一種采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)及其工作方法，在傳統(tǒng)的全屏坐標(biāo)信息產(chǎn)生方法的基礎(chǔ)上，增加了初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，并控制顯示屏僅僅在此初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息顯示區(qū)產(chǎn)生坐標(biāo)脈沖，其余地方的波形、光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同，這樣就能夠起到降低功耗、提高畫質(zhì)的作用。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，實(shí)現(xiàn)成本低，有效的提高了等離子顯示的效果，具有重要的意義。
【專利說明】一種采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示裝置的觸摸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在等離子顯示裝置中設(shè)計(jì)如下利用觸控筆實(shí)現(xiàn)具有觸摸功能的一體化顯示裝置:觸控筆接近顯示屏的表面時(shí)，能夠檢測到特定時(shí)間發(fā)出的光脈沖，這些光脈沖隨著顯示屏的位置有規(guī)律的變化，通過檢測光脈沖與同步脈沖之時(shí)的時(shí)間就可以獲得觸控筆在顯示屏上的位置，位置信息再發(fā)到顯示裝置的控制系統(tǒng)中就能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸功能。
[0003]在這種裝置中，利用普通的矩陣式顯示器的每一個(gè)像素在特定時(shí)間區(qū)間上的發(fā)光來產(chǎn)生坐標(biāo)信息，通過軟件和波形的修改就能夠在普通顯示器上增加這樣的功能，而不需要在顯示器前面、后面或者內(nèi)部增加坐標(biāo)感應(yīng)層(例如紅外二極管陣列、掃描式光學(xué)傳感器、電容式檢測層等)。與此顯示裝置配合，利用小型化的觸控筆與顯示器接觸部分的光學(xué)傳感器檢測對(duì)應(yīng)位置像素產(chǎn)生的光脈沖，在觸控筆上對(duì)相應(yīng)的電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、隔離處理，并計(jì)算光脈沖與同步脈沖的相對(duì)位置，最終得到坐標(biāo)信息。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)觸控功能，大致分為兩種方法:
一種是采用光脈沖與固定位置進(jìn)行編碼的脈沖比較的方法來獲取坐標(biāo)信息，這種方法同步信息獲取困難，在顯示不同亮度信號(hào)時(shí)檢測非常困難，還容易受到其它光脈沖的影響，在黑色畫面顯示區(qū)域很難實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的檢測。
[0005]另一種是利用顯示屏底部的感應(yīng)層檢測觸控筆發(fā)出的信號(hào)來檢測觸控筆的位置。采用這種方法時(shí)，為了產(chǎn)生XY坐標(biāo)信息，一種可行的方法是無論觸控筆的位置，在顯示屏上全屏產(chǎn)生X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)信息。這樣可以以簡單的方式實(shí)現(xiàn)，但對(duì)功耗、顯示畫質(zhì)都會(huì)帶來一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)，包括顯示模組、觸摸筆、信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊、信號(hào)產(chǎn)生模塊四部分；
顯示模組包括顯示屏、水平電極驅(qū)動(dòng)電路、垂直電極驅(qū)動(dòng)電路、控制電路，其中，顯示屏的水平電極與水平電極驅(qū)動(dòng)電路相連，垂直電極與垂直電極驅(qū)動(dòng)電路相連；控制電路用于控制水平電極驅(qū)動(dòng)電路和垂直電極驅(qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生波形施加到各個(gè)電極上，形成圖像或者產(chǎn)生坐標(biāo)信息對(duì)應(yīng)的放電；所述控制電路還提供系統(tǒng)對(duì)外的視頻信號(hào)接口 ；
觸控筆用于接收信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊的同步信號(hào)，根據(jù)光脈沖及同步脈沖之間的時(shí)間差計(jì)算出XY坐標(biāo)信息，并把產(chǎn)生的XY坐標(biāo)信息發(fā)送回去；
信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊用于連接顯示模組與觸控筆，實(shí)現(xiàn)兩者之間同步信號(hào)、坐標(biāo)信號(hào)、控制信息的互相傳遞，并把坐標(biāo)信號(hào)傳送給外部的信號(hào)產(chǎn)生模塊；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊還提供系統(tǒng)對(duì)外的XY坐標(biāo)信息接口 ； 所述信號(hào)產(chǎn)生裝置用于接收視頻信號(hào)，將視頻信號(hào)發(fā)送給控制電路，同時(shí)，接收信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊發(fā)送的X Y坐標(biāo)信息。
[0007]進(jìn)一步的，觸控筆包含順次連接的光電轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)放大模塊、濾波模塊、信號(hào)整形模塊、信號(hào)選擇模塊、坐標(biāo)計(jì)算模塊。
