CN105183256A - 用于降低寄生电容的调制电源 - Google Patents

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Abstract

一种输入装置，该输入装置包括具有集成电容感测装置的显示装置。该输入装置包括：多个传感器电极；多个显示电极；调制电源，配置成提供调制参考信号；以及处理系统。该处理系统包括传感器模块，所述传感器模块配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制电容感测信号来驱动多个传感器电极以用于电容感测。该处理系统还包括显示驱动器模块，所述显示驱动器模块配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制信号来驱动显示装置的多个显示电极。调制信号使多个显示电极与多个传感器电极之间的电压保持为基本上恒定。

Description

用于降低寄生电容的调制电源
技术领域
本发明的实施例一般涉及用于触摸感测的方法和设备，以及更具体来说涉及具有调制电源的电容触摸感测装置。
背景技术
包括接近传感器装置(通常又称作触摸板或触摸传感器装置)的输入装置广泛用于多种电子系统中。接近传感器装置通常包括常常通过表面来区分的感测区，在该感测区中接近传感器装置确定一个或多个输入物体的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用来提供电子系统的接口。例如，接近传感器装置常常用作较大计算系统的输入装置(例如笔记本或台式计算机中集成的或者作为其外设的不透明触摸板)。接近传感器装置还常常用于较小计算系统(例如蜂窝电话中集成的触摸屏)。
许多接近传感器装置利用传感器电极阵列来测量指示传感器电极附近的输入物体(例如手指或触控笔)的存在的电容的变化。许多方案对于电容触摸感测是可能的。在一种方案中，驱动以网格或“矩阵”所设置的“矩阵感测”传感器电极，以生成电容图像。传感器电极可按照绝对电容模式来驱动，其中传感器电极采用信号来驱动，以确定传感器电极与输入物体(若存在的话)之间的电容耦合程度。
按照绝对感测模式所驱动的传感器电极可遭遇与传感器电极以及除了输入物体之外的导电物体之间的寄生电容相关的影响。更具体来说，与输入装置关联的导电物体对由被驱动以用于电容感测的传感器电极所感测的电容作出贡献。寄生电容的存在降低检测输入物体的存在的能力。这个问题在“内嵌”(in-cell)显示器实施例中更为严重，其中感测电极是显示像素单元的一部分，并且因此感测电极非常靠近若干导电元件、例如显示单元的像素电极以及像素晶体管的端子等。
因此，需要改进的接近传感器装置。
发明内容
本文所述的实施例包括：输入装置，所述输入装置包括具有集成电容感测装置的显示装置；用于电容感测的方法；以及处理系统，该处理系统用于包括集成输入感测装置的显示装置。
在一个实施例中，输入装置包括：多个传感器电极；多个显示电极；调制电源，配置成提供调制参考信号；以及处理系统。该处理系统包括传感器模块，该传感器模块配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制电容感测信号来驱动多个传感器电极以用于电容感测。该处理系统还包括显示驱动器模块，该显示驱动器模块配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制信号来驱动显示装置的多个显示电极。调制信号使多个显示电极与多个传感器电极之间的电压保持为基本上恒定。
在另一个实施例中，方法包括在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制电容感测信号来驱动多个传感器电极以用于电容感测。该方法还包括在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制信号来驱动显示装置的多个显示电极。调制信号使多个显示电极与多个传感器电极之间的电压保持为基本上恒定。
在另一个实施例中，处理系统包括传感器模块，该传感器模块配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制电容感测信号来驱动多个传感器电极以用于电容感测。该处理系统还包括显示驱动器模块，该显示驱动器模块配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制信号来驱动显示装置的多个显示电极。调制信号使多个显示电极与多个传感器电极之间的电压保持为基本上恒定。
附图说明
为了实现能够详细了解本发明的上述特征的方式，可参照实施例进行以上概述的对本发明的更具体描述，在附图中示出实施例的一部分。但是要注意，附图仅示出本发明的典型实施例，并且因此不是要被理解为限制本发明的范围，因为本发明可容许其他同样有效的实施例。
图1是输入装置的示意框图。
图2A示出可在图1的输入装置中使用的传感器元件的简化示范阵列。
图2B是与输入装置集成的显示装置的等距示意图，示出寄生电容。
图3是液晶显示单元的截面局部示意图。
图4A是示出没有调制电源、触摸感测和像素更新同时发生的常规输入装置的操作的曲线图。
图4B是示出利用调制电源、触摸感测和像素更新同时发生的输入装置的操作的曲线图。
图5A示出与输入装置集成的显示装置的示意图。
图5B示出用于向像素晶体管栅极提供调制电压的示例电路。
图6示出用于驱动传感器电极以进行电容触摸感测的示例电路。
图7A是显示面板的一部分的特写俯视图。
图7B是显示面板的一部分的特写俯视图。
为了便于理解，相同的参考标号在可能的情况下用于表示附图共有的相同元件。预期一个实施例中公开的元件可有利地用于其他实施例而无需具体说明。这里所参照的附图不应当被理解为按比例绘制，除非另加说明。另外，附图通常经过简化，并且为了呈现和说明的清楚起见而省略细节或组件。附图和论述用于说明以下所述的原理，其中相似标号表示相似元件。
具体实施方式
以下详细描述实际上只是示范性的，而不是要限制本发明或者本发明的应用和使用。此外，并不是意在通过前面的技术领域、背景技术、发明内容或者以下具体实施方式中提供的任何明确表达或暗示的理论进行限制。
本技术的各个实施例提供用于降低电容感测输入装置中的寄生电容的输入装置和方法。具体来说，本文所述的实施例有利地利用调制电源来调制输入装置中的信号，以降低输入装置中的传感器电极所遭遇的寄生电容。另外，一些其他实施例提供与显示装置集成的输入装置，该输入装置包括调制电源，用于调制提供给显示器和输入装置中的显示元件和触摸感测元件的信号。
