本公開(kāi)的實(shí)施例一般涉及在執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)管理寄生電容，以及更具體地，涉及使用電極保護(hù)技術(shù)執(zhí)行二維絕對(duì)電容性感測(cè)，來(lái)減輕寄生電容。
背景技術(shù)：
包括接近傳感器裝置(通常也稱(chēng)為觸摸墊或者觸摸傳感器裝置)的輸入裝置被廣泛應(yīng)用于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括感測(cè)區(qū)，其通常由表面區(qū)分，在其中接近傳感裝置確定一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感器裝置可用于為電子系統(tǒng)提供接口。例如，接近傳感器裝置經(jīng)常作為輸入裝置用于較大計(jì)算系統(tǒng)(諸如集成在或外設(shè)于筆記本或桌上型電腦的不透明觸摸墊)中。接近傳感器裝置也經(jīng)常用于較小的計(jì)算系統(tǒng)(諸如集成在蜂窩電話中的觸摸屏)中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本文描述的一個(gè)實(shí)施例是包括第一批多個(gè)傳感器電極的輸入裝置，其中第一批多個(gè)傳感器電極的每個(gè)包括顯示器的至少一個(gè)共用電極，每個(gè)共用電極配置成被驅(qū)動(dòng)用于顯示更新及用于電容性感測(cè)。輸入裝置進(jìn)一步包括第二批多個(gè)傳感器電極、多個(gè)顯示電極，以及包括保護(hù)放大器并且與第一批多個(gè)傳感器電極、第二批多個(gè)傳感器電極及多個(gè)顯示電極相耦合的處理系統(tǒng)。在第一時(shí)期期間，處理系統(tǒng)配置成采用第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極來(lái)接收第一結(jié)果信號(hào)，并且采用來(lái)自保護(hù)放大器的第一保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第二批多個(gè)傳感器電極以及多個(gè)顯示電極。
本文描述的另一個(gè)實(shí)施例是一種處理系統(tǒng)，其包括保護(hù)放大器以及包括與保護(hù)放大器耦合的電路的傳感器模塊。傳感器模塊配置成與第一批多個(gè)傳感器電極、第二批多個(gè)傳感器電極、以及多個(gè)顯示電極相耦合，其中第一批多個(gè)傳感器電極的每個(gè)包括顯示器的至少一個(gè)共用電極，每個(gè)共用電極配置成被驅(qū)動(dòng)用于顯示更新及用于電容性感測(cè)。傳感器模塊進(jìn)一步配置成，在第一時(shí)期期間，采用第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極來(lái)接收第一結(jié)果信號(hào)，并且采用來(lái)自保護(hù)放大器的第一保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第二批多個(gè)傳感器電極及多個(gè)顯示電極。
本文描述的另一個(gè)實(shí)施例是使用包括第一批多個(gè)傳感器電極、第二批多個(gè)傳感器電極、以及多個(gè)顯示電極的輸入裝置來(lái)執(zhí)行電容性感測(cè)的方法。該方法包括，在第一時(shí)期期間，采用第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極來(lái)接收第一結(jié)果信號(hào)，并且采用第一保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第二批多個(gè)傳感器電極及多個(gè)顯示電極。第一批多個(gè)傳感器電極的每個(gè)包括顯示器的至少一個(gè)共用電極，并且其中每個(gè)共用電極配置成被驅(qū)動(dòng)用于顯示更新及用于電容性感測(cè)。
附圖說(shuō)明
為了使本公開(kāi)的上述特征能夠以詳細(xì)的方式來(lái)理解，通過(guò)參考實(shí)施例作出在上面簡(jiǎn)要總結(jié)的、本公開(kāi)的更具體的描述，其中一些實(shí)施例在附圖中例示。但要注意，由于本公開(kāi)可容許其他相等地有效的實(shí)施例，這些附圖僅例示本公開(kāi)的典型實(shí)施例并且不應(yīng)因此被認(rèn)為對(duì)其范圍的限定。
圖1a是依照本文描述的實(shí)施例的、集成于示例顯示裝置中的輸入裝置的示意框圖。
圖1b-1g示出依照本文描述的實(shí)施例的、輸入裝置中的各種電容。
圖2a-2f示出依照本文描述的實(shí)施例的、用于測(cè)量電容的電路模型。
圖3a和3b是依照本文描述的實(shí)施例的、在電容性感測(cè)期間，用于保護(hù)顯示電極的顯示系統(tǒng)的示意框圖。
圖4a和圖4b示出依照本文描述的實(shí)施例的、用于保護(hù)顯示系統(tǒng)中柵極電極的集成觸摸及顯示控制器。
圖5是依照本文描述的實(shí)施例的、顯示系統(tǒng)的示意框圖，其中顯示電極用于執(zhí)行電容性感測(cè)。
圖6是依照本文描述的實(shí)施例的、使用包括第一批多個(gè)傳感器電極、第二批多個(gè)傳感器電極以及多個(gè)顯示電極的輸入裝置來(lái)執(zhí)行電容性感測(cè)的方法。
圖7a-7d示出依照本文描述的實(shí)施例的、輸入裝置的示例操作。
為促進(jìn)理解，盡可能地使用同樣的參考標(biāo)號(hào)，來(lái)標(biāo)明對(duì)附圖而言是共同的同樣元件。應(yīng)預(yù)期到，一個(gè)實(shí)施例中公開(kāi)的元件可以獲益地、不用確切說(shuō)明地用到其他實(shí)施例中。這里提到的附圖不應(yīng)被理解為按比例繪制，除非確切說(shuō)明。而且，為了呈現(xiàn)與解釋的清晰，時(shí)常簡(jiǎn)化附圖并且省略細(xì)節(jié)或組件。附圖和討論用于解釋以下討論的原理，其中相似的標(biāo)號(hào)表示相似的元件。
具體實(shí)施方式
下列詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，而非限制本公開(kāi)或本公開(kāi)的應(yīng)用及使用。另外，不存在由在先技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、簡(jiǎn)要說(shuō)明、或以下詳細(xì)描述中提出的任何已表達(dá)或暗示的理論所約束的意圖。
本技術(shù)的各種實(shí)施例提供用于改進(jìn)可用性的輸入裝置和方法。
輸入裝置可以包括用作感測(cè)元件來(lái)檢測(cè)輸入裝置和輸入對(duì)象(例如，觸控筆或用戶手指)之間交互的傳感器電極。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該輸入裝置可以將電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)到傳感器電極上?；跍y(cè)量與驅(qū)動(dòng)電容性感測(cè)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電容，該輸入裝置確定用戶與輸入裝置交互的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極可以定位于接近輸入裝置中的其他電極。例如，該輸入裝置可以包括用于向用戶輸出圖像的顯示屏。傳感器電極可以安裝于顯示屏之上，或者集成于該屏幕內(nèi)的一層或多層中。顯示屏用來(lái)更新圖像的各種顯示電極(例如，源極電極、柵極電極、共用電極等)，可以與傳感器電極電容性地耦合。在驅(qū)動(dòng)電容性感測(cè)信號(hào)到電極上時(shí)，該耦合電容可能導(dǎo)致輸入裝置的度量反映與該輸入對(duì)象沒(méi)有關(guān)聯(lián)的電容。該額外電容能夠限制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍并限制對(duì)由輸入對(duì)象產(chǎn)生的電容變化的靈敏度。這個(gè)非期望的額外電容也能夠基于諸如所顯示圖像內(nèi)容或傳感器電極溫度的環(huán)境因素而變化，使得系統(tǒng)背景電容的變化可能被錯(cuò)誤地解釋為來(lái)自輸入對(duì)象的變化并導(dǎo)致錯(cuò)誤的處理結(jié)果。
將保護(hù)信號(hào)傳送到顯示電極以及傳送到當(dāng)前沒(méi)有用來(lái)進(jìn)行電容性測(cè)量的傳感器電極上，可以在測(cè)量與傳感器電極關(guān)聯(lián)的電容時(shí)減輕這個(gè)耦合電容的影響、以及減少功率損耗和/或改進(jìn)穩(wěn)定時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)信號(hào)(或“告警信號(hào)”)可以具有與電容性感測(cè)信號(hào)(或“所調(diào)制信號(hào)”、“發(fā)射器信號(hào)”)相似的特征(例如，相似的振幅、頻率和/或相位)。通過(guò)將類(lèi)似于電容性感測(cè)信號(hào)的保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)至顯示電極上，傳感器電極和顯示電極之間的電壓差在某些情況下保持相同，或者電壓差具有能被補(bǔ)償?shù)?、可預(yù)測(cè)變化。相應(yīng)地，電極之間的耦合電容不影響在電容性感測(cè)期間獲得的電容度量。在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)信號(hào)具有比電容性感測(cè)信號(hào)(發(fā)射器信號(hào)或所調(diào)制信號(hào))的振幅更大的振幅。在另一實(shí)施例中，該保護(hù)信號(hào)具有比電容性感測(cè)信號(hào)的振幅(發(fā)射器信號(hào)或所調(diào)制信號(hào))更小的振幅。
圖1a是依照本技術(shù)的實(shí)施例的、包括具有集成感測(cè)裝置的顯示裝置的輸入裝置100的示意框圖。盡管以具有集成感測(cè)裝置的顯示裝置來(lái)示出本公開(kāi)的所例示實(shí)施例，應(yīng)預(yù)期到本公開(kāi)可在未包括具有感測(cè)裝置的顯示裝置的輸入裝置中具體化。輸入裝置100可配置成向電子系統(tǒng)150提供輸入。正如此文檔中使用的，術(shù)語(yǔ)“電子系統(tǒng)”(或“電子裝置”)廣義地指能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括所有尺寸和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī)，諸如桌上型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板、網(wǎng)頁(yè)瀏覽器、電子書(shū)籍閱讀器，和個(gè)人數(shù)字助手(pda)。另外的示例電子系統(tǒng)包括復(fù)合型輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和獨(dú)立的操縱桿或按鍵開(kāi)關(guān)的物理鍵盤(pán)。進(jìn)一步的示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遠(yuǎn)程控制和鼠標(biāo))，和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏和打印機(jī))的外圍設(shè)備。其他示例包括遠(yuǎn)程終端、信息亭，和視頻游戲機(jī)(例如，視頻游戲控制臺(tái)、便攜式游戲裝置等)。其他示例包括通信裝置(包括蜂窩電話，諸如智能電話)，和媒體裝置(包括錄制器、編輯器、和諸如電視的播放器、機(jī)頂盒、音樂(lè)播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機(jī))。另外，電子系統(tǒng)可以是輸入裝置的主機(jī)或從機(jī)。
輸入裝置100能夠被實(shí)現(xiàn)為該電子系統(tǒng)的物理部件，或者能與該電子系統(tǒng)物理地分離。適當(dāng)情況下，輸入裝置100能使用下列方式的任何一個(gè)或多個(gè)與電子系統(tǒng)的部件通信：總線、網(wǎng)絡(luò)，和其他有線或無(wú)線互連。示例包括i2c、spi、ps/2、通用串行總線(usb)、藍(lán)牙、rf和irda。
在圖1a中，輸入裝置100示出為接近傳感器裝置(通常也稱(chēng)為“觸摸墊”或“觸摸傳感器裝置”)，其配置成感測(cè)由一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140在感測(cè)區(qū)域170中提供的輸入。示例輸入對(duì)象包括手指和觸控筆，如圖1a所示。
感測(cè)區(qū)域170包含在輸入裝置100之上、周?chē)?、之中?或附近的任何空間，在其中輸入裝置100能夠檢測(cè)用戶輸入(例如，由一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140提供的用戶輸入)。特定感測(cè)區(qū)域的大小、形狀和位置可能逐個(gè)實(shí)施例廣泛變化。在一些實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)域170從輸入裝置100的表面沿一個(gè)或多個(gè)方向延伸至空間中直到信噪比阻止充分準(zhǔn)確的對(duì)象檢測(cè)。該感測(cè)區(qū)域170沿特定方向延伸的距離，在各種實(shí)施例中，可能為大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或者更多，并且可能隨所用的感測(cè)技術(shù)的類(lèi)型和期望精度而顯著變化。因此，一些實(shí)施例感測(cè)輸入，其中包括與輸入裝置100任何表面無(wú)接觸、與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)接觸、與耦合一定量外加力或壓力的輸入裝置100的輸入表面接觸、和/或它們的組合。在各種實(shí)施例中，輸入表面可由傳感器電極位于其中的殼體的表面來(lái)提供，由應(yīng)用在傳感器電極或任何殼體之上的面板來(lái)提供等。在一些實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)170在投射到輸入裝置100的輸入表面上時(shí)具有矩形形狀。