[0008]所述光電轉(zhuǎn)換模塊包含光電傳感器，用于在觸摸筆靠近顯示屏幕時(shí)產(chǎn)生光電流信號(hào);
所述信號(hào)放大模塊用于將光電流信號(hào)放大后轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；
所述濾波模塊和波形信號(hào)整形模塊對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、過濾處理，獲得包含坐標(biāo)信息的純凈信號(hào)；
信號(hào)選擇模塊根據(jù)同步信號(hào)產(chǎn)生屏蔽信號(hào)，屏蔽信號(hào)只有在有效的坐標(biāo)信息時(shí)間內(nèi)才起作用，同步信號(hào)與屏蔽信號(hào)共同作用就形成了有效的邊沿整齊的坐標(biāo)信息脈沖；
所述坐標(biāo)計(jì)算模塊根據(jù)坐標(biāo)信息脈沖計(jì)算出對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)信息，并輸出坐標(biāo)信息給信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊。
[0009]上述采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)的工作方法，包含下列步驟:
步驟1:觸控筆上電，系統(tǒng)啟動(dòng)，進(jìn)入觸控狀態(tài)。
[0010]步驟2:系統(tǒng)通過有效發(fā)光等方式檢測觸控筆是否已經(jīng)與顯示屏足夠接近，如果足夠接近，則進(jìn)行下列步驟，否則持續(xù)檢測是否與顯示屏接近以進(jìn)入觸控狀態(tài)，觸控筆斷電后退出；
步驟3:系統(tǒng)產(chǎn)生全屏方式的XY坐標(biāo)信息，觸控筆檢測發(fā)光，得出觸控筆與顯示屏接觸點(diǎn)XY發(fā)光脈沖信息，觸控筆計(jì)算當(dāng)前接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)值；
步驟4:根據(jù)步驟3獲得的接觸點(diǎn)全屏方式的XY坐標(biāo)信息設(shè)置初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，所述接觸點(diǎn)包含在初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)內(nèi)。
[0011]步驟5:顯示屏初次坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生坐標(biāo)光脈沖，除此以外的區(qū)域的光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同。
[0012]進(jìn)一步的，在步驟5以后還包括下列步驟:
步驟6:如果觸控筆移動(dòng)，系統(tǒng)檢測觸控筆與顯示屏的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)信息是否更新，如果有更新，則進(jìn)行下列步驟，否則回到步驟5。
[0013]步驟7:計(jì)算新的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，發(fā)送新的接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)信息，并根據(jù)上一個(gè)接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)信息檢測觸控筆的移動(dòng)狀態(tài)、計(jì)算移動(dòng)速度。
[0014]步驟:8:系統(tǒng)根據(jù)觸控筆的移動(dòng)速度及新的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)信息，產(chǎn)生包含新接觸點(diǎn)坐標(biāo)的次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)；
步驟9:顯示屏次級(jí)坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生坐標(biāo)光脈沖，除此以外的區(qū)域的光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同。
[0015]進(jìn)一步的，在步驟9以后還包括下列步驟:
步驟10:觸控筆如果繼續(xù)移動(dòng)，重復(fù)步驟6?9 ;如果停止，則系統(tǒng)檢測接觸點(diǎn)坐標(biāo)信息，重復(fù)步驟5?10 ;如果系統(tǒng)檢測不到接觸點(diǎn)坐標(biāo)信息，則進(jìn)行重復(fù)步驟2?10。
[0016]優(yōu)選的，所述初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)為以接觸點(diǎn)為中心的圓形或者矩形，所述矩形的長度、寬度分別為系統(tǒng)水平方向、垂直方向安全距離最小設(shè)置值的兩倍，所述圓形的半徑則為安全距離最小設(shè)置值。[0017]優(yōu)選的，所述次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)為以接觸點(diǎn)為中心的圓形或者矩形；
當(dāng)為矩形時(shí)，所述矩形的根據(jù)移動(dòng)速度不同而不同，移動(dòng)速度不大于最大速度設(shè)置值時(shí)，長度、寬度介于安全距離最小設(shè)置值和最大設(shè)置值閉區(qū)間之間；當(dāng)移動(dòng)速度大于最大速度設(shè)置值的時(shí)候，采用全屏方式的坐標(biāo)信息產(chǎn)生方式；
當(dāng)為圓形時(shí)，所述圓形的半徑根據(jù)移動(dòng)速度不同而不同，移動(dòng)速度小于最大速度設(shè)置值時(shí),半徑介于安全距離最小設(shè)置值和最大設(shè)置值閉區(qū)間之間；當(dāng)移動(dòng)速度大于最大速度設(shè)置值的時(shí)候，采用全屏方式的坐標(biāo)信息產(chǎn)生方式。