图1是按照本技术的实施例的输入装置100的示意框图。虽然本公开的所示实施例示为与显示装置集成的输入装置，但是预期本发明可在没有与显示装置集成的输入装置中实施。输入装置100可配置成向电子系统150提供输入。如本文档所使用的术语“电子系统”(或“电子装置”)广义地表示能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，例如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板、网页浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDA)。附加示例电子系统包括合成输入装置，例如包括输入装置100的物理键盘和独立操纵杆或按键开关。其他示例电子系统包括诸如数据输入装置(包括遥控和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏幕和打印机)之类的外设。其他示例包括远程终端、广告亭和视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携游戏装置等)。其他示例包括通信装置(包括蜂窝电话、例如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器、例如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可能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分，或者能够与电子系统在物理上分隔。适当地，输入装置100可使用下列的任一个或多个与电子系统的部分进行通信：总线、网络和其他有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF和IRDA。
图1中，输入装置100示为接近传感器装置(又常常称作“触摸板”或“触摸传感器装置”)，该接近传感器装置配置成感测由一个或多个输入物体140在感测区170中提供的输入。如图1所示，示例输入物体包括手指和触控笔。
感测区170包含输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在该空间中输入装置100能够检测用户输入(例如由一个或多个输入物体140所提供的用户输入)。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170沿一个或多个方向从输入装置100的表面延伸到空间中，直到信噪比阻止充分准确的物体检测。在各个实施例中，这个感测区170沿特定方向所延伸的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者以上，并且可随所使用的感测技术的类型和预期的精度而极大地改变。因此，一些实施例感测输入，该输入包括没有与输入装置100的任何表面相接触、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合某个量的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。在各个实施例中，可由传感器电极驻留在其中的壳体的表面、由施加在传感器电极或者任何壳体之上的夹层结构面板等，来提供输入表面。在一些实施例中，感测区170在投射到输入装置100的输入表面时具有矩形形状。
输入装置100可利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区170中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的多个感测元件124。感测元件124包括多个传感器电极120。作为若干非限制性示例，输入装置100可使用电容、倒介电、电阻、电感、磁、声、超声和/或光学技术。
一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维的空间的图像。一些实现配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。
在输入装置100的一些电阻实现中，柔性和导电第一层通过一个或多个隔离元件与导电第二层分隔。在操作期间，跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可使它充分偏斜以便在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可用于确定位置信息。
在输入装置100的一些电感实现中，一个或多个感测元件124获得(pickup)由谐振线圈或线圈对所感应的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合随后可用来确定位置信息。
在输入装置100的一些电容实现中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入物体引起电场的变化，并且产生电容耦合的可检测变化，该变化可作为电压、电流等的变化来检测。
一些电容实现利用电容感测元件124的阵列或者其他规则或者不规则图案来创建电场。在一些电容实现中，独立感测元件124可欧姆地短接在一起，以便形成较大传感器电极。一些电容实现利用电阻片，该电阻片可以是电阻均匀的。
如上所述，一些电容实现利用基于传感器电极120与输入物体之间的电容耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极120附近的输入物体改变传感器电极120附近的电场，因而改变所测量电容耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对参考电压(例如系统地)来调制传感器电极120以及通过检测传感器电极120与输入物体140之间的电容耦合进行操作。
另外，如上所述，一些电容实现利用基于传感器电极120之间的电容耦合的变化的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极120附近的输入物体140改变传感器电极120之间的电场，因而改变所测量电容耦合。在一个实现中，跨电容感测方法通过下列步骤进行操作：检测一个或多个发射器传感器电极(又称作“发射器电极”)与一个或多个接收器传感器电极(又称作“接收器电极”)之间的电容耦合，如下面进一步描述。发射器传感器电极可相对于参考电压(例如系统地)来调制，以传送调制信号。接收器传感器电极可相对于参考电压基本上保持为恒定，以促进所产生信号的接收。所产生信号可包括与一个或多个调制信号和/或与一个或多个环境干扰源(例如其他电磁信号)对应的(一个或多个)影响。传感器电极120可以是专用发射器电极或接收器电极，或者可配置成既传送又接收。
图1中，处理系统110示为输入装置100的一部分。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件，以检测感测区170中的输入。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，互电容传感器装置的处理系统可包括：发射器电路，配置成采用发射器传感器电极来传送信号；和/或接收器电路，配置成采用接收器传感器电极来接收信号。)在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，例如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的组件共同位于例如输入装置100的(一个或多个)感测元件124的附近。在其他实施例中，处理系统110的组件在物理上是独立的，其中一个或多个组件靠近输入装置100的(一个或多个)感测元件124，而一个或多个组件在其他位置。例如，输入装置100可以是耦合到台式计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成运行于台式计算机的中央处理单元上的软件以及与中央处理单元分隔的一个或多个IC(也许具有关联固件)。作为另一个示例，输入装置100可在物理上集成到电话中，并且处理系统110可包括作为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还执行其他功能，例如操作显示屏幕、驱动触觉致动器等。