CN105103101B - 在集成输入装置中恢复显示更新时减少显示假象 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例一般提供显示线选择系统。显示线选择系统包括配置成选择第一栅极电极在第一显示更新时期期间更新第一显示线，并在第一显示更新时期期间转移电荷至第二寄存器元件的第一寄存器元件。第二寄存器元件配置成选择第二栅极电极在第二显示更新时期期间更新第二显示线。显示线选择系统还包括配置成在非显示更新时期期间接收电荷并在非显示更新时期期间转移电荷至第四寄存器元件的第三寄存器元件。第四寄存器元件配置成选择第三栅极电极在第三显示更新时期期间更新第三显示线。
Description
对有关申请的交叉引用
本申请要求于2013年6月18日提交的、美国临时专利申请序号61/836,495的权益，并通过引用并入本文。
技术领域
本发明的实施例一般涉及用于在集成输入装置中恢复显示更新时减少显示假象的技术。
背景技术
包括接近传感器装置（也通常被称为触摸垫或触摸传感器装置）的输入装置广泛应用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括通常由表面区分的感测区，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器装置通常用作较大计算系统的输入装置，诸如集成在或外设于笔记本或桌上型电脑的触摸垫。接近传感器装置也经常用于较小计算系统中，诸如集成在蜂窝电话或平板电脑中的触摸屏。
接近传感器装置可以包括配置成既更新显示线又传送输入感测信号的一种或多种类型的电极。在这样共享电极配置中，显示更新和输入感测可以在单独的时间段期间执行以便减少这些过程之间干扰的可能性。例如，输入感测可以在其中显示更新暂停的一个或多个非显示更新时期期间执行。然而，当显示更新暂停一延伸的时间段来执行输入感测时，用于执行显示更新的组件可能放电。因此，当在输入感测时期后恢复显示更新，跨这些组件的电压可能处于比期望更低的电平，这产生显示假象。
因此，存在对用于在集成输入装置中恢复显示更新时减少显示假象的改进技术的需要。
发明内容
本发明实施例一般提供用于具有集成电容性感测装置的显示装置的显示线选择系统。显示线选择系统包括第一寄存器元件，其耦合至第一栅极电极，并配置成选择第一栅极电极在第一显示更新时期期间更新第一显示线，以及在第一显示更新时期期间转移电荷到第二寄存器元件。显示线选择系统还包括第二寄存器元件，其耦合至第二栅极电极，并配置成选择第二栅极电极在第二显示更新时期期间更新第二显示线。显示线选择系统还包括第三寄存器元件，其配置成在非显示更新时期期间接收电荷并在非显示更新时期期间转移电荷到第四寄存器元件。显示线选择系统还包括第四寄存器元件，其耦合至第三栅极电极并配置成选择第三栅极电极在第三显示更新时期期间更新第三显示线。
本发明实施例还进一步提供利用具有集成电容性感测装置的显示装置来进行输入感测的方法。该方法包括驱动耦合至第一栅极电极的第一寄存器元件来选择第一显示线用于在第一显示更新时期期间 的显示更新，并在第一显示更新时期期间从第一寄存器元件转移电荷到第二寄存器元件。该方法还包括驱动耦合至第二栅极电极的第二寄存器元件来选择第二显示线用于在第二显示更新时期期间的显示更新。该方法还包括驱动一个或多个传感器电极用于在非显示更新时期期间的输入感测。该方法还包括在非显示更新时期期间对第三寄存器元件充电，并在非显示更新时期期间从第三寄存器元件转移电荷到第四寄存器元件。该方法还包括驱动耦合至第三栅极电极的第四寄存器元件来选择第三显示线用于在第三显示更新时期期间的显示更新。
本发明实施例还可以提供用于具有集成感测装置的显示装置的处理系统。该处理系统包括包括驱动器电路的驱动器模块。驱动器模块具有配置用于耦合到多个寄存器元件和多个传感器电极的输出。驱动器模块配置用于驱动耦合至第一栅极电极的第一寄存器元件来选择第一显示线用于在第一显示更新时期期间的显示更新，并在第一显示更新时期期间转移电荷到第二寄存器元件。该驱动器模块还配置用于驱动耦合至第二栅极电极的第二寄存器元件来选择第二显示线用于在第二显示更新时期期间的显示更新。该驱动器模块还配置用于驱动一个或多个传感器电极用于在非显示更新时期期间的输入感测。驱动器模块还配置用于在非显示更新时期期间驱动第三寄存器来转移电荷到第四寄存器元件。驱动器模块还配置用于驱动耦合至第三栅极电极的第四寄存器元件来选择第三显示线用于在第三显示更新时期期间的显示更新。处理系统还包括接收器模块，其配置用于耦合至多个接收器电极并配置用于在该一个或多个传感器电极被驱动用于输入感测时以多个接收器电极来接收结果信号。
附图说明
为了使上述特征能够以详细的方式来理解，通过参考实施例作出在上面简要总结的、更具体的描述，其中一些实施例在附图中例示。但要注意，由于本发明可容许其他相等地有效的实施例，这些附图仅例示本发明的实施例，不应因此被认为对其范围的限定。
图1是依照本发明实施例的、示例性输入装置的框图。
图2是依照本发明实施例的、图1的输入装置的局部示意性平面图。
图3A和3B例示依照本发明实施例的、作为时间的函数的慢切换晶体管的电压。
图4A例示依照本发明实施例的、耦合至包括在图1的显示装置中的栅极选择线的寄存器元件的局部示意图。
图4B例示依照本发明实施例的、在显示更新期间的寄存器元件的充电波形。
图5例示依照本发明实施例的、在显示更新被中断来执行输入感测时寄存器元件的充电波形。
图6例示依照本发明实施例的、布置在图1的显示装置的寄存器元件之间的非活动寄存器元件的局部示意图。
图7例示依照本发明实施例的、与在非显示更新时期后更新的第一显示线关联的非活动寄存器元件及寄存器元件的充电波形。