[0018]優(yōu)選的，所述安全距離最小設(shè)置值為32個(gè)像素。
[0019]優(yōu)選的，所述安全距離最大設(shè)置值為256個(gè)像素。
[0020]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明在傳統(tǒng)的全屏坐標(biāo)信息產(chǎn)生方法的基礎(chǔ)上，增加了初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，并控制顯示屏僅僅在此初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息顯示區(qū)產(chǎn)生坐標(biāo)脈沖，其余地方的波形、光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同，這樣就能夠起到降低功耗、提高畫質(zhì)的作用。
[0021]而且，作為另一個(gè)貢獻(xiàn)，本發(fā)明在觸摸筆移動(dòng)過程中，產(chǎn)生面積更小的次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，隨著接觸點(diǎn)的移動(dòng)而更新，進(jìn)一步降低功耗、提高畫質(zhì)。
[0022]本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，實(shí)現(xiàn)成本低，有效的提高了等離子顯示的效果，具有重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1、系統(tǒng)框圖。
[0024]圖2、觸摸筆框圖。
[0025]圖3、全屏坐標(biāo)信息中，水平與垂直坐標(biāo)信息的形成圖。
[0026]圖4、以觸控點(diǎn)為中心的水平與垂直坐標(biāo)信息的形成圖。
[0027]圖5、考慮觸控筆移動(dòng)后的坐標(biāo)信息形成方法示意圖。
[0028]圖6、本系統(tǒng)工作方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1所示是本發(fā)明的顯示裝置框圖，顯示裝置由顯示模組、觸控筆、信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊、信號(hào)產(chǎn)生模塊四部分構(gòu)成。下面分別進(jìn)行說明。
[0030]1.顯示模組。
[0031 ] 顯示模組主要包括顯示屏、水平電極驅(qū)動(dòng)電路、垂直電極驅(qū)動(dòng)電路、控制電路四部分構(gòu)成。所述顯示模組的主要的外部口包括視頻信號(hào)接口和XY坐標(biāo)接口，與信號(hào)產(chǎn)生模塊配合就可以構(gòu)成能夠接收外部視頻信號(hào)，并具有觸摸功能的顯示裝置。
[0032]顯示模組中的顯示屏包括水平方向上的水平電極和垂直方向上的垂直電極，電極的交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)子像素，三個(gè)水平方向相鄰的子像素構(gòu)成一個(gè)像素。顯示屏的水平電極與水平電極驅(qū)動(dòng)電路相連，垂直電極與垂直電極驅(qū)動(dòng)電路相連，控制電路控制電極驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生波形施加到各個(gè)電極上，產(chǎn)生放電，并進(jìn)一步形成圖像或者產(chǎn)生坐標(biāo)信息對(duì)應(yīng)的放電。所述控制電路還提供系統(tǒng)對(duì)外的視頻信號(hào)接口。
[0033]顯示模組正常顯示區(qū)間與坐標(biāo)區(qū)間在時(shí)間上是分開的，在不顯示圖像的區(qū)間內(nèi)。向水平電極和垂直電極上施加信號(hào)，依次產(chǎn)生水平和垂直兩個(gè)方向依次整行掃描或者列掃描的光脈沖，每一個(gè)光脈沖與最開始光脈沖之間的時(shí)間與對(duì)應(yīng)兩個(gè)像素之間的距離—對(duì)應(yīng)。
[0034]2.觸控筆
觸控筆用于接收信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊的同步信號(hào)，根據(jù)光脈沖及同步脈沖之間的時(shí)間差計(jì)算出XY坐標(biāo)信息，并把產(chǎn)生的XY坐標(biāo)信息發(fā)送回去。
[0035]如圖2所示是觸控筆的結(jié)構(gòu)框圖。觸控筆包含順次連接的光電轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)放大模塊、濾波模塊、信號(hào)整形模塊、信號(hào)選擇模塊、坐標(biāo)計(jì)算模塊。
[0036]所述光電轉(zhuǎn)換模塊包含光電傳感器，用于觸摸屏在靠近顯示屏幕時(shí)在偏置電壓下會(huì)產(chǎn)生微弱的光電流信號(hào)。
[0037]所述信號(hào)放大模塊用于將光電流信號(hào)放大后轉(zhuǎn)換成成電壓信號(hào)；
所述濾波模塊和波形信號(hào)整形模塊對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、過濾處理，獲得包含坐標(biāo)信息的純凈信號(hào)；
信號(hào)選擇模塊根據(jù)同步信號(hào)產(chǎn)生屏蔽信號(hào)，屏蔽信號(hào)只有在有效的坐標(biāo)信息時(shí)間內(nèi)才起作用，同步信號(hào)與屏蔽信號(hào)共同作用就形成了有效的邊沿整齊的坐標(biāo)信息脈沖。
[0038]所述坐標(biāo)計(jì)算模塊位于觸控筆的微處理器中，根據(jù)坐標(biāo)信息脈沖計(jì)算出對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)信息，并輸出坐標(biāo)信息給信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊。