在一个或多个实施例中，网格电极可设置在两个或更多传感器电极120之间，以及处理系统110可配置成采用保护信号(其可配置成保护传感器电极)来驱动保护电极。在一个实施例中，保护信号可以是屏蔽信号，该屏蔽信号配置成保护和屏蔽传感器电极。网格电极可设置在与传感器电极相同的层上，并且包括一个或多个公共电极。在其他实施例中，网格电极可设置在与传感器电极分隔的层上。在一个实施例中，第一网格电极可设置在与传感器电极公共的第一层上，第二网格电极可设置在第二层(第二层处于传感器电极与输入装置100的输入表面之间)上。在一个实施例中，网格电极可分段为多个段，该多个段可由处理系统110单独驱动。在一个实施例中，第一网格电极设置成使得它至少部分确定传感器电极的第一子集的界限，以及第二网格电极设置成使得它至少部分确定传感器电极的第二子集的界限。在其他实施例中，输入装置100可包括两个以上网格电极。在各个实施例中，网格电极可称作网格电极。(一个或多个)网格电极和传感器电极可围绕Vcom电极的整个表面。
处理系统110可实现为操控处理系统110的不同功能的一组模块。各模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或者它们的组合。在各个实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括：硬件操作模块，用于操作诸如传感器电极和显示屏幕之类的硬件；数据处理模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据；以及报告模块，用于报告信息。其他示例模块包括：传感器操作模块，配置成操作(一个或多个)感测元件124以检测输入；识别模块，配置成识别例如模式变更手势等的手势；以及模式变更模块，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，来响应感测区170中的用户输入(或者没有用户输入)。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之类的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分(例如向电子系统中与处理系统110分隔的中央处理系统，若这种独立中央处理系统存在的话)提供与输入(或者没有输入)有关的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统110所接收的信息，以便对用户输入起作用，例如促进全系列的动作，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(一个或多个)感测元件124，以便产生电信号，该电信号指示感测区170中的输入(或者没有输入)。处理系统110可在产生提供给电子系统的信息中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可数字化从感测元件124所得到的模拟电信号。作为另一个示例，处理系统110可执行滤波或者其他信号调节。作为又一个示例，处理系统110可减去或者以其他方式考虑基准，使得信息反映电信号与基准之间的差。作为又一些示例，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。
如本文所使用的“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。示范“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。示范“一维”位置信息包括沿轴的位置。示范“二维”位置信息包括平面中的运动。示范“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。其他示例包括空间信息的其他表示。还可确定和/或存储与一种或多种类型的位置信息有关的历史数据，包括例如随时间来跟踪位置、运动或者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或者由另外某种处理系统所操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可提供用于感测区170中的输入的冗余功能性或者某种其他功能性。图1示出感测区170附近的按钮130，该按钮130能够用来促进使用输入装置100对项目的选择。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反，在一些实施例中，输入装置100可以在没有其他输入组件的情况下实现。
在一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测区170重叠显示装置160的显示屏幕的工作区的至少一部分。例如，输入装置100可包括覆盖显示屏幕的基本上透明的感测元件124，并且提供用于关联电子系统的触摸屏界面。显示屏幕可以是能够向用户显示可视界面的任何类型的动态显示器，并且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)或者其他显示技术。输入装置100和显示装置160可共享物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一部分用于显示和感测。作为另一个示例，显示装置160可部分或全部由处理系统110来操作。
应当理解，虽然在全功能设备的上下文中描述本技术的许多实施例，但是本技术的机制能够作为多种形式的程序产品(例如软件)来分配。例如，本技术的机制可作为电子处理器可读的信息承载介质(例如，处理系统110可读的非暂时计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)上的软件程序来实现和分配。另外，本技术的实施例同样适用，而与用于执行分配的介质的特定类型无关。非暂时的电子可读介质的示例包括各种光盘、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息或者任何其他存储技术。
图2A示出按照一些实施例、配置成在与图案200关联的感测区170中进行感测的感测元件124的示范图案200的一部分。为了说明和描述的清楚起见，图2A按照简单矩形的图案示出感测元件124的传感器电极120，而没有示出各种其他组件。感测元件124的示范图案200包括按X列和Y行所设置的传感器电极120X，Y的阵列(统称为传感器电极120)，其中X和Y为正整数。预期的是，感测元件124的图案包括具有其他配置(例如极性阵列、重复图案、非重复图案、单行或单列或者其他适当布置)的多个传感器电极120。传感器电极120耦合到处理系统110，并且用来确定感测区170中的输入物体140的存在(或者不存在)。
在第一操作模式中，传感器电极120(120-1、120-2、120-3、...、120-n)的布置可用来经由绝对感测技术来检测输入物体的存在。也就是说，处理系统110配置成采用信号来驱动各传感器电极120，并且接收包含与调制信号对应的影响的所产生信号，该信号由处理系统110或者其他处理器用来确定输入物体的位置。
传感器电极120通常相互欧姆地隔离。也就是说，一个或多个绝缘体分隔传感器电极120，并且防止它们相互电短接。在一些实施例中，传感器电极120通过绝缘间隙来分隔。分隔传感器电极120的绝缘间隙可填充有电绝缘材料，或者可以是空气隙。