图8是依照本发明实施例的、用于在以输入装置恢复显示更新时减少显示假象的方法的流程图。
为促进理解，已尽可能使用同样的参考标号来标明对附图而言是共同的同样元件。应预期到，在一个实施例中公开的元件可不经明确的叙述、而在其他实施例中可获益地使用。
具体实施方式
下列详细描述本质上仅仅是示范性的，并不意图限制本发明或本发明的应用和使用。而且，不存在由在先技术领域、背景技术、发明内容或下面具体实施方式中提出的、任何表达的或暗示的理论所约束的意图。
本发明各种实施例一般提供用于在集成输入装置中恢复显示更新时减少显示假象的系统和方法。在集成输入装置de 操作期间，显示更新可被暂停以便在一个或多个非显示更新时期期间执行输入感测和/或其他过程，导致某些显示元件在非显示更新时期期间放电。为了在恢复显示更新前将这些显示元件预充电到期望电平，一个或多个寄存器元件（例如非活动寄存器元件）可以包括在显示装置中。因此，在非显示更新时期期间和/或之后，可以驱动寄存器元件来将显示组件预充电到期望电平，从而减少显示假象的发生率。
现在转向附图，图1是依照本发明实施例的、示例性输入装置100的框图。输入装置100包括具有诸如电容性感测装置的集成感测装置的显示装置160。输入装置100可配置成向电子系统（未示出）提供输入。如本文档所使用的，术语“电子系统”（或“电子装置”）广义地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的某些非限制性示例包括各种大小和形状的个人计算机，诸如桌上型电脑、膝上型电脑、上网本电脑、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理（PDA）。另外的示例电子系统包括复合型输入装置，诸如包括输入装置100和独立操纵杆或按键开关的物理键盘。进一步的示例电子系统包括诸如数据输入装置（包括遥控器和鼠标）和数据输出装置（包括显示屏幕和打印机）之类的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭、以及视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏装置等）。其他示例包括通信装置（包括诸如智能电话之类的蜂窝电话）和媒体装置（包括录音机、编辑器和诸如电视机的播放器、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机）。另外，电子系统可以是输入装置的主机或从机。
输入装置100能够实现为电子系统的物理部件，或能够与电子系统物理地分离。视情况而定，输入装置100可使用下列项的任一个或多个与电子系统的部件通信：总线、网络以及其他有线或无线互连（包括串行和/或并行连接）。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF以及IRDA。
在图1描绘的实施例中，输入装置100示出为接近传感器装置（也通常被称为“触摸垫”或“触摸传感器装置”），其配置成感测由一个或多个输入对象140在感测区120中提供的输入。输入对象的示例包括如图1所示的手指和触控笔。
感测区120覆盖显示装置160的显示屏，并包含在输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置100能够检测用户输入（例如，由一个或多个输入对象140提供的用户输入）。特定感测区的尺寸、形状和位置可以逐个实施例极大地改变。在一些实施例中，感测区120从输入装置100的表面沿一个或多个方向延伸到空间中，直至信噪比阻止充分准确的对象检测。这个感测区120沿特定方向延伸的距离，在各种实施例中，可以大约少于一毫米、数毫米、数厘米、或更多，而且可随所使用的感测技术的类型和期望的精度而显著变化。因此，一些实施例感测输入，其包括与输入装置100任何表面无接触、与输入装置100的输入表面（例如触摸表面）相接触、与耦合一定量外加力或压力的输入装置100的输入表面相接触、和/或它们的组合。在各种实施例中，输入表面可由传感器电极位于其中的壳体的表面来提供，由应用在传感器电极或任何壳体之上的面板来提供等。在一些实施例中，感测区120在投射到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。面板（例如LCD透镜）可以为输入对象提供有用的接触表面。
输入装置100可使用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区120中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。光标、菜单、列表和项目可被显示为图形用户界面的一部分，并可被缩放、定位、选择、滚动或移动。
在输入装置100的一些电阻性实现中，柔性且导电的第一层通过一个或多个间隔元件与导电的第二层分离。在操作期间，一个或多个电压梯度跨多层产生。按压柔性的第一层可使其充分弯曲而产生多层之间的电接触，导致反映多层间接触的点的电压输出。这些电压输出可用于确定位置信息。
在输入装置100的一些电感性实现中，一个或多个感测元件150获得谐振线圈或线圈对引起的环路电流。电流的量值、相位和频率的某种组合可随后用于确定位置信息。
在输入装置100的一些电容性实现中，施加电压或电流以产生电场。附近的输入对象导致电场的变化，并且产生电容性耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化而被检测。
一些电容性实现使用诸如传感器电极的电容性感测元件150的阵列或其他规则或不规则的图案来产生电场。在一些电容性实现中，独立感测元件150可欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现利用电阻片（例如可以包括诸如ITO等的电阻材料），其可以是电阻均匀的。