[0039]觸控筆的工作原理為:顯示器產(chǎn)生光脈沖信號(hào)，光學(xué)傳感器在靠近顯示屏幕時(shí)在一定偏置電壓下會(huì)產(chǎn)生微弱的光電流，光電流信號(hào)放大后就形成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、過濾處理，獲得包含坐標(biāo)信息的純凈信號(hào)，微處理器電路對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行處理，通過與同步信號(hào)的比較計(jì)算出對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)信息，能夠把坐標(biāo)信息傳送給信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制|吳塊。
[0040]由于光電轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)放大模塊、波形信號(hào)整形模塊幾個(gè)模塊對(duì)有效畫面形成的光脈沖及產(chǎn)生坐標(biāo)信息的光脈沖都起作用，所以這幾個(gè)模組處理后由信號(hào)整形模塊產(chǎn)生的信號(hào)包括所有的光脈沖對(duì)應(yīng)的放電，信號(hào)選擇模塊根據(jù)同步信號(hào)產(chǎn)生屏蔽信號(hào)，屏蔽信號(hào)只有在有效的坐標(biāo)信息時(shí)間內(nèi)才起作用，這兩個(gè)信號(hào)共同作用就形成了有效的邊沿整齊的坐標(biāo)信息脈沖。信號(hào)選擇模塊的輸出信號(hào)的脈沖中心與同步信號(hào)之間的時(shí)間就對(duì)應(yīng)著XY坐標(biāo)信息。
[0041]現(xiàn)有技術(shù)中，雖然觸控筆與顯示屏同一時(shí)刻只在非常有限的區(qū)域與顯示屏接觸(大約IOX 10個(gè)像素左右)，但是為了能夠捕獲接觸的位置需要在所有的像素點(diǎn)上都根據(jù)其位置的不同而產(chǎn)生XY坐標(biāo)信息，這樣會(huì)形成功耗的增加、畫質(zhì)的不良影響等作用。
[0042]3.信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊
信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊接收控制電路產(chǎn)生的同步信號(hào)，還提供系統(tǒng)對(duì)外的XY坐標(biāo)信息接口 ；
信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊是連接顯示模組與觸控筆的橋梁，實(shí)現(xiàn)兩者之間同步信號(hào)、坐標(biāo)信號(hào)、控制信息的互相傳遞，并把坐標(biāo)信號(hào)傳送給外部的信號(hào)產(chǎn)生與處理裝置。
[0043]4.信號(hào)產(chǎn)生裝置
所述信號(hào)產(chǎn)生裝置接收視頻信號(hào)，并將視頻信號(hào)發(fā)送給控制電路，同時(shí)，接收信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊發(fā)送的X Y坐標(biāo)信息。[0044]顯示模組的控制電路控制電極驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生波形施加到各個(gè)電極上，產(chǎn)生放電，并進(jìn)一步形成圖像或者產(chǎn)生坐標(biāo)信息對(duì)應(yīng)的放電。
[0045]下面對(duì)上述系統(tǒng)的工作方法進(jìn)行說明:
系統(tǒng)啟動(dòng)后，控制電路施加的控制信號(hào)通過水平電極驅(qū)動(dòng)電路、垂直電極驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生高壓驅(qū)動(dòng)波形施加到各個(gè)電極上，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)模式分為正常畫面顯示、水平電極從一側(cè)向另外一側(cè)的掃描產(chǎn)生Y坐標(biāo)信息、垂直電極從一側(cè)向另外一側(cè)的掃描產(chǎn)生X坐標(biāo)信息三種模式。
[0046]全屏坐標(biāo)的產(chǎn)生方式為:
現(xiàn)有技術(shù)中，首先要由顯示模組在非畫面顯示期間產(chǎn)生水平方向和垂直方向的坐標(biāo)信息。為了產(chǎn)生垂直方向的坐標(biāo)信息，利用垂直掃描方式從上往下產(chǎn)生對(duì)向放電波形，每一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)垂直位置像素的放電，同一時(shí)間可以使對(duì)應(yīng)一行顯不單兀產(chǎn)生整行的發(fā)光。為了產(chǎn)生水平方向的坐標(biāo)信息，利用水平掃描方式從左往右產(chǎn)生對(duì)向放電波形，每一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)垂直位置像素的放電，同一時(shí)間可以使對(duì)應(yīng)一列顯不單兀產(chǎn)生整列的發(fā)光。如圖3所示是現(xiàn)有技術(shù)水平與垂直坐標(biāo)信息形成示意圖。
[0047]從圖3 (a)中可以看出，第Y行的放電距離第I行放電之間的時(shí)間是Ty，第m行的放電距離第I行之間的放電時(shí)間是固定的，所以Ty放電位置對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果就是:Y=m*Ty/Tm。圖3 (b沖可以看出，第X列的放電位置距離第I列放電之間的時(shí)間是Tx,第η列的放電距離第I列之間的放電時(shí)間是固定的，所以Tx放電位置對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果就是:Χ=η*Τχ/Τη。