在第二操作模式中，传感器电极120(120-1、120-2、120-3、...、120-n)可用来经由轮廓感测技术来检测输入物体的存在。也就是说，处理系统110配置成采用调制信号逐行地并且然后逐列地驱动传感器电极120。响应按照这个配置驱动传感器电极120而生成的信号提供与感测区中的输入物体140的位置相关的信息。
在第三操作模式中，传感器电极120可划分为发射器和接收器电极的编组，该编组用来经由跨电容感测技术来检测输入物体的存在。也就是说，处理系统110可采用调制信号来驱动第一组传感器电极120，并且采用第二组传感器电极120来接收所产生信号，其中所产生信号包含与调制信号对应的影响。所产生信号由处理系统110或者其他处理器用来确定输入物体的位置。
输入装置100可配置成工作在上述模式的任一种。输入装置100还可配置成在上述模式的任何两个或更多之间进行切换。
局部电容耦合的区域可称作“电容像素”。电容像素可在第一操作模式中在单独传感器电极120与地之间、在第二操作模式中在传感器电极120的编组与地之间以及在第三操作模式中在用作发射器和接收器电极的传感器电极120的编组之间来形成。电容耦合随着与感测元件124关联的感测区170中的输入物体140的接近和运动而变化，并且因而可用作输入装置100的感测区中的输入物体的存在的指示符。
在一些实施例中，“扫描”传感器电极120，以确定这些电容耦合。也就是说，在一个实施例中，驱动传感器电极120的一个或多个，以传送调制信号。可操作发射器以使得一次一个发射器电极进行传送，或者多个发射器电极同时进行传送。在多个发射器电极同时进行传送的情况下，多个发射器电极可传送相同调制信号，并且实际上产生实际更大的发射器电极。备选地，多个发射器电极可传送不同的调制信号。例如，多个发射器电极可按照使它们对所产生信号的组合影响能够被单独确定的一个或多个编码方案来传送不同的调制信号。
可单一或者多样地操作配置为接收器传感器电极的传感器电极120，以获取所产生信号。所产生信号可用于确定电容像素处的电容耦合的测量。
在另一个实施例中，可操作传感器电极以使得多于一个传感器电极在某一时间被驱动并且用以接收，或者多个传感器电极同时被驱动并且用以接收。在这类实施例中，绝对电容测量可同时从一个或多个传感器电极120的每个来得到。
在一个实施例中，传感器电极120的每个同时被驱动并且用以接收，从而同时从传感器电极120的每个得到绝对电容测量。在各个实施例中，处理系统110可配置成有选择地驱动传感器电极120的一部分并且采用其进行接收。例如，传感器电极可基于(但非限制于)运行于主处理器上的应用、输入装置的状态和感测装置的操作模式来选择。
来自电容像素的一组测量形成“电容图像”(又称作“电容帧”)，其表示像素处的电容耦合。可针对多个时间周期来获取多个电容图像，并且它们之间的差用来得出与感测区中的输入有关的信息。例如，针对连续时间周期所获取的连续电容图像能够用来跟踪进入、退出感测区以及处于感测区中的一个或多个输入物体的运动。
输入装置100的本底电容是与感测区170中没有输入物体关联的电容图像。本底电容随环境和操作条件而发生变化，并且可按照多种方式来估计。例如，一些实施例在确定没有输入物体处于感测区170中时获取“基准图像”，并且将那些基准图像用作其本底电容的估计。
能够对于输入装置100的本底电容来调整电容图像，以获得更有效处理。一些实施例通过对电容像素处的电容耦合的测量进行“基准化”，以产生“基准化电容图像”，来实现这个方面。也就是说，一些实施例将形成电容图像的测量与关联那些像素的“基准图像”的适当“基准值”进行比较，并且根据那个基准图像来确定变化。
在一些触摸屏实施例中，传感器电极120的一个或多个包括在更新显示屏幕的显示中使用的一个或多个公共电极。在一个或多个实施例中，公共电极包括VCOM电极、源驱动线、栅线、阳电极或阴电极或者任何其他显示元件的一段或多段。这些公共电极可设置在适当显示屏幕衬底上。例如，公共电极可设置在一些显示屏幕(例如共面转换(IPS)或面线转换(PLS)有机发光二极管(OLED))中的透明衬底(玻璃衬底、TFT玻璃或者任何其他透明材料)上、设置在一些显示屏幕(例如图案垂直配向(PVA)或多域垂直配向(MVA))的滤色器玻璃的底部上、设置在发射层(OLED)之上等。在这类实施例中，公共电极又能够称作“组合电极”，因为它执行多个功能。在各个实施例中，传感器电极120的每个包括一个或多个公共电极。在其他实施例中，至少两个传感器电极120可共享至少一个公共电极。
在各个触摸屏实施例中，“电容帧率”(获取连续电容图像的速率)与“显示帧率”(更新显示图像(包括刷新屏幕以重新显示相同图像)的速率)可以是相同或者不同的。在各个实施例中，电容帧率是显示帧率的整数倍。在其他实施例中，电容帧率是显示帧率的分数倍。在又一些实施例中，电容帧率可以是显示帧率的任何分数或整数。
继续参照图2A，耦合到感测电极120的处理系统110包括传感器模块204以及可选的显示驱动器模块208。传感器模块204包括配置成在预期输入感测的周期期间将调制信号驱动到感测电极120上的电路。调制信号一般是在为输入感测所分配的时间周期上包含一个或多个突发的调制信号。调制信号可以具有幅度、频率和电压，它们可被改变以得到感测区170中的输入物体的更鲁棒位置信息。传感器模块204可有选择地耦合到传感器电极120的一个或多个。例如，传感器模块204可耦合到传感器电极120的所选部分。在另一个示例中，传感器模块204可耦合到传感器电极120的不同部分。在又一示例中，传感器模块204可耦合到所有传感器电极120，并且工作在绝对或跨电容感测模式。
在一个或多个实施例中，电容感测(或输入感测)和显示更新可在至少部分重叠的周期期间发生。例如，当驱动公共电极以用于显示更新时，也可驱动公共电极以用于电容感测。在另一个实施例中，电容感测和显示更新可在非重叠周期(又称作非显示更新周期)期间发生。在各个实施例中，非显示更新周期可在显示帧的两条显示行的显示行更新周期之间发生，并且在时间上可与显示更新周期至少一样长。在这种实施例中，非显示更新周期可称作长水平消隐周期、长h消隐周期或者分布式消隐周期。在其他实施例中，非显示更新周期可包括水平消隐周期和垂直消隐周期。处理系统110可配置成在不同非显示更新时间的任一个或多个或者任何组合期间，或者在显示更新时间期间驱动传感器电极120以用于电容感测。
传感器模块204还包括电路，该电路配置成在预期输入感测的周期期间采用传感器电极120来接收包含与调制信号对应的影响的所产生信号。传感器模块204可确定感测区170中的输入物体140的位置，或者可将包含指示所产生信号的信息的信号提供给另一个模块或处理器、例如确定模块或电子装置150的处理器(即，主处理器)，以用于确定感测区170中的输入物体140的位置。
显示驱动器模块208可包含在处理系统110中或者与其分离。显示驱动器模块208包括电路，该电路配置成在非感测(例如显示更新)周期期间或者在感测周期期间向显示装置160的显示器提供显示图像更新信息。
