专利名称：一种等离子显示器触摸无线操作系统和操作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子显示器触摸无线操作系统和一种基于PC的无线操作的方法以及相关触摸检测驱动波形的设计。
背景技术：
目前市场上实现等离子显示设备触摸技术的方法主要有电阻式，电容式、声波式，红外等。其中红外式的触摸技术的成本较为低廉，最近几年也被研究得最多。红外式检测技术的方法有两种，一种是与面板的接触装置生成红外线，且接触装置在现在面板接触的接触位置被检测。另一种是由具有感光性能的装置感测等离子显示面板生成的红外线，并且感光装置和显示面板的接触位置被检测。现有的红外式触摸检测技术一般都是采用第一种，并且通常做法都是在等离子显示设备的面板外框四周安装红外发射和红外接受装置，进行坐标定位。这使等离子显示设备的成本大大增加。
发明内容
本发明基于等离子的子场显示分离及主动发光机理，提供了一种等离子显示器触摸无线操作系统和操作方法。这个系统通过对等离子显示装置驱动波形及控制方法进行升级，能大大降低等离子显示设备的成本。为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案
一种等离子显示器触摸无线操作系统，其特征在于，含有感光笔，等离子显示设备，PC端，其中
PC端与至少一个无线接收模块连接，所述无线接收模块用于触摸检测信息的接收，感光笔中含有至少一个第一无线收发模块，所述第一无线首发模块用于收发感光笔启动信号及触摸位置坐标信息，
等离子显示设置含有至少一个第二无线收发模块，所述第二无线收发模块接收感光笔启动信号，发送同步信号。一种如上所述的等离子显示器触摸无线操作系统的操作方法，采用子场显示分离驱动方法，其特征在于，在一个正常显示的8子场波形系统中增加一个X坐标检测子场和一个Y坐标检测子场，在所述两个坐标子场检测时段，等离子显示设备产生光脉冲，感光笔响应于光脉冲并通过比较所述坐标检测同步脉冲时间与检测到的光脉冲时间的差值计算出坐标信息，所述坐标信息通过无线发送给PC端，从而实现PC端对等离子显示设备的无线操作，其中，
X坐标检测子场时段，在A寻址电极上顺序施加坐标检测脉冲，
Y检测坐标子场时段，在Y扫描电极上顺序施加坐标检测脉冲。
本发明与传统的具有触摸功能等离子显示设备操作系统比，仅通过增加一个无线传输模组和两个坐标检测子场就可以实现PC机对等离子显示装置的无线操作。
图1是根据本发明实施例用于检测接触位置的感光笔光电检测模块电路图。图2是根据本发明实施例示出同步以及检测图1中示出的感光笔的接触位置的方法的流程图。图3是根据本发明实施例X坐标标检测子场的驱动波形设计。图4是根据本发明实施例Y坐标检测子场的驱动波形设计。具体实施方案在以下详细的说明中，通过示例的方式仅示出和描述了本发明的特定示例性实施例。正如本领域技术人员所了解，可以以各种不同方式来修改所描述的实施例，且全部都不脱离本发明的精神和范围。因此，附图和描述将应当被视为本质上是示例性的而不是限制性的。贯穿整篇说明书，相似的参考标记表示相似的元件。本实施例将对整个等离子显示器触摸无线操作系统的硬件配置和操作方法分别作出描述。等离子显示器触摸无线操作系统的配置。本实施例所述的等离子触摸无线操作系统由三部分构成分别是感光笔，等离子显示装置和PC机。感光笔主要进行红外线感应并输出坐标位置信息，等离子显示设备与PC机连接作为进行画面显示，PC机接收坐标信息，控制画面的显示。感光笔，等离子显示装置和PC机上分别安装了无线传输模块。下面对这三个组成部分进行详细说明。感光笔的配置