[0048]實(shí)際光脈沖的幅度、形貌、上升沿與下降沿受放電特性的影響是不斷變化的，為了檢測放電位置，一般利用脈沖的中心距離參考脈沖之間的時(shí)間來計(jì)算坐標(biāo)。參考脈沖與控制電路產(chǎn)生的控制信號(hào)同步，在觸控筆上對(duì)應(yīng)著首行或者首列像素對(duì)向放電對(duì)應(yīng)的位置。
[0049]作為與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別，本系統(tǒng)利用上述方法得出接觸點(diǎn)的全屏坐標(biāo)位置后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)包含該接觸點(diǎn)的初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，僅位于在該初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)內(nèi)才產(chǎn)生坐標(biāo)脈沖。隨著觸控筆在顯示屏上的移動(dòng)，移動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生包含新接觸點(diǎn)的次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，且隨著接觸點(diǎn)坐標(biāo)信息更新而更新，系統(tǒng)控制僅僅位于在該次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)產(chǎn)生區(qū)內(nèi)才產(chǎn)生坐標(biāo)脈沖。
[0050]所述次級(jí)坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)面積較小(一般小于初級(jí)坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)的面積)，如果觸控筆移到坐標(biāo)信息外部的區(qū)域，此時(shí)就不能檢測到XY坐標(biāo)信息，但觸控筆仍然能夠檢測到其它類型的發(fā)光，判斷出是與顯示屏接觸的，此時(shí)就產(chǎn)生全屏的坐標(biāo)信息，在全屏坐標(biāo)信息狀態(tài)下檢測到XY坐標(biāo)信息，并判斷移動(dòng)方向及規(guī)律，然后再產(chǎn)生以觸控點(diǎn)為中心的次級(jí)坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)。
[0051]待接觸點(diǎn)坐標(biāo)信息不再更新，系統(tǒng)判定觸點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生以觸控點(diǎn)為中心大面積坐標(biāo)信息。如果不能采集到坐標(biāo)信息，系統(tǒng)自動(dòng)檢測觸控筆是否還和顯示屏接觸，如果還接觸，就產(chǎn)生包含此時(shí)接觸點(diǎn)全屏坐標(biāo)位置的初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息顯示區(qū)，如果長時(shí)間沒接觸顯示屏，就退出觸控模式。下面以坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)為以接觸點(diǎn)為中心的矩形或者圓形的情況進(jìn)行說明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0052]如圖4a所示,假設(shè)觸控筆與顯示屏的接觸點(diǎn)中心坐標(biāo)是(Χ0, Υ0),初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)是大小為2A和2B的矩形，(X0, Y0)位置矩形的正中心，A和B分別是水平和垂直方向安全檢測的最小設(shè)置值(最小設(shè)置值根據(jù)屏幕大小，由用戶自己設(shè)定，一般可為100個(gè)像素)。圖4b和圖4c分別是X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的形成圖，兩者疊加起來就構(gòu)成了圖4a。本發(fā)明的特點(diǎn)在于無論接觸點(diǎn)在什么位置，其周圍產(chǎn)生XY坐標(biāo)信息的點(diǎn)在產(chǎn)生坐標(biāo)光脈沖時(shí)，這些光脈沖與物理坐標(biāo)都是一一對(duì)應(yīng)的。采用這種方法時(shí)，初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)以外的區(qū)域的波形、光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同，這樣就能夠起到降低功耗、提高畫質(zhì)的作用。
[0053]圖4d的圖形與圖4a的不同，是一種以(X0, Y0)為圓心,半徑為R的圓形,R是安全距離最小設(shè)置值。與矩形的比較，坐標(biāo)信息形成區(qū)域?yàn)閳A形時(shí)對(duì)整個(gè)圖像的影響面積更小。
[0054]需要說明的是，一般安全距離最小設(shè)置值為32個(gè)像素，最大設(shè)置值為256個(gè)像素，具體根據(jù)屏幕大小不同而不同。
[0055]如果當(dāng)前位置是(X0，Y0)，并且已經(jīng)計(jì)算到當(dāng)前移動(dòng)速度是水平向右移動(dòng)K個(gè)像素(K〈R)，可以預(yù)測下一個(gè)檢測到的位置在(XO+K，Y0)附近，此時(shí)只需要以(XO+K，Y0)為中心，以R-K為半徑區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生坐標(biāo)脈沖就可以滿足檢測的要求。以同樣的速度繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，下一個(gè)周期以(X0+2*K，Υ0)為中心，以R-K為半徑區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生坐標(biāo)脈沖就可以滿足檢測的要求。如果速度改變，就會(huì)相應(yīng)調(diào)整中心的位置和半徑的大小。如果移動(dòng)速度是變化的，下一次中心的位置要以真正檢測到的觸控筆的中心位置相應(yīng)調(diào)整，結(jié)果與前述說明中的數(shù)據(jù)稍有差異。