輸入裝置100可以利用傳感器組件和感測(cè)技術(shù)的任何組合來(lái)檢測(cè)在感測(cè)區(qū)170中的用戶輸入。該輸入裝置100包括用于檢測(cè)用戶輸入的多個(gè)感測(cè)120。輸入裝置100可包括經(jīng)組合來(lái)形成傳感器電極的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件120。作為幾個(gè)非限制性示例，輸入裝置100可以使用電容性、倒介電、電阻性、電感性、磁、聲、超聲，和/或光技術(shù)。
一些實(shí)現(xiàn)配置成提供跨一維、二維、三維，或更高維空間的圖像。一些實(shí)現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。
在輸入裝置100的一些電阻性實(shí)現(xiàn)中，柔性且導(dǎo)電的第一層通過(guò)一個(gè)或多個(gè)間隔元件與導(dǎo)電的第二層分離。在操作期間，一個(gè)或多個(gè)電壓梯度跨多層創(chuàng)建。按壓柔性的第一層可使其充分彎曲而產(chǎn)生多層之間的電接觸，導(dǎo)致反映多層間接觸的點(diǎn)的電壓輸出。這些電壓輸出可用于確定位置信息。
在輸入裝置100的一些電感性實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件120獲得諧振線圈或線圈對(duì)引起的環(huán)路電流。電流的量值、相位和頻率的某種組合可隨后用于確定位置信息。
在輸入裝置100的一些電容性實(shí)現(xiàn)中，施加電壓或電流以創(chuàng)建電場(chǎng)。附近的輸入對(duì)象導(dǎo)致電場(chǎng)的變化，并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測(cè)變化，其可作為電壓、電流等的變化而被檢測(cè)。
一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電容性感測(cè)元件120的陣列或者其他規(guī)則或不規(guī)則的圖案來(lái)創(chuàng)建電場(chǎng)。在一些電容性實(shí)現(xiàn)中，獨(dú)立的感測(cè)元件120可以歐姆地短接在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。
如以上所討論，一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于在傳感器電極120和輸入對(duì)象之間的電容性耦合的變化的“自電容”(或“絕對(duì)電容”)感測(cè)方法。在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110配置成將具有已知振幅的電壓驅(qū)動(dòng)到傳感器電極120上并測(cè)量將傳感器電極充電到所驅(qū)動(dòng)電壓所需的電荷的量。在其他實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110配置成驅(qū)動(dòng)已知電流并測(cè)量結(jié)果電壓。在各種實(shí)施例中，傳感器電極120附近的輸入對(duì)象改變傳感器電極120附近的電場(chǎng)，從而改變量得的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，絕對(duì)電容感測(cè)方法通過(guò)使用所調(diào)制信號(hào)相對(duì)于參考電壓(例如，系統(tǒng)地)調(diào)制傳感器電極120，以及通過(guò)檢測(cè)傳感器電極120與輸入對(duì)象140之間的電容性耦合，來(lái)進(jìn)行操作。
此外，如以上所討論，一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于在傳感器電極之間的電容性耦合的變化的“互電容”(或“跨電容”)感測(cè)方法。在各種實(shí)施例中，傳感器電極附近的輸入對(duì)象140改變傳感器電極之間的電場(chǎng)，從而改變量得的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，跨電容感測(cè)方法通過(guò)檢測(cè)在一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器感測(cè)電極(也是“發(fā)射器電極”)與一個(gè)或多個(gè)接收器感測(cè)電極(也是“接收器電極”)之間的電容性耦合，來(lái)進(jìn)行操作，如以下進(jìn)一步討論。發(fā)射器感測(cè)電極可相對(duì)于參考電壓(例如，系統(tǒng)地)來(lái)調(diào)制以傳送發(fā)射器信號(hào)。接收器感測(cè)電極可相對(duì)于參考電壓保持大體上恒定以促進(jìn)結(jié)果信號(hào)的接收。結(jié)果信號(hào)可以包括對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器信號(hào)、和/或?qū)?yīng)于一個(gè)或多個(gè)環(huán)境干擾源(例如，其他電磁信號(hào))的影響。感測(cè)電極可為專(zhuān)用的發(fā)射器電極或接收器電極，或者可配置成既傳送又接收。
在圖1a中，處理系統(tǒng)110示出為輸入裝置100的部件。處理系統(tǒng)110配置成操作輸入裝置100的硬件來(lái)檢測(cè)感測(cè)區(qū)170中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(ic)和/或其他電路組件的部分或全部。(例如，用于互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可包括發(fā)射器模塊，其包括配置成采用發(fā)射器傳感器電極來(lái)傳送信號(hào)的電路，和/或接收器模塊，其包括配置成采用接收器傳感器電極來(lái)接收信號(hào)的電路)。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110還包括電子可讀指令，諸如固件代碼、軟件代碼等。在一些實(shí)施例中，組成處理系統(tǒng)110的組件定位在一起，諸如在輸入裝置100的感測(cè)元件120附近。在其他實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110的組件在物理上是獨(dú)立的，其中一個(gè)或多個(gè)組件靠近輸入裝置100的感測(cè)元件120，而一個(gè)或多個(gè)組件在別處。例如，輸入裝置100可為耦合到桌上型計(jì)算機(jī)的外設(shè)，并且處理系統(tǒng)110可包括配置成在桌上型計(jì)算機(jī)的中央處理單元上運(yùn)行的軟件以及與該中央處理單元分離的一個(gè)或多個(gè)ic(或許具有關(guān)聯(lián)的固件)。作為另一示例，輸入裝置100可物理地集成在電話中，并且處理系統(tǒng)110可包括作為該電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110專(zhuān)用于實(shí)現(xiàn)輸入裝置100。在其他實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110也執(zhí)行其他功能，諸如操作顯示屏、驅(qū)動(dòng)觸覺(jué)致動(dòng)器等。
處理系統(tǒng)110可以作為處理該處理系統(tǒng)110不同功能的一組模塊被實(shí)現(xiàn)。每一模塊可包括作為處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件或它們的組合。在各種實(shí)施例中，可使用模塊的不同組合。示例模塊包括用于操作諸如傳感器電極和顯示屏之類(lèi)硬件的硬件操作模塊，用于處理諸如傳感器信號(hào)和位置信息之類(lèi)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊，以及用于報(bào)告信息的報(bào)告模塊。另外的示例模塊包括傳感器操作模塊，其配置成操作感測(cè)元件120來(lái)檢測(cè)輸入；識(shí)別模塊，其配置成識(shí)別諸如模式變更手勢(shì)之類(lèi)的手勢(shì)；以及模式變更模塊，其用于變更操作模式。處理系統(tǒng)110也可以包括一個(gè)或多個(gè)控制器。
在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110直接通過(guò)引起一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作來(lái)響應(yīng)感測(cè)區(qū)域170中的用戶輸入(或缺少用戶輸入)。示例動(dòng)作包括改變操作模式，以及諸如光標(biāo)移動(dòng)、選擇、菜單導(dǎo)航、和其他功能的gui動(dòng)作。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110向電子系統(tǒng)的某個(gè)部分(例如，向與處理系統(tǒng)110分離的電子系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，如果這樣一個(gè)獨(dú)立的中央處理系統(tǒng)存在的話)提供關(guān)于輸入(或缺少輸入)的信息。在一些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)的某個(gè)部分處理從該處理系統(tǒng)110接收到的信息以對(duì)用戶輸入采取動(dòng)作，諸如促進(jìn)全范圍的動(dòng)作，包括模式改變動(dòng)作和gui動(dòng)作。
例如，在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110操作輸入裝置100的感測(cè)元件120以產(chǎn)生指示感測(cè)區(qū)域170中的輸入(或缺少輸入)的電信號(hào)。處理系統(tǒng)110在產(chǎn)生提供給電子系統(tǒng)的信息中可對(duì)該電信號(hào)執(zhí)行任何適量的處理。例如，處理系統(tǒng)110可以數(shù)字化從感測(cè)元件120獲得的模擬電信號(hào)。作為另一個(gè)例子，處理系統(tǒng)110可以執(zhí)行濾波或其他信號(hào)調(diào)節(jié)。作為又一個(gè)例子，處理系統(tǒng)110可以減去或以其他方式計(jì)及基線，以使得信息反映電信號(hào)和基線之間的差異。作為另一些示例，處理系統(tǒng)110可確定位置信息，將輸入識(shí)別為命令，識(shí)別筆跡等。
本文使用的“位置信息”廣義地包含絕對(duì)位置、相對(duì)位置、速度、加速度和其他類(lèi)型的空間信息。示例性的“零維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或接觸/非接觸信息。示例性的“一維”位置信息包括沿軸的位置。示例性的“二維”位置信息包括在平面中的運(yùn)動(dòng)。示例性的“三維”位置信息包括在空間中的瞬時(shí)或平均速度。進(jìn)一步的示例包括空間信息的其他表示。也可確定和/或存儲(chǔ)關(guān)于一種或多種類(lèi)型位置信息的歷史數(shù)據(jù)，包括，例如隨時(shí)間追蹤位置、運(yùn)動(dòng)、或瞬時(shí)速度的歷史數(shù)據(jù)。
在一些實(shí)施例中，輸入裝置100采用由處理系統(tǒng)110或由某個(gè)其他處理系統(tǒng)操作的附加輸入組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些附加輸入組件可為感測(cè)區(qū)170中的輸入提供冗余的功能性，或某個(gè)其他功能性。圖1a示出感測(cè)區(qū)170附近的按鈕130，其能夠用于促進(jìn)使用輸入裝置100的項(xiàng)目的選擇。其他類(lèi)型的附加輸入組件包括滑塊、球、輪、開(kāi)關(guān)等。相反地，在一些實(shí)施例中，輸入裝置100可在沒(méi)有其他輸入組件的情況下實(shí)現(xiàn)。
一些實(shí)施例中，輸入裝置100包括觸摸屏界面，并且感測(cè)區(qū)170與輸入裝置100的顯示屏的有源區(qū)的至少一部分重疊。例如，輸入裝置100可包括覆蓋該顯示屏的、大體透明的感測(cè)元件120，以及為關(guān)聯(lián)的電子系統(tǒng)提供觸摸屏界面。該顯示屏可以是能向用戶顯示可視界面的、任何類(lèi)型的動(dòng)態(tài)顯示器，并可包括任何類(lèi)型的發(fā)光二極管(led)、有機(jī)led(oled)、陰極射線管(crt)、液晶顯示器(lcd)、等離子體、電致發(fā)光(el)，或其他顯示技術(shù)。輸入裝置100和顯示裝置可共用物理元件。例如，一些實(shí)施例可將相同電組件的一些用于顯示及感測(cè)。作為另一示例，顯示裝置可部分或整個(gè)地由處理系統(tǒng)110操作。