感光笔包括光检测模块、滤波放大模块、坐标计算模块及无线传输模块I。参考图1，光检测模块电路中，一个光电二极管将检测到的红外光信号转化为电流信号，并在一个运算放大器的配合下实现光电转换并将电信号放大的功能。通常光敏二极管要求信噪比大于10，反应速度要求低于lus。运算放大器的正向输入端的电压V+来自于电阻R2对VCC的分压，同相放大器的输出电压Vout = VN + RL * IL，其中，IL为光敏二极管上流过的光生电流，一般为uA级别；VN由R1，R2分压得到，VN为恒定电压，推荐2V 5V ;其中Rl和R2选用IOK到100K之间的电阻即可。RL可根据光脉冲强度适当调整，一般在百K量级，本方案选用150K。滤波放大模块将光检测模块生成的电信号进行滤波并放大到合适的幅度。根据具体的光特性及不同的系统，该电路可选择带通、低通、高通等滤波器，该模块要求对电信号放大倍数较高(100倍量级)，同时为满足较好的滤波效果，可采用多级滤波器的串联工作，最终要将光脉冲对应电信号放大到能够较为可靠的满足后面数字电路要求。坐标计算模块实现坐标位置的计算。该模块接收到无线接收模块2发出的场同步信号后，打开定时器，开始进行计数操作；当接收到比较器产生的方波后，关闭定时器，计数结束；将所得计数数值换算为相应的行坐标位置。无线传输模块1，实现两个功能，一是接收启动信号，该启动信号表明显示装置进入触摸控制模式，二是将坐标计算模块生成的坐标位置信息通过无线传输的方式发送给无线收模块中。作为该模块的滤波放大电路和模数转换电路可以使用具有公知结构的电路。等离子显示设备的配置
本实施例在现有的等离子显示面板的模组中增加一个无线收发模块2，所述模块可以安装在等离子电视的摄像头或者遥控器接收头模块部分，并通过排线或者其他具有信号传输功能的线缆与模组逻辑板连接。无线接收模块2接收到无线接收模块I传来的启动信号后，逻辑板的控制电路产生驱动波形，等离子显示装置被驱动。PC机的配置
本实施例在PC机的USB接口上安装一个无线接收模块，其与电脑的通信采用现有的无线鼠标的协议。等离子显示器触摸无线操作系统的操作方法。本技术方案是在一个正常显不的8子场波形系统中增加一个X坐标检测子场和一个Y坐标检测子场。每个增加的子场都是独立的显示过程。增加的2个子场可以加在8子场波形系统的任何位置。本专利的实施方案中为了提高触摸技术的响应速度，优选的放在一场中，子场顺序依次是列坐标检测子场，8个正常显示的子场，行坐标检测子场。为了不影响其他子场的正常显示，实施例将8个正常显示的子场扫描周期由1.1us降低到O. 9us,每个坐标检测子场持续时间在1.1ms左右。
如图2显示的系统操作框图所示，按动感光笔的外部按键，无线收发模块I接收到启动信号后通过无线方式将启动指令发送至无线接收模块2。无线收发模块2模块位于等离子显示装置内，接收启动信号后，发出场同步信号到坐标计算模块，坐标计算模块产生X坐标检测同步脉冲，并开启定时器开始计数。同时，显示装置控制电路产生X坐标检测驱动波形。扫描驱动单元从波形发生控制器接收扫描驱动控制信号，并生成扫描信号施加到扫描电极Y [I]到Y [Π]。维持驱动单元从波形发生控制器接收维持驱动控制信号，并生成维持信号施加到维持电极x[l]到x[n]。寻址驱动单元从波形产生控制器接收控制信号，并生成寻址信号顺序施加施加到寻址电极A[l]到A[n]。红外检测模块将加载了 X坐标信息的光脉冲检测出，并经过滤波放大模块、坐标计算模块，将光脉冲信号转换为按约定协议编码的X坐标信息。X坐标检测子场持续时间在1.1ms左右后，驱动波形进入波形系统画面显示的8子场时段。等离子显示设备在具有不同权重的8个子场中被驱动。子场I到子场8可以分别包括复位时段，寻址时段和维持时段，驱动方法是利用公知的现有技术。8子场时段结束后，驱动波形进入Y坐标检测子场时段。