[0056]當(dāng)然，設(shè)置區(qū)域性的XY坐標(biāo)值的區(qū)域形狀不僅僅限于圓形或者矩形，只要包含接觸點(diǎn)即可。
[0057]當(dāng)觸控筆移動(dòng)后，接觸點(diǎn)全屏坐標(biāo)更新，系統(tǒng)根據(jù)新接觸點(diǎn)產(chǎn)生新的初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)。
[0058]作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)貢獻(xiàn)，本發(fā)明提供了在觸控筆移動(dòng)后形成更小面積的次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)的方法、如圖5所示，只要設(shè)置圖5是考慮到觸控筆移動(dòng)方向、速度的坐標(biāo)信息形成方法。觸控筆在移動(dòng)過程中，可以根據(jù)前后移動(dòng)的坐標(biāo)對(duì)方向、速度進(jìn)行檢測，并預(yù)測出下一個(gè)觸控點(diǎn)將接觸的區(qū)域，在此區(qū)域以外的地方，光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同。這樣進(jìn)一步的降低功耗、提高畫質(zhì)。圖5a是次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)為矩形時(shí)的圖形，圖5b是次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)為圓形時(shí)的圖形。
[0059]圖5c是移動(dòng)速度與安全距離設(shè)置之間的關(guān)系圖。移動(dòng)速度越小，就可以設(shè)置更小的安全距離，所述安全距離在矩形圖形中對(duì)應(yīng)A和B，在圓形圖像中對(duì)應(yīng)R，根據(jù)驅(qū)動(dòng)方法、移動(dòng)速度、響應(yīng)速度等可以獲得最小的值和能夠流暢運(yùn)行時(shí)最大的值。在觸控筆相對(duì)顯示屏靜止時(shí)，可以把安全距離設(shè)置為最小值D0，在正常移動(dòng)時(shí)，根據(jù)移動(dòng)速度設(shè)置安全距離為DO到Dmax之間的值，最大設(shè)置為Dmax，當(dāng)移動(dòng)速度大于最大速度設(shè)置值的時(shí)候,為了保證安全的檢測，采用全屏方式的坐標(biāo)信息產(chǎn)生方式。
[0060]如圖6所示是坐標(biāo)信息產(chǎn)生的流程框圖。本系統(tǒng)的工作過程可以分為如下步驟: 步驟1:觸控筆上電，系統(tǒng)啟動(dòng)，進(jìn)入觸控狀態(tài)。
[0061]步驟2:系統(tǒng)通過有效發(fā)光等方式檢測觸控筆是否已經(jīng)與顯示屏足夠接近，如果足夠接近，則進(jìn)行下列步驟。否則持續(xù)檢測是與顯示屏接近以進(jìn)入觸控狀態(tài)，觸控筆斷電后退出；
所述有效發(fā)光指的顯示屏在進(jìn)入工作狀態(tài)后，屏幕會(huì)發(fā)光，觸控筆在距離屏幕規(guī)定的距離中對(duì)屏幕的光在強(qiáng)度、頻率等方面的屬性進(jìn)行感知。在規(guī)定距離以外感知的光可能為其他噪聲光源，不為有效發(fā)光。
[0062]步驟3:系統(tǒng)產(chǎn)生全屏方式的XY坐標(biāo)信息，觸控筆檢測發(fā)光，得出觸控筆與顯示屏接觸點(diǎn)XY發(fā)光脈沖，觸控筆計(jì)算當(dāng)前接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)值；(無論以顯示屏什么方式發(fā)坐標(biāo)信息，觸控筆檢測到的結(jié)果是相同的，因?yàn)樗荒軝z測到檢測點(diǎn)與顯示屏接觸部分很小的區(qū)域里的發(fā)光)
步驟4:根據(jù)步驟3獲得的接觸點(diǎn)全屏方式的XY坐標(biāo)信息設(shè)置初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，所述接觸點(diǎn)包含在初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)內(nèi)。
[0063]需要說明的是，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)的形狀，優(yōu)選為以接觸點(diǎn)坐標(biāo)為中心對(duì)稱的圖像，如矩形或者圓形。
[0064]此步驟的實(shí)現(xiàn)只需要用戶在相應(yīng)的控制程序中設(shè)置即可。
[0065]步驟5:顯示屏初次坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生坐標(biāo)光脈沖，除此以外的區(qū)域的光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同。
[0066]此步驟的實(shí)現(xiàn)只需要用戶在相應(yīng)的控制程序中設(shè)置即可。
[0067]步驟6:如果觸控筆移動(dòng)，系統(tǒng)檢測觸控筆與顯示屏的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)信息是否更新，如果有更新，則進(jìn)行下列步驟，否則回到步驟5。
[0068]步驟7:計(jì)算新的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，發(fā)送新的接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)信息，并根據(jù)上一個(gè)接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)信息檢測觸控筆的移動(dòng)狀態(tài)、計(jì)算移動(dòng)速度；