如上所述，感测元件124的传感器电极120可形成为分立几何形式、多边形、条、垫、线条或其他形状，传感器电极相互欧姆地隔离。传感器电极120可通过电路电耦合，以形成相对于传感器电极120中的分立传感器电极具有较大平面区域(planarea)的电极。传感器电极120可由不透明或者透明导电材料来制作。在传感器电极120与显示装置配合使用的实施例中，可期望将透明导电材料用于传感器电极120。在传感器电极120没有与显示装置配合使用的实施例中，可期望将具有较低电阻率的不透明导电材料用于传感器电极120，以改进传感器性能。适合于制作传感器电极120的材料包括ITO、铝、银、铜和导电碳材料等。传感器电极120可形成为具有极少或者没有开孔面积的导电材料的连续体(即，具有未被孔中断的平面表面)，或者备选地可制作成形成具有贯穿其中而形成的开口的材料主体。例如，传感器电极120可由导电材料的网状结构(例如多个互连的细金属线)来形成。在一个实施例中，传感器电极120的长度和宽度的至少一个可在大约1至大约2mm的范围中。在其他实施例中，传感器电极的长度和宽度的至少一个可小于大约1mm或者大于大约2mm。在其他实施例中，长度和宽度可以不是相似的，以及长度和宽度其中之一可在大约1至大约2mm的范围中。此外，对各个实施例，传感器电极120可包括处于大约4至大约5mm的范围中的中心-中心间距；但是，在其他实施例中，该间距可小于大约4mm或者大于大约5mm。
用于降低寄生电容的调制电源
当采用调制信号来驱动传感器电极120以用于电容感测时，传感器电极120可因传感器电极120与其他附近导电组件(例如其他传感器电极120)之间以及迹线与其他电极之间的电容耦合而遭遇与寄生电容相关的影响。在一些实施例中，这个寄生电容能够降低通过使用电容感测技术来检测那个输入物体的存在的能力。
为了降低与寄生电容相关的影响，向输入装置100的各种组件提供电力的电源配置成生成调制电源信号和调制地信号。调制电源信号和调制地信号使通常相对地球地保持在基本上恒定电压的上述输入装置100的各种组件改为采用相对地球地的调制信号来驱动。换言之，通过采用调制电源向输入装置100供电，输入装置100中的各种信号被调制。然后能够只通过将传感器电极120相对调制地信号保持在恒定电压，来操作传感器电极120。由于输入物体140(一般)处于地球地，所以传感器电极120与输入物体140之间的电压差随时间而改变。此外，通过将传感器电极120相对调制地信号(并且因而输入装置100的其他组件)保持在恒定电压，所以传感器电极120所遭遇的寄生电容降低。更具体来说，因为传感器电极120的电压相对输入装置100的其他组件保持为基本上恒定，所以寄生电容降低。
在各个实施例中，输入装置100可包括具有集成输入感测装置的显示装置160。如上所述，在这类实施例中，一个或多个显示电极可配置成执行显示更新以及电容感测。在显示更新周期期间，VCOM层中的电极(公共电极或VCOM电极)形成存储电容器和液晶材料的固定电极，其中电荷存储在VCOM电极与像素电极之间。VCOM电极与像素电极之间存储的电荷量确定光的透射。对于OLED，在显示更新周期期间，阴极层中的电极(公共电极或阴电极)形成存储电容器的固定电极，其中电荷存储在阴极层与阳极层之间。在输入感测周期期间，将与传感器电极120对应的一个或多个公共电极驱动到第一电压电位，以及将(一个或多个)传感器电极驱动到第一电压电位所需的所产生电荷由传感器模块204来测量。在各个实施例中，传感器电极可采用调制电压(调制电压使(一个或多个)传感器电极在第一电压电位与第二电压电位之间转变)来驱动。在其他实施例中，处理系统110可配置成采用预定电荷量来驱动传感器电极，以及传感器电极上的对应电压被测量。在上述实施例的任一个中，驱动到传感器电极上的信号可称作调制信号，以及所测量的电荷或电流可称作所产生信号，所产生信号采用(一个或多个)传感器电极来接收。所产生信号包括传感器电极与接近导体之间的局部寄生电容以及传感器电极与输入物体之间的电容。在各个实施例中，可通过降低存在于所产生信号中的寄生电容，来改进传感器模块204和输入装置100的能力。
图2B示出传感器电极120的多个局部寄生电容。在所示实施例中，Csource表示传感器电极与源线之间的寄生电容，Cadj表示传感器电极与相邻(或接近)传感器电极之间的寄生电容，Cpe表示传感器电极与像素电极之间的寄生电容，以及Cgate表示传感器电极与栅线之间的寄生电容。图2B所示的寄生电容可以是大量寄生电容的子集。此外，在各个实施例中，在传感器电极与多个栅线、源线、相邻传感器电极和/或像素电极之间可存在寄生电容耦合。
在一个实施例中，通过将保护信号驱动到传感器电极(该传感器电极处于被驱动以用于电容感测的传感器电极附近)上和/或驱动到服务于另一目的、例如显示更新的电极上，可充分降低或消除寄生电容。保护信号可配置成使得电极(即，栅线、源线、传感器电极)之间的相对电压是基本上恒定的。因此，为了消除或降低采用调制信号所驱动以用于电容感测的传感器电极与附近电极之间的寄生电容，采用在频率、相位和/或幅度的至少一个方面与调制信号相似的保护信号来驱动附近电极。这个保护信号在本文中可简单地称作“调制信号”。
在一个实施例中，有效保护是将相邻电极(例如像素电极或者任何其他附近电极)与处理系统电隔离。电隔离将这个隔离电极与被驱动以用于电容感测的传感器电极之间的相对电压保持不变。但是，隔离电极还将具有对其他电极的寄生电容，该寄生电容将使隔离电极上的电压相对于被驱动以用于电容感测的传感器电极不是不同的。这些其他电极也可采用保护信号来驱动。在一个实施例中，当栅线关断接入晶体管时，像素电极被隔离。
在其他实施例中，附近电极采用保护信号来驱动，从而充分降低被驱动以用于电容感测的传感器电极与附近电极之间的寄生电容。在一个实施例中，保护信号的幅度可大于或小于调制信号的幅度。
调制的任何实用形式可由调制电源来应用。在一些实施例中，由调制电源所应用的调制是频率在100kHz与500kHz之间的正弦波。在其他实施例中，可应用其他波形和/或频率。在一些实施例中，电源包括隔离电源。在其他实施例中，电源包括非隔离电源。
将调制电源包含在输入装置100中的一个有益效果在于，因为传感器电极120相对调制地信号保持在恒定电压，所以用于驱动传感器电极120的电路以最小复杂度来制作。针对图6来提供适当电路的示例。
包括调制电源的另一有益效果在于，当调制输入装置100的组件时，与因寄生电容而吸取的感应电流相关的功率消耗被降低。因此，与没有包括调制电源的输入装置100相比，驱动传感器电极120所需的功率量被降低。
在包括显示装置的输入装置100的实施例中实现将调制电源包含在输入装置100中的另一有益效果。在许多传统触摸/显示实施例中，在没有更新显示器中的像素的时间必须进行触摸感测。包括与显示装置集成的输入装置100的本发明的实施例获益于包含调制电源，因为调制电源帮助促进触摸和显示定时方案，在该方案中触摸感测和显示更新在至少部分重叠的时间周期期间执行。这种重叠定时方案在本文中又称作“重叠定时”。针对图4B更详细论述重叠定时。现在针对图3-7B更详细论述包括显示器的实施例。
图3是液晶显示单元300的截面局部示意图。显示单元300包括公共电压层(VCOM层)302、源线304、栅线306、液晶材料308、像素电极310以及具有源极312a、栅极312b和漏极312c的像素晶体管312。虽然显示单元示为液晶显示单元300，但是应当知道，显示单元300可以是不同类型的显示单元，例如有机发光二极管(OLED)。
VCOM层形成包括作为电介质的液晶材料308的电容器的一个电极。像素电极310形成电容器的相对电极。跨液晶材料308施加电压使液晶材料308改变光学性质，这允许从背光所发射的更多或更少光经过液晶材料308。跨液晶材料308的电压电平确定经过液晶材料308的光量。