應(yīng)理解，盡管本技術(shù)的諸多實(shí)施例在完全功能設(shè)備的上下文中描述，本技術(shù)的機(jī)制能夠作為采用多種形式的程序產(chǎn)品(例如軟件)來(lái)被分配。例如，本技術(shù)的機(jī)制可作為電子處理器可讀取的信息承載介質(zhì)(例如，可由處理系統(tǒng)110讀取的、非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀和/或可記錄/可寫(xiě)的信息承載介質(zhì))之上的軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)及分配。另外，無(wú)論用于執(zhí)行分配的介質(zhì)的特定類(lèi)型，本技術(shù)的實(shí)施例同樣地適用。非暫時(shí)性、電子可讀介質(zhì)的示例包括各種光盤(pán)、存儲(chǔ)棒、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)模塊等。電子可讀介質(zhì)可基于閃速、光、磁、全息、或任何其他存儲(chǔ)技術(shù)。
保護(hù)信號(hào)
絕對(duì)電容性感測(cè)可以通過(guò)測(cè)量從傳感器電極到大體上恒定的電壓(例如，系統(tǒng)地或任何其他大體上恒定的電壓)的電容來(lái)執(zhí)行。圖1b-1g示出包括四個(gè)節(jié)點(diǎn)-a、b、c以及gnd的網(wǎng)絡(luò)-其可在執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)使用。例如，圖1b示出可在包含這四個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中存在的各種電容。如所示，在這四節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中示出六個(gè)電容。盡管在圖1b中節(jié)點(diǎn)a在本文中被稱(chēng)為傳感器電極(因?yàn)槠溆伤{(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng))，節(jié)點(diǎn)a、b或c的任一個(gè)可用作傳感器電極。在圖1b中，傳感器電極(節(jié)點(diǎn)a)具有到gnd的電容cf，其與ca并聯(lián)。電容cf基于輸入對(duì)象到傳感器電極的接近性而改變。從而通過(guò)測(cè)量cf，接近輸入對(duì)象的位置可以被確定。貫穿本說(shuō)明書(shū)，節(jié)點(diǎn)a和傳感器電極可互換地使用。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將所調(diào)制信號(hào)(示出為v(t))驅(qū)動(dòng)到該傳感器電極上并且隨后測(cè)量采用傳感器電極接收的結(jié)果信號(hào)，測(cè)量從傳感器電極到接近的輸入對(duì)象的變化電容。在一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)果信號(hào)對(duì)應(yīng)于結(jié)果電流i(t)。通過(guò)測(cè)量結(jié)果信號(hào)，可以確定輸入對(duì)象的位置。然而，在圖1b中示出的電容ca、cab、cca、cb、cbc和/或cc可能對(duì)對(duì)象檢測(cè)具有若干有害的影響。例如，傳感器電極對(duì)地的總電容增加，這增加該傳感器電極的穩(wěn)定時(shí)間。影響結(jié)果信號(hào)的電容的量值也增加，其增加感測(cè)電路所需的動(dòng)態(tài)范圍。在各種實(shí)施例中，電容的一些是可變的(因過(guò)程、溫度、所施加dc電壓等)，這使對(duì)該變化進(jìn)行補(bǔ)償(變得)困難。在許多實(shí)施例中，減少或移除其他電容將改進(jìn)輸入裝置的性能，并且可使輸入對(duì)象與傳感器電極之間的電容的變化更容易確定。
在一個(gè)實(shí)施例中，并進(jìn)一步參考圖1b，可以通過(guò)采用所調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)a(傳感器電極)以及測(cè)量接收到的結(jié)果信號(hào)，來(lái)確定電容cf。在該驅(qū)動(dòng)及測(cè)量階段期間，節(jié)點(diǎn)b(例如，另一電極)可以被置為浮動(dòng)的、以大體恒定的電壓(例如，地等)驅(qū)動(dòng)或以保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。類(lèi)似地，節(jié)點(diǎn)c可以被置為浮動(dòng)的、以大體恒定的電壓(地)驅(qū)動(dòng)或以保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。由此，在測(cè)量期間對(duì)于節(jié)點(diǎn)/電極b和c有九種可能的組合，如下表1所示出。
表1
考慮到寄生電阻的存在，其未在圖1b-1g中示出，減少或消除寄生電容的影響，改進(jìn)了傳感器電極(圖1b中的節(jié)點(diǎn)a)的穩(wěn)定時(shí)間，允許每單位時(shí)間更多的測(cè)量，并且增加信噪比。電容ca、cb、cc、cab、cbc和cca中的一些或全部也可作為溫度、過(guò)程、所施加電壓或其他狀態(tài)的函數(shù)而變化。為了準(zhǔn)確地檢測(cè)由輸入對(duì)象產(chǎn)生的電容的變化，這個(gè)可變性的減輕是重要的。
在圖1b的另一實(shí)施例中，可以通過(guò)在cf的測(cè)量期間使節(jié)點(diǎn)b和c開(kāi)放(電浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)b和c)，而改進(jìn)cf的測(cè)量。如果ca、cb和cc的值相對(duì)于耦合電容cbc和cca小(例如，小一個(gè)數(shù)量級(jí))，那么保護(hù)一個(gè)節(jié)點(diǎn)并浮動(dòng)其他節(jié)點(diǎn)變得更有效。然而，如果從節(jié)點(diǎn)至地的電容的值相對(duì)于耦合電容大，那么浮動(dòng)該節(jié)點(diǎn)變得不那么有效。
在圖1c所示的實(shí)施例中，可以通過(guò)在以所調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)a并且測(cè)量結(jié)果信號(hào)同時(shí)使節(jié)點(diǎn)b和c接地，來(lái)確定電容cf。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)b和c接地，當(dāng)cb、cbc和cc從電路中有效地移除時(shí)(如虛線框所示)，電容cab和cca有效地與電容cf和ca并聯(lián)。電容cab和ccb相對(duì)于cf典型地大，這增加了接收器模塊所需的動(dòng)態(tài)范圍，因?yàn)樵跍y(cè)量cf時(shí)cab和ccb被檢測(cè)。此外，由于電容cab和ccb是沿著電阻性傳感器電極的分布式電容，傳感器電極的穩(wěn)定時(shí)間也增加了。
備選地，如圖1d所示，節(jié)點(diǎn)b和c(電極b和c)兩者都通過(guò)在兩個(gè)v(t)電壓發(fā)生器所示的節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)而被“保護(hù)”。保護(hù)信號(hào)可在振幅、形狀、相位和/或頻率的至少一個(gè)中與所調(diào)制信號(hào)v(t)相等。在這樣的實(shí)施例中，跨圖1d中示出的全部耦合電容cab、cbc以及cca(它們連接到節(jié)點(diǎn)b和c)的電壓不改變，并且從而，這些電容有效地從電路中移除。量得的電容是cf與單個(gè)電容ca的和。在許多實(shí)施例中，ca處于與cf相同數(shù)量級(jí)，并且照這樣接收器模塊的動(dòng)態(tài)范圍不需要被增加和/或傳感器電極的穩(wěn)定時(shí)間由于ca僅被稍微增加，這允許更高的頻率被用于所調(diào)制信號(hào)或發(fā)射器信號(hào)。該保護(hù)還具有移除因過(guò)程、溫度、電壓等所致的電容cab、cbc和cca的可變性的重要次要益處。
在一些實(shí)施例中，如圖1e所例示，保護(hù)信號(hào)施加到節(jié)點(diǎn)b和c其中之一，而節(jié)點(diǎn)b或c的另一個(gè)電浮動(dòng)。在這個(gè)特定的實(shí)施例中，保護(hù)信號(hào)施加到如v(t)電壓發(fā)生器所示的節(jié)點(diǎn)b。電容cc假定為相比于cbc和cca小；節(jié)點(diǎn)c因此由施加到節(jié)點(diǎn)b的保護(hù)信號(hào)有效地驅(qū)動(dòng)。這有效地將cca從電路中移除。進(jìn)一步，由于所調(diào)制信號(hào)和保護(hù)信號(hào)施加到cbc和cca的串聯(lián)組合的兩端，電容cbc和cca也可以大體上從等效電路中消除。由此，當(dāng)cc相比于cbc和cca小時(shí)，在浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)(電極)c同時(shí)僅保護(hù)節(jié)點(diǎn)(電極)b可大體等效于保護(hù)節(jié)點(diǎn)(電極)b和c兩者。
在圖1f示出的實(shí)施例中，告警信號(hào)被驅(qū)動(dòng)至節(jié)點(diǎn)b和節(jié)點(diǎn)c其中之一上，而節(jié)點(diǎn)b或節(jié)點(diǎn)c的另一個(gè)由大體恒定電壓(例如，接地的)驅(qū)動(dòng)。由于節(jié)點(diǎn)b被驅(qū)動(dòng)，電容cb大體不影響結(jié)果信號(hào)，以及因?yàn)閏bc的一端被驅(qū)動(dòng)而另一端接地，cbc大體不影響結(jié)果信號(hào)。進(jìn)一步地，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)c接地，電容cc大體不影響結(jié)果信號(hào)。進(jìn)一步地，由于cab的兩端由類(lèi)似的信號(hào)驅(qū)動(dòng)，其不影響結(jié)果信號(hào)。然而，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)c以大體恒定電壓驅(qū)動(dòng)以及因?yàn)楣?jié)點(diǎn)a以所調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)，節(jié)點(diǎn)c和節(jié)點(diǎn)a之間的電容(cca)可能影響結(jié)果信號(hào)。這個(gè)實(shí)施例與圖1d和1e不同之處在于，例如，節(jié)點(diǎn)和地之間的電容值(例如，cc)被移除，而耦合電容(例如，cca)則沒(méi)有。
圖1g示出一實(shí)施例，其中，節(jié)點(diǎn)b和節(jié)點(diǎn)c其中之一接地而節(jié)點(diǎn)的另一個(gè)浮動(dòng)。在所例示實(shí)施例中，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)b接地，電容cb不影響結(jié)果信號(hào)。進(jìn)一步地，因?yàn)閏c和cbc并聯(lián)而cc，在許多實(shí)施例中，小于cbc，cc的電容性影響可被忽略。這導(dǎo)致附加電容cab、ca、以及cca與cbc的串聯(lián)組合，其可能會(huì)影響結(jié)果信號(hào)。
在顯示裝置的一個(gè)實(shí)施例中，典型地存在為像素所共用的三個(gè)電極，例如：vcom電極(共用電極)、柵極電極(柵極線)和源極電極(源極線)。正如以下將更詳細(xì)討論，在各種實(shí)施例中，這些電極中的任何一個(gè)可以配置為傳感器電極。在一個(gè)實(shí)施例中，圖1b-1g所描述的四節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可對(duì)應(yīng)于單個(gè)子像素；然而，類(lèi)似的論述可被擴(kuò)展到子像素的集合組。例如，節(jié)點(diǎn)a可以是也用于更新顯示的傳感器電極(例如，vcom電極)。節(jié)點(diǎn)b和c可以是其他類(lèi)型的顯示電極(例如，柵極和源極電極)。進(jìn)一步地，與傳感器電極關(guān)聯(lián)的電容也可包括關(guān)聯(lián)線路或其他布線的電容。與子像素關(guān)聯(lián)的電容可包括包含四個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)：ac系統(tǒng)地(也被稱(chēng)為“gnd”，并在各種附圖中由符號(hào)
在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極的每個(gè)包括共用電極層的一個(gè)或多個(gè)分段(vcom電極分段)、源極線和柵極線，其中在以上討論中傳感器電極對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)a并且源極線對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)b并且柵極線對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)c。源極線和/或柵極線可以以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)或電浮動(dòng)以至少部分地減輕它們的寄生電容影響。進(jìn)一步地，其他共用電極也可以以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，使得它們的電容不會(huì)影響正被驅(qū)動(dòng)用于電容性感測(cè)的傳感器電極。相對(duì)照地，典型的顯示裝置在觸摸測(cè)量時(shí)間間隔期間可驅(qū)動(dòng)dc電壓至源極和柵極線上，例如，如圖1c所示，其中節(jié)點(diǎn)b和節(jié)點(diǎn)c接地。相對(duì)照地，圖1d-1f例示驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至顯示電極的至少一個(gè)上以便移除耦合電容的一個(gè)或多個(gè)。