无线传输模块2产生场同步信号传输至坐标计算模块，该计算模块产生Y坐标检测同步脉冲，并开启定时器开始计数。扫描驱动单元从波形发生控制器接收扫描驱动控制信号，并生成扫描信号顺序施加到扫描电极γ[1]到γ[η]。维持驱动单元从波形发生控制器接收维持驱动控制信号，并生成维持信号施加到维持电极x[l]到x[n]。寻址驱动单元从波形产生控制器接收控制信号，并生成寻址信号施加到寻址电极A[l]到Α[η]，寻址信号扫描期保持为高电平。红外检测模块将加载了 Y坐标信息的光脉冲检测出，并经过滤波放大模块、坐标计算模块，将光脉冲信号转换为按约定协议编码的Y坐标信息。坐标位置信息经无线收发模块I传送至与电脑通过USB连接的无线接收模块，产生类似无线鼠标的效果。
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Y坐标检测子场持续时间在1.1ms后，驱动波形进入下一个帧。现在更具体的描述感光笔的操作。如果感光笔被接通，电子笔时序存储缓存器被初始化。时序存储缓存器临时存储红外线脉冲被感测的时间。时序存储缓存器可以存储TX、Ty、tX、ty，T1，T2。Tx、Ty是表示感光笔所感测到红外线脉冲峰值的时间，Tl，Τ2分别为X，Y场同步脉冲开始时间，tx、ty,为感光笔所检测到的坐标的值。初始化时Tl、T2、Tx、Ty、tx、ty均为0，初始化后，tx、ty分别被设置为X，Y场同步脉冲开始时间，Tx、Ty被设置为表示感光笔所感测到红外线脉冲峰值的时间，tx= Tx- Tl、ty= Ty-T2otx、ty转化为按约定协议编码的坐标信息，然后发送给PC端的无线接收模块。这样，完成感光笔的接触位置检测和同步操作。现在更具体的描述坐标检测子场的驱动波形设计。如图3所示，为X坐标检测子场的驱动波形示意图。此驱动波形分为复位期和扫描期。复位期所有的Y电极上依次施加两个正方向线性变化的斜坡电压和负方向线性变化的斜坡电压。第一个正方向线性变化斜坡电压为200V左右，第二个正方向线性变化斜坡电压的Vset采用20V 40V的电压，目的是为了使Y坐标寻址放电稳定，负方向线性变化的斜坡电压值为-160V左右，时间为190us 220us左右。X维持电极在Y电极的上升斜坡电压段施加零电压，而在Y电极的下降斜坡电压段施加80V左右的正电压。A寻址电极维持低电压。复位期持续时间大概300us 350us。扫描期所有的Y扫描电极上施加负电压，为-185V -195V左右,这样做的原因是为了通过改变A寻址电极，来区分X坐标。X维持电极施加正电压，为80V左右，A寻址电极上顺序施加56V左右的脉冲信号到A[l]到A[n]。扫描期所用时间等于寻址脉冲时间的宽度乘以寻址电极的数目。扫描期持续时间为Ims左右。如图4所示，为Y坐标检测子场阶段的驱动波形示意图。此驱动波形分为复位期和扫描期。复位期所有的Y扫描电极上依次施加两个正方向线性变化的斜坡电压和负方向线性变化的斜坡电压。第一个斜坡电压为200V左右，第二个斜坡电压为140V左右，负方向线性变化的斜坡电压的-160V左右，时间为IOOuS左右。X维持电极在Y电极的上升斜坡电压段施加零电压，而在Y电极的下降斜坡电压段施加80V左右的正电压。复位期持续时间大概200us左右。扫描期所有的Y扫描电极上变为-50V，并顺序施加-190V左右的低电平脉冲到γ[1]到γ[η]。X维持电极施加正电压，为80V左右，A寻址电极施加正电压，为55V 57V。扫描期所用时间等于扫描脉冲时间的宽度乘以扫描电极的数目。扫描期持续时间为SOOus左右。如上所述，当等离子显示设备被在传统的8子场和坐标检测子场中被驱动时，接触位置可以被感光笔准确地检测到。X坐标检测子场，画面显示8子场和Y坐标检测子场的驱动顺序不限于上述驱动顺序，即坐标检测子场可以位于同一场的任意位置或者不同场中。在本实施例中，同步信号由无线传输模块2产生后无线传输到坐标计算模块，由它产生同步脉冲，这一点区别于传统的采用施加同步信号到X维持电极的方式。采取这样的方式的好处是1.同步更准 确。