步驟:8:系統(tǒng)根據(jù)觸控筆的移動(dòng)速度及新的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)信息，產(chǎn)生包含新接觸點(diǎn)坐標(biāo)的次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)；
步驟9:顯示屏次級(jí)坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生坐標(biāo)光脈沖，除此以外的區(qū)域的光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同；
步驟10:觸控筆如果繼續(xù)移動(dòng)，重復(fù)步驟6?9 ;如果停止，則系統(tǒng)檢測接觸點(diǎn)坐標(biāo)信息，重復(fù)步驟5?10 ;如果系統(tǒng)檢測不到接觸點(diǎn)坐標(biāo)信息，則進(jìn)行重復(fù)步驟2?10。
[0069]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明在傳統(tǒng)的全屏坐標(biāo)信息產(chǎn)生方法的基礎(chǔ)上，增加了初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，并控制顯示屏僅僅在此初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息顯示區(qū)產(chǎn)生坐標(biāo)脈沖，其余地方的波形、光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同，這樣就能夠起到降低功耗、提高畫質(zhì)的作用。
[0070]而且，作為另一個(gè)貢獻(xiàn)，本發(fā)明在觸摸筆移動(dòng)過程中，產(chǎn)生面積更小的次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，隨著接觸點(diǎn)的移動(dòng)而更新，進(jìn)一步降低功耗、提高畫質(zhì)。
[0071]本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，實(shí)現(xiàn)成本低，有效的提高了等離子顯示的效果，具有重要的意義。
【權(quán)利要求】
1.一種采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括顯示模組、觸摸筆、信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊、信號(hào)產(chǎn)生模塊四部分； 顯示模組包括顯示屏、水平電極驅(qū)動(dòng)電路、垂直電極驅(qū)動(dòng)電路、控制電路，其中，顯示屏的水平電極與水平電極驅(qū)動(dòng)電路相連，垂直電極與垂直電極驅(qū)動(dòng)電路相連；控制電路用于控制水平電極驅(qū)動(dòng)電路和垂直電極驅(qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生波形施加到各個(gè)電極上，形成圖像或者產(chǎn)生坐標(biāo)信息對(duì)應(yīng)的放電；所述控制電路還提供系統(tǒng)對(duì)外的視頻信號(hào)接口 ； 觸控筆用于接收信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊的同步信號(hào)，根據(jù)光脈沖及同步脈沖之間的時(shí)間差計(jì)算出XY坐標(biāo)信息，并把產(chǎn)生的XY坐標(biāo)信息發(fā)送回去； 信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊用于連接顯示模組與觸控筆，實(shí)現(xiàn)兩者之間同步信號(hào)、坐標(biāo)信號(hào)、控制信息的互相傳遞，并把坐標(biāo)信號(hào)傳送給外部的信號(hào)產(chǎn)生模塊；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊還提供系統(tǒng)對(duì)外的XY坐標(biāo)信息接口 ； 所述信號(hào)產(chǎn)生裝置用于接收視頻信號(hào)，將視頻信號(hào)發(fā)送給控制電路，同時(shí)，接收信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊發(fā)送的X Y坐標(biāo)信息。
2.如權(quán)利要求1所述的采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于，觸控筆包含順次連接的光電轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)放大模塊、濾波模塊、信號(hào)整形模塊、信號(hào)選擇模塊、坐標(biāo)計(jì)算模塊。 所述光電轉(zhuǎn)換模塊包含光電傳感器，用于在觸摸筆靠近顯示屏幕時(shí)產(chǎn)生光電流信號(hào)； 所述信號(hào)放大模塊用于將光電流信號(hào)放大后轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)； 所述濾波模塊和波形信號(hào)整形模塊對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、過濾處理，獲得包含坐標(biāo)信息的純凈信號(hào) ； 信號(hào)選擇模塊根據(jù)同步信號(hào)產(chǎn)生屏蔽信號(hào)，屏蔽信號(hào)只有在有效的坐標(biāo)信息時(shí)間內(nèi)才起作用，同步信號(hào)與屏蔽信號(hào)共同作用就形成了有效的邊沿整齊的坐標(biāo)信息脈沖； 所述坐標(biāo)計(jì)算模塊根據(jù)坐標(biāo)信息脈沖計(jì)算出對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)信息，并輸出坐標(biāo)信息給信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制模塊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包含下列步驟: 步驟1:觸控筆上電，系統(tǒng)啟動(dòng)，進(jìn)入觸控狀態(tài)。 