某些措施不表示這些措施的組合不能有利地被使用。
權利要求
1.一種觸敏矩陣顯示器，包括像素矩陣，用于在尋址周期(AP)期間向像素寫數(shù)據(jù)(DA)的尋址電路，該像素具有如下光學狀態(tài)當不被尋址時它保持基本上比尋址周期(AP)之一更長，用于在感測周期(SP)期間感測顯示器上的觸摸位置的感測電路，和用于控制尋址電路和感測電路以便獲得不重疊的尋址周期(AP)和感測周期(SP)的控制器，其中感測周期(SP)不中斷尋址周期(AP)，并且在尋址周期(AP)的每一個期間基本上尋址所有的像素。
2.根據(jù)權利要求1所述的觸敏矩陣顯示器，其特征在于觸敏矩陣顯示器包括選擇電極和數(shù)據(jù)電極，像素與選擇電基和數(shù)據(jù)電極的相交部位相關，并且感測電路包括耦合到數(shù)據(jù)電極并用于確定觸摸位置的第一坐標的第一多個測量電路以及耦合到選擇電極并用于確定觸摸位置的第二坐標的第二多個測量電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的觸敏矩陣顯示器，其特征在于控制器適于控制尋址電路，使其在保持周期(HP)期間不工作，其中所述保持周期(HP)發(fā)生在接下來的尋址周期(AP)之間并基本上持續(xù)得比尋址周期(AP)更長，并且所述控制器適于控制感測電路，使其在保持周期(HP)的至少一部分期間是工作的。
4.根據(jù)權利要求3所述的觸敏矩陣顯示器，其特征在于控制器適于控制感測電路，使其在保持周期(HP)期間間歇地工作，以便在保持周期(HP)期間獲得多個分開的感測周期(SP)。
5.根據(jù)權利要求3所述的觸敏矩陣顯示器，其特征在于控制器適于控制感測電路，使其在已經感測到第一觸摸事件之后的保持周期(HP)期間連續(xù)地工作。
6.根據(jù)權利要求1所述的觸敏矩陣顯示器，其特征在于觸敏矩陣包括在像素中或與像素相關的光或壓敏元件(R1)。
7.根據(jù)權利要求1所述的觸敏矩陣顯示器，其特征在于感測電路包括用于檢測像素的阻抗變化的阻抗檢測器。
8.根據(jù)權利要求1所述的觸敏矩陣顯示器，其特征在于所述矩陣顯示器是電泳顯示器。
9.一種顯示裝置，包括權利要求1所限定的觸敏矩陣顯示器，和信號處理器，它根據(jù)感測到的觸摸位置而給尋址電路提供輸入數(shù)據(jù)(VI)，以便產生將在觸敏矩陣顯示器上顯示的至少一部分圖像。
10.一種用包括像素矩陣的觸敏矩陣顯示器進行觸摸感測的方法，該方法包括在尋址周期(AP)期間向像素寫數(shù)據(jù)(DA)，所述像素具有如下光學狀態(tài)當不被尋址時它保持基本上比尋址周期(AP)之一更長，在感測周期(SP)期間感測顯示器上的觸摸位置，和控制尋址和感測，以便獲得不重疊的尋址周期(AP)和感測周期(SP)，其中感測周期(SP)不中斷尋址周期(AP)，并且在每一個尋址周期(AP)期間基本上尋址所有的像素。
全文摘要
一種觸敏矩陣顯示器在感測周期段(SP)期間感測觸摸輸入，其中感測周期(SP)被選擇以便與在尋址周期(AP)期間寫入矩陣顯示器的像素(10)中的數(shù)據(jù)(DA)不是同步發(fā)生。如現(xiàn)在這樣，在感測周期(SP)期間在進行感測的同時沒有數(shù)據(jù)寫入顯示器，感測將是不復雜的。感測周期(SP)可以被選擇以便在連續(xù)的尋址周期之間發(fā)生，因為顯示器具有像素(10)，該像素的光學狀態(tài)基本上保持比尋址周期(AP)持續(xù)得更長?；旧媳葘ぶ分芷?AP)持續(xù)得更長的這種保持周期(HP)例如可以在如電泳顯示器等雙穩(wěn)態(tài)顯示器中獲得。
文檔編號G09G5/00GK1678980SQ03821096
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月4日 優(yōu)先權日2002年9月6日
發(fā)明者M·T·約翰遜, A·V·亨澤恩, H·J·科內里斯森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司