在另一實(shí)施例中，傳感器電極與vcom電極(共用電極)分離，其中vcom電極以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)以減少vcom電極和傳感器電極之間的寄生電容性耦合的影響。進(jìn)一步地，所有柵極線和/或源極線也可以以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)或電浮動(dòng)以減少柵極線和傳感器電極之間以及源極線與傳感器電極之間的寄生電容影響。
在另外的實(shí)施例中，第一傳感器電容可以以發(fā)射器信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，而包括對(duì)應(yīng)于該發(fā)射器信號(hào)的影響的結(jié)果信號(hào)以第二傳感器電極來(lái)接收。與上述類(lèi)似的方案可以應(yīng)用至接近第一傳感器電極和/或第二傳感器電極的顯示電極。通過(guò)減少或消除從發(fā)射器電極(第一傳感器電極)和接收器電極(第二傳感器電極)到地的電容，發(fā)射器電極和/或接收器電極的穩(wěn)定時(shí)間可被改善。進(jìn)一步地，發(fā)射器和接收器電極之間的電容值的任何變化(其基于發(fā)射器和/或接收器電極與顯示電極之間的電容的變化)可被減少或消除。
以上論述可以進(jìn)一步應(yīng)用到在即將到來(lái)的描述中具體化的各種配置。
傳感器電極布置
回到圖1a，在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極120可以布置到同一襯底的不同側(cè)。例如，傳感器電極120的每個(gè)可以跨襯底的表面之一縱向延伸。還進(jìn)一步地，在襯底的一側(cè)，傳感器電極120可沿第一方向延伸，但在襯底的另一側(cè)，傳感器電極120可沿第二方向延伸，其中第二方向與第一方向或者平行或者垂直。例如，傳感器電極120可以成形為條或條紋，其中在襯底的一側(cè)的傳感器電極120沿垂直于在襯底相對(duì)側(cè)的傳感器電極120的方向延伸。
傳感器電極120可在襯底側(cè)面上形成為任何期望的形狀。此外，在襯底一側(cè)的傳感器電極120的大小和/或形狀可不同于在襯底另一側(cè)的傳感器電極120的大小和/或形狀。另外，同一側(cè)的傳感器電極120可以具有不同的形狀和/或大小。
在另一實(shí)施例中，傳感器電極120可以在隨后層壓在一起的不同襯底上形成。在一個(gè)示例中，布置于襯底其中之一上的第一批多個(gè)傳感器電極120可以用于傳送感測(cè)信號(hào)(即，發(fā)射器電極)，而布置于另一襯底上的第二批多個(gè)傳感器電極120用于接收結(jié)果信號(hào)(即，接收器電極)。在其他實(shí)施例中，第一和/或第二批多個(gè)傳感器120可作為絕對(duì)電容性傳感器電極被驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，盡管不是必需的，第一批多個(gè)傳感器電極可相比于第二批多個(gè)傳感器電極更大(更大的表面面積)。在其他實(shí)施例中，第一批多個(gè)和第二批多個(gè)傳感器電極可具有類(lèi)似的大小和/或形狀。因而，在襯底其中之一上的傳感器電極120的大小和/或形狀可與另一襯底上的電極120的大小和/或形狀不同。盡管如此，傳感器電極120可在它們相應(yīng)的襯底上形成為任何期望的形狀。另外，同一襯底上的傳感器電極120可以具有不同的形狀和大小。
在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極120全部位于共用襯底的同一側(cè)或表面。在一個(gè)示例中，第一批多個(gè)傳感器電極包括該第一批多個(gè)傳感器電極與第二批多個(gè)傳感器電極交叉所在區(qū)域中的跳線，其中跳線與第二批多個(gè)傳感器電極絕緣。如上，傳感器電極120可各自具有相同的大小或形狀，或者不同的大小和形狀。
在另一實(shí)施例中，傳感器電極120全部位于共用襯底的同一側(cè)或表面，并在感測(cè)區(qū)170中彼此絕緣。在這種實(shí)施例中，傳感器電極120彼此電絕緣。在一個(gè)實(shí)施例中，電極120按矩陣陣列來(lái)布置，其中每一傳感器電極120大體上是相同大小和/或形狀。在這樣的實(shí)施例中，傳感器電極120可稱(chēng)為矩陣傳感器電極。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極120的矩陣陣列的傳感器電極的一個(gè)或多個(gè)可在大小和形狀至少一個(gè)中改變。矩陣陣列的每一傳感器電極120可以對(duì)應(yīng)于電容性圖像的像素。在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110配置成以所調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)傳感器電極120來(lái)確定絕對(duì)電容的變化。在其他實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110配置成驅(qū)動(dòng)發(fā)射器信號(hào)至傳感器電極120的第一個(gè)上并且以傳感器電極120的第二個(gè)來(lái)接收結(jié)果信號(hào)。發(fā)射器信號(hào)與所調(diào)制信號(hào)可以在形狀、振幅、頻率和相位中的至少一個(gè)中類(lèi)似。在各個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射器信號(hào)和所調(diào)制信號(hào)是相同信號(hào)。進(jìn)一步地，發(fā)射器信號(hào)是用于跨電容性感測(cè)的所調(diào)制信號(hào)。在各種實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格電極可布置于共用襯底上、在傳感器電極120之間，其中網(wǎng)格電極可用于屏蔽和/或保護(hù)傳感器電極。
如本文所使用的，“屏蔽”指將恒定電壓驅(qū)動(dòng)至電極上，而“保護(hù)”指將可變電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)至第二電極上，其中可變電壓信號(hào)與調(diào)制第一電極的信號(hào)在振幅、頻率和/或相位上大體上相似，以便測(cè)量第一電極的電容。電浮動(dòng)電極在某些情況下可以被理解為保護(hù)的形式，在其中，通過(guò)浮動(dòng)，第二電極經(jīng)由來(lái)自輸入裝置100中第一或第三電極的電容性耦合來(lái)接收期望的保護(hù)波形。在各種實(shí)施例中，保護(hù)可被認(rèn)為是屏蔽的子集，使得保護(hù)傳感器電極會(huì)操作成屏蔽那個(gè)傳感器電極。網(wǎng)格電極可以以可變電壓、大體恒定電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)，或者電浮動(dòng)。當(dāng)它以發(fā)射器信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)時(shí)，網(wǎng)格電極也可以用作發(fā)射器電極，使得網(wǎng)格電極與一個(gè)或多個(gè)傳感器電極之間的電容性耦合可被確定。在一個(gè)實(shí)施例中，浮動(dòng)電極可以布置于網(wǎng)格電極和傳感器電極之間。在一個(gè)特定實(shí)施例中，浮動(dòng)電極、網(wǎng)格電極以及傳感器電極組成顯示裝置的共用電極的整體。在其他實(shí)施例中，網(wǎng)格電極，而不是傳感器電極120或兩者，可以布置于獨(dú)立的襯底或者襯底的表面上。盡管傳感器電極120可在襯底上電絕緣，電極可以在感測(cè)區(qū)170外-例如，在連接區(qū)(其傳送或接收在傳感器電極120上的電容性感測(cè)信號(hào))中，耦合在一起。在各種實(shí)施例中，傳感器電極120可以按照使用各種圖案的陣列來(lái)布置，其中電極120并不都是同一大小和形狀。此外，陣列中的電極120之間的距離可能不是等距的。
在以上討論的傳感器電極布置的任一個(gè)中，傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極可以形成于在顯示裝置外部的襯底上。例如，電極120和/或網(wǎng)格電極可布置于輸入裝置100中的透鏡的外表面上。在其他實(shí)施例中，傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極布置于顯示裝置的濾色玻璃和輸入裝置的透鏡之間。在其他實(shí)施例中，布置傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極的至少一部分，使得它們位于薄膜晶體管襯底(tft襯底)和顯示裝置的濾色玻璃之間。在一個(gè)實(shí)施例中，第一批多個(gè)傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極布置在tft襯底和顯示裝置的濾色玻璃之間，而第二批多個(gè)傳感器電極120和/或第二網(wǎng)格電極布置于濾色玻璃與輸入裝置100的透鏡之間。在一個(gè)實(shí)施例中，第二批多個(gè)傳感器電極120布置在濾色玻璃、透鏡以及輸入裝置100的偏振器其中之一上。在又一些實(shí)施例中，所有傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極布置于tft襯底和顯示裝置的濾色玻璃之間，其中傳感器電極120可布置于同一襯底或不同的襯底上，如上所述。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少第一批多個(gè)傳感器電極120包括顯示裝置的一個(gè)或多個(gè)顯示電極(其在更新顯示中使用)。例如，傳感器電極120可以包括諸如vcom電極的一個(gè)或多個(gè)分段的共用電極、源極驅(qū)動(dòng)線、柵極線、陽(yáng)極子像素電極或陰極像素電極、或任何其他顯示元件。這些共用電極可布置于適當(dāng)?shù)娘@示屏襯底上。例如，共用電極可以布置于一些顯示屏(例如，平面內(nèi)切換(ips)、邊緣場(chǎng)切換(ffs)、平面至線切換(pls)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled))中的透明襯底(例如，玻璃襯底、tft玻璃或任何其他透明材料)上，在一些顯示屏(例如，圖案垂直調(diào)整(pva)、多域垂直調(diào)整(mva)、ips和ffs)的濾色玻璃的底部上、在陰極層(例如，oled)上等。在這種實(shí)施例中，共用電極也可以稱(chēng)為“組合電極”，因?yàn)樗鼒?zhí)行多種功能。在各種實(shí)施例中，傳感器電極120的每個(gè)包括與像素或子像素關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)共用電極。在其他實(shí)施例中，至少兩個(gè)傳感器電極120可共用與像素或子像素關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)共用電極。盡管第一批多個(gè)傳感器電極可包括配置用于顯示更新和電容性感測(cè)的一個(gè)或多個(gè)共用電極，第二批多個(gè)傳感器電極可配置用于電容性感測(cè)且不用于顯示更新。進(jìn)一步地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)格電極和/或浮動(dòng)電極，當(dāng)存在時(shí)，包括一個(gè)或多個(gè)共用電極。
備選地，所有傳感器電極120可以布置于tft襯底和顯示裝置的濾色玻璃之間。在一個(gè)實(shí)施例中，第一批多個(gè)傳感器電極布置于tft襯底上，其中每個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)共用電極，而第二批多個(gè)傳感器電極可以布置于濾色玻璃和tft襯底之間。具體地，接收器電極可以在濾色玻璃上的黑色掩膜內(nèi)布線。在另一實(shí)施例中，所有傳感器電極120包括一個(gè)或多個(gè)共用電極。傳感器電極120可以作為電極的陣列完全地定位于tft襯底或者濾色玻璃上。如上所述，傳感器電極120的一些可使用跳線在陣列中耦合在一起，或者所有電極120可在陣列中電絕緣并使用網(wǎng)格電極來(lái)屏蔽或保護(hù)傳感器電極120。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)格電極，當(dāng)存在時(shí)，包括一個(gè)或多個(gè)共用電極。
在上述傳感器電極布置的任何一個(gè)中，可通過(guò)將傳感器電極120劃分為發(fā)射器和接收器電極而在跨電容感測(cè)模式下、在絕對(duì)電容感測(cè)模式下、或在兩者的某種混合下在輸入裝置100中操作傳感器電極120。以下將更詳細(xì)地討論的是，傳感器電極120或顯示電極的一個(gè)或多個(gè)(例如，源極、柵極、或基準(zhǔn)(共用)線)可以用于執(zhí)行屏蔽或保護(hù)。