一些电容性实现利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的变化的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对于基准电压（例如，系统地）来调制传感器电极，以及通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合，来进行操作。
一些电容性实现利用基于传感器电极之间的电容性耦合的变化的“互电容”（或“跨电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，跨电容性感测方法通过检测在一个或多个发射器传感器电极（也称为“发射器电极”或“发射器”）和一个或多个接收器传感器电极（也称为“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合，来进行操作。发射器传感器电极可相对于基准电压（例如，系统地）来调制以传送发射器信号。接收器传感器电极可相对于基准电压保持大体恒定以促进结果信号的接收。结果信号可包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源（例如其他电磁信号）的影响。传感器电极可为专用的发射器或接收器，或者传感器电极可配置成既传送又接收。备选地，可以相对于地调制接收器电极。
在一些触摸屏实施例中，发射器电极可以包括用于更新显示屏的显示（例如显示线）的一个或多个共用电极（例如“V-com电极”）。这些共用电极可布置于适当的显示屏衬底上。例如，共用电极可布置于一些显示屏（例如，平面内切换（IPS）或平面至线切换（PLS））的TFT玻璃上，在一些显示屏（例如，图案垂直调整（PVA）或多域垂直调整（MVA））的滤色玻璃的底部上，其配置成驱动有机发光二极管OLED显示等。在这种实施例中，共用电极也可以称为“组合电极”，因为它执行多种功能。在各种实施例中，两个或多个发射器电极可共用一个或多个共用电极。另外，诸如源极驱动器、栅极选择线、存储电容器等的其他显示元件可用于执行电容性感测。
在图1中，处理系统110示出为输入装置100的部件。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件来检测感测区120中的输入。感测区120包括感测元件150的阵列。处理系统110包括一个或多个集成电路（IC）和/或其他电路组件的部分或全部。例如，用于互电容传感器装置的处理系统可包括配置成以发射器传感器电极来传送信号的发射器电路，和/或配置成以接收器电极来接收信号的接收器电路。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，处理系统110的组件定位在一起，诸如在输入装置100的感测元件附近。在其他实施例中，处理系统110的组件物理地与靠近输入装置100的感测元件的一个或多个组件以及在别处的一个或多个组件分离。例如，输入装置100可为耦合到桌上型电脑的外设，并且处理系统110可包括配置成在桌上型电脑的中央处理单元上运行的软件以及与该中央处理单元分离的一个或多个IC（或许具有关联的固件）。作为另一示例，输入装置100可物理地集成在电话中，并且处理系统110可包括作为该电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入装置100。在其他实施例中，处理系统110也执行其他功能，诸如操作显示屏、驱动触觉制动器等。
处理系统110可实现为处理处理系统110的不同功能的一组模块。每一模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或它们的组合。在各种实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏之类硬件的硬件操作模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类数据的数据处理模块，以及用于报告信息的报告模块。另外的示例模块包括传感器操作模块，其配置成操作感测元件来检测输入；识别模块，其配置成识别诸如模式变更手势之类的手势；以及模式变更模块，其用于变更操作模式。
在一些实施例中，处理系统110直接通过引起一个或多个动作来响应在感测区120中的用户输入（或没有用户输入）。示例动作包括变更操作模式，以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部件（例如，向与处理系统110分离的电子系统的中央处理系统，如果这样一个独立的中央处理系统存在的话）提供关于用户输入（或没有用户输入）的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部件处理从处理系统110接收的信息以按用户输入进行动作，诸如促进全范围的动作，包括模式变更动作和GUI动作。
例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入装置100的感测元件来产生指示感测区120中输入（或没有输入）的电信号。处理系统110在产生提供给电子系统的信息中，可对该电信号执行任何适量的处理。例如，处理系统110可对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统110可执行滤波或其他信号调节。作为又一示例，处理系统110可减去或以其他方式计及基线，以使得信息反映电信号和基线之间的差异。在又一些示例中，处理系统110可确定位置信息，将输入识别为命令，识别笔迹等。