以前的方式同步信号加在维持单元，如果正常显示或者干扰的信号与同步信号一样，也误认为是同步，本实施例同步信息是控制系统产生的，不会有误动作。2.节省了增加子场的时间，以前的坐标检测时段需要额外的维持时间，本实施例驱动波形的设计可以不再考虑维持时间，减少了子场的时间。本发明增加的坐标检测子场的放电非常微弱，对正常显示影响较小，但理论上还是会增加暗场亮度，所以为不影响等离子显示面板的正常显示，还要通过波形调整降低暗场亮度。这里描述的示例性实施例应该仅被视为描述性质的，而非为了限制的目的。因此，本领域普通技术人员将理解，可以对形式和细节进行各种修改，而不偏离在所附权利要求书及其等价物中阐述的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种等离子显示器触摸无线操作系统，其特征在于，含有感光笔，等离子显示设备， PC端，其中PC端与至少一个无线接收模块连接，所述无线接收模块用于触摸检测信息的接收，感光笔中含有至少一个第一无线收发模块，所述第一无线首发模块用于收发感光笔启动信号及触摸位置坐标信息，等离子显示设置含有至少一个第二无线收发模块，所述第二无线收发模块接收感光笔启动信号，发送同步信号。
2.如权利要求1所述的等离子显示器触摸无线操作系统，所述的感光笔中，还含有坐标计算模块，所述坐标计算模块用于产生坐标检测同步脉冲和计算触摸位置坐标值。
3.如权利要求1所述的等离子显示器触摸无线操作系统，所述的感光笔中，含有光检测模块，所述光检测模块利用光电二极管响应红外脉冲。
4.一种如权利要求1所述的等离子显示器触摸无线操作系统的操作方法，采用子场显示分离驱动方法，其特征在于，在一个正常显示的8子场波形系统中增加一个X坐标检测子场和一个Y坐标检测子场，在所述两个坐标子场检测时段，等离子显示设备产生光脉冲，感光笔响应于光脉冲并通过比较所述坐标检测同步脉冲时间与检测到的光脉冲时间的差值计算出坐标信息，所述坐标信息通过无线发送给PC端，从而实现PC端对等离子显示设备的无线操作，其中，X坐标检测子场时段，在A寻址电极上顺序施加坐标检测脉冲，Y检测坐标子场时段，在Y扫描电极上顺序施加坐标检测脉冲。
5.如权利要求4所述的一种等离子显示器触摸无线操作系统的操作方法，所述的X坐标检测子场驱动波形分为复位期和扫描期，复位期，其中，复位期Y扫描电极的第二个正方向线性变化的斜坡电压为20V-40V，负方向线性变化的电压持续时间为190us-220us，A寻址电极维持低电压，复位期持续时间300us 350us， 扫描期所有的Y扫描电极上施加负电压，为-185V -195V。
6.如权利要求4所述的一种等离子显示器触摸无线操作系统的操作方法，所述的Y坐标检测子场驱动波形分为复位期和扫描期，复位期，其中，扫描期A寻址电极维持55V 57V 的正电压。
7.如权利要求4所述的一种等离子显示器触摸无线操作系统的操作方法，所属的X 坐标检测子场驱动波形和Y坐标检测子场驱动波形均不含维持期。
全文摘要
本发明公开了一种等离子显示器触摸无线操作系统和操作方法及相关检测驱动波形的设计。等离子显示器触摸无线操作系统包括感光笔，等离子显示设备，PC机，系统内还包含了无线传输模块。在传统的八子场驱动波形系统中增加两个坐标检测子场，在所述两个坐标子场检测时段，等离子显示设备产生光脉冲，感光笔响应于光脉冲并通过比较所述坐标检测同步脉冲时间与检测到的光脉冲时间的差值计算出坐标信息，所述坐标信息通过无线发送给PC端，从而实现PC端对等离子显示设备的无线操作。
文档编号G09G3/28GK103050078SQ20121056529
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者党春杨, 符赞宣, 黄岗, 李涛, 张向飞 申请人:四川虹欧显示器件有限公司