繼續(xù)參考圖1a，與傳感器電極120耦合的處理系統(tǒng)110包括傳感器模塊，并且在各種實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110也可以附加地或備選地包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊(或“顯示模塊”)。傳感器模塊包括配置成驅(qū)動(dòng)傳感器電極120的至少一個(gè)在輸入感測(cè)被期望的時(shí)期期間用于電容性感測(cè)的電路。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器模塊配置成驅(qū)動(dòng)所調(diào)制信號(hào)到該至少一個(gè)傳感器電極上以檢測(cè)該至少一個(gè)傳感器電極和輸入對(duì)象之間的絕對(duì)電容的變化。在另一實(shí)施例中，傳感器模塊配置成驅(qū)動(dòng)發(fā)射器信號(hào)到該至少一個(gè)傳感器電極上以檢測(cè)該至少一個(gè)傳感器電極和另一傳感器電極之間的跨電容的變化。所調(diào)制信號(hào)和發(fā)射器信號(hào)一般是包括在分派用于輸入感測(cè)的一時(shí)間段上的多個(gè)電壓轉(zhuǎn)變的可變電壓信號(hào)，并且也可以稱(chēng)為電容性感測(cè)信號(hào)。在各種實(shí)施例中，所調(diào)制信號(hào)與發(fā)射器信號(hào)在形狀、頻率、振幅和/或相位的至少一個(gè)上類(lèi)似。在其他實(shí)施例中，所調(diào)制信號(hào)和發(fā)射器信號(hào)在頻率、形狀、相位、振幅和相位上不同。傳感器模塊可以選擇性地耦合到傳感器電極120的一個(gè)或多個(gè)。例如，傳感器模塊可以耦合到傳感器電極120的至少一個(gè)，并在絕對(duì)電容和/或跨電容感測(cè)模式中操作。
傳感器模塊包括配置成以傳感器電極120接收結(jié)果信號(hào)的電路，其中結(jié)果信號(hào)包括在輸入感測(cè)被期望的時(shí)期期間與所調(diào)制信號(hào)或發(fā)射器信號(hào)對(duì)應(yīng)的影響。傳感器模塊可確定感測(cè)區(qū)170中輸入對(duì)象140的位置或可向另一模塊或處理器(例如，確定模塊或電子裝置的處理器(即，主處理器))提供包括指示結(jié)果信號(hào)的信息的信號(hào)，以用于確定感測(cè)區(qū)170中輸入對(duì)象140的位置。
顯示驅(qū)動(dòng)器模塊包括配置成在顯示更新時(shí)期期間向顯示裝置的顯示器提供顯示圖像更新信息的電路。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示驅(qū)動(dòng)器耦合至顯示電極(源極電極、柵極電極和vcom電極)并且配置成驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)顯示電極來(lái)設(shè)定與顯示裝置的像素關(guān)聯(lián)的電壓，并且在保護(hù)模式中操作該至少一個(gè)顯示電極來(lái)減輕多個(gè)傳感器電極中的第一傳感器電極和該至少一個(gè)顯示電極之間的耦合電容的影響。在各種實(shí)施例中，顯示電極是驅(qū)動(dòng)電壓至與像素關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)元件上的源極電極、設(shè)定與像素關(guān)聯(lián)的晶體管上的柵極電壓的柵極電極、以及向存儲(chǔ)元件提供基準(zhǔn)電壓的共用電極中的至少一個(gè)。
在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器模塊和顯示驅(qū)動(dòng)器模塊可包括在共用集成電路(第一控制器)內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器模塊和顯示驅(qū)動(dòng)器模塊包括在兩個(gè)獨(dú)立集成電路中。在那些包括多個(gè)集成電路的實(shí)施例中，同步機(jī)制可以耦合至它們之間，其配置成使顯示更新時(shí)期、感測(cè)時(shí)期、發(fā)射器信號(hào)、顯示更新信號(hào)等同步。
保護(hù)顯示電極
圖2a-2f是根據(jù)本文描述的實(shí)施例的、例示用于測(cè)量電容的電路的電路圖。具體地，圖2a-2f可以表示在執(zhí)行如上所述的絕對(duì)電容感測(cè)時(shí)圖1a中的輸入裝置100的電路模型。盡管本實(shí)施例討論在絕對(duì)電容感測(cè)的上下文中使用保護(hù)信號(hào)，但本公開(kāi)并不限定于此。替代地，在跨電容感測(cè)期間，保護(hù)信號(hào)(即，與發(fā)射器信號(hào)類(lèi)似的信號(hào))可被傳送至下面所述的顯示電極(其在電容性感測(cè)期間沒(méi)有使用)上。這樣做可以減少功率消耗并一般地改進(jìn)傳感器電極120的穩(wěn)定時(shí)間。
如圖2a中圖示200所示，在節(jié)點(diǎn)d，感測(cè)電壓耦合至傳感器電極120的一個(gè)或多個(gè)。圖示200包括積分器210，其包括具有反饋電容器cfb的運(yùn)算放大器(op-amp)。積分器210測(cè)量傳感器電極120和自由空間(或地面)之間的電容，該電容在圖2a中由電容cabs表示。當(dāng)輸入對(duì)象出現(xiàn)在輸入裝置中感測(cè)區(qū)附近的范圍內(nèi)時(shí)，這個(gè)電容變化。在一個(gè)實(shí)施例中，在節(jié)點(diǎn)e所調(diào)制信號(hào)可在低電壓和高電壓間切換。由于節(jié)點(diǎn)e上的電壓變化，積分器210驅(qū)動(dòng)負(fù)端到同一電壓。基于積分器210的輸出電壓，輸入裝置能夠確定多少電荷必須流動(dòng)以便對(duì)電容cabs和cp充電，并從而確定這些電容的值。在其他實(shí)施例中，調(diào)制電壓可以替代地施加到節(jié)點(diǎn)d以便測(cè)量cabs。還進(jìn)一步地，代替驅(qū)動(dòng)電壓以便測(cè)量電流以確定如圖2a-2f所示的cabs的值，備選地，輸入裝置能夠驅(qū)動(dòng)電流并測(cè)量電壓。無(wú)論用于測(cè)量cabs的具體技術(shù)，如下所述保護(hù)傳感器電極120和/或顯示電極可改進(jìn)感測(cè)性能。保護(hù)技術(shù)可以一般地減少包括用于背景電容補(bǔ)償?shù)碾娐返男枨?。保護(hù)技術(shù)也可以減輕模數(shù)轉(zhuǎn)換(adc)基線值的變化，其通常在電容性感測(cè)信號(hào)的頻率變化時(shí)經(jīng)歷(例如，來(lái)避免干擾)?？绺袦y(cè)信號(hào)頻率變化保持同一adc基線可以在電路的速度和簡(jiǎn)化方面改進(jìn)總體感測(cè)性能。
圖示200還例示寄生電容cp，其可能影響積分器210獲得的度量。如以上關(guān)于圖1b-1g所述，由于寄生電容可能比電容cabs的變化大得多，積分器210在沒(méi)有利用技術(shù)來(lái)處理高寄生電容cp的情況下可能無(wú)法有效地識(shí)別電容cabs的變化。圖2b中的圖示250例示電路模型，其中保護(hù)信號(hào)215被施加，保護(hù)信號(hào)使積分器210能夠有效地識(shí)別電容cabs的變化，甚至在高寄生電容cp存在的情況下。
在圖示250中，以及如上所述，寄生電容cp表示傳感器電極120和輸入裝置中任何其他電極205之間的耦合電容。照這樣，其他電極205可以是當(dāng)前沒(méi)有被感測(cè)的另一傳感器電極120、或者接近傳感器電極120的顯示電極—例如，用于更新輸入裝置中顯示圖像的源極、vcom、陰極或柵極電極。為了防止其他電極205和傳感器電極120之間的寄生電容干擾積分器210所執(zhí)行的絕對(duì)電容度量，保護(hù)信號(hào)可直接或間接地施加至電極205。具體地，保護(hù)信號(hào)可與驅(qū)動(dòng)至電極120上的調(diào)制信號(hào)相同或大體類(lèi)似。因而，如果跨寄生電容cp的電壓沒(méi)有變化(即，如果在電容cp一側(cè)的電壓改變了與另一側(cè)的電壓相同的量)，那么寄生電容cp不影響積分器210所獲得的度量。例如，如果在節(jié)點(diǎn)e，調(diào)制信號(hào)由在低和高感測(cè)電壓之間進(jìn)行切換來(lái)定義，相同的電壓變化可作為保護(hù)信號(hào)施加至電極205。
在一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)d或者節(jié)點(diǎn)e可以電耦合至電極205，使得驅(qū)動(dòng)至電極120上的同一所調(diào)制信號(hào)作為保護(hù)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)至電極205上，但這不是必需的。例如，被同步化的其他驅(qū)動(dòng)電路，可以用于驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至電極205上，該保護(hù)信號(hào)與驅(qū)動(dòng)至電極120上的所調(diào)制信號(hào)大體上類(lèi)似(即，相同相位和/或頻率和/或振幅)。
圖2c例示圖示260，其中傳感器電極與顯示電極(例如，源極、柵極、或vcom(或陰極)電極)分離。由于各種電極之間的緊密接近，在傳感器電極(圖2c中示出為“第一傳感器電極”)和輸入裝置中的其他電極之間可能存在寄生電容。換言之，圖2c中的寄生電容是第一傳感器電極和第二傳感器電極之間的耦合電容(cse)、第一傳感器電極和vcom電極之間的耦合電容(cvcom)、第一傳感器電極和源極電極之間的耦合電容(cs)、第一傳感器電極和柵極電極之間的耦合電容(cg)的組合。為了在測(cè)量絕對(duì)電容時(shí)減輕這些寄生電容的影響，電極以一個(gè)或多個(gè)保護(hù)信號(hào)來(lái)直接或間接地驅(qū)動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一傳感器電極可以是多個(gè)接收器電極中的一個(gè)或多個(gè)，而第二傳感器電極可以是多個(gè)發(fā)射器電極中的一個(gè)或多個(gè)。在其他實(shí)施例中，第一和第二傳感器電極是共用的多個(gè)傳感器電極(例如，發(fā)射器電極、接收器電極或矩陣傳感器電極)中的相應(yīng)第一和第二傳感器電極。在另一實(shí)施例中，第一傳感器電極可以是多個(gè)發(fā)射器電極中的一個(gè)或多個(gè)，而第二傳感器電極可以是多個(gè)接收器電極中的一個(gè)或多個(gè)。在另外的實(shí)施例中，第一傳感器電極是一種類(lèi)型的矩陣傳感器電極，而第二傳感器電極是同一類(lèi)型的矩陣傳感器電極。在另外的實(shí)施例中，第一傳感器電極是多個(gè)矩陣傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)，而第二傳感器電極是一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格電極。進(jìn)一步地，第一傳感器電極是一種類(lèi)型的矩陣傳感器電極，而第二傳感器電極是第二、不同類(lèi)型的矩陣傳感器電極。盡管在圖2c中沒(méi)有例示，第二傳感器電極、vcom電極、源極電極和柵極電極其中之一可進(jìn)一步電容性耦合至另一傳感器電極，這可能增加傳感器電極的寄生電容。
圖2d例示圖示270，其中傳感器電極中的第二傳感器電極包括用于顯示更新的顯示裝置的一個(gè)或多個(gè)共用電極(這里示出為vcom/傳感器電極)以及輸入傳感器以及沒(méi)有用于更新顯示裝置的第一傳感器電極。如所例示，第一傳感器電極電容性耦合至顯示裝置的vcom/傳感器電極、源極電極和柵極電極。因而，當(dāng)所調(diào)制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)至第一傳感器電極上，保護(hù)信號(hào)也可以被驅(qū)動(dòng)至vcom/傳感器電極、源極和柵極電極上，從而在測(cè)量絕對(duì)電容cabs時(shí)減輕寄生電容的影響。雖然在圖2d中沒(méi)有例示，另一寄生電容可能存在于第一傳感器電極和第二傳感器電極之間，其中第一和第二傳感器電極可能屬于共用的多個(gè)傳感器電極，或存在于第一傳感器電極和網(wǎng)格電極之間。進(jìn)一步地，第二傳感器電極、vcom電極、源極電極和柵極電極其中之一可進(jìn)一步地電容性耦合至另一傳感器電極，這可能增加傳感器電極的寄生電容。
在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置還可以測(cè)量第二傳感器電極(vcom/傳感器電極)和地面之間的絕對(duì)電容。在這種情況下，所調(diào)制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)至第二傳感器電極上，而保護(hù)信號(hào)可被驅(qū)動(dòng)至第一傳感器電極上。換言之，代替同時(shí)驅(qū)動(dòng)所調(diào)制信號(hào)至所有傳感器電極上，電路在一個(gè)感測(cè)周期期間在驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至第一傳感器電極上的同時(shí)僅在第二傳感器電極上執(zhí)行絕對(duì)電容性感測(cè)，但然后在隨后的感測(cè)周期期間反轉(zhuǎn)并且在傳送保護(hù)信號(hào)至第二傳感器電極上的同時(shí)測(cè)量與第一傳感器電極關(guān)聯(lián)的絕對(duì)電容。
圖2e例示電路280，其中所有傳感器電極包括顯示裝置的一個(gè)或多個(gè)共用電極。然而，在其他實(shí)施例中，傳感器電極可以包括源極或者柵極電極。例如，傳感器電極可以作為電極的陣列位于同一襯底(或表面)上，或者跨顯示裝置中多個(gè)表面分布。第一傳感器電極(即，共用電極或vcom/傳感器電極)之間的寄生電容可以包括共用電極和沒(méi)有采用與第一傳感器電極相同的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)的源極、柵極以及相鄰傳感器電極之間的耦合電容。為了確?？邕@些寄生電容的電壓不改變，保護(hù)信號(hào)可被直接或間接地驅(qū)動(dòng)至源極、柵極以及相鄰電極上。相鄰傳感器電極可以包括網(wǎng)格電極或第二傳感器電極。另外，傳感器電極和附加的相鄰傳感器電極之間的寄生電容也可能存在，其中第一相鄰傳感器電極可以是另一傳感器電極，而第二相鄰傳感器電極可以是網(wǎng)格電極。進(jìn)一步地，相鄰傳感器電極、源極電極和柵極電極其中之一可以進(jìn)一步地電容性耦合至另一傳感器電極，并且這可能影響傳感器電極的寄生電容。