本文使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性的“零维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性的“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性的“二维”位置信息包括在平面中的运动。示例性的“三维”位置信息包括在空间中的瞬时或平均速度。进一步的示例包括空间信息的其他表示。也可确定和/或存储关于一种或多种类型位置信息的历史数据，包括，例如随时间追踪位置、运动、或瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，输入装置100采用由处理系统110或由某个其他处理系统操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可为感测区120中的输入提供冗余的功能性，或某个其他功能性。图1示出感测区120附近的按钮130，其能够用于促进使用输入装置100的项目的选择。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，输入装置100可在没有其他输入组件的情况下实现。
一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测装置的感测区120与显示装置160的显示屏的有源区的至少一部分重叠。例如，输入装置100可包括覆盖该显示屏的、大体透明的传感器电极，以及为关联的电子系统提供触摸屏界面。该显示屏可以是能向用户显示可视界面的、任何类型的动态显示器，并可包括任何类型的发光二极管（LED）、有机LED（OLED）、阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子体、电致发光（EL），或其他显示技术。输入装置100和显示屏可共用物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一些用于显示及感测。作为一个示例，可使用共用电极在显示更新时期期间更新显示线，并在非显示时期期间执行输入感测。作为另一示例，显示屏可部分或整个地由处理系统110操作。
应理解，尽管本发明的许多实施例在完全功能设备的上下文中描述，本技术的机理能够作为采用多种形式的程序产品（例如软件）来被分配。例如，本技术的机理可作为电子处理器可读取的信息承载介质（例如，可由处理系统110读取的、非暂时性计算机可读和/或可记录/可写的信息承载介质）之上的软件程序来实现及分配。另外，无论用于执行分配的介质的特定类型，本发明的实施例同样地适用。非暂时性、电子可读介质的示例包括各种光碟、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息、或任何其他存储技术。
图2是依照本发明实施例的、图1的输入装置100的局部示意性平面图。输入装置100包括感测元件的阵列150以及处理系统110。感测元件的阵列150包括第一批多个传感器电极210（例如210-1、210-2、210-3等）以及第二批多个传感器电极（例如220-1、220-2、220-3等）。第一批多个传感器电极210中的每个传感器电极可包括一个或多个共用电极212。此外，在各种实施例中，第二批多个传感器电极220中的每个传感器电极可包括一个或多个共用电极。处理系统110耦合至感测元件的阵列150，例如，通过一个或多个路由迹线（未在图2中示出）。
处理系统110配置成操作第一批及第二批多个传感器电极用于输入感测。例如，处理系统110配置成通过以发射器信号驱动第一批多个传感器电极来将第一批多个传感器电极作为发射器电极操作，以及通过以第二批多个传感器电极接收结果信号来将第二批多个传感器电极作为接收器电极操作。进一步地，处理系统110配置成通过驱动所调制信号到传感器电极上以及以第一批及第二批多个传感器电极的传感器电极接收结果信号来操作第一批多个传感器电极和第二批多个传感器电极用于进行绝对电容性感测。
尽管处理系统110在具体化为单个集成电路（IC）的图2中例示，输入装置100可包括组成处理系统110的任何适量的IC。如图2所示，处理系统110可以包括驱动器模块240、接收器模块245、确定模块250、可选存储器260、和/或同步机构（未在图2中示出）。
驱动器模块240包括驱动器电路，并且可被配置用于更新显示装置160的显示屏上的图像。例如，驱动器电路可配置成通过像素源极驱动器施加一个或多个像素电压至显示像素电极。驱动器电路也可以配置成施加一个或多个共用驱动电压至共用电极212来更新显示屏的一个或多个显示线。另外，处理系统110配置成通过驱动发射器信号至共用电极212上而将共用电极212作为发射器电极操作用于进行输入感测。
接收器模块245耦合至第二批多个传感器电极210并且配置成从第二批多个传感器电极210接收指示感测区120中输入（或没有输入）和/或环境干扰的结果信号。接收器模块245也可配置成将结果信号传递至确定模块250以用于确定输入对象的存在和/或传递至可选存储器260以供储存。
处理系统110的功能可按照多于一个IC来实现，以控制显示模块元件（例如共用电极212）并驱动发射器信号和/或接收从感测元件的阵列150接收的结果信号。在其中存在多于一个IC的实施例中，处理系统110的独立IC之间的通信可通过同步机构实现，其对提供至共用电极的信号进行序列化。备选地，同步机构可以在IC的任一个内部。