因此，一般通过相对VCOM层302将像素电极310设置成某个电压，来实现更新像素值。VCOM通常保持在系统地与系统Vcc(即，电源电压)之间的某个电平。一般来说，VCOM保持在这两个电压的中间。将VCOM保持在中间电压而不是保持在绝对地或保持在Vcc的目的是使得能够使用电压平衡方案、例如点反转。点反转是一种方案，通过该方案液晶材料308以正电压并且然后以负电压交替充电，使得单一电压方向并非始终施加于液晶材料308。因为液晶材料308在仅沿单一方向的电压重复或恒定施加时可能遭遇疲劳，所以上述反转方案帮助降低或消除这种疲劳。
除了用作用于更新像素值的参考电压之外，VCOM还可作为用于触摸感测的传感器电极120来操作。在VCOM作为传感器电极120来操作的现有技术输入装置中，更新像素值，并且然后进行触摸感测。换言之，通常不执行“重叠定时”，如下面针对图4A更详细描述。但是，如针对图4B所述，本发明的实施例允许触摸感测和显示更新在重叠时间周期中执行。
图4A是示出没有调制电源、触摸感测和像素更新同时发生的常规输入装置的操作的曲线图400。如通过VCOM曲线402能够看到，当VCOM的电压随时间而改变时，通过像素电极曲线404所指示的像素电极处的电压保持恒定。因为VCOM的电压是变化的，所以像素电极与VCOM电极之间的电压差随时间而改变，这意味着，没有施加跨液晶材料308的预期电压差。此曲线图400示出像素更新和触摸感测无法同时执行的传统原因。图4B所示的不同方案允许像素更新和触摸感测同时执行。
图4B是示出利用调制电源、触摸感测和像素更新同时发生的输入装置的操作的曲线图450。如能够看到，VCOM的曲线452和像素电极的曲线454随时间而改变。另外，像素电极454与VCOM452之间的电压差(通过AV所指示)保持为基本上恒定。
因为VCOM上的电压随时间而改变，所以VCOM能够用来检测VCOM与输入物体140之间的电容耦合。更具体来说，VCOM相对输入物体140的变化电压将引起VCOM中能够测量的电流量。虽然像素电极454的电压相对地球地随时间而改变，但是像素电极454与VCOM452之间的电压差保持为基本上恒定。因此，恒定电压差施加于液晶材料308，这意味着，液晶材料308能够调整到预期透射率。可选择像素电极与VCOM之间的任何电压差。只要这个电压差保持为基本上恒定，则预期值被施加到子像素元件。
如通过图4A-4B所示，为了将(一个或多个)VCOM电极(或VCOM)用作传感器电极，调制VCOM。这意味着，按传统，更新像素值无法在感测输入物体的同时进行。但是，通过调制电源，VCOM相对地球地来调制，并且相对也经过调制的、施加到像素电极310的电压保持恒定。此外，通过调制电源，显示单元300中的导电元件也被调制，这意味着，与没有包括调制电源的输入装置100相比，VCOM与这些导电元件之间的寄生电容被降低。此外，因为VCOM被调制，所以子像素值能够在感测输入物体的同时被更新。
图5A是按照一实施例、与输入装置集成并且包括调制电源的显示装置500的示意图。如所示，显示装置500包括显示面板502、栅极驱动器504、源极驱动器/接收器模块506、调制电源508和处理系统510。处理系统510包括各种模块，例如传感器模块512、确定模块514和显示驱动器模块516。显示面板502包括传感器电极120，该电极包括(一个或多个)公共电压(VCOM)电极。显示面板还包括子像素元件520。子像素元件520包括用于显示像素中的颜色的组件。显示面板502还包括未示出的背光和其他组件。
暂时参照图3，子像素元件520各包括用于驱动像素电极310的像素晶体管。如图3所示，像素晶体管包括栅极312b、源极312a和漏极312c。栅极312b耦合到栅极驱动器504。源极312a耦合到源极驱动器/接收器模块506。漏极312c耦合到像素电极310。如针对图3所述，子像素元件520可具有基于与液晶不同的技术(例如OLED)的构造，在这种情况下，子像素元件520具有适当组件。
又参照图5A，处理系统510一般包括图2A所示处理系统110的功能性。栅极驱动器504和源极驱动器/接收器模块506生成信号以驱动子像素元件520的每个供显示。更具体来说，栅极驱动器504通过向特定一行子像素元件520提供栅极电压，来选择一行子像素元件520。源极驱动器/接收器模块506向将被更新的子像素元件520提供源极信号。在液晶显示实施例中，源极信号是电压电平，其被选择成将特定电压差施加于液晶材料308，以便使液晶材料308透射来自背光的预期光量。在其他显示技术实施例(例如有机发光二极管(OLED))中，源极信号按照特定显示技术以不同方式起作用。
源极驱动器/接收器模块506还包括配置成接收来自传感器电极120的所产生信号的电路。在一些实施例中，源极驱动器/接收器模块506包括多个接收器通道，所述多个接收器通道各配置成测量一个或多个传感器电极120与输入装置之间的电容的变化。在一个实施例中，测量电容的变化包括相对面板地532将传感器电极120保持在特定电压，同时测量将传感器电极120保持在那个电压所需的电流量。接收器通道的示例是针对图6所示和所述的电路600。感测通道的每个可采用选择电路、例如一个或多个复用器有选择地耦合到一个或多个传感器电极120。
源极驱动器/接收器模块506可体现为配置成执行触摸感测以及显示更新功能性两者的一个或多个集成电路芯片。在一些实施例中，源极驱动器/接收器模块506的功能性的至少一部分由传感器模块512来执行。在其他实施例中，传感器模块512指导源极驱动器/接收器模块506采用预期信号来驱动传感器电极120。此外，在各个实施例中，传感器模块512接收和处理来自源极驱动器/接收器模块506的所测量的电容的变化。
在一些实施例中，处理系统510配置成使电源508在向源极驱动器/接收器模块506和栅极驱动器504提供调制参考信号或者非调制参考信号之间进行选择，使得子像素元件520可采用调制或者非调制信号来驱动。更具体来说，栅极驱动器504接收栅极驱动器电源电压534，该电压根据处理系统510的选择来调制或者未调制。类似地，源极驱动器/接收器模块506接收源极驱动器电源电压536，该电压根据处理系统510的选择来调制或者未调制。这两个电源电压在本文中可称作“参考电压”，并且在经过调制时称作“调制参考电压”。因此，源极信号、即提供给子像素元件520的源极端子312a的信号以及栅极信号、即提供给子像素元件520的栅极端子312b的信号基于处理系统510是使电源508提供调制信号还是非调制信号而经过调制或者没有调制。
暂时参照图5B，图5B示出按照一实施例、用于采用调制信号来驱动栅线的示例电路550。在图5B所示的实施例中，开关(晶体管对)确定对栅线的电压输出是栅极电压低(vgl)还是栅极电压高(vgh)供电电压。当输出为高电平时，电压来自经过调制的vgh，因此输出经过调制。如果输出为低电平，则电压来自vgl，因此输出也经过调制。
又参照图5A，处理系统510配置成确定共同驱动传感器电极120和显示电极(例如源电极和/或栅电极)的周期。在一些实施例中，共同驱动显示电极和传感器电极120包括同时采用显示更新信号来驱动显示电极并且采用电容感测信号来驱动传感器电极120。
在处理系统510共同驱动传感器电极120和显示电极的周期期间，处理系统510采用调制显示更新信号来驱动子像素元件520，并且还采用调制电容感测信号来驱动传感器电极120。在一些实施例中，应用于显示更新信号和电容感测信号两者的调制包括相同程度、频率和/或相位的电压变化。在一些实施例中，均匀地应用调制，并且因而施加到像素晶体管312的源极312a与传感器电极120的信号之间的电压差保持恒定。在这些情况下，更新子像素值，同时相对地球地来调制VCOM(即，传感器电极120)、源线和栅线。