在另外的實(shí)施例中，如圖2f中例示，第一傳感器電極(發(fā)射器電極)可以發(fā)射器信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，而包括對(duì)應(yīng)于發(fā)射器信號(hào)的影響的結(jié)果信號(hào)以第二傳感器電極(接收器電極)來(lái)接收。在電路290中，發(fā)射器電極包括至少一個(gè)共用電極。進(jìn)一步地，接收器電極可以包括至少一個(gè)共用電極，但在各種實(shí)施例中，接收器電極可以與共用電極分離。通過(guò)減少或消除從發(fā)射器電極(第一傳感器電極)至源極電極/柵極電極的電容，發(fā)射器電極的穩(wěn)定時(shí)間可被改進(jìn)。如所示，源極電極和/或柵極電極可以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，使得發(fā)射器電極與源極電極和/或柵極電極之間的寄生電容cts和ctg被減少或消除。雖然在圖2f中沒(méi)有例示，當(dāng)發(fā)射器電極與vcom電極分離時(shí)，附加的寄生電容可能存在于接收器電極與vcom電極之間。
盡管圖2c-2f例示跨各種顯示和傳感器電極驅(qū)動(dòng)同一保護(hù)信號(hào)，這是為了便于說(shuō)明。在其他實(shí)施例中，跨顯示和傳感器電極的dc電壓可能是唯一的。因而，驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至電極上僅采用相同的方式改變電極上的dc電壓，但并未使它們成為等效電壓。例如，保護(hù)信號(hào)可以使源極、柵極和vcom電極上的每一電壓提高4v，但電極上的結(jié)果電壓可能是不同的，例如，分別為-1v、3v和5v。因而，減輕寄生電容的影響并不取決于各種電極的絕對(duì)電壓，而是跨寄生電容的電壓保持大體上不變。
另外，保護(hù)信號(hào)可使用電容性耦合在不同電極間轉(zhuǎn)移。例如，vcom和柵極電極可以位于顯示裝置中的相鄰層上。照這樣，保護(hù)信號(hào)可被驅(qū)動(dòng)至這些電極中的僅一組上，并依靠電極間的電容性耦合來(lái)使保護(hù)信號(hào)傳播至電極的兩組上。
進(jìn)一步地，在圖2b-2f的實(shí)施例的任一個(gè)中，貢獻(xiàn)寄生電容性耦合的顯示和傳感器電極其中之一可以以大體恒定信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，而其他電極以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，這在圖1b-1g中描述。又進(jìn)一步地，在圖2b-2f的實(shí)施例的任一個(gè)中，貢獻(xiàn)寄生電容性耦合的顯示和傳感器電極的至少一個(gè)可以電浮動(dòng)，而其他電極以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)或者電浮動(dòng)，這在圖1b-1g中描述。
圖3a-3b是根據(jù)本文所述的實(shí)施例的、用于在電容性感測(cè)期間保護(hù)顯示電極的顯示系統(tǒng)的示意性框圖。具體地，顯示系統(tǒng)300包括門(mén)選擇邏輯305和與像素315耦合的多個(gè)源極驅(qū)動(dòng)器310。例如，系統(tǒng)300可以是在圖1a中討論的輸入裝置100中顯示裝置的一部分。門(mén)選擇邏輯305(也被稱(chēng)為行選擇邏輯)可通過(guò)激活像素315中相應(yīng)的晶體管開(kāi)關(guān)來(lái)選擇柵極電極325其中之一(或行)。當(dāng)開(kāi)啟時(shí)，這些開(kāi)關(guān)使能導(dǎo)電通路，通過(guò)其源極驅(qū)動(dòng)器310可以驅(qū)動(dòng)跨電容器320的期望電壓。電容器320上的電壓由連接到源極驅(qū)動(dòng)器310的源極電極330(或列線)上的電壓與共用電極350上的基準(zhǔn)電壓(例如vcom)之間的電壓差來(lái)定義。在一個(gè)實(shí)施例中，電容器320上的電容可以基于，至少部分地，用于設(shè)定與像素315關(guān)聯(lián)的顏色的液晶材料。然而，本文所述的實(shí)施例并非限定到任何特定的顯示技術(shù)，并且可以，例如，與led、oled、crt、等離子體、el或其他顯示技術(shù)一起使用。
門(mén)選擇邏輯305可以在顯示屏幕的個(gè)體行中掃描(raster)，直到所有像素已被更新(在本文中被稱(chēng)為顯示幀更新)。例如，門(mén)選擇邏輯305可以激活單個(gè)柵極電極325或行。作為響應(yīng)，源極驅(qū)動(dòng)器310可以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)電壓至源極電極330上，其在所激活行中生成跨電容器320的期望電壓(相對(duì)于基準(zhǔn)電壓)。門(mén)選擇邏輯305然后可在激活隨后行之前解除激活這個(gè)行。通過(guò)這種方式，門(mén)選擇邏輯305和源極驅(qū)動(dòng)器310可由，例如，處理系統(tǒng)的顯示驅(qū)動(dòng)器模塊來(lái)控制，使得源極驅(qū)動(dòng)器310在門(mén)選擇邏輯305激活每一行時(shí)為像素315提供正確的電壓。
當(dāng)執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)，或更具體地，當(dāng)執(zhí)行絕對(duì)電容感測(cè)時(shí)，柵極、源極和共用電極325、330、350可以傳送保護(hù)信號(hào)。系統(tǒng)300包括多路復(fù)用器340(即，mux)，其可以用于傳送保護(hù)信號(hào)215至顯示電極上。例如，當(dāng)執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)，顯示裝置可以切換控制多路復(fù)用器340的選擇信號(hào)，使得保護(hù)信號(hào)被傳送至顯示電極上—即，柵極、源極和共用(或陰極)電極325、330、350。盡管系統(tǒng)300例示傳送保護(hù)信號(hào)215至所有顯示電極上，在其他實(shí)施例中，電極的僅一個(gè)或多個(gè)可被選擇以攜帶保護(hù)信號(hào)215，而其他顯示電極可選地電浮動(dòng)。例如，如果傳感器電極與源極電極330之間的耦合電容遠(yuǎn)大于傳感器電極與柵極電極325之間的耦合電容，保護(hù)信號(hào)可僅被驅(qū)動(dòng)至源極電極330上而柵極電極可被驅(qū)動(dòng)或電浮動(dòng)。
圖3b例示使用顯示系統(tǒng)390，其使用電荷共享系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至源極電極330和共用電極350上。當(dāng)執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)，顯示系統(tǒng)390可以使用邏輯—例如，控制邏輯345和開(kāi)關(guān)元件335—其已經(jīng)包括在諸如電荷共享系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)390內(nèi)。為了在電容性感測(cè)期間使用這個(gè)邏輯，控制邏輯345可禁能源極驅(qū)動(dòng)器310并且激活開(kāi)關(guān)元件335，使得共用電極350連接到源極電極330。另外，控制邏輯345指示開(kāi)關(guān)340(這里示出為mux)來(lái)驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)215至共用電極350上。也就是說(shuō)，代替將共用電極350耦合至基準(zhǔn)電壓vcom，共用電極350替代地傳送保護(hù)信號(hào)。由于共用電極350和源極電極330經(jīng)由開(kāi)關(guān)元件335來(lái)連接，保護(hù)信號(hào)也被驅(qū)動(dòng)至源極線330上。通過(guò)這種方式，當(dāng)執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)，顯示系統(tǒng)390中的開(kāi)關(guān)元件335使能保護(hù)信號(hào)至源極和共用電極330、350的傳輸，以便移除這些電極和傳感器電極(未示出)之間的寄生電容。
盡管圖3b例示使用開(kāi)關(guān)340在基準(zhǔn)電壓和保護(hù)信號(hào)之間切換，這僅用于例示性目的。在其他實(shí)施例中，共用電極350可耦合至能夠驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)電壓或者保護(hù)信號(hào)至共用電極350上的驅(qū)動(dòng)器。因而，附加硬件可不必添加至顯示系統(tǒng)390，以便傳送保護(hù)信號(hào)至基準(zhǔn)和源極電極330上。此外，圖3b例示傳送保護(hù)信號(hào)至源極和共用電極330、350上的僅一個(gè)示例，其中顯示系統(tǒng)390包括，例如，電荷共享系統(tǒng)。在另一實(shí)施例中，即使顯示系統(tǒng)缺少電荷共享系統(tǒng)，源極驅(qū)動(dòng)器310可以用于驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至源極電極330的每個(gè)上，而獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器(未示出)傳送保護(hù)信號(hào)至共用電極350上。也就是說(shuō)，即使源極電極330沒(méi)有彼此耦合或者沒(méi)有耦合至共用電極350，顯示系統(tǒng)可配置成傳送保護(hù)信號(hào)至顯示電極上。
例如，當(dāng)共用電極350以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)時(shí)，柵極電極325和/或源極電極330可電浮動(dòng)以有效地從傳感器電極移除它們的電容。在另一示例中，共用電極350和柵極電極325可以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)而源極電極330可以電浮動(dòng)。在其他示例中，共用電極350和源極電極330以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)而柵極電極325可電浮動(dòng)。在又一示例中，柵極電極325可以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)而源極電極330和/或共用電極350電浮動(dòng)。在另一示例中，柵極電極325和源極電極330可以保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)而共用電極350可電浮動(dòng)。在另外的示例中，源極電極330可以所調(diào)制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)而柵極電極325和/或共用電極350可電浮動(dòng)。在以上示例中，電浮動(dòng)電極以經(jīng)由浮動(dòng)電極和所驅(qū)動(dòng)電極之間的耦合電容的保護(hù)信號(hào)來(lái)調(diào)制。在其他示例中，當(dāng)電極(共用電極350、柵極電極325和源極電極330)其中之一以告警信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)時(shí)，至少一個(gè)其他電極以大體恒定的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極的一個(gè)或多個(gè)布置于圖3a和3b所示的顯示系統(tǒng)所用的濾色玻璃與輸入裝置的輸入表面之間。在一個(gè)實(shí)施例中，一組傳感器電極布置于顯示裝置的濾色玻璃和輸入裝置的輸入表面之間。在顯示裝置內(nèi)的電極可以包括顯示裝置的一個(gè)或多個(gè)顯示電極—即，電極在更新顯示器時(shí)和在執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)被使用。在又一實(shí)施例中，傳感器電極的一個(gè)或多個(gè)布置于顯示裝置的有源層和濾色玻璃之間，其中傳感器電極也用作顯示裝置的顯示電極。在板內(nèi)柵極(gate-in-panel)系統(tǒng)中，輸入裝置在電容性感測(cè)期間能夠切換柵極電極至高阻抗?fàn)顟B(tài)。
圖4a-4b根據(jù)本文所述的實(shí)施例、例示用于保護(hù)顯示系統(tǒng)中柵極電極的集成觸摸和顯示控制器400。具體地，控制器400可耦合到圖3a中的顯示系統(tǒng)300，以驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至耦合到門(mén)選擇邏輯305的柵極電極325上。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器400可以是圖1a所示的處理系統(tǒng)110。此外，控制器400可以包括在輸入裝置中執(zhí)行電容性感測(cè)和顯示更新兩者所需的邏輯。例如，控制器400可以是單個(gè)ic芯片。盡管未示出，控制器400可以包括圖3a所示的控制邏輯345，其發(fā)布控制信號(hào)以用于如上所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至源極以及共用電極上。