在各种实施例中，第一批多个传感器电极210和第二批多个传感器电极220通过一个或多个绝缘体彼此欧姆地绝缘，该一个或多个绝缘体将第一批多个传感器电极210与第二批多个传感器电极220分离并阻止它们彼此电短接。电绝缘材料在电极于其处交叉的交迭区分离第一批多个传感器电极210和第二批多个传感器电极220。在一个这样的配置中，第一批多个传感器电极210和第二批多个传感器电极220以连接相同电极不同部分的跳线来形成。在其他配置中，第一批多个传感器电极210和第二批多个传感器电极220由一层或多层电绝缘材料或由一个或多个衬底来分离，如以下更详细地描述。在其他配置中，第一批多个传感器电极210和第二批多个传感器电极220还可选地布置于输入装置100的单个层上。在又一些其他配置中，第一批和第二批多个传感器电极可按矩阵来布置。矩阵传感器电极排列可包括多个零维输入区域，其中每一零维输入区域可对应于第一批或第二批多个传感器电极的单个传感器电极或来自第一批及第二批多个传感器电极中的一个或两者的多个传感器电极。在上面配置的任一个中，传感器电极的一个或多个可配置成作为屏蔽电极操作以屏蔽和/或保护其他传感器电极。
第一批多个传感器电极210和第二批多个传感器电极220之间局部化电容性耦合的区域可以被称为 “电容性像素”。第一批多个传感器电极210和第二批多个传感器电极220之间的电容性耦合随与第一批多个传感器电极210和第二批多个传感器电极220关联的感测区120中输入对象的接近和运动而变化。
在一些实施例中，传感器图案被“扫描”以确定这些电容性耦合。换言之，驱动第一批多个传感器电极210来传送发射器信号。可操作发射器使得每次包括在第一批多个传感器电极210中的一个传感器电极进行传送，或者包括在第一批多个传感器电极210中的多个传感器电极同时传送。在包括在第一批多个传感器电极210中的多个传感器电极同时传送的场合，这些多个传感器电极可以传送相同发射器信号并有效地产生实际上更大的传感器电极，或者这些多个传感器电极可以传送不同的发射器信号。例如，包括在第一批多个传感器电极210中的多个传感器电极可以根据使它们对第二批多个传感器电极220的结果信号的组合影响能够被独立地确定的一个或多个编码方案，来传送不同的发射器信号。
第二批多个传感器电极220可被单个地或多个地操作来获得结果信号。结果信号可用于确定电容性像素处的电容性耦合的度量。
来自电容性像素的度量的集合形成“电容性图像”（也是“电容性帧”），其代表像素处的电容性耦合。可在多个时间段内获得多个电容性图像，并且它们之间的差异用于导出关于感测区中输入的信息。例如，在连续的时间段内获得的连续电容性图像能够用于追踪进入、退出感测区以及在感测区内的一个或多个输入对象的运动。
非显示更新时期期间的输入感测
在各种实施例中，共用电极和/或其他显示元件（例如栅极选择线、源极线、储存电容器等）可被用于更新显示和执行输入感测两者。可在独立的时间段期间执行显示更新和输入感测，以便减少这些过程间干扰的可能性。
在一个示例中，在被称为“消隐（blanking)”时期或“分布式消隐”时期的非显示更新时期（例如感测时期、输入感测时期或电容性感测时期）期间，可执行输入感测。这些非显示更新时期，也被称为水平消隐时期、长水平消隐（“long h-blank”）时期、垂直消隐时期、帧内消隐时期等，发生在显示线和/或显示帧更新之间。例如，水平消隐时期可指在更新显示线N后，但在更新显示线N+1前发生的非显示更新时期，在其期间显示元件可被改变以更新显示线N+1。另外，若传送到显示装置160的视频信号是场交错的（field-interlaced），可在连续的场之间执行输入感测。另外，长水平消隐时期可通过重新分布多个水平消隐时期、垂直消隐时期的至少一部分、或该两者的某个组合，以及将这些时期组合成单个非显示更新时期来生成。例如，长水平消隐时期可通过移除可能发生在多个显示线更新之间的非显示更新时期以及将这些非显示更新时期组合成单个非显示更新时期来生成。在一个实施例中，长水平消隐时期（或感测时期）可以是至少与显示线更新时期的持续时间一样长的非显示更新时期。在另一实施例中，长水平消隐时期可以是比显示线更新时期的持续时间更长的非显示更新时期（或感测时期）。
感测时期可以各种类型的显示装置实现。例如，快切换晶体管显示器使显示线能相对快地被选择并更新，允许显示更新停止来执行输入感测并随后按有效方式恢复。相反地，慢切换晶体管显示器可能在显示线被选择的时间和晶体管的对应行达到足够电平（例如Von）来接收像素数据的时间之间经历时间延迟。在一个实施例中，慢切换晶体管是当在用于显示线的栅极选择线中利用时，在驱动源极线来更新显示线时并不完全“开”或“激活”的任何类型的晶体管。一种示例性类型的慢切换晶体管是非晶硅或"a-Si"晶体管。一种示例性类型的快切换晶体管是低温多晶硅（LTPS）晶体管。在一些实施例中，在一显示装置中的快切换晶体管可被认为是在另一显示装置中的慢切换晶体管。示例性慢切换晶体管的电压-时间特性在下面描述的图3A中示出。
为了补偿切换延迟并使慢切换装置能按期望的分辨率和刷新率来执行，这样的装置可使用被称为“流水线（pipelining）”的技术，在其中若干连续的栅极选择线按重叠的方式被驱动。然而，由于栅极选择信号的重叠性质，可能不存在显示线未被选择的时间段，并且，因此，不存在用于执行输入感测的消隐时期。因此，以使用慢切换晶体管的显示装置实现感测期间提出挑战的独特集合。
图3A和3B例示依照本发明实施例的、作为时间的函数的慢切换晶体管的电压。如所示，时间延迟（Tturn-on）与将晶体管栅极从“关”状态切换到“开”状态关联。一旦栅极达到阈值电压（VON），晶体管在时间段Tstable内进入“开”状态，在其期间可以驱动与晶体管关联的一个或多个子像素用于显示更新。在一个实施例中，Tstable短于或等于分配来更新具有特定刷新率和分辨率的显示装置的各显示线的时间（Tupdate）。一旦一个或多个子像素被更新，可以取消选择与晶体管关联的栅极选择线，在其之后，晶体管进入“关”状态。