步驟2:系統(tǒng)通過有效發(fā)光等方式檢測觸控筆是否已經(jīng)與顯示屏足夠接近，如果足夠接近，則進(jìn)行下列步驟，否則持續(xù)檢測是否與顯示屏接近以進(jìn)入觸控狀態(tài)，觸控筆斷電后退出； 步驟3:系統(tǒng)產(chǎn)生全屏方式的XY坐標(biāo)信息，觸控筆檢測發(fā)光，得出觸控筆與顯示屏接觸點(diǎn)XY發(fā)光脈沖信息，觸控筆計(jì)算當(dāng)前接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)值； 步驟4:根據(jù)步驟3獲得的接觸點(diǎn)全屏方式的XY坐標(biāo)信息設(shè)置初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)，所述接觸點(diǎn)包含在初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)內(nèi)。 步驟5:顯示屏初次坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生坐標(biāo)光脈沖，除此以外的區(qū)域的光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同。
4.如權(quán)利要求3所述的采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在步驟5以后還包括下列步驟: 步驟6:如果觸控筆移動(dòng)，系統(tǒng)檢測觸控筆與顯示屏的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)信息是否更新，如果有更新，則進(jìn)行下列步驟，否則回到步驟5。 步驟7:計(jì)算新的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，發(fā)送新的接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)信息，并根據(jù)上一個(gè)接觸點(diǎn)的XY坐標(biāo)信息檢測觸控筆的移動(dòng)狀態(tài)、計(jì)算移動(dòng)速度。 步驟:8:系統(tǒng)根據(jù)觸控筆的移動(dòng)速度及新的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)信息，產(chǎn)生包含新接觸點(diǎn)坐標(biāo)的次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)； 步驟9:顯示屏次級(jí)坐標(biāo)信息產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生坐標(biāo)光脈沖，除此以外的區(qū)域的光脈沖、圖像與初始狀態(tài)完全相同。
5.如權(quán)利要求4所述的采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在步驟9以后還包括下列步驟: 步驟10:觸控筆如果繼續(xù)移動(dòng)，重復(fù)步驟6~9 ;如果停止，則系統(tǒng)檢測接觸點(diǎn)坐標(biāo)信息，重復(fù)步驟5~10 ;如果系統(tǒng)檢測不到接觸點(diǎn)坐標(biāo)信息，則進(jìn)行重復(fù)步驟2~10。
6.如權(quán)利要求3所述的采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述初級(jí)區(qū)域坐標(biāo)為以接觸點(diǎn)為中心的圓形或者矩形，所述矩形的長度、寬度分別為系統(tǒng)水平方向、垂直方向安全距離最小設(shè)置值的兩倍，所述圓形的半徑則為水平方向和垂直方向安全距離最小設(shè)置值中較大的值。
7.如權(quán)利要求3所述的采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述次級(jí)區(qū)域坐標(biāo)為以接觸點(diǎn)為中心的圓形或者矩形； 當(dāng)為矩形時(shí)，所述矩形的根據(jù)移動(dòng)速度不同而不同，移動(dòng)速度不大于最大速度設(shè)置值時(shí)，長度、寬度介于安全距離最小設(shè)置值和最大設(shè)置值閉區(qū)間之間；當(dāng)移動(dòng)速度大于最大速度設(shè)置值的時(shí)候，采用全屏方式的坐標(biāo)信息產(chǎn)生方式； 當(dāng)為圓形時(shí)，所述圓形的半徑根據(jù)移動(dòng)速度不同而不同，移動(dòng)速度小于最大速度設(shè)置值時(shí),半徑介于安全距離最小設(shè)置值和最大設(shè)置值閉區(qū)間之間；當(dāng)移動(dòng)速度大于最大速度設(shè)置值的時(shí)候，采用全屏方式的坐標(biāo)信息產(chǎn)生方式。
8.如權(quán)利要求6或7所述的采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述安全距離最小設(shè)置值為32個(gè)像素。
9.如權(quán)利要求6或7所述的采用觸控筆的觸摸顯示系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述安全距離最大設(shè)置值為256個(gè)像素。
【文檔編號(hào)】G06F3/0354GK103699265SQ201310727545
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】符贊宣, 黨春楊, 王付生 申請(qǐng)人:四川虹歐顯示器件有限公司