集成控制器400包括電源405和電能轉(zhuǎn)換器410。電源405，其也可在控制器400外部，向電能轉(zhuǎn)換器410提供電能信號(hào)以生成用于圖3a所示的柵極電極325的電壓。這里，電能轉(zhuǎn)換器410生成高柵極電壓vgh和低柵極電壓vgl，圖3a中的門(mén)選擇邏輯305可然后使用其來(lái)激活或者解除激活像素315的行。在一個(gè)實(shí)施例中，集成控制器400可以包括源極驅(qū)動(dòng)器310。從而，集成控制器400可以向顯示屏提供源極電壓(vs)以及柵極電壓vgh和vgl。在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)信號(hào)可以直接或間接地通過(guò)調(diào)制傳送到驅(qū)動(dòng)顯示電極的電路的電源電壓來(lái)生成。
圖4b例示控制器400的更詳細(xì)的電路模型。具體地，電荷泵420生成柵極電壓vgh和vgl。例如，電源405向生成柵極電壓vgh和vgl的電荷泵420提供電能。在一個(gè)實(shí)施例中，vgh可能大約為15v，而vgl是-10v。為將保護(hù)信號(hào)215插入至柵極電壓上，電能轉(zhuǎn)換器410包括耦合在儲(chǔ)蓄電容器c1和c2之間的節(jié)點(diǎn)。這些電容器將保護(hù)信號(hào)215耦合到由電能轉(zhuǎn)換器410生成的dc柵極電源電壓中。在一個(gè)實(shí)施例中，該節(jié)點(diǎn)可被耦合至共用電極。從而，通過(guò)這種方式，保護(hù)信號(hào)215可被驅(qū)動(dòng)至柵極電壓vgh和vgl上。當(dāng)保護(hù)信號(hào)215沒(méi)有傳送時(shí)，電容器c1和c2之間的節(jié)點(diǎn)可以替代地連接至dc電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，電路(例如，電平移位器415)可設(shè)計(jì)成確保個(gè)體組件能夠容忍由保護(hù)信號(hào)215引入的電壓擺動(dòng)。此外，電平移位器415，其可用于將來(lái)自顯示驅(qū)動(dòng)器模塊的時(shí)鐘和控制信號(hào)電平移動(dòng)至門(mén)選擇邏輯305，被耦合至電源以確?？刂菩盘?hào)按照與電能信號(hào)(vgh和vgl)相同的方式來(lái)被調(diào)制。這樣做也自動(dòng)地保護(hù)控制信號(hào)。
如圖3a、3b、4a及4b所示，顯示電極(即，源極、柵極和共用電極)可以驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)215從而移除這些電極與傳感器電極之間的寄生電容。此外，適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至顯示電極上不影響儲(chǔ)存在像素電容器320中的電壓，并且因而，不改變當(dāng)前顯示在集成顯示屏上的圖像。換言之，由于保護(hù)信號(hào)按照相同的方式改變顯示電極上的電壓—即，顯示電極上的電壓擺動(dòng)是相同的—像素晶體管保持關(guān)斷，這阻止像素上的電壓被惡化。從而，跨電容器320的電壓電勢(shì)保持相同從而保持所顯示圖像。在一個(gè)示例實(shí)施例中，柵極-關(guān)斷電壓vgl可以從-10v至-6v擺動(dòng)，而vcom/源極線基于4v的峰至峰保護(hù)信號(hào)從0v至4v擺動(dòng)。
如果保護(hù)信號(hào)選擇性地施加至顯示電極—例如，僅至共用電極—保護(hù)信號(hào)可被設(shè)計(jì)使得該信號(hào)不惡化由像素顯示的圖像。例如，如果共用電極被驅(qū)動(dòng)成相對(duì)于柵極電極上的電壓太過(guò)負(fù)性，開(kāi)關(guān)可激活并導(dǎo)致電荷從像素中遺失。遺失像素上的電荷也可通過(guò)僅沿正向驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)或者通過(guò)降低柵極-關(guān)斷電壓而被阻止，以阻止晶體管的激活。
圖5是根據(jù)本文所述的實(shí)施例的、顯示系統(tǒng)500的示意性框圖，其中顯示電極用于執(zhí)行電容性感測(cè)。具體地，顯示系統(tǒng)500例示在更新顯示時(shí)使用的電極也可以在執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)用作傳感器電極。在一個(gè)實(shí)施例中，耦合至電容器320的共用電極350可用作圖1a所示的傳感器電極120的一個(gè)或多個(gè)。也就是說(shuō)，代替將傳感器電極布置于顯示屏上，共用電極350可以充當(dāng)傳感器電極的一個(gè)或多個(gè)。為了選擇性地驅(qū)動(dòng)所調(diào)制信號(hào)至共用電極350上，顯示系統(tǒng)500包括耦合至相應(yīng)的共用電極350的多個(gè)發(fā)射器505。使用開(kāi)關(guān)元件510，每個(gè)共用電極350可以與其他電極350電絕緣，這允許發(fā)射器505驅(qū)動(dòng)唯一信號(hào)至共用電極350上，而其他發(fā)射器505可以驅(qū)動(dòng)不同的信號(hào)至其他電極上。
例如，如果共用電極350當(dāng)前正用作用于絕對(duì)電容性感測(cè)的傳感器電極，發(fā)射器505可以傳送所調(diào)制信號(hào)至共用電極350上。為了驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至源極電極330上，顯示系統(tǒng)500仍可使用開(kāi)關(guān)335來(lái)將源極電極330電連接至從多路復(fù)用器輸出的保護(hù)信號(hào)。使用開(kāi)關(guān)元件510，保護(hù)信號(hào)可被選擇性地驅(qū)動(dòng)至共用電極350上。例如，保護(hù)信號(hào)可被驅(qū)動(dòng)至當(dāng)前沒(méi)有被感測(cè)的所有共用電極350(即，沒(méi)有使用發(fā)射器信號(hào)來(lái)被驅(qū)動(dòng)的所有電極350)上。當(dāng)不執(zhí)行電容性感測(cè)時(shí)，源極電極330可以使用開(kāi)關(guān)335與共用電極350斷開(kāi)連接，并且多路復(fù)用器可以使用開(kāi)關(guān)510輸出vcom至電極350上。
盡管沒(méi)有在圖3a、3b和5中示出，切換機(jī)構(gòu)可以耦合至一個(gè)或多個(gè)顯示電極以三態(tài)化或者電浮動(dòng)顯示電極。這可以耦合至顯示電極的每個(gè)或僅耦合至顯示電極的子集。例如，共用電極、源極電極和柵極電極的一個(gè)或多個(gè)可以耦合至切換機(jī)構(gòu)以電浮動(dòng)那些電極。
為了形成電容性概圖或者電容性圖像，輸入裝置可以使用相應(yīng)的發(fā)射器505按序地驅(qū)動(dòng)所有共用電極350或者從頭到尾地掃描每一共用電極350以測(cè)量與電極350關(guān)聯(lián)的電容值。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置可然后從頭到尾地按序驅(qū)動(dòng)處于顯示屏外部的傳感器電極的集合。照這樣，保護(hù)信號(hào)可被驅(qū)動(dòng)至共用電極350上，而所調(diào)制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)至外部傳感器電極上。
兩維絕對(duì)電容性感測(cè)
如上所述，通過(guò)減輕組件之間的一個(gè)或許多寄生電容而根據(jù)各種實(shí)施例執(zhí)行顯示和/或傳感器電極的保護(hù)減少輸入裝置的背景電容。背景電容的減少可使能更先進(jìn)的電容性感測(cè)技術(shù)，諸如同步或近同步兩維絕對(duì)電容性感測(cè)，在許多先前絕對(duì)電容性感測(cè)實(shí)現(xiàn)中，背景電容對(duì)于某些傳感器電極(諸如用于顯示更新和電容性感測(cè)的共用電極)而言相對(duì)大。盡管諸如粗背景補(bǔ)償?shù)钠渌夹g(shù)(coarse)可部分地減輕這些例子中的背景電容，背景電容可以足夠大使得這些技術(shù)不可行。因而，若布置共用電極來(lái)沿輸入裝置的感測(cè)區(qū)中的一個(gè)軸進(jìn)行感測(cè)，輸入裝置本質(zhì)上不能沿該軸感測(cè)，從而限制整體感測(cè)性能。例如，輸入裝置可以配置成執(zhí)行僅沿一維的絕對(duì)電容性感測(cè)。
圖6是依照本文所述的實(shí)施例的、采用包括第一批多個(gè)傳感器電極、第二批多個(gè)傳感器電極及多個(gè)顯示電極的輸入裝置執(zhí)行電容性感測(cè)的方法。一般而言，采用諸如在圖7a中描繪的處理系統(tǒng)110(其包括保護(hù)放大器720和/或感測(cè)模塊和/或顯示模塊710)的處理系統(tǒng)執(zhí)行方法600。
方法600在框605開(kāi)始，其中處理系統(tǒng)以第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極來(lái)接收第一結(jié)果信號(hào)。第一批多個(gè)傳感器電極的每個(gè)包括顯示器的至少一個(gè)共用電極(vcom電極)，其在一些例子中可以是分段的。驅(qū)動(dòng)到第一批多個(gè)傳感器電極上的第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)可以具有任何合適的特征，諸如具有期望振幅和頻率的正弦或方波，盡管其他波形是可能的。采用與第一批多個(gè)傳感器電極耦合的處理系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)模擬前端(afe)來(lái)接收第一結(jié)果信號(hào)。
在框610，處理系統(tǒng)以第一保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第二批多個(gè)傳感器電極以及多個(gè)顯示電極?？?10與框605部分或完全重疊。第一保護(hù)信號(hào)與第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)在振幅、頻率及相位中的一個(gè)或多個(gè)上相似，以便減少第一批多個(gè)傳感器電極與第二批多個(gè)傳感器電極以及多個(gè)顯示電極的電容性耦合。在一些例子中，第一保護(hù)信號(hào)與第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)相同。在一些例子中，第一保護(hù)信號(hào)是不同的。例如，取決于所驅(qū)動(dòng)電極對(duì)第一批多個(gè)傳感器電極的位置，所驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)的振幅可以是不同的。在一些例子中，不同保護(hù)信號(hào)被傳送到第二批多個(gè)傳感器電極和/或多個(gè)顯示電極上。
框605和610在第一時(shí)期615內(nèi)發(fā)生，并且在第一時(shí)期615期間輸入裝置的操作在圖7a的布置700中描繪。處理系統(tǒng)110用于執(zhí)行電容性感測(cè)并且包括傳感器模塊705、顯示模塊715和保護(hù)放大器720。傳感器模塊705一般地對(duì)應(yīng)于在上面關(guān)于圖1a所描述的傳感器模塊。傳感器模塊705包括諸如多個(gè)模擬前端(afe)710的電路，其中模擬前端(afe)的每個(gè)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換(adc)電路并且可以包括附加模擬或數(shù)字信號(hào)調(diào)節(jié)(conditioning)電路。在一些實(shí)施例中，afe710可以被指派成執(zhí)行沿第一軸(x軸afe710x)或沿第二軸(y軸afe710y)的測(cè)量。在其他實(shí)施例中，afe710沒(méi)有被具體地指派，并且可以采用多路復(fù)用或另一方案在不同的時(shí)間與不同的傳感器電極耦合。
顯示模塊715對(duì)應(yīng)于在上面關(guān)于圖1a所描述的顯示模塊。顯示模塊715包括處理硬件組件，諸如門(mén)選擇邏輯305和源極驅(qū)動(dòng)器310。保護(hù)放大器720包括配置成產(chǎn)生具有與電容性感測(cè)信號(hào)相似特征的保護(hù)信號(hào)215的電路。描繪單個(gè)保護(hù)信號(hào)215；然而，在一些實(shí)施例中，保護(hù)放大器720配合成產(chǎn)生許多不同的保護(hù)信號(hào)215，以用于保護(hù)輸入裝置的不同傳感器和/或顯示電極。例如，不同傳感器電極可以布置在離輸入裝置的輸入表面的不同深度，并且所驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)的振幅被改變，以提供無(wú)論不同深度的一致的感測(cè)性能(例如，相似的信噪比(snr))。此外，如上所述，一些傳感器電極可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)215來(lái)保護(hù)，而其他的則通過(guò)電浮動(dòng)來(lái)保護(hù)。