为了补偿栅极选择线首次以栅极选择信号来驱动的时间以及栅极电压达到打开电压的时间之间的时间延迟，各自与一个或多个显示线关联的多个栅极选择线可被“流水线化（pipelined）”。换言之，栅极选择线按有序及重叠的方式被驱动，使得与显示线对应的晶体管在不同的时间达到“开”状态，使得各显示线能按适时的方式被单独地更新（例如经由源极线）。这个技术的一个实施例在图3B中例示。如图3B所示，两个或多个栅极选择线（例如线i和线i+1）可以按重叠的方式被驱动，使得与每一栅极选择线关联的晶体管在不同的时间达到VON（例如按期望的次序达到VON）。
上述流水线技术可使用多种不同的硬件和/或软件配置来实现。例如，在各种实施例中，流水线可以通过在与当前栅极选择线420（例如线i）关联的寄存器元件410正被驱动来选择显示线用于更新的同时，对与下一栅极选择线420（例如线i+1）关联的寄存器元件410预充电，来完成。这样的配置在图4A中例示，其例示依照本发明实施例的、与包括在图1的显示装置160中的栅极选择线420耦合的寄存器元件410的局部示意图。如所示，各寄存器元件410的输出412可耦合至相邻寄存器元件410。从而，当显示线的计时被执行时，在当前显示线（例如线i）被选择用于更新的同时，与下一显示线（例如线i+1）关联的寄存器元件410可预充电。这个技术在图4B中更详细地示出，其例示依照本发明实施例在显示更新期间，寄存器元件410-2的充电波形。如所示，在时间段402期间，通过与线i关联的寄存器元件410-1的输出412-1对与线i+1关联的寄存器元件410-2预充电。随后，在与显示线i+1关联的显示更新时期404期间，还对寄存器元件410-2充电直到跨寄存器元件410-2的电压达到阈值电压（VON）。
一旦栅极选择线420-2达到阈值电压（VON），像素数据通过多个源极线驱动至与显示线i+1关联的像素来更新显示线。同时地，寄存器元件410-2的输出412-2可以被用来对下一寄存器元件410（例如寄存器元件410-3）预充电。随后，在显示线i+1被更新后，取消选择显示线，下一显示线（例如显示线i+2）被选择，并且与下一显示线关联的像素数据通过源极线被驱动至下一行的像素。重复这个过程直到显示装置160中的每一线都已被更新。
当仅在显示装置160的垂直消隐时期期间执行输入感测时，流水线过程不会被中断。在这样的实施例中，以与显示刷新率相等的速率收集输入感测数据。为了以与显示刷新率不同的速率（例如更高的速率）获取输入感测数据，流水线过程可以被中断。然而，中断流水线过程来获取输入感测数据可能干扰预充电阶段和/或影响施加到栅极选择线420上的最终电压。这个充电行为在图5中示出，其例示依照本发明实施例当显示更新被中断来执行输入感测时，寄存器元件410的充电波形。如所示，寄存器元件410可以在非显示更新时期503期间放电（例如由于漏电），导致寄存器元件410的电压在充电时期504的开始达到低于期望的电平。随后，寄存器元件410在充电时期504期间可能不达到阈值电压（VON），或者可能保持在阈值电压（VON）之上不足够的持续时间，从而产生显示假象。
例如，参考图4A和4B，在显示更新时期期间对寄存器元件410-1充电来更新显示线i。随后，寄存器元件410-1的输出412-1可以用于对寄存器元件410-2预充电。在更新显示线i后，显示更新可被暂停，并且可以在诸如长水平消隐时期的非显示更新时期期间执行输入感测。在非显示更新时期期间，如图5所示，电荷可能从寄存器元件410-2泄漏，导致跨寄存器元件410-2的电压降低。作为结果，一旦显示更新在非显示更新时期后恢复，寄存器元件410-2上的电荷可能处于低于期望的电平。因此，当在下一个显示更新时期期间更新显示线i+1和/或显示线i+1之后的一个或多个另外的显示线（例如显示线i+2）时，可能产生假象。因此，为了在非显示更新时期（例如非显示更新时期503）之后恢复显示更新时，将寄存器元件410预充电到期望电平，一个或多个非活动寄存器元件411可以包括在显示装置内，以下将结合图6-8更详细地描述。
当恢复显示更新时减少显示假象
图6例示依照本发明实施例的、布置在图1的显示装置160中的寄存器元件410之间的非活动寄存器元件411的局部示意图。如所示，非活动寄存器元件411-N的输出412（例如输出412-3）可以耦合到与将要在非显示更新时期后被更新的下一显示线关联的寄存器元件410（例如与显示线i+1关联的寄存器元件410-2）。然而，非活动寄存器元件411的输出不是直接耦合到栅极选择线或显示线。非活动寄存器元件411-N可以在非显示更新时期期间被驱动，导致与下一显示线关联的寄存器元件410被预充电。因此，与将要被更新的与下一显示线关联的寄存器元件410可以在下一显示更新时期之前，被预充电到期望电平，使得寄存器元件410能够在下一显示更新时期期间在适当的持续时间内达到阈值电压（VON）。
在一些实施例中，单个非活动寄存器元件411可以被用于在非显示更新时期后，对与将要被更新的下一显示线关联的寄存器元件410预充电。在这样的实施例中，非活动寄存器元件411可以耦合到与在非显示更新时期前被更新的前一显示线（例如线i）关联的寄存器元件410-1的输出412-1，使得寄存器元件410-1能够对非活动寄存器元件411预充电。备选地，非活动寄存器元件411可以不耦合到与在非显示更新时期前被更新的前一显示线关联的寄存器元件410-1的输出412-1。在这样的实施例中，非活动寄存器元件411可以在非显示更新时期期间被驱动，而没有被寄存器元件410-1预充电。