除了共同驱动传感器电极120和显示电极之外，在各种不同时间，处理系统510可驱动显示电极而不驱动传感器电极120，或者驱动传感器电极120而不驱动显示电极。在处理系统510驱动显示电极而不驱动传感器电极120的时间周期中，处理系统510可采用非调制信号来驱动显示电极。由于传感器电极120在这些时间周期期间不是采用调制信号来驱动，所以一般没有遭遇与寄生电容相关的影响，并且因此显示电极没有采用调制信号来驱动以进行保护。
在一个示例中，传感器模块512配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的电容感测信号来驱动传感器电极120。这些电容感测信号配置成调制传感器电极120，使得可执行电容感测，如上所述。显示驱动器模块516还配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制显示更新信号来驱动显示电极以用于显示更新。显示更新信号配置成使显示电极与传感器电极之间的电压保持为基本上恒定。因此，在电容感测和显示更新均发生的第一时间周期中，显示更新信号和触摸感测信号均经过调制，这降低寄生电容的影响。第一时间周期可包括以上针对图2A所述的显示更新时间的全部或部分。
另外，在一些实施例中，传感器模块512配置成在第二时间周期期间(在此期间，没有显示更新发生)驱动传感器电极120以用于电容感测。在第二时间周期中，可通过关断关联像素晶体管，来使显示电极浮置。在显示电极浮置的这种状况下，由于电容效应，显示电极处的电压一般跟随传感器电极120的电压，并且因而没有对上述寄生电容作出贡献。因此，在电容感测发生但是显示更新没有发生的第二时间周期中，显示电极没有采用调制信号来驱动。在其他实施例中，显示电极可保持在恒定电压。第二时间周期可包括以上针对图2A所述的非显示更新周期(又称作“显示更新时间”)的全部或部分。
此外，在一些实施例中，传感器模块512配置成在第三时间周期期间(在此期间，显示驱动器模块516驱动显示电极以用于显示更新)没有驱动传感器电极120以用于电容感测。在第三时间周期期间，显示驱动器模块516采用非调制显示信号来驱动显示电极。在第三时间周期中，因为传感器电极没有被驱动以用于电容感测，所以上述寄生电容效应一般没有影响电容感测，并且因而显示电极没有采用调制信号来驱动。第三时间周期可包括以上针对图2A所述的显示更新时间的全部或部分。在各个实施例中，第一、第二和第三时间周期的任何组合可发生。例如，第一和第二时间周期可发生，第一和第三时间周期可发生，第二或第三时间周期可发生，或者这类时间周期的其他组合可发生。
处理系统510还包括确定模块514，该模块包括配置成处理从源极驱动器/接收器模块506所接收的信号的确定电路。在一些实施例中，处理系统510配置成确定传感器电极120与输入物体140之间的电容耦合的变化。确定模块514可有选择地耦合到源极驱动器/接收器模块506中的接收器通道的每个。
显示驱动器模块516可包含在处理系统510中或者与其分离。显示驱动器模块516包括配置成向显示面板502的显示器提供显示图像更新信息的电路。更具体来说，显示驱动器模块516包括用于控制栅极驱动器504和源极驱动器/接收器模块506以将子像素元件520更新到所指定值的电路。
在一个实施例中，输入装置100包括与调制电源508耦合的至少一个电容感测控制器。电容感测控制器可配置成为调制电源508提供调制参考信号，使得调制电源508配置成向各种显示电极和传感器电极提供调制信号。在一个实施例中，调制电源508配置成向栅线、源线和/或公共电极提供调制参考信号。在另一个实施例中，输入包括与调制电源508耦合的定时控制器，其中定时控制器配置成为调制电源508提供调制参考信号。
当调制VCOM时，VCOM能够用来通过电容耦合来检测输入物体的存在。当VCOM处的电压因调制而变化时，生成信号，该信号指示传感器电极120与输入物体140之间的电容耦合量。下面针对图6来提供用于按照这种方式来测量电容耦合的示例电路600。
图6示出示例模拟前端通道600、本文中又称作“AFE通道”，以用于驱动传感器电极120以进行电容触摸感测。如所示，AFE通道600包括电荷累积器602、调制电源508、分压器610和传感器电极120。应当知道，虽然图6所示的调制电源508是具有AFE通道600的电路的一部分，并且因而电耦合到图6所示的其他组件，但是调制电源508表示图5A所示的调制电源508。因此，图6所示的调制电源508可位于与AFE通道600的其余部分的不同物理位置。另外，应当理解，虽然传感器电极120如图6所示电耦合到AFE通道600，但是传感器电极120不是在物理上位于AFE通道600中。
AFE通道600包括电荷累积器602，以用于确定相对调制地信号将传感器电极保持在恒定电压所需的电荷量。电荷累积器602包括运算放大器604，其中具有运算放大器的反相输入与输出之间的电容反馈。非反相输入耦合到经过调制的参考电压。在一个实施例中，调制参考电压是分压器610的输出，分压器610将调制参考电压保持在调制地的电压与调制电源电压之间的固定电压。运算放大器的正电压电源端子和负电压电源端子分别耦合到显示面板502的调制电源线530和调制地线532。
当调制电源电压、调制地电压和调制参考电压因调制而变化时，运算放大器的输出相应地调整。更具体来说，运算放大器配置成使得运算放大器的反相输入跟随施加到运算放大器的非反相输入的调制信号。因此，耦合到传感器电极120的运算放大器的反相输入使传感器电极120跟随调制信号。运算放大器的输出处的电压指示相对调制地信号612将传感器电极120保持在恒定电压所需的电荷量。
电荷累积器602进行操作以相对调制地信号将传感器电极120保持在恒定电压，尽管相对输入物体140将传感器电极120保持在调制电压。在使输入物体140进入传感器电极120附近的感测区170中时，与没有输入物体140存在于感测区170中的状态相比，为了使传感器电极120的电压跟踪调制而需要运算放大器进行流动的电流量发生了变化。这个电流量因而指示传感器电极120与输入物体140之间的电容耦合，并且在运算放大器的输出中反映。
电荷累积器602的输出可耦合到各种支持组件，例如解调器电路、低通滤波器、取样和保持电路、其他有用电子组件(例如滤波器和模数转换器(ADC)等)。支持组件用来从电荷累积器602获取与传感器电极120与输入物体140的电容耦合或者没有电容耦合相关的测量。
寄生电容620不是分立元件，而是表示传感器电极120与输入装置100中的其他组件之间的电容量。与没有包括调制电源的输入装置相比，调制电源降低寄生电容量。
图7A和图7B示出若干显示面板配置，该配置示出用于将迹线布线到传感器电极120和子像素元件520的不同布局。图7A示出包括单栅线的配置。图7B示出包括双栅线的配置。
图7A是示出触摸和显示元件的配置700的显示面板502的一部分的特写俯视图。配置700包括传感器电极120和子像素元件520。
传感器电极120的每个包括分段VCOM层的一部分。各传感器电极120的形状大致为矩形，如所示。另外，各传感器电极120重叠四个子像素元件520。在各个实施例中，传感器电极120可重叠多于或少于四个子像素元件520。传感器电极120相互欧姆地隔离，使得能够单独驱动各传感器电极120。虽然图7A中采用特定形状示出，但是传感器电极120可按照任何可行形状来形成，如本领域的技术人员会理解的那样。