布置700描繪源極電極330、柵極電極325以及共用電極350。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，未描繪對(duì)應(yīng)于這些電極的顯示像素。布置700也包括大體上垂直于多個(gè)共用電極350來(lái)布置的多個(gè)傳感器電極702。在一些實(shí)施例中，共用電極350表示以第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的第一批多個(gè)傳感器電極，并且傳感器電極702表示以第一保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的第二批多個(gè)傳感器電極。在一些實(shí)施例中，多個(gè)傳感器電極702的每個(gè)傳感器電極可以包括一個(gè)或多個(gè)共用電極，并且盡管針對(duì)每個(gè)共用電極350例示單個(gè)線條，每個(gè)共用電極350可以表示被共同驅(qū)動(dòng)來(lái)作為傳感器電極的一個(gè)或多個(gè)共用電極。
共用電極350和傳感器電極702的每個(gè)可以通過(guò)多路復(fù)用器340和/或其他合適開(kāi)關(guān)裝置選擇性地與不同組件耦合。多路復(fù)用器340可以交替地將共用電極350與afe710y-1至710y-n以及與由保護(hù)放大器720產(chǎn)生的保護(hù)信號(hào)215相連接。同樣地，多路復(fù)用器340可以交替地將傳感器電極702與afe710x-1至710x-m以及與由保護(hù)放大器720產(chǎn)生的保護(hù)信號(hào)215相連接。在一些實(shí)施例中，多路復(fù)用器340接收電容性感測(cè)信號(hào)作為獨(dú)特的輸入，其可以采用合適的控制信號(hào)來(lái)被選擇，以被驅(qū)動(dòng)到共用電極350和/或傳感器電極702的所選的多個(gè)上。在其他實(shí)施例中，采用在多路復(fù)用器340外部的其他電路將電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)到共用電極350和/或傳感器電極702上。
在一些實(shí)施例中，afe710的數(shù)量(n+m)與輸入裝置中共用電極350和傳感器電極702的數(shù)量相匹配，使得每個(gè)共用電極350和傳感器電極700按1:1的比例對(duì)應(yīng)于afe710。在這個(gè)例子中，整個(gè)軸或整個(gè)感測(cè)區(qū)可以同時(shí)被測(cè)量。然而，由于處理系統(tǒng)110的大小和/或功率約束，可能是這樣的情況，即，相比共用電極350和傳感器電極702的數(shù)量，更少的afe710包括在處理系統(tǒng)110內(nèi)。例如，afe710x-1至710x-m以及710y-1至710y-n可以對(duì)應(yīng)于輸入裝置的感測(cè)區(qū)的一部分。在另一示例中，用于沿x軸進(jìn)行感測(cè)的afe710x-1至710x-m的至少一部分也用于沿y軸進(jìn)行感測(cè)。在任一例子中，afe710可以被多路復(fù)用成在不同的時(shí)間對(duì)應(yīng)于不同的共用電極350和/或傳感器電極702，并且可以根據(jù)掃描圖案等按序測(cè)量輸入裝置的感測(cè)區(qū)。
多路復(fù)用器340可以交替地將源極電極330與源極驅(qū)動(dòng)器310(例如在顯示更新期間)以及與由保護(hù)放大器產(chǎn)生的保護(hù)信號(hào)215(例如在電容性感測(cè)期間)相連接。同樣地，多路復(fù)用器340可以交替地將柵極電極325與門(mén)選擇邏輯305以及與保護(hù)信號(hào)215相連接。
在第一時(shí)期615期間，共用電極350可以以第一電容性感測(cè)信號(hào)725(由粗的、實(shí)線指示)驅(qū)動(dòng)，并且由afe710y-1至710y-n接收第一結(jié)果信號(hào)。這一般對(duì)應(yīng)于沿輸入裝置的第一軸(這里，y軸)進(jìn)行感測(cè)。柵極電極325、源極電極330以及傳感器電極702各自由保護(hù)信號(hào)215(由細(xì)的、虛線指示)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
返回圖6，并且在第二時(shí)期630內(nèi)，在框620處理系統(tǒng)以第二絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第二批多個(gè)傳感器電極來(lái)接收第二結(jié)果信號(hào)。在框625，其與框620至少部分重疊，處理系統(tǒng)以第二保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極和多個(gè)顯示電極。第二絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)和第二保護(hù)信號(hào)可以與上面討論的第一絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)和第一保護(hù)信號(hào)相同或不同。
在一些實(shí)施例中，第二時(shí)期630與第一時(shí)期615不重疊，并且在非重疊的第二時(shí)期630期間，輸入裝置的對(duì)應(yīng)操作在圖7b的布置730中描繪。在第二時(shí)期630期間，各種顯示電極(柵極電極325和源極電極330)與保護(hù)放大器連接，并且由保護(hù)信號(hào)215(細(xì)的、虛線)驅(qū)動(dòng)。共用電極350也由保護(hù)信號(hào)215(細(xì)的、虛線)驅(qū)動(dòng)，并且傳感器電極702由第二電容性感測(cè)信號(hào)735(粗的、實(shí)線)驅(qū)動(dòng)。afe710x-1至710x-m接收第二結(jié)果信號(hào)。
圖7a和7b涉及其中通過(guò)沿第一軸感測(cè)，隨后沿第二軸感測(cè)而發(fā)生兩維絕對(duì)電容性感測(cè)的實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，可以同時(shí)感測(cè)整個(gè)感測(cè)區(qū)(或整個(gè)其部分)。換言之，第一批和第二批多個(gè)傳感器電極均能夠在同一時(shí)期期間被感測(cè)。這樣的實(shí)施例在圖7c的布置740中描繪，其中具有較小的對(duì)方法600的適應(yīng)性改變。
在布置740中，顯示電極(柵極電極325和源極電極330)與保護(hù)放大器連接并且由保護(hù)信號(hào)215(細(xì)的、虛線)驅(qū)動(dòng)。以第一電容性感測(cè)信號(hào)725(粗的、實(shí)線)驅(qū)動(dòng)共用電極350，并且afe710y-1至710y-n接收第一結(jié)果信號(hào)。以第二電容性感測(cè)信號(hào)735(粗的、實(shí)線)驅(qū)動(dòng)傳感器電極702，并且afe710x-1至710x-m接收第二結(jié)果信號(hào)。
無(wú)論兩維絕對(duì)電容性感測(cè)同步執(zhí)行(圖7c)還是按序執(zhí)行(圖7a、7b)，電容性感測(cè)可以在顯示定時(shí)(timing)周期內(nèi)任何合適的部分期間發(fā)生。在一些實(shí)施例中，電容性感測(cè)和顯示更新在非重疊時(shí)期期間發(fā)生，也被稱(chēng)為非顯示更新時(shí)期。在各種實(shí)施例中，非顯示更新時(shí)期可以在顯示幀的兩條顯示線的顯示線更新時(shí)期之間發(fā)生，并且可以在時(shí)間上至少與顯示線更新時(shí)期一樣長(zhǎng)。在這樣的實(shí)施例中，非顯示更新時(shí)期可以被稱(chēng)為長(zhǎng)水平消隱時(shí)期、長(zhǎng)h消隱時(shí)期或分布式消隱時(shí)期，其中消隱時(shí)期在兩個(gè)顯示更新時(shí)期之間發(fā)生，并且至少與顯示更新時(shí)期一樣長(zhǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，非顯示更新時(shí)期在幀的顯示線更新時(shí)期之間發(fā)生，并且足夠長(zhǎng)以允許要被驅(qū)動(dòng)到傳感器電極上的發(fā)射器信號(hào)的多個(gè)轉(zhuǎn)變。在其他實(shí)施例中，非顯示更新時(shí)期可以包括水平消隱時(shí)期及垂直消隱時(shí)期。
此外，兩維絕對(duì)電容性感測(cè)可以隨一些感測(cè)類(lèi)型提供改進(jìn)的感測(cè)性能。例如，跨電容性感測(cè)期間，許多發(fā)射器(n)可以按序傳送感測(cè)信號(hào)，每個(gè)具有對(duì)應(yīng)的脈沖持續(xù)時(shí)間或時(shí)期(t)。因而，為了感測(cè)輸入裝置的整個(gè)感測(cè)區(qū)的電容性像素的每個(gè)需要時(shí)間(n×t)。然而，假定相似的脈沖時(shí)期(t)時(shí)間，采用兩維絕對(duì)電容性感測(cè)來(lái)感測(cè)整個(gè)感測(cè)區(qū)可以被降低至近似于用于同步感測(cè)的t或用于按序軸感測(cè)的2t(t+t)。取決于組合或融合沿不同軸感測(cè)的數(shù)據(jù)所需的處理，按序軸感測(cè)可以需要略大于2t的時(shí)間。然而，在任一例子中，兩維絕對(duì)電容性感測(cè)可以提供顯著降低的穩(wěn)定時(shí)間，從而允許更好的感測(cè)性能(例如，每個(gè)顯示幀更多感測(cè)周期，降低的用于感測(cè)的電能消耗)。
返回到圖6，在框635處理系統(tǒng)使用多個(gè)顯示電極以及第一批多個(gè)傳感器電極(vcom電極)執(zhí)行顯示更新。一般而言，在顯示更新期間多路復(fù)用器340將柵極電極325與門(mén)選擇邏輯305耦合，將源極電極330與源極驅(qū)動(dòng)器310耦合，以及將共用電極350與vcom耦合。
處理系統(tǒng)一般地在第一和第二時(shí)期615、630期間執(zhí)行兩維絕對(duì)電容性感測(cè)。在第三時(shí)期655期間，處理系統(tǒng)配置成執(zhí)行跨電容性感測(cè)。在一些實(shí)施例中，在絕對(duì)電容性感測(cè)或跨電容性感測(cè)期間獲得的結(jié)果可以用作執(zhí)行其他類(lèi)型的電容性感測(cè)的觸發(fā)器。例如，處理系統(tǒng)可以執(zhí)行對(duì)應(yīng)于低電能檢測(cè)模式的一維絕對(duì)電容性感測(cè)?；诮Y(jié)果，處理系統(tǒng)可以開(kāi)始執(zhí)行兩維絕對(duì)電容性感測(cè)和/或跨電容性感測(cè)。
在框640，處理系統(tǒng)以跨電容性感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極?？珉娙菪愿袦y(cè)信號(hào)可以與第一和/或第二絕對(duì)電容性感測(cè)信號(hào)相同，或者可以在振幅、頻率及相位中的一個(gè)或多個(gè)上不同。在框645，處理系統(tǒng)將第二批多個(gè)傳感器電極作為接收器電極操作來(lái)接收第三結(jié)果信號(hào)。在框650，處理系統(tǒng)以第三保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)多個(gè)顯示電極，第三保護(hù)信號(hào)可以與其他保護(hù)信號(hào)相同，或基于跨電容性感測(cè)信號(hào)而不同?？?50與框640、645至少部分重疊。方法600在框650之后結(jié)束，但方法600的部分可以在輸入裝置的操作期間執(zhí)行任何次數(shù)。例如，框635的顯示更新可以采用某個(gè)規(guī)律性來(lái)重復(fù)，其中不同類(lèi)型的電容性感測(cè)在非顯示更新時(shí)期期間發(fā)生。
圖7d的布置750描繪對(duì)應(yīng)于第三時(shí)期655的、由輸入裝置執(zhí)行的跨電容性感測(cè)。在布置750中，顯示電極(柵極電極325和源極電極330)與保護(hù)放大器連接并以保護(hù)信號(hào)215驅(qū)動(dòng)(細(xì)的、虛線)。以跨電容性感測(cè)信號(hào)755(粗的、實(shí)線)驅(qū)動(dòng)共用電極350(即發(fā)射器電極)，而第三結(jié)果信號(hào)760(粗的、點(diǎn)劃線)以傳感器電極702(即接收器電極)接收，并由afe710x-1至710x-m測(cè)量。
結(jié)論
驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)至顯示電極、以及沒(méi)有用于進(jìn)行電容性測(cè)量的那些傳感器電極上，可以在測(cè)量與傳感器電極關(guān)聯(lián)的電容時(shí)減輕耦合電容的影響、減少電能損耗、或改進(jìn)穩(wěn)定時(shí)間。在一些實(shí)施例中，保護(hù)信號(hào)可以具有與電容性感測(cè)信號(hào)類(lèi)似的特征(例如，類(lèi)似的振幅、頻率和/或相位)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)與電容性感測(cè)信號(hào)大體類(lèi)似的保護(hù)信號(hào)至其他電極上，正測(cè)量的傳感器電極和其他電極之間的電壓差保持相同，并且減輕其之間的耦合電容。
保護(hù)輸入裝置的各種電極可以顯著減少背景電容，采用快速兩維絕對(duì)電容性感測(cè)對(duì)于使共用電極用于顯示更新和電容性感測(cè)兩者的實(shí)現(xiàn)而言是可行的。
從而，提出本文闡述的實(shí)施例和示例以便最好地解釋按照本技術(shù)和其特定應(yīng)用的實(shí)施例以及從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并使用本公開(kāi)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到前述描述和示例僅為了例示和示例的目的而提出。所闡述的描述并不意在是窮舉性的或?qū)⒈竟_(kāi)限定到所公開(kāi)的精確形式。
綜上所述，本公開(kāi)的范圍由附隨的權(quán)利要求來(lái)確定。
syna/140296cn01-附圖標(biāo)記