在其他实施例中，多于一个的非活动寄存器元件411可以被用于对与将要在非显示更新时期后更新的下一显示线关联的寄存器元件410预充电。例如，如图6所示，可以使用多个非活动寄存器元件411（例如两个或更多），使得一个非活动寄存器元件411-1对下一非活动寄存器元件411-N预充电。串联的前一非活动寄存器411-N的输出可以随后耦合到与将要在非显示更新时期后更新的下一显示线关联的寄存器元件410。包括多个非活动寄存器元件411可以使前一非活动寄存器411-N的输出412-3上的电压能够更精确地被确定和/或控制。例如，若寄存器元件410和/或非活动寄存器元件411被允许在非显示更新时期期间完全放电，在各非活动寄存器元件411的输出412上的电压到达适当电平之前，可能需要驱动若干非活动寄存器元件411。
此外，一个或多个非活动显示元件411中每个被驱动的时间段可被增加或减少，使得串联的前一非活动寄存器元件411-N的输出412-3达到适当的电平（例如大约80%的阈值电压或更高）以在下一显示更新时期内对寄存器元件410-2充分地预充电。例如，在非显示更新期间驱动特定非活动显示元件411的时间段可能比在显示更新时期期间驱动寄存器元件410的时间段更长。
如上所述，在给定非显示更新时期期间里可以驱动任何数量的非活动寄存器元件411。进一步地，一个或多个非活动寄存器元件411分组可能包括在显示装置160内用于在单个显示帧（例如电容性帧）期间将要被观察的各非显示更新时期。在各种实施例中，通过对寄存器元件410和/或非活动寄存器元件411之间的“令牌”进行计时，选择寄存器元件410和/或非活动寄存器元件411。这样做的话，各寄存器元件410和/或非活动寄存器元件411可以耦合到配置成将令牌从一个寄存器传递到下一个的时钟信号线。
电容性负载和/或电阻性负载可以耦合到非活动寄存器元件411的一个或多个的输出412，以便控制需要将非活动寄存器411充电到特定电平的时间（例如控制RC时间常量）。在一些实施例中，耦合到非活动寄存器元件411的电容性负载可以与寄存器元件410耦合到的栅极选择线的电容大体上相似。因此，非活动寄存器元件411的充电行为可以与寄存器元件410的充电行为大体上相似，使得通过非活动寄存器元件411施加到寄存器元件410的预充电能够更精确地被预测和/或控制。
图7例示依照本发明实施例的、与在非显示更新时期后更新的第一显示线关联的非活动寄存器元件411及寄存器元件410的充电波形。如所示，当单个非活动寄存器元件411布置在与在非显示更新时期703之前更新的前一显示线关联的寄存器元件410和在非显示更新时期703之后更新的第一显示线关联的寄存器元件410之间，非活动寄存器元件411可以在非显示更新时期703期间被放电（例如由于漏电）。作为结果，在下一充电时期704期间，非活动寄存器元件411可以不达到阈值电压（VON）。然而，由于非活动寄存器元件411没有耦合到显示线，显示假象不会产生。因此，非活动寄存器元件411的放电不会消极影响显示装置160。进一步地，如图7所示，与在非现实更新时期703之后更新的第一显示线关联的寄存器元件410被预充电到适当电平，使得寄存器元件410能够在下一显示更新时期706期间达到阈值电压（VON）。
图8是依照本发明实施例的、用于在以输入装置100恢复显示更新时减少显示假象的方法800的流程图。尽管方法800结合图1-7描述，本领域技术人员应理解，配置成以任何适当顺序，执行该方法的任何系统，落入本发明的范围内。
方法800开始于步骤810，其中驱动器模块240驱动第一寄存器元件来选择第一显示线用于在第一显示更新时期期间的显示更新。在步骤820，在第一显示更新时期期间，第一寄存器元件转移电荷到第二寄存器元件。在步骤830，驱动器模块240驱动第二寄存器元件来选择第二显示线用于在第二显示更新时期期间的更新。第一寄存器元件和第二寄存器元件可以分别耦合到第一栅极电极和第二栅极电极。此外，第一栅极电极和第二栅极电极可配置成分别激活第一显示线和第二显示线用于显示更新。
下一步，在步骤840，驱动器模块240驱动一个或多个传感器电极（例如第一批多个传感器电极210）用于在非显示更新时期期间的输入感测。在步骤850，一个或多个寄存器元件（例如一个或多个非活动寄存器元件411，诸如第三寄存器元件）在非显示更新时期期间被充电。这些寄存器元件可被充电到处于或高于阈值电压（VON）的电平，或寄存器元件可被充电到低于阈值电压（VON）的电平。进一步地，寄存器元件的每个被充电到的电平可以高于先前寄存器元件被充电到的电平，使寄存器元件在非显示更新时期的开始跃升到阈值电压。在各种实施例中，在非显示更新时期期间被充电的寄存器元件并不直接耦合到显示线。包括在一个或多个寄存器元件内的各寄存器元件可以转移电荷（例如预充电）到相邻寄存器元件和/或传递令牌到相邻寄存器元件，如上结合图6所描述的。
在步骤860，包括在一个或多个寄存器元件内前一寄存器元件（即耦合到与在非显示更新时期后将要被更新的第一显示线关联的第一寄存器元件的寄存器元件）在非显示更新时期期间转移电荷到第四寄存器元件。在步骤870，驱动器模块240驱动第四寄存器元件来选择第三显示线用于在第三显示更新时期期间的显示更新。第四寄存器元件可以耦合到配置成激活第三显示线用于显示更新的第三栅极电极。
因而，提出本文阐述的实施例和示例以便最好地解释按照本发明和其特定应用，并从而使得本领域技术人员能够实现并使用本发明。但是，本领域技术人员将认识到前述描述和示例仅为了例示和示例的目的而提出。所阐述的描述并不意在是穷举性的或将本发明限定到所公开的精确形式。
Claims (20)
1.一种用于具有集成电容性感测装置的显示装置的显示线选择系统，所述显示线选择系统包括：
第一寄存器元件，其耦合至第一栅极电极并配置成：
选择所述第一栅极电极在第一显示更新时期期间更新第一显示线；以及
在所述第一显示更新时期期间转移电荷到第二寄存器元件；