子像素元件520包括像素电极310。图7A中未示出的液晶材料设置在像素电极310与传感器电极120之间。像素电极310和传感器电极120共同工作，以提供跨液晶材料的电压，如针对图3所述。
子像素元件520的每个包括像素晶体管312，该晶体管具有栅极312b、源极312a和漏极312c。栅线702将像素晶体管312的栅极312b耦合到栅极驱动器504。类似地，源线704将像素晶体管312的源极312a耦合到源极驱动器/接收器模块506。通过连接元件705耦合到传感器电极120并且设置成与源线704相邻的传感器电极线706向传感器电极120提供信号，并且耦合到源极驱动器/接收器模块506。
当激活栅线702时，通过源线704所提供的信号通过栅线702所激活的像素晶体管312被驱动到对所驱动栅线702和所驱动源线704两者公共的子像素元件520的像素电极310。同时，充当VCOM电极的传感器电极120相对面板地532保持在恒定电压。传感器电极120耦合到源极驱动器/接收器模块506中的AFE通道、例如AFE通道600，该模块506确定将传感器电极120保持在恒定电压所需的电流量。因此，像素更新和触摸感测同时执行。
图7B是示出触摸和显示元件的配置750的显示面板502的一部分的特写俯视图。如所示，配置750示出传感器电极120和子像素元件520。
传感器电极120和子像素元件520与图7A所示的那些相似。但是，每行子像素元件包括第一栅线752a和第二栅线725b，而不只是如图7A所示的单栅线702。子像素元件520交替耦合到第一栅线752a和第二栅线752b。两个栅线的使用释放传感器电极线756的空间。这是因为源线754的每个能够用于两个相邻子像素，这两个相邻子像素通过两个不同栅线752a和752b来选择。
除了图7A和图7B所示的配置之外，传感器电极线设置在源线或漏线上面或下面的配置也是可能的。更具体来说，传感器电极线可直接设置在栅线或源线上面或下面，而不是与那些线的任一个相邻。
结论
本技术的各个实施例提供输入装置和用于降低电容感测输入装置中的寄生电容的方法。具体来说，本文所述的实施例有利地利用调制电源来调制输入装置中的信号，以降低输入装置中的传感器电极所遭遇的寄生电容。另外，一些其他实施例提供具有触摸感测能力的显示装置，该显示装置包括调制电源以调制提供给显示装置中的显示元件和触摸感测元件的信号。通过调制电源，传感器电极与输入装置的其他组件之间的电容耦合降低，由此增加感测输入物体的能力。
因此，提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，提供上述说明和示例只是用于说明和举例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。
鉴于以上所述，本公开的范围通过以下权利要求书来确定。

Claims (21)

1.一种处理系统，包括：
传感器模块，配置成在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制电容感测信号来驱动多个传感器电极以进行电容感测；以及
显示驱动器模块，配置成在所述第一时间周期期间采用基于所述调制参考信号的调制信号来驱动显示装置的多个显示电极，
其中所述多个显示电极和所述多个传感器电极在所述第一时间周期期间具有基本上恒定的电压差。
2.如权利要求1所述的处理系统，其中：
所述显示驱动器模块配置成在所述第一时间周期期间采用所述调制信号来驱动所述多个显示电极以进行显示更新，并且其中在所述第一时间周期期间，电容感测和显示更新按照至少部分重叠方式发生。
3.如权利要求1所述的处理系统，其中：
所述显示驱动器模块配置成在第二时间周期期间采用基本上非调制信号来驱动所述多个显示电极以进行显示更新，其中所述第一时间周期和所述第二时间周期是非重叠的。
4.如权利要求3所述的处理系统，其中：
所述传感器模块还配置成在所述第二时间周期期间没有驱动所述多个传感器电极以进行电容感测。
5.如权利要求1所述的处理系统，其中：
所述多个传感器电极的每个包括所述显示装置的至少一个公共电极。
6.如权利要求1所述的处理系统，其中，所述多个显示电极包括多个源电极和多个栅电极中的至少一个。
7.如权利要求1所述的处理系统，其中，所述调制信号是调制栅选择信号和调制源线更新信号中的至少一个。
8.如权利要求1所述的处理系统，还包括：
调制电源，配置成生成所述调制参考信号。
9.如权利要求1所述的处理系统，还包括与电源耦合的电容感测控制器，其中所述电容感测控制器配置成为所述电源提供所述调制参考信号，并且其中所述电源配置成提供所述调制电容感测信号和所述调制显示电极信号。
10.如权利要求1所述的处理系统，还包括耦合到电源的定时控制器，其中所述定时控制器配置成为所述电源提供所述调制参考信号，并且其中所述电源配置成提供所述调制电容感测信号和所述调制显示电极信号。
11.一种输入装置，包括：
多个传感器电极；
多个显示电极；
调制电源，配置成提供调制参考信号；以及
处理系统，包括：
传感器模块，配置成在第一时间周期期间采用基于所述调制参考信号的调制电容感测信号来驱动多个传感器电极以进行电容感测；以及
显示驱动器模块，配置成在所述第一时间周期期间采用基于所述调制参考信号的调制信号来驱动显示装置的多个显示电极，
其中所述多个显示电极和所述多个传感器电极在所述第一时间周期期间具有基本上恒定的电压差。
12.如权利要求11所述的输入装置，其中：
所述显示驱动器模块配置成在所述第一时间周期期间采用所述调制信号来驱动所述多个显示电极以进行显示更新，并且其中在所述第一时间周期期间，电容感测和显示更新按照至少部分重叠方式发生。
13.如权利要求11所述的输入装置，其中：
所述显示驱动器配置成在第二时间周期期间采用基本上非调制信号来驱动所述多个显示电极以进行显示更新，其中所述第一时间周期和所述第二时间周期是非重叠的。
14.如权利要求11所述的输入装置，其中：
所述传感器模块还配置成在所述第二时间周期期间没有驱动所述多个传感器电极以进行电容感测。
15.如权利要求11所述的输入装置，其中：
所述多个传感器电极的每个包括所述显示装置的至少一个公共电极。
16.如权利要求11所述的输入装置，其中，所述处理系统配置成在向所述显示驱动器模块提供调制参考信号和基本上非调制参考信号之间进行选择。
17.一种用于操作输入装置的方法，包括：
在第一时间周期期间采用基于调制参考信号的调制电容感测信号来驱动多个传感器电极以进行电容感测；以及
在所述第一时间周期期间采用基于所述调制参考信号的调制信号来驱动显示装置的多个显示电极，
其中所述多个显示电极和所述多个传感器电极在所述第一时间周期期间具有基本上恒定的电压差。
18.如权利要求17所述的方法，其中：
驱动所述多个显示电极还包括在所述第一时间周期期间采用所述调制信号来驱动所述多个显示电极以进行显示更新，
其中在所述第一时间周期期间，电容感测和显示更新按照至少部分重叠方式发生。
19.如权利要求17所述的方法，还包括：
在第二时间周期期间采用基本上非调制信号来驱动所述多个显示电极以进行显示更新，其中所述第一时间周期和所述第二时间周期是非重叠的。
20.如权利要求19所述的方法，还包括：
在所述第二时间周期期间没有驱动所述多个传感器电极以进行电容感测。
21.如权利要求19所述的方法，其中：
所述多个传感器电极的每个包括所述显示装置的至少一个公共电极。
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