所述第二寄存器元件，其耦合至第二栅极电极并配置成选择所述第二栅极电极在第二显示更新时期期间更新第二显示线；
第三寄存器元件，其配置成：
在非显示更新时期期间接收电荷；以及
在所述非显示更新时期期间转移电荷到第四寄存器元件；以及
所述第四寄存器元件，其耦合到第三栅极电极并配置成选择所述第三栅极电极在第三显示更新时期期间更新第三显示线。
2.如权利要求1所述的显示线选择系统，其中所述第三寄存器元件布置于所述第二寄存器元件和所述第四寄存器元件之间。
3.如权利要求1所述的显示线选择系统，其中所述第三寄存器元件非直接耦合到栅极选择线。
4.如权利要求1所述的显示线选择系统，还包括第五寄存器元件，其配置成：
在所述非显示更新时期期间接收电荷；
在所述非显示更新时期期间转移电荷至所述第三寄存器元件；以及
在所述非显示更新时期期间传递令牌至所述第三寄存器元件。
5.如权利要求1所述的显示线选择系统，其中所述非显示更新时期是发生在所述第二显示更新时期和所述第三显示更新时期之间的输入感测时期。
6.如权利要求1所述的显示线选择系统，还包括耦合至所述第三寄存器元件的电容性元件，其中所述电容性元件的电容与所述第一栅极电极、所述第二栅极电极以及所述第三栅极电极中至少一个的电容大体相似。
7.如权利要求1所述的显示线选择系统，其中所述第一显示线、所述第二显示线以及所述第三显示线耦合到非晶硅晶体管。
8.如权利要求1所述的显示线选择系统，其中所述第一寄存器元件、所述第二寄存器元件、所述第三寄存器元件以及所述第四寄存器元件布置在所述显示装置的薄膜晶体管层上。
9.如权利要求1所述的显示线选择系统，还包括一个或多个传感器电极，其配置成在所述非显示更新时期期间被驱动用于输入感测，其中包括在所述一个或多个传感器电极中的每一传感器电极包括包括在多个共用电极中的一个或多个共有电极，并且包括在所述多个共用电极中的第一共用电极配置成被驱动以在所述第一显示更新时期期间更新所述第一显示线。
10.一种利用具有集成电容性感测装置的显示装置来进行的输入感测的方法，所述方法包括：
驱动耦合至第一栅极电极的第一寄存器元件来选择第一显示线用于在第一显示更新时期期间的显示更新；
在所述第一显示更新时期期间从所述第一寄存器元件转移电荷到第二寄存器元件；
驱动耦合至第二栅极电极的所述第二寄存器元件来选择第二显示线用于在第二显示更新时期期间的显示更新；
驱动一个或多个传感器电极用于在非显示更新时期期间的输入感测；
在所述非显示更新时期期间对第三寄存器元件充电；
在所述非显示更新时期期间从所述第三寄存器元件转移电荷到第四寄存器元件；以及
驱动耦合至第三栅极电极的所述第四寄存器元件来选择第三显示线用于在第三显示更新时期期间的显示更新。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述非显示更新时期发生在所述第二显示更新时期之后并在所述第三显示更新时期之前。
12.如权利要求10所述的方法，其中对所述第三寄存器元件充电不激活显示线用于显示更新。
13.如权利要求10所述的方法，还包括：
在所述非显示更新时期期间对第五寄存器元件充电；
在所述非显示更新时期期间从所述第五寄存器元件转移电荷到所述第三寄存器元件；以及
在所述非显示更新时期期间从所述第五寄存器元件传递令牌到所述第三寄存器元件。
14.如权利要求10所述的方法，其中在所述非显示更新时期期间对所述第三寄存器元件充电包括对耦合到所述第三寄存器元件的电容性元件充电，其中所述电容性元件的电容与所述第一栅极电极、所述第二栅极电极以及所述第三栅极电极中至少一个的电容大体相似。
15.一种用于具有集成感测装置的显示装置的处理系统，所述处理系统包括：
包括驱动器电路的驱动器模块，所述驱动器模块具有配置用于耦合到多个寄存器元件和多个传感器电极的输出，所述驱动器模块配置用于：
驱动耦合至第一栅极电极的第一寄存器元件来选择第一显示线用于在第一显示更新时期期间的显示更新，以及在所述第一显示更新时期期间转移电荷到第二寄存器元件；
驱动耦合至第二栅极电极的所述第二寄存器元件来选择第二显示线用于在第二显示更新时期期间的显示更新；
驱动一个或多个传感器电极用于在非显示更新时期期间的输入感测；
在所述非显示更新时期期间驱动第三寄存器元件来转移电荷到第四寄存器元件；以及
驱动耦合至第三栅极电极的所述第四寄存器元件来选择第三显示线用于在第三显示更新时期期间的显示更新，
接收器模块，配置用于耦合至多个接收器电极并配置用于在所述一个或多个传感器电极被驱动用于输入感测时以所述多个接收器电极接收结果信号。
16.如权利要求15所述的处理系统，其中所述非显示更新时期发生在所述第二显示更新时期之后并在所述第三显示更新时期之前。
17.如权利要求15所述的处理系统，其中驱动所述第三寄存器元件不激活显示线用于显示更新。
18.如权利要求15所述的处理系统，其中所述驱动器模块还配置用于：
在所述非显示更新时期期间驱动第五寄存器元件来转移电荷到所述第三寄存器元件；以及
在所述非显示更新时期期间使令牌从所述第五寄存器元件传递到所述第三寄存器元件。
19.如权利要求15所述的处理系统，其中在所述非显示更新时期期间驱动所述第三寄存器元件包括对耦合到所述第三寄存器元件的电容性元件充电，其中所述电容性元件的电容与所述第一栅极电极、所述第二栅极电极以及所述第三栅极电极中至少一个的电容大体相似。
20.如权利要求15所述的处理系统，其中包括在所述一个或多个传感器电极中的每一传感器电极包括包括在多个共用电极中的一个或多个共有电极，并且所述驱动器模块还配置用于驱动包括在所述多个共用电极中的第一共用电极以在所述第一显示更新时期期间更新所述第一